Dolore indotto da ustioni e comportamento simile alla depressione nei topi
Summary
Una lesione transitoria da scottatura (65 °C ± 0,5 °C, 3 s) di una zampa posteriore riduce la soglia (g) alla stimolazione del filamento di von Frey del lato ipsilaterale e altera il modello dell’andatura. Inoltre, la lesione da ustione induce un comportamento simile alla depressione nel test di nuoto forzato.
Abstract
L’acqua scottante è la causa più comune di ustioni sia nelle popolazioni anziane che in quelle giovani. È una delle principali sfide cliniche a causa dell’alta mortalità e delle sequele nei paesi a basso e medio reddito. Le ustioni spesso inducono intenso dolore spontaneo e allodinia persistente, nonché problemi potenzialmente letali. Ancora più importante, il dolore eccessivo è spesso accompagnato da depressione, che può ridurre significativamente la qualità della vita. Questo articolo mostra come sviluppare un modello animale per lo studio del dolore indotto da ustioni e del comportamento simile alla depressione. Dopo l’anestesia, la lesione da ustione è stata indotta immergendo una zampa posteriore del topo in acqua calda (65 ° C ± 0,5 ° C) per 3 s. Il test di von Frey e l’analisi automatizzata dell’andatura sono stati eseguiti ogni 2 giorni dopo la lesione da ustione. Inoltre, il comportamento simile alla depressione è stato esaminato utilizzando il test di nuoto forzato e il test a rotazione è stato eseguito per differenziare la funzione motoria anormale dopo la lesione da ustione. Lo scopo principale di questo studio è descrivere lo sviluppo di un modello animale per lo studio del dolore indotto da ustioni e del comportamento simile alla depressione nei topi.
Introduction
Il danno tissutale, come ustioni e traumi, è generalmente associato alla co-occorrenza di dolore acuto. Le ustioni e i sintomi legati al trauma sono stimati in 1.80.000 morti ogni anno causati da ustioni: la stragrande maggioranza si verifica nei paesi a basso e medio reddito da diversi tipi di ustioni1. Secondo un rapporto mondiale, le ustioni sono comuni nei bambini e rappresentano circa il 40% -60% dei pazienti ospedalizzati 2,3. Queste lesioni specifiche sono ancora più gravi in quanto possono verificarsi nella vita di tutti i giorni, come l’ebollizione o l’acqua di balneazione 4,5. Sebbene il dolore acuto possa essere risolto spontaneamente dopo il recupero dal danno tissutale nella maggior parte dei casi, può essere possibile diventare cronico a causa di cambiamenti anormali nel sistema nervoso 6,7.
Recentemente, è stato suggerito che il dolore acuto può indurre uno stato d’animo depresso e il dolore cronico può causare ansia e depressione 8,9,10,11. La coesistenza di dolore e depressione rende più difficile trattare il paziente. La depressione tende anche ad aumentare la sensibilità al dolore, che è probabile che induca depressione e dolore più intensi12. Le complicanze del dolore e della depressione sono mostrate in modelli animali di infiammazione periferica 13,14,15,16. I meccanismi dettagliati alla base della depressione indotta dal dolore non sono ben noti fino ad ora17. Pertanto, è necessario sviluppare trattamenti più efficaci per le ustioni per alleviare gli effetti collaterali e i sintomi.
Pertanto, il presente studio è stato progettato per sviluppare un modello animale per studiare il dolore acuto indotto da ustioni e il comportamento simile alla depressione nei topi. Per questo, sono stati misurati la sensibilità tattile anormale correlata alle ustioni, il modello di andatura alterato e il comportamento simile alla depressione. Inoltre, questo studio tenta di convalidare il modello utilizzando i FANS.
Protocol
Representative Results
Discussion
La scottatura è una sorta di bruciatura termica causata da liquidi riscaldati. È stato suggerito che le ustioni di primo o secondo grado si verificano nella maggior parte dei casi, ma il contatto a lungo termine con fonti di calore può causare ustioni di terzo grado26. Nel presente studio, la lesione da ustione è stata indotta esponendo la zampa posteriore destra dei topi in acqua calda a 65 ° C per 3 s 4,26. Il danno tissutale è sta…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata sostenuta dalla Chungnam National University e dalla sovvenzione della National Research Foundation of Korea (NRF) finanziata dal governo della Corea (NRF-2019R1A6A3A01093963 e NRF-2021R1F1A1062509).
Materials
| 1 mL syringe | BD | 307809 | |
| 1.5 mL tube | Axygen | MCT-150-C | |
| 50 mL tube | SPL | 50050 | |
| Acetaminophen BioXtra, ≥99.0% | Sigma-Aldrich | A7085-100G | Positive control (The analgesic agent, acetaminophen (200 mg/kg) was administered intraperitoneally once-daily for 7 days starting from the day of after burn injury (Only Burn + Acetaminophen group. (von-Frey test, gait analysis, and forced swimming test: Used for drug-dependent behavioral testing after burn injury), (Rota-rod test: It was used to investigate the motor and functional impairments of the drug in animals after burn injury). |
| Alfaxan multidose (Alfaxalone) | JUROX Pty.Limited | In this experiment, this material used for animal anesthesia, and was used as a positive control for experimentally treated drugs in the rota-rod test. | |
| CatWalk automated gait analysis system | Noldus | CatWalk XT | Gait analysis in freely walking rodents is used to study the changes in limb movement and positioning in models with sensory-motor dysfunction |
| OPTISHIELD (Cyclosporin ophthalmic ointment) | Ashish Life Science | In this experiment, this material was used for an ointment to prevent corneal drying after induction of anesthesia. | |
| Plexiglass cylinder | SCITECH KOREA | custom made products | Used in forced swimming test |
| Rota-rod system | SCITECH KOREA | Accelerating rota rod | Used in the measurement of Normal Motor Function |
| von Frey filaments | North Coast Medical | NC12775 | Used in the measurement of Mechanical Allodynia |
| Waterbath | CHANGSHIN SCIENCE | C-WBE | Used in the burn injury induction |
Referenzen
- Peck, M. D. Epidemiology of burns throughout the World. Part II: intentional burns in adults. Burns. 38 (5), 630-637 (2012).
- Tracy, L. M., Cleland, H. Pain assessment following burn injury in Australia and New Zealand: Variation in practice and its association on in-hospital outcomes. Australasian Emergency Care. 24 (1), 73-79 (2021).
- Montgomery, R. K. Pain management in burn injury. Critical Care Nursing Clinics of North America. 16 (1), 39-49 (2004).
- Kang, D. W., Choi, J. G. Bee venom reduces burn-induced pain via the suppression of peripheral and central substance P expression in mice. Journal of Veterinary Science. 22 (1), 9 (2021).
- Abdi, S., Zhou, Y. Management of pain after burn injury. Current Opinion in Anaesthesiology. 15 (5), 563-567 (2002).
- Ullrich, P. M., Askay, S. W. Pain, depression, and physical functioning following burn injury. Rehabilitation Psychology. 54 (2), 211-216 (2009).
- Patwa, S., Benson, C. A. Spinal cord motor neuron plasticity accompanies second-degree burn injury and chronic pain. Physiological Reports. 7 (23), 14288 (2019).
- Michaelides, A., Zis, P. Depression, anxiety and acute pain: links and management challenges. Postgraduate Medicine. 131 (7), 438-444 (2019).
- Doan, L., Manders, T., Wang, J. Neuroplasticity underlying the comorbidity of pain and depression. Neural Plasticity. 2015, 504691 (2015).
- Vachon-Presseau, E., Centeno, M. V. The emotional brain as a predictor and amplifier of chronic pain. Journal of Dental Research. 95 (6), 605-612 (2016).
- Apkarian, A. V., Baliki, M. N. Predicting transition to chronic pain. Current Opinion in Neurology. 26 (4), 360-367 (2013).
- Yin, W., Mei, L. A Central amygdala-ventrolateral periaqueductal gray matter pathway for pain in a mouse model of depression-like behavior. Anesthesiology. 132 (5), 1175-1196 (2020).
- Deng, Y. T., Zhao, M. G., Xu, T. J. Gentiopicroside abrogates lipopolysaccharide-induced depressive-like behavior in mice through tryptophan-degrading pathway. Metabolic Brain Disease. 33 (5), 1413-1420 (2018).
- Zhang, G. F., Wang, J. Acute single dose of ketamine relieves mechanical allodynia and consequent depression-like behaviors in a rat model. Neuroscience Letters. 631, 7-12 (2016).
- Edwards, R. R., Smith, M. T. Symptoms of depression and anxiety as unique predictors of pain-related outcomes following burn injury. Annals of Behavioral Medicine. 34 (3), 313-322 (2007).
- Pincus, T., Vlaeyen, J. W. Cognitive-behavioral therapy and psychosocial factors in low back pain: directions for the future. Spine. 27 (5), 133-138 (2002).
- Laumet, G., Edralin, J. D. CD3(+) T cells are critical for the resolution of comorbid inflammatory pain and depression-like behavior. Neurobiology of Pain. 7, 100043 (2020).
- Zimmermann, M. Ethical guidelines for investigations of experimental pain in conscious animals. Pain. 16 (2), 109-110 (1983).
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
- Scholz, J., Broom, D. C. Blocking caspase activity prevents transsynaptic neuronal apoptosis and the loss of inhibition in lamina II of the dorsal horn after peripheral nerve injury. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 25 (32), 7317-7323 (2005).
- Kang, D. W., Choi, J. G. Automated gait analysis in mice with chronic constriction injury. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56402 (2017).
- Kang, D. W., Moon, J. Y. Antinociceptive profile of levo-tetrahydropalmatine in acute and chronic pain mice models: Role of spinal sigma-1 receptor. Scientific Reports. 6, 37850 (2016).
- Huang, W., Chen, Z. Piperine potentiates the antidepressant-like effect of trans-resveratrol: involvement of monoaminergic system. Metabolic Brain Disease. 28 (4), 585-595 (2013).
- Can, A., Dao, D. T. The mouse forced swim test. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (59), e3638 (2012).
- Choi, J. G., Kang, S. Y. Antinociceptive effect of Cyperi rhizoma and Corydalis tuber extracts on neuropathic pain in rats. Korean Journal of Physiology & Pharmacology. 16 (6), 387-392 (2012).
- Mosby’s. . Mosby’s Dictionary of Medicine, Nursing & Health Professions – Seventh edition, Nursing Standard. 20 (22), 36 (2006).
- Vandeputte, C., Taymans, J. M. Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders. BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).
- Isvoranu, G., Manole, E. Gait analysis using animal models of peripheral nerve and spinal cord injuries. Biomedicines. 9 (8), 1050 (2021).
- Yankelevitch-Yahav, R., Franko, M. The forced swim test as a model of depressive-like behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (97), e52587 (2015).
- Yan, H. C., Cao, X. Behavioral animal models of depression. Neuroscience Bulletin. 26 (4), 327-337 (2010).
- Papp, M., Willner, P. An animal model of anhedonia: attenuation of sucrose consumption and place preference conditioning by chronic unpredictable mild stress. Psychopharmacology. 104 (2), 255-259 (1991).
- Seminowicz, D. A., Laferriere, A. L. MRI structural brain changes associated with sensory and emotional function in a rat model of long-term neuropathic pain. Neuroimage. 47 (3), 1007-1014 (2009).
- Yalcin, I., Barthas, F. Emotional consequences of neuropathic pain: insight from preclinical studies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 47, 154-164 (2014).
- Choi, J. W., Kang, S. Y. Analgesic effect of electroacupuncture on paclitaxel-induced neuropathic pain via spinal opioidergic and adrenergic mechanisms in mice. American Journal of Chinese Medicine. 43 (1), 57-70 (2015).
