Eine Verlängerung der Essensdauer stellt ein orofofaziales nozizeptives Verhalten bei Nagetieren dar, das dem Wachverhalten von Menschen mit orofazialen Schmerzen ähnelt. Essen ist ein Verhalten, das keine Ausbildung oder Tiermanipulation erfordert, kortikale Partizipation erfordert und nicht mit anderen experimentell induzierten Verhaltensweisen konkurriert, was diesen Test von alternativen Reflex- oder Operantmessungen unterscheidet.
Eine Verlängerung der Essensdauer kann verwendet werden, um eine Zunahme der orofazialen mechanischen Hyperalgesie mit Ähnlichkeiten mit dem Schutzverhalten von Menschen mit orofazialen Schmerzen zu messen. Um die Dauer der Mahlzeit zu messen, werden hemmungslose Ratten kontinuierlich in schallgedämpften, computergestützten Fütterungsmodulen tage- bis wochenlang gehalten, um das Fütterungsverhalten aufzuzeichnen. Diese schalldämpfenden Kammern sind mit Chow-Pelletspendern ausgestattet. Der Spender hat einen Pellettrog mit einem Photostrahl an der Unterseite des Trogs platziert und wenn ein Nagetier entfernt ein Pellet aus dem Feeder-Trog dieser Strahl ist nicht mehr blockiert, signalisiert dem Computer, ein weiteres Pellet fallen zu lassen. Der Computer zeichnet das Datum und die Uhrzeit auf, zu der die Pellets aus dem Trog entnommen wurden, und aus diesen Daten kann der Experimentator die Mahlparameter berechnen. Bei der Berechnung der Essensparameter wurde eine Mahlzeit auf der Grundlage früherer Arbeiten definiert und auf 10 min festgelegt (d. h. wenn das Tier 10 min nicht isst, was das Ende der Mahlzeit des Tieres wäre), auch die Mindestmehlgröße wurde auf 3 Pellets festgelegt. Die Essensdauer, die Essensnummer, die Nahrungsaufnahme, die Mahlzeitengröße und das Intervall zwischen den Mahlzeiten können dann von der Software für jeden Zeitraum berechnet werden, den der Bediener wünscht. Von den Fütterungsparametern, die berechnet werden können, ist die Dauer der Mahlzeit nachweislich ein kontinuierlicher nichtinvasiver biologischer Marker für orofaziale Nociception bei männlichen Ratten und Mäusen und weiblichen Ratten. Die Messung der Mahlzeitdauer ist quantitativ, erfordert keine Schulung oder Tiermanipulation, erfordert kortikale Beteiligung und konkurriert nicht mit anderen experimentell induzierten Verhaltensweisen. Diese Faktoren unterscheiden diesen Assay von anderen Operant- oder Reflexmethoden zur Aufnahme orofzialer Nozijetion.
Tiermodelle wurden verwendet, um Schmerzen und Nozieption im Zusammenhang mit orofazialen Schäden und oder Entzündungen1,2zu untersuchen, aber das Fehlen geeigneter Tiermodelle führt zu einem unvollständigen Verständnis der Mechanismen. Obwohl aktuelle Modelle uns helfen, verschiedene Mechanismen zu verstehen, die mit akuten und chronischen orofazialen Schmerzen verbunden sind, gibt es Stärken und Schwächen dieser Tiermodelle.
Viele Modelle messen verhaltensbezogene nozizeptive Reaktionen für kurze Dauern. Gesichtspflege ist eine bekannte Verhaltensreaktion nach Verengung der Gesichtsnerven3. Andere Studien maßen Gesichtsreiben mit der ipsilateralen Vordere oder Hindpaw, sowie Zucken des Kopfes nach der Verabreichung von Formalin Injektionen in das temporomandibuläre Gelenk (TMJ) oder Lippe4-7. Head Withdrawal Latencies ist ein weiteres Modell zur Messung des nozizeptiven Verhaltens, bei dem ein modifiziertes Schwanzflick-Analgesie-Messgerät verwendet wird, um die nozizeptive Reaktion(d. h. Kopfentzug) nach dem Auftragen von Hitze auf das rasierte Vibrissae-Pad einer Ratte8zu quantifizieren. Digastric und Masseter Muskelaktivität wurde auch als korrelierender Schmerz nach Glutamat-Injektionen in die TMJ9aufgezeichnet. Eine andere Studie hat Veränderungen der Schlafparameter gemessen, um nozizeptive Reaktionen bei männlichen und weiblichen Ratten mit einem entzündeten TMJ zu bewerten, zu diesen Parametern gehörten Schlaflatenz, Schnellaugenbewegung (REM), Prozentsatz des Nicht-REM-Schlafs und Prozentsatz des REM-Schlafs10. Die meisten Tiermodelle, die verhaltensauffällige Reaktionen messen, nutzen einen kurzen Zeitrahmen, d.h. Minuten bis Stunden pro Tag11-14. Darüber hinaus finden die meisten Tiermodelle Tests während der Lichtphase und bei einem nachtdrehenden Tier, wie eine Ratte, kann dies Stress verursachen, die die nozizeptiven Ergebnisse15-18verwirren können. Die oben genannten Assays messen die nozizeptive Reaktion bei unterschiedlichen orofazialen Erkrankungen, jedoch für kurze Dauer und können daher nur zur Untersuchung akuter Erkrankungen verwendet werden. Ein alternativer Assay hat Gesichtsausdruck als Maß für die Nozieption von mäßiger Dauer verwendet, aber diese Methode kann subjektiv sein19.
Zur Beurteilung der anhaltenden oder chronischen orofazialen Nozidose haben einige die Anwendung eines von Frey-Filaments auf der Hautoberfläche verwendet, um die mechanische Empfindlichkeit von Tieren zu beurteilen, die einer Nervenverengung oder TMJ-Entzündung ausgesetzt sind3,20. Liverman et al. 2009 gemessen Entzugsreaktionen mit abgestuften Monofilamenten nach CFA-Injektionen in den Masseermuskel von Ratten 21,22. Yamazaki et al. 2008 injizierten das TMJ mit CFA und dann über 14 Tage quantifizierte nozizeptive Verhaltensweisen zu mechanischen oder Wärme- oder Kältestimulation über die TMJ-Region angewendet. Leider beinhalten diese nozizeptiven Verhaltenstests Tierzurückhaltung, die Stresshormone, Lernen oder alternative Verhaltensweisen produzieren, die die gemessenen Ergebnisse stören können.
Modelle zur Messung der Nociception in Zähnen nutzen den Kieferöffnungsreflex, aber diese Methode kann unzuverlässig sein23 oder ungenau24. Elektromyografische Aktivität wurde verwendet, um Zahnnociception25zu messen, aber diese Methode erfordert in der Regel, dass das Tier bewusstlos sein, obwohl in einer Studie Zahnnociception wurde in frei bewegenden Ratten untersucht26. Im Jahr 2008 untersuchte Khan die Beziehung zwischen Zahnnociception und Kaufunktion mit einem empfindlichen Dehnungsmessstreifen27, aber dieses Bissdauermodell erfordert, dass das Tier von der normalen Aktivität 28eingeschränkt wird. Bisskraft ist ein zuverlässiges Maß für Zahnschmerzen beim Menschen, aber weil Ratten Training und/oder Zurückhaltung benötigen, um Bisskraft zu messen, wird eine Stressquelle eingeführt, die Befunde mit fragwürdiger physiologischer Bedeutung erzeugen kann29-31
Einige Einschränkungen der Zurückhaltung und Stress können durch die Verwendung eines operant Design, um nociceptive Verhaltensweisen zu bewerten überwunden werden. Ein Operantmodell verwendet die Vermeidung einer unangenehmen Temperatur, um orofaziale Nozidivierung32-35zu bewerten und zu charakterisieren. Dieses Belohnungskonfliktmodell basiert auf einer Belohnung von gesüßter Milch, um das Nagetier dazu zu bringen, sein Gesicht freiwillig gegen eine erhitzte oder gekühlte Wärmesonde34,36zu positionieren. Der Test erfordert jedoch Tiertraining, aber eine Stärke des Tests ist, dass die Daten automatisiert gesammelt werden.
Ein weiteres Tiermodell verwendete nociception-induzierte nagende Dysfunktion als Index der orofazialen Noziektion37. Das Nagetier ist jedoch auf eine Röhre beschränkt und seine einzige Flucht besteht darin, durch einen Dübel zu nagen, um auszusteigen. Ein Vorteil dieses Modells ist, dass es die Kieferfunktion nach akuten oder chronischen Kieferverletzungen bei Mäusen misst. Das Nagetier ist jedoch eingeengt, was ein verwirrendes alternatives Konkurrenzverhalten hinzufügt, d.h. Flucht, das stressig wäre und somit die Nociception-Assay-Ergebnisse beeinflussen könnte.
Die Essensdauer wurde verwendet, um die Nozieption bei Tieren mitTMJ-Arthritis 38-41, Zahnfleischexposition42und Muskelschäden43zu messen. Ein Nagetier, das eine orofaziale Nozieption erlebte, aßen langsamer, nachdem das Tier eine Mahlzeit initiiert hatte. Patienten mit TMJ-Schmerzen brauchen auch länger, um ihre Nahrung zu kauen und die Zykluslänge verkürzt sich, wenn TMJ-Schmerzen44-46vermindert werden. Die Verlängerung der Essensdauer bei TMJ-Schmerzen wird voraussichtlich ein “Schutzverhalten” sein, operativ definiert als nozizeptives Verhalten47.
Die Essensdauer misst die TMJ-Nozieption mit einer nichtinvasiven Methode für bis zu 19 Tage bei männlichen und weiblichen Ratten und 6 Tagen (längste getestete Dauer) bei männlichen Mäusen und könnte als biologischer Marker der Nozieption38-41beschrieben werden. Zur Unterstützung, dass die Essensdauer nozizeptive Reaktionen misst, kann die Nozizeption durch pharmakologische Intervention enden, wodurch die Dauer des Essens wieder normal38,40,41ist. Dies wurde auch bestätigt, wenn nozizeptive Neuronen mit Capsaicin zerstört wurden; nach Nervenzerstörung wurde die Dauer des Tiermehls nach Injektion von CFA in das TMJ 40 nicht erhöht.
Im Folgenden finden Sie das Protokoll zum Abrufen und Analysieren von Essensdauerdaten.
TMJ-Patienten mit orofazialen Schmerzen berichten von erhöhten Schmerzen mit erhöhter Kauzeit, so dass der Kauzyklus verlängert, je länger das Individuum45,53-56kaut. Unser Verhaltenstest ermöglicht ähnliche Tests an Ratten und Mäusen bei der Messung der Essensdauer39. Eine kürzlich unveröffentlichte Studie legte nahe, dass von Frey Filamenttests eine höhere Empfindlichkeit als Messungen der Mahlzeitdauer hatten, was eine signifikante Veränderung über einen längeren Zeitraum zeigte, abe…
The authors have nothing to disclose.
Animal Monitor software | Med Assoc. Inc | SOF-710 | East Fairfield, VT |
Dustless Precision Pellets, Rodent, Grain-Based | Bio-Serv | F0165 | 45 mg pellets, 50,000/box |
Dustless Precision Pellets, Rodent, Grain-Based | Bio-Serv | FO163 | 20 mg pellets |
Complete Freund's Adjuvant | Chondrex, Inc. | 7001 | No loger provides the 5 mg/ml concentration. Can use CFA from other sources as long as the investigator consistently uses this source |