משך הארוחה כמדד לתגובות הנוצ'ית האורופציאליות במכרסמים

Summary

הארכה במשך הארוחה מייצגת התנהגות nociceptive orofacial מכרסמים דומים להתנהגות השמירה של בני אדם עם כאב orofacial. אכילה היא התנהגות שאינה דורשת הכשרה או מניפולציה בבעלי חיים, דורשת השתתפות קליפת המוח, ואינה מתחרה בהתנהגויות אחרות המושרות באופן ניסיוני, ומבדילה את ההסתעפות הזו מרפלקס חלופי או ממדידות אופרנטיות.

Abstract

הארכה משך הארוחה ניתן להשתמש כדי למדוד עלייה hyperalgesia מכני orofacial שיש דמיון להתנהגות השמירה של בני אדם עם כאב orofacial. כדי למדוד את משך הארוחה חולדות ללא מעצורים נשמרים ברציפות בצליל מוחלש, מודולי האכלה ממוחשבת במשך ימים עד שבועות כדי להקליט התנהגות האכלה. תאים מוחלשים אלה מצוידים במתקן גלולות צ’או. המתקן יש שוקת גלולה עם photobeam ממוקם בתחתית השוקת וכאשר מכרסם מסיר גלולה מן השוקת מאכיל קרן זו כבר לא חסומה, איתות המחשב להפיל גלולה אחרת. המחשב מתעד את התאריך והשעה שבהם הכדורים נלקחו מהשוקת ומנתונים אלה הנסיין יכול לחשב את הפרמטרים ארוחה. בעת חישוב הפרמטרים ארוחה ארוחה הוגדרה על סמך עבודה קודמת נקבע על 10 דקות (במילים אחרות, כאשר החיה לא אוכלת במשך 10 דקות זה יהיה סוף הארוחה של החיה) גם גודל הארוחה המינימלי נקבע על 3 כדורי. משך הארוחה, מספר הארוחה, צריכת המזון, גודל הארוחה ומרווח הארוחות הבין-ארוחה ניתנים לאחר מכן להיות מחושבים על ידי התוכנה לכל תקופת זמן שהמפעיל רוצה. של הפרמטרים האכלה שניתן לחשב משך הארוחה הוכח להיות סמן ביולוגי פולשני מתמשך של nociception orofacial בחולדות זכר עכברים וחולדות נקבה. מדידות משך הארוחה הן כמותיות, אינן דורשות הכשרה או מניפולציה בבעלי חיים, דורשות השתתפות קליפת המוח ואינן מתחרות בהתנהגויות אחרות הנגרמות על ידי ניסויים. גורמים אלה מבדילים בדיקה זו משיטות אופרנטיות או רפלקס אחרות להקלטת nociception orofacial.

Introduction

מודלים של בעלי חיים שימשו לחקר כאב ו nociception הקשורים נזק orofacial ודלקת^1,2, אבל חוסר מודלים בעלי חיים מתאימים תוצאות הבנה חלקית של המנגנונים. למרות המודלים הנוכחיים לעזור לנו להבין מנגנונים שונים המעורבים בכאב אורופגאלי חריף וכרוני, יש חוזקות וחולשות אלה מודלים בעלי חיים.

מודלים רבים מודדים תגובות התנהגותיות nociceptive עבור משכי זמן קצרים. טיפוח פנים היא תגובה התנהגותית ידועה בעקבות התכווצות של עצבי^{הפנים 3}. מחקרים אחרים מדדו שפשוף פנים עם חזית ipsilateral או hindpaw, כמו גם, נרתע של הראש לאחר מתן זריקות פורמלין לתוך מפרק temporomandibular (TMJ) או שפה^4-7. איחורים נסיגת ראש הוא מודל נוסף למדידת התנהגות nociceptive שבו מד משכך כאבים תנועה זנב שונה משמש כדי לכמת את התגובה nociceptive(כלומר נסיגת ראש) לאחר החלת חום על כרית vibrissae מגולח של חולדה⁸. פעילות שרירים דיגסטרית ומסה נרשמה גם כמתאם של כאב לאחר זריקות גלוטמט לתוך TMJ⁹. מחקר אחר מדד שינויים בפרמטרים שינה כדי להעריך תגובות nociceptive בחולדות זכר ונקבה עם TMJ מודלק, פרמטרים אלה כללו השהיה בשינה, תנועה מהירה העין (REM), אחוז השינה שאינם REM, ואחוז השינה REM¹⁰. רוב המודלים החייתיים המודדים תגובות התנהגותיות nociceptive לנצל מסגרת זמן קצרה, כלומר דקות עד שעות ביום^11-14. בנוסף, רוב המודלים של בעלי חיים בדיקות מתרחשת במהלך שלב האור בחיה לילית, כמו חולדה, זה יכול לגרום ללחץ אשר יכול לבלבל את התוצאות nociceptive^15-18. מבחנים לעיל למדוד תגובה nociceptive בתנאים שונים orofacial אבל למשך זמן קצר ולכן ניתן להשתמש רק כדי ללמוד הפרעות חריפות. מבחנים חלופיים השתמשו בהבעת פנים כמדד של nociception של משך מתון, אבל מתודולוגיה זו יכולה להיות סובייקטיבית¹⁹.

כדי להעריך nociception orofacial מתמשך או כרוני חלקם השתמשו ביישום של חוט פון פריי על פני השטח של העור כדי להעריך רגישות מכנית של בעלי חיים נתון התכווצות עצבים או דלקת TMJ^3,20. Liverman et al. 2009 נמדדו תגובות נסיגה באמצעות monofilaments מדורגים בעקבות זריקות CFA לתוך שריר המעסה של חולדות ^21,22. Yamazaki et al. 2008 הזריק TMJ עם CFA ולאחר מכן מעל 14 ימים כימת התנהגויות nociceptive מכני או חום או גירוי קר להחיל על אזור TMJ. למרבה הצער, מבחנים התנהגותיים nociceptive אלה כרוכים איפוק בעלי חיים, אשר מייצרים הורמוני לחץ, למידה או התנהגויות חלופיות שעלולות להפריע לתוצאות הנמדדות.

מודלים למדידת nociception בשיניים לנצל את רפלקס פתיחת הלסת אבל שיטה זו יכולה להיות לא^{אמינה 23} או imprecise²⁴. פעילות אלקטרומיוגרפית שימשה למדידת nociception השן²⁵, אבל שיטה זו בדרך כלל דורשת כי החיה להיות מחוסר הכרה, אם כי במחקר אחד nociception השן נחקרה בחולדות נע בחופשיות²⁶. בשנת 2008, חאן חקר את הקשר בין nociception שיניים ותפקוד מעסה באמצעות מד זן רגיש²⁷ אבל מודל זה משך לנשוך דורש ריסון החיה מפעילות נורמלית ²⁸. כוח נשיכה הוא מדד אמין של כאבי שיניים בבני אדם, אך מכיוון שחולדות דורשות אימון ו/או איפוק כדי למדוד כוח נשיכה, מוצג מקור ללחץ שיכול לייצר ממצאים בעלי משמעות פיזיולוגית מפוקפקת^29-31

כמה מגבלות של איפוק ומתח ניתן להתגבר על ידי שימוש בעיצוב אופרנטי כדי להעריך התנהגויות nociceptive. מודל אופרנטי אחד משתמש בהימנעות של טמפרטורה לא נוחה כדי להעריך ולאפיין nociception orofacial^32-35. מודל זה של סתירת תגמול מבוסס על פרס של חלב ממותק כדי לגרום למכרסם למקם את פניו בהתנדבות מול בדיקה תרמית מחוממת או מקוררת^34,36. עם זאת, הבדיקה דורשת אימון בעלי חיים, אבל כוח של הבדיקה הוא הנתונים נאספים באופן אוטומטי.

עדיין מודל אחר של בעלי חיים השתמש בתפקוד לכרסום הנגרמת על ידי nociception כמדד של nociception orofacial³⁷. עם זאת, המכרסם מוגבל לצינור והבריחה היחידה שלו היא לכרסם דרך דאון כדי לצאת. היתרון של מודל זה הוא שהוא מודד את תפקוד הלסת לאחר פגיעה חריפה או כרונית בלסת בעכברים. עם זאת, המכרסם מוגבל, אשר מוסיף התנהגות מתחרה חלופית מבלבלת, כלומר בריחה, אשר יהיה מלחיץ ובכך יכול להשפיע על תוצאות הבדיקה nociception.

משך הארוחה שימש למדידת nociception בבעלי חיים עם דלקת פרקים TMJ^38-41, חשיפה עיסת השן⁴², ונזק לשרירים⁴³. מכרסם שחווה nociception orofacial אכל לאט יותר לאחר החיה יזמה ארוחה. חולים חווים כאב TMJ גם לקחת יותר זמן ללעוס את האוכל שלהם ואת אורך המחזור מתקצר כאשר כאב TMJ הוא פחתה^44-46. הארכת משך הארוחה כאשר כאבים TMJ קיים צפוי להיות “התנהגות שמירה”, מוגדר מבצעית כהתנהגות nociceptive⁴⁷.

משך הארוחה מודד nociception TMJ באמצעות שיטה פולשנית עד 19 ימים בחולדות זכר ונקבה ו 6 ימים (התקופה הארוכה ביותר נבדק) בעכברים זכרים וניתן לתאר כסמן ביולוגי של nociception^38-41. בתמיכה כי משך הארוחה מודד תגובות nociceptive, nociception יכול להיות מופחת על ידי התערבות תרופתית גורם משך הארוחה של החיה לחזור נורמלי^38,40,41. זה אושר גם כאשר נוירונים nociceptive נהרסו באמצעות קפסאיצין; לאחר הרס העצבים משך הארוחה של בעלי החיים לא הוגדל לאחר הזרקת CFA לתוך TMJ 40.

להלן הפרוטוקול כיצד להשיג ולנתח סטטיסטית נתוני משך הארוחה.

Protocol

במודל זה החולדות או העכברים קיבלו מזון ומים מודעה libitum. טקסס A&M אוניברסיטת ביילור המכללה לרפואת שיניים מוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש הוועדה אישרה את כל הפרוטוקולים הניסיוניים. מתחת להגדרות ספציפיות מוצגים בכתב נטוי מנוצלים במיוחד עבור מודל דלקת פרקים TMJ חולדה. עכברים יכולים לשמש גם ?…

Representative Results

משך הארוחה הוא קורלציה התנהגותית של כאב אורופדי ומדידות משך הארוחה הוחלו על בעלי חיים עם דלקת פרקים TMJ (איור 2) ועששת (איור 3). בניסוי אחד, חולדות סבלו מדלקת פרקים TMJ לאחר מתן מינון גבוה של 250 מ”ג של CFA וטיפול זה גרם לעלייה משמעותית במשך הארוחה במשך 19 ימים (איור 2). מינון…

Discussion

חולי TMJ עם כאב orofacial דו”ח כאב מוגבר עם זמן לעיסה מוגבר, כך, מחזור הלעיסה מאריך ככל שהאדם כבר לועס^45,53-56. הבדיקה ההתנהגותית שלנו מאפשרת בדיקות דומות בחולדות ועכברים בעת מדידת משך הארוחה³⁹. מחקר שפורסם לאחרונה הציע כי בדיקות חוטים פון פריי היה רגישות רבה יותר מאשר מדידות משך הארוחה, מ?…

Materials

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