Waiting
Procesando inicio de sesión ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Måltidstid som ett mått på orofacial nociceptiva svar hos gnagare

Published: January 10, 2014 doi: 10.3791/50745
Automatic Translation
1, 1
1Department of Biomedical Sciences, Texas A&M University Baylor College of Dentistry

Summary

En förlängning av måltid varaktighet representerar orofacial nociceptive beteende hos gnagare liknar bevakning beteende hos människor med orofacial smärta. Att äta är ett beteende som inte kräver någon träning eller djurmanipulation, kräver när deltagande och konkurrerar inte med andra experimentellt inducerade beteenden, vilket skiljer denna analys från alternativa reflex- eller operamätningar.

Abstract

En förlängning av måltid varaktigheten kan användas för att mäta en ökning av orofacial mekaniska hyperalgesi har likheter med bevakning beteende hos människor med orofacial smärta. För att mäta måltidstid hålls obegränsade råttor kontinuerligt i ljuddämpade, datoriserade utfodringsmoduler i dagar till veckor för att registrera utfodringsbeteende. Dessa ljuddämpade kammare är utrustade med chow pellet dispensrar. Dispensern har ett pelletstråg med en fotobam placerad längst ner på tråget och när en gnagare tar bort en pellet från matartråget är denna stråle inte längre blockerad, vilket signalerar till datorn att släppa en annan pellet. Datorn registrerar datum och tid då pelletsen togs från tråget och från dessa data kan experimenteraren beräkna måltidsparametrarna. Vid beräkning av måltidsparametrar definierades en måltid baserat på tidigare arbete och fastställdes till 10 min (med andra ord när djuret inte äter på 10 minuter som skulle vara slutet på djurets måltid) fastställdes också den minsta måltidsstorleken till 3 pellets. Måltidens varaktighet, måltidsnummer, matintag, måltidsstorlek och mellanmålsintervall kan sedan beräknas av programvaran under vilken tidsperiod som operatören önskar. Av de utfodringsparametrar som kan beräknas har måltidens varaktighet visat sig vara en kontinuerlig icke-invasiv biologisk markör för orofacial nociception hos hanråttor och möss och honråttor. Måltidstidsmätningar är kvantitativa, kräver ingen träning eller djurmanipulation, kräver när deltagande och konkurrerar inte med andra experimentellt inducerade beteenden. Dessa faktorer skiljer denna analys från andra operant eller reflex metoder för att registrera orofacial nociception.

Introduction

Djurmodeller har använts för att studera smärta och nociception i samband med orofacial skada och eller inflammation1,2, men brist på lämpliga djurmodeller resulterar i en ofullständig förståelse av mekanismerna. Även om nuvarande modeller hjälper oss att förstå olika mekanismer som är involverade i akut och kronisk orofacial smärta, finns det styrkor och svagheter i dessa djurmodeller.

Många modeller mäter beteendemässiga nociceptiva svar under korta varaktigheter. Ansiktsvård är ett känt beteendesvar efter förträngning av ansiktsnerver3. Andra studier mätte ansiktsgnidning med den ensidiga fram- eller bakplåten, liksom, flinching av huvudet efter administrering formalin injektioner i temporomandibular gemensamma (TMJ) ellerläpp 4-7. Huvuduttagsdynningar är en annan modell för att mäta nociceptivt beteende där en modifierad svanssnärt analgesimätare används för att kvantifiera det nociceptiva svaret(dvs. huvuduttag) efter applicering av värme på den rakade vibrissae-dynan hos en råtta8. Digastric och masseter muskelaktivitet har också registrerats som en korrelera av smärta efter glutamat injektioner i TMJ9. En annan studie har mätt förändringar i sömnparametrar för att bedöma nociceptiva svar hos han- och honråttor med en inflammerad TMJ, dessa parametrar inkluderade sömnfördröjning, snabb ögonrörelse (REM), procentandel av icke-REM-sömn och procentandel REM-sömn10. De flesta djurmodeller som mäter beteendemässiga nociceptiva svar använder en kort tidsram, dvs minuter till timmar per dag11-14. Dessutom sker de flesta djurmodeller testning under ljusfasen och i ett nattligt djur, som en råtta, kan detta orsaka stress som kan förvirra de nociceptiva resultaten15-18. Ovanstående analyser mäter nociceptivt svar i varierande orofaciala tillstånd men under kort varaktighet och kan därför endast användas för att studera akuta störningar. En alternativ analys har använt ansiktsuttryck som ett mått på nociception av måttlig varaktighet, men denna metodik kan vara subjektiv19.

För att utvärdera ihållande eller kronisk orofacial nociception har vissa använt appliceringen av en von Frey filament på ytan av huden för att bedöma mekanisk känslighet hos djur som utsätts för nervförträngning eller TMJ inflammation3,20. Liverman et al. 2009 mätte abstinenssvar med graderade monofilament efter CFA-injektioner i massetermuskeln hos råttor 21,22. Yamazaki et al. 2008 injicerade TMJ med CFA och sedan under 14 dagar kvantifierade nociceptiva beteenden på mekanisk eller värme eller kall stimulering som tillämpas över TMJ-regionen. Tyvärr innebär dessa nociceptiva beteendemässiga analyser djurbegränsning, som producerar stresshormoner, lärande eller alternativa beteenden som kan störa de uppmätta resultaten.

Modeller för att mäta nociception i tänder använder käken öppning reflex men denna metod kan vara opålitlig23 eller oprecis24. Elektromyografisk aktivitet har använts för att mäta tandciception25, men denna metod kräver vanligtvis att djuret är medvetslöst, även om i en studie tand nociception undersöktes i fritt rörliga råttor26. År 2008 studerade Khan förhållandet mellan tandciception och masticatory funktion med hjälp av en känsligstammätare 27 men denna bit varaktighet modell kräver att hålla djuret från normal aktivitet 28. Bettkraft är ett tillförlitligt mått på tandsmärta hos människor men eftersom råttor kräver träning och/ eller återhållsamhet för att mäta bettkraft införs en källa till stress som kan producera fynd med tvivelaktig fysiologisk betydelse29-31

Vissa begränsningar av återhållsamhet och stress kan övervinnas genom att använda en operant design för att bedöma nociceptiva beteenden. En operant modell använder undvikande av en obekväm temperatur för att utvärdera och karakterisera orofacial nociception32-35. Denna belöningskonfliktmodell är baserad på en belöning av sötad mjölk för att inducera gnagaren att frivilligt placera sitt ansikte mot en uppvärmd eller kyld termisk sond34,36. Testet kräver dock djurträning, men en styrka i analysen är att data samlas in på ett automatiserat sätt.

Ännu en djurmodell använde nociception-inducerad gnagande dysfunktion som ett index för orofacial nociception37. Gnagaren är dock begränsad till ett rör och dess enda flykt är att gnaga genom en dowel för att gå ut. En fördel med denna modell är att den mäter käkfunktionen efter akut eller kronisk käkskada hos möss. Gnagaren är dock begränsad, vilket lägger till ett förvirrande alternativt konkurrerande beteende, det vill säga flykt, vilket skulle vara stressande och därmed kan påverka nociception-analysresultaten.

Måltidstid har använts för att mäta nociception hos djur med TMJartrit 38-41,tandmassaexponering 42, och muskelskador43. En gnagare som upplevde orofacial nociception åt långsammare efter att djuret initierat en måltid. Patienter som upplever TMJ smärta tar också längre tid att tugga sin mat och cykellängden förkortas när TMJ smärta minskas44-46. Förlängningen av måltidens varaktighet när TMJ smärta är närvarande förväntas vara ett "skyddande beteende", operativt definierat som nociceptivt beteende47.

Måltidstid mäter TMJ nociception med en icke-invasiv metod i upp till 19 dagar hos han- och honråttor och 6 dagar (längsta testade period) hos hanmöss och kan beskrivas som en biologisk markör för nociception38-41. Till stöd för att måltidens varaktighet mäter nociceptiva svar kan nociception minskas genom farmakologisk intervention som gör att djurets måltidstid återgår till normala38,40,41. Detta bekräftades också när nociceptiva nervceller förstördes med kapsaicin; efter nerv förstörelse djuren måltid varaktighet ökades inte efter injektion av CFA i TMJ 40.

Nedan är protokollet om hur man får och statistiskt analyserar måltidstidsdata.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

I denna modell fick råttorna eller mössen mat och vatten ad libitum. Texas A&M University Baylor College of Dentistry Institutional Animal Care and Use Committee godkände alla experimentella protokoll. Nedan visas specifika inställningar i italik och används specifikt för råtta TMJ artrit modell. Möss kan också användas i denna modell och alternativ tandsmärta och myogen orofacial smärta djurmodeller kan också användas42,43.

1. Programvaruinställningar

  1. Ladda Animal Monitor-programvaran för matarenheterna på datorn.
  2. Djuren monitor programvara öppnas nu genom att klicka på ikonen och under filmenyn välj "konfiguration" dra ner alternativet.
  3. I fönstret "Djurövervakningskonfiguration" avmarkerar du rutan "Pellet levererad inmatning" (figur 1A).
    Den här rutan markeras vanligtvis på fabriken som standard. Avmarkera det här alternativet. När prövaren avmarkerar detta alternativ registreras resultaten genom avlägsnande av en pellet från tråget snarare än när en pellet dispenseras.
    När rutan "Automatisk filnamngivning" är markerad kommer programvaran automatiskt att namnge filerna (Bild 1A). Den här rutan är vanligtvis markerad på fabriken som standard.
  4. Ställ in timerlamporna så att de tänds kl. 06.00 och släcks kl. 20.00.
    Observera: hårdvaran för matarenheterna ändrades så att lamporna i lådorna inte styrs av programvaran utan istället är kopplade till en isolerad 24-timmars timer. Således var "House Light" som anges på konfigurationsprogramvaran inte funktionell i dessa exempel.
  5. Välj redigera neddragningsmeny och välj Experimentera. Ett fönster med titeln "Ruta 01 -" visas (Bild 1B).
  6. Ange det filnamn under vilket data ska sparas i det här fönstret.
    Om inget filnamn anges namnges datafilerna automatiskt av programvaran. Information om experimentet kan läggas till i det här fönstret och sparas med datafilerna. Informationen i fönstret kan också sparas och användas för efterföljande experiment.
  7. Ange ett tal som är större än den totala tiden för experimentet i inmatningsrutan "Experimentlängd (dagar):".
    Obs: Detta säkerställer att programvaran sparar data tills experimentet är klart, ett misstag kan vara att ställa in detta värde för kort, vilket hindrar programvaran från att registrera data även om djur fortfarande finns i utfodringsmodulerna.
  8. Ange 24 i inmatningsrutan "Antal timmar på en dag".
    Obs: Längden kan ändras till experimenterarens specifikationer.
  9. Ange 10 i rutan "Slutkriterier för måltidsperiod (min):"
    Observera: För råttor definierades en måltid med ett 10 minuters på måltidskriteriet baserat på tidigarestudier 48 (dvs. en måltid fästes före och efter av en 10 minuters period utan pellets som togs) och den minsta måltidsstorleken fastställdes till tre pellets per måltid i detta programvarupaket.
  10. Ange 45 i rutan "Pelletsstorlek (mg)". Om en individ ville använda möss mata in 20 i detta fönster.
  11. För råttor tillsätt 45 mg gnagare chow pellets till matarbehållaren.
    Obs: För möss tillsätt 20 mg gnagare chow pellets till chow hopper.
  12. I avsnittet "Fas" i fönstret Experiment anger du termen Dag i fältet "Namn" och i fältet "Antal timmar" typ 24 (Figur 1B).
    Under avsnittet "Fas" finns två stora öppna fält. Det första stora öppna fältet fylls i av texten som anges i de tidigare fälten "Fas" och "Namn".
  13. Nästa stora öppna fält kommer att ha rubriken "Dagfas" Enter i fältet "Namn" ordet Ljus och ange i fältet "Procent" siffran 60.
    Den här angivna texten fyller i det stora fältet nedan.
  14. Ange sedan ordet "Namnge" ordet Mörkt i fältet "Procent" och ange i fältet "Procent" siffran 40. Observera: med dessa poster kommer 60% av dagen att hänföras till ljusfasen och 40% kommer att hänföras till den mörka fasen. När programvaran beräknar måltidsmönstren kommer denna information att användas. Dessa inställningar är typiska för cykling av hondjur som hålls på en 14:10 ljus / mörk cykel.
  15. Välj knappen "Ställ in alla rutor så här". Spara den här informationen och tryck sedan på OK.
  16. Skärmen "Startrutor" visas, välj de matare som ska aktiveras och träffa OK (Bild 1C).
  17. Därefter visas fönstren För körning av djurövervakare med måltidsmönsterdata (Figur 1D).
    Observera: övervaka och registrera "# pellets dispenserade" från det här fönstret för att bestämma råttans nuvarande hälsa. En frisk manlig råtta som väger cirka 300 g äter vanligtvis mellan 300-800 45 mg pellets om dagen.
  18. Filer genereras dagligen och sparas automatiskt som har en . CSV-förlängning. Öppna dessa filer för att hämta måltidsmönsterdata som matintag, måltidsnummer, måltidstid, måltidsstorlek eller mellanrum. Intervallen för dessa måltidsmönster kan beräknas för hela dagen eller för en fas av dagen som mörker- och ljusfasen. Som nämnts ovan är inställningarna för en 14:10 ljus / mörk cykel. Rådata för när varje pellets togs bort från tråget registreras också som en rå . CSV-fil.
    Obs: I äldre versioner av programvaran används inte en minsta måltidsstorlek på 3 pellets i beräkningarna för att generera . CSV-fil.  För att få den genomsnittliga måltidstiden med den äldre programvaran måste du dessutom subtrahera 10 min från värdena i kolumnen Genomsnittlig måltidslängd i . CSV-fil.
    När programvaran fungerar kan operatören manuellt välja alternativet för fildragningsmeny och dagligen välja "spara rådata". Detta sparar rådata under en 24-timmarsperiod snarare än för hela experimentet. Dessa rådata kan behandlas av alternativ programvara efter användarens gottfinnande.
    Notera: i resultaten som visas använde vi alternativ programvara för att inkludera en minsta måltidsstorlek på 3 pellets.

2. Analys av måltidstid

  1. Placera enskilda råttor i de ljuddämpade kamrarna utrustade med fotobeam datoraktiverade pelletsmatare.
    Obs: I dessa matningsenheter finns graderade vattenflaskor och avfallspannor där ett ark tjockt absorberande papper placeras. I matarbehållaren kan 45 mg gnagare chow pellets tillsättas för råttor eller 20 mg gnagare chow pellets kan läggas till för möss. Chow pellets doseras i ett V-format fodertråg och längst ner i tråget finns en fotobam. En pellet som dispenseras i tråget kommer att upptäckas genom att bryta denna fotobeam. När en råtta tar bort denna pellet från matartråget återställs fotostrålen och detta signalerar att datorn släpper en annan pellet. Restaurering av fotobeam utlöser också datorn för att spela in datum och tid och håller en löpande räkning av pelletsen dispenserade. Denna sammanräkning av pellets analyseras sedan för att bestämma matintag, måltidsnummer, måltidstid, måltidsstorlek eller intermealintervall under någon del av dagen med hjälp av Med Assoc. Inc. programvara. Återigen den råa . CSV-datafil kan analyseras av extern programvara39,40,49-51.
  2. Registrera det totala antalet pellets som ätits, mängden vatten som konsumeras och djurens vikt för att urskilja råttornas allmänna hälsa under experimentet.
  3. Skölj vattenflaskorna och fyll med färskvatten dagligen och tillsätt matare vid behov.
  4. Dumpa avfallspannan och det tjocka absorberande papperet under buret dagligen och blås dammet från att flytta en del av mataren dagligen med högtrycksluft.
    Obs: Personlig skyddsutrustning(t.ex. klänningar, handskar, masker och masker) krävs.
  5. Ta bort golv, avfallspannor och vattenflaskor efter att experimentet är klart och tvätta dessa komponenter. Ta också bort matningselektroniken från kådningstvätten för hand eller i diskmaskin.

3. Induktion av TMJ Artrit

  1. Placera djuren i matarna minst 4 dagar före försök.
    Dessa data rapporteras som fördagar för att erhålla ett matningsbeteende vid baslinjen. Därefter avlägsnas djuren från mataren för behandling. En typ av behandling var att inducera en artrit TMJ. För denna modell injiceras råttor med komplett Freunds adjuvans (CFA) klockan 08:00(dvs. början av ljusfasen) efter att råttorna bedövats med isofluran (5% flöde).
  2. Injicera 250 mg CFA i 50 L bilateralt i periarticular utrymmet för varje TMJ.
    Obs: I exemplet (Figur 2) injicerades 250 mg CFA i 50 L i varje TMJ, men doser så låga som 10 mg i volymer så små som 15 μl är effektiva under kortaretidsperioder 52.
  3. Injicera kontrollråttor TMJ med 50 L av 0,9% saltlösning. Anm.: Alla djur var rörliga inom 5 minuter eller mindre efter induktion av anestesi. Om en mindre dos cfa ges i en mindre volym skulle kontrollråttor få samma volym saltlösning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Måltidens varaktighet är en beteendekorrelett av orofacial smärta och måltidstid mätningar har tillämpats på djur med TMJ artrit (figur 2) och karies (Figur 3). I ett experiment hade råttor TMJ artrit efter att ha administrerat en hög dos på 250 mg CFA och denna behandling inducerade en signifikant ökning av måltidstiden i 19 dagar (figur 2). En lägre dos cfa (10 mg) injiceras i varje TMJ led producerade en mindre ökning av måltid varaktigheten för endast 2-3 dagar52 som indikerar ett dossvar för CFA administration med hjälp av denna måltid varaktighet analys. Måltidens varaktighet mätte nociceptiva svar i orofacialregionen men upptäckte inte ett svar från artrit i knäet (figur 2).

I ett andra experiment har måltidstiden också upptäckt nociceptiva reaktioner hos råttor med massaexponering (figur 3). Massa exponering resulterade i karies och var en modell för tandvärk hos människor42. Andra utfodringsmönster, såsom matintag, måltidsnummer och måltidsstorlek, förändras inte i lika stor utsträckning eller så länge som måltidstiden tyder på att dessa andra måltidsmönster inte är ett lika känsligt mått för det nociceptiva svaret som måltidstid39. Eftersom måltidstiden ökar avsevärt finns det vanligtvis obetydliga trender i måltidsnummer och måltidsstorlek som resulterar i att matintaget är nära det normala så att det behandlade djurets kroppsvikt är lika med de behandlade djurens.

Av uppgifterna i figur 1 och tidigare medelvärdes- och standardavvikelsedataskulle 38–42 för att beräkna en signifikant skillnad mellan behandlingsgrupperna på minst 2 minuter med en effekt på 80 % (med hjälp av ANOVA) kräva cirka 9 djur/behandlingsgrupp.

Figure 1
Figur 1. Skärmbilder av Animal Monitor Software. Panel 1A är fönstret Konfiguration av djurövervakare. Panel 1B är det fönster som visas när den neddragna menyn för redigering är markerad och Experiment väljs från den här menyn. Panel 1C är det fönster som möjliggör selektiv aktivering av vissa matarenheter. Panel 1D är nästa fönster som visas och har titeln Animal Monitor. I det här fönstret visas realtidsberäkning för måltidsparametrar för de aktiva matarenheterna. Klicka här om du vill visa större bild.

Figure 2
Figur 2. Måltid varaktigheten var avsevärt förlängd i 19 dagar hos hanråttor med artritiska temporomandibular leder (TMJ). För kontrollgruppen Sprague dawley råttor fick en injektion av 50 L saltlösning i varje TMJ (SALINE/TMJ, n = 13). I den experimentella gruppen injicerades 250 g av komplett Freunds adjuvans (CFA) i TMJ (CFA/TMJ, n = 14) eller knä (KNÄ/CFA, n = 7). Måltidstidsdata beräknades för en dag före injektion (0) och i dagarna 1-21 (1, 2, 3, etc.)efter TMJ eller knäinjektion. Varje gemensamma undersöktes genom dissekering efter beteendetestet för att verifiera injektionsstället. Värden anges som medel ± SEM. Tvåvägs ANOVA med upprepade åtgärder med oberoende variabler behandling (saltlösning och CFA) och tid och beroende variabel måltid varaktighet användes i dessa studier. En signifikant huvudeffekt observerades för CFA-behandling, F(2, 31)=4,7, p<0,05. Data analyserades vidare med Duncans post hoc-test. För en = p<0,05 gjordes en jämförelse mellan SALINE/TMJ-gruppen och CFA/TMJ-gruppen. För b = p<0,05 gjordes en jämförelse mellan CFA/TMJ-gruppen och CFA/KNEE-gruppen.

Figure 3
Figur 3. Sex maxillary molars av manliga Spraque Dawley råttor exponerades och måltid varaktighet mättes i 6 dagar efter kirurgi. Kontroll råttor hade inte massa exponering kirurgi men hade anestesi administreras. Tvåvägs ANOVA med upprepade åtgärder med hjälp av de oberoende variablerna för behandling (kontroll, exponering) och tid och den beroende variabla måltidstiden användes för att analysera måltidstidsdata. En signifikant huvudeffekt observerades för massaexponering, F(1, 12)=66, P<0.001. Data analyserades vidare med Duncans post hoc-test. När man jämför kontrollen med råttan som fick sina molarer exponerade * = p<0,05, ** = p<0,01. Medel ± SEM. Fem råttor fanns i varje behandlingsgrupp.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

TMJ patienter med orofacial smärta rapportera ökad smärta med ökad tuggningstid, så att tuggcykeln förlänger ju längre individen hartuggat 45,53-56. Vår beteendemässiga analys möjliggör liknande tester hos råttor och möss vid mätning av måltidstid39. En nyligen opublicerad studie föreslog att von Frey filament testning hade större känslighet än måltid varaktighet mätningar, visar en betydande förändring under en längre period men von Frey filament testning kan ha en reflex svar komponent medan måltid varaktighet mätningar kräver bearbetning av regioner i centrala nervsystemet. Känsligheten kan alltså vara större med von Frey filament tester men svaret kan delvis återspegla en reflex. Även om behandling med läkemedel som har centrala effekter modifierar filamenttestresultaten som tyder på att analysen återspeglar vissa aspekter av central smärtbehandling57.

I måltidstidstestet bör det totala antalet pellets som dispenseras övervakas dagligen. En manlig råtta kommer vanligtvis att inta 400-800 av 45 mg pellets och en kvinnlig råtta kommer att inta 300-600 pellets. Om det dagliga pelletsvärdet är lägre än dessa typiska värden bör försöksorgarna kontrollera matarenheterna, om pelletsbehållaren släpper 5 pellets vid avlägsnande av en pellet från tråget. pelletssensorn nära pelletsbehållaren (inte i tråget) kan vara dammig och behöver rengöras. Även om dispensern släpper 5 pellets kommer datorn att indikera att endast en pellet tappades (vilket ger det låga antalet). Således, om fem eller en pellet är i tråget registrerar datorn bara en händelse. Efter rengöring av sensorn ska en enda pellet dispenseras vid avlägsnande av en pellet från matartråget. Alternativt kan man byta ut sensorn. Om det dagliga pelletsvärdet är högre än dessa typiska värden kan sensorerna på matningstråget vara dammiga och kräva rengöring. Rengör sensorerna och kontrollera nästa dag för att avgöra om antalet tappade pellets föll inom det typiska intervallet.

Måltidens varaktighet är en beteendemässig analys som kan påverkas av artskillnader. I en tidigare studie med möss med TMJartrit 39 fanns det stammar av möss som skulle hamstra pelletsen. Mössen skulle ta pelletsen från matartråget och släppa pelletsen i hörnet av buret och i avfallspannan snarare än att äta pelleten. På grund av hamstringsbeteendet skulle måltidsmönstermätningarna inte återspegla den hastighet med vilken musen åt och inte återspegla nivån av mekanisk hyperalgesi hos mössen med TMJ-artrit. En metod för att felsöka detta hamstringsbeteende var att screena mössen i förbehandlingsfasen. Från tidigare studier skulle cirka 40-70% av mössen hamstra mer än 5% av de totala pelletsen. Detta resulterade i betydande förändringar i måltidsmönsterdata. För att eliminera hamstringsproblemen var möss förvalda så att de hamssade mindre än 5% av sina pellets. Experiment utfördes med de förvalda djuren och hamstringsbeteendet övervakades under hela experimentet. Djur som hamssade mer än 5% av sitt totala matintag under någon punkt i försöket eliminerades från resultaten. Två problem med denna förvalsprocess var ett, det tar tid att förscreena tillräckligt med möss för att få antalet djur att slutföra experimentet och för det andra kräver processen screening av många djur, varav en majoritet inte kommer att användas för experiment som resulterar i överkostnad.

Sammanfattningsvis är måltidens varaktighet en kvantitativ åtgärd som inte är subjektiv för försökspersonen. Liksom operant metoder äta är ett beteende som kräver när deltagande men äta är olikt många reflex mätningar, såsom repor, von Frey hår, eller värme. Vid mätning av måltidens varaktighet behöver djuret inte tränas före testning eller immobiliseras eller hanteras vilket kan förvärra påfrestningar och alternativa beteenden. Måltidsmätningar är kontinuerliga så testning sker i mörker såväl som ljusfas, i motsats till testning i ljusfasen när gnagaren normalt sover. Måltidslängdsmätningar kan förekomma i dagar i motsats till andra metoder där testet utförs kort med specifika tidsintervall. Dessa fördelar gör måltidstidsmätningen till ett kraftfullt verktyg för att studera mekanismerna för nociception i huvudregionen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det finns inget att avslöja.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Khan, A., Hargreaves, K. M. Animal models of orofacial pain. Methods Mol. Biol. 617, 93-104 (2010).
  2. Fried, K., Sessle, B. J., Devor, M. The paradox of pain from tooth pulp: low-threshold #34;algoneurons#34;. Pain. 152, 2685-2689 (2011).
  3. Vos, B. P., Strassman, A. M., Maciewicz, R. J. Behavioral evidence of trigeminal neuropathic pain following chronic constriction injury to the rat's infraorbital nerve. J. Neurosci. 14, 2708-2723 (1994).
  4. Roveroni, R. C., Parada, C. A., Cecilia, M., Veiga, F. A., Tambeli, C. H. Development of a behavioral model of TMJ pain in rats: the TMJ formalin test. Pain. 94, 185-191 (2001).
  5. Botelho, A. P., Gameiro, G. H., Tuma, C. E., Marcondes, F. K., deArruda Veiga, M. C. The effects of acute restraint stress on nociceptive responses evoked by the injection of formalin into the temporomandibular joint of female rats. Stress. 13, 269-275 (2010).
  6. Fischer, L., Arthuri, M. T., Torres-Chavez, K. E., Tambeli, C. H. Contribution of endogenous opioids to gonadal hormones-induced temporomandibular joint antinociception. Behav. Neurosci. 123, 1129-1140 (2009).
  7. Multon, S., et al. Lack of estrogen increases pain in the trigeminal formalin model: a behavioural and immunocytochemical study of transgenic ArKO mice. Pain. 114, 257-265 (2005).
  8. Nag, S., Mokha, S. S. Testosterone is essential for alpha(2)-adrenoceptor-induced antinociception in the trigeminal region of the male rat. Neurosci. Lett. 467, 48-52 (2009).
  9. Cairns, B. E., Sim, Y., Bereiter, D. A., Sessle, B. J., Hu, J. W. Influence of sex on reflex jaw muscle activity evoked from the rat temporomandibular joint. Brain Res. 957, 338-344 (2002).
  10. Schutz, T. C., Andersen, M. L., Silva, A., Tufik, S. Distinct gender-related sleep pattern in an acute model of TMJ pain. J. Dent. Res. 88, 471-476 (2009).
  11. Chattipakorn, S. C., Sigurdsson, A., Light, A. R., Narhi, M., Maixner, W. Trigeminal c-Fos expression and behavioral responses to pulpal inflammation in ferrets. Pain. 99, 61-69 (2002).
  12. Roveroni, R. C., Parada, C. A., Cecilia, M., Veiga, F. A., Tambeli, C. H. Development of a behavioral model of TMJ pain in rats: the TMJ formalin test. Pain. 94, 185-191 (2001).
  13. Chidiac, J. J., et al. Nociceptive behaviour induced by dental application of irritants to rat incisors: a new model for tooth inflammatory pain. Eur. J. Pain. 6, 55-67 (2002).
  14. Chudler, E. H., Byers, M. R. Behavioural responses following tooth injury in rats. Arch. Oral Biol. 50, 333-340 (2005).
  15. Suarez-Roca, H., Quintero, L., Arcaya, J. L., Maixner, W., Rao, S. G. Stress-induced muscle and cutaneous hyperalgesia: differential effect of milnacipran. Physiol. Behav. 88, 82-87 (2006).
  16. Quintero, L., et al. Repeated swim stress increases pain-induced expression of c-Fos in the rat lumbar cord. Brain Res. 965, 259-268 (2003).
  17. Bodnar, R. J., Kordower, J. H., Wallace, M. M., Tamir, H. Stress and morphine analgesia: alterations following p-chlorophenylalanine. Pharmacol. Biochem. Behav. 14, 645-651 (1981).
  18. Von, K. M., Dworkin, S. F., Le, R. L., Kruger, A. An epidemiologic comparison of pain complaints. Pain. 32, 173-183 (1988).
  19. Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat. Methods. 7, 447-449 (2010).
  20. Yamazaki, Y., Ren, K., Shimada, M., Iwata, K. Modulation of paratrigeminal nociceptive neurons following temporomandibular joint inflammation in rats. Exp. Neurol. 214, 209-218 (2008).
  21. Liverman, C. S., Brown, J. W., Sandhir, R., McCarson, K. E., Berman, N. E. Role of the oestrogen receptors GPR30 and ERalpha in peripheral sensitization: relevance to trigeminal pain disorders in women. Cephalalgia. 29, 729-741 (2009).
  22. Liverman, C. S., et al. Oestrogen increases nociception through ERK activation in the trigeminal ganglion: evidence for a peripheral mechanism of allodynia. Cephalalgia. 29, 520-531 (2009).
  23. Mason, P., Strassman, A., Maciewicz, R. Is the jaw-opening reflex a valid model of pain. Brain Res. 357, 137-146 (1985).
  24. Rajaona, J., Dallel, R., Woda, A. Is electrical stimulation of the rat incisor an appropriate experimental nociceptive stimulus. Exp. Neurol. 93, 291-299 (1986).
  25. Sunakawa, M., Chiang, C. Y., Sessle, B. J., Hu, J. W. Jaw electromyographic activity induced by the application of algesic chemicals to the rat tooth pulp. Pain. 80, 493-501 (1999).
  26. Boucher, Y., Pollin, B., Azerad, J. Microinfusions of excitatory amino acid antagonists into the trigeminal sensory complex antagonize the jaw opening reflex in freely moving rats. Brain Res. 614, 155-163 (1993).
  27. Khan, J., et al. Bite force and pattern measurements for dental pain assessment in the rat. Neurosci. Lett. 447, 175-178 (2008).
  28. Foong, F. W., Satoh, M., Takagi, H. A newly devised reliable method for evaluating analgesic potencies of drugs on trigeminal pain. J. Pharmacol. Methods. 7, 271-278 (1982).
  29. Khan, A. A., et al. Measurement of mechanical allodynia and local anesthetic efficacy in patients with irreversible pulpitis and acute periradicular periodontitis. J. Endod. 33, 796-799 (2007).
  30. Khan, A. A., et al. The development of a diagnostic instrument for the measurement of mechanical allodynia. J. Endod. 33, 663-666 (2007).
  31. Khan, J., et al. Bite force and pattern measurements for dental pain assessment in the rat. Neurosci. Lett. 447, 175-178 (2008).
  32. Neubert, J. K., et al. Use of a novel thermal operant behavioral assay for characterization of orofacial pain sensitivity. Pain. 116, 386-395 (2005).
  33. Neubert, J. K., et al. Differentiation between capsaicin-induced allodynia and hyperalgesia using a thermal operant assay. Behav. Brain Res. 170, 308-315 (2006).
  34. Neubert, J. K., et al. Characterization of mouse orofacial pain and the effects of lesioning TRPV1-expressing neurons on operant behavior. Mol. Pain. 4, 43 (2008).
  35. Rossi, H. L., Vierck, C. J., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Characterization of cold sensitivity and thermal preference using an operant orofacial assay. Mol. Pain. 2 (37), (2006).
  36. Nolan, T. A., Hester, J., Bokrand-Donatelli, Y., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Adaptation of a novel operant orofacial testing system to characterize both mechanical and thermal pain. Behav. Brain. Res. , (2010).
  37. Dolan, J. C., Lam, D. K., Achdjian, S. H., Schmidt, B. L. The dolognawmeter: a novel instrument and assay to quantify nociception in rodent models of orofacial pain. J. Neurosci. Methods. 187, 207-215 (2010).
  38. Kerins, C., Carlson, D., McIntosh, J., Bellinger, L. A role for cyclooxygenase II inhibitors in modulating temporomandibular joint inflammation from a meal pattern analysis perspective. J. Oral Maxillofac. Surg. 62, 989-995 (2004).
  39. Kramer, P. R., Kerins, C. A., Schneiderman, E., Bellinger, L. L. Measuring persistent temporomandibular joint nociception in rats and two mice strains. Physiol. Behav. 99, 669-678 (2010).
  40. Bellinger, L. L., et al. Capsaicin sensitive neurons role in the inflamed TMJ acute nociceptive response of female and male rats. Physiol. Behav. 90, 782-789 (2007).
  41. Kerins, C. A., Spears, R., Bellinger, L. L., Hutchins, B. The prospective use of COX-2 inhibitors for the treatment of temporomandibular joint inflammatory disorders. Int. J. Immunopathol. Pharmacol. 16, 1-9 (2003).
  42. Kramer, P. R., He, J., Puri, J., Bellinger, L. L. A Non-invasive Model for Measuring Nociception after Tooth Pulp Exposure. J. Dent. Res. 91, 883-887 (2012).
  43. Kramer, P. R., Bellinger, L. L. Reduced GABA receptor alpha6 expression in the trigeminal ganglion enhanced myofascial nociceptive response. Neuroscience. 245C, 1-11 (2013).
  44. Hansdottir, R., Bakke, M. Joint tenderness, jaw opening, chewing velocity, and bite force in patients with temporomandibular joint pain and matched healthy control subjects. J. Orofac. Pain. 18, 108-113 (2004).
  45. Bakke, M., Hansdottir, R. Mandibular function in patients with temporomandibular joint pain: a 3-year follow-up. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod. 106, 227-234 (2008).
  46. Pereira, L. J., Steenks, M. H., de, W. A., Speksnijder, C. M., van Der, B. A. Masticatory function in subacute TMD patients before and after treatment. J. Oral Rehabil. 36, 391-402 (2009).
  47. Sternberg, W. F., Wachterman, M. W. Ch. 7 Sex, Gender and Pain. Progress in pain research and management. Fillingim, R. B. 17, 71-88 (2000).
  48. Castonguay, T. W., Kaiser, L. L., Stern, J. S. Meal pattern analysis: artifacts, assumptions and implications. Brain Res. Bull. 17, 439-443 (1986).
  49. Kerins, C. A., et al. Specificity of meal pattern analysis as an animal model of dermining temporomandibular joint inflammation/pain. Int. J. Oral Maxiollofac. Surg. 34, 425-431 (2005).
  50. Guan, G., Kerins, C. C., Bellinger, L. L., Kramer, P. R. Estrogenic effect on swelling and monocytic receptor expression in an arthritic temporomandibular joint model. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 97, 241-250 (2005).
  51. Kramer, P. R., Bellinger, L. L. The effects of cycling levels of 17β-estradiol and progesterone on the magnitude of temporomandibular joint-induced nociception. Endocrinology. 150, 3680-3689 (2009).
  52. Kerins, C. A., Carlson, D. S., McIntosh, J. E., Bellinger, L. L. Meal pattern changes associated with temporomandibular joint inflammation/pain in rats; analgesic effects. Pharmacol. Biochem. Behav. 75, 181-189 (2003).
  53. Gavish, A., et al. Experimental chewing in myofascial pain patients. J. Orofac. Pain. 16, 22-28 (2002).
  54. Karibe, H., Goddard, G., Gear, R. W. Sex differences in masticatory muscle pain after chewing. J. Dent. Res. 82, 112-116 (2003).
  55. Stegenga, B., de Bont, L. G., Boering, G. Temporomandibular joint pain assessment. J. Orofac. Pain. 7, 23-37 (1993).
  56. Dao, T. T., Lund, J. P., Lavigne, G. J. Pain responses to experimental chewing in myofascial pain patients. J. Dent. Res. 73, 1163-1167 (1994).
  57. Guo, W., et al. Long lasting pain hypersensitivity following ligation of the tendon of the masseter muscle in rats: a model of myogenic orofacial. 6, 40 (2010).

Tags

Beteende Problem 83 Smärta råtta nociception myofacial orofacial tand temporomandibular gemensamma (TMJ)
Måltidstid som ett mått på orofacial nociceptiva svar hos gnagare
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kramer, P. R., Bellinger, L. L. Meal … More

Kramer, P. R., Bellinger, L. L. Meal Duration as a Measure of Orofacial Nociceptive Responses in Rodents. J. Vis. Exp. (83), e50745, doi:10.3791/50745 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter