1. Przewlekłe uciskanie nerwu kulszowego
Podczas procedury chirurgicznej należy stosować techniki aseptyczne. Powierzchnię roboczą należy zdezynfekować 70% etanolem, a sterylne instrumenty (np. precyzyjne nożyczki, pęsetę i rozieracz), gazy, zszywki oraz tampony przygotować wcześniej w autoklawie. W przypadku przeprowadzania wielu zabiegów instrumenty należy czyścić i wysterylizować ponownie za pomocą 70% etanolu lub sterylizatora koralikowego pomiędzy kolejnymi szczurami. Należy nosić maseczkę chirurgiczną, czepek oraz sterylne rękawiczki.
W celu przeprowadzenia konstrikcji nerwu przygotować chromowaną nić jelitową, tnąc ją na małe kawałki o długości około 3 cm i zanurzając w sterylnym roztworze soli fizjologicznej, aby zapobiec ich wysychaniu. Do zamknięcia rany należy użyć dostępnych w handlu sterylnych nici jedwabnych.
- Zanurz szczura w komorze indukcyjnej z 5% izofluranem w O2, następnie podawaj 2% izofluran w O2 za pomocą specjalnie wykonanej maski twarzowej i monitoruj znieczulone zwierzę podczas procedury. Powszechnie stosowanymi alternatywnymi środkami znieczulającymi są wziewny halotan lub wewnątrzbrzusznopodawany pentobarbital sodu. Należy unikać ketaminy, będącej antagonistą receptorów N-metylo-D-asparaginianu (NMDA), ponieważ receptory te są istotne w rozwoju bólu neuropatycznego.
- Wygolić lewą tylną kończynę szczura. Następnie umieścić zwierzę na termoregulatorowanej macie grzewczej w temperaturze 37°C i nałożyć smarującą maść oftalmiczną na oczy.
- Zdezynfekować wygolony obszar, stosując naprzemiennie trzy aplikacje 70% alkoholu izopropylowego i roztworu jodu.
- Przy szczurze leżącym na klatce piersiowej unieść lewą tylną kończynę i utrzymać ją w pozycji z kością udową pod kątem 90° do kręgosłupa, mocując stopę taśmą maskującą.
- Wykonać nacięcie skóry równolegle, ale 3-4 mm poniżej kości udowej, a następnie oddzielić skórę od mięśni otaczających nacięcie poprzez przecięcie tkanki łącznej.
- Za pomocą tępych nożyczek przeciąć tkankę łączną między mięśniem pośladkowym powierzchownym a mięśniem dwugłowym uda.
- Użyć rozwieraka, aby poszerzyć szczelinę między dwoma mięśniami, co umożliwi wyraźną wizualizację nerwu kulszowego.
- Używając zakrzywionej pęsety z tępymi końcami i mikronożyczek, ostrożnie uwolnić około 10 mm nerwu kulszowego (proksymalnie od trifurkacji nerwu kulszowego) z otaczającej go tkanki łącznej.
- Pod mikroskopem i przy dobrym źródle światła zawiązać cztery ligatury (catgut chromowany 4.0, Ethicon, USA) podwójnym węzłem w odstępach 1 mm, proksymalnie od trifurkacji nerwu kulszowego. Dla każdej ligatury należy zacząć od pojedynczej luźnej pętli, następnie chwycić oba końce blisko pętli i zaciągnąć, aż pętla będzie ledwie dopasowana i ligatura nie będzie przesuwać się wzdłuż nerwu. Aby utrzymać pętlę w prawidłowej pozycji, nałożyć drugą pętlę na pierwszą w celu dokończenia węzła. Na koniec odciąć wolne końce ligatury do długości około 1 mm. Ucisk nerwu powinien być minimalny i natychmiast przerwany w przypadku zauważenia krótkiego drgnienia, aby zapobiec zatrzymaniu przepływu krwi epineuralnej. Zbyt mocne zaciśnięcie ligatur prowadzi do aksotomii i autotomii (samookaleczenia) — obu niepożądanych efektów ubocznych, które uniemożliwiają pomyślne testy nadwrażliwości bólowej.
- Użyć szwów (Mersilk 5.0, Ethicon) do zamknięcia warstwy mięśniowej i zszywek (Autoclip, 9 mm) do zapięcia skóry. Następnie zdezynfekować ranę roztworem jodu (Riodine).
- Uważnie obserwować szczura podczas okresu wybudzania z narkozy i pozwolić mu dojść do siebie w oddzielnej klatce z płaską papierową ściółką (nie standardową ściółką hodowlaną), aby zapobiec zadławieniu się nieprzytomnego zwierzęcia.
Przed podaniem jakiejkolwiek przeciwbólowej terapii pooperacyjnej badacze powinni wziąć pod uwagę fakt, że może ona zakłócić testy nadwrażliwości bólowej. Istnieją dowody na to, że miejscowe zastosowanie znieczulenia, lidokainy, w momencie urazu może zmienić rozwój bólu neuropatycznego i zmniejszyć stopień hiperalgezji w kolejnych tygodniach7. Dalszą dyskusję na ten temat można znaleźć w przeglądzie autorstwa Bennett et al8.
2. Pomiary zachowań bólowych
- Zaleca się codzienne obchodzenie się ze szczurami przez kilka dni przed rozpoczęciem eksperymentu, aby przyzwyczaić zwierzęta do opiekuna, zredukować stres oraz ryzyko ugryzień.
- Przed testami behawioralnymi szczury muszą zostać poddane habituacji do procedury testowej oraz klatki badawczej. Środowisko testowe powinno być ciche i dobrze kontrolowane, z zachowaniem stałej temperatury i wilgotności, a każda sesja testowa powinna odbywać się o podobnej porze dnia.
- Testy nadwrażliwości na ból należy przeprowadzić kilkukrotnie przed CCI (poziom bazowy) oraz w różnych punktach czasowych po CCI, zależnie od potrzeb.
3. Mechaniczny próg wycofania
- W dniu testowania umieść szczury w klatce testowej z podwyższoną siatkową podłogą na 15-30 minut przed pomiarem progów wycofania, aby umożliwić zaprzestanie eksploracji klatki i pielęgnacji oraz aby szczury mogły się zrelaksować i unieruchomić.
- Używając dynamicznego estezjometru von Frey do badania powierzchni podeszwowych (Ugo Basile, Włochy), ustaw jednostkę stymulatora dotykowego z filamentem bezpośrednio pod środkową powierzchnią podeszwową tylnej łapy, unikając kontaktu z metalową siatką, a następnie naciśnij klawisz start. Spowoduje to uniesienie filamentu w celu mechanicznej stymulacji powierzchni podeszwowej tylnej łapy z rosnącą siłą.
Ręczne włókna von Frey to seria filamentów o rosnącej średnicy, które są skalibrowane tak, aby wywierać określoną siłę podczas przykładania do skóry. Mogą one służyć jako alternatywa dla elektronicznego dynamicznego plantarnego estezjometru von Frey do pomiaru progu wycofania łapy, jak opisano wcześniej4. Istnieje również kilku alternatywnych producentów elektronicznych estezjometrów von Frey (np. IITC, USA i Somedic, Szwecja).
- Zarejestruj próg wycofania mechanicznego dla obu tylnych łap, uszkodzonej i nieuszkodzonej, w kolejności zbalansowanej. Urządzenie to wywiera nacisk na łapę, a w momencie wystąpienia reakcji wycofania system automatycznie rejestruje i wyświetla maksymalną przyłożoną siłę (w gramach). W przypadku wystąpienia niejednoznacznej odpowiedzi (np. podczas poruszania się lub pielęgnacji), powtórz stymulację i ponownie zarejestruj próg. Lizanie lub potrząsanie tylną łapą po stymulacji jest oznaką zachowania związanego z bólem.
- Powtórz stymulację mechaniczną 3 razy w odstępach około 5 min między bodźcami, zarejestruj progi, a następnie oblicz średnią wartość progów wycofania łapy.
4. Latencja wycofania termicznego
Intensywność promieniowania cieplnego podczerwieni (I.R.) w urządzeniu do testu podeszwy powinna zostać dostosowana przed rozpoczęciem eksperymentu. W naszym laboratorium dostosowujemy intensywność I.R. tak, aby średni czas utraty odruchu wycofania łapy u szczurów naiwnych wynosił około 10 sekund, a maksymalny czas odcięcia (cut-off latency) ustawiamy na 20 sekund, aby uniknąć uszkodzenia tkanek w przypadku braku wycofania łapy.
- W dniu testu umieść szczury w klatce testowej z szklanym dnem na 15-30 minut przed pomiarem latencji, aby umożliwić im zaprzestanie eksploracji klatki i toalety oraz doprowadzić do stanu odprężenia i bezruchu zwierząt.
- Używając urządzenia do pomiaru analgezji podeszwowej (Ugo Basile, Włochy), ustaw źródło podczerwieni bezpośrednio pod powierzchnią środkową podeszwy tylnej łapy i naciśnij klawisz start. Powoduje to wystawienie powierzchni podeszwowej tylnej łapy na wiązkę promieniowania cieplnego poprzez przezroczystą szklaną powierzchnię. Istnieją również alternatywni producenci urządzeń do pomiaru analgezji podeszwowej (np. IITC, USA oraz Stoelting, USA).
- Zapisz latencję cofnięcia łapy zarówno dla uszkodzonej, jak i nieuszkodzonej tylnej łapy, zachowując zrównoważoną kolejność. Urządzenie to automatycznie rejestruje czas (w sekundach) od momentu rozpoczęcia bodźca termicznego do cofnięcia łapy ze źródła ciepła. W przypadku wystąpienia niejednoznacznej reakcji (np. w przypadku przemieszczania się lub toalety), powtórz bodziec i ponownie zapisz latencję. Lizanie lub potrząsanie tylną łapą po stymulacji jest oznaką zachowania związanego z bólem.
- Powtórz stymulację cieplną co najmniej 3 razy w odstępach około 5 min między bodźcami, zapisz latencje, a następnie oblicz średnią latencji cofnięcia łapy.
4. Reprezentatywne wyniki
Przykład progu wycofania mechanicznego i latencji wycofania termicznego w łapach ipsilateralnej (uszkodzonej) i kontralateralnej (nieuszkodzonej) szczurów Wistar pokazano przed zabiegiem (poziom bazowy) oraz od 2 do 12 dni po CCI na Rysunku 3A i Rysunku 3B. Z tych rycin wynika, że CCI powoduje znaczną redukcję zarówno progów wycofania mechanicznego, jak i latencji wycofania termicznego w ipsilateralnej tylnej łapie, co wskazuje na występowanie mechanicznej i termicznej nadwrażliwości bólowej, będących cechami przewlekłego bólu neuropatycznego.

Rysunek 1. Schemat ilustrujący rozmieszczenie podwiązań w modelu CCI. Ten zwierzęcy model bólu neuropatycznego polega na założeniu czterech luźnych podwiązań z chromionego jelita na nerw kulszowy na poziomie połowy uda. Powoduje to uszkodzenie tylko części włókien doprowadzających do stopy i w konsekwencji nadwrażliwość bólową tylnej łapy.

Rycina 2. Schemat obszaru tylnej łapy wykorzystywanego do testów bólowych. Do testowania bólu wykorzystuje się środkową powierzchnię podeszwy, tuż za opuszkami stopy, wskazaną czerwonym przerywanym okręgiem. Obszar ten jest unerwiony głównie przez gałęzie końcowe nerwu kulszowego. Należy unikać pięty i opuszek stopy ze względu na różnice w czułości skóry.

Rycina 3. Nadwrażliwość bólowa po przewlekłej konstrikcji nerwu kulszowego u szczurów. Po zastosowaniu CCI obserwuje się istotne obniżenie progu wycofania łapy w odpowiedzi na bodźce mechaniczne (A) oraz latencji wycofania łapy w odpowiedzi na bodźce termiczne (B) w uszkodzonej (ipsilateralnej) tylnej łapie w porównaniu z nieuszkodzoną (kontralateralną) tylną łapą (P<0.01, dwuczynnikowa ANOVA z powtarzanymi pomiarami). Dane przedstawiają średnią ± s.e.m, n=7 szczurów rasy Wistar.