Waiting
Login processing...

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

Behavior

משך הארוחה כמדד לתגובות הנוצ'ית האורופציאליות במכרסמים

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

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 ודלקת1,2, 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 עצביהפנים 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 שפה4-7. 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 ביום11-14. בנוסף, רוב המודלים של בעלי חיים בדיקות מתרחשת במהלך שלב האור בחיה לילית, כמו חולדה, זה יכול לגרום ללחץ אשר יכול לבלבל את התוצאות nociceptive15-18. 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 TMJ3,20. 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 לאאמינה 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 מפוקפקת29-31

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 orofacial32-35. מודל זה של סתירת תגמול מבוסס על פרס של חלב ממותק כדי לגרום למכרסם למקם את פניו בהתנדבות מול בדיקה תרמית מחוממת או מקוררת34,36. 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 TMJ38-41, 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 פחתה44-46. 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 nociception38-41. בתמיכה כי משך הארוחה מודד תגובות nociceptive, nociception יכול להיות מופחת על ידי התערבות תרופתית גורם משך הארוחה של החיה לחזור נורמלי38,40,41. 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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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 במודל זה וכאבי שיניים אלטרנטיביים ומודלים של בעלי חיים של כאב אורופגניים יכולים לשמש גם42,43.

1. הגדרות תוכנה

  1. טען את תוכנת Animal Monitor עבור יחידות ההזנה למחשב.
  2. התוכנה Animal Monitor נפתחת כעת על ידי לחיצה על הסמל ותחת בחירת תפריט הקבצים בחר באפשרות "תצורה" למשוך למטה.
  3. בחלון "תצורת צג בעלי חיים" בטל את סימון התיבה שכותרתה "קלט המועבר של גלולה"(איור 1A).
    הערה: תיבה זו מסומנת בדרך כלל במפעל כברירת מחדל. בטלו את הבחירה באפשרות זו. לאחר החוקר מבטל את הבחירה באפשרות זו התוצאות נרשמות על ידי הסרת גלולה מן השוקת ולא כאשר גלולה הוא להיות מחלק.
    הערה: כאשר התיבה "מתן שמות אוטומטיים לקבצים" מסומנת התוכנה תנקוב באופן אוטומטי בשמות הקבצים (איור 1A). תיבה זו מסומנת בדרך כלל במפעל כברירת מחדל.
  4. הגדר את נוריות שעון העצר כך שידלקו בשעה 06:00 (6:00 בבוקר) ויכבו בשעה 20:00 (20:00).
    הערה: החומרה עבור יחידות ההזנה שונתה כך שהנוריות בתוך התיבות אינן נשלטות על-ידי התוכנה אלא מחווטות במקום זאת לשעון העצר המבודד של 24 שעות. לפיכך, "אור הבית" המצוין בתוכנת התצורה לא היה פונקציונלי בדוגמאות אלה.
  5. בחרו בתפריט 'עריכה נפתחת' ובחרו 'התנסה'. מופיע חלון עם הכותרת "תיבה 01 -" (איור 1B).
  6. הזן את שם הקובץ שתחתיו יישמרו הנתונים בחלון זה.
    הערה: אם לא הוזן שם קובץ, קבצי הנתונים ייקראו באופן אוטומטי על-ידי התוכנה. ניתן להוסיף את פרטי הניסוי בחלון זה ושמור אותם עם קבצי הנתונים. המידע על החלון יכול גם להישמר ולהשתמש בו לניסויים הבאים.
  7. הזן מספר גדול מהזמן הכולל של הניסוי בתיבת הכניסה שכותרתה "אורך ניסוי (ימים):".
    הערה: פעולה זו תבטיח כי התוכנה שומרת את הנתונים עד להשלמת הניסוי, טעות יכולה להיות בהגדרת ערך זה קצר מדי, אשר יעצור את התוכנה מלהקליט את הנתונים למרות בעלי חיים עדיין במודולים האכלה.
  8. הזן 24 בתיבת הכניסה שכותרתה "מספר שעות ביום".
    הערה: ניתן לשנות את האורך למפרטי הנסיין.
  9. הזן 10 בתיבה שכותרתה "קריטריוני סיום תקופת ארוחה (מינימום):"
    הערה: עבור חולדות ארוחה הוגדרה באמצעות 10 דקות סוף קריטריון הארוחה מבוסס על מחקריםקודמים 48 (כלומר ארוחה היה סוגר לפני ואחרי על ידי תקופה של 10 דקות של כדורי לא נלקח) ואת גודל הארוחה המינימלי נקבע על שלושה כדורי לארוחה בחבילת תוכנה זו.
  10. הזן 45 בתיבה שכותרתה "גודל גלולה (מ"ג)". אם אדם רוצה להשתמש עכברים קלט 20 בתוך חלון זה.
  11. לחולדות להוסיף 45 כדורי צ'או מכרסמים מ"ג הופר מתקן מאכיל.
    הערה: עבור עכברים להוסיף 20 כדורי צ'או מכרסמים מ"ג לצ'או הופר.
  12. במקטע "שלב" בחלון הניסוי הזן את המונח יום בשדה "שם" ובסוג השדה "# שעות" 24 (איור 1B).
    הערה: מתחת לסעיף "שלב" ישנם שני שדות פתוחים גדולים. השדה הפתוח הגדול הראשון יאוכלס על-ידי הטקסט שהוזן בשדות הקודמים "שלב" ו"שם".
  13. השדה הפתוח הגדול הבא יהיה הכותרת "שלב יום" הזן בשדה שכותרתו "שם" המילה אור והזן בשדה שכותרתו "אחוז" המספר 60.
    הערה: טקסט שהוזן יאכלס את השדה הגדול שלהלן.
  14. לאחר מכן הזן בשדה שכותרתו "שם" המילה כהה והזן בשדה שכותרתו "אחוז" המספר 40. הערה: עם ערכים אלה 60% מהיום ייוחסו לשלב האור ו 40% ייוחסו לשלב החשוך. כאשר התוכנה מחשבת את דפוסי הארוחות, ייעשה שימוש במידע זה. הגדרות אלה אופייניות לרכיבה על אופניים של בעלי חיים נקביים המוחזקים במחזור אור /כהה 14:10.
  15. בחר בלחצן "הגדר את כל התיבות כך". שמור מידע זה ולאחר מכן לחץ על אישור.
  16. המסך "תיבות התחלה" מופיע, בחר את המאכילים כדי להפעיל ולפגוע ב-OK (איור 1C).
  17. לאחר מכן יופיעו חלונות זמן ריצה של צג בעלי החיים עם נתוני תבנית הארוחה (איור 1D).
    הערה: לפקח ולהקליט את "# של כדורי מחלק" מחלון זה כדי לקבוע את הבריאות הנוכחית של החולדה. חולדה זכר בריא במשקל סביב 300 גרם בדרך כלל לאכול בין 300-800 45 כדורי מ ג ביום.
  18. קבצים נוצרים מדי יום ונשמרים באופן אוטומטי הכוללים . הרחבת CSV. פתח קבצים אלה כדי לאחזר נתוני תבנית ארוחה כגון צריכת מזון, מספר ארוחה, משך הארוחה, גודל הארוחה או מרווח ביניים. ניתן לחשב את המרווחים עבור דפוסי ארוחות אלה במשך כל היום או עבור שלב של היום כגון שלב החושך והאור. כפי שצוין לעיל, ההגדרות הן עבור מחזור אור / כהה 14:10. הנתונים הגולמיים של מתי כל גלולה הוסרה מהשוקת נרשמים גם כגולמי . קובץ CSV.
    הערה: בגירסאות ישנות יותר של התוכנה גודל ארוחה מינימלי של 3 כדורי אינו משמש בחישובים ליצירת . קובץ CSV.  יתר על כן, כדי לקבל את משך הארוחה הממוצע באמצעות התוכנה הישנה עליך לחסר 10 דקות מהערכים בעמודה משך הארוחה הממוצע של . קובץ CSV.
    כאשר התוכנה פועלת המפעיל יכול לבחור באופן ידני את אפשרות התפריט הנפתח של הקובץ ולבחור מדי יום "שמור נתונים גולמיים". פעולה זו תשמור את הנתונים הגולמיים לפרק זמן של 24 שעות ולא לכל הניסוי. נתונים גולמיים אלה יכולים להיות מעובדים על ידי תוכנה חלופית על פי שיקול דעתו של המשתמש.
    הערה: בתוצאות הראו שהשתמשנו בתוכנה חלופית כדי לכלול גודל ארוחה מינימלי של 3 כדורי.

2. מבחני משך הארוחה

  1. הנח חולדות בודדות בתאים מוחלשים קול מצוידים מאכילי גלולה המופעלים על ידי מחשב photobeam.
    הערה: ביחידות האכלה אלה ישנם בקבוקי מים מדורגים ומחבתות פסולת שבהם מונח דף נייר סופג עבה. במתקן ההזנה הופר 45 כדורי צ'או מכרסמים מ"ג ניתן להוסיף לחולדות או 20 כדורי צ'או מכרסמים מ"ג ניתן להוסיף לעכברים. כדורי צ'או מחולקים לתוך שוקת האכלה בצורת V ובתחתית שוקת זו הוא photobeam. גלולה מחולקת לתוך השוקת תזוהה על ידי שבירת photobeam זה. ברגע חולדה מסיר גלולה זו מן השוקת מאכיל את photobeam משוחזר וזה מאותת למחשב לרדת גלולה אחרת. שחזור של photobeam גם מפעיל את המחשב כדי להקליט את התאריך והשעה ושומר על ספירה ריצה של כדורי מחלק. ספירה זו של כדורי מנותח לאחר מכן כדי לקבוע את צריכת המזון, מספר הארוחה, משך הארוחה, גודל הארוחה, או מרווח intermeal במהלך כל חלק של היום באמצעות Med Assoc. Inc. תוכנה. שוב גלם. קובץ נתונים CSV ניתן לנתח על ידי תוכנה חיצונית39,40,49-51.
  2. רשום את המספר הכולל של כדורי אכלו, את כמות המים הנצרכת ואת המשקל של בעלי החיים כדי להבחין בבריאות הכללית של החולדות במהלך הניסוי.
  3. שוטפים בקבוקי מים וממלאים במים מתוקים מדי יום ומוסיפים אוכל להופר המאכיל בעת הצורך.
  4. זרקו מחבת פסולת ואת נייר הספיגה העבה מתחת לכלוב מדי יום ופוצצו את האבק מהזזת חלק מהמאכיל מדי יום באמצעות אוויר בלחץ גבוה.
    הערה: ציוד הגנה אישי(למשל שמלות, כפפות, מסכות ומסכות) נדרש.
  5. יש להסיר רצפות, מחבתות פסולת ובקבוקי מים לאחר השלמת הניסוי ולשטוף רכיבים אלה. כמו כן, להסיר את האלקטרוניקה האכלה מן שטיפת caging ביד או במדיח כלים.

3. אינדוקציה של דלקת פרקים TMJ

  1. מניחים בעלי חיים במאכילים לפחות 4 ימים לפני הניסוי.
    הערה: נתונים אלה ידווחו כיומיים קדם-יומיים כדי להשיג התנהגות הזנה בסיסית. לאחר מכן בעלי החיים מוסרים מהמאכיל לטיפול. סוג אחד של טיפול היה לגרום TMJ דלקת פרקים. עבור מודל זה חולדות מוזרקים עם אדג'ובנט של פרוינד (CFA) בשעה 08:00(כלומר תחילת שלב האור) לאחר החולדות מורדמים עם isoflurane (5% זרימה).
  2. להזריק 250 מ ג של CFA ב 50 L דו צדדי לתוך המרחב periarticular של כל TMJ.
    הערה: בדוגמה (איור 2) 250 מ"ג של CFA ב 50 L הוזרק לתוך כל TMJ, אבל מינונים נמוכים כמו 10 מ"ג בכמויות קטנות כמו 15 μl יעילים על פני תקופות קצרות יותר של זמן52.
  3. להזריק חולדות שליטה TMJ עם 50 L של 0.9% מלוחים. הערה: כל בעלי החיים היו ניידים בתוך 5 דקות או פחות לאחר אינדוקציה של הרדמה. במקרה כי מנה קטנה יותר של CFA ניתנת בנפח פחות חולדות שליטה יקבלו את אותו נפח של מלוחים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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 נמוך יותר של CFA (10 מ"ג) מוזרק לתוך כל מפרק TMJ הפיק עלייה קטנה יותר משך הארוחה רק 2-3 ימים52 המציין תגובת מנה עבור הנהלת CFA באמצעות ארוחה זו משך assay. משך הארוחה נמדדו תגובות nociceptive באזור orofacial אבל לא זיהה תגובה מדלקת פרקים בתוך הברך (איור 2).

בניסוי שני, משך הארוחה זיהה גם תגובות nociceptive בחולדות עם חשיפה לעיסה (איור 3). חשיפה לעיסה גרמה לעששת והייתה מודל לכאב שיניים בבני אדם42. דפוסי האכלה אחרים, כגון צריכת מזון, מספר הארוחה וגודל הארוחה, אינם משתנים במידה רבה או לתקופה ארוכה ככל שמשך הארוחה מרמז על כך שדפוסי הארוחות האחרים אינם מדד רגיש לתגובה nociceptive כמו משך הארוחה39. ככל שמשך הארוחה עולה באופן משמעותי, ישנן בדרך כלל מגמות לא משמעותיות במספר הארוחות ובגודל הארוחות שגורמות לכך שצריכת המזון קרובה לנורמלית, כך שמשקל הגוף של החיה המטופלת שווה לזה של בעלי החיים המזויפים או השולטים.

מהנתונים באיור 1 ונתוני ממוצע וסטייתתקן קודמים 38-42 כדי לחשב הבדל משמעותי בין קבוצות טיפול של לפחות 2 דקות עם הספק של 80% (באמצעות ANOVA) ידרוש כ-9 בעלי חיים/קבוצת טיפול.

Figure 1
איור 1. צילומי מסך של תוכנת צג בעלי החיים. לוח 1A הוא החלון תצורת צג בעלי חיים. לוח 1B הוא החלון המופיע כאשר תפריט העריכה הנפתחת נבחר וההתנסות נבחרת מתפריט זה. לוח 1C הוא החלון המאפשר הפעלה סלקטיבית של יחידות הזנה מסוימות. לוח 1D הוא החלון הבא שמופיע וזכאי לצג בעלי החיים. חלון זה מציג חישוב בזמן אמת עבור פרמטרי ארוחה עבור יחידות ההזנה הפעילות. לחץ כאן כדי להציג תמונה גדולה יותר.

Figure 2
איור 2. משך הארוחה הוארך באופן משמעותי במשך 19 ימים בחולדות זכר עם מפרקים טמפורומנדיבולריים מפרקיים (TMJ). עבור קבוצת הביקורת Sprague Dawley חולדות ניתנו זריקה של 50 L מלוחים לתוך כל TMJ (SALINE / TMJ, n = 13). בקבוצת הניסוי 250 גרם של אדג'ובאנט של פרוינד (CFA) הוזרק לתוך TMJ (CFA / TMJ, n = 14) או הברך (ברך / CFA, n = 7). נתוני משך הארוחה חושבו ליום אחד לפני ההזרקה (0) ולימים 1-21 (1, 2, 3 וכו ')לאחר הזרקת TMJ או הברך. כל מפרק נבדק על ידי ניתוח לאחר הבדיקה ההתנהגותית כדי לאמת את מקום ההזרקה. ערכים ניתנים כאמצעי ± SEM. ANOVA דו כיווני עם אמצעים חוזרים ונשנים שיש טיפול משתנים עצמאיים (מלוחים ו- CFA) וזמן ואת משך הארוחה משתנה תלוי שימש במחקרים אלה. השפעה עיקרית משמעותית נצפתה לטיפול CFA, F(2, 31)=4.7, p<0.05. הנתונים נותחו עוד יותר באמצעות בדיקת הפוסט הוק של דאנקן. עבור = p<0.05 נעשתה השוואה בין הקבוצה SALINE/TMJ לבין הקבוצה CFA/TMJ. עבור b = p<0.05 נעשתה השוואה בין הקבוצה CFA / TMJ לבין הקבוצה CFA / ברך.

Figure 3
איור 3. שש טוחנות מקסילריות של חולדות זכר Spraque Dawley נחשפו ומשך הארוחה נמדד במשך 6 ימים לאחר הניתוח. חולדות בקרה לא היה ניתוח חשיפה עיסת אבל היה הרדמה מנוהל. ANOVA דו כיוונית עם אמצעים חוזרים ונשנים באמצעות המשתנים הבלתי תלויים של טיפול (בקרה, חשיפה) וזמן ומשך הארוחה המשתנה התלוי שימש לניתוח נתוני משך הארוחה. השפעה עיקרית משמעותית נצפתה לחשיפה לעיסה, F(1, 12)=66, P<0.001. הנתונים נותחו עוד יותר באמצעות בדיקת הפוסט הוק של דאנקן. בעת השוואת הפקד לעומת החולדה אשר טוחנות שלהם נחשפו * = p<0.05, ** = p<0.01. זה אומר ± SEM. חמישה חולדות היו בכל קבוצת טיפול.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

חולי TMJ עם כאב orofacial דו"ח כאב מוגבר עם זמן לעיסה מוגבר, כך, מחזור הלעיסה מאריך ככל שהאדם כבר לועס45,53-56. 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, מראה שינוי משמעותי לתקופה ארוכה יותר, אבל פון פריי בדיקות חוטים יכול להיות מרכיב תגובת רפלקס ואילו מדידות משך הארוחה דורשים עיבוד לפי אזורים של מערכת העצבים המרכזית. לכן, רגישות עשויה להיות גדולה יותר עם בדיקות חוט פון פריי אבל התגובה יכולה לשקף, בין השאר, רפלקס. אמנם, טיפול עם תרופות שיש להם השפעות מרכזיות לשנות את תוצאות בדיקת חוטים מציע את הבדיקה משקפת כמה היבטים של עיבוד כאב מרכזי57.

במשך הארוחה assay המספר הכולל של כדורי מחלק צריך להיות במעקב מדי יום. חולדה זכר בדרך כלל לבלוע 400-800 של 45 כדורי מ ג וחולדה נקבה יהיה לבלוע 300-600 כדורי. במקרה כי הערך גלולה היומי הוא פחות מאשר ערכים אופייניים אלה הנסיין צריך לבדוק את יחידות ההזנה, אם מתקן גלולה טיפות 5 כדורי עם הסרת גלולה מן השוקת; חיישן גלולה ליד הופר גלולה (לא בשוקת) עשוי להיות מאובק ודורש ניקוי. למרות המתקן הוא יורד 5 כדורי המחשב יציין כי רק גלולה אחת ירדה (נותן את הספירה הנמוכה). לכן, אם חמש או גלולה אחת היא בשוקת המחשב מתעד רק אירוע אחד. לאחר ניקוי החיישן יש לחלק גלולה אחת עם הסרת גלולה משוקת ההזנה. לחלופין, ניתן להחליף את החיישן. אם הערך היומי גלולה גבוהה יותר מאשר ערכים אופייניים אלה החיישנים על שוקת האכלה עשוי להיות מאובק ודורש ניקוי. לנקות את החיישנים ולבדוק למחרת כדי לקבוע אם מספר כדורי ירד נפל בתוך הטווח הטיפוסי.

משך הארוחה הוא מבחנים התנהגותיים שיכולים להיות מושפעים מהבדלים בין מינים. במחקר קודם באמצעות עכברים עם דלקת מפרקים TMJ39 היו זנים של עכברים כי היה לאגור את כדורי. העכברים היו לוקחים את הכדורים מהשוקת המזינה ומפילים את הכדורים בפינת הכלוב ולתוך מחבת הפסולת במקום לאכול את הכדור. בגלל התנהגות אגירה מדידות דפוס הארוחה לא ישקף את המהירות שבה העכבר אוכל ולא לשקף את רמת hyperalgesia מכני של העכברים עם דלקת פרקים TMJ. שיטה אחת לפתרון בעיות בהתנהגות אגירה זו הייתה לסנן את העכברים בשלב טרום טיפול. ממחקרים קודמים על 40-70% של העכברים היה לאגור יותר מ 5% מכלל כדורי נלקח. זה הביא לשינויים משמעותיים בנתוני תבנית הארוחה. כדי לחסל את בעיית אגירה עכברים נבחרו מראש, כך שהם אגרו פחות מ 5% של כדורי שלהם. ניסויים בוצעו בבעלי החיים שנבחרו מראש והתנהגות אגירה הייתה במעקב לאורך כל הניסוי. בעלי חיים שאפו יותר מ-5% מצריכת המזון הכוללת שלהם בכל נקודה בניסוי נמחקו מהתוצאות. שתי בעיות בתהליך הבחירות המקדימות היו אחת, לוקח זמן לסנן מספיק עכברים כדי לקבל את מספר בעלי החיים כדי להשלים את הניסוי ושנית, התהליך דורש סינון של בעלי חיים רבים, שרובם לא ישמשו לניסויים וכתוצאה מכך עלות עודפת.

לסיכום, משך הארוחה הוא מדד כמותי שאינו סובייקטיבי לניסוי. כמו שיטות אופרנטיות אכילה היא התנהגות הדורשת השתתפות קליפת המוח אבל אכילה אינה דומה למדידות רפלקס רבות, כגון גירוד, שערות פון פריי, או חום. בעת מדידת משך הארוחה החיה אינה צריכה להיות מאומנת לפני הבדיקה ולא משותקת או מטופלת אשר יכול מורכב לחצים והתנהגויות חלופיות. מדידות משך הארוחה הן רציפות ולכן הבדיקות מתרחשות בשלב החושך כמו גם באור, בניגוד לבדיקה בשלב האור כאשר המכרסם בדרך כלל ישן. מדידות משך הארוחה יכולות להתרחש במשך ימים בניגוד לשיטות אחרות שבהן הבדיקה מבוצעת בקצרה במרווחי זמן ספציפיים. יתרונות אלה הופכים את מדידת משך הארוחה לכלי רב עוצמה לחקר מנגנוני nociception באזור הראש.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין מה לחשוף.

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

התנהגות בעיה 83 כאב חולדה nociception myofacial orofacial שן מפרק temporomandibular (TMJ)
משך הארוחה כמדד לתגובות הנוצ'ית האורופציאליות במכרסמים
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