Waiting
Login processing...

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

Behavior

Måltidsvarighet som mål på orofaciale nociceptive responser hos gnagere

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 forlengelse i måltidsvarighet representerer orofacial nociceptiv oppførsel hos gnagere som ligner vokteradferden til mennesker med orofacial smerte. Å spise er en oppførsel som ikke krever trening eller dyremanipulasjon, krever kortikale deltakelse, og konkurrerer ikke med andre eksperimentelt induserte atferd, og skiller denne analysen fra alternative refleks- eller operantiske målinger.

Abstract

En forlengelse i måltidsvarigheten kan brukes til å måle en økning i orofacial mekanisk hyperalgesi som har likheter med vaktadferd hos mennesker med orofacial smerte. For å måle måltidsvarighet holdes uhemmede rotter kontinuerlig i lyddemping, datastyrte fôringsmoduler i dager til uker for å registrere fôringsadferd. Disse lyddempingskamrene er utstyrt med chow pellet dispensere. Dispenseren har en pelletsbakke med en fotostråle plassert på bunnen av troughen, og når en gnager fjerner en pellet fra materen gjennom denne strålen, er denne strålen ikke lenger blokkert, noe som signaliserer at datamaskinen skal slippe en annen pellets. Datamaskinen registrerer dato og klokkeslett da pelletsene ble tatt fra trough og fra disse dataene kan eksperimentet beregne måltidsparametrene. Ved beregning av måltidsparametere ble et måltid definert basert på tidligere arbeid og ble satt til 10 min (med andre ord når dyret ikke spiser i 10 minutter som ville være slutten på dyrets måltid) ble også minimum måltidsstørrelse satt til 3 pellets. Måltidsvarigheten, måltidsnummeret, matinntaket, måltidsstørrelsen og mellommåltidintervallet kan deretter beregnes av programvaren i en hvilken som helst tidsperiode som operatøren ønsker. Av fôringsparametrene som kan beregnes måltidsvarighet har vist seg å være en kontinuerlig ikke-invasiv biologisk markør for orofacial nociception hos hannrotter og mus og kvinnelige rotter. Måltidsvarighetsmålinger er kvantitative, krever ingen trening eller dyremanipulasjon, krever kortikale deltakelse, og konkurrerer ikke med andre eksperimentelt induserte atferd. Disse faktorene skiller denne analysen fra andre operant- eller refleksmetoder for opptak av orofacial nociception.

Introduction

Dyremodeller har blitt brukt til å studere smerte og nociception forbundet med orofacial skade og eller betennelse1,2, men mangel på passende dyremodeller resulterer i en ufullstendig forståelse av mekanismene. Selv om nåværende modeller hjelper oss å forstå ulike mekanismer involvert i akutt og kronisk orofacial smerte, er det styrker og svakheter ved disse dyremodellene.

Mange modeller måler atferdsmessige nociceptive svar for korte varigheter. Ansiktspleie er en kjent atferdsrespons etter innsnevring av ansiktsnerver3. Andre studier målte ansikts gnidning med den ipsilaterale forgrunnen eller bakbenet, samt flinching av hodet etter administrering av formalininjeksjoner i temporomandibulærleddet (TMJ) eller leppe4-7. Hodeuttaksforsinkelser er en annen modell for måling av nociceptiv oppførsel der en modifisert haleflikk analgesi meter brukes til å kvantisere den nociceptive responsen (dvs. hodeuttak) etter påføring av varme på den barberte vibrissae pad av en rotte8. Digastrisk og massør muskelaktivitet har også blitt registrert som en korrelasjon av smerte etter glutamat injeksjoner i TMJ9. En annen studie har målt endringer i søvnparametere for å vurdere nociceptive responser hos mannlige og kvinnelige rotter med en betent TMJ, disse parametrene inkluderte søvnforsinkelse, rask øyebevegelse (REM), prosentandel av ikke-REM-søvn og prosentandel av REM-søvn10. De fleste dyremodeller som måler atferdsmessige nociceptive svar, bruker en kort tidsramme, det vil si minutter til timer per dag11-14. I tillegg oppstår de fleste dyremodeller testing i lysfasen og i et nattlig dyr, som en rotte, dette kan forårsake stress som kan forvirre de nociceptive resultatene15-18. Ovennevnte analyser måler nociceptiv respons i varierende orofaciale forhold, men for kort varighet og kan derfor bare brukes til å studere akutte lidelser. En alternativ analyse har brukt ansiktsuttrykk som et mål på nociception av moderat varighet, men denne metoden kan være subjektiv19.

For å evaluere vedvarende eller kronisk orofacial nociception noen har brukt anvendelsen av en von Frey filament på overflaten av huden for å vurdere mekanisk følsomhet hos dyr utsatt for nerve innsnevring eller TMJ betennelse3,20. Liverman et al. 2009 målte abstinensresponser ved hjelp av graderte monofilamenter etter CFA-injeksjoner i massermuskelen til rotter 21,22. Yamazaki et al. 2008 injiserte TMJ med CFA og deretter over 14 dager kvantifisert nociceptiv oppførsel til mekanisk eller varme eller kald stimulering påført over TMJ-regionen. Dessverre involverer disse nociceptive atferdsanalysene dyrebeherskelse, som produserer stresshormoner, læring eller alternativ atferd som kan forstyrre de målte resultatene.

Modeller for å måle nociception i tennene bruker kjeveåpningsrefleksen, men denne metoden kan være upålitelig23 eller upresis24. Elektromyografisk aktivitet har blitt brukt til å måle tannknusing25, men denne metoden krever vanligvis at dyret er bevisstløs, men i en studie tann nociception ble undersøkt i fritt bevegelige rotter26. I 2008 studerte Khan forholdet mellom tann nociception og masticatory funksjon ved hjelp av en sensitiv belastningsmåler27, men denne bitevarighetsmodellen krever å begrense dyret fra normal aktivitet 28. Bite force er et pålitelig mål på tannsmerter hos mennesker, men fordi rotter krever trening og / eller selvbeherskelse for å måle bitekraft, innføres en kilde til stress som kan produsere funn med tvilsom fysiologisk betydning29-31

Noen begrensninger av selvbeherskelse og stress kan overvinnes ved å bruke en operant design for å vurdere nociceptive atferd. En operant modell bruker unngåelse av en ubehagelig temperatur for å evaluere og karakterisere orofacial nociception32-35. Denne belønningskonfliktmodellen er basert på en belønning av søtet melk for å få gnageren til å plassere ansiktet frivillig mot en oppvarmet eller avkjølt termisk sonde34,36. Testen krever imidlertid dyretrening, men en styrke av analysen er at dataene samles inn på en automatisert måte.

Enda en dyremodell brukte nociception-indusert gnage dysfunksjon som en indeks av orofacial nociception37. Imidlertid er gnageren begrenset til et rør, og den eneste flukten er å gnave gjennom en dowel for å gå ut. En fordel med denne modellen er at den måler kjevefunksjon etter akutt eller kronisk kjeveskade hos mus. Imidlertid er gnageren begrenset, noe som gir en forvirrende alternativ konkurrerende oppførsel, det vil si flukt, noe som ville være stressende og dermed kunne påvirke nociception-analyseresultatene.

Måltidsvarighet har blitt brukt til å måle nociception hos dyr med TMJ leddgikt38-41,tannmasse eksponering42, og muskelskade43. En gnager som opplevde orofacial nociception spiste saktere etter at dyret initierte et måltid. Pasienter som opplever TMJ smerte tar også lengre tid å tygge maten og sykluslengden forkortes når TMJ smerte er redusert44-46. Forlengelsen av måltidsvarigheten når TMJ smerte er til stede forventes å være en "vaktadferd", operasjonelt definert som nociceptiv oppførsel47.

Måltidsvarighet måler TMJ-nociception ved hjelp av en ikke-invasiv metode i opptil 19 dager hos hann- og hunnrotter og 6 dager (lengste periode testet) hos hannmus og kan beskrives som en biologisk markør for nociception38-41. Til støtte for at måltidsvarighet måler nociceptive svar, kan nociception reduseres ved farmakologisk inngrep som fører til at dyrets måltidsvarighet går tilbake til normale38,40,41. Dette ble også bekreftet når nociceptive nevroner ble ødelagt ved hjelp av capsaicin; etter nervedestruksjon ble dyrenes måltidsvarighet ikke økt etter injeksjon av CFA i TMJ 40.

Nedenfor er protokollen om hvordan du får tak i og statistisk analyserer måltidsvarighetsdata.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

I denne modellen ble rotter eller mus gitt mat og vann ad libitum. Texas A&M University Baylor College of Dentistry Institutional Animal Care and Use Committee godkjente alle eksperimentelle protokoller. Nedenfor spesifikke innstillinger er vist i kursiv og brukes spesielt for rotte TMJ leddgikt modell. Mus kan også brukes i denne modellen og alternative tannsmerter og myogene orofacial smerte dyremodeller kan også brukes42,43.

1. Programvareinnstillinger

  1. Last inn Animal Monitor-programvaren for materenhetene på datamaskinen.
  2. Animals Monitor-programvaren åpnes nå ved å klikke på ikonet, og under filmenyvalget velger du alternativet "konfigurasjon" pull down.
  3. I vinduet "Konfigurasjon av dyremonitor" fjerner du merket i boksen med tittelen "Pellet Delivered Input" (Figur 1A).
    Merk: Denne boksen er vanligvis merket av på fabrikken som standard. Fjern merket for dette alternativet. Når undersøkeren fjerner valget, registreres resultatene ved fjerning av en pellets fra troughen i stedet for når en pellets blir dispensert.
    Merk: Når det er merket av for "Automatisk filnavn" vil programvaren automatisk navngi filene (Figur 1A). Denne boksen er vanligvis merket av på fabrikken som standard.
  4. Still inn tidsurlampene til å slå seg på klokken 06:00 (06:00) og slås av kl. 20:00.
    Merk: Maskinvaren for materenhetene ble endret slik at lysene i boksene ikke styres av programvaren, men er i stedet koblet til en isolert 24 timers timer. Dermed var "House Light" angitt på konfigurasjonsprogramvaren ikke funksjonell i disse eksemplene.
  5. Velg nedtrekksmenyen for redigering, og velg Eksperimenter. Det vises et vindu med tittelen Boks 01 -(Figur 1B).
  6. Skriv inn filnavnet som dataene skal lagres under i dette vinduet.
    Merk: Hvis det ikke skrives inn noe filnavn, vil datafilene automatisk bli navngitt av programvaren. Detaljer om eksperimentet kan legges til i dette vinduet og lagres med datafilene. Informasjonen i vinduet kan også lagres og brukes til etterfølgende eksperimenter.
  7. Skriv inn et tall som er større enn den totale tiden for eksperimentet, i oppføringsboksen med tittelen "Eksperimenteringslengde (dager):".
    Merk: Dette vil sikre at programvaren lagrer dataene til eksperimentet er fullført, en feil kan være å sette denne verdien for kort, noe som vil stoppe programvaren fra å registrere dataene selv om dyr fortsatt er i fôringsmodulene.
  8. Skriv inn 24 i oppføringsboksen med tittelen "Antall timer på en dag".
    Merk: Lengden kan endres i henhold til eksperimentets spesifikasjoner.
  9. Skriv inn 10 i boksen med tittelen "Sluttkriterier for måltidsperiode (min):"
    Merk: For rotter ble et måltid definert ved hjelp av et 10 min slutt på måltidskriterium basert på tidligere studier48 (dvs. et måltid ble beregnet før og etter av en 10 min periode uten pellets som ble tatt) og minimum måltidsstørrelse ble satt til tre pellets per måltid i denne programvarepakken.
  10. Skriv inn 45 i boksen med tittelen "Pellet Size (mg)". Hvis en person ønsket å bruke mus input 20 i dette vinduet.
  11. For rotter tilsett 45 mg gnager chow pellets til mater dispenserbeholderen.
    Merk: For mus legger du til 20 mg gnager chow pellets til chow-beholderen.
  12. I "Fase" -delen av Eksperiment -vinduet skriver du inn termen Dag i "Navn" -feltet, og i feltet "Antall timer" skriver du inn 24 (Figur 1B).
    Merk: Under "Fase" -delen er det to store åpne felt. Det første store åpne feltet fylles ut av teksten som er skrevet inn i de forrige feltene Fase og Navn.
  13. Det neste store åpne feltet vil ha overskriften "Dagfase" Enter i feltet med tittelen "Navn" ordet Lys og skriv inn i feltet "Prosent" tallet 60.
    Merk: Denne innskrivingsteksten fyller ut det store feltet nedenfor.
  14. Deretter skriver du inn i feltet "Navn" ordet Mørk og skriver inn i feltet "Prosent" tallet 40. Merk: med disse oppføringene vil 60% av dagen tilskrives lysfasen og 40% vil bli tilskrevet den mørke fasen. Når programvaren beregner måltidsmønstrene, vil denne informasjonen bli brukt. Disse innstillingene er typiske for sykling av kvinnelige dyr som holdes på en 14:10 lys / mørk syklus.
  15. Velg knappen "Angi alle bokser som dette". Lagre denne informasjonen, og trykk deretter OK.
  16. Skjermbildet "Start bokser" vises, velg matere for å aktivere og trykke OK (Figur 1C).
  17. Deretter vises kjøretidsvinduene for dyremonitoren med måltidsmønsterdataene (Figur 1D).
    Merk: overvåk og registrer "# av Pellets Dispensert" fra dette vinduet for å bestemme rottens nåværende helse. En sunn hannrotter som veier rundt 300 g, vil vanligvis spise mellom 300-800 45 mg pellets om dagen.
  18. Filer genereres daglig og lagres automatisk som har en . CSV-utvidelse. Åpne disse filene for å hente måltidsmønsterdata som matinntak, måltidsnummer, måltidsvarighet, måltidsstørrelse eller intermeal intervall. Intervallene for disse måltidsmønstrene kan beregnes for hele dagen eller for en fase på dagen, for eksempel mørk- og lysfasen. Som nevnt ovenfor er innstillingene for en 14:10 lys / mørk syklus. Rådataene for når hver pellet ble fjernet fra troughen, registreres også som en rå . CSV-filen.
    Merk: I eldre versjoner av programvaren brukes ikke en minimum måltidsstørrelse på 3 pellets i beregningene for å generere . CSV-filen.  For å få gjennomsnittlig måltidsvarighet ved hjelp av den eldre programvaren må du dessuten trekke 10 min fra verdiene i kolonnen Gjennomsnittlig måltidsvarighet i . CSV-filen.
    Når programvaren er i drift, kan operatøren manuelt velge nedtrekksmenyalternativet for filen og daglig velge "lagre rådata". Dette vil lagre rådataene i en periode på 24 timer i stedet for for hele eksperimentet. Disse rådata kan behandles av alternativ programvare etter brukerens skjønn.
    Merk: I resultatene som vises, brukte vi alternativ programvare for å inkludere en minimum måltidsstørrelse på 3 pellets.

2. Mat Varighet Analyse

  1. Plasser individuelle rotter i de lyddempingskamrene utstyrt med fotostråle datamaskinaktiverte pelletsmatere.
    Merk: I disse fôringsenhetene er det graderte vannflasker og avfallspanner der et ark med tykt absorberende papir er plassert. I mater dispenserbeholderen kan 45 mg gnager chow pellets legges til rotter eller 20 mg gnager chow pellets kan legges til mus. Chow pellets dispenseres i en V-formet fôring trough og på bunnen av dette troughet er en fotostråle. En pellet dispensert inn i trough vil bli oppdaget ved å bryte denne fotostrålen. Når en rotte fjerner denne pellet fra materen gjennom fotostrålen er gjenopprettet og dette signaliserer datamaskinen til å slippe en annen pellet. Restaurering av fotostrålen utløser også datamaskinen til å registrere dato og klokkeslett og holder en løpende oversikt over pellets dispensert. Denne tellingen av pellets analyseres deretter for å bestemme matinntak, måltidsnummer, måltidsvarighet, måltidsstørrelse eller intermeal intervall i løpet av en hvilken som helst del av dagen ved hjelp av Med Assoc. Inc. programvare. Igjen den rå . CSV-datafil kan analyseres av ekstern programvare39,40,49-51.
  2. Registrer totalt antall pellets spist, mengden vann som forbrukes og vekten av dyrene for å skjelne rottenes generelle helse under eksperimenteringen.
  3. Skyll vannflasker og fyll med ferskvann daglig og tilsett chow til materbeholderen ved behov.
  4. Dump avfallspanne og det tykke absorberende papiret under buret daglig og blås støvet fra å flytte en del av materen daglig ved hjelp av høytrykksluft.
    Merk: Personlig verneutstyr(f.eks. kjoler, hansker, masker og masker) er nødvendig.
  5. Fjern gulv, avfallspanner og vannflasker etter at eksperimentet er fullført og vask disse komponentene. Fjern også fôrelektronikken fra cagingvasken for hånd eller i oppvaskmaskin.

3. Induksjon av TMJ leddgikt

  1. Plasser dyr i matere minst 4 dager før eksperimentering.
    Merk: Disse dataene vil bli rapportert som fordager for å oppnå en grunnleggende fôringsatferd. Deretter fjernes dyrene fra materen for behandling. En type behandling var å indusere en artritt TMJ. For denne modellen injiseres rotter med fullstendig Freunds adjuvans (CFA) kl. 08:00(dvs. begynnelsen av lysfasen) etter at rottene er bedøvet med isofluran (5% strømning).
  2. Injiser 250 mg CFA i 50 L bilateralt i det periartikulære rommet til hver TMJ.
    Merk: i eksemplet (Figur 2) ble 250 mg CFA i 50 L injisert i hver TMJ, men doser så lave som 10 mg i volumer så små som 15 μl er effektive over kortere tidsperioder52.
  3. Injiser kontrollrotter TMJ med 50 L 0,9% saltvann. Merk: Alle dyrene var mobile innen 5 min eller mindre etter induksjon av anestesi. I tilfelle en mindre dose CFA er gitt i et mindre volum, vil kontrollrottene få samme volum saltvann.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Måltidsvarighet er en atferdsmessig korrelasjon av orofacial smerte og måltidsvarighetsmålinger er brukt på dyr med TMJ-leddgikt (figur 2) og tannråte (figur 3). I ett eksperiment hadde rotter TMJ-leddgikt etter administrering av en høy 250 mg dose CFA, og denne behandlingen førte til en betydelig økning i måltidsvarigheten i 19 dager (figur 2). En lavere dose CFA (10 mg) injisert i hvert TMJ ledd ga en mindre økning i måltidsvarigheten i bare 2-3 dager52 indikerer en dose respons for CFA administrasjon ved hjelp av denne måltidsvarighetsanalysen. Måltidsvarighet målte nociceptive responser i den orofaciale regionen, men oppdaget ikke svar fra leddgikt i kneet (figur 2).

I et annet eksperiment har måltidsvarighet også påvist nociceptive responser hos rotter med masseeksponering (figur 3). Pulp eksponering resulterte i tannråte og var en modell for tannsmerter hos mennesker42. Andre fôringsmønstre, for eksempel matinntak, måltidsnummer og måltidsstørrelse, endres ikke i så stor grad eller så lenge som måltidsvarighet som antyder at disse andre måltidsmønstrene ikke er så følsomme for den nociceptive responsen som måltidsvarighet39. Ettersom måltidsvarigheten øker betydelig, er det vanligvis ubetydelige trender i måltidsnummer og måltidsstørrelse som resulterer i at matinntaket er nær normalt, slik at kroppsvekten til det behandlede dyret er lik sham eller kontrolldyrene.

Fra dataene i figur 1 og tidligere gjennomsnitts- og standardavviksdata38-42 for å beregne en signifikant forskjell mellom behandlingsgrupper på minst 2 min med 80 % effekt (ved bruk av ANOVA) ville kreve ca. 9 dyr/behandlingsgruppe.

Figure 1
Figur 1. Skjermbilder av programvaren for dyremonitorer. Panel 1A er vinduet Konfigurasjon av dyremonitor. Panel 1B er vinduet som vises når redigeringsmenyen er valgt og Eksperiment er valgt fra denne menyen. Panel 1C er vinduet som tillater selektiv aktivering av bestemte materenheter. Panel 1D er neste vindu som vises og har tittelen Animal Monitor. Dette vinduet viser sanntidsberegning for måltidsparametere for de aktive materenhetene. Klikk her for å vise større bilde.

Figure 2
Figur 2. Måltidsvarigheten ble betydelig forlenget i 19 dager hos hannrotter med leddgikt temporomandibulære ledd (TMJ). For kontrollgruppen fikk Sprague Dawley rotter en injeksjon på 50 L saltvann i hver TMJ (SALINE/ TMJ, n = 13). I den eksperimentelle gruppen ble 250 g fullstendig Freunds adjuvans (CFA) injisert i TMJ (CFA/TMJ, n = 14) eller kne (KNEE/CFA, n = 7). Måltidsvarighetsdata ble beregnet for en dag før injeksjon (0) og for dagene 1-21 (1, 2, 3, etc.)etter TMJ eller kneinjeksjon. Hvert ledd ble undersøkt ved disseksjon etter atferdstesten for å verifisere injeksjonsstedet. Verdier er gitt som midler ± SEM. Toveis ANOVA med gjentatte tiltak som har uavhengig variabelbehandling (saltvann og CFA) og tid og avhengig variabel måltidsvarighet ble brukt i disse studiene. En signifikant hovedeffekt ble observert ved CFA-behandling, F(2, 31)=4,7, p<0,05. Data ble videre analysert ved hjelp av Duncans post hoc-test. For a = p<0,05 ble det gjort en sammenligning mellom SALINE/TMJ-gruppen og CFA/TMJ-gruppen. For b = p<0,05 ble det gjort en sammenligning mellom CFA/TMJ-gruppen og CFA/KNEE-gruppen.

Figure 3
Figur 3. Seks maksillære molarer av mannlige Spraque Dawley rotter ble utsatt og måltidsvarighet ble målt i 6 dager etter operasjonen. Kontrollrotter hadde ikke masseeksponeringskirurgi, men fikk anestesi administrert. Toveis ANOVA med gjentatte tiltak ved hjelp av de uavhengige behandlingsvariablene (kontroll, eksponering) og tid og avhengig variabel måltidsvarighet ble brukt til å analysere måltidsvarighetsdataene. En signifikant hovedeffekt ble observert for masseeksponering, F(1, 12)=66, P<0,001. Data ble videre analysert ved hjelp av Duncans post hoc-test. Når du sammenligner kontrollen kontra rotten som fikk molarene eksponert * = p<0,05, ** = p<0,01. Midler ± SEM. Fem rotter var i hver behandlingsgruppe.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

TMJ-pasienter med orofacial smerte rapporterer økt smerte med økt tyggetid, slik at tyggesyklusen forlenger jo lenger personen har tygget45,53-56. Vår atferdsanalyse muliggjør lignende testing hos rotter og mus når du måler måltidsvarighet39. En nylig upublisert studie antydet at von Frey filament testing hadde større følsomhet enn måltid varighet målinger, viser en betydelig endring i en lengre periode, men von Frey filament testing kan ha en refleks respons komponent mens måltid varighet målinger krever behandling av regioner i sentralnervesystemet. Dermed kan følsomheten være større med von Frey filament tester, men responsen kan reflektere, delvis, en refleks. Selv om behandling med legemidler som har sentrale effekter, endrer filamenttestresultatene som antyder at analysen gjenspeiler noen aspekter ved sentral smertebehandling57.

I måltidsvarighetsanalysen bør det totale antallet pellets som dispenseres overvåkes daglig. En mannlig rotte vil vanligvis innta 400-800 av de 45 mg pelletsene, og en kvinnelig rotte vil innta 300-600 pellets. I tilfelle at den daglige pelletsverdien er mindre enn disse typiske verdiene, bør eksperimentatoren sjekke materenhetene, hvis pelletsdispenseren faller 5 pellets ved fjerning av en pellet fra troughen; Pelletssensoren i nærheten av pelletsbeholderen (ikke i troughen) kan være støvete og kreve rengjøring. Selv om dispenseren slipper 5 pellets, vil datamaskinen indikere at bare en pellets ble droppet (noe som gir det lave antallet). Dermed registrerer om fem eller en pellets er i trough datamaskinen bare en hendelse. Etter rengjøring av sensoren skal en enkelt pellets dispenseres ved fjerning av en pellets fra materbakken. Alternativt kan man bytte sensoren. Hvis den daglige pelletsverdien er høyere enn disse typiske verdiene, kan sensorene på fôringsbakken være støvete og kreve rengjøring. Rengjør sensorene og kontroller neste dag for å finne ut om antall pellets som falt falt innenfor det typiske området.

Måltidsvarighet er en atferdsanalyse som kan påvirkes av artsforskjeller. I en tidligere studie med mus med TMJ leddgikt39 var det stammer av mus som ville hamstre pellets. Musene ville ta pellets fra materen trough og slippe pellets i hjørnet av buret og inn i avfallspannen i stedet for å spise pellets. På grunn av hamstringsatferden ville måltidsmønstermålingene ikke gjenspeile hastigheten musen spiste og ikke reflektere nivået av mekanisk hyperalgesi av musene med TMJ-leddgikt. En metode for å feilsøke denne hamstringsatferden var å screene musene i forbehandlingsfasen. Fra tidligere studier ville ca 40-70% av musene hamstre mer enn 5% av de totale pelletsene som ble tatt. Dette resulterte i betydelige endringer i måltidsmønsterdataene. For å eliminere hoarding problemet mus ble forhåndsvalgt slik at de hamstret mindre enn 5% av sine pellets. Eksperimenter ble utført med de forhåndsvalgte dyrene og hamstringsadferd ble overvåket gjennom hele eksperimentet. Dyr som hamstret mer enn 5% av deres totale matinntak under et hvilket som helst punkt i eksperimentet, ble eliminert fra resultatene. To problemer med denne forhåndsvalgsprosessen var ett, det tar tid å forhåndsscreene nok mus til å få antall dyr til å fullføre eksperimentet, og for det andre krever prosessen screening av mange dyr, hvorav de fleste ikke vil bli brukt til eksperimentering, noe som resulterer i overskytende kostnader.

Avslutningsmatvarighet er et kvantitativt tiltak som ikke er subjektivt for eksperimentet. Som operant metoder å spise er en oppførsel som krever kortikale deltakelse, men å spise er ulikt mange refleksmålinger, for eksempel riper, von Frey hår eller varme. Ved måling av måltidsvarighet trenger dyret ikke å trenes før testing eller immobilisert eller håndtert som kan sammensatte påkjenninger og alternativ oppførsel. Måltidsvarighetsmålinger er kontinuerlige, så testing skjer i mørket så vel som lysfasen, i motsetning til testing i lysfasen når gnageren normalt sover. Måling av måltidsvarighet kan forekomme i flere dager i motsetning til andre metoder der testen utføres kort ved bestemte tidsintervaller. Disse fordelene gjør måltidsvarighetsmålingen til et kraftig verktøy for å studere mekanismene for nociception i hoderegionen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det er ingenting å avsløre.

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

Atferd Utgave 83 Smerte rotte nociception myofacial orofacial tann temporomandibulær ledd (TMJ)
Måltidsvarighet som mål på orofaciale nociceptive responser hos gnagere
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