Waiting
Login processing...

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

Behavior

Måltid varighed som et mål for Orofacial Nociceptive Svar hos gnavere

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 forlængelse i måltidets varighed repræsenterer orofacial nociceptive adfærd hos gnavere svarende til bevogtning adfærd hos mennesker med orofacial smerte. Spise er en adfærd, der kræver ingen uddannelse eller dyr manipulation, kræver kortikale deltagelse, og konkurrerer ikke med andre eksperimentelt induceret adfærd, der adskiller denne analyse fra alternative refleks eller operant målinger.

Abstract

En forlængelse i måltidets varighed kan bruges til at måle en stigning i orofacial mekanisk hyperalgesi, der har ligheder med bevogtning adfærd hos mennesker med orofacial smerte. For at måle måltidets varighed holdes uhæmmede rotter kontinuerligt i lyd svækkede, edb-fodringsmoduler i dage til uger for at registrere fodringsadfærd. Disse lyd-svækkede kamre er udstyret med chow pellet dispensere. Dispenseren har et pellettrug med en fotobjælke placeret i bunden af truget, og når en gnaver fjerner en pellet fra fødertruget, blokeres denne stråle ikke længere, hvilket signalerer, at computeren skal tabe en anden pellet. Computeren registrerer dato og klokkeslæt, hvor pellets blev taget fra truget, og ud fra disse data kan eksperimentatoren beregne måltidsparametrene. Ved beregningen af måltidsparametrene blev et måltid defineret på grundlag af tidligere arbejde og blev fastsat til 10 min(med andre ord, når dyret ikke spiser i 10 minutter, der ville være enden på dyrets måltid), blev minimumsmelsstørrelsen også fastsat til 3 pellets. Måltidets varighed, måltidsnummer, fødeindtagelse, måltidsstørrelse og interval mellem måltiderne kan derefter beregnes af softwaren i enhver periode, som operatøren ønsker. Af de fodringsparametre, der kan beregnes, har det vist sig, at måltidets varighed er en kontinuerlig ikke-invasiv biologisk markør for orofacial nociception hos hanrotter og mus og hunrotter. Måltidsvarighedsmålinger er kvantitative, kræver ingen træning eller dyremanipulation, kræver kortikal deltagelse og konkurrerer ikke med anden eksperimentelt induceret adfærd. Disse faktorer adskiller denne analyse fra andre opera- eller refleksmetoder til registrering eller af en væsentlig undtagelse.

Introduction

Dyremodeller er blevet brugt til at studere smerter og nociception forbundet med orofacial skade og ellerbetændelse 1,2, men mangel på passende dyremodeller resulterer i en ufuldstændig forståelse af mekanismerne. Selvom de nuværende modeller hjælper os med at forstå forskellige mekanismer, der er involveret i akutte og kroniske orofaciale smerter, er der styrker og svagheder ved disse dyremodeller.

Mange modeller måler adfærdsmæssige nociceptive svar for korte varigheder. Ansigtspleje er en kendt adfærdsmæssig reaktion efter indsnævring af ansigtsnerver3. Andre undersøgelser målte ansigts gnide med ipsilateral forgrunden eller bagben, samt flinching af hovedet efter administration af formalin injektioner i temporomandibular fælles (TMJ) eller læbe4-7. Hoved tilbagetrækning latencies er en anden model til måling nociceptive adfærd, hvor en modificeret hale svirp analgesi meter bruges til at kvantificere nociceptive respons(dvs. hoved tilbagetrækning) efter påføring af varme til barberet vibrissae pad af en rotte8. Digastrisk og massør muskel aktivitet er også blevet registreret som et korrelere af smerte efter glutamat injektioner i TMJ9. En anden undersøgelse har målt ændringer i søvnparametre for at vurdere nociceptive reaktioner hos mandlige og kvindelige rotter med en betændt TMJ, disse parametre omfattede søvnventetid, hurtig øjenbevægelse (REM), procentdel af ikke-REM-søvn og procentdel af REM-søvn10. De fleste dyremodeller, der måler adfærdsmæssige nociceptive reaktioner, bruger en kort tidsramme, dvs. minutter til timer om dagen11-14. Derudover forekommer de fleste dyremodeller test i lysfasen og i et natdyr, som en rotte, kan dette forårsage stress, som kan forvirre de nociceptive resultater15-18. Ovennævnte assays måler nociceptiv respons under forskellige eller økonomiske forhold, men for kort varighed og kan derfor kun bruges til at studere akutte lidelser. En alternativ analyse har brugt ansigtsudtryk som et mål for nociception af moderat varighed, men denne metode kan være subjektiv19.

For at evaluere vedvarende eller kronisk orofacial nociception har nogle brugt anvendelsen af en von Frey filament på overfladen af huden til at vurdere mekanisk følsomhed hos dyr, der udsættes for nervesnævring ellerTMJ-betændelse 3,20. Liverman et al. 2009 målte abstinensresponser ved hjælp af graduerede monofilamenter efter CFA-injektioner i rotternes massørmuskel 21,22. Yamazaki et al. 2008 injicerede TMJ med CFA og derefter over 14 dage kvantificeret nociceptiv adfærd til mekanisk eller varme eller kold stimulation anvendes over TMJ regionen. Desværre involverer disse nociceptive adfærdsmæssige assays dyrefastholdelse, som producerer stresshormoner, læring eller alternativ adfærd, der kan forstyrre de målte resultater.

Modeller til at måle nociception i tænderne udnytte kæben åbning refleks, men denne metode kan være upålidelige23 eller upræcise24. Elektromyografisk aktivitet er blevet brugt til at måle tandnociception25, men denne metode kræver typisk, at dyret er bevidstløst, selvom tandnociception i en undersøgelse blev undersøgt hos frit bevægelige rotter26. I 2008 studerede Khan forholdet mellem tandkredning og masticatorisk funktion ved hjælp af en følsom stammemåler27, men denne bidvarighedsmodel kræver at fastholde dyret fra normal aktivitet 28. Bite force er et pålideligt mål for tandsmerter hos mennesker, men fordi rotter kræver træning og / eller tilbageholdenhed til at måle bid kraft en kilde til stress er indført, som kan producere resultater med tvivlsom fysiologisk betydning29-31

Nogle begrænsninger af tilbageholdenhed og stress kan overvindes ved hjælp af en operant design til at vurdere nociceptive adfærd. En operant model bruger undgåelse af en ubehagelig temperatur til at evaluere og karakterisere orofacial nociception32-35. Denne belønningskonfliktmodel er baseret på en belønning af sødet mælk for at få gnaveren til frivilligt at placere sit ansigt mod en opvarmet eller afkølet termisk sonde34,36. Testen kræver dog dyretræning, men en styrke af analysen er, at dataene indsamles på en automatiseret måde.

Endnu en dyremodel brugte nociception-induceret gnave dysfunktion som et indeks over orofacial nociception37. Gnaveret er dog begrænset til et rør, og dets eneste flugt er at gnave gennem en dyvel for at afslutte. En fordel ved denne model er, at den måler kæbefunktionen efter akut eller kronisk kæbeskade hos mus. Gnaveret er dog begrænset, hvilket tilføjer en forvirrende alternativ konkurrerende adfærd, dvs. flugt, hvilket ville være stressende og dermed kunne påvirke nociceptionsanalyseresultaterne.

Måltidets varighed er blevet brugt til at måle nociception hos dyr med TMJarthritis 38-41, tandmasseeksponering42og muskelskader43. En gnaver, der oplevede orofacial nociception spiste langsommere efter dyret indledte et måltid. Patienter oplever TMJ smerter også tage længere tid at tygge deres mad og cyklus længde forkorter, når TMJ smerter er mindsket44-46. Forlængelsen af måltidets varighed, når TMJ-smerte er til stede, forventes at være en "bevogtningsadfærd", operationelt defineret som nociceptiv adfærd47.

Måltidets varighed måler TMJ nociception ved hjælp af en ikke-invasiv metode i op til 19 dage hos hanrotter og hunrotter og 6 dage (længste periode testet) hos hanmus og kan beskrives som en biologisk markør for nociception38-41. Til støtte for, at måltidets varighed måler nociceptive reaktioner, kan nociception reduceres ved farmakologisk intervention, hvilket får dyrets måltids varighed til at vende tilbage til normal38,40,41. Dette blev også bekræftet, da nociceptive neuroner blev ødelagt ved hjælp af capsaicin; efter nervedestruktion blev dyrenes måltidsvarighed ikke forøget efter injektion af CFA i TMJ 40.

Nedenfor er protokollen om, hvordan man får og statistisk analysere måltid varighed data.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

I denne model fik rotterne eller musene mad og vand ad libitum. Texas A &M University Baylor College of Dentistry Institutional Animal Care and Use Committee godkendte alle de eksperimentelle protokoller. Nedenfor specifikke indstillinger er vist med kursiv og bruges specielt til rotte TMJ arthritis model. Mus kan også bruges i denne model og alternative tandsmerter og myogen orofacial smerte dyremodeller kan bruges samt42,43.

1. Softwareindstillinger

  1. Læg Animal Monitor-softwaren til fødeenhederne på computeren.
  2. Animals Monitor-softwaren åbnes nu ved at klikke på ikonet, og under valg af filmenu skal du vælge "konfiguration" pull down-indstillingen.
  3. I vinduet "Konfiguration af dyreovervågning" skal du fjerne markeringen i afkrydsningsfeltet "Pellet Delivered Input" (Figur 1A).
    Bemærk: Dette felt er normalt markeret på fabrikken som standard. Fravælg denne indstilling. Når investigator fravælger denne mulighed resultaterne bliver registreret ved fjernelse af en pellet fra truget i stedet for når en pellet bliver udleveret.
    Bemærk: Når afkrydsningsfeltet "Automatisk navngivning af filer" er markeret, navngiver softwaren automatisk filerne (Figur 1A). Dette afkrydsningsfelt er normalt markeret på fabrikken som standard.
  4. Indstil timerlysene til at tænde kl. 06.00 (kl. 06.00) og slukke kl. 20.00 (kl. 20.00).
    Bemærk: Hardwaren til fødeenhederne blev ændret, så lysene i boksene ikke styres af softwaren, men i stedet er forbundet til en isoleret 24 timers timer. Således var "House Light" angivet på konfigurationssoftwaren ikke funktionel i disse eksempler.
  5. Vælg rullemenuen Rediger, og vælg Eksperimentér. Der vises et vindue med titlen "Boks 01 -" (Figur 1B).
  6. Angiv det filnavn, som dataene gemmes under i dette vindue.
    Bemærk: Hvis der ikke indtastes et filnavn, navngives datafilerne automatisk af softwaren. Detaljer om eksperimentet kan tilføjes i dette vindue og gemmes sammen med datafilerne. Oplysningerne i vinduet kan også gemmes og bruges til efterfølgende eksperimenter.
  7. Angiv et tal, der er større end eksperimentets samlede tid, i indtastningsboksen "Eksperimentlængde (dage):".
    Bemærk: Dette vil sikre, at softwaren gemmer dataene, indtil eksperimentet er færdigt, en fejl kan være at indstille denne værdi for kort, hvilket forhindrer softwaren i at registrere dataene, selvom dyrene stadig er i fodringsmodulerne.
  8. Skriv 24 i feltet "Antal timer på en dag".
    Bemærk: Længden kan ændres til eksperimentatorens specifikationer.
  9. Skriv 10 i feltet "Måltidsperiode slutkriterier (min):"
    Bemærk: For rotter blev et måltid defineret ved hjælp af et 10 min. måltidsdeliterium baseret på tidligere undersøgelser48 (dvs. et måltid blev beslaglagt før og efter med en periode på 10 minutter uden pellets), og minimumsmåltidsstørrelsen blev fastsat til tre pellets pr. måltid i denne softwarepakke.
  10. Skriv 45 i boksen "Pellet Size (mg)". Hvis en person ønskede at bruge mus input 20 i dette vindue.
  11. For rotter tilsættes 45 mg gnaver chow pellets til feeder dispenser hopper.
    Bemærk: For mus tilsættes 20 mg gnaver chow pellets til chow hopperen.
  12. I afsnittet "Fase" i vinduet Eksperiment skal du angive udtrykket Dag i feltet "Navn" og i feltet "Antal timer" type 24 (Figur 1B).
    Bemærk: Under afsnittet "Fase" er der to store åbne felter. Det første store åbne felt udfyldes af den tekst, der er indtastet i de forrige felter "Fase" og "Navn".
  13. Det næste store åbne felt får overskriften "Dagsfase" Til at stå i feltet "Navn" ordet Lys og indtastes i feltet "Procent" tallet 60.
    Bemærk: Denne indtastede tekst udfylder det store felt nedenfor.
  14. Skriv derefter ordet Mørk i feltet "Navngiv" og skriv tallet "Procent" tallet 40. Bemærk: Med disse poster vil 60% af dagen blive tilskrevet lysfasen, og 40% vil blive tilskrevet den mørke fase. Når softwaren beregner måltidsmønstrene, vil disse oplysninger blive brugt. Disse indstillinger er typiske for cykling kvindelige dyr, der holdes på en 14:10 lys / mørk cyklus.
  15. Vælg knappen "Angiv alle bokse på denne måde". Gem disse oplysninger, og tryk derefter på OK.
  16. Skærmbilledet "Startbokse" vises, og vælg de feedere, der skal aktiveres, og tryk på OK (Figur 1C).
  17. Derefter vises vinduerne Undertiden for Dyreovervågning med måltidsmønsterdataene (Figur 1D).
    Bemærk: overvåge og registrere "# af Pellets Udleveret" fra dette vindue for at bestemme den aktuelle sundhed af rotten. En sund han rotte vejer omkring 300 g vil typisk spise mellem 300-800 45 mg pellets om dagen.
  18. Filer genereres dagligt og gemmes automatisk, som har en . CSV-udvidelse. Åbn disse filer for at hente måltidsmønsterdata, f.eks. Intervallerne for disse måltidsmønstre kan beregnes for hele dagen eller for en fase af dagen, såsom mørk og lys fase. Som nævnt ovenfor er indstillingerne for en 14:10 lys / mørk cyklus. De rå data for, hvornår hver pellet blev fjernet fra truget, registreres også som en rå . CSV-fil.
    Bemærk: I ældre versioner af softwaren anvendes der ikke en minimumsmelstørrelse på 3 pellets i beregningerne til generering af . CSV-fil.  For at få den gennemsnitlige måltidsvarighed ved hjælp af den ældre software skal du desuden trække 10 min. fra værdierne i kolonnen Gennemsnitlig måltidsvarighed i . CSV-fil.
    Når softwaren kører, kan operatøren manuelt vælge rullemenuindstillingen for filer og dagligt vælge "gem rådata". Dette vil gemme de rå data i en 24 timers periode i stedet for for hele eksperimentet. Disse rå data kan behandles af alternativ software efter brugerens skøn.
    Bemærk: I de viste resultater brugte vi alternativ software til at inkludere en minimumsmåltidsstørrelse på 3 pellets.

2. Måltid Varighed Assay

  1. Placer individuelle rotter i de lyddæmpnede kamre, der er udstyret med fotobeam computeraktiverede pellet feedere.
    Bemærk: I disse fodringsenheder er der graduerede vandflasker og affaldspande, hvor et ark tykt absorberende papir er placeret. I feeder dispenser hopper 45 mg gnaver chow pellets kan tilsættes til rotter eller 20 mg gnaver chow pellets kan tilsættes til mus. Chow pellets udleveres til et V-formet fodertrug og i bunden af dette trug er en fotobeam. En pellet udleveret i truget vil blive opdaget ved at bryde denne photobeam. Når en rotte fjerner denne pellet fra føderen gennem fotobjælken er genoprettet, og dette signalerer computeren til at droppe en anden pellet. Restaurering af photobeam også udløser computeren til at registrere dato og klokkeslæt og holder en løbende optælling af pellets udleveres. Denne optælling af pellets analyseres derefter for at bestemme fødeindtagelse, måltidsnummer, måltidsvarighed, måltidsstørrelse eller intermealt interval i en hvilken som helst del af dagen ved hjælp af Med Assoc. Inc. software. Igen den rå . CSV-datafil kan analyseres af ekstern software39,40,49-51.
  2. Registrer det samlede antal pellets, der spises, mængden af forbrugt vand og dyrenes vægt for at skelne rotternes generelle sundhed under forsøget.
  3. Skyl vandflasker og fyld med ferskvand dagligt og tilsæt chow til fødebeholderen, når det er nødvendigt.
  4. Dump affaldspande og det tykke absorberende papir under buret dagligt og blæse støvet fra at flytte en del af føderen dagligt ved hjælp af højtryksluft.
    Bemærk: Personligt beskyttelsesudstyr(f.eks. kjoler, handsker, masker og masker) er påkrævet.
  5. Fjern gulve, affaldspande og vandflasker, når eksperimentet er afsluttet, og vask disse komponenter. Fjern også foderelektronikken fra cagingvasken i hånden eller i en opvaskemaskine.

3. Induktion af TMJ Arthritis

  1. Placer dyrene i foderautomaterne mindst 4 dage før forsøget.
    Bemærk: Disse data vil blive rapporteret som predays for at opnå en baseline fodring adfærd. Derefter fjernes dyrene fra føderen til behandling. En type behandling var at fremkalde en gigt TMJ. For denne model rotter injiceres med fuldstændig Freund's adjuvans (CFA) på 08:00(dvs. begyndelsen af lysfasen), efter at rotterne er bedøvet med isoflurane (5% flow).
  2. Der injiceres 250 mg CFA i 50 L bilateralt i det særlige rum for hver TMJ.
    Bemærk: I eksemplet (figur 2) blev der injiceret 250 mg CFA i 50 L i hver TMJ, men doser så lavt som 10 mg i mængder helt ned til 15 μl er effektive over kortere perioder52.
  3. Injicere kontrol rotter TMJ med 50 L af 0,9% saltvand. Bemærk: Alle dyr var mobile inden for 5 minutter eller mindre efter induktion af anæstesi. I tilfælde af, at der gives en mindre dosis CFA i mindre volumen, vil kontrolrotterne modtage den samme mængde saltvand.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Måltidets varighed er et adfærdsmæssigt korrelat af orofacial smerte og måltidsvarighedsmålinger er blevet anvendt på dyr med TMJ arthritis (Figur 2) og huller i tænderne (Figur 3). I et forsøg havde rotter TMJ arthritis efter at have givet en høj 250 mg dosis CFA, og denne behandling fremkaldte en betydelig stigning i måltidets varighed i 19 dage (Figur 2). En lavere dosis CFA (10 mg), der blev injiceret i hvert TMJ-led, medførte en mindre stigning i måltidets varighed i kun 2-3 dage52, hvilket indikerer en dosisrespons for CFA-administration ved hjælp af denne måltidsvarighedsanalyse. Måltidets varighed målte ikke-mærkbare reaktioner i orofacialregionen, men opdagede ikke en reaktion fra gigt i knæet (figur 2).

I et andet forsøg har måltidets varighed også påvist nociceptive reaktioner hos rotter med eksponering for papirmasse (figur 3). Pulp eksponering resulterede i huller i tænderne og var en model for tandpine hos mennesker42. Andre fodringsmønstre, såsom fødeindtagelse, måltidsnummer og måltidsstørrelse, ændres ikke i så høj grad eller i så lang en periode som måltidets varighed, hvilket tyder på, at disse andre måltidsmønstre ikke er så følsomme en foranstaltning for den ikke-anerkendende reaktion som måltidets varighed39. Efterhånden som måltidets varighed øges betydeligt, er der typisk ubetydelige tendenser i antallet af måltider og måltidets størrelse, som resulterer i, at fødeindtagelsen er næsten normal, således at det behandlede dyrs kropsvægt svarer til det falske dyrs eller kontroldyrenes.

Ud fra dataene i figur 1 og tidligere gennemsnits- og standardafvigelsesdata ville38-42 til beregning af en signifikant forskel mellem behandlingsgrupper på mindst 2 min. med en effekt på 80 % (ved hjælp af ANOVA) kræve ca. 9 dyr/behandlingsgruppe.

Figure 1
Figur 1. Skærmbilleder af Animal Monitor Software. Panel 1A er vinduet Konfiguration af dyreovervågning. Panel 1B er det vindue, der vises, når rullemenuen Rediger er valgt, og Eksperimentér vælges i denne menu. Panel 1C er det vindue, der giver mulighed for selektiv aktivering af bestemte fødeenheder. Panel 1D er næste vindue, der vises og har titlen Animal Monitor. Dette vindue viser realtidsberegning for måltidsparametre for de aktive fødeenheder. Klik her for at se større billede.

Figure 2
Figur 2. Måltidets varighed blev forlænget betydeligt i 19 dage hos hanrotter med gigt temporomandibulære led (TMJ). For kontrolgruppen Sprague Dawley fik rotter en injektion på 50 L saltvand i hver TMJ (SALINE/TMJ, n = 13). I forsøgsgruppen blev 250 g af freunds adjuvans (CFA) sprøjtet ind i TMJ (CFA/TMJ, n = 14) eller knæ (KNEE/CFA, n = 7). Data om måltidets varighed blev beregnet for en dag før injektion (0) og for dag 1-21 (1, 2, 3 osv.)efter TMJ eller knæindsprøjtning. Hver fælles blev undersøgt ved dissektion efter adfærdsmæssige test for at kontrollere injektionsstedet. Værdier angives som middel ± SEM. Tovejs ANOVA med gentagne foranstaltninger med uafhængig variabel behandling (saltvand og CFA) og tid, og den afhængige variable måltidsvarighed blev anvendt i disse undersøgelser. Der blev observeret en signifikant hovedeffekt for CFA-behandling, F(2, 31)=4,7, p<0,05. Data blev yderligere analyseret ved hjælp af Duncans post hoc-test. For en = p<0,05 blev der foretaget en sammenligning mellem SALINE/TMJ-koncernen og CFA/TMJ-koncernen. For b = p<0,05 blev der foretaget en sammenligning mellem CFA/TMJ-gruppen og CFA/KNEE-gruppen.

Figure 3
Figur 3. Seks maxillary kindtænder af mandlige Spraque Dawley rotter blev udsat og måltid varighed blev målt i 6 dage efter operationen. Kontrolrotter havde ikke pulpeksponeringskirurgi, men havde anæstesi administreret. Tovejs ANOVA med gentagne målinger ved hjælp af de uafhængige behandlingsvariabler (kontrol, eksponering) og tid og den afhængige variable måltidsvarighed blev brugt til at analysere måltidsvarighedsdataene. Der blev observeret en signifikant hovedvirkning for eksponering for papirmasse, F(1, 12)=66, P<0,001. Data blev yderligere analyseret ved hjælp af Duncans post hoc-test. Ved sammenligning af kontrol versus rotte, der havde deres kindtænder udsat * = p<0,05, ** = p<0,01. Midler ± SEM. Fem rotter var i hver behandlingsgruppe.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

TMJ patienter med orofacial smerte rapport øget smerte med øget tygge tid, således at tygge cyklus forlænger jo længere den enkelte har tygget45,53-56. Vores adfærdsmæssige analyse giver mulighed for lignende test hos rotter og mus, når vi måler måltidsvarighed39. En nylig ikke-offentliggjort undersøgelse antydede, at von Frey filament test havde større følsomhed end måltid varighed målinger, der viser en betydelig ændring i en længere periode, men von Frey filament test kan have en refleks respons komponent mens måltidet varighed målinger kræver behandling af regioner i centralnervesystemet. Således følsomhed kan være større med von Frey filament tests, men svaret kunne afspejle, dels en refleks. Selv om behandling med lægemidler, der har centrale virkninger ændre glødetråd testresultater tyder på analysen afspejler nogle aspekter af centrale smerter behandling57.

I måltidets varighed assay det samlede antal pellets udleveres bør overvåges dagligt. En mandlig rotte typisk vil indtage 400-800 af de 45 mg pellets og en kvindelig rotte vil indtage 300-600 pellets. Hvis den daglige pelletværdi er mindre end disse typiske værdier, bør forsøgsviseren kontrollere fødeenhederne, hvis pelletdispenseren taber 5 pellets ved fjernelse af en pellet fra truget; pelletsensoren nær pelletbeholderen (ikke i truget) kan være støvet og kræve rengøring. Selv om dispenseren er faldende 5 pellets computeren vil indikere, at kun én pellet blev droppet (hvilket giver den lave tælle). Således, om fem eller en pellet er i trug computeren kun registrerer en begivenhed. Efter rengøring af sensoren skal en enkelt pellet udleveres ved fjernelse af en pellet fra fødertruget. Alternativt kan man udskifte sensoren. Hvis den daglige pelletværdi er højere end disse typiske værdier, kan sensorerne på fodertruget være støvede og kræve rengøring. Rengør sensorerne og kontroller den næste dag for at afgøre, om antallet af faldt pellets faldt inden for det typiske område.

Måltid varighed er en adfærdsmæssig analyse, der kan blive påvirket af artsforskelle. I en tidligere undersøgelse ved hjælp af mus med TMJ arthritis39 var der stammer af mus, der ville hamstre pellets. Musene ville tage pellets fra feeder trug og slippe pellets i hjørnet af buret og ind i affaldspanden i stedet for at spise pellet. På grund af hamstringsadfærden ville måltidsmønstermålingerne ikke afspejle den hastighed, hvormed musen spiste, og ikke afspejle niveauet af mekanisk hyperalgesi hos musene med TMJ arthritis. En metode til fejlfinding af denne hamstringsadfærd var at screene musene i forbehandlingsfasen. Fra tidligere undersøgelser omkring 40-70% af musene ville hamstre mere end 5% af den samlede pellets taget. Dette resulterede i betydelige ændringer i måltidsmønsterdataene. For at eliminere hamstringsproblemet blev mus forudvalgt, så de hamstrede mindre end 5% af deres pellets. Eksperimenter blev udført med de forudvalgte dyr, og hamstringsadfærd blev overvåget under hele forsøget. Dyr, der hamstrede mere end 5% af deres samlede fødeindtagelse under et hvilket som helst punkt i forsøget, blev elimineret fra resultaterne. To problemer med denne forvalgsproces var et, det tager tid at forscreene nok mus til at få antallet af dyr til at fuldføre forsøget, og for det andet kræver processen screening af mange dyr, hvoraf de fleste ikke vil blive brugt til forsøg, hvilket resulterer i overskydende omkostninger.

Afslutningsvis er måltidets varighed en kvantitativ foranstaltning, der ikke er subjektiv for eksperimentatoren. Ligesom operant metoder spise er en adfærd, der kræver kortikal deltagelse, men at spise er i modsætning til mange refleks målinger, såsom ridser, von Frey hår, eller varme. Ved måling af måltidets varighed behøver dyret ikke at blive trænet før testning eller immobiliseret eller håndteret, hvilket kan forværre belastninger og alternativ adfærd. Målinger af måltidets varighed er kontinuerlige, så testning finder sted i den mørke såvel som lyse fase i modsætning til test i lysfasen, når gnaveren normalt sover. Målinger af måltidets varighed kan forekomme i dagevis i modsætning til andre metoder, hvor testen udføres kortvarigt med bestemte tidsintervaller. Disse fordele gør måltidsvarighedsmålingen til et kraftfuldt værktøj til at studere nociceptionsmekanismerne i hovedregionen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Der er intet at afsløre.

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

Adfærd Pain rotte nociception myofacial orofacial tand temporomandibular fælles (TMJ)
Måltid varighed som et mål for Orofacial Nociceptive Svar hos gnavere
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