Анализ ноцицепции - Nociception assay

А анализ ноцицепции (ноциоцепция или же анализ ноциоперцепции) оценивает способность животного, обычно грызуна, обнаруживать вредный раздражитель, такой как чувство боли, вызванное раздражением ноцицепторы. Эти тесты измеряют наличие боли через такие поведения, как отстранение, облизывание, неподвижность и вокализацию. Ощущение боли - это не единое понятие; следовательно, исследователь должен знать, какой метод ноцицепции использовать.

Формалин

В формалин анализ - это самый популярный химический анализ ноцицепция. Это влечет за собой введение разбавлять раствор формалина на поверхности задней лапы грызуна с последующей оценкой стереотипного поведения, такого как вздрагивание, облизывание и укусы пораженной задней лапы.[1] Поведение длится примерно 1 час, с ранним или острый стадия (непосредственно после инъекции), отражающая прямую активацию ноцицепторов и позднюю, или тоническую фазу (15-20 минут после инъекции), отражающая воспаление.[1] Обычно на крысах используют формалиновый анализ; однако концентрации формалина и методы подсчета могут быть изменены в соответствии с потребностями мышей.[2] Одним из основных преимуществ формалинового анализа по сравнению с другими моделями воспалительной боли является ограниченная продолжительность (примерно 1 час) ответа.[2] Кроме того, как описано ранее, этот анализ дает ответ на двух дискретных этапах, что позволяет исследователям моделировать острую и тоническую боль с помощью одного ядовитый химический.

Извиваясь

В тесте на судороги периферическую ноцицептивную активность тестируемого соединения определяют по количеству спазмов в животе, вызванных внутрибрюшинной инъекцией уксусной кислоты.[3][4]

Фон Фрей

Тест фон Фрея, представленный Максимилиан фон Фрей и модифицированный Вайнштейном, использует Волосы фон Фрея или волокна, которые представляют собой небольшие кусочки нейлонового стержня длиной примерно 50 мм и различного диаметра, чтобы проверить чувствительность грызунов к механическому раздражителю.[1] Неясно, действительно ли рассматривается процесс ядовитый по сравнению с просто раздражающим, поэтому этот анализ представляет собой испытание механических ноцицепция или просто механическая чувствительность. В этом тесте животное стоит на приподнятой сетчатой ​​платформе, а Волосы фон Фрея вставляются через сетку, чтобы проткнуть заднюю лапу животного.[2] Нормальные реакции животного включают в себя отдергивание, облизывание или встряхивание лапы, а также возможную вокализацию, но они могут зависеть от вариабельности в эксперименте. Например, предплюсны поверхность задней лапы обычно ассоциируется с более низкими порогами отдергивания по сравнению с спинной поверхность, а точное усилие волокна определяется его толщиной.[2] Также важно отметить, что пороги обычно сначала снижаются во время последовательных тестов, но становятся стабильными примерно через 3 сеанса. Такие алгоритмы, как up-down или Брусетон анализ доступны для концентрации тестирования в наиболее динамичной части диапазона, и последующая подгонка кривой и оценка параметров могут быть стандартизированы аналогичным образом.[5] В качестве альтернативы, автоматизированный Недавно были обнаружены системы фон Фрея, которые постепенно увеличивают силу одного зонда, так что исследователь может наблюдать, когда возникают реакции отмены.

Термические анализы

Чувствительность к острой термической стимуляции - самый распространенный тест, используемый при исследовании боли у живых животных.[2] Поведенческий рефлекс, вызванный ядовитыми тепловыми раздражителями, является относительно хорошим предиктором болевой чувствительности и ее снижения посредством различных анальгетики. Одно существенное ограничение термических анализов заключается в специфичности и достоверности результатов на животных как модели боли человека.[2] Очень мало известно о функциональной механике ноцицептивный афференты в мышиный Таким образом, перенос любой болевой реакции, наблюдаемой у этих животных, на человека вызывает сомнения.[2]

Удаление хвоста

При тестировании болевой чувствительности обычно используются две версии теста отведения хвоста.[2] В классическом испытании лучистым теплом источник тепла нацеливается на небольшую область хвоста и измеряется задержка отвода хвоста от источника тепла. В испытании с погружением в хвост контейнер с жидкостью нагревают или охлаждают до ноцицептивной температуры - обычно 50–55 ° C или ниже 0 ° C. Затем животное помещают так, чтобы его хвост был погружен в жидкость, и измеряют время, в течение которого он извлекается из жидкости.

Используемые животные должны быть ограничены в достаточно высокой степени при выполнении теста на извлечение хвоста из-за точного расположения, необходимого для направления вредных раздражителей. Сдержанность обычно достигается размещением предметов в небольших Оргстекло тюбики или тканевые / картонные карманы, в которые испытуемые могут либо привыкнуть, либо добровольно войти в них.[2]

Основным преимуществом анализов отведения хвоста перед другими формами тестирования термической ноцицепции, такими как тест с горячей пластиной или тест Харгривза, является относительная стабильность результатов при повторных наблюдениях. Наблюдения за латентностью болевого рефлекса с помощью других тестов обычно гораздо более вариабельны как среди субъектов, так и внутри них, чем результаты, полученные с помощью анализа отведения хвоста.

Горячая тарелка

Основная статья: Тест горячей плиты
Пример теста на горячей пластине, проведенного на крысе

Теплопроводящая поверхность, например фарфор или металл, нагревается до температуры, которая вызывает ноцицептивный реакция у животного - обычно 50–56 ° C.[2] Затем субъекта кладут на поверхность и блокируют его возможность покинуть платформу. Измеряется латентность болевого рефлекса.[1] Одна из сложностей этого анализа - его непригодность для повторного тестирования. Животные, которые ранее подвергались тесту с горячей пластиной, демонстрируют феномен поведенческой толерантности, который характеризуется снижением латентности и пониженной чувствительности к антиноцицептивный агенты.[1] Еще одна сложность теста с горячей пластиной - определение поведенческой реакции на боль; это поднятие / облизывание лап, крик, попытка вылезти из цилиндра и т. д.[2] Кроме того, доставка теплового стимула контролируемым образом представляет трудности из-за того, что каждая секция имеет различные температуры в зависимости от воздействия на площадь поверхности и от того, движется ли животное или нет.[2]

Щелчок хвостом

Основная статья: Тест на движение хвостом
Пример традиционной установки для анализа движения хвоста

В тесте на движение хвостом или тест на движение хвостом используется пучок света высокой интенсивности, направленный на хвост грызуна для обнаружения ноцицепция.[1] У нормальных грызунов неприятное ощущение тепла, вызванное лучом света, вызывает типичное движение хвоста через сгибатель. абстинентный рефлекс.[2] Исследователь обычно измеряет время, необходимое для того, чтобы вызвать рефлекс - фактор, на который влияет пол, возраст и масса тела грызуна.[1] Наиболее важным параметром для анализа толчка хвоста является интенсивность луча; стимулы, вызывающие задержку более 3–4 секунд, обычно дают более изменчивые результаты.[6] Еще один важный фактор, который следует учитывать, - это уровень сдержанности; грызуны, удерживаемые слишком плотно, могут иметь большую задержку взмахов хвостом из-за повышенного уровня стресса.[6]

Hargreaves

В тесте Харгривса используется пучок света высокой интенсивности, направленный на заднюю лапу, а не на хвост, чтобы вызвать боль; Затем исследователь измеряет время, которое требуется животному, чтобы отдернуть заднюю лапу.[1] В отличие от теста с подергиванием хвоста, грызунов часто не сдерживают, в то время как сияющий источник тепла сосредоточен на задней лапе. Задержка отсечки для анализа Харгривса обычно составляет 10 секунд.[7] Основное преимущество этого теста перед анализом движения хвоста состоит в том, что он позволяет независимо оценивать лечебные эффекты на обеих сторонах тела.[2]

Приложения

Одно из наиболее распространенных применений анализов ноцицепции - это проверка эффективности новых обезболивающих и им подобных. Затем можно провести сравнительные тесты, чтобы измерить различия в действии препарата на разные группы населения, такие как мужчины и женщины или молодые и старые. Эти тесты могут также идентифицировать определенные вредные заболевания или аномалии у субъектов, если они показывают нетипичные ответы на ноцицептивные тесты. Кроме того, тесты ноцицепции можно использовать для проверки наследственности самой ноцицепции.[8] Можно также использовать анализы ноцицепции для оценки физиологии «болевых» путей. Роль капсаицин игра рецепторов в болевых путях измерялась путем сравнения результатов анализов ноцицепции у мышей с рецептором и без него.[9] Кроме того, они полезны в других тестах, чтобы убедиться, что у контрольных субъектов нормальная болевая реакция.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Картер, Мэтт; Ши, Дженнифер С. (2010). «Ноцицепция». Руководство по методам исследования в неврологии. Берлингтон, Массачусетс: Academic Press. С. 51–2. ISBN  978-0-12-374849-2.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Могил, Джеффри; Уилсон, Соня; Ван, ты (2001). «Оценка ноцицепции у мышей». Методы исследования боли. Границы неврологии. 20012652. Дои:10.1201 / 9781420042566-c2. ISBN  978-0-8493-0035-6.
  3. ^ Koster, R .; Андерсон, М .; Де Бир, Дж. (1959). «Уксусная кислота для скрининга анальгетиков». Слушания Федерации. 18: 412–417.
  4. ^ Матера, Карло; Фламмини, Лиза; Куадри, Марта; Виво, Валентина; Баллабени, Виджилио; Хольцграбе, Ульрике; Мор, Клаус; Де Амичи, Марко; Барочелли, Элизабетта; Бертони, Симона; Далланоче, Клелия (2014). «Бис (аммонио) алкановые агонисты мускариновых рецепторов ацетилхолина: синтез, функциональная характеристика in vitro и оценка их анальгетической активности in vivo». Европейский журнал медицинской химии. 75: 222–232. Дои:10.1016 / j.ejmech.2014.01.032. ISSN  0223-5234. PMID  24534538.
  5. ^ Брэдман, Мэтью Дж. Дж .; Феррини, Франческо; Салио, Кьяра; Мериги, Адальберто (ноябрь 2015 г.). «Практическая оценка механического порога у грызунов с использованием волосков фон Фрея / мононити Семмеса – Вайнштейна: на пути к рациональному методу». Журнал методов неврологии. 255: 92–103. Дои:10.1016 / j.jneumeth.2015.08.010. PMID  26296284. S2CID  206270382.
  6. ^ а б Бэннон, Энтони У .; Мальмберг, Анника Б. (2007). «Модели ноцицепции: горячая пластина, щелчок хвостом и формалиновые тесты на грызунах». Модели ноцицепции: тесты с горячей пластиной, щелчком хвоста и формалином на грызунах. Текущие протоколы в неврологии. Глава 8. С. Блок 8.9. Дои:10.1002 / 0471142301.ns0809s41. ISBN  978-0-471-14230-0. PMID  18428666. S2CID  19332207.
  7. ^ Варнадо-Родос, Y; Gunther, J; Терман, GW; Чавкин, С (2000). «Опиоидная анальгезия Mu и толерантность к анальгетикам у двух линий мышей: C57BL / 6 и 129 / SvJ». Труды Западного фармакологического общества. 43: 15–7. PMID  11056944.
  8. ^ Ларивьер, Уильям Р.; Уилсон, Соня Г.; Лафлин, Тинна М; Кокаев, Анна; Вест, Эрин Э; Adhikari, Seetal M; Ван, ты; Могил, Джеффри S (2002). «Наследственность ноцицепции. III. Генетические отношения между обычно используемыми анализами ноцицепции и гиперчувствительности». Боль. 97 (1–2): 75–86. Дои:10.1016 / S0304-3959 (01) 00492-4. PMID  12031781. S2CID  17419719.
  9. ^ Катерина, М. Дж .; Леффлер, А; Malmberg, AB; Мартин, WJ; Трафтон, Дж; Петерсен-Цейтц, КР; Кольценбург, М; Басбаум, AI; Юлиус, Д. (2000). «Нарушение ноцицепции и болевых ощущений у мышей, лишенных рецептора капсаицина». Наука. 288 (5464): 306–13. Bibcode:2000Sci ... 288..306C. Дои:10.1126 / science.288.5464.306. PMID  10764638.

внешняя ссылка

  • Ларивьер, Уильям Р.; Уилсон, Соня Г.; Лафлин, Тинна М; Кокаев, Анна; Вест, Эрин Э; Adhikari, Seetal M; Ван, ты; Могил, Джеффри S (2002). «Наследственность ноцицепции. III. Генетические отношения между обычно используемыми анализами ноцицепции и гиперчувствительности». Боль. 97 (1–2): 75–86. Дои:10.1016 / S0304-3959 (01) 00492-4. PMID  12031781. S2CID  17419719.
  • Ле Барс, Даниэль; Гозариу, Мануэла; Кэдден, Сэмюэл В. (2001). «Модели ноцицепции на животных». Фармакологические обзоры. 53 (4): 597–652. PMID  11734620.
  • Уилсон, Соня Г.; Могил, Джеффри С. (2001). «Измерение боли у (нокаутирующей) мыши: большие проблемы у мелких млекопитающих». Поведенческие исследования мозга. 125 (1–2): 65–73. Дои:10.1016 / S0166-4328 (01) 00281-9. PMID  11682095. S2CID  2556160.
  • Rao, Tadimeti S .; Correa, Lucia D .; Рид, Ричард Т .; Ллойд, Дж. Кеннет (1996). «Оценка антиноцицептивных эффектов нейронных лигандов никотинового ацетилхолинового рецептора (NAChR) в анализе движения хвоста крысы». Нейрофармакология. 35 (4): 393–405. Дои:10.1016/0028-3908(96)00013-5. PMID  8793901. S2CID  20153440.
  • Scheuren, N .; Neupert, W .; Ionac, M .; Neuhuber, W .; Brune, K .; Гейсслингер, Г. (1997). «Периферическая вредная стимуляция высвобождает спинномозговой PGE2 во время первой фазы формалинового анализа на крысах». Науки о жизни. 60 (21): 295–300. Дои:10.1016 / S0024-3205 (97) 00155-0. PMID  9155004.
  • Johansson, R.S .; Vallbo, Å.B .; Вестлинг, Г. (1980). «Пороги механочувствительных афферентов в руке человека, измеренные с помощью волос фон Фрея». Исследование мозга. 184 (2): 343–51. CiteSeerX  10.1.1.572.181. Дои:10.1016/0006-8993(80)90803-3. PMID  7353160. S2CID  37354867.
  • Леччи, Алессандро; Джулиани, Сандро; Патаккини, Риккардо; Вити, Джованни; Магги, Карло Альберто (1991). «Роль тахикининовых рецепторов NK1 в термоноцицепции: влияние (±) -CP 96,345, непептидного антагониста вещества P, на тест на горячей пластине у мышей». Письма о неврологии. 129 (2): 299–302. Дои:10.1016 / 0304-3940 (91) 90485-К. PMID  1720881. S2CID  20529870.