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Advanced methods for measuring pain aversion to heat in rats
Bozhidar Borislavov Baltov
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Joint-Masterstudium Evolutionary Systems Biology
Betreuer*in
Roni Hogri
DOI
10.25365/thesis.69655
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11107.82965.489841-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der aversive Aspekt von Schmerzen stellt eine große Belastung für Schmerzpatienten dar. Dies treibt die Entwicklung von Nagetier-Schmerzaversionsassays für präklinische Studien voran. Wir entwickelten zwei Paradigmen zur Untersuchung der Aversion unter Verwendung einer punktförmigen Wärmesonde (PHP): Real-Time Place Avoidance (RTPA) und Heat Escape Threshold (HET). Die differentielle Wirkung von Morphin auf den Schmerz wurde ebenfalls untersucht. Schließlich wurde mit der Opioid-induzierten Hyperalgesie (OIH) der generalisierte Schmerz modelliert.
Entzündliche Schmerzen wurden durch intraplantäre Injektion von Carrageenan (CAR) und OIH durch intrajuguläre Infusion von Remifentanil induziert. Hitze-RTPA- und HET-Tests wurden in einer Zweikammer-Verhaltensarena mit Netzboden durchgeführt. RTPA-Scores verglichen die Zeit, die in der "Schmerz"-Kammer (Stimulation der CAR-injizierten Pfote) während der Grundlinie und der Testsitzungen verbracht wurde. HET wurde bewertet, indem Wärme schrittweise, beginnend bei 41,1°C, appliziert wurde (d.h. Erhöhung nach Flucht oder umgekehrt).
RTPA und erniedrigte HET wurden in CAR-Ratten nachgewiesen und durch die Verabreichung von systemischem Morphin ausgeglichen. Die vermeintliche Schmerzaversion wurde mit nozifensiv-reflexiven Daten aus Hargreaves-Tests verglichen. Dabei dämpfte Morphin selektiv die Aversion, während die sensomotorische Funktion bei einer Cut-off-Dosis (1mg/kg) erhalten blieb. Ratten mit OIH zeigten im Vergleich zu Kontrollratten im HET-Paradigma beidseitig niedrigere HETs.
Das PHP kann die Aversion in zwei ursprünglichen Paradigmen reproduzierbar und quantifizierbar messen. Zukünftige Studien können den HET in optogenetischen Experimenten oder RTPA für pharmakologische Studien, für die Grundlagenforschung bzw. das Wirkstoffscreening, einsetzen. Das PHP kann auch für in vivo elektrophysiologische Studien von neuronalen Schaltkreisen verwendet werden. Perspektivische Untersuchungen mit lokaler Applikation von Substanzen im ZNS können Licht auf neuronale Mechanismen zur Linderung der Schmerzaversion werfen.
Abstract
(Englisch)
The aversive aspect of pain constitutes a major burden on pain patients. This drives the development of rodent pain aversion assays for preclinical studies. We developed two paradigms for studying aversion, using a punctate heat probe (PHP): real-time place avoidance (RTPA) and heat escape threshold (HET). The differential effect of morphine on pain was also examined. Finally, opioid-induced hyperalgesia (OIH) modelled generalised pain.
Inflammatory pain was induced by intraplantar injection of carrageenan (CAR) and OIH by intrajugular infusion of remifentanil. Heat-RTPA and HET tests were conducted in two-chamber behaviour arena with mesh floor. RTPA scores compared time spent in the ‘pain’-chamber (stimulation of CAR-injected paw) during baseline and test sessions. HET was evaluated by applying heat incrementally starting at 41.1°C (i.e., increased following escape or vice versa).
RTPA and lowered HET were detected in CAR-rats and counteracted by application of systemic morphine. Putative pain aversion was compared to nocifensive-reflexive data from Hargreaves tests. Thereby, morphine selectively attenuated aversion while preserving sensorimotor function at a cut-off dose (1mg/kg). Rats with OIH showed lower HETs, bilaterally, compared to control rats in the HET paradigm.
The PHP can reproducibly and quantifiably measure aversion in two original paradigms. Future studies can use the HET in optogenetic experiments or RTPA for pharmacological studies, for basic research and drug screening, respectively. The PHP can also be used for in vivo electrophysiological studies of neuronal circuits. Perspective investigations with local application of compounds in the CNS can shed light on neuronal mechanisms for alleviation of pain aversion.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
pain aversion rat behavior nociception real-time place avoidance heat escape threshold punctate heat probe carrageenan morphine opiates
Schlagwörter
(Deutsch)
Schmerzaversion Rattenverhalten Nozizeption Echtzeit-Ortsvermeidung Wärmefluchtschwelle punktförmige Wärmesonde Carrageenan Morphin Opiate
Autor*innen
Bozhidar Borislavov Baltov
Haupttitel (Englisch)
Advanced methods for measuring pain aversion to heat in rats
Paralleltitel (Deutsch)
Erweiterte Methoden zur Messung der Schmerzabneigung gegen Hitze bei Ratten
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
69 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Roni Hogri
Klassifikation
42 Biologie > 42.21 Evolution
AC Nummer
AC16415477
Utheses ID
59193
Studienkennzahl
UA | 066 | 220 | |