Hayvan Deneylerinde Ağrı Modelleri

download report

Transcript Hayvan Deneylerinde Ağrı Modelleri

HAYVAN DENEYLERİNDE
AĞRI MODELLERİ
Dr. N. Süleyman Özyalçın
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Amaç ve hedefler
Hayvan araştırmalarında etik
 Deneysel ağrı modellerinde ölçüm
 Deneysel ağrı modelleri

 Akut
ağrı modelleri
 Somatik ağrı modelleri
 Viseral ağrı modelleri

Ağrı modellerinin klinik pratikte değeri
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Tarih









Goldscheider – ağrı deneyi amaçlı ilk ısı probu
düşüncesi, 1884
Corning – ilk köpek deneyi; spinal anestezi
uygulaması, 1885
Wolf ve MacDonald – hot plate; 1944
Eddy, 1928; Haffner, 1929 – kuyruk sıkma testi
Randell ve Selitto – pençeye basınç testi, 1957
Siegmund ve ark. – writhing test, 1957
Frankstein ve ark, 1965; Dubuisson ve Dennis, 1977
– formalin testi
Pearson – adjuvan ile artrit testi, 1956
Wall ve ark. – sinir hasarı; ototomi, 1976
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Hayvan araştırmaları
Hayvan Hakları Evrensel Bildirgesi (1978)
 Avrupa Topluluğu Omurgalı Hayvanların
Deneysel Amaçlarla Kullanımı (1985)
 İLU kılavuzu madde 14

 Deney
hayvanlarının içinde bulunacağı koşullar ve bunlara
uygulanacak işlemler güncel uluslararası standartlara ve
kurallara uygun olmak zorundadır
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Hayvan deneyleri
Tanı ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi
 İnsanda normal fizyolojik mekanizmaların
araştırılması
 Çevrenin korunması
 Bilimsel araştırma
 Eğitim ve öğretim
 Adli soruşturma (toksikoloji)

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Hayvan araştırmalarında etik




Reduce
Refine
Replace
Responsibility
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
IASP etik önerileri - Zimmermann M, 1983






Araştırma planı bilimadamları kadar halktan
insanlarca da değerlendirilmeli.
Mümkünse araştırmacı ağrılı uyaranı kendinde de
denemelidir.
Ağrılı uyaranın mümkün olan en düşük şiddeti
seçilmelidir.
Kullanılacak hayvan sayısı ve deney süresi
minimalize edilmelidir.
Model noksiyus ve innoksiyus yanıtı ayırt
edebilmeye yetmelidir.
Testin tekrarlanması doku hasarına sebep
olmamalıdır.
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Deneysel ağrı araştırmalarında
amaç
Ağrının özelliklerini, doğasını açıklamak
 Herhangi bir maddenin ağrının algılanması
üzerine olası etkisinin araştırılması

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Denek seçimi ve hazırlanması
Inbred
 Yaş (6 – 8 haftalık)
 Dişi hayvanda; gebelik ve mens özel
durum; erkek hayvan tercih edilir
 Fare çalışmalarında trangenik
manipülasyonlar
 Hayvanlar deney öncesi “ellenmeye”
hazırlanır
 Ortam ısısı (200C), nemi (%60), gece
gündüz siklusu

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Deneysel ağrı modelleri
TÜR
İnsan
Sıçan
Fare
Kedi
Köpek
Tavşan
Maymun
YAYIN SAYISI (1998-2000)
11223
718
281
39
44
19
19
1966 DAN İTİBAREN
102949
5609
1671
1035
669
590
370
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Deneysel ağrı modelleri
Akut nosiseptif ağrı modelleri
 Patolojik ağrı modelleri

 İnflamatuar
ağrı modelleri – capsaisin, formalin
 Kronik inflamatuar modeller – FCA, carrageenan
 Kronik nöropatik ağrı modelleri
Sinir hasarı oluşturulmasına yönelik modeller
 Omurilik ve beyin hasarı modelleri
 Hastalığa bağlı modeller – diabetik nöropati

 Viseral
ağrı modelleri
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
İdeal akut ağrı modeli
Uyaran nosiseptif olmalıdır
 Kullanılan davranış modeli ağrılı uyarana yanıtı
ayırt edebilmeli
 Kullanılan model yanıtı değerlendirebilmeli
 Uyarana bağlı olan ve olmayan davranışı ayırt
edilebilmeli
 Hayvanlar tekrar değerlendirildiğinde sonuçlar
benzer olabilmeli
 Sonuçlar başka laboratuarlarda da sağlanmalı

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Akut nosiseptif ağrı modelleri –
Uyaran yanıt modelleri
Termal uyaran modelleri
 Elektriksel uyaran modelleri
 Mekanik uyaran modelleri
 Kimyasal uyaran modelleri

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Termal uyaran modelleri
Kütanöz reseptörlerin uyarılması için seçicidir
 Termosensitif ve nociceptive lifler de dahil
olmak üzere periferik aksonu stimüle eder
 Kütanöz ısınma hızı yavaştır (<10 C/s),
dolayısıyla periferik ve santral nöronların
aktivasyonu asinkrondur

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Kuyruk çekme (tail flick)



D’Amour ve Smith, 1941
Fare ve sıçan için
kullanılabilir
Deneğin kuyruğunda
belirli bir noktaya bir
lamba aracılığıyla ısı
uygulanır.
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Kuyruk batırma (tail immersiyon)




Ben-Bassat, 1959
Maymunlara da uygulanabilir
Soğuk uygulayarak da
yapılabilir
Kuyruk çekme testinden en
önemli farkı düşük ısılarda da
uygulanabilmesi - düşük
analjezi potansiyeli olan ilaçlar
için de kullanılabilir
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Sıcak zemin (hot plate)





Woolfe ve MacDonald, 1944
Eddy ve Leimbach, 1953 modifiye form – sık kullanılır
50-56 C’ye ısıtılmış bir yüzey
Isı düşürülebilir (42-43 C) –
zayıf analjezikler
43C’den 52C’ye yavaş yavaş
geçilir (2.5C/dak)
Düşük ısı - analjezik etkinin
saptanması artar + bireysel
değişkenliği artar - istatistik
değerlendirme güçlenir
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Soğuk zemin



Akut ağrı deneylerinde
soğuk nadiren kullanılır.
Kronik ağrı/nöropatilerde
soğuk uyaran kullanımı
yaygındır
Kuyruğun soğuk suya
batırılması veya hayvanın
soğuk platforma
bırakılması ile
gerçekleştirilir
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Mekanik uyaran modelleri







Yoğunluk ve süreye bağlı-refleks motor davranış
ve/veya vokalizasyonla sonlanır
Uyaran alınan cevapla kesilir
von Frey – en sık, 1987
Nosiseptörleri ve düşük eşikli mekanoreseptörleri
aktive eder-Spesifik değildir.
Özellikle serbest dolaşan hayvana uygulama zor
Konvansiyonel teknikler mekanik uyaranın hızlı
iletimine ve sinir lifinde senkronize uyarılmaya
yetecek uyarının oluşmasına izin vermez
Küçük hayvanlarda stimüle edilen vücut bölgesi
küçük olduğu için stimülasyona bağlı davranışın
değerlendirilmesi zor
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Ayak çekme (paw withdrawal )



Randall ve Selitto, 1957
İnflamasyon – hiperaljezi
Dezavantajları:
 Farklı
zaman dilimlerinde
tekrarlanması - ağrılı uyarana
duyarlılığı artabilir
 Uyaranın yoğunluğunu ölçmek zor
 Rölatif olarak yüksek basıncın
uygulanması gerektiği durumlarda
uygulanan ilacın etkinliğini tespit
etmek zor olabilir
 Yanıtların bireysel farklılıkları yüksek
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Kuyruk sıkıştırma (tail pinch)





Haffner,1929
Temel prensipler ve hayvanın olası davranışları
açısından ayak çekme testine benzer
Uygulanan basıncın büyüklüğüne bağlı olarak ya
çok kısa sürede (<2 saniye) ya da daha uzun
sürede (eğer analjezi söz konusuysa)
kuyruğa/klipse tepki (örneğin ısırmaya çalışma)
gösterir
Araştırmada farklı şiddette uyarı sağlayan farklı
klipsler kullanılabilir
Belli bir klipsle eşik/eşik üstü süre tespit edilebilir
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
von Frey testi





Handwerker ve Brune, 1987
Farklı kalınlıkta kılların
inflamasyonlu ya da
nöropatik ağrılı ekstremiteye
teması ile sağlanır
Uyaran spesifik değildir
Serbest hareket eden
denekte uygulama zor
Düşük eşikli
mekanoseptorleri de
nosiseptorler gibi aktive eder
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Elektriksel uyaran modelleri
Avantajları; kantitatiftir
 tekrarlanabilir
 invazivdir
 Dezavantajları; doğal tipte bir uyaran değil
 yoğun elektriksel uyarı bütün periferik
sinirlerde uyarıya sebep olabilir

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Kimyasal uyaran modelleri
Yavaş tipte bir uyarandır
 Progresiftir, uzun sürer ve bir kez
uygulandıktan sonra geri dönüşümsüzdür
 Viseral veya peritoneal ağrı da bu grupla
değerlendirilebilir

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Karın germe/kıvranma (Writhing test)






Seigmund ve ark, 1957 - sık uygulanır
Genellilkle fenilkinon veya asetik asit (% 0.6-% 0.9)
kullanılır
Temel davranış karın kaslarının kasılması ve onu
izleyen arka ayaklarda ekstansiyondur
Abdominal kasılmalar enjeksiyondan birkaç dakika
sonar başlar, 5-10 dakikada maksimuma ulaşır - süre
30 dakika ile sınırlandırılır
Daha çok zayıf analjezi potansiyeli olan maddelerin
etki gücünü tespit etmekte kullanılır
Seçici bir yöntem değil; insanlarda analjezik olmayan
bir çok ilaç bu testle etkili bulunabilir
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Formalin testi





Dubuisson ve Dennis, 1977 – kedi, sıçan ve fare
% 37 formalin en sık kullanılan kimyasal uyarandır
Arka ayağın dorsal veya ventral yüzeyine injekte (20-25 l)
edilir
İnjeksiyon - ayağın yalanması ve /veya ısırılması
Formalin yanıtı iki aşamalı






Erken/akut faz enjeksiyondan hemen sonra başlar ve 5-10 dakika sürer
Geç/tonik faz ise enjeksiyondan yaklaşık 15 dakika sonra başlar, 1 saat
sürer
Erken fazda nosiseptörlerin kimyasalla direkt uyarılır - geç faza
inflamasyon
İki faz arasında kalan süre - spinal ve supraspinal düzeyde aktif
inhibisyona bağlı olarak gerçekleştiği kabul edilen fazdır
Pek çok sayıda araştırmanın konusu bu iki faz arasındaki anatomik,
nörokimyasal ve farmakolojik farktır
Bu modelin en büyük özelliği iki farklı tipte uyaranın aynı
çalışma içerisinde değerlendirilmesine imkan sağlamasıdır
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Modellerin dağılımı – Le Bars D ve ark., 2002
1970 - 1999
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Özet
Model
Akut ağrı
Kuyruk çekme
Sıcak zemin
İnsan hastalıkları ile
Benzer klinik
Fark
benzerlik yok
yok
Öneri
nosiseptif
modalite
analjezik
ilaç
etkinliği
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
İnflamasyon modelleri






NSAİİ araştırmaları - çeşitli inflamasyon
Başlangıçta kısa süreli ağrı ve inflamasyon oluşumu
ile sınırlı araştırmalar
Colpeart, 1982; sıçanda artrit – kronik ağrı
Ekstremite eklemlerine, tabanlarına carregeenan (C),
tbc basilinden oluşturulan Freund’s complete
adjuvant (FCA) solüsyonu – kronik ağrı modeli
Sırtta fokal hava poşuna C ile lokal inflamasyon
Sıçan kuyruğuna FCA enjeksiyonu - kronik poliartrit
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Carregeenan testi
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Hava poş testi (air pouch test)




Lokal inflamasyon modeli
Sırtta sc alana1. 3. ve 5.
gün önce 20 ml sonra
10’ar ml hava
7. gün tedavi edici ilaç
enjeksiyonu – sırtaki poşa
- carregeenan (10 ml)
veya SF (10 ml)
Takip; eksuda, lokosit,
sitokinler (TNF-alfa, IL, vs)
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Özet
İnsan hastalıkları ile
Model
İnflamatuar ağrı
Formalin
Benzer klinik
Carregeenaan
eklem/yum. dok.
subakut ağrı
Süre insan kr 3 – 7 gün
inf. Hastalıktan ödem
kısa
UV
Radyasyonu
yanık
güneş yanığı
bilinmiyor
yok
Fark
Öneri
yok
periferal
santral
bileşeni var
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Nöropatik ağrı modelleri
Total denervasyon modelleri
 Parsiyel denervasyon modelleri
 Santral sinir sistemi uygulamaları modelleri
 Sistemik uygulamalarla gelişen modeller

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Total denervasyon modelleri
Total periferik nörektomi: Wall, 1979
 Total siyatik hasar veya dondurma
 Çoklu servikal spinal nörektomi
 Çoklu spinal dorsal rizotomi
 Total brakial pleksus nörektomisi
 Total trigeminal rizotomi

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Parsiyel denervasyon modelleri

Kronik siyatik sinir konstriksiyonu (KKH), Bennett
ve Xie, 1988
Parsiyel siyatik ligasyonu (PSL), Seltzer ve ark, 1990
 Selektif spinal sinir ligasyonu (SSSL), Kim ve

Chung, 1991, 1992
Parsiyel trigeminal rizotomi, Black, 1974
 Çoklu dental pulpektomi, Black, 1974
 Trigeminal sinir kronik kontriksiyonu, Vos ve

Macievic, 1991
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Diğer nöropati modelleri

SSS uygulama modelleri
 Epileptojenik nöropati,
Black, 1974; Kryzhazovsky, 1976,
1993
 Eksitotoksisite
nöropatisi, Derfin ve Durfa,
1993
 Spinal
kord iskemisi
nöropatisi, Prado, 1987;
Hoa, 1991

Sistemik ilaç uygulama
modelleri
 Diabetik nöropati
modelleri

Streptozin, Wuarin
Bierman, 1987
Spontan,Burchiel, 1985
 Obesite, Wuarin Bierman,

1987

Beslenme, Wuarin
Bierman, 1987
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Sık kullanılan parsiyel modeller
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Sık kullanılan parsiyel modeller
Model
KKH
PSL
SSL
Ototomi
+
-
MH
SıH
MA
SoA
Taraf
+
+
?
+
+
+
+
+
+
+
+
unilateral
bilateral
bilateral
MH: Mekanik hiperaljezi; SıH: Sıcak hiperaljezisi
MA: Mekanik allodini; SoA: soğuk allodinisi
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Kronik siyatik sinir konstriksiyonu
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Test düzenekleri
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Özet
İnsan hastalıkları ile
Model
Benzer klinik
Fark
Kronik/nöropatik ağrı
KKH
spontan ağrı/allodini
farmakolojik profil benzer
sinir hasarı
nöropatisi
ilişki kurulabilir
PSL
KKH ile benzer
bulguların şiddeti az
KKH ile benzer
Öneri
sık kullanılır
dezavantaj:
ototomi
kolay ve
davranış
testlerine uygun
hasarlı ve hasarsız primer aferentler nedeniyle DRG değişimlerini çalışmak zor
nöropatik ağrı için
kök basısı ile
yöntem zor kas
genel model
benzeşebilir
hasarı
mekanizmayı karıştırır; DRG kaynaklı hasar ve hasarsız lif ayrım için ideal yöntem
SSSL
Diğer ağrı modelleri

8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Viseral modeller
 Kolona
zimosan enjeksiyonu - viseral hiperaljezi izlenmiştir,
Coutinho S. V. Ve ark., 1996
 Kolona basınç uygulaması, Zeltzer R., Seltzer Z, 1994
 Uterus boynuzuna hardal yağı enjeksiyonu – kronik
ağrı izlenir, Wesselmann U. Ve ark., 1999

pelvik
Kanser ağrısı modelleri
 Farelerde
humerusa osteolitik sinjeneik tümör hücreleri
implantasyonu kemik met ağrısı, Wacnik PW ve ark., 1999,
Vermeirsch H ve ark., 2004
 İmmunoterapötik
antigangliozid antikorun sistemik
uygulanması - mekanik allodini - nöroblastoma tedavisinde
çocuklarda gelişen allodiniye analoğu, Slart R. Ve ark., 1997


Sıçan tibiasına delik açmak - kemik ağrıları seyri,
mekanizması ve tedavisi, Houghton A. K. Ve ark., 1997
Sıçan tabanına insizyon - mekanik hiperaljezi postoperatif ağrı modeli, Brennan T. J. Ve ark., 1996
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Sosyal kısıtlama ve analjezi
Grisel JE ve ark., 1993; Teskey ve ark., 1991; Rodgers ve Randall, 1997
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Bir deneysel model oluşturulması
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
Özet




Ağrı araştırmaları: akut ve kronik
ağrı modelleri
Kronik ağrının nöroadaptif
özellikleri ve ilerleyici yapısı insan
kliniğinde farklılıkların oluşmasının
nedenidir
Hayvan araştırmaları tam olarak
insan kliniğini yansıtmaz
Buna rağmen bu modellerin;
 Ağrı
mekanizmasına yönelik bilgileri
 Yeni tedavi uygulamaları
 İlaçların etkinlikleri değerlendirilmesi
de önemli yeri bulunmaktadır.
8. Ulusal Ağrı Kongresi-İstanbul - 2005
“İNSAN SAĞLIĞI İÇİN ÇALIŞANLAR
SADECE DOKTORLAR DEĞİLDİR.