hayvan deneylerİnde aĞri modellerİ

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 modelleriSomatik ağrı modelleriViseral ağrı modelleri

Ağrı modellerinin klinik pratikte değeri


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


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


Hayvan deneyleri

Tanı ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi İnsanda normal fizyolojik mekanizmaların

araştırılması Çevrenin korunması Bilimsel araştırma Eğitim ve öğretim Adli soruşturma (toksikoloji)


Hayvan araştırmalarında etik Reduce Refine Replace Responsibility


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.


Deneysel ağrı araştırmalarında amaç Ağrının özelliklerini, doğasını açıklamak Herhangi bir maddenin ağrının algılanması

üzerine olası etkisinin araştırılması


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


Deneysel ağrı modelleri

TÜR YAYIN SAYISI (1998-2000) 1966 DAN İTİBAREN

İnsan 11223 102949Sıçan 718 5609Fare 281 1671Kedi 39 1035Köpek 44 669Tavşan 19 590Maymun 19 370


Deneysel ağrı modelleri

Akut nosiseptif ağrı modelleri Patolojik ağrı modelleri

İnflamatuar ağrı modelleri – capsaisin, formalinKronik inflamatuar modeller – FCA, carrageenanKronik nöropatik ağrı modelleri

Sinir hasarı oluşturulmasına yönelik modeller Omurilik ve beyin hasarı modelleri Hastalığa bağlı modeller – diabetik nöropati

Viseral ağrı modelleri


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


Akut nosiseptif ağrı modelleri – Uyaran yanıt modelleri Termal uyaran modelleri Elektriksel uyaran modelleri Mekanik uyaran modelleri Kimyasal uyaran modelleri


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


Kuyruk çekme (tail flick)

D’Amour ve Smith, 1941 Fare ve sıçan için

kullanılabilir Deneğin kuyruğunda

belirli bir noktaya bir lamba aracılığıyla ısı uygulanır.


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


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 43C’den 52C’ye yavaş yavaş

geçilir (2.5C/dak) Düşük ısı - analjezik etkinin

saptanması artar + bireysel değişkenliği artar - istatistik değerlendirme güçlenir


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


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


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


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


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


Elektriksel uyaran modelleri

Avantajları; kantitatiftir tekrarlanabilir invazivdir Dezavantajları; doğal tipte bir uyaran değil yoğun elektriksel uyarı bütün periferik

sinirlerde uyarıya sebep olabilir


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


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


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


Modellerin dağılımı – Le Bars D ve ark., 2002

1970 - 1999


Özet

İnsan hastalıkları ile

Model Benzer klinik Fark Öneri

Akut ağrıKuyruk çekme benzerlik yok yok nosiseptifSıcak zemin modalite

analjezik ilaçetkinliği


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


Carregeenan testi


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)


Özet İnsan hastalıkları ile


İnflamatuar ağrı

Formalin yok yok periferal santral bileşeni var

Carregeenaan eklem/yum. dok. Süre insan kr 3 – 7 gün

subakut ağrı inf. Hastalıktan ödem

kısa

UV yanık bilinmiyor

Radyasyonu güneş yanığı


Nöropatik ağrı modelleri

Total denervasyon modelleri Parsiyel denervasyon modelleri Santral sinir sistemi uygulamaları modelleri Sistemik uygulamalarla gelişen modeller


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


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


Diğer nöropati modelleri

SSS uygulama modelleriEpileptojenik nöropati,

Black, 1974; Kryzhazovsky, 1976, 1993

Eksitotoksisite nöropatisi, Derfin ve Durfa, 1993

Spinal kord iskemisi nöropatisi, Prado, 1987; Hoa, 1991

Sistemik ilaç uygulama modelleriDiabetik nöropati

modelleri Streptozin, Wuarin

Bierman, 1987

Spontan,Burchiel, 1985

Obesite, Wuarin Bierman, 1987

Beslenme, Wuarin Bierman, 1987


Sık kullanılan parsiyel modeller


Sık kullanılan parsiyel modeller

Model Ototomi MH SıH MA SoA Taraf

KKH + + + + +unilateral

PSL - + + + - bilateral

SSL - ? + + + bilateral

MH: Mekanik hiperaljezi; SıH: Sıcak hiperaljezisi

MA: Mekanik allodini; SoA: soğuk allodinisi


Kronik siyatik sinir konstriksiyonu


Test düzenekleri


Özet İnsan hastalıkları ile


Kronik/nöropatik ağrı

KKH spontan ağrı/allodini sinir hasarı sık kullanılır

farmakolojik profil benzer nöropatisi dezavantaj: ilişki kurulabilir ototomi

PSL KKH ile benzer KKH ile benzer kolay ve

bulguların şiddeti az davranış testlerine uygun

hasarlı ve hasarsız primer aferentler nedeniyle DRG değişimlerini çalışmak zor

SSSL 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


Diğer ağrı modelleri 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 pelvik

ağrı izlenir, Wesselmann U. Ve ark., 1999

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


Sosyal kısıtlama ve analjezi

Grisel JE ve ark., 1993; Teskey ve ark., 1991; Rodgers ve Randall, 1997


Bir deneysel model oluşturulması


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.


“İNSAN SAĞLIĞI İÇİN ÇALIŞANLAR SADECE DOKTORLAR DEĞİLDİR.

hayvan deneylerİnde aĞri modellerİ

Documents