Abstract

Denervarea membrului posterior este o tehnică utilizată pentru a studia regenerarea nervului periferic. Autotomia sau autofagia este un răspuns nedorit la denervare în astfel de studii. Aplicarea unei loțiuni disponibile în comerț, folosită pentru a descuraja mușcătura unghiilor la oameni, a redus autotomia la șobolani după denervare, dar nu a prevenit-o complet. În acest studiu, acești autori au evaluat aplicarea acidului picric pentru a preveni autotomia la șobolani în experimentele cu nervii periferici. Au efectuat tranziția nervului sciatic la 41 de șobolani femele adulți Wistar și apoi au aplicat fie loțiune de descurajare a mușcăturii (n = 26) sau soluție saturată de acid picricn = 15) local pe membrele posterioare afectate imediat după operație și în fiecare zi timp de 1 lună. Scorurile de autotomie au fost mai mici pentru șobolanii tratați cu acid picric decât pentru șobolanii tratați cu loțiune de descurajare a mușcăturilor la 1 săptămână și la 2 săptămâni după operație, dar nu au fost diferite între cele două grupuri la 4 săptămâni după operație. Autorii concluzionează că aplicarea acidului picric ar putea fi utilizată ca o strategie alternativă pentru a preveni autotomia în studiile nervilor periferici.

Studiile de regenerare a nervilor periferici au folosit frecvent transecția nervului sciatic la șobolani ca model pentru experimentele translaționale 1,2. Autotomia este un răspuns nedorit în aceste studii care a fost descris pentru prima dată în 1979 ca un comportament care provoacă auto-mutilarea după denervarea completă a membrului posterior datorită durerii neuropatice spontane, disesteziei și paresteziei 3,4,5. Autotomia afectează de obicei degetele de la picioare ale membrului denervat și poate afecta negativ rezultatele evaluărilor nervului sciatic. De exemplu, indicele funcțional sciatic (SFI) evaluează membrul posterior al unui șobolan examinând amprentele sale 6. Amputarea unui deget ar putea modifica amprenta animalului și rezultatele SFI, ducând la excluderea acestuia din studiu 7 .

Deoarece diferite mecanisme stau la baza autotomiei în leziunile centrale și periferice 26,27, ne-am propus să evaluăm efectele acidului picric asupra autotomiei într-un model de leziune a nervului periferic și să le comparăm cu cele ale unei loțiuni de prevenire a mușcăturilor.

Metode

Design de studiu

Am folosit 41 de șobolani femele adulți Wistar (obținuți de la Razi Institute, Karaj, Iran) cu o greutate de 200-250 g în momentul operației. Șobolanii au fost adăpostiți în grupuri de câte patru pe cușcă (RRP30C, Razi Rad Co., Teheran, Iran) cu acces gratuit la alimente (Pars Animal Feed Co., Teheran, Iran) și apă potabilă într-o cameră cu temperatură controlată, cu 12- h: 12-h lumină: ciclu întunecat. Am efectuat o tranziție a nervului sciatic la toți șobolanii și apoi le-am tratat fie cu loțiune de descurajare a mușcăturii (n = 26) sau acid picricn = 15) timp de 1 lună. Observatorii care au fost orbi la grupurile de tratament au înregistrat scoruri de autotomie pentru fiecare șobolan la 1 săptămână, 2 săptămâni și 4 săptămâni după operație. Toate experimentele au fost făcute cu aprobarea comitetului de etică al Universității de Științe Medicale din Iran (Iran).

Procedura chirurgicala

Fiecare șobolan a fost anesteziat cu un amestec de ketamină (100 mg per kg greutate corporală; clorhidrat de ketamină, Rotexmedica, Germania) și xilazină (5 mg per kg greutate corporală; xilazină 2%, Alfasan, Woerden, Olanda). Membrul posterior drept al șobolanului a fost ras și dezinfectat cu soluție de povidonă-iod. Nervul sciatic drept a fost expus ușor prin disecția musculară gluteală în condiții aseptice și un segment de 2 cm al nervului sciatic a fost transectat la nivelul coapsei mijlocii. Mușchiul și fascia au fost închise cu suturi vicryl simple 4-0, iar pielea a fost închisă cu o sutură continuă de nailon 4-0. Cefazolin (30 mg, Cefazex, Exir Pharmaceutical Co., Teheran, Iran) a fost administrat prin injecție subcutanată și soluție salină normală (5 ml, 0,9% Darou Pakhsh, Teheran, Iran) a fost administrată prin injecție intraperitoneală. Toate procedurile au fost efectuate de același chirurg instruit.

Tratamentul de prevenire a autotomiei

Am tratat 26 de șobolani cu o loțiune comercială de descurajare a mușcăturilor cu ingredientul activ benzoat de denatoniu (Nail Bite, J. Pickles and Sons, Knaresborough, Marea Britanie) și am tratat 15 șobolani cu o soluție apoasă saturată (1,3%) de acid picric (2, 4,6-trinitrofenol, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO). Am aplicat aproximativ 0,5 ml din fiecare soluție pe tot piciorul denervat (de la vârfurile degetelor de la picioare până la șold) cu o perie mică imediat după operație și în fiecare zi timp de 1 lună. Odată uscat, acidul picric a lăsat o acoperire galbenă pe piele, în timp ce loțiunea care împiedică mușcătura a format un strat incolor.

Șobolanii au fost observați individual cel puțin o dată pe zi, cu o atenție deosebită în prima zi. Am căutat modificări ale pielii, blănii, ochilor, mucoaselor, respirației și comportamentului 28. Am monitorizat greutatea corporală, salivația, lacrimarea, urinarea, defecația, discordinația mersului, tremurături, mișcări tonico-clonice sau stereotipe, modificări ca răspuns la manipularea și modelul de somn 28. Am căutat orice modificare a culorii urinei (în special urina neagră) deoarece aproximativ 88% din acidul picric este excretat cu urina 29 .

Scoruri de autotomie

Scorurile de autotomie pentru fiecare șobolan au fost calculate la 1 săptămână, 2 săptămâni și 4 săptămâni după intervenția chirurgicală, așa cum s-a descris anterior 3,30,31,32 de către un tehnician instruit care nu știa de proiectarea studiului și a tratamentelor. Au fost înregistrate leziuni, ulcere și mutilări la fiecare membru posterior. Un punct a fost atribuit pentru îndepărtarea unuia sau mai multor unghii, pentru fiecare leziune la jumătatea distală a degetului și pentru fiecare leziune la jumătatea proximală a degetului. Scorul total maxim pentru fiecare membru posterior a fost de 11 (Fig. 1).

acidului

Reprodus cu permisiunea ref. 35.

analize statistice

Am folosit software-ul SPSS (versiunea 19.0; IBM Corp., Armonk, NY) pentru analiza statistică. Am comparat scorurile medii de autotomie între cele două grupuri la fiecare moment, folosind testul U Mann-Whitney. De asemenea, am efectuat un test ANOVA al lui Friedman pentru analiza tendințelor de timp ale fiecărui grup. P valori

Rezultate

Nu a fost detectată nicio modificare a fiziologiei sau comportamentului la niciunul dintre șobolani și niciun șobolan nu a murit în timpul experimentelor. Șobolanii din ambele grupuri implicate în autotomie (Fig. 2). Scorurile medii de autotomie au fost mai mici la șobolanii tratați cu acid picric decât la șobolanii tratați cu loțiune de descurajare a mușcăturilor în toate cele trei momente de timp: 0,267 față de 3,231 la 1 săptămână după operație, 0,538 față de 3,654 la 2 săptămâni după operație și 0,636 față de 3,346 la 4 săptămâni după operație (Fig. 3). Aceste diferențe au fost semnificative la 1 săptămână (U = 84,00, P = 0,001, r = -0,51) și 2 săptămâni (U = 72,50, P = 0,002, r = -0,46) după operație, dar nu la 4 săptămâni după operație (U = 96,50, P = 0,124, r = -0,27; FIG. 3). Analiza timp-tendință a arătat că scorurile de autotomie în cadrul fiecărui grup nu s-au modificat semnificativ în perioada de 4 săptămâni (acid picric, χ 2 (2) = 4,00, P = 0,135; loțiune de descurajare a mușcăturii, χ 2 (2) = 2,80, P = 0,247).

(A) La acest șobolan tratat cu acid picric, s-a dat un scor de autotomie de 1 pentru îndepărtarea unghiilor. (b) La acest șobolan tratat cu loțiune de descurajare a mușcăturii, s-a dat un scor de autotomie de 7, un punct pentru îndepărtarea unghiilor și șase puncte pentru rănirea completă a trei degete.

Cel mai mare scor de autotomie înregistrat în fiecare grup a fost de 11 pentru șobolanii tratați cu loțiune care împiedică mușcătura și 3 pentru șobolanii tratați cu acid picric. Procentul șobolanilor din fiecare grup care s-au angajat în autotomie (au primit un scor de autotomie> 1) în perioada de 4 săptămâni a fost de 53% pentru șobolanii tratați cu loțiune de descurajare a mușcăturilor și de 9% pentru șobolanii tratați cu acid picric. Procentul de șobolani din fiecare grup care s-au angajat în autotomie severă (au primit un scor de autotomie> 5) în perioada de 4 săptămâni a fost de 38% pentru șobolanii tratați cu loțiune de descurajare a mușcăturilor și 0% pentru șobolanii tratați cu acid picric.

Discuţie

Autotomia este un comportament nedorit în cercetarea neurologică. Incidența autotomiei variază între tulpini de șobolani (50% la șobolani Wistar la 100% la șobolani Sprague-Dawley și Buffalo) 1. O incidență ridicată a autotomiei ar putea fi devastatoare pentru cercetători dacă rezultă date inutilizabile în testele funcționale sau pierderea animalelor 2,7,19. În multe cazuri, autotomia are ca rezultat infecția zonei afectate și starea de sănătate precară a animalului, provocând preocupări etice și de bunăstare a animalelor 19. Utilizarea analgezicelor pentru a gestiona autotomia ar putea acționa ca un factor confuz în unele studii. Prin urmare, este preferabilă prevenirea autotomiei.

Studiul nostru a avut unele limitări. Nu am inclus un grup de control, deoarece experiența anterioară a sugerat că șobolanii care nu au primit niciun tratament s-ar angaja în autotomie extinsă, iar suferința și durerea rezultate ar putea fi foarte severe. Am evaluat doar șobolani Wistar, iar incidența autotomiei variază în diferite tulpini de șobolani 29,34. În mod similar, am evaluat doar șobolani femele, dar incidența autotomiei a fost raportată a fi mai mare la bărbați 7. Nu se știe dacă rezultatele ar fi similare la șobolanii masculi Wistar sau la șobolanii altor tulpini.

Pe baza rezultatelor noastre, sugerăm că acidul picric poate fi utilizat pentru a preveni autotomia în studiile nervilor periferici, dar trebuie preparat și tratat cu prudență în laborator.

Referințe

Carr, M.M., Best, T.J., Mackinnon, S.E. & Evans, P.J. Diferențele de tulpină în autotomie la șobolanii supuși transecției sau reparării nervului sciatic. Ann. Plast. Chir. 28, 538–544 (1992).

Dijkstra, J.R., Meek, M.F., Robinson, P.H. & Gramsbergen, A. Metode de evaluare a recuperării nervoase funcționale la șobolani adulți: analiza pistei de mers, analiza video și reflexul de retragere. J. Neurosci. Metode 96, 89-96 (2000).

Wall, P.D. și colab. Autotomie după leziuni ale nervilor periferici: anestezie dureroasă experimentală. Durere 7, 103-111 (1979).

Minert, A., Gabay, E., Dominguez, C., Wiesenfeld-Hallin, Z. & Devor, M. Durere spontană după leziuni ale nervului spinal la șoareci. Exp. Neurol. 206, 220-230 (2007).

Koplovitch, P., Minert, A. & Devor, M. Durerea spontană în modelele de leziuni nervoase parțiale ale neuropatiei și rolul acoperirii senzoriale nociceptive. Exp. Neurol. 236, 103-111 (2012).

de Medinaceli, L., Freed, W.J. & Wyatt, R.J. Un indice al stării funcționale a nervului sciatic al șobolanului pe baza măsurătorilor făcute din urmele de mers. Exp. Neurol. 77, 634–643 (1982).

Weber, R.A., Proctor, W.H., Warner, M.R. & Verheyden, C.N. Autotomia și indicele funcțional sciatic. Microchirurgie 14, 323-327 (1993).

Zeltser, R., Beilin, B., Zaslansky, R. & Seltzer, Z. Comparația comportamentului de autotomie indus la șobolani prin diferite metode de neurectomie utilizate clinic. Durere 89, 19-24 (2000).

Coderre, T.J., Abbott, F.W. & Melzack, R. Efectele tratamentelor antisimpatice periferice în testele de scurgere, formalină și autotomie. Durere 18, 13-23 (1984).

Colado, M.I., Del Rio, J. & Peralta, E. Simpatectomia neonatală cu guanetidină suprimă autotomia și previne modificările nivelurilor de monoamină spinală și supraspinală induse de deaferentarea periferică la șobolani. Durere 56, 3-8 (1994).

Gao, B.T., Ren, B., Linderoth, B. & Meyerson, B.A. Stimularea zilnică a măduvei spinării suprimă comportamentul autotomiei la șobolani după dezerentare periferică. Neuroștiințe 75, 463–470 (1996).

Rappaport, Z.H., Seltzer, Z. & Zagzag, D. Efectul glicerinei asupra autotomiei. Un model experimental de durere de nevralgie. Durere 26, 85-91 (1986).

Seltzer, Z., Rappaport, Z.H. & Zagzag, D. Un sistem de livrare implantat cronic de medicamente către un neurom nervos: efecte asupra unui model comportamental de durere cronică. J. Neurosci. Metode 13, 223–229 (1985).

Puke, M.J., Xu, X.J. & Wiesenfeld-Hallin, Z. Administrarea intratecală de clonidină suprimă autotomia, un semn comportamental al durerii cronice la șobolani după secțiunea nervului sciatic. Neuroști. Lett. 133, 199–202 (1991).

Al-Adawi, S., Dawe, G.S., Bonner, A., Stephenson, J.D. & Zarei, M. Blocarea noradrenergică centrală previne autotomia la șobolan: implicație pentru prevenirea farmacologică a sindromului durerii postdenervare. Brain Res. Taur. 57, 581–586 (2002).

Navarro, X., Buti, M. și Verdu, E. Prevenirea autotomiei prin amitriptilină după secțiunea nervului periferic în diferite tulpini de șoareci. Restaurant. Neurol. Neuroști. 6, 151-157 (1994).

Shir, Y., Ratner, A. și Seltzer, Z. Dieta poate modifica comportamentul de autotomie la șobolani după neurectomie periferică. Neuroști. Lett. 236, 71-74 (1997).

Sporel-Ozakat, R.E., Edwards, P.M., Hepgul, K.T., Savas, A. & Gispen, W.H. O metodă simplă pentru reducerea autotomiei la șobolani după leziuni ale nervilor periferici. J. Neurosci. Metode 36, 263–265 (1991).

Zhang, Y.P., Onifer, S.M., Burke, D.A. & Shields, C.B. Un amestec topic pentru prevenirea, abolirea și tratarea autofagiei și a automutilării la șobolanii de laborator. Contemp. Top. Lab Anim. Știință. 40, 35-36 (2001).

Kwiatkowski, A., Czerwicka, M., Smulko, J. & Stepnowski, P. Detectarea resturilor de benzoat de denatoniu (Bitrex) în băuturile alcoolice necomerciale prin spectroscopie raman. J. Forensic Sci. 59, 1358–1363 (2014).

Sibert, J.R. & Frude, N. Agenți amari în prevenirea otrăvirii accidentale: reacții ale copiilor la benzoatul de denatoniu (Bitrex). Arc. Emerg. Med. 8, 1-7 (1991).

Rahimi-Movaghar, V., Yazdi, A. & Saadat, S. Acidul picric saturat previne autofagia. Acta Med. Iran 46, 283–286 (2008).

Russell, C.A. Chimie, societate și mediu: o nouă istorie a industriei chimice britanice Primul edn. (Societatea Regală de Chimie, Cambridge, Marea Britanie, 2000).

Takahashi, M. și colab. Studiu comparativ de toxicitate al 2,4,6-trinitrofenolului (acid picric) la nou-născuți și șobolani tineri. Congenit. Anom. (Kyoto) 44, 204–214 (2004).

Imtiaz, A., Farrukh, M.A., Khaleeq-ur-rahman, M. & Adnan, R. Sinteza asistată de Micelle a nanocatalizatorului Al2O3.CaO: proprietăți optice și aplicațiile lor în fotodegradarea 2,4,6-trinitrofenolului. ScientificWorldJournal 2013, 641420 (2013).

Wall, P.D., Scadding, J.W. & Tomkiewicz, M.M. Producerea și prevenirea anesteziei dureroase experimentale. Durere 6, 175–182 (1979).

Coffeen, U. și colab. Receptorii dopaminei din cortexul insular anterior modulează nocicepția pe termen lung la șobolan. Euro. J. Durere 12, 535–543 (2008).

Krinke, G., Bullock, G. și Bunton, T. (eds.) Șobolanul de laborator (Elsevier, Boston, 2000).

Acid picric. în Colecția MAK pentru sănătate și siguranță la locul de muncă 274–284 (Wiley, Weinheim, Germania, 2012).

Liu, CN, Raber, P., Ziv-Sefer, S. & Devor, M. Hiperexcitabilitate în neuronii senzoriali ai șobolanilor selectați pentru fenotipul durerii neuropatice ridicate versus scăzute. Neuroștiințe 105, 265–275 (2001).

Persson, A.K. și colab. Comportamentul autotomiei se corelează cu expresia DRG și a coloanei vertebrale a canalelor de sodiu la tulpinile de șoarece consangvinizate. Brain Res. 1285, 1-13 (2009).

Devor, M. și colab. Variabilitatea specifică sexului și un „efect cușcă” maschează independent un locus trăsătura cantitativă a durerii neuropatice detectată într-o scanare a genomului întreg. Euro. J. Neurosci. 26, 681–688 (2007).

Blechinger, S., Patterson, K. & Cooper, D. Utilizarea metronidazolului ca factor de descurajare locală la iepurii albi din Noua Zeelandă. LAS Pro 1, 31-32 (2013).

Ashbrook, P.C. & Houts, T.A. Acid picric. Chem. Sănătate Saf. 10, 27 (2003).

Rubinstein, R.E., Deem, K.C., Jensen, J., Mackinnon, S.E. & Tung, T.H. Diferențele de tulpină în autotomie la șoareci după tranziția sau repararea nervului periferic. Microchirurgie 23, 363–368 (2003).

Mulțumiri

Mulțumim profesorului Soheil Saadat, MD, MPH, dr. (Centrul de cercetare a traumelor și chirurgiei Sina, Spitalul Sina) pentru colaborarea sa în analiza statistică și dnei. Bita Pourmand (Centrul de Dezvoltare a Cercetării, Spitalul Sina) pentru o editare atentă.

Informatia autorului

Afilieri

Laboratorul de reparare a țesuturilor, Institutul de Biochimie și Biofizică, Universitatea din Teheran, Teheran, Iran

BSc Matin Sadat Firouzi, dr. Masoumeh Firouzi, MD Mohammad Hossein Nabian, MD Leila Oryadi Zanjani și MD Shayan Abdollah Zadegan

Centrul de cercetare pentru repararea neuronelor, Universitatea din Teheran, Teheran, Iran

BSc Matin Sadat Firouzi, dr. Masoumeh Firouzi, MD Mohammad Hossein Nabian, MD Leila Oryadi Zanjani, MD Shayan Abdollah Zadegan și MD Vafa Rahimi-Movaghar

Departamentul de Chirurgie Ortopedică și Traumă, Spitalul Shariati, Universitatea de Științe Medicale din Teheran, Teheran, Iran

MD Reza Shahryar Kamrani

Centrul de cercetare a traumelor și chirurgiei Sina, Universitatea de Științe Medicale din Teheran, Teheran, Iran

MD Wafa Rahimi-Movaghar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar