Authors:	Röska, Kerstin
Title:	Relationship between pain and anxiety in rats
Online publication date:	15-Jan-2010
Year of first publication:	2010
Language:	english
Abstract:	Clinically, it is well known that neuropathic pain often induces comorbid symptoms such as anxiety. In turn, also anxiety has been associated with a heightened experience of pain. Although, the link between pain and anxiety is well recognized in humans, the neurobiological basis of this relationship remains unclear. Therefore, the aim of the current study was to investigate the influence of neuropathic pain on anxiety and vice versa in rats by assessing not only pain-related behaviour but also by discovering possible key substrates which are responsible for the interrelation of pain and anxiety.rnIn rats with a chronic constriction of the sciatic nerve (CCI model) anxiety-like behaviour was observed. Since anxiety behaviour could be completely abolished after the treatment of the pure analgesic drugs gabapentin and morphine, we concluded that anxiety was caused by the strong persistent pain. Furthermore, we found that the neuropeptides oxytocin and vasopressin were upregulated in the amygdala of CCI rats, and the intra-amygdala treatment of an oxytocin antagonist but not the vasopressin antagonist could reduce anxiety-like behaviour in these animals, while no effect on mechanical hypersensitivity was observed. These data indicate that oxytocin is implicated in the underlying neuronal processes of pain-induced anxiety and helps to elucidate the pathophysiological mechanisms of neuropathic pain. rnTo assess the influence of trait anxiety on pain sensation in rats, we determined mechanical hypersensitivity after sciatic nerve lesion (CCI) in animals selectively bred for high anxiety or low anxiety behaviour. The paw withdrawal thresholds were significantly decreased in high anxiety animals in comparison to low anxiety animals 2 and 3 weeks after surgery. In a second model state anxiety was induced by the sub-chronic injection of the anxiogenic drug pentylentetrazol in naive rats. Pain response to mechanical stimuli was increased after pharmacologically-induced anxiety. These results provided evidence for the influence of both trait and state anxiety on pain sensation. rnThe studies contribute to the elucidation of the relationship between pain and anxiety. We investigated that the neuropathic pain model displays sensory as well as emotional factors of peripheral neuropathy. Changes in expression levels of neuropeptides in the central nervous system due to neuropathic pain may contribute to the pathophysiology of neuropathic pain and its related symptoms in animals which might also be relevant for human scenarios. The results of the current study also confirm that anxiety plays an important role in the perception of pain. rnA better understanding of pain behaviour in animals might improve the preclinical profiling of analgesic drugs during development. The study highlights the potential use of the rat model as a new preclinical tool to further investigate the link between pain and anxiety by determining not only the sensory reflexes after painful stimuli but also the more complex pain-related behaviour such as anxiety.rn Es ist bekannt, dass neuropathischer Schmerz neben den klassischen Symptomen Hyperalgesie und Allodynie auch sekundäre Symptome, wie Angstzustände im Patienten verursacht. Zum anderen gibt es Hinweise darauf, dass Angst hingegen auch sehr stark die Schmerzempfindung eines Menschen beeinflusst. Ziel der hier vorliegenden Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen neuropathischen Schmerzen auf Angstzustände und die Auswirkung von Angst auf Schmerzempfindung in einem Rattenmodel zu untersuchen. rnIn Ratten, denen neuropathische Schmerzen mittels einer Nervenläsion am Hinterbein zugefügt wurden (CCI Model), konnte drei Wochen nach der Operation angstähnliches Verhalten im Kreuzlabyrinth, beobachtet werden. Da dieses Angstverhalten vollständig von den beiden schmerzlindernden Mitteln Morphin und Gabapentin aufgehoben werden konnte, wird vermutet, dass die neuropathischen Schmerzen die Ursache der Angstzustände sind.rnIn einer weiteren Studie wurde nach neuronalen Substraten gesucht, die für das schmerzvermittelte Angstverhalten verantwortliche sein könnten. Mittels einer mRNA Studie wurde ein erhöhter mRNA Gehalt des Pre-Pro-Peptids Oxytocin in der Amygdala von neuropathischen Tieren nachgewiesen. Da nach der lokalen Gabe in die Amygdala eines selektiven Oxytocin Antagonisten die Angstzustände verringert wurden, wird vermutet, dass Oxytocin eine große Rolle bei den neuronalen Prozessen und der Vermittlung von schmerzinduzierten Angstzuständen spielt. rnUm den Einfluss von Angstzuständen auf Schmerzempfindung in einem Tiermodel zu untersuchen, wurde bei einem Rattenstamm, der ein sehr ausgeprägtes ängstliches Verhalten aufweist (HAB rats), mit einer Nervenläsion versehen und die Schmerzentwicklung beobachtet. Die Schmerzschwelle verringerte sich signifikant 2 und 3 Wochen nach der Operation im Vergleich zu dem weniger ängstlichen Rattenstamm. In einem zweiten Rattenmodel, bei dem Angstzustände mit einem Angst-Induzierenden Mittel in gesunden Tieren ausgelöst wurde, konnte man ebenfalls eine erhöhte Schmerzempfindung nachweisen. rnDiese Experimente tragen zum Verständnis und zur Aufklärung der Beziehung zwischen Schmerz und Angst in dem Rattenmodel bei und zeigen deutlich, dass die beiden Phänomene eng miteinander verwoben sind. Des Weiteren wird aus den Versuchen deutlich, dass das hier entwickelte Model zur besseren Charakterisierung und Entwicklung von Schmerzmedikamenten verwendet werden kann. rn
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1591
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-21297
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen