Введение
Хронический болевой синдром включает неоднородную группу заболеваний, различающихся этиологией и патогенезом. Вследствие различных патофизиологических процессов формируются стойкие болевые ощущения, которые часто уже не связаны с первоначальной причиной [1]. Боль может принимать хроническую форму при таких заболеваниях, как фибромиалгии [2], мигрень [3], синдром раздраженного кишечника [4], артрозы [5] и другие. По мнению многих авторов, хронический болевой синдром ассоциирован с полом и индивидуальными психофизиологическими характеристиками человека: типичным пациентом является женщина [7] среднего возраста [1] с высоким уровнем тревожности [6].
Следует отметить, что одна из самых частых локализаций боли — челюстно-лицевая область [8]. В недавно опубликованном обзоре показано, что орофациальную боль испытывают около 25% населения [9].
Височно-нижнечелюстной сустав (ВНЧС) является одним из наиболее сложных в организме человека, уникальность которого обусловлена анатомическим строением и особенностями биомеханики движения. Полиморфизм этиопатогенетических состояний, который приводит к нарушению функционирования данного сустава, объединяют термином «дисфункция ВНЧС». Наряду с нарушением движения боль при дисфункции ВНЧС — наиболее характерный симптом, проявляющийся на различных стадиях течения данного расстройства.
Моделирование остеоартрита широко применяется при изучении патофизиологических механизмов развития болевого синдрома. В качестве алгогенов, вызывающих эту экспериментальную патологию, используются такие препараты, как полный адъювант Фрейнда [10], коллагеназа [11], формалин [12], монойодацетат натрия (МИА) [13]. В указанном аспекте преимуществом МИА является его локальное, изолированное токсическое действие [14]. Данное химическое вещество, являющееся ингибитором глицеральдегид-3-фосфата, нарушает клеточный гликолиз, что, в свою очередь, приводит к гибели клеток. Установлено, что внутрисуставное введение МИА вызывает апоптоз хондроцитов, дезорганизацию хрящевого матрикса и эрозию субхондральной кости, очаговый фиброз, склероз субхондральной кости и образование остеофитов [15]. В экспериментальных исследованиях установлено, что внутрисуставное введение МИА приводит к некрозу хондроцитов на 1—7-е сутки, увеличению количества остеокластов и остеобластов в субхондральной кости на 7-е сутки, очаговой фрагментации и коллапсу костных трабекул с фиброзом на 28-е сутки после инъекции [16].
Степень тяжести остеоартрита ВНЧС, вызванного МИА, зависит от длительности воздействия и концентрации препарата [17]. Важной особенностью этого алгогена является его влияние на центральную нервную систему и, как следствие, развитие центральной сенситизации [18, 19]. Стойкие патологические изменения в суставе приводят к выраженному болевому синдрому, который сохраняется более 21 сут наблюдений [20].
Следует подчеркнуть, что большинство экспериментальных работ, направленных на исследование механизмов патогенеза длительных болевых синдромов, проводят на самцах животных [14—16]. С учетом сказанного выше актуальным в этой области является изучение особенностей ноцицепции [20] у особей женского пола.
Целью нашей работы явилось изучение ноцицептивной чувствительности у самок крыс на модели болевого синдрома в челюстно-лицевой области различной длительности.
Материал и методы
Исследование проведено на 37 самках крыс Wistar, содержавшихся в стандартных условиях вивария. Все крысы проходили период адаптации в течение 14 дней после доставки из питомника «Столбовая». Эксперимент одобрен комитетом по биомедицинской этике ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий» (протокол №3 от 21 февраля 2024). При проведении опытов руководствовались требованиями Всемирного общества защиты животных (WSPA) и Европейской конвенции по защите экспериментальных животных.
Животные были разделены на три группы: 1-я группа (n=10) — пассивный контроль, интактные особи; 2-я группа (n=12) — активный контроль, инъекция физиологического раствора в объеме 0,04 мл в ВНЧС; 3-я группа (n=15) — формирование болевого синдрома путем инъекции МИА (16 мг/кг) в ВНЧС. Протокол экспериментальной индукции монойодацетатного остеоартрита ВНЧС крыс описан в 2023 г. [21]. При выполнении внутрисуставных инъекций руководствовались алгоритмом, предложенным R. Fuentes и соавт. [22].
Порог болевой реакции животных изучали по латентному периоду реакции отведения хвоста (ЛПРОХ) при светотермальном раздражении методом tail-flick на аппарате TailFlick Analgesia Meter 0104-301M (Columbus Instruments, США) [23]. Измерения выполняли в фазу диэструса эстрального цикла, определяемую путем микроскопии вагинальных мазков.
Статистическую обработку данных осуществляли с помощью программы Microsoft Excel 2021 и программного пакета Statistica 12.0. Так как распределение полученных значений отличалось от нормального (критерий Шапиро—Уилка), числовые данные приведены в виде медианы (Me), верхнего и нижнего квартилей (Q1; Q3). Изменения ЛПРОХ у особей из каждой экспериментальной группы анализировали на различных этапах наблюдений с применением T-критерия Уилкоксона. Межгрупповые сравнения указанного показателя у животных проводили в одноименные фазы эстрального цикла с помощью U-критерия Манна—Уитни.
Результаты
Изучены показатели порога болевой реакции у крыс из разных экспериментальных групп на различных этапах исследования. Числовые значения, отражающие полученные результаты, представлены в таблице, а графическая иллюстрация динамики ЛПРОХ у животных в разные периоды наблюдений приведена на рисунке.
Таблица. Латентный период реакции отведения хвоста у крыс на различных этапах эксперимента (секунды)
| Группа | Этап наблюдений | |||||
| 1-й ЭЦ | 2-й ЭЦ | 3-й ЭЦ | 4-й ЭЦ | 5-й ЭЦ | 6-й ЭЦ | |
| 1-я (интактные) | 4,9 (4,54; 5,56) | 4,28 (3,92; 5,14) | 3,84 (3,1; 3,9) | 5,11 (4,61; 6,65) | 4,34 (3,81; 5,25) | 5,09 (4,65; 6,16) |
| 2-я (физраствор) | 4,14 (3,3; 5,94) | 4,14 (3,64; 6,44) | 4,76 (3,84; 5,31) | 4,18 (3,61; 5,78) | 4,19 (3,5; 5,23) | 4,41 (3,92; 5,33) |
| 3-я (МИА) | 5,01 (4,36; 6,27) | 2,31 (1,45; 3,32)*,***,+++,@@@ | 3,28 (2,76; 3,51)*,@ | 2,51 (2,22; 2,83)*,++,@ | 3,21 (2,84; 3,3)*,ххх,+,@ | 2,44 (2,14; 3,06)*,++,@@ |
Примечание. Здесь и на рисунке: ЭЦ — эстральный цикл; МИА — монойодацетат натрия; данные представлены в виде медианы, верхнего и нижнего квартилей — Me (Q1; Q3); * — p<0,05 и *** — p<0,001 по сравнению с первым эстральным циклом; ххх — p<0,001 по сравнению со вторым эстральным циклом; + — p<0,05, ++ — p<0,01 и +++ — p<0,001 по сравнению с 1-й группой; @ — p<0,05, @@ — p<0,01 и @@@ — p<0,001 по сравнению со 2-й группой.
Динамика латентного периода реакции отведения хвоста у крыс на разных этапах эксперимента (с).
В исходном состоянии (первый эстральный цикл) статистически значимых межгрупповых различий ЛПРОХ не было выявлено. Во второй, четвертый, пятый и шестой эстральные циклы анализируемый показатель у крыс из 1-й группы был больше, чем у особей из 3-й группы, в 1,85 раза (p=0,0003), 2,03 раза (p=0,007), 1,35 раза (p=0,02) и 2,09 раза (p=0,004) соответственно. Установлено, что во второй, третий, четвертый, пятый и шестой эстральные циклы ЛПРОХ у животных из 2-й группы был больше, чем у крыс из 3-й группы, в 1,79 раза (p=0,0006), 1,45 раза (p=0,012), 2,04 раза (p=0,011), 1,3 раза (p=0,017) и 1,81 раза (p=0,002) соответственно.
В динамике наблюдений статистически значимых изменений ЛПРОХ у животных из 1-й и 2-й групп не обнаружено. Анализируемый параметр у крыс из 3-й группы (инъецированных МИА) снижался ко второму, третьему, четвертому, пятому и шестому эстральным циклам по сравнению с исходным состоянием в 2,38 раза (p=0,0006), 1,53 раза (p=0,018), 2,0 раза (p=0,025), 1,56 раза (p=0,036) и 2,05 раза (p=0,021) соответственно. По сравнению со вторым эстральным циклом ЛПРОХ у особей из 3-й группы несколько возрастал в третий и четвертый эстральные циклы, а статистически значимо — в пятый эстральный цикл (на 38,96%, p=0,036). В дальнейшем, к шестому эстральному циклу, отмечена тенденция к снижению ЛПРОХ у крыс из 3-й группы, однако данные изменения не были статистически значимы.
Обсуждение
Динамика перцепции ноцицептивного стимула — объективный критерий в оценке болевой чувствительности, так как изменения данного показателя наблюдаются только при воздействии сильного раздражителя [24]. В представленной работе изучен характер изменений порога болевой реакции у самок крыс на модели болевого синдрома в челюстно-лицевой области, вызванной введением МИА в ВНЧС.
Установлено, что внутрисуставное введение данного алгогена приводит к снижению ЛПРОХ на протяжении шести эстральных циклов после инъекции. Выявленные изменения свидетельствуют о снижении порога болевой чувствительности у крыс в изучаемых условиях. Полученные результаты согласуется с цитогистологической картиной ВНЧС (хондромаляция хрящевой ткани и воспалительный процесс в артикулярных тканях) после инъекции МИА [16], а также дополняют сведения о характере изменений ноцицептивной чувствительности при внутрисуставном введении данного алгогена [13, 25]. Снижение порога болевой реакции в тесте отдергивания хвоста может свидетельствовать о центральной сенситизации после введения МИА в ВНЧС. В ранее опубликованных работах аналогичные изменения получены при моделировании остеоартрита коленного сустава, вызванного введением МИА. Развитие аллодинии в указанных условиях, возможно, связано с изменением нисходящего контроля спинальных ноцицептивных рефлексов [18, 19].
Болевой синдром у крыс, вызванный введением МИА, сопровождается выраженными изменениями степени восприятия ноцицептивных раздражителей уже к окончанию первой недели наблюдений [19]. Исследование F. Barry и соавт. (2023) показало, что для самцов крыс, инъецированных МИА, характерно максимальное повышение тактильной чувствительности в тесте фон Фрея к 7-м суткам после индукции болевого синдрома [11]. В наших экспериментах продемонстрировано, что наиболее выраженное снижение ЛПРОХ у крыс с индуцированным болевым синдромом происходит уже ко второму диэструсу после инъекции МИА, то есть к 4—5-м суткам. Выявленные нами особенности динамики порога болевой реакции свидетельствуют о том, что максимальное снижение порога болевой чувствительности у самок наступает несколько раньше, чем было указано в предыдущих исследованиях.
Установлено, что крысы с экспериментальным болевым синдромом в челюстно-лицевой области после выраженного уменьшения ЛПРОХ ко второму эстральному циклу характеризуются незначительными колебаниями данного показателя в динамике наблюдений: увеличением к третьему и пятому эстральным циклам и снижением к четвертому и шестому эстральным циклам. Такая картина эволюции болевого синдрома может быть связана с тем, что развитие дисфункции ВНЧС происходит поэтапно. В острую фазу происходит воспаление суставных тканей, что, в свою очередь, приводит к реактивному параартикулярному воспалению. Последующее внутрисуставное воспаление поддерживается развитием костно-суставной деградации [21].
Важно подчеркнуть, что во все временные периоды наблюдений после инъекции МИА крысам ЛПРОХ оставался меньше исходного значения. Существенно, что статистически значимых различий анализируемого параметра у животных, получавших данный алгоген, со второго по шестой эстральный цикл не наблюдалось. Стойкое усиление перцепции ноцицептивных стимулов в указанных условиях демонстрирует состоятельность используемой модели при изучении длительных болевых синдромов, а также косвенно свидетельствует о сенситизации центральной нервной системы. Полученные нами результаты согласуются с опубликованными ранее фактами [18]. Особенности изменений порога болевой реакции у самок крыс в использующихся экспериментальных условиях дополняют научные сведения о формировании длительного болевого синдрома после внутрисуставного введения МИА.
Необходимо отметить, что традиционно используемые способы изучения ноцицепции у животных, базирующиеся на анализе рефлекторных реакций в ответ на воздействие сенсорных стимулов, далеко не полностью отражают фенотип боли у человека [26]. Вектор дальнейших исследований в этой области должен быть направлен на возможную модификацию валидированных моделей, основанных на мультимодальной оценке различных компонентов болевой чувствительности.
Заключение
Результаты нашего исследования иллюстрируют уменьшение порога болевой реакции у самок крыс на модели болевого синдрома в челюстно-лицевой области. Указанные изменения наиболее выражены ко второму эстральному циклу. Отсутствие значимых различий ноцицептивной чувствительности на последующих этапах наблюдений (третий — шестой диэструс) свидетельствует о формировании стойкого болевого синдрома в челюстно-лицевой области в указанных условиях. Выявленные особенности существенно дополняют имеющиеся научные сведения о формировании длительного болевого синдрома после внутрисуставного введения монойодацетата натрия.
Исследование выполнено в рамках госзадания №122040500027-7.
The study was carried out within the framework of state task No. 122040500027-7.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.