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Ketamine induced analgesia in mice at sub-psychotomimetic dose
Abstract
Summary
The roles of N- Methyl –D- Aspartate receptor in the processing of nociception has led to renewed clinical interest in ketamine, an antagonist of NMDA receptor. Low-dose ketamine had been reported to possess analgesic effect though the paucity and inconsistency of such data have called for direct evaluation of this claim. This study therefore explored the analgesic effect of a sub-psychotomimetic dose of ketamine (SPDK), evaluated such effect on morphine- and diclofenac-induced analgesia and determined its possible neuronal mechanism of analgesia. Mice weighing between 18-25 g were randomly distributed into two major groups consisting of Group 1 and 2 which were used for the assessment of analgesic effect and determination of neuronal mechanism of 1 mg/kg ketamine using the hot plate model; and the formalin-induced pain model respectively. Data were presented as mean ± standard error of mean SEM and analyzed using ANOVA followed by post-hoc analysis (StudentNewman-Keuls) and P < 0.05 was set as an accepted level of significance. The SPDK induced significant analgesia in the hot plate model but caused allodynia in the formalin-induced pain model. In addition, SPDK potentiated morphine-induced and diclofenac-induced analgesia in both the hot plate and formalin tests, while naloxone significantly blocked its analgesic effect at 90 minutes post-administration in the hot plate test. This study showed that SPDK induced analgesia in the acute pain model but aggravated pain in the chronic model. It also potentiated both morphine and diclofenac-induced analgesia possibly mediated through modulation of opioidergic pathway in mice.
Keywords: Sub-Psychotomimetic Dose, Ketamine, morphine, diclofenac, allodynia, hot plate model, formalininduced pain model, NMDA receptors, opioidergic pathway
Résumé
Les rôles du récepteur N-Méthyl-D-Aspartate dans le traitement de la nociception ont suscité un regain d’intérêt clinique pour la kétamine, un antagoniste du récepteur NMDA. La kétamine à faible dose aurait eu un effet analgésique, bien que la rareté et le manque de cohérence de ces données appellent une évaluation directe de cette affirmation. Cette étude a donc exploré l’effet analgésique d’une dose sous-psychotomimétique de kétamine (SPDK), évalué cet effet sur l’analgésie induite par la morphine et le diclofénac et déterminé son mécanisme neuronal potentiel d’analgésie. Des souris pesant entre 18 et 25 g ont été réparties de manière aléatoire dans deux groupes principaux composés des groupes 1 et 2, qui ont été utilisés pour évaluer l’effet analgésique et déterminer le mécanisme neuronal de 1 mg / kg de kétamine à l’aide du modèle à plaque chauffante; et le modèle de douleur induite par la formaline respectivement. Les données ont été présentées en tant que moyenne ± erreur type de l’ESM moyenne et analysées à l’aide d’une ANOVA suivie d’une analyse post-hoc (Student-Newman-Keuls) et p < 0,05 a été défini comme un niveau de signification accepté. La SPDK a induit une analgésie significative dans le modèle de la plaque chauffante, mais a provoqué une allodynie dans le modèle de la douleur induite par le formol. En outre, SPDK a potentialisé l’analgésie induite par la morphine et par le diclofénac dans les tests à la plaque chauffante et au formol, tandis que la naloxone a significativement bloqué son effet analgésique 90 minutes après l’administration dans le test à la plaque chauffante. Cette étude a montré que l’analgésie induite par la SPDK dans le modèle de douleur aiguë, mais aggravait la douleur dans le modèle chronique. Il a également potentialisé l’analgésie induite par la morphine et le diclofénac, éventuellement induite par la modulation de la voie opioïdergique chez la souris.
Mots-clés: Dose sous-psychotomimétique, Kétamine, morphine, diclofénac, allodynie, modèle de plaque chauffante, modèle de douleur induite par le formol, récepteurs NMDA, voie opioïde
West Afr. J. Pharmacol. Drug Res. Vol. January – December 2017; 30-36
The roles of N- Methyl –D- Aspartate receptor in the processing of nociception has led to renewed clinical interest in ketamine, an antagonist of NMDA receptor. Low-dose ketamine had been reported to possess analgesic effect though the paucity and inconsistency of such data have called for direct evaluation of this claim. This study therefore explored the analgesic effect of a sub-psychotomimetic dose of ketamine (SPDK), evaluated such effect on morphine- and diclofenac-induced analgesia and determined its possible neuronal mechanism of analgesia. Mice weighing between 18-25 g were randomly distributed into two major groups consisting of Group 1 and 2 which were used for the assessment of analgesic effect and determination of neuronal mechanism of 1 mg/kg ketamine using the hot plate model; and the formalin-induced pain model respectively. Data were presented as mean ± standard error of mean SEM and analyzed using ANOVA followed by post-hoc analysis (StudentNewman-Keuls) and P < 0.05 was set as an accepted level of significance. The SPDK induced significant analgesia in the hot plate model but caused allodynia in the formalin-induced pain model. In addition, SPDK potentiated morphine-induced and diclofenac-induced analgesia in both the hot plate and formalin tests, while naloxone significantly blocked its analgesic effect at 90 minutes post-administration in the hot plate test. This study showed that SPDK induced analgesia in the acute pain model but aggravated pain in the chronic model. It also potentiated both morphine and diclofenac-induced analgesia possibly mediated through modulation of opioidergic pathway in mice.
Keywords: Sub-Psychotomimetic Dose, Ketamine, morphine, diclofenac, allodynia, hot plate model, formalininduced pain model, NMDA receptors, opioidergic pathway
Résumé
Les rôles du récepteur N-Méthyl-D-Aspartate dans le traitement de la nociception ont suscité un regain d’intérêt clinique pour la kétamine, un antagoniste du récepteur NMDA. La kétamine à faible dose aurait eu un effet analgésique, bien que la rareté et le manque de cohérence de ces données appellent une évaluation directe de cette affirmation. Cette étude a donc exploré l’effet analgésique d’une dose sous-psychotomimétique de kétamine (SPDK), évalué cet effet sur l’analgésie induite par la morphine et le diclofénac et déterminé son mécanisme neuronal potentiel d’analgésie. Des souris pesant entre 18 et 25 g ont été réparties de manière aléatoire dans deux groupes principaux composés des groupes 1 et 2, qui ont été utilisés pour évaluer l’effet analgésique et déterminer le mécanisme neuronal de 1 mg / kg de kétamine à l’aide du modèle à plaque chauffante; et le modèle de douleur induite par la formaline respectivement. Les données ont été présentées en tant que moyenne ± erreur type de l’ESM moyenne et analysées à l’aide d’une ANOVA suivie d’une analyse post-hoc (Student-Newman-Keuls) et p < 0,05 a été défini comme un niveau de signification accepté. La SPDK a induit une analgésie significative dans le modèle de la plaque chauffante, mais a provoqué une allodynie dans le modèle de la douleur induite par le formol. En outre, SPDK a potentialisé l’analgésie induite par la morphine et par le diclofénac dans les tests à la plaque chauffante et au formol, tandis que la naloxone a significativement bloqué son effet analgésique 90 minutes après l’administration dans le test à la plaque chauffante. Cette étude a montré que l’analgésie induite par la SPDK dans le modèle de douleur aiguë, mais aggravait la douleur dans le modèle chronique. Il a également potentialisé l’analgésie induite par la morphine et le diclofénac, éventuellement induite par la modulation de la voie opioïdergique chez la souris.
Mots-clés: Dose sous-psychotomimétique, Kétamine, morphine, diclofénac, allodynie, modèle de plaque chauffante, modèle de douleur induite par le formol, récepteurs NMDA, voie opioïde
West Afr. J. Pharmacol. Drug Res. Vol. January – December 2017; 30-36
