Angstkrankheiten II

Verhaltenspharmakologische und genetische Methoden

Tiermodelle

A äh V id P di

Tiermodelle

Annäherungs – Vermeidungs-ParadigmaInstinktives Verhalten

o Schock-induzierto Isolations-induziert

Interaktion mit anxiogenen DrogenAndere MethodenAndere Methoden

o Handling-induziertes VerhaltenEl kt i h Sti l ti d i äd t l Go Elektrische Stimulation des periaquäductalen Graus (PAG)

Annäherung - Vermeidung Paradigma

Annäherung Vermeidung

Hunger/DurstSchock

VerhaltenOffene ArealeExploratorisches Verhalten

(Angst?)DunkelheitBeleuchtung

Sozialer KontaktHöhe

Neues

Verhaltenselemente in aversiver Situation

Orientation – Fight or flight! Freezing

r

planning Fight or flight! Freezing

beha

viou

rue

ncy

of b

Freq

u

Aversivityy

Annäherungs – Vermeidungs-Paradigmag g g

E l t i h V h lt Höh /Exploratorisches Verhalten ‐ Höhe / offene Areale: Offenfeld

Elevated Plus Maze, Zero Maze

H / D t S h k I t ktiHunger / Durst ‐ Schock Interaktion:Trinken‐BestrafungGeller‐Seifter Test

Annäherungs – Vermeidungs-Paradigmag g g

Exploratorisches Verhalten - Beleuchtungp gHell / Dunkel Test

Exploratorisches Verhalten - NeuigkeitHole-board

Hunger - oder Futter, neue UmgebungN h biNeophobiaPassive Vermeidung

Offenfeld TestKonflikt-ParadigmaPositiver Verstärker:Positiver Verstärker: Exploratorisches VerhaltenNegativer Verstärker: Angst vorNegativer Verstärker: Angst vor dem offenen Areal

Erhöhte Angst: Verminderte Exploration des zentralenExploration des zentralenBereichsC57BL6/J

Erniedrigte Angst: Vermehrte Exploration des zentralenpBereichsBALB/c

Enkephalin und Substanz P Knockout-Tiermodelle für Angst

Zeitverlauf im OffenfeldZeitverlauf im Offenfeld

ZeitverlaufZeitverlauf

Angst

ätA

ktiv

itä

Neugier

Spontane motorische Aktivität

Zeit

Wiederholungseffekt - verminderte AktivitätWiederholungseffekt - verminderte Aktivität

140

100

120

80wild type - salinewild type - DSP4hAPP23 - salinehAPP23 DSP4

40

60hAPP23 - DSP4

0

20

01 2 3

Time (day)

Umgebungseffekte - beleuchtungsabhängiger Phänotyp in Tac1-/- Mäusen

Zero-MazeZero Maze

Verminderte Angst

Erhöhte AngstErhöhte Angst

Umgebungsspezifisches AngstverhaltensUmgebungsspezifisches Angstverhaltens

Erhöhte Latenz in Penk1-/- MäusenErhöhte Latenz in Penk1 Mäusen

Verhaltenselemente in aversiver Situation

Orientation – Fight or flight! Freezing

r

planning Fight or flight! Freezing

ehav

iour

ency

of b

Freq

ue

AversivityAversivity

Hell-Dunkel BoxHell Dunkel Box

E l i+ Exploration

-Offenes Areal

-Helles Licht

-Neue Umgebung-Neue Umgebung

Aktivität von CD1-Mäusen im Hell-Dunkel Test

Aktivität von C57Bl/6J und ENK/C57 Mäusen im H ll D k l T tHell-Dunkel Test

**

***

*

Soziale AktivitätSoziale Aktivität

Konflikt-Paradigma: positiver Verstärker ist deri l A t i b ti V tä k i t disoziale Antrieb, negativer Verstärker ist die

ungewohnte, aversive Umgebung.

Erhöhte Angst: verringerte Zeit in sozialerg gInteraktion

Verringerte Angst: erhöhte Zeit in sozialerInteraktionInteraktion

Soziale Aktivität von Penk1-/- und Wildtyp-Mäusen

***

Thatcher-Britton-ParadigmaThatcher Britton Paradigma

Konflikt Paradigma: positiver Verstärker ist derKonflikt-Paradigma: positiver Verstärker ist derHunger, negative Verstärker ist die

ffungewohnte, offene Umgebung.?

Erhöhte Angst: erhöhte Latenzzeit bis zurErhöhte Angst: erhöhte Latenzzeit bis zurNahrungsaufnahmeVerringerte Angst: verringerte Latenzzeit bis zur Nahrungsaufnahmezur Nahrungsaufnahme

Thatcher-Britton-Paradigma in Penk1-/- undThatcher Britton Paradigma in Penk1 und Wildtyp-Mäusen

Instinktives VerhaltenInstinktives Verhalten

Genetisch kodiertes Verhalten, z.B. Interspezies -Aggression, Gefahrrufe oder defensives Vergrabenwerden experimentell aufgehoben.Aggression: Isolation, elektrischer Schockgg ,Gefahr-Vokalisierung: Jungtiere- von der Mutterwegnehmen, adulte Mäuse - elektrischer Schockg ,Defensives Vergraben: Schock-Probe-VergrabenTest, Glaskugel-TestTest, Glaskugel Test

Startle-Reaktivität

Die Amplitude der Reaktionen imDie Amplitude der Reaktionen imStartle-Apparat zeigt die Stärke derAngstreaktion.Die basale Reaktivtät korreliert mitdem generellen emotionalen Zustandder Tiereder Tiere.Die potenzierte Reaktivität zeigt dieerhöhte Angst der Tiere, die von derg ,erwarteten Furcht induziert wurde.

E höht A t höht St tl A lit dErhöhte Angst: erhöhte Startle-AmplitudeVerringerte Angst: verringerte Startle-Amplitudeg g g p

Startle-Aktivität von C57BL/6J und Penk1-/-

Mäusen

Difference between strains: F(1,20)=7,23; p=0,013

Difference between stimulus: F(1,20)=23,15; p<<0,001Response typep yp

Resident-Intruder Test

Aggression in männlichen Enkephalin Knockout-Mäusen

Nature 383: 535-538 (1996)Nature, 383: 535-538 (1996)

Interaktion mit anxiogenen Drogeng g

Anxiogene Substanzen sind Drogen dieAnxiogene Substanzen sind Drogen, dieAngstgefühle auslösen können. Die behandeltenIndividuen zeigen Angst- oder Panikreaktionen nachIndividuen zeigen Angst- oder Panikreaktionen nachder Behandlung ⇒ hole-bord Test

o Laktoseo COo CO2

o Koffein, o Serotonerge Substanzen (m-Chlorophenilpiperazine 5-HT-1-o Serotonerge Substanzen (m Chlorophenilpiperazine, 5 HT 1

und 5-HT2-Agonisten)o Adrenerge Substanzen (Yohimbine, α2 Antagonisten)g ( 2 g )o Cholecystokinine

Effekt von mCPP (meta-Chlorophenylpiperazin) auf die Aktivität von RattenAktivität von Ratten

Bilkei-Gorzó, Psychopharmacology (1998) 136e Go ó, syc op a aco ogy ( 998) 36

Effekt anxiolytischer DrogenEffekt anxiolytischer Drogen

Bilkei-Gorzó, Psychopharmacology (1998) 136

Hole-board Test

Anxiolytische Drogen:y gDiazepamChlordiazepoxidFlesinoxanFlesinoxan

Anxiogene Drogen:g gN-methyl-β-carboline-3-carboxamidMethyl- β-carboline-3-Methyl β carboline 3carboxilat

Hiroshi T. et al. Eur. J. Pharmacol. 350 (1998)

Anxiolytische EffekteAnxiolytische Effekte

Hiroshi T. et al. Eur. J. Pharmacol. 350 (1998)( )

Anxiogene EffekteAnxiogene Effekte

Hiroshi T. et al. Eur. J. Pharmacol. 350 (1998)( )

Stress und Verabreichung anxiolytischer Substanzen

Hiroshi T. et al. Eur. J. Pharmacol. 350 (1998)

Handling induzierte HyperthermieHandling-induzierte Hyperthermie

Psychologisches Stressmodely gIn humanen Patienten - Psychogenes Fieber(38-39°C) wochen- bis monatelang(38 39 C) wochen bis monatelangDie Körpertemperatur erhöht sich um 2°C inTieren nach Handling“ oder KäfigwechselTieren nach „Handling oder Käfigwechselo Ratten

Mäo Mäuseo Reptilien

Tiermodelle für Angstkrankheiten:Ratten

Zucht-Selektion für erhöhte AngstZucht-Selektion für erhöhte Angsto Maudsley Linie: die Tiere wurden nach der Kotabsatz-Menge

im Offenfeld selektiert (sie zeigen Angstverhalten aber keine( g gerhöhten Hormonlevel)

o Roman High and Low Avoidance Ratten /RHA, RLA/: Wistar-Ratten wurden für erhöhte Angst selektiert (RHA zeigen einehöhere endokrine Antwort auf belastende Situationen)

o Flinders Sensitiv Ratten: Selektion aufgrund hypothermischero Flinders Sensitiv Ratten: Selektion aufgrund hypothermischerAntwort auf den Cholinesterase Inhibitor(Diisopropylfluorophosphate), sind hyper-sensitiv aufcholinerge Agonisten ⇒ Depressions-Model

o Hyperängstliche Ratten: Wistar-Ratten wurden für extremhöht d i t A t i El t d Pl Merhöhte oder verringerte Angst im Elevated Plus-Maze

gezüchtet

Tiermodelle für Angstkrankheiten:Mäuse

Inzucht-Mauslinie:o C57BL6/J, BALB/c - kontradiktorische Ergebnisseo C57BL6/J, BALB/c kontradiktorische Ergebnisse

Genetisch modifizierte Mäuseo GABA-Rezeptor Knockout-Mäuse zeigen verändertesp g

Angstverhalten (Benzodiazepin Rezeptoren, spielen einewichtige Rolle bei Angst)So Serotonin-Rezeptor Knockout-Mäuse zeigen erhöhteAngst

o Genetisch verändert Mäuse für Gene des Hormonaleno Genetisch verändert Mäuse für Gene des HormonalenStress-Systems

ENU-Mutagenese bei Mäusen (Behandlung mitENU Mutagenese bei Mäusen (Behandlung mitEthylnitrosurea)

Mausmodelle für AngstMausmodelle für Angst

Angstverhalten von Inzucht-Mauslinien ENU Screen für Vermeidung

Tiermodelle für Angst

Telemetrische Methodene e et sc e et ode

Mithilfe der Telemetrie kann man 

o den systolischeno den systolischen, diastolischen Blutdruck

o die Herzfrequenzo die Herzfrequenz o die Bewegungsaktivität 

von frei laufenden Mäusen bestimmen 

Telemetrische Aufnahme von Blutdruck und Herzfrequenz in Mäusen

Blood pressure during O-maze

140 00

Heart rate during O-maze

750 00

120,00

130,00

140,00

650,00

700,00

750,00

100,00

110,00

500 00

550,00

600,00

80,00

90,00

ti ( i )before O-maze (5 min)

400,00

450,00

500,00

time (min)before O-maze (5 min)time (min)before O-maze (5 min) time (min)before O maze (5 min)