Stručný přehled historie
bolesti u zvířat
Asi první, kdo spojil využití zvířat a vědomostí o bolesti, byl Galen (2. století). Tou dobou sice byly již půl tisíciletí známy poznatky Herophila a Erasistrata z Alexandrie (3. století př. n. l.), kteří považovali mozek za součást nervového systému a určili dva typy periferních nervů - motorické a senzitivní, ale až Galen pravděpodobně na základě vlastních pitev zvířat (především psů a opic) k těmto starým poznatkům přiřadil význam mozku pro vnímání bolesti.
Až do dalšího významného období z pohledu experimentální medicíny - renesance - není o pokusech na zvířatech dochováno příliš zmínek. V 16. a 17. století byla zvířata používána hlavně k anatomickým pitvám a pokusům zaměřeným na základní fyziologické pochody, jako bylo studium krevního oběhu (R. Colombo - pitvy psů, W. Harwey - údajně pitval přes 80 druhů zvířat), pokusy s transfuzí krve (R. Lower) či odstraněním slinivky (J. C. Brunner) u psů. Bolest nebyla předmětem experimentů, je však pochopitelné, že bolest pokusy na zvířatech doprovázela. Na to poprvé upozornil anglický filozof, představitel utilitarismu, Jeremy Bentham. V roce 1789 konstatoval: „Otázkou není, zda mohou zvířata uvažovat nebo mluvit, ale zda mohou trpět.“ Jako utilitarista vůbec nepovažoval pokusy na zvířatech za přínosné. Výsledkem upření pozornosti na pokusy byl vznik organizace proti vivisekci - The Victoria Street Society - a také prvních zákonů na ochranu pokusných zvířat. V roce 1876 parlament v Anglii schválil zákon na ochranu zvířat proti týrání (Cruelty to Animals Act), v kterém byla uvedena omezení pro provádění pokusů způsobujících bolest. Avšak již v roce 1822 byl tamtéž uzákoněn předpis proti týrání a nepatřičné léčbě hovězího dobytka, označovaný podle předkladatele jako Martinův zákon (Act to Prevent Cruelty and Improper Treatment of Cattle), který byl v roce 1835 novelizován a pojem „cattle“ nově zahrnoval také býky, psy, medvědy a ovce. Jedním z cílů novelizace totiž bylo potlačit populární zápasy psů s býky a medvědy.
Přestože již na přelomu 18. a 19. století byl znám analgetický účinek NO2 a éteru a první veřejná demonstrace anestezie proběhla v roce 1846, anestezie u pokusných zvířat se ve větším rozsahu začíná používat až ve třicátých letech 20. století. Z pohledu analgezie je však nutné poznamenat, že k vyvolání anestezie byly pokusným zvířatům aplikovány barbituráty, o nichž dnes víme, že analgetickou složku mají vyjádřenu, pokud vůbec, jenom ve vysokých dávkách. I tak lze zavádění barbiturátů považovat za zlom, vždyť do té doby byla většina zákroků a pokusů na zvířatech prováděna pomocí mechanické, farmakologické nebo chirurgické imobilizace zvířete. Dnes už by mělo být také u pokusných zvířat používání anestetik s analgetickým působením zcela běžné. K dosažení tohoto cíle je nutné používat kombinovanou anestezii (např. ketamin s 
  2-agonistou), neboť z používaných látek mají analgetickou složku částečně vyjádřeny jen ketamin a metoxyfluran.

Definice bolesti u zvířat
První definici bolesti stanovil Sherrington, který ji ve své učebnici fyziologie označil za imperativní psychický doprovod obranného reflexu. Až v roce 1979 byla na popud Mezinárodní společnosti pro studium bolesti zavedena nová definice, později přepracovaná a doplněná, podle níž je bolest nepříjemná senzorická a emocionální zkušenost spojená s akutním nebo potenciálním poškozením tkání, nebo je popisována výrazy takového poškození. Tato definice je však pro zvířata nepoužitelná, proto Kitchell definuje animální bolest jako nepříjemnou senzorickou a emocionální zkušenost, která vyvolává obranné reflexy, podmiňuje únikovou reakci a která může ovlivnit druhově specifické rysy chování, jako je např. chování sociální.
Nejen u pokusných zvířat je obzvlášť vhodné rozlišovat bolest od nocicepce. Nocicepcí je míněna aktivita příslušných nociceptorů (nocisenzorů) a dalších neuronů zapojených do nervového přenosu informace, která vznikla běžnou bolestivou stimulací. Tato aktivita však nemusí být doprovázena pocitem bolesti. Pocit bolesti je psychologický fenomén a jeho odstup od nocicepce dobře známe také u lidí. Například vojáci vyžadují méně analgetik než civilisté při srovnatelných poraněních. Srovnatelné je u obou skupin nejen poranění, ale i aktivita nocicepční dráhy, zatímco psychologický vjem bolesti je u vojáků potlačen pozitivním důsledkem poranění, který představuje návrat domů. Většinou tedy na pokusných zvířatech nezkoumáme bolest, ale právě nocicepci. Jasné rozlišení bolesti a nocicepce nabízí decerebrace, dříve používaná k imobilizaci pokusného zvířete a také ke studiu míšních reflexů vyvolaných bolestivou stimulací. Při vědomí této odlišnosti budeme v dalším textu používat pojem bolest v širším smyslu, zahrnujícím jak bolest, tak nocicepci. Na použití bolesti v užším slova smyslu zavčas upozorníme. Je třeba připomenout, že ke studiu bolesti na pokusných zvířatech někdy vystačíme s výzkumem nocicepce a že nocicepci je možné studovat bez bolesti.

Jak studujeme bolest
Bolest je možné rozdělit na nociceptivní a neuropatickou. Nociceptivní bolest vzniká drážděním nocisenzorů nadprahovým, a tedy bolestivým podnětem. Takový podnět má potenciál poškodit tkáň, proto je nutné organismus informovat a vyvolat obranné reakce. Tato bolest je účelná zejména tehdy, kdy se lze působení podnětu snadno vyhnout. Přesto je nespočet případů, kdy je nutné tuto bolest umět potlačit, tj. znát její dráhu, rozumět zúčastněným mechanismům, poznat možnosti modulace a najít nejvhodnější z nich pro jednotlivé druhy nociceptivní bolesti.
Druhým typem je bolest neuropatická. Vzniká následkem poškození nebo dysfunkce nervového systému podílejícího se na vedení bolesti (nocicepčních drah). V tomto případě absentuje právě Sherringtonem implicitně obsažený účel bolesti. Klinickými příklady neuropatických bolestí jsou např. neuralgie trigeminu, fantomová bolest, kausalgie nebo bolesti doprovázející avulzi brachiálního plexu a poškození talamu. Některé z nich jsou těžko potlačitelné a znalost mechanismů jejich vzniku a výzkum možností jejich léčby je jednou z priorit soudobé medicíny.
Během posledních několika desítek let bylo vypracováno nepřeberné množství animálních modelů jak nocicepční, tak neuropatické bolesti. Nejjednodušší nociceptivní bolest lze modelovat působením tepelného nebo mechanického podnětu většinou na tlapku zvířete. V takovém případě se měří latence únikové reakce. Podáme-li zvířeti látku s analgetickým účinkem, latence se prodlouží. Podnět může být rovněž chemický (capsaicin, carrageenan, formalin). Pro studium pooperační bolesti se používá model incize, kdy je v anestezii rozříznuta a sešita kůže na tlapce. Akutní viscerální bolest u pokusných zvířat modelujeme intraperitoneální aplikací iritační látky nebo balonkovou distenzí různých dutých orgánů (děloha, tlusté střevo). Ke studiu kolikovitých viscerálních bolestí byl zaveden model ureterální kalkulózy, kdy se do močovodu pokusného zvířete operativně vpraví kapka dentálního cementu. Pochody podobné artritidě se experimentálně vyvolají intrartikulární aplikací kompletního Freundova adjuvans.
Experimentální modely neuropatických bolestí můžeme rozdělit podle místa manipulace s nervovým systémem na centrální a periferní. U periferních poškození nervové dráhy bolesti je důležitá lokalizace léze vzhledem k tělu neuronu: při poranění distálního axonu se tvoří neuron, který je zhusta původcem abnormální aktivity; poranění proximálního axonu je pak blíže centrální bolesti, protože spojení mezi prvním (ve spinálním gangliu) a druhým (v zadním rohu míšním) neuronem může být úplně přerušeno (deaferentace). Podle způsobu vyvolání léze lze modely dělit na chirurgické -poranění nervu je způsobeno podvazem nebo přetětím, diabetickou neuropatii vyvolanou streptozocinem, neuropatii navozenou aplikací chemoterapeutik (vincristin nebo paclitaxel) a ischemicky (dočasná okluze cévy nasvícené laserem po aplikaci fotosenzitivní barvy) nebo excitotoxicky (aplikace kys. quisqualové) indukovanou neuropatii. Uvedenými postupy modelujeme kausalgiformní a sympaticky udržované bolesti, postamputační a centrální bolesti a např. rovněž bolesti provázející avulzi brachiálního plexu. Je zajímavé, že dosud neexistuje model jedné z nejčastějších neuropatických bolestí - postherpetické neuralgie.

Jak bolest u experimentálních
zvířat měřit?
Zatímco vyvolat bolest u pokusného zvířete nemusí být problematické, pověstným oříškem je měření bolesti. Bohužel neexistuje žádný dolorimetr, ani neznáme žádné jednotky bolesti. Víme však, že se při bolesti zrychluje srdeční činnost, zvyšuje frekvence dýchání, stoupá tlak krve, vyplavuje se kortizol a mění se krevní hladiny cukru, volných mastných kyselin, triglyceridů a obou transportních lipoproteinů cholesterolu (HDL a LDL). Tyto reakce však zcela specifické pro bolest nejsou, můžeme je většinou zjistit při jakémkoli negativním stresu (distresu), který je bolesti nadřazen.
Elektrofyziologicky měřením aktivity jednoho neuronu nebo jejich skupiny, imunohistochemicky počítáním neuronů exprimujících c-fos gen, případně pouhým měřením latence obranného reflexu můžeme zjistit pouze nocicepci - aktivitu neuronů bolestivé dráhy. K rozpoznání bolesti v užším slova smyslu u pokusného zvířete musíme navíc posuzovat jeho chování. K samotnému ucuknutí tlapky před tepelným podnětem je dostačující funkční reflexní oblouk - nocicepce. Pokud však vyvoláme nejen ucuknutí tlapkou, ale např. též její olizování, můžeme již mluvit o bolesti. Například u modelu ureterální kalkulózy bylo pozorováno šest typů abnormálního chování, na jejichž základě byl vypracován etogram této bolesti.
Za projev spontánní neuropatické bolesti se u zvířat považuje automutilace, při níž si zvíře olizuje a jinými způsoby stimuluje tlapku s vyvolanou lézí (přitom tlapka může být deaferentovaná, a tedy úplně necitlivá). Nejčastěji se však neuropatická bolest u zvířat posuzuje podle změn prahu bolesti, tedy podle bolesti evokované. Hyperalgezie nebo alodynie doprovází všechny experimentální modely s alespoň částečným zachováním aferentace a práh bolesti je nižší než u kontrolních zvířat.
 
Závěr
V roce 1983 vyšel v časopise Pain editorial, v kterém prof. Zimmerman postuloval zásady výzkumu bolesti na zvířatech: 1. před pokusem je nezbytné každý návrh důkladně oponovat; 2. pokud je to možné, má si experimentátor vyzkoušet používaný bolestivý podnět nejprve na sobě; 3. zvíře musí být během pokusu důkladně sledováno; 4. zvířeti musí být vyvolávána minimální bolest potřebná k dosažení výsledků; 5. při studiu chronické bolesti musí být bolest tlumena vždy, kdy to neinterferuje s vlastním pokusem; 6. farmakologické imobilizace zvířete nesmí být použito; 7. délka pokusu a počet zvířat musí být minimální.
A jak je to s pokusy netýkajícími se bolesti? V takovém případě podle české legislativy nesmí zvíře pociťovat bolest. Děje se tak úplným vynecháním či nahrazením bolestivých zákroků anebo podáváním vhodných analgetik. Při rozhodování o použití znecitlivění a jeho případném rozsahu se experimentátor řídí podle paralely srovnatelných zákroků na lidech - pokud se neprovádí u lidí, nevyžaduje se ani u zvířete.

Literatura:
1. Bennett G. Animal models of pain. In: Kruger L (ed). Methods in pain research. CRC
Press, Boca Raton 2001:67-91.
2. Bonica J. Pain research and therapy: history, current status, and future goals. In: Short C, van Poznak A (eds). Animal pain. Churchill Livingstone, New York 1992:1-29.
3. Le Bars D, Gozariu M, Cadden SW. Animal models of nociception. Pharmacol Rev 53:597-652, 2001.
4. Vaculín Š. Bolest u malých zvířat II. Vyšetření bolesti. Veterinární lékař 2:3-7, 2004.
5. Vaculín Š. Rokyta R. Automutilace jako projev spontánní neuropatické bolesti u zvířat. Česk Fysiol 54:32-6, 2005.
6. Zimmermann M. Ethical guidelines for investigations of experimental pain in conscious animals. Pain 16:109-10, 1983.

Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, 3. LF UK, Praha