Experimental tooth clenching : a model for studying mechanisms of muscle pain

• “I felt like I’d done three rounds with Mike Tyson…all becauseI was grinding my teeth in my sleep”, så beskrev en patient somintervjuades av Daily Mail i en artikel där det ökade problemet medöverbelastning i käkarna beskrevs, vilket kan leda till tandslitage,muskelsmärta, och frakturer på tandmaterial. Det personliga lidandet,och de ekonomiska kostnaderna för både individ och samhälle ärstort. Bruxism innebär en daglig och/eller nattlig tandpressningeller tandgnissling och anges med en förekomst av ca 10-20% ibefolkningen.Tidigare undersökningar har visat att tandpressning ochpsykologisk stress är vanligare bland patienter med kroniskmuskelsmärta i ansiktet jämfört med friska försökspersoner, ochanses kunna bidra till kronisk muskelsmärta i ansiktet, så kalladmyofasciell temporomandibulär dysfunktion (M-TMD). Dethar även föreslagits att bruxism, t ex tandpressning, kan leda tillträningsvärk i tuggmuskulaturen. M-TMD är ett smärttillstånd somkan drabba tuggmuskulaturen och är ungefär dubbelt så vanligt hoskvinnor som hos män. Vanligt förekommande symtom är smärtaoch ömhet i tuggmuskulaturen, men även en reducerad tuggfunktion.Flera studier har använt sig av experimentellatandpressningsmodeller för att öka förståelsen mellan tandpressningoch smärta i tuggmuskulaturen. I dessa studier har olika stor bitkraftanvänts vid tandpressningen, vilket resulterar i att det blir svårt attjämföra resultaten från dessa studier och dra slutsatser om vilkatandpressningsmodeller som är de mest optimala.12Vid tandpressning så kan det bli syrefattigt i tuggmuskulaturen,vilket kan resultera i en frisättning av smärtframkallande substanser,såsom serotonin och glutamat. I tuggmuskulaturen finns detsmärtreceptorer som kan aktiveras av dessa substanser. I tidigarestudier har man observerat att patienter med M-TMD har en högrehalt av dessa substanser i tuggmuskulaturen jämfört med friskaindivider.Finns det ett samband mellan tandpressning och träningsvärk?Hur kommer det sig att patienter med M-TMD har en högre haltav serotonin och glutamat i tuggmuskulaturen? Denna kunskapsaknas idag, således var det övergripande målet med denna avhandlingatt öka kunskapen om detta. På sikt kan denna kunskap bidra tillförbättrade diagnostiska metoder, och behandlingsmodeller.I studie I så utvecklades ett instrument som undersöker kvalitetenpå experimentella bruxismstudier, som senare kan användas i ensystematisk översikt, så att slutsatser kan dras avseende de mestoptimala experimentella bruxism modellerna som inducerar ensmärta på friska individer som efterliknar den kliniska smärtan sompatienter med M-TMD uppvisar.I studie II undersöktes sambandet mellan tandpressning vidolika bitkraftsnivåer och träningsvärk. Våra resultat antyder attträningsvärk i tuggmuskulaturen inte tycks uppstå efter experimentelltandpressning hos friska individer.I delstudier III och IV undersöktes frisättning av serotonin ochglutamat efter tandpressning hos friska individer och patienter medM-TMD med hjälp av mikrodialys. De huvudsakliga fynden var attvi kunde bekräfta tidigare fynd, att patienter med M-TMD har enhögre halt av serotonin i tuggmuskulaturen. Däremot utsöndradesdessa substanser inte i samband med tandpressning, varken hosfriska individer eller hos patienter.

• The overall goal of this thesis was to broaden knowledge of painmechanisms in myofascial temporomandibular disorders (M-TMD).The specific aims were to:• Develop a quality assessment tool for experimental bruxismstudies (study I).• Investigate proprioceptive allodynia after experimental toothclenching exercises (study II).• Evaluate the release of serotonin (5-HT), glutamate, pyruvate,and lactate in healthy subjects (study III) and in patients withM-TMD (study IV), after experimental tooth clenchingexercises.In (I), tool development comprised 5 steps: (i) preliminary decisions,(ii) item generation, (iii) face-validity assessment, (iv) reliability anddiscriminative validity testing, and (v) instrument refinement. Afterpreliminary decisions and a literature review, a list of 52 items to beconsidered for inclusion in the tool was generated. Eleven expertswere invited to participate on the Delphi panel, of which 10 agreed.After four Delphi rounds, 8 items remained and were included inthe Quality Assessment Tool for Experimental Bruxism Studies(Qu-ATEBS). Inter-observer reliability was acceptable (k = 0.77),and discriminative validity high (phi coefficient 0.79; P < 0.01).During refinement, 1 item was removed; the final tool comprised 7items.In (II), 16 healthy females participated in three 60-min sessions,each with 24- and 48-h follow-ups. Participants were randomlyassigned to a repetitive experimental tooth clenching task with10a clenching level of 10%, 20%, or 40% of maximal voluntaryclenching force (MVCF). Pain intensity, fatigue, perceived intensity ofvibration (PIV), perceived discomfort (PD), and pressure painthreshold (PPT) were measured throughout. A significant increasein pain intensity and fatigue but not in PD was observed over time.A significant increase in PIV was only observed at 40 min, and PPTdecreased significantly over time at 50 and 60 min compared tobaseline.In (III), 30 healthy subjects (16 females, and 14 males)participated in two sessions at a minimum interval of 1 wk.Microdialysis was done to collect 5-HT, glutamate, pyruvate, andlactate and to measure masseter muscle blood flow. Two hours afterthe start of microdialysis, participants were randomized to a 20-min repetitive experimental tooth clenching task (50% of MVCF)or a control session (no clenching). Pain intensity was measuredthroughout the experiment. Substance levels and blood flow wereunaltered at all time points between sessions, and between gendersin each session. Pain intensity was significantly higher after clenchingin the clenching session compared to the same time point in thecontrol session.In (IV), 15 patients with M-TMD and 15 healthy controlsparticipated in one session and the methodology described above wasused. M-TMD patients had significantly higher levels of 5-HT andsignificantly lower blood flows than healthy controls. No significantdifferences for any substance at any time point were observedbetween groups. Time and group had significant main effects onpain intensity.Qu-ATEBS, the 7-item evidence-based quality assessment tool,is reliable, exhibits face-validity, and has excellent discriminativevalidity. Tooth clenching was associated with pain, fatigue, andshort-lasting mechanical hyperalgesia, but not with proprioceptiveallodynia. It seems that tooth clenching is not directly related todelayed onset muscle soreness. In healthy subjects and in patientswith M-TMD, levels of 5-HT, glutamate, pyruvate, and lactate wereunaltered after tooth clenching. But 5-HT levels were significantlyhigher and blood flows significantly lower in M-TMD patients thanin healthy controls at all time points. These two factors may facilitatethe release, and enhance the effects, of other algesic substances thatmay cause pain.

Subject headings

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Klinisk medicin -- Odontologi (hsv//swe)

MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Clinical Medicine -- Dentistry (hsv//eng)

Keyword

tooth clenching

muscle pain

bruxism

Delphi technique

pain measurement

masticatory muscles

experimental pain

proprioceptive allodynia

temporomandibular disorders

serotonin

glutamate

masseter muscle

microdialysis

Publication and Content Type

vet (subject category)

dok (subject category)