A karbamazepin regionális szinten elnyomja a metamfetamin által kiváltott fos expressziót a patkány agyában

alanyok

absztrakt

A karbamazepint (CBZ) széles körben használják a mániás állapotok kezelésére. Mivel az amfetamin az idiopátiás mániához hasonló hatásokat vált ki az emberekben, a metamfetamin akut adagolása modellként szolgálhat ennek az állapotnak. A karbamazepin antimániás hatásaiért felelős neurobiológiai szubsztrátok tisztázása érdekében ez a tanulmány megvizsgálta a krónikus karbamazepin alkalmazásának egyetlen metamfetamin dózis (2 mg/kg) által kiváltott Fos fehérje expressziójára gyakorolt hatását. A krónikus CBZ-kezelés (0,25% az étrendben 7 nap alatt, majd 0,5% 7 nap alatt; a szérum karbamazepin végső átlagos koncentrációja: 4,09 ± 0,34 μg/ml) növelte a a metamfetamin által kiváltott Fos-szerű immunreaktivitás-pozitív sejtmagok beadása szignifikánsan csökkent a nucleus accumbens és a caudate/putamen sejtmagokban. Az eredmények azt mutatják, hogy ezek az agyi régiók részt vesznek a karbamazepin antimanikus hatásaiban.

A karbamazepin széles körben alkalmazott triciklusos görcsoldó. Bipoláris affektív rendellenességekben fellépő akut és profilaktikus terápiás hatása miatt közös klinikai profilja van a lítiummal (Emilien és mtsai 1996; Post és Ballenger 1990). Bár különféle biokémiai és neurofiziológiai hatásokat (ideértve a nátrium- és káliumcsatorna stabilizálását, a kalcium fluxus csökkentését, a perifériás típusú benzodiazepin receptorok antagonizálását, a GABA B receptorok szabályozását és adenozin antagonistaként vagy agonistaként) írtak le Drog, hangulatstabilizáló hatásának pontos mechanizmusa továbbra sem ismert (Post és mtsai 1994). Ezenkívül a karbamazepin antimániás hatásaiért felelős neuroanatómiai szubsztrátumokat még nem sikerült azonosítani.

Mivel az ilyen pszichostimulánsok, mint a D-amfetamin és a kokain, olyan hatásokat okoznak az emberekben, amelyek nagyon hasonlóak az idiopátiás mánia tüneteihez (Brauer és de Wit 1996, 1997; Smith és Davis 1977), ezért felvetődött, hogy ezeknek a szereknek az adagolása is ilyen ennek az állapotnak a modellje (Robbins és Sahakian 1980). A közvetlen korai c-fos gén expressziójában bekövetkező változások számszerűsítése nagyon hasznos módszernek bizonyult a fiziológiai vagy farmakológiai ingerek által aktivált idegsejtek eloszlásának feltérképezésében (Dragunow és Faull 1989; Morgan és Curran 1991; Sagar et al. 1988). Korábbi tanulmányunkban (Lee és mtsai 1999) a lítium antimániás hatásaiban szerepet játszó neurobiológiai szubsztrátumokat vizsgáltuk metamfetamin-mániás modellben, Fos térképezéssel. A krónikus lítium adagolás jelentősen csökkentette a metamfetamin beadásával kiváltott Fos-szerű immunreaktív magok (Fos-LI) számát a prefrontális kéregben, a nucleus accumbens, a caudate/putamen és az amygdala területén.

Az előző tanulmányban feltételezték, hogy ezek a régiók potenciális idegi célpontok a lítium antimanikus hatékonyságához. A következő lépés a specifikus antimániás célterület azonosítása volt. Jelen tanulmány célja egy másik hangulatstabilizátor terápiás hatékonyságában részt vevő idegi szubsztrát vizsgálata volt annak érdekében, hogy a hangulatstabilizátorok antimániás hatásainak lehetséges közös idegi útját keressük. Ezért a krónikus karbamazepin kezelés hatásait vizsgálták a Fos fehérje metamfetamin által kiváltott regionális expressziójára a patkányagyban.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

alanyok

Ebben a vizsgálatban hím Wistar patkányokat (Clea, Japán, kezdeti tömeg 220-260 g) használtunk. Ketten ketrecbe helyezték őket, és 12–12 órán át tartó ellenőrzött világos-sötét ciklusban (7: 00-kor világítanak) és állandó hőmérsékleten (28 ° C) vízzel és étellel ad libitum. A stressz okozta Fos expresszió minimalizálása érdekében a patkányokat az első héten adaptálták a kezeléshez.

Krónikus karbamazepin adagolás

Diétákat készítettünk, amelyek 0,25% vagy 0,5% (w/w) CBZ-t tartalmaztak. A CBZ-vel kezelt patkányok (n = 14) egy hétig alacsony dózisú étrendet, majd a következő héten nagy dózisú étrendet kaptak. A kontroll patkányokat (n = 14) 2 hétig ugyanazzal a táplálékkal etették további CBZ nélkül. Ezt az etetési rendszert alkalmazták az emberi terápiás tartományhoz közelítő szérum CBZ szintek előállítására, miközben minimalizálták a súlyvesztést (Elphick 1989; Weiss és mtsai 1987).

Metamfetamin kihívás

2 hét CBZ beadás után a patkányokat két alcsoportra osztottuk. Az egyik egyetlen metamfetamin injekciót kapott (2 mg/kg, szubkután [SC] sóoldatban), a másik sóoldatos injekciót kapott (0,9% NaCl, SC). Így összesen négy patkánycsoport volt, csoportonként 7 állattal: kontroll étrend + sóoldat, kontroll étrend + metamfetamin, CBZ diéta + sóoldat és CBZ étrend + metamfetamin.

Immunhisztokémia

számszerűsítés

Reprezentatív szakaszok rajzai a Fos-LI-pozitív idegsejtek mennyiségi meghatározásához a cinguláris kéreg területén 3 (1), claustrum (2), agranuláris szigeti kéreg 5-ös rétegében (3), 2-es és 3-as (4) rétegében, a mediális rostralis részében (5) és a középső (6) caudate/putamen, a nucleus accumbens héja (7) és magja (8), a piriform kéreg (9), a ventrális laterális septum (10), a medialis farok része (11) és a központi ( 12) kaudat/putamen, az ágy mag stria terminalis oldalirányú felosztása (13), a központi amygdaloid oldalsó része (14), a bazolaterális amygdaloid elülső része (15), az oldalsó habenula mediális (16) és oldalsó (17) részei, des A hippocampus képződésének dentátus gyrus (18) és CA1 (19), CA2 (20) és CA3 (21). Paxinos és Watson (1986) rajzai

Statisztikai analízis

Az egyirányú varianciaanalízist (ANOVA) a Fos-LI pozitív idegsejtek számán végeztük 21 régióban. Mivel nem volt szignifikáns különbség a kontroll étrend + sóoldat és a CBZ étrend + sóoldat csoportok között, ezekből a csoportokból származó adatokat egyetlen kontrollcsoport alkotta. Ezután egy egyirányú ANOVA-t hajtottak végre a kontroll étrend + metamfetamin, a CBZ diéta + metamfetamin és a kombinált kontrollcsoport között. Egyedi post hoc összehasonlításokat végeztek a Scheffe teszt alkalmazásával. A szignifikancia szintjét p-re állítottuk

Fotomikrográfiák, amelyek metamfetamin által kiváltott Fos-LI pozitív magokat mutatnak be az agy különböző régióiban: a farok mediális része/putamen [(A), kontrollcsoport; (A ') kontroll étrend + MAP; (A "), CBZ étrend + MAP] és a mag [(B), kontrollcsoport; (B ') kontroll étrend + MAP; (B"), CBZ étrend + MAP] a nucleus accumbens. A CBZ diéta + MAP csoportban a Fos LI idegsejtek száma szignifikánsan csökkent a kontroll étrend + MAP csoportéhoz képest. A MAP jelentése metamfetamin. LV, laterális kamra; AC, főbiztos. A nagyítás × 95. Bár = 200 μm.

VITA

A nucleus accumbens a ventrális striatalis terület, amelyet mag és héj alkot, és a caudate/putamen a hátsó striatalis terület. Az atommag be van építve mind a motor, mind a mezolimbikus rendszer idegi áramkörébe (Heimer és mtsai 1991; Zahm és Brog 1992). Úgy gondolják, hogy a turbina, amelynek kijárata a ventral pallidumba, a megnagyobbodott amygdalába és a hipotalamuszba oszlik, részt vesz a mezolimbikus rendszerben. Másrészt az a mag, amelynek kimenete a bazális ganglion régiókra, például a nigro-striatális rendszerre vetül, befolyásolja a motoros aktivitás kérgi feldolgozását (Heimer és mtsai 1991; Zahm és Brog 1992). Jelen tanulmány azt mutatja, hogy a mag jobban részt vesz a CBZ antimanikus hatásában a nucleus accumbens-ben, mint a héj.

Az amfetamin és a metamfetamin megkönnyítik a dopamin és a noradrenalin felszabadulását és gátolják az újrafelvételt (Kuczenski és Segal 1994). Mind a nucleus accumbens, mind a caudate/putamen szorosan beidegződik a mezolimbikus dopaminerg rendszerben. Noha a BSTD-t, az oldalsó septumot, a prefrontális kéreget és az amygdaloid magot szintén a limbikus dopaminerg rendszer innerválja, ezekben a régiókban a Fos-LI expressziót a krónikus CBZ-kezelés nem változtatta meg szignifikánsan. Ezért a dopamin szabályozásán kívül más tényezők is szerepet játszhatnak.

Számos tanulmány kimutatta, hogy a CBZ terápiás koncentrációja akár akut, akár krónikus formában növeli az amfetaminhoz vagy a metamfetaminhoz hasonló patkány striatumlemezekben a dopamin és metabolitjainak extracelluláris szintjét (Barros et al. 1986; Okada et al. 1997a, 1997b). Ezzel szemben a nagy dózisú CBZ-kezelés csökkenti a dopaminszintet és a szintézist (Okada et al. 1997a; Waldmeier et al. 1984). Baptista és mtsai. (1993) szerint a krónikus CBZ-kezelés terápiás koncentrációi után a nucleus accumbensben az extracelluláris dopamin bazális szintje nem változott (mikrodialízissel mérve). Összegzésképpen elmondható, hogy a jelen vizsgálatban alkalmazott dózisnál a CBZ-kezelés nem tűnik gyengíti a metamfetamin által kiváltott dopamin-felszabadulást. Így a dopaminreceptortól lefelé irányuló molekuláris szubsztrátok nagyobb valószínűséggel válnak a CBZ célpontjává.

A caudate/putamen-ben és a nucleus accumbens-ben számos jelzés kimutatta, hogy az amfetamin által kiváltott Fos-expressziót főként a dopamin D1 receptorok közvetítik (Graybiel et al. 1990; Robertson et al. 1989). A metamfetamin növeli a szinaptikus dopamin felszabadulást, amely szerint a dopamin a D1 és D2 receptor altípusokon keresztül hat, amelyek különbözőképpen kapcsolódnak a c-AMP-hatások stimulálásához és gátlásához (Stoof és Kebabian 1981). A metamfetamin által kiváltott Fos expressziót a c-AMP növekedése közvetíti. Még mindig nem ismert, hogy a krónikus CBZ-kezelés közvetlenül befolyásolja-e a dopamin-receptor affinitását és a D1-receptorhoz való kötődést, vagy a kapcsolódó második hírvivő rendszereket. További vizsgálatok szükségesek a második hírvivő rendszerekről, amelyek regionális és specifikusan kifejeződnek a caudate/putamen és a nucleus accumbens.

Jelen tanulmányban a CBZ diéta csoportok testsúlya lényegesen alacsonyabb volt, mint a kontroll étrend csoporté. Ha a súlycsökkenés hatásai a metamfetamin által kiváltott Fos-expresszió csökkenését eredményeznék, akkor ez a csökkenés nemcsak a caudates/putamen, hanem más területeken is bekövetkezne. Ezért minimális annak lehetősége, hogy a fogyás szerepet játszhat ebben a csillapításban.

Összefoglalva elmondható, hogy a krónikus CBZ-kezelés jelentősen csökkenti a metamfetamin által kiváltott Fos-LI-pozitív idegsejtek számát a nucleus accumbens-ben és a caudate/putamen-ben. Ez, valamint a lítium krónikus hatásairól szóló korábbi tanulmányunk eredményei arra utalnak, hogy ezek a régiók képviselik a hangulatstabilizátorok antimániás hatásaiban részt vevő idegi szubsztrátumokat. A CBZ lehetséges mechanizmusa ezeken a területeken agonista hatás lehet az A2a adenozin receptorokra. Mivel a D1 receptor affinitás és a kötődés, valamint a kapcsolódó második hírvivő rendszerek szerepe még nem ismert, további vizsgálatokra van szükség a krónikus CBZ kezelés antimániás hatásának pontos mechanizmusának megértéséhez a nucleus accumbens és a caudate/Vizsgáld meg putament.

hálaadás

Ezt a munkát a Japán Oktatási Minisztérium 09770743 számú kutatási támogatása támogatta (1997).