Карбамазепін регіонально пригнічує індуковану метамфетаміном експресію фос у мозку щурів

предметів

реферат

Карбамазепін (CBZ) широко використовується для лікування маніакальних станів. Оскільки амфетамін має подібні ефекти у людей, як при ідіопатичній манії, гостре введення метамфетаміну може послужити моделлю для цього стану. Для з'ясування нейробіологічних субстратів, відповідальних за антиманічні ефекти карбамазепіну, у цьому дослідженні вивчались ефекти хронічного введення карбамазепіну на регіональну експресію білка Fos, індуковану одноразовою дозою метамфетаміну (2 мг/кг). Хронічне лікування CBZ (0,25% у дієті протягом 7 днів, потім 0,5% протягом 7 днів; остаточна середня концентрація карбамазепіну в сироватці: 4,09 ± 0,34 мкг/мл) збільшила кількість введення метамфетаміну індукованих Fos-подібних ядер, позитивних до імунореактивності, суттєво зменшилось у ядрі accumbens та хвостовій частині/путамені. Результати показують, що ці ділянки мозку беруть участь у антиманітарних ефектах карбамазепіну.

Карбамазепін - широко застосовуваний трициклічний протисудомний засіб. Він поділяє загальний клінічний профіль з літієм за його гострий і профілактичний терапевтичний ефект при біполярних афективних розладах (Emilien et al. 1996; Post and Ballenger 1990). Хоча для цього повідомлялося про різноманітні біохімічні та нейрофізіологічні ефекти (включаючи стабілізацію натрієвого та калієвих каналів, зменшення потоку кальцію, антагонізацію рецепторів бензодіазепіну периферичного типу, регуляцію рецепторів ГАМК В та дію в якості антагоніста або агоніста аденозину). Препарат, точний механізм його стабілізуючого настрою ефекту залишається невідомим (Post et al. 1994). Крім того, нейроанатомічні субстрати, відповідальні за антиманічні ефекти карбамазепіну, ще не визначені.

Оскільки такі психостимулятори, як D-амфетамін та кокаїн, дають на людину ефекти, які дуже схожі на симптоми ідіопатичної манії (Brauer and de Wit 1996, 1997; Smith and Davis 1977), припускають, що введення цих препаратів може служити таким модель для цього стану (Роббінс і Саакян 1980). Кількісна оцінка змін у експресії безпосереднього раннього гена c-fos виявилася дуже корисним методом для карти розподілу нейронів, активованих фізіологічними або фармакологічними стимулами (Dragunow and Faull 1989; Morgan and Curran 1991; Sagar et al. 1988). У нашому попередньому дослідженні (Lee et al. 1999) ми досліджували нейробіологічні субстрати, що беруть участь у антиманічних ефектах літію в маніакальній моделі метамфетаміну за допомогою картографування Фоса. Хронічне введення літію суттєво зменшило кількість фос-подібних ядер імунореактивності (Fos-LI), індукованих введенням метамфетаміну в префронтальну кору, ядро накопичення, хвостату/путамен та мигдалину.

У попередньому дослідженні було висунуто гіпотезу про те, що ці регіони є потенційними нейронними мішенями для антиманічної ефективності літію. Наступним кроком було визначення конкретної цільової антиманіакальної області. Метою цього дослідження було дослідити нервовий субстрат, який бере участь у терапевтичній ефективності іншого стабілізатора настрою, щоб знайти можливий загальний нервовий шлях для антиманічних ефектів стабілізаторів настрою. Тому досліджували ефекти хронічного лікування карбамазепіном на індуковану метамфетаміном регіонарну експресію білка Fos у мозку щурів.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ

предметів

Для цього дослідження використовували самців щурів Wistar (Clea, Японія, початкова вага 220-260 г). Їх тримали в клітці по два рази і тримали у контрольованому циклі світло-темрява від 12 до 12 годин (світло світиться о 7:00 ранку) та при постійній температурі (28 ° C) з водою та їжею за умови необхідності. Для того, щоб мінімізувати стрес-індуковану експресію Fos, щурів адаптували до обробки протягом першого тижня.

Хронічне введення карбамазепіну

Були підготовлені дієти, що містять або 0,25%, або 0,5% (мас.) CBZ. Щури, які отримували CBZ (n = 14), отримували дієту з низькими дозами протягом одного тижня, а потім дієту з високими дозами протягом наступного тижня. Контрольних щурів (n = 14) годували однаковою дієтою без додаткового CBZ протягом 2 тижнів. Цей режим годування був використаний для отримання рівня CBZ у сироватці крові, що наближається до терапевтичного діапазону людини, мінімізуючи втрату ваги (Elphick 1989; Weiss et al. 1987).

Виклик метамфетаміну

Через 2 тижні введення CBZ щурів розділили на дві підгрупи. Один отримав одноразову ін’єкцію метамфетаміну (2 мг/кг, підшкірно [SC] у фізіологічному розчині), інший отримав фізіологічний розчин (0,9% NaCl, SC). Таким чином, загалом було чотири групи щурів з 7 тваринами на групу: контрольна дієта + фізіологічний розчин, контрольна дієта + метамфетамін, дієта CBZ + фізіологічний розчин та дієта CBZ + метамфетамін.

Імуногістохімія

кількісна оцінка

Малюнки репрезентативних зрізів для кількісного визначення Fos-LI-позитивних нейронів в зоні кори свинцевої кори 3 (1), клауструмі (2), шарі кори агранулярного острівця 5 (3), шарах 2 і 3 (4), ростральній частині медіалу (5) та центральний (6) хвостатий/путамен, оболонка (7) і ядро (8) ядра акуменсу, грушеподібна кора (9), вентральна бічна перегородка (10), каудальна частина медіального (11) та центральна ( 12) каудат/путамен, латеральний підрозділ серцевини ядра stria terminalis (13), бічна частина центрального амигдалоїду (14), передня частина базолатерального амігдалоїду (15), медіальна (16) та бічна (17)) частини бічного габенула, де Зубчаста звивина (18) та CA1 (19), CA2 (20) та CA3 (21) утворення гіпокампа. Малюнки Паксиноса та Ватсона (1986)

Статистичний аналіз

Проведено односторонній дисперсійний аналіз (ANOVA) щодо кількості Fos-LI-позитивних нейронів у 21 регіоні. Оскільки між контрольною дієтою + фізіологічним розчином та дієтою CBZ + фізіологічним розчином не було суттєвих відмінностей, дані з цих груп об'єднали, щоб сформувати єдину контрольну групу. Потім був проведений інший односторонній ANOVA між контрольною дієтою + метамфетамін, дієтою CBZ + метамфетаміном та комбінованою контрольною групою. Індивідуальні порівняння post hoc проводились за допомогою тесту Шеффе. Рівень значущості був встановлений p

Мікрофотографії, що показують індуковані метамфетаміном Fos-LI-позитивні ядра в різних областях мозку: медіальна частина хвоста/путамен [(A), контрольна група; (А ') контрольна дієта + КАРТА; (A "), CBZ дієта + MAP] та ядро [(B), контрольна група; (B ') контрольна дієта + MAP; (B"), CBZ дієта + MAP] ядра accumbens. Кількість нейронів Fos LI у групі дієти CBZ + MAP була значно зменшена порівняно з такою у групі контрольної дієти + MAP. MAP означає метамфетамін. ЛШ, бічний шлуночок; АС, головний комісар. Збільшення становить × 95. Бар = 200 мкм.

ОБГОВОРЕННЯ

Nucleus accumbens розглядається як черевна смугаста зона, що складається з ядра і оболонки, а хвостата/путамена як дорсальна смугаста зона. Ядро ядер інтегровано в нейронні ланцюги як рухової, так і мезолімбічної системи (Heimer et al. 1991; Zahm and Brog 1992). Вважається, що турбінат, вихід якого розподіляється по вентральному палідуму, збільшеній мигдалини та гіпоталамусу, бере участь у мезолімбічній системі. З іншого боку, ядро, вихід якого проектується на ділянки базальних гангліїв, таких як нігро-смугаста система, впливає на коркову обробку рухової активності (Heimer et al. 1991; Zahm and Brog 1992). Це дослідження показує, що серцевина більше задіяна в антиманічній дії CBZ в ядрі акуменсу, ніж оболонка.

Амфетамін та метамфетамін сприяють вивільненню та інгібують зворотне захоплення дофаміну та норадреналіну (Kuczenski and Segal 1994). І ядро накопичення, і хвостатий/путамен щільно іннервуються мезолімбічною дофамінергічною системою. Хоча BSTD, латеральна перегородка, префронтальна кора і амігдалоїдне ядро також іннервуються лімбічною дофамінергічною системою, експресія Fos-LI в цих регіонах не зазнала значних змін під час хронічного лікування CBZ. Отже, можуть брати участь і інші фактори, крім регуляції дофаміну.

Кілька досліджень показали, що терапевтичні концентрації CBZ, введені як гостро, так і хронічно, підвищують позаклітинний рівень дофаміну та його метаболітів у стриатумних дисках щурів, подібних амфетаміну або метамфетаміну (Barros et al. 1986; Okada et al. . 1997a, 1997b). Навпаки, лікування CBZ високими дозами знижує рівень дофаміну та його синтез (Okada et al. 1997a; Waldmeier et al. 1984). Баптиста та ін. (1993) повідомили про відсутність змін рівня позаклітинного дофаміну в базовому ядрі (виміряне мікродіалізом) після терапевтичних концентрацій хронічного лікування CBZ. На закінчення слід сказати, що при застосуванні дози в цьому дослідженні лікування CBZ, здається, не послаблює індуковане метамфетаміном вивільнення дофаміну. Таким чином, молекулярні субстрати, розташовані нижче за рецептором дофаміну, частіше стають мішенями для CBZ.

У хвостатій частині/путамені та в ядрі accumbens кілька вказівок показали, що індукована амфетаміном експресія Fos в основному опосередковується рецепторами дофаміну D1 (Graybiel et al. 1990; Robertson et al. 1989). Метамфетамін збільшує вивільнення синаптичного дофаміну, згідно з яким дофамін діє через підтипи рецепторів D1 і D2, які по-різному пов'язані зі стимулюванням та інгібуванням ефектів c-AMP (Stoof and Kebabian 1981). Індукована метамфетаміном експресія Fos опосередковується збільшенням c-AMP. Досі невідомо, чи впливає хронічне лікування CBZ безпосередньо на спорідненість до рецепторів дофаміну та зв'язування з рецептором D1, чи впливає воно на пов'язані з цим другі системи обміну повідомленнями. Потрібні подальші дослідження щодо систем вторинного месенджера, які регіонально і конкретно виражаються в хвостатій частині/путамені та в nucleus accumbens.

У цьому дослідженні маса тіла у дієтичних груп CBZ була значно нижчою, ніж у контрольної групи. Якби наслідки втрати ваги призвели до зменшення індукованої метамфетаміном експресії Фос, це зменшення відбуватиметься не тільки в хвостатих/путаменах, але і в інших областях. Отже, ймовірність того, що втрата ваги може зіграти роль у цьому загасанні, є мінімальною.

Підводячи підсумок, можна сказати, що хронічне лікування CBZ значно зменшує кількість метасфетамінових індукованих Fos-LI-позитивних нейронів в ядрі і в хвостатій/путамені. Це та результати нашого попереднього дослідження щодо хронічних ефектів літію свідчать про те, що ці регіони представляють нейронні субстрати, що беруть участь в антиманічних ефектах стабілізаторів настрою. Можливим механізмом CBZ у цих областях може бути агоністичний ефект на рецептори аденозину A 2a. Оскільки роль спорідненості та зв'язування рецепторів D1 та пов'язаних з ними систем вторинного месенджера ще не відомі, необхідне подальше дослідження, щоб зрозуміти точний механізм антиманітарних ефектів хронічного лікування CBZ на ядро accumbens/Дослідіть путамен.

день подяки

Ця робота була підтримана науковим грантом № 09770743 Міністерства освіти Японії (1997).