Przeciwbólowe efekty morfiny, nefopamu, indometacyny i imipraminy u szczurów z lezją ośrodkowego układu serotoninergicznego

The aim of the present study was to examine the eff ect of the central serotoninergic lesion on the antinociceptive eff ects of morphine (5.0 mg/kg sc), nefopam (20 mg/kg ip), indomethacin (5.0 mg/kg ip) and imipramine (10 mg/kg ip) in the model of exteroceptive sensation - formalin test (chemical stimulus), and interoceptive sensation - writhing test (model of visceral pain). Furthermore monoamine synthesis rate after examined analgetics in the frontal cortex, thalamus, brain stem and spinal cord was assayed. MATERIAL AND METHODS On the 3 rd day of postnatal life male rats were administered with 5.7- DHT (70 μg/10 μl in 0.1% ascorbic acid solution ICV; 35 μg/5 μl per side); control animals received vehicle (70 μg/10 μl of 0.1% ascorbic acid solution ICV). Rats continued to be housed until 8-10 weeks, for further experimentation. RESULTS It was shown that the central serotoninergic lesion slightly modifi ed analgesia evoked by nefopam and indomethacin in formalin test but much more profound reduction in analgesia produced by morphine and indomethacin injection was observed in visceral model of nociception. In biochemical study it was shown that analgetics employed in this study (with exception of indomethacin) altered synthesis rate of serotonin (5-HT) and dopamine (DA) in the examined parts of the rats brain. The above indicates that besides serotoninergic pathway other monoaminergic systems (noradrenergic and dopaminergic) participate in the central mechanism of action of these drugs. CONCLUSION It is likely that similar nociception abnormalities may occur in patients with serotoninergic system dysfunction, so that it points out on the requirement of analgetics dosage adjustment.WSTĘP Celem pracy była ocena wpływu lezji (zniszczenia) ośrodkowego układu serotoninergicznego na przeciwbólowe działanie morfi ny (5.0 mg/kg sc), nefopamu (20 mg/kg ip), indometacyny (5.0 mg/kg ip) i imipraminy (10 mg/kg ip) w testach czucia bólu eksteroceptywnego, tj formalinowym (bodziec chemiczny) a ponadto czucia interoceptywnego, tj. bólu trzewnego w teście wicia. Ponadto zbadano wpływ stosowanych analgetyków na procesy syntezy monoamin w wybranych częściach mózgu (kora przedczołowa, wzgórze, most, rdzeń kręgowy) u szczurów kontrolnych oraz z lezją. MATERIAŁ I METODY Zniszczenie ośrodkowego układu serotoninergicznego wykonano u 3 dniowych noworodków szczurzych stosując dokomorowo 5.7-DHT w dawce 70 μg/10 μl w 0.1% roztworze kwasu askorbinowego. Właściwe testy behawioralne i biochemiczne wykonano po osiągnięciu przez zwierzęta 8 tygodnia życia. WYNIKI Wykazano, że chemiczna lezja ośrodkowego układu serotoninergicznego tylko w niewielkim stopniu modyfi kuje przeciwbólowe działanie nefopamu i indometacyny w modelu bólu zapalnego natomiast wyraźnie osłabia przeciwbólowe działanie morfi ny i indometacyny w modelu bólu trzewnego u szczurów. W badaniach biochemicznych wykazano, że stosowane leki (za wyjątkiem indometacyny) zmieniają szybkość syntezy serotoniny (5-HT) oraz dopaminy (DA) w badanych strukturach mózgu. Powyższe wskazuje, że w ośrodkowych mechanizmach analgetycznego działania stosowanych leków poza układem serotoninergicznym uczestniczą w różnym stopniu inne układy monoaminergiczne, tj. noradrenergiczny i dopaminergiczny. WNIOSKI Uzyskane wyniki przemawiają za tym, że trwała dysfunkcja ośrodkowego układu serotoninergicznego może prowadzić do zmienionej reakcji biologicznej na leki przeciwbólowe

5-Hydroxytryptamine level in the brain of rats after simultaneous lesion of the central dopaminergic and noradrenergic system

BACKGROUND Rats lesioned shortly after birth with 6-OHDA (neurotoxin for the central dopaminergic system) have been proposed to be a near-ideal model of severe Parkinson’s disease, because of non-lethality of the procedure, near-total destruction of nigrostriatal dopaminergic fibres and near-total dopamine (DA) denervation of striatum. In such rodent model of Parkinson’s disease increase of serotoninergic system in the brain of adult rats was observed. The aim of presented study was to examine the central serotoninergic system in adult rats simultaneously lesioned with central dopaminergic (using 6-OHDA) and noradrenergic system (using DSP-4). MATERIAL AND METHODS Newborn male Wistar rats were injected on the day 1st and 3rd of life with DSP-4 (neurotoxin for noradrenergic system) 50.0 mg/kg SC, and on the day 3rd with 6-OHDA 134 μg ICV. Separately and concomitantly. In adult animals the level of biogenic amines in the brain was estimated by HPLC/ED technique. RESULTS It was shown that in rats lesioned as neonates with 6-OHDA increase of 5-HT and its metabolite 5-HIAA was observed in the brain of adult rats. Simultaneous lesion of the central dopaminergic and noradrenergic system induce further increase in the level of indole amines in the brain of adult rats. CONCLUSIONS Simultaneous lesion of the central dopaminergic and noradrenergic system of rats as neonates increased activity of the central serotoninergic system which seems to be a substitute of the dopaminergic one.WSTĘP 6-OHDA, neurotoksyna ośrodkowego układu dopaminergicznego podana szczurzym noworodkom wywołuje trwałe uszkodzenie powyższego układu utrzymujące się przez całe życie zwierzęcia, które uznawane jest za zwierzęcy model choroby Parkinsona. Towarzyszy temu wzrost aktywności ośrodkowego układu serotoninergicznego. Celem niniejszych badań była ocena zmian układu serotoninergicznego u szczurów z równoczesną lezją ośrodkowego układu dopaminergicznego (podaniem 6-OHDA) oraz noradrenergicznego podaniem DSP-4 (neurotoksyny układu noradrenergicznego) . MATERIAŁ I METODY Szczurzym noworodkom samcom szczepu Wistar podano 1-go i 3-go dnia życia DSP-4 50.0 mg/kg SC oraz 3-go dnia życia 6-OHDA 134 μg ICV oddzielnie lub łącznie. U dorosłych zwierząt oznaczono zawartość amin biogennych w mózgu metodą HPLC/ED. WYNIKI Wykazano i potwierdzono, że u dorosłych szczurów z lezją ośrodkowego układu dopaminergicznego wykonaną w okresie noworodkowym dochodzi do wzrostu zawartości 5-HT i 5-HIAA w mózgu dorosłych szczurów. Równoczesna lezja ośrodkowego układu noradrenergicznego wykonana podaniem noworodkom DSP-4 powoduje dalszy wzrost zawartości badanych amin indolowych w mózgu dorosłych szczurów. WNIOSKI: Łączne podanie 6-OHDA i DSP-4 (neurotoksyny układu dopaminergicznego i noradrenergicznego) noworodkom powoduje nasilenie aktywności ośrodkowego układu serotoninergicznego u dorosłych szczurów, który wydaje się zastępować niedoczynny układ dopaminergiczny

Odczucie bólu zapalnego i trzewnego u szczurów z noworodkową lezją ośrodkowego układu noradrenergicznego wywołaną podaniem DSP-4

BACKGROUND: The aim of this study was to examine the impact of the central noradrenergic lesion on the inflammatory and visceral pain perception after morphine, paracetamol and nefopam administration. MATERIAL AND METHODS: Intact male rats were contrasted with rats in which noradrenergic system was destroyed with DSP-4; 50 mg/kg sc on the 1st and 3rd days of postnatal life. After 10 weeks, painful reactions were assessed by means of formalin and writhing test. Furthermore accumulation of L-dihydroxyphenlalanine (L-DOPA) and 5-hydroxytryptamine (5-HTP) in some parts of the brain were examined using HPLC/ED method. RESULT S : 30 min after morphine (5.0 mg/kg sc) challenge rats were injected into the right hind paw plantar surface with 50 μl 5% formalin solution. Both groups showed the typical biphasic nocifensive response curve lasting 60 min but DSP-4 lesioned rats scored more points in the fi rst and second phase as well as the interphase period than control group. After paracetamol (100 mg/kg ip) administration also typical biphasic nocifensive response curve were observed however no differences between control and DSP-4 treated rats were noticed. Similar results were obtained after nefopam (20 mg/kg ip) challenge. Injections of morphine evoked similar antinociception in visceral pain model in both tested groups (control and DSP-4). Paracetamol elicited lower analgesia in control than in DSP-4 rats while nefopam was without eff ect. In biochemical assay, applied analgesics modified serotonin and dopamine synthesis rate but the effect (increase or decrease) depended on examined structure (the prefrontal cortex, thalamus with hypothalamus and brain stem). CONCLUSIONS: Obtained results demonstrated that DSP-4 treatment in rats modified the antinociceptive effects of the analgetics with distinct pharmacological prosperities and mechanism of action. It is likely that similar nociception abnormalities may occur in patients with noradrenergic system dysfunction, so it points to the requirement of analgetics dosage adjustment.WSTĘP: Celem pracy było zbadanie wpływu lezji ośrodkowego układu noradrenergicznego na analgetyczne działanie morfiny, paracetamolu i nefopamu u szczurów. MATERIAŁ I METODY: Noworodki szczurze 1-go i 3-go dnia życia otrzymały neurotoksynę DSP-4 (50 mg/kg sc) natomiast kontrola 0.9% roztwór NaCl (1.0 ml/kg sc). Po osiągnięciu wieku 10-ciu tygodni wykonano test formalinowy oraz wicia, oznaczono ponadto szybkość syntezy serotoniny i dopaminy w korze przedczołowej, wzgórzu z podwzgórzem oraz pniu mózgu metodą HPLC/ED. WYNIKI: W teście formalinowym stwierdzono, że obie grupy badawcze wykazywały typową dwufazową reakcję bólową trwającą 60 minut, nie mniej u zwierząt z lezją reakcja ta była znamiennie silniej wyrażona niż u kontroli. Takiej zależności nie stwierdzono po podaniu paracetamolu (100 mg/kg ip) lub nefopamu (20 mg/kg ip). W teście wicia wykazano, że efekty przeciwbólowego działania morfiny nie różnią się pomiędzy badanymi grupami zwierząt. Paracetamol działał natomiast słabiej przeciwbólowo u kontroli niż w grupie DSP-4. Nefopam nie wykazywał efektu przeciwbólowego w teście wicia. W badaniach biochemicznych stwierdzono, że stosowane leki przeciwbólowe modyfikują szybkość syntezy serotoniny i dopaminy ocenianą zawartością 5-hydroksytryptaminy (5-HTP) i L-dwuhydroksyfenyloalaniny (L-DOPA). Uzyskane efekty, tj. wzrost lub zmniejszenie syntezy uzależnione były od badanej struktury mózgu (kora przedczołowa, wzgórze z podwzgórzem, pień mózgu). WNIOSKI: Wyniki niniejszych badań wskazują, że uszkodzenie ośrodkowego układu noradrenergicznego wywołane podaniem DSP-4 we wczesnym okresie rozwoju osobniczego u szczurów w różny sposób modyfikuje przeciwbólowe działanie analgetyków o odmiennym mechanizmie działania. Wydaje się, że podobne efekty mogą wystąpić u chorych z dysfunkcją układu noradrenergicznego, co może wskazywać na konieczność modyfikacji dawek stosowanych leków przeciwbólowych

Zaburzenia percepcji bólu u dorosłych szczurów z lezją ośrodkowego układu noradrenergicznego wykonaną we wczesnym okresie życia pozapłodowego

BACKGROUND This study was designed to investigate the antinociceptive eff ect of morphine, paracetamol and nefopam in rats lesioned with DSP-4 as neonates. MATERIAL AND METHODS Intact male rats were contrasted with rats in which noradrenergic nerve terminals were largely destroyed shortly after birth with the neurotoxin DSP-4 [(N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine; 50 mg/kg sc x2], on the 1st and 3rd days of postnatal life. When rats attained 10 weeks of age, painful reactions were assessed by means of tail immersion test and paw pressure test. Also monoamine levels in some part of the brain were estimated using HPLC/ED method. RESULTS AND CONCLUSION In the tail immersion test we showed that there are no diff erences between antinociceptive eff ect evoked by morphine (5.0 mg/kg sc) and paracetamol (100 mg/kg ip) between control and DSP-4 rats. Nefopam (20 mg/kg ip) elicited only slight analgesia in control rats (~ 17 %), this eff ect was no longer observed in the DSP-4 treated group. In the paw pressure test we demonstrated that morphine and paracetamol produced lower analgesia in DSP-4 rats in comparison to control. Nefopam evoked slight analgesia in both tested groups. In biochemical study we showed that in DSP-4 treated rats there was a marked decrease in NA level in the prefrontal cortex (to 10.4 %, p<0.01), thalamus with hypothalamus (to 54.4 %, p<0.05) and spinal cord (to 12.3 %, p<0.01) in comparison to the control group. Conversely, in the cerebellum and brain stem of DSP-4 lesioned rats there was a signifi cant increase in the NA content versus control (respectively to 171.2 % and 123.5 % of NA in controls, p<0.05). In the striatum we did not observe any changes in NA level between examined groups. Also the levels of 5-HT and its metabolite 5-HIAA were not altered by DSP-4 treatment in all tested structures with the exception of the spinal cord (approx. 40% decrease) and the level of DOPAC (also 40% reduction). In conclusion, the obtained results showed that neonatal DSP-4 treatment alters the antinociceptive eff ects of examined drugs (each of them with diff erent mechanism of action). These data lead to the proposal that perhaps there is a need to adjust the doses of analgetics applied to patients with noradrenergic system dysfunction (e.g. depression and/or anxiety disorders).W niniejszym eksperymencie oceniono wpływ lezji ośrodkowego układu noradrenergicznego wykonanej u noworodków szczurzych na przeciwbólowe efekty morfi ny, paracetamolu i nefopamu u dorosłych szczurów. MATERIAŁ I METODY 1-go i 3-go dnia życia noworodkom szczurzym podano neurotoksynę DSP-4 (50 mg/kg sc). Zwierzęta kontrolne otrzymały 0.9% roztwór NaCl (1.0 ml/kg sc). Po osiągnięciu wieku 10-ciu tygodni wykonano test imersji ogona oraz test wycofania łapy. Ponadto posługując się metodą HPLC/ED oznaczono zawartość amin biogennych i ich metabolitów w wybranych częściach mózgu badanych zwierząt. WYNIKI I WNIOSKI Nie stwierdzono różnicy w przeciwbólowym działaniu morfi ny (5.0 mg/kg sc) i paracetamolu (100 mg/kg ip) w teście imersji ogona pomiędzy grupą kontrolną i DSP-4, natomiast nefopam 20 mg/kg ip wywoływał słabszą analgezję u zwierząt DSP-4 w porównaniu do kontroli. Działanie przeciwbólowe morfi ny i paracetamolu w teście wycofania łapy było silniej wyrażone u szczurów kontrolnych w porównaniu do grupy DSP-4. Nie stwierdzono natomiast różnic w przeciwbólowych efektach nefopamu pomiędzy grupą kontrolną a DSP-4. DSP-4 stosowany 1 i 3-go dnia życia pozapłodowego spowodował istotny spadek zawartości NA w korze przedczołowej (do 10.4 %, p<0.005), wzgórzu z podwzgórzem (do 54.4 %, p<0.005) oraz w rdzeniu kręgowym (12.3 %, p<0.005) w porównaniu do kontroli. W móżdżku oraz w pniu mózgu u szczurów DSP- 4 obserwowano istotny wzrost zawartości NA (odpowiednio do 171.2 % i 123.5 % wartości NA u szczurów kontrolnych, p<0.005; p<0.05). W prążkowiu nie stwierdzono zmian zawartości NA. Podanie DSP-4 nie miało istotnego wpływu na zawartość 5-HT i jej metabolitu 5-HIAA oraz DA i jej metabolitów DOPAC oraz HVA we wszystkich badanych strukturach mózgu poza rdzeniem kręgowym. Na podstawie przeprowadzonych badań wyciągnięto wnioski, iż zniszczenie ośrodkowego układu noradrenergicznego zmienia przeciwbólowe efekty badanych analgetyków. Powyższe może pośrednio wskazywać na konieczność odpowiedniego dostosowania dawek tych leków u pacjentów z dysfunkcją ośrodkowego układu noradrenergicznego (np. u chorych z depresją lub zaburzeniami lękowymi)