Mécs László

SZTE  Doktori Értekezések Repozitórium (SZTE Repository of Dissertations)

Egyes endogén ligandok (endomorfin-1, kinurénsav, 2-arachidonoyl glicerol) perifériás hatása ízületi fájdalom modellbenPh. D. dolgozat összefoglalójaDr. Mécs László, 20101. BevezetésA fájdalom hivatalos definíciója szerint „olyan kellemetlen szenzoros és emocionális élmény, amelyet a szövetek aktuális vagy potenciális károsodása okoz”. A fájdalom egy komplex információ feldolgozó hálózat eredménye, ahol nem csak a beérkező stimulus jellege határozza meg a fájdalmat, hanem a tapasztalat, az érzelmek, emlékek, stb.Az egészségügyi ellátásban a mozgásszervi megbetegedések világszerte nagy számban fordulnak elő, ezeknek a muskuloskeletális betegségeknek döntő többsége ízületi mozgáskorlátozottsággal és fájdalommal is járnak. Az ízületekben myelinhüvelyes Ap-, A8- és myelonhüvely nélküli C-idegrostok találhatók. Az Ap rostok a szalagokban és az ízületi tokban végződnek. Szabad idegvégződések találhatók az ízület összes struktúrájában, kivéve a porcot. Az Ap rostok az ízület normális működésében vesznek részt, míg az A8-és C-rostok nagy része a normálistól eltérő extrém ingerületeket továbbítják, a C rostok egy részét csendes nociceptoroknak hívjuk, mert nem reagálnak még kóros mechanikai ingerületekre sem, ezek elsősorban az ízület gyulladásos reakciója esetén lépnek működésbe.A perifériás receptorokban kiváltott ingerületeket C és A5-típusú primer afferensek vezetik a gerincvelő hátsó szarvának felületes rétegeihez, ahol azok aktiválják a gerincvelői hátsó szarv intemeuronalis rendszereit. Ingerület feldolgozási folyamatokat követően a gerincvelői intemeuronok ezeket a jeleket felszálló érző pályák eredő sejtjeihez, a projekciós neuronokhoz közvetítik, melyek axonjai a nociceptív ingerületeket magasabb idegi központokhoz továbbítják. A felsőbb központokon belül az agytörzs, azon belül is a periaqueductalis szürkeállomány (PAG), a rostralis ventromedialis medulla (RVM), a locus coeruleus (LC); a thalamus laterális és medialis magcsoportjai, illetve több kérgi struktúra (érző kéreg, anterior gyrus cinguli, insula, amygdala, hypothalamus, hyppocampus és a törzsdúcok) is szerepet játszik a fájdalom feldolgozásában, valamint a fájdalomérzés befolyásolásában. Ennek a komplex információ feldolgozási mechanizmusnak minden szintje erőteljes belső kontroll alatt áll. Ha ez a belső kontroll mechanizmus a gerincvelői nociceptív neuronok aktivitását olyan mértékben csökkenti, hogy azok nem tudják tüzelésre késztetni a projekciós neuronokat, akkor a nociceptív ingerület nem jut el a diencephalonhoz és a telencephalonhoz, következésképpen nem alakulhat ki fájdalom érzet sem.Gyakorlatilag nincs olyan endogén ligand és receptor mely ne venne részt a nociceptív rendszer folyamatában, ezek közül egyesek erősítik, mások gátolják a fájdalomérzést Az akut és krónikus fájdalom gyógyszeres kezelésében lényeges forradalmi áttörés nem történt, ma ishárom nagy csoportot különböztetünk meg: a nem szteroid gyulladáscsökkentőket (NSAID), az ópioid származékokat, és azoknak a gyógyszereknek a csoportját, melyeket összefoglalva adjuvánsoknak hívunk (antidepresszánsok, görcsoldók, helyi érzéstelenítők, cc2-adrenoceptor agonisták, stb.). Szisztémás alkalmazása mind az NSAID-oknak, mind az ópioidoknak jelentős mellékhatásokkal járnak (hányinger, hányás, gyomorfekély, veseelégtelenség, máj elégtelenség légzésdepresszió, köhögési inger csökkenése, stb.) és sok krónikus fájdalom ezekkel a szerekkel hatékonyan nem kezelhető. Az adjuvánsoknál nehézséget okoz a kellő dózis beállítása, illetve itt is nem tolerálható mellékhatások jelentkezhetnek, sajnos ezért eredményességük csak korlátozott. A fenti hátrányok elkerülésére egy fontos alternatív lehetőség a gyógyszeres kezelés helyi alkalmazása, ott ahol a fájdalom keletkezik. Lokálisan krémet, gélt, sprayt, tapaszt vagy injekciót adhatunk direkt a fájdalmas területre, illetve intra- artikulárisan közvetlenül az ízületbe. Dolgozatomban három, korábban centrálisán hatásos antinociceptív szemek bizonyuló endogén ligand gyulladásos fájdalomra gyakorolt hatását vizsgáltam, lokálisan alkalmazva, éber patkány ízületében:Endomorfin-1: Több mint 10 évvel ezelőtt Zadina és munkatársai két új p-opioid receptor agonistát fedeztek fel, az endomorfin-1 (EMI) -et és az endomorfin-2 (EM2) -t. Az endogén opioidok közül az endomorfinok rendelkeznek a legnagyobb affinitással és specificitással a p- opioid receptorokhoz. Szintézisük pontosan nem ismert, lebontásukért endopeptidázok felelősek. Az endomorfinok előfordulása a nociceptív pályákban feltételezi, hogy fontos szerepet játszhatnak a fájdalom modulálásában, melyet in vivő vizsgálatok is igazoltak. Számos tanulmány született az EMI antinociceptív hatásának vizsgálatáról. Beadása után kismértékű, rövid idejű antinocicepciót eredményez, ugyanakkor tolerancia kialakulásáról is beszámoltak. Az EMI lokális, intraplantáris alkalmazása csökkenti a mechanikus allodíniát és a termális hiperszenzitivitást neuropátiás és gyulladásos fájdalommodellekben.Kinurénsav (KYNA): A KYNA a triptofán kinurenin úton történő lebomlása során keletkező végtermék. Mind centrálisán, mind perifériálisán alacsony koncentrációkban fordul elő (10- 150 nM), a központi idegrendszerben túlnyomórészt a gliasejtek által szintetizálódik. A kinurénsav magas, nem fiziológiás koncentrációkban az egyetlen endogén ligand, mely az NMDA receptor komplex glicin és NMDA felismerő helyhez egyaránt kötődik. Nagyobb koncentrációban (0.1-1 mM) a non-NMDA glutamát receptorokon is hat. A KYNA hatékony nonkompetitív antagonistája lehet az a7-nikotinos acetilkolin receptornak is, tehát a glutamaterg és a kolinerg neurotranszmisszióban is szerepe lehet. Korábbi vizsgálatok igazolták, hogy intratekálisan, infúzióban adagolva dózis függően emelte a láb elrántási látenciát gyulladásos modellen.2-Arachidonoyl glicerol (2-AG): A 2-AG az anandamid mellett az egyik legfontosabb endogén cannabinoid (CB) agonista. Jelenlétét 1995-ban mutatták ki, szerkezetileg monoacil- glicerol észter, melynek koncentrációja az agyban az anandamidnak 50-500 szorosa. A CB1 és CB2 receptorokon agonista hatást fejt ki és ellentétben az anandamiddal, nem befolyásolja a TRPV1 receptorokat. Metabolizálódhat a cyclooxigenáz-2 (COX2) enzim által, továbbá a 2- AG képes gátolni a COX2 kibocsájtást a CB1 recetorok révén. Kimutatott, hogy jelentős szereppel bír a nem-opioid stressz-indukált analgesiában. Intravénás adásakor a 2-AG2antinociceptiót produkál különböző fájdalomtesztekben. Perifériásán, intraplantárisan alkalmazva csökkenti a fájdalmat a formalinteszt késői fázisában, antihiperalgéziás és antiallodíniás hatását is kimutatták neuropátiás fájdalom modellen.2. CélkitűzésekKísérleteink célja a fent említett fájdalmat befolyásoló endogén ligandok és azok kölcsönhatásának vizsgálata volt perifériásán, patkányok ízületében, carrageenan által kiváltott fájdalommodellben. Dolgozatunk célja volt:- Az EMI dózis-hatásának és időbeli lefolyásának vizsgálata.- A KYNA dózis-hatásának és időbeli lefolyásának vizsgálata.- A 2-AG dózis-hatásának és időbeli lefolyásának vizsgálata.- Az EMI és a KYNA kölcsönhatásának vizsgálata.- Az EMI és a 2-AG kölcsönhatásának vizsgálata.3. MódszerekKísérleteink során hím Wistar patkányokat használtunk. Két csoportban vizsgáltuk az állatokat, az egyik csoportot az EMI-KYNA vizsgálatokhoz, a másikat az EMI-2-AG vizsgálatokhoz használtuk. A két csoport állatainak súlya között nem volt szignifikáns eltérés.A gyulladásos fájdalommodellben carrageenant használtunk (300 pg/20pl), melyet intra- artikulárisan adtuk be a patkányok jobb bokaízületébe. A gyulladás miatt kialakuló ízületi duzzanatot elektromos digitális tolómérővel határoztuk meg. A lábelrántási küszöb mechanikai ingerre történő meghatározását von Frey filamentumokkal végeztük. A von Frey filamentumokat, emelkedő sorrendben, 1-2 másodpercig alkalmaztuk a patkány talpára a vizsgálórácson keresztül. A kísérleti protokoll szerint először megmértük a patkányok bokáinak átmérőjét, majd meghatároztuk a kiindulási lábelrántási értéket a von Frey filamentumokkal (-180 perc). Ezután beadtuk a fent említett dózisú carrageenant a jobb bokaízületbe. Három órával később (0 perc) ismételten megmértük a patkányok bokaízületét digitális tolómérővel. Ezt követően a következő anyagokat alkalmaztuk:Az első csoportban EMl-et (30, 100 és 200 pg) valamint KYNA-t (30, 100, 200 és 400 pg) és ezek kombinációit (30-30, 100-100 és 200-200 pg) adtuk a gyulladt ízületbe, majd a mechanikai érzékenységet határoztuk meg a beadást követően 10, 20, 30, 45, 60, 75 perccel. Az állatok egy csoportját naltrexonnal Gól ismert p-opioid receptor antagonista) előkezeltük (4mg/kg se.) a 200 pg EMl-t adása előtt 20 perccel.3A második csoportban EMl-t (100, 200 és 300 pg) illetve 2-AG-t (30, 100, 200 pg) adtunk a gyulladt ízületbe, valamint vizsgáltuk ezek kombinációit. Az EMI és a 2-AG kombinációkat 10:1 arányban alkalmaztuk (100-10, 200-20 és 300-30 pg). A mechanikai érzékenységet 10, 20, 30, 45, 60, 75, 90 és 105 perc múlva határoztuk meg. A kísérletek végén ismételten megmértük a patkányok bokájának átmérőjét mindkét oldalon.4. Eredmények ízületi ödéma:Három órával a carrageenan injekció után az érintett jobb bokaízület mérete szignifikánsan nagyobb volt (p<0.01) mint a kontroll csoporté, jelezve a gyulladásos reakciót. Az ödémát egyik endogén ligand sem befolyásolta.Mechanikai érzékenység:Első csoport eredményei: A carrageenan jelentősen csökkentette a mechanikai ingerküszöböt minden csoportban. Az EMI dózisfüggő, fokozatosan kifejlődő antinociceptív hatást produkált. A maximális hatást 30 és 45 perc között figyeltük meg. 30 pg EMI hatástalan volt, míg 200 pg hosszantartó, csaknem teljes küszöbérték normalizációt okozott. Naltrexonnal előkezelt patkányokban az EMI hatástalan volt.A KYNA önmagában szintén dózisfüggő antiallodíniás hatást váltott ki, mely 30 perccel az injekció beadása után kezdődött. Csak a magasabb dózisok mutattak prolongált, igen hatékony antinocicepciót.Az EMI és a KYNA interakcióját illetően 30-30 pg EMI és KYNA együttes adása nem okozott antiallodíniás hatást. 100 pg EMI és 100 pg KYNA adásakor a varianciaanalízis a kezelés szignifikáns hatását igazolta, 200-200 pg EM + KYNA adásakor elhúzódó antinocicepció volt észlelhető. Az EMI-KYNA kombináció additív interakciót mutatott.Második csoport eredményei: Az EMI dózisfüggő antinociceptív hatást váltott ki volt észlelhető, mely a maximális értékeket 45 és 60 perc között érte el.A 2-AG önmagában lassan kifejlődő, dózisfüggő antiallodíniás hatást fejtett ki. A magasabb dózisok prolongált antinocicepciót mutattak. A 2-AG nagyobb antinociceptív potenciálú volt, mint az EMI.Ami a 2-AG és az EMI interakcióját illeti, 10 pg 2-AG és 100 pg EMI együttes adása nem mutatott szignifikáns különbséget az egyedüli kezeléshez képest. 20-200 pg 2-AG + EMI kombinációja hatékonyabb volt mind az 2-AG, mind az EM 1-hez képest. Hasonlóképpen 30- 300 pg 2-AG + EMI szintén elhúzódó és hatásosabb antinociceptiót eredményett, mint az alkotórészek külön adása.4A dózis-hatás görbék esetén megfigyelhető volt, hogy a koktélok görbéje meredekebb volt az EMI és a 2-AG görbéjéhez képest, így a legnagyobb dózis kombináció szignifikánsan hatékonyabb volt, mint a vizsgált anyagok önmagukban.5. MegbeszélésA fájdalomtól való szenvedés és a fájdalomcsillapítás világszerte jelentős orvosi, társadalmi és gazdasági kérdés. Sajnos ideális fájdalomcsillapítót még nem találtak, a ma használatban lévő szereknek, mint az ópioid származékoknak, a non-szteroid gyulladásgátlóknak, jelentős mellékhatásaik vannak. Alternatív lehetőségként felmerül a fájdalomcsillapítók helyi alkalmazása, ott ahol a fájdalom keletkezik, így elkerülve a szisztémás mellékhatásokat. Korábbi tanulmányok szerint centrális alkalmazásnál, ha ópioidokat együttesen adunk cannabinoidokkal vagy NMDA antagonistákkal, additív vagy szinergikus hatás figyelhető meg. Dolgozatunkban arra kerestük a választ, hogy észlelhető-e perifériás szinten is hasonló interakció az EMI és a KYNA valamint az EMI és a 2-AG között. Eredményeink azt igazolták, hogy intra-artikulárisan alkalmazva az EMl-et, a KYNA-t és a 2-AG-t dózisfuggően csökkentik a mechanikus allodíniát gyulladt ízületnél. Az endogén ligandok szisztémás hatást nem okoztak.Együttes adáskor az EMI és a KYNA, valamint az EMI és a 2-AG additív interakciót mutattak, bár az EMI + 2-AG kombinációnál, magasabb dózisoknál, felmerül a szinergikus hatás is.Következtetések:1. Bizonyítottuk, hogy az EM 1-nek antinociceptív hatása van perifériásán is, ízületben alkalmazva, gyulladásos fájdalom modellben.2. Először mutattuk ki intra-artikulárisan alkalmazott KYNA antiallodíniás hatását.3. Kimutattuk a 2-AG perifériás antinociceptív hatását.4. Kísérleteink alapján megállapíthatjuk, hogy az általunk alkalmazott kombinációkban az EMI és a KYNA együttes adásakor additív interakció jelentkezik.5. Az EMI és a 2-AG kombinációk esetén szintén additív interakció tapasztalható.5

Peripheral antinociceptive effects of endogenous ligands (endomorphin-1, 2-arachidonoyl glycerol and kynurenic acid) in a joint pain model

http://doktori.bibl.u-szeged.hu/8499/4/2010_mecs_laszlo_tezis_hun.pdf

Peripheral antinociceptive effects of endogenous ligands (endomorphin-1, 2-arachidonoyl glycerol and kynurenic acid) in a joint pain model

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SZTE Doktori Értekezések Repozitórium (SZTE Repository of Dissertations)