STRESZCZENIE Tytuł pracy: Badanie właściwości rónicująco

STRESZCZENIE
Tytuł pracy: Badanie właściwości różnicująco-wzmacniających leków
przeciwdepresyjnych w uzależnieniu od kokainy
Lek. wet. Edyta Wyszogrodzka
Promotor: dr hab. n. med. Roman Stefański
Wprowadzenie i cel:
Uzależnienie od kokainy (według DSM V cocaine use disorder - zaburzenie używania
kokainy) jest trwałym i nawrotowym zaburzeniem procesów zachowania, charakteryzującym
się kompulsywnym poszukiwaniem i przyjmowaniem narkotyku. Dominuje ono nad innymi
zachowaniami, prowadząc do niekorzystnych konsekwencji zdrowotnych oraz zaburzeń w
funkcjonowaniu społecznym. Kompleksowe modelowanie uzależnienia u zwierząt napotyka
istotne trudności- strategia oddzielnego badania różnych elementów składowych uzależnienia,
jak dotąd nie przyniosła oczekiwanych efektów. Dlatego w przeprowadzonych
eksperymentach skoncentrowano się na kompleksowej charakterystyce złożonego sygnału
kokainy, obejmującego zarówno jej właściwości różnicujące jak i pozytywnie wzmacniające.
Osiągnięcie tak postawionego celu było możliwe dzięki zastosowaniu procedury
śródsesyjnego podstawiania różnych związków za sygnał różnicująco-wzmacniający kokainy.
Mając na uwadze wielokierunkowy wpływ i oddziaływanie kokainy na transportery (i)
dopaminowe, (ii) serotoninowe i (iii) noradrenergiczne, receptory (iv) serotoninergiczne, (v)
opioidowe, (vi) sigma, (vii) muskarynowe oraz (viii) potencjałozależne kanały sodowe, jest
mało prawdopodobne, by potencjalny mechanizm działania związków modulujących,
zarówno nagradzające jak i różnicujące działanie narkotyku, był związany tylko z jednym
systemem neuroprzekaźnikowym. Dlatego w proponowanym projekcie starano się
odpowiedzieć na następujące pytania:
1. Który z trzech (DAT, SERT, NET) transporterów monoamin badanych oddzielnie lub
w odpowiedniej kompilacji (DAT + NET oraz SERT + NET) odgrywa decydującą
rolę w mediowaniu złożonego bodźca różnicująco-wzmacniającego kokainy?
2. Czy w proces śródsesyjnego podstawiania za sygnał różnicująco-wzmacniający
kokainy zaangażowana jest aktywacja receptorów opioidowych µ, δ i κ?
3. Czy w trakcie śródsesyjnego podstawiania za sygnał różnicująco-wzmacniający
kokainy związki modulujące aktywność transporterów monoamin oraz receptorów
opioidowych µ, δ i κ mają wpływ na ogólną aktywność lokomotoryczną badanych
zwierząt?
Materiały i metody:
Doświadczenie przeprowadzano na dorosłych samcach szczepu Sprague-Dawley, o
początkowej masie ciała 250-270g. Zwierzętom, poddanym znieczuleniu ogólnymemu,
zaimplantowano cewniki do żyły szyjnej zewnętrznej. W celu utrzymania drożności cewniki
przepłukiwano codziennie roztworem soli fizjologicznej, zawierającym heparynę i
gentamycynę. 2-godzinne sesje samopodawania przeprowadzano w klatkach Skinnera,
zaopatrzonych w 2 otwory do zaglądania. Umieszczono je w dźwiękoszczelnej obudowie,
wyposażonej w wentylator. Zwierzęta, poprzez system iniekcyjny, połączono z pompą
infuzyjną. Po zajrzeniu do otworu „aktywnego” określoną ilość razy (współczynnikowy
schemat wzmocnienia, FR2) szczur otrzymywał iniekcję leku.
W pierwszej fazie eksperymentu zwierzęta nabywały i podtrzymywały reakcję
samopodawania dożylnego kokainy w dawce 0,3 mg/kg/iniekcję. Następnie przeprowadzono
wygaszanie i nawrót reakcji samopodawania.
W kolejnej fazie eksperymentu, po 30 minutach samopodawnia dożylnego kokaina
była śródsesyjnie zastępowana przez sól fizjologiczną, różne dawki GBR 12909, bupropionu,
reboksetyny, dezypraminy, citalopramu lub morfiny. Samopodawanie dożylne wymienionych
związków było kontynuowane przez kolejne 90 minut, a liczbę zajrzeń do otworu aktywnego
i nieaktywnego rejestrowano w przedziałach 30-minutowych.
Oceniano także ogólną aktywność lokomotoryczną zwierząt po kokainie i badanych
związkach.
Wyniki:
Zwierzęta szybko nauczyły się samopodawać kokainę w dawce 0,3 mg/kg/iniekcję, a
liczbę odpowiedzi utrzymywały na stabilnym poziomie. Zastąpienie kokainy solą
fizjologiczną spowodowało gwałtowne wygaszenie reakcji intrumentalnej, natomiast
przywrócenie dostępu do narkotyku wywołało nawrót dożylengo samopodawania narkotyku.
Z badanych związków tylko GBR 12909 i bupropion podstawiły się śródsesyjnie za
bodziec różnicująco-wzmacniający kokainy. W porównaniu z GBR 12909, działanie
bupropionu było bardziej nasilone.
Selektywna blokada wychwytu zwrotnego serotoniny, noradrenaliny, serotoniny i
noradrenaliny oraz aktywacja receptorów opioidowych µ, δ i κ okazały się niewystarczające
do podtrzymania instrumentalnej reakcji samopodawania dożylnego kokainy.
Żaden z badanych związków, poza morfiną, nie powodował znamiennych
statystycznie różnic w ogólnej aktywności lokomotorycznej zwierząt.
Wnioski:
Wyniki sugerują, iż aktywacja układu dopaminergicznego, w połączeniu z
modulującym wpływem transmisji noradrenergicznej na uwalnianie dopaminy, odgrywa
krytyczną rolę w mediowaniu złożonego sygnału kokainy. Na podstawie przeprowadzonych
eksperymentów można również zaryzykować twierdzenie, iż w charakterystyce złożonego
sygnału kokainy, obejmującego właściwości różnicujące i wzmacniające narkotyku, to
najprawdopodobniej bodziec interoceptywny i związane z nim stany subiektywnego
odczuwania nabierają w procesie rozwoju uzależnienia bardziej istotnego znaczenia niż samo
nagradzające działanie narkotyku per se.
STRESZCZENIE W JĘZYKU ANGIELSKIM
Discriminative and reinforcing properties of antidepressive agents in cocaine abuse.
Introduction and aim:
Cocaine abuse (according to DSMV: cocaine use disorder) is a persistent and
recurrent disturbance of behaviour, associated with a compulsive search for and use of the
drug. It prevails over other behaviours, leading to adverse health effects and social
dysfunction. Creating comprehensive animal models in this case may be considerably
challenging, particularly for the strategy of independent investigations on various components
of the addiction which, to date, has not yielded desirable results. Therefore, in our
experiments, we focused on a comprehensive characterisation of a complex cocaine cue that
involves both its discriminative and reinforcing effects. To reach this goal, a procedure of
intrasession substitution of various compounds for the cocaine discriminative and reinforcing
cue was applied. Considering multidirectional effects of cocaine on (i) dopamine, (ii)
serotonin and (iii) norepinephrine transporters; (iv) serotonergic, (v) opioid, (vi) sigma and
(vii) muscarinic receptors as well as (viii) voltage-dependent sodium channels, there is little
likelihood for a potential mechanism of action of the compounds that modulate both
reinforcing and discriminative drug activity to be related to only one neurotransmitting
system. Therefore, we attempted to answer the following questions within the proposed
project:
1. Which transporter among three (DAT, SERT, NET) monoamine transporters, investigated
independently or in an adequate combination (DAT + NET or SERT + NET), is essential
for mediating the complex discriminative and reinforcing cue of cocaine?
2. Is activation of the µ, δ i κ opioid receptors involved in the process of intrasession
substitution for the cocaine discriminative and reinforcing cue?
3. Do compounds that modulate activity of the monoamine transporters as well as the µ, δ i
κ opioid receptors affect general locomotor activity of studied animals during the intrasession
substitution process?
Materials and methods:
Male Sprague-Dawley rats, weighing 250-270g at the start of the experiment, were
implanted with jugular vein catheters. Catheters were flushed with saline solution containing
heparin and gentamicin to maintain their patency. Self-administration sessions were 2 hour in
duration and were conducted in the operant chambers equipped with 2 nose-poke operanda.
The operant chambers were enclosed in ventilated, soud-attenuating cubicules. Animals, via
injector system, were connected to infusion pumps. Responding on the “active hole” resulted
in drug delivery to the animal when schedule requirements were met (FR2).
At the first experimental stage, the acquisition and maintenance of the reaction of
cocaine intravenous self-administration at a dose of 0.3 mg/kg/injection was observed. The
extinction and relapse were performed next.
During the next experimental stage, saline and different doses of GBR12909,
bupropion, reboxetine, dezipramine, citalopram or morphine were substituted for cocaine
following 30 minutes of its intravenous self-administration. The above compounds were
administered intravenously for further 90 minutes and a number of responses at “active” and
“inactive” nose-poke operanda was recorded at 30-minute intervals.
The overall locomotor activity after cocaine and tested drugs was assessed.
Results:
Rapid acquisition of the reaction of cocaine self-administration at a dose of 0,3
mg/kg/injection was observed. At the maintenance stage, the number of responses on active
hole was stable. The substitution of saline for cocaine caused the extinction and the
reinstatment of access to drug brought on the relapse of cocaine self-administration.
Only GBR 12909 and bupropion induced intrasession substitution for the reinforcing
and discriminative cue of cocaine. Compared with GBR 12909, the effect of bupropion was
stronger.
Selective inhibition of serotonin, norepinephrine, serotonin and norepinephrine
reuptake as well as activation of the µ, δ, and κ opioid receptors were insufficient to maintain
the instrumental reaction of cocaine self-administration.
All tested drugs, except morphine, did not change the overall locomotor activity.
Conclusions:
Data suggest that activation of the dopaminergic circuit with the epinephrinergic
transmission modulating effect on dopamine release is critical for mediating the complex
cocaine cue. Based on our experiments, it can also be concluded that in the characteristics of
complex cocaine cue, involving both discriminative and reinforcing properties of the drug, the
interoceptive cue and subjective feelings (related to it) are more important than the drug
reinforcing effects per se.