absztrakt
A CÉL: Az elhízás elleni gyógyszer, a sibutramin, a metabolit 2 (M2; BTS 54 505), a termogenezis indukciójának alapjául szolgáló farmakológiai mechanizmusok vizsgálata.
TERVEZÉS: Felnőtt nőstény Wistar patkányokat M2-vel vagy vivőanyaggal kezeltünk, különféle monoamin-receptor antagonistákkal vagy anélkül, prazozinnal, RS79948-mal, metergolinnal, propranolollal és (+) butaklamollal.
MÉRÉS: Hőmérséklet és táplálékbevitel szobahőmérsékleten (21 ± 1 ° C), hőszabályozási viselkedési reakció, operáns válasz exogén hőre -8 ° C-on és oxigénfogyasztás termoneutrális hőmérsékleten (29 ° C).
Az eredmények: Az M2 (10 mg/kg, po) a gyógyszer beadása után 4,5 órán keresztül jelentősen megemelte a vastagbél hőmérsékletét. Ezt a hatást a nem szelektív 5-HT receptor antagonista, a metergolin (1 mg/kg, po) és az a1-adrenerg receptor antagonista, a prazosin (1 mg/kg, po) megsemmisítette, az adagolás után 1,5-2,5 órával. . Az M2 beadását az egyes antagonisták részben antagonizálták 3,5-4,5 órán belül. A nem szelektív β-adrenoreceptor antagonistának, a propranololnak (1 mg/kg, po) nem volt hatása az M2 által kiváltott vastagbél hőmérséklet-emelkedésre, míg 20 mg/kg (po) propranolol részben gátolta az M2 vastagbélre gyakorolt hatását. hőfok. Ezzel szemben a szelektív α2-adrenoreceptor antagonista, az RS79948 (1 mg/kg, po) és a D2/D1 receptor antagonista, (+) butaklamol (200 μg/kg, po) nem változtatta meg az M2 hatását a vastagbél hőmérsékletére. Egy hőszabályozási vizsgálatban az M2-vel kezelt patkányoknak (10 mg/kg, ip) szignifikánsan kevesebb sugárzó hőre volt szükségük -8 ° C-on a testhőmérséklet fenntartása érdekében, és ezt a hatást a D2/D1 receptor antagonista (+) butaklamol (100) nem befolyásolta. ug/kg −1, ip). A 24 órán belül mért M2-indukált hyphagia (10 mg/kg) az α1-adrenoreceptor antagonista, a prazosin részlegesen antagonizálódott, míg a metergolin, az RS79948, a propranolol és a (+) butaclamol nem volt hatással az M2-indukálta hypophagiára.
Következtetés: Befejezésül az, hogy az 5-HT, α1- és β3-adrenoreceptorok részt vesznek a termogenezis M2 általi indukciójában, míg a hipofág hatást főleg az α1-adrenoreceptorok közvetítik. Ezek a megállapítások összhangban vannak azzal, hogy az M2 növeli az 5-HT és a noradrenalin tónusát az újrafelvétel erős gátlása révén, ami viszont fokozott effektív szimpatikus aktivitást eredményez a barna zsírszövetben (BAT).
A szibutramin egy új, központilag ható elhízás elleni gyógyszer, amely in vivo az 5-hidroxi-triptamin (5-HT, szerotonin) és a nor-adrenalin (NA) újrafelvételének erős gátlása révén hatással van az energiaegyensúlyra. Az 1,3-szibutramin (N- [1- [1- (4-klór-fenil) -ciklobutil] -3-metil-butil] -N, N-dimetil-amin-hidroklorid-monohidrát) egy tercier amin, amelyet állatokban és emberekben gyorsan demetileznek, és így szekunder amin (1. metabolit; BTS 54 354; N- [1- [1- (4-klór-fenil) -ciklobutil] -3-metil-butil] -N-metil-amin-hidroklorid) és primer amin (2. metabolit; BTS 54 505; 1-hidroklorid - [1 - (4-klór-fenil) -ciklobutil] -3-metil-butil-amin). Szinaptoszómákat patkány agyban alkalmazó in vitro vizsgálatok azt mutatják, hogy a szibutramin az NA és az 5-HT újrafelvételének gyenge inhibitora, míg az 1. és 2. metabolit (M1 és M2) erős újrafelvétel gátló, körülbelül ugyanolyan erősségű, mint a szelektív NA újrafelvétel inhibitor. és egy szelektív 5-HT újrafelvétel gátlót, a fluoxetint. Ezenkívül a sibutramin in vivo gátló tulajdonságait túlnyomórészt primer és szekunder metabolitok közvetítik. 6.
Anyagok és metódusok
A kísérleteket nőstény Wistar patkányokkal (a kísérlet kezdetén 200-250 g) hajtották végre, amelyeket egy St. George's Medical Medical School-ban tartott telepről kaptak. Az állatokat párban (és a hőszabályozási viselkedési kísérlethez külön-külön) fémes rácspadlójú polipropilén ketrecekben helyeztük el. Minden ketrec alá polipropilén tálcákat helyeztek, hogy kimutassák az étel kiömlését. Hagyományos pelletált étrenden tartottuk őket (Bantin és Kingman, Hull, Egyesült Királyság), szabad hozzáféréssel a vízhez szobahőmérsékleten 21 ± 1 ° C hőmérsékleten, 12:12 órás világos-sötét ciklussal (világítás 07: 00-kor). h).
A táplálékfelvétel és a testhőmérséklet mérése
Az állatokat a kísérlet előtt legalább 1 hétig akklimatizáljuk a kísérleti körülményekhez (például a manipulációhoz és a vastagbél hőmérsékletének méréséhez). A vizsgálat napján az állatokat véletlenszerűen felosztottuk kezelési csoportokra. A táplálékfelvételt a világos fázisban (2-8 óra) és a 24 órás világos-sötét ciklus alatt figyeltük meg. A garatokat közvetlenül a gyógyszer beadása előtt (09:00 óra), majd 2, 4, 5, 8 és 24 órával lemértük. A vastagbél hőmérsékletét (Tc) szobahőmérsékleten 21 ± 1 ° C-on mértük, rektális hőelem-szondával (Physiotemp, BAT-12 modell), kb. 6 cm-rel behelyezve, és addig tartottuk, amíg stabil hőmérsékletet nem regisztráltunk. Az újraküldött patkányokat hagyták nyugodtan ülni a padon ezen eljárás alatt. A méréseket -0,5 órával az antagonisták vagy vivőanyag (ok) beadása előtt, majd a 0 időpontban (közvetlenül az M2 beadása előtt), 0, 5, 1, 0, 1, 5, 2, 5, 3, 5 és 4,5 órán keresztül végeztük. az M2 beadása után. Az állatoknak M2-et adtunk 10 mg/kg dózisban, miután az összes antagonistát orálisan adagoltuk 0,5 órával az M2 előtt.
Termoregulációs viselkedési válasz mérése - operáns reagál exogén hőre
drogok
Az összes gyógyszert orálisan (szondával) 5 ml/kg dózistérfogatban adtuk be a vastagbél hőmérsékletének mérésére és a táplálékbevitel kísérleteire. A hőszabályozó viselkedési vizsgálatra adott válaszként mind az M2-t, mind a (+) butaklamolt intraperitoneálisan adtuk be 2 ml/kg dózismennyiségben. A következő gyógyszereket alkalmazták: sibutramin-2-metabolit (BTS 54505; 1 [1- (4-klór-fenil) -ciklobutil] -3-metil-butil-amin-hidroklorid, beszerezhető a Knoll Ltd Research & Development-től, Nottingham, Egyesült Királyság); prazozin-hidroklorid, metergolin és (+) - butaklamol-hidroklorid (Research Biochemicals International); propranolol-hidroklorid (Sigma, Poole, Egyesült Királyság); és RS79948 hidroklorid (Tocris). Az M2-t és a propranololt steril sóoldatban oldjuk. A prazosint és a metergolint minimálisan savanyított ioncserélt vízben oldjuk. (+) A butaklamolt 0,25% etanolban és RS79948-at dimetil-szulfoxidban (DMSO; 0,5 térfogat%) oldjuk.
Statisztikai analízis
Az eredményeket átlag ± félként adjuk meg. A különböző kezelési csoportok statisztikai összehasonlítását a párosított adatokhoz tartozó Student-féle t-teszttel végeztük, és egyirányú varianciaanalízist, majd Dunnett többszörös összehasonlító tesztjét alkalmaztuk a kontrollértékek közötti különbségek többszöri összehasonlításához (lásd az ábrák részleteit). A fenti valószínűségek kettősek, P-vel 
A metergolin 5-HT receptor antagonista (1 mg/kg, po) és a prazosin α1-adrenoreceptor antagonista (1 mg/kg, po) hatása a vastagbél hőmérsékletére (a) és táplálékfelvételére (b) az M2-re (10 mg/kg) kg, po). Az eredmények átlag ± sem (n = 8 Tc esetén; n = 4 FI esetében). * P # P ## P
Az RS 79948 α2-adrenoreceptor antagonista (1 mg/kg, po) hatása a vastagbél hőmérsékletére (a) és az élelmiszer-bevitel (b) az M2-re (10 mg/kg, po). Az eredmények átlagértékek ± sem (n = 8 Tc esetén; n = 4 FI esetében). * P
A nem szelektív β-adrenoreceptor antagonista propranolol (1 mg/kg, po) hatása a vastagbél hőmérsékletére (a) és táplálékfelvételére (b) az M2-re (10 mg/kg, po). Az eredmények átlagértékek ± sem (n = 6–8 a Tc esetében; n = 3–4 az FI esetében). ** P
A nem szelektív β-adrenoreceptor antagonista propranolol (20 mg/kg, po) hatása a vastagbél hőmérsékletére (a) és táplálékfelvételére (b) az M2-re (10 mg/kg, po). Az eredmények átlagértékek ± sem (n = 10–14 Tc esetén; n = 5–7 FI esetében). * P # P
A D2/D1 receptor antagonista (+) butaklamol (200 μg/kg, po) hatása a vastagbél hőmérsékletére (a) és a táplálékfelvétel (b) az M2-re (10 mg/kg, po). Az eredmények átlagértékek ± sem (n = 8–10 a Tc esetében; n = 4-5 az FI esetében). ** P 19 (+) butaklamolt használt 50–100 µg/kg -1 (iv) dózisban, hogy blokkolja a (+) 3-PPP hatását a dopamin neuronok kompakt zónáinak aktivitására. Egy 60 perces hideg (-8 ° C) teszt során az M2 (10 mg/kg, ip) jelentősen megnövelte a rúdprés aktivitását (P
A D2/D1 receptor antagonista (+) butaklamol (100 ug/kg, ip) hatása a sajtolási aktivitásra (a), a sáv időbeli lefutására (b), a hőerősítésre (c) és a vastagbél hőmérsékleti reakciójára (d) az M2-re (10 mg/kg, ip). Az eredmények átlagértékek ± sem (n = 8). * P = 0,01 vs. M2 (Dunnett-teszt; a, c). * P # P ## P 23 (Cheetham, személyes kommunikáció), feltételezzük, hogy az 5-HT receptorok közvetett aktiválása az 5-HT újrafelvételének erős gátlása után részben felelős az M2 termogén tulajdonságáért. A metergolin egy nem szelektív 5-HT receptor antagonista, amely nagy affinitással rendelkezik az 5-HT1 és 5-HT2 receptorok iránt. 24, 25, 26 Ezért nem világos, hogy az 5-HT receptor melyik altípusa vesz részt az M2 által indukált termogenezis közvetítésében. A probléma tisztázásához altípus-szelektív 5-HT receptor antagonistákkal végzett vizsgálatokra van szükség.
Összességében ennek a tanulmánynak az eredményei arra utalnak, hogy az 5-HT, α1- és β3-adrenoreceptorok mind részt vesznek az M2 által indukált termogenezisben. A laboratóriumban végzett korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a sibutramin termogenezisének stimulációja (amelyet az oxigénfogyasztás mérésével határoztak meg) a központi aktivációnak köszönhető, amelyet az autonóm ganglionokon keresztül a BAT-ban lévő szimpatikus idegvégződésekbe történő átvitel követett, amely hatás mindkét beteg esetében a sibutramin gátlásának tulajdonítható. -HT és noradrenalin újrafelvétel. Egészen a közelmúltig általánosan elfogadott volt, hogy a β-adrenoreceptor aktiváció mértéke és a barna zsírsejtekben a cAMP koncentrációja elsősorban a termogenezis akut szimpatikus stimulációjának végeredményét határozza meg. Ezzel szemben az α1-adrenoreceptorok szerepe a BAT akut termogén funkciójában kicsi. Zhao és mtsai 35 tanulmányai azonban kimutatták, hogy a β-adrenoreceptorok által indukált cAMP növekedés és az α1-adrenoreceptorok által indukált citoszolos Ca 2+ szint növekedése felelős a noradrenalin által kiváltott termogenezisért. Adataik azt mutatják, hogy az α1-adrenerg stimuláció additívan és gyakran szinergikusan társul a β-adrenerg termogén válaszokkal. Az α1- és β3-adrenoreceptorok ezen szinergiája része lehet az M2 által kiváltott termogenezis mechanizmusának.
A dopaminerg receptor antagonista (+) butaklamol (D2/D1) nem blokkolta az M2 vastagbél hőmérsékletére gyakorolt hatását, ami arra utal, hogy az M2 által indukált termogenezisben a dopaminerg aktiváció nem aktiválódik. Ezt a hipotézist támasztják alá a termoregulációs viselkedés (bar-press) vizsgálatának eredményei, amelyek azt mutatják, hogy bár a dopaminerg aktiváció volt a felelős a bar-press aktivitás növekedéséért, a D2/D1 receptor antagonista (+) butaclamol antagonizálta a termikus az M2 okozta megerősítés. Ez további bizonyítékot szolgáltatott az M2 termogén tulajdonságának bemutatására, így kevesebb hőre volt szükség a testhőmérséklet fenntartásához hideg környezetben. Jelenleg nem vagyunk biztosak abban, hogy a sibutraminnak miért kell egyértelműen növelnie a bar kompresszióját a dopaminerg mechanizmus révén, mivel a patkányok nem mutatták a viselkedés aktiválódásának jeleit, és korábban bebizonyították, hogy a patkányok ezen az M2 dózissal végzett kezelést követően nyugalmi állapotban vannak a kalorimetrikus kamrákban. 16.
Míg korábbi vizsgálataink kimutatták, hogy a sibutramin figyelemre méltóan 18-szorosára növeli a BAT metabolikus aktivitását, 16 ez a hőtermelés nem az egyetlen mechanizmus, amely hozzájárulhat a patkányokban az M2 beadása után megfigyelt testhőmérséklet-emelkedéshez; A csökkent hőveszteség szintén fontos szerepet játszhat, de ezt a lehetőséget még nem vizsgálták.
A fenti adatok azt mutatják, hogy amikor az M2-et hevesen adják be, akkor az csökkentheti a testsúlyt az energiafogyasztás csökkentésével és az energiafelhasználás növelésével. Ha a sibutramint krónikusan adják be, akkor valószínűleg mindkét mechanizmus hozzájárul a gyógyszeres kezelés során megfigyelt súlycsökkenéshez. Így kiderült, hogy a nyugalmi anyagcsere sebességének növekedése növekszik, ha a sibutramint 5 nap alatt többször adják be, 36, míg néhány, 12, 16, de nem mindegyik 37 kutató számolt be a sibutramin által kiváltott hypophagia enyhüléséről ismételt gyógyszeradagolás esetén. adminisztráció. Azonban minden esetben növekvő divergenciát figyeltek meg a testtömeg-görbék között a sibutraminnal kezelt és a kontroll patkánycsoportokban, és nem volt toleráns hatása a sibutramin súlycsökkentő hatására.
Összegzésképpen: ez a kísérletsorozat azt mutatja, hogy az M2 növeli a vastagbél hőmérsékletét (a termogenezis aktiválása). Ez a növekedés valószínűleg az efferens szimpatikus aktivitás központi stimulációjának tudható be, amely aktiválja a termogenezist. Az 5-HT, α1- és β3-adrenerg receptorok valószínűleg mind részt vesznek az M2-indukált termogenezis közvetítésében, míg az α1-adrenoreceptorok túlnyomórészt felelősek annak hipofágikus hatásáért. Ezek a megállapítások összhangban vannak az M2 ismert farmakológiájával, amely a noradrenalin és az 5-HT újrafelvételének hatékony gátlója a patkány agyában.
köszönöm
A szerzők köszönetet mondanak a Knoll Ltd Research & Development (Nottingham) pénzügyi támogatásáért és az M2 biztosításáért.