abstract
SCOPUL: Pentru a investiga mecanismele farmacologice care stau la baza inducerii termogenezei de către metabolitul 2 (M2; BTS 54 505), principalul metabolit farmacologic activ al medicamentului anti-obezitate, sibutramina.
PROIECTA: Șobolanii femele adulți Wistar au fost tratați cu M2 sau vehicul, cu sau fără diverși antagoniști ai receptorilor de monoamină, prazosin, RS79948, metergolină, propranolol și (+) butaclamol.
MĂSURARE: Temperatura și aportul de alimente la temperatura camerei (21 ± 1 ° C), răspunsul comportamentului termoreglator, răspunsul operant la căldura exogenă la -8 ° C și consumul de oxigen la termoneutru (29 ° C).
Rezultatele: M2 (10 mg/kg, po) a crescut semnificativ temperatura colonului timp de 4,5 ore după administrarea medicamentului. Acest efect a fost abolit de antagonistul neselectiv al receptorului 5-HT, metergolină (1 mg/kg, po) și antagonistul receptorului α 1-adrenergic, prazosin (1 mg/kg, po), măsurat 1, 5-2, 5 ore după administrare. Administrarea M2 a fost parțial antagonizată de fiecare antagonist la 3,5-4,5 ore. Antagonistul β-adrenoceptor neselectiv, propranolol (1 mg/kg, po), nu a avut niciun efect asupra creșterii induse de M2 a temperaturii colonului, în timp ce la 20 mg/kg (po) propranolol a inhibat parțial efectul M2 asupra colonului temperatura. În contrast, antagonistul selectiv α2-adrenoceptor, RS79948 (1 mg/kg, po) și antagonistul receptorului D2/D1, (+) butaclamol (200 μg/kg, po) nu au modificat efectul M2 asupra temperaturii colonului. Într-un studiu de termoreglare, șobolanii tratați cu M2 (10 mg/kg, ip) au necesitat o căldură radiantă semnificativ mai mică la -8 ° C pentru a menține temperatura corpului și acest efect nu a fost afectat de antagonistul receptorului D2/D1 (+) butaclamol (100 ug/kg -1, ip). Hagia indusă de M2 (10 mg/kg) măsurată în 24 de ore a fost parțial antagonizată de antagonistul α1-adrenoceptor, prazosin, în timp ce metergolina, RS79948, propranolol și (+) butaclamol nu au avut niciun efect asupra hipofagiei induse de M2.
Concluzie: În concluzie este că 5-HT, α1- și β3-adrenoceptori sunt implicați în inducerea termogenezei de către M2, în timp ce efectul hipofag este mediat în principal de α1-adrenoceptori. Aceste constatări sunt în concordanță cu creșterea M2 5-HT și a tonusului noradrenalinei prin inhibarea puternică a recaptării, care, la rândul său, duce la o activitate simpatică intensivă sporită la țesutul adipos maro (BAT).
Sibutramina este un medicament anti-obezitate nou, cu acțiune centrală, care are efecte asupra echilibrului energetic prin inhibarea puternică a recaptării 5-hidroxitriptaminei (5-HT, serotoninei) și nor-adrenalinei (NA) in vivo. 1,3-Sibutramina (N- [1- [1- (4-clorofenil) ciclobutil] -3-metilbutil] -N, N-dimetilamină clorhidrat monohidrat) este o amină terțiară care se demetilează rapid la animale și oameni pentru a da clorhidrat de amină secundară (Metabolit 1; BTS 54 354; clorhidrat de N- [1- [1- (4-clorofenil) ciclobutil] -3-metilbutil] -N-metilamină) și amină primară (Metabolit 2; BTS 54 505; 1 Clorhidrat - [1 - (4-clorofenil) ciclobutil] -3-metilbutilamină). Studiile in vitro care utilizează sinaptozomi cerebrali de șobolan arată că sibutramina este un inhibitor slab al recaptării NA și 5-HT, în timp ce metaboliții 1 și 2 (M1 și M2) sunt inhibitori puternici ai recaptării cu aproximativ aceeași potență ca un inhibitor selectiv al recaptării NA. Desipramină și un inhibitor selectiv al recaptării 5-HT, fluoxetina. Mai mult, proprietățile inhibitoare ale sibutraminei in vivo s-au dovedit a fi predominant mediate de metaboliții primari și secundari. 6
Materiale și metode
Experimentele au fost efectuate pe șobolani Wistar femele (200-250 g la începutul experimentului) obținute dintr-o colonie întreținută la Școala Medicală Medicală Sf. Gheorghe. Animalele au fost găzduite în perechi (și individual pentru experimentul de comportament termoreglator) în cuști din polipropilenă cu pardoseli metalice. Tăvile din polipropilenă au fost plasate sub fiecare cușcă pentru a detecta orice vărsare de alimente. Au fost menținuți pe o dietă convențională cu pelete (Bantin și Kingman, Hull, Marea Britanie) cu acces gratuit la apă la temperatura camerei 21 ± 1 ° C cu un ciclu de lumină-întuneric 12:12 h (luminile aprinse la 07:00). h).
Măsurarea aportului de alimente și a temperaturii corpului
Animalele au fost aclimatizate la condiții experimentale (cum ar fi manipularea și măsurarea temperaturii colonului) timp de cel puțin 1 săptămână înainte de experimentare. În ziua testului, animalele au fost împărțite aleatoriu în grupuri de tratament. Aportul de alimente a fost monitorizat în timpul fazei de lumină (2-8 ore) și în timpul ciclului de lumină-întuneric de 24 de ore. Buncărele au fost cântărite chiar înainte de administrarea medicamentului (09:00 h) și apoi la 2, 4, 5, 8 și 24 de ore. Temperatura colonului (Tc) a fost măsurată la temperatura camerei 21 ± 1 ° C folosind o sondă de termocuplă rectală (Physiotemp, model BAT-12) inserată aproximativ 6 cm și menținută până când a fost înregistrată o temperatură stabilă. Șobolanii retransmisiți au fost lăsați să stea nemișcați pe bancă în timpul acestei proceduri. Măsurătorile au fost luate la -0,5 ore înainte de administrarea antagoniștilor sau vehiculului (vehiculelor) și apoi la momentul 0 (chiar înainte de administrarea M2), 0, 5, 1, 0, 1, 5, 2, 5, 3, 5 și 4,5 ore după administrarea M2. Animalelor li s-a administrat M2 în doză de 10 mg/kg, după ce toți antagoniștii au fost administrați oral cu 0,5 ore înainte de M2.
Măsurarea răspunsului comportamental termoreglator - operator care răspunde la căldură exogenă
droguri
Toate medicamentele au fost administrate pe cale orală (prin gavaj) într-un volum de doză de 5 ml/kg pentru experimentele de măsurare a temperaturii colonului și a experimentelor de aport alimentar. În răspunsul la studiul comportamentului termoreglator, atât M2 cât și (+) butaclamolul au fost administrate intraperitoneal la o doză de volum de 2 ml/kg. Au fost utilizate următoarele medicamente: metabolitul sibutraminei 2 (BTS 54505; 1 [1- (4-clorofenil) ciclobutil]] -3-metilbutilaminamină, disponibil de la Knoll Ltd Research & Development, Nottingham, Marea Britanie); clorhidrat de prazosin, metergolină și clorhidrat de (+) - butaclamol (Research Biochemicals International); clorhidrat de propranolol (Sigma, Poole, Marea Britanie); și clorhidrat RS79948 (Tocris). M2 și propranololul s-au dizolvat în soluție salină sterilă. Prazozina și metergolina au fost dizolvate în apă deionizată minim acidificată. (+) Butaclamolul este dizolvat în 0,25% etanol și RS79948 în dimetil sulfoxid (DMSO; 0,5% v/v).
analize statistice
Rezultatele sunt prezentate ca medie ± sem. Compararea statistică a diferitelor grupuri de tratament a fost efectuată folosind testul t Student pentru date asociate, iar analiza unică a varianței urmată de testul de comparație multiplu al lui Dunnett a fost utilizată pentru comparații multiple ale diferențelor față de valorile de control (vezi detaliile figurilor) Toate probabilitățile de mai sus sunt duble, cu P 
Efectul antagonistului receptorului 5-HT al metergolinei (1 mg/kg, po) și al antagonistului α1-adrenoceptor al prazosinei (1 mg/kg, po) asupra temperaturii colonului (a) și a consumului de alimente (b) pe M2 (10 mg/kg) kg, po). Rezultatele sunt medii ± sem (n = 8 pentru Tc; n = 4 pentru FI). * P # P ## P
Efectul antagonistului α2-adrenoceptor RS 79948 (1 mg/kg, po) asupra temperaturii colonului (a) și aportului alimentar (b) asupra M2 (10 mg/kg, po). Rezultatele sunt valori medii ± sem (n = 8 pentru Tc; n = 4 pentru FI). * P
Efectul propranololului antagonist β-adrenoceptor neselectiv (1 mg/kg, po) asupra temperaturii colonului (a) și aportului alimentar (b) asupra M2 (10 mg/kg, po). Rezultatele sunt valori medii ± sem (n = 6-8 pentru Tc; n = 3-4 pentru FI). ** P
Efectul propranololului antagonist β-adrenoceptor neselectiv (20 mg/kg, po) asupra temperaturii colonului (a) și a aportului alimentar (b) asupra M2 (10 mg/kg, po). Rezultatele sunt valori medii ± sem (n = 10-14 pentru Tc; n = 5-7 pentru FI). * P # P
Efectul antagonistului receptorului D2/D1 (+) butaclamol (200 μg/kg, po) asupra temperaturii colonului (a) și a aportului alimentar (b) asupra M2 (10 mg/kg, po). Rezultatele sunt valori medii ± sem (n = 8-10 pentru Tc; n = 4-5 pentru FI). ** P 19 a utilizat (+) butaclamol în doză de 50-100 µg/kg -1 (iv) pentru a bloca efectul (+) 3-PPP asupra activității zonelor compacte ale neuronilor dopaminergici. În timpul unui test de 60 de minute la rece (-8 ° C), M2 (10 mg/kg, ip) a crescut semnificativ activitatea presei cu bare (P
Efectul antagonistului receptorului D2/D1 (+) butaclamol 100 ug/kg, ip) asupra activității de presare a barei (a), cursului de timp al barei (b), întăririi termice (c) și răspunsului la temperatura colonului (d) pe M2 (10) mg/kg, ip). Rezultatele sunt valori medii ± sem (n = 8). * P = 0,01 vs. M2 (testul lui Dunnett; a, c). * P # P ## P 23 (Cheetham, comunicare personală), se presupune că activarea indirectă a receptorilor 5-HT după inhibarea puternică a recaptării 5-HT este parțial responsabilă pentru proprietatea termogenă a M2. Metergolina este un antagonist neselectiv al receptorului 5-HT care are o afinitate mare pentru receptorii 5-HT1 și 5-HT2. 24, 25, 26 Prin urmare, nu este clar ce subtip al receptorului 5-HT este implicat în medierea termogenezei induse de M2. Sunt necesare studii cu antagoniști ai receptorilor 5-HT selectivi subtip pentru a elucida această problemă.
În general, rezultatele acestui studiu sugerează că 5-HT, α1- și β3-adrenoceptori sunt toți implicați în termogeneza indusă de M2. Studiile anterioare din acest laborator au arătat că stimularea termogenezei sibutraminei (determinată prin măsurarea consumului de oxigen) s-a datorat activării centrale urmată de transmiterea prin ganglionii autonomi către terminațiile nervoase simpatice din BAT, efect atribuit inhibiției sibutraminei la ambii pacienți. -Revenirea HT și noradrenalină. Până de curând, s-a acceptat în general că amploarea activării β-adrenoceptorului și concentrația de AMPc în celulele grase brune determină în primul rând rezultatul final al stimulării simpatice acute a termogenezei. În schimb, rolul α1-adrenoreceptorilor în funcția termogenă acută a BAT este considerat mic. Cu toate acestea, studiile efectuate de Zhao și colab. 35 au arătat că creșterile induse de β-adrenoceptor în AMPc și creșterile induse de α1-adrenoceptor în nivelurile de Ca 2+ citosolice sunt responsabile de termogeneza indusă de noradrenalină. Datele lor arată că stimularea α1-adrenergică este asociată aditiv și adesea sinergic cu răspunsurile termogene β-adrenergice. Această sinergie a funcției adrenoceptorilor α1 și β3 poate face parte din mecanismul termogenezei induse de M2.
Antagonistul receptorului dopaminergic (+) butaclamol (D2/D1) nu a blocat efectul M2 asupra temperaturii colonului, sugerând că nu se produce nicio activare a activării dopaminergice în termogeneza indusă de M2. Această ipoteză este susținută în continuare de rezultatele unui studiu al comportamentului termoreglator (bar-press), care arată că, deși activarea dopaminergică a fost responsabilă pentru creșterea activității bar-press, antagonistul receptorului D2/D1 (+) butaclamol a antagonizat reducerea armare cauzată de M2. Acest lucru a furnizat, de asemenea, dovezi suplimentare pentru a demonstra proprietatea termogenică a M2, astfel încât a fost necesară mai puțină căldură pentru a menține temperatura corpului într-un mediu rece. În prezent, nu suntem siguri de ce sibutramina ar trebui să crească în mod clar compresia barelor prin mecanismul dopaminergic, deoarece șobolanii nu au prezentat semne de activare comportamentală și au demonstrat anterior că șobolanii sunt în repaus în camere calorimetrice după tratamentul cu această doză de M2. 16
În timp ce studiile noastre anterioare au arătat că sibutramina crește activitatea metabolică BAT de 18 ori remarcabil, 16 această producție de căldură nu este singurul mecanism care ar putea contribui la creșterea temperaturii corpului central observată la șobolani după administrarea M2; Pierderea de căldură redusă poate juca, de asemenea, un rol important, dar această posibilitate nu a fost explorată.
Datele de mai sus arată că atunci când M2 este administrat acut, are potențialul de a reduce greutatea corporală prin reducerea aportului de energie și creșterea cheltuielilor de energie. Atunci când sibutramina este administrată cronic, este posibil ca ambele mecanisme să contribuie la pierderea în greutate observată la tratamentul medicamentos. Astfel, s-a constatat că potențarea ratei metabolice de repaus crește atunci când sibutramina a fost administrată în mod repetat pe parcursul a 5 zile 36, în timp ce unii, 12, 16, dar nu toți, 37 de anchetatori au raportat ameliorarea hipofagiei induse de sibutramină cu administrarea repetată a medicamentului. administrare. Cu toate acestea, în toate cazurile, s-a observat o creștere a divergenței între curbele de greutate corporală la grupurile de șobolani tratați cu sibutramină și la grupurile de control de șobolan, fără efect tolerant asupra efectului de scădere în greutate a sibutraminei.
În concluzie, această serie de experimente arată că M2 crește temperatura colonului (activarea termogenezei). Această creștere se datorează probabil stimulării centrale a activității simpatice eferente care activează termogeneza. Receptorii 5-HT, α1- și β3-adrenergici sunt probabil implicați în medierea termogenezei induse de M2, în timp ce α1-adrenoceptorii sunt preponderent responsabili de efectul său hipofag. Aceste constatări sunt în concordanță cu farmacologia cunoscută a M2, care este un puternic inhibitor al recaptării noradrenalinei și 5-HT în creierul șobolanului.
Mulțumiri
Autorii ar dori să mulțumească Knoll Ltd Research & Development (Nottingham) pentru sprijinul financiar și pentru furnizarea de M2.