Inflammatory and visceral pain perception in rats lesioned with DSP-4 as neonates

• Authors: Eva Kőrössy , Beata Adamus-Sitkiewicz , Elżbieta Nowak , Kamila Bojanek , Marta Adwent , Rafał Muchacki , Michał Bałasz , Ryszard Szkilnik

Title variants

PL

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

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

BACKGROUND: The aim of this study was to examine the impact of the central noradrenergic lesion on the infl ammatory 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 diff erences 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 modifi ed serotonin and dopamine synthesis rate but the eff ect (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 modifi ed the antinociceptive eff ects 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.

PL

WSTĘP: Celem pracy było zbadanie wpływu lezji ośrodkowego układu noradrenergicznego na analgetyczne działanie morfi ny, 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 morfi ny 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 modyfi kują 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 modyfi kuje 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 modyfi kacji dawek stosowanych leków przeciwbólowych.

Keywords

EN

Noradrenergic system; Układ noradrenergiczny; ból; lesion; lezja; morfi na; morphine; nefopam; nociception; paracetamol; rats; szczury

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
• Journal: Annales Academiae Medicae Silesiensis
• Year: 2009
• Volume: 63
• Issue: 2
• Pages: 7-15

Contributors

author

Eva Kőrössy

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Beata Adamus-Sitkiewicz

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Elżbieta Nowak

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Kamila Bojanek

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Marta Adwent

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Rafał Muchacki

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Michał Bałasz

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

author

Ryszard Szkilnik

• Department of Pharmacology, Medical University of Silesia, Zabrze, Poland

References

• 1. Bortel A., Nitka D., Słomian L., Nowak P., Korossy E., Brus R., Kostrzewa RM. Neonatal noradrenergic lesion with DSP-4 modifi es the convulsant eff ect of bicuculine and pentylenetetrazole in adult rats. Behavioral and biochemical studies. Annales Acad. Med. Siles. 2008; 62; 46-52.
• 2. Bortel A., Nowak P., Brus R. Neonatal DSP-4 treatment modifi es GABA-ergic neurotransmission in the prefrontal cortex of adult rats. Neurotox. Res. 2008; 13: 247- 252.
• 3. Bortel A., Słomian L., Nitka D., Swierszcz M., Jaksz M., Adamus-Sitkiewicz B., Nowak P., Jośko J., Kostrzewa R.M., Brus R. Neonatal N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine (DSP-4) treatment modifi es the vulnerability to phenobarbital- and ethanol-evoked sedative-hypnotic eff ects in adult rats. Pharmacol. Rep. 2008; 60: 331- 338.
• 4. Bortel A., Świerszcz M., Jaksz M., Nitka D., Słomian L., Nowak P., Brus R.: Anxietylike behaviour in neonatally DSP-4 treated rats. Behavioural and biochemical studies. Ann. Acad. Med. Siles. 2007; 61: 485-491.
• 5. Nowak P., Labus Ł., Kostrzewa R.M., Brus R. DSP-4 prevents dopamine receptor priming by quinpirole. Pharmacol. Biochem. Behav. 2006; 84: 3-7.
• 6. Dąbrowska J., Nowak P., Brus R. Desensitization of 5-HT(1A) autoreceptors induced by neonatal DSP-4 treatment. Eur. Neuropsychopharmacol. 2007; 17: 129-137.
• 7. Dabrowska J., Nowak P., Brus R. Reactivity of 5-HT(1A) receptor in adult rats after neonatal noradrenergic neurons’ lesion - Implications for antidepressant-like action. Brain Res. 2008 [Epub ahead of print].
• 8. Hara K., Yanagihara N., Minami K., Hirano H., Sata T., Shigematsu A., Izumi F. Dual eff ects of intravenous anesthetics on the function of norepinephrine transporters. Anesthesiology 2000; 93: 1329-1335.
• 9. Hirota K., Kudo M., Kudo T., Kitayama M., Kushikata T., Lambert D.G., Matsuki A. Barbiturates inhibit K(+)-evoked noradrenaline and dopamine release from rat striatal slices--involvement of voltage sensitive Ca(2+) channels. Neurosci. Lett. 2000; 291: 175-178.
• 10. Paul V., Ekambaram P. Eff ects of sodium nitroprusside, a nitric oxide donor, on gamma- aminobutyric acid concentration in the brain and on picrotoxin-induced convulsions in combination with phenobarbitone in rats. Pharmacol. Biochem. Behav. 2005; 80: 363-370.
• 11. McNally G.P., Akil H. Role of corticotropin- releasing hormone in the amygdala and bed nucleus of the stria terminalis in the behavioral, pain modulatory, and endocrine consequences of opiate withdrawal. Neuroscience 2002; 112: 605-617.
• 12. Nayebi A.R., Charkhpour M. Role of 5- HT(1A) and 5-HT(2) receptors of dorsal and median raphe nucleus in tolerance to morphine analgesia in rats. Pharmacol. Biochem. Behav. 2006; 83: 203-207.
• 13. Brus R., Nowak P., Labus Ł., Bortel A., Dąbrowska J., Kostrzewa R.M. Neonatal lesion of noradrenergic neurons in rat brain: interaction with the dopaminergic system. Pol. J. Pharmacol. 2004; 56: 232.
• 14. Acton J., McKenna J.E., Melzack R. Amitriptyline produces analgesia in the formalin pain test. Exp. Neurol. 1992; 117: 94-96.
• 15. Korzeniewska-Rybicka I., Płaźnik A. Role of serotonergic and noradrenergic systems in a model of visceral pain. Pol. J. Pharmacol. 2001; 53: 475-480.
• 16. Carlsson A., Davis J.N., Kher W., Lindqvist M., Atack C.V. Simultaneous measurement of tyrosine and tryptophan hydroxylase activities in brain in vivo using an inhibitor of the aromatic amino acid decarboxylase. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 1972; 275: 153-168.
• 17. Millan M.J. Serotonin and pain: a reappraisal of its role in the light of receptor multiplicity. Pain 1995; 7: 409–419.
• 18. Martin W.J., Gupta N.K., Loo C.M., Rohde D.S., Basbaum A.I. Diff erential eff ects of neurotoxic destruction of descending noradrenergic pathways on acute and persistent nociceptive processing. Pain 1999; 80: 57-65.
• 19. Fiebich B.L., Candelario-Jalil E., Mantovani M., Heinzmann M., Akundi R.S., Hüll M., Knörle R., Schnierle P., Finkenzeller G., Aicher B. Modulation of catecholamine release from rat striatal slices by the fi xed combination of aspirin, paracetamol and caff eine. Pharmacol. Res. 2006; 53: 391-396.
• 20. Courade J.P., Caussade F., Martin K., Besse D., Delchambre C., Hanoun N., Hamon M., Eschalier A., Cloarec A. Effects of acetaminophen on monoaminergic systems in the rat central nervous system. Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 2001; 364: 534-537.
• 21. Girard P., Coppé M.C., Verniers D., Pansart Y., Gillardin J.M. Role of catecholamines and serotonin receptor subtypes in nefopam-induced antinociception. Pharmacol. Res. 2006; 54: 195-202.
• 22. Guindon J., Walczak J.S., Beaulieu P. Recent advances in the pharmacological management of pain. Drugs 2007; 67: 2121- 2133.
• 23. Esposito E., Romandini S., Merlo-Pich E., Mennini T., Samanin R. Evidence of the involvement of dopamine in the analgesic eff ect of nefopam. Eur. J. Pharmacol. 1986; 128: 157-164.
• 24. Johnston C.A., Moore K.E. The eff ect of morphine on 5-hydroxytryptamine synthesis and metabolism in the striatum, and several discrete hypothalamic regions of the rat brain. J. Neural. Transm. 1983; 57: 65-73.

• Document Type: article