Search results

1

Antinociceptive eff ects of morphine, nefopam, indomethacin and imipramine in rats with lesion of the central serotoninergic system

100%

Kőrössy E., Świerszcz M., Nowak E., Beśka M., Bałasz M., Nowak P., Szkilnik R.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2009

|

vol. 63

|

issue 5

7-24

EN

The aim of the present study was to examine the eff ect of the central serotoninergic lesion on the antinociceptive eff ects of morphine (5.0 mg/kg sc), nefopam (20 mg/kg ip), indomethacin (5.0 mg/kg ip) and imipramine (10 mg/kg ip) in the model of exteroceptive sensation - formalin test (chemical stimulus), and interoceptive sensation - writhing test (model of visceral pain). Furthermore monoamine synthesis rate after examined analgetics in the frontal cortex, thalamus, brain stem and spinal cord was assayed. MATERIAL AND METHODS On the 3 rd day of postnatal life male rats were administered with 5.7- DHT (70 μg/10 μl in 0.1% ascorbic acid solution ICV; 35 μg/5 μl per side); control animals received vehicle (70 μg/10 μl of 0.1% ascorbic acid solution ICV). Rats continued to be housed until 8-10 weeks, for further experimentation. RESULTS It was shown that the central serotoninergic lesion slightly modifi ed analgesia evoked by nefopam and indomethacin in formalin test but much more profound reduction in analgesia produced by morphine and indomethacin injection was observed in visceral model of nociception. In biochemical study it was shown that analgetics employed in this study (with exception of indomethacin) altered synthesis rate of serotonin (5-HT) and dopamine (DA) in the examined parts of the rats brain. The above indicates that besides serotoninergic pathway other monoaminergic systems (noradrenergic and dopaminergic) participate in the central mechanism of action of these drugs. CONCLUSION It is likely that similar nociception abnormalities may occur in patients with serotoninergic system dysfunction, so that it points out on the requirement of analgetics dosage adjustment.

PL

WSTĘP Celem pracy była ocena wpływu lezji (zniszczenia) ośrodkowego układu serotoninergicznego na przeciwbólowe działanie morfi ny (5.0 mg/kg sc), nefopamu (20 mg/kg ip), indometacyny (5.0 mg/kg ip) i imipraminy (10 mg/kg ip) w testach czucia bólu eksteroceptywnego, tj formalinowym (bodziec chemiczny) a ponadto czucia interoceptywnego, tj. bólu trzewnego w teście wicia. Ponadto zbadano wpływ stosowanych analgetyków na procesy syntezy monoamin w wybranych częściach mózgu (kora przedczołowa, wzgórze, most, rdzeń kręgowy) u szczurów kontrolnych oraz z lezją. MATERIAŁ I METODY Zniszczenie ośrodkowego układu serotoninergicznego wykonano u 3 dniowych noworodków szczurzych stosując dokomorowo 5.7-DHT w dawce 70 μg/10 μl w 0.1% roztworze kwasu askorbinowego. Właściwe testy behawioralne i biochemiczne wykonano po osiągnięciu przez zwierzęta 8 tygodnia życia. WYNIKI Wykazano, że chemiczna lezja ośrodkowego układu serotoninergicznego tylko w niewielkim stopniu modyfi kuje przeciwbólowe działanie nefopamu i indometacyny w modelu bólu zapalnego natomiast wyraźnie osłabia przeciwbólowe działanie morfi ny i indometacyny w modelu bólu trzewnego u szczurów. W badaniach biochemicznych wykazano, że stosowane leki (za wyjątkiem indometacyny) zmieniają szybkość syntezy serotoniny (5-HT) oraz dopaminy (DA) w badanych strukturach mózgu. Powyższe wskazuje, że w ośrodkowych mechanizmach analgetycznego działania stosowanych leków poza układem serotoninergicznym uczestniczą w różnym stopniu inne układy monoaminergiczne, tj. noradrenergiczny i dopaminergiczny. WNIOSKI Uzyskane wyniki przemawiają za tym, że trwała dysfunkcja ośrodkowego układu serotoninergicznego może prowadzić do zmienionej reakcji biologicznej na leki przeciwbólowe.

2

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

84%

Kőrössy E., Adamus-Sitkiewicz B., Nowak E., Bojanek K., Adwent M., Muchacki R., Bałasz M., Szkilnik R.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2009

|

vol. 63

|

issue 2

7-15

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.

3

Impairment in pain perception in adult rats treated with N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine (DSP-4) as neonates

84%

Adamus-Sitkiewicz B., Kőrössy E., Bojanek K., Adwent M., Nowak P., Bałasz M., Kniaś M., Szkilnik R.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2009

|

vol. 63

|

issue 3

67-74

EN

BACKGROUND This study was designed to investigate the antinociceptive eff ect of morphine, paracetamol and nefopam in rats lesioned with DSP-4 as neonates. MATERIAL AND METHODS Intact male rats were contrasted with rats in which noradrenergic nerve terminals were largely destroyed shortly after birth with the neurotoxin DSP-4 [(N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine; 50 mg/kg sc x2], on the 1st and 3rd days of postnatal life. When rats attained 10 weeks of age, painful reactions were assessed by means of tail immersion test and paw pressure test. Also monoamine levels in some part of the brain were estimated using HPLC/ED method. RESULTS AND CONCLUSION In the tail immersion test we showed that there are no diff erences between antinociceptive eff ect evoked by morphine (5.0 mg/kg sc) and paracetamol (100 mg/kg ip) between control and DSP-4 rats. Nefopam (20 mg/kg ip) elicited only slight analgesia in control rats (~ 17 %), this eff ect was no longer observed in the DSP-4 treated group. In the paw pressure test we demonstrated that morphine and paracetamol produced lower analgesia in DSP-4 rats in comparison to control. Nefopam evoked slight analgesia in both tested groups. In biochemical study we showed that in DSP-4 treated rats there was a marked decrease in NA level in the prefrontal cortex (to 10.4 %, p<0.01), thalamus with hypothalamus (to 54.4 %, p<0.05) and spinal cord (to 12.3 %, p<0.01) in comparison to the control group. Conversely, in the cerebellum and brain stem of DSP-4 lesioned rats there was a signifi cant increase in the NA content versus control (respectively to 171.2 % and 123.5 % of NA in controls, p<0.05). In the striatum we did not observe any changes in NA level between examined groups. Also the levels of 5-HT and its metabolite 5-HIAA were not altered by DSP-4 treatment in all tested structures with the exception of the spinal cord (approx. 40% decrease) and the level of DOPAC (also 40% reduction). In conclusion, the obtained results showed that neonatal DSP-4 treatment alters the antinociceptive eff ects of examined drugs (each of them with diff erent mechanism of action). These data lead to the proposal that perhaps there is a need to adjust the doses of analgetics applied to patients with noradrenergic system dysfunction (e.g. depression and/or anxiety disorders).

PL

W niniejszym eksperymencie oceniono wpływ lezji ośrodkowego układu noradrenergicznego wykonanej u noworodków szczurzych na przeciwbólowe efekty morfi ny, paracetamolu i nefopamu u dorosłych szczurów. MATERIAŁ I METODY 1-go i 3-go dnia życia noworodkom szczurzym podano neurotoksynę DSP-4 (50 mg/kg sc). Zwierzęta kontrolne otrzymały 0.9% roztwór NaCl (1.0 ml/kg sc). Po osiągnięciu wieku 10-ciu tygodni wykonano test imersji ogona oraz test wycofania łapy. Ponadto posługując się metodą HPLC/ED oznaczono zawartość amin biogennych i ich metabolitów w wybranych częściach mózgu badanych zwierząt. WYNIKI I WNIOSKI Nie stwierdzono różnicy w przeciwbólowym działaniu morfi ny (5.0 mg/kg sc) i paracetamolu (100 mg/kg ip) w teście imersji ogona pomiędzy grupą kontrolną i DSP-4, natomiast nefopam 20 mg/kg ip wywoływał słabszą analgezję u zwierząt DSP-4 w porównaniu do kontroli. Działanie przeciwbólowe morfi ny i paracetamolu w teście wycofania łapy było silniej wyrażone u szczurów kontrolnych w porównaniu do grupy DSP-4. Nie stwierdzono natomiast różnic w przeciwbólowych efektach nefopamu pomiędzy grupą kontrolną a DSP-4. DSP-4 stosowany 1 i 3-go dnia życia pozapłodowego spowodował istotny spadek zawartości NA w korze przedczołowej (do 10.4 %, p<0.005), wzgórzu z podwzgórzem (do 54.4 %, p<0.005) oraz w rdzeniu kręgowym (12.3 %, p<0.005) w porównaniu do kontroli. W móżdżku oraz w pniu mózgu u szczurów DSP- 4 obserwowano istotny wzrost zawartości NA (odpowiednio do 171.2 % i 123.5 % wartości NA u szczurów kontrolnych, p<0.005; p<0.05). W prążkowiu nie stwierdzono zmian zawartości NA. Podanie DSP-4 nie miało istotnego wpływu na zawartość 5-HT i jej metabolitu 5-HIAA oraz DA i jej metabolitów DOPAC oraz HVA we wszystkich badanych strukturach mózgu poza rdzeniem kręgowym. Na podstawie przeprowadzonych badań wyciągnięto wnioski, iż zniszczenie ośrodkowego układu noradrenergicznego zmienia przeciwbólowe efekty badanych analgetyków. Powyższe może pośrednio wskazywać na konieczność odpowiedniego dostosowania dawek tych leków u pacjentów z dysfunkcją ośrodkowego układu noradrenergicznego (np. u chorych z depresją lub zaburzeniami lękowymi).

4

N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine (DSP-4) neonatal treatment, feeding behavior and 5-HT1B receptor reactivity in adult rats

84%

Ferdyn-Drosik M., Nowak P., Kasperski J., Muchacki R., Maksym B., Bałasz M., Beśka M., Brus R.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

|

2009

|

vol. 63

|

issue 2

16-23

EN

BACKGROUND: We investigated the reactivity of 5-HT1B receptor in adult rats administered as neonates with noradrenergic neurotoxin N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2- bromobenzylamine (DSP-4; 50 mg/kg sc x2, P1 and P3). MATERIAL AND METHODS: At 8-10 weeks (after lesion), control and DSP-4 rats were divided into two subgroups injected either with saline or 5-hydroxytryptamine (serotonin; 5-HT) synthesis inhibitor (p-chlorophenylalanine; p-CPA; 100 mg/kg ip x 2 every 24h). On the following day food intake was examined after 5-HT1B receptor ligands administration; agonist CP 94,253, 4.0 mg/kg ip; and antagonist, SB 216641, 4.0 mg/kg ip respectively. Additionally, the level of monoamines, their metabolites and 5-hydroxytrptophane (5- HTP) as an indicator of 5-HT synthesis rate were analyzed by HPLC/ED methods. RESULTS AND CONCLUSIONS: CP 94,253 in a dose of 4.0 mg/kg ip signifi cantly decreased food intake in control and DSP-4 rats in comparison to respective control (saline). 5-HT1B antagonist (SB 216641) alone did not alter the examined parameter but injected 30 min before CP 94,253 markedly abolished its eff ect in both tested groups. Similar results were obtained in p-CPA pretreated animals. The level of amines and their metabolites was not diff erent between control and DSP-4 treated rats. Administration of p-CPA (2 x 100 mg/kg ip) reduced the concentration of 5-HT and 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA) in the hypothalamus of control rats by 94.9 % and 96.7 % respectively. In DSP-4 rats the percentage of 5-HT displacement was 92.5 % (5-HT) and 95.7 % (5-HIAA). As it was presented CP 94,253 and SB 216641 alike, administered in doses of 4.0 mg/kg ip, did not alter biogenic amines and their metabolites content in the hypothalamus of both examined groups (control and DSP-4). There were also no diff erences in the 5-HT synthesis rate in the hypothalamus between control and DSP-4 rats after 5-HT1B receptor ligands injection. We concluded that in contrast to our previous studies, DSP-4 being without eff ect on hypothalamus noradrenalin (NA) level and 5-HT synthesis rate did not also aff ect reactivity of terminal 5-HT1B autoreceptors in this brain area. On the basis of this experiments, it should be noted that in contrast to our previous studies which have shown that the consequence of DSP-4 administration is dramatic reduction in the NA contents in the frontal cortex, hippocampus, striatum, etc., with concomitant desensitization of 5-HT1A and 5-HT1B receptors (evaluated by behavioral and biochemical methods), in this experiment, there were no such eff ects. This proves that the noradrenergic fi bers in the hypothalamus are much more resistant to the neurotoxic action of DSP-4, furthermore, for the development of 5-HT1B receptors desensitization in the specifi c brain structure, decrease in NA contents in this part of the brain is required. In other words, a profound dysfunction of the noradrenergic system expresses as noradrenergic fi ber damage in the striatum, frontal cortex, hippocampus, etc. does not aff ect the status of 5-HT1B receptors in the hypothalamus.

PL

WSTĘP: W niniejszej pracy zbadano reaktywność ośrodkowego receptora serotoninergicznego 5-HT1B u dorosłych szczurów, które w okresie noworodkowym otrzymały neurotoksynę N-(-2-chloroethyl)- N-ethyl-2-bromobenzylamine (DSP-4; 50 mg/kg sc x 2, 1-go i 3-go dnia). MATERIAŁ I METODY: W 8-10-tym tygodniu życia zwierzęta kontrolne i z lezją podzielono na dwie podgrupy, jedna otrzymała sól fi zjologiczną, druga inhibitor syntezy serotoniny (5-hydroksytryptaminy; 5-HT) - p-chlorofenyloalaninę (p-CPA). Następnie po podaniu ligandów receptora 5-HT1B (agonisty; CP 94253 4.0 mg/kg ip i/lub antagonisty; SB 216641 4.0 mg/kg ip) oceniono ilość spożywanej karmy. Dodatkowo zbadano również zawartość amin biogennych po podaniu ligandów receptora 5-HT1B oraz oceniono szybkość syntezy serotoniny w podwzgórzu. WYNIKI I WNIOSKI: CP 94253 stosowany zarówno u szczurów kontrolnych jak i DSP-4 zmniejszał ilość spożywanej karmy w porównaniu do odpowiednich grup kontrolnych (po podaniu soli fi zjologicznej). Podobne efekty zaobserwowano u zwierząt, które wcześniej otrzymały p-CPA. Nie stwierdzono zmian zawartości amin biogennych po podaniu DSP-4. Również CP 94253 oraz SB 216641 nie wpływały na stężenie amin biogennych i ich metabolitów w badanej strukturze mózgu. Po podaniu p-CPA (2 x 100 mg/kg ip) obserwowano spadek zawartości 5-HT oraz 5-HIAA w podwzgórzu u kontroli odpowiednio o 94.9% i 96.7%, natomiast w grupie DSP-4 o 92.5 % (5-HT) i 95.7 % (5-HIAA). Szybkość syntezy 5-HT nie różniła się pomiędzy kontrolą a grupą DSP-4, również CP 94253 4.0 mg/kg ip i/lub SB 216641 4.0 mg/kg ip pozostawały bez wpływu na badany parametr. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów stwierdzić należy, że w przeciwieństwie do naszych poprzednich badań, w których wykazaliśmy, że konsekwencją podania DSP-4 jest spadek zawartości NA w korze czołowej, hipokampie i prążkowiu, które wywołuje zjawisko desensytyzacji receptorów 5-HT1A i 5-HT1B (oceniane metodami behawioralnymi i biochemicznymi), w niniejszym doświadczeniu nie stwierdzono takich efektów. Powyższe przemawia za tym, iż zakończenia noradrenergiczne w podwzgórzu są znacznie bardziej oporne na neurotoksyczne działanie DSP-4 oraz, że dla rozwoju desensytyzacji receptorów 5-HT1B w określonej strukturze mózgu konieczny jest spadek zawartości NA w tej części mózgu. Innymi słowy głęboka dysfunkcja układu noradrenergicznego pod postacią zniszczenia zakończeń noradrenergicznych w korze czołowej, prążkowiu oraz hipokampie pozostaje bez wpływu na „status” receptorów 5-HT1B w podwzgórzu.

Refine search results

4 Annales Academiae Medicae Silesiensis

4 2009

4 Bałasz M.

3 Kőrössy E.

3 Nowak P.

3 Szkilnik R.

2 Adamus-Sitkiewicz B.

2 Adwent M.

2 Beśka M.

2 Bojanek K.

2 Muchacki R.

2 Nowak E.

1 Brus R.

1 Ferdyn-Drosik M.

1 Kasperski J.

1 Kniaś M.

1 Maksym B.

1 Świerszcz M.

Antinociceptive eff ects of morphine, nefopam, indomethacin and imipramine in rats with lesion of the central serotoninergic system

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

Impairment in pain perception in adult rats treated with N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine (DSP-4) as neonates

N-(-2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine (DSP-4) neonatal treatment, feeding behavior and 5-HT1B receptor reactivity in adult rats