Prof. Dr. Feyza Arıcıoğlu 27.Mayıs.2005 Mersin

Transkript

1 Prof. Dr. Feyza Arıcıoğlu 27.Mayıs.25 Mersin SANTRAL SİNİR SİSTEMİ -NİTRİK OKSİT 1

2 Santral NO Nörotoksisitede Alzheimer hastalığı, Huntington hastalığı ve Serebral iskemi Kronik alkol Serebral inme sonrası gözlenen santral hasar (Hoffmann, 1991,Lancaster, 1992,Nowicki ve diğ., 1991; Eliasson ve diğ., 1992) Santral NO Epileptik aktivite, nosisepsiyon, öğrenme ve bellek, anksiyete, depresyon, stres, yeme ve içme davranışı, seksüel davranış, (Arıcıoğlu ve diğer 23,Moore ve diğ., 1993,Yamada ve diğ., 1995,Quock ve Nguyen, 1992) 2

3 Santral NO nöroendokrin fonksiyonlar, Nörotransmitter salınımının modülasyonu, kan-beyin bariyerinin devamlılığı, kardiyak ritm, uyku-uyanıklık siklusunun düzenlenmesinde Morley ve Flood, 1991; Calapai ve diğ., 1992,Yamada ve diğ., 1995; Uzbay ve Kayır, 23) NİTRİK OKSİT SENTAZIN ENDOJEN İNHİBİTÖRÜ 3

4 NO Biyosentezi L-arginin (NO prekürsörü) O 2, Ca 2+ / CaM NOS* Arginin-OH Ca 2+ CaM O 2 NADPH * Nitrik oksid sentaz nnos, enos ve inos Citrulline + NO Bredt ve Snyder, Neuron, 1992 NH 2 COOH NH C NH 2 NH Ornithine ODC Arginase Arginine Arginine Decarboxylase CO 2 NH 2 Agmatinase NH Agmatine C NOS NH 2 NH NO Citrulline Diamine Oxidase Putrescine G-butanoic acid Polyamines 4

5 AGMATİN VE NO inos, enos ve nnos u kompetitif inhibe ettiği gösterilmiştir. nnos K i : 66 µm inos K i : 22 µm enos K i : 7,5 µm Yapısal olarak benzeyen poliaminler ise NOS u inhibe etmemiştir. DEPOLANMA Nöronal Asroglial Bölge spesifik Sinaptik, veziküler, mitokondrial Ko-transmitter glutamat, peptidler 5

6 Orta beyin ve beyin sapında Agmatin Immunoreaktif Nöronlar Hipotalamusun SON ve PVN bölgesinde Agmatin Immunoreaktif Nöronlar 6

7 Doku Agmatin ( ng/g wt) Mide 71, Aorta 57,41 İnce barsak 55,35 Kalın barsak 27,86 Dalak 17,38 Akciğer 1,23 Adrenal 6,97 Böbrek 6,45 Kalp 6,3 Karaciğer 5,63 İskelet kası 5,3 Beyin 2,4 Testis 2,4 Plazma,45 Beyinde NOS aktivitesi gösterilmiş bölgeler Serebellum (en yüksek) Hippokampus Striatum Kortex Hipotalamus Orta beyin Medulla (en düşük) Forsterman ve diğ., Biochem Biophys Res Commun, 199 7

8 Sıçan beyninde Agmatin Beyin bölgeleri Pons/Medulla Frontal Cortex Midbrain Hypothalamus Hippocampus Cerebellum Agmatin (ng/g) 627 ± ± ± ± ± ± 45 YENİ BİR NÖROTRANSMİTTER Mİ? ADC enzimi ile sentezlenir, Nöronlarda depolanır, Kalsiyum bağımlı olarak depolarizasyonla salınır, Re-uptake ve agmatinaz ile inaktive edilir. 8

9 LOKOMOTOR AKTİVİTE L-NAME ve L-arginin lokomotor aktivite üzerine tek başına etkisiz 1 L o c o m o t o r A c t i v i t y ( C o u n t s / 3 m i n ) S a l i n e L-Arg. 1 g/kg L - N A M E ( m g / k g ) 9

10 Farelerde L-NAME nikotine gelişen lokomotor duyarlılaşmayı bloke eder 16 S a l i n e N i c o t i n e. 5 m g / k g N i c o t i n e 1 m g / k g N i c o t i n e 2 m g / k g 14 S a l i n e + Ni c. 1 mg / k g L - NA ME 1 5 mg / k g + Ni c. 1 mg / k g L - NA ME 3 mg / k g + Ni c. 1 mg / k g L - NA ME 6 mg / k g + Ni c. 1 mg / k g L o c o m o t o r A c t i v i t y ( C o u n t s / 3 m i n ) L o c o m o t o r A c t i v i t y ( C o u n t s / 3 m i n ) S e s s i o n s S e s s i o n s Etki L-arjinin ile geri döner 16 L o c o m o t o r A c t i v i t y ( C o u n t s / 3 m i n ) S e s s i o n s S a l i n e + S a l i n e + N i c. 1 m g / k g S a l i n e + L - N A M E 3 m g / k g + N i c. 1 m g / k g L - A r g 1 g / k g + L - N A M E 3 m g / k g + N i c. 1 m g / k g L - A r g 1 g / k g + S a l i n e + N i c. 1 m g / k g 1

11 NOS inhibisyonu kokainin lokomotor stimulan etkilerine duyarlılığı zayıflatır (Pudiak ve Bozarth, 1993) Kafein ile indüklenen hiperaktiviteyi L-NAME bloke eder L-NAME in bu etkisi NO prekürsörü olan L-arginin tarafından geri çevrilir. Kayır ve Uzbay, Psychopharmacology, 24 11

12 NOS inhibitörleri sıçanlarda mekamilamin ile presipite edilmiş yoksunluk sendromunu baskılar nikotin prekürsör L-arginin ön uygulaması ile geri döner (Malin ve diğ., 1998) Akut ve kronik nikotin çeşitli beyin bölgelerinde nitrit/nitrat düzeylerinde artış NOS inhibitörleri ile bloke edilir Pöğün ve diğ. (2) 12

13 ALKOL BAĞIMLILIĞI NOS inhibitörleri Alkol yoksunluk sendromunu hafifletir Genetik olarak alkol tercih eden sıçanlardaki alkol alımını azaltır Alkol ile pekiştirilmiş yanıtları (etanol reinforced responding) bloke eder NO prekürsörü L-arginin bu etkileri önlerken, NO donörleri (ISDN, molsidomin vb.) yukarıdaki etkileri potansiyalize eder 13

14 MORFİN BAĞIMLILIĞI NOS un inhibisyonu L-NAME, L-NNA, L-NMMA, L-NIO, 7-NI, Agmatin sıçanlarda morfine tolerans gelişimini önler. 14

15 Endojen NOS inhibitörü In vitro morfin bağımlılığını baskılar mı? MORFİN BAĞIMLILIĞI IN VITRO: İzole kobay ileumu Morfin (1X 1-6 M ) içeren tirod çözeltisi 4 saat nalokson (1X 1-6 M ) 15

16 IN VITRO MORFİN BAĞIMLILIĞI NL IN VITRO MORFİN BAĞIMLILIĞI A1-5 NL NL 16

17 Agmatin naloksonla oluşan kontraktil yanıtı doza bağımlı olarak inhibe eder (1 x M, 44%; 1 x M, 8%; 1 x M, 95%) 12 1 % Contraction * * * NL A 1-7 A 1-5 A 1-6 Endojen NOS inhibitörü In vivo morfin bağımlılığını baskılar mı? 17

18 MORFİN BAĞIMLILIĞI IN VITRO: Morfin pelet implantasyonu (herbiri 75 mg baz morfin) 72 saat 2 mg/kg nalokson inj. ile presipite yoksunluk Morfin yoksunluk sendromunun santral ve periferik semptomları jumping (count/15 min) wet dog shakes (count/15 min) CONTROL AGM 2 AGM 3 AGM 4 18

19 writhing (count/15 min) 2 1,5 1,5 CONTROL AGM 2 AGM 3 AGM 4 defecation (count/15 min) t.chattering ( score/15 min ) ptosis ( score/15 min ) CONTROL AGM 2 AGM 3 AGM 4 CONTROL AGM 2 AGM 3 AGM 4 19

20 KRONİK? Kronik AGM: AGM (2 mg/kg, günde iki kez) morfin implantasyonundan hemen sonra Deney günü AGM injeksiyonu yapılmadı Morfinle beraber kronik agmatin tedavisi 4 35 Global withdrawal score Placebo+Agm Morphine Morphine+Agm * 2

21 MORFİN BAĞIMLILIĞI SIRASINDA AGMATİN SENTEZİ DEĞİŞİYOR MU? Agmatin Doku Kontrol Morphine Morphine + Naloxone Beyin 1.5 ± ±.94* 4.3 ±.9** Karaciğer 6.5 ± ±.76* 1.9 ±.51** Böbrek 7.9 ± ± ±.75 Aorta 46 ± 7 24 ± 3.7* 15 ± 2.6** Testis 1.9 ± ± ±.4 Kalp 5.4 ± ± ±.65 İnce barsak 41.6 ± ± 2.9* 21 ± 3.2** Kalın barsak 27 ± ± 2.4* 7.9 ± 1.3** Plasma 1.5 ± ±.87* 5.7 ±.96** 21

22 ADC Doku Kontrol Morphine Morphine + Naloxone Beyin 5.1 ± ±.12* 2.1 ±.9** Karaciğer 9.2 ± ±.16* 2.9 ±.1** Böbrek 9.4 ± ± ±.17 Aorta.78 ±.7.44 ±.4*.28 ±.3** Testis.9 ±.7.8 ±.6.68 ±.6 Kalp.59 ±.5.63 ±.4.5 ±.4 İnce barsak.43 ±.4.34 ±.2.18 ±.2** Kalın barsak.32 ±.4.15 ±.2*.9 ±.1** Pelet implantasyonundan 24 saat sonra ADC aktivitesi ADC activity (nmol/hr/mg protein) Control Morphine dep. Hypothalamus VTA LC NA SN Frontal cortex Hippocampus Medulla Cerebellum 22

23 Pelet implantasyonundan 72 saat sonra ADC aktivitesi Control Morphine dep. ADC activity (nmol/h/mg protein) Hypothalamus LC NA Frontal cortex Hippocampus NOS OLMASAYDI AGMATİNİN ETKİSİ DEĞİŞİRMİYDİ? 23

24 nnos -/- fareler morfin bağımlı olabilir mi? Akut ve kronik agmatin uygulaması nnos -/- farelerde yoksunluk sendromunu nasıl etkiler? nnos -/- farelerde morfin bağımlılığı 3 PTOSIS JUMPING 2 1 wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko CHEWING TREMOR 4 2 wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko 24

25 DEFECATION * # * # wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko URINATION wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko 1,5 1,5 * * DIARRHOEA * # # * wt ko A-wt A-ko C-wt C-ko # MORFİN BAĞIMLILIĞI SIRASINDA AGMATİN İKİNCİ HABERCİ SİSTEMLERİ DEĞİŞTİRİYOR MU? 25

26 Agmatin sıçan beyninde morfine bağlı adenilat siklaz süperaktivasyonunu bloke eder 14 Control Morphine Morphine+agmatine * camp (pmol/mg protein) ** 2 Basal Norepinephrine Naloxone Kronik morfin uygulanmasından sonra Agmatinin TH indüksiyonuna etkisi FC LC Striatum C M M+A C M M+A C M M+A 26

27 Ödüllendirme Dopaminerjik mesocortico-limbi limbik yolak Ventral tegmental area (VTA) Nucleus accumbens (NAcc) VTA mpfc NAcc -Kortikal projeksiyon VTA ve NAcc -VTA nın aktivitesi Kolinerjik, GABAerjik kontrol Çalışma Arkadaşlarım Dr. Donald J. Reis (1931-2) Dr. Soundar Regunathan Dr Abiya Iyo Dr. Ian Paul Prof. Dr. Süleyman Özyalçın Prof.Dr.. Tayfun Uzbay Arş.Gör. Eylem Körceğez Arş.Gör. Hale Altunbaş 27

28 UYAN, KONUŞMA BİTTİ 28