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Estudio del funcionalismo dopaminérgico en el cerebro de rata tras la administración de fármacos antagonistas de canales de calcio

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Universitat de Barcelona. Departament de Ciències Fisiològiques Humanes i de la Nutrició

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[spa] 1) INTRODUCCION: A lo largo de la última década se ha caracterizado un grupo de compuestos farmacológicos que comparten la propiedad biológica de disminuir la entrada de iones de calcio en varios tipos de células. Estas drogas han sido usadas extensamente en el tratamiento de desórdenes cardiovasculares y neurológicos.En los últimos años han aparecido trabajos basados en observaciones clínicas y datos experimentales que tratan de la existencia de una posible interferencia entre ciertos antagonistas de canales de calcio y la transmisión dopaminérgica.A pesar de varias inconsistencias, los datos revisados sugieren que los antagonistas de canales de calcio (AC) reducen la transmisión dopaminérgica. Sin embargo, ya que estos fármacos son un grupo muy heterogéneo de compuestos con estructuras moleculares diversas, la cuestión planteada es si los diversos efectos descritos son consecuencia de la inhibición del flujo transmembrana de calcio a través del canal de calcio o si algunos de ellos interfieren con la transmisión dopaminérgica por un mecanismo independiente del de la interacción con el transporte de calcio.Para intentar contestar a esta cuestión, se ha estudiado el posible efecto de la administración oral aguda y crónica de antagonistas de canales de calcio en el funcionalismo dopaminérgico en el cerebro de rata. Para ello se han estudiado los niveles de dopamina y sus metabolitos en muestras de tejido estriatal y límbico así como en líquido extracelular estriatal. 2) MATERIALES Y METÓDOS: Técnicas utilizadas: Obtención de muestras a partir de tejido cerebral y de diálisis intracerebral. El análisis de los niveles de dopamina y sus metabolitos se realizó mediante cromatografía liquida de alta eficacia con detección electroquímica. La actividad del enzima tirosina hidroxilasa se observó midiendo la velocidad de síntesis de la dopamina tras la administración de un inhibidor del enzima L-aminoácido decarboxilasa. Animales: Se utilizaron ratas macho Sprague-Dawley de un peso entre 190 y 220 gr. Se mantuvieron en un ciclo estándar de luz y oscuridad y se les permitió acceso libre a comida y agua. Anestesia: En los experimentos de estandarización de la técnica de diálisis se utilizó el tiopental® (42mg/Kg/ip). En el resto de los experimentos, hidrato de cloral (440mg/Kg/ip). Implantación estereotáxica: Las ratas anestesiadas se colocaron en un aparato David Kopf 1404. Se introdujo una fibra de diálisis en un estriado y se permitió la recuperación de la anestesia. Procedimiento de diálisis intracerebral: En los experimentos de estandarización del método se dejó pasar, al menos, un tiempo de 24 h entre la implantación quirúrgica y la diálisis. Luego los animales fueron conectados a una bomba Harvard y dializados con una solución de Ringer. En el resto de los experimentos los animales fueron conectados a una bomba CMA/100 a las 48 h de la intervención y perfundidos con liquido cefalorraquídeo artificial. Tratamientos: Se administraron AC (flunaricina, cinaricina, verapamil, nicardipina y nifedipina) por vía oral. En una primera etapa se utilizaron dosis elevadas en una única o en repetidas administraciones (10 días). Se midieron los niveles de dopamina (DA) y sus metabolitos en tejido estriatal y límbico así como la actividad estriatal del enzima tirosina hidroxilasa. En una segunda etapa las dosis fueron menores y se añadió el haloperidol con el fin de comparar efectos. La administración fue única o repetida (l8 días). En un grupo de animales se midieron los niveles de DA y sus metabolitos en tejido estriatal y límbico y en otro, en el liquido extracelular estriatal. En este grupo se observó, además, la respuesta a la despolarización con potasio y al estimulo agudo con haloperidol después del tratamiento crónico con todos los fármacos en estudio.3) RESULTADOS Y CONCLUSIONESEl método de diálisis intracerebral es adecuado para el estudio de los cambios en la DA y sus metabolitos en el espacio cxtracelular siempre que se utilice pasadas las 24 h de la implantación y antes de los 4 días de la misma. Permite estudiar la actividad de las terminales dopaminérgicas en su propio medio así como su comportamiento en el tiempo tras la administración de diversos fármacos.Los AC que poseen un radical fenilalquilamina en su molécula presentan un mecanismo de acción similar al de los neurolépticos.El aumento en los niveles extracelulares de DA o sus metabolitos tras la administración crónica de varios de los fármacos empleados, que en algunos de los casos resulta potenciado por la despolarización, sugiere una dificultad en el mecanismo de recaptación de DA causada por los AC. El bloqueo de los canales de calcio de tipo L por el tratamiento crónico con los AC no disminuye la respuesta a la despolarización con potasio lo que apoya la idea de que este tipo de canales no participa en la entrada de calcio necesaria para la liberación de DA. El estimulo sobreañadido de haloperidol a una administración repetida de los diversos fármacos da lugar a una respuesta menor que la producida por una única dosis del mismo, lo que indica una disminución del encendido de las neuronas dopaminérgicas provocada por el tratamiento crónico con haloperidol o con AC.Por todo lo anterior se puede concluir que el tratamiento con fármacos antagonistas de los canales de calcio produce una afectación en el funcionalismo dopaminérgico.

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[eng] Calcium antagonists (CA) are widely prescribed for cardiovascular and neurological disorders, but clinical and experimental observations suggest the possibility of a significant interference of CA with dopaminergic transmission. In line with this we have investigated the role of single and repeated oral administration of several CA (flunarizine, cinnarizine, verapamil, nifedipine and nicardipine) in dopaminergic functionalism in rat brain. The first part of the study consisted of establishing the standard conditions of intracerebral dialysis in rats awake and moving freely. Afterwards, animals were allocated to one of two experimental groups. In group 1 high doses of CA were used. After a single or repeated administration (10 days), levels of dopamine (DA) and metabolites were measured in striatal and limbic tissue. In group 2, smaller doses were administered and haloperidol was also added in order to compare effects. After a single or repeated (18 days) administration of CA or haloperidol, a group of animals were killed by decapitation and levels of DA and metabolites were measured in striatal and limbic tissue. Another group was dialysed and levels of DA and metabolites were measured in striatal extracellular fluid. We also studied the effect of depolarization as well as the effect produced by an acute challenge with haloperidol on extracellular levels of DA and metabolites after a chronic treatment with CA or haloperidol. The results indicate that the CA with a phenylalkylamine moiety has a neuroleptic-like mechanism of action. The increase in extracellular levels of DA and metabolites after the chronic administration of several of the drugs used, which in some cases is potentiated by depolarization, suggests a difficulty in DA reuptake due to CA. The inhibition of L channels owing to chronic treatment with CA does not decrease the response to depolarization so channels of this type do not participate in the entry of calcium ions necessary for DA liberation. The acute challenge of haloperidol after a chronic administration of CA or haloperidol produces a lower response than that produced by a single dose, indicating a decrease in firing of dopaminergic neurons. In conclusion, treatment with CA affects the dopaminergic functionalism in rat brain.

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Tesis Doctorals - Departament - Ciències Fisiològiques Humanes i de la Nutrició

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Estudio del funcionalismo dopaminérgico en el cerebro de rata tras la administración de fármacos antagonistas de canales de calcio