Publication: Morfin bağımlılığı ve yoksunluğu sırasında nükleus Akümbens’de nitrik oksitin rolü
Abstract
MORFİN BAĞIMLILIĞI VE YOKSUNLUĞU SIRASINDA NÜKLEUS AKÜMBENS'DE NİTRİK OKSİTİN ROLÜ Adı ve Soyadı: Hasan Raci YANANLI Danışman adı: Prof.Dr. Kemal Berkman Program: Doktora Tıp Fakültesi Farmakoloji Ab.D
Bu çalışmada, morfin bağımlılığında yada yoksunluğunda beyinde önemli rolü olduğu kabul edilen nükleus akümbensin çekirdek (NAcc) bölgesi seçilerek morfin yoksunluğu sırasında nitrik oksit (NO) oluşumundaki olası değişikliklerin izlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla klasik non-selektif NOS inhibitörü L-NAME ile endojen nitrik oksit sentaz (NOS) inhibitörü olduğu kabul edilen agmatinin etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Ayrıca eşzamanlı olarak hayvanların davranış değişikliklerine bakılarak her iki NOS inhibitörünün morfin yoksunluk belirtileri üzerine etkisi karşılaştırılmıştır. Çalışmada Sprague-Dawley sıçanlar kullanıldı. Morfin (75 mg/ kg baz morfin) veya dolgu maddesi içeren üç adet pellet sıçanların cilt altına 1. gün bir, 3. gün iki tane olmak üzere implante edildi. Deneyin 4. gününde hayvanların, NAcc bölgesine stereotaksik cerrahi ile mikrodiyaliz probu yerleştirildi. Stereotaksik müdahaleden bir gün sonra, 20 dakikalık aralıklarla, bazal mikrodiyaliz örnekleri toplanmaya başlandı. Bazal örnekler toplandıktan sonra intraperitoneal yolla fizyolojik tuzlu su (FTS), L-NAME (100 mg/ kg) ya da agmatin (40 mg/ kg) uygulandı. Bu uygulamadan 40 dakika sonra sıçanlara yine intraperitoneal yolla nalokson (2 mg/ kg) enjeksiyonu yapıldı. Nalokson enjeksiyonunu takiben mikrodiyaliz örnekleri toplanmaya devam edildi ve eş zamanlı yoksunluk belirtileri gözlenerek kaydedildi. Toplanan mikrodiyaliz örneklerindeki L-sitrülin konsantrasyonu fluoresan dedektör kullanarak High Performance Liquid Chromatography (HPLC) aracılığı ile ölçüldü. Fizyolojik tuzlu su, sıçrama, ıslak köpek silkinmesi (wet dog shake WDS) ve pitoz gibi morfin yoksunluk belirtileri üzerinde bir etki oluşturmadı. L-NAME, sıçrama (p< 0,01) ve defekasyon sayısını (p< 0,05) azalttı. Agmatin uygulaması ise sıçrama (p< 0,01), ıslak köpek silkinmesi (p< 0,001), karın germe (p< 0,001) ve defekasyon sayısını (p< 0,001) baskıladı. FTS uygulaması yapılan morfin bağımlısı sıçanların NAcc'den toplanan mikrodiyaliz örneklerinde L-sitrülin düzeyinin, morfin yoksunluğunun nalokson ile indüklenmesini takiben ilk 20 dakika içinde bazal düzeylere göre arttığı (p< 0,01), L-NAME ve agmatin ön uygulamaları bu artışı ortadan kaldırdığı izlenmiştir. Bu sonuçlar bize NAcc deki NO sentezinin morfin bağımlılığı ve yoksunluğunda önemli bir rolü olduğunu fakat NO dışında farklı mekanizmaların da rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Agmatinin L-NAME'e oranla morfin yoksunluk belirtilerini daha fazla baskılaması morfin bağımlılığı ve yoksunluğunda NAcc'deki NO sentezini inhibe etmek dışında, farklı mekanizmaların da rolü olabileceğini düşündürmektedir. The Role of NO within Nucleus Accumbens in Morphine Dependence and Abstinence In this study, we aimed to determine the possible role of nitric oxide (NO) production in the nucleus accumbens core (NAcc) region, which has an important role in morphine withdrawal syndrome. For this purpose, the effects of L-NAME (a nitric oxide synthase inhibitor) and agmatine (an endogenous polyamine metabolite formed by decarboxylation of L-arginine) on NO production in NAcc of morphine dependent rats (MDR) were examined by using in vivo microdialysis method. The behavioral changes were also evaluated simultaneously in order to evaluate the effect of these two nitric oxide syntase (NOS) inhibitors on morphine withdrawal syndrome in rats. Three morphine pellets were implanted on succesive days, namely one on the first and two on the third day, each containing 75 mg of base morphine, and the animals in control group were implanted with empty pellets. On the fourth day, stereotaxic surgery was performed to implant a concentric microdialysis probe into the NAcc of each rat. Twenty-four hours after stereotaxic surgery basal microdialysis samples were collected at 20 min intervals. After the collection of three basal samples, the rats were treated either with intraperitoneal saline or L-NAME (100 mg/ kg) or agmatin (40 mg/ kg). Forty minutes later, the rats were injected with naloxone (2 mg/ kg) to elicit the signs of abstinence syndrome. The microdialysis samples were collected continuously during all these procedures. L-citrulline concentrations in the microdialysis samples were analyzed using HPLC with fluorescent detection. The change in L-citrulline levels was used as an indirect measure of NO production. Saline treatment did not cause any statistically significant change in the behavioral signs of morphine withdrawal syndrome, but L-NAME decreased significantly the number of jumping (p<0,01) and frequency of defecation (p<0,05). Agmatine treatment suppressed all signs of abstinence (jumping; p<0,01, ptosis; p<0,01, frequency of defecation; p<0,001, wet dog shakes; p<0,001). The L-citrulline levels increased significantly in the first twenty minutes of naloxone induced morphine withdrawal period (p< 0,01), in saline treated MDR. This increase was diminished by L-NAME and agmatine treatment in MDR These results may reveal that agmatine exerts its favorable effects during abstinence through some other mechanisms rather than its NO synthase inhibition effect.
Bu çalışmada, morfin bağımlılığında yada yoksunluğunda beyinde önemli rolü olduğu kabul edilen nükleus akümbensin çekirdek (NAcc) bölgesi seçilerek morfin yoksunluğu sırasında nitrik oksit (NO) oluşumundaki olası değişikliklerin izlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla klasik non-selektif NOS inhibitörü L-NAME ile endojen nitrik oksit sentaz (NOS) inhibitörü olduğu kabul edilen agmatinin etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Ayrıca eşzamanlı olarak hayvanların davranış değişikliklerine bakılarak her iki NOS inhibitörünün morfin yoksunluk belirtileri üzerine etkisi karşılaştırılmıştır. Çalışmada Sprague-Dawley sıçanlar kullanıldı. Morfin (75 mg/ kg baz morfin) veya dolgu maddesi içeren üç adet pellet sıçanların cilt altına 1. gün bir, 3. gün iki tane olmak üzere implante edildi. Deneyin 4. gününde hayvanların, NAcc bölgesine stereotaksik cerrahi ile mikrodiyaliz probu yerleştirildi. Stereotaksik müdahaleden bir gün sonra, 20 dakikalık aralıklarla, bazal mikrodiyaliz örnekleri toplanmaya başlandı. Bazal örnekler toplandıktan sonra intraperitoneal yolla fizyolojik tuzlu su (FTS), L-NAME (100 mg/ kg) ya da agmatin (40 mg/ kg) uygulandı. Bu uygulamadan 40 dakika sonra sıçanlara yine intraperitoneal yolla nalokson (2 mg/ kg) enjeksiyonu yapıldı. Nalokson enjeksiyonunu takiben mikrodiyaliz örnekleri toplanmaya devam edildi ve eş zamanlı yoksunluk belirtileri gözlenerek kaydedildi. Toplanan mikrodiyaliz örneklerindeki L-sitrülin konsantrasyonu fluoresan dedektör kullanarak High Performance Liquid Chromatography (HPLC) aracılığı ile ölçüldü. Fizyolojik tuzlu su, sıçrama, ıslak köpek silkinmesi (wet dog shake WDS) ve pitoz gibi morfin yoksunluk belirtileri üzerinde bir etki oluşturmadı. L-NAME, sıçrama (p< 0,01) ve defekasyon sayısını (p< 0,05) azalttı. Agmatin uygulaması ise sıçrama (p< 0,01), ıslak köpek silkinmesi (p< 0,001), karın germe (p< 0,001) ve defekasyon sayısını (p< 0,001) baskıladı. FTS uygulaması yapılan morfin bağımlısı sıçanların NAcc'den toplanan mikrodiyaliz örneklerinde L-sitrülin düzeyinin, morfin yoksunluğunun nalokson ile indüklenmesini takiben ilk 20 dakika içinde bazal düzeylere göre arttığı (p< 0,01), L-NAME ve agmatin ön uygulamaları bu artışı ortadan kaldırdığı izlenmiştir. Bu sonuçlar bize NAcc deki NO sentezinin morfin bağımlılığı ve yoksunluğunda önemli bir rolü olduğunu fakat NO dışında farklı mekanizmaların da rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Agmatinin L-NAME'e oranla morfin yoksunluk belirtilerini daha fazla baskılaması morfin bağımlılığı ve yoksunluğunda NAcc'deki NO sentezini inhibe etmek dışında, farklı mekanizmaların da rolü olabileceğini düşündürmektedir. The Role of NO within Nucleus Accumbens in Morphine Dependence and Abstinence In this study, we aimed to determine the possible role of nitric oxide (NO) production in the nucleus accumbens core (NAcc) region, which has an important role in morphine withdrawal syndrome. For this purpose, the effects of L-NAME (a nitric oxide synthase inhibitor) and agmatine (an endogenous polyamine metabolite formed by decarboxylation of L-arginine) on NO production in NAcc of morphine dependent rats (MDR) were examined by using in vivo microdialysis method. The behavioral changes were also evaluated simultaneously in order to evaluate the effect of these two nitric oxide syntase (NOS) inhibitors on morphine withdrawal syndrome in rats. Three morphine pellets were implanted on succesive days, namely one on the first and two on the third day, each containing 75 mg of base morphine, and the animals in control group were implanted with empty pellets. On the fourth day, stereotaxic surgery was performed to implant a concentric microdialysis probe into the NAcc of each rat. Twenty-four hours after stereotaxic surgery basal microdialysis samples were collected at 20 min intervals. After the collection of three basal samples, the rats were treated either with intraperitoneal saline or L-NAME (100 mg/ kg) or agmatin (40 mg/ kg). Forty minutes later, the rats were injected with naloxone (2 mg/ kg) to elicit the signs of abstinence syndrome. The microdialysis samples were collected continuously during all these procedures. L-citrulline concentrations in the microdialysis samples were analyzed using HPLC with fluorescent detection. The change in L-citrulline levels was used as an indirect measure of NO production. Saline treatment did not cause any statistically significant change in the behavioral signs of morphine withdrawal syndrome, but L-NAME decreased significantly the number of jumping (p<0,01) and frequency of defecation (p<0,05). Agmatine treatment suppressed all signs of abstinence (jumping; p<0,01, ptosis; p<0,01, frequency of defecation; p<0,001, wet dog shakes; p<0,001). The L-citrulline levels increased significantly in the first twenty minutes of naloxone induced morphine withdrawal period (p< 0,01), in saline treated MDR. This increase was diminished by L-NAME and agmatine treatment in MDR These results may reveal that agmatine exerts its favorable effects during abstinence through some other mechanisms rather than its NO synthase inhibition effect.