Ontstekingsproces en agitatie geassocieerd met mephedrone gebruik

Brain

Expert Pharmacologist
Joined
Jul 6, 2021
Messages
240
Reaction score
270
Points
63
Abstract.
Het uitvoeren van een onderzoek naar de ontstekingsbevorderende effecten van mephedrone en het identificeren van de ethologische kenmerken ervan zijn een verplichte fase in het onderzoek naar 4-MMC, dat wordt beschouwd als een van de populairste psychoactieve stoffen in termen van recreatief gebruik. De toediening, het transport en de concentratie van mephedrone in de doelweefsels hangen niet alleen af van de toegediende dosis, maar ook van verschillende andere factoren - de distributie van de stof, de mate en snelheid van absorptie, de weg van metabolisme en uitscheiding. Tijdens het onderzoek is het belangrijk om te bepalen welk deel van de stof wordt verdeeld in de doelweefsels of biologische vloeistoffen waarmee het wordt getransporteerd, zodat kan worden achterhaald welk deel van de toegediende stof biotransformatie ondergaat en welk deel onveranderd in de systemische bloedsomloop terechtkomt. Ook is er in het stadium van preklinische testen, naast het bestuderen van de belangrijkste werkingsmechanismen, behoefte aan een uitgebreide fenotypische screening, die nodig is voor een diepgaand begrip van de farmacodynamiek en bijwerkingen van de stof. Een van de belangrijke aspecten van een dergelijke screening is het bestuderen van de psychoactieve eigenschappen van de stof.

Doelstellingen van de studie
1. Het bepalen van cognitieve motivatie- en gedragspatronen bij ratten die 4-methylmethkathinone toegediend kregen.
2. Het bestuderen van de endotheelfunctie door het uitvoeren van vasculaire farmacologische tests met behulp van NO-syntheseblokkade onder ultrasone controle van de bloedstroomsnelheid in de femorale slagader van de rat en laser Doppler flowmetrie monitoring van de algemene hemodynamiek en microcirculatiesnelheid in de mediale spier.
3. Het identificeren en evalueren van de ontstekingsbevorderende en immunoregulerende activiteiten van 4-methylmethkathinone met behulp van het formaline-geïnduceerde pootoedeemmodel en de NBT-test.

Materialen en methoden.
Het onderzoek werd uitgevoerd op 40 mannelijke Wistar ratten met een gewicht van 180-200 g. Er werden 4 groepen geïdentificeerd: 1) controlegroep (intacte ratten); 2) ratten die elke 48 uur mephedrone intraperitoneaal toegediend kregen in een dosis van 5 mg/kg opgelost in NaCl 0,9 oplossing (0,5 ml). 3) Ratten die om de 48 uur oraal (via een slangetje) mephedrone toegediend kregen in een dosis van 5 mg/kg opgelost in NaCl 0,9 oplossing (0,5 ml). 4) Ratten die elke 48 uur mephedrone intraperitoneaal toegediend kregen in een dosis van 5 mg/kg opgelost in NaCl 0,9 oplossing (0,5 ml) voorafgaand aan de toediening van formaline voor het formaline-geïnduceerde pootoedeem model.

Beschrijving en discussie van de studie.
Bepaling van cognitieve motivatie- en gedragspatronen bij ratten die 4-methylmethkathinone toegediend kregen. Om dit doel te bereiken, werden de volgende doelstellingen geformuleerd: beoordelen van de invloed van 4-methylmethkathinon op het niveau van arousal, angst en weerstand tegen stress bij ratten. Om de psychoemotionele toestand van de bestudeerde dieren te bepalen, gebruikten we een verbeterd Hall-testprotocol, waarbij een object in een gestandaardiseerde arena wordt geplaatst en activiteitsindicatoren worden geregistreerd met behulp van het software- en hardwarecomplex PANLAB Harvard Apparatus. Discrete gedragingen die werden geregistreerd met de software en hardware werden geselecteerd als evaluatie-eenheden.

De studie werd uitgevoerd op 30 ratten (respectievelijk groep 1, 2 en 3). Voor het experiment werden de dieren gehouden in een laboratoriumvivarium met 10 individuen in een kooi, met een ongewijzigd 12-uursregime, bij een kamertemperatuur van 22-24 °C en een luchtvochtigheid van 60%, op een standaarddieet. De experimenten werden uitgevoerd in de zomer. De verkregen resultaten werden gecontroleerd op de normaliteit van de verdeling met behulp van het Shapiro-Wilk-criterium en verwerkt met methoden uit de variationele statistiek met behulp van de Student's t-test en het computersoftwarepakket STATISTICA. De figuur toont schematisch de opzet van het experiment. Horizontale activiteit, verzorgingsreactie, zoekactiviteit, locomotorische activiteit, urineren en defecatie werden geregistreerd om het exploratiegedrag te beoordelen. Het experiment werd uitgevoerd in een verduisterde kamer, geïsoleerd van externe geluiden en zonlicht, in een periode van 10 tot 14 uur. Het open veld was een vierkant gebied van 150x150 cm groot met zijden van 30 cm hoog. De temperatuur in de kamer werd op 23 graden Celsius gehouden. Na elk dier werd het open veld ontsmet om de geur te neutraliseren. Voor het onderzoek van elke groep werd een dier nul in het open veld losgelaten.

Op dag 21 werden de ratten uit het experiment gehaald. Na verdoving van de ratten werd de rechter halsslagader geïsoleerd op een vast platform, de mediale dijspier werd blootgelegd en de linker femorale ader werd gekatheteriseerd. De multicomponentstudie van hemodynamische parameters werd onderzocht met behulp van gespecialiseerde provocatietests waarbij acetylcholine en natriumnitroprusside (NO) werden toegediend in de femorale katheter. De parameters (systolische bloeddruk, diastolische bloeddruk, hartslag) werden opgenomen met een TDS-sensor. De sensor werd over het middelste derde deel van de rechter femorale slagader geplaatst en de volgende indicatoren werden geregistreerd: maximale systolische (VS) en diastolische (VD) snelheid, gemiddelde (QAs) en volumetrische (QAM) bloedstroomsnelheid, pulsatie-index (PL, Gosling-index) en weerstandsindex (RI, Pourcelot-index). Om de snelheid van de bloedcellen in de vaten van het microcirculatiebed te meten, werd een naaldvormige sonde-sensor gebruikt die in het onderste derde deel van de mediale brede dijspier werd geplaatst. Vasoactieve stoffen (acetylcholine - 40 mcg/kg, natriumnitroprusside - 30 mcg/kg) werden achtereenvolgens met tussenpozen van 15 minuten geïnjecteerd via een katheter die in de linker femorale ader was ingebracht. Op deze manier was het mogelijk om parallel de hemodynamische en microcirculatieparameters te controleren in een systeem met drie niveaus (centrale circulatie - elastisch vasculair systeem - perifeer vasculair systeem). Statistische verwerking van de resultaten werd uitgevoerd met de STATISTICA 10 software. Vervolgens werd de coëfficiënt van endotheeldisfunctie (QED) berekend. De statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van Spearman's rank test, de betrouwbaarheidsberekening tussen de groepen werd uitgevoerd met behulp van de Student's parametrische t-test.

De gepresenteerde diagrammen laten zien dat de invloed van mephedrone op het gedrag van dieren overeenkomt met de belangrijkste effecten, die geassocieerd worden met het bekende werkingsmechanisme. Zo illustreert diagram 1 een significante toename in horizontale motorische activiteit in vergelijking met de controlegroep. Diagram 2 laat zien dat grooming handelingen significant verminderd zijn. Dit fenomeen wordt veroorzaakt door een afname van de motivationele invloed met betrekking tot de huidige behoefte. Diagram 3 laat duidelijk een toename zien in handelingen van ontlasting en urineren, wat een van de frequente effecten is van 4-mmc inname. Een toename in horizontale activiteit kan wijzen op anxiolytische, anxiogene, agitatie effecten of een toename in motorische activiteit zonder emotionele component (motorische arousal). Verzorgingsreacties kunnen ook dubbelzinnig geïnterpreteerd worden, aangezien de frequentie van verzorgingshandelingen zowel in een stressvolle als in een gunstige omgeving toeneemt. De uitingen van exploratieve activiteit, evenals de frequentie van urineren en defeceren, kunnen het meest eenduidig geïnterpreteerd worden. Met behulp van dit algoritme kan geconcludeerd worden dat het farmacodynamische effect met betrekking tot hogere zenuwactiviteit geïnterpreteerd kan worden als motorische arousal met een emotionele component.

De controlegroep vertoonde dezelfde soort reacties op de introductie van ACH en NO, die zich manifesteerden als een daling van de systolische, diastolische en gemiddelde bloeddruk, een afname van de lineaire snelheid van de microcirculatie, evenals de diastolische snelheid van de bloedbeweging in de liesslagader (hierna FA genoemd), (data-indicatoren - Vd, Vad); 2) een toename van de systolische snelheid van de bloedbeweging in FA (VS, Vas), de Purcello en Gosling indices. De parameters keerden binnen 2 minuten terug naar hun oorspronkelijke waarden.

Verdere statistische bewerking werd uitgevoerd bij het bepalen van een aantal waarden in de tijd voor elk monster, die werden uitgedrukt als percentage. Het Spearman-criterium, dat werd gebruikt voor de statistische analyse, gaf het beste het noodzakelijke verschil in statistisch belangrijke parameters weer. De grootste mate van correlatie (p<0,05) werd vastgesteld tussen de index van gemiddelde arteriële druk (hierna MAD genoemd), lineaire snelheid van microcirculatie, systolische snelheid en systolisch-diastolisch snelheidsverschil in de liesslagader. Andere sonografische parameters vertoonden een lage en minder betrouwbare correlatie met de dynamiek van de bloeddruk en de microcirculatiesnelheid. Onderzoek van oraal toegediend 4-mmc toonde een statistisch significante toename van de indicatoren van SAD, DAD en de coëfficiënt van endotheeldisfunctie (QED) in vergelijking met de controlegroep. De indicatoren van maximale systolische (VS) en maximale diastolische snelheid (VD) zijn significant verlaagd tijdens provocatietests bij ratten van groep 3, waarbij mephedrone oraal werd toegediend.

De effectiviteit van endotheelafhankelijke relaxatiefactoren die vrijkomen en geactiveerd worden door toediening van acetylcholine is kwantitatief en kwalitatief verminderd. Het NO-gemedieerde effect in reactie op de ACH-provocatietest neemt af door het negatieve effect van 4-mmc op de productie en expressie van zowel deze factor als de activiteit van guanylaatcyclase. De door ACH geïnduceerde endotheel-afhankelijke ontspanning van de microcirculatoire vaten, die gemedieerd wordt door muscarine-receptoren, wordt ook verstoord door de degeneratie van de receptoractiviteit en ook door een afname van de dichtheid van receptoren op het oppervlak van de endotheliocyten. Het mechanisme van de vermindering van de ACH-gemedieerde endotheelafhankelijke reactie in reactie op mephedronegebruik wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een significante toename van de vorming van vrije radicalen (zowel superoxide als hydroxyl) in de hypoxische toestand van de cel, die een wisselwerking aangaan met NO2 en NO3.

Er was een statistisch significante afname van de metabolische activiteit van neutrofielen met 38,4% (Me = 13,1 met een interkwartiel bereik van 10,3 tot 15,9 met een verschil van 5,3 bij p=0,002; z = 3,008) vergeleken met de indicatoren van de controlegroep. In het onderzoek naar de absorptiecapaciteit van fagocytose met de toevoeging van latex namen de indicatoren toe van 13,1 Me tot 16,5 Me, met een procentuele toename van 18,2% voor groep 3 (intraperitoneale toediening), maar het procentuele verschil ten opzichte van de controlegroep is 18,0%, wat een significant en statistisch betrouwbaar bewijs is van een immunosuppressieve werking. Er werd ook een statistisch significante afname van spontane fagocytose in Groep 3 gevonden met 25,3% (bij p>0,0001, z=2,84) in vergelijking met intacte dieren.
  1. Toen mephedrone werd toegediend aan proefdieren, werd een statistisch significante verandering in de geanalyseerde gedragingen geregistreerd. Dit feit duidt op de aanwezigheid van specifieke psychotrope activiteit van deze verbinding, geassocieerd met excessief verhoogde niveaus van opwinding en angst, echter met verminderde weerstand tegen stress. De studieresultaten in dit stadium breidden dus de informatie over het profiel van de werking van de verbinding uit. De waargenomen psychotrope effecten van 4-mmc verdiepen het begrip van de farmacologische activiteit en zouden het onderwerp moeten zijn van verdere studie.
  2. Aanhoudend verhoogde bloeddrukparameters in de begintoestand van ratten uit groep 3 (mephedrone), evenals hun relatieve indicatoren na provocatietests, worden veroorzaakt door een verstoring van niet alleen de expressie van NO (een van de belangrijkste vaatverwijdende factoren die de werking van microcirculatoire vaten reguleert), maar ook van prostacyclines en endotheliale hyperpolarisatiefactoren (EDHF). De onderzoeksresultaten in dit stadium bevestigden de theoretische veronderstelling over het buitensporige negatieve effect van mephedrone op zowel het endotheel van de microcirculatoire vaten als op de levensvatbaarheid van het cardiovasculaire systeem als geheel. De verkregen gegevens kunnen gebruikt worden bij het plannen van preklinische studies om het spectrum van complicaties geassocieerd met het gebruik van 4-mmc uit te breiden en om een algoritme van klinische aanbevelingen op te stellen voor farmacologische correctie van deze gecompliceerde aandoeningen.
  3. Rekening houdend met het feit dat mephedrone waarschijnlijk de doorlaatbaarheid van de celwand en de transportfunctie van eiwitten vermindert, zowel de passieve als de gefaciliteerde diffusie en het actieve transport beïnvloedt, cognitieve patronen op een bepaalde manier beïnvloedt (inclusief vertraagde verschijnselen) en ook het vermogen heeft om de stollingscomponent van de hemostase positief te beïnvloeden (hypercoagulatie), kan worden aangenomen dat COX-2 activiteit overheerst als het belangrijkste enzym dat een rol speelt bij de inductie van de alternatieve fase van ontsteking. Het gebruik van selectieve COX-2 remmers voor de behandeling van ontstekingsziekten bij patiënten die 4-mmc gebruiken, verdient dus de voorkeur en is gerechtvaardigd. Voor een precieze definitie van een farmacologische behandeling gericht op het verlichten van de ontstekingsprocessen die gepaard gaan met het gebruik van 4-mmc, zijn echter aanvullende preklinische onderzoeken nodig.
  4. De resultaten in de derde fase van het onderzoek toonden een afname aan van de metabolische en absorptieactiviteit van neutrofielen bij ratten uit groep 3 (intraperitoneale toediening van 4-mmc) in vergelijking met de indicatoren van dieren uit de controlegroep. Dit definieert mephedrone als een stof met een immunosuppressieve werking. Deze conclusie vormt de basis voor verdere studies naar pathogenetisch corrigerende immunotherapie.


 
Last edited by a moderator:
Top