İzole sıçan anokoksigeus kasında serotonin ile oluşan kasılma ve gevşemelerin mekanizması
Mechanism of serotonin-induced contraction and relaxation in the rat anococcygeus muscle
Yazar: SELDA EMRE AYDINGÖZ
Danışman: PROF. DR. MERAL TUNCER
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2000
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Emre-Aydingöz S., İzole sıçan anokoksigeus kasında serotonin ile oluşan kasılma ve gevşemelerin mekanizması, Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi, Farmakoloji Tezi, Ankara, 2000. 5-HT'nin sıçan anokoksigeus kasındaki etkileri ve bu etkilere aracılık eden mekanizmalar incelendi. Bu amaça 5-HT, 5-MeOT, 5-KAT, sumatriptan ve metoklopramid istirahat halindeki ve FE (10-6 M) ile önkasılma oluşturulmuş izole preparatlara kümülatif olarak (10-8--5x10-4 M) in vitro organ banyosu deneylerinde uygulandı. 5-HT istirahat halindeki preparatlarda konsantrasyona bağımlı kasılma cevapları oluştururken (maksimum kasılma 5.7+/-0.4 g ve pD2=5.0+/-0.1, n=9), 5-MeOT, 5-KAT, sumatriptan ve metoklopramid herhangi bir etki göstermedi. Prazosin (3x10-10--3x10-9 M), fentolamin (10-9--3x10-9 M) ve ketanserin (10-8--10-7 M) varlığında 5-HT konsantrasyon-cevap eğrisi anlamlı bir şekilde sağa kaydı (pKa değerleri sırasıyla 9.0+/-0.2, 8.5+/-0.5 ve 8.6+/-0.1'dir, n=6). Guanetidin (10-5 M) ve fluvoksamin (10-6 M) 5-HT konsantrasyon-cevap eğrisini sağa kaydırırken maksimum etkide de önemli bir düşüşe neden oldu. Prazosin (10-9 M) veya ketanserin (10-7 M)'in 5-HT kasılmaları üzerindeki inhibitör etkisi, guanetidin ile kombine edildiğinde potansiyalize oldu. Ritanserin (10-7 M), metizerjid (10-6 M) ICS205930 (10-5 M) ve GR 55562 (10-5 M) konsantrasyona bağımlı 5-HT kasılmalarını etkilemedi. Önkasılma oluşturulmuş preparatlarda 5-HT, sumatriptan ve metoklopramid konsantrasyona bağımlı gevşemeler oluşturdular. 5-HT gevşemeleri ancak ortamda guanetidin (10-5 M) varken elde edilebildi. 5-HT'nin oluşturduğu gevşemeler kapsaisin (10-6 M), tetrodotoksin (10-6 M), L-NOARG (10-4 M), metilen mavisi (10-5 M), GR 55562 (10-5 M), ketanserin (10-7 M), metizerjid (10-6 M), ICS 205930 (10-5 M), GR 113808 (10-5 M), metiotepin (10-8 M), mezulerjin (10-6 M), ritanserin (10-7 M) ve spiperon (10-7 M) varlığında depişmezken, klozapin (10-8--10-7 M) ve metergolin (10-7--10-6 M) ile konsantrasyona bağımlı olarak inhibe oldu. 5-HT'nin bu preparatta Ca+2 antagonisti etkisinin olmadığı gösterildi. Kullanılan antagonistler ve/veya inhibitörler sumatriptan'ın oluşturduğu konsantrasyona bağımlı gevşemeleri inhibe etmediler. ICS 205930 (10-5 M) ve GR 113808 (10-5 M) metoklopramid gevşemelerini değiştirmedi. Elektrofizyolojik metodlarla hücre içi kayıtlar alınarak, istirahat membran potansiyeli -61.8+/-0.7 olarak ölçüldü, 5-HT (10-5 M) hücrelerde prazosin (10-6 M) ile inhibe edilebilen depolarizasyona neden oldu. Guanetidin ile depolarize hücrelerde ise 5-HT (10-5) hiperpolarizasyon yapmadı. Ayrıca bu çalışmada sıçan anokoksigeus kasından membran izolasyonu gerçekleştirilip, mg membran proteini başına oluşan cAMP miktarı ölçülerek adelinat siklaz aktivitesinin göstergesi kabul edildi. Doku bazal koşullarda ve forskolin (10-4 M), 5-HT (10-6--10-4 M) veya sumatriptan (10-6—10-4 M) ile inkübasyon altında iken radyoimmünoessey ile oluşan cAMP ölçüldü. Forskolin ile inkübe dokuda adenilat siklaz aktivitesi bazal değerlere göre anlamlı bir artış gösterirken (4.7'den, 104 pmol/mg/dk'ya), 5-HT ya da sumatriptan inkübasyonu altında adenilat siklaz aktivitesi bazal değere göre değişmedi. Moleküler teknikler de kullanılarak sıçan anokoksigeus kasından ve sıçan beyninden sırasıyla RNA izolasyonu, 'reverse transcriptase' ile cDNA sentezi yapıldı. Daha sonra uygun primerler kullanılarak 5-HT1B, 5-HT1D ve 5-HT7 cDNA'ları PCR ile amplifiye edilip, jel elektroforezinde varolan reseptörlere ait bantlar izlendi. Sıçan beyni dört 5-HT reseptörünü eksprese ederken anokoksigeus kasında bu reseptörlerin ekspresyonu görülmedi. 
Bu bulgular 5-HT'nin sıçan anokoksigeus kasında adrenerjik sistemi direkt ve indirekt etkileyerek kasılma oluşturduğunu göstermektedir. Direkt etkisini alfa1-adrenerjik reseptörleri üzerinden, indirekt etkisini ise adrenerjik sinir uçlarından noradrenalin salıverilmesine neden olarak gerçekleştirmektedir. Diğer 5-HT agonistlerinin böyle bir etkisi yoktur. 5-HT ve sumatriptan ile oluşan gevşemelerden bilinen 5-HT reseptörleri, nitrik oksid ve afferent sinir uçlarından salıverilen mediyatörler sorumlu değildir. Gevşeme oluşturan mekanizma adenilat siklaza veya guanilaz siklaza kenetli değildir. Ayrıca 5-HT'nin gevşeme oluşturabilece Ca+2 antagonistik ve hiperpolarizan etkisi de yoktur.

Abstract:
Emre-Aydıngöz S., Mechanism of serotonin-induced contraction and relaxation in the rat anococcygeus muscle, Hacettepe University Faculty of Medicine, Thesis in Pharmacology, Ankara 2000. The effects of 5-HT on the rat anococygeus muscle and mechanisms responsible for these effects were studied. 5-HT, 5-methoxytryptamine (5-MeOT), 5-carboxamidotryptamine (5-CAT), sumatriptan and metoclopramide were applied cumulatively (10-8—5x10-4 M) on quiescent and phenylephrine (PE; 10-6 M) precontracted preparations, in vitro. While 5-HT induced concentration-dependent contractions in quiescent preparations (maximum contraction 5.7+/-0.4 g and pD2=5.0+/-0.1, n=9), 5-MeOT, 5-CAT, sumatriptan and metoclopramide had no effect. Prazosin (3x10-10—3x10-9 M) phentolamine (3x10-9x10-9) and ketanserin (10-8—10-7 M) shifted concentration-response curve of 5-HT to the right (corresponding pKB values; 9.0+/-0.2, 8.5+/-0.5 and 8.6+/-0.1, n=6). Guanethidine (10-5 M) and fluvoxamine (10-6 M) shifted the concentration-response curve to the right and caused a reduction in the maximum effect of 5-HT. The inhibitor effect of prazosin (10-9 M) or ketanserin (10-7 M) on 5-HT-induced concentrations-dependent contractions were augmented when they are combined with guanethidine. Ritanserin (10-7 M), methysergide (10-6 M), ICS 205930 (10-5 M) and GR 55562 (10-5 M) did not antagonise 5-HT-induced contractions. 
5-HT, sumatriptan and metoclopramide induced concentration-dependen relaxations of PE-precontracted isolated anococcygeus muscle preparations. 5-HT-induced relaxations were obtained only in the presence of guanethidine (10-5 M). Capsaicin (10-6 M), tetrodotoxin (10-6 M), L-NOARG (10-4 M), methylene blue (10-5 M), GR 55562 (10-5 M), ketanserin (10-7 M), methysergide (10-6 M), ICS 205930 (10-5 M), GR 113808 (10-5 M), methiotepin (10-8 M), mesulergine (10-6 M), ritanserin (10-7 M) and spiperon (10-7 M) did not antagonize 5-HT-induced relaxations. It was shown that 5-HT had no Ca+2 antagonistic activity in this smooth muscle. Sumatriptan-induced concentration-dependent relaxations were not antagonised by any of the antagonists or inhibitors used. ICS 205930 (10-5 M) and GR 113808 (10-5 M) did not inhibit metoclopromide-induced relaxations. Resting membrane potential of a single rat anococcygeus muscle cell were recorded as -61.81+/-0.79 electrophysiologically. 5-HT (10-5 M) induced cell depolarisations which ere abolished by prazosin (10-6 M). However 5-HT (10-5 M) did not cause any hyperpolarisation in cells depolarized by guanethidine. Additionally, in this study, the accumulation of cAMP per mg of membrane protein in unit time was determined by radioimmunoassay and given as pmol/min. While the adenylate cyclase activity of tissues incubated with forskolin (10-4 M) increased (from baseline value of 4.7, to 104 pmol/mg/min, it did not change in tissues incubated with 5-HT (10-6—10-4 M) or sumatriptan (10-6—10-4 M). mRNA expression of 5-HT1B, 5-HT1D, and 5-HT7 receptors were also determined in the rat anococcygeus muscle and the rat brain by using the molecular techniques. The rat brain tissue expressed these four 5-HT receptor mRNA's. But none of them were expressed in the rat anococcygeus muscle. These results demonstrate that 5-HT induces contraction of the rat anococcygeus muscle by stimulating adrenergic system directly, via the alpha1-adrenoceptors and indirectly, by the release of noradrenaline from adrenergic nerve endings. The 5-HT agonists other than 5-HT do not have any effect on the adrenergic system. The relaxations induced by 5-HT and sumatriptan are not mediated by known 5-HT receptors, nitric oxide and mediators released from afferent nerve endings. These relaxations are not coupled to adenylate cyclase or guanylate cyclase activation. Furthermore, 5-HT does not have any Ca+2 antagonistic and hyperpolarizing effect by which it may cause relaxation in the rat anococcygeus muscle.