N-metil-d-aspartat (NMDA) ve kanabinoid reseptör sistemleri arasındaki ilişkide T tipi kalsiyum kanal blokörlerinin rolü

Abstract

Epilepsi; bir grup nöronun aniden başlayan, geçici, anormal elektriksel deşarjları sonucu ortaya çıkan nörolojik bir hastalıktır. Epileptik aktivitenin ortaya çıkışında kalsiyum iyonu önemli rol oynamaktadır. Hücre içine aşırı miktarda kalsiyum iyonu akışı, epileptiform aktivite sırasında hemen her zaman gözlenen bir durumdur. Bir NMDA reseptör antagonisti olan memantinin nöronal eksitotoksisitenin temelini oluşturan uzun süreli Ca2+ iyon akışını inhibe ettiği bilinmektedir. Antikonvulsan etkileri birçok deneysel epilepsi modelinde gösterilen diğer bir madde grubu da kanabinoidlerdir. Kanabinoidlerin etki mekanizmasına da kalsiyum kanallarının aracılık ettiği, endojen bir kanabinoid olan anandamidin düşük voltajlı (T tipi) kalsiyum kanallarını inhibe ettiği gösterilmiştir. Sunulan çalışma ile kanabinoid ve NMDA reseptör etkileşiminde T tipi kalsiyum kanallarının rolünü araştırmak amaçlanmıştır.Sunulan çalışmada, memantin, CB1 reseptör agonisti (ACEA) ve antagonisti (AM251) ile selektif T tipi kalsiyum kanal blokörü NNC 55-0396'nın etkileşimlerinin penisilinle oluşturulan (500 IU, intrakortikal ) epileptiform aktivite üzerine olan etkileri araştırıldı. Deneylerde ağırlıkları 200-250 gram olan 147 adet Wistar albino erkek sıçan kullanıldı. NNC 55-0396'ın 10, 20, 30 ve 40 µg'lık dozları intrakortikal yoldan verildi. 30 µg'lık dozun en etkili ve en erken şekilde epileptiform aktiviteyi azalttığı,10 µg dozun ise etkisiz olduğu belirlendi. Penisilin ile oluşturulan epileptiform aktivite üzerine memantin ve ACEA antikonvulsan, AM251 ise prokonvulsan etki gösterdi. Memantin (5 mg/kg) + AM251 (0,25 μg) birlikte uygulandığında AM251'in prokonvulsan etkisi bloklandı. Memantin (5 mg/kg) + ACEA (7,5 μg) birlikte uygulandığında antikonvulsan etki memantin grubuna göre daha erken ortaya çıktı. Etkin NNC 55-0396 (30 μg) + Etkin AM251 (0,25 µg) % spike frekansını tek başına AM251 verilen gruba göre anlamlı düzeyde azalttı ve NNC 55-0396, AM251'in prokonvulsan etkisini blokladı. Etkin NNC 55-0396 (30 μg) + etkin ACEA (7,5 µg) birlikte uygulandığında antikonvulsan etki tek başına ACEA (7,5 µg) ve tek başına NNC 55-0396'ya göre daha erken ortaya çıktı. Etkisiz NNC 55-0396 (10 μg) + etkisiz ACEA (2,5 μg) birlikte uygulandığında kontrol grubuna göre % spike frekansını 50.dakikadan itibaren anlamlı olarak azalttı. Etkin NNC 55-0396 (30 μg) + etkin ACEA (7,5 μg) + etkin AM251 (0,25 μg) birlikte uygulandığında kontrol grubuna göre % spike frekansını 110. dakikadan itibaren anlamlı olarak azalttı. Memantin (5 mg/kg ) + etkin NNC 55-0396 (30 μg) birlikte uygulandığında antikonvulsan etki tek başına memantine göre daha erken ortaya çıktı. Memantin (5 mg/kg ) + etkin NNC 55-0396 (30 μg) + etkin AM251 (0,25 μg) birlikte uygulandığında kontrol grubuna göre % spike frekansını 50. dakikadan itibaren anlamlı olarak azalttı. Memantin (5 mg/kg ) + etkin NNC 55-0396 (30 μg) + etkin ACEA (7,5 μg) birlikte uygulandığında ise her bir maddenin ayrı ayrı uygulanmalarına göre epileptik aktiviteyi çok daha erken bir sürede baskıladığı gözlendi. Sonuç olarak, 30 μg dozdaki NNC 55-0396'nın penisilinle oluşturulan epileptiform aktivite üzerine en etkili şekilde antikonvulsan etki gösterdiği ilk defa tespit edildi. Aynı zamanda NNC 55-0396'nın NMDA ile kanabinoid reseptör etkileşimindeki rolü de ilk kez incelendi. Elde edilen bulgular T tipi kalsiyum kanallarının kanabinoidlerin antikonvulsan etkilerinin en azından bir kısmına aracılık ettiğini düşündürdü. Memantin, kanabinoid ve NNC 55-0396 birlikte kullanıldığında bu maddelerin birbirlerinden farklı mekanizmalar aracılığı ile etki gösterdikleri sonucuna varıldı.

Epilepsy is a neurological disorder that starts suddenly and is transient onset of a group of neurons that have abnormal electrical discharges resulting. Calcium ion plays an important role in the emergence of the epileptic activity. During epileptiform activity excessive amount of calcium ions flow into the cell which this is a condition that is almost always observed. Memantine which is an NMDA receptor antagonist is known as inhibit Ca2+ ions that flows and forms the basis of long-term neuronal excitotoxicity. Another group which have anticonvulsan effects on various models of experimental epilepsy is cannabinoids. The calcium channels mediates the mechanism of the action of cannabinoids, anandamide which is an endogenous cannabinoid have been shown to inhibit low-voltage (T-type) calcium channels. The aim of this submitted study is to investigate the role of T-type calcium channel on cannabinoids and NMDA reseptör interaction.In this paper memantin, a CB1 receptor agonist (ACEA) and antagonist (AM251) and a selective T-type calcium channel blocker NNC 55-0396's interaction on the penicilin (500 IU, intrakortikal) induced epileptiform activity. In experiments 147 male Wistar albino rats weighing 200-250 g were used. The doses 10, 20, 30 and 40 µg NNC 55-0396 were given from intracortical way. The 30 µg dose of NNC 55-0396 was the earliest one to decrease the epileptiform activity, 10 µg dose of NNC 55-0396 was the non-effective dose. Memantin and ACEA show anticonvulsant effects whereas AM251 show prokonvulsant effects on the penicillin induced epileptiform activity. By giving memantin (5 mg/kg) with AM251 (0.25 µg) the prokonvulsant effect of AM251 has been bloked. By giving both memantin (5 mg/kg) and ACEA (7,5 µg) together the anticonvulsant effect appeared much earlier than memantine applied alone. Effective NNC 55-0396 (30 μg) + effective AM251 (0.25 μg) significantly reduced % spike frequency. Also NNC55-0396 has blocked the prokonvulsant effect of AM251. The administration of effective NNC 55-0396 (30 µg) + effective ACEA (7,5 µg) the anticonvulsant effect appears more earlier than by giving them separatly. The co-administration of non-effective NNC 55-0396 (10 μg) + non-effective ACEA (2,5 μg) significantly decreased the mean of spike frequency in the 50th minutes. The administration of effective doses of NNC 55-0396(30) + ACEA (7,5 µg) + AM251 (0.25) significantly decreased the mean of spike frequency in the 110th minutes. The anticonvulsan effect of memantin (5mg/kg) + effective NNC 55-0396 (30 μg) appears more earlier than memantine applied alone. The administration of memantin (5 mg/kg) + effective NNC 55-0396 (30 μg) + effective AM251 (0.25 μg ) significantly decreased the mean of spike frequency in the 110th minutes according to control group. The administration of memantin (5mg/kg) + effective NNC 55-0396 (30) + effective AM251 (0.25) suppressed the epileptic activity more earlier time than by giving them separately.As a result, 30 μg dose of NNC 55-0396 has the most effectively anticonvulsant effect on the penicilin induced epileptiform activity and these data have been demonstrated for the first time. Also, the role of NNC 55-0396 on NMDA with cannabinoid receptor interaction was examined firstly. The findings suggest that the anticonvulsant activity of cannabinoids is mediated, at least in part, by T-type calcium channels. It is concluded that using memantin, cannabinoid and NNC 55-0396 together, they show their effects by using different mechanisms.