Sıçan korpus striatum dilimlerinde radyoaktif ligand bağlanması ve ikinci haberci oluşumu üzerine çeşitli muskarinik agonist ve antagonistlerin etkileri

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, önden arkaya seri halde alınan sıçan striatal dilimlerinde muskarinik reseptör dansitesi dağılımı ile muskarinik reseptör-aracılı ikinci haberci oluşumu (inozitol 1,4,5- trifosfat, IP3, oluşumu) arasındaki ilişki araştırıldı. Ayrıca, çeşitli muskarinik reseptör antagonistlerince muskarinik reseptörlere bağlanmanın ve karbakol ile uyarılmış fosfoinozitid hidrolizinin önlenmesi incelendi. Muskarinik reseptör dansitesi 3H-klnüklidInII benzîlat (3H-QNB) kullanılarak tayin edildi. Striatal dilimlerin hepsinde 3H-QNB bağlanması duyurulabilir özellikte idi. Tüm striatal dilimlerde 3H-QNB bağlanmasına ait KD değerleri benzerdi (KD=0.13-0.20 nM). Striatum'da önden arkaya doğru muskarinik reseptör dansitesi farklıydı. En yüksek muskarinik reseptör dansitesi striatum'un orta bölgesindeki dilimlerde gözlendi. Sıçan striatal dilimlerinde muskarinik reseptör alttiplerinin dağılımı, 3H-QNB bağlanmasının pirenzepin (M.,), AF-DX 116 (M^) ve 4-DAMP(M1 ve Mg) tarafından kompetitif önlenmesi ölçülerek araştırıldı. 3H-QNB bağlanması muskarinik antagonistlerce konsantrasyona bağlı olarak önlendi. Tüm dilimlerde, antagonistlerin 3H-QNB bağlanmasını önleme potensleri şöyledir: atropin > 4-DAMP > pirenzepin > AF-DX 116. Reseptörler, 4-DAM Py e yüksek afiniteli (K=4.4-4.6 nM), pirenzepin'e orta afiniteli (Kj=259-301 nM) ve AF-DX 1 16ya düşük afiniteli (Kj=2084-2261 nM) Mr ve M3-alttipe uyan özellik gösterdiler. Muskarinik reseptör aracılı fosfoinozitid hidrolizi, 2. ve 4. dilimlerde, IPı birikimi ölçülerek incelendi. Muskarinik agonist karbakol, her iki striatal dilimde konsantrasyona bağlı IPı birikimine neden oldu. Karbakol'e ait EC50 değerleri söz konusu iki dilim arasında farklıydı.Karbakol'ün neden olduğu bu artış atropin tarafından konsantrasyona bağlı olarak önlendi. Atropin'in bu önleyici etkisinin gücü (IC^ değerleri) her iki striatal dilimde benzer idi (1050=1 1.7- 12.0 nM). M1 seçici antagonist pirenzepin de, atropin gibi, fakat ondan çok daha düşük bir afinite ile (1050=1246-1588 nM), karbakol'ün neden olduğu IPı birikimini konsantrasyona bağlı olarak önledi. Bununla beraber, her iki dilim arasında pirenzepin'e ait IC50 değerleri bakımından herhangi bir fark bulunamadı. Bu sonuçlar, (a) striatum içinde muskarinik reseptör dansitesi bakımından farklılıklar olduğunu, (b) striatum'un tüm dilimlerinde, herbir antagonists 3H-QNB bağlanmasını benzer afinite ile önleyebildiğini, (c) striatal muskarinik reseptörlerin fosfolipaz C ile bağlantılı olduğunu, (d) striatum içinde muskarinik reseptör dansitelerinin dağılımında anlamlı farklılıklar olmasına rağmen, bu farklılığın söz konusu olduğu her iki striatal dilimde karbakol'ün neden olduğu IPı birikimine ait EC^ değerlerinin farklı, fakat maksimal cevabın benzer olduğunu, ve (e) sıçan striatum'unda muskarinik reseptör-aracılı IPı birikiminin önlenmesinin M, alttipten farklı bir muskarinik reseptör aracılığı ile olduğunu göstermektedir. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Sıçan striatal dilimleri - 3H-QNB bağlanması - İnozitol monofosfat birikimi - Muskarinik reseptör alttipleri - Muskarinik reseptör antagonistleri -2-

SUMMARY Effects of Muscarinic Agonists and Antagonists on the Radioactive Llgand Binding and Second Messenger Generation in the Rat Corpus Striatal Slices In the present study, the interactions of the distribution of muscarinic receptor density with muscarinic receptor-mediated second messenger formation (inositol 1,4,5-trisphosphate, IP3, formation) in the rat striatal slices taken in series from anterior to posterior were investigated. In addition, that the binding to muscarinic receptors and carbachol-stimulated phosphoinositide hydrolysis were inhibited by several muscarinic receptor antagonists were studied. Muscarinic receptor density was assayed using 3H-quinuclidinyl benzilate (3H-QNB). Saturable binding of 3H-QNB to all striatal slices was observed. 3H-QNB recognized the receptors from all slices of the striatum with a same affinity (KD=0. 13-0.20 nM). Marked differences were found in muscarinic receptor densities in the antero-posterior extent of the striatum. The richest muscarinic receptor density was observed in the intermediate part of the striatum. The distribution of subtypes of the muscarinic receptor in rat striatal slices was investigated by measuring the competitive inhibition of the binding of 3H-QNB by pirenzepine (M,), AF-DX 116 (M2) and 4-DAMP (M, and Mg). The binding of 3H-QNB was concentration dependently inhibited by the muscarinic antagonists. In all slices, competition curves for individual antagonists were similar, the rank of potency being: atropine > 4-DAMP > pirenzepine > AF-DX 116. The receptors demonstrated properties to agree with Mr and M3- -3-subtype, with high affinity for 4-DAMP(K=4.4-4.6 nM) and intermediate affinity for pirenzepine (K=259-301 nM) and low affinity AF-DX 116 (Kj=2084-2261 nM). Muscarinic receptor-mediated phosphoinositide hydrolysis was investigated, in 2nd and 4th striatal slices by measuring of the IPi accumulation. Muscarinic receptor agonist carbachol caused a concentration-dependent accumulation of IPi in both striatal slices. The difference was found between two slices in the ECgQ values of carbachol. The carbachol-induced this response was blocked in a concentration-dependent manner by atropine. ICgg values for atropine in both striatal slices were similar (1050=1 1.7-12.0 nM). Mt selective antagonist pirenzepine also inhibited carbachol-induced accumulation of IPi in a consentration-dependent manner. But, pirenzepine displayed a low affinity for antagonizing IPi accumulation due to carbachol (1050=1246-1588 nM). However, no difference was found in the ICgQ values for pirenzepine in the both slices. These results suggest (a) that there are differences in muscarinic receptor density in various areas of the striatum, (b) that in all slices of the striatum, individual antagonists were able to inhibit the binding of 3H-QNB with the same potency, (c) that striatal muscarinic receptors are coupled to phospholipase C, (d) that in two slices of the striatum (2nd and 4th slices), EC^ values for the carbachol-induced IPi accumulation are different but maximum responses are similar, although marked differences are found in the distribution of muscarinic receptor densities in various discrete areas of the striatum, and (e) that in the rat striatum muscarinic receptor-mediated inhibition of IPi accumulation differed from the M1 subtype. KEYWORDS: Rat striatal slices - 3H-QNB binding - Inositol monophosphate accumulation - Muscarinic receptor subtypes - Muscarinic receptor antagonists