Equip o 2. Repo rte d e la pr áctic a 2. “Perfil neurofarmacológico neurofarmacológico del diacepam.”
Autor: * Barreto Esquivel Nicolás
M e todol to dol ogía . Introducción El sistema nervioso central (SNC) es una estructura biológica que sólo se encuentra en individuos del reino animalia, realiza las más altas funciones, ya que atiende y satisface las necesidades vitales y da respuesta a los estímulos. Ejecuta tres acciones esenciales, que son la detección de estímulos, la transmisión de informaciones y la coordinación general (Alcatraz,2001). El SNC está formado por el encéfalo y la médula espinal. En él se integra y relaciona la información sensitiva aferente, se generan los pensamientos y emociones y se forma y almacena la memoria. El principio activo del diazepam pertenece al grupo de los tranquilizantes benzodiazepínicos. Las benzodiazepinas , poseen una acción selectiva sobre los receptores GABAA, que actúan en el sistema nervioso central como mediadores en al transmicion sináptica inhibidora. Las benzodiacepinas potencializan la respuesta de GABAA al facilitar la apertura de los canales de cloro actividados por dicho transmisor. El receptor GABAA es un canal ionico que pertenece a la familia de los receptores GABA de los caules tambien existe la subunidad GABAB . Las benzodiacepinas son depresoras d el sistema nerviosa central y se utilizan para la reducción de la ansiedad (condición de una persona que experimenta una conmoción, intranquilidad, nerviosismo o preocupación debido a un estímulo externo amenazante), reduccion de la agresividad, inducción del sueño y sedación, reducción del tono muscular y coordinación, efecto anticonvulsionante (previene o interrumpe las convulsiones, no necesariamente causadas por la enfermedad crónica epilepsia) y amnesia anterógrada; por el contrario el pentilenotetrazol o pentilentetrazol es un fármac o de acción estimulante del sistema nervioso centra l muy potente, actúa por bloqueo de los receptores GABAA y es usado principalmente en estudios experimentales de mecanismos de ataques epilépticos. Un perfil farmacológico es una serie de evaluaciones farmacológicas conductuales que permite identificar de manera preliminar la actividad en el S.N.C. Con frecuencia se utiliza el diacepam para comparar su actividad con los compuestos y/o extractos nuevos a evaluar.
Resultados Gráfico 1. Perdida de la coordinación motora. (prueba rotarod).
Gráfico 2. Efecto ansiolítico y actividad motora.
H ipótesis. Si se administra diacepam, que es un modulador alostérico del receptor GABAérgico, por ende se aumentará la actividad inhibitoria de GABA, y entonces se p rovocarán los efectos sedante, miorrelajante y ansiolítico, originados por la hiperpolarización de las neuronas; que irán presentándose con mayor intensidad de acuerdo a la dosis de benzodiacepina dada.
Objetivos. . Determinar la actividad del diazepam sobre la coordinación motora mediante la prueba de Rotarod en ratones. . Determinar la actividad sedante del diacepam sobre la actividad exploratoria mediante el cilindro de exploración en ratones. . Determinar el efecto del diacepam sobre la actividad motora de los ratones por medio de las prueba de campo abierto en ratones. . Determinar la actividad ansiolítica del diacepam mediante la prueba de tablero de hoyos en ratones. . Determinar la actividad del diacepam sobre las convulsiones inducidas por pentilentetrazol (PTZ) en ratones.
Análisis hecho con prueba ANOVA Solo campo abierto pasó prueba de normalidad * = diferencia significativa P<0.05 (Prueba Dunnet) Gráfico 3. Efecto anticonvulsionante.
Tabla 1. Determinación de la DE50 para cada efecto farmacológico del diacepam. diacepam.
Actividad
DE 50 (mg/kg)
Modelo
Sedante
1.7677
Semilogaritmico
Motora
1.688
Ecuación de Hill
Ansiolítica
1.076
Ecuación de Hill
An ál i sis estad í sti co. Las pruebas se evaluaron con una ANOVA. Sin embargo, solo la correspondiente a campo abierto, pasó la prueba de normalidad. Al aplicar la prueba Dunnet, se registró una diferencia significativa (0.05>P) respecto al control, de la barra número 4 y 5 de campo abierto. abierto.
Di scusión de Resul Resul tados. En términos generales, lo que observamos, con base en los resultados anteriores, fueron los efectos sedantes, ansiolíticos y anticonvulsionantes provocados por el diacepam. Esto se debe a que el fármaco tiene acción sobre los receptores GABA. El ácido γ aminobutírico (GABA) es un n eurotransmisor liberado principalmente por interneuronas locales de trayecto corto (por ejemplo, en c erebelo, hipocampo). Sus respectivos receptores, es decir los GABAérgicos se encuentran en astrocitos y en neuronas centrales, y se pueden dividir en 3 tipos: A y C, los cuales son ionotrópicos; y B que a diferencia, es metabotrópico.El receptor GABAA, que está situado en en la membrana plasmática plasmática del terminal postsináptico, es un receptor ionotrópico ion otrópico controlado por ligando, está compuesto por 5 subunidades (2 α, 2 β y 1 γ) y es precisa mente el que está relacionado con el diacepam, que es un modulador alostérico del mismo. Esta benzodiacepina aumentará la afinidad de GABA por su receptor. El mecanismo que ocurre es muy simple: el diacepam se une a su respectivo sitio modulador encontrado entre las subunidades α y β, una vez ahí empieza a promover la unión de GABA al receptor post -sináptico GABAA, por ende va a aumentar la frecuencia de la apertura de los canales de Cl-, esto producirá una hiperpolarización de la membrana plasmática y consecuentemente disminuirá la probabilidad de disparo del impulso eléctrico. GABA es el principal neurotransmisor inhibitorio y es sumamente esencial para regular la actividad excitatoria provocada por el Glutamato (Mendoza,2008). Es así como, las benzodiacepinas al aumentar la actividad inhibitoria, son capaces de promover efectos ansiolíticos, sedación o bien, miorrelajación. En la gráfica (1) correspondiente a la prueba Rotarod, observamos cómo es que la coordinación motora va en descenso conforme la dosis de diacepam es mayor, así como con respecto al tiempo después de la administración. Esto se debe a que el equilibrio y coordinación, son actividades reguladas p or el cerebelo, el cual contiene interneuronas GABAérgicas, que al aumentar su actividad inhibitoria a causa del diacepam, provocaron que los ratones no tuvieran la coordinación necesaria para subir al rotarod. Respecto a la prueba de campo abierto, en la cual evaluamos la actividad motora de los ratones, se observa en la gráfica 2 que, efectivamente, el recorrido de los ratones fue disminuyendo conforme la dosis de diacepam era más alta. El efecto miorrelajante y sedante se fue haciendo más visible, al igual que en el caso del cilindro de exploración. La respectiva gráfica (2) de este ú ltimo muestra cómo es que, al igual que las pruebas anteriores, el número de levantamientos que hacían los ratones iba disminuyendo, pues la actividad exploratoria, también es inhibida por el efecto relajante. Por su parte, la prueba del tablero de hoyos se llevó a cabo para evaluar la actividad ansiolítica. La gráfica muestra cómo es que la concentración de diacepam, influye en la disminución de la ansiedad de los ratones. La ansiedad es experimentada como una emoción desagradable, que surge en una situación ante la que el individuo percibe una amenaza, y empieza a manifestar signos autonómicos. El diacepam. como ansiolítico, se cree que estimula los receptores GABA en el sistema reticular activador ascendente. Dado que GABA tiene acción inhibitoria, la estimulación del receptor aumenta la inhibición y bloquea tanto la excitación cortical y límbica después de la estimulación de la formación reticular del tallo cerebral. Así que la ansiedad de los ratones después de la administración tuvo un descenso considerable. Cabe señalar que otra actividad de importancia que desempeña GABA, es la prevención de convulsiones, la cual se puede explicar de la siguiente manera: Una interneurona GABAérgica (estimulada por el impulso de una primera neurona excitada por Glutamato), se hiperpolarizará, así que no dará origen a un potencial eléctrico que pueda estimular a una tercera; entonces al haber menor actividad por acción
GABA, el equilibrio se seguirá manteniendo normal, sin dar paso a descargas eléctricas anormales, que pueden provocar respuestas sin control. control. (Page & Curtis, 1998) 1998) El pentilentetrazol (PTZ) que utilizamos, es un agonista no competitivo del receptor GABA A, lo que quiere decir que inhibirá su acción. Sin embargo, una interneurona GABAérgica inhibida, no tendrá la posibilidad de hiperpolarizarse, por consecuente, habrá un sinfín de despolarizaciones, que aumentarán la actividad del cerebro, y si hay un exceso de ellas, se romperá el equilibrio, dando origen a un descontrol de descargas eléctricas, que d esemboque en la generación de una c risis convulsiva. Es por esto, que mientras más concentración de diacepam administrábamos, más se prolongaba el efecto convulsionante del PTZ, ya que la actividad de GABA no podía ser inhibida tan fácilmente. Con base en la gráfica (3), podemos observar cómo es que las diferentes crisis tuvieron cambios en su duración, e incluso en su presentación, de acuerdo a la dosis de diacepam administrado. La duración de la etapa mioclónica, en la que se observaban pequeñas y sutiles contracciones como movimiento de orejas y bigotes, se fue prolongando, hasta llegar el momento en que los síntomas eran muy poco notorios. Por su parte, fue difícil poder observar las crisis clónica y tónica (pérdida del equilibrio, contracc iones bruscas y muerte), ya que en la mayoría de los ratones no se presentaron, o bien, aparecieron solo en el ratón vehículo. Lo que quiere decir, que la benzodiacepina, efectivamente estaba beneficiando a la actividad de GABA, con lo cual, más interneuronas se hiperpolarizaban, que las que producían potenciales eléctricos en exceso, debido a la actividad antagonista de PTZ. Hay que señalar que estas crisis que provocamos, no se refieren a que hayamos inducido epilepsia, ya que esta es un trastorno cerebral que ocurre cuando los cambios permanentes en el tejido cerebral provocan que el cerebro esté demasiado excitable o agitado. El cerebro envía señales anormales, lo cual ocasiona convulsiones repetitivas e impredecibles. Sin embargo, una sola convulsión que no sucede de nuevo no es epilepsia. Debemos de tener sumamente en cuenta que muchos ratones presentaron excepciones a los efectos anteriormente descritos. Esto es porque cada individuo es diferente, y probablemente hubo ratones más sensibles y algunos otros más resistentes a la acción del diacepam. No hay que dejar de mencionar otros factores que pudieron influenciar en nuestros resultados experimentales, como por ejemplo, que no se haya mantenido el ambiente correcto para esta actividad experimental, es decir, sin ruido; que no se haya limpiado bien con solución hidroalcohólica cada aparato, e incluso que la administración del fármac o haya sido llevado a cabo incorrectamente. Además de que en estas pruebas influye mucho la percepción del observador que las haga, así que el criterio de cada compañero fue diferente, por lo que los resultados tuvieron muchas variaciones.
Conclusiones
Las benzodiacepinas ejercen la mayoría de sus efectos interactuando con los receptores GABAA relacionándose en las subunidades γ, y potenciando y potenciando el efecto inhibidor del neurotransmisor GABA. Esto provoca efectos ansiolíticos, sedantes, miorrelajantes y anticonvulsivos. Se evaluaron dichos efectos y s e observó que la sedación, la miorrelajación y el efecto ansiolítico aumentaba conforme mayor era la dosis del Diacepam. Para la actividad anticonvulsivante no se requirieron de altas concentraciones de Diacepam para que se notara el efecto, a pesar de a la presencia de pentilentetrazol que es un agonista no competitivo de GABA A,, ya que con dosis relativamente bajas, se apreciaba el efecto, pues solo se observaron una o ninguna de las etapas de la convulsión, cuando las dosis administradas fueron bajas. Referencias.
*Mendoza, P. N.(2008). Farmacología N.(2008). Farmacología Médica.Edit. Médica Panamericana: UNAM. México. pp. 67-69. *Page & Curtis. (1998). Farmacología (1998). Farmacología Integrada. Edit Integrada. Edit Elsevier. España. pp. 42-44 *Alcatraz, R. V. (2001 ). Estructura y función del sistema nervioso central, central, 2ª edición. Edit. Manual Moderno. México. pp. 25-30 *Rang & Dale. (2003). Farmacología (2003). Farmacología,, 6ª edición. Edit. Elsevier. México. pp. 145-270
