Els principals neurotransmissors excitatoris al còlon són l’Acetilcolina i les
taquiquinines, mentre que l’adenosina trifosfat (ATP) (o purina relacionada) i l’òxid nitric (NO)
són els principals neurotransmissors inhibitoris que causen hiperpolarització del múscul llis i la
corresponent relaxació. Recentment, el sulfur d’hidrogen (H2S) ha estat proposat com un
mediador inhibitori. A més, les vies relacionades amb la prostaglandina E2 (PGE2) han estat
relacionades amb el control de la contractilitat gastrointestinal. El següents mecanismes
d’acció de diferents mediadors “espasmolítics” han estat investigats: activació dels receptors
acoblats a proteïnes G (GPCR) inhibitoris P2Y1 i EP2/EP4, inhibició dels GPCR excitatoris
muscarinic i taquiquinèrgic i blocatge dels canals de calci voltage depenents (VDCC) de tipus L i
T.
En el còlon humà i de rata, la relaxació no nitrèrgica fou inhibida per MRS2500 i
apamina, suggerint que la purina endògena activa receptors P2Y1 i canals de potassi activats
per calci de baixa conductància. Diferents agonistes purinèrgics (ATP, ADP, β‐NAD i ADP‐ribosa)
van ser capaços d’inhibir la contractilitat però no van ser antagonitzats per MRS2500 ni
apamina. En canvi, α,β‐meATP, anàleg estable de l’ATP considerat un agonista P2X, va imitar
perfectament el perfil farmacològic del neurotransmissor purinèrgic en ambdues espècies.
L’activació dels receptors inhibitoris EP2/EP4 va produir relaxació de la musculatura llisa circular
del còlon de ratolí. En ratolins wild type (WT), PGE2 i butaprost van causar relaxació i
hiperpolarització del múscul llis. La combinació dels antagonistes selectius dels receptors EP2
(PF‐04418948) i EP4 (L‐161,982) fou necessària per blocar els efectes de la PGE2, suggerint
activació d’ambdós receptors. Els efectes inhibitoris de butaprost van ser totalment blocats
per PF‐04418948. En ratolins knockout pel receptor EP2 no es va observar cap efecte després
de l’addició exògena de butaprost mentre que els efectes de la PGE2 van ser completament
antagonitzats per L‐161,982. En animals WT, els antagonistes dels receptors EP2 i EP4 van
causar despolarització del múscul llis així com un increment en l’activitat mecànica, suggerint
una producció constitutiva de prostaglandines activant ambdós receptors. En el còlon humà, la
combinació dels inhibidors dels enzims de síntesi de H2S cistationina β‐sintasa i la cistationina
γ‐liasa van despolaritzar el múscul llis i van produir un increment de to. NaHS, un donador de
H2S, va inhibir les contraccions de forma concentració‐depenent. Aquest efecte fou reduït per
l’inhibidor de guanilat ciclasa ODQ i per l’inhibidor de la síntesi de NO L‐NNA. NaHS va blocar
de manera reversible les contraccions colinèrgiques i taquiquinèrgiques neuralment mediades
així com l’increment d’activitat mecànica induïda per carbachol i neurokinina A (NKA). El H2S
podria ser un gasomediador endogen capaç de regular la contractilitat de la musculatura llisa
del còlon humà i els seus efectes inhibitoris podrien ser deguts tant a una possible sinèrgia
amb NO com a la interacció amb les vies colinèrgiques i taquiquinèrgiques. Hem investigat
també les propietats farmacològiques del fàrmac espasmolític bromur d’otiloni (OB). Els
increments de calci citoplasmàtic i les contraccions mediades per canals de tipus L sensibles a
nifedipina van ser inhibits per OB. En presència de nifedipina, OB va inhibir les respostes
muscaríniques sensibles a atropina induïdes per carbacol i estímul elèctric de camp. A més, OB
va blocar els increments de calci citoplasmàtic induïts per NKA i CaCl2. Aquests resultats
demostren que el OB inhibeix els VDCC de tipus L i T així com les respostes muscaríniques i
taquiquinèrgiques, efectes que actuant conjuntament expliquen les seves propietats
farmacològiques.
Els resultats presentats en aquest treball suggereixen que les vies inhibitòries
relacionades amb els GPCR P2Y1 i EP2/EP4 i H2S podrien ser considerades com potencials dianes
farmacològiques pel tractament de l’espasticitat associada a desordres motors colònics. / The principal excitatory neurotransmitters in the colon are acetylcholine and
tachykinins, while adenosine triphosphate (ATP) (or related purine) and nitric oxide (NO) are
the main inhibitory neurotransmitters causing smooth muscle hyperpolarization and the
corresponding relaxation. Recently, hydrogen sulphide (H2S) has been proposed as an
inhibitory mediator. Moreover, prostaglandin E2 (PGE2) related pathways might be involved in
the control of gastrointestinal contractility. Relaxation of colonic smooth muscle can be
reached either by activation of the inhibitory pathways or by blockade of the excitatory ones.
The mechanisms of action of several “spasmolytic” mediators capable for inhibiting smooth
muscle contractility have been investigated: activation of inhibitory P2Y1 and EP2/EP4 G
protein‐coupled receptors (GPCR), inhibition of the excitatory muscarinic and tachykinergic
GPCR and blockade of L‐type and T‐type voltage dependent calcium channels (VDCC).
Both in the rat and human colon, the non‐nitrergic relaxation was inhibited either by
MRS2500 or apamin, suggesting that the endogenous purine is activating P2Y1 receptors and
leading to the opening of small conductance calcium‐activated potassium channels. Several
purinergic agonists tested (ATP, ADP, β‐NAD and ADP‐ribose) inhibited spontaneous
contractions but were not antagonized neither by MRS2500 nor apamin. On the contrary, α,β‐
meATP, a stable analogue of ATP widely considered as a P2X agonist, perfectly mimicked the
pharmacological profile of the purinergic transmitter in both species. Activation of EP2/EP4
inhibitory GPCR led to relaxation of murine circular colonic smooth muscle. In wild type (WT)
animals, PGE2 and butaprost concentration‐dependently inhibited spontaneous contractions
and hyperpolarized smooth muscle cells. Combination of both EP2 (PF‐04418948) and EP4
receptor selective antagonists (L‐161,982) was needed to block PGE2 effects, suggesting
activation of both EP2 and EP4 receptors. Butaprost inhibitory responses were totally abolished
by PF‐04418948. In EP2‐knockout mice, no effects were observed after butaprost exogenous
addition whereas PGE2 induced relaxation and hyperpolarization was fully antagonized by L‐
161,982. In WT animals, EP2 and EP4 receptor antagonists caused smooth muscle
depolarization and increased spontaneous mechanical activity, suggesting a constitutive
release of prostaglandins acting on such receptors. Cystathionine β‐synthase (CBS) and
cystathionine γ‐lyase (CSE) are two enzymes responsible for H2S production. In the human
colon, combination of the CSE inhibitor D,L‐propargylglycine and the CBS inhibitor
Aminooxyacetic acid depolarized the smooth muscle and elicited a transient tone increase. The
H2S donor NaHS concentration‐dependently inhibited spontaneous contractions in the
presence of tetrodotoxin. This effect was partially reduced by the guanylyl cyclase inhibitor
ODQ and by the NO synthases blocker L‐NNA. NaHS reversibly blocked neural mediated
cholinergic and tachykinergic contractions and also concentration dependently reduced the
increase in spontaneous mechanical activity induced by carbachol and neurokinin A (NKA). H2S
might be an endogenous gasomediator regulating human colonic contractility and its inhibitory
effect could be due to a possible synergistic effect with NO as well as by an interaction with
the cholinergic and tachykinergic pathways. The pharmacological properties of the spasmolytic
drug otilonium bromide (OB) have also been investigated. OB concentration‐dependently
inhibited nifedipine sensitive calcium transients induced by KCl and BayK8644 and also CaCl2
induced contractions in colonic strips. In the presence of nifedipine, OB inhibited atropinesensitive
carbachol‐induced and electrical field stimulation‐induced muscarinic responses.
Moreover, OB inhibited NKA and CaCl2 induced calcium transients. These results demonstrate
that OB causes inhibition of L‐/T‐type VDCC, muscarinic and tachykininergic responses that
acting together might explain the pharmacological properties of the compound.
The results presented in the present work suggest that the inhibitory pathways related
to P2Y1 and EP2/EP4 GPCR and H2S should be considered as potential pharmacological targets
that produce smooth muscle relaxation and therefore could be useful tools to treat spasticity
in colonic motor disorders. Further investigation is needed in order to find out their real
therapeutic potential.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/285127 |
| Date | 14 November 2014 |
| Creators | Martínez Cutillas, Míriam |
| Contributors | Jiménez Farrerons, Marcel, Jiménez Farrerons, Marcel, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Farmacologia, de Terapèutica i de Toxicologia |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 222 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0021 seconds