Estudio del mecanismo de acción neurofarmacológica del litio en el modelo experimental de plexo mientérico de cobayo

En el año 1949, el litio fue propuesto por primera vez por Cade para el tratamiento específico de la psicosis maniaca. Desde entonces se han realizado muchos estudios clínicos que han demostrado la eficacia de este ión para controlar la manía. Por otro lado existen evidencias que sugieren que el litio puede tener un efecto protector frente a las psicosis recurrentes y episodios maniaco-depresivos.Las acciones tanto bioquímicas cono farmacológicas del litio han sido estudiadas en diferentes especies animales incluido el hombre y entre los tejidos mas frecuentemente utilizados cabe destacar el hígado, riñón, corazón y muy especialmente el cerebro. Sin embargo no se han podido establecer hasta el presente cuáles son los mecanismos de acción de este ión, bien porque las concentraciones utilizadas de litio eran muy elevadas y por tanto tóxicas para su utilización terapéutica, o bien porque los resultados obtenidos eran contradictorios. A pesar de ello existen en la actualidad un gran número de teorías que intentan explicar el mecanismo de acción del litio en las enfermedades afectivas, aunque ninguna ha resultado ser definitiva, por lo que el principal objetivo de esta tesis ha sido intentar esclarecer un poco mas los efectos farmacológicos del litio y muy especialmente los que están ligados a la inhibición del sistema adenilciclasa-AMPc.La elección del plexo mientérico-músculo longitudinal de íleon de cobayo como modelo experimental para estudiar los efectos del litio se debió:1/ A la presencia en esta preparación de una gran cantidad de receptores distintos: colinérgicos, adrenérgicos, serotoninérgicos, histaminérgicos, purinérgicos, opiáceos,. en ocasiones relacionados con este ión.2/ A que algunos de los principales efectos secundarios producidos por el litio son náuseas, vómitos y diarrea, relacionados tanto con el sistema nervioso entérico como con el sistema nervioso central.3/ A los escasos trabajos publicados referentes a los efectos del litio en esta preparación.En nuestro intento de dilucidar el mecanismo de acción de las sales de litio hemos empleado las siguientes técnicas:Baños de órgano aislado conteniendo las preparaciones de plexo mientérico-músculo longitudinal de íleon de cobayo, estimuladas eléctricamente, a los que se añadía directamente las diferentes sustancias a ensayar.También estudiamos en baños de órgano aislado, los efectos producidos por el litio sobre las preparaciones de plexo mi entérico-músculo longitudinal de íleon procedentes de animales tratadas crónicamente con diferentes dosis de litio, ya que se ha comprobado que las acciones terapéuticas de este ión aparecen a partir de la primera semana de tratamiento.Por último y debido a la gran importancia de las teorías que postulan en tejidos como cerebro, hígado, riñón, etc., una inhibición por parte del litio sobre la adenilciclasa, pusimos a punto una técnica radioactiva isotópica de desplazamiento para valorar los niveles de AMPc en homogenizados de preparaciones de plexo mi entérico-músculo longitudinal de íleon, provenientes tanto de animales tratados coma no tratados con litio.Entre los principales resultados obtenidos en baño de órgano aislado, cabe destacar que el cloruro de litio inhibe en el plexo mientérico-músculo longitudinal de íleon de cobayo la liberación de acetilcolina a nivel presináptico, siendo esta inhibición especifica de este ión, ya que el efecto del cloruro sódico era muy inferior al obtenido con concentraciones idénticas de cloruro de litio.Así mismo comprobamos que las sales de litio no modifican la inhibición producida por la morfina pero si que disminuyen de forma estadísticamente significativa a partir de concentraciones de 0'5x10(-2)M el efecto de la noradrenalina, histamina y serotonina. También demostramos que ni los bloqueantes opiáceos, beta -adrenérgicos, histaminérgicos y serotoninérgicos antagonizan la acción del litio y sólo los agentes bloqueantes alfa-adrenérgicos inhiben aunque sólo parcialmente el efecto de este ión.La presencia de un inhibidor de la fosfodiesterasa, 3-isobutil 1-metil xantina (lBMX) potencia por un lado en un 30% el efecto de la noradrenalina, mientras que por otro antagoniza en un 50% el producido por el litio.Para el tratamiento crónico con litio utilizamos 8 cobayos por dosis, siendo éstas de 0'05, 1, 2, 4 y 8 mEq/Kg/día, administradas por vía intraperitoneal durante 14 días. Hay que señalar que cuanto mayor era la dosis de litio menor era el aumento de peso de los animales, hasta llegar con 8 mEq/kg/día a una importante pérdida de peso corporal, produciéndose así mismo con esta dosis una mortalidad del 25% de los animales. En cuanto a los niveles de litio en suero después de los 14 días de tratamiento, los valores iban aumentando a medida que incrementábamos la dosis de este ión hasta llegar con 8 mEq/Kg/día a niveles de litio muy tóxicos para los animales.Respecto a las preparaciones de plexo mientérico-músculo longitudinal de íleon provenientes de animales tratados crónicamente, hay que destacar que las dosis bajas de este ión producen al iniciar las experiencias en baño de órgano aislado una mayor inhibición que las dosis altas sobre el efecto del litio añadido de forma aguda. Sin embargo, después de lavar las preparaciones durante 1 hora, se observa una potenciación de la inhibición del litio exógeno especialmente con las dosis más altas de este ión, lo que se podría deber a una sensibilización del plexo mientérico-músculo longitudinal de íleon de cobayo proporcional a la dosis de litio.Al comparar las curvas dosis-respuesta obtenidas con diferentes concentraciones de cloruro de litio antes y después de poner al baño de órgano aislado un inhibidor de la fosfodiesterasa, IBMX, comprobamos que en todas las dosis y con todas las concentraciones de litio se produce una inhibición, estadísticamente significativa, por parte del IBMX, lo que reafirma el antagonismo de este inhibidor de la fosfodiesterasa sobre la acción del litio no solo en los animales controles, sino también en los tratados crónicamente con diferentes dosis de este ión.En relación a los niveles de AMPc obtenidos mediante una técnica radioactiva de desplazamiento isotópico, hay que destacar que el litio inhibe directamente la acumulación de AMPc producida por el IBMX en preparaciones de animales controles, siendo la inhibición proporcional a la concentración de litio utilizada. De nuestros resultados se deduce también que el plexo mentérico-músculo longitudinal de íleon de cobayo es algo más sensible que el cerebro de rata al efecto de este ión.Para el estudio de los niveles de AMPc en preparaciones de plexo mientérico-músculo longitudinal de íleon, procedentes de cobayos tratados crónicamente, se siguió la misma técnica que con los animales controles, aunque en este caso no se añadía cloruro de litio de forma exógena sino que se medían directamente los niveles basales de AMPc así como la acumulación de este nucleótido cíclico producida por el IBMX después de los 14 días de tratamiento con litio respecto a los niveles basales, observarnos que sólo aparece una disminución estadísticamente significativa con dosis muy altas y consecuentemente tóxicas de litio, 8 mEq/Kg/día, mientras que con la presencia de IBMX ya se observa una inhibición estadísticamente significativa con dosis muy bajas de este ión, 1 mEq/Kg/día. Sin embargo, a partir de la dosis en la que se empiezan a observar efectos secundarios (2 mEq/Kg/día), la inhibición no aumenta, manteniéndose constante entre un 30 y un 35%, lo que se podría deber a una estabilización del efecto del litio a lo largo de los días que dura el tratamiento crónico.En resumen, las experiencias que hemos descrito en esta tesis aportan nuevos datos que permiten interpretar de una forma más precisa el mecanismo de acción del litio y además demuestran que la preparación de plexo mientérica-músculo longitudinal de íleon de cobayo es un buen modelo para el estudio del mecanismo de acción de este ión.In 1949 Cade proposed for the first time the use of lithium salts in the treatment of manic psychoses. Since then many clinical studies have been done showing the efficacy of lithium in the control of mania.The pharmacological and biochemical actions of lithium have been studied in different animal species, including man, but up to now, it has not been possible to define the proper mechanism of action of lithium salts.The main objective of this thesis is to contribute to the clarification of the pharmacological effects of lithium, especially the ones implicating the inhibition of the adenylciclase-cAl1P system.To achieve the proposed goal we have employed the isolated guinea pig myenteric plexus preparation from control guinea pigs and from guinea pigs chronically treated with different doses of lithium.Our results show that lithium salts do not modify the morphine effects, but statistically decrease the noradrenaline, histamine and serotonin effects. The opiate, beta-adrenergic, histalllinergic and serotoninergic blocking agents does not antagonize the actions of lithium. The alpha-adrenergic blocking agents partially inhibit the lithium effects. The presence of a phosphodiesterase inhibitor, 3-isobutyl 1-methyl xanthine (lBMX), potentiates the noradrenaline effects by 30% and antagonizes the lithium effects by 50%.Using a radioisotope displacement technique for the determination of the cAMP levels in homogenates of the guinea pig myenteric plexus, we demonstrate the capacity of lithium to inhibit the cAMP accumulation induced by IBMX in control preparations. This inhibition is proportional to the lithium concentration.With the chronically treated animals we observe that in the absence of IBMX, lithium statistically inhibits the cAMP levels at very high doses of lithium (8 mEq/Kg/day). In the presence of IBMX the inhibition of the cAMP accumulation is obtained at very low doses of lithium, (1 mEq/Kg/day). An interesting coincidence is that at the same levels of doses that produce some side effects (starting at 2 mEq/Kg/day), the inhibition of the cAMP accumulation remains constant (30%-35%).