Den virtuella katten. Karlstads universitet Receptarieprogrammet Farmakologi 15 hp. Namn på student

Transkript

1 Den virtuella katten Karlstads universitet Receptarieprogrammet Farmakologi 15 hp Namn på student

2 Sammanfattning Syfte: Att undersöka vilken effekt ett antal farmakologiskt aktiva substanser har på blodtryck, puls, kontraktion i skelettmuskel samt kontraktion i det 3:e ögonlocket hos en nedsövd virtuell katt. Material och metod: Datorprogrammet the Virtual Cat användes för att simulera experiment på en nedsövd katt. Resultat och diskussion: En intravenös injektion av adenosin (100 µg/kg) sänkte blodtrycket och hjärtfrekvensen kraftigt för att sedan stabilisera sig. Muskelkontraktionen i 3:e ögonlocket minskade. Ingen påverkan på skelettmuskel (ill. 3). Samma effekt uppkom vid arteriell injektion. Den lägsta dos av adenosin som gav någon effekt var 5µg/kg. För att se om effekten av adenosin kunde slås ur tillsattes en adenosinreceptor-antagonist: 8-SPT (ill. 4). Detta medförde att blodtryck, hjärtfrekvens och kontraktion åter höjdes. En intravenös injektion av gallamine (100 mg/kg) höjde blodtryck och hjärtfrekvens. Skelettmuskeln relaxerades helt. Ingen påverkan på det 3:e ögonlocket (ill. 5). Samma effekt uppkom vis arteriell injektion. Den lägsta dos gallamine som gav effekt var 0,5 mg/kg. För att se om gallamines effekt kunde påverkas tillsattes acetylcholin (kolinreceptoragonist) (ill. 6). Detta medförde att blodtryck och hjärtfrekvens åter sänktes. Acetylcholinet hade ingen inverkan på hur snabbt kontraktionen i skelettmuskeln återhämtade sig. Den okända substansen (J) (100 mg/kg) sänkte blodtrycket, höjde hjärtfrekvensen, minskade kontraktionen i 3:e ögonlocket samt slog ut kontraktionen i skelettmuskeln när den gavs intravenöst (ill. 7). Detta gällde även vid arteriell injektion. Substansen är troligtvis tubocurarine som är en icke depolariserande blockerare eller en kompetetiv antagonist till acetylcholinreceptorn.

3 Inledning Syftet med laborationen var att undersöka vilken effekt ett antal farmakologiskt aktiva substanser har på blodtryck, puls, kontraktion i skelettmuskel samt kontraktion i det 3:e ögonlocket hos en nedsövd virtuell katt. Detta gjordes genom att använda dataprogrammet The Virtual Cat. I detta experiment skulle man undersöka vilken effekt adenosin (ill. 1) och gallamine (ill. 2) har på katten. Adenosin är en nukleosid som består av en adenin (kvävebas) och en ribos (sockergrupp) och verkar som agonist på A 1, A 2 och A 3 receptorerna. Adenosinreceptorerna finns både i vagusnervens och accelaransnervens presynaptiska nervändar och verkar genom att minska utsläpp av transmittorer. Hjärtmuskeln har adenosinreceptorer och då adenosin binder till dessa receptorer sänks blodtrycket och hjärtfrekvensen. Cirkulerande adenosin kan ge vasodilatation genom att binda till adenosinreceptorerna i blodkärlens glatta muskelceller [2]. Adenosin finns fritt Illustration 1: Adenosin i cytosolen i alla celler och transporteras in och ut ur celler via membrantransportörer. Nukleosiden verkar både perifert och i CNS och verkar som ett skydd när vävnader hotas att skadas. Effekter av adenosin är sänkt blodtryck och hjärtfrekvens, hämning av plättarnas aggregering, bronkokonstriktion samt presynaptisk inhibering i CNS [1]. Illustration 2: Gallamine Gallamine är en kompetetiv kolinreceptor-antagonist som blockerar inbindningen av acetylcholin till muskarin- och nikotinreceptorerna. Vid stimulering av muskarinreceptorerna minskar blodtrycket och hjärtfrekvensen. Det 3:e ögonlocket hos katten är innerverat av en neural nikotinsynaps som vid stimulering ger muskelkontraktion. Nerven i kattens lårmuskel släpper ut ACh som verkar på nikotinreceptorer och ger muskelspasm [2]. Gallamine är en icke depolariserande neuromuskulär blockerare som orsakar takykardi, förhöjt blodtryck samt muskelrelaxation. [1] I experimentet skulle även en okänd substans namnges. Detta gjordes genom att undersöka substansens effekt på katten.

4 Material och metod Datorprogrammet the Virtual Cat användes för att simulera experiment på en nedsövd katt. De fysiologiska mätparametrarna var blodtryck, hjärtfrekvens, kontraktion i kattens 3:e ögonlock samt kontraktion i en skelettmuskel. Dessa försök gjordes: Adenosin 100 μg/kg (maximal dos), intravenös och arteriell injektion med och utan nervstimulering för att se de fysiologiska effekterna av substansen. Adenosin 5 och 10 μg/kg intravenös och arteriell injektion med och utan nervstimulering för att se den lägsta dosen som gav effekt. Adenosin samt 8-SPT (adenosinreceptorantagonist) för att se om effekten av adenosin kunde slås ut. Intravenös och arteriell injektion med och utan nervstimulering. Gallamine 100 mg/kg, intravenös och arteriell injektion med och utan nervstimulering för att se de fysiologiska effekterna av substansen. Gallamine 0,5 mg/kg för att se den lägsta dosen som gav effekt. Gallamine samt acetylcholin (kolinreceptoragonist) för att se om effekten av gallamine kunde slås ut. Intravenös och arteriell injektion med och utan nervstimulering. Okänd substans (J) 100 mg/kg, intravenös och arteriell injektion med och utan nervstimulering för att se de fysiologiska effekterna av substansen.

5 Resultatet och diskussion Medelvärdet på kattens blodtryck låg på ca 92 mmhg. Hjärtfrekvensen låg på 107 slag/minut.. Kontraktionsstyrkan i 3:e ögonlocket var 49 g respektive 53 g i skelettmuskeln. När en intravenös injektion av adenosin (100 µg/kg) sattes in sänktes blodtrycket (blå linje) och hjärtfrekvensen (röd linje) kraftigt för att sedan stabilisera sig. Muskelkontraktionen i 3:e ögonlocket (lila linje) minskade. Ingen påverkan på skelettmuskel (grön linje). Durationstiden var längre än 1980 sekunder (ill. 3). Samma effekt uppkom vis arteriell injektion. Illustration 3: Adenosin 100 µg/kg Intravenös injektion av adenosin (100 µg/kg) utan nervstimulering visade också att blodtrycket och hjärtfrekvensen sänktes. Den lägsta dos av adenosin som gav någon effekt var 5µg/kg med en durationstid på ca 601 s. Vid dosen 10µg/kg sänktes även kontraktionen i det 3:e ögonlocket. För att se om effekten av adenosin kunde slås ur tillsattes en adenosinreceptor-antagonist: 8-SPT (ill. 4). Detta medförde att blodtryck, hjärtfrekvens och kontraktion åter höjdes. Illustration 4: Adenosin + 8-SPT

6 När en intravenös injektion av gallamine (100 mg/kg) sattes in höjdes blodtryck och hjärtfrekvens. Skelettmuskeln relaxerades helt. Ingen påverkan på det 3:e ögonlocket. Durationen är längre än 1980 s (ill. 5). Samma effekt fås vis arteriell injektion. Intravenös injektion av gallamine (100 mg/kg) utan nervstimulering visade också att blodtrycket och hjärtfrekvensen höjdes. Den lägsta dos gallamine som gav effekt var 0,5 mg/kg med en durationstid på ca 607 s. För att se om gallamines effekt kunde påverkas tillsattes acetylcholin (kolinreceptoragonist) (ill. 6). Detta medförde att blodtryck och hjärtfrekvens åter sänktes. Acetylcholinet hade ingen inverkan på hur snabbt kontraktionen i skelettmuskeln återhämtade sig. Illustration 6: Gallamine + acetylcholin

7 Den okända substansen (J) (100 mg/kg) sänkte blodtrycket, höjde hjärtfrekvensen, minskade kontraktionen i 3:e ögonlocket samt slog ut kontraktionen i skelettmuskeln när den gavs intravenöst (ill. 7). Detta gällde även vid arteriell injektion. Substansen är troligtvis tubocurarine som är en icke depolariserande blockerare eller en kompetetiv antagonist till acetylcholinreceptorn. Tubocurarine är en alkaloid som idag sällan används. Effekter av substansen är muskelförlamning. De första musklerna som påverkas är de yttre ögonmusklerna, de små musklerna i ansiktet, armar och ben samt svalg. Andningsmusklerna är de sista som påverkas och det är också de som återhämtar sig snabbast. Den viktigaste biverkningen av tubocurarine är sänkning i arteriellt tryck. Substansen orsakar även utsläpp av histamin från mastceller, vilket kan ge bronkospasm. Neuromuskulära blockerare används vid sövning för att få muskelrelaxation. Durationen varar 1-2 timmar [1]. Illustration 7: okänd substans J I predikationen som gjordes innan laborationen startade antogs att: Adenosin borde ge ett minskat blodtryck och en minskad hjärtfrekvens hos katten samt vasodilatation i blodkärlen. Adenosin borde även ge ett minskat utsläpp av noradrenalin till kattens 3:e ögonlock och på så sätt ge minskad kontraktion i ögonmuskeln. Adenosin borde inte ge någon effekt på receptorerna i skelettmusklerna. Gallamine borde ge ökad hjärtfrekvens (takykardi) och ökat blodtryck. Gallamine borde även ge kontraktion i kärlens glatta muskelceller samt i ögonmuskeln. Lårmuskeln borde relaxeras. I laborationen visade det sig att adenosin ger minskat blodtryck och lägre hjärtfrekvens samt minskar kontraktionen i kattens 3:e ögonlock. Kontraktionen i skelettmuskeln påverkades ej. I laborationen visade det sig att gallamine ger ökat blodtryck och högre hjärtfrekvens samt relaxation i skelettmuskeln. Kontraktionen i kattens 3:e ögonlock minskade något. Det enda som inte stämde här var alltså att kontraktionen i 3:e ögonlocket kontraherades istället för relaxerades.

8 Referenser 1. Rang H.P, Dale M.M, Ritter J.M, Flower R.J. Pharmacology. Kap 10. Churchill Livingstone. 2. Laborationskompendiet Den virtuella katten.