Labrapport: Glattmuskellaboration Basgrupp 7 Fredrik Bodin, Jon Gårsjö, Hanna Malm, Petra Thorsson Teoretisk bakgrund Farmakodynamik beskriver en drogs verkan på kroppen och hur plasmakoncentrationen påverkar responsen. De flesta läkemedel ger effekt genom att samverka med receptorer som finns på cellytan eller intracellulärt. Drogreceptorkomplexet initierar förändringar i biokemisk och molekylär aktivitet i en cell genom en process som kallas signaltransduktion. Magnituden av responsen är proportionell mot antalet drog-receptorkomplex. En agonist definieras som en substans som kan binda till en receptor och framkallar en biologisk respons. Magnituden av drogeffekten beror på dess koncentration vid receptorstället, som i sin tur bestäms av drogens farmakokinetiska egenskaper, vilket bland annat är absorption, distribution, metabolism och eliminering. Den drogkoncentration som producerar en effekt som är % av den maximala responsen används för att bestämma potens och uttrycks normalt som EC. En drog med ett lågt EC är mer potent än en drog med ett högt EC. Noradrenalin är en katekolamin som stimulerar adrenerga receptorer, dvs. både α- och ß-receptorer. Noradrenalin har högst affinitet för α-receptorer, vilket exempelvis orsakar kontraktion i kärlens glattmuskulatur. I detta försök användes två kompetitiva antagonister, prazosin och yohimbin, för att undersöka deras hämmande förmåga av noradrenalin. Prazosin är en selektiv α 1 -antagonist medan yohimbin är en selektiv α 2 - antagonist. Källor Basic & Clinical Pharmacology Bertram G. Katzung, Susan B. Masters, Anthony J. Trevor (12th edition) Pharmacology - Lippincott s Illustrated Reviews Richard A. Harvey (5th edition) 1
Metod I laborationen användes sex glattmuskelpreparat i organbad innehållandes ml Kreb s buffert samt glukos. Organbaden värmdes upp med hjälp av 37 C vatten, vilket inte beblandades med bufferten. Gas beståendes av 95 % O 2 och 5 % CO 2 tillsattes kontinuerligt för att syresätta preparatet och bibehålla ph. Laborationens syfte var att undersöka kontraktion av glattmuskel vid tillsats av noradrenalin ± antagonister, där de preparat som användes var artär från ko. Laborationen inleddes med tillredning av tre spädningsserier; noradrenalin samt dess antagonister yohimbin och prazosin. Noradrenalin är en α- och ß-receptoragonist, prazosin är en α 1 -receptorantagoinst och yohimbin är en α 2 -receptorantagonist. Önskvärda slutkoncentrationer användes för att beräkna olika koncentrationer i spädningsserien. Eftersom organbadens volym var ml och doserna skulle innehålla µl var de beräknade koncentrationerna gånger starkare än slutkoncentrationerna. Innan försöket påbörjades hade preparaten en ursprunglig tension på ca 2 g. Propranolol, en oselektiv ß-antagonist, hade även tillsatts innan försökets början. För att erhålla maximal kontraktion för varje preparat och därmed kunna ta reda på den maximala responsen tillsattes en kaliumlösning i slutet av försöket. Under själva försöket användes sex olika organbad: - 1 kontrollrör innehållandes endast noradrenalin - 3 rör med noradrenalin och stigande doser prazosin - 2 rör med noradrenalin och stigande doser yohimbin 2
Respons (%) Resultat Kontrollrör NA Kontraktionsstyrka Max 17 1,E-9,5 3,E-9,5 1,E-8,5 3,E-8,5 1,E-7,5 3,E-7,5 1,E-6 1,6 3,E-6 3,2 1,E-5 4 3,E-5 7 1,E-4 7 NA kontroll 2 NA kontroll 3
Respons (%) Yohimbin dos 1 (slutkoncentration 3 * -8 M) Kontraktionsstyrka Max 22,5 1,E-9,5 3,E-9,5 1,E-8,5 3,E-8,5 1,E-7,5 3,E-7,5 1,E-6 6,8 3,E-6 9,6 1,E-5 3,E-5 12 1,E-4 15 Yohimbin, c = 3*^-8 2 Yohimbin, c = 3*^-8 4
Yohimbin dos 2 (slutkoncentration -8 M) Kontraktionsstyrka Max 21 1,E-9,6 3,E-9,6 1,E-8,6 3,E-8,6 1,E-7,6 3,E-7,8 1,E-6 1,8 3,E-6 4,8 1,E-5 11 3,E-5 15 1,E-4 16 5
Respons (%) Prazosin dos 1 (slutkoncentration 3 * -8 M) Kontraktionsstyrka Max 32 1,E-9,8 3,E-9,8 1,E-8,8 3,E-8,8 1,E-7,8 3,E-7,8 1,E-6,8 3,E-6 7,4 1,E-5 12 3,E-5 17 1,E-4 2 7 Prazosin, c = 3*^-8 2 Prazosin, c = 3*^-8 6
Repons (%) Prazosin dos 2 (slutkoncentration -8 M) Kontraktionsstyrka Max 15 1,E-9,35 3,E-9,35 1,E-8,35 3,E-8,35 1,E-7,35 3,E-7,35 1,E-6,35 3,E-6 3,2 1,E-5 5,6 3,E-5 9 1,E-4 11 8 Prazosin, c = ^-8 7 2 Prazosin, c = ^-8 7
-9-8,522878745-8 -7,522878745-7 -6,522878745-6 -5,522878745-5 -4,522878745-4 Respons (%) Prazosin dos 3 (slutkoncentration -9 M) Kontraktionskraft Max 16 1,E-9,4 3,E-9,4 1,E-8,4 3,E-8,4 1,E-7,4 3,E-7,4 1,E-6,8 3,E-6 3 1,E-5 6,4 3,E-5,4 1,E-4 13 9 Prazosin, c = ^-9 8 7 2 Prazosin, c = ^-9 8
Respons (%) 9 8 7 2 NA kontroll Yohimbin 1 Yohimbin 2 Prazosin 1 Prazosin 2 Prazosin 3 Diskussion EC-värdet kan bara fås ut ifrån en av kurvorna eftersom att de övriga aldrig planade ut, vilket innebär att vi inte fick något maxvärde på dessa. Felkällor En potentiell felkälla hade kunnat vara att preparaten är skurna i olika storlek. Detta rådde vi bot på genom att vi med hjälp av kaliumlösning testade maximal kontraktion i preparaten, vilket användes som referens för maximal respons för varje enskilt preparat. Den ursprungliga volymen i organbaden var ml, vilken förändrades efter varje tillsats. Detta försummades dock och beräkningarna gjordes ändå med en volym på ml. Vi hade stora problem med grafritande pennan, vilken tenderade att lyfta från underlaget på eget bevåg. Därmed blev inte vissa av graferna så kontinuerliga som önskat. Vi hade även lite problem med förståelsen. Vi började av misstag med spädningsseriens starkaste koncentration av noradrenalin, vilket ledde till att vi var tvungna att tvätta organbaden och börja om. Detta kan möjligen ha påverkat preparatens kontraktionsförmåga. 9
Slutsats Propranolol har tillsatts innan försökets början för att det är en oselektiv ß-antagonist. Detta medför att noradrenalin endast verkar på α-receptorerna i glattmuskulaturen. Gemensamt för alla grafer är att det krävs ett antal steg in i spädningsserien för att orsaka kontraktion över basalnivå. Det är även observerbart att en högre koncentration antagonist kräver en högre koncentration noradrenalin för att ge upphov till kontraktion. Detta överensstämmer med vår hypotes. Glatt muskulatur i kärlen innehåller främst α 1 -receptorer. Prazosin är en α 1 -antagonist medan Yohimbin verkar på α 2 -receptorer. Utifrån detta förväntade vi oss att Prazosin skulle ha en starkare antagonistisk verkan jämfört med Yohimbin. I vår data kan vi se att vid samma koncentration är Prazosin alltid en starkare antagonist än Yohimbin.