Εισαγωγή στη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών

Transcript

1 1

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η χρηµατοδότηση του Τµήµατος Φαρµακευτικής µέσο του προγράµµατος ΕΠΕΑΕΚ επέτρεψε την δηµιουργία νησίδας υπολογιστών. Ένας από τους κύριους στόχους του προγράµµατος είναι και η αντικατάσταση της χρήσης πειραµατόζωων για την εργαστηριακή εξάσκηση των φοιτητών. Σε πρώτη φάση ασκήσεις προσοµοίωσης θα ενσωµατωθούν στο ήδη υπάρχον πρόγραµµα ενώ η αντικατάσταση των παλαιοτέρων ασκήσεων θα λάβει χώρα σταδιακά. Οι ασκήσεις προσοµοίωσης επιτρέπουν πολύ µεγαλύτερους συνδυασµούς χορήγησης/αντικατάστασης φαρµάκων, µελέτη συµβατότητας, µεταβολισµού και φαρµακοκινητικής από ότι επιτρέπεται από χρήση αληθινών παρασκευασµάτων. Η δηµιουργία του προγράµµατος ασκήσεων προσοµοίωσης έλαβε χώρα στο Πανεπιστήµιο του Amsterdam στο Τµήµα Φαρµακολογίας από τον Dr Henk van Wilgenburg µε τον οποίο το εργαστήριο Φαρµακολογίας ευρίσκεται σε συνεργασία. Το πρόγραµµα αυτό διατίθεται δωρεάν για χρήση από εκπαιδευτικά ιδρύµατα και είναι ακόµη υπό διαµόρφωση. Η καλή χρήση της νησίδας υπολογιστών του Τµήµατος Φαρµακευτικής απαιτεί γνώση της χρήσης υπολογιστών και στα πλαίσια ενηµέρωσης των τριτοετών φοιτητών θεωρήθηκε απαραίτητη η ενηµερωτική-εκπαιδευτική παρουσίαση των ηλεκτρονικών υπολογιστών από εξειδικευµένο προσωπικό. Η παρουσίαση αυτή ενσωµατώθηκε στο πρόγραµµα εργαστηριακών ασκήσεων του µαθήµατος Φαρµακολογίας ΙΙ στο έκτο εξάµηνο του Ακαδηµαϊκού έτους , ενώ οι ασκήσεις προσοµοίωσης που ακολουθούν θα ενσωµατωθούν στις εργαστηριακές ασκήσεις των µαθηµάτων Φαρµακολογία Ι & ΙΙ των προσεχών ετών. Η προσπάθεια αυτή θα συνεχιστεί και µετά το περάτωση του προγράµµατος. Περισσότερες ασκήσεις θα ενσωµατωθούν στην συνέχεια πράγµα θα επιτρέψει την καλύτερη εξάσκηση των φοιτητών Φαρµακευτικής. Ήδη έχει αρχίσει η αντικατάσταση του λειτουργικού συστήµατος Dos µε νεώτερο και φιλικότερο για τον χρήστη σύστηµα windows. Η συγγραφή και η στοιχειοθέτηση του εγχειριδίου αυτού έγινε δυνατή µε την συµµετοχή των φοιτητών κ. Βασίλη Καραγεώργη, κ. Μάγδα Πολυµενίδου και Κώστα Ξανθόπουλου καθώς επίσης του κ. Ιωάννη Καρπουχτή ο οποίος είναι και υπεύθυνος για την λειτουργία της νησίδας υπό την καθοδήγηση του επιστηµονικού υπεύθυνου του προγράµµατος αναπ. Καθ. Θεοδώρου Σκλαβιάδη. 2

3 Εισαγωγή στη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών 1. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελείται από δύο πράγµατα: το SOFTWARE και το HARDWARE 2. Hardware. Με τον όρο αυτό εννοούµε οτιδήποτε έχει σχέση µε το ηλεκτρονικό ή αλλιώς το <<µηχανικό>> µέρος των υπολογιστών. Υποδιαιρείται σε πολλά επιµέρους κοµµάτια που αναφέρονται παρακάτω. Η σύσταση ενός υπολογιστή γίνεται ακόµα πιο σύνθετη αν σκεφτούµε ότι για κάθε ένα από τα κοµµάτια υπάρχει µια εξαιρετικά µεγάλη ποικιλία εταιριών κατασκευής οι οποίες ανταγωνίζονται µεταξύ τους για το ποιος θα κατασκευάσει το καλύτερο και το φθηνότερο προϊόν. Πληκτρολόγιο (keyboard) Ποντίκι (mouse) Oθόνη Κουτί Μητρική (motherboard) Επεξεργαστής (Pentium, 486, Alpha etc) Mνήµη RAM (EDO, SDRAM, etc) Kάρτες Κάρτα οθόνης (VGA, SVGA, AGP) Kαρτα δικτύου (UTP, ATM) Κάρτα ήχου SCSI controller Συσκευές ανάγνωσης και αποθήκευσης στοιχείων Σκληροί δίσκοι (χωρητικότητες της τάξης των GB) (IDE, SCSI) CD rom drives (χωρητικότητες της τάξης των 600 MB) (CD recorders) ισκέτες (Floppy drives) (3,5 )(χωρητικότητες της τάξης των 1,44 MB) Περιφερειακά Εκτυπωτές Scanners Digital cameras Ηχεία Μικρόφωνα Data Show Slights Printers Παρατηρήσεις στο Hardware A. Πρέπει να γνωρίζουµε το Hardware γιατί α)µόνο έτσι θα έχουµε γνώση γι αυτό που αγοράζουµε, β)είναι ο µοναδικός τρόπος να καταλαβαίνουµε τι χρειαζόµαστε σε εξοπλισµό και γ)σε περιπτώσεις άµεσης ανάγκης δεν µπορούµε να περιµένουµε τον τεχνικό 3

4 B. Ένας άλλος διαχωρισµός των εξαρτηµάτων του Η/Υ θα µπορούσε να είναι ο παρακάτω Συσκευές εισαγωγής στοιχείων και δεδοµένων στον Η/Υ Mouse Πληκτρολόγιο Light Pen Scanners Μικρόφωνα Συσκευές εξαγωγής δεδοµένων από τον Η/Υ Οθόνη Εκτυπωτές ισκέτες CD rom (µόνο αν είναι recordable) Σκληρός ίσκος Ηχεία C. Όλα τα εξαρτήµατα του Η/Υ για να λειτουργήσουν θα πρέπει να είναι δηλωµένα ή καλύτερα εγκατεστηµένα στο λειτουργικό σύστηµα µε τους κατάλληλους drivers 3. SOFTWARE.To software αποτελείται βασικά από δύο µέρη: από το λειτουργικό σύστηµα και τα προγράµµατα. Και στις δύο παραπάνω κατηγορίες βασικό ρόλο έχουν τα δίκτυα και οι εφαρµογές τους (εφόσον βέβαια υπάρχουν). Α) Το λειτουργικό σύστηµα Eίναι το βασικότερο πρόγραµµα του Η/Υ. Είναι αυτό που συνδέει όλα τα εξαρτήµατα του Η/Υ και τα καθιστά συνεργάσιµα µεταξύ τους. Θα µπορούσαµε να το χαρακτηρίσουµε ως το <<χαλί>> του υπολογιστή πάνω στο οποίο τοποθετούµε τα διάφορα <<έπιπλα>> (εξαρτήµατα) του. ιάφορα είδη λειτουργικών συστηµάτων φαίνονται παρακάτω: Unix, VMS, Linux Windows :win 3.11, Windows 95, Windows 98, Windows NT4.0, Windows 2000 Το λειτουργικό σύστηµα των Windows NT4.0 είναι αυτό το οποίο έχει επικρατήσει σε χώρους όπου εργάζονται πολλά άτοµα και που υπάρχει δίκτυο. Αυτό βέβαια έχει γίνει εξαιτίας των πλεονεκτηµάτων που παρουσιάζει για τους συγκεκριµένους χώρους. Βασικά στοιχεία στο λειτουργικό σύστηµα Windows NT 4.0 φαίνονται στο παρακάτω πίνακα. Αποτελούν µόνο κάποια πολύ βασικά χαρακτηριστικά που δίνουν την ιδιαιτερότητα στο σύστηµα αυτό. Log on (O κάθε χρήστης έχει ένα προσωπικό λογαριασµό) Eπιφάνεια εργασίας (double click)/ Mπάρα εργασίας, menu Start (one click) 4

5 Περιήγηση µε το mouse και τα κουµπιά του Το κάθε παράθυρο έχει αριστερά τρία εικονίδια Μy computer : Kυρίως φαίνεται ο σκληρός δίσκος αλλά και τα βασικά περιφερειακά του Η/Υ (δισκέτες, CD roms etc). ικαιώµατα (permissions) στον δίσκο. Ο υπολογιστής <<καταλαβαίνει>> ποιος µπαίνει στο σύστηµα και του παραχωρεί <<δικαιώµατα>> ανάλογα µε την οµάδα εργασίας που ανήκει. Β) Τα προγράµµατα Οι εφαρµογές των υπολογιστών είναι πραγµατικά απεριόριστες ή καλύτερα περιορίζονται µόνο από την δικιά µας φαντασία. Παρακάτω αναφέρουµε ορισµένα µόνο ενδεικτικά των εφαρµογών που µπορούν να υπάρξουν. Υπολογιστής (Calculator) Λεξικά Επεξεργασία κειµένου (Μicrosoft office (Word, Excel, Powerpoint)) Επιστηµονικές εφαρµογές (Microlab) Ανάλυση εικόνας (Image Pro) Γ) Τα δίκτυα Τα δίκτυα είναι µια σχετικά τελευταία εξέλιξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών και από αυτήν έχουν προκύψει δεκάδες εφαρµογές. Βασικά µε τον όρο δίκτυο εννοούµε την σύνδεση µεταξύ τουλάχιστον δύο υπολογιστών. Από αυτούς τους δύο σήµερα έχουµε προχωρήσει πολύ περισσότερο µια και το Internet, το οποίο είναι το µεγαλύτερο δίκτυο που έχει γίνει ποτέ, αριθµεί περισσότερους από 50 εκατοµµύρια υπολογιστές συνδεδεµένους µεταξύ τους και αυτός ο αριθµός αυξάνετε συνέχεια. Ορισµένες εφαρµογές παραθέτουµε παρακάτω, αποτελούν όµως µόνο µια µικρή ένδειξη των δυνατοτήτων των δικτύων. File sharing-program sharing Administration Ιntranets On line applications WEB Browser WWW 5

6 ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΗ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΑ Πρόσθιος κνηµιαίος µυς - Ισχιακό νεύρο (in vivo) Οι φαρµακολογικές ιδιότητες φαρµάκων που επηρεάζουν τη λειτουργία των σκελετικών µυών και του κινητικού νευρικού συστήµατος µπορούν να παρουσιαστούν σε διάφορα παρασκευάσµατα µυών πειραµατοζώων. Το φρενικό νεύρο ποντικού και το διάφραγµα, καθώς και ο ορθός κοιλιακός µυς βατράχου χρησιµοποιούνται συνήθως in vitro, ενώ διάφορες διατάξεις του γαστροκνήµιου µυ και του πρόσθιου και οπίσθιου κνηµιαίου (που δέχονται ερεθίσµατα τεχνητά µέσω του ισχιακού νεύρου ή ενός από τις διακλαδώσεις του) χρησιµοποιούνται in vivo. Οι µετρήσεις της τάσης των µυών σε κατάσταση ηρεµίας και κατά το σπασµό του µυ (ως απάντηση σε µεµονωµένα ερεθίσµατα ή σε σύντοµο τέτανο) µπορούν να γίνουν σε πειραµατόζωα που βρίσκονται σε νωτιαία ή σε ολική αναισθησία (συνήθως σκύλος, γάτα ή ποντικός). Το συγκεκριµένο πρόγραµµα είναι εξοµοίωση του πρόσθιου κνηµιαίου µυ και του ισχιακού νεύρου και χρησιµοποιείται για διδακτικούς σκοπούς οι οποίοι συνήθως θα απαιτούσαν τη χρήση κάποιας από τις νευροµυικές διατάξεις που αναφέρθηκαν. ΙΑΘΕΣΙΜΑ ΦΑΡΜΑΚΑ ΚΑΙ ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ Φυσιολογικός ορός σε κατάλληλη ποσότητα µπορεί να ενεθεί για να λειτουργήσει ως έλεγχος (control) και αποτελεί ένα απαραίτητο µέρος κάθε καλοσχεδιασµένου πειράµατος. Μπορεί να επηρεάσει το µυικό σπασµό ιδιαίτερα εάν χορηγηθεί µεγάλη ποσότητα φυσιολογικού ορού. Ηλεκτρικό ερέθισµα προκαλείται στο ιγνυακό νεύρο (µια διακλάδωση του ισχιακού) µε εφαρµογή ηλεκτρικής τάσης διάρκειας 0.2msec και συχνότητας 0.05Hz ή 0.5Hz. Μόνο στη συχνότητα των 0.5Hz µπορεί να γίνει επίδειξη της ιδιότητας της τριαιθυλοχολίνης να προκαλεί αποκλεισµό λόγω εξάντλησης των αποθεµάτων της ακετυλοχολίνης. Εναλλακτικά, υπάρχει η δυνατότητα να γίνει το πείραµα χωρίς κανένα ηλεκτρικό ερέθισµα. Ο τετανικός σπασµός (30Hz για 5sec) µπορεί να εφαρµοστεί για να διακρίνουµε ένα συναγωνιστικό µη αποπολωτικό αποκλεισµό (όταν έχουµε ελάχιστες ενδείξεις τετανικού σπασµού) από ένα αποπολωτικό αποκλεισµό (όπου η απάντηση στο ερέθισµα είναι µικρότερης έντασης αλλά µεγαλύτερης διάρκειας). Σηµειώνεται ότι το τετανικό ερέθισµα επηρεάζεται από συναγωνιστικούς (µη αποπολωτικούς) παράγοντες σε µικρότερες δόσεις από αυτές που απαιτούνται για να προκαλέσουν σπασµό σε µεµονωµένα ηλεκτρικά ερεθίσµατα. Για το πείραµα υπάρχει διαθέσιµη µια µεγάλη ποικιλία φαρµάκων, που µπορούν να χορηγηθούν και η δόση του κάθε φαρµάκου που απαιτείται για να να προκληθεί εµφανές αλλά όχι µέγιστο αποτέλεσµα, φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Αυτές οι δόσεις επηρεάζονται από τη συχνότητα του ερεθίσµατος, από την παρουσία άλλων φαρµάκων καθώς επίσης και από το σχεδιασµό του πειράµατος. Μεγάλες δόσεις µουσκαρινικών αγωνιστών προκαλούν καρδιακή ανακοπή, εκτός αν στο πειραµατόζωο έχει χορηγηθεί προηγουµένως ατροπίνη. Μετά τη χορήγηση κατάλληλης δόσης φαρµάκου, τα αποτελέσµατα µειώνονται σταδιακά µε χρόνο ηµιζωής που ανταποκρίνεται στις πραγµατικές ιδιότητες κάθε 6

7 φαρµάκου και στα απ[οτελέσµατα σηµειώνεται το πέρασµα του χρόνου κάθε 10 λεπτά. Ο χρόνος που χρειάζεται ο εκτυπωτής για να τυπώσει τις µετρήσεις της τάσης για κάθε 10 λεπτά πειράµατος εξαρτάται από το σύστηµα του ηλεκτρονικού υπολογιστή και του εκτυπωτή αλλά συνήθως για συχνότητα 0,05Hz, τα αποτελέσµατα θα τυπωθούν περίπου στο 1/20 του κανονικού χρόνου των 10 λεπτών. Στα 0,5Hz η ταχύτητα εκτύπωσης ανταποκρίνεται περίπου στην κανονική συχνότητα µε την οποία γίνεται το ηλεκτρικό ερέθισµα. Αν είναι αναγκαίο, ο χρόνος µπορεί να προχωρήσει (µε την επιλογή time advance ) όσο ο φοιτητής επιλέξει, έτσι ώστε να τελειώσει η δράση του φαρµάκου και να αποµακρυνθεί τα φάρµακο που έχει χορηγηθεί. Ο χρόνος θα σηµειωθεί αυτόµατα µόλις επιλεχθεί η παραπάνω εντολή. Η διάρκεια του παρασκευάσµατος του πειραµατοζώου είναι αόριστη, γεγονός που ισχύει και στο εργαστήριο για παρασκευάσµατα ισχιακού νεύρου και πρόσθιου κνηµιαίου µυ µε αληθινά πειραµατόζωα. Η άγνωστη ουσία που παρέχεται από το πρόγραµµα µπορεί να είναι ένας αποπολωτικός αποκλειστής ή ένας συναγωνιστικός (µη αποπολωτικός) νευροµυικός ανταγωνιστής. Ο χρόνος ηµιζωής και η ισχύς της άγνωστης ουσίας θέτονται τυχαία από τον υπολογιστή και σχετίζονται ανάλογα µε τιµές που θα παίρναµε µε κάποια από τις ουσίες που είναι ήδη διαθέσιµες. Στο τέλος του προγράµµατος τα χαρακτηριστικά της άγνωστης ουσίας αποκαλύπτονται. Τονίζεται ότι για πειράµατα in vivo η σχετική ισχύς και ο χρόνος ηµιζωής του κάθε φαρµάκου εξαρτάται από το σχεδιασµό του πειράµατος και τις παραµέτρους που χρησιµοποιούµε. Όταν η άγνωστη ουσία αποκαλυφθεί, µια νέα άγνωστη ουσία µε διαφορετικά χαρακτηριστικά θα επιλεχθεί τυχαία από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή για µια νέα εξοµοίωση πειράµατος. ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Το πρόγραµµα είναι εύχρηστο και φιλικό προς το χρήστη και ο χειρισµός του µπορεί να γίνει εύκολα µέσα από τα διάφορα µενού. Το πείραµα ξεκινά µε συχνότητα διέγερσης στα 0,05Hz και έτσι παίρνουµε τις ανάλογες µετρήσεις της τάσης του µυ. Η καταγραφή της τάσης συνεχίζεται µέχρι να πιεστεί το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού του υπολογιστή. Η παραπάνω κίνηση θα διακόψει το πείραµα και θα εµφανιστεί το βασικό µενού. Ο χρήστης θα µπορέσει να διαλέξει την επιλογή continue with experiment µε την οποία συνεχίζεται η µέτρηση της τάσης από το χρονικό σηµείο που σταµάτησε προηγουµένως. Εναλλακτικά, ο φοιτητής θα µπορεί να διαλέξει µια διαφορετική ενέργεια ή κάποιο φάρµακο για χορήγηση. Για κάθε χορήγηση του φαρµάκου η δόση, που καθορίζεται από τον φοιτητή, πρέπει να εισαχθεί στον ηλεκτρονικό υπολογιστή µε το πληκτρολόγιο. Όταν θα πρέπει να καθοριστεί η δόση, πίεση του πλήκτρου 0 (µηδέν) ακυρώνει την επιλογή του φαρµάκου και το πρόγραµµα ξαναγυρνάει στο βασικό µενού. Μόλις το φάρµακο ή η πορεία που θα ακολουθηθεί έχει καθοριστεί πλήρως από το φοιτητή, τότε συνεχίζεται η µέτρηση της τάσης του µυ και θα συνεχιστεί αορίστως ή µέχρι να διακοπεί ξανά (πίεση αριστερού πλήκτρου ποντικιού του υπολογιστή) που δίνει ξανά πρόσβαση στο βασικό µενού. Έτσι ο φοιτητής σε κάθε περίπτωση έχει το πείραµα υπό έλεγχο και µπορεί να διαλέξει όχι µόνο τη χορήγηση κάποιου φαρµάκου αλλά και τη δόση και τη χρονική στιγµή που θα χορηγηθεί το φάρµακο. Ο χρήστης µπορεί να εγκαταλείψει το πρόγραµµα κάθε στιγµή όπου αποκαλύπτεται η άγνωστη ουσία ή εναλλακτικά να χρησιµοποιήσει µια νέα διάταξη ισχιακού νέυρου και 7

8 προσθιου κνηµιαίου µυ µε την εντολή terminate the preparation µε την οποία η άγνωστη ουσία παραµένει η ίδια και δεν αποκαλύπτεται. Σε συγκεκριµένες χρονικές στιγµές και ιδιαίτερα κατά την έναρξη της δράσης ενός φαρµάκου, το πρόγραµµα θα αγνοήσει τις προσπάθειες για διακοπή του πειράµατος έτσι ώστε να µην είναι δυνατή η χορήγηση ενός δευτέρου φαρµάκου σε ακατάλληλο χρόνο. Αυτός ο περιορισµός είναι περισσότερο εµφανής σε ουσίες που απαιτούν περισσότερο χρόνο για να αρχίσει η δράση τους. Το πείραµα µπορεί να τερµατιστεί οποιαδήποτε χρονική στιγµή µε την εντολή terminate the preparation (η άγνωστη ουσία παραµένει κρυφή και είναι η ίδια) ή µπορεί να γίνει στη συνέχεια έξοδος από το πρόγραµµα µε την εντολή quit (οι ιδιότητες της άγνωστης ουσίας αποκαλύπτονται και στη συνέχεια οποιοδήποτε πρόγραµµα και αν χρησιµοποιήσουµε, αυτό θα χρησιµοποιήσει µία νέα άγνωστη ουσία που έχει επιλεχθεί τυχαία πάλι από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή). ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Επιλέγουµε από το αρχικό µενού το πρόγραµµα του ισχιακού νεύρου και του πρόσθιου κνηµιαίου µυ πιέζοντας το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πάνω στην ένδειξη που σηµειώνεται στην παρακάτω εικόνα. Μετά την είσοδο στο πρόγραµµα του ισχιακού νεύρου και του πρόσθιου κνηµιαίου µυ εµφανίζεται στην οθόνη το παρακάτω µενού όπου µπορούµε να καθορίσουµε τις παραµέτρους του πειράµατος µε τις επιλογές που σηµειώνονται στην παρακάτω εικόνα. Ηelp/Quit : µπορούµε να πάρουµε πληροφορίες για το πρόγραµµα ή να επιστρέψουµε στο αρχικό µενού. Experiment : θέτουµε την ηλεκτρική διέγερση στα 0,05 ή στα 0,5Hz. Dose : θέτουµε τις µονάδες µε τις οποίες θα µετρούνται οι δόσεις των φαρµάκων (µg/kg ή nmole/kg) Output : επιλέγουµε που θα λάβουµε τα αποτελέσµατα των µετρήσεων της τάσης του µυ (οθόνη ή εκτυπωτής). Run : επιλέγουµε το χειρισµό του προγράµµατος µε το ποντίκι (mouse on) ή µε το πληκτρολόγιο (mouse off). 8

9 Μετά την εντολή run ξεκινάει η µέτρηση της τάσης του µυ. Πιέζοντας το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πηγαίνουµε στο βασικό µενού του προγράµµατος όπου µπορούµε να επιλέξουµε κάποιο φάρµακο για χορήγηση ή κάποια άλλη διαδικασία. Με τις εντολές από 1-25, επιλέγουµε µε το ποντίκι το αντίστοιχο φάρµακο για χορήγηση και στη συνέχεια πληκτρολογούµε τη δόση που θέλουµε να χορηγήσουµε. Με την εντολή 26 συνεχίζουµε το πείραµα χωρίς ηλεκτρική διέγερση. Με τις εντολές 27 και 29 µπορούµε να αλλάξουµε τη συχνότητα της ηλεκτρικής διέγερσης. Με την εντολή 28 προκαλούµε τετανικό σπασµό θέτοντας τη συχνότητα της ηλεκτρικής διέγερσης στα 30Hz για 5 δευτερόλεπτα. Με την εντολή 30 συνεχίζουµε τη µέτρηση της τάσης από το χρονικό σηµείο που σταµατήσαµε προηγουµένως. 9

10 Με την εντολή 31 προχωράµε τον χρόνο όσο επιλέξουµε. Με την εντολή 32 γυρνάµε ξανά στο προηγούµενο µενού. ΛΙΣΤΑ ΦΑΡΜΑΚΩΝ Παρακάτω δίνονται τα φάρµακα που είναι διαθέσιµα και οι κύριες φαρµακολογικές οµάδες στις οποίες ανήκουν. Η παρουσία νέων φαρµάκων θα επηρεάσει εµφανώς τα αποτελέσµατα που θα πάρουµε από τις µετρήσεις. Για παράδειγµα, η ενδοαρτηριακή ακετυλοχολίνη θα γίνει λιγότερο ισχυρή παρουσία τουβοκουραρίνης και η νεοστιγµίνη θα αυξήσει την τάση του µυ παρουσία τουβοκουραρίνης (αντιστροφή του συναγωνιστικού αποκλεισµού) ενώ θα µειωθεί η τάση παρουσία σουκκινυλοχολίνης (επικρατεί η αποπόλωση). Τέτοια αποτελέσµατα θα παρατηρηθούν µόνο όταν χορηγηθούν οι κατάλληλες δόσεις. Ατροπίνη : είναι συναγωνιστικός ανταγωνιστής µουσκαρινικών χολινεργικών υποδοχέων. Πρέπει να χρησιµοποείται για να προστατεύει την καρδιά από τη θανατηφόρα δράση υψηλών δόσεων εστέρων της χολίνης που επιβραδύνουν την καρδιά µέσω της δράσης τους σε µουσκαρινικούς υποδοχείς. Νεοστιγµίνη, Φυσοστιγµίνη, Εδροφώνιο : αναστολείς της ακετυλοχολινεστεράσης. Το εδροφώνιο είναι περισσότερο δραστικό απέναντι στην ενδογενή ακετυλοχολίνη απ ότι στην εξωγενή ακετυλοχολίνη. Τουβοκουραρίνη, Πανκουρόνιο, Ατρακούριο, Γαλλαµίνη, Φαζαδίνιο : συναγωνιστικοί (µη αποπολωτικοί) νευροµυικοί ανταγωνιστές. Η διάρκεια της δράσης και η ισχύ τους διαφέρει αρκετά από ουσία σε ουσία. Σουκκινυλοχολίνη : αποπολωτικός νευροµυικός αποκλειστής. Η διάρκεια της δράσης της αυξάνεται παρουσία κάποιου αναστολέα της ακετυλοχολινεστεράσης. εκαµεθώνιο : αρχικά προκαλεί αποπόλωση αλλά αν η δόση είναι υψηλή (και κατά συνέπεια και η διάρκεια του αποκλεισµού της νευροµυικής σύναψης αρκετά µεγάλη) τότε η δράση του µετατρέπεται από αποπολωτική σε απευαισθητοποίηση του υποδοχέα. 4-Αµιδοπυριδίνη : αποκλειστής των καναλιών καλίου που αυξάνει την απελευθέρωση της ενδογενούς ακετυλοχολίνης και έτσι αντιστρέφει µερικώς τον συναγωνιστικό αποκλεισµό. Τριαιθυλοχολίνη : αναστολέας της επαναπρόσληψης της χολίνης, που ελαττώνει τη σύνθεση της ακετυλοχολίνης και τελικώς προκαλεί αποκλεισµό της λειτουργίας της νευροµυικής σύναψης (αρκεί η ηλεκτρική διέγερση να είναι ικανή να εξαντλήσει τα αποθέµατα της ακετυλοχολίνης). Σηµειώνεται ότι η τριαιθυλοχολίνη σε υψηλές δόσεις µπορεί παροδικά να µπλοκάρει τη νευροµυική σύναψη µε µηχανισµό που δεν σχετίζεται µε εξάντληση αποθεµάτων της ακετυλοχολίνης. Σηµειώνεται επίσης ότι η δράση του φαρµάκου µπορεί να αντιστραφεί από τη χολίνη. αντρολένιο : προκαλεί µεγάλης διάρκειας αποκλεισµό της νευροµυικής σύναψης, ο οποίος δεν έχει καθαρά ούτε αποπολωτικά ούτε συναγωνιστικά χαρακτηριστικά. Εξαµεθώνιο : νικοτινικός χολινεργικός αποκλειστής αλλά δρα µόνο σε νικοτινικούς υποδοχείς των γαγγλίων. Σε πολύ µεγάλες δόσεις µπορεί να παρατηρηθεί αποκλεισµός της νευροµυικής σύναψης. Ακετυλοχολίνη, Καρβαχόλη : αυτά τα φάρµακα µπορούν να χορηγηθούν µε ενδοαρτηριακή ένεση (αρκεί να µην έχουµε ηλεκτρική διέγερση) και δρουν άµεσα στους νικοτινικούς υποδοχείς του σκελετικού µυ. Σηµειώνεται ότι µεγάλες δόσεις (ιδιαίτερα παρουσία αναστολέων της ακετυλοχολινεστεράσης) θα προκαλέσουν αποπολωτικό αποκλεισµό. 10

11 Κάλιο : µπορεί να χορηγηθεί µε ενδοαρτηριακή ένεση για να ελεχθεί η ακεραιότητα των συσταλτών στοιχείων, αφού η σύσπαση του µυ προκαλείται από άµεση αποπόλωση που οφείλεται σε διαταραχή της ιοντικής ισορροπίας. ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Καθορίστε τη δράση αποκλεισµού του δαντρολενίου. 2. Καθορίστε τη διάρκεια δράσης του εδροφωνίου και της νεοστιγµίνης. 3. Συγκρίνετε τη δράση της τουβοκουραρίνης, της σουκκινυλοχολίνης και της τριαιθυλοχολίνης. 4. Καθορίστε τη δράση αποπολωτικών (σουκκινυλοχολίνη, δεκαµεθώνιο) και µη αποπολωτικών αποκλειστών (τουβοκουραρίνη, πανκουρόνιο, γαλλαµίνη) στον τετανικό σπασµό. Αρχικά προκαλούµε τετανικό σπασµό χωρίς παρουσία φαρµάκου στο παρασκεύασµα και σηµειώνουµε τα αποτελέσµατα. Στη συνέχεια χορηγούµε τα παραπάνω φάρµακα και κατά τη διάρκεια της δράσης του καθενός προκαλούµε ξανά τετανικό σπασµό και συγκρίνουµε τα αποτελέσµατα. 5. Καθορίστε τη δράση των αποκλειστών (εξαµεθώνιο, σουκκίνυλοχολίνη, ατρακούριο, δαντρολένιο) στην ενδοαρτηριακή ακετυλοχολίνη. Αρχικά σταµατάµε την ηλεκτρική διέγερση και χορηγούµε ενδοαρτηριακή ακετυλοχολίνη (5,10,20µgr/Kg) για να ελέγξουµε τη δράση της χωρίς την παρουσία άλλου φαρµάκου στο παρασκεύασµα. Στη συνέχεια χορηγούµε τα παραπάνω φάρµακα και κατά τη διάρκεια της δράσης του καθενός χορηγούµε προοδευτικά αυξανόµενες δόσεις ενδοαρτηριακής ακετυλοχολίνης (5,10,20µgr/Kg) και συγκρίνουµε τα αποτελέσµατα. 6. Καθορίστε την επίδραση των αναστολέων της ακετυλοχολινεστεράσης (νεοστιγµίνη, φυσοστιγµίνη) στη δράση των αποπολωτικών (σουκκινυλοχολίνη, δεκαµεθώνιο) και µη αποπολωτικών (φαζαδίνιο, ατρακούριο) αποκλειστών. Αρχικά χορηγούµε τους αποκλειστές έναν έναν ξεχωριστά για να ελέγξουµε τη δράση του καθενός χωρίς τη παρουσία άλλου φαρµάκου. Στη συνέχεια, χορηγούµε έναν αποκλειστή π.χ. σουκκινυλοχολίνη και κατά τη διάρκεια της δράσης της χορηγούµε έναν αναστολέα της ακετυλοχολινεστεράσης π.χ. νεοστιγµίνη και συγκρίνουµε τα αποτελέσµατα. Η εργασία επαναλαµβάνεται και για τους άλλους αποκλειστές. Σηµείωση : όλες οι ασκήσεις εκτελούνται στα 0,05Hz και οι χορηγούµενες δόσεις φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. 11

12 ΦΑΡΜΑΚΟ δόση (µg/kg) δόση (nmole/kg) τριαιθυλοχολίνη χολίνη αµιδοπυριδίνη τουβοκουραρίνη πανκουρόνιο γαλλαµίνη φαζαδίνιο ατρακούριο δαντρολένιο εξαµεθώνιο στρεπτοµυκίνη φυσοστιγµίνη νεοστιγµίνη εδροφώνιο σουκκινυλοχολίνη (ενδοαρτηριακά) 5 10 σουκκινυλοχολίνη (ενδοφλέβια) χλωριούχο κάλιο καρβαχόλη 4 20 ακετυλοχολίνη 5 20 ατροπίνη δεκαµεθώνιο

13 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΡΑΣΗΣ ΦΑΡΜΑΚΩΝ ΕΠΙ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΟΥ ΣΠΕΡΜΑΤΙΚΟΥ ΠΟΡΟΥ Ο αποµονωµένος σπερµατικός πόρος του όρχι έχει χρησιµοποιηθεί εκτεταµµένα σε έρευνες για την δράση των φαρµάκων στο περιφερικό συµπαθητικό νευρικό σύστηµα και για να ξεκαθαριστούν οι φαρµακολογικές ιδιότητες των οπιοειδών και των προσυναπτικών υποδοχέων σε περιφερικό ιστό. Υπάρχει µεγάλη διαφορά ανάµεσα στις φαρµακολογικές ιδιότητες του κάθε παρασκευάσµατος, που παρατηρούνται σε διάφορα είδη ή ποικιλίες πειραµατοζώων. Επίσης η δράση των φαρµάκων µπορεί να επηρεαστεί σε µεγάλο βαθµό και από τις συνθήκες του πειράµατος. ΙΑΘΕΣΙΜΑ ΦΑΡΜΑΚΑ ΚΑΙ ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ Σ αυτή την εξοµοίωση ο αποµονωµένος πόρος µπορεί να χρησιµοποιηθεί µε ή χωρίς ηλεκτρική διέγερση. Χωρίς ηλεκτρική διέγερση, η χορήγηση των φαρµάκων µπορεί να γίνει είτε προσθετικά είτε αποµακρύνοντας το κάθε φάρµακο από το αγγείο πριν από τη χορήγηση κατάλληλης ποσότητας νέου φαρµάκου. Οι αγωνιστές προστίθενται στον ιστό και µπορούν να αποµακρυνθούν από αυτόν µε την εντολή washout bath από το αρχικό µενού. Όµως αυτή η εντολή δεν αποµακρύνει από το παρασκύασµα τους ανταγωνιστές. Οι ανταγωνιστές χορηγούνται µέσω του δοχείου του φυσιολογικού ορού και µπορούν να αφαιρεθούν απο το διάλυµα µε την εντολή Replace McEwan s που αποµακρύνει από το παρασκέυασµα τους ανταγωνιστές αλλά και τους αγωνιστές. Η δράση των ανταγωνιστών µπορεί να είναι εύκολο, δύσκολο ή αδύνατο να αντιστραφεί µε την εντολή Replace McEwan s. Εναλλακτικά, το πείραµα µπορεί να εκτελεστεί µε ηλεκτρική διέγερση, χρησιµοποιώντας ακολουθίες παλµών µε συχνότητα 5Hz, µε τη χρήση ηλεκτροδίων που εφαρµόζονται σε ολόκληρο τον πόρο µέσω του υπογάστριου νέυρου. Αυτού του τύπου η διέγερση είναι προγαγγλιακή και προκαλεί αποτελέσµατα τα οποία οφείλονται σε διέγερση των νοραδρενεργικών υποδοχέων. Η ηλεκτρική διέγερση του σπερµατικού πόρου στο σηµείο που ενώνεται αυτός µε την κεφαλή της επιδιδυµίδας µέσω ηλεκτροδίων που διέρχονται από τα τοιχώµατα του πόρου, µε παρόµοιες ακολουθίες παλµών, προκαλεί αποτελέσµατα που οφείλονται και αυτά σε διέγερση των νοραδρενεργικών υποδοχέων αλλά που προέρχονται από µεταγαγγλιακή συµπαθητική διέγερση. Η διέγερση της σπερµατικής λήκυθου (τµήµα του σπερµατικού πόρου που διέρχεται από τον προστάτη), µέσω ηλεκτροδίων που διέρχονται από τα τοιχώµατα του πόρου µε µεµονωµένες ηλεκτρικές διεγέρσεις συχνότητας 0,03Hz, προκαλεί αποτελέσµατα που προέρχονται από τον µηαδρενεργικό µη-χολινεργικό (NANC : non-adrenergic non-cholinergic) νευροδιαβιβαστή (πιθανόν το ΑΤΡ). Ακόµα, η εξοµοίωση σηµειώνει το πέρασµα του εργαστηριακού χρόνου (ο χρόνος που θα χρειαζόταν ο φοιτητής για το ίδιο πείραµα στο εργαστήριο µε αληθινά πειραµατόζωα). Επίσης, σε αρκετά µεγάλης διάρκειας πειράµατα η ευασθησία του ιστού και η απόδοσή του παρασκευάσµατος µπορεί να µειωθούν σε µεγάλο βαθµό. Φάρµακα : Τα φάρµακα που είναι διαθέσιµα για την εξοµοίωση του πειράµατος είναι κυρίως φάρµακα που αλληλεπιδρούν µε αδρενεργικούς υποδοχείς ή µε νοραδρενεργικά νεύρα (συµπεριλαµβάνοντας διάφορους οπιοειδείς αγωνιστές και ανταγωνιστές) και µερικά φάρµακα που επηρεάζουν τη NANC µετάδοση. Αγωνιστές που δρούν απευθείας όπως η νοραδρεναλίνη, αδρεναλίνη, ισοπρεναλίνη, φαινυλεφρίνη, σαλβουταµόλη και ο αγωνιστής των α2 αδρενεργικών υποδοχέων αζεπεχόλη (ΒΗΤ-933), δρούν όλοι σε προσυναπτικούς α2 αδρενεργικούς υποδοχείς και/ή σε µετασυναπτικούς α1 και β2 αδρενεργικούς υποδοχείς. εν υπάρχουν ενεργοί 13

14 β1 αδρενεργικοί υποδοχείς σ αυτήν την εξοµοίωση. Επίσης είναι διαθέσιµοι και αγωνιστές που δεν δρουν άµεσα (όχι µέσω αδρενεργικών υποδοχέων) όπως η τυραµίνη και αµφεταµίνη. Ακόµα µπορούν να χρησιµοποιηθούν και συναγωνιστικοί αποκλειστές όπως η υοχιµβίνη και ιδαζοξάνη (α2), φαιντολαµίνη (α1 και α2), προπρανολόλη (β1 και β2), βουτοξαµίνη (β2) και ατενολόλη (β1) και η µη συναγωνιστική και µη αντιστρεπτή φαινοξυβενζαµίνη. Επίσης είναι διαθέσιµα η γουανεθιδίνη ως αδρενεργικός αποκλειστής των νευρώνων και η λιδοκαϊνη ως τοπικό αναισθητικό. Η κοκαϊνη µπορεί να χρησιµοποιηθεί για τον αποκλεισµό της επαναπρόσληψης ουσιών από τον συναπτικό χώρο. Η ακετυλοχολίνη θα συσπάσει τον ιστό (µουσκαρινικοί υποδοχείς) και τη δράση της ανταγωνίζεται η ατροπίνη. Το εξαµεθώνιο θα αποκλείσει τη µεταφορά των ώσεων µέσω των γαγγλίων, που σχετίζονται µε την απάντηση στην ηλεκτρική διέγερση µέσω του υπογάστριου νεύρου. Το ΑΤΡ θα συσπάσει τον ιστό και τη δράση του ανταγωνίζεται η σουραµίνη που αποκλείει την NANC απάντηση στο ηλεκτρικό ερέθισµα. Επίσης αποκλειστής της NANC απάντησης είναι και η νιφεδιπίνη. Η δράση των οπιοειδών αγωνιστών στους µ- (φαιντανύλη), δ- (DSLET : D-Ser- Leu-enkephalin-Thr) και κ- (αιθυλκετοκυκλαζασίνη) οπιοειδείς υποδοχείς µπορεί να αποκλειστεί µε κατάλληλες ποσότητες ναλοξόνης, νορδιναλτορφιµίνης και ναλτρινδόλης αντίστοιχα. Σηµειώνεται ότι οι αγωνιστές και ανταγωνιστές των κ- οπιοειδών υποδοχέων είναι διαθέσιµοι για να υπάρχει µια ολοκληρωµένη ποικιλία φαρµάκων, παρόλο που δεν υπάρχουν λειτουργικοί κ- υποδοχείς στον αποµονωµένο σπερµατικό πόρο του όρχι του πειραµατοζώου του εξοµοιωµένου πειράµατος. Σηµειώνεται επίσης ότι κανένα από τα παραπάνω φάρµακα δεν είναι απολύτως εκλεκτικό για ένα µόνο υποδοχέα και µπορεί να επηρεάζουν και άλλους υποδοχείς, ιδιαίτερα αν χορηγηθούν σε ακατάλληλα υψηλές δόσεις. Έτσι ο φοιτητής πρέπει να µάθει από αυτήν την εξοµοίωση ότι η εκλεκτικότητα είναι ποσοτικό φαινόµενο. Επίσης η εξοµοίωση προσφέρει και άγνωστες ουσίες που έχουν ιδιότητες ανάλογες µε τις ιδιότητες των φαρµάκων που είναι διαθέσιµα αλλά θα έχουν διαφορετική ισχύ. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Επιλέγουµε από το αρχικό µενού το πρόγραµµα του σπερµατικού πόρου πιέζοντας το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πάνω στην ένδειξη που σηµειώνεται στην παρακάτω εικόνα. εικόνα 1 14

15 Μετά την είσοδο στο πρόγραµµα εµφανίζεται στην οθόνη το παρακάτω µενού όπου µπορούµε να καθορίσουµε τις παραµέτρους του πειράµατος µε τις επιλογές που σηµειώνονται στην εικόνα 2. εικόνα 2 Ηelp/Quit : µπορούµε να πάρουµε πληροφορίες για το πρόγραµµα ή να επιστρέψουµε στο αρχικό µενού. Experiment : έχουµε τις εξής επιλογές : 1. εκτέλεση του πειράµατος χωρίς ηλεκτρική διέγερση 2. εκτέλεση του πειράµατος µε διέγερση µέσω του υπογάστριου νεύρου µε συχνότητα 5Hz για 5sec κάθε 2min 3. εκτέλεση του πειράµατος µε διέγερση διατοιχωµατικά, µέσω της επιδιδυµιδικής µοίρας του πόρου µε συχνότητα 5Hz για 5sec κάθε 2min 4. εκτέλεση του πειράµατος µε διέγερση διατοιχωµατικά, µέσω της προστατικής µοίρας του πόρου µε συνεχόµενη συχνότητα 0,03Hz Dose : θέτουµε τις µονάδες µε τις οποίες θα µετρούνται οι δόσεις των φαρµάκων (µg/kg ή nmole/kg) Output : επιλέγουµε που θα λάβουµε τα αποτελέσµατα των µετρήσεων της τάσης του µυ (οθόνη ή εκτυπωτής). Run : επιλέγουµε το χειρισµό του προγράµµατος µε το ποντίκι (mouse on) ή µε το πληκτρολόγιο (mouse off). Αν επιλέξουµε να εκτελέσουµε το πείραµα χωρίς ηλεκτρική διέγερση στην οθόνη θα εµφανιστεί το παρακάτω µενού (εικόνα 3). Με τις εντολές 1-34 επιλέγουµε κάποιο φάρµακο για χορήγηση. Με την εντολή 35 αποµακρύνουµε από το παρασκεύασµα τους αγωνιστές που υπάρχουν σ αυτό. 15

16 Με την εντολή 36 αποµακρύνουµε από το παρασκεύασµα τους αγωνιστές και τους ανταγωνιστές που υπάρχουν σ αυτό. Με την εντολή 37 συνεχίζουµε το πείραµα. Με την εντολή 38 αλλάζουµε παρασκεύασµα. εικόνα 3 Ο φοιτητής µπορεί να διαλέξει πιο φάρµακο θα χρησιµοποιήσει και να καθορίσει ο ίδιος τη δόση (η κατάλληλη δόση των φαρµάκων φαίνεται στους παρακάτω πίνακες). Μετά τη χορήγηση του φαρµάκου θα υπάρχει και το ανάλογο φαρµακολογικό αποτέλεσµα που θα φανεί στην οθόνη του ηλεκτρονικού υπολογιστή ή στον εκτυπωτή (εικόνα 4). εικόνα 4 Στο πάνω µέρος της οθόνης σηµειώνεται ο χρόνος που έχει περάσει από την αρχή του πειράµατος (πραγµατικός εργαστηριακός χρόνος). Επίσης φαίνονται τα φάρµακα 16

17 που χορηγήθηκαν καθώς και οι συγκεντρώσεις τους. Με τα βέλη σηµειώνεται από το πρόγραµµα η χρονική στιγµή που χορηγείται το κάθε φάρµακο. Όταν ο φοιτητής επιλέξει να εκτελέσει το πείραµα µε ηλεκτρική διέγερση τότε η εξοµοίωση θα εµφανίσει στην οθόνη τις συσπάσεις του λείου µυ του πόρου όπως φαίνονται στην εικόνα 5. Η καταγραφή συνεχίζεται µέχρι να πιέσουµε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού του υπολογιστή. Με αυτή την ενέργεια ο φοιτητής εισέρχεται στο βασικό µενού, που φαίνεται στην εικόνα 3, από το οποιό µπορεί να διαλέξει κάποιο από τα διαθέσιµα φάρµακα για χορήγηση ή να εκτελέσει κάποια άλλη ενέργεια. εικόνα 5 Μετά τη χορήγηση του φαρµάκου θα συνεχιστεί η καταγραφή των συσπάσεων, φυσικά µε το κατάλληλο φαρµακολογικό αποτέλεσµα. Το φάρµακο που έχει χορηγηθεί µπορεί να αποµακρυνθεί από το παρασκεύασµα µε τις εντολές που προαναφέρθηκαν ή µπορεί να χορηγηθεί κάποιο άλλο φάρµακο. Ο χρήστης µπορεί να εγκαταλείψει το παρασκεύασµα και να χρησιµοποιήσει ένα νέο παρασκεύασµα οποιαδήποτε χρονική στιγµή. ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Συγκρίνετε τη δράση της φαιντολαµίνης και της υοχιµβίνης στους α1 αδρενεργικούς υποδοχείς. Το πείραµα εκτελείται χωρίς ηλεκτρική διέγερση. Αρχικά χορηγούνται 8µΜ φαινυλεφρίνη (αγωνιστής α1 αδρενεργικών υποδοχέων) και παρατηρούµε το αποτέλεσµα. Στη συνέχεια αλλάζουµε παρασκέυασµα και χορηγούνται πρώτα 1µΜ υοχιµβίνης και στη συνέχεια 8µΜ φαινυλεφρίνης και παρατηρούµε το αποτέλεσµα. Αλλάζουµε και πάλι το παρασκεύασµα και χορηγούνται πρώτα 1µΜ φαιντολαµίνης και στη συνέχεια 8µΜ φαινυλεφρίνης. Συγκρίνετε και εξηγήστε τα αποτελέσµατα. 2. Συγκρίνετε τη δράση της νιφεδιπίνης, της πραζοσίνης και της σουραµίνης µε ηλεκτρική διέγερση στην επιδιδυµίδα και στον προστάτη. Αρχικά το πείραµα εκτελείται µε ηλεκτρική διέγερση στην επιδιδυµίδα χορηγώντας 1µΜ νιφεδιπίνη. Στη συνέχεια το πείραµα εκτελείται µε ηλεκτρική διέγερση στον προστάτη χορηγώντας και πάλι 1µΜ νιφεδιπίνη. Συγκρίνετε τα αποτελέσµατα. Επαναλάβετε την ίδια 17

18 διαδικασία για 0,05µΜ πραζοσίνης και 1µΜ σουραµίνης. Συγκρίνετε και εξηγήστε τα αποτελέσµατα. 3. Συγκρίνετε τη δράση της κοκαϊνης σε σχέση µε την νοραδρεναλίνη, την φαινυλεφρίνη και την τυραµίνη. Το πείραµα εκτελείται χωρίς ηλεκτρική διέγερση. Αρχικά χορηγούνται οι αγωνιστές ο καθένας ξεχωριστά σε διαφορετικά παρασκευάσµατα σε δόσεις που προτείνονται στους παρακάτω πίνακες. Στη συνέχεια χορηγείται πρώτα η κοκαϊνη και µετά ο κάθε αγωνιστής και πάλι σε διαφορετικά παρασκευάσµατα. Συγκρίνετε και εξηγήστε τα αποτελέσµατα. 4. Εξηγήστε τους µηχανισµούς δράσης της λιδοκαϊνης και της γουανεθιδίνης (βιβλιογραφία). πίνακας 1 ΦΑΡΜΑΚΟ (αποκλειστές) υποδοχείς-περιοχές στις οποίες δρουν αποτελεσµατική συγκέντρωση βουτοξαµίνη β2-αδρενεργικοί 5 υοχιµβίνη α2-αδρενεργικοί 0,05 ιδαζοξάνη α2-αδρενεργικοί 0,02 ατροπίνη µουσκαρινικοί 0,005 εξαµεθώιο νικοτινικοί 10 ναλοξόνη µ-οπιοειδείς 0,05 4-αµινοπυριδίνη αποκλεισµός καναλιού Κ+ 100 κοκαΐνη αποκλεισµός επαναπρόσληψης 0,1 νορβιναλτοµορφίνη κ-οπιοειδείς 0,005 γουανεθιδίνη αποκλεισµός αδρενεργικών νευρώνων 3 φαιντολαµίνη α-αδρενεργικοί 0,5 προπρανολόλη β-αδρενεργικοί 0,01 φαινοξυβενζαµίνη α-αδρενεργικοί 0,3 ατενολόλη β1-αδρενεργικοί 0,5 ναλτρινδόλη δ-οπιοειδείς 0,001 πραζοσίνη α1-αδρενεργικοί 0,05 λιδοκαΐνη αποκλεισµός καναλιού Νa+ 20 σουραµίνη υποδοχείς ΑΤΡ 1 νιφεδιπίνη αποκλεισµός καναλιού Ca+ 1 18

19 πίνακας 2 ΦΑΡΜΑΚΟ ΚΑΙ χωρίς ηλεκτρική διέγερση µε ηλεκτρική διέγερση ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΦΑΡΜΑΚΟΥ αποτελεσµατική συγκέντρωση αποτελεσµατική συγκέντρωση διτρυγική νοραδρεναλίνη 20 3 χλωριούχο βάριο θειική ισοπρεναλίνη 0,02 0,01 υδροχλωρική φαινυλεφρίνη 8 3 υδροχλωρική τυραµίνη θειική (+) αµφεταµίνη διυδροχλωρική αζεπεχόλη (ΒΗΤ 933) 50 0,5 ΑΤΡ (δινατριούχο άλας) θειική σαλβουταµόλη 0,1 0,3 βρωµιούχος ακετυλοχολίνη προσταγλανδίνη Ε2 > αιθυλκετοκυκλαζασίνη >1000 0,5 κιτρική φαιντανύλη >1000 0,05 DSLET >1000 0,001 19

20 ΚΑΡ ΙΑΚΟΣ ΡΥΘΜΟΣ ΚΑΙ ΑΡΤΗΡΙΑΚΗ ΠΙΕΣΗ ΣΕ IN VIVO ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ Οι φαρµακολογικές ιδιότητες των φαρµάκων που επηρεάζουν το αυτόνοµο νευρικό σύστηµα, την καρδιά και τα αγγεία µπορούν να παρουσιαστούν σε πειραµατόζωα, τα οποία είτε έχουν υποστεί αναισθησία είτε όχι. Είναι πολύ εύκολο να γίνει καταγραφή του ρυθµού της καρδιάς, καθώς και της αρτηριακής πίεσης ενός αναισθητοποιηµένου ζώου (συνήθως σκύλου, γάτας ή ποντικιού) και οι φοιτητές έχουν όφελος από τέτοιου είδους εργαστηριακές ασκήσεις όχι µόνο από τις γνώσεις που κατακτούν αλλά και από το µεγαλύτερο ενδιαφέρον που αποκτούν, την περισσότερη προσωπική ενασχόληση, την ενεργοποίηση και την καλύτερη κατανόηση που προκύπτει συνήθως από τα in vivo πειράµατα. υστυχώς αυτά τα πειράµατα έχουν υψηλό κόστος, χρειάζονται πάρα πολύ χρόνο, απαιτούν πολλά ζωα καθώς επίσης και ειδικό τεχνικό εξοπλισµό. Το πρόγραµµα αυτό παρέχει την δυνατότητα της εξοµοίωσης τέτοιων πειραµάτων για την παρατήρηση και την µελέτη αυτών των συστηµάτων χωρίς τις δυσκολίες που συνεπάγονται τα in vivo πειράµατα. ΦΑΡΜΑΚΑ ΚΑΙ ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ Φυσιολογικός ορός (saline) : Μπορεί να ενεθεί σε κατάλληλο όγκο, για να δράσει ως control, που είναι απαραίτητο βήµα ενός καλοσχεδιασµένου πειράµατος. Άν χρησιµοποιηθούν πάρα πολύ µεγάλες ποσότητες φυσιολογικού ορού, µπορεί να επηρεαστούν ελαφρά τόσο ο καρδιακός ρυθµός όσο και η αρτηριακή πίεση. Ηλεκτρική ενεργοποίηση (electrical simulation) : Μπορεί να εφαρµοστεί προγαγγλιακά στο πνευµονογαστρικό νεύρο (vagus) (παρασυµπαθητικό σύστηµα) ή προγαγγλιακά και µεταγαγγλιακά στα συµπαθητικά νεύρα, ώστε να να µπορεί να ελέγχεται η επίδραση των φαρµάκων στην λειτουργία του Α.Ν.Σ. Αγωνιστές : Μπορεί να χορηγηθεί µία ποικιλία αγωνιστών των οποίων οι τιµές ΕD 50 για τη δράση τους στην αρτηριακή πίεση φαίνεται στον πίνακα 1 (για ένα κανονικό παρασκεύασµα χωρίς την παρουσία άλλων φαρµάκων). Αυτές οι τιµές προφανώς θα διαφέρουν αν χορηγούνται ταυτόχρονα και άλλα φάρµακα π.χ. στα πειραµατόζωα στα οποία έχει καταστραφεί ο νωτιαίος µυελός τους (pithed) δεν θα υπάρχουν καρδιοαγγειακά αντίρροπα (compensatory) αντανακλαστικά (αντανακλαστικά που τείνουν να διατηρήσουν την κυκλοφορία του αίµατος, σε περιπτώσεις προβληµατικής καρδιακής λειτουργίας ή προβληµατικής κυκλοφορίας του αίµατος), ενώ σε πειραµατόζωα στα οποία έχει χορηγηθεί ρεζερπίνη, τα φάρµακα που απελευθερώνουν κατεχολαµίνες θα είναι λιγότερο αποτελεσµατικά. Η αρχική τιµή της αρτηριακής πίεσης σε ηρεµία µπορεί επίσης να επηρεάσει το ED 50 σε µικρό βαθµό. Κατά την λειτουργία του προγράµµατος µπορεί η δράση ορισµένων φαρµάκων να µην είναι η αναµενόµενη και αυτό γιατί συµπεριλαµβάνεται ένα τυχαίο στοιχείο σε κάθε απάντηση για να εξοµοιώσει την εγγενή ποικιλοµορφία που υπάρχει στα πραγµατικά βιολογικά συστήµατα. Η κυριότερη επίδραση των φαρµάκων στην αρτηριακή πίεση εξαρτάται προφανώς από εναν αριθµό παραγόντων. Π.χ. η αδρεναλίνη τείνει να ανεβάσει την αρτηριακή πίεση έχοντας αγγειοσυσπαστική δράση, αλλά παράλληλα τείνει να την ελαττώσει µε την αγγειοδιασταλτική της δράση (διφασική δράση) και πάλι τείνει να την αυξήσει µε την άµεση δράση της στην καρδιά. Κατάλληλα φάρµακα µπορούν να επηρεάσουν εκλεκτικά κάποιον από αυτούς τους παράγοντες και συνεπώς να αλλοιώσουν την τελική εικόνα. Επαναλαµβανόµενες δόσεις τυραµίνης ή διµέθυλοπιπεραζίνης (DMPP) προκαλούν αντιδράσεις που δείχνουν ταχυφυλαξία (η µείωση της δράσης ενός φαρµάκου λόγω 20

21 επαναλαµβανόµενης χορήγησης) και αυτό µπορεί να µεταβάλλει την τιµή της ED 50 αυτών των φαρµάκων οπότε και γίνεται περίπλοκος ο σχεδιασµός αυτών των πειραµάτων µε την χρήση των φαρµάκων αυτών. Ανταγωνιστές : Προκαλούν δράσεις που εξαρτώνται από το παρασκεύασµα που επιλέγουµε π.χ. το εξαµεθώνιο ελαττώνει την αρτηριακή πίεση σε φυσιολογικό παρασκεύασµα. Οι ανταγωνιστές µπορεί να επηρεάσουν τη δράση των αγωνιστών µε διάφορους τρόπους. Π.χ. εξαιτίας της ελάττωσης που προκαλούν στη αρτηριακή πίεση σε ηρεµία, ή εξαιτίας της επίδρασης στην ακεραιότητα των καρδιοαγγειακών αντίρροπων αντανακλαστικών, ή επειδή µπλοκάρουν ένα ή περισσοτερους τύπους υποδοχέων που σχετίζονται µε τη δράση του αγωνιστή. Ο πίνακας 2 δείχνει δόσεις των ανταγωνιστών που προκαλούν αποκλεισµό σε µικρό βαθµό ορισµένων τύπων υποδοχέων. Αυτές οι τιµές δεν αντιστοιχούν ακριβώς στις τιµές που µπορεί να µετρηθούν in vitro, εφόσον και άλλοι παράγοντες (π.χ. κατανοµή και σύνδεση µε πρωτεϊνες) παίζουν ρόλο in vivo. Σε χαµηλές δόσεις οι περισσότεροι απο τους ανταγωνιστές δείχνουν συναγωνιστικά χαρακτηριστικά σε επίπεδο υποδοχέων, ενώ αντίθετα σε υψηλές δόσεις ο αποκλεισµός ορισµένων τύπων υποδοχέων δεν είναι συναγωνιστικός. Επιπλέον, η έκφραση µιας συναγωνιστικής δράσης σε επίπεδο υποδοχέων όσον αφορά τις αλλαγές στη σχέση δόσης-αποτελέσµατος των αγωνιστών µπορεί να επηρεαστεί και από άλλους παράγοντες (π.χ. οι διαφορές στην ακεραιότητα των καρδιοαγγειακών αντίρροπων αντανακλαστικών ή η ανάπτυξη ταχυφυλαξίας στον αγωνιστή). Η φαινοξυβενζαµίνη εµφανίζει τα χαρακτηριστικά ενός µη συναγωνιστικού ανταγωνιστή και κάποιες από τις δράσεις της πραζοσίνης και της νιφεδιπίνης δεν είναι απολύτως συναγωνιστικές. Υψηλές δόσεις ανταγωνιστών προκαλούν ενέργειες σε διάφορους τύπους υποδοχέων, οι οποίες είναι διαφορετικές από αυτές που σχετίζονται µε τη δράση του ανταγωνιστή (π.χ. η ρανιτιδίνη µπλοκάρει τους Η 2 -υποδοχείς και σε µεγαλύτερες δόσεις µπλοκάρει επίσης την χολινεστεράση, η υοχιµβίνη µπλοκάρει τους α 2 αδρενεργικούς υποδοχείς και σε µεγαλύτερες δόσεις µπλοκάρει επίσης και τους α 1 αδρενεργικούς υποδοχείς). Το πειραµατόζωο µπορεί να πεθάνει από πολύ υψηλές δόσεις των ανταγωνιστών. Σηµειώνεται ότι το πρόγραµµα δεν επιτρέπει την ταυτόχρονη χορήγηση περισσότερων από 4 ανταγωνιστών για να επηρεάζουν τις ενέργειες των αγωνιστών. εν επιτρέπεται η χορήγηση ενός πέµπτου ανταγωνιστή µέχρις ότου να γίνουν ασήµαντες οι ενέργειες του προηγούµενου ανταγωνιστή. Χρόνος : Καθώς χορηγούνται τα φάρµακα και καταγράφονται οι αντιδράσεις σ αυτά το πρόγραµµα παρακολουθεί το χρόνο που περνάει από την αρχή του πειράµατος και τον σηµειώνει κάθε φορά που χορηγούµε ένα φάρµακο. Κάθε χορήγηση φαρµάκου να διαρκεί 3 λεπτά από το συνολικό χρόνο του πειράµατος (παρόλο που χρειάζονται µόνο λίγα δευτερόλεπτα για την καταγραφή των τιµών σε πραγµατικό χρόνο). Οι ενέργειες των ανταγωνιστών ελαττώνονται σταδιακά καθώς προχωράει ο χρόνος του πειράµατος. Αν είναι απαραίτητο ο χρόνος του πειράµατος µπορεί να προχωρήσει για όσα λεπτά χρειάζονται, έτσι ώστε οι ανταγωνιστές να αποµακρυνθούν τελείως από το παρασκεύασµα (µε ρυθµό που εξαρτάται από το χρόνο ηµιζωής τους). Αυτό γίνεται επιλέγοντας την εντολή advance time χωρίς φυσικά να χρειάζεται να περιµένει ο χρήστης αυτόν τον χρόνο στην πραγµατικότητα. Τα παρασκευάσµατα δεν διαρκούν για απεριόριστο χρονικό διάστηµα. Έτσι, µετά από έξι ώρες από την αρχή του πειράµατος εµφανίζεται µία σταδιακή επιδείνωση της κατάστασης του πειραµατοζώου που µπορεί να πεθάνει ξαφνικά. Άγνωστη ουσία (unknown) : Η άγνωστη ουσία µπορεί να έχει τα χαρακτηριστικά ενός από τα φάρµακα που χρησιµοποιούνται στο πείραµα (π.χ. της δράσης της προπρανολόλης). Ωστόσο η ισχύς της άγνωστης ουσίας είναι διαφορετική (αν 21

22 πρόκειται για αποκλειστή µπορεί να είναι µέχρι 15 φορές µεγαλύτερη ή 250 φορές µικρότερη από αυτή του κανονικού αποκλειστή) και ο χρόνος ηµίσειας ζωής του µπορεί να ποικίλλει ανάµεσα σε 6-42min ανεξάρτητα από το χρόνο ηµίσειας ζωής του κανονικού φαρµάκου. Για άγνωστους αγωνιστές η ισχύς µπορεί να είναι 4-20 φορές µεγαλύτερη ή µικρότερη από το κανονικό φάρµακο. Τέτοιες διαφοροποιήσεις στην ισχύ δεν είναι απαραίτητα ίδιες για όλες τις δράσεις τις άγνωστης ουσίας και έτσι ο βαθµός της εκλεκτικότητας µπορεί επίσης να αλλάξει. Ο προσεχτικός φοιτητής θα παρατηρήσει και άλλες διαφορές. Άγνωστες ουσίες µε δράσεις τυραµίνης και DMPP δεν θα προκαλέσουν ταχυφυλαξία. Επίσης άγνωστες ουσίες τύπου DMPP µπορεί επίσης να παρουσιάζουν µια εκλεκτική ικανότητα να διεγείρουν τα συµπαθητικά γάγγλια. Στο τέλος του προγράµµατος τα χαρακτηριστικά της άγνωστης ουσίας αποκαλύπτονται, εφόσον αυτή έχει χορηγηθεί. Επίσης, αποκαλύπτεται µαζί µε την άγνωστη ουσία ο παράγοντας ισχύς της PF (potency factor) καθώς και ο χρόνος ηµίσειας ζωής της. Ο παράγοντας ισχύς εκφράζει την αναλογία : PF = ED 50 άγνωστης ουσίας/ed 50 κανονικού φαρµάκου Μόλις αποκαλυφθεί η άγνωστη ουσία, θα επιλεχθεί µία νέα άγνωστη ουσία για το επόµενο πείραµα. Άν ο χρήστης αλλάξει το παρασκευάσµα, η άγνωστη ουσία παραµένει αυτή που ορίστηκε από την αρχή. 22

23 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Επιλέγουµε από το αρχικό µενού το πρόγραµµα του καρδιακού ρυθµού και της αρτηριακής πίεσης πιέζοντας το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πάνω στην ένδειξη που σηµειώνεται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 1 Μετά την είσοδο στο πρόγραµµα του καρδιακού ρυθµού και της αρτηριακής πίεσης εµφανίζεται στην οθόνη το παρακάτω µενού όπου µπορούµε να καθορίσουµε τις παραµέτρους του πειράµατος µε τις επιλογές που σηµειώνονται στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 2 Ηelp/Quit : µπορούµε να πάρουµε πληροφορίες για το πρόγραµµα ή να επιστρέψουµε στο αρχικό µενού. 23

24 Experiment : έχουµε τις εξής επιλογές : 1. εκτέλεση πειράµατος µε πειραµατόζωο στο οποίο έχει χορηγηθεί ρεζερπίνη 2. εκτέλεση πειράµατος µε πειραµατόζωο του οποίου έχει καταστραφεί ο νωτιαίος µυελός 3. εκτέλεση πειράµατος µε φυσιολογικό πειραµατόζωο Pressure : επιλέγουµε τις µονάδες µέτρησης της πίεσης (mmhg ή Kda) Dose : θέτουµε τις µονάδες µε τις οποίες θα µετρούνται οι δόσεις των φαρµάκων (µg/kg ή nmole/kg) Output : επιλέγουµε που θα λάβουµε τα αποτελέσµατα των µετρήσεων καρδιακού ρυθµού και της αρτηριακής πίεσης (οθόνη ή εκτυπωτής). του Run : επιλέγουµε το χειρισµό του προγράµµατος µε το ποντίκι (mouse on) ή µε το πληκτρολόγιο (mouse off). Μετά την εντολή run ξεκινάει η µέτρηση τoυ καρδιακού ρυθµού και της αρτηριακής πίεσης. Εικόνα 3 Στην εικόνα 3 η άσπρη γραµµή απεικονίζει τον καρδιακό ρυθµό και αντιστοιχεί στις τιµές του δεξιού άξονα (κλίµακα σε χτύπους ανά λεπτό). Η άλλη γραµµή µε το πάνω µέρος της απεικονίζει την συστολική αρτηριακή πίεση, ενώ µε το κάτω µέρος της απεικονίζει την διαστολική αρτηριακή πίεση και αντιστοιχεί στις τιµές του αριστερού άξονα (κλίµακα σε mmhg ή σε Kda). Στο επάνω µέρος της εικόνας σηµειώνεται ο χρόνος που έχει περάσει από την αρχή του πειράµατος (πραγµατικός εργαστηριακός χρόνος). Πιέζοντας το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πηγαίνουµε στο βασικό µενού (εικόνα 4) του προγράµµατος όπου µπορούµε να επιλέξουµε κάποιο φάρµακο για χορήγηση ή κάποια άλλη διαδικασία. Με τις εντολές 1-26 επιλέγουµε κάποιο από τα διαθέσιµα φάρµακα για χορήγηση. Με την εντολή 27 διεγείρουµε το πνευµονογαστρικό νεύρο. 24

25 Με την εντολή 28 διεγείρουµε το συµπαθητικό σύστηµα. Άν επιλέξουµε αυτή την εντολή το πρόγρµµα µας ζητάει να καθορίσουµε αν η διέγερση του συµπαθητικού συστήµατος γίνει προγαγγλιακά (οπότε πατάµε το πλήκτρο µε τον αριθµό 1) ή µεταγαγγλιακά (οπότε πατάµε το πλήκτρο µε τον αριθµό 2). Με την εντολή 29 προχωράµε τον χρόνο. Με την εντολή 30 µπορούµε να αλλάξουµε το παρασκεύασµα. Εικόνα 4 ΛΙΣΤΑ ΦΑΡΜΑΚΩΝ Αγωνιστές : Νοραδρεναλίνη : δρα σαν διεγέρτης των α 1, α 2 και β 1 αδρενεργικών υποδοχέων, προκαλώντας αγγειοσύσπαση µε αποτέλεσµα θετική ινοτρόπο και χρονοτρόπο δράση στην καρδιά. Βασοπρεσσίνη : προκαλεί αγγειοσύσπαση και έχει µικρή άµεση δράση στην καρδιά. Ανταγωνίζεται µε αποκλειστές της εισόδου Ca ++. Αγγειοτενσίνη: προκαλεί αγγειοσύσπαση καθώς και απελευθέρωση κατεχολαµινών. ιµεθυλφαινυλοπιπεραζίνη (DMPP): δρα σαν διεγέρτης των νικοτινικών χολινεργικών υποδοχέων, που προκαλεί έµµεση απελευθέρωση της ακετυλοχολίνης και κατεχολαµινών. Μπορεί να εµφανίσει ταχυφυλαξία. Αδρεναλίνη : διεγείρει τους α 1, α 2, β 1 και β 2 αδρενεργικούς υποδοχείς προκαλώντας µία διφασική δράση στην αρτηριακή πίεση µε ταυτόχρονη θετική χρονοτροπική και ινοτροπική επίδραση στην καρδιά. Τυραµίνη : εκτοπίζει την νοραδρεναλίνη και την αδρεναλίνη από τις περιοχές αποθήκευσής τους. 25

26 Φαινυλεφρίνη : προκαλεί αγγειοσύσπαση µέσω διέγερσης των α 1 αδρενεργικών υποδοχέων. Β-ΗΤ 920 : είναι ένας διεγέρτης των α 2 αδρενεργικών υποδοχέων που έχει δράση στην συστολική αρτηριακή πίεση (µέσω µιας δράσης στους µετασυναπτικούς α 2 - αδρενεργικούς υποδοχείς) και µία παρατεταµένη δράση στην διαστολική αρτηριακή πίεση (µε δράση στους κεντρικούς α 2 -αδρενεργικούς υποδοχείς για να ελαττώσει την συχνότητα των δυνητικών νοραδρενεργικών δράσεων στα αρτηρίδια). ιέγερση των α 2 αδρενεργικών υποδοχέων στις περιοχές των νευρώνων θα ελαττώσει την προκαλούµενη απελευθέρωση των διαβιβαστών. Σε ψηλότερες δόσεις µπορεί να εµφανιστούν αποτελέσµατα διέγερσης των α 1 αδρενεργικών υποδοχέων. Ακετυλοχολίνη : διεγείρει τους µουσκαρινικούς χολινεργικούς υποδοχείς και προκαλεί χάλαση των αγγείων καθώς και αρνητική χρονοτροπική και ινοτροπική δράση. Σε ψηλότερες δόσεις µπορεί να εµφανιστούν αποτελέσµατα διέγερσης των νικοτινικών χολινεργικών υποδοχέων µε επακόλουθη απελευθέρωση κατεχολαµινών. Ισοπρεναλίνη (ισοπροτερενόλη) : διεγείρει τους β 1 και β 2 αδρενεργικούς υποδοχείς και µπορεί να προκλέσει χάλαση των αγγείων και θετική χρονοτροπική και ινοτροπική δράση στην καρδιά. Σε πολύ υψηλές δόσεις µπορεί να εµφανιστούν ορισµένα αποτελέσµατα διέγερσης των α 1 αδρενεργικών υποδοχέων. Ισταµίνη : ελαττώνει την καρδιακή πίεση προκαλώντας αγγειοδιαστολή µέσω των Η 1 υποδοχέων. Σε υψηλότερες δόσεις µπορεί να εµφανιστούν δράσεις στην καρδιά µέσω της διέγερσης και των Η 2 υποδοχέων. Ανταγωνιστές : Εξαµεθώνιο : ένας συναγωνιστικός νικοτινικός χολινεργικός αποκλειστής που διακόπτει τις συµπαθητικές και παρασυµπαθητικές νευρονικές οδούς και µπλοκάρει τους διεγέρτες των νικοτινικών χολινεργικών υποδοχέων. Προπρανολόλη : ένας συναγωνιστικός αποκλειστής των β 1 και β 2 αδρενεργικών υποδοχέων. Σε ψηλότερες δόσεις εµφανίζονται ορισµένες τοπικές αναισθητικές δράσεις καθώς και µερικός αποκλεισµός των α-αδρενεργικών υποδοχέων. Πραζοσίνη : ένας αποκλειστής των α 1 αδρενεργικών υποδοχέων. Σε ψηλότερες δόσεις µπορεί να εµφανιστούν ορισµένα χαρακτηριστικά του αποκλεισµού που δεν είναι συναγωνιστικά. Ατροπίνη : ένας συναγωνιστικός αποκλειστής των µουσκαρινικών υποδοχέων. Μεπυραµίνη : ένας συναγωνιστικός αποκλειστής των Η 1 -υποδοχέων. Ρανιτιδίνη : ένας συναγωνιστικός αποκλειστής των Η 2 -υποδοχέων, που δείχνει επίσης και κάποια αντιχολινεστερασική δράση. 26

27 Υοχιµβίνη : µπλοκάρει τόσο τους προσυναπτικούς, όσο και τους µετασυναπτικούς α 2 αδρενεργικούς υποδοχείς στο περιφερικό και στο κεντρικό νευρικό σύστηµα. Σε ψηλές συγκεντρώσεις µπλόκάρει επίσης α 1 -αδρενεργικούς υποδοχείς. Ατενολόλη : ένας συναγωνιστικός β 1 αδρενεργικός αποκλειστής. Νιφεδιπίνη : ένας αποκλειστής των καναλιών των ιόντων Ca ++. Μπορεί να ελαττώσει τη δράση πολλών ουσιών, που προκαλούν συστολή εφόσον η δράση τους εξαρτάται από την είσοδο του εξωκυττάριου ασβεστίου. Φαινοξυβενζαµίνη : ένας µη συναγωνιστικός ανταγωνιστής των α αδρενεργικών υποδοχέων, του οποίου η δράση είναι µη αντιστρεπτή. Μπορεί να εµφανίσει κάποια εκλεκτικότητα ανάµεσα στους α 1 και στους α 2 αδρενεργικούς υποδοχείς. Κοκαϊνη : µπλοκάρει τους µηχανισµούς επαναπρόσληψης των κατεχολαµινών και µπορεί να ενισχύσει τις δράσεις της αδρεναλίνης και της νοραδρεναλίνης, ενώ ανταγωνίζεται τις δράσεις της τυραµίνης. Μπορεί να παρουσιάσει δράσεις τοπικών αναισθητικών σε πολύ υψηλές δόσεις. Νεοστιγµίνη : ένας αντιχολινεστερασικός παράγοντας. Γουανεθιδίνη : ένας αποκλειστής των αδρενεργικών νευρώνων. ΑΣΚΗΣΕΙΣ : 1. Καθορίστε τη δράση των εξής διεγερτών των αδρενεργικών υποδοχέων : φαινυλεφρίνη, αδρεναλίνη, ισοπρεναλίνη και ΒΗΤ 920. Εξηγήστε τις διαφορές. Το πείραµα εκτελείται µε φυσιολογικό πειραµατόζωο (no pretreatment) και µε τις δόσεις που φαίνονται στον πίνακα Καθορίστε τη δράση της νοραδρεναλίνης και της τυραµίνης σε πειραµατόζωο στο οποίο έχει χορηγηθεί ρεζερπίνη (reserpinized) και σε πειραµατόζωο του οποίου ο νωτιαίος µυελός έχει καταστραφεί (pithed). Χορηγούµε τα φάρµακα πάντα µε βάση τις δόσεις που φαίνονται στον πίνακα 1. Εξηγήστε τις διαφορές που εµφανίζονται. 3. Καθορίστε τη επίδραση της κοκαϊνης στην δράση της νοραδρεναλίνης, της ισοπρεναλίνης και της τυραµίνης. Το πείραµα εκτελείται µε φυσιολογικό πειραµατόζωο (no pretreatment) και µε τις δόσεις που φαίνονται στον πίνακα 1 και στον πίνακα 2. Χορηγούµε αρχικά νοραδρεναλίνη, ισοπρεναλίνη και τυραµίνη προχωρώντας τον χρόνο για περίπου 60min µετά από κάθε χορήγηση. Στη συνέχεια αλλάζουµε παρασκεύασµα και χορηγούµε αρχικά κοκαϊνη και στη συνέχεια νοραδρεναλίνη χωρίς να προχωρήσουµε το χρόνο. Συγκρίνετε τη δράση της νοραδρεναλίνης στις δύο περιπτώσεις. Εξηγήστε τη διαφορά µε βάση τους µηχανισµούς δράσης των φαρµάκων. Επαναλάβετε την διαδικασία για την ισοπρεναλίνη και την τυραµίνη. 4. Καθορίστε την εκλεκτικότητα της υοχιµβίνης µεταξύ των α 1 και α 2 αδρενεργικών υποδοχέων. Χορηγήστε αρχικά έναν αγωνιστή των α 1 αδρενεργικών υποδοχέων, 27

28 προχωρήστε το χρόνο κατά 60min και στη συνέχεια χορηγήστε έναν αγωνιστή των α 2 υποδοχέων. Σηµειώστε τα αποτελέσµατα. Αλλάξτε παρασκεύασµα και χορηγήστε πρώτα υοχιµβίνη και αµέσως µετά τον αγωνιστή των α 1 υποδοχέων που διαλέξατε. Επαναλάβετε και για τον αγωνιστή των α 2 υποδοχέων. Συγκρίνετε τα αποτελέσµατα. Πίνακας 1 (φυσιολογικό πειραµατόζωο) ΑΓΩΝΙΣΤΗΣ (µορφές άλατος) ED50 (nmole/kgr) Υδροχλωρική Νοραδρεναλίνη 4 Βασοπρεσσίνη 20* Αγγειοτενσίνη 1 DMPP 400 ιτρυγική Αδρεναλίνη 9 Υδροχλωρική Τυραµίνη 5000 Υδροχλωρική Φαινυλεφρίνη 30 ιυδροχλωρικό +BHT Βρωµιούχα Ακετυλοχολίνη 4 Θειική Ισοπρεναλίνη 0.5 Φωσφορική Ισταµίνη 2 Πίνακας 2 ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΗΣ όση υποδοχείς-περοχές Χρόνος ηµίσειας (µορφές άλατος) (nmole/kg) στις οποίες δρουν ζωής (min) Βρωµιούχο Εξαµεθώνιο 2000 νικοτινικοί χολινεργικοί υποδοχείς 10 Υδροχλωρική Προπρανολόλη 50 β-αδρενεργικοί υποδοχείς 60 Υδροχλωρική Πραζοσίνη 20 α1-αδρενεργικοί υποδοχείς 20 Θειική Ατροπίνη 3 µουσκαρινικοί χολινεργικοί υποδοχείς 45 Μηλεινική Μεπυραµίνη 40 Η1 υποδοχείς 50 Υδροχλωρική Ρανιτιδίνη 200 Η2 υποδοχείς 60 Υδροχλωρική Υοχιµβίνη 60 α2-αδρενεργικοί υποδοχείς 40 Υδροχλωρική Ατενολόλη 100 β1-αδρενεργικοί υποδοχείς 20 Νιφεδιπίνη 100 αποκλειστής της εισόδου του Ca++ 60 Υδροχλωρική Φαινοξυβενζαµίνη 70 α1 & α2-αδρενεργικοί υποδοχείς >500 Υδροχλωρική Κοκαίνη 1000 αποκλειστής της επαναπρόσληψης 20 Θειική Νεοστιγµίνη 50 ανταγωνιστής χολινεστεράσης 25 Θειική Γουανεθιδίνη 400 αποκλειστής αδρενεργικών νευρόνων >200 28