1 ΕΧΕΙ Η Η ΗΜΟΣΙΕΥΘΕΙ στο περιοδικό «ΕΓΚΕΦΑΛΟΣ» τόµος 43(2) Απρίλιος-Ιούνιος 2006: 61-70 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Σεροτονινεργικό Σύστηµα του Εγκεφάλου: Εξακολουθεί να αποτελεί στόχο ανάπτυξης φαρµάκων κατά της υπερφαγίας και της παχυσαρκίας ; ΑΝΤΩΝΑΤΟΣ Σ. 1, ΓΑΛΑΝΟΠΟΥΛΟΥ Π. 2 1 Ψυχίατρος, ιδάκτωρ Ιατρικής Σχολής Αθηνών 2 Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Φαρµακολογίας Ιατρικής Σχολής Αθηνών Συγγραφέας Αλληλογραφίας Σπύρος Αντωνάτος Ψυχίατρος ιδάκτωρ Ιατρικής Σχολής Πανεπιστηµίου Αθηνών E-mail : sorfeas@otenet.gr (Σ. Αντωνάτος)
2 Περίληψη Ο ρόλος του σεροτονινεργικού συστήµατος στην πρόσληψη τροφής χρονολογείται από τις αρχές της δεκαετίας του εβδοµήντα. Μεταξύ των υποδοχέων που εµπλέκονται στη ρύθµιση της όρεξης έχει θεµελιωθεί ο ρόλος των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων σε πειραµατικές µελέτες µε τη βοήθεια εκλεκτικών 5-ΗΤ 2C αγωνιστών και ανταγωνιστών καθώς από µελέτες µε διαγονιδιακά ποντίκια στα οποία απουσιάζει εκ γενετής ο 5-ΗΤ 2C υπότυπος. Επιπλέον, η µικροανάλυση της διατροφικής συµπεριφοράς υπαινίσσεται ότι η επαγωγή της διαδικασίας του κορεσµού προκαλείται από τους 5-ΗΤ 2C αγωνιστές. Τόσο σε προκλινικές όσο και κλινικές µελέτες προκύπτει πως οι 5-ΗΤ 2C υποδοχείς είναι οι κύριοι υπεύθυνοι για την ανορεκτική δράση της d-φενφλουραµίνης. Οι 5-ΗΤ 2C υποδοχείς λοιπόν είναι ένας ελκυστικός στόχος για την ανακάλυψη νέας θεραπείας κατά της υπερφαγίας και της υπερφαγίας και της παχυσαρκίας. Οι συγκεκριµένοι υποδοχείς εµφανώς απουσιάζουν από την περιφέρεια και ως εκ τούτου η ενεργοποίηση τους είναι µάλλον απίθανο να ευθύνεται για την καρδιοτοξικότητα και την πρωτοπαθή πνευµονική υπέρταση οι οποίες συνδέονται µε τη χορήγηση της d-φενφλουραµίνης. Η άµεση ενεργοποίηση των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων από τη χορήγηση ενός εκλεκτικού αγωνιστή λοιπόν, αντιπροσωπεύει τη δυνατότητα για ανάπτυξη ασφαλούς και αποτελεσµατικού φαρµακευτικού σκευάσµατος για την καταπολέµηση της παχυσαρκίας. Τα δεδοµένα αυτά καθιστούν το σεροτονινεργικό σύστηµα να κατέχει επίκαιρο και διαχρονικό ρόλο στους µηχανισµούς της όρεξης και συνεπώς να αποτελεί σταθερό στόχο για την ανάπτυξη φαρµάκων κατά της παχυσαρκίας. Λέξεις κλειδιά: Σεροτονίνη, 5-ΗΤ 2C υποδοχείς, 5-ΗΤ 2C αγωνιστές, 5-ΗΤ 2C ανταγωνιστές, d-φενφλουραµίνη, υπερφαγία, παχυσαρκία
3 Brain Serotonergic System: Is its role still determinant to develop new drugs against hyperphagia and obesity? ANTONATOS S., GALANOPOULOU P. SUMMARY An important role of 5-ΗΤ 2C receptors in the control of feeding in animals has been established through the use of selective 5-ΗΤ 2C receptor agonists and antagonists and transgenic mouse models. An early indication that the 5-HT 2C receptor might be important in regulating feeding came from studies using the agonists m-cpp (m-chlorophenylpiperazine) and TFMPP (trifluoromethylphenylpiperazine). These drugs show high affinity for the 5- HT 2C receptor, but are not selective and also have high affinity for the 5-HT 1B receptor. The agonist action of these piperazines at the 5-HT 2C receptor has been clearly demonstrated in vitro and both produce a marked decrease in food intake in food-deprived and free feeding rats. The use of 5-HT receptor antagonists such as mesulergine and mianserin, which show some selectivity for the 5-HT 2C site, strongly suggested that the 5-HT 2C receptor was largely responsible for mediating these anorectic effects. The use of more selective 5-HT 2C receptor antagonists in recent years, such as SB-200646 and SB-242084, which have also been shown to block m-cpp-induced hypophagia, have strengthened this argument. Recently, more selective 5-HT 2C receptor agonists have been described and these drugs have also been shown to reduce food intake. It has been reported that the effects of two selective 5-HT 2C receptor agonists on feeding in a palatable food intake paradigm. Ro 60-175 and Ro 60-0332 significantly reduced food intake, when administrated orally in this test. Importantly, these compounds, in contrast to the piperazines described above, show selectivity for the 5-HT 2c receptor over the 5-HT 1B receptor (greater than 1000-fold).
4 In accordance with a role for 5-HT 2C receptors in the serotonergic suppression of feeding, a line of mutant mice lacking 5-HT 2C receptors were found to have elevations of body weight. Moreover, detailed behavioural analysis suggests that a temporal advancement of the Satiety Sequence is induced by 5-HT 2C receptor agonists, providing evidence that these agents have a specific effect on feeding and probably reduce food intake by enhancement of satiety. Importantly, it appears from both preclinical and clinical data that 5-HT 2C receptors may be largely responsible for the clinical efficacy of the anorectic agent d-fenfluramine. Taken together, all these above data suggest that the 5-HT 2C receptor is an attractive target for the discovery of a novel treatment for hyperphagia and obesity. In light of the widespread central distribution of 5-HT 2C receptors, multiple candidate mechanisms for their effects on feeding exist. Particular attention has focused on the hypothalamus as the locus of serotonergic effects on feeding. Systemic administration of indirect agonists such as dexfenfluramine and fluoxetine increases extracellular hypothalamic serotonin levels, and microinjections of serotonin into the paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus have been found to suppress feeding by reducing meal size and feeding rate. Similar effects were also observed with microinjection of serotonin into the ventromedical (VMN) and dorsomedial (DMN) nuclei of the hypothalamus. 5-HT 2C receptors are expressed in these and other hypothalamic regions implicated in the regulation of energy balance. Furthermore, it remains possible that 5-HT 2C receptor expression at extrahypothalamic sites may also play a role in the serotonergic regulation of ingestive behaviour. For example these receptors are expressed in the pontine lateral parabrachial nucleus, which has been implicated in the anorectic actions of m-cpp and dexfenfluramine. Additional sites of expression within the basal ganglia, amygdale and hippocampal formation also warrant consideration.
5 While drugs such as d-fenfluramine have undoubted efficacy as anorectic agents, they have ultimately failed as treatment options because of side-effects and toxicity. 5-HT 2C receptors are apparently absent in peripheral tissues and therefore activation of 5-HT 2C receptors is unlikely to be responsible for the cardiac valvular toxicity and primary pulmonary hypertension associated with d-fenfluramine. Direct activation of 5-HT 2C receptors by administration of a selective 5-HT 2C receptor agonist therefore represents a potential opportunity to develop a safe and effective anti-obesity agent. Keywords: Serotonin; 5-HT 2C receptors; 5-HT 2C agonists; 5-HT 2C antagonists; d-fenfluramine; hyperphagia; obesity. Εισαγωγή Η επικράτηση της παχυσαρκίας στις χώρες της ύσης αυξάνεται µε ραγδαίο ρυθµό τα τελευταία χρόνια 1,2. Οι κίνδυνοι για την υγεία και το οικονοµικό κόστος που συνδέονται µε την παχυσαρκία είναι προφανείς: η στενή συσχέτισή της µε καρδιαγγειακές παθήσεις, σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2, παθήσεις των χοληφόρων και των αρθρώσεων καθώς και σοβαρού τύπου καρκίνους επισηµαίνουν δε ότι η έρευνα για την ανάπτυξη αποτελεσµατικών φαρµάκων κατά της παχυσαρκίας οφείλει να ενταθεί στις µέρες µας 3,4. Για αρκετές δεκαετίες τώρα, το σύστηµα σεροτονίνης (5-ΗΤ) του εγκεφάλου εµπλέκεται εκτός των άλλων και στην ρύθµιση της διαιτητικής συµπεριφοράς, και πιο συγκεκριµένα στην καταστολή της πρόσληψης τροφής 1,2. Για την ιστορία, η συστηµατική χορήγηση µη εκλεκτικών φαρµακευτικών ουσιών που τροποποιούν το σεροτονινεργικό σύστηµα του εγκεφάλου προκάλεσε µεταβολές της διαιτητικής συµπεριφοράς τόσο σε ποντίκια όσο και σε ανθρώπους. Ανατρέχοντας σχετικά στα τέλη της δεκαετίας του 60, βρέθηκε ότι µη
6 εκλεκτικοί ανταγωνιστές των σεροτονινεργικών υποδοχέων όπως η κυπροεπταδίνη, επάγουν την πρόσληψη της τροφής στους ανθρώπους 5. Στη συνέχεια αναφέρθηκε ότι η πρόδροµος ουσία της σεροτονίνης (5-ΗΤ), η L-τρυπτοφάνη, µειώνει την πρόσληψη της τροφής στα ποντίκια, ενώ βλάβες που προκαλούνται στους σεροτονινεργικούς νευρώνες µε τη χορήγηση του εκλεκτικού νευροτοξικού παράγοντα 5,7- διϋδροξυτρυπταµίνη (5,7-DHT) οδήγησαν σε αύξηση της πρόσληψης τροφής και του σωµατικού βάρους, αν και αυτό δεν αποτελεί σταθερό εύρηµα 5. Η φενφλουραµίνη η οποία διεγείρει την απελευθέρωση της σεροτονίνης και ταυτόχρονα αναστέλλει την επαναπρόσληψή της στους προσυναπτικούς νευρώνες, εµφανίζει σηµαντικές ανορεκτικές ιδιότητες 1,5,6. Όλα αυτά τα ευρήµατα οδήγησαν στο συµπέρασµα ότι η σεροτονίνη (5-ΗΤ) δρα ως διαµεσολαβητής του κορεσµού 5,6. Η ανακάλυψη των ποικίλων σεροτονινεργικών υποδοχέων καθώς και των εκλεκτικών αγωνιστών και ανταγωνιστών τους συνέβαλε στην καλύτερη κατανόηση του ακριβούς µηχανισµού εκείνων των υποτύπων τους που διαδραµατίζουν σπουδαίο ρόλο στην ρύθµιση της όρεξης. Από το σύνολο των 5-ΗΤ υποδοχέων που έχουν µελετηθεί µέχρι σήµερα, ο 5-ΗΤ 2C υπότυπος ίσως είναι ο πιο πολλά υποσχόµενος στόχος για την ανάπτυξη νέων φαρµάκων κατά της παχυσαρκίας 1,2,7,8. Στην παρούσα ανασκόπηση θα αναφερθούµε σε µελέτες µε φυσιολογικά ή µε µεταλλαγµένα ποντίκια µε έλλειψη των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων. Οι συγκεκριµένες µελέτες πραγµατοποιήθηκαν µε τη βοήθεια αγωνιστών ή ανταγωνιστών των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων, καθώς και µε τους ανορεκτικούς παράγοντες όπως η d-φενφλουραµίνη και η σιµπουτραµίνη. 5-ΗΤ 2C υποδοχείς Μέχρι σήµερα έχουν ταυτοποιηθεί 14 υπότυποι των σεροτονινεργικών υποδοχέων. Αυτοί έχουν οργανωθεί σε 7 οικογένειες σύµφωνα µε φαρµακολογικά και µοριακά κριτήρια, ως
εξής : οι 5-ΗΤ 1 υποδοχείς (5-ΗΤ 1Α, 5-ΗΤ 1Β, 5-ΗΤ 1D, 5-HT 1E και 5-HT 1F ), οι 5-HT 2 7 (5-HT 2A, 5-HT 2B και 5-HT 2C ), οι 5-HT 3, οι 5-HT 4, οι 5-HT 5A, οι 5-HT 5B,οι 5-HT 6 και οι 5-HT 7 υποδοχείς 8. Έχει καταδειχθεί ότι οι 5-ΗΤ 1Α αυτοϋποδοχείς που εντοπίζονται κυρίως στους πυρήνες της ραφής ευθύνονται για την υπερφαγική απάντηση που εµφανίζουν τα ποντίκια µετά τη χορήγηση χαµηλών δόσεων κάποιων εκλεκτικών 5-ΗΤ 1Α αγωνιστών όπως το 8-OH-DPAT, η ιπσαπιρόνη και η βουσπιρόνη 9,10. Σε υψηλότερες δόσεις των ουσιών αυτών καταργείται η υπερφαγία και τελικά έχουµε ασθενή υποφαγία, πιθανόν λόγω εµφάνισης του «σεροτονινεργικού συνδρόµου» το οποίο τελικά παρεµβαίνει και διαταράσσει τη διατροφική συµπεριφορά 10. Επίσης, η ενεργοποίηση των 5-HT 2B υποδοχέων αναφέρεται πως αυξάνει την πρόσληψη της τροφής 11. Αντιθέτως, η ενεργοποίηση των 5-ΗΤ 1Β, 5-HT 2A και των 5-HT 2C (πρώην ονοµαζόµενοι 5-HT 1C ) υποδοχέων επιφέρει µείωση στην πρόσληψη της τροφής στα ζώα 12,13. Από αυτούς, οι 5-HT 2C φαίνεται πως διαδραµατίζουν σηµαίνοντα ρόλο στη µείωση της όρεξης στα πειραµατόζωα, ίσως µέσα από ένα µηχανισµό που ευοδώνει τον κορεσµό 12,13,14. Οι 5-HT 2C υποδοχείς αρχικά εντοπίσθηκαν στο χοριοειδές πλέγµα στο Κεντρικό Νευρικό Σύστηµα, καθότι µία θέση πρόσδεσης στον υποδοχέα εµφανίζει υψηλή ικανότητα δέσµευσης για τη 5-ΗΤ, τη µεσουλεργίνη, το λυσεργικό οξύ (LSD) και χαµηλή ικανότητα για την κετανσερίνη 15. Η ενεργοποίησή τους διεγείρει τον ρυθµό ανακύκλησης της φωσφατιδυλινοσιτόλης 15. Εξαιτίας της ικανότητας πρόσδεσης αυτού του υποδοχέα να µοιάζει µε αυτή των 5-HT 1A και των 5-ΗΤ 1Β παρά των 5-HT 2 (τώρα πια ταυτοποιηµένων ως 5-HT 2Α ), η αρχική του ονοµασία ήταν 5-HT 1C. Ακολούθως, µε τη βοήθεια της κλωνοποίησης ο συγκεκριµένος υποδοχέας αναδείχθηκε ως µέλος της οικογένειας των συνδεόµενων µε G πρωτεΐνη υποδοχέων και µάλιστα µε υψηλό επίπεδο οµολογίας και ανάλογο φαρµακολογικό profile µε αυτό του υποτύπου 5-HT 2A. Για το λόγο ότι οι δύο υποδοχείς υπήρξαν ξεκάθαρα
8 µέλη της οικογένειας των 5-HT 2, ο συγκεκριµένος υποδοχέας µετονοµάστηκε σε 5-HT 8,15 2C. Πρόσφατα, έχει καταγραφεί ένας µεγάλος αριθµός σχετικά εκλεκτικών αγωνιστών και ανταγωνιστών των 5-HT 2C υποδοχέων. Οι ουσίες αυτές µε τη διαθεσιµότητα µεταλλαγµένων ποντικών που δεν φέρουν εκ γενετής τον συγκεκριµένο 5-HT 2C υποδοχέα, έχουν επιτρέψει στους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα το λειτουργικό ρόλο αυτών των υποδοχέων στο κεντρικό νευρικό σύστηµα. Σε αντίθεση µε τους 5-HT 2A και 5-HT 2B υποδοχείς, υπάρχει µικρή απόδειξη για την έκφραση των 5-HT 2C εκτός ΚΝΣ 15,16. Με τη βοήθεια ραδιοφαρµάκων σήµανσης για τις περιοχές πρόσδεσης έχουν εντοπισθεί 5-HT 2C υποδοχείς σε υψηλή πυκνότητα -πέραν του χοριοειδούς πλέγµατος όπου βρίθουν ως γνωστό- και σε περιοχές του νεοφλοιού, στον ιππόκαµπο, στον επικλινή πυρήνα του διαφράγµατος, στην αµυγδαλή, στο ραχιαίο τµήµα του νεοραβδωτού σώµατος και στη µέλαινα ουσία, τόσο στον ανθρώπινο εγκέφαλο όσο και στου ποντικού 16. Μελέτες σε πειραµατόζωα 5-HT 2C Αγωνιστές Μία πρώιµη ένδειξη πως οι 5-HT 2C υποδοχείς µπορεί να παίζουν σηµαίνοντα ρόλο στην ρύθµιση της όρεξης προήλθε από µελέτες στις οποίες χρησιµοποιήθηκαν οι αγωνιστές m-cpp (m-clorophenylpiperazine) και TFMPP (trifluoromethylpiperazine). Αυτά τα φάρµακα εµφανίζουν υψηλή ικανότητα σύνδεσης για τους 5-HT 2C υποδοχείς, αλλά δεν είναι εκλεκτικοί και διαθέτουν επίσης υψηλή ικανότητα σύνδεσης και για τους 5-HT 1Β υποδοχείς 14. Η δράση των συγκεκριµένων αγωνιστών στους 5-HT 2C υποδοχείς έχει ξεκάθαρα αποδειχθεί in vitro, επιφέρουν δε σηµαντική µείωση στην πρόσληψη της τροφής τόσο σε ποντίκια που βρίσκονται σε στέρηση τροφής (deprived) όσο και σε ελεύθερα τρεφόµενα (free feeding) 12,14,17,18. Τα δεδοµένα µε τη χρήση 5-ΗΤ ανταγωνιστών όπως η µεσουλεργίνη και η µιανσερίνη και οι οποίοι εµφανίζουν εκλεκτικότητα για τους 5-HT 2C
9 υποδοχείς, υποστήριξαν σθεναρά την άποψη ότι οι συγκεκριµένοι υποδοχείς είναι οι κύριοι υπεύθυνοι για την υποφαγία που προκαλείται 10,12,14. Προϊόντος του χρόνου, η χρήση πιο εκλεκτικών 5-HT 2C ανταγωνιστών, όπως το SB-200646 και το SB-242084, οι οποίοι µπλοκάρουν την υποφαγία που προκαλεί η χορήγηση του m-cpp, καθώς και η χρήση του εκλεκτικού 5-HT 2C αγωνιστή ORG-37684 που επιφέρει σηµαντική υποφαγία, συµβάλλουν µε τη σειρά τους στην ενίσχυση αυτής της άποψης 17,19,20. Η παρατήρηση και η µικροανάλυση συµπεριφοράς των πειραµατόζωων κατά τη διάρκεια όσο και µετά την παρουσίαση του γεύµατος, βοήθησαν στη βαθύτερη κατανόηση του φαινόµενου της εκλεκτικής δράσης ενός φαρµάκου στους µηχανισµούς παραγωγής κορεσµού. Ως εκ τούτου, όταν επιτραπεί σε πεινασµένο ποντίκι να λάβει τροφή µέχρι κορεσµού, η διαδικασία πρόσληψης τροφής τυπικά ακολουθείται από σύντοµη περίοδο αυξηµένης δραστηριότητας πριν από τον καλλωπισµό τους, η οποία τελικά τα οδηγεί σε ανάπαυση. Το προσωρινό αυτό στοιχείο της συµπεριφοράς τους ονοµάζεται αλληλουχία διαδικασίας κορεσµού (satiety sequence). Μία ειδική επίδραση του φαρµάκου στο µηχανισµό επαγωγής κορεσµού είναι η προαγωγή αυτού του χρονικού χαρακτηριστικού στοιχείου, µε εµφάνιση συντοµότερων περιόδων πρόσληψης τροφής και πρώιµη εµφάνιση δραστηριότητας, καλλωπισµού και ανάπαυσης 21. Η υποφαγία που επέρχεται από τη δράση του m-cpp και του TFMPP συνδέεται µε την προσωρινή αλλαγή στα συµπεριφορά των πειραµατόζωων και µάλλον αντανακλά ενίσχυση της διαδικασίας του κορεσµού 9,10. Παρόλα αυτά η εξειδίκευση της δράσης των 5-HT 2C αγωνιστών στους µηχανισµούς κορεσµού δεν έχει απόλυτα διευκρινιστεί. Οι πιπεραζίνες εκτός από την υποφαγία που επιφέρουν, µειώνουν και την κινητικότητα 10,14,18. Στην περίπτωση του 5-HT 2C αγωνιστή ΜΚ-212 η υποκινησία που προκαλείται θεωρείται ικανή και επαρκής για να ανασταλεί τελικά η διαδικασία κορεσµού 22. υστυχώς στη συγκεκριµένη µελέτη εξετάστηκε µόνο η
10 επίδραση µίας εφάπαξ υψηλής δόσης του ΜΚ-212, ενώ θα ήταν ενδιαφέρον να διενεργηθούν και µελέτες συµπεριφοράς όπου στα πειραµατόζωα θα χορηγηθούν χαµηλότερες δόσεις, καθότι αυτές οι χαµηλότερες δόσεις (3-4 φορές πιο κάτω) έχει αναφερθεί πως οδηγούν σε σηµαντική υποφαγία 23. Αξίζει επίσης να σηµειωθεί ότι ενώ υποκινησία επέρχεται στα ποντίκια από την ενεργοποίηση των 5-HT 2C υποδοχέων, σε κάποιες άλλες πειραµατικές µελέτες τόσο σε ποντίκια όσο και σε ανθρώπους δεν αναφέρεται τυχόν κατασταλτική δράση µετά από τη χορήγηση του m-cpp 12,14. Σχετικά πρόσφατα, έχει καταγραφεί ότι οι πιο εκλεκτικοί 5-HT 2C αγωνιστές προκαλούν µείωση στην όρεξη. Το Ro 60-0175 και το Ro 60-0332 µείωσαν σηµαντικά την πρόσληψη της τροφής σε δόσεις 10 mg/kg και 30 mg/kg αντιστοίχως, όταν αυτά χορηγήθηκαν από το στόµα 24. Οι συγκεκριµένοι αγωνιστές εµφανίζουν µεγαλύτερη εκλεκτικότητα σύνδεσης για τους 5-HT 2C υποδοχείς έναντι των 5-HT 1Β (πάνω ίσως και από 1000 φορές), σε σύγκριση µε τις προαναφερθείσες πιπεραζίνες 24. Παρόµοια αποτελέσµατα είχαµε και όταν το Ro 60-0175 χορηγήθηκε υποδορίως ή ενδοπεριτοναϊκώς, µε σηµαντική υποφαγία να παρατηρείται στη µικρότερη αποτελεσµατική δόση των 3mg/kg. Σε αυτή τη δόση η ανάλυση της συµπεριφοράς κορεσµού έδειξε πως η πρόσληψη τροφής µειωνόταν όσο ενισχυόταν ο κορεσµός 25,26. Επιπλέον, η υποφαγική δράση του Ro 60-0175 αντιστράφηκε σε σηµαντικό βαθµό από την προηγηθείσα χορήγηση του εκλεκτικού 5-HT 2C ανταγωνιστή SB-242084 20,25. Τα ευρήµατα αυτά βρίσκονται σε συµφωνία µε πρόσφατες µελέτες σε ποντίκια όπου η δόση 3mg/kg του Ro 60-0175 βρέθηκε να ενισχύει τη διαδικασία κορεσµού, µία δράση η οποία τελικά απωλέσθηκε όταν προηγήθηκε χορήγηση του SB-242084 26-28. Ανάλογα ευρήµατα είχαµε και µε την υποφαγική δράση του εκλεκτικού 5-HT 2C αγωνιστή ORG-37684, δράση που επίσης ανεστάλη από την προηγηθείσα χορήγηση του SB-242084 17.
Η χρόνια συστηµατική χορήγηση 5-HT 2C αγωνιστών σε ποντίκια, καταλήγει στo 11 να αναπτυχθεί αντοχή όσον αφορά τη δράση κορεσµού αυτών των φαρµάκων. Σχετικά, η δόση των 2.5 mg/kg του m-cpp που χορηγήθηκε καθηµερινά για 14 συνολικά ηµέρες, οδήγησε σε καταστολή της υποφαγικής δράσης του 29. Παρόµοια αποτελέσµατα παρατηρήθηκαν και µε το TFMPP 30. Με βάση αυτές τις παρατηρήσεις τέθηκε το ερώτηµα εάν και κατά πόσο η ανάπτυξη αντοχής απέναντι στην ενεργοποίηση των υποδοχέων είναι σε θέση να εµποδίσει την εκµετάλλευση των συγκεκριµένων µηχανισµών για την αντιµετώπιση της παχυσαρκίας. Όµως, αντοχή δεν αναπτύχθηκε απέναντι στη δράση κορεσµού που επιφέρει το m-cpp στους ανθρώπους όταν χορηγείται συνεχώς για 14 τουλάχιστον ηµέρες 31. Είναι ενδιαφέρον εδώ να τονιστεί, ότι η αντοχή που έτσι και αλλιώς αναπτύσσεται σε µελέτες µε ένεση δεν παρατηρείται σε ποντίκια που λαµβάνουν χρονίως m- CPP µέσω µικροαντλίας. Η σηµαντική υποφαγική δράση του m-cpp διατηρήθηκε επί 14 ηµέρες, χρονική περίοδο όπου γινόταν έγχυση του αγωνιστή 32. Θα µπορούσε τα επίπεδα του φαρµάκου στο πλάσµα στη µελέτη µε τη χρήση µικροαντλίας να αντικατοπτρίζουν µε τον καλύτερο τρόπο το φαρµακοκινητικό profile που επιτυγχάνεται στους ανθρώπους, καθόσον η αποτελεσµατικότητα του m-cpp που παρατηρείται σε αυτές τις µελέτες οφείλεται ακριβώς σε αυτό τον τρόπο χορήγησής του. Αλληλεπιδράσεις των 5-HT 2C υποδοχέων µε υποθαλαµικά νευροπεπτίδια- κεντρικά ορεξιογόνα, ανορεξιογόνα Η λειτουργική έκφραση των 5-HT 2C υποδοχέων στον υποθάλαµο είναι ιδιαίτερου ενδιαφέροντος, µε δεδοµένο το σπουδαίο ρόλο-κλειδί του υποθαλάµου στην ρύθµιση της διατροφικής συµπεριφοράς 1,2,15,33. Τόσο η πρόσληψη τροφής όσο και η µέριµνα για την εξασφάλισή της προκαλούν απελευθέρωση της 5-ΗΤ στον υποθάλαµο, όπως έχει
12 υπολογισθεί µε µικροδιάλυση in vivo 33,34. Επιπλέον, εκλεκτικές βλάβες σε σεροτονινεργικούς (5-ΗΤ) νευρώνες στον υποθάλαµο καταλήγουν σε αύξηση της όρεξης και του σωµατικού βάρους στα ποντίκια 5. Ο ρόλος του υποθαλάµου στη δράση των ενδογενών πεπτιδίων ορεξιογόνων και ανορεξιογόνων, όπως το νευροπεπτίδιο Υ (NPY) και οι µελανοκορτίνες (MC) αντίστοιχα, ενισχύει την άποψη ότι οι υποθαλαµικοί 5-HT 2C υποδοχείς διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο στον έλεγχο της όρεξης 35. Σχετικά, το νευροπεπτίδιο Υ (NPY) συντίθεται στους νευρώνες που βρίσκονται στον τοξοειδή πυρήνα του υποθαλάµου (arcurate nucleus, ARC) και απελευθερώνεται στον παρακοιλιακό πυρήνα (paraventricular nucleus, PVN), περιοχή που βρίθει σε 5-HT 2C υποδοχείς 36. Θεωρείται από τα λίγα ορεξιογόνα πεπτίδια όπου σε χρόνια απευθείας χορήγησή του στον PVN είτε στις εγκεφαλικές κοιλίες, επιφέρει σηµαντικού βαθµού υπερφαγία και παχυσαρκία 36,37. Σε άλλες µελέτες γίνεται αναφορά στην επίδραση των 5-HT 2C υποδοχέων στις υποθαλαµικές οδούς που σχετίζονται µε τις µελανοκορτίνες (MC), που ως γνωστόν ασκούν ανορεξιογόνο δράση. Έχει βρεθεί ότι οι 5-HT 2C υποδοχείς εκφράζονται σε νευρώνες του τοξοειδούς πυρήνα (ARC) που αποτελεί τόπο παραγωγής του προδρόµου των µελανοκορτινών πολυπεπτιδίου (POMC) 38,39. Συµπληρωµατικά µε την παρουσία των 5-HT 2C υποδοχέων σε διάφορες περιοχές του υποθαλάµου ο οποίος θεωρείται ως το κέντρο ρύθµισης της όρεξης, η απευθείας χορήγηση του 5-HT 2C αγωνιστή TFMPP στον παρακοιλιακό πυρήνα του (paraventricular nucleus, PVN) επιφέρει δοσοεξαρτώµενη µείωση στην κατανάλωση της τροφής στα ποντίκια 40. Παρόµοια αποτελέσµατα παρατηρήθηκαν και µε τη µικροέγχυση σεροτονίνης (5-ΗΤ) στο µεσοκοιλιακό (ventromedial nucleus, VMN) και στον ραχιαίο έσω πυρήνα (dorsomedial nucleus, DMN) του υποθαλάµου 41.Οι 5-HT 2C υποδοχείς εκφράζονται ευρέως σε αυτές τις υποθαλαµικές περιοχές και εµπλέκονται καθώς φαίνεται άµεσα στην ρύθµιση της ενεργειακής ισορροπίας 8,13,14,15. Ο βαθµός όµως στον οποίο εµπλέκονται οι
13 5-HT 2C υποδοχείς στη ρύθµιση της ενεργειακής ισορροπίας παραµένει για περαιτέρω διευκρίνιση. Επιπλέον, είναι πιθανό ότι η παρουσία των 5-HT 2C υποδοχέων σε εξωϋποθαλαµικές περιοχές όπως στο εγκεφαλικό στέλεχος, µπορεί να συµβάλλει σηµαντικά στην ρύθµιση της διατροφικής συµπεριφοράς. Η χορήγηση του 5-HT 2C αγωνιστή m-cpp απευθείας στην τέταρτη κοιλία του εγκεφάλου µειώνει την κατανάλωση της γλυκόζης στα ποντίκια, ενώ η χορήγηση µεσουλεργίνης στην ίδια περιοχή αντιστρέφει πλήρως την υποφαγική δράση που προκαλεί το m-cpp όταν χορηγηθεί περιφερικά 42. Μελέτες σε πειραµατόζωα µε d-φενφλουραµίνη Παράλληλα µε τις µελέτες µε εκλεκτικούς 5-HT 2C αγωνιστές, έχουν πραγµατοποιηθεί και µελέτες µε µη εκλεκτικούς ή έµµεσους 5-ΗΤ αγωνιστές οι οποίες µε τη σειρά τους υποστηρίζουν σθεναρά τον ρόλο κλειδί των 5-HT 2C υποδοχέων στην ρύθµιση της όρεξης. Το καλύτερο παράδειγµα σε αυτό αποτέλεσαν οι µελέτες µε τον ανορεκτικό παράγοντα d- φενφλουραµίνη (σκεύασµα µε την εµπορική ονοµασία Redux), που χρησιµοποιήθηκε αρκετά χρόνια για την καταπολέµηση της υπερφαγίας και της παχυσαρκίας µέχρι που αποσύρθηκε εξαιτίας της καρδιοτοξικότητας που προκαλούσε η χρήση του 43,44. Έχει αποδειχθεί ότι η d-φενφλουραµίνη επάγει τη διαδικασία του κορεσµού στα ποντίκια και ως εκ τούτου µειώνει την πρόσληψη της τροφής 21,45,46. Ο κυριότερος µηχανισµός της δράσης του συγκεκριµένου ανορεκτικού παράγοντα πιστεύεται ότι είναι η διέγερση της απελευθέρωσης σεροτονίνης (5-ΗΤ) από τις σεροτονινεργικές απολήξεις και η αναστολή επαναπρόσληψής της στις προσυναπτικές νευρικές απολήξεις, τα οποία καταλήγουν στην ενεργοποίηση προ- και µετασυναπτικών 5-ΗΤ υποδοχέων. Από τους πολυάριθµους σεροτονινεργικούς υποδοχείς που µπορεί να εµπλέκονται στην παρατηρούµενη υποφαγία από τη χορήγηση της d-φενφλουραµίνης, οι 5-HT 1Β και οι 5-HT 2C υποδοχείς θεωρούνται οι
14 κύριοι υπεύθυνοι για αυτό. Μελέτες µε εκλεκτικούς 5-HT 1Β ανταγωνιστές έδωσαν ανάµικτα αποτελέσµατα. Αντιθέτως, ένας αριθµός µελετών κατέδειξε την αντιστροφή της υποφαγίας από d-φενφλουραµίνη µετά από τη χορήγηση τόσο των µικτού τύπου 5-HT 2Α/2C ανταγωνιστών όπως π.χ. της ριτανσερίνης, όσο και των πιο εκλεκτικών 5-HT 2C ανταγωνιστών όπως του SB-200646 και του SB-242084 7,25,46. Αξίζει να σηµειωθεί ότι η d-φενφλουραµίνη και σε µεγαλύτερο βαθµό ο κύριος µεταβολίτης της, η d-νορφενφλουραµίνη, έχει καταγραφεί πως εµφανίζουν άµεση δράση στους 5-HT 2C υποδοχείς in vitro 13,47. Ως εκ τούτου η υποφαγία που αυτές οι ουσίες επιφέρουν, οφείλεται µάλλον στην άµεση δράση στους 5-HT 2C µετασυναπτικούς υποδοχείς παρά στην απελευθέρωση της σεροτονίνης 13,47,48. Μελέτες σε πειραµατόζωα µε Σιµπουτραµίνη Η σιµπουτραµίνη αποτελεί έναν µικτού τύπου αναστολέα επαναπρόσληψης σεροτονίνης (5-ΗΤ) και νοραδρεναλίνης, η οποία κυκλοφορεί στο εµπόριο για την αντιµετώπιση της παχυσαρκίας. Σε πολυάριθµες κλινικές µελέτες έχει καταγραφεί η µακροχρόνια απώλεια βάρους στον άνθρωπο µε χορήγηση σιµπρουτραµίνης 49. Όµως, η αντένδειξη για τη χορήγησή της σε ασθενείς µε ιστορικό καρδιαγγειακών παθήσεων ή υπέρτασης που δύσκολα ελέγχεται, µπορεί να περιορίσει τη χρήση της στους παχύσαρκους 50. Ενώ οι αιµοδυναµικές επιδράσεις του φαρµάκου πιθανόν προέρχονται από τη νοραδρενεργική της δράση, πιθανολογείται ότι η υποφαγική της δράση τουλάχιστον εν µέρει οφείλεται στην ενεργοποίηση των 5-HT 2C υποδοχέων. Έτσι, σε µελέτες διαιτητικής συµπεριφοράς στα ποντίκια, η υποφαγία από χορήγηση σιµπουτραµίνης αναστρέφεται µερικώς από τον 5-HT 2Β/2C ανταγωνιστή SB-200646 49,50. ιαγονιδιακά-μεταλλαγµένα ποντίκια µε εκ γενετής έλλειψη των 5-HT 2C υποδοχέων
15 Η δηµιουργία διαγονιδιακών, µεταλλαγµένων ποντικών στα οποία απουσιάζει η έκφραση ειδικών 5-ΗΤ υποδοχέων έχει βοηθήσει στην κατανόηση των µηχανισµών µέσω των οποίων η 5-ΗΤ επιφέρει υποφαγία. Κάποιες µελέτες έχουν επικεντρωθεί σε µία σειρά ποντικιών στα οποία απουσιάζει εκ γενετής ο υπότυπος και τα οποία είναι επιρρεπή στην εµφάνιση επιληψίας. Παράλληλα παρουσιάζουν µειωµένη ανταπόκριση σε σεροτονινεργικά ανορεξιογόνα φάρµακα όπως η d-φενφλουραµίνη και όψιµη εµφάνιση σύνδροµο παχυσαρκίας που έχει στοιχεία που µοιάζουν σε µορφές ανθρώπινης παχυσαρκίας 51,52. Η επιλεγµένη µετάλλαξη στο γονίδιο που ρυθµίζει την έκφραση των 5-HT 2C υποδοχέων έχει ως αποτέλεσµα να αναπτυχθεί παχυσαρκία µετά από αρκετό χρονικό διάστηµα 53. Επιπρόσθετα, τα συγκεκριµένα ζώα εµφανίζουν µία αµβλεία υποφαγική απάντηση στη θεραπεία µε d-φενφλουραµίνη 52. Λαµβάνοντας υπόψη όλα αυτά τα αποτελέσµατα, προτείνεται ότι οι υποδοχείς διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο στους µηχανισµούς κορεσµού και στην ανορεξία που προκαλείται από χορήγηση d-φενφλουραµίνης 52. 5-HT 2C Ανταγωνιστές Πρώιµη απόδειξη για την εµπλοκή των 5-HT 2C υποδοχέων στην ρύθµιση της όρεξης προήλθε επίσης και από µελέτες µε ανταγωνιστές τους. Μία µεγάλη ποικιλία λοιπόν από µη εκλεκτικούς 5-ΗΤ ανταγωνιστές προκάλεσε αύξηση στην πρόσληψη τροφής στα ποντίκια και από τα αποτελέσµατα αυτά ενισχύθηκε η άποψη ότι οι υποδοχείς διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο στην ρύθµιση της όρεξης 10,17,18. Η ανάπτυξη πλέον εκλεκτικών 5-HT 2C ανταγωνιστών µε τουλάχιστον 100 φορές µεγαλύτερη ικανότητα σύνδεσης έναντι άλλων υποτύπων υποδοχέων, όπως το SB-242084 και το RS-102221 αποτέλεσε πρόσθετη απόδειξη της παραπάνω άποψης 54. Είναι ενδιαφέρον ότι η χορήγηση για 14 ηµέρες συνεχώς του RS- 102221 αύξησε την πρόσληψη της τροφής καθώς και του σωµατικού βάρους τόσο σε
16 αρσενικά όσο και σε θηλυκά ποντίκια και αυτό συµφωνεί µε ευρήµατα από µελέτες άλλες µε µη εκλεκτικούς ανταγωνιστές και παχύσαρκα knockout ποντίκια όσον αφορά τον 5-HT 2C υποδοχέα 47. Η οξεία χορήγηση (υποδορίως, ενδοπεριτοναϊκώς είτε και peros) του SB- 242084 αντιστρέφει σε ικανοποιητικό βαθµό την υποφαγία που προκαλείται από το m-cpp 21. Αντιθέτως, η χορήγηση για 5 ηµέρες µόνον του SB-242084 δεν είχε κανένα ουσιαστικό αποτέλεσµα ούτε στην όρεξη ούτε στο σωµατικό βάρος 20. Mελέτες επιλογής της τροφής στα ζώα µε 5-HT 2C αγωνιστές και ανταγωνιστές και δυνατότητα επιλογής τροφής Σχετικά µε την επιλογή της τροφής, είναι γνωστό και καλά θεµελιωµένο ότι η σεροτονίνη (5-ΗΤ) στα πλαίσια της υποφαγικής της δράσης, επηρεάζει επίσης και τις διαιτητικές προτιµήσεις. Σε µελέτες όπου έγινε απευθείας χορήγηση 5-ΗΤ στον υποθάλαµο ή συστηµατική χορήγηση σεροτονινεργικών ανάλογων, αναδεικνύεται ο ρόλος της σεροτονίνης στην επιλογή τροφής 55-57. Ο ρόλος αυτός προτάθηκε σε ό,τι αφορά τον έλεγχο της πρόσληψης υδατάνθρακα και πρωτεΐνης ως δράση διατήρησης της πρωτεϊνικής πρόσληψης µε παράλληλη ελάττωση της κατανάλωσης υδατάνθρακα («protein sparing, carbohydrate suppressing effect») 23,57. Αυτό το φαινόµενο εµφανίσθηκε αρχικά σε πειράµατα µε δυνατότητα επιλογής από δύο δίαιτες, πρώτα µε περιφερική χορήγηση d-φενφλουραµίνης και φλουοξετίνης και στη συνέχεια µε απευθείας έγχυση 5-ΗΤ ή νορφενφλουραµίνης στον παρακοιλιακό πυρήνα (PVN) του υποθαλάµου 56,57. Σε δικά µας πειράµατα (θα ακολουθήσει σε επόµενο τεύχος του περιοδικού λεπτοµερής αναφορά τους) µε δύο ισοθερµιδικές δίαιτες εµπλουτισµένες σε πρωτεΐνη ή υδατάνθρακα αντίστοιχα αλλά µε σταθερή αναλογία λίπους, έγινε χορήγηση του µη εκλεκτικού 5-HT 2C αγωνιστή m-cpp καθώς και του 5-HT 2C ανταγωνιστή µεσουλεργίνης σε επίµυες που βρίσκονταν σε κυκλική στέρηση τροφής.
17 Καταδείχθηκε ότι η διέγερση των υποδοχέων συνδέεται άµεσα µε τη σηµαντική µείωση της κατανάλωσης του υδατάνθρακα ενώ η πρωτεΐνη διατηρείται σχεδόν ανεπηρέαστη 58-60. Άλλες µελέτες εξέτασαν πιο διεξοδικά αυτό το φαινόµενο σε ελεύθερα όµως τρεφόµενα ζώα, και στα οποία αυτή τη φορά προσφέρθηκαν τρεις ξεχωριστές σε θρεπτικά συστατικά δίαιτες 56,57. Οι συγκεκριµένες µελέτες ανέδειξαν ότι η 5-ΗΤ ή οι µη εκλεκτικοί 5-HT 2C αγωνιστές όπως η d-νορφενφλουραµίνη και η φλουοξετίνη, όταν χορηγηθούν απευθείας στον παρακοιλιακό πυρήνα (PVN) καταστέλλουν την πρόσληψη του υδατάνθρακα εκλεκτικά και δοσοεξαρτώµενα, ενώ αφήνουν σχεδόν ανεπηρέαστη ή αυξάνουν και λίγο την πρόσληψη πρωτεΐνης ή λίπους. Αυτό πρωτίστως παρατηρήθηκε σε χαµηλές δόσεις των αγωνιστών, ενώ σε µεγαλύτερες δόσεις ή σε χρόνια χορήγησή τους επιπρόσθετα µειώνεται και η πρόσληψη του λίπους 56,57. Η περιφερική χορήγηση των µη εκλεκτικών 5-ΗΤ 2C αγωνιστών, όπως d-φενφλουραµίνης, φλουοξετίνης και κουΐπαζίνης, οδήγησε σε µείωση των προσλαµβανόµενων θερµίδων εξαιτίας της µείωσης στην πρόσληψη του υδατάνθρακα ή/ και λίπους, ενώ η πρόσληψη της πρωτεΐνης διατηρείται σταθερή 57,61. Η χορήγηση εξάλλου κάποιων µη εκλεκτικών 5-ΗΤ 2C ανταγωνιστών όπως η κυπροεπταδίνη, η µεσουλεργίνη, η µετεργολίνη και η µιανσερίνη αντιστρέφει την παραπάνω συµπεριφορά µε αύξηση της πρόσληψης τροφής ως αναµένεται, η οποία οφείλεται στη µεγάλη αύξηση της πρόσληψης του υδατάνθρακα ή/και λίπους ενώ και πάλι η πρωτεΐνη διατηρείται πρακτικά ανεπηρέαστη 57,61. Τονίζεται ότι οι µελέτες επιλογής τροφής προβληµατίζουν µε τα µεθοδολογικά τους προβλήµατα, καθώς τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από αυτές είναι συνήθως αντιφατικά. Ίσως αυτό να οφείλεται σε διάφορες παραµέτρους που χαρακτηρίζουν τις πειραµατικές συνθήκες, όπως η υψηλή ή η χαµηλή δόση των φαρµάκων που µελετώνται, το πρωτόκολλο
18 στέρησης ή ελεύθερης πρόσβασης στην τροφή, η µορφή της χορηγούµενης δίαιτας π.χ. υγρή ή στερεή, η οξεία ή χρόνια χορήγηση των ουσιών κ.α. 57. Κλινικές Μελέτες Η ικανότητα της d-φενφλουραµίνης να επιφέρει µείωση στην πρόσληψη της τροφής σε πειραµατικά µοντέλα µε ζώα έχει επανειληµµένα καταδειχθεί και βρίσκεται σε απόλυτη συµφωνία µε την κλινική αποτελεσµατικότητα που αυτή επιδεικνύει στην καταπολέµηση της παχυσαρκίας στον άνθρωπο. Πριν αποσυρθεί από την αγορά στα 1997, πάνω από 14 εκατοµµύρια συνταγές γράφηκαν στις ΗΠΑ, και οι πωλήσεις αυξάνονταν ραγδαία µέχρι τη στιγµή της απόσυρσης. Η επιτυχία της d-φενφλουραµίνης προήλθε τόσο από το µέγεθος της αγοράς για ένα αποτελεσµατικό κατά της παχυσαρκίας φαρµακευτικό ανάλογο όσο και από την ικανότητά της να διατηρεί την απώλεια του σωµατικού βάρους πάνω από 12 µήνες 62. Είναι ξεκάθαρο ότι στα πειραµατόζωα η ανορεκτική δράση της d-φενφλουραµίνης αποδίδεται στην ενεργοποίηση των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων. Τα δεδοµένα αυτά υποστηρίζονται από τα αποτελέσµατα µίας κλινικής µελέτης, όπου χορηγήθηκε d-φενφλουραµίνη µαζί είτε µε εικονικό φάρµακο (placebo) είτε µε τον 5-ΗΤ 2Α/2C ανταγωνιστή ριτανσερίνη 63. Τα άτοµα που χορηγήθηκε d-φενφλουραµίνη µαζί µε εικονικό φάρµακο παρουσίασαν σηµαντική µείωση στο µέγεθος του γεύµατος, ενώ η χορήγηση της ριτανσερίνης εξασθένησε σε σηµαντικό βαθµό την προκαλούµενη ανορεξία. Η απόδειξη για το σηµαντικό ρόλο των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων στην ανορεκτική δράση της d-φενφλουραµίνης ενισχύεται από κλινικές µελέτες όπου έγινε χορήγηση του 5-ΗΤ 2C αγωνιστή m-cpp. Το m-cpp θεωρείται ασφαλές για χρήση σε κλινικές µελέτες καθώς είναι ο µεταβολίτης του αντικαταθλιπτικού σκευάσµατος τραζοδόνη, το οποίο κυκλοφορεί στην αγορά 64. Ως εκ τούτου, σε συγκεκριµένη µελέτη µε χρήση m-cpp, η δόση 0.4 mg/kg από το στόµα, µείωσε σηµαντικά την πρωτεΐνη, τον υδατάνθρακα και το λίπος σε υγιείς εθελοντές
19 θηλυκού γένους 65. Στη διπλή-τυφλή αυτή µελέτη, η πρόσληψη τροφής συνδέθηκε µε τη µείωση της πείνας. Ενώ το m-cpp επίσης αυξάνει το αίσθηµα ναυτίας, η δράση του αυτή έχει ήδη πάψει να υφίσταται ακριβώς πριν τη σίτιση. Επιπλέον, σε µελέτες µε ζώα, η υποφαγία που προκαλείται από το m-cpp δε θεωρείται ότι σχετίζεται µε την πρόκληση ναυτίας 65. Σε ανάλογη µελέτη µε χρόνια χορήγηση m-cpp σε παχύσαρκα άτοµα (άνδρες και γυναίκες µέσης ηλικίας 26-32 ετών), το φάρµακο διατήρησε την απώλεια της όρεξης και τη µέτρια απώλεια σωµατικού βάρους για διάστηµα θεραπείας µεγαλύτερο από 2 εβδοµάδες 14,31. Συµπεράσµατα Έχει θεµελιωθεί ο σπουδαίος ρόλος των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων στην ρύθµιση της όρεξης στα ζώα, διαµέσου της χρήσης εκλεκτικών 5-ΗΤ 2C αγωνιστών και ανταγωνιστών καθώς και σε πειραµατικά µοντέλα µε διαγονιδιακά ποντίκια στα οποία απουσιάζει εκ γενετής ο 5-ΗΤ 2C υπότυπος. Επιπλέον, η ανάλυση διατροφικής συµπεριφοράς υπαινίσσεται ότι η επαγωγή της διαδικασίας του κορεσµού προκαλείται από τους 5-ΗΤ 2C αγωνιστές, παρέχοντας µε αυτό τον τρόπο απόδειξη ότι αυτά τα φαρµακευτικά ανάλογα διαθέτουν µία ειδική δράση στην πρόσληψη τροφής και πιθανόν µειώνουν την όρεξη επάγοντας τον κορεσµό. Είναι ενδιαφέρον ότι από προκλινικές και κλινικές µελέτες προκύπτει πως οι 5-ΗΤ 2C υποδοχείς είναι οι κύριοι υπεύθυνοι για την ανορεκτική δράση της d-φενφλουραµίνης. Λαµβάνοντας υπόψη όλα τα προαναφερθέντα δεδοµένα, συνάγεται ότι οι 5-ΗΤ 2C υποδοχείς είναι ένας ελκυστικός στόχος για την ανακάλυψη νέας θεραπείας κατά της παχυσαρκίας. Ενώ φάρµακα όπως η d-φενφλουραµίνη είναι αναµφίβολα αποτελεσµατικά ως ανορεκτικά ανάλογα, έχουν τελικά αποτύχει ως θεραπεία εξαιτίας των ανεπιθύµητων ενεργειών και της τοξικότητας. Οι 5-ΗΤ 2C υποδοχείς εµφανώς απουσιάζουν από την περιφέρεια και ως εκ τούτου η ενεργοποίηση τους είναι µάλλον απίθανο να ευθύνεται για την καρδιοτοξικότητα και την
20 πρωτοπαθή πνευµονική υπέρταση οι οποίες συνδέονται µε τη d-φενφλουραµίνη. Η άµεση ενεργοποίηση των 5-ΗΤ 2C υποδοχέων από τη χορήγηση ενός εκλεκτικού αγωνιστή λοιπόν, αντιπροσωπεύει τη δυνατότητα για ανάπτυξη ασφαλούς και αποτελεσµατικού φαρµακευτικού σκευάσµατος για την καταπολέµηση της υπερφαγίας και της παχυσαρκίας. Τα δεδοµένα αυτά υπαινίσσονται τον επίκαιρο ρόλο του σεροτονινεργικού συστήµατος στην έρευνα των µηχανισµών της όρεξης και των διαταραχών της. Βιβλιογραφία 1. Bray GA, Tartaglia LA. Medicinal strategies in the treatment of obesity. Nature 2000, 404: 672-677. 2. Wilding JPH. Neuropeptides and appetite control. Diabetes UK. Diabetic Medicine 2002, 19: 619-627. 3. Bray GA. Obesity: a time bomb to be defused. Lancet 1998, 352: 160-161. 4. Wolf AM, Golditz GA. Current estimates of the economic cost of obesity in the United States. Obes Res 1998, 6: 97-106. 5. Blundell JE, Halford JCG. Serotonin and appetite regulation. CNS Drugs 1998, 9: 473-495. 6. Kennett GA. 5-HT drugs and eating disorders. Drugs 1998, 1: 456-470. 7. Dourish CT. Multiple serotonin receptors: opportunities for new treatments for obesity. Obes Res 1995, 3(Suppl.): 449S-462S. 8. Hoyer D, Hannon JP, Martin GR. Molecular, pharmacological and functional diversity of 5-HT receptors. Pharmacol Biochem Behav 2002, 71: 533-554. 9. Schreiber R, De Vry J. Effects of 5-HT 1/2 receptor agonists on dark-phase ingestive behavior in rats. Behav Pharmacol 1999, 10(1):S82.
21 10. De Vry J, Schreiber R. Effects of selected serotonin 5-HT 1 and 5-HT 2 receptor agonists on feeding behavior: possible mechanisms of action. Neurosci Biobehav Rev 2000, 24: 341-353. 11. Kennett GA, Ainsworth K, Trarl B, Blackburn TP. BW 723C86, a 5-HT 2B receptor agonist, causes hyperphagia and reduced grooming in rats. Neuropharmacology 1997, 36: 233-239. 12. Bickerdike MJ, Vickers SP, Dourish CT. 5-HT 2C receptor modulation and the treatment of obesity. Diabetes, Obesity and Metabolism 1999, 1: 207-214. 13. Clifton PG, Lee MD, Somerville EM, Kennett GA, Dourish CT. 5-HT1B receptor knockout mice show a compensatory reduction in 5-HT2C receptor function. Eur J Neurosci 2003, 17: 185-190. 14. Vickers SP, Easton N, Webster LJ, Wyatt A, Bickerdike MJ, Dourish CT, Kennett GA. Oral administration of the 5-HT 2C receptor agonist, mcpp, reduces body weight gain in rats over 28 days as a result of maintained hypophagia. Psychopharmacology (Berl) 2003, 167(3): 274-280. 15. Giorgetti M, Tecott LH. Contributions of 5-HT 2C receptors to multiple actions of central serotonin systems. Eur J Pharmacol 2004, 488: 1-9. 16. Lopez-Gimenez JF, Mengod G, Palacios JM, Vilaro MT. Regional distribution and cellular localization of 5-HT2C receptor mrna in monkey brain: comparison with [3H]mesulergine binding sites and choline acetyltranferase mrna. Synapse 2001, 42: 12-26.
22 17. Schreiber R, De Vry J. Role of 5-HT 2C receptors in the hypophagic effects of m- CPP, ORG 37648 and CP-94,253 in the rat. Prog Neuro-Psychopharmacol Biol Psychiatry 2002, 26: 441-449. 18. De Vry J, Schreiber R, Daschke A, Jentzsch KR. Effects of serotonin 5-HT 1/2 receptor agonists in a limited-access operant food intake paradigm in the rat. Eur J Pharmacol 2003, 13: 337-345. 19. Kennett GA, Wood MD, Glen A, Grewal S, Forbes I, Garde A, Blackburn TP. In vivo properties of SB 200646A, a 5-HT 2C/2B receptor antagonist. Br J Pharmacol 1994, 111: 797-802. 20. Kennett GA, Wood MD, Bright F, Trail B, Riley G, Holland V, Avenell KY, Stean T, Upton N, Bromidge S, Forbes IT, Brown AM, Middlemiss DN, Blackburn TP. SB 242084, a selective and brain penetrant 5-HT2C receptor antagonist. Neuropharmacology 1997, 36: 609-620. 21. Halford JCG, Wanninyake SCD, Blundell JE. Behavioural satiety sequence (BSS) for the diagnosis of drug action on food intake. Pharmacol Biochem Behav 1998, 61:159-168. 22. Halford JCG, Lawton CL, Blundell JE. The 5-HT2 receptor agonist MK-212 reduces food intake and increases resting but prevents the behavioural satiety sequence. Pharmacol Biochem Behav 1997, 56: 41-46. 23. Lawton CL, Blundell JE. 5-HT manipulation and dietary choice: variable carbohydrate (polycose) suppression demonstrated only under specific experimental conditions. Psychopharmacology 1993, 112: 375-382.
23 24. Martin JR, Böss M, Jenck F,Moreau J, Mutel V, Sleight AJ, Wichmann J, Andrews JS, Berendsen HH, Broekkamp CL, Ruigt GS, Kohler C, vandelft AM. 5-HT2C receptor agonists: pharmacological characteristics and therapeutic potential. J Pharmacol Experiment Ther 1998, 286: 913-924. 25. Dourish CT, Vickers SP, Clifton PG. The selective 5-HT 2C receptor agonist Ro 60-0175 decreases meal size and accelerates the onset of the behavioural satiety sequence in the rat. Soc Neurosci 1998, 24:406.5. 26. Hewitt KN, Lee MD, Dourish CT, Clifton PG. Serotonin 2C receptor agonists and the behavioural satiety sequence in mice. Pharmacol Biochem Behav 2002, 71: 691-700. 27. Hewitt KN, Dourish CT, Clifton PG. 5-HT 2C receptors and ingestive behavioural in mice. J Psychopharmacol 1998, 12: A38. 28. Clifton PG, Lee MD, Dourish CT. Similarities in the action of Ro 60-0175, a 5-HT 2C receptor agonist, and d-fenfluramine on feeding patterns in the rat. Psychopharmacology 2000a, 152:256-267. 29. Kennedy AJ, Gibson EL, O Connell MT, Curzon G. Effects of housing, restraint and chronic treatments with mcpp and sertraline on behavioural responses to mcpp. Psychopharmacology 1993, 113:262-268. 30. Rouru J, Pesonen U, Isaksson K, Huupponen R, Koulu M. Effect of chronic treatment with TFMPP, a 5-HT1 receptor agonist, on food intake, weight gain, plasma insulin and neuropeptide mrna expression in obese Zucker rats. Eur J Pharmacol 1993, 234: 191-198. 31. Sargent PA, Sharpley AL, Williams C, Goodall EM, Cowen PJ. 5-HT 2C receptor activation decreases appetite and body weight in obese subjects. Psychopharmacology 1997, 133: 309-312.
24 32. Fone KCF, Austin RH, Topham IA, Kennett GA, Punhani T. Effect of chronic m- CPP on locomotion, hypophagia, plasma corticosterone and 5-HT 2C receptor levels in the rat. Br J Pharmacol 1998, 123: 1707-1715. 33. Plata-Salaman CR. Hypothalamus and the control of feeding: fifteen decades of direct association. Nutrition 1998, 14: 67-70. 34. Schwartz DH, Hernandez L, Hoebel BG. Serotonin release in the lateral and medial hypothalamus during feeding and its anticipation. Brain Res Bull 1990, 25: 797-802. 35. Wang Q, Bing C,Al-Barazanji K, Mossokowaska DE, Wang XM, McBay DL, Neville WA, Taddayon M, Pickavance L, Dryden S, Thomas ME, McHale MT, Gloyer IS, Wilson S, Backingham R, Arch JR, Trayhum P, Williams G. Interactions between leptin and hypothalamic neuropeptide Y neurons in the control of food intake and energy homeostasis in the rat. Diabetes 1997, 46: 335-341. 36. Grove KL, Smith MS. Ontogeny of the hypothalamic neuropeptide Y system. Physiol Behav 2003, 79(1): 47-63. 37. Zarjevski N, Cusin I, Rohner-Jeanrenaud F, Jeanrenaud B. Chronic intracerebroventricular neuropeptide Y administration to normal rats mimics hormonal and metabolic changes of obesity. Endocrinology 1993, 133: 1753-1758. 38. Yang YK, Harmon CM. Recent developments in our understanding of melanocortin system in the regulation of food intake. Obes Rev 2003, 4(4): 239-2468. 39. Elias CF, Saper CB, Maratos-Flier E, Tritos NA, Lee C, Kelly J et al. Chemically defined projections linking the mediobasal hypothalamus and the lateral hypothalamic area. J Comp Neurol 1998, 402: 442-459.
25 40. Fletcher PJ, Ming ZH, Zack MH, Coscina DV. A comparison of the effects of the 5-HT agonists TFMPP and RU 24969 on feeding following peripheral or medial hypothalamic injection. Brain Res 1992, 580: 265-272. 41. Leibowitz SF, Weiss GF, Shor-Posner G. (1988) Hypothalamic serotonin: pharmacological, biochemical, and behavioral analyses of its feeding-suppressive action. Clin Neuropharmacol 1988, 11(Supp 1): 51-71. 42. Kaplan JM, Song S, Grill HJ. Serotonin receptors in the caudal brainstem are necessary and sufficient for the anorectic effect of peripherally administered mcpp. Psychopharmacology 1998, 137: 43-49. 43. Connelly HM, Crary JL, McGoon MD, Hensrud DD, Edwards BS, Schaff HV. Valvular heart disease associated with fenfluramine-phentermine. New Engl J Med 1997, 337: 581-588. 44. Khan MA, Herzog CA, St Peter JV, Hartley GG, Madlon-Kay R, Dick LD, Asinger RW, Vessey JT. The prevalence of cardiac valvular insufficiency assessed by transthoraric echocardiography in obese patients treated with appetite suppressant drugs. New Engl J Med 1998, 339: 713-718. 45. Vickers SP, Clifton PG, Dourish CT. Behavioural evidence that d-fenfluramine anorexia in the rat is not mediated by the 5-HT1A receptor. Psychopharmacology 1996, 125: 168-175. 46. Rosenzweig-Lipson S, Kelly MG, Abrol S, Finn M, Sukoff SJ. Modification of the behavioural effects of d-fenfluramine and mcpp by SB-200646 in rats and monkeys. Soc Neurosci 1997, 23: 102.28.
26 47. Vickers SP, Dourish CT, Kennett GA. Evidence that hypophagia induced by d-fenfluramine and d-norfenfluramine in the rat is mediated by 5-HT2C receptors. Neuropharmacology 2001, 41: 200-209. 48. Curzon G, Gibson EL, Oluyomi AO. Appetite suppression by commonly used drugs depends on 5-HT receptors but not on 5-HT availability. Trends Pharmacol Sci 1997, 18: 21-25. 49. McNeely W, Goa KL. Sibutramine : a review of its contribution to the management of obesity. Drugs 1998, 56: 1093-1124. 50. Van der Ploeg LHT. Obesity: an epidemic in need of therapeutics Curr Op Chem Biol 2000, 4: 452-460. 51. Tecott LH, Abdallah L. Mouse genetic approaches to feeding regulation: serotonin 5-HT2C receptor mutant mice. CNS Spectr 2003, 8(8): 584-588. 52. Vickers SP, Clifton PG, Dourish CT, Tecott LH. Reduced satiating effect of d- fenfluramine in serotonin receptor mutant mice. Psychopharmacology 1999, 143: 309-314. 53. Schwartz MW, Woods SC, Porte Jr D, Seeley RJ, Baskin DG. Central nervous system control of food intake. Nature 2000, 404: 661-671. 54. Bonhaus DW, Weinhardt KK, Taylor M, DeSouza A, McNeeley PM, Szczepanski K, Fontana DJ, Trinh J, Rocha CL, Dawson MW, Flippin LA, Eglen RM. RS-102221: a novel high affinity and selective, 5-HT2C receptor antagonist. Neuropsychopharmacology 1997,36: 621-629.
27 55. Leibowitz SF, Weiss GF, Walsh UA, Viswanath D. Medial hypothalamic serotonin: role in circadian patterns of feeding and macronutrient selection. Brain Res 1989,503:132-140. 56. Weiss GF, Rogacki N, Fueg A., Buchen D, Suh JS, Wong DT, Leibowitz SF. Effect of hypothalamic and peripheral fluoxetine injection on natural patterns of macronutrient intake in the rat. Psychopharmacology 1991,105: 467-476. 57. Ηalford, JCG, Smith BK, Blundell JE. (2000) Serotonin (5-HT) and serotoninergic receptors in the regulation of macronutrient intake. In: Berthoud HA, Seeley RJ (eds). Neural and metabolic control of macronutrient intake. Boca Raton, Florida: CRC Press LLC 2000, chap. 27 : 425-454. 58. Antonatos S., Galanopoulou P. Effects of m-cpp and mesulergine on dietary choices in deprived rats: possible mechanisms of their action. Prog Neuro-Psychopharmacol Biol Psychiatry 2005 (in press). 59. Αντωνάτος Σ. ιερεύνηση και διαφοροποίηση του ρόλου των και υποδοχέων της σεροτονίνης (5-ΗΤ) στην πρόσληψη και επιλογή τροφής. Πειραµατική µελέτη σε επίµυες. ιατριβή για ιδακτορία, Αθήνα 2005. Εθνικό Κέντρο Τεκµηρίωσης, www.ekt.gr 60. Antonatos S, Giannakopoulos G, Theophanopoulos C, Chasaneas C, Galanopoulou P. Differentiation of the role of 5-HT1A and 5-HT2C serotoninergic receptors on diet selection of rats after administration of buspirone, mesulergine, m-cpp and apomorphine. Review of Clinical Pharmacology and Pharmacokinetics. International Edition-Proceedings of the 2nd Panhellenic Conference in Pharmacology 2002, 16(1): 54-56.
28 61. Leibowitz SF, Alexander JT. Hypothalamic Serotonin in control of eating behavior, meal size, and body weight. Biol Psychiatry 1998, 44: 851-864. 62. Guy-Grand B. Clinical studies with d-fenfluramine. Am J Clin Nutr 1992, 55(1 (Suppl.): 173S-176S. 63. Goodall EM, Cowen PJ, Franklin M, Silverstone T. Ritanserin attenuates anorectic, endocrine and thermic responses to d-fenfluramine in human volunteers. Psycopharmacology 1993, 112: 461-466. 64. Caccia S, Ballabio M, Samanin R, Zanini MG, Garattini S. m-cpp, a central 5-HT agonist, is a metabolite of trazodone. J Pharm Pharmacol 1981, 33: 477-478. 65. Kennett GA, Curzon G. The antiemetic drug trimethobenzamide prevends hypophagia due to acetylsalicylate, but not to 5-HT 1B or 5-HT 1C agonists. Psycopharmacology 1988, 96: 101-103.