PMC

Diskuze

Předkládané experimenty zkoumaly účinky akutního podání antiepileptika levetiracetamu (LEV) na pití alkoholu a sacharózy při dvou různých přístupových postupech. V prvním experimentu s použitím modifikovaného postupu „pití ve tmě“ (DID) pily oddělené myši buď alkohol, nebo sacharózu z jednotlivých lahví, které byly prezentovány po dobu čtyř hodin během cirkadiánního vrcholu jídla a pití každý druhý den (Holstein et al., 2011). Tímto postupem se dosáhlo středně vysokého příjmu alkoholu (přibližně 5 g/kg/4 hod.), který byl stabilní během po sobě jdoucích testovacích dnů a byl u jednotlivých jedinců podobný. Po první hodině pití zvýšila předběžná léčba levetiracetamem příjem alkoholu ve srovnání s předběžnou léčbou fyziologickým roztokem. Největší účinek měly střední dávky LEV (3-30 mg/kg), zatímco nejvyšší testovaná dávka (100 mg/kg) příjem alkoholu nezvýšila. Ve druhém experimentu s použitím postupu přerušovaného přístupu (IA) pily oddělené myši ze dvou lahví, z nichž jedna obsahovala alkohol nebo sacharózu a druhá vodu, umístěných v jejich domácí kleci po dobu 24 h každé pondělí, středu a pátek (Hwa et al., 2011). Na rozdíl od zjištění experimentu DID snížil LEV příjem alkoholu v postupu IA během prvních čtyř hodin přístupu i během celého 24hodinového období přístupu. V obou experimentech DID a IA LEV konzistentně nezvýšil ani nesnížil příjem sacharózy, ani LEV neovlivnil příjem vody měřený současně během postupu IA. Protichůdné výsledky obou experimentálních postupů zdůrazňují důležitost porovnávání účinků léků na různé modely přístupu k alkoholu a jeho příjmu.

Levetiracetam je schválen americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv pro léčbu epilepsie a má příznivou farmakokinetiku i mírný profil vedlejších účinků (Sirsi a Safdieh, 2007). Díky tomu má LEV široké terapeutické okno a lze bezpečně dosáhnout vysokých sérových hladin. Dávky LEV zvolené pro tuto studii se blíží rozsahu dávek podle hmotnosti používaných pro prevenci záchvatů u lidí, obvykle 40-80 mg/kg/den. Klinické studie LEV u poruch způsobených užíváním alkoholu uvádějí použití perorálních dávek 500-4500 mg denně (Mariani a Levin, 2008; Sarid-Segal a kol., 2008; Muller a kol., 2010; Muller a kol., 2011) nebo 7-64 mg/kg/den u dospělého člověka o hmotnosti 70 kg. LEV prakticky není ovlivněn jaterním metabolismem (Perucca a Johannessen, 2003; Lacerda et al., 2006) a v současné studii dávka 10 mg/kg i.m. LEV neovlivnila BAC po experimentálním podání 1,0 g/kg alkoholu p.g., takže je nepravděpodobné, že by změny ve farmakokinetice alkoholu mohly vysvětlit naše behaviorální zjištění. LEV volně prochází hematoencefalickou bariérou, přičemž vrcholových sérových koncentrací je dosaženo do 30 min po i.p. podání a sérový poločas se pohybuje mezi 1 a 3 h u potkanů a myší (Doheny et al., 1999; Benedetti et al., 2004) a 6-8 h u lidí, ačkoli trvání jeho antikonvulzivní aktivity u lidí je delší, než by předpokládala jeho farmakokinetika (Perucca a Johannessen, 2003), pravděpodobně v důsledku sekvestrace LEV v recyklovaných synaptických vezikulách, kde uplatňuje svůj účinek prostřednictvím inhibice uvolňování vezikulárního glutamátu (Meehan et al., 2011).

V prvním experimentu akutní podání LEV zvýšilo příjem alkoholu, ale neovlivnilo příjem sacharózy v postupu DID. Většina zkoumaných farmakologických postupů potlačuje binge-like pití alkoholu u myší C57 (Sprow a Thiele, 2012) a pouze u několika z nich, včetně agonisty receptorů GABAB baklofenu, agonisty receptorů histaminu H3 immepipu a kanabinoidního agonisty WIN 55-212,2 bylo prokázáno, že zvyšují příjem alkoholu v podobných postupech (Moore et al., 2007; Linsenbardt a Boehm, 2009; Nuutinen et al., 2011). Bylo prokázáno, že jak histamin H3 (Osorio-Espinoza et al., 2011), tak kanabinoidní receptory CB1 (Huang et al., 2001) působí jako presynaptické heteroreceptory, které inhibují uvolňování glutamátu v bazálních gangliích, což naznačuje, že LEV, který rovněž inhibuje excitační neurotransmisi v limbických motorických obvodech (Robinson et al., 2013), může působit podobným způsobem, aby zvýšil příjem alkoholu v rámci harmonogramu přístupu DID. Zvýšené pití alkoholu po léčbě LEV u myší C57 je také v souladu se zjištěním u lidí, že mírní pijáci alkoholu zvýšili svůj příjem během užívání LEV (Mitchell et al., 2012).

Množství zkonzumovaného alkoholu při současném každodenním postupu DID (přibližně 1,25 g/kg/h) bylo o něco nižší než množství uváděné u jiných variant postupu DID, které se obvykle pohybuje v rozmezí 1,75 g/kg/h (Rhodes et al., 2005; Sparta et al., 2008; Holstein et al., 2011). Opakovaná manipulace a injekce nezbytné pro srovnání v rámci subjektu mohly způsobit tuto poněkud nižší úroveň příjmu, protože příjem alkoholu byl vyšší před zahájením každodenní manipulace a každodenních injekcí. Přesto se hladina alkoholu v krvi přiblížila 80 mg/dl za dvě hodiny, což naznačuje, že tento postup vyvolal farmakologicky relevantní hladinu příjmu alkoholu.

Je možné, že LEV zvýšil příjem alkoholu v našich experimentech DID tím, že oslabil tlumivé účinky stresorů manipulace a injekcí. Bylo prokázáno, že LEV snižuje úzkostné chování ve zvýšeném plusovém bludišti a Vogelově konfliktním testu (Lamberty et al., 2002; Gower et al., 2003) a jiné sloučeniny s anxiolytickými účinky mohou zvýšit příjem alkoholu (Boyle et al., 1993; Sinnott et al., 2002). Protože však LEV neovlivnil příjem alkoholu v první hodině pití, tedy v době nejbližší injekčnímu stresoru, je pravděpodobnější, že LEV ovlivňuje pití jiným mechanismem než snížením úzkosti.

Účinek LEV na zvýšení pití alkoholu při postupu DID nebyl okamžitý. Spíše se zdálo, že LEV měl větší účinek, když myši vypily více alkoholu do pozdějších fází 4hodinového pití. Není pravděpodobné, že by tento časový průběh byl pouze důsledkem pomalého nástupu účinku, protože bylo prokázáno, že LEV má rychlé účinky jak na prahové hodnoty záchvatů u hlodavců se záchvaty (Gower et al., 1992), tak na behaviorální účinky alkoholu a kokainu podávaného experimentátorem (Robinson et al., 2013). Delší časový průběh, který pozorujeme u DID, může souviset s tím, že farmakodynamika LEV může být závislá na aktivitě. LEV rychle překračuje hematoencefalickou bariéru (Tong a Patsalos, 2001), ale jeho přístup k intravesikulárnímu vazebnému místu SV2A je omezen frekvencí a trváním otevření vezikul na presynaptických terminálech neuronů aktivovaných nad bazální úrovní střelby (Yang a Rothman, 2009; Meehan et al., 2011). Skutečnost, že LEV zvýšil příjem alkoholu až po první hodině pití, naznačuje, že stoupající hladina alkoholu v krvi mohla stimulovat dostatečnou aktivitu v limbických motorických obvodech, aby umožnila LEV přístup k jeho vazebnému místu, a tím ovlivnit neurotransmisi a změnit chování. Již dříve jsme prokázali, že podobné absolutní koncentrace alkoholu v krvi během vzestupné, ale nikoliv sestupné fáze potencují odměnu za elektrickou stimulaci mozku (BSR) u myší C57BL/6J (Fish et al., 2010).

Předpokládá se, že potěšení z farmakologických účinků alkoholu motivuje pití alkoholu u lidí (Seevers, 1968), alespoň zpočátku. Bylo prokázáno, že množství alkoholu konzumované v současných experimentech aktivuje mezokortikolimbické nervové obvody, které zprostředkovávají odměnu a posílení (Imperato a Di Chiara, 1986; Williams-Hemby a Porrino, 1997), a zvyšuje citlivost těchto drah odměny mozku na odměnu za stimulaci mozku (Fish a kol., 2010). Nedávné preklinické experimenty ukázaly, že LEV může blokovat zesilující účinky alkoholu na intrakraniální autostimulaci a snížit alkoholem stimulovanou motorickou aktivitu, což naznačuje, že LEV může zabránit aktivaci těchto limbických motorických obvodů alkoholem (Robinson et al., 2013). Při postupu DID proto mohly myši zvýšit spotřebu alkoholu, aby překonaly farmakologickou blokádu odměny za alkohol a nastolily očekávaný stav zvýšené odměny. Tuto hypotézu podporuje podskupina jedinců s nižší spotřebou alkoholu ve studii Mitchell et al. (2012), kteří uváděli, že vypili více alkoholu, protože se cítili méně opojeni. Tato možnost naznačuje opatrnost při farmakoterapii určené k blokování příjemných účinků alkoholu u mírných pijáků. Navíc zdůrazňuje potřebu preklinických i klinických studií, které by porovnávaly léčbu léky v různých vzorcích pití alkoholu.

Vysoké úrovně spotřeby alkoholu dosažené během 24hodinového plánu IA odpovídají výsledkům studie Hwa et al. (2011) a eskalace byla pozorována po druhém týdnu při 20% koncentraci alkoholu, což rovněž kopíruje zjištění Melendeze (2011) s každodenním přístupem k 15% alkoholu. Na rozdíl od svých zesilujících účinků na DID snížil LEV příjem alkoholu u myší IA. Nižší dávky (0,3, 3 a 10 mg/kg) snížily kumulativní příjem alkoholu během prvních čtyř hodin, zatímco vyšší dávky (30 a 100 mg/kg) byly bez významných účinků. Ve srovnání s injekcí vehikula s fyziologickým roztokem žádná z těchto dávek významně neovlivnila příjem sacharózy ani souběžně měřený příjem vody, což svědčí o specifickém účinku na pití alkoholu. Snížený příjem alkoholu byl patrný na počátku 24hodinového sezení, což naznačuje, že nervová aktivita v mezolimbických obvodech odměny mohla být dostatečná před okamžikem prezentace alkoholu, aby LEV získal přístup k vazebným místům SV2A. Podpora této myšlenky vychází z nedávné studie, která zjistila zvýšené vypalování bazálních buněk v nucleus accumbens potkanů, kteří pili alkohol podle přerušovaného, nikoli kontinuálního rozvrhu (Hopf et al., 2011).

Pití alkoholu a preference alkoholu zůstaly potlačeny po celou dobu 24hodinového sezení, což naznačuje nepřítomnost odrazu v konzumaci alkoholu při vylučování LEV a to, že LEV nezměnil celkový příjem tekutin. Překvapivě se účinky přípravku LEV na 24hodinové pití alkoholu a preferenci alkoholu blížily stupňovité funkci, protože všechny dávky LEV buď splňovaly statisticky významné rozdíly oproti vehikulu s fyziologickým roztokem, nebo se jim blížily. Je třeba poznamenat, že i když bylo pití alkoholu potlačeno, myši stále konzumovaly množství alkoholu (přibližně 15 g/kg za 24 h), které je typičtější pro myši pijící alkohol podle kontinuálního plánu (Hwa et al., 2011; Melendez, 2011). Tyto údaje naznačují, že LEV by mohl zasahovat do nervových mechanismů a adaptací zapojených v historii 24hodinového přerušovaného přístupu k alkoholu. To, že LEV ovlivnil DID jinak než IA, naznačuje, že délka přístupu k alkoholu (4 vs. 24hodinový přístup) může být důležitá pro určení toho, jak LEV ovlivňuje konzumaci alkoholu. Zapálení a zvýšená glutamátergní aktivita vyplývající z cyklů těžkého pití alkoholu a nucené abstinence je atraktivním hypotetickým mechanismem pro účinky pozorované po 24hodinovém přerušovaném přístupu (Ballenger a Post, 1978; Kokka a kol., 1993; Ulrichsen a kol., 1995; Becker a kol., 1997). V tomto ohledu může LEV působit podobně jako jiné sloučeniny zaměřené na glutamátový systém, například akamprosát, o nichž se předpokládá, že snižují pití alkoholu normalizací abnormálně zvýšené nervové aktivity (Gass a Olive, 2008). Zvýšená excitabilita obvodů odměňování mozku nad normální bazální aktivitu po 24hodinovém pití alkoholu (Hopf et al., 2011) může poskytovat substrát, na který může LEV působit tak, že inhibuje aktivitu těchto limbických motorických drah dříve a silněji v průběhu pití, což vede ke snížení spotřeby alkoholu IA. Bylo také prokázáno, že hladiny SV2A se mění se vzplanutím záchvatové aktivity a u chronické epilepsie (van Vliet et al., 2009; Ohno et al., 2012), což zvyšuje možnost, že exprese SV2A, farmakologického cíle LEV, by se také mohla měnit během 24hodinového přerušovaného pití alkoholu v průběhu několika dní.

V těchto experimentech byla použita relativně nízká koncentrace sacharózy (0,5 %) za účelem vyvolání srovnatelného objemu příjmu alkoholu a sacharózy. Ačkoli myši pijící sacharózu konzumovaly více tekutin než myši pijící alkohol (1,2 ml sacharózy oproti 0,83 ml alkoholu), přesto bylo možné zjistit zvýšení i snížení příjmu sacharózy vyvolané léčivem. Budoucí výzkumy s vyššími koncentracemi sacharózy, jako jsou 10% koncentrace použité v předchozích studiích (Sparta et al., 2008; Lowery et al., 2010), by mohly přímo testovat, zda LEV ovlivňuje preferenci sladkých roztoků. V současných experimentech také nebylo přímo testováno, zda LEV může změnit toleranci k hořké chuti. Výsledky našeho experimentu IA však svědčí proti toleranci averzivní chuti, protože LEV měl opačný účinek, a to snížení příjmu alkoholu.

Tři kontrolované klinické studie o účinnosti LEV na ovlivnění pití alkoholu u lidí nezjistily významné snížení příjmu alkoholu a naše současné údaje ukazující zvýšení pití DID v preklinickém modelu jsou v souladu se zjištěními Mitchella et al (2012) u těžkých sociálních pijáků. Naše současné údaje ukazující snížení pití alkoholu při 24hodinovém pití IA na myším modelu však nejsou v souladu se zjištěními Richtera et al (2012) u detoxikovaných alkoholiků nebo Fertiga et al (2012) u ambulantních pacientů závislých na alkoholu, kteří hledají léčbu. Rozdílné účinky LEV na pití alkoholu u myší při použití dvou různých postupů pití alkoholu naznačují, že účinky LEV na konzumaci alkoholu u lidí mohou být také specifické pro jedince, kteří se věnují určitým vzorcům pití, a nelze očekávat, že by u aktivně, silně pijícího jedince přinesly úplnou abstinenci. Může to také pomoci vysvětlit rozpor v pozitivních výsledcích klinických studií akutní detoxikace od alkoholu, v nichž může mít LEV stále svou roli, a negativních výsledcích klinických studií týkajících se dlouhodobějšího snížení pití nebo udržení střízlivosti. Vzhledem k našim preklinickým výsledkům může být proto předčasné kategorizovat LEV jako neúspěšné léčivo alkoholismu (Le Strat, 2012). Pokračující preklinické zkoumání potenciálních farmakoterapeutických postupů může poskytnout informace pro klinické studie tím, že určí podtypy pacientů s poruchami způsobenými užíváním alkoholu, u nichž mohou mít různé farmakoterapeutické postupy největší pravděpodobnost úspěchu.