PMC

Keskustelu

Tässä kokeessa tutkittiin antiepilepsialääkkeen levetirasetaamin (LEV) akuutin antamisen vaikutuksia alkoholin ja sakkaroosin juomiseen kahdella eri pääsymenetelmällä. Ensimmäisessä kokeessa, jossa käytettiin modifioitua ”juominen pimeässä” (DID) -menettelyä, erilliset hiiret joivat joko alkoholia tai sakkaroosia yksittäisistä pulloista, jotka esitettiin neljän tunnin ajan syömisen ja juomisen sirkadiaanisen huipun aikana joka toinen päivä (Holstein et ai., 2011). Tällä menettelyllä saavutettiin kohtalaisen korkea alkoholin saanti (noin 5 g / kg / 4 h), joka oli vakaa peräkkäisten testipäivien aikana ja oli samanlainen yksilöiden välillä. Ensimmäisen tunnin juomisen jälkeen levetirasetaamin esikäsittely lisäsi alkoholin saantia suhteessa suolaliuoksen esikäsittelyyn. Maltillisilla LEV-annoksilla (3-30 mg/kg) oli suurin vaikutus, kun taas suurin testattu annos (100 mg/kg) ei lisännyt alkoholin saantia. Toisessa kokeessa, jossa käytettiin ajoittaista pääsyä (IA), erilliset hiiret joivat kahdesta pullosta, joista toinen sisälsi alkoholia tai sakkaroosia ja toinen vettä, jotka oli sijoitettu niiden kotihäkkiin 24 tunnin ajaksi joka maanantai, keskiviikko ja perjantai (Hwa et ai., 2011). Toisin kuin DID-kokeen havainnot, LEV vähensi alkoholin saantia IA-menettelyssä ensimmäisten neljän tunnin aikana pääsystä sekä koko 24 tunnin pääsyjakson aikana. Sekä DID- että IA-kokeissa LEV ei johdonmukaisesti lisännyt tai vähentänyt sakkaroosin saantia, eikä LEV vaikuttanut veden saantiin mitattuna samanaikaisesti IA-menettelyn aikana. Vastakkaiset tulokset kahdesta kokeellisesta menettelystä korostavat lääkkeiden vaikutusten vertailun tärkeyttä alkoholin saatavuuden ja saannin eri malleissa.

Levetiracetam on Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviraston hyväksymä epilepsian hoitoon, ja sillä on sekä suotuisa farmakokinetiikka että vaatimaton sivuvaikutusprofiili (Sirsi ja Safdieh, 2007). Tämän vuoksi LEV:llä on laaja terapeuttinen ikkuna, ja korkeat seerumipitoisuudet voidaan saavuttaa turvallisesti. Tähän tutkimukseen valitut LEV-annokset vastaavat suurin piirtein painoon perustuvia annoksia, joita käytetään kouristuskohtausten ehkäisyyn ihmisillä, tyypillisesti 40-80 mg/kg/vrk. Alkoholin käyttöhäiriöissä tehdyissä kliinisissä LEV-tutkimuksissa on raportoitu käytettävän suun kautta otettavia 500-4500 mg:n päiväannoksia (Mariani ja Levin, 2008; Sarid-Segal ym., 2008; Muller ym., 2010; Muller ym., 2011) eli 7-64 mg/kg/vrk 70 kg painavalla aikuisella. Maksan aineenvaihdunta ei käytännössä vaikuta LEViin (Perucca ja Johannessen, 2003; Lacerda et al., 2006), ja tässä tutkimuksessa 10 mg / kg i.p. LEV-annos ei vaikuttanut BAC-arvoon sen jälkeen, kun kokeilijalle oli annettu 1,0 g / kg alkoholia p.g., joten on epätodennäköistä, että alkoholin farmakokinetiikan muutokset voivat selittää käyttäytymishavaintomme. LEV läpäisee veri-aivoesteen vapaasti, ja huippupitoisuudet seerumissa saavutetaan 30 minuutin kuluessa i.p. annostelusta, ja seerumin puoliintumisaika on 1-3 tuntia rotilla ja hiirillä (Doheny ym., 1999; Benedetti ym., 1999), 2004) ja 6-8 h ihmisillä, vaikka sen kouristuksia ehkäisevän vaikutuksen kesto ihmisillä on pidempi kuin sen farmakokinetiikka ennustaa (Perucca ja Johannessen, 2003), mikä johtuu mahdollisesti LEV:n sekvestoitumisesta kierrätettyihin synaptisiin vesikkeleihin, joissa se vaikuttaa estämällä vesikulaarisen glutamaatin vapautumista (Meehan ym., 2011).

Ensimmäisessä kokeessa akuutti LEV:n antaminen lisäsi alkoholin saantia, mutta ei vaikuttanut sakkaroosin saantisuositukseen DID-menetelmässä. Useimmat tutkitut farmakologiset hoidot tukahduttavat humalahakuista alkoholin juomista C57-hiirissä (Sprow ja Thiele, 2012), ja vain muutaman, mukaan lukien GABAB-reseptoriagonisti baklofeeni, histamiini H3-reseptoriagonisti immepip ja kannabinoidiagonisti WIN 55-212,2, on osoitettu lisäävän alkoholin saantia samankaltaisissa menettelytavoissa (Moore et ai., 2007; Linsenbardt ja Boehm, 2009; Nuutinen et ai., 2011). Sekä histamiini H3 (Osorio-Espinoza et ai., 2011) että kannabinoidien CB1-reseptorien (Huang et ai., 2001) on osoitettu toimivan presynaptisina heteroreseptoreina, jotka estävät glutamaatin vapautumista tyvitumakkeissa (basaaliganglioissa), mikä viittaa siihen, että LEV, joka myös estää kiihottavaa neurotransmissiota limbisissä motorisissa virtapiireissä (Robinson et ai., 2013), voi toimia vastaavalla tavalla lisäämällä alkoholin saantia DID-käyttöönottoaikataulun mukaisesti. Lisääntynyt alkoholin juominen LEV-hoidon jälkeen C57-hiirissä on myös yhdenmukainen ihmisillä tehdyn havainnon kanssa, jonka mukaan kohtuulliset alkoholinjuojat lisäsivät alkoholin saantia LEV-hoidon aikana (Mitchell et ai., 2012).

Nykyisessä joka toinen päivä tapahtuvassa DID-menettelyssä kulutetut alkoholimäärät (noin 1.25 g / kg / tunti) olivat hieman pienemmät kuin ne, jotka on raportoitu muista DID-menettelyn muunnelmista, jotka ovat tyypillisesti 1.75 g / kg / tunti (Rhodes et ai., 2005; Sparta et ai., 2008; Holstein et ai., 2011). Koehenkilöiden sisäisen vertailun edellyttämät toistuvat käsittelyt ja injektiot ovat voineet aiheuttaa tämän hieman alhaisemman saantitason, sillä alkoholin saanti oli suurempaa ennen päivittäisen käsittelyn ja joka toinen päivä tapahtuvien injektioiden aloittamista. Siitä huolimatta veren alkoholipitoisuudet lähestyivät 80 mg / dl kahdessa tunnissa, mikä osoittaa, että tämä menettely tuotti farmakologisesti merkityksellisen alkoholin saannin tason.

On mahdollista, että LEV lisäsi alkoholin saantia DID-kokeissamme heikentämällä käsittely- ja injektiostressitekijöiden tukahduttavia vaikutuksia. LEV:n on osoitettu vähentävän ahdistusta muistuttavaa käyttäytymistä kohotetussa pluslabyrintissä ja Vogelin konfliktitestissä (Lamberty et al., 2002; Gower et al., 2003), ja muut yhdisteet, joilla on anksiolyyttisiä vaikutuksia, voivat lisätä alkoholin saantia (Boyle et al., 1993; Sinnott et al., 2002). Koska LEV ei kuitenkaan vaikuttanut alkoholin saantiin juomisen ensimmäisen tunnin aikana, joka on lähimpänä injektion stressitekijää, on todennäköisempää, että LEV vaikuttaa juomiseen muulla mekanismilla kuin ahdistuksen vähentämisellä.

LEV:n vaikutus alkoholin juomisen lisäämiseen DID-menettelyssä ei ollut välitön. Pikemminkin LEV:llä näytti olevan suurempi vaikutus, kun hiiret joivat enemmän alkoholia 4 tunnin juomasession myöhemmissä vaiheissa. On epätodennäköistä, että tämä aikajakso johtuu yksinkertaisesti vaikutuksen hitaasta alkamisesta, koska LEV: llä on osoitettu olevan nopeita vaikutuksia sekä kohtauskynnyksiin kohtauksia aiheuttavissa jyrsijöissä (Gower et ai., 1992) että kokeilijan antaman alkoholin ja kokaiinin käyttäytymisvaikutuksiin (Robinson et ai., 2013). Havaitsemamme pidempi aikakäyrä DID: ssä voi liittyä siihen, että LEV: n farmakodynamiikka voi olla aktiivisuusriippuvainen. LEV ylittää nopeasti veri-aivoesteen (Tong ja Patsalos, 2001), mutta sen pääsyä intravesikulaariseen SV2A-sitoutumiskohtaan rajoittaa vesikulaarisen avautumisen taajuus ja kesto hermosolujen presynaptisissa päätelaitteissa, jotka aktivoituvat basaalisten ampumistasojen yläpuolella (Yang ja Rothman, 2009; Meehan et ai., 2011). Se, että LEV lisäsi alkoholin saantia vasta juomisen ensimmäisen tunnin jälkeen, viittaa siihen, että nousevat veren alkoholipitoisuudet olisivat voineet stimuloida riittävää aktiivisuutta limbisissä motorisissa piireissä, jotta LEV pääsisi sitoutumiskohtaansa, mikä vaikuttaisi neurotransmissioon ja muuttaisi käyttäytymistä. Olemme aiemmin osoittaneet, että samanlaiset absoluuttiset veren alkoholipitoisuudet nousevan mutta ei laskevan vaiheen aikana potensoivat sähköisen aivostimulaatiopalkkion (BSR) C57BL / 6J-hiirissä (Fish et ai., 2010).

Alkoholien farmakologisten vaikutusten nauttimisen oletetaan motivoivan alkoholin juomista ihmisillä (Seevers, 1968), ainakin aluksi. Nykyisissä kokeissa kulutettujen alkoholimäärien on osoitettu aktivoivan palkitsemista ja vahvistamista välittäviä mesokortikolimbisia hermopiirejä (Imperato ja Di Chiara, 1986; Williams-Hemby ja Porrino, 1997) ja lisäävän näiden aivojen palkitsemisreittien herkkyyttä aivostimulaatiopalkkioille (Fish et ai., 2010). Viimeaikaiset prekliiniset kokeet ovat osoittaneet, että LEV voi estää alkoholin voimistavat vaikutukset kallonsisäiseen itsestimulaatioon ja vähentää alkoholin stimuloimaa motorista aktiivisuutta, mikä viittaa siihen, että LEV voi estää alkoholia aktivoimasta näitä limbisiä motorisia piirejä (Robinson et ai., 2013). DID-menettelyssä hiiret ovat siis saattaneet lisätä alkoholin kulutustaan voittaakseen alkoholin palkitsemisen farmakologisen eston ja luodakseen odotetun tehostetun palkitsemisen tilan. Tätä hypoteesia tukee Mitchellin ym. tutkimuksessa (2012) osajoukko vähemmän juovia henkilöitä, jotka ilmoittivat juovansa enemmän alkoholia, koska he tunsivat itsensä vähemmän päihtyneiksi. Tämä mahdollisuus viittaa varovaisuuteen lääkehoidossa, joka on suunniteltu estämään alkoholin mielihyvää tuottavia vaikutuksia kohtuukäyttäjillä. Lisäksi se korostaa, että tarvitaan sekä prekliinisiä että kliinisiä tutkimuksia, joissa verrataan lääkehoitoja erilaisissa alkoholin juomisen malleissa.

24 tunnin IA-aikataulun aikana saavutetut korkeat alkoholinkulutuksen tasot ovat yhdenmukaisia Hwa et al. (2011) havaintojen kanssa, ja eskaloitumista havaittiin toisen viikon jälkeen 20 prosentin alkoholipitoisuudella, mikä toistaa myös Melendezin (2011) havainnot, joissa oli käytössä 15 prosentin alkoholia joka toinen päivä. Toisin kuin sen voimistavat vaikutukset DID: hen, LEV vähensi alkoholin saantia IA-hiirissä. Pienemmät annokset (0,3, 3 ja 10 mg/kg) vähensivät kumulatiivista alkoholin saantia neljän ensimmäisen tunnin aikana, kun taas suuremmilla annoksilla (30 ja 100 mg/kg) ei ollut merkittäviä vaikutuksia. Suhteessa suolaliuosta sisältävään injektionesteeseen mikään näistä annoksista ei vaikuttanut merkittävästi sakkaroosin tai samanaikaisesti mitattuun veden saantiin, mikä osoittaa spesifistä vaikutusta alkoholin juomiseen. Alkoholin saannin väheneminen oli ilmeistä 24-h-istunnon alkuvaiheessa, mikä viittaa siihen, että mesolimbisen palkitsemispiirin neuraalinen aktiivisuus saattoi olla riittävä ennen alkoholin esittelyä, jotta LEV pääsisi SV2A-sitoutumiskohtiin. Tuki tälle ajatukselle tulee äskettäisestä tutkimuksesta, jossa havaittiin kohonnut tyvisolujen ampuminen ytimen accumbensissa rotilla, jotka juovat alkoholia ajoittaisella pikemminkin kuin jatkuvalla aikataululla (Hopf et ai., 2011).

Alkoholijuominen ja alkoholin mieltymys pysyivät tukahdutettuina koko 24-h-istunnon ajan, mikä viittaa siihen, että alkoholin kulutuksessa ei ollut reboundia, kun LEV erittyi, ja että LEV ei muuttanut yleistä nesteen saantia. Yllättäen LEV:n vaikutukset 24 tunnin alkoholin juomiseen ja alkoholin mieltymykseen vastasivat suunnilleen asteittaista funktiota, sillä kaikki LEV-annokset joko täyttivät tai lähestyivät tilastollisesti merkitseviä eroja suolaliuosta sisältävään ajoneuvoon verrattuna. On huomattava, että vaikka alkoholin juominen tukahdutettiin, hiiret kuluttivat edelleen alkoholimääriä (noin 15 g / kg 24-h-jakson aikana), jotka ovat tyypillisempiä hiirille, jotka juovat alkoholia jatkuvalla aikataululla (Hwa et ai., 2011; Melendez, 2011). Nämä tiedot viittaavat siihen, että LEV voisi häiritä neuraalisia mekanismeja ja sopeutumisia, joita 24-h:n ajoittaisen alkoholin käytön historiaan liittyy. Se, että LEV vaikutti DID: hen eri tavalla kuin IA: hen, osoittaa, että alkoholin saatavuuden kesto (4 vs. 24-h pääsy) voi olla tärkeää sen määrittämiseksi, miten LEV vaikuttaa alkoholin kulutukseen. Raskaan alkoholinkäytön ja pakotetun pidättäytymisen sykleistä johtuva sytytys ja lisääntynyt glutamaterginen aktiivisuus on houkutteleva hypoteettinen mekanismi vaikutuksille, joita on havaittu 24 tunnin ajoittaisen käytön jälkeen (Ballenger ja Post, 1978; Kokka et ai., 1993; Ulrichsen et ai., 1995; Becker et ai., 1997). Tässä suhteessa LEV saattaa toimia kuten muut glutamaattijärjestelmään kohdistuvat yhdisteet, kuten akamprosaatti, joiden ajatellaan vähentävän alkoholin juomista normalisoimalla epänormaalisti kohonnutta hermoston toimintaa (Gass ja Olive, 2008). Aivojen palkitsemispiirien kohonnut kiihtyvyys normaalin perusaktiivisuuden yläpuolella 24 tunnin alkoholin juomisen jälkeen (Hopf et al., 2011) voi tarjota substraatin, johon LEV voi toimia estääkseen näiden limbisten motoristen ratojen aktiivisuuden aikaisemmin ja voimakkaammin juomisen aikana, mikä johtaa vähentyneeseen IA-alkoholinkulutukseen. SV2A-tasojen on myös osoitettu muuttuvan syttyneen kohtausaktiivisuuden ja kroonisen epilepsian yhteydessä (van Vliet et ai., 2009; Ohno et ai., 2012), mikä herättää mahdollisuuden, että SV2A:n, LEV:n farmakologisen kohteen, ilmentyminen voisi myös muuttua 24 tunnin ajoittaisen alkoholin juomisen aikana useiden päivien aikana.

Näissä kokeissa käytettiin suhteellisen pientä sakkaroosikonsentraatiota (0,5 %) vertailukelpoisten alkoholin ja sakkaroosin nauttimisten määrien aikaansaamiseksi. Vaikka sakkaroosia juovat hiiret kuluttivat enemmän nestettä kuin alkoholia juovat hiiret (1,2 ml sakkaroosia vs. 0,83 ml alkoholia), sekä lääkkeen aiheuttama sakkaroosin saannin lisääntyminen että vähentyminen olisi silti voitu havaita. Tulevissa tutkimuksissa, joissa käytetään suurempia sakkaroosipitoisuuksia, kuten aiemmissa tutkimuksissa käytettyjä 10 prosentin pitoisuuksia (Sparta et al., 2008; Lowery et al., 2010), voitaisiin suoremmin testata, vaikuttaako LEV makeiden liuosten mieltymykseen. Sitä, onko LEV saattanut muuttaa karvaan maun sietokykyä, ei myöskään testattu suoraan näissä kokeissa. IA-kokeemme havainnot puhuvat kuitenkin vastenmielisen maun sietokykyä vastaan, koska LEV: llä oli päinvastainen vaikutus, nimittäin alkoholin saannin vähentäminen.

Kolme kontrolloitua kliinistä tutkimusta LEV: n tehokkuudesta vaikuttaa alkoholin juomiseen ihmisillä ei ole havaittu merkittävää alkoholin saannin vähenemistä, ja tämänhetkiset tietomme, jotka osoittavat DID-juomisen lisääntymistä prekliinisessä mallissa, ovat johdonmukaisia Mitchellin et ai. al. havaintojen kanssa (2012) raskaissa sosiaalisissa juojissa. Nykyiset tietomme, jotka osoittavat vähentynyttä alkoholin juomista 24 tunnin IA-juontimenettelyssä hiirimallissa, eivät kuitenkaan ole yhdenmukaisia Richterin et al. (2012) havaintojen kanssa vieroitetuilla alkoholisteilla tai Fertig et al. (2012) havaintojen kanssa hoitoa hakevilla, alkoholiriippuvaisilla avohoitopotilailla. LEV:n erilaiset vaikutukset alkoholin juomiseen hiirillä, joissa käytettiin kahta erilaista alkoholinjuontimenettelyä, viittaavat siihen, että LEV:n vaikutukset ihmisten alkoholinkäyttöön saattavat olla myös spesifisiä henkilöille, jotka harjoittavat tiettyjä juomistapoja, eikä niiden voida odottaa johtavan täydelliseen pidättäytymiseen aktiivisesti ja runsaasti juovalla henkilöllä. Se voi myös auttaa selittämään ristiriitaa akuuttia alkoholivieroitushoitoa koskevien kliinisten tutkimusten myönteisissä tuloksissa, joissa LEV:llä voi edelleen olla merkitystä, ja kliinisten tutkimusten kielteisissä tuloksissa, jotka koskevat juomisen pidempiaikaista vähentämistä tai raittiuden ylläpitämistä. Prekliiniset tuloksemme huomioon ottaen voi siis olla ennenaikaista luokitella LEV:tä epäonnistuneeksi alkoholismin hoitokeinoksi (Le Strat, 2012). Mahdollisten lääkehoitojen jatkuva prekliininen tutkiminen voi antaa tietoa kliinisille tutkimuksille tunnistamalla alkoholin väärinkäyttöhäiriöistä kärsivien potilaiden alatyyppejä, joilla eri lääkehoidoilla voi olla suurin todennäköisyys onnistua.