¿ALCOHOLISMO O ACETALDEHISMO? EL PAPEL DE LA CATALASA Y LA ALDEHÍDO DESHIDROGENASA CEREBRALES.

¿ALCOHOLISMO O ACETALDEHISMO? EL PAPEL DE LA CATALASA Y LA ALDEHÍDO DESHIDROGENASA CEREBRALES. 2/4
INDICE

 Autores
 Resumen
 Introducción
 Materiales y Métodos
 Análisis Estadístico
 Resultados
 Discusión
 Conclusiones
 Bibliografía
 Figuras

AUTORES

Correspondencia:

M. D. Escarabajal Arrieta
Área de Psicobiología. Universidad de Jaén
Las Lagunillas s/n. 23071 Jaén
E-mail: descara@ujaen.es
Tel.: + 34 953 002664
Fax: + 34 953 012197

Los resultados experimentales de este trabajo han sido obtenidos con financiación de la CICYT y la Conselleria d'Educació i Ciència de la Generalitat Valenciana.

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[Ancla] RESUMEN

Objetivo: algunos estudios han planteado que los efectos psicofarmacológicos observados tras la ingesta de alcohol son debidos al acetaldehído, el primer metabolito del etanol, que mediaría algunas de las conductas inducidas por el alcohol, concretamente sus propiedades reforzantes.

Diseño experimental: mediante la manipulación farmacológica de la actividad de catalasa y aldehído deshidrogenasa (ALDH), enzimas responsables del metabolismo del etanol, se modificará la producción y degradación de acetaldehído lo que podría generar cambios en las acciones producidas por el alcohol.

Material y métodos: este trabajo, se centra en la manipulación farmacológica de estos enzimas mediante el ácido dietildithiocarbamato (DDTC), un metabolito del disulfiram, y la cianamida, sustancias de larga tradición en el tratamiento farmacológico de la enfermedad alcohólica.
Conclusión: la alteración en la actividad de estos enzimas indica la posibilidad de un metabolismo cerebral del etanol y la implicación del acetaldehído en algunas de las acciones psicofarmacológicas del alcohol.

Palabras clave: alcoholismo, acetaldehído, catalasa, aldehído deshidrogenasa, tratamiento farmacológico.

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[Ancla] INTRODUCCIÓN

El trabajo que se presenta a continuación se centra en el análisis de los sistemas enzimáticos implicados en el metabolismo del alcohol. En este sentido, se exponen los resultados obtenidos tras manipulaciones farmacológicas de la actividad de la catalasa y de la aldehído deshidrogenasa (ALDH) cerebrales, manipulaciones que producen modificaciones en algunas de las conductas inducidas por el etanol.

La manipulación de estos enzimas se ha realizado mediante la administración de dos sustancias, el ácido dietildithiocarbamato (DDTC) y la cianamida.

En relación con estas sustancias cabe señalar que el DDTC es uno de los metabolitos del disulfiram (1, 2) e inhibe de forma específica el enzima ALDH2 mitocondrial de baja Km tanto en hígado como en cerebro (3-5). Mientras que la cianamida inhibe tanto la catalasa como la ALDH cerebrales (6-8).

En cuanto a los resultados obtenidos con estas sustacias, los datos indican que la administración de cianamida produce, en ratas, supresión de la ingesta voluntaria de etanol (9), sin embargo, los resultados obtenidos con sujetos humanos señalan que, aunque el pretratamiento con esta droga es efectivo para reducir el consumo de alcohol en alcohólicos (10, 11), en bebedores sociales o en sujetos normales se ha observado que no produce una aversión suficiente para detener el consumo de alcohol (12, 13). Resultados similares se han obtenido también en estudios conductuales (14, 15).

Además, en relación con la otra sustancia utilizada en este trabajo, el DDTC, habría que indicar que aunque el disulfiram, su droga origen, ha sido uno de los fármacos más utilizados en el tratamiento del alcoholismo (16-18), diversos estudios han puesto de manifiesto que in vivo la llamada reacción etanol-disulfiram (RED) solo se produce tras la bioactivación del disulfiram en alguno de sus metabolitos activos (5, 19). Sin embargo, aunque se han realizado diversos estudios para determinar las características bioquímicas de estos metabolitos (20, 21), su acción en los efectos psicofarmacológicos del etanol sigue sin clarificar.

Estos datos ponen de manifiesto la escasez de estudios sobre la acción de los metabolitos del disulfiram en las conductas inducidas por etanol y, dado que, el papel de la ALDH en las acciones del etanol se podría analizar con mayor precisión mediante una inhibición específica de este enzima, se utilizó el DDTC como inhibidor específico de la ALDH.

En relación con este punto, también es confusa la acción de la cianamida ya que aunque la literatura pone de manifiesto que ha sido utilizada en el tratamiento del alcoholismo debido a la acumulación tóxica de acetaldehído periférico que se produce cuando, tras su administración, se toma alcohol, algunos autores, en función de los resultados anteriormente comentados, han sugerido que los cambios que se observan en algunas de las conductas inducidas por etanol no se producen por la acumulación tóxica de acetaldehído periférico (9, 22-24). Por otra parte, la mayoría de los experimentos realizados para evaluar el efecto de la cianamida se han llevado a cabo mediante la conducta de ingesta de alcohol (25, 26) existiendo, por contra, muy pocos estudios que analicen su acción sobre otras conductas (23, 24).

En este sentido, el desarrollo de este trabajo permitirá evaluar la mediación de la catalasa y la ALDH cerebrales en el metabolismo del etanol. Además, la manipulación de los sistemas enzimáticos de catalasa y ALDH cerebrales sugiere que estos enzimas podrían realizar sus acciones controlando a nivel cerebral la producción y la eliminación de acetaldehído, el primer metabolito del etanol.

De hecho, los cambios que se producen en la actividad de estos sistemas enzimáticos lleva a modificaciones de las conductas relacionadas con el consumo de alcohol (9, 22, 27), el condicionamiento de aversión al sabor (CTA) (23) o la actividad locomotora (28, 29, 24).

Por otra parte, con estudios correlacionales los resultados también muestran el importante papel que podrían estar desempeñando ambos sistemas enzimáticos en las conductas mediadas por el alcohol. En relación con este punto, se ha obtenido que la actividad global de la ALDH correlacionó positivamente con los niveles de ingesta de alcohol en ratas (30, 22). Por su parte, los estudios con catalasa mostraron que la actividad de la catalasa en ratas naive para el etanol fue significativa y positivamente correlacionada con su posterior consumo voluntario de alcohol (30).

Sin embargo, cabe señalar la controversia existente sobre el papel del acetaldehído cerebral en la mediación de los efectos psicofarmacológicos del etanol. Esto se debe fundamentalmente a que los intentos para detectar la presencia de acetaldehído en el cerebro tras la ingesta de etanol no han aportado datos claros (31). Además, el acetaldehído derivado del metabolismo periférico del etanol penetra con dificultad en el cerebro debido a la presencia de una barrera enzimática cerebral formada por la ALDH (32) que actúa tras la ingestión de cantidades moderadas de alcohol. Estos resultados junto con la presencia a nivel cerebral de enzimas que metabolizan etanol (33, 34) han llevado a algunos autores a plantear la posibilidad de una formación central de acetaldehído (35, 36).

Esto nos lleva a la posibilidad de plantear la idea de que si realmente los niveles de acetaldehído cerebrales determinan los efectos del etanol, los cambios que se produzcan en la actividad de la catalasa o de la ALDH cerebrales podrían poner de manifiesto tanto la posibilidad de un metabolismo central del etanol como el papel del acetaldehído en los efectos psicofarmacológicos del etanol.

Así, el uso de esta sustancia como desalentador del consumo de alcohol está basado en que los niveles elevados de acetaldehído en sangre producirán una supresión del consumo posterior de etanol. En este sentido, el pretratamiento con 4-methilpirazol (4-MP), un inhibidor de la alcohol deshidrogenasa (37) que permite una reducción en los niveles periféricos de acetaldehído tras la ingesta de etanol sin alterar la actividad de la ALDH puede ser utilizado como una herramienta para evaluar el papel de la catalasa y la ALDH cerebrales en la mediación de las acciones del alcohol.

Desde este planteamiento la función de estos sistemas enzimáticos se ha analizado en el presente estudio desde dos vertientes, por una parte, se ha buscado la inhibición específica de la ALDH y, por otra, se ha realizado un inhibición tanto de la catalasa como de la ALDH.

Por otra parte, los análisis experimentales realizados en este trabajo también presentan dos vías, la primera supone analizar de la acción específica de estas sustancias, DDTC y cianamida, en su interacción con diferentes dosis de etanol, mientras que la segunda, ha supuesto el tratamiento combinado con otra sustancia, el 4-metilpirazol como paso previo a su interacción con el alcohol.

Así, la finalidad de este trabajo es determinar el papel de los enzimas ALDH y catalasa cerebrales mediante la realización de una serie sistemática de experimentos en los que se evalúe, por una parte, la acción de la cianamida y el DDTC en su interacción con el etanol y, por otra, el efecto de estas sustancias en un tratamiento combinado con 4-MP, de forma que se produzca una disminución de la acumulación periférica de acetaldehído lo que nos permitirá determinar la acción central del etanol. Esta última manipulación farmacológica resulta de especial interés por no haberse realizado anteriormente

Además, el análisis de estas sustancias podría ser una alternativa al uso extensivo de disulfiram y 3-amino-1,2,4-triazol como únicas herramientas para evaluar el papel de la actividad de los enzimas ALDH y catalasa cerebrales en las conductas inducidas por alcohol.

[Ancla] MATERIALES Y MÉTODOS

En este apartado se presentan los aspectos comunes en cuanto a la metodología y los materiales a todos los experimentos que integran este trabajo. El protocolo experimental y temporal propio de cada uno de ellos será descrito con mayor detalle en cada uno de los experimentos.

Sujetos
Los animales utilizados en los experimentos que integran el presente trabajo fueron ratones macho de la cepa Swiss Albino (Harlan Sprague Dawley Co. Interfauna, Barcelona). A su llegada al laboratorio los animales tenían cuatro semanas de edad y presentaban un peso promedio de 20 ± 2 gramos.

Para cada uno de los grupos que conforman los experimentos conductuales se utilizaron ocho animales por condición experimental.

Condiciones de alojamiento
El día de su llegada, tras el registro del peso, los animales fueron alojados en jaulas, por grupos de cuatro, y asignados aleatoriamente a los grupos experimental o control.

En todas las salas del estabulario se mantuvo una temperatura media de 21 ± 2ºC, así como una humedad promedio del 55%.

Del mismo modo, en todas las salas del estabulario los animales estuvieron bajo luminosidad artificial estando esta sometida a ciclos regulares de doce horas de luz y doce de oscuridad.

Por otra parte, en las salas donde se realizaron las pruebas conductuales se mantuvieron también las mismas condiciones de temperatura y humedad presentes en los estabularios. La fuente de luz en estas salas era tenue y constante.

Los estudios se realizaron entre la segunda y la quinta hora del ciclo de luz de los animales, respetando el mismo intervalo temporal con la finalidad de obtener mayor control experimental y, al mismo tiempo, una mayor fiabilidad en la interpretación de los resultados.

Dieta
Todos los animales disponían, desde el momento de su alojamiento en el laboratorio, libre acceso a la comida y al agua.

La dieta sólida consistió en un preparado especial formado por pellets de comida para ratones (Panlab, S.L.). Este preparado alimenticio fue la única fuente de alimentación para los animales durante su estancia en el estabulario.

La dieta líquida fue en todos los casos agua potable.

Estudios conductuales
El diseño experimental de este trabajo evaluó como conducta la actividad locomotora. La elección de esta conducta se basó en la idea de que el estudio de esta conducta puede proporcionar una clara comprensión de los mecanismos neurales afectados por diferentes tipos de drogas, entre ellas las de abuso, como el etanol (38, 39), además de la facilidad y objetividad de su registro.

1.- Sustancias.
Las sustancias administradas fueron las siguientes:

- 4-Metilpirazol (4-Methylpyrazole. Sigma, S.L.). La dosis utilizada fue de 10 mg/kg.

- Ácido dietildithiocarbamato (Diethyldithiocarbamic acid sodium salt trihidrate; diethyldithiocarbamate sodium. Sigma, S.L.). Las dosis empleadas fueron 0, 114, 228, 456 mg/kg.

- Cianamida (Calcium cyanamide. Sigma, S.L.). Las dosis utilizadas fueron 0, 12.5, 25 y 50 mg/kg.

- Etanol (Alcohol etílico de 96¼. Panreac Química, S.L.). Las diferentes dosis empleadas se tomaron de una solución estándar preparada cuya concentración fue del 20% v/v en solución salina. Las dosis empleadas fueron 0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2, 4 g/kg.

- Salina (Cloruro sódico. Panreac, S.L.).

Todas las drogas fueron disueltas en una solución salina. La vía de administración fue en todos los casos la intraperitoneal (i.p.).

2.- Aparataje.
Para la medida de la actividad locomotora fue utilizado un aparato de campo abierto consistente en un cilindro de cristal transparente de veinticinco centímetros de diámetro por treinta centímetros de altura.

Este cilindro presentaba en su base cuatro divisiones realizadas mediante el trazado de dos líneas negras perpendiculares entre sí, lo que delimitaba la existencia de cuatro cuadrantes de igual superficie.

3.- Procedimiento experimental.
Los experimentos conductuales se llevaron a cabo tras una semana de habituación y aclimatación de los animales a las condiciones del estabulario, así el día de la prueba estos contaban con cinco semanas de edad y un peso promedio de 30 ± 2 gramos.

El día de la prueba conductual, a los animales se les retiraba la comida y la bebida e inmediatamente, eran pesados de manera individual para el cálculo del volumen a inyectar de la dosis de la sustancia que conformara el experimento o en su defecto la dosis de solución salina.

Tras la inyección de la droga o de la solución salina, y en función del protocolo temporal que rigiera el experimento el ratón o era devuelto a su jaula hasta el momento de la prueba conductual o era situado inmediatamente en el aparato de campo abierto para su evaluación. El tiempo de permanencia en el campo abierto fue en todos los casos de veinte minutos, de los cuales solo se registraba para la prueba la actividad locomotora de los diez últimos minutos del intervalo temporal. Este intervalo temporal fue seleccionado para evitar los efectos putativos del handling y del nuevo ambiente sobre la locomoción, así como para permitir la absorción de la droga (38).

Por otra parte, se consideró como medida de locomoción (desplazamiento o cuenta), cada vez que el ratón cruzaba desde un cuadrante a otro con las cuatro patas.

Experimento 1
En este primer experimento se analizó el efecto de diferentes dosis de DDTC. Para ello se utilizaron 64 ratones macho que fueron inyectados con salina o 114, 228, 456 mg/kg de DDTC. Ocho horas después los animales recibían una inyección de salina y, cinco minutos después, los animales del grupo experimental eran tratados con etanol (2.4 g/kg) y los del grupo control con salina.

Experimento 2
El segundo experimento fue diseñado para estudiar el efecto del DDTC sobre la actividad locomotora inducida por diferentes dosis de etanol. Se utilizaron 96 ratones que recibieron inyecciones de DDTC (228 mg/kg) o salina ocho horas antes de una inyección de salina, cinco minutos después todos los animales fueron inyectados con etanol: 0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 o 4 g/kg. Este rango de dosis fue seleccionado para evaluar el efecto del DDTC tanto sobre la fase activadora (1.6 y 2.4 g/kg) como depresora (3.2 y 4 g/kg) de la respuesta bifásica de los efectos del etanol en la actividad locomotora en ratones.

Experimento 3
Este experimento fue diseñado para estudiar el efecto del 4-MP sobre la actividad locomotora de diferentes dosis de etanol. Para ello, 96 ratones, (8 por grupo), recibieron inyecciones de salina ocho horas antes del preparamiento con 4-MP (10 mg/kg) o salina. Cinco minutos después, todos los animales eran tratados con una inyección de etanol (0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 o 4 g/kg).

Experimento 4
En este experimento se analizó el efecto de la administración conjunta del DDTC y el 4-MP sobre la actividad locomotora inducida por diferentes dosis de etanol. Los animales fueron pretratados con DDTC (228 mg/kg) o salina ocho horas antes de la inyección de 4-MP (10 mg/kg), los animales de ambos grupos fueron tratados cinco minutos después con una inyección de etanol (0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 o 4 g/kg).

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[Ancla] ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los datos, para los experimentos con DDTC y cianamida, fueron analizados mediante análisis de la varianza (ANOVA) y para las comparaciones a posteriori se utilizó el LSD de Fisher para evaluar las diferencias entre medias (40).

[Ancla] RESULTADOS

La figura 1 presenta el efecto de varias dosis de DDTC sobre el incremento en la actividad locomotora inducido por etanol. Un ANOVA de dos factores (dosis de DDTC x tratamiento de etanol) demostró un efecto para el factor dosis F(3,56)=3.680, (p<0.01) sobre los efectos activadores del etanol F(1,56)=27.122, (p<0.001) y una significativa interacción entre los dos factores F(3,56)=4.971, (p<0.001). Las comparaciones a posteriori indicaron que el DDTC no afectó la actividad locomotora espontánea a ninguna de las dosis evaluadas cuando se compararon con el grupo control tratado con salina. Sin embargo, en el grupo experimental se observó un bloqueo de la actividad locomotora inducida por etanol en todas las dosis evaluadas: 114 mg/kg (p<0.002), 228 y 456 mg/kg (p<0.000).

En la figura 2 se puede observar el efecto del DDTC sobre la actividad locomotora inducida por etanol. Un ANOVA de dos factores (pretratamiento con DDTC x dosis de etanol) indicó un efecto significativo para el etanol F(5,84)=6.18 (p<0.000). Las comparaciones a posteriori mostraron que las dosis 2.4 y 3.2 g/kg de etanol produjeron un aumento de la actividad locomotora inducida por etanol (p's<0.001 y < 0.002 respectivamente) y ese efecto fue bloqueado por DDTC (228 mg/kg) (p<0.005 para 2.4 g/kg y p<0.03 para 3.2 g/kg de etanol). En los ratones pretratados con salina no se observó ninguna reducción de la locomoción. Además, el DDTC por sí mismo no afectó la actividad locomotora espontánea comparado con los animales tratados con solución salina.

La figura 3 muestra, por una parte, el efecto de diferentes dosis de etanol sobre la actividad locomotora espontánea y, por otra, el efecto de una inyección aguda de 4-MP sobre esa actividad. El ANOVA (grupo x dosis) puso de manifiesto un efecto significativo para las dosis de etanol F(5,84) = 10.84, p< 0.000. Ni el efecto grupo ni la interacción entre ambos fueron significativos (p> 0.05).

El test LSD de Fisher indicó un efecto bifásico del alcohol sobre la actividad locomotora, incrementándola para 2.4 y 3.2 g/kg. La actividad locomotora espontánea en los animales inyectados con salina o 4-MP fue similar.

Los efectos de la administración conjunta de DDTC y 4-MP pueden observarse en la figura 4. El ANOVA (pretratamiento con DDTC y 4-MP x dosis de etanol) puso de manifiesto un efecto significativo para el etanol, F(5,84) = 21.83, p< 0.000, para el pretratamiento (DDTC y 4-MP), F(1,84) = 4.02, p< 0.05, y para la interacción entre ambos, F(5,84) = 7.186, p < 0.000. Las comparaciones a posteriori indicaron que las dosis de 2.4 y 3.2 g/kg aumentaban la conducta en ambos grupos (p< 0.01).

A continuación se presentan los experimentos y los resultados obtenidos cuando se utilizó la cianamida como inhibidor del metabolismo del alcohol.

Experimento 5
En este experimento se estudió el efecto de diferentes dosis de cianamida (12.5, 25 y 50 mg/kg) sobre una inyección aguda de etanol. Para ello 64 ratones macho fueron tratados con inyecciones de cianamida o salina. Una hora y media después recibían una inyección de salina y, media hora después los animales del grupo control eran inyectados con salina y los del grupo experimental con etanol (2.4 g/kg). Tras esto, los ratones eran situados individualmente en el campo abierto.

Experimento 6
Para analizar el efecto de la cianamida (25 mg/kg) sobre la actividad locomotora inducida por etanol los animales fueron asignados aleatoriamente a los dos grupos, control (cianamida+salina+salina) y experimental (cianamida+salina+dosis de etanol). El intervalo temporal entre inyecciones y la medida de la actividad locomotora fue similar al descrito en el experimento 5.

Experimento 7
En el experimento 7, se analizó el efecto del 4-MP sobre la actividad locomotora inducida por etanol. Este experimento es similar al experimento 3 salvo por la droga y por el protocolo temporal de administración, y se realiza para tener la garantía de control sobre variables extrañas como es la modificación de protocolo temporal respecto ala experimento con DDTC. Se utilizaron 96 ratones, los animales recibieron inyecciones de salina y media hora después se asignaron aleatoriamente a los grupos experimental, pretratados con 4-MP (10 mg/kg), o control. Media hora después se inyectaron las diferentes dosis de etanol (0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 o 4 g/kg), inmediatamente después los animales fueron situados en el campo abierto para su evaluación.

Experimento 8
En este experimento se analizó el efecto de la administración concurrente de cianamida y 4-MP sobre la actividad locomotora inducida por etanol. Los animales fueron pretratados con cianamida (25 mg/kg) como en el experimento 6, y fueron asignados aleatoriamente a los grupos experimental o control. En el primer caso los animales fueron tratados con 4-MP y media hora después eran inyectados con diferentes dosis de etanol (0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 o 4 g/kg), mientras que el grupo control recibieron salina previamente al tratamiento con etanol.

En todos los experimentos, los animales fueron situados en sus cajas durante el intervalo temporal entre inyecciones.

La figura 5 muestra los efectos del pretratamiento con cianamida (12.5, 35 y 50 mg/kg) sobre la actividad locomotora dos horas antes de una inyección aguda de etanol (2.4 g/kg). Un ANOVA de dos factores indicaron un efecto significativo para el pretratamiento con cianamida [F(3,56)=9.61, (p<0.000)] y para la interacción [F(3,56)=10.604, (p<0.000)]. Además, el LSD puso de manifiesto que la cianamida no modifica por sí misma la actividad locomotora espontánea cuando se compara con el grupo control. Sin embargo, en el grupo experimental, la cianamida redujo significativamente, para todas las dosis analizadas (12.5, 25 y 50 mg/kg, p<0.000), el efecto activador del etanol sobre la actividad locomotora.

La siguiente figura (fig. 6) muestra la actividad locomotora de animales pretratados con salina o cianamida dos horas antes de una inyección aguda de varias dosis de etanol (0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 y 4 g/kg). El ANOVA realizado puso de manifiesto efectos significativos para los dos factores, cianamida [F(1,84)=23.058, (p<0.000)], y tratamiento con etanol [F(5,84)=8.481, (p<0.000)] así como para la interacción entre ambos [F(5,84)=6.535, (p<0.000)]. Las comparaciones a posteriori mostraron que el pretratamiento con cianamida reduce significativamente la actividad locomotora inducida por etanol para las dosis de 1.6 [t(14) = -2.791; p< 0.01], 2.4 [t(14) = -3.328; p<0.00] y 3.2 [t(14) = -2.495; p< 0.03]. Por otra parte, la cianamida no afectó a la actividad locomotora espontánea de los ratones cuando se comparó con el grupo control.

Para determinar la utilidad del 4-MP como herramienta farmacológica en posteriores experimentos, se examinó su efecto sobre la actividad locomotora inducida por etanol en un amplio rango de dosis (0, 0.8, 1.6, 2.4, 3.2 y 4 g/kg). Los resultados pueden observarse en la figura 7. Un ANOVA de dos factores (grupo x dosis) mostró un efecto significativo para el pretratamiento con etanol [F(1,84)= 12.535, (p<0.000)]. Las comparaciones a posteriori indicaron que el etanol tiene un efecto bifásico sobre la actividad locomotora que es mayor para las dosis de 1.6 y 2.4 g/kg. También se obtuvo que el 4-MP no tiene ningún efecto sobre la actividad locomotora espontánea de los ratones.

Los resultados del último experimento se pueden observar en la figura 8. El ANOVA indicó un efecto significativo solo para el etanol [F(5,84)=12.442, (p<0.000)]. El test de Fisher mostró un efecto bifásico para el etanol, que es mayor para las dosis de 1.6y 2.4 g/kg; y 2.4 g/kg para los grupos control y experimental respectivamente.

DISCUSIÓN

Los resultados que se recogen en este trabajo ponen de manifiesto que el pretratamiento de ratones con DDTC o cianamida reduce la actividad locomotora inducida por etanol pero que, sin embargo, no modifican la locomoción espontánea de los animales en el campo abierto.

Los animales mostraron un incremento en la actividad locomotora después del tratamiento con dosis moderadamente altas de etanol (2.4 y 3.2 g/kg) y ese incremento fue reducido por DDTC o cianamida. Además, esta reducción se produce en un modo dependiente de la dosis de inhibidor utilizada.

Estos resultados están en consonancia con los obtenidos por otros autores que han utilizado el pretratamiento con disulfiram o alguno de sus metabolitos activos antes del tratamiento con etanol (19). Además, el pretratamiento con disulfiram o sus metabolitos inhibe la actividad de la ALDH, produciéndose la máxima inhibición de la ALDH de baja Km aproximadamente 8 horas después de la administración de disulfiram, DDTC o DDTC-Me (4).

Por otra parte, esta inhibición de la ALDH produce una acumulación de acetaldehído en la circulación periférica (19); obteniéndose la máxima concentración de acetaldehído en sangre 30 o 60 minutos después de la inyección de etanol (19, 21) y continúa hasta dos horas después de esta administración. A partir de esto podría afirmarse, que esa acumulación periférica produce una toxicidad que es la responsable del decremento observado en la actividad locomotora.

Este intervalo de 30 a 60 minutos es importante tanto en animales como en humanos. En este sentido, algunos autores (41, 42) han administrado 4-MP media hora o una hora antes de la inyección de etanol para bloquear la oxidación de etanol consecuencia del pretratamiento con cianamida (41) o DDTC (42).

Por otra parte, existe evidencia del efecto inhibitorio de 114 mg/kg de DDTC (3) y, los resultados del presente trabajo muestran también diferencias significativas entre los grupos a esta dosis. Este hecho podría indicar que bajas dosis de DDTC (114 mg/kg) muestran diferencias significativas con el grupo control (0 mg/kg de DDTC); aunque su nivel inhibitorio no es lo suficientemente elevado como para anular completamente los efectos producidos por el alcohol. Así, estos datos sería similares a los obtenidos por otros autores que muestran un inhibición del 65% para esta dosis (4, 19).

Por su parte, los resultados obtenidos tras la administración de cianamida muestran una interacción antagonista con el etanol. Esto está en consonancia con lo obtenido por otros autores (9, 22-24, 26). Así, diferentes dosis de cianamida indujo un decremento significativo de la actividad locomotora de ratones tratados con una dosis aguda de etanol. Además, la cianamida (25 mg/kg) eliminó el efecto bifásico obtenido por el etanol el la actividad locomotora de ratones. Mostrando incluso mayores niveles de narcosis que los animales del grupo control.

En relación con los resultados obtenidos para el 4-MP, se puede afirmar que tanto en el protocolo temporal utilizado para los experimentos con DDTC (experimentos 3 y 4) como en los de la cianamida (experimentos 7 y 8), el 4-MP no tiene por sí mismo ningún efecto sobre la actividad locomotora espontánea de los ratones medida en un campo abierto cuando se comparó con sus respectivos grupos control. Estos resultados están en consonancia con aquellos que demuestran que esta droga no afecta la actividad motora inducida por etanol en un plano inclinado o medida en un campo abierto (24).

Por otra parte el etanol produce un efecto bifásico similar para el grupo experimental como para el control, mostrando un incremento de la actividad locomotora para dosis moderadas (1.6 y 2.4 g/kg) y un decremento para altas dosis (3.2 y 4 g/kg).

En conjunto, estos resultados permiten justificar el uso del 4-MP como herramienta farmacológica combinada con cianamida o DDTC para intentar demostrar la importancia del acetaldehído y los enzimas que lo metabolizan.

En cuanto a los datos obtenidos tras la administración conjunta de DDTC y 4-MP se observó un incremento significativo de la actividad locomotora inducida por etanol cuando se comparó con el grupo control. Así, se obtuvo un aumento en la actividad locomotora inducida por etanol en ratones pretratados con DDTC y 4-MP sin observar modificación alguna en la locomoción espontánea de los ratones.

Este incremento no puede ser atribuido a la acción del 4-MP porque como se comentó anteriormente los animales del experimento 3 no mostraron diferencias respecto al grupo control, mostrando el 4-MP para ambos grupos un efecto similar al de la salina y esto no puede ser explicado por un incremento en los niveles periféricos de etanol (23).

Por otra parte, las consecuencias de la inhibición de la actividad de la ADH periférica son diferentes a las de la ADH central, debido a que esta última desempeña un papel menor en el metabolismo cerebral del etanol (43). Sin embargo, el DDTC produce una inhibición de la ALDH tanto a nivel periférico (21) como central (44).

Así, la acción del DDTC sobre la actividad de la ALDH produce niveles mayores de los normales de acetaldehído periférico y central mientras que el efecto del 4-MP sobre la ADH podría estar reduciendo los niveles de acetaldehído periférico pero no central.

En función de lo anterior, las mayores concentraciones centrales de acetaldehído por la inhibición del isozima ALDH2 (44) y la acción concurrente del 4-MP podrían reducir los niveles de acetaldehído en la periferia del organismo y favorecer de ese modo la expresión conductual de las acciones del etanol sobre la actividad locomotora. Los resultados obtenidos podrían estar mostrando esos efectos debido a que se obtiene una disminución del efecto inhibitorio que el DDTC y la cianamida producen sobre la actividad locomotora inducida por etanol, y producen un claro incremento de esa acción.

Por otra parte, en el experimento 8 se obtuvo una supresión del efecto que la cianamida ejerce sobre la actividad locomotora inducida por etanol cuando se pretrató a los animales conjuntamente con cianamida y 4-MP obteniendo, como en los experimentos del DDTC, un aumento significativo de la actividad locomotora inducida por etanol. Sin embargo, y a diferencia de las sustancias que solo inhiben la actividad de la ALDH (42), no se observó un incremento significativo cuando se comparó con el grupo control. Este hecho podría explicarse por la doble acción de la cianamida, ya que por una parte inhibe la actividad de la catalasa (45) y, por otra, la de la ALDH (46).

Todos estos resultados en conjunto indican y dan apoyo a la idea de que tanto la cianamida como el DDTC producen in vivo un efecto inhibitorio sobre la actividad de la ALDH de baja Km o ALDH2 lo que podría producir una acumulación de acetaldehído periférico y como consecuencia de ello obtenemos ese decremento dosis-dependiente de la actividad locomotora inducida por etanol en ratones lo cual podría ser un modelo útil para determinar el efecto del disulfiram y sus metabolitos.

Como conclusión, estos datos sugieren que tanto la ALDH como la catalasa cerebrales podrían estar desempeñando un importante papel en la mediación de algunos de los efectos inducidos por el alcohol, y esto es posible debido a que ambos sistemas enzimáticos realizarían su acción mediante la modificación de los niveles de acetaldehído a nivel cerebral, lo cual indicaría que este metabolito sería el responsable de algunos de los efectos psicofarmacológicos inducidos por el alcohol.

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[Ancla] CONCLUSIONES

En este apartado se realiza una síntesis de las conclusiones obtenidas con el objetivo de facilitar y proporcionar una visión global de las mismas. Las conclusiones serían las siguientes:

1- La administración de 4-MP, DDTC y cianamida, a las dosis utilizadas, no tiene ningún efecto sobre la deambulación espontánea de los ratones en un campo abierto.

2- El pretratamiento con DDTC o cianamida, produce una reducción o bloqueo en la actividad locomotora inducida por etanol que es dependiente de la dosis de inhibidor administrada.

3- La administración combinada de 4-MP y DDTC supone un aumento estadísticamente significativo de la actividad locomotora inducida por el etanol en ratones.

4- La administración conjunta de 4-MP y cianamida anula el efecto inhibitorio que la cianamida ejerce sobre la actividad locomotora inducida por etanol.

5- Las diferencias encontradas en el patrón de conducta que se obtiene tras la administración de 4-MP junto los mencionados inhibidores -DDTC y cianamida- podría deberse a la acción inhibitoria diferencial que ejercen estas sustancias. Así, mientras que el DDTC inhibe solo la actividad del enzima ALDH, la cianamida ejerce su efecto inhibitorio tanto sobre la actividad de la ALDH como sobre la actividad del enzima catalasa.

6- La inocuidad de estas sustancias podría indicar que dado que no afectan a la actividad locomotora espontánea la acción que se observa tras su administración se estaría produciendo sobre circuitos implicados en la mediación de las conductas inducidas por etanol.

7- Todas estas sustancias podrían ejercer estos efectos a través de su acción en los sistemas enzimáticos catalasa y ALDH cerebrales.

8- La implicación de los enzimas encargados tanto de la formación como de la degradación del acetaldehído en las conductas inducidas por el etanol daría de forma indirecta, apoyo a la idea de una mediación del acetaldehído en algunas de las acciones psicofarmacológicas inducidas por el etanol, en este caso, la actividad locomotora.

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[Ancla] BIBLIOGRAFÍA

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7. Deitrich RA, Troxell PA, Worth WS, Erwin VG. Inhibition of aldehyde dehydrogenase in brain and liver by cyanamide. Biochem Pharmacol 1976; 25: 2733-7.

8. Nagasawa HT, DeMaster EG, Redfern B, Shirota FN, Goon DJW. 




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