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DerSchmerz (1995) 9:286-292 Springer-Verlag 1995 I. Jurna Antinozizeptive Wirkungen von 2-Ad renozeptoragonisten (,,analgetische" Wirkungen im Tierversuch) Eingegangen: 1. M~rz 1995 Angenommen: 11.Juli 1995 I. Jurna lnstitut fiir Pharmakologie und Toxikologie der Universit~itdes Saarlandes, D-66421 Homburg/Saar Zusammenfassung %-Adrenozep- toragonisten wie Clonidin hemmen nozizeptive Reflexaktivit~it vorwie- gend durch einen Angriff am Rtickenmark. Sie imitieren dabei den inhibitorischen Ubertr~igerstoff Noradrenalin, der aus deszendie- renden bulbospinalen Bahnen frei- gesetzt wird und die Membran post- synaptischer Neurone hyperpolari- sieren kann. FOr die selektive anti- nozizeptive Wirkung ist jedoch vor allem eine Hemm..ung der Freiset- zung erregender Ubertrfigerstoffe wie Glutamat und Substanz P sowie eine verminderte Bindung von Sub- stanz P im Rtickenmark verant- wortlich. Die antinozizeptive Wir- kung ~iugert sich nicht nur im Re- flexverhalten und in der elektri- schen Aktivit~t yon Neuronen im Hinterhorn des R0ckenmarks, son- dern auch in einer Unterdrtickung der Expression yon c-fos in diesen Neuronen nach Erregung durch Ge- webeschfidigung. Die vom Hirn- stamm ausgefibte Kontrolle nozi- zeptiver Aktivitgt im R0ckenmark ist durch %-Adrenozeptoragonisten aktivierbar. Augerdem wird die Im- pulsleitung in C-Fasern st~irker als in A-Fasern peripherer Nerven blok- kiert. Eine antinozizeptive Wirkung zeigt sich in verschiedenen tierexpe- rimentellen Modellen klinischer Schmerzzust~inde. Die im Tierver- such ermittelten antinozizeptiven Wirkungsmechanismen k/3nnen da- her auch ft~r die analgetische Wir- kung der %-Adrenozeptoragonisten verantwortlich sein. Schliisselwi~rter c~-Adrenozeptoren a-Adrenozeptoragonisten Noradrenalin - Clonidin Dexmedetomidin. ST-91 Antinozizeption Nozizeptive Reflexe - Hinterhornneurone - 5-Hydroxytryptamin Glutamat. Substanz P - Schmerzmodelle Eine elektrische Reizung im Hirnstamm von Ratten er- zeugt einen Zustand von Analgesie, in dem chirurgische Eingriffe durchgeft~hrt werden k/Snnen [12, 33, 48]. Die Wirkung der Reizung wird durch absteigende Bahnen vermittelt, die einen hemmenden Einflul3 auf die synap- tische Erregungstibertragung von nozizeptiven Afferen- zen auf Neurone im Hinterhorn des R0ckenmarks unter Beteiligung endogener Opioide [34, 35] und der Mono- amine Noradrenalin und 5-Hydroxytryptamin [2, 51, 71] ausOben. Eine Reizung entsprechender Areale im Hirnstamm des Menschen d~impft die Schmerzempfin- dung in Abh~ingigkeit von endorphinergen und mono- aminergen Mechanismen [17-19]. Im Rtickenmark liegen %-Adrenozeptoren in beson- ders hoher Dichte in der Lamina II des Hinterhorns, der Umgebung des Zentralkanals und der Columna inter- mediolateralis vor; dieser Verteilung entspricht die nor- adrenerger Varikositfiten [52]. Da bei mikroiont0- phoretischer Anwendung direkt auf Hinterhornneu- rone einwirkendes Noradrenalin die in diesen ausgel6- ste nozizeptive Aktivitgt unterdrtickt [3, 10, 16], lag es nahe, die Wirkung von %-Adrenozeptoragonisten wie Noradrenalin und Clonidin und deren Antagonisten auf Reaktionen des nozizeptiven Systems besonders bei Anwendung am Rtickenmark zu untersuchen. Die Hemmwirkung von Noradrenalin k/Snnte sich teilweise aus einer Hyperpolarisation von Neuronenmembranen ergeben, jedoch kommen auch andere Mechanismen in Frage, wie sp~iter gezeigt wird. Insbesondere spielen bei der antinozizeptiven Wirkung von %-Adrenozeptor- agonisten eine Hemmung der Freisetzung exzitatori- scher Obertr~igerstoffe eine Rolle [16]. Der Begriff der Analgesie wird in dieser l]bersicht im Zusammenhang mit dem Tierexperiment grunds~itz-

Antinozizeptive Wirkungen von α2-Adrenozeptoragonisten („analgetische“ Wirkungen im Tierversuch)(“analgetische” Wirkungen im Tierversuch)

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Der Schmerz (1995) 9:286-292 �9 Springer-Verlag 1995

I. Jurna Antinozizeptive Wirkungen von 2-Ad renozeptoragonisten (,,analgetische" Wirkungen im Tierversuch)

Eingegangen: 1. M~rz 1995 Angenommen: 11.Juli 1995

I. Jurna lnstitut fiir Pharmakologie und Toxikologie der Universit~it des Saarlandes, D-66421 Homburg/Saar

Zusammenfassung %-Adrenozep- toragonisten wie Clonidin hemmen nozizeptive Reflexaktivit~it vorwie- gend durch einen Angriff am Rtickenmark. Sie imitieren dabei den inhibitorischen Ubertr~igerstoff Noradrenalin, der aus deszendie- renden bulbospinalen Bahnen frei- gesetzt wird und die Membran post- synaptischer Neurone hyperpolari- sieren kann. FOr die selektive anti- nozizeptive Wirkung ist jedoch vor

allem eine Hemm..ung der Freiset- zung erregender Ubertrfigerstoffe wie Glutamat und Substanz P sowie eine verminderte Bindung von Sub- stanz P im Rtickenmark verant- wortlich. Die antinozizeptive Wir- kung ~iugert sich nicht nur im Re- flexverhalten und in der elektri- schen Aktivit~t yon Neuronen im Hinterhorn des R0ckenmarks, son- dern auch in einer Unterdrtickung der Expression yon c-fos in diesen Neuronen nach Erregung durch Ge- webeschfidigung. Die vom Hirn- stamm ausgefibte Kontrolle nozi- zeptiver Aktivitgt im R0ckenmark ist durch %-Adrenozeptoragonisten aktivierbar. Augerdem wird die Im- pulsleitung in C-Fasern st~irker als in A-Fasern peripherer Nerven blok-

kiert. Eine antinozizeptive Wirkung zeigt sich in verschiedenen tierexpe- rimentellen Modellen klinischer Schmerzzust~inde. Die im Tierver- such ermittelten antinozizeptiven Wirkungsmechanismen k/3nnen da- her auch ft~r die analgetische Wir- kung der %-Adrenozeptoragonisten verantwortlich sein.

Schliisselwi~rter c~-Adrenozeptoren �9 a-Adrenozeptoragonisten �9 Noradrenalin - Clonidin �9 Dexmedetomidin. ST-91 �9 Antinozizeption �9 �9 Nozizeptive Reflexe - Hinterhornneurone - 5-Hydroxytryptamin �9 Glutamat. Substanz P - Schmerzmodelle

Eine elektrische Reizung im Hirnstamm von Ratten er- zeugt einen Zustand von Analgesie, in dem chirurgische Eingriffe durchgeft~hrt werden k/Snnen [12, 33, 48]. Die Wirkung der Reizung wird durch absteigende Bahnen vermittelt, die einen hemmenden Einflul3 auf die synap- tische Erregungstibertragung von nozizeptiven Afferen- zen auf Neurone im Hinterhorn des R0ckenmarks unter Beteiligung endogener Opioide [34, 35] und der Mono- amine Noradrenalin und 5-Hydroxytryptamin [2, 51, 71] ausOben. Eine Reizung entsprechender Areale im Hirnstamm des Menschen d~impft die Schmerzempfin- dung in Abh~ingigkeit von endorphinergen und mono- aminergen Mechanismen [17-19].

Im Rtickenmark liegen %-Adrenozeptoren in beson- ders hoher Dichte in der Lamina II des Hinterhorns, der Umgebung des Zentralkanals und der Columna inter- mediolateralis vor; dieser Verteilung entspricht die nor-

adrenerger Varikositfiten [52]. Da bei mikroiont0- phoretischer Anwendung direkt auf Hinterhornneu- rone einwirkendes Noradrenalin die in diesen ausgel6- ste nozizeptive Aktivitgt unterdrtickt [3, 10, 16], lag es nahe, die Wirkung von %-Adrenozeptoragonisten wie Noradrenalin und Clonidin und deren Antagonisten auf Reaktionen des nozizeptiven Systems besonders bei Anwendung am Rtickenmark zu untersuchen. Die Hemmwirkung von Noradrenalin k/Snnte sich teilweise aus einer Hyperpolarisation von Neuronenmembranen ergeben, jedoch kommen auch andere Mechanismen in Frage, wie sp~iter gezeigt wird. Insbesondere spielen bei der antinozizeptiven Wirkung von %-Adrenozeptor- agonisten eine Hemmung der Freisetzung exzitatori- scher Obertr~igerstoffe eine Rolle [16].

Der Begriff der Analgesie wird in dieser l]bersicht im Zusammenhang mit dem Tierexperiment grunds~itz-

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Der Schmerz (1995) 9:286-292 �9 Springer-Verlag 1995

Antinociceptive effects of ~2-adrenoceptor agonists ("analgesic" actions in animal experiments)

J. Jurna

Abstract ~x2-Adrenoceptor agonists like clonidine, dexmedetomidine, and ST-91, inhibit nociceptive re- flex activity predominantly by a spinal mode of action. They mimic the action of the inhibitory transmitter noradrenaline, which is released from the terminals of bulbospinal monoaminergic pathways. The inhibi- tion by noradrenaline is due partly to hyperpolariza- tion of the postsynaptic neuronal membrane; how- ever, the selective antinociceptive effect of the az- adrenoceptor agonists results from reduction of the release of the excitatory transmitters such as gluta- mate and substance P, blockade of the binding of sub- stance P to spinal neurones, and enhancement of the action of the inhibitory transmitter, 5-hydroxy- tryptamine. Clonidine and dexmedetomidine stimu-

late adrenoceptors of the (~2A subtype, while ST-91 stimulates (~2B adrenoceptors. Antinociception is man- ifested not only by depression of nociceptive reflexes and behaviour, but also by inhibition of the expression of immediate early genes in dorsal horn neurones fol- lowing noxious stimulation. The inhibitory control from the brain stem of spinal nociceptive activity can be triggered by CXz-adrenoceptor agonists. Moreover, impulse conduction in C fibres of peripheral nerves is far more reduced by these compounds than that in A fibres. Antinociceptive effects are reported to occur in various models of clinical pain, e.g. the formalin test, adjuvans-induced arthritis, autotomy following deafferentation, and "hyperalgesia" after nerve liga- tion. Therefore, the mechanisms involved in anti- nociception may also be responsible for the analgesia produced by az-adrenoceptor agonists.

Key words Cl 2 Adrenoceptors �9 ct 2 Adrenoceptor agonists �9 Noradrenaline �9 Clonidine �9 Dexmedeto- midine �9 ST-91 �9 Antinociception �9 Analgesia �9 Gluta- mate �9 Substance P �9 Periaqueductal grey �9 Pain mo- dels

lich vermieden, da Analgesie das Fehlen einer Schmerz- ernpfindung bedeutet. Da tiber Empfindungen bei Tie- ren nichts zu erfahren ist, kann auch nicht zuverl~issig Iestgestellt werden, ob eine Schmerzminderung einge- treten ist oder Schmerzfreiheit vorliegt. Da es dennoch notwendig ist, eine Aussage tiber eine mOglicherweise v0rhandene analgetische Wirkung einer Substanz im Yierversuch zu machen, behilft man sich ersatzweise mit einer Bestimmung von Reaktionen des nozizeptiven Systems, vorzugsweise somatomotorischer Reflexe (Fluchtreflexe), die durch eine Gewebesch~idigung 0der elektrische Reizung afferenter C-Fasern ausgel6st werden. Man sollte sich jedoch dartiber im Klaren sein, dab dieses Vorgehen nur bedingt zuverlfissige Aussagen erlaubt, da Fluchtreflexe nicht nur durch Analgetika un- terdrtickt werden, sondern auch durch Substanzen ohne jegliche schmerzd/impfende Eigenschaft. Dazu geh6ren Neuroleptika und zentrale Muskelrelaxanzien wie Me- probamat oder Benzodiazepinderivate. Aus diesem Grund wird im weiteren Verlauf von einer antinozizep- riven statt von einer analgetischen Wirkung gesprochen.

Antinozizeptive Wirkung yon e2-Adrenozeptoragonisten

Noradrenalin

In den Tests auf der heiBen Platte und des Tail-flicks (Wegziehen des Schwanzes bei Einwirken sch/~digender Hitze) verl/~ngert eine intrathekale (i. t.) Injektion von Noradrenalin, Adrenalin, Clonidin und einigen anderen Sympathikomimetika bei Ratten die Latenzen nozizep- tiver Reaktionen, d.h. diese Substanzen wirken anti- nozizeptiv durch Angriff am Rtickenmark. Die Dosis- wirkungskurve von Noradrenalin wurde durch Vorbe- handlung mit dem et-Adrenozeptorantagonisten Phen- tolamin nach rechts verschoben, nicht jedoch durch den fl-Antagonisten Propranolol [46, 47]. Gleichlau- tende Befunde wurden an Katzen erhoben [47]. Nach Ausschaltung der deszendierenden bulbospinalen nor- adrenergen Hemmung dutch Vorbehandlung von Rat- ten mit 6-Hydroxydopamin war die Empfindlichkeit der nozizeptiven Reaktionen auf der heiBen Platte und im Tail-flick-Test gegentiber i.t. injiziertem Noradrena- lin erh6ht, w/ihrend eine wiederholte i.t. Anwendung von Noradrenalin die Empfindlichkeit herabsetzte [20].

Clonidin, Dexmedetomidin, ST-91

In verschiedenen, an nozizeptiven Reaktionen durchge- ftihrten Tests war eine subkutane (s.c.) Injektion von

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Clonidin in D0sen von 15 bis 2000 ~tg/kg bei Tieren mit intaktem Zentralnervensystem (vorwiegend Ratten, aber auch Mause und einige Hunde) wirksam [11, 29, 41-43, 53, 56]. Nozizeptive motorische Reflexaktivit~it wurde durch parenterale Anwendung von Clonidin (60 bis 300 pg/kg) bei Ratten mit durchtrenntem Rticken- mark unterdrtickt [24, 73], was auf einen spinalen Wir- kungsort hinweist. Tatsachlich wirkte i.t. injiziertes Clo- nidin bei Ratten im Dosenbereich von 23 bis 92 ~tg [37] und bei Affen im Bereich von 500 bis 2000 9g ebenso wie ST-91 [72], einem %-Adrenozeptoragonist, anti- nozizeptiv. Andererseits dampfte auch eine intrazere- broventrikulare lnjektion von Clonidin oder ST-91 (bei- de in Dosen von 5, 10 und 20 ~tg) in dosisabhangiger Weise die nozizeptive Reaktion bei Eintauchen des Schwanzes von Ratten in heiBes Wasser [29].

Die antinozizeptive Wirkung von Clonidin kann je nach Art des schadigendes Reizes unterschiedlich aus- fallen. Eine i. t. Injektion von Clonidin dampfte bei Rat- ten die dutch Hitzereiz im Tail-flick-Test ausgel6ste no- zizeptive Antwort, nicht jedoch den durch starken Druck auf eine Pfote ausgel6sten Fluchtreflex [74]. Morphin hingegen unterdrtickte beide Reaktionen.

Versuche nach Vorbehandlung mit einem irreversi- bel bindenden a2-Adrenozeptorantagonisten ergaben bei Ratten nach i.t. Injektion und Testung auf der hei- Ben Platte, dab Dexmedetomidin eine h6here intrinsi- sche Aktivitat als Clonidin besitzt [61]. Im Tail-flick- Test war eine i.t. Injektion von ST-91 am Fluchtreflex und an der reflektorischen Blutdruckreaktion starker als Clonidin und Clonidin starker als Dexmedetomidin wirksam [49]. Bei Rhesusaffen wirkte eine s. c. lnjektion von Xylazin starker antinozizeptiv als eine von Cloni- din, und Clonidin war wirksamer als Dexmedetomidin [5]. Bei Ziegen dauerte die antinozizeptive Wirkung von epidural angewendetem Guanfacin langer als die von Clonidin, wobei der Partialdruck von CO2 unter Clonidin starker zunahm [54].

Die Beobachtung, dab Dexmedetomidin zwar eine h/3here intrinsische Aktivitat als Clonidin oder ST-91 besitzt, sich jedoch als schwacher antinozizeptiv wirk- sam erwies, ist eher auf die unterschiedlichen Prtifver- fahren als auf eine Beteiligung verschiedener Subtypen von a2-Adrenozeptoren zurtickzufiihren. Durch den Einsatz yon a-Adrenozeptorantagonisten mit unter- schiedlicher Affinitat zu Unterklassen der a2-Adreno- zeptoren lieB sich zeigen, dab die antinozizeptive Wir- kung von Dexmedetomidin und Clonidin durch einen anderen Rezeptorsubtyp vermittelt wird als die von ST- 91 [62]. Die Wirkung von Clonidin und Dexmedetomi- din beruht auf einer Bindung an Rezeptoren des a2A- Typs, die von ST-91 auf einer Bindung an a2B-Rezepto- ren [59, 63].

Nozizeptive Neuronenaktivit~t im Riickenmark

Auf der Suche nach den Mechanismen der antinozizep- tiven Wirkung von Clonidin und anderen ct2-Adren0. zeptoragonisten wurde beobachtet, dab das nozizeptive Potential, das von der Vorderwurzel abgeleitet und durch eine elektrische Reizung der entsprechenden Hinterwurzel ausgel6st wurde und von den exzitatori. schen Transmittern Substanz P (SP) und N-Methyl-D- Aspartat (NMDA) abhangig ist, durch lokale Applika. tion von Dexmedetomidin und Isofluran selektiv unter- driackt wird [50]. Auch Clonidin reduzierte das nozizep. tive Vorderwurzelpotential, doch geschah das im Unter- schied zu Dexmedetomidin nur im Bereich h6herer D0- sen, wahrend niedrige Dosen die Aktivitat des Reflexes steigerte [26] (siehe auch [57] weiter unten). Gleicher- maBen hemmte eine i.t. Injektion von Clonidin in h0- hen Dosen (1 und 10 btg) den durch elektrische Reizung des Suralis bei dezerebrierten Ratten mit durchtrenn. tem Rtickenmark ausgeltisten Flexorreflex, wahrend eine niedrige Dosis (10 ng) ihn ausschliel31ich steigerte [69]. Bei direktem Aufbringen auf das Rtickenmark dampfte Clonidin wie Morphin das Vorderwurzelpoten- tial, das durch eine Erregung von Nozizeptoren in der Haut mit Capsaicin entstand [1].

Intrathekal injiziertes Clonidin hemmte in dosisab- hangiger Weise die Aktivitat in Hinterhornneuronen, die bei Ratten durch elektrische Reizung afferenter C- Fasern (Dosen siehe unter, [57]) und bei Katzen dutch Kneifen der Haut (10 bis 30 ~g; [39]) ausgel6st wurde. In lSlbereinstimmung mit Befunden am nozizeptiven Vorderwurzelpotential ([26] siehe oben) wirkte eine niedrige Dosis von Clonidin (5 ~tg) auf die Aktivitat in Hinterhornneuronen der Ratte erregend, wahrend mit zunehmender Dosis (bis 10 pg) ein dampfender Effekt zunahm und schlieBlich bei 25 bis 300 pg keine Erre- gung, sondern nur eine Dampfung auftrat [57]. Die erre- gende Wirkung von Clonidin in niedrigen Dosen k6nnte auf einer Freisetzung von SP beruhen [30]. Eine durch C-Faserreizung in Hinterhornneuronen evozierte Akti- vitat liel3 sich durch Dexmedetomidin (2,5 bis 10 pg) i.t. starker hemmen als der Erfolg einer Reizung affe- renter A/3-Fasern [58].

Aktivitat von Neuronen in der Lamina III des Hin- terhorn des Rtickenmarks, die bei mikroionto- phoretischer Applikation von Glutamat auftrat, wurde durch dieselbe Anwendungsweise von Clonidin unter- schiedlich beeinfluBt: bei nichtnozizeptiv aktivierbaren (,,low threshold") Neuronen kam es zu einer Verst~ir- kung der Erregung, nozizeptiv aktivierbare (,,high threshold" und ,,wide dynamic range") Neurone wur- den gehemmt [36].

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Auftreten yon ,,immediate early genes"

Eine Aktivierung prim~irer nozizeptiver Afferenzen durch verschiedenartige Reize einschliel31ich sch~idigen- der verursacht eine Expression von sog. ,,immediate early genes", so dab das Vorhandensein von c-fos in Neuronen des Hinterhorns ein Indiz daftir ist, dal3 u.a. nozizeptive Afferenzen erregt wurden [21]. Das durch Hitzereiz bei Eintauchen des Schwanzes von Ratten in heil3es Wasser ausgel6ste beiderseitige Auftreten von c-los in oberfl~ichlichen und tiefen Laminae des Hinter- horns wurde durch i. t. Injektion von Noradrenalin oder ST-91 tiber eine Stimulierung von al- und a2-Adreno- zeptoren verhindert. In Abwesenheit des Hitzereizes in- duzierte Noradrenalin die Expression von c-los in den 0berflfichlichen Laminae, und zwar ausschlieBlich tiber eine Stimulierung yon cfl-Adrenozeptoren [21].

.H.emmung der Freisetzung yon erregenden Ubertr~igerstoffen im Riickenmark

Eine Ursache der D~impfung der Aktivit~it von Neuro- nen des nozizeptiven Systems im Rtickenmark k6nnte die Hemmung der Freisetzung von erregenden Trans- mittern sein. Tatsgchlich verhinderte Clonidin die Frei- setzung von Glutamat, nicht aber die von Aspartat 0der GABA aus Synaptosomen [22] und von SP und calcitoningen~ihnlichem Peptid (,,calcitonin gene re- lated peptide", CGRP) aus Schnitten [4, 40] des Riackenmarks von Ratten (in niedrigen Dosen soil Clo- nidin jedoch SP freisetzen [30]). Ebenso nimmt unter Clonidin die Freisetzung von SP und CGRP aus dem Rattenrtickenmark ab [60]. Diese Effekte sind recht gut mit der Hemmung evozierter nozizeptiver Aktivit~it in Neuronen des Rtickenmarks in Einklang zu bringen. Nicht in das Bild pal3t allerdings die Beobachtung, daf3 die Freisetzung des inhibitorischen Transmitters 5-HT aus deszendierenden bulbospinalen Hemmbahnen durch Clonidin verhindert wird [32].

Wechselwirkung zwischen Clonidin und Substanz P 0der 5-Hydroxytryptamin

Bei i.t. Injektion wird die antinozizeptive Wirkung von Clonidin oder Noradrenalin im Tail-flick-Test an der Maus durch SP aufgehoben [9]. Eine spezifische Wir- kung auf Strukturen des Rtickenmarks zeigte Clonidin dadurch, dab es die Bindung von SP im Rtickenmark aufhob, nicht jedoch im Gehirn [15].

Eine Kombination unterschwellig antinozizeptiv wirksamer Dosen von Clonidin und zweier 5-HT-Re- zeptoragonisten erbrachten eine voile Wirkung im Modell viszeralen Schmerzes b e i kolorektaler Deh- nung [7], woraus geschlossen wird, dab die Rezepto-

ren deszendierender bulbospinaler Hemmungen inter- agieren.

Die Beobachtung, dab Clonidin einerseits die erre- gende Wirkung von SP verhindert und andererseits die hemmende Wirkung von 5-HT verst~irkt, kann ebenfalls zur antinozizeptiven Wirkung von Clonidin im Rticken- mark beitragen.

Deszendierende bulbospinale monoaminerge Hemmung

Neben der Vielzahl von Hinweisen auf einen tiberwie- gend spinalen Angriff von Clonidin deuten einige Be- funde auch auf eine Aktivierung einer monoaminergen Hemmung hin, die tiber deszendierende Bahnen aus dem Hirnstamm eine inhibitorische Kontrolle auf nozi- zeptive Aktivit~it im Rtickenmark austibt.

Eine Mikroinjektion von Clonidin in die ventrolate- rale Oberfl~iche der Medulla oblongata verlfingerte die Latenzen der Reaktionen auf der heil3en Platte; die an- tinozizeptive Wirkung kam fiber deszendierende sero- tonerge Bahnen zustande [28]. Ebenso wirkten Mikro- injektionen von Clonidin, 5-HTund Morphin in den Nu- cleus parataenialis des Thalamus im Tail-flick-Test bei Ratten antinozizeptiv [27]. Die rostroventromediale Medulla ist an der durch a2-Adrenozeptorstimulation bedingten Antinozizeption nicht beteiligt [14].

Die durch elektrische Reizung ausgel6ste Freiset- zung von Noradrenalin aus Schnitten des periaqu~iduk- talen Graus wird durch Clonidin verhindert [66]. In wel- cher Weise das mit der in der Einleitung erw~ihnten anti- nozizeptiven Wirkung zusammenh~ingt, die durch eine elektrische Reizung in diesem Teil des Hirnstamms zu- stande kommt, ist unklar.

Impulsleitung in Nervenfasern

Clonidin und Guanfacin hemmten die tonische Impuls- leitung und reduzierten das Summenaktionspotential in C-Fasern des Ischiadikus der Ratte in vitro st~irker als in A-Fasern [6], was for eine verhaltnism~igig selek- tive antinozizeptive Wirkung spricht. Die Konzentra- tion (ECs0), die 50 % der maximalen Wirkung am Sum- menpotential erzielte, betrug for Clonidin 2 mM, und die ftir Guanfacin 1,2 mM. Die entsprechend die toni- sche Impulsleitung hemmende Konzentration von Clo- nidin lag bei 0,45 mM, und for Guanfacin betrug sie 0,17 mM.

Ftir eine therapeutische Kombination von Clonidin mit einem Lokalanasthetikum sind Beobachtungen von Interesse, wonach Clonidin und Lidocain, beide in einer Konzentration von je 500 ~tM, direkt am isolierten Va- gus des Kaninchens angewendet, die Fl~iche unter der Kurve des mit Hilfe der Saccharosetrennwandmethode bestimmten Summenaktionspotentials um 75 bis 80 %

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reduzierten, und auf3erdem Clonidin in einer unwirksa- men Konzentration die Wirkung von Lidocain ver- st~irkte [13]. Zus~itzlich wurde gefunden, dab der gegen- fiber Tetrodotoxin resistente Anteil des Summenak- tionspotentials durch Clonidin oder Lidocain beseitigt wurde. Tetrodotoxin blockiert selektiv den spannungs- abh~ingigen Natriumkanal der Neuronenmembran.

Stre6induzierte Antinozizeption

Experimentell hervorgerufener StreB kann nozizeptive Reaktionen unterdrticken. Yohimbin beseitigte bei M/~usen die durch SchwimmstreB ausgel6ste antinozi- zeptive Wirkung ebenso wie die von Clonidin. Da au- Berdem der SchwimmstreB bei Tieren, die durch wieder- holte Injektionen von Clonidin tolerant gemacht wor- den waren, nicht mehr antinozizeptiv wirkte, l~f3t sich schliel3en, dab der SchwimmstreB seine Wirkung tiber c~2-Adrenozeptoren entfaltet [64]. Im Gegensatz dazu sind an der durch FuBschockstreB ausgel6sten Antinozi- zeption az-Adrenozeptoren nicht beteiligt [65].

Experimentelle Schmerzmodelle

Zur Problematik der Bestimmung von Schmerz und Analgesie im Tierversuch siehe Einleitung.

Formalintest

Der Formalintest dient als Modell fur andauernden Schmerz. Eine s.c. Injektion von Formalin im Rticken der Hinterpfote 16st bei Versuchstieren ein nozizeptives Verhalten mit Lecken, Beil3en oder Schtitteln der be- handelten Pfote aus [8]. Die erste Phase dauert etwa 10 min, die sich daran anschliel3ende zweite Phase l~n- ger als 1 h. Am Zustandekommen der ersten Phase sind t~berwiegend periphere, an der zweiten zentrale Mechanismen beteiligt. Eine i.t. Injektion von Clonidin bei M~iusen [23] bzw. yon ST-91 bei Ratten [31] d~mpfte beide Phasen.

Arthritis

Die Schwelle der als nozizeptive Reaktion bestimmten Vokalisation bei Druck auf eine Pfote wurde durch eine i.v. Injektion von Clonidin (30, 50 und 100 ~tg/kg) bei normalen und arthritischen Ratten angehoben. Clo- nidin wirkte bei Ratten, bei denen eine Arthritis durch Anwendung von Freudschem Adjuvans ausgel6st wor- den war, weitaus starker [25].

Selbstamputation nach Nervdurchtrennung, ,,Hyperalgesie"

Nach partieller Deafferentierung einer Extremit~t be. ginnen Ratten, diese sich selbst zu amputieren [67]. Die- ses Verhalten wird als Modell ftir den Amputations. schmerz angesehen. Wird ab 24 h nach Durchtrennung des Ischiadikus bei Ratten t~glich zweimal Clonidin oder Dexmedetomidin i.t. 21 Tage lang injiziert, so ist die H~iufigkeit der Selbstamputationen geringer als bei den Kontrolltieren [44, 45]. Wird Clonidin i. t. vor der Is- chiadikusdurchtrennung gegeben, beeinfluf3t das das Ausmaf3 der Selbstamputation nicht, wohl abet eine Vorbehandlung mit Morphin [44, 45].

Eine ,,Hyperalgesie", die bei Ratten dutch eine Liga- tur des Ischiadikus hervorgerufen wurde, konnte dutch Clonidin (1 mg/kg), das 30 min vor und 6 h nach Anle- gender Ligatur s. c. injiziert wurde, beseitigt werden. In gleicher Weise verabfolgtes Morphin (5 mg/kg) war schwacher wirksam [55]. Die ,,Hyperalgesie" wurde als Erniedrigung der Schwelle des Fluchtreflexes bei Druck auf eine Pfote bestimmt. Ein bei dezerebrierten Ratten nach Durchtrennung des Rtickenmarks durch elektri- sche Reizung des Suralis ausgelOster Flexorreflex zeigte von 4 bis 18 Tagen nach der einseitigen Durchtrennung des Ischiadikus eine drastische Zunahme der Empfind- lichkeit gegentiber der hemmenden Wirkung von i. t. in- jiziertem Clonidin im Vergleich mit dem Reflex auf der Seite des intakten Ischiadikus [69]. Da die Empfindlich- keit des Flexorreflexes nur gegen~ber Clonidin, nicht aber gegent~ber Guanfacin erh6ht war, soll nach Ischia- dikusdurchtrennung die Zahl der C~2c-Adrenozeptoren zugenommen haben [70].

AIIodynie

Eine Allodynie, die sich bei M~usen nach i.t. Injektion von Prostaglandin F2~ ausbildete und in spontan auftre- tenden oder durch BerOhrung ausgel6stem nozizepti- vem Verhalten ~ul3erte, wurde durch i.t. injiziertes C10- nidin in dosisabh~ngiger Weise unterdrtickt [38]. Ande- rerseits konnte eine bei Ratten durch Isch~mie des Rt~ckenmarks hervorgerufene Allodynie durch eine i.p. Injektion von Clonidin in Dosen bis zu 200 ~g/kg nicht abgeschw~icht werden [68].

SchlulSfolgerung

Die tierexperimentell ermittelten Mechanismen der an- tinozizeptiven Wirksamkeit von ~2-Adrenozeptoragoni- sten k6nnten auch ftir die analgetische Wirkung dieser Substanzen bei unterschiedlichen klinischen Schmerz- zust~nden verantwortlich sein.

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