Die Wirkung intracerebral injizierter biogener Amine nach Reserpin-Behandlung

Naunyn-Schmiedeberg's Arch. exp. Path. u. Pharmak. 242, 437--449 (1962)

Aus dem Pharmakologischen Institut der Medizinischen Aka~lemie Magdeburg (Direktor: Prof. Dr. reed. habil. H. MA'.-.'mES)

Die Wirkung intraeerebral injizierter biogener Amine nach Reserpin-Behandlung

Von ]-IANSJ~RGEN MATTHIES und $OACHIM SCHMIDT

Mit 5 Textabbfldungen

(Eingegangen am 4. August 1961)

In einer vorangehenden Arbeit (ScKMIDT U. MATTHIES) beriehteten wir fiber die Beeinflussung der Hexobarbitalnarkose weiBer Miiuse durch intracerebrale Injektion yon Noradrenalin (NA) und Serotonin (5- HydroxyCrypts,mlu,5-HT) und ihrer biologisehen Vors~ufen. Wit batten dabei zwei Injektionsstellen gew~hlt, welche die applizierten Substanzen vorzugsweise entweder im Vorderhirn oder im Hinterhirn wirksam werden lassen. Auf diese Weise konnten wir die gleiehzeitige Wirkung der untersuehten Amine auf diese beiden Hauptabschnit te des Zentral- nervensystems vermeiden, wie es bei den fiblichen i.v., i.p. oder subeuta- nen Injektionen sonst der Fall ist. Bei der Deutung der Versuchsergeb- nisse erhob sich die Frage, inwieweit bei den beobaehteten Ver~nderungen der Narkosedauer durch die intraeerebral injizierten Amine ihre Bindung durch die Nervenstrukturen yon Bedeutung ist. Wir wissen heute, dab NA und 5-HT yon versehiedenen Geweben des 0rganismus gespeiehert werden kSnnen, so daB sie dem Abbau entzogen sind. Uber die Art dieser Speicherung oder Bindung ist noeh sehr wenig bekannt, es gibt Hinweise darauf, dab aktive Transportvorg~nge dabei eine Rolle spielen (HUGHES U. BRODIE; SANG, KAKIMOTO, TANIGUCHI U. TAKESDA), wenn aueh noch mit anderen Meehanismen gerechnet werden kann. Durch eine Reihe versehiedenartiger Substanzen kSnnen diese Aminspeieher geleert werden (PLETSCHER, SHORE U. BRODIE; HOLZBAUER U. VOGT; QUINN, SHORE U. BRODIE; GU~SEY U. OLSON), am grfindliehsten wurde aber in dieser t t insicht das Reserpin untersucht. Wir kSnnen annehmen, dab das Reserpin nicht nur zur Freisetzung der gebundenen Amine ffihrt, sondern auch die Bindungskapazitaten oder -mechanismen blockiert (AxELI~OD, WHITBY U. HElaTTING), SO dab ffir li~ngere Zeit keine Speiche- rung erfolgt, obwohl die Synthese der Amine wahrseheinlich ungestSrt weitergeht.

Uns sehien mit dem Reserpin eine MSglichkeit gegeben zu sein, die Bindung der yon uns intracerebral injizierten Amine zu verhindern. Die

30*

438 HAI~SJ@RGEN 1W_ATTHIES und JoAcK~ SCHMIDT :

b eobach t e t en W i r k u n g e n kSnn ten d a n n a u f die freie F o r m yon N A oder 5 - t I T zur i iekgef i ihr t werden. D~bei muBte ~ber beriicksich~ig~ werden, d~B in einigen Abschn i t t en des Zen t ra lne rvensys tems n ich t unerhebl iche Mengen yon A m i n e n gespeicher t sind, die naeh der Rese rp ingabe frei- gese tz t werden u n d m i t den in j iz ie r ten Aminen in ihrer %rirkung in ter - fer ieren kSnnten . SehlieBlich muBte aueh der b iphas isehe Ver l~uf de r Rese rp inwi rkung selbst ber i ieks ich t ig t werden, wie er von tIoLTz, BALZ]~ U. W ] ~ S T ] ~ A ~ beobachte~ wurde . Danach waren zu verschiedenen Zei ten nach der Rese rp inapp l ik~ t ion sehr unterschiedl iche Versuehs- b e d i n g u n g e n zu erwar ten .

Methodik Bei der intracerebralen Injektion n~ch t t ~ L ~ and MCCORMICK verteilen sich

die injizierten Substanzen im wesentlichen ~uf die Vorderhirnabschnit~e der weil~en 1K~us, wie wir durch Farbstoffinjektionen feststellen konnten. Die Hinterhirn. ~bschnitte zeigten ers~ mehrere Stunden nach der Applikation eine schwache An- farbung. Wir bezeichnen deshalb diese Injektion weiterhin kurz als Vorderhirn- injektion. Wir ermittelten eine wei~ere Injekt, ionsstelle, die es ermSglichte, die Ver~eilung der injizierten Subs~nzen vorwiegend auf die Hinterhirnabschnitte zu beschranken. Sie liegt 2 mm links oder rechts der Mi~tellinie in HShe des hinteren Ohransatzes. Die Kaniile mu8 dabei in Richtung auf d~s Stammhirn gefiihr~ werden. Diese Applikation bezeichnen wir kurz als HJnterhirninjektion. D~s Injektions- volumen be~rug in jedem Falle 10 #L Die Kontrollgruppen erhielten entsprechende intracerebrale Injektionen der reinen LSsungsmittel, entweder 0,155mNaC1- LSsung oder Ringer-LSsung. D~s Injektionstrauma hatte zumindest im Hinblick ~uf den angewandten Narkosetest keine feststellb~re Wirkung, wie sich ~us der gleichen Gruppe, die eine intracerebrMe Injek~ion erhalten bathe, mit Gruppen ohne intracerebrale Injektionen ergab. Aber auch bei Toxicita~sbestimmungen verschiedener zentral wirks~mer Pharmaka im Rahmen einer anderen Unter- suchung ergaben sich keine quantitativen oder qualitativen Unterschiede zwischen unvorbehandelten Tieren und solchen mit einer intracerebralen Leerinjek~ion. Selbst der sehr empfinclliche bedingte Fluchtreflex der Ratte wird nur in den ersten 5 rain nach einer intracerebralen Leerinjektion beeinflu~. Eine solche Wirkung kann aber ~uch ohne wei~eres bei Amvendung der sonst iiblichen In- jek~ionsarten beobachtet werden. Nur bei L~sionen des KIeinhirns infolge falscher K~niilenf'tihrung bei Hinterhirninjek~ion treten unmitt~lbar d~nach aufFdllige Ver- halts~nderungen der Tiere auf. Sie drehen sich im Kreis und zeigen schwere Ko- ordinationsst6rungen.

Die Versuche wurden an Gruppen yon je zehn weigen Mausen im Gewicht von 18--22 g durchgef/ihrt. Zu jeder Gruppe mit einer intracerobr~len Injektionsart geh6rte eine Kon~rollgruppe mit der gleich~rtigen intraeerebr~len Injektion des LSsungsmit~els. Auflerdem wurde zu jeder Reihe gleichzeitig laufender Versuchs- gruppen eine B~rbituratkontrollgruppe ohne intracerebralo Injektion mitgefiihrt, um die jeweilige B~rbituratempfindli~hkeit der Tiero beurteflen zu kSnnen, die ja bekannflich gewissen Schw~nkungen unterliegt. 15 rain n~0h der in~racerebralen Injektion der Amine wurde ttexobarbital (100mg/kg ingraperigoneal) gegeben. Der Zei~punkg tier B~rbitura~injek~ion gait als Narkosebeginn, die Narkosew/rkung wurde ~ls beendet angesehen, wenn sich die Tiere innerhalb 1 rain dreimM aus tmssiver Seitenl~ge aufrichteten. Reserpin wurde als Ascorbinag in einer Dosierung yon 1 mg/kg (bezogen auf Reserpin) intraperigoneal verabfolgg. Bei den Versuchen mit intra~erebraler Reserpin-Injektion werden die applizierten Mengen joweils

Intracerebral injizierte biogene Amine naeh Reserpin-Behandlung 439

gesonder~ angegeben. Sie stetlen ebenso wie bei den intracerebral injizierten Aminen absolute Dosisangaben dar, eine Umrechnung auf das Kfrper- gewicht erfolgte hierbei nicht. Zum ~ besseren Vergleieh der Versuchsre~hen :~ mit verschiedenen Kontrollgruppen ~ ~warden die absoluten Zeiten der Nar- ~ kosedauer umgerechnet, die l~arkose- ~ -E dauer i~t stets in Prozent der Kon- ~ trollen angegeben. ~ , ~

Die statistische Auswertung der ~ Versuche erfolgte nach dem Fischer- "~ Test, als signifikant gelten alle Dif- ~ ferenzen mit einem P < 0,01. Die ~ bier mitgeteilten Befunde ~arden in ~ mindestens einem oder zwei weiteren "~ Versuchen reproduziert, sie sind an "~ insgesamt 2170 M~usen ermittel~ ~ worden. ~

Ergebnisse ~

Intraeerebrale Injektion yon ~ tteserpin. Durch intracerebrale ~ Injekt ion yon Reserpin in das ~ Vorder- oder tI interhirn ver- ~ suchten wir festzustellen, ob die ~ beobachtete Wirkung nach intra- ~ peritonealer Injekt ion durch eine ~ dieser beiden Injektionsarten ~ ~

. ~

bevorzugt erzielt werden kann. ~ l~ach Injektion yon 30--60 nm ~ Reserpin in d~s Vorderhirn kam ~ es in den folgenden 6 Std zu ~ keiner deutlichen Beeinflussung ~ der lqarkosed~uer, die beobach- ~ teten geringen Verk/irzungen ~ oder Verl~ngerungen waren in "v, keinem Falle signifikant, l~ber ~ 6 Std dehnten wir die Versuche ~ nicht aus, denn wir hat ten fest- ~ stellen k6nnen, d ~ die narkose- ~ verl/~ngernde Wirkung des Re- ~ [~ serpis bei intraperitonealer Gabe yon 1 mg/kg nach e~wa 4 Std ihr Maximum iiberschritten hat. Ebenso ist aus den Unter-

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440 HANSJ@RC~X Mx~r~ss und JoAc~ S0m~D~:

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Intracerebral injizierte biogene Amine nach Reserpin-Behandlung 441

suchungen anderer Autoren zu ersehen, dab auch die Aminverarmung zu dieser Zeit ihr grSBtes AusmaB erreicht (BRODrE et al.). Nach Injektion yon 30--60 nm Reserpin in das tIinterhirn konnten wit hingegen sigvifikante Ver/~nderungen der Narkosedauer beobachten. Unmittelbar nach der In- jektion kam es zu erheblichen Verkiirzungen der Hexobarbitalnarkose. Gegen Ende der ersten Stunden nach Reserpingabe ging diese Wirkung in einen narkoseverl/ingernden Effekt tiber, der in der 2.--3. Std sein Maximum erreichte (Tab. 1).

Hinterhirninjektion yon NA und 5-HT naeh Reserpin. Die Injektion yon 50 nm NA in das Hinterhirn ffihrte zu einer signifikanten Naxkose- verliingerung (P < 0,01). Diese Wirkung war auch bei den Tieren mit

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Abb. 1

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Abb. 2

Abb. 1. Die Beeinflussung tier Hexobarbitalnarkose dutch Injektion yon Noradrenalin in das Hinter- h im weil~er M~use v o r u n d nach l~eserpinapplikation. HinterhiminJektion yon 50 nm Noradrenalin vor und in verschiedenen Intervallen nach 1 mg/kg i.p. Reserpin. 100 mg/kg Hexobarbital jeweils

nach der Noradrenalinjektion, Narkosedauer in Prozent der unbehandelten Kontrollen

Abb. 2. Die Beeinflussung der Hexobarbttalnarkose dutch InJektion yon Serotonin in das Htnterhirn weiBer ~L~use vor und nach Reserpinapplikation. Hinterhirntnjektion yon 100 nm Serotonin vor und in verschiedenen IntervaUen nach 1 mg/kg i.p. Reserpin. 100 mg/kg Hexobarbital jeweils nach

der Serotonininjektion, Narkosedauer in Prozent der unbehandelten Kontrollen

intraperitonealer Reserpinvorbehandlung zu allen Zeiten der 6 stfindigen Versuchsdauer zu beobachten, die Wirkung der Hinterhirninjektion yon NA addierte sich gewissermaSen zu der Narkoseverl/~ngerung durch Reserpin hinzu (Abb. 1 und Tab.2).

Die Injektion yon 100 nm 5-HT in das Hinterhirn ffihrte zu einer signifikanten Narkoseverkfirzung (P < 0,01). Im Vergleich zu den Reser- pin-behandelten Kontrollen bleibt die verkiirzende Wirkung der Hinter- hirn-Injektion yon 5-HT w/~hrend der Reserpinwirkung erhalten. Aus dem Vergleich mit der unbehandelten Kontrolle geht hervor, dab die 5-HT- Injektion in das Hinterhirn die Iqarkoseverl/~ngerung dutch Reserpin weitgehend aufzuheben vermag (Abb. 2). In unseren Versuchen mit intraperitonealer Injektion yon Reserpin, wie wit sie bei zusi~tzlicher intracerebraler Amin-Injektion anwandten, kam die yon HOLTZ, BALZER U.

442 HANSJi)RGEN ~LkTTHIES u n d JOACHIM SCHMTDT:

W~ST]~RM~N beschriebene anf/~ngliehe Erregungsphase infolge der nied- rigeren Dosierung nieht immer deutlich zum Ausdruek, im Gegensatz zu den Versuehen mit t t interhh'n-Injektion yon Reserpin, wo wir stets die initiale Narkoseverkfirzung beobaehteten. Leider war das trotz mehrfacher Versuehe gerade bei den Reserpinkontrollen zu den Gruppen mit 5-HT- Injekt ion in das Hinterhirn der Fall, so da$ wir noch keine sicheren Befunde im Hinblick auf diese Phase haben, die gerade ffir die Funktion des 5-HT yon besonderem Interesse ist.

Vorderhirninjektion yon NA und 5-HT naeh Reserpin. W/~hrend die Injekt ion yon 5-HT in das Hinterhirn unbehandelter M~use zu einer Verkfirzung der Narkosedauer f~hrte, konnten wit nach Injektion yon

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Abb. 8. Die Beeinflussung der ttexabarbitalnarkose durch Injektion yon Serotonin in das Vorderhirn weiger ICi/iuse vor und nach Reserpinapplikation. Vorderhirninjektion yon 100 nm Serotonin vor und in verschiedenen Intervallen nach 1 mg/kg i.p. Iteserpin 100 mg/kg ttexobarbital jeweils nach

der Sero~onininjektion, Narkosedauer in Prozent der unbehandelten Kontrollen

Abb. 4. Die Beeinflussung der Hexobarbitalnarkose durch Injektion yon Noradrenalin in das Vorder- hirn wei0er M/iuse vor und nach Reserpinapplikation. Vorderhirninjektion yon 50 nm Noradrenalin v o r u n d in verschiedenen Intervallen nach 1 mg/kg i.p. Reserpin 100 mg/kg Hexobarbital jeweils

nach der Noradrenalininjektion. Narkosedauer in Prozent der unbehandelten Kontrollen

5-HT in das Vorderhirn eine Verl/~ngerung der tfexobarbitalnarkose beobachten, die bei 100 nm 5-tIT stets signifikant war (P < 0,01). Dieser Effekt war unmRtelbar nach Reserpin erheblich verst/~rkt, aber im Ver- lauf der 2. Std naeh Reserpin wurde die Verl/~ngerung geringer und ging sehlieBlieh in eine Verkfirzung gegeniiber den Reserpinkontrollen mit intracerebraler Leerinjektion fiber. I m Maximum der Narkoseverl/~ngerung 4 Std naeh Reserpin war die Wirkung yon 100 nm 5-HT fast vollst/~ndig aufgehoben (Abb. 3).

Auch die Injektion yon NA oder Adrenalin in das Vorderhirn ver- 1/~ngerte die Narkosedauer. Der Effekt war naeh 50 nm NA signifikant (P <0,01) . Adrenalin war bei dieser Applikation wirksamer, bereits


35 nm verl~ngerten signifikant die Hexobarbitalnarkose (ScHMIDT U. MATTHIES). Im Maximum der Reserpinwirkung wurde diese verl~ngernde Wirkung so welt abgeschwiicht, dal~ die Narkosendauer vollkom- men derjenigen der unbehandelten Barbituratkontrollen entsprach (Abb.4). Diese Aufhebung der NA-Wirkung unter Reserpin kann ebenso auch als Aufhebung der Reserpinwirkung durch die NA-

Injektion angesehen werden. Da im Maximum der Reserpinwirkung die Hemmung durch 50 nm NA vollstandig war, lag es nahe, durch Erniedrigung der injizierten NA- Menge die wirksame Grenzdosis zu ermitteln. Unsere Versuche ergaben, da~ noch 0,5 nm NA bei Injektion in das Vorderhirn

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Abb. 5. Aufhebung der Reserpinwirkung durch ¥orderhirninjektion yon Noradrenalin. Reserpin 1 mg/kg tip., Noradrenalin 4 Std sp~ter Vorder- hirninjektion, i00 mg/kg Hexobarbital i.p.

die Narkoseverlangerung dutch Reserpin im Maximum ihrer Wirkung aufheben. 0,05 nm MA erwiesen sieh als wirkungslos (Abb. 5).

Diskussion Die Versuchsergebnisse bei intraeerebraler Reserpin-Injektion lassen

den SehluB zu, dab die wesentlichen Merkmale der zentralen Reserpin- wirkung naeh intraperitonealer Gabe dureh den Angriff dieser Substanz an den Abschnitten des Zentralnervensystems zu Stande kommt, die wit dutch tIinterhirninjektion beeinflussen. Diese Hirntefle zeiehnen sieh dutch einen besonders hohen Gehalt an NA und 5-HT aus (VooT; AMI~r, CRAWFORD U. G~mDtr~). Unsere Ergebnisse k6nnen deshalb als weiterer Beweis fiir die Vorstellung gelten, wonach die wesentliehen Effekte der zentralen Reserpinwirkung dureh die Beeinflussung des Aminstoff- wechsels im Hinterhirn verursacht werden. Dabei ist naeh unserer Meinung die gute Wiedergabe der biphasischen Reserpinwirkung naeh Injektion in das Hinterhirn yon besonderer Bedeutung. ItOLTZ, BXLZER U. WEST~- M A ~ hat ten bereits frfiher diesen typischen Wirkungsverlauf naeh sub- eutaner Gabe von 2 mg/kg Reserpin am Narkosetest naehweisen k6rmen. Sicherlich steht naeh der Reserpininjektion zun~chst die Freisetzung gr613erer Aminmengen im Hinterhirn im Vordergrund, wobei vor allem an 5 - t I T und NA gedaeht wird, wenn aueh m6glieherweise andere Sub- stanzen, wie etwa das DOPAmin noch eine Rolle spielen, ttOLTZ, B~ZER U. W~.ST~RMANN entschieden sich auf Grund elektrophysiologischer Untersuchungen anderer Autoren fiir die Freisetzung yon 5-HT als

444 HANSJURGEN MATTBIES und JOACHIM SOHMIDT:

Ursache der anf/~nglicher~ Naxkoseverkfirzung. Sie ffihrten dabei Ergeb- nisse an, wonach wohl 5-HT, nicht aber NA, zu einer Aktivierung des ascendierenden retikul/iren Systems und damit zur AuslSsung einer ,,arousal reaction" ffihrte. I-IzMwICH bewirkte dureh gezielte intraarterielle Injektionen von ~-Methyltryptamin, das infolge von MAO-Hemmung zur 5-HT-Akkumulation ffihrt, eine Aktivierung der retikul/~ren Formation. Inzwischen konnte CAPON zeigen, da$ auch Adrenalin keine ,,arousal reaction" ausl6st, wenn man durch geeignete Injektionstechnik seine peripheren Wirkungen verhindert. Die Stimulierung der Formatio reticularis dutch Adrenalin erfolgt also indirekt fiber entsprechende Afferenzen und nicht direkt dureh Angriff an dieser zentralen Struktur. Unsere Versuche mit der intracerebralen Injektion yon 5-HT in das Hinterhirn gaben die M6glichkeit, dieses Amin verh~Itnism/~Big gezielt im ttinterhirngebiet zur Wirkung kommen zu lassen. Dabei zeigte sich, dab diese Applikation tats/~ehlich eine Verkfirzung der Narkosedauer zur Folge hat, womit die Annahme yon HOLTZ U. Mitarb. fiber die Ursache der initialen Narkoseverkfirzung ihre Best/itigung finder. Natfirlich mug man sich auch die Frage naeh den Folgen der NA-Freisetzung im ttinter- hirn unmittelbar nach Reserpin-Applikation stellen. Wit mSehten auf Grund unseres Befundes nach ttinterhirninjektion von NA, die stets eine reproduzierbare und signifikante Narkoseverl/~ngerung zur Folge hatte, dem NA keine Bedeutung ffir die Anfangsphase der Reserpin- wirkung zusprechen. Unscre Befunde erlauben noeh keine endgiiltige Aussage. Es ist mSglieh, da$ bei exogener Zufuhr der Amine durch intracerebrale Injektionen diese Substanzen an Stellen wirksam werden, an dencn sie durch Reserpin normalerwiese nieht oder in anderen Mengen- verh/~ltnissen freigesetzt werden. Andererseits ist aber zu vermuten, dab eine Wirkung doch haupts~chlich an den Strukturen erfolgt, die auch unter physiologisehen Bedingungen infolge Vorhandenseins entspreehen- der Receptoren auf diese kSrpereigenen Amine anspreehen. Dal3 die Injektion von Reserpin in das Vorderhirn keine deutliehen Effekte verursacht, ist verst/~ndlieh, wenn man die Wirkungen dieser Substanz im wesentliehen auf seine F/~higkeit zurfiekffihrt, die Aminspeieher zu leeren und ffir die weitere Aufnahme yon Aminen zu blockieren. Da im Cortex nut sehr geringe Mengen yon Aminen gefunden werden (VooT; PXASONEN 11. VOGT; UDEI~FRIEI~ID, WEISSBACH U. ]~OGDANSKI; BERTLER), diirfte deren Freisetzung fiir eine deutliche Becinflussung der Narkosedauer nicht ausreiehcn. Dieser negative Befund bei Reserpininjektion in das Vorderhirn bedeutet aber noeh nicht, da~ die dabei betroffenen Hirnteile nicht aueh fiber die F~higkeit vcrffigen, biogene Amine zu binden. Auf dieses Problem wird noeh einzugehen sein.

Zur Deutung der Ergebnisse bei Injektion der Amine in das Hinter- hirn k6nnen wir wohl davon ausgehen, dab die Bindungskapazit~ten in


diesen Hirnabschnit ten infolge der hohen Aktivit/~t der synthetisierenden Enzyme und der damit verbundenen st/~ndigen Bereitstellung yon Ami- nen nicht mehr uneingesehr/~nkt zur Aufnahme zugeffihrter Amine zur Verffigung stehen. Eine Zufuhr von Aminen, wie bei unserer Injektions- technik, muB deshalb sicherlich zu einem Anstieg ihrer ungebundenen Form ffihren. In dieser freien Form nun entfalten in der zweiten Phase der Reserpinwirkung, die durch eine starke Sedation oder Narkose- verl/~ngerung charkaterisiert ist, NA ein Narkosevsrl/~ngerung und 5-HT eine Iqarkoseverkfirzung. Es bleibt eben im Prinzip gleich, ob die Bin- dungskapazit/iten bereits durch endogen gsbildete Amine abges/ittigt sind, wie vor der Reserpinbehandlung, odsr ob die Bindungsmechanis- men naeh der Amindepletion durch Reserpin von dieser Substanz blok- kisrt werden. In jedem Falle steigt die Konzentration an freiem Amin dutch die Zufuhr mittels Hinterhirninjektion an. Das Verh/fltnis von gebundenem zu freiem Amin ist zugunsten des letzteren verschoben. Die jeweilige I~arkosedauer wird ebenso wit vor der Reserpingabe durch NA verl/~ngert und durch 5-HT verkfirzt (Abb. 1 und 2).

Ebenso sind die Ergsbnisse zu deuten, die wir naeh Vorderhirn- injektion srhielten. Eine entseheidende Bedeutung hat hierbei die Beant- wortung der Frage, ob die Nervenstrukturen, die bei diessr Applikation beeinfluBt werden, ebenso wie die Hinterhirnabsehnitte fiber die F/ihig- keit verfiigen, die Amine zu binden. Neuere Untersuehungen konnten die Bindung yon Aminen durch Rindenschnitte und die Hemmung dieser Aufnahme durch Reserpin nachweisen und damit diese Frage im positi- ven Sinne beantworten (DENGLV, R st al.). Deshalb kann man wohl annehmen, dab die ins Vorderhirn injizierten Amine nicht sehr lange in freier Form verbleiben, sondern entweder gebunden oder durch dis auch im corticalen Bersich aktive Monoaminoxydase (HoLTZ U. WESTER- MANN; UDENFRIEND, BOGDANSKI U. WEISSBACH) abgebaut werden. Es ist dsshalb wohl anzunehmen, dab die Verl/~ngerung der Narkoss durch Vorderhirninjektion von NA oder 5-HT auf die Bindung der Amine in den betroffenen Hirnabschnitten, auf die Verschiebung dsr Relation zwischen freiem und gebundenem Amin zugunstsn des letztsren zurfiek- zuffihren ist. Da auch die Bindungskapazit/~ten im Vorderhirn durch Reserpin blockiert werden kSnnen, verbleiben die ansehlieBend in diese Region injizierten Amine in ihrer freien Form und versehieben jstzt das Verh/iltnis zwischen freisr und gebundener Form zugunsten der ersteren. Die Wirkung der Injektion der beidsn Amine in das Vorderhirn ist nunmehr entgegengesstzt wie vor der Reserpinbehandlung. Die durch Reserpin ira wesentliehen ira Hinterhirn hervorgerufsne Narkose- begiinstigung wird durchbroehen, wobei eine cortieale Aktivierung durch die freien Amine wohl ursaehliche Bedeutung haben mag (Abb. 3 und 4). Offensiehtlich genfigen bei voller Ausbildung der Reserpinwirkung 4 Std

446 HAIq'SJURGEN ~LATTHIES und JOACHIM SCHMIDT:

naeh Applika~ion, d. h. bei vollst~ndiger b lockade der Bindungskapazi- t~ten, schon In jekt ionen sehr geringer NA-Mengen (Abb. 5), um die Nar- koseverl~ngerung aufzuheben, die dureh die ~nde rung der Bindungs- verhi~ltnisse ffir die Amine im Hinterhi rn ents tanden war. Diese Deu tung beriihrt noch nieht die Wirkungsweise der Amine. Auf Grund unserer friiheren Untersuchungen an leieh~er zug~ngliehen peripheren aeetyl- eholinempfindlichen Nervens t ruk turen (MAT~m~S eL al. ; MATTHIES U. MATTI-HES ; MATTItIES U. SZIEGOLEIT) mSchten wir die H a u p t b e d e u t u n g der biogenen Amine in ihrer F~higkeit sehen, die cholinergische Trans- mission zu modulieren.

Ffir diese Ansicht sprechen auch zahlreiehe Untersuchungen anderer Autoren. Eine ~bersicht ira ttinblick auf die Rolle der Cateeholamine gab GO~F~T, der im Gegensatz zu M~AzzI der postinhibitorischen Facilitation der cholinergen Synapse dureh Cateeholamine eine grSBere physiologische Bedeutung beimil~t, als der inhibiC~)risehen Wirkung. Auch SKOOLVND beschreibt eine Facilitation der spinalen Interneuronen dutch Noradrenalin. MSglieherweise ist auch ffir diese Auseinander- setzung die Beriieksichtigung der Bindungsverh~ltnisse der Amino noch einmal yon Bedeutung. Ira Grunde ist ja aueh unklar, was unter gebundenera oder freiem Arain zu verstehen ist. W~m-M_ALHERBE U. BO~E koraraen auf Grund ihrer Unter- suchungen zu dera Ergebnis, dal~ beide Formen nieht der mitochondralen und eytoplasraatisehen Fraktion entsprechen, wie es meist angenomraen wird. Diese Verteilung auf bestimmte intracellul~ire R~ume muB eben nieht dera entspreehen, was als funktioneller Begriff gepr~gt wurde. Man kSnnte bei dem gegenw~rtigen Stand der Kenntnisse mit der gleichen Bereehtigung von intracellul~rem und extraeellul~rem Arain sprechen, wobei die Verteilung auf die intracellul~ren R~ume yon untergeordneter Bedeutung w~ire. Die Aufkl~rung dieses Problems ist fiir das Verst~indnis der Funktion der Amine ira Zentralnervensystem, wenn nicht ira Nervensystem iiberhaupt, yon grS~ter Wichtigkeit.

Umst r i t ten ist nach wie vor die Deutung der Narkoseverl~ngerung oder Sedation dureh Reserpin. HOLTZ et al. nehmen an, da~ diese Wir- kung infolge der st~ndigen Bfldung von freiem 5-HT w~hrend der Blockade der Bindungskapazi t~ten durch Reserpin hervorgerufen wird. Die yon uns beobachtete Narkoseverkiirzung durch Vorderhirninjekt ion yon 5- t tT unter Reserpin li~13t ebenso wie die Verkiirzung nach Hinterhirn- injektion yon 5- t IT vor und w~hrend der Reserpinwirkung eine solche Deu tung nicht zu. Eher w~re auf Grund unserer Ergebnisse die Reserpin- wirkung auf die st~ndige Bildung yon freiem NA im Hinterhi rn zurfickzuffihren, wobei gleichzeitig das gebundene NA nur in unbedeutenden Mengen vorliegt. Die gleichen Verh~ltnisse liegen zwar aueh beim 5- t tT vor, so dal~ es durchaus versti~ndlich erscheint, die Sedation auf die Deple- t ion dieses Amins zurfickzuffihren.

Wir haben aber in Versuehen, fiber die wir demn~ehst beriehten werden, feststellen kSnnen, dab die Wirkung des 5-HT durch NA aufgehoben werden kann. Zudem zeigte sich ja in unseren Ergebnissen stets eine narkoseverkiirzende und erregende Wirkung des 5-ttT ira Hinterhirn. Unsere Annalune finder auch eine Unterstfitzung durch die Beobaehtung yon SMIT~. Danach kommt es durch


a-Methyl-DOPA vor allem zur Vermindertmg der 5-HT-Synthese ohne wesentliche Beeinflussung des Na-Gehaltes. Unter diesen Bedingungen des t3berwiegens yon NA in den Hinterhirnabschnitten kann eine reserpin~hnlicbe Wirkung in Form einer ausgepr~igten Sedation und Temperatursenkung gesehen werden. SMIT~ selbst sieht aUerdings in Anlehnung an die Konzeption yon BRODIE in der Hem- mung der 5-HT-Bfldung die Ursaehe der beobaehteten Sedation. P)_ASONEN U. DEWS beschrieben eine deutliche Sedation nach Dosen yon Raunescin, die den I~A-Gehalt, nicht aber den 5-ttT-GehMt senken. PLETSCHER, BESENDORF U. GEY untersuchten eine neue Substanzgruppe, die Benzochinolizine. Unter diesen Stoffen war eine Verbindung, welche st~irker als die anderen NA freisetzt, und nur diese hatte sedative Effekte. Will man sich der VorsteUung anschlieflcn, dab die Amin- depletion im wesentlichen ohne Beeinflussung der Aminsynthese durch Reserpin oder ~hnlich wirkende Substanzen erfolgt, so kann in diesen letzten Beispielen wiederum eine Verschiebung der Relationen yon freiem und gebundenem NA zugunsten des ersteren entseheidend fiir die Sedation sein. In den Versuchen yon SMIT~ mit a-Methyl-DOPA ist hingegen das Gleichgewicht zwischen NA und 5-HT dutch die Hemmung der 5-I-IT-Synthese gestSrt, wodurch die sedative Wir- kung auch geringer freier NA-Mengen erkennbar wird. Widersprechend sind die Ergebnisse yon CARLSSO~, LI~DQUIST U. MiO~USSON, welche fiber eine Aufhebung der Reserpinwirkung an weil~en Miusen dutch DOPA beriehteten, wihrend 5-Hydroxytryptophan unwirksam war. Die Deutung dieser Versuche ist aber durch den Umstand erscbwert, dab sebr hohe Dosen (20--40 mg/kg Reserpin, 500--1000 mg/kg DOPA bei 10 g schweren Miusen!) verwandt wurden und dab fiber die Rolle des als Zwischenprodukt entstehenden DOPAmins in bestimmten Anteilen des ZNS noch zu wenig gesagt werden kann. Auch eine Eigenwirkung des DOPA ist unter diesen Bedingungen nicht ausgeschlossen.

Zusammenfassung

I n der vor l iegenden Arbe i t wi rd fiber die Beeinflussung der Hexo- b a r b i t a l n a r k o s e du tch in t racerebra le I n j e k t i o n von Reserpin , sowie yon N o r a d r e n a l i n oder Serotonin vor und nach in t r ape r i tonea le r Reserpin- a p p l i k a t i o n ber ichte t . Die I n j e k t i o n yon Rese rp in in das Vorderh i rn ver- /~ndert die Na rkosedaue r n ich t s ignif ikant , nach I n j e k t i o n in das Hin te r - h i rn k o m m t es zuni ichst zu einer Verkf i rzung der Narkose , die d a n n yon e iner Verl i tngerung abgel6s t wird. Die narkosever l / ingernde W i r k u n g yon Norad rena l in und die verkf i rzende W i r k u n g yon Serotonin bei I n j e k t i o n in das H in t e rh i rn wi rd durch Rese rp in qua l i t a t i v n ich t ver / inder t . I m Gegensa tz dazu wird die na rkoseve r l i nge rnde W i r k u n g von Norad rena l in oder Serotonin bei I n j e k t i o n in das Vorderh i rn im Ver lau f der Reserpin- w i rkung in einen narkoseverkf i rzenden Effek t umgewande l t . Dabe i erweisen sich bere i ts 0,5 n m Norad rena l in als wi rksam. Die mSglichen W i r k u n g s m e c h a n i s m e n der un te r such ten Subs tanzen werden d i sku t ie r t , wobe i der Re la t ion zwisehen freiem und gebundenem Amin besondere B e d e u t u n g beigemessen wird.

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Prof. Dr. reed. habil. H. MATTHIES, Pharmakologisches Institut der Medizinischen Akademie, Magdeburg

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Die Wirkung intracerebral injizierter biogener Amine nach Reserpin-Behandlung