Sıçan korpus striatum dilimlerinde dopamin sentez ve salıverilmesinin düzenlenmesi, eksojen L-tirozine olan gereksinim

Abstract

Bu çalışma, in vitro beyin dilimleri inkübasyon sistemini kullanarak, in vitro koşullarda dopamin sentezinin eksojen tirozine olan gereksinimini ve eksojen tirozinin etkisini açıklamaya yöneliktir. Bu çalışma ayrıca, dopamin sentezinin çok belirgin olması nedeni ile, yöntemdeki preinkübasyon döneminin dopamin sentezini etkileyebilecek maddelerin test edilmesi bakımından önemini de ortaya koymayı amaçlamıştır. Tirozin içermeyen fizyolojik bir ortamda inkübe edilen sıçan striatal dilimlerindeki dopamin miktarı, preinkübasyon döneminde artmakta ve yaklaşık 90 dakikada platoya ulaşmaktadır. Alfa-metilparatirozin tarafından önlenen bu artış için dokudaki serbest tirozinin yeterli bir kaynak olup olmadığı, doku dopamini ile paralel doku serbest tirozin düzeylerinin ölçülmesi ile test edildi. Preinkübasyon döneminde doku serbest tirozin düzeyinde gözlenen azalma (130 ± 15 pmol/mg protein), net dopamin artışı ile (921 ± 60 pmol/mg protein) karşılaştırıldığında, dokudaki serbest tirozinin sentezi karşılayacak kadar yeterli olmadığı gözlendi. Preinkübasyon döneminde ortama eklenen tirozin (5-500 uM) doku serbest tirozin miktarını dozla ilişkili bir şekilde arttırırken, kullanılan en yüksek konsantrasyonda (500 uM) dokuda gözlenen dopamin artışını anlamlı bir şekilde inhibe etti. Ortama eklenen tirozin, preinkübasyon dönemi sonrasındaki ne bazal, ne depolarizasyonun ve ne de 4-aminopiridininuyardığı dopamin salıverilmesini anlamlı bir şekilde etkilemedi. Diğer tarafatan eksojen tirozin, ne tekrarlanan depolarizasyonlar boyunca ve ne de depolarizasyon sonrası boşalan doku dopamininin yerine konma aşamasında etkili bulunmadı. Tirozin ile ilgili bütün bu bulgular, in vitro koşullarda striatal dilimlerdeki dopamin sentez ve salıverilmesinin eksojen tirozinden bağımsız bir şekilde sürdüriilebildiğini ifade etmektedir. Yöntemdeki preinkübasyon döneminin dopamin sentezini etkileyebilecek maddelerin test edilmesi bakımından iyi bir model olup olamayacağı olasılığı, dopamin agonist ve antagonistleri kullanılarak test edildi. Bu dönemde ortama eklenen dopamin reseptör antagonisti haloperidol (0.1-10 uM), DOPAC salıverilmesini arttırırken dopamin sentezini düşük konsantrasyonlarda bile inhibe etti. Preinkübasyon dönemi sonrası test edilen haloperidol ise, DOPAC salıverilmesini arttırırken dopamin sentezinde belirgin bir inhibisyona neden olmadı. Preinkübasyon döneminde ortama eklenen diğer antagonistler de (droperidol, flufenazin ve klorpromazin), haloperidol benzeri inhibitor etki gösterdi. Dopamin agonistleri apomorfm, piribedil kullanılan bütün dozlarda (1 - 100 uM), SKF-38393 ise 1 ve 10 uM konsantrasyonlarda gerek dopamin ve DOPAC salıverilmesini ve gerekse dopamin sentezini anlamlı bir şekilde inhibe etti. Bu bulgular, yöntemdeki preinkübasyon döneminin sentez üzerine etkili olabilecek maddelerin test edilmesi bakımından iyi bir model olabileceği olasılığını destekler niteliktedir.

In this study, we investigated the influence of L-tyrosine on dopamine synthesis and release in rat striatal slices incubated in in vitro conditions. Because a large amount of dopamine is synthesized during preincubation period of the slices, we also examined the possibility of using this experimental model to test the effects of drugs on dopamine synthesis and release. In striatal slices incubated with physiological medium lacking of exogenous tyrosine, the amount of dopamine increased in the preincubation period reaching to a plateau in 90 min. and this increase was blocked by alfa methyl paratyrosine. To further define whether free tyrosine in slices is an adequate source for increased dopamine release, we measured tissue dopamine level together with tissue free tyrosine level. We found that the decreases in free tyrosine level of slices were far less to maintain the increase in dopamine level suggesting the existence of another source for tyrosine availability. In the preincubation period, exogenous tyrosine administration (5- lOOuM) increased tissue free tyrosine level in a dose-dependent manner without affecting the increments in tissue dopamine levels. Tyrosine at the highest dose"tested in this study (500 uM), however, inhibited theincrease in dopamine level. Exogenous tyrosine, moreover, did not affect basal and stimulated dopamine release from striatal slices. In addition to these findings, we also observed that exogenous tyrosine was ineffective, in restoring the dopamine stores after depolarization. By using dopamine agonists and antagonists, we tested whether the preincubation period of the slices is a good model for testing the drugs that may have a potential effect on dopamine synthesis. When added during the preincubation period, haloperidol (0. 1-10 uM), a dopamine receptor antagonist, increased DOPAC release, but caused significant inhibition in dopamine synthesis. Administration of holoperidol following preincubation period, on the other hand, increased DOPAC release whereas dopamine synthesis were not affected as observed during the preincubation period. Other antagonists tested during the preincubation period (droperidol, flufenazine and chlorpromazine) showed similar effects to haloperidol. Dopamine agonists such as apomorfin, pribedil and SKF-38393, on the other hand, inhibited DOPAC release and caused significant decline in DA synthesis. These results indicate that preincubation period of striatal slices can be reliable model to test the effectiveness of the drugs that effect dopamine synthesis.