Φλεγμονώδης απάντηση σε πειραματική χειρουργική παρέμβαση επί αγγείων υπό φυσιολογικό και τροποποιημένο υπόστρωμα: φαρμακολογική και μοριακή προσέγγιση

Abstract

Τhis study investigated, for the first time, the potential autoregulatoryaction of histamine in the rat large peripheral vessels and the contribution ofhistamine receptors, both under physiological conditions and in systemicinflammation. The selection of the abdominal aorta and the inferior vena cavaas experimental tissues was based on their vital role in the pathophysiology ofthe cardiovascular system and on the existing indications of the putativeautoregulatory action of histamine in peripheral tissues. Therefore, variousdoses of histamine receptor antagonists were administered intraperitoneally innormal animals and in a rat model of experimental arthritis. Histamine levelswere quantified in the blood vessels and the optimum dose of histaminereceptor antagonists was determined from the resulting dose-response curve.The histamine receptor ligands were selected according to theirpharmacological properties. The H1 receptor antagonist dimethindene wasmostly used as a control agent based on the accepted, but not fully elucidatedrole of the H1 receptors in the functionality of blood vessels, as well as innumerous inflammatory processes. GSK334429 and JNJ7777120 have beenrecently developed and chatacterised as selective Η3 and Η4 antagonists/reverseagonists, respectively. Statistical analysis of the results showed that histamineexerts autoregulatory actions in the peripheral blood vessels of normal rats viabinding to the H3 and H4 receptors. In experimental arthritis, Η1 and Η3receptors seemed to underlie the autoregulatory properties of histamine in therat abdominal aorta and inferior vena cava, respectively. Considering that theendothelium regulates the vascular tone and the release of histamine and othervasoactive substances, preliminary studies were performed in the rat bloodvessels where the vascular endothelium was removed ex vivo. The resultsprovided evidence towards the implication of the endothelium in the histamineautoregulatory action in the rat large blood vessels. In conclusion, the findingsrevealed new roles of histamine in the peripheral blood vessels, with thepossible involvement of the vascular endothelium. In particular, the resultsdemonstrated that the histamine levels are regulated through the H3 and H4receptors in the peripheral blood vessels of normal rats, whereas a differentialregulation was observed in systemic inflammation that was elicited via the H1and H3 receptors in veins and arteries, respectively. Considering thecontribution of the H1 receptors in inflammation, the neuroregulatory propertiesof the H3 receptors and the immunomodulatory characteristics of the H4receptors, these results will contribute to the future evaluation of the interactionof the histamine receptors in peripheral blood vessel homeostasis and in thevascular involvement in systemic inflammation. The final aim is thepharmacological evaluation of novel and more beneficial therapeuticinterventions in systemic vascular inflammation.

Στην παρούσα διατριβή διερευνήθηκε, για πρώτη φορά, η πιθανήαυτορυθμιστική δράση της ισταμίνης και η συμμετοχή των υποδοχέων της σταμεγάλα αγγεία επίμυων, υπό φυσιολογικές συνθήκες και στη συστηματικήφλεγμονή. Η επιλογή των σπλαχνικών αγγείων της κοιλιακής αορτής και τηςκάτω κοίλης φλέβας έγινε, αφενός λόγω του κομβικού τους ρόλου στοαγγειακό και κυκλοφορικό σύστημα, και κατ΄επέκταση στην παθοφυσιολογίατου οργανισμού, αφετέρου λόγω προηγούμενων ευρημάτων που υποδήλωναντην αυτορυθμιστική δράση της ισταμίνης στην περιφέρεια. Για το σκοπό αυτόχορηγήθηκαν συστηματικά ανταγωνιστές των υποδοχέων της ισταμίνης σεφυσιολογικούς επίμυες και σε επίμυες με πειραματική αρθρίτιδα καιπροσδιορίστηκαν τα επίπεδα ισταμίνης στα αγγεία, καθώς και η βέλτιστηδοσολογία των ανταγωνιστών σύμφωνα με τη σχέση δόσης-αποτελέσματος. Ηεπιλογή των ουσιών έγινε με βάση τις φαρμακολογικές τους ιδιότητες.Χρησιμοποιήθηκαν η διμεθινδένη, ανταγωνιστής των Η1 υποδοχέων, κυρίωςως μάρτυρας, αφού ο ρόλος των Η1 υποδοχέων στα αγγεία και τη φλεγμονήείναι αποδεκτός, αν και όχι πλήρως μελετημένος, και οι ουσίες GSK334429και JNJ7777120, οι οποίες αναπτύχθηκαν πρόσφατα ως εκλεκτικοίανταγωνιστές/ανάστροφοι αγωνιστές των Η3 και Η4 υποδοχέων αντίστοιχα.Μετά από στατιστική επεξεργασία και αξιολόγηση, τα αποτελέσματα έδειξαντην αυτορυθμιστική δράση της ισταμίνης στα περιφερικά αγγεία φυσιολογικώνεπίμυων, στην οποία συμμετέχουν οι Η3 και Η4 υποδοχείς. Η δράση αυτήδιαφοροποιήθηκε στην πειραματική αρθρίτιδα, όπου οι Η1 και Η3 υποδοχείςρύθμισαν αντίστοιχα τα επίπεδα ισταμίνης στις φλέβες και στις αρτηρίες τωνεπίμυων. Στη συνέχεια, επειδή το ενδοθήλιο ρυθμίζει τον αγγειακό τόνο καιτην απελευθέρωση ισταμίνης και άλλων αγγειοδραστικών ουσιών,πραγματοποιήθηκαν προκαταρκτικές μελέτες μετά από ex vivo αφαίρεση τουενδοθηλίου στα αγγεία των επίμυων. Τα ευρήματα παρείχαν ενδείξεις για τηνεμπλοκή του ενδοθηλίου στην αυτορυθμιστική δράση της ισταμίνης σταπεριφερικά αγγεία των επίμυων. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα τηςδιατριβής αποκάλυψαν νέους ρόλους της ισταμίνης στα περιφερικά αγγεία μετην πιθανή συμμετοχή του αγγειακού ενδοθηλίου. Συγκεκριμένα, τα ευρήματαέδειξαν ότι τα επίπεδα της ισταμίνης στα φυσιολογικά σπλαχνικά αγγείαρυθμίζονται μέσω των Η3 και Η4 υποδοχέων, ενώ κατά τη συστηματικήφλεγμονή, η ρύθμιση διαφοροποιείται και εξαρτάται από τους Η1 και Η3υποδοχείς στις φλέβες και στις αρτηρίες αντίστοιχα. Λαμβάνοντας υπόψη τησυμμετοχή των Η1 υποδοχέων στη φλεγμονή, το νευρορυθμιστικό ρόλο τωνΗ3 υποδοχέων και τις ανοσορυθμιστικές ιδιότητες των Η4 υποδοχέων, τααποτελέσματα αναμένεται να συμβάλουν στην περεταίρω αξιολόγηση τηςαλληλεπίδρασης των υποδοχέων της ισταμίνης στις ομοιοστατικές λειτουργίεςτων αγγείων και στην αγγειακή συμμετοχή στη συστηματική φλεγμονή.Απώτερος σκοπός είναι η φαρμακολογική αξιολόγηση νέωναποτελεσματικότερων θεραπευτικών προσεγγίσεων στη φλεγμονή τωναγγείων.