Oxidativer Stress als Mechanismus der Neurotoxizität durch Ethanol und halluzinogene Amphetamine

Abstract

Der Konsum von halluzinogenen Amphetaminen wie MDMA („Ecstasy“), MDA („Love“) und MDE („Eve“) ist unter Jugendlichen, insbesondere in der „Clubscene“ weit verbreitet. Hierbei werden die so genannten „Partydrogen“ vor allem in Verbindung mit Alkohol eingenommen. Die Amphetaminderivate können schwere neurologische Symptome verursachen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die unmittelbaren Auswirkungen einer Belastung mit den psychotropen Substanzen Ethanol und halluzinogenen Amphetaminen auf Zellen des Zentralnervensystems unter besonderer Berücksichtigung von oxidativem Stress zu untersuchen. Die Experimente wurden in vitro an der neuronalen Zelllinie HT22 durchgeführt. Die Zellen wurden mit Ethanol bzw. den Amphetaminderivaten MDMA, MDA und MDE belastet. Liponsäure, Vitamin C, Vitamin E, Katalase, N-Acetylcystein und Desferal wurden als Antioxidantien zugesetzt. Die Vitalität der HT22 Zellen wurde mittels der Trypanblau-Methode bestimmt. Zum Nachweis von oxidativem Stress wurden Proteincarbonyle und Malondialdehyde gemessen. Bei der Belastung der HT22 Zellen mit Ethanol zeigte sich ein linearer Abfall vitaler Zellen. Es kam zu einem Anstieg der Proteincarbonyle und des Malondialdehyd. Bei Zusatz von antioxidativen Substanzen wurde eine Abschwächung dieser Effekte deutlich. Bei der Belastung der HT22 Zellen mit den Amphetaminderivaten kam es analog zu einem Abfall der vitalen Zellen. Die Proteincarbonyle stiegen dosisabhängig signifikant. Auch der Marker für die Lipidperoxidation stieg, wenngleich nicht signifikant. Durch den Zusatz antioxidativer Substanzen konnten diese Effekte reduziert werden. Bei der Kombinationsbelastung der HT22 Zellen mit Ethanol und MDMA kam es zu einer Verstärkung der zytotoxischen Effekte der Einzelbelastung. Auch hierbei konnte durch Zugabe antioxidativer Substanzen eine Reduktion der Zytotoxizität erreicht werden. Zusammengefasst zeigt die vorliegende Arbeit, dass halluzinogene Amphetamine dosisabhängig toxische Effekte auf neuronale HT22 Zellen haben. Diese Effekte werden zumindest partiell durch oxidativen Stress vermittelt und werden durch kombinierte Belastung mit Ethanol noch verstärkt. Die gleichzeitige Gabe von Antioxidantien kann diesen toxischen Effekten entgegenwirken. Die protektive Wirkung von Antioxidantien auf neuronale Zellen kann sich bei der Entwicklung neuer Therapien von Patienten mit Drogenintoxikationen als wichtig erweisen und sollte in weiteren Studien verifiziert werden.

The consumption of hallucinogenic amphetamines such as MDMA (“ecstasy”), MDA (“love”) and MDE (“eve”) is still popular among adolescents, in particular in the “club scene”. These so-called party drugs are often taken in combination with alcohol. The amphetamine derivates can cause serious neurologic symptoms. The intention of this work was to analyze the effects of the psychotropic substances ethanol and hallucinogenic amphetamines on cells of the central nervous system and was focused on the detection of oxidative stress. For the in vitro experiments we used HT22 cells. The cells were incubated with ethanol and the amphetamine derivates MDMA, MDA and MDE respectively. Lipoic acid, vitamin C, vitamin E, catalase, N-acetylcysteine and desferal were added as antioxidants. The vitality of the HT22 cells was evaluated using trypan blue staining. Oxidative stress was verified by protein carbonyl content and malondialdehyde content. Incubation of the HT22 cells with ethanol caused a linear decline of vital cells. The protein carbonyl content and the malondialdehyde increased. By adding antioxidants these effects were attenuated significantly. An analog decline of vital cells was caused by incubation of HT22 cells with the amphetamine derivates. The protein carbonyl content increased significantly in a dose-dependent manner. The marker for lipid peroxidation also rised, but not significantly. By the addition of antioxidative substances these cytotoxic effects could be reduced. Co- incubation of HT22 cells with ethanol and MDMA increased the cytotoxic effects of the isolated substances. These cytotoxic effects could be reduced by the addition of antioxidative substances as well.