Charakterisierung vaskulärer alpha-1-Adrenozeptoren und 5-HT-Rezeptoren als Zielstrukturen natürlicher und partialsynthetischer Ergoline

Abstract

In dieser Arbeit wurde die Identität der kontraktilen α1-Adrenozeptoren der Rattenschwanzarterie, der kontraktilen 5-HT1-ähnlichen Rezeptoren der Meerschweinchenbeckenschlagader und der relaxierenden 5-HT-Rezeptoren der Läuferschweinpulmonalarterien ermittelt. Die gewonnenen Erkenntnisse dienten der Etablierung neuer funktioneller Untersuchungsmethoden zur Charakterisierung der pharmakologischen Eigenschaften natürlicher und partialsynthetischer Ergoline. An der Rattenschwanzarterie führte Noradrenalin zu einer Kontraktion, die sich in einer monophasischen E/[A]-Kurve widerspiegelte. In Gegenwart des α1A-Adrenozeptorantagonisten B8805-033 zeigt diese Kurve einen biphasischen Verlauf, was für eine Noradrenalin-vermittelte Aktivierung mehrerer α1-Adrenozeptoren spricht. Mit Hilfe der selektiven Rezeptorinaktivierung konnte festgestellt werden, dass die B8805-033-sensitive Phase der Noradrenalin-induzierten Kontraktion durch α1A-Adrenozeptoren vermittelt wird, während an der B8805-033-insensitiven Phase α1B- Adrenozeptoren beteiligt sind. Die 5-HT1-ähnlichen Rezeptoren der Meerschweinchenbeckenschlagader wurden mit Hilfe molekularbiologischer und pharmakologischer Methoden näher charakterisiert. Mit Hilfe der RT-PCR konnte in diesem Organ die mRNA des 5-HT1B-Rezeptors, nicht aber die des 5-HT1D- oder des 5-HT1F-Rezeptors nachgewiesen werden. Mit Hilfe von Organbadexperimenten unter Verwendung von verschiedenen therapeutisch genutzten Triptanen und subtypselektiven Antagonisten konnte gezeigt werden, dass die Meerschweinchenbeckenschlagader ein geeignetes Modell zur Vorhersage 5-HT1B- Rezeptor-vermittelter kardiovaskulärer Nebenwirkungen potenzieller Migränetherapeutika ist. Die Pulmonalarterien des Läuferschweins werden durch 5-HT über einen endothelabhängigen und einen endothelunabhängigen Mechanismus relaxiert. Die endothelabhängige Komponente der Relaxation wird über eine Aktivierung von 5-HT2B-Rezeptoren vermittelt, während die endothelunabhängige Komponente der Vasorelaxation kompetitiv durch 5-HT7-Rezeptorantagonisten gehemmt werden kann. Die pharmakologischen Eigenschaften natürlich vorkommender Ergoline, Dihydroergoline, 8α-Aminoergoline und der von ihnen abgeleiteten 6'-Desoxo- und 1-Allylderivate an Subtypen vaskulärer und nichtvaskulärer α1-Adrenozeptoren und an Subtypen vaskulärer 5-HT-Rezeptoren charakterisiert. Als Modelle wurden neben den neu entwickelten Methoden an der Rattenschwanzarterie (α1A und α1B), der Meerschweinchenbeckenschlagader (5-HT1B) und den Läuferschweinpulmonalarterien (5-HT7) auch der Rattensamenleiter (α1A), die Meerschweinchenmilz (α1B), die Rattenaorta (α1D), die Rattenschwanzarterie (5-HT2A), die Schweinekoronararterie (5-HT2A) und die Schweinepulmonalarterien (5-HT2B) genutzt. Diese Untersuchungen führten zur Identifizierung von 1-Allylergotamin und 1-Allyldihydroergotamin als neue selektive 5-HT2B-Rezeptorantagonisten und potenzielle Migräneprophylaktika.

This thesis was aimed at studying the pharmacology of the contractile α1-adrenoceptors in rat tail artery, the contractile 5-HT1-like receptors in guinea-pig iliac artery and the relaxant 5-HT receptors in pulmonary arteries of weaned pigs was studied in the present thesis. In addition, new functional in vitro assays were established and were used to investigate the pharmacology of genuine and partial synthetic ergolines. The concentration-response (E/[A]) curves to noradrenaline were apparently monophasic but became biphasic in the presence of the selective α1A-adrenoceptor antagonist B8805-033. The receptors involved in the first phase of the contraction show the pharmacology of α1B- adrenoceptors. Irreversible receptor inactivation experiments have shown that the second phase of the contraction to noradrenaline was mediated via an activation of α1A-adrenoceptors. The 5-HT1-like receptor that mediates the contraction in precontracted guinea-pig iliac arteries was characterized using pharmacological and molecular-biological methods. RT-PCR studies in guinea-pig iliac arteries showed a strong signal for the 5-HT1B receptor while expression of 5-HT1D and 5¯HT1F receptors was not detected in any sample. The results obtained from isolated tissue experiments using triptans and subtype-selective antagonists demonstrate that triptan-induced contraction in guinea-pig iliac arteries is mediated exclusively by the 5-HT1B receptor. The guinea-pig iliac artery can thus be used as a convenient in vitro assay to study the (cardio)vascular side-effect potential of anti-migraine drugs of the triptan family. In weaned pig pulmonary arteries with intact endothelium, the relaxation to 5-HT consisted of an endothelium-dependent and an endothelium- independent component. The endothelium-dependent relaxation was mediated via an activation of 5-HT2B receptors, whereas the endothelium-independent relaxation was competitively antagonized by 5-HT7 receptor antagonists. The interaction of naturally occurring ergolines, dihydroergolines, 8α- aminoergolines, 6'-desoxoergolines, and 1-allylergolines with vascular and non-vascular α1-adrenoceptors and with subtypes of vascular 5-HT receptors was studied using approved and newly established methods in the rat vas deferens (α1A), guinea-pig spleen (α1B), rat tail artery (α1A, α1B and 5-HT2A), rat aorta (α1D), guinea-pig iliac artery (5-HT1B), pig coronary artery (5-HT2A), pig pulmonary arteries (5-HT2B), and weaned pig pulmonary arteries (5-HT7). 1-Allylergotamine and 1-allyldihydroergotamine have been identified as new 5-HT2B receptor-selective antagonists which may be effective drugs in the prophylaxis of migraine.