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INSTITUTO POLITECNICO NACIONALEscuela Nacional de Ciencias BiológicasQuímico Farmacéutico IndustrialPractica #2.- Fármacos que actúan en el sistema nervioso autónomo.INTRODUCCIÓNEn el intestino delgado se producen 2 tipos de contracciones principalmente: peristalsis y segmentación. La principal acti...

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Químico Farmacéutico Industrial Practica #2.- Fármacos que actúan en el sistema nervioso autónomo. Equipo 6: Gil Ruiz Angel // Miranda Landeros Amaranta // Nava Peña Iridian // Pineda Valencia Carolina

INTRODUCCIÓN En el intestino delgado se producen 2 tipos de contracciones principalmente: peristalsis y segmentación. La principal actividad contráctil del intestino delgado es la segmentación. Las contracciones del musculo liso intestinal ocurren de manera automática en respuesta a la actividad de un marcapasos endógeno, (en cierta forma análoga al ritmo automático del corazón). Sin embargo en el musculo liso intestinal, el ritmo de las contracciones es determinado por despolarizaciones graduadas llamadas ondas lentas, que son producidas por un tipo celular exclusivo, con frecuencia relacionado con terminaciones nerviosas autónomas. Sin embargo estas células marcapasos no son neuronas ni células de musculo liso; desde el punto de vista histológico, son células identificadas como células intersticiales de Cajal, constituyen alrededor del 5% de las células de la capa muscular y tienen largos procesos que unen a las diferentes células intersticiales de Cajal entre si y a las células del musculo liso por uniones comunicantes. Las ondas lentas producidas y conducidas por las células intersticiales de Cajal sirven para despolarizar las células adyacentes del musculo liso. Cuando la despolarización de onda lenta excede el valor umbral, desencadena potenciales de acción en las celular de musculo liso por la abertura de canales con compuertas de voltaje de Ca2+. El flujo interno de Ca2+ ejerce 2 efectos: 1) produce la fase de despolarización ascendente del potencial de acción y 2) estimula la contracción. Los nervios autónomos modifican de manera acentuada las contracciones automáticas del intestino porque influyen en el sistema nervioso entérico, el cual al mismo tiempo estimula o inhibe las células intersticiales de Cajal. La acetilcolina, liberada por axones pos ganglionares y tras estimular a sus receptores muscarinicos, incrementa la amplitud y duración de las ondas lentas. Por consiguiente, aumenta la producción de potenciales de acción y promueve las contracciones y motilidad del intestino (Stuart, 2011). Las neuronas del aparato gastrointestinal controlan la contracción muscular, la secreción, la absorción intestinal y el flujo sanguíneo de las paredes del esófago, el estómago, el intestino y la vesícula biliar. El tracto gastrointestinal esta inervado por el sistema nervioso así como por el sistema entérico. Las fibras simpáticas y parasimpáticas llevan al tracto gastrointestinal señales procedentes del sistema nervioso central y constituyen la inervación extrínseca del sistema gastrointestinal. Las neuronas entéricas formar circuitos locales en el propio sistema gastrointestinal y constituyen inervación intrínseca. Inervación simpática La inervación simpática del tracto gastrointestinal se realiza fundamentalmente a través de fibras adrenérgicas post ganglionares. Normalmente la actividad de los nervios simpáticos inhibe las actividades motoras y secretoras del aparato digestivo. La mayoría de las neuronas pos ganglionares simpáticas no inervan directamente sino que actúan sobre neuronas del sistema

nervioso entérico, aunque algunas fibras nerviosas simpáticas vasoconstrictoras inervan directamente los vasos sanguíneos de la pared del tracto gastrointestinal. Inervación parasimpática la inervación parasimpática del tracto gastrointestinal hasta el colon transverso llega por el nervio vago. Las fibras parasimpáticas conectan con las células de los plexos nerviosos entéricos que inervan directamente las células musculares lisas y las células secretoras del tracto. La excitación de los nervios parasimpáticos estimula la actividad motora y secretora intestinal (Gal, 2008).

OBJETIVOS General 

Determinar la respuesta contráctil del yeyuno a los fármacos agonistas y antagonistas adrenérgicos y colinérgicos, así como adrenalina.

Específicos     

Determinar el efecto de agonistas colinérgicos (fisostigmina) y adrenérgicos (fenilefrina e isoproterenol) sobre la respuesta contráctil del yeyuno de conejo. Determinar el efecto de antagonistas colinérgicos (atropina) y adrenérgicos (propanolol) sobre la respuesta contráctil del yeyuno de conejo. Analizar el efecto del isoproterenol y fenilefrina en presencia de propanolol, sobre la respuesta contráctil del yeyuno de conejo. Analizar el efecto de la atropina en presencia de la fisostigmina, sobre la respuesta contráctil del yeyuno de conejo. Analizar el efecto de la acetilcolina en presencia de atropina, sobre la respuesta contráctil del yeyuno de conejo.

HIPOTESIS 



Si administramos fármacos agonistas colinérgicos sobre el yeyuno de conejo, entonces esperamos que aumente la actividad contráctil del intestino de conejo, pero si administramos antagonistas colinérgicos sobre el yeyuno de conejo, entonces la respuesta que esperamos es que disminuya la actividad contráctil del intestino de conejo. Si administramos fármacos agonistas adrenérgicos sobre el yeyuno de conejo, entonces esperamos que disminuya la actividad contráctil del intestino de conejo, pero si administramos fármacos antagonistas adrenérgicos sobre el yeyuno de conejo, entonces la respuesta que esperamos es que aumente la actividad contráctil del intestino de conejo.

FUNDAMENTO Para esta práctica se utilizó un conejo debido a que es un animal rumiante, el cual presenta una actividad intestinal muy elevada a diferencia de cualquier otro animal, a su vez se utilizó el yeyuno debido a que esa parte del intestino presenta inervación tanto simpática como para simpática por lo que podremos observar los efectos de los fármacos agonistas y antagonistas tanto colinérgicos como adrenérgicos, también se utilizó yeyuno debido a que es una porción del intestino que presenta mayor número de receptores tanto para agonistas y antagonistas adrenérgicos y colinérgicos a su vez el yeyuno es muy útil para esta práctica debido a que en esta porción del intestino al registrar sus contracciones, presenta un registro estable y homogéneo, por lo que al administrar un fármaco podremos observar el efecto que provoque sobre la actividad contráctil del yeyuno. Se realizó esta práctica con una preparación in vitro debido a que de esta manera nos aseguramos que los efectos medidos sean debido al fármaco, en una preparación in vivo, el intestino al tener

inervación tanto simpática como parasimpática estas afectarían en la actividad contráctil del intestino, y no podría distinguirse entre si la respuesta fue por el fármaco o no, para empezar con el experimento se requirió que el conejo estuviera en ayuno, para de esta manera al obtener el intestino este estuviera lo más limpio posible, se extrajo el yeyuno y se colocó en una solución de tyrode debido a que esta solución le proporciona al intestino iones muy importantes para la contracción como Na+, K+, Ca++, además de que también le proporcionara glucosa que también es importante para la contracción del intestino, a su vez el intestino se colocó también con aireación, debido a que de esta manera le proporcionamos O2 a la muestra y de esta manera puede metabolizar la glucosa para obtener ATP y de esta manera poder llevar a cabo el proceso de contracción. Finalmente se colocó a una temperatura de 37°C debido a que el conejo no es un animal ectodermo, por lo que no regula su temperatura, y es necesario que nosotros regulemos la temperatura a la temperatura a la cual estaba sometido en condiciones normales en el organismo del conejo. Para empezar el registro se ató el intestino y posteriormente se dejó estabilizar por 15 minutos debido a que al nosotros manipular el intestino, lo llegamos a estirar y esta estimulación mecánica provoca la contracción del intestino, por lo que al dejarlo estabilizar, nos aseguraremos que al administrar un fármaco el efecto observado sea por el fármaco y no por nuestra manipulación, por último se administró fármacos agonistas y antagonistas adrenérgicos y colinérgicos para poder observar su efecto en la actividad contráctil del intestino. Los fármacos utilizados en esta práctica son: 

Adrenalina.- La adrenalina es un agonista adrenérgico que presenta afinidad a receptores  y , en el sistema gastrointestinal la adrenalina disminuye el tono, motilidad y la secreción gástrica e intestinal.



Propanolol.- El propanolol es un antagonista beta-adrenérgico, es un bloqueante competitivo no específico de los receptores , que no presenta actividad simpaticomimética intrínseca.



Isoproterenol.- El isoproterenol es un agonista de los receptores 1 y 2-adrenergicos, con baja afinidad sobre los receptores -adrenérgicos.



Fenilefrina.- La fenilefrina es un agonista -adrenérgico selectivo, no presenta actividad sobre los receptores -adrenérgicos.



Fisostigmina.- La fisostigmina es un inhibidor reversible de la enzima acetilcolinesterasa, de esta manera impide la destrucción de la acetilcolina aumentando la concentración de la acetilcolina en el receptor.



Acetilcolina.- La acetilcolina es agonista colinérgico con efectos sobre los receptores muscarinicos y nicotínicos.



Atropina.- La atropina es un antagonista colinérgico con afinidad principalmente sobre sobre los receptores muscarinicos.

METODOLOGIA La metodología esta descrita en el manual de “bases farmacológicas de la terapéutica “en la página 4- 6.

% de tono muscular

RESULTADOS

Figura 1. Efecto de la Adrenalina, propanolol + Adrenalina, isoproterenol, propanolol + isoproterenol. Fenilefrina, propanolol + epinefrina, fisostigmina, acetilcolina. Atropina + acetilcolina sobre el % de tono de contracción del yeyuno de Conejo con respecto a sus basales, se tomó el valor más alto como referencia. Se muestra la media y el error estándar, se tomaron datos de 5 contracciones distintas. Datos obtenidos con Programa Biopac Student Lab PRO; ANOVA unifactorial con diferencia significativa para Basal 8 vs Ach 8.

Se observa de la figura 1 que en general los basales son prácticamente igual con respecto al basal 1. La acetilcolina claramente aumenta el tono muscular, de tal manera que es estadísticamente significativo con respecto a su basal. Por otra parte la adrenalina tiene una tendencia muy ligera a disminuir el tono. La adrenalina en presencia de propanolol tiene también una tendencia a disminuir

% de amplitud de contracción

el tono. El isoproterenol parece no tener ninguna tendencia ni de aumentar ni de disminuir el tono. El isoproterenol en presencia de propanolol tiene una tendencia a disminuir el tono. La fenilefrina muestra una pequeña tendencia a disminuir el tono y en presencia de propanolol sigue manteniendo su tendencia a disminuir el tono. La fisostigmina propicia un ligero aumento del tono. La acetilcolina en presencia de atropina parece no tener ningún efecto. Todos estos últimos resultados descritos son tendencias observadas que no poseen una diferencia estadísticamente significativa.

Figura 2. Efecto de la Adrenalina, propanolol + Adrenalina, isoproterenol, propanolol + isoproterenol. Fenilefrina, propanolol + epinefrina, fisostigmina, acetilcolina. Atropina + acetilcolina sobre el % de fuerza de contracción del yeyuno de Conejo con respecto a sus basales, se tomó como referencia el valor más alto. Se muestra la media y el error estándar, se tomaron datos de 5 contracciones distintas. Datos obtenidos con Programa Biopac Student Lab PRO; ANOVA unifactorial con diferencia significativa para propanolol 4 vs isoproterenol 4, basal 5 vs fenilefrina 5, basal 6 vs fenilefrina 6, Basal 9 vs Ach 9.

La adrenalina tiene una tendencia a disminuir la fuerza de contracción (amplitud), el propanolol aumentó ligeramente la fuerza y al adicionar adrenalina nuevamente disminuyo la fuerza por debajo de su basal. La adición de isoproterenol pareciera aumentar la fuerza. La fisostigmina aumento la fuerza así como la acetilcolina. Estas descripciones son meramente tendencias sin presentarse diferencias estadísticamente significativas. Por otro lado, el propanolol aumento la amplitud de contracción y la posterior adición de isoproterenol disminuyo la fuerza de contracción siendo este cambio significativo. La fenilefrina disminuyo la fuerza de manera significativa. La adición de atropina y acetilcolina causo una disminución significativa.

Frecuencia de contracción [Hz] Figura 3. Efecto de la Adrenalina, propanolol + Adrenalina, isoproterenol, propanolol + isoproterenol. Fenilefrina, propanolol + epinefrina, fisostigmina, acetilcolina. Atropina + acetilcolina sobre la frecuencia [hz] de contracción del yeyuno de Conejo. Se muestra la media y el error estándar, se tomaron datos de 5 contracciones distintas. Datos obtenidos con Programa Biopac Student Lab PRO; ANOVA unifactorial sin diferencia significativa. La adrenalina tuvo una tendencia a disminuir la frecuencia de contracción, el propanolol y la adición de propanolol con adrenalina también tienen tendencia a disminuir la frecuencia, el isoproterenol parece no tener cambio, pero en presencia de propanolol se ve una ligera tendencia a disminuir la frecuencia. La fenilefrina tiende a la disminución de la frecuencia de contracción, al igual que el propanolol con fenilefrina y en la misma magnitud. La fisostigmina propicia un aumento de la frecuencia, mientras que la acetilcolina parece no tener cambios y por último la acetilcolina con atropina parece no tener cambios en la frecuencia. Estas descripciones son solo tendencias y no poseen diferencias significativas.

DISCUSIÓN El tracto gastrointestinal esta inervado por el sistema nervioso, así como por el sistema entérico. Las fibras simpáticas y parasimpáticas llevan al tracto gastrointestinal señales procedentes del sistema nervioso central y constituyen la inervación extrínseca del sistema gastrointestinal. Las neuronas entéricas formar circuitos locales en el propio sistema gastrointestinal y constituyen inervación intrínseca. El sistema nervioso parasimpático propicia en lo general, el aumento de la

actividad contráctil, mientras que el simpático la disminuye. Estos efectos se pueden dar a través de la modulación del sistema entérico o directamente sobre las células de musculo liso del tracto gastrointestinal. De acuerdo a los datos obtenidos tenemos que la adrenalina tiene una tendencia a disminuir el tono, la fuerza y la frecuencia de contracción sin mostrarse diferencias significativas. Esta sustancia es similar a la noradrenalina, el neurotransmisor del sistema nervioso simpático, por tanto era de esperarse estos efectos ya que es bien sabido que esta rama del sistema nervioso propicia la disminución de la actividad gastrointestinal. El mecanismo se puede dar a través de receptores alfa o beta que propician la liberación de calcio en células que poseen canales de potasio altamente dependientes de calcio que hiperpolarizan la membrana y así disminuyen la actividad contráctil y la frecuencia de activación. El propanolol es un bloqueador beta-adrenergico, por tanto se espera que desplace efectos adrenérgicos causados por activación de receptores beta, en el caso del tono muscular se observa que la adrenalina en presencia de propanolol sigue disminuyendo el tono, en este caso podemos atribuirlo a efectos por activación de receptores alfa adrenérgicos. En el caso de la fuerza de contracción parece ser que el propanolol propicia un aumento, esto por un antagonismo fisiológico, al bloquear los receptores de noradrenalina, se observa más la acción del tono de neurotransmisión colinérgico que el noradrenérgico. Al adicionar adrenalina se observa una disminución nuevamente de la fuerza, porque aunque estén bloqueados los receptores beta aún quedan los alfa, además de que el antagonismo es competitivo y en determinado momento la adrenalina puede desplazar al propanolol. En el caso de la frecuencia la adición de propanolol y adrenalina también tienen una tendencia similar a propiciar una disminución como en la adición de adrenalina únicamente, nuevamente aun que los receptores beta estén bloqueados, los alfas están disponibles, además de que el antagonismo es competitivo y puede haber un desplazamiento de adrenalina por el propanolol. El isoproterenol es un agonista beta adrenergico, en el caso del tono muscular no se vio ninguna tendencia, en la amplitud, por algún motivo se observó una ligera tendencia al aumento, lo cual no tiene un sentido farmacológico ya que es un simpaticomimético, pero puede atribuirse a errores aleatorios, en la frecuencia tampoco se logró observar cambios. La adición de propanolol seguido de isoproterenol propicio una ligera disminución del tono muscular, una diminución de la fuerza de contracción estadísticamente significativa y una tendencia a disminuir la frecuencia de contracción. El isoproterenol en este caso si tuvo un efecto bastante remarcado aun cuando había un antagonista, puede suceder que el isoproterenol desplace al propanolol ya que este antagonismo es competitivo. La fenilefrina causó una tendencia a disminuir el tono muscular, una disminución de la fuerza de contracción estadísticamente significativa y una disminución de la frecuencia, si bien esto último no es significativo, si está bastante remarcado. La fenilefrina es un agonista selectivo alfa 1, así que se puede atribuir a estos receptores los efectos causados, en este caso la vía de señalización Gq libera calcio en células con canales de potasio altamente sensibles a calcio lo cual lleva a una disminución de la actividad contráctil por hiperpolarizacion de las membranas. La fisostigmina propició un aumento remarcado en el tono muscular, un aumento en la fuerza de contracción y un aumento en la frecuencia. La fisostigmina es un inhibidor reversible de la acetilcolinesterasa, por tanto su efecto va a ser un aumento en el tiempo de permanencia de la acetilcolina que a su vez propiciara mayor actividad colinérgica, esto se pudo corroborar en las tendencias del experimento porque la acción del sistema nervioso parasimpático a través de la acetilcolina propicia los efectos encontrados en la práctica por unión a receptores muscarínicos. La acetilcolina mostro un aumento muy remarcado y estadísticamente significativo en el aumento del tono muscular, una tendencia a aumentar la fuerza de contracción y prácticamente no se

modifica la frecuencia con respecto a su basal. La acetilcolina es la sustancia responsable de aumentar el tono, la fuerza y la frecuencia de contracción en el tracto gastrointestinal tal como se corroboro en el experimento, sin embargo, la frecuencia no se vio afectada, incluso puede observarse una muy pequeña disminución, esto se debe a que las contracciones que se observaron al adicionar acetilcolina, son muy sostenidas y por tanto duran más tiempo, así mismo hay menor relajación, es decir, el musculo pasa más tiempo en la fase de contracción. Por este motivo puede no haber modificación o incluso ligera diminución en la frecuencia de contracción. Por último la acetilcolina en presencia de atropina no tuvo efectos en el tono muscular, pero tuvo una diminución en la fuerza de contracción con respecto a su basal que además es estadísticamente significativo, y en el caso de la frecuencia no tuvo cambios muy evidentes. La disminución de la fuerza de contracción es debido a la presencia de atropina, un antagonista muscarínico, de esta manera disminuye la actividad de la acetilcolina al ocupar su sitio de acción. De acuerdo a los resultados parece ser que es un muy fuerte anticolinérgico en tracto gastrointestinal.

CONCLUSION    

La estimulación adrenérgica por adrenalina en yeyuno provoca relajación por activación de receptores “” y “”. La estimulación adrenérgica por isoproterenol en yeyuno provoca relajación por activación de receptores “”. La estimulación adrenérgica 1 por fenilefrina, provoca relajación en yeyuno. La esti...