El objetivo del presente estudio es examinar el posible efecto de dexmedetomidina en el desarrollo de tolerancia a la morfina en ratas, incluyendo nocicepción, analgesia con morfina, apoptosis, estrés oxidativo, y las vías del factor de necrosis tumoral (TNF)/interleucina-1 (IL-1).
Materiales y métodosEn este estudio se utilizaron 36 ratas Wistar Albino (225–245 g) dividiéndose a los animales en seis grupos: solución salina (S), 20 mcg/kg de dexmedetomidina (D), 5 mg/kg de morfina (M), M + D, tolerancia a la morfina (MT), y MT + D. El efecto analgésico se midió mediante las pruebas analgésicas de placa caliente (hot-plate) y de retirada de la cola (tail-flick). Tras dichas pruebas, se extirparon los ganglios de la raíz dorsal (GRD), y se midieron en los tejidos de los mismos los parámetros del estrés oxidativo (estado antioxidante total [TAS], estado oxidante total [TOS]), TNF, IL-1 y enzimas de la apoptosis (Caspasa-3, Caspasa-9).
ResultadosDexmedetomidina reflejó un efecto antinociceptivo al administrarse en solitario (p < 0,05 a p < 0,001). Además, dexmedetomidina incrementó el efecto analgésico de la morfina (p < 0,001), y también redujo la tolerancia a la morfina a un nivel significativo (p < 0,01 a p < 0,001), reduciendo también los niveles de estrés oxidativo (p < 0,001) y TNF/IL-1 al administrarse como fármaco adicional al grupo de dosis única de morfina y tolerancia a la morfina (p < 0,001). Además, dexmedetomidina redujo los niveles de Caspasa-3 y Caspasa-9 tras el desarrollo de tolerancia (p < 0,001).
ConclusiónDexmedetomidina tiene propiedades antinociceptivas, e incrementa el efecto analgésico de la morfina, previniendo también el desarrollo de tolerancia. Estos efectos se producen probablemente debido a la modulación del estrés oxidativo, la inflamación y la apoptosis.
The aim of the present study is to examine the possible effect de dexmedetomidine on the development of morphine tolerance in rats including nociception, morphine analgesia, apoptosis, oxidative stress, and tumour necrosis factor (TNF)/ interleukin-1 (IL-1) pathways.
Materials and methodsIn this study, 36 Wistar Albino (225–245 g) rats were used. Animals were divided into 6 groups: saline (S), 20 mcg/kg dexmedetomidine (D), 5 mg/kg morphine (M), M + D, morphine tolerance (MT), and MT + D. The analgesic effect was measured with hot plate and tail-flick analgesia tests. After the analgesia tests, the dorsal root ganglia (DRG) tissues were excised. Oxidative stress parameters [total antioxidant status (TAS), total oxidant status (TOS)], TNF, IL-1 and apoptosis enzymes (Caspase-3, Caspase-9), were measured in DRG tissues.
ResultsDexmedetomidine showed an antinociceptive effect when given alone (p < 0.05 to p < 0.001). In addition, dexmedetomidine increased the analgesic effect of morphine (p < 0.001), and also decreased the tolerance to morphine at a significant level (p < 0.01 to p < 0.001). Moreover, it decreased oxidative stress (p < 0.001) and TNF/IL-1 levels when given as an additional drug of single-dose morphine and morphine tolerance group (p < 0.001). Furthermore, dexmedetomidine decreased Caspase-3 and Caspase-9 levels after tolerance development (p < 0.001).
ConclusiónDexmedetomidine has antinociceptive properties, and it increases the analgesic effect of morphine and also prevents tolerance development. These effects probably occur by the modulation of oxidative stress, inflammation and apoptosis.
La morfina es un agonista del receptor de μ-opiato que se usa con frecuencia para el tratamiento del dolor crónico y severo, debido a sus características analgésicas. Debido a la tolerancia a las propiedades antinociceptivas del fármaco, disminuye la duración de la eficacia clínica de la morfina. Aunque se han realizado muchos estudios para investigar la tolerancia a los opioides, se sigue desconociendo qué causa la tolerancia1. Conforme a estudios recientes, se cree que las citocinas proinflamatorias, y en especial la interleucina (IL)-1β, juegan un papel en el desarrollo de la tolerancia a la morfina2-4.
Las células gliales incrementan la sensibilidad al dolor, desempeñando un papel en la secreción de las citocinas proinflamatorias tales como TNF e IL-15,6. Se ha reportado previamente que la hiperalgesia se desarrolla con la administración exógena de IL-17. Por tanto, el tratamiento con el antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) reduce el desarrollo de hiperalgesia con la inflamación8,9. Además, se encontró que anakinra, un antagonista de IL-1, reducía también la tolerancia a la morfina10. Se ha reportado que el antagonista de TNF-α, etanercept, conserva también el efecto antinociceptivo de la morfina11. A la luz de estos hallazgos, puede asegurarse que las citocinas proinflamatorias como IL-1 y TNF-α modulan la sensibilidad al dolor en situaciones basales e inflamatorias.
Dexmedetomidina, que es un agonista selectivo de los receptores α2 adrenérgicos, puede causar hipnosis, sedación, analgesia y mínima depresión respiratoria12. Sus efectos adversos más frecuentes son hipotensión y bradicardia13. En los últimos años, también se ha examinado el efecto de dexmedetomidina en el proceso inflamatorio. En un metaanálisis que incluyó 15 estudios controlados aleatorizados, se subrayó que dexmedetomidina reducía las secreciones de TNF-α, IL-6 e IL-8, y que es imperativo realizar más estudios sobre su efecto en las citocinas proinflamatorias, incluyendo IL-114. En una revisión reciente realizada en la literatura, se mostró el efecto neuroprotector de dexmedetomidina, así como su efecto restrictivo en la neuroinflamación, y su efecto inhibidor en la apoptosis y el estrés oxidativo15.
El peroxinitrito (ONOO−), derivado de sus precursores superóxido y óxido nítrico (NO), juega un papel importante en los procesos celulares mediados por la morfina. El NO neuronal es generado a partir de l-arginina y oxígeno molecular por una sintasa NO activada por Ca2+/calmodulina (nNOS) en respuesta al influjo de Ca2+ mediado por el receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA)16 O2•− está generado principalmente por el desacoplamiento del transporte de electrones mitocondriales, siendo un producto de las citosolicoxidasas tales como nicotinamida adenin dinucleótido fosfato (NADPH) oxidasa y xantineoxasa17. nNOS es también capaz de producir O2•− añadido a NO en situaciones de baja arginina, constituyendo una actividad «ONOO—sintasa»18. Aunque la tolerancia a los analgésicos opioides no es claramente un fenómeno monolítico, existen datos substanciales que implican ahora a la sobreproducción de ONOO- en situaciones neuroinflamatorias como clave para su desarrollo. ONOO- es un potente proapoptótico, que refleja un papel en la apoptosis neuronal espinal en la tolerancia antinociceptiva a la morfina19,20. Todas estas moléculas oxidativas están implicadas en el desarrollo de dolor, hiperalgesia inducida por opioides, y tolerancia antinociceptiva a los opiáceos21.
El objetivo del presente estudio es examinar el posible efecto de dexmedetomidina en el desarrollo de tolerancia a la morfina en ratas, incluyendo nocicepción, analgesia con morfina, apoptosis, estrés oxidativo, y vías de IL-1/TNF. Sugerimos que se progresará notablemente con los resultados de este estudio a la hora de comprender el mecanismo evolutivo de la tolerancia a la morfina y el efecto de dexmedetomidina en la tolerancia a la morfina.
Materiales y métodosAnimalesObtuvimos ratas Wistar Albino (18 machos-18 hembras, seis grupos, 225-245 g por grupo; n = 6; 36 ratas en total) del Laboratorio del centro animal de la Universidad de Cumhuriyet, que alojamos en condiciones estándar. Las ratas se dividieron en grupos iguales, en términos de sexo. Las condiciones estándar en el entorno de las ratas fueron: 12 horas de luz y de ciclo oscuro (encendiéndose las luces a las 07:00) y temperatura constante (22 ± 2°C) con agua y comida ad libitum. Todos los experimentos fueron realizados entre las 08:00 y las 16:00 h. Se prepararon las ratas para el procedimiento, que se realizó sobre la base de las directrices del Instituto Nacional de Salud: «Principios de cuidados de animales de laboratorio». El Comité de Ética en animales de la Universidad Sivas Cumhuriyet obtuvo los protocolos experimentales (Autorización n° 65202830-050.04.04-435).
FármacosDexmedetomidina (Dextomida, 200 mcg/2 mL vial intravenoso [i.v.]) y sulfato de morfina se disolvieron en una solución salina. Los fármacos se disolvieron en el momento los días de la intervención. Antes de realizar las pruebas de analgesia, se administraron dexmedetomidina (20 mcg/kg) y solución salina por vía intraperitoneal (i.p.) y morfina (5 mg/kg) por vía subcutánea (s.c.).
Protocolos experimentalesSe evaluaron los efectos analgésicos de dexmedetomidina y morfina a intervalos de 30 minutos (30, 60, 90 y 120 minutos) mediante las pruebas de antinocicepción de placa caliente (hot-plate) y de retirada de la cola (tail-flick). Se dividió a los animales en seis grupos: grupos S: solución salina, grupo D: dexmedetomidina 20 mcg/kg, grupo M: morfina 5 mg/kg, grupo M + D: morfina + dexmedetomidina, grupo MT: tolerancia a la morfina y grupo MT + D: tolerancia a la morfina + dexmedetomidina. Se sacrificó a los animales mediante decapitación sin agentes anestésicos ni analgésicos tras realizar las pruebas analgésicas. Se evaluaron las muestras tisulares de los ganglios de la raíz dorsal (GRD) de los niveles T12-L5 de los animales (fig. 1).
Pruebas antinocicepciónPrueba tail-flick
Se utilizó un dispositivo médico estándar (Unidad Tail-flick May TF 0703, Commat, Turquía) para medir la nocicepción térmica para realizar la prueba tail-flick. Se dirigió una fuente de calor radiante a una distancia de 3 cm de la parte distal de la cola en cada medición, tras la administración de los fármacos o la solución salina mencionados en el estudio. Se midieron las latencias tail-flick (TFL) una vez administradas la solución salina o los fármacos. Se estableció el tiempo de latencia de corte en 15 segundos, para evitar el daño tisular. Los mecanismos centrales de dolor fueron la causa subyacente de la respuesta hiperalgésica en la prueba de tail-flick.
Prueba hot-plateLa reacción antinociceptiva en las placas calientes se asocia a los mecanismos central y periférico en conjunto. Se situó individualmente a las ratas en una hot-plate analgésica (May AHP 0603, Commat, Turquía) a 54 ± 2°C. Se registró la latencia hasta la primera reacción de lamido de la pata o salto para evitar estímulos de alta temperatura como indicadores de un umbral de calor. Se estableció un tiempo de corte de 30 segundos para evitar daños en las patas.
Inducción de la tolerancia a la morfinaSe seleccionó aleatoriamente a las ratas que fueron tratadas con 10 mg/kg morfina s.c. dos veces al día (a las 08:00 y 16:00 h) durante cinco días, para inducir la tolerancia a la morfina. Además, se administró morfina (10 mg/kg) durante 30 minutos tras cada inyección de dexmedetomidina, durante cinco días, para determinar los efectos de dexmedetomidina (20 mcg/kg, i.p.) en la tolerancia a la morfina en el grupo MT + D. El sexto día se administró morfina a una dosis de 5 mg/kg s.c. sin solución salina ni dexmedetomidina, para aportar analgesia óptima. Seguidamente se repitieron las pruebas tail-flick y hot-plate a intervalos de 30 minutos (30, 60, 90 y 120 min) para evaluar el grado de tolerancia a la morfina.
Preparación del homogeneizado de tejido GRDSe realizó la homogenización de las muestras de tejido GRD en solución de tampón fosfato salino frío, con un homogeneizador mecánico (Analytik Jena Speed Mill Plus, Jena, Alemania) centrifugándose seguidamente a 4.000 rpm a 4°C durante 10 minutos. Se obtuvieron todos los sobrenadantes, que se almacenaron a -80°C durante 72 horas, hasta la realización del análisis bioquímico. Se detectaron los niveles totales de proteínas de las muestras utilizando un kit de ensayo proteico Bradford (Merck, Alemania)22.
Medida del estado antioxidante total (TAS)Las concentraciones del TAS a nivel tisular fueron calculadas mediante un método de ensayo automatizado previamente desarrollado por Erel, basado en la monitorización de la tasa de reacción de los radicales libres liberados durante la reacción de Fenton23. En este método los antioxidantes contenidos en las muestras tisulares suprimen la coloración en proporción a su concentración. Los resultados obtenidos se expresaron como equivalentes Trolox micromolares por gramo de proteína tisular (μmol Trolox Eq/g proteína).
Medida del estado oxidante total (TOS)Las concentraciones del TOS a nivel se midieron con el método de ensayo automatizado de Erel18. En este método los niveles del TOS se miden mediante xilenol naranja para determinar los niveles de iones férricos en el tejido. La calibración del ensayo se realizó utilizando peróxido de hidrógeno24. Los resultados del ensayo se expresaron como equivalentes micromolares de peróxido de hidrógeno por gramo de proteína tisular (μmol H2 O2 Eq/g proteína).
Medida de IL-1, TNF, Caspasa-3 y Caspasa-9Se utilizaron kits ELISA para ratas (Shanghai Sunred Biological Technology, Shanghai, China) para determinar los niveles de IL-1, TNF, Caspasa-3 y Caspasa-9 de los sobrenadantes de GRD. Se añadieron muestras estándar y tisulares a una placa, incubándose durante 60 minutos a 37°C. Tras lavar las placas, se colocaron soluciones de tinción que se incubaron durante 15 minutos a 37°C. Seguidamente, se añadió una solución stop, leyéndose a 450 nm. Se utilizaron curvas estándar para calcular todos los kits. Los coeficientes de variación dentro de las placas, y entre ellas, fueron inferiores a 10%.
Análisis de los datos de las pruebas analgésicasPara calcular el porcentaje de efecto antinociceptivo máximo (% MPE), se convirtieron las latencias de las pruebas tail-flick y hot-plate (establecidas en segundos) a un porcentaje de efectividad antinociceptiva con la ecuación siguiente: % del MPE = (latencia post fármaco – latencia basal)/(valor de corte – latencia basal) × 100.
EstadísticasLos resultados se expresaron como media ± SEM (error estándar de la media). Se midió el efecto antinociceptivo, calculándose los % MPE medio. Se utilizaron pruebas de análisis de varianza (Anova unidireccional) y Tukey post hoc para analizar los datos. Se estableció el valor de significación en p < 0,05.
ResultadosEl sexo de las ratas no influyó estadísticamente en los resultados (p > 0,05).
Efecto de dexmedetomidina en la nocicepción y analgesia con morfinaSe examinaron las respuestas analgésicas tras la administración de 20 mcg/kg de dexmedetomidina a intervalos de 30 minutos durante dos horas, utilizando las pruebas analgésicas, a fin de evaluar el efecto de dicho fármaco en la nocicepción y analgesia con morfina. Al comparar dexmedetomidina (23,62 ± 1,70, LCI [límite de confianza inferior]: 19,25, LCS [límite de confianza superior]: 27,99) con el grupo salino (4,29 ± 1,22, LCI: 1,16, LCS: 7,41) en términos de propiedades antinociceptivas, se encontró una diferencia significativa en la prueba tail-flick en los minutos 60 (p < 0,001), 90 (p < 0,05) (D: 14,47 ± 1,94, LCI: 9,49, LCS: 19,45, S: 2,39 ± 0,71, LCI: 0,56, LCS: 4,22) y 120 (p < 0,05) (D: 10,57 ± 1,82, LCI: 5,90, LCS: 15,23, S: 1,63 ± 0,64, LCI: -0,01, LCS: 3,27) (fig. 2A). En las pruebas hot-plate, al comparar los grupos dexmedetomidina y salino, en términos de antinocicepción, se encontró una diferencia significativa en los minutos 30 (D: 11,35 ± 1,05, LCI: 8,66, LCS: 14,05 S: 3,07 ± 0,41, LCI: 2,00, LCS: 4,13), 90 (D: 10,77 ± 1,18, LCI: 7,77, LCS: 13,81, S: 4,26 ± 0,44, LCI: 3,13, LCS: 5,40) (p < 0,05) y 60 (D: 18,62 ± 1,59, LCI: 14,54, LCS: 22,71, S: 4,33 ± 0,30, LCI: 3,55, LCS: 5,11) (p < 0,01) (fig. 2B). Sin embargo, tras la administración de 20 mcg/kg de dexmedetomidina, se observó el efecto analgésico máximo en el minuto 60 en ambas pruebas tail-flick y hot-plate.
Efecto de dexmedetomidina en la nocicepción y la analgesia con morfina. (a) muestra el efecto de dexmedetomidina en la nocicepción y la analgesia con morfina en la prueba tail-flick; (b) muestra el efecto de dexmedetomidina en la nocicepción y la analgesia con morfina en la prueba hot-plate.
Conforme a estos hallazgos, se observó que se incrementaba el efecto antinociceptivo de dexmedetomidina + morfina en la prueba tail-flick (p < 0,001) estadística y significativamente, en los minutos 30 (M: 35,64 ± 1,43, LCI: 31,96, LCS: 39,33, M + D: 61,18 ± 5,52, LCI: 46,97, LCS: 75,38) (p < 0,001), 60 (M: 62,05 ± 1,68, LCI: 57,74, LCS: 66,36, M + D: 86,71 ± 4,60, LCI: 74,89, LCS: 98,52) (p < 0,001), 90 (M: 48,03 ± 2,10, LCI: 42,64, LCS: 53,42, M + D: 64,88 ± 3,82, LCI: 55,05, LCS: 74,71) (p < 0,001), y 120 (M: 26,60 ± 2,35, LCI: 20,56, LCS: 32,65, M + D: 34,24 ± 1,15, LCI: 31,29, LCS: 37,19) (p < 0,05) (fig. 2A). En las pruebas hot-plate, en los minutos 90 (M: 32,79 ± 0,55, LCI: 31,39, LCS: 34,19, M + D: 39,35 ± 2,93, LCI: 31,82, LCS: 46,88) (p < 0,05) y 120 (M: 16,93 ± 1,42, LCI: 13,29, LCS: 20,57, M + D: 28,07 ± 3,06, LCI: 20,21, LCS: 35,93) (p < 0,01) dexmedetomidina incrementó significativamente el efecto antinociceptivo de la morfina (fig. 2B). Además, se encontró que el tiempo en que dexmedetomidina incrementó al máximo el efecto analgésico de la morfina fue en el minuto 60, en las pruebas tail-flick (86,71 ± 4,60, LCI: 74,89, LCS: 98,52) y hot-plate (55,60 ± 3,99, LCI: 45,35, LCS: 65,86).
Efecto de dexmedetomidina en el desarrollo de tolerancia a la morfinaLos valores del porcentaje de MPE del grupo morfina fueron estadística y significativamente más altos que los del grupo de tolerancia a la morfina en los tiempos de ambas pruebas tail-flick (p < 0,01 a p < 0,001; fig. 3A) y hot-plate (p < 0,001; fig. 3B). Se determinó que dexmedetomidina, en la prueba tail-flick, en los minutos 60 (MT: 39,54 ± 3,53, LCI: 30,46, LCS: 48,62, MT + D: 71,28 ± 5,46, LCI: 57,24, LCS: 85,32), 90 (MT: 22,58 ± 6,31, LCI: 6,36, LCS: 38,79, MT + D: 46,48 ± 4,38, LCI: 35,22, LCS: 57,73) y 120 (MT: 10,27 ± 1,47, LCI: 6,51, LCS: 14,04, MT + D: 28,59 ± 2,29, LCI: 22,70, LCS: 34,47) (p < 0,01 a p < 0,001; fig. 3A) y en los tiempos de la prueba hot-plate (p < 0,001; fig. 3B) reducía significativamente la tolerancia a la morfina.
Efecto de dexmedetomidina el desarrollo de tolerancia a la morfina. (a) muestra el efecto de dexmedetomidina en el desarrollo de tolerancia a la morfina en la prueba tail-flick; (b) muestra el efecto de dexmedetomidina en el desarrollo de tolerancia a la morfina en la prueba hot-plate.
La administración de una dosis única de morfina y el desarrollo de tolerancia a la morfina redujeron significativamente los niveles de TAS en GRD, en comparación con el grupo salino (M: 10,17 ± 0,18, LCI: 9,71, LCS: 10,63, MT: 6,84 ± 0,34, LCI: 5,97, LCS: 7,71, S: 14,01 ± 0,28, LCI: 13,30, LCS: 14,72) (p < 0,001; fig. 4A). La adición de dexmedetomidina incrementó estadística y significativamente los niveles de TAS en comparación con el grupo morfina y tolerancia a la morfina (M + D: 13,68 ± 0,36, LCI: 12,75, LCS: 14,61, MT + D: 14,46 ± 0,38, LCI: 13,48, LCS: 15,44) (p < 0,001; fig. 4A). Una inyección de dosis única de morfina incrementó significativamente los niveles de TOS en comparación con el grupo salino (M: 20,97 ± 0,41, LCI: 19,92, LCS: 20,02, S: 13,66 ± 0,60, LCI: 12,11, LCS: 15,21) (p < 0,001; fig. 4B). Con la adición de dexmedetomidina a la morfina, se observó un descenso significativo de los niveles de TOS en comparación con el grupo de dosis única de morfina (M + D: 12,59 ± 0,41, LCI: 11,54, LCS: 13,64, M: 20,97 ± 0,41, LCI: 19,92, LCS: 20,02) (p < 0,001; fig. 4B). La tolerancia a la morfina causó un incremento estadísticamente significativo de los niveles de TOS en GRD en comparación con los grupos salino y morfina (MT: 25,92 ± 0,42, LCI: 24,84, LCS: 26,99, S: 13,66 ± 0,60, LCI: 12,11, LCS: 15,21, M: 20,97 ± 0,41, LCI: 19,92, LCS: 20,02) (p < 0,001; fig. 4B). La adición de dexmedetomidina al grupo tolerancia a la morfina causó un descenso estadísticamente significativo de los niveles de TOS (MT: 25,92 ± 0,42, LCI: 24,84, LCS: 26,99, MT + D: 13,21 ± 0,35, LCI: 12,31, LCS: 14,11) (p < 0,001; fig. 4B).
Efecto de dexmedetomidina en los parámetros antioxidante y oxidante (niveles de TAS y TOS) en términos de analgesia con morfina y tolerancia en los GRD (a) muestra el efecto de dexmedetomidina en los niveles de TAS en términos de analgesia con morfina y tolerancia en GRD; (b) muestra el efecto de dexmedetomidina en los niveles de TOS en términos de analgesia con morfina y tolerancia en GRD.
La dosis única de morfina incrementó los niveles de TNF (M: 518,92 ± 5,20, LCI: 505,55, LCS: 532,30, S: 427,77 ± 10,17, LCI: 401,61, LCS: 453,92) y IL-1 (M: 6,60 ± 0,14, LCI: 6,24, LCS: 6,96, S: 4,41 ± 0,11, LCI: 4,12, LCS: 4,71) de manera estadística y significativa en comparación con el grupo salino (p < 0,001; fig. 5A-B). Con la adición de dexmedetomidina a una dosis única de morfina, se detectó un descenso estadísticamente significativo de los niveles de TNF (M + D: 437,92 ± 14,17, LCI: 401,50, LCS: 474,33) e IL-1 (M + D: 4,29 ± 0,23 LCI: 3,69, LCS: 4,90) en comparación con el grupo morfina (p < 0,001; fig. 5A-B). Al comparar el grupo tolerancia a la morfina y el grupo dosis única de morfina, se determinó un incremento estadísticamente significativo en los niveles de TNF (MT: 621,90 ± 3,33, LCI: 613,34, LCS: 630,45) y IL-1 (MT: 9,00 ± 0,29, LCI: 8,26, LCS: 9,73) (p < 0,001; fig. 5A-B), Junto con esto, con la adición de dexmedetomidina al grupo tolerancia a la morfina, se observó una reducción estadísticamente significativa de los niveles de TNF (MT + D: 425,78 ± 11,40, LCI: 396,48, LCS: 455,07) e IL-1 (MT + D: 4,17 ± 0,21, LCI: 3,64, LCS: 4,70) (p < 0,001; fig. 5A-B).
Efecto de dexmedetomidina en la apoptosis (Caspasa-3 y Caspasa-9) en términos de analgesia con morfina y tolerancia en los GRD
La administración de una dosis única de morfina no modificó estadísticamente los niveles de Caspasa-3 (M: 6.456,77 ± 144,32, LCI: 6.085,79, LCS: 6.827,74, S: 6.403,61 ± 113,27, LCI: 6.112,44, LCS: 6.694,78) y Caspasa-9 (M: 3.198,78 ± 109,59, LCI: 2.917,06, LCS: 3.480,50, S: 3.209,91 ± 87,77, LCI: 2.984,28, LCS: 3.435,53) en los GRD, en comparación con el grupo salino. En el grupo tolerancia a la morfina, incrementó estadística y significativamente los niveles de Caspasa-3 (MT: 8.761,72 ± 102,11, LCI: 8.499,23, LCS: 9.024,21) y Caspasa-9 (MT: 4.220,68 ± 41,83, LCI: 4.113,15, LCS: 4.328,21) en comparación con los grupos dosis única de morfina y salino (p < 0,001; fig. 6A-B). Con la adición de dexmedetomidina al grupo tolerancia a la morfina, se detectó una reducción significativa de los niveles de Caspasa-3 (MT + D: 7.268,64 ± 81,39, LCI: 7.059,41, LCS: 7.477,87) y Caspasa-9 (MT + D: 3.220,02 ± 124,10, LCI: 2.901,01, LCS: 3.539,03) en comparación con el grupo tolerancia a la morfina (p < 0,001; fig. 6A-B).
Discusión
Es sabido que la microinyección de morfina en la sustancia gris periacueductal ventrolateral inhibe la respuesta nociceptiva de la cola a través de los receptores de acetilcolina, 5-HT y α2 en la médula espinal25. En este estudio, en el que examinamos el efecto de dexmedetomidina, un agonista de los receptores α2 adrenérgicos con propiedades sedantes, ansiolíticas y analgésicas, en términos de analgesia con morfina, tolerancia a la morfina, inflamación, y apoptosis, se determinó que dexmedetomidina incrementaba la analgesia con morfina de acuerdo con las pruebas tail-flick y hot-plate También se observó que inhibía el desarrollo de tolerancia a la morfina al reducir las citocinas proinflamatorias (niveles de TNF y IL-1) y las enzimas apoptóticas (niveles de Caspasa-3 y Caspasa-9).
Hemos encontrado únicamente un artículo acerca de la relación entre dexmedetomidina y la tolerancia a la morfina en nuestra búsqueda en la literatura. En el estudio realizado por Gursoy et al. desarrollaron tolerancia a la morfina en ratas con dosis de morfina de 50 mg/kg/día durante tres días, y encontraron que dexmedetomidina había reducido la tolerancia a la morfina en las pruebas tail-flick y hot-plate26. A pesar de que nuestro estudio difiere en cuanto a las dosis de morfina, hemos llegado a la misma conclusión en ambas pruebas. El presente estudio difiere también del estudio realizado por Gursoy et al. en términos de evaluación de las propiedades apoptótica y antiinflamatorias de dexmedetomidina.
En voluntarios sanos dexmedetomidina exhibe una rápida fase de distribución con una estimación central de la vida media de distribución (t1/2α) de alrededor de 6 minutos. La estimación media de la vida media de eliminación terminal (t1/2) es aproximadamente de 2,1 a 3,1 horas27. En el estudio realizado por Karna et al. administraron 10 mcg/kg de dexmedetomidina a ratas por vía intravenosa, observándose el efecto analgésico máximo en el minuto 45 en la prueba hot-plate y el minuto 60, reduciéndose el efecto analgésico de dexmedetomidina en el minuto 120 en la prueba tail-flick. El presente estudio difiere del realizado por Karna et al. en términos de ruta de dosis de administración de dexmedetomidina. Puede afectar a la duración de la analgesia en ratas cuando se administra el fármaco en dosis diferentes de inyección única en lugar de infusión28.
Dexmedetomidina ha sido administrada en dosis de 10 mcg/kg y 20 mcg/kg en la mayoría de los estudios en animales en la literatura26,28. En el presente estudio se eligió una dosis de dexmedetomidina de 20 mcg/kg en lugar de 10 mcg/kg para mostrar los resultados de la evaluación del proceso apoptótico y el efecto antiinflamatorio.
Es sabido que dexmedetomidina reduce la liberación de citocinas inflamatorias tales como TNF-α e IL-1 a través del receptor adrenérgico α229. En un estudio realizado por Wang et al. en 2017 se reflejó que dexmedetomidina atenuaba la respuesta inflamatoria inhibiendo la actividad del factor-kappa B nuclear (NF-kB) en la isquemia/daño por reperfusión29. Se ha reportado en estudios previos que dexmedetomidina proporciona analgesia atenuando la inflamación que causa el dolor neuropático30. En un estudio realizado por Kim et al. en 2017 se indicó que dexmedetomidina mostraba un efecto antiinflamatorio inhibiendo la vía del receptor 4 de tipo Toll 4 (TLR4) y NF-kB en la isquemia cerebral/daño por reperfusión, siendo un mecanismo importante para dexmedetomidina como posible agente neuroprotector31. Nuestro estudio fue diseñado para investigar los efectos adversos de la dosis única de morfina y la tolerancia a la morfina en ratas sanas. Uno de dichos efectos adversos fue el efecto inflamatorio caracterizado por el incremento de los niveles de TNF y IL-1 en términos de dosis única y tolerancia a la morfina. Diversos estudios previos han mostrado que la morfina incrementaba la liberación de citocinas inflamatorias10,32. Además, en el presente estudio, se indicó que dexmedetomidina reducía los altos niveles de TNF e IL-1, que se habían incrementado debido a la dosis única y la tolerancia a la morfina.
En nuestro estudio se determinó que la actividad analgésica se incrementaba al combinar morfina y dexmedetomidina. Wei et al. han reflejado recientemente que los canales iónicos sensibles al ácido (ASICs), que se encuentran prevalentemente en los GRD, juegan un papel importante en el dolor tisular inducido por la acidosis33. En el presente estudio se examinaron también los GRD. El posible bloqueo de los ASIC por parte de dexmedetomidina puede ser el mecanismo de aportación de analgesia adicional, a diferencia de la morfina.
Existe un cuerpo creciente de evidencia en cuanto a que la morfina, además de activar los receptores relevantes y sus vías clásicas de señalización, puede suscitar también el estrés oxidativo en determinadas condiciones. De manera importante, el estrés oxidativo parece jugar un papel significativo en el desarrollo de diferentes procesos patológicos. Sobre esta base, es razonable asumir que la formación de especies de oxígeno reactivo (ROS) o nitrógeno reactivo (RNS) puede servir también de base a ciertos efectos fisiológicos adversos de la morfina34. La morfina ha recibido bastante más atención que otros opioides con relación al estrés oxidativo. En general, existen dos modos concebibles del modo en que este fármaco podría participar en el desarrollo del estrés oxidativo. Puede promover la formación de radicales libres, o reducir la actividad de diferentes componentes de los sistemas antioxidantes en las células diana. Estos dos modos juntos pueden jugar un papel importante en el desarrollo del estrés oxidativo. En otro estudio realizado por Akpınar et al. encontraron que dexmedetomidina muestra un efecto antioxidante al reducir la cantidad de melastatina-2 de los canales del receptor de canal transitorio potencial (TRPM2) y de vanilloide-1 del receptor de canal transitorio potencial (TRPV1) que causan estrés oxidativo en el daño neuronal35.
Se ha reflejado en gran medida en estudios previos que dexmedetomidina reducía la isquemia/daño por reperfusión en ratas, reduciendo el estrés oxidativo y la apoptosis celular, habiendo demostrado un efecto neuroprotector en la hemorragia intracerebral36,37. Sin embargo, en nuestra revisión de la literatura, no encontramos ningún estudio realizado sobre los efectos de dexmedetomidina en el estrés oxidativo y los procesos apoptóticos surgidos en dependencia de la tolerancia a la morfina. En el presente estudio, se concluyó que cuando se administraba dexmedetomidina en solitario, reflejaba propiedades antioxidantes y reducía el estrés oxidativo que se incrementaba debido a la morfina y a la tolerancia a la misma. En el estudio realizado por Akpınar et al. se reflejó que las diferentes dosis de dexmedetomidina administrada a las ratas que padecían isquemia cerebral reducían el estrés oxidativo en el cerebro e inhibían la expresión de Caspasa-3 y Caspasa-936. En el estudio realizado por Li et al. se reportó que mostraba un efecto antiinflamatorio inhibiendo la cascada NLRP3/Caspasa-1, que se activaba bajo la estimulación de los lipopolisacáridos (LPS) y adenina-trifosfato (ATP)38.
Nuestros hallazgos han demostrado que la tolerancia a la morfina inducía la apoptosis en los GRD al incrementar Caspasa-3 y Caspasa-9 en los mismos. Aunque la dosis única de morfina incrementó los estados inflamatorio y oxidante total, y redujo el TAS en los GRD, la dosis única de morfina no indujo la apoptosis. La explicación podría ser que existe un umbral para la apoptosis en los GRD tras la administración de morfina. De otro modo, dexmedetomidina redujo la tolerancia a la apoptosis reduciendo Caspasa-3 y Caspasa-9 en los GRD. El efecto supresor de dexmedetomidina en la inflamación y también en el estrés oxidativo puede arrojar luz sobre el efecto antiapoptótico de este fármaco para reducir la tolerancia a la morfina.
El presente estudio tiene también ciertas limitaciones. Creemos que la inyección s.c. de morfina a una dosis de 10 mg/kg dos veces al día durante cinco días es suficiente para desarrollar tolerancia a la morfina. Sin embargo, la evaluación sería más efectiva y demostrativa de esta situación si las mediciones analgésicas se realizaran tras cada inyección. Los parámetros de la inflamación, TNF e IL-1, se midieron solo utilizando kits ELISA. Quizá estas mediciones serían respaldadas utilizando técnicas tales como la prueba Western blot.
La tolerancia al efecto analgésico de la morfina es muy común, especialmente en pacientes con dolor crónico en la práctica clínica. Esta tolerancia origina el uso de dosis más altas de morfina. Si la dosis de morfina se convierte en alta, existen más probabilidades de observar efectos adversos graves, tales como depresión respiratoria. Para reducir la tolerancia a la morfina en los pacientes con dolor crónico, deberá desarrollarse en el futuro un preparado farmacológico que contenga morfina más una sustancia aditiva que reduzca la tolerancia a la morfina. Los resultados del presente estudio reflejan que dexmedetomidina podría ser candidata a sustancia reductora de la tolerancia en el futuro cercano, aunque son necesarios estudios en humanos para confirmar los resultados de este estudio. Por otro lado, deberán considerarse los efectos secundarios de dexmedetomidina, tales como hipotensión, bradicardia y depresión respiratoria que pueden desarrollarse durante la infusión intravenosa. Debido a dichos efectos secundarios, sería más realista esperar que dexmedetomidina sea utilizada, al menos en unidades de cuidados intensivos, con monitorización hemodinámica estrecha, para reducir la tolerancia a la morfina.
ConclusiónDexmedetomidina tiene características antinociceptivas, antioxidativas y antiapoptóticas. Si bien incrementa el efecto analgésico de la morfina, previene la tolerancia a la morfina reduciendo los niveles de TNF e IL-1. Por dichos motivos, dexmedetomidina es un agente terapéutico potencial frente a las condiciones adversas relacionadas con la tolerancia a la morfina.
AgradecimientosLos autores quisieran agradecer la gestión de la Universidad Sivas Cumhuriyet University, de Sivas, Turquía, por su aportación de las instalaciones necesarias para la realización de este estudio.
FinanciaciónEsta investigación no ha recibido ninguna subvención específica de entidades financieras de los sectores público, comercial o sin ánimo de lucro.
Conflicto de interesesLos autores no han reportado ningún conflicto de intereses potencial.
Consentimiento informadoEl Comité de ética en animales de la Universidad Sivas Cumhuriyet aprobó los protocolos experimentales de este estudio (Autorización N° 65202830-050.04.04-435)
