vorgelegt von Sophia Fischer von Weikersthal aus Ludwigshafen

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1 Differentielle Normale Pulsvoltametrie - Eine Methode zur Untersuchung funktionaler Parameter der dopaminergen und serotoninergen Neurotransmission sowie deren pharmakologischer Beeinflussung lnaugural-dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Albert-Ludwigs-Universität zu Freiburg i. Br. vorgelegt von Sophia Fischer von Weikersthal aus Ludwigshafen Heidelberg 1994

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einführung und Problemstellung Neurochemische Grundlagen Dopaminerges Neurotransmittersystem Nigrostriatales dopaminerges System Mesocorticolimbisches dopaminerges System Dopamin-Rezeptoren Serotoninerges Transminersystem Neuroanatomische Grundlagen und funktionale Aufgabe Serotonin-Rezeptoren Neuronale Vernetzung zwischen dem dopaminergen und dem serotoninergen Neurotransmittersystem Prinzip der chemischen synaptischen Übertragung in Bezug auf Dopamin und Serotonin Bedeutung der Monoamin-Oxidase Typ A und Typ B Erfassung funktionaler Parameter der chemischen Transmission In Vitro- und Ex Vivo-Bestimmung In Vivo-Techniken Push-Pull Perfusion Mikrodialyse In Vivo-Voltametrie Problemstellung Materialien und Methoden Puffer-und Standardsubstanzen Testsubstanzen Lösungsvorschriften für Testsubstanzen 29

3 2.3. Lösungen Lösungen für die Differentielle Normale Pulsvoltametrie Lösungen für die Mikrodialyse Lösungen für die Ex Vivo-Versuche Lösungen für die Histologie Geräte und Materialien Geräte für die DNPV und Materialien zur Elektrodenherstellung Geräte für die Mikrodialyse Geräte für die Ex Vivo-Versuche Geräte und Materialien für die Histologie Voltametrie Meßtechnik Elektroden Arbeitselektrode Herstellung der Elektrode Elektrische Vorbehandlung der Elektrode ' Referenzelektrode Hilfselektrode Mikrodialyse Mikrodialysesonde Wiederfmdungsrate der Mikrodialysesonde Perfusionsmedium Analytik der Mikrodialysefraktionen Tierexpenmeme Tiere Versuchsdurchführung Narkose Stereotaktische Plazierung von Elektroden bzw. Sonden Stereotaktische Koordinaten Meßvorgang Auswertung

4 2.8. Ex Vivo-Experimente Versuchsablauf Aufarbeitung des C. striatum Analytik und Auswertung Histologie Ergebnisse Differentielle Normale Pulsvoltametrie (DNPV) - Charakterisierung der Methode In vitro-validierung Ermittlung der Meßzyklus-Parameter Erarbeitung der elektrischen Vorbehandlung von kohlefaserelektroden Ermittlung des voltametrischen Verhaltens verschiedener oxidierbarer Verbindungen, Abhängigkeit des voltametrischen Meßsignals von Kohlefaserelektroden von der Konzentration der Analysanden " Stabilität der DOPAC-und 5-HIAA-Peaks In vivo-validierung Einfluß der elektrischen Vorbehandlung auf das Verhalten von Kohlefaserelektroden in vivo Identifizierung der Peaks Stabilitätsverhalten der Elektrode in vivo Auswertung und Erstellung eines Korrekturrechnungsverfahrens Einfluß der Narkose auf die Aktivität des dopaminergen und serotoninergen Neurotransmittersystems Anwendung der DNPV auf pharmakologische Fragestellungen Bedeutung der Monoamin-Oxidasen (MAO) Typ A und Typ B für die Sequestrierung von Dopamin und Serotonin im C. striatum und DRN von narkotisierten Ratten Wirkung der selektiven Hemmung der MAO-A im C. striatum Wirkung der selektiven Hemmung der MAO-B im C. striatum 116

5 Wirkung der gleichzeitigen Hemmung der MAO-A und MAO-B im C. striatum Wirkung der selektiven Hemmung der MAO-A und der MAO-B im Nucleus raphe dorsalis Wirkung der neuronalen Aufnahme-Hemmung von Dopamin per se und einer gleichzeitigen Hemmung der MAO-A bzw. MAO-B im C. striatum Wirkung der Dopamin-Synthese-Hemmung per se und einer gleichzeitigen Hemmung der MAO-A bzw. MAO-B im C. striatum Methodische Betrachtungen Vergleich des klassischen Antipsychotikums Haloperidol und des atypischen Antipsychotikums Clozapin in Bezug auf ihre Wirkung auf das dopaminerge und das serotoninerge Neurotransmittersystem Wirkung von Haloperidol Wirkung von Clozapin Wirkung des D 2 -Rezeptor-Agonisten Quinpirol per se und mit anschließender Gabe von Haloperidol Wirkung des 5-HT 2 -Rezeptor-Antagonisten Ritanserin Wirkung des 5-HT 1A -Rezeptor-Agonisten ±8-OH-DPAT Wirkung von L-Dopa Wirkung von 5-HTP Diskussion IS Validierung der Differemiellen Normalen Pulsvoltametrie (DNPV) und Methodenvergleich der DNPV mit der Mikrodialyse Anwendung der DNPV auf pharmakologische Fragestellungen Bedeutung der Monoamin-Oxidasen (MAO) Typ A und Typ B für die Sequestrierung von Dopamin und Serotonin im C. striatum und DRN von narkotisierten Ratten Vergleich des klassischen Antipsychotikums Haloperidol und des atypischen Antipsychotikums Clozapin in Bezug auf ihre Wirkung auf das dopaminerge und das serotoninerge Neurotransmittersystem 182

6 5. Zusammenfassung Strukturformeln der Testsubstanzen Literaturverzeichnis 193