PREMISE În cadrul studiilor de farmacologie experimentală, pot apărea numeroase surse de eroare, fără știrea experimentatorului, care pot conduce, dacă nu sunt observate și îndepărtate, la rezultate sau concluzii eronate. Există 5 grupe de factori ce pot determina apariția erorilor în experimentele pe animale de laborator
Factori favorizanți pentru erori 1. Factori ce țin de mediul ambiant, experimental: • mărimea și caracteristicile încăperii • nivelul zgomotului • gradul de iluminare • temperatura și umiditatea ambientală • prezența unor mirosuri specifice
Factori favorizanți pentru erori 2. Factori ce țin de momentul executării experimentului: • zi sau noapte • dimineața sau după-masă • momentul experimentului raportat la mese și la bioritmul circadian
Factori favorizanți pentru erori 3. Factori ce țin de animal: • specie • sușă • sex • vârstă • obișnuința cu incinta • număr de indivizi/ unitate de spațiu (prezența altor animale)
Factori favorizanți pentru erori 4. Factori ce țin de experimentator: • competența • atenție • Subiectivitate
5. Factori ce țin de substanța administrată: • doză • cale de administrare • forma farmaceutică • eventuale interacțiuni farmacodinamice, farmacocinetice și metabolice
PSIHOFARMACOLOGIA • Definiție: - este acea ramură a farmacologiei care se ocupă cu studiul efectelor medicamentelor cu potențială acțiune farmacodinamică asupra activității psihotrope a animalelor, efecte ce pot fi aplicate la om; în particular, studiază efectele potențialelor medicamente asupra comportamentului animalelor libere sau supuse unor stimuli fizici sau chimici.
Evitarea erorilor Presupune: • Conservarea comportamentului animal spontan • Executarea experimentelor în condiții stabile, clar definite și reproductibile • Asigurarea unor condiții de viață animalelor astfel încât stresul captivității să fie minim
I. Mediul de experiență A. Dimensiunile și caracteristicile incintei în care este observat și cuantificat comportamentul animalului: • pot condiționa apariția răspunsului animalelor la un anumit agent farmacologic • pot scoate în evidență un tip de comportament în detrimentul altuia
Cameră pentru cazarea șoarecilor, prevăzută cu stative suprapuse pentru cuști
I. Mediul de experiență B. Zgomotele pot determina fie o reacție de
oprire a exlorării, fie una de fugă rapidă către un potențial adăpost C. Iluminarea incintelor - animalele nu reacționează la fel atunci când sunt plasate într-o încăpere luminoasă sau întruna întunecoasă, respectiv intr-o incintă închisă sau deschisă
I. Mediul de experiență D. Temperatura mediului influențează mai
ales activitatea motorie și răspunsul animalelor la diferiți agenți farmacologici (mișcări stereotipe, hipo sau hipertermie) E. Mirosurile și parfumurile sunt percepute foarte intens de către animalele de laborator și pot antrena fie reacții de agresivitate, fie de anxietate.
CUȘTI VENTILATE INDIVIDUAL ȘI CU TEMPERATURĂ CONTROLATĂ
II. Momentul experimentului A. Perioadele nocturne sau diurne Studiile comparative realizate ziua sau noaptea, în timpul perioadelor de activitate sau de somn au un rol important în cercetarea hipnoticelor sau stimulantelor SNC.
B. Dimineața sau după-amiaza Diferențe comportamentale pot surveni și într-un interval de 12 ore. Astfel, activitatea motorie este mai redusă și durata somnului indus de barbiturice este mai mare după-masa decât dimineața.
II. Momentul experimentului C. Ora studiului (bioritmul circadian) Răspunsul la diferiți agenți farmacologici și eventualele interacțiuni invstigate pot varia în funcție de ora desfășurării experimentului. Astfel, mișcările stereotipe (căscături), induse prin administrare de apomorfină la șobolan, urmează un ritm circadian: scorul stereotipiilor este minim la ora 6.00 dimineața și crește progresiv atingând un maxim la ora 19.00 după masă
II. Momentul experimentului D. Momentul experimentului raportat la mese • •
• •
Ingestia de hrană poate determina: Modificarea parametrilor farmacocinetici ai substanței de cercetat, mai ales la administrare po sau ip Modificări comportamentale datorate condiționării animalului să primească hrană la ore fixe Dispariția unor manifestări ale efectelor farmacologice în timpul hrănirii Modificări comportamentale datorate stării de sațietate
III. Animalul de experiența A. Specia Se cunosc substanțe care induc comportamente opuse la șoareci și șobolani: ►după administrarea morfinei, majoritatea șoarecilor va prezenta faze de excitație cu hiperactivitate, în timp ce șobolanii vor răspunde printr-o stare de catalepsie, de indiferență psihomotorie.
Șobolanul
III. Animalul de experiența B. Sușa ►morfina produce la anumite sușe de șoareci o fază obișnuită de excitație, fără efect analgezic, în timp ce pe alte sușe se întâmplă invers – hiperactivitate nesemnificativă, dar efect analgezic intens, probabil datorită unei ponderi diferite a receptorilor pe care acționează morfina în sușe diferite ►în testul disperării, anumite sușe de șoareci, prezintă o durată de imobilizare mai redusă decât altele și răspund mai greu la efectul antidepresivelor de tip imipramină
III. Animalul de experiența C. Sexul ►în condiții de izolare, 15% dintre masculi devin imediat agresivi, în timp ce nici după 30 de zile acest fenomen nu se observă în rândul femelelor (0% agresivitate) ►procentajul masculilor agresivi poate urca la 100% în diverse circumstanțe afravante condiției de izolare în timp ce femelele rămân neafectate
III. Animalul de experiența D. Prezența altor animale ►alăturarea a 2 animale care în condiții normale se află într-o relație de tip pradă/ prădător determină modificări comportamentale reciproce ►numărul de animale/ unitate de spațiu modifică răspunsul la anumiți agenți farmacologici (toxicitatea amfetaminei este de 8 ori mai mare în momentul în care animalele sunt aglomerate câte 10 în cuști de mici dimensiuni față de situația în care sunt ținute individual)
III. Animalul de experiența E. Cunoașterea prealabilă a incintei ►în cazul în care șoarecii sunt plasați întrun actometru curat, pe care nu îl cunosc, nivelul lor de activitate motorie este mai ridicat, sub acțiunea instinctului de a cerceta o incintă necunoscută. ►în cazul în care șoarecele a petrecut mai multe ore în incintă, înaintea determinării, nivelul activității motorii este scăzut.
IV. Experimentatorul A. Manipularea animalelor ► trebuie executată cu calm, fără teamă și fără grabă, pentru a perturba cât mai puțin posibil comportamentul animalelor B. Observarea ► trebuie executată cu maximă atenție, mai ales în cazul comportamentelor foarte rapide, cum ar fi mișcările rapide ale corpului sau tremurăturile stereotipe induse de anumiți agenți serotoninergici la șoarece
IV. Experimentatorul C. Modul de evaluare ►când observațiile sunt doar de ordin calitativ, este necesară verificarea concordanței dintre definiția standard a comportamentului urmărit și manifestarea efectivă a acestuia ►evaluări numerice sau folosind termeni precum “deloc”, “puțin”, “moderat”, “mult”, trebuie să corespundă unor criterii standardizate, bine definite, clar înțelese și corect aplicate pentru a tinde către maximă obiectivitate și minimă variabilitate
IV. Experimentatorul D. Obiectivitatea ► poate fi perturbată fără intenție, în funcție de evoluțiile remarcate pe parcursul experimentului, observatorul având tendința să mărească sau să micșoreze scorurile inconștient, după cum apare preponderent un efect sedativ sau excitant ► nivelul atins de lotul martor riscă astfel să fie supra- sau subevaluat, situație care poate fi evitată folosind și un lot cu o substanță de referință
V. INTERACȚIUNI ÎNTRE COMPORTAMENTE ►acțiunea stimulatoare a amfetaminei se manifestă la șoareci, la doze mici prin hiperactivitate motorie, iar la doze mari prin mișcări stereotipe ►dacă ne raportăm numai la activitatea motorie pentru aprecierea potențialului stimulant al substanței, s-ar putea trage concluzia falsă că această acțiune stimulatoare dispare la doze mari
VI. Aparatura ►aparatul de măsurare a activității motorii poate uneori să favorizeze o concluzie eronată ►în actometrul cu fascicol luminos încrucișat, aparatul cel mai frecvent folosit, același comportament stereotip indus de amfetamină poate fi înregistrat fie ca o hiperactivitate, fie ca o hipoactivitate, după cum șoarecele manifestă aceste mișcări în dreptul unui fascicol sau în colțul incintei.
ACTOMETRU
VII. Reactivi, tehnică de lucru, substanța cercetată A. Doza ► în general, intensitatea acțiunii agenților farmacologici crește proporțional cu doza, dar există șituații în care este posibil un efect bifazic sau trifazic în funcție de doză ►absența efectului la o doză administrată, nu semnifică faptul că acel produs este lipsit de activitate, motiv pentru care cercetarea farmacologică trebuie realizată pe mai multe doze
VII. Reactivi, tehnică de lucru, substanța cercetată B. Calea de administrare poate influența comportamentul: ►linsul de la nivel bucal, abdominal sau al cozii, care apare numai dacă produsul a fost administrat per os, ip, respectiv iv, nu trebuie considerat ca o manifestare stereotipă ►administrarea ip executată incorect, cu atingerea unui organ, poate induce manifestări dureroase exagerate care ar putea fi eronat considerate ca efecte ale substanței cercetate
VII. Reactivi, tehnică de lucru, substanța cercetată C. Interacțiunile între agenți farmacologici ►neurolepticele, prin mecanismul antagonist dopaminergic se opun mișcărilor stereotipe induse de apomorfină (agonist D4 – stimulează centrul vomei) și de amfetamină (care eliberează dopamină) ►tioridazina (neuroleptic fenotiazinic sedativ cu minimă stimulare extrapiramidală) se opune acțiunii apomorfinei, dar potențează acțiunea amfetaminei din cauza unei interacțiuni farmacocinetice dintre tioridazină și amfetamină
CONCLUZIE Pentru a minimaliza riscul apariției erorilor în cursul experimentelor pe animale sunt necesare: aceleași condiții experimentale (materiale, metodă, timp, temperatură, iluminare, etc) același experimentator animale posedând aceleași caracteristici biometrice folosirea de loturi martor și de referință tratamente randomizate în regim “orb”
TESTE EXPERIMENTALE FOLOSITE ÎN PSIHOFARMACOLOGIE
I. Labirintul în cruce Se plasează șoarecele în centrul dispozitivului și se lasă să eploreze 5minute. Se urmăresc 2 indicatori ai anxietății: • Proporția intrărilor făcute în brațele deschise • Timpul petrecut în brațele deschise (se exprimă % la timpul total petrecut atât în brațele deschise cât și în cele închise)
LABIRINTUL ÎN CRUCE
Labirintul în cruce Testul are validitate prin faptul că dorința de explorare inegală a celor 2 brațe ale labirintului rezultă din combinația între aversiunea rozătoarelor față de spații deschise și față de înălțime, respectiv afinitatea pentru locuri întunecoase. Concentrațiile plasmatice de corticosteroizi sunt crescute la animalele contenționate în brațul deschis și scăzute la cele contenționate în brațul închis al labirintului.
TESTE EXPERIMENTALE FOLOSITE ÎN PSIHOFARMACOLOGIE
II. Testul cu 4 plăci Un șoarece este așezat pe o suprafață compusă din 4 plăci metalice electrificate. Când șoarecele trece de pe o placă pe alta primește un șoc electric. Un șoarece netratat întelege rapid și rămâne staționar pe una din plăci în timp ce un șoarece tratat cu tranchilizante continuă să se deplaseze de pe o placă pe alta. Aceste mișcări sunt monitorizate timp de 1 minut.
TESTUL CU 4 PLĂCI
VĂ MULȚUMIM PENTRU ATENȚIE!