Prepulzní inhibice

Prepulzní inhibice ( angl.  prepulse inhibitors, PPI ) - snížení motorické reakce těla na silný prudký podnět (impuls, angl.  pulse ), obvykle zvukový , za přítomnosti slabého předběžného podnětu (prepulse, angl.  prepulse ). PPI je indikátor senzomotorické filtrace ( angl.  sensorimotor gating ), odrážející schopnost centrálního nervového systému filtrovat senzorické informace .

Farmakologická agens, stejně jako genetické vlastnosti organismu a genetické mutace, duševní a neurologická onemocnění, organické poruchy nervového systému a další faktory mění schopnost prepulzní inhibice. Nejvíce byl studován pokles prepulzní inhibice u pacientů se schizofrenií . [1] Různé metody měření PPI u zvířat a lidí se využívají ke studiu práce centrálního nervového systému, studiu mechanismů onemocnění a účinků terapeutických metod na organismus a hledání nových antipsychotik .

Postup pro měření PPI

Při použití zvukových podnětů se měří amplituda tzv. „akustické úlekové reakce“ ( anglicky  akustické úlekové reakce, ASR ). Někdy se používají nezvukové podněty a jejich kombinace - v tomto případě hovoří o senzorické úlekové reakci (SSR ) .  Stimulem může být záblesk světla, lehké cvaknutí na glabellu ( anglicky glabellar tap ), závan vzduchu. Cvičí se kombinace různých druhů podnětů, například zvukový prepulz a cvaknutí nebo světelný prepulz a zvukový impulz.  

Měření PPI u hlodavců probíhá v tzv. úlekových komorách vybavených detektory pohybu .  U lidí se obvykle měří reakce okohybných svalů. Při použití zvuku se počítá s případnými sluchovými vadami .

Používají se různé intervaly mezipulsů - 30, 60, 120, 240 a 480 ms. Doba trvání intervalu se počítá od začátku prepulzu do začátku impulzu. V intervalech delších než 500 ms většinou nastává reverzní reakce - prepulzní amplifikace ( anglicky  prepulse facilitation, PPF ). Typická doba trvání prepulzu je 20 ms, doba trvání pulsu je 40 ms. Akustický test obvykle používá bílý šum na pozadí . Prepulzní hlasitost je obvykle nastavena 3-12 decibelů nad pozadím a akustické podněty jsou také obvykle bílý šum.

Klíčové vlastnosti PPI

• Amplituda inhibice dosahuje u zdravých lidí 65 %.
• Maximální inhibice je obvykle pozorována při interpulsním intervalu 120 ms. [2]
• Základní úleková reakce neovlivňuje sílu inhibice, to bylo poprvé zaznamenáno při pokusech na krysách [3] , poté potvrzeno při pokusech s myší. [čtyři]

• Reverzní reakce, předpulzní zesílení, obvykle doprovází mezipulzní mezery delší než 500 ms. Předpokládá se, že PPF do určité míry odráží schopnost udržet pozornost .
• U mužů je v průměru silnější prepulzní inhibice, zatímco u žen je prepulzní zesílení výraznější. [5]

• PPI je výraznější při použití pouze jednoho ucha než při použití obou. [6] [7]

• Inhibice odezvy nastává při prvním signálu i při prvním testu, proto pro výskyt PPI reakce není vyžadováno učení a kondicionování. Nicméně nedostatek vlivu školení na reakci PPI byl zpochybněn. [osm]

• Má se za to, že krátká prodleva mezi signály neumožňuje použití dobrovolného řízení v reakci.
• Zároveň je možné nastavit úkol ignorovat některé prepulsy a reagovat na jiné. V jedné studii zdravé subjekty vykazovaly zvýšené reakce PPI a PPF v intervalech 120 ms a 2000 ms na dané typy stimulů a snížené reakce na stimuly, které bylo nutné ignorovat. [9]
• Amplituda úlekové odezvy se zvyšuje se zvyšujícím se hlukem pozadí a také s prodlužováním prepulsu.
• Při stabilním šumu na pozadí je úleková odezva silnější než u pulzujícího šumu na pozadí. [deset]

Porušení PPI

Výzkum poruch PPI se provádí u lidí a mnoha dalších druhů. Nejvíce studované deficity PPI u schizofrenie , i když jsou typické nejen pro toto onemocnění. Jsou také zaznamenány u panické poruchy , (Ludewig, et al., 2005), schizotypální poruchy osobnosti , [11] obsedantně-kompulzivní poruchy, (Swerdlow et al., 1993), Huntingtonovy choroby, [12] enurézy , deficitu pozornosti (Ornitz et al. 1992) a Tourettův syndrom (Swerdlow et al. 1994; Castellanos et al. 1996). Podle jedné studie mají lidé s epilepsií temporálního laloku a psychózou nedostatek PPI, zatímco forma onemocnění bez psychózy nebyla nalezena. [13] Nedostatky PPI tedy nejsou spojeny s konkrétním onemocněním, ale s poruchami určitých neurospojení.

Nedostatek PPI u schizofrenie

Pokles PPI byl popsán v mnoha pracích o schizofrenii . První zmínka pochází z roku 1978 . [14] Odchylky byly zaznamenány i u zdravých příbuzných pacientů. [15] [16] Jedna studie ukázala, že když byla pozornost zaměřena na prepuls, pacienti nezaznamenali zvýšení PPI. [17] Dopamin , který hraje významnou roli u schizofrenie, reguluje filtrování senzomotorických informací u hlodavců. [18] [19] Tato zjištění jsou v souladu s hypotetickými popisy dopaminových mechanismů onemocnění, které mohou být spojeny s procesy senzorického přetížení a fragmentace kognitivních procesů.

Bylo prokázáno, že antipsychotika zvyšují u pacientů PPI, větší účinek vykazují atypická neuroleptika . Pohlavní rozdíly v reakci u pacientů se neliší od těch u zdravých lidí: u mužů je inhibice silnější. Pacienti vykazují specifický deficit PPI v intervalu 60 ms, dokonce i při terapii tento interval poskytuje sníženou inhibiční odpověď. [dvacet]

Bylo zjištěno, že u kuřáků je PPI vyšší než u nekuřáků a nejsilnější inhibice byla zaznamenána u nejvíce kouřených pacientů. [20] [21] Toto zjištění je v souladu s údaji o závislosti pacientů na cigaretách . Asi 70 % pacientů kouří [22] a mnozí vykouří více než 30 cigaret denně. [23] Snad to nějak zlepšuje stav pacientů. Některé studie zaznamenaly asociaci schizofrenie s geny CHRNA7 a CHRFAM7A kódujícími podjednotky nikotinového receptoru , ale jiné studie takovou korelaci nenalezly. [24] [25] Na rozdíl od očekávání mají myši s knockoutem alfa7 receptoru normální PPI . [26]

Zvířecí modely snížení PPI

Probíhá aktivní výzkum PPI u zvířat s cílem lépe porozumět a modelovat schizofrenii. [27] Způsoby generování poruch PPI podobných schizofrenii, jak je shrnuli Geyer et al., zapadají do čtyř modelů: [28]

• Narušení PPI agonisty dopaminového receptoru. Používá se při hledání antipsychotik.
• Použití agonistů serotoninového 5-HT2 receptoru
• Použití antagonistů NMDA
• Zásah do vývojového procesu (chov zvířete v izolaci, zbavení komunikace s matkou). Na těchto zvířatech se testují různé léky a zvýšení inhibice je považováno za indikaci možného antipsychotického účinku.

Geny spojené s PPI

• FABP7 , marker radiální glie  - asociace s PPI u myší, asociace se schizofrenií u lidí. [29]

• 5-HT2A , kódující serotoninový receptor . [třicet]

• Bodový knockout genu NCDN u myší snižuje PPI o 20 %. [31]

Odkazy

• Deficity prepulzní inhibice předpovídají funkční potíže u schizofrenie  — Fórum pro výzkum schizofrenie. Recenze publikace. [1] Překlad: Prepulzní inhibice (PPI) a úroveň fungování u schizofrenních pacientů  (odkaz není k dispozici) .

Poznámky

1. ↑ 1 2 Swerdlow NR, Light GA, Cadenhead KS, Sprock J., Hsieh MH, Braff DL Deficity šokového hradlování u velké kohorty pacientů se schizofrenií: vztah k lékům, symptomy, neurokognice a úroveň  funkce / Arch. Gen. Psychiatrie : deník. - 2006. - prosinec ( roč. 63 , č. 12 ). - S. 1325-1335 . - doi : 10.1001/archpsyc.63.12.1325 . — PMID 17146007 .  (nedostupný odkaz)
2. ↑ Graham FK (1975). Více či méně překvapivé účinky slabé předstimulace. Psychophysiology 12: 238-248. PMID 1153628
3. ↑ Swerdlow NR, Geyer MA, Braff DL. (2001) Nervové obvody prepulzní inhibice úleku u potkanů: současné znalosti a budoucí výzvy. Psychofarmakologie 2001; 156:194-215. https://dx.doi.org/10.1007/s002130100799 PMID 11549223
4. ↑ Paylor R, Crawley JN. (1997) Inbrední kmenové rozdíly v prepulzní inhibici reakce leknutí myší. Psychopharmacology 1997; 132:169-180. https://dx.doi.org/10.1007/s002130050333 PMID 9266614
5. ↑ Aasen I, Kolli L, Kumari V. Sexuální účinky v prepulzní inhibici a usnadnění reakce akustického úleku: důsledky pro farmakologické a léčebné studie. J Psychopharmacol. leden 2005;19(1):39-45. PMID 15671127
6. ↑ Hoffman HS, Stitt CL. Inhibice reflexu glabely monoaurální a binaurální stimulací. J Exp Psychol Hum Percept Provést. 1980 List;6(4):769-76. PMID 6449543
7. ↑ Kumari V, Fannon D, Sumich AL, Sharma T. (2007) Úlekové vrátkování u pacientů se schizofrenií v první epizodě naivní antipsychotiky: Jedno ucho je lepší než dvě. Psychiatry Res. 21. března 2007; [Epub před tiskem] PMID 17382404
8. ↑ Amsterdam; New York: Elsevier, 2001 Přitažlivost, rozptýlení a akce: více pohledů na zachycení pozornosti ; Charles L. Folk, Bradley S. Gibson. ISBN 0-444-50676-4 Knihy Google Archivováno 11. listopadu 2012 na Wayback Machine
9. ↑ Filion DL, Dawson ME, Schell AM. (1993) Modifikace akustického úlekového-reflexního mrknutí: nástroj pro vyšetřování časných a pozdních procesů pozornosti. Biol Psychol. 1993 Jul;35(3):185-200. PMID 8218613
10. ↑ Hoffman, H., Fleshler, M. (1963, 6. září). Úleková reakce: Modifikace akustickou stimulací na pozadí. Science, 141, 928-930. PMID 14043340
11. ↑ Cadenhead KS, Geyer MA, Braff DL. Zhoršená inhibice a habituace úlekového prepulsu u pacientů se schizotypovou poruchou osobnosti. Am J Psychiatrie. Prosinec 1993;150(12):1862-7 PMID 8238643
12. ↑ Swerdlow NR, Paulsen J, Braff DL, Butters N, Geyer MA, Swenson MR. Zhoršená prepulzní inhibice akustické a hmatové úlekové reakce u pacientů s Huntingtonovou chorobou. J Neurol Neurosur Psychiatry 1995; 58:192-200. PMID 7876851
13. ↑ Morton, N., Gray, NS, Mellers, J., Toone, B., Lishman, WA, & Gray, JA (1994). Prepulzní inhibice u epilepsie temporálního laloku. Schizofrenický výzkum, 15, 191.
14. ↑ Braff D, Stone C, Callaway E, Geyer M, Glick I, Bali L. Prestimulační účinky na lidský úlekový reflex u normálních a schizofreniků. Psychofyziologie. 1978 Jul;15(4):339-43. PMID 693742
15. ↑ Kumari V, Das M, Zachariah E, Ettinger U, Sharma T. Snížená prepulzní inhibice u nepostižených sourozenců pacientů se schizofrenií. Psychofyziologie. 2005 září;42(5):588-94. PMID 16176381
16. ↑ Cadenhead KS, Swerdlow NR, Shafer KM, Diaz M, Braff DL. Modulace úlekové reakce a úlekové laterality u příbuzných schizofrenních pacientů au subjektů se schizotypální poruchou osobnosti: důkazy inhibičních deficitů. Am J Psychiatrie. říjen 2000;157(10):1660-8. Erratum v: Am J Psychiatry 2000 Nov; 157 (11): 1904. PMID 11007721
17. ↑ Hazlett EA, Romero MJ, Haznedar MM, New AS, Goldstein KE, Newmark RE, Siever LJ, Buchsbaum MS. (2007) Nedostatečná modulace pozornosti úlekového mrkání je spojena se závažností symptomů ve spektru schizofrenie. Výzkum schizofrenie 2007 1. května; PMID 17478083
18. ↑ Mansbach RS, Geyer MA, Braff DL. (1988) Dopaminergní stimulace narušuje senzomotorické hradlování u krys. Psychopharmacology 1988; 94:507-514. PMID 3131796
19. ↑ Swerdlow NR, Keith VA, Braff DL, Geyer MA. (1991) Účinky spiperonu, raclopridu, SCH 23390 a klozapinu na apomorfinovou inhibici senzomotorického hradlování úlekové reakce u krys. J Pharmacol Exp Ther 1991; 256:530-536. PMID 1825226
20. ↑ 1 2 Swerdlow NR, Light GA, Cadenhead KS, Sprock J, Hsieh MH, Braff DL. (2006) U velké skupiny pacientů se schizofrenií překvapí deficity hradlování. Arch Gen Psych. prosinec 2006;63:1325-1335. PMID 17146007
21. ↑ Kumari V, Soni W, Sharma T. Vliv kouření cigaret na prepulzní inhibici akustické úlekové reakce u schizofrenie. Hum Psychopharmacol. červen 2001;16(4):321-326. PMID 12404567
22. ↑ Leonard S, Adler LE, Benhammou K, Berger R, Breese ČR, Drebing C, Gault J, Lee MJ, Logel J, Olincy A, Ross RG, Stevens K, Sullivan B, Vianzon R, Virnich DE, Waldo M, Walton K, Freedman R. Kouření a duševní onemocnění. Pharmacol Biochem Behav 2001;70:561-70
23. ↑ De Leon J, Tracy J, McCann E, Mcgrory A, Diaz F. Schizofrenie a kouření tabáku: studie replikace v jiné psychiatrické nemocnici v USA. Schizophrenia Research 2002;56:55-65
24. ↑ Přehled genů všech publikovaných studií schizofrenie-asociace pro CHRFAM7A Archivováno 27. září 2007.  — Genová databáze schizofrenie.
25. ↑ Přehled genů všech publikovaných studií schizofrenie-asociace pro CHRNA7 Archivováno 27. září 2007.  — Genová databáze schizofrenie
26. ↑ Paylor R, Nguyen M, Crawley JN, Patrick J, Beaudet A, Orr-Urtreger A. Podjednotky nikotinového receptoru alfa7 nejsou nutné pro učení závislé na hipokampu nebo senzomotorické hradlování: charakteristika chování myší s deficitem alfa7. LearnMem 1998; 5:302-316
27. ↑ Swerdlow NR, Geyer MA. (1998) Použití zvířecího modelu deficitního senzomotorického vrátkování ke studiu patofyziologie a nové léčby schizofrenie. Schizophr Bull 1998; 24:285-301 PMID 9613626 volný plný text
28. ↑ Geyer, MA, Krebs-Thomson, K, Braff, DL, Swerdlow, NR. Farmakologické studie modelů prepulzní inhibice deficitů senzomotorického hradlování u schizofrenie: přehled desetiletí. Psychofarmakologie 2001; 156:117-154. PMID 11549216
29. ↑ Watanabe A., Toyota T., Owada Y., et al . Fabp7 mapuje kvantitativní znakový lokus pro endofenotyp schizofrenie  (anglicky)  // PLoS Biol.  : deník. - 2007. - Listopad ( ročník 5 , č. 11 ). —P.e297 . _ - doi : 10.1371/journal.pbio.0050297 . — PMID 18001149 .
30. ↑ Maier W., Mössner R., Quednow BB, Wagner M., Hurlemann R. Od genů k psychózám a zpět: role 5HT2alfa-receptoru a prepulzní inhibice u schizofrenie  //  Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci : deník. - 2008. - Listopad ( sv. 258 Suppl 5 ). - str. 40-3 . - doi : 10.1007/s00406-008-5011-5 . — PMID 18985293 .
31. ↑ Vědecká publikace v časopise Science a recenze na tematickém portálu:
    • Wang H., Westin L., Nong Y., Birnbaum S., Bendor J., Brismar H., Nestler E., Aperia A., Flajolet M., Greengard P. Norbin je endogenní regulátor signalizace metabotropního glutamátového receptoru 5  (anglicky)  // [[Věda (žurnál)|Věda]] : časopis. - 2009. - prosinec ( roč. 326 , č. 5959 ). - S. 1554-1557 . - doi : 10.1126/science.1178496 . — PMID 20007903 .
    • Archivováno z originálu 29. listopadu 2010, Meet Norbin—Behind the Scenes Player at mGluR5 . - "Seznamte se s Norbinem, zákulisním pomocníkem mGluR5 " - Schizophrenia Research Forum , prosinec 2009.