The participation of monoamines in the realization of vasopressin analgesic effects during electrical stimulation of paws in rats

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Arginine vasopressin has been implicated in the modulation of stress and pain. The influence of a synthetic analogue of arginine vasopressin, 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin, оn pain sensitivity, stress reactivity, levels of monoamines and brain neurotrophic factor in a model of paw electrical stimulation in rats has not been studied.

AIM: The aim was to evaluate the effect of a synthetic vasopressin analog, 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin, on pain sensitivity and the content of norepinephrine, serotonin, dopamine, brain neurotrophic factor in the parietal cortex and spinal cord in electrocutaneous paw stimulation test in rats.

MATERIALS AND METHODS: The study was conducted on male Wistar rats who were injected with 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin intranasally once a day for 5 days in small (single 20 ng, course 100 ng) and large doses (single 2 ug, course 10 ug). The content of brain neurotrophic factor in the parietal cortex and spinal cord, and corticosterone in blood serum were determined using enzyme immunoassay. The levels of norepinephrine, serotonin, dopamine and their metabolites in the brain were evaluated using high-performance liquid chromatography.

RESULTS: 1-Deamino-8-D-arginine-vasopressin in different doses reduced pain sensitivity in rats, more pronounced when administered in large doses. The peptide in small doses in the parietal cortex increased the content of dopamine and reduced the levels of 5-hydroxyindolacetic acid, a metabolite of serotonin; in the spinal cord, it reduced the content of 5-hydroxyindolacetic acid. 1-Deamino-8-D-arginine-vasopressin in high doses in the parietal cortex increased the content of dopamine and reduced the levels of 5-hydroxyindolacetic acid; in the spinal cord ― reduced the content of serotonin and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid, a metabolite of dopamine; increased the levels of norepinephrine and homovanilic acid, a metabolite of dopamine. The peptide had no effect on corticosterone levels in the blood and brain neurotrophic factor levels in the brain in rats.

CONCLUSIONS: The analgesic effects of 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin were revealed with intranasal administration in different subendocrine doses. Regardless of the administered doses, dopamine and serotonin at the supraspinal level were involved in peptide-induced anesthesia; serotonin at the spinal cord level. More pronounced analgesia with the administration of 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin in high doses was due to the additional involvement of dopamine and norepinephrine at the spinal cord level.

About the authors

Alexandra A. Nikitina

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: doknikitina@ya.ru
ORCID iD: 0009-0009-7481-6620
SPIN-code: 5649-2050

Postgraduate Student, Pavlov Department of Physiology

Russian Federation, Saint Petersburg

Svetlana G. Belokoskova

Institute of Experimental Medicine

Email: belokoskova.sg@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-0552-4810
SPIN-code: 4317-6620

MD, Dr. Sci. (Medicine), Senior Researcher, Pavlov Department of Physiology

Russian Federation, Saint Petersburg

Victoria A. Maystrenko

Institute of Experimental Medicine

Email: sch_viktoriya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7004-7873
SPIN-code: 4842-2576

Junior Researcher, Pavlov Department of Physiology

Russian Federation, Saint Petersburg

Nina S. Pestereva

Institute of Experimental Medicine

Email: pesterevans@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3104-8790
SPIN-code: 1088-6479

Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher, Pavlov Department of Physiology

Russian Federation, Saint Petersburg

Tatiana V. Tyutyunnik

Institute of Experimental Medicine

Email: t.tanjon11@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2427-9355
SPIN-code: 5440-6221

Postgraduate Student, Research Assistant, Pavlov Department of Physiology

Russian Federation, Saint Petersburg

Marina N. Karpenko

Institute of Experimental Medicine

Email: mnkarpenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1082-0059
SPIN-code: 6098-2715

Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of the Laboratory of Neurochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey G. Tsikunov

Institute of Experimental Medicine

Email: secikunov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7097-1940
SPIN-code: 7771-1940

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Head of the Laboratory of Psychophysiology of Emotions

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Belokoskova SG, Tsikunov SG. Vasopressin in the regulation of brain functions. Saint Petersburg: Art Express; 2020. 253 p. (In Russ.)
  2. Kordower JH, Bodnar RJ. Differential effects of dPTyr(Me)AVP, a vasopressin antagonist, upon foot shock analgesia. Int J Neurosci. 1985;28(3–4):269–278. doi: 10.3109/00207458508985394
  3. Thurston CL, Campbell IG, Culhane ES, et al. Characterization of intrathecal vasopressin-induced antinociception, scratching behavior, and motor suppression. Peptides. 1992;13(1):17–25. doi: 10.1016/0196-9781(92)90135-p
  4. Schorscher-Petcu A, Sotocinal S, Ciura S, et al. Oxytocin-induced analgesia and scratching are mediated by the vasopressin-1A receptor in the mouse. J Neurosci. 2010;30(24):8274–8284. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1594-10.2010
  5. Belokoskova SG, Tsikunov SG. Efficacy of selective agonist v2 vasopressin receptor, 1-dezamino-8-D-arginine-vasopressin, in the treatment of pain in patients with degenerative-dystrophic diseases of the spine. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2016;14(3):58–65. EDN: WWUKHN doi: 10.17816/RCF14358-65
  6. Merighi A, Salio C, Ghirri A, et al. BDNF as a pain modulator. Prog Neurobiol. 2008;85:297–317. doi: 10.1016/j.pneurobio.2008.04.004
  7. Obata H. Analgesic mechanisms of antidepressants for neuropathic pain. Int J Mol Sci. 2017;18(11):2483. doi: 10.3390/ijms18112483
  8. Jacob SN, Nienborg H. Monoaminergic neuromodulation of sensory processing. Front Neural Circuits. 2018;12:51. doi: 10.3389/fncir.2018.00051
  9. Belokoskova SG, Krytskaya DV, Beznin GV, et al. 1-Desamino-8-D-arginin-vasopressin, DDAVP, increases the content of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in blood plasma of rats in model of post-traumatic stress disorder. Medical Academic Journal. 2020;20(4):27–34. EDN: WPADRT doi: 10.17816/MAJ46393
  10. Zhou AW, Li WX, Guo J, et al. Facilitation of AVP(4-8) on gene expression of BDNF and NGF in rat brain. Peptides. 1997;18(8):1179–1187. doi: 10.1016/s0196-9781(97)00184-8
  11. Barrot M. Tests and models of nociception and pain in rodents. Neuroscience. 2012;211:39–50. doi: 10.1016/j.neuroscience.2011.12.041
  12. Bali A, Jaggi AS. Electric foot shock stress: a useful tool in neuropsychiatric studies. Rev Neurosci. 2015;26(6):655–677. doi: 10.1515/revneuro-2015-0015
  13. Yaushkina NI. Stress-induced analgesia: the role of the HPA axis hormones. Integrative Physiology. 2020;1(1):23–31. doi: 10.33910/2687-1270-2020-1-1-23-31
  14. Zubov AS, Ivleva IS, Pestereva NS, et al. Glibenclamide alters serotonin and dopamine levels in the rat striatum and hippocampus, reducing cognitive impairment. Psychopharmacology (Berl). 2022;239(9):2787–2798. doi: 10.1007/s00213-022-06159-9
  15. Nikitina AA, Belokoskova SG, Tsikunov SG. Neurochemical changes in the brain during vasopressin administration in different types of pain in rats. In: Proceedings of the XXV Scientific school-conference of young scientists on the Physiology of Higher Nervous Activity and Neurophysiology. Moscow, October 26–27, 2022. P. 215–220. (In Russ.) EDN: IVPUZU doi: 10.24412/CL-36993-2022-1-215-221
  16. Kjaer A. Vasopressin as a neuroendocrine regulator of anterior pituitary hormone secretion. Acta Endocrinol (Copenh). 1993;129(6):489–496. doi: 10.1530/acta.0.1290489
  17. Williams TD, Lightman SL, Leadbeater MJ. Hormonal and cardiovascular responses to DDAVP in man. Clin Endocrinol (Oxf). 1986;24(1):89–96. doi: 10.1111/j.1365-2265.1986.tb03258.x
  18. Foppiani L, Sessarego P, Valenti S, et al. Lack of effect of desmopressin on ACTH and cortisol responses to ovine corticotropin-releasing hormone in anorexia nervosa. Eur J Clin Invest. 1996;26(10):879–883. doi: 1365-2362.1996.tb02133

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Effect of 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin (DDAVP) on pain sensitivity in electrocutaneous paw stimulation test in rats (M ± SEM, mA). * Difference from control group at p < 0.001; # difference before and after administration of DDAVP at p < 0.0001

Download (114KB)
3. Fig. 2. Percentage of analgesia upon administration of 1-deamino-8-D-arginine-vasopressin (DDAVP) in electrocutaneous paw stimulation test in rats. * Difference from saline administration at p < 0.03; ** difference from saline administration at p < 0.001; # difference between small and large doses of DDAVP at p < 0.02

Download (95KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».