Citalopram a metabolizm – nowe odkrycia w badaniach na modelu mysim

Czy citalopram wpływa na metabolizm?

Citalopram a parametry metaboliczne – badanie na modelu mysim rzuca nowe światło na wpływ terapii antydepresyjnej

Pacjenci z chorobami psychiatrycznymi wykazują zwiększoną chorobowość i śmiertelność, krótszą oczekiwaną długość życia oraz niższą jakość życia w porównaniu z populacją ogólną. Wynika to zarówno z samego zaburzenia psychicznego, jak i towarzyszących mu chorób współistniejących, często o charakterze metabolicznym i sercowo-naczyniowym. Współwystępowanie tych patologii prawdopodobnie wiąże się z subklinicznym stanem zapalnym i podwyższonym poziomem cytokin prozapalnych, choć dokładny mechanizm pozostaje nieznany. “Choroby współistniejące wynikają z kombinacji predyspozycji genetycznych, czynników związanych ze stylem życia, samej choroby psychiatrycznej oraz stosowanej terapii psychofarmakologicznej” – wskazują autorzy badania.

Wiele leków psychofarmaceutycznych, w tym selektywne inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI), które często stosowane są jako leki pierwszego wyboru, wywołuje metaboliczne działania niepożądane. Początkowo w związku z terapią antydepresantami SSRI obserwowano utratę masy ciała. Jednak długotrwałe stosowanie tych leków, przekraczające rok, prowadzi do przyrostu masy ciała i powikłań metabolicznych, takich jak dyslipidemia, insulinooporność i zespół metaboliczny.

Istnieje kilka możliwych wyjaśnień związku między terapią antydepresyjną a zespołem metabolicznym. Obejmują one powinowactwo do receptorów serotoninowych, histaminowych i innych, które wpływają na przyjmowanie pokarmu i wydatkowanie energii. Wspólnym czynnikiem jest również podobna patofizjologia zaburzeń metabolicznych i psychicznych, które skutkują zwiększoną produkcją hormonów prozapalnych. Do zaburzeń metabolicznych może przyczyniać się również działanie antydepresantów na adipokiny – hormony uwalniane z tkanki tłuszczowej, które odgrywają rolę w wykorzystaniu glukozy i kontrolują przyjmowanie pokarmu w podwzgórzu. Ekspresja tych hormonów zmienia się również wraz ze zmianami w tkance tłuszczowej podczas rozwoju zespołu metabolicznego. Zmiany w poziomach adipokin zaobserwowano zarówno w chorobie depresyjnej, jak i w terapii antydepresyjnej.

Przyrost masy ciała i inne negatywne efekty dotyczące metabolizmu energetycznego są częstymi działaniami niepożądanymi wielu leków psychofarmaceutycznych. Najbardziej narażeni są pacjenci przyjmujący leki przeciwpsychotyczne, zwłaszcza drugiej generacji. Atypowe leki przeciwpsychotyczne mają bardziej wyraźne i częstsze efekty metaboliczne w porównaniu z antydepresantami. Jednak ponieważ antydepresanty są przepisywane znacznie częściej niż leki przeciwpsychotyczne, ogólny wpływ ich efektów metabolicznych na populację jest znaczny.

Jakie metody badawcze zastosowano w eksperymencie?

Badacze postanowili skupić się na citalopramie, jednym z najczęściej przepisywanych antydepresantów, aby ocenić zmiany w poziomie wybranych parametrów metabolicznych w związku z krótko- i długotrwałym podawaniem tego leku oraz jego długotrwałym połączeniem ze specjalną dietą u myszy laboratoryjnych. Eksperyment miał na celu obserwację zmian w poziomach surowicy wybranych parametrów metabolicznych w odniesieniu do krótko- i długoterminowego podawania citalopramu i jego długoterminowego połączenia ze specjalną dietą u myszy laboratoryjnych. W celu zbadania dynamiki tych zmian, eksperyment został zaprojektowany z grupą krótkoterminową (1 tydzień) i kilkoma grupami długoterminowymi (5 tygodni). Badanie monitorowało parametry metabolizmu glukozy i lipidów, a także poziomy wybranych adipokin zaangażowanych w regulację przyjmowania pokarmu i metabolizmu. Zastosowanie specjalnej diety miało na celu odtworzenie współchorobowości metabolicznej i niezdrowego stylu życia doświadczanego przez niektórych pacjentów.

Eksperyment przeprowadzono na 45 samcach myszy laboratoryjnych C57BL/6N (uzyskanych od Velaz s.r.o, Praga, Czechy). Samce wybrano do tego badania, ponieważ cykl estralny samic może powodować wahania w metabolizmie, takie jak zmiany w poborze i wydatkowie energii, różnicowaniu adipocytów i masie białej tkanki tłuszczowej, metabolizmie lipidów oraz wydzielaniu adipokin.

Po tygodniu aklimatyzacji siedmiotygodniowe myszy zostały losowo podzielone na 5 grup po 9 zwierząt: grupę kontrolną (CTR), grupę kontrolną ze specjalną dietą (CTR DIET), grupę leczoną citalopramem przez 35 dni (CIT), grupę leczoną citalopramem ze specjalną dietą przez 35 dni (CIT DIET) oraz grupę leczoną citalopramem przez 7 dni (CIT 7).

Zwierzęta były trzymane w grupach po 4-5 myszy w klatce w standardowych warunkach (12-godzinny naturalny cykl światło-ciemność, 23°C ± 1°C, względna wilgotność 50-60%). Miały nieograniczony dostęp do wody i karmy – standardowej karmy dla myszy (Biostan Mypo, Biokron s r.o., Blucina, Republika Czeska) lub specjalnej diety, w zależności od grupy. Specjalna dieta składała się ze standardowej karmy dla myszy z dodatkiem sacharozy i cholesterolu w celu zwiększenia zawartości węglowodanów i lipidów. Była ona specjalnie przygotowana przez producenta, a jej dokładny skład jest szczegółowo opisany w dodatkowej tabeli online. Spożycie pokarmu i wody było dostępne ad libitum, a masa ciała zwierząt i spożycie paszy były monitorowane dwa razy w tygodniu.

W grupach leczonych citalopram (Seropram® inf, Lundbeck, Kopenhaga, Dania) był podawany dootrzewnowo w dawce 10 mg/kg/dzień, podczas gdy grupy kontrolne otrzymywały nośnik, tj. sól fizjologiczną, w tym samym czasie (codziennie o 9:00). Citalopram lub roztwór soli fizjologicznej podawano przez 5 tygodni (z wyjątkiem grupy C7, która otrzymywała citalopram tylko przez ostatnie 7 dni przed zakończeniem eksperymentu).

Wszystkie procedury opieki nad zwierzętami i procedury eksperymentalne były zgodne z prawem krajowym respektującym Dyrektywę 2010/63/UE i zostały zatwierdzone przez Komisję Opieki nad Zwierzętami Uniwersytetu Weterynaryjnego i Farmaceutycznego w Brnie oraz przez Ministerstwo Edukacji, Młodzieży i Sportu Republiki Czeskiej (nr ref. MSMT-13558/2016-3).

Po opisanym czasie podawania zwierzęta były głodzone przez 12 godzin, następnie uśmiercone, a krew pobrana w znieczuleniu ogólnym wywołanym izofluranem (Forane®; AbbVie, North Chicago, IL, USA). Zebrana krew została odwirowana (10 minut przy 1,917 g), a uzyskane surowice zamrożono i później wykorzystano do spektrofotometrycznej analizy biochemicznej podstawowych parametrów (HDL, LDL, cholesterol całkowity, trójglicerydy i glukoza) przy użyciu zestawów BioVendor oraz do oznaczenia poziomów adipokin i cytokin w surowicy za pomocą ELISA na czytniku Bio-Plex® przy użyciu zestawów Bio-Rad.

Dane wynikowe przedstawiono jako średnie obserwowanych wartości i odchylenia standardowe (SD). Do statystycznej oceny grup eksperymentu 5-tygodniowego zastosowano dwuczynnikową ANOVA i późniejszy test post hoc Tukeya. Test t-Studenta zastosowano do oceny różnicy między grupami CTR (kontrolną) i CIT 7 (krótkoterminowy 7-dniowy citalopram bez diety). Wszystkie analizy obejmują 9 zwierząt na grupę. Normalność danych sprawdzono za pomocą histogramu. Do zgłaszania korelacji zastosowano współczynnik korelacji Pearsona. Wartość p < 0,05 przyjęto jako próg istotności statystycznej. Dane analizowano przy użyciu GraphPad Prism 6 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA).

Jakie rezultaty uzyskano w eksperymencie?

Wyniki badania przyniosły kilka interesujących obserwacji. W zakresie masy ciała i spożycia pokarmu, przy średniej masie początkowej 23,15 g ± 0,62 g i średniej masie końcowej 25,5 g ± 1,32 g, dane dotyczące masy ciała są przedstawione jako względny przyrost masy ciała na koniec 5-tygodniowego eksperymentu w porównaniu z początkiem. Zaobserwowano znacząco niższy przyrost masy ciała z powodu citalopramu (F(1, 31) = 10,24, p = 0,0032) i brak istotnej zmiany spowodowanej dietą.

Skumulowane spożycie pokarmu jest przedstawione ze względu na warunki mieszkaniowe. Reprezentuje ono całkowitą paszę spożytą przez grupę w trakcie eksperymentu. Choć grupy na diecie spożywały nieco więcej pokarmu, różnica nie była istotna. Tabela 1 i Rysunek 1 zawierają dodatkowe szczegóły dotyczące zmian masy ciała i spożycia pokarmu.

W odniesieniu do metabolizmu lipidów, badacze zaobserwowali istotne zmiany w spektrum lipidowym już po tygodniu podawania citalopramu. “Zaobserwowaliśmy wzrost cholesterolu całkowitego (p = 0,002), cholesterolu LDL (p < 0,0001), cholesterolu HDL (p = 0,03) i trójglicerydów (p = 0,03) w porównaniu z grupą kontrolną" – piszą autorzy badania. Poziomy cholesterolu pozostały wysokie również w 5-tygodniowym eksperymencie z powodu specjalnej diety – dotyczy to cholesterolu całkowitego (F(1, 32) = 144,7, p < 0,0001) i LDL (F(1, 32) = 541,5, p < 0,0001). Poziomy cholesterolu HDL były obniżone przez specjalną dietę (F(1, 32) = 10,96, p = 0,0023) i zwiększone przez citalopram (F(1, 32) = 6,623, p = 0,0149).

Indeks aterogenności (AI) został obliczony dla każdego zwierzęcia na podstawie danych dotyczących cholesterolu przy użyciu wzoru AI = (cholesterol całkowity – cholesterol HDL)/cholesterol HDL. AI był znacząco podwyższony przez dietę (F(1, 32) = 248,3, p < 0,0001), ale nie był zmieniony przez citalopram i pozytywnie korelował z poziomami cholesterolu LDL (r = 0,9971, p = 0,0002).

Poziomy trójglicerydów były obniżone po 5-tygodniowym eksperymencie z powodu wpływu diety (F(1, 32) = 92,53, p < 0,0001), ale głównie zaobserwowano istotną interakcję między efektami diety i citalopramu (F(1, 32) = 6,251, p = 0,0177). Dalsza analiza prostego efektu głównego wykazała, że citalopram nie wpływa dodatkowo na poziomy TGL, gdy obecna jest dieta (p = 0,0659), ale obniża je bez diety (p = 0,006), tj. dieta wpływa na poziomy TGL bardziej niż citalopram. Dalsze informacje można znaleźć w Tabeli 1 i na Rysunku 2.

W zakresie metabolizmu glukozy, analiza nie wykazała istotnych zmian po 1 tygodniu podawania citalopramu, ale pewne zmiany w metabolizmie glukozy w 5-tygodniowym okresie. Test ANOVA wykazał zmiany w poziomach glukozy w surowicy z powodu dwóch czynników – citalopramu (F(1, 32) = 6,038, p = 0,0196) i specjalnej diety (F(1, 32) = 4,609, p = 0,0395). W porównaniu poszczególnych grup testem post hoc tylko obecność obu czynników (grupa CIT DIET) w porównaniu z CTR okazała się istotna (p = 0,0135).

Zaobserwowano również zwiększone poziomy peptydu insulinotropowego zależnego od glukozy (GIP) przez citalopram (F(1, 31) = 5,177, p = 0,03) i zwiększony glukagon przez specjalną dietę (F(1, 29) = 8,429, p = 0,007). W przypadku GIP i glukagonu istotny wynik ANOVA nie był jednak potwierdzony istotnym wynikiem testu post hoc, możliwe, że z powodu małej wielkości grupy. Poziomy insuliny i GLP-1 nie wykazywały żadnych istotnych zmian. Dodatkowe szczegóły znajdują się w Tabeli 1 i na Rysunku 3.

Jakie zmiany wykazano w poziomach adipokin?

Badacze ocenili poziomy w surowicy wybranych adipokin i hormonów istotnych dla metabolizmu lipidów i cukrów i/lub rozwoju zespołu metabolicznego – mianowicie leptyny, greliny, rezystyny i inhibitora aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1). Nie stwierdzono żadnej istotnej różnicy w poziomach adipokin w surowicy po 1 tygodniu podawania citalopramu.

W teście ANOVA grup w 5-tygodniowym eksperymencie stwierdzono znaczący wzrost poziomów leptyny z powodu specjalnej diety (F(1, 31) = 8,260, p = 0,0073) i obniżone poziomy leptyny w surowicy w grupach z citalopramem (F(1, 31) = 8,976, p = 0,0053). Dodatkowo zaobserwowano wysoce istotny wzrost poziomów PAI-1 w surowicy spowodowany specjalną dietą (F(1, 30) = 49,67, p < 0,0001). Nie zaobserwowano istotnych zmian w poziomach greliny lub rezystyny w surowicy. Dalsze informacje można znaleźć w Tabeli 1 i na Rysunku 4.

Statystycznie istotne zmniejszenie poziomów leptyny po podaniu citalopramu koreluje z doświadczeniem klinicznym, chociaż opisane przypadki dotyczą wskazań citalopramu innych niż depresja. Citalopram prawdopodobnie powoduje obniżenie poziomów leptyny zarówno w modelach zwierzęcych, jak i u ludzi.

PAI-1, adipokina i hormon śródbłonka, działa jako czynnik antyfibrynolityczny i prozakrzepowy. Podwyższone poziomy PAI-1 są związane z ryzykiem miażdżycy i są powiązane z otyłością, insulinoopornością, zespołem metabolicznym i wyższymi poziomami cytokin prozapalnych. Na końcu eksperymentu zaobserwowano znaczący wzrost poziomów PAI-1 w grupach ze specjalną dietą, podobnie jak innych czynników proaterogennych, takich jak cholesterol LDL.

Badania przeprowadzone w praktyce klinicznej i na modelach zwierzęcych wykazały obniżony poziom PAI-1 po podaniu SSRI u pacjentów z depresją i u zwierząt z fenotypem podobnym do depresji. Dostosowanie podwyższonych poziomów PAI-1 z powodu terapii antydepresyjnej sugeruje możliwą rolę tego hormonu w patofizjologii zaburzeń psychicznych. W tym eksperymencie bez modelu depresji nie było istotnych zmian w poziomach PAI-1 po podaniu citalopramu.

Rezystyna, adipokina badana pod kątem jej potencjalnej roli w insulinooporności, ma niepewny wpływ na metabolizm glukozy. Może służyć jako biomarker stanu zapalnego w zespole metabolicznym ze względu na pozytywną korelację z występowaniem insulinooporności i poziomem cytokin prozapalnych. Izolowane badania kliniczne u pacjentów z depresją pokazują potencjał niektórych antydepresantów do zmniejszania poziomów rezystyny, ale tylko u pacjentów, którzy reagują na leczenie farmakologiczne. Jednak poziomy rezystyny pozostają niezmienione u pacjentów, którzy nie osiągają remisji. Wyniki tego badania na zwierzętach pokazują, że nie było istotnej zmiany w poziomach rezystyny. Można zatem stwierdzić, że ani specjalna dieta, ani podawanie citalopramu nie ma istotnego wpływu na poziomy rezystyny u myszy C57BL/6.

Grelina jest hormonem żołądkowo-jelitowym, który stymuluje apetyt w podwzgórzu. Grelina wzrasta podczas głodzenia i zmniejsza się po posiłku. Prowadzi to do zwiększonego przyjmowania pokarmu i masy ciała. Podczas eksperymentu badacze stwierdzili niewielki wzrost stężenia greliny w surowicy w grupach citalopramowych i nieco większy wzrost poziomów greliny w grupach ze specjalną dietą, czemu towarzyszył niewielki wzrost spożycia paszy. Jednak te zmiany nie były statystycznie istotne. Badania kliniczne badające wpływ terapii antydepresyjnej na stężenie greliny w osoczu ludzkim nie wykazały żadnej istotnej zmiany. Wyniki te sugerują, że citalopram prawdopodobnie nie ingeruje w metabolizm i wydzielanie greliny.

Jakie konsekwencje kliniczne niosą te obserwacje?

Czy wyniki tego badania mogą zmienić podejście do monitorowania metabolicznego pacjentów leczonych antydepresantami SSRI? Citalopram jest ogólnie uważany za metabolicznie obojętny lub korzystny w krótkim okresie. Zaobserwowane zmniejszenie przyrostu masy ciała w porównaniu z kontrolą w tym badaniu potwierdza to twierdzenie. Jednak zaobserwowano również dyslipidemię wywołaną zarówno dietą, jak i citalopramem po zaledwie 1 tygodniu podawania leku. Gdy citalopram i dieta są połączone, efekt diety przeważa, a lek nie zwiększa ani nie modyfikuje (ani nie poprawia, ani nie pogarsza) tego negatywnego efektu.

Na podstawie tych obserwacji można stwierdzić, że citalopram wpływa na niektóre parametry metaboliczne u myszy C57BL/6. Aby uzyskać dalszy wgląd w obserwowane zmiany, interesujące byłoby śledzenie parametrów metabolicznych przez dłuższy okres, podczas którego citalopram jest bardziej ściśle związany z rozwojem zespołu metabolicznego. Dodatkowo, wartościowe byłoby monitorowanie poziomów hormonów stresu i cytokin prozapalnych.

Badanie to podkreśla znaczenie monitorowania parametrów metabolicznych u pacjentów przyjmujących antydepresanty SSRI, szczególnie tych z dodatkowymi czynnikami ryzyka związanymi ze stylem życia. Choć citalopram może początkowo wykazywać korzystny wpływ na masę ciała, długoterminowe skutki dla profilu lipidowego wymagają uwagi klinicznej. Zintegrowane podejście do leczenia pacjentów psychiatrycznych, uwzględniające regularne monitorowanie parametrów metabolicznych i profilaktykę zdrowotną, może być kluczowe dla optymalizacji wyników terapeutycznych i zapobiegania powikłaniom metabolicznym.

Podsumowanie

Przeprowadzone badanie na myszach laboratoryjnych wykazało, że citalopram, jeden z najczęściej przepisywanych antydepresantów, wywiera istotny wpływ na parametry metaboliczne. Podczas pięciotygodniowego eksperymentu zaobserwowano niższy przyrost masy ciała u zwierząt otrzymujących lek. Już po tygodniu stosowania citalopramu odnotowano znaczące zmiany w profilu lipidowym, w tym wzrost poziomu cholesterolu całkowitego, LDL, HDL oraz trójglicerydów. W dłuższej perspektywie lek w połączeniu ze specjalną dietą wpływał na metabolizm glukozy oraz poziomy różnych adipokin, w tym leptyny i PAI-1. Badanie sugeruje konieczność regularnego monitorowania parametrów metabolicznych u pacjentów przyjmujących citalopram, szczególnie w przypadku współistniejących czynników ryzyka związanych ze stylem życia.