Handchir Mikrochir Plast Chir 2002; 34(2): 84-88
DOI: 10.1055/s-2002-32301
Originalarbeit

Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Die Beeinflussung der Regeneration peripherer Nerven durch den β2-Rezeptor-Agonisten Clenbuterol

The Influence on Nerve Regeneration by the β2-Receptor Agonist ClenbuterolO. Frerichs1 , H. Fansa1 , P. Ziems1 , G. Keilhoff2 , W. Schneider1
  • 1 Klinik für Plastische, Wiederherstellungs- und Handchirurgie, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (Direktor: Prof. Dr. W. Schneider)
  • 2 Institut für Medizinische Neurobiologie, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (Direktor: Prof. Dr. G. Wolf)
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Publikationsverlauf

Publikationsdatum:
19. Juni 2002 (online)

Zusammenfassung

Fragestellung

Bei Zellschäden im zentralen Nervensystem zeigt die Applikation von Clenbuterol eine neuroprotektive Wirkung durch die Induktion von Wachstumsfaktoren. Bei Denervation von Skelettmuskeln führt Clenbuterol außerdem zu einer Minderung der Muskelatrophie. Dieser Versuch soll zeigen, ob Clenbuterol auch einen Einfluss auf die Regeneration peripherer Nerven hat.

Methoden und Material

An Versuchsratten wurde der N. ischiadicus vollständig durchtrennt und mikrochirurgisch koaptiert. Je acht Tiere erhielten über einen Zeitraum von vier bzw. sechs Wochen Clenbuterol in einer Dosierung von 100 µg/kg/Tag oral appliziert. Kontrollgruppen erhielten bei gleicher Operation und gleichem Beobachtungszeitraum nur reines Trinkwasser. Die Auswertung erfolgt histologisch, morphometrisch und klinisch. Das Muskelgewicht des M. soleus und des M. extensor digitorum wurde als Ratio zur Gegenseite bestimmt.

Ergebnisse

Die histologische und morphologische Untersuchung zeigten eine signifikant höhere Axonzahl der Clenbuterolgruppen und eine bessere G-Ratio. Das Muskelgewicht war in der Clenbuterolgruppe nach sechs Wochen signifikant erhöht, und in dieser Gruppe konnten mehr Tiere die Zehen spreizen.

Schlussfolgerung

Clenbuterol führt im Tierversuch in einer Dosierung von 100 µg/kg/Tag zu einer positiven Beeinflussung der Regeneration des N. ischiadicus.

Abstract

Purpose

Clenbuterol has shown a neuroprotective action in the central nervous system by induction of growth factors after cellular damage. Additionally, the atrophy of sceletal muscle is attenuated by the application of Clenbuterol after denervation. This experiment was performed to show the influence of Clenbuterol on regeneration of peripheral nerves.

Method and Material

In a rat model, the sciatic nerve was transected and microsurgically coaptated. Eight animals in each group received a daily oral dosage of 100 µg/kg bodyweight during four, respectively six weeks. Two control groups received only drinking water under the otherwise same protocol. The assessment was done histologically, morphometrically and clinically. The weight ratio of the soleus and extensor digitorum muscles of the operated to the contralateral side was measured.

Results

The groups treated with Clenbuterol showed histologically and morphometrically a significantly increased axon count and a better g-ratio. The muscle weight ratio was significantly higher in the Clenbuterol group after six weeks and more animals in this group were able to spread their toes.

Conclusion

The oral application of Clenbuterol in a rodent model shows a positive influence on nerve regeneration.

Literatur

  • 1 Agbenyega E T, Wareham A C. Effect of clenbuterol on normal and denervated muscle growth and contractility.  Muscle Nerve. 1990;  13 199-203
  • 2 Babij P, Booth F W. Clenbuterol prevents or inhibits loss of specific mRNAs in atrophying rat skeletal muscle.  Am J Physiol. 1988;  254 657-660
  • 3 Culmsee C, Semkova I, Krieglstein J. NGF mediates the neuroprotective effect of the β2-adrenoceptor agonist clenbuterol in vitro and in vivo: evidence from an NGF-antisense study.  Neurochem Int. 1999;  35 47-57
  • 4 Culmsee C, Stumm R K, Schäfer M KH, Weihe E, Krieglstein J. Clenbuterol induces growth factor mRNA, activates astrocytes, and protects rat brain tissue against ischemic damage.  Eur J Pharmacol. 1999;  379 33-45
  • 5 Fansa H, Lassner F, Kook P H, Keilhoff G, Schneider W. Cryopreservation of peripheral nerves.  Muscle Nerve. 2000;  23 1227-1233
  • 6 Follesa P, Mocchetti I. Regulation of basic fibroblast growth factor and nerve growth factor mRNA by beta adrenergic receptor activation and adrenal steroids in rat central nervous system.  Mol Pharmacol. 1993;  43 132-138
  • 7 Furukawa S, Furukawa Y. Nerve growth factor synthesis and its regulatory mechanisms: An approach to therapeutic induction of nerve growth factor synthesis.  Cerebrovasc Brain Metab Rev. 1990;  2 328-344
  • 8 Gershenbaum M R, Roisen F J. The effects of dibutryl cyclic adenosine monophosphate on the degeneration and regeneration of crush-lesioned rat sciatic nerves.  Neuroscience. 1980;  5 1565-1580
  • 9 Hayes V Y, Isackson P J, Fabrazzo M, Follesa P, Mocchetti I. Induction of nerve growth factor and basic fibroblast growth factor mRNA following clenbuterol: Contrasting anatomical and cellular localization.  Exp Neurol. 1995;  132 33-41
  • 10 Kanaya F, Firrell J C, Breidenbach W C. Sciatic function index, nerve conduction tests, muscle contraction and axon morphometry as indicators of regeneration.  Plast Reconstr Surg. 1996;  98 1264-1272
  • 11 Kwon J H, Eves E M, Farrell S, Segovia J, Tobin A J, Wainer B H, Downen M. Beta-adrenergic receptor activation promotes process outgrowth in an embryonic rat basal forebrain cell line and in primary neurons.  Eur J Neurosci. 1996;  8 2042-2055
  • 12 Maltin C A, Delday M I, Reeds P J. The effect of a growth promoting drug, clenbuterol, on fiber frequency and area in hind limb muscles from young male rats.  Biosci Rep. 1986;  6 293-299
  • 13 Maltin C A, Reeds P J, Delday M I, Hay S M, Smith F G, Lobley G E. Inhibition and reversal of denervation-induced atrophy by the β-agonist growth promoter, clenbuterol.  Biosci Rep. 1986;  6 811-818
  • 14 Maltin C A, Hay S M, Delday M I, Smith F G, Lobley G E, Reeds P J. Clenbuterol, a beta agonist, induces growth in innervated and denervated rat soleus muscle via apparently different mechanisms.  Biosci Rep. 1987;  7 525-532
  • 15 Maltin C A, Hay S M, Delday M I, Lobley G E, Reeds P J. The action of the beta agonist clenbuterol on protein metabolism in innervated and denervated phasic muscles.  Biochem J. 1989;  261 965-971
  • 16 Maltin C A, Delday M I, Hay S M, Baillie A GS. Denervation increases clenbuterol sensitivity in muscle from young rats.  Muscle Nerve. 1992;  14 188-192
  • 17 Maltin C A, Delday M I. Satellite cells in innervated and denervated muscles treated with clenbuterol.  Muscle Nerve. 1992;  15 919-925
  • 18 Reeds P J, Hay S M, Dorward P M, Palmer R M. Stimulation of muscle growth by clenbuterol: Lack of effects on muscle protein biosynthesis.  Br J Nutr. 1986;  56 249-256
  • 19 Samina Riaz S, Tomlinson D R. Pharmacological modulation of nerve growth factor synthesis: A mechanistic comparison of vitamin D receptor and beta(2)-adrenoceptor agonists.  Brain Res Mol Brain Res. 2000;  85 179-188
  • 20 Semkova I, Schilling M, Henrich-Noack P, Rami A, Krieglstein J. Clenbuterol protects mouse cerebral cortex and rat hippocampus from ischemic damage and attenuates glutamate neurotoxicity in cultured hippocampal neurons by induction of NGF.  Brain Res. 1996;  717 44-54
  • 21 Yamada H, Suzuki K. Age-related differences in mouse Schwann response to cyclic AMP.  Brain Res. 1996;  719 187-193
  • 22 Zeman R J, Ludemann R, Etlinger J D. Clenbuterol, a β2-agonist, retards atrophy in denervated muscles.  Am J Physiol. 1987;  252 E152-E155
  • 23 Zeman R J, Feng Y, Peng H, Etlinger J D. Clenbuterol, a β2-adrenoceptor agonist, improves locomotor and histological outcomes after spinal cord contusion in rats.  Exp Neurol. 1999;  159 267-273
  • 24 Zhu Y, Culmsee C, Semkova I, Krieglstein J. Stimulation of beta2-adrenoceptors inhibits apoptosis in rat brain after transient forebrain ischemia.  J Cereb Blood Flow Metab. 1998;  18 1032-1039

Dr. med. Onno Frerichs

Klinik für Plastische, Wiederherstellungs- und Handchirurgie, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Leipziger Straße 44

39120 Magdeburg

eMail: Onno.Frerichs@medizin.uni-magdeburg.de