Upregulation of Adenosine Al Receptors and Forskolin Binding Sites Following Chronic Treatment with Caffeine or Carbamazepine: A Quantitative Autoradiographic Study

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Abstract
Summary: The effects of feeding a diet enriched in caffeine or carbamazepine (CBZ) were investigated in rats in a quantitative autoradiographic study of adenosine Al receptors (labeled by [3H]cyclohexyladenosine, [3H]CHA) and adenylate cyclase (labeled by pHJforskolin). Although regional distribution of [3H]CHA and [3H]-forskolin binding sites differed in some areas, chronic CBZ as well as chronic caffeine upregulated both of them. The changes in receptor densities occurred in the same brain microregions, suggesting that caffeine and CBZ act as antagonists at similar subpopulations of adenosine Al receptors and [3H]forskolin binding sites. Therefore, a selective interaction of these two drugs with distinct adenosine Al receptors (and adenylate cyclase) probably does not explain the differential effects of caffeine and CBZ on neuronal activity. RÉSUMÉ Les conséquences d'une alimentation enrichie en caféine ou en carbamazépine ont été examinees chez le rat au cours d'une etude autoradiographique quantitative des récepteurs Al de l'adénosine (marques par la cyclohexyladénosine[3H], [3H]CHA) et de l'adénylate cyclase (marquée par la forskoline[3H]). Quelque soit la distribution des sites de liaison de la CHA[3H] et de la forskoline[3H] différent dans quelques structures, un traitement chronique à la carbamazepine, comme à la cafeine, augmente le nombre de ces deux types de recepteurs. Les changements de densité des sites de liaison ont été observés dans les mêmes microrégions cérébrales, suggèrant que la caféine et la carbamazépine agissent comme antagonistes au niveau des mêmes subpopulations de récepteurs Al de l'adénosine et de sites de liaison de la forskoline[3H]. Ainsi, une interaction sélective de ces deux drogues avec des récepteurs distincts (Al de l'adénosine et aussi de l'adénylate cyclase) ne rend probablement pas compte des effets différents de la caféine et de la carbamazépine sur l'activité nerveuse. RESUMEN Se nan investigado los efectos, en ratas, de la administración de una dieta rica en cafeina o en carbamazepina, mediante un estudio autorradiágrafico cuantitativo de los receptores de ade-nosina Al (marcados mediante [3H] ciclohexiladenosina, [3H] CHA) y de la ciclasa-adenilato (marcada con [3H] forskolina). Mientras que la distribución regional de los lugares de acoplamiento de [3H] CHA y [3H] forskolina eran diferentes en algunas areas, la presencia crónica de carboamazepina y de cafeina elevaron la regulación de ambos tipos de receptores. Los cambios de las densidades de los receptores ocurrieron en las mismás microregiones del cerebro lo que sugiere que la cafeina y la carbamazepina actuan como antagonistas en subpoblaciones semejantes de receptores de adenosina Al y de los lugares de acoplamiento de la [3H] forskolina. Por lo tanto la existencia de una interaction selectiva de estas dos drogas con distintos receptores de adenosina Al (y ciclasa-adenilato) probablemente no explica los efectos diferenciales de la cafeina y la carbamazepina sobre la actividad neuronal. ZUSAMMENFASSUNG Die Auswirkungen einer mit Coffein oder Carbamazepin an-gereicherten Diät wurden in der Ratte in einer quantitativen au-toradiographischen Studie von Adenosin-Al Rezeptoren (mark-iert mit [3H]Cyclohexyladenosin, [3H]CHA) und Adenylat Cyclase (markiert mit [3H]Forskolin) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl chronische Carbamazepin als auch Coffein-Diat zentrale Adenosin-Al Rezeptoren und [3H] forskolin-bindungsstellen hochregulieren. Die Veranderungen der Rezep-tordichte ereignétén sich in denselben Hirnregionen. Dieses Ergebnis legt nahe, dass Coffein und Carbamazepin als Antago-nisten an ahnlichen Untergruppen von an Adenosin Al Rezeptoren und [3H]Forskolin-Bindungsstellen wirken. Eine selektive Interaktion dieser beiden Substanzen mit unterschiedlichen Adenosin Al Rezeptoren (und Adenylat Cyclasen) erklart daher wahrscheinlich nicht die unterschiedlichen Effekte von Coffein und Carbamazepin auf die neuronale Aktivität.