l-DOPA for the prevention and acceleration of the reversal of neurogenic dystrophic damage to internal organs

Abstract

This review presents experimental and clinical studies of the effects of the levorotatory isomer of dihydroxyphenylalanine (l-DOPA) on the development and reversal of neurogenic dystrophic changes (neurogenic dystrophy) in the heart, stomach, liver, and pancreas. These changes were induced by stimulation of the reflexogenic zones such as the aortic arch and pyloroduodenal area in rats and rabbits, by tonsillar stimulation in rabbits, by 3-hour electrical stimulation and immobilization in rats, and by central electrical stimulation of the posterior hypothalamus in rabbits. Protective effects of l-DOPA were identified at doses of 30, 50, and 300 mg/kg in terms of the development of biochemical and morphological manifestations of neurogenic dystrophy in the studied organs, including a significant decrease in norepinephrine and creatine phosphate levels and an increase in lactic acid level. The use of l-DOPA during the repair phase accelerated the recovery of adrenergic mediation, energy metabolism, and the resolution of dystrophic morphological manifestations, in particular, hemorrhagic erosions of the gastric mucosa. In clinical settings, preoperative medication of patients with l-DOPA (5 mg/kg) for 3 days before mitral commissurotomy prevented the development of postoperative heart failure. In patients with peptic ulcer disease, the administration of l-DOPA during the early remission phase accelerated the healing of ulcers in the stomach and duodenal wall.

Keywords

l-dihydroxyphenylalanine (l-DOPA) / neurogenic dystrophy of the heart / stomach / liver and pancreas / prevention / reversalt

References

[1] Avakyan OM. Effect of catecholamines, their precursors and transformation products on the transmission of excitation from the sympathetic nerve to effectors. In: Proceedings of scientific conference “Regulatory function of biogenic amines”, Leningrad, 1–3 Dec, 1970. Leningrad: [u. b.]; 1970. P. 5–6. (In Russ.)

[2] Авакян О.М. Влияние катехоламинов, их предшественников и продуктов превращения на передачу возбуждения от симпатического нерва на эффекторы. В кн.: Регуляторная функция биогенных аминов: тезисы докладов научной конференции; Ленинград, 1–3 декабря 1970 г. Ленинград, 1970. С. 5–6.

[3] Anichkov SV, Zavodskaya IS, Moreva EV, et al. Neurogenic dystrophies and their pharmacotherapy. Leningrad: Medicine; 1969. 238 p. (In Russ.)

[4] Аничков С.В., Заводская И.С., Морева Е.В., и др. Нейрогенные дистрофии и их фармакотерапия. Ленинград: Медицина, 1969. 238 с.

[5] Baranovsky AYu, Smolyaninov AB, Zavodskaya IS, et al. Preclinical evaluation of the therapeutic efficacy of l-DOPA in chronic gastric ulcers. Pathological physiology and experimental therapy. 1992;36(3):35–37. (In Russ.)

[6] Барановский А.Ю., Смолянинов А.Б., Заводская И.С., и др. Предклиническая оценка лечебной эффективности l–ДОФА при хронической язве желудка // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 1992. № 3. С. 35–37.

[7] Virabyan TL. Monoaminergic component in the mechanisms of antiulcer action of neurotropic agents [dissertation Abstract]. Yerevan, 1982. 48 p. (In Russ.)

[8] Вирабян Т.Л. Моноаминергический компонент в механизмах противоязвенного действия нейротропных средств: автореф. дис. … доктора мед. наук. Ереван, 1982. 48 с.

[9] Gomazkov OA. Brain aging and neurotrophins. Cellular and molecular principles of neurotrophic therapy. Moscow: ICAR Publishing House; 2011. 180 p. (In Russ.)

[10] Гомазков О.А. Старение мозга и нейротрофины. Клеточные и молекулярные принципы нейротрофической терапии. Москва: ИКАР, 2011. 180 с.

[11] Goncharova VA, Balashova VN, Zavodskaya IS. Effect of exogenous l-DOPA on the state of sympatho-adrenal system of patients with chronic pneumonia with symptoms of diencephalic insufficiency. In: Proceeding of scientific works. Vol. 5: Problems of pulmonology. Leningrad; 1975. P. 79–84. (In Russ.)

[12] Гончарова В.А., Балашова В.Н., Заводская И.С. Влияние экзогенного l-ДОФА на состояние симпато-адреналовой системы больных хронической пневмонией с симптомами диэнцефальной недостаточности. В кн. Проблемы пульмонологии. Вып. 5. Сб. научн. работ. Ленинград, 1975. С. 79–84.

[13] Grechishkin LL. Pepsin-forming ability of the gastric mucosa under the action of DOPA and alpha-methyl-DOPA. Pharmacology and toxicology. 1969;32(5):556–558. (In Russ.)

[14] Гречишкин Л.Л. Пепсинообразующая способность слизистой оболочки желудка при действии ДОФА и альфа-метил-ДОФА // Фармакология и токсикология. 1969. Т. 32, № 5. С. 556–558.

[15] Grokhovsky LP. Biogenic amines (serotonin, catecholamines) and their role in the pathogenesis of peptic ulcer disease and chronic gastritis [dissertation Abstract]. Leningrad; 1972. 30 p. (In Russ.)

[16] Гроховский Л.П. Биогенные амины (серотонин, катехоламины) и их роль в патогенезе язвенной болезни и хронического гастрита: автореф. дис. … .доктора мед. наук. Ленинград, 1972. 30 с.

[17] Denisik LN. Effectiveness of L-DOPA in peptic ulcer disease. In: Proceeding of scientific works of GIDUV: Modern methods of treatment of gastric and duodenal ulcer disease. Leningrad; 1977. P. 28–29. (In Russ.)

[18] Денисик Л.Н. Эффективность L-ДОФА при язвенной болезни. В кн.: Современные методы лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Сб. научн. трудов ГИДУВ. Ленинград, 1977. С. 28–29.

[19] Dorofeev GI, Kozhemyakin LA, Ivashkin VT. Cyclic nucleotides and adaptation of the organism. Leningrad: Nauka; 1978. 182 p. (In Russ.)

[20] Дорофеев Г. И., Кожемякин Л.А., Ивашкин В.Т. Циклические нуклеотиды и адаптация организма. Ленинград: Наука, 1978. 182 с.

[21] Zabrodin ON. Effect of DOPA and reserpine on the development of gastric neurogenic dystrophy. Pharmacology and toxicology. 1969;32(5):559–561. (In Russ.)

[22] Забродин О.Н. Влияние ДОФА и резерпина на развитие нейрогенной дистрофии желудка // Фармакология и токсикология. 1969. № 5. С. 559–561.

[23] Zabrodin ON. Effect of DOPA and tyrosine on healing of gastric wall ulcers and noradrenaline content in it. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1971;72(10):32–34. (In Russ.)

[24] Забродин О.Н. Влияние ДОФА и тирозина на заживление изъязвлений стенки желудка и содержание в ней норадреналина // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1971. № 10. С. 32–34.

[25] Zabrodin ON. Pharmacologic analysis of the participation of endogenous noradrenaline in the reverse development of gastric neurogenic dystrophy. Pharmacology and toxicology. 1972;35(5):606–610. (In Russ.)

[26] Забродин О.Н. Фармакологический анализ участия эндогенного норадреналина в обратном развитии нейрогенной дистрофии желудка // Фармакология и токсикология. 1972. № 5. С. 606–610.

[27] Zabrodin ON. Role of adrenergic mechanisms in the development and healing of experimental neurogenic lesions of gastric mucosa (pharmacological analysis) [dissertation Abstract]. Leningrad; 1982. 41 p. (In Russ.)

[28] Забродин О.Н. Роль адренергических механизмов в развитии и заживлении экспериментальных нейрогенных повреждений слизистой желудка (фармакологический анализ): автореф. дис. … доктора мед. наук. Ленинград, 1982. 41 с.

[29] Zabrodin ON. The problem of nerve trophics in the works of S.V. Anichkov and his school. Physiological Journal of the USSR named after I.M. Sechenov. 1993;79(12):109–114. (In Russ.)

[30] Забродин О.Н. Проблема нервной трофики в трудах С.В. Аничкова и его школы // Физиологический журнал. 1993. Т. 79, № 12. С. 109–114.

[31] Zabrodin ON, Bertash VI. Effect of L-DOPA on healing of neurogenic dystrophic lesions of gastric mucosa in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1976;82(11):1347–1349. (In Russ.)

[32] Забродин О.Н., Берташ В.И. Влияние L-ДОФА на заживление нейрогенных дистрофических повреждений слизистой оболочки желудка у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1976. № 11. С. 1347–1349.

[33] Zabrodin ON, Strashnov VI, Zaskalko NI, et al. Comparative evaluation of anesthesia methods for closed mitral commissurotomy. Grekov’s bulletin of surgery. 1981;128(8):75–80. (In Russ.)

[34] Забродин О.Н., Страшнов В.И., Заскалько Н.И., и др. Сравнительная оценка методов анестезии при закрытой митральной комиссуротомии // Вестник хирургии. 1981. Т. 128, № 8. С. 75–80.

[35] Zabrodin ON, Strashnov VI. The role of sympathetic nervous system in the development and prevention of erosive and ulcerative lesions of gastroduodenal mucosa. Messenger of anesthesiology and resuscitation. 2016;13(2):50–56. (In Russ.) EDN: VTNNHV

[36] Забродин О.Н., Страшнов В.И. Роль симпатической нервной системы в развитии и предупреждении эрозивно-язвенных повреждений слизистой оболочки гастродуоденальной зоны // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2016. Т. 13, № 2. С. 50–56.

[37] Zabrodina SK. Norepinephrine and adrenaline content in myocardium and their excretion with urine during cardiac surgeries (Clinical and experimental study) [dissertation Abstract]. Leningrad; 1972. 16 p. (In Russ.)

[38] Забродина С.К. Содержание норадреналина и адреналина в миокарде и экскреция их с мочой при операциях на сердце (Клинико-эксперим. исследование): автореф. дис. … кандидат мед. наук. Ленинград, 1972. 16 с.

[39] Zavodskaya IS, Sibirkin NV, Egorova GI, et al. Treatment of peptic ulcer disease with L-DOPA. Therapeutic archive. 1976;48(5):79–82. (In Russ.)

[40] Заводская И.С., Сибиркин Н.В., Егорова Г.И. и др. Лечение язвенной болезни с помощью L-ДОФА // Терапевтический архив, 1976. № 5. С. 79–82.

[41] Zavodskaya IS, Moreva EV, Novikova NA. Influence of neurotropic agents on neurogenic heart lesions. Moscow: Medicine; 1977. 192 p. (In Russ.)

[42] Заводская И.С., Морева Е.В., Новикова Н.А. Влияние нейротропных средств на нейрогенные поражения сердца. Москва: Медицина, 1977. 192 с.

[43] Zavodskaya IS, Zabrodin ON, Zaskalko NI. The effect of L’DOPA upon the catecholamines contents, ultrastructure and contractile ability of the myocardium in heart operations. Grekov’s bulletin of surgery. 1978;120(2):13–18. EDN: ZYPMUD

[44] Заводская И. С., Забродин О. Н., Заскалько Н. И. и др. Влияние L-ДОФА на содержание катехоламинов, ульраструктуру и сократительную способность миокарда при операциях на сердце // Вестник хирургии имени И.И. Грекова. 1978. № 2. С. 13–18.

[45] Zavodskaya IS, Moreva EV. Pharmacologic analysis of the mechanism of stress and its consequences. Leningrad: Medicine; 1981; 214 p. (In Russ.)

[46] Заводская И.С., Морева Е. В. Фармакологический анализ механизма стресса и его последствий. Ленинград: Медицина, 1981. 214 с.

[47] Zavodskaya IS, Shchedrunov VV, Moreva EV. Effect of levopa on the energy metabolism of the gastric mucosa during treatment of gastric ulcer (a clinico-experimental investigation). Vrachebnoe delo. 1985;(2):26–30. EDN: FMVSDP

[48] Заводская И.С., Щедрунов В.В., Морева Е.В. и др. Влияние левопа на энергетический обмен в слизистой оболочке желудка при лечении больных язвенной болезнью // Врачебное дело. 1985. № 2. С. 26–30.

[49] Khnychenko LK, Levina LI. l-DOPA in myocardial infarction. The Doctor. 1992;(3):28–29. EDN: TOTATX (In Russ.)

[50] Заводская И.С., Бульон В.В., Хныченко Л.К. и др. l-ДОПА при инфаркте миокарда // Врач. 1992. № 3. С. 28–39.

[51] Komarov FI, Zavodskaya IS, Moreva EV, et al. Neurogenic mechanisms of gastroduodenal pathology (experimental and clinical data). Moscow: Medicine; 1984. 240 p. (In Russ.)

[52] Комаров Ф.И., Заводская И.С., Морева Е.В., и др. Нейрогенные механизмы гастродуоденальной патологии (экспериментальные и клинические данные). Москва: Медицина, 1984. 240 с.

[53] Korhov VV. Neurogenic liver dystrophy and its pharmacology. Leningrad: Medicine; 1974. 216 p. (In Russ.)

[54] Корхов В.В. Нейрогенная дистрофия печени и ее фармакология. Ленинград: Медицина, 1974. 216 с.

[55] Krylov AA, Zarembsky RA, Reshetneva EM. Effect of conservative treatment and vagotomy in patients with duodenal ulcers on the components of the cAMP system in the mucosa and gastric contents. Therapeutic archive. 1983;55(9):118–121. (In Russ.)

[56] Крылов А.А., Зарембский Р.А., Решетнева Е.М. Влияние консервативного лечения и ваготомии у больных с дуоденальными язвами на компоненты системы цАМФ в слизистой и содержимом желудка // Терапевтический архив. 1983. № 9. С. 118–121.

[57] Lahina KG. Neurogenic cardiac lesions and the effect of L-DOPA on them [dissertation Abstract]. Leningrad; 1973. 21 p. (In Russ.)

[58] Лахина К.Г. Нейрогенные повреждения сердца и влияние на них L–ДОФА: автореф дис. … кандидатмед.наук. Ленинград, 1973. 21 с.

[59] Matlina ES, Pukhova GS, Zutler AS. Catecholamine metabolism during DOPA administration to intact rats and muscle load. In: Endocrine mechanisms of regulation of adaptation of the organism to muscular activity. Tartu; 1971. P. 79–95. (In Russ.)

[60] Матлина Э.Ш., Пухова Г.С., Зутлер А.С. Обмен катехоламинов при введении ДОФА интактным крысам и мышечной нагрузке. В кн.: Эндокринные механизмы регуляции приспособления организма к мышечной деятельности. Тарту, 1971. С. 79–95.

[61] Nilova TN. Pharmacologic analysis of experimental neurogenic damage of the pancreas [dissertation Abstract]. Leningrad; 1985. 17 p. (In Russ.)

[62] Нилова Т.Н. Фармакологический анализ экспериментального нейрогенного повреждения поджелудочной железы: автореф. дис. … кандидат мед. наук. Ленинград, 1985. 17 с.

[63] Okunevich IV, Sapronov NS. The analysis of the combined aplication of levopa: the contribution of the hypolipidemic property of L-DOPA on the metabolic action in patients with cardiac heart disease. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2011;9(3):65–70. EDN: OUNJPX

[64] Окуневич И.В., Сапронов Н.С. Анализ результатов комплексного применения препарата ЛЕВОПА: вклад гиполипидемического действия Л-ДОФА в метаболическую терапию больных ишемической болезнью сердца // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2011. Т. 9, № 3. С. 65–70.

[65] Orbeli LA. On some achievements of Soviet physiology: selected works. Vol. 2. Moscow, Leningrad: AS USSR Publ.; 1962. P. 587–606. (In Russ.)

[66] Орбели Л.А. О некоторых достижениях советской физиологии: избранные труды. Т. 2. Москва; Ленинград: Изд-во АН СССР, 1962. С. 587–606.

[67] Sklutauskas IG. To the question of pathogenesis of gastric and duodenal ulcer disease. In: Actual questions of gastroenterology and nephrology. Vilnius: Минтис; 1966. P. 138–144. (In Russ.)

[68] Склютаускас И.Г. К вопросу о патогенезе язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. В кн.: Актуальные вопросы гастроэнтерологии и нефрологии. Вильнюс: Минтис, 1966. С. 138–144.

[69] Shabak-Spassky PS. Changes in myocardial metabolism and the use of neurotropic agents in tonsillogenic myocardiodystrophy [dissertation Abstract]. Leningrad; 1982. 15 p. (In Russ.)

[70] Шабак-Спасский П.С. Изменение метаболизма миокарда и применение нейротропных средств при тонзиллогенной миокардиодистрофии: автореф. дис. … кандидат мед. наук. Ленинград, 1982. 15 с.

[71] Shchedrunov VV, Zavodskaya IS, Zabrodin ON. Combined use of central cholinolytic amedine and noradrenaline precursor dioxyphenylalanine (DOPA) in the treatment of peptic ulcer disease. Soviet Medicine. 1975;(2):13–16. (In Russ.)

[72] Щедрунов В.В., Заводская И.С., Забродин О.Н. Комбинированное применение центрального холинолитика амедина и прекурзора норадреналина диоксифенилаланина (ДОФА) при лечении язвенной болезни // Советская медицина. 1975. № 2. С. 13–16.

[73] De Robertis E, Vaz Ferreira A. A multivesicular catechol-containing body of the adrenal medulla of the rabbit. Exp Cell Res. 1957;12(3):575–581. doi: 10.1016/0014-4827(57)90173-8

[74] De Robertis E., Vaz Ferreira A. A multivesicular catechol-containing body of the adrenal medulla of the rabbit // Exp. Cell. Res. 1957. Vol. 12, N 3. P. 575-581. doi: 10.1016/0014-4827(57)90173-8

[75] Doteuchi M. Studies on the experimental gastrointestinal ulcers produced by reserpine and stress. I. Relationship between production of ulcers and changes in tissue monoamines. Jpn J Pharmacol. 1967;17(4):638–647. doi: 10.1254/jjp.17.638

[76] Doteuchi M. Studies on the experimental gastrointestinal ulcers produced by reserpine and stress. I. Relationship between production of ulcers and changes in tissue monoamines // Jpn J Pharmacol. 1967. Vol. 17, N 4. P. 638–647. doi: 10.1254/jjp.17.638

[77] Doteuchi M. Studies on the experimental gastrointestinal ulcers produced by reserpine and stress. Jap J Pharmacol. 1968;18(2):175–184. doi: 10.1254/jjp.18.175

[78] Doteuchi M. Studies on the experimental gastrointestinal ulcers produced by reserpine and stress // Jap J Pharmacol. 1968. Vol. 18, N 2. P. 175–184. doi: 10.1254/jjp.18.175.

[79] von Euler US, Uddén P. Increase in noradrenaline content of organs after administration of DOPA in the cat. Experientia. 1951;7:465–466. doi: 10.1007/BF02168698

[80] Euler, U.S. von, Uddén, P. Increase in noradrenaline content of organs after administration of DOPA in the cat // Experientia. 1951. Vol. 7. P. 465–466. doi: 10.1007/BF02168698

[81] Gey KF, Pletscher A. Distribution and metabolism of DL-3,4-dihydroxy[2-14C]-phenilalanin in rat tissues. Biochem J. 1964;92(2):300–308. doi: 10.1042/bj0920300

[82] Gey K.F., Pletscher A. Distribution and metabolism of DL-3,4-dihydroxy [2-14C]-phenilalanin in rat tissues // Biochem. J. 1964. Vol. 92. P. 300–308. doi: 10.1042/bj0920300

[83] Goodall MCC, Kirshner N. Bosynthesis of epinephrine and norepinephrine by sympathetic nerves and ganglia. Circulation. 1958;17(3):366–371. doi: 10.1161/01.cir.17.3.366

[84] Goodall Mc.C., Kirshner N. Bosynthesis of epinephrine and norepinephrine by sympathetic nerves and ganglia // Circulation. 1958. Vol. 17, N 3. P. 366–371. DOI: 10.1161/01.cir.17.3.366.

[85] Greenacre JK, Coxon A, Petrie A, Reid JL. Comparison of levodopa with carbidopa or benserazide in parkinsonism. Lancet. 1976;308(7982):381–384. doi: 10.1016/s0140-6736(76)92403-x

[86] Greenacre J. K., Coxon A., Petrie A., et al. Comparison of levodopa with carbidopa or benserazide in parkinsonism // Lancet. 1976. Vol. 21, N 2. (7982). P. 381–384. doi: 10.1016/s0140-6736(76)92403-x

[87] Kondo T. Levodopa therapy from the neuroprotection viewpoint. J Neurol. 2005;252(S4):32–36. doi: 10.1007/s00415-005-4007-6

[88] Kondo T. Levodopa therapy from the neuroprotection viewpoint // J Neurol. 2005. Vol. 252. Suppl. 4. P. 32–36. doi: 10.1007/s00415-005-4007-6

[89] Roth RH, Stone EA. The action of reserpine on noradrenaline biosynthesis in sympathetic nerve tissue. Biochem Pharmacol. 1968;17(8):1581–1590. doi: 10.1016/0006-2952(68)90218-9

[90] Roth R.H., Stone E.A. The action of reserpine on noradrenaline biosynthesis in sympathetic nerve tissue // Biochem Pharmacol. 1968. Vol. 17, N 8. P. 1581–1590. doi: 10.1016/0006-2952(68)90218-9

[91] Schmitt H, Schmitt MH, Fenard S. Localization of the site of the central sympatho-inhibitory action of l-DOPA in dogs and cats. Eur J Pharmacol. 1973;22(2):212–216. doi: 10.1016/0014-2999(73)90016-2

[92] Schmitt H., Fenard S. Localization of the site of the central sympatho-inhibitory action of 1-Dopa in dogs and cats // Eur J Pharmacol. 1973. Vol. 22, N. 2. P. 212–216. doi: 10.1016/0014-2999(73)90016-2

[93] Watanabe AM, Judy WV, Cardon PV. Effect of L-DOPA on blood pressure and sympathetic nerve activity after decarboxylase inhibition in cats. J Pharmacol Exp Ther. 1974;188(1):107–113.

[94] Watanabe A. M., Judy W.V., Cardon P.V. Effect of L-DOPA on blood pressure and sympathetic nerve activity after decarboxylase inhibition in cats // J Pharmacol Exp Ther. 1974. Vol. 188, N 1. P. 107–113.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector