Ophthalmological and pharmacological studies after administration of clonidine in rats

Abstract

Clonidine (0.3 mg/kg or more p.o.) induced corneal lesions in rats. Amitriptyline did not give rise to such alterations. Biomicroscopically, these clonidine-induced lesions presented as gradually differentiated focal opacities in the superficial layers of the corneal centre. The corneal alterations were accompanied by a viscous, in the main clear conjunctival secretion and a slight degree of conjunctival injection. The histopathological picture, on the 7th day of the study, was characterised either by intracellular oedema of the basal epithelial cells in the focal opacities, or by regions in which alternately, next to fully intact epithelium, the epithelium had been scintered down to one half of the normal thickness accompanied by marked eosinophilia.

Studies on the factors influencing the corneal lesions clearly showed that 0.3 mg/kg clonidine p.o. leads to a reduction of 20–30% in lacrimal secretion (p < 0.05); an exophthalmus of more than 60 min duration (p < 0.001); and a significant reduction in blinking (p < 0.005) and wiping (p < 0.01).

Pre-treatment with the adrenergic α-blocker phentolamine significantly reduced the appearance of corneal lesions (p < 0.01), as did repeated moistening of the cornea with methocel (p < 0.005).

The results indicate that the clonidine induced corneal and conjunctival alterations in the rat are to be interpreted as keratoconjunctivitis sicca.

Unpublished studies in the rabbit (1.0 mg/kg), dog (3.0 mg/kg) and monkey (3.0 mg/kg) indicate that the corneal lesions in the rat are species specific, as the other three species showed no such corneal alterations subsequent to the administration of clonidine.

Zusammenfassung

Clonidin (in Dosen ab 0,3 mg/kg p.o.) verursachte Cornealäsionen bei Ratten. Amitriptylin verursachte derartige Alterationen nicht. Biomikroskopisch stellten sich diese Clonidin-induzierten Läsionen als graduell differente Trübungsherde in den oberflächlichen Schichten des Hornhautzentrums dar. Begleitet waren die cornealen Alterationen von einem zähen, meist klaren Konjunktivalsekret und einer mäßigen Injektion der Bindehäute. Das histopathologische Bild am 7. Versuchstag war entweder durch ein intrazelluläres Ödem der Basalzellen des Epithels im Trübungsbereich gekennzeichnet oder es fielen Areale auf, in denen wechselweise neben völlig intaktem Epithel dieses stellenweise auf die Hälfte der normalen Dicke zusammengesintert und stärker eosinophil tingiert war.

Untersuchungen einzelner die Cornealäsionen beeinflussender Faktoren machten deutlich, daß 0,3 mg/kg Clonidin p.o. zu einer 20–30%igen Verminderung der Tränensekretion führen (p < 0,05), einen länger als 60 min anhaltenden Exophthalmus verursachen (p < 0,001) und eine signifikante Verminderung der Lidschlagfrequenz (p< 0.005) und Putzbewegungen (p < 0.01) bewirken. Die Vorbehandlung mit dem adrenergen α-Blocker Phentolamin verminderte das Auftreten der Cornealäsionen signifikant (p < 0,01) ebenso die wiederholte Befeuchtung der Cornea mit Methocel (p < 0,005).

Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, daß die Clonidin-induzierten Cornea-und Conjunctivaalterationen bei der Ratte im Sinne einer Keratokonjunktivitis sicca zu interpretieren sind.

Noch nicht veröffentlichte Untersuchungen an Kaninchen (1,0 mg/kg), Hunden (3,0 mg/kg) und Affen (3,0 mg/kg) zeigen, daß die Cornealäsionen der Ratte ein speziesspezifisches Geschehen darstellen, da bei diesen drei Versuchstierspezies vergleichbare Corneaalterationen nach Clonidingabe nicht beobachtet wurden.