Metakolinle atak geliştirilen kronik astımlı BALB/C farelerde nebulize sildenafilin akciğer histolojisi, oksijen saturasyonu ve kan gazı parametreleri üzerine etkileri

Abstract

Amaç: Sildenafil erektil disfonksiyon tedavisinde kullanılan bir fosfodiesteraz 5 inhibitörüdür. Fosfodiesteraz 5'in inhibisyonu siklik guanozin monofosfat düzeylerinde artışa neden olur. Siklik guanozin monofosfat ile astım patofizyolojisinde anahtar bir düzenleyici rol oynayan siklik adenozin monofosfatın benzer etkileri, siklik guanozin monofosfat yolu ile astım tedavisi için yeni ilaç geliştirme olasılığını arttırmaktadır. Bu çalışmada literatürde ilk kez metakolinle atak provoke edilen kronik astımlı farelerde nebulize sildenafili kullanmayı ve nebulize sildenafilin akciğer histolojisi, oksijen saturasyonları ve kan gazı parametreleri üzerine etkilerini araştırmayı amaçladık. Metotlar: Otuzbeş BALB/c fare her bir grupta 7 fare olacak şekilde 5 gruba ayrıldı (Grup 1-5). Grup 1 (kontrol) dışındaki tüm farelerde 74 gün boyunca ovalbumin uygulamaları ile kronik astım modeli oluşturuldu. Grup 2'ye başka bir ilaç verilmedi. Grup 3, 4 ve 5'teki farelerde çalışmanın 75. gününde metakolin inhalasyonları ile astım atağı oluşturuldu. Sonrasında nebulize sildenafil (0.07 mg/ml), nebulize budesonid (0.25mg/ml) ve nebulize salin sırası ile Grup 3, 4 ve 5'e verildi. Metakolin inhalasyonları öncesi ve sonrasında ve tedavilerden 15 dakika sonra farelerin kalp hızları ve oksijen saturasyonları ölçüldü. Tedavilerden bir saat sonra fareler anestezi sonrası kalplerinden kan alınarak sakrifiye edildi ve kan örnekleri kan gazı analizi için kullanıldı. Grup 1 ve 2'deki fareler de yine aynı metodla sakrifiye edildi. Tüm farelerin akciğer histolojileri ışık ve elektron mikroskopi ile incelendi. Bulgular: Grup 1'in bazal membran, düz kas ve epitel kalınlıkları, mast ve goblet hücre sayıları Grup 2'ninkilerden anlamlı olarak düşüktü (sırası ile p=0.000, p=0.000, p=0.000, p=0.001, p=0.000). Grup 3'ün bazal membran kalınlığı ve mast hücre sayısı, Grup 5'in bazal membran kalınlığı ve mast hücre sayısından anlamlı şekilde düşüktü (sırası ile p=0.000, p=0.001). Grup 5'in düz kas kalınlığı, Grup 3'ünkinden anlamlı olarak düşüktü (p=0.000). Grup 4'ün bazal membran kalınlığı ve mast hücre sayısı Grup 5'inkilerden anlamlı olarak düşüktü (sırası ile p=0.000, p=0.000). Grup 4'ün düz kas kalınlığı, Grup 3'ünkinden anlamlı şekilde düşüktü (p=0.000). Oksijen saturasyonları, kalp hızları ve kan gazı parametreleri tedavilere göre gruplar arasında farklılık göstermemekte idi. Sonuç: Sonuçlarımız kronik astım modelinin başarı ile oluşturulduğunu göstermektedir. Nebulize sildenafil plaseboya göre bazal membran kalınlığında ve mast hücre sayısında anlamlı azalma sağlamıştır. Nebulize budesonid sadece düz kas kalınlığını nebulize sildenafile göre anlamlı olarak azaltmıştır bunun dışında tüm parametreler iki grup arasında benzerdir. Her üç tedavi de farelerin kalp hızı, oksijen saturasyonu ve kan gazı parametreleri arasında farklılık meydana getirmemiştir. Nebulize sildenafilin akut astım tedavisindeki etkinliğini göstermek için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır. Objective: Sildenafil is a phosphodiesterase 5 inhibitor, which is used for the treatment of erectile dysfunction. The inhibition of phosphodiesterase 5 leads to an increase in cyclic guanosine monophosphate levels. Similar activities of cyclic guanosine monophosphate and cyclic adenosine monophosphate that plays a key regulatory role in the pathophysiology of asthma, raise the possibility of a new drug development for the treatment of asthma via cyclic guanosine monophosphate way. In this study, we aimed to use the nebulized sildenafil in chronic asthmatic mice in which an attack was provoked by methacoline and investigate the effects of sildenafil on lung histology, oxygen saturation and blood gas parameters for the first time in the literature. Methods: Thirty five BALB/c mice were divided into 5 groups each containing 7 mice (Group 1-5). In all mice, except Group 1 (control), the model of chronic asthma was established with ovalbumin administrations during 74 days. No other drug was given to Group 2. In Group 3, 4 and 5, asthma attack was developed by methacoline inhalations on day 75. After methacoline inhalationsæ nebulized sildenafil (0.07 mg/ml), nebulized budesonide (0.25mg/ml) and nebulized saline were given to Group 3, 4 and 5, respectively. Heart rates and oxygen saturations were measured before and after the methacoline inhalations and 15 minutes after the treatments. One hour after the treatments, mice were sacrificed after anesthesia by blood suction from the hearts and the blood samples were used for blood gas analysis. The mice in Group 1 and 2 were also sacrificed by the same method. Lung histologies of all mice were examined by light and electron microscopies. Results: Basement membrane, subepithelial smooth muscle layer, and epithelium thicknesses as well as numbers of mast cells and goblet cells were significantly lower in Group 1 than in Group 2 (respectively p=0.000, p=0.000, p=0.000, p=0.001, p=0.000). Basement membrane thickness and number of mast cells were significantly lower in Group 3 than in Group 5 (respectively p=0.000, p=0.001). Subepithelial smooth muscle layer thickness was significantly lower in Group 5 than in Group 3 (p=0.000). Basement membrane thickness and number of mast cells were significantly lower in Group 4 than in Group 5 (respectively p=0.000, p=0.000). Subepithelial smooth muscle layer thickness was significantly lower in Group 4 than in Group 3 (p=0.000). Oxygen saturations, heart rates, and blood gas parameters did not show difference between groups according to the treatments. Conclusion: Our results show that the model of chronic asthma was successfully established. Nebulized sildenafil decreased basement membrane thickness and number of mast cells significantly compared to placebo. Nebulized budesonide decreased only subepithelial smooth muscle layer thickness more than nebulized sildenafil, otherwise all the parameters were similar between the two groups. All the three therapies did not make difference in heart rates, oxygen saturations and blood gas parameters of mice. Further studies are needed to show the efficacy of nebulized sildenafil in the treatment of acute asthma.