Yavru sıçanlarda endotoksemi ile oluşan akut akciğer hasarında İntranazal Rho Kinaz inhibitörü Y-27632'nin Pulmoner Apopitozise etkisi

Abstract

Amaç: Sepsis akut akciğer hasarı ve akut respiratuar distres sendromu için en büyük risk faktörüdür. Endotokseminin oluşturduğu akut akciğer hasarı (AAH) patogenezinden artmış pulmoner hücre apopitozisi sorumlu tutulmaktadır. Bu çalışmada, endotoksemi ile oluşturulan deneysel akut akciğer hasarı modelinde intranazal Rho kinaz inhibitörü Y-27632'nin pulmoner hücre apopitozisine etkisinin değerlendirmesi amaçlandı. Gereç ve Yöntem: Toplam kırk iki yavru sıçan, 2 deney grubuna randomize olarak ayrıldı: (A)İntranazal grup; (B)İntraperitoneal grup. Herbir grup üç altgruba ayrıldı: (1)Kontrol grubu; (2)Akut akciğer hasarı grubu; (3) Akut akciğer hasarı + tedavi grubu. Sıçanlarda endotoksemi, intraperitoneal olarak lipopolisakkarid (Escherichia coli lipopolysaccharide LPS serotype 0111:B4; 10 mg/kg) verilerek oluşturuldu. Rho kinaz inhibitörü (Sigma Chemical, St Louis, MO) serum fizyolojik solüsyonunda çözünüp, seyreltildi. İntraperitoneal ve intranazal olarak 5 mg/kg üç kez, LPS enjeksiyonundan hemen sonra, LPS enjeksiyonundan 8 saat sonra ve LPS enjeksiyonundan 16 saat sonra uygulandı. Kontrol ve akut akciğer hasarı alt gruplarına Y-27632 yerine sadece aynı volümde serum fizyolojik verildi. LPS enjeksiyonundan 24 saat sonra, yavru sıçanlar sakrifiye edilerek akciğer dokuları hemotoksilen eozin, TUNEL ve caspase-3 boyası ile histopatolojik olarak değerlendirildi. Bulgular: Lipopolisakkarit enjeksiyonunun, yavru sıçanlarda belirgin akciğer hasarı ve pulmoner apopitozise yol açtığı görüldü. İntranazal grubun akut akciğer hasarı altgrubunda, histolojik derece anlamlı düzeyde yüksek saptandı. TUNEL ve caspase-3 boyası ile bu altgrupta apopitozisin anlamlı oranda arttığı görüldü. İntranazal grubun tedavi altgrubunda, histolojik derecenin, TUNEL ve caspase-3 boyası ile boyanan apopitotik hücrelerin anlamlı oranda azaldığı saptandı. İntraperitoneal grubun akut akciğer hasarı altgrubunda, histolojik derece anlamlı düzeyde yüksek saptandı. TUNEL ve caspase-3 boyası ile bu altgrupta apopitozisin anlamlı oranda arttığı görüldü. İntraperitoneal grubun tedavi altgrubunda, histolojik derecenin, TUNEL ve caspase-3 boyası ile boyanan apopitotik hücrelerin anlamlı oranda azaldığı saptandı. Rho kinaz inhibitörü Y-27632'nin, intranazal ve intraperitoneal gruplar kendi içlerinde değerlendirildiğinde iki yöntemin de etkin olduğu görüldü. İntranazal ve intraperitoneal grupların tedavi altgrupları karşılaştırıldığında, histolojik derece ve TUNEL boyama açısından arada fark saptanmadı. İntraperitoneal grubun tedavi altgrubunda caspase-3 pozitif boyanan hücre sayısı intranazal grubun tedavi altgrubuna göre daha düşüktü ve bu sonuç da istatistiksel olarak anlamlıydı (p=0.002). Sonuç: Rho kinaz yolağının AAH'da pulmoner apopitozisin düzenlenmesinde önemli rolü vardır. Bu çalışmada, yavru sıçanlarda endotoksemi ile oluşan akut akciğer hasarı modelinde rho kinaz inhibitörünün intranazal ve intraperitoneal uygulanmasının apopitozis inhibisyonu üzerine benzer etki yaptığı görülmüştür. Rho kinaz inhibitörünün intranazal kullanımı gerek kullanım kolaylığı gerekse düşük sistemik yan etki profili nedeniyle endotoksemi ile oluşan AAH'da umut vaad edici tedavi seçeneği olabilir. Background and Aims: Sepsis is the leading clinical risk factor for acute lung injury(ALI) and acute respiratory distres syndrome(ARDS). Increased pulmonary cell apoptosis is responsible for the pathogenesis of endotoxemia-induced acute lung injury. The aim of this study is to evaluate the efficiency of intranasal Rho kinase inhibitor, Y-27632 on pulmonary apoptosis in endotoxemia-induced acute lung injury. Material and Methods: Forty-two infant rats were randomised to two experimental groups: (A)Intranasal group; (B)Intraperitoneal group. Each group has three subgroups: (1)Control group; (2)Acute lung injury group; (3) Acute lung injury + therapy group. Endotoxemia was induced in rats by intraperitoneal (i. p.) injection of lipopolysaccharide (Escherichia coli LPS serotype 0111:B4; 10 mg/kg). Rho kinase inhibitor (Sigma Chemical, St Louis, MO) was dissolved and diluted with physiological saline. It was administered both intraperitoneal and intranasal 5 mg/kg at three times, just after LPS injection, 8 hours after LPS injection and 16 hours after LPS injection. The control and LPS groups received only physiological saline in the same volume, instead of Y-27632. Infant rats were sacrified on the 24th hour of LPS injection and lung tissue samples were assessed by TUNEL, caspase-3 and hematoxilen eosin hystopathologically. Results: Lipopolysaccaride injection caused evident pulmonary injury and apoptosis in rat lung. In acute lung injury subgroup of intranasal group, hystologic grade was significantly high. Apoptosis was significantly high with TUNEL and caspase-3 stain in this subgroup. Both in intranasal and intraperitoneal groups, subgroup of ALI has lower hystological grade than the therapy subgroup and it is statistically significant. The number of TUNEL-positive and caspase-3-positive cell count and hystologic grade was detected fewer in the therapy subgroup of intranasal group and this finding is statistically significant. In ALI subgroup of intraperitoneal group, hystologic grade detected significantly high. In this subgroup apoptosis was significantly high with TUNEL and caspase-3 stain. In the therapy subgroup of intraperitoneal group, hystologic grade and the number of apopitotic cells stained with TUNEL and caspase-3 were significantly low. Intranasal and intraperitoneal administration of Rho kinase inhibitor, Y-27632 was found effective in each group. Comparing the therapy subgroups of intranasal and intraperitoneal groups there was no significant difference for hystologic grade and TUNEL stain. The number of caspase-3 positive cells in the therapy subgroup of Intraperitoneal group was significantly lower than the therapy subgroup of intranasal group (p=0.002). Conclusion: Rho kinase pathway has a important role for the regulation of pulmonary apoptosis in acute lung injury. In this study, it was found that intranasal and intraperitoneal administration of Rho kinase inhibitor has similar effect on apoptosis inhibition in endotoxemia-induced acute lung injury in infant rats. Intranasal administration of Rho kinase inhibitor has both low systemic side effect profile and easy usage so it gives hope to be a new alternative therapeutic agent.