Sıçanlarda ürotelyumun mesane kontraktilitesi üzerindeki etkisinde lipooksigenaz ve siklooksigenaz yollarının rolü

Abstract

ÖZET GİRİŞ: Siklooksigenaz (SOK) ürünü prostaglandinler ve lipooksigenaz (LOK) ürünü lökotrienlerin mesanede sentezlendikleri ve in vitro koşullarda mesane düz kası kontraktilitesini etkiledikleri bilinmektedir. Prostaglandinlerin yoğunlukla mesane mukozasında, lökotrienlerin ise detrusor kasında ve stromada sentez edilmeleri, aynı substrattan sentezlenen bu ürünlerin epitelyal-mezankimal bir etkileşim içinde mesane kontraktilitesi regülasyonunda rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda mesane mukozasının mesane düz kası kontraktilitesi üzerindeki etkisinin gösterilmesi bu hipotezi desteklemektedir. Henüz mesane mukozası mesane kontraktilitesi üzerindeki etkisinde SOK ve LOK ürü^erinin etkileri araştırılmamıştır. Bu çalışmanın amacı SOK ve LOK yollarının sıçan mesane kontraktilitesinin nöroregulasyonundaki rollerini araştırmaktır. GEREÇ VE YÖNTEM: Erişkin erkek Sprague-Dawley sıçanlarından elde edilen mukozalı ve mukozası sıyrılmış mesane dokusu şeritleri dört kanallı organ banyosunda izometrik gerilime getirildi. Kontraksiyon çalışmaları dinlenme geriliminde, relaksasyon çalışmaları ise (3x1 0`5 M) karbakolle önceden gerilmiş dokularda gerçekleştirildi. Kontraksiyon çalışmalarında karbakol (10`9 - 10`4 M, kümülatif artan doz uyarımı) ve elektriksel alan uyarımına (1, 5, 15, 40 Hz, 10 V, 15 s) dokuların kontraksiyon yanıtları, relaksasyon çalışmalarında ise önceden gerilmiş mesane dokularının izoproterenol (10`9 - 10`4 M, kümülatif artan doz uyarımı) ve elektriksel alan uyarımına relaksasyon yanıtları ölçüldü. SOK ve LOK yollarının etkisini ortaya çıkarabilmek için bir SOK inhibitörü olan indometasin (3xl0`5 M) ve bir LOK inhibitörü olan REV 5901 (3xl0`5 M)'in kontraksiyon ve relaksasyon yanıtlarına etkileri test edildi. Tüm kontraksiyon ve relaksasyon verileri doku ağırlığına göre normalize edilirken, mukozalı ve mukozasız dokulardan elde edilen verilerin istatistiksel değerlendirmesi `student t` testi ile yapıldı. İstatistiksel anlam p=0.05 sınırında kabul edildi. BULGULAR: Kontraksiyon çalışmalarında, mukozalı ve mukozasız mesane şeritleri arasında karbakol ve elektriksel alan uyarımına bağlı kontraksiyon yanıtları açısından istatistiksel farkbulunmadı. îndometasin, karbakol doz-yanıt eğrisini yüksek konsantrasyonlarda sağa kaydırarak, karbakole bağlı kontraksiyonları anlamlı olarak inhibe etti. Buna karşın, düşük karbakol konsantrasyonlarında ise kontraksiyon yanıtında anlamlı artışa yol açtı. Bu artış mukozasız şeritlerde daha belirgin izlendi. REV 5901, hem mukozalı hem de mukozasız şeritlerde karbakole bağlı kontraksiyonları neredeyse tamamen inhibe etti. Mukozalı ve mukozasız şeritler arasında REV 5901 etkisi açısından fark gözlenmedi. Relaksasyon çalışmalarında izoproterenol ve elektriksel alan uyarımı ile elde edilen relaksasyon yanıtları mukozalı şeritlerde mukozasız şeritlere oranla istatistiksel olarak anlamlı yüksek bulundu. îndometasin, elektriksel alan uyarımına bağlı relaksasyon yanıtını hem mukozalı hem de mukozasız şeritlerde %50'ye varan oranda azaltırken mdometasinin bu etkisi açısından mukozalı ve mukozasız şeritler arasında fark izlenmedi. îndometasin, mukozasız şeritlerde izoproterenole bağlı relaksasyon yanıtını anlamlı olarak inhibe ederken mukozalı şeritlerde izoproterenole bağlı relaksasyon yanıtını düşük konsantrasyonlarda inhibe etti, ancak yüksek konsantrasyonlarda etki göstermedi. REV 5901 tüm şeritlerde relaksasyon yanıtını anlamlı olarak azalttı. îndometasin' in ise elektriksel alan uyarımı ile oluşan relaksasyonu anlamı ölçüde azalttığı izlendi. SONUÇ: Bu çalışmada SOK ve LOK yollarının gerek mesane relaksasyon gerekse de kontraksiyon mekanizmalarında rol oynadıkları gösterilmiştir. Buna ek olarak, sağlam mukozanın varlığı da özellikle mesane kası relaksasyon yanıtı için gerekli bulunmuştur. Bu bulgu mesanede bir epitelyal mezenkimal haberleşmenin varlığına işaret etmektedir. SOK ve LOK inhibisyonu ile mukozalı ve mukozasız şeritlerde elde edilen farklı kontraktilite yanıtları bu yolların olası epitelyal mezenkimal haberleşmeden en azandan kısmen sorumlu olduklarını göstermektedir. SOK ve LOK yollarının mesane nöroregülasyonundaki ayrıntılı rolleri ve epitelyal mezenkimal haberleşmenin mekanizmasını aydınlatabilmek için ek çalışmalar gerekmektedir.

SUMMARY INTRODUCTION AND OBJECTIVES Prostaglandins, products of cyclooxygenase (COX) pathway and leukotrienes, products of lipooxygenase (LOX) pathway are synthesized in the bladder and react with bladder smooth muscle contractility in vitro. Prostaglandins and leukotrienes use the same substrate, namely the arachidonic acid. The synthesis of prostaglandins mostly occur in the bladder mucosa whereas leukotrienes are mainly synthesized in the bladder stroma and detrusor muscle. This fact may indicate a role for these arachidonic acid derivatives in a possible epithelial-mesenchymal interaction. Supporting this hypothesis, recent studies have shown the regulatory role of urothelium on bladder smooth muscle contractility. The aim of this study is to investigate the COX and LOX pathways on rat bladder smooth muscle contractility, especially in regard to the regulatory role of urothelium. METHODS: Bladder strips with and without mucosa of adult male Sprague Dawley rats were incubated in a four chamber organ bath and stretched to isometric tension. Contraction studies were performed at baseline tension and relaxation studies were performed on pre-contracted tissues by 3xl0`5 M carbachol. In contraction studies, the contraction responses of tissues to carbachol (10`9 - 10`4 M, cumulative dose-response stimulation) and electrical field stimulation (1, 5, 15, 40 Hz, 10 V, 15 sec) and in relaxation studies, the relaxation responses of pre-contracted tissues to isoproterenol (109 - 10`4 M, cumulative dose-response stimulation) and electrical field stimulation were measured. Indomethacin (3xl0`5 M), a COX inhibitor, and REV 5901 (3x1 0`5 M) a LOX inhibitor were used in contraction and relaxation studies in order to assess the regulatory role of COX and LOX pathways, respectively. All contraction and relaxation results were normalized according to the tissue weight. Statistical analysis was performed by student t test. Statistical significance was determined at p=0.05 level.RESULTS: In contraction studies, there was no statistical significant difference between bladder strips with and without mucosa in terms of carbachol and electrical field stimulation. Pre- treatment with indomethacin shifted the carbachol dose response curve to the right at higher carbachol concentrations so, decreased the carbachol- induced contractions, significantly. However, at lower carbachol concentrations, indomethacin increased carbachol induced contractions significantly. This increase was more obvious at bladder strips without mucosa. REV 5901, almost completely inhibited the carbachol-induced contractions in both groups of bladder strips. There was no difference between bladder strips with and without mucosa in terms of the effect of REV 5901. In relaxation studies, the relaxation responses to isoproteronol and electrical field stimulation were significantly higher in bladder strips with mucosa compared to those without mucosa. Indomethacin decreased the relaxation responses of bladder strips with and without mucosa to electrical field stimulation by 50%. In bladder strips without mucosa, indomethacin significantly decreased the relaxation responses to isoproteronol however, in bladder strips with mucosa, indomethacin decreased the relaxation response to isoproteronol only at lower concentrations and had no effect at higher concentrations. REV 5901, decreased the relaxation responses in both types of bladder strips, significantly. Indomethacin decreased the relaxation response to electrical field stimulation, significantly, both in bladder strips with and without mucosa. CONCLUSION: In this study, COX and LOX pathways are found to be involved in the neuroregulation of bladder tissue contractility. In addition, presence of a healthy mucosa is found to be necessary for a normal bladder smooth muscle relaxation. This finding may indicate the presence of an epithelial-mesenchymal communication in the urinary bladder. The different responses of bladder strips with and without mucosa to COX and LOX inhibition also shows that these pathways are at least partially involved in this epithelial-mesenchymal interaction. More studies are needed to clarify the exact role of COX and LOX pathways in the neuroregulation of the bladder smooth muscle contractility and in the epithelial-mesenchymal communication of the bladder.