Monocrotaline ile pulmoner hipertansiyon oluşturulan sıçanlarda bosentan, sildenafil ve kombine tedavi uygulaması

Abstract

Pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH); pulmoner arter basıncının artmasıyla karekterize, akciğer damarlarında yeniden yapılanma, sağ kalp yetersizliği ve ölümle sonuçlanabilen, tedavisi zor bir hastalıktır. Yeni tedavi seçenekleriyle beklenen yaşam sürelerinde iyileşme sağlansa da çoğu hastada olay ilerleyicidir. PAH tedavisinde, bosentan, sildenafil ve bu iki ilacın kombinasyonu en çok tercih edilen ajanlardır. İnsanlarda invaziv ölçümler ve özellikle histopatolojik incelemeler zor olduğundan tedavi etkinlik çalışmalarında hayvan modelleri tercih edilmektedir. Bu çalışmada da monocrotaline (MCT) ile PAH oluşturulan sıçanlarda, bosentan, sildenafil ve kombine tedavinin elektrokardiyografi (EKG), ekokardiyografi (EKO), akciğer ve sağ kalp histopatolojisi üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır.Çalışmaya üç aylık Wistar cinsi erkek sıçanlar (n:48) alındı ve rastlantısal olarak beş gruba ayrıldı. Kontrol (Serum fizyolojik, SF) Grubu (Grup 1, n: 8) dışındaki bütün sıçanlara subkutan MCT (60 mg/kg) verildi. Dört hafta sonunda PAH gelişimini izleyerek; bir gruba bosentan (Grup 2, n:8); diğer bir gruba sildenafil (Grup 4, n:9); ve başka bir gruba da bosentan ve sildenafil tedavisi birlikte (Grup 5, n:13) başlandı. PAH oluşturulan üçüncü gruba ise (Grup 3, n:10) herhangi bir tedavi uygulanmadı. Tüm sıçanların başlangıç, dördüncü hafta ve tedavi sonrası yedinci haftada EKO ve EKG ölçümleri alındı, kuyruk basınçları ölçüldü. Deney sonunda işlemler tamamlandıktan sonra sıçanlar ventilatör cihazına bağlandı. Ana pulmoner arter ve aorta basınçları invaziv yöntemle ölçüldü. Tüm sıçanların kalp ve akciğer dokuları elektron-mikroskobik olarak değerlendirildi.EKG ölçümlerinde; PAH oluşan sıçanlarda QT ve ST süreleri ile T depolarizasyon ve repolarizasyon sürelerinde uzama saptandı. Sildenafil tedavisi alan grupta bu uzamanın kombine ve bosentan tedavisi alan sıçanlara göre daha kısa olduğu görüldü.EKO ölçümlerinde; MCT sonrası tüm gruplarda sağ ventrikül diyastol sonu çapta (RVDD) ve sağ ventrikül basıncında artma, sağ ventrikül duvarında kalınlaşma (RVWT), pulmoner arter akselerasyon zamanında (PAAT) ve sol ventrikül diyastol sonu çap (LVDD) ölçümünde azalma olduğu görüldü. Tedavi sonrası yapılan değerlendirmede tüm tedavi gruplarında PAAT'da uzama görülürken, LVDD değerinin sildenafil ve kombine tedavi alan grupta artış gösterdiği bulundu. Ancak sağ ventrikül basıncı ve duvar kalınlığı ölçümünde sadece sildenafil tedavisi alan grupta anlamlı azalma saptandı. İnvaziv pulmoner arter basınç değerleri açısından tedavi grupları arasında anlamlı fark saptanmadı.Akciğer dokusunun elektron mikroskobik incelemesinde; sildenafil tedavisi ve kombine tedavi alan gruplarda, interalveoler septumlarda belirgin bağ dokusu ve inflamatuvar hücre artışı olduğu ancak bunun yoğunluğunun, bosentan ve MCT grubuna göre daha az olduğu saptandı. Sağ ventrikül değerlendirilmesinde ise, bazı hücrelerde SF grubundan farklı olarak sarkoplazmik retikulum sisternalarında kalsiyum seviyesi artışına bağlı genişlemelerin olduğu görüldü.Sonuç olarak, bu deneysel çalışmada PAH gelişen sıçanlarda özellikle sildenafil ve kombine tedavinin bir miktar daha etkili olduğu belirlendi. Diğer yandan, bosentan tedavisi alan grubun EKO, EKG ve hemodinamik sonuçlarında belirgin bir iyileşme olmamasına karşın, sıçanlarda klinik olarak iyileşme ve hatta kilo artışı olduğu görüldü. Sonuçların klinik yansımalarını değerlendirmek için ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.Anahtar kelimeler: Bosentan, pulmoner hipertansiyon, sildenafil.

Pulmonary arterial hypertension, (PAH) is a difficult illness to treat which is characterized by an increase of pulmonary arterial pressure that may lead to re-structuring of the lung vessels, right-sided heart failure, even death.Although new treatment options have improved the life expectancy, the condition is progressive in most patients. Bosentan, sildenafil, and the combination of these two drugs are the most widely used agents in the treatment of PAH. Due to the invasive measurements and particularly histopathological examinations display difficulty in human, animal models are preferred in treatment efficiency studies. The aim of this study was to investigate the effects of bosentan, sildenafil medications and their combination on electorocardiographic, (ECG) echocardiographic, (ECHO) studies and on pulmonary and right heart histopathology of the rats with monocrotaline (MCT) induced pulmonary arterial hypertension (PAH).Three-month-old male Wistar rats were included in this study (n: 48) and randomized into five groups. Apart from the control (serum physiologic, SF) group (group 1, n:8), all the rats were given MCT subcutaneously (60 mg/kg). At the end of 4th week, according to the development of PAH, a group was given bosentan (Group 2, n. 8), the other was given sildenafil (group 4, n: 9) and another was given sildenafil and bosentan (Group 5, n: 13). The third group, (Group 3, n:10) that developed PAH, did not receive any medication. ECHO and ECG studies and tail pressure measurements were performed in all the rats at the baseline, at the 4th week and 7th week after the treatment. At the end of the experiment, following the completion of the procedures, all the rats were connected to have ventilated mechanically and main pulmonary artery and aortic pressures were measured by invasive method. The cardiac and pulmonary tissues of all of the rats were evaluated via electron microscope.In all rats with PAH, augmentation in QT and ST times as well as T depolarization and repolarization times were observed in ECG measurements.The prolongation was shorter in the group receiving Sildenafil than the bosentan and the combined therapy groups.ECHO studies revealed an increase in the right ventricle end diastolic diameter (RVDD) and right ventricle pressure, right ventricle wall thickening (RVWT), a decrease in pulmonary artery acceleration time (PAAT) and left ventricle end diastolic diameter (LVDD) in all groups treated with MCT. While a prolongation of PAAT was observed in all groups in the evaluation after the treatment, LVDD value increased in sildenafil and combined groups. However, right ventricular pressure and and wall thickness measurements displayed a significant decrease only in Sildenafil group. No significant differences were observed between the treatment groups in terms of invasive PAP values.Although the examination of the lung tissue by electron microscopy revealed a significant increase of connective tissue and inflammatory cells in the alveolar septums, in the sildenafil and the combined groups, this increase was lesser than the Bosentan and MCT groups. Unlike the SF group, the examination of the right ventricle revealed an enlargement of the sarcoplasmic reticulum cisternae in some cells, due to the calcium increase.As a conclusion, this experimental study demonstrated that in the rats with MCT induced PAH, particularly sildenafil and combined therapies were somewhat more effective. On the other hand, although the results of ECG, ECHO and hemodynamic studies demonstrated no significant improvements in the group receiving bosentan, the rats were observed to have clinical improvement, even weight gain. Advanced studies are required to evaluate the clinical outcomes of the results.Key Words: Bosentan, Pulmonary Hypertension, Sildenafil