Reaktif oksijen türlerinin pulmoner arterlerdeki etkileri ve nitrik oksidle etkileşmesi

Abstract

-97- VI. ÖZET Reaktif oksijen türlerinin ARDS, kistik fibrozis, astma ve iskemi reperfüzyon gibi çoğu patolojik hastalıkda belirgin rol oynadıkları bilinmektedir. Stimüle edilen inflamasyon hücreleri (nötrofil, eosinofil ve monosit ve makrofaj) oksijen metabolitlerinin başlıca kaynağıdır ve bu hücreler 02`, OH, H202 ve potent oksidan HOCI asit oluşturabilirler. Bu reaktif oksijen türleri vasküler tonüsü ve kan akımını değiştirebilir ve ayrıca vasküler hasara neden olurlar. HOCI asit dışındaki 02`, H202, ve OH'in vasküler sistemdeki etkileri oldukça fazla çalışılmıştır. Bu nedenle bu çalışmanın asıl amacı pulmoner arterlerde kimyasal olarak oluşturulan HOCI asidin etkilerini incelemek ve bu cevaplarda NO'nun rolünü araştırmaktır. Pulmoner arterlerde 02` + H202 ve OH radikalinin etkileri de denenmiştir. Ksantin + ksantin oksidazın reaksiyonu ile oluşan 0`2 ve H202 optimum istirahat gerimi altında koyun izole pulmoner arterlerinde konsantrasyona bağlı vazokontriksiyon oluşturmuştur. FeCI3 (veya FeS04) ADP tarafından oluşturulan OH radikali istirahat gerimi altında herhangi bir değişime neden olmamıştır, fakat serotonin ile prekontrakte edilmiş arterlerde belirgin dilatasyon oluşturmuştur. Bu dilatasyon OH radikalinin oluşumuyla ilgili olmayabilir. Çünkü ADPr*, kendisi prekontrakte arterlerde benzer gevşemeler' oluşturmuştur.-98- HOCI asit düşük konsantrasyonlarda (10 -`7 - lO -4M) endoteie bağımlı gevşemeleri inhibe etmiş ve istirahat geriminde ve prekontrakte arterlerde etkili olmamıştır. Bununla beraber endotelli ve endotelsiz pulmoner arterlerde HOCI asidin yüksek konsantrasyonları istirahat gerimi altında kasılmaya ve prekontrakte arterlerde vazodilatasyona neden olmuştur. HOCI bu etkileri NO prekürsörü L- arginin, L-arginin - NO yolağı inhibitörü L-NAME veya NO donörü SNP'nin önceden uygulanmasıyla belirgin olarak azalmıştır. HOCI asit temizleyicisi desferrioksamin (aynı zamanda Fe+2 şelatörü) ve N - asetil - L - sistein HOCI asitin oluşturduğu vazokonstriksiyonu ve dilatasyonun her ikisini de inhibe etmiştir. HOCI asitin oluşturduğu etkilerde SNP ve N - asetil - L - sisteinin bu etkileri direkt olabilir, çünkü sadece bu bileşikler HOCl'ün oluşturduğu kemiluminesansı belirgin olarak ortadan kaldırmıştır. HOCI asidin yüksek konsantrasyonlarından sonra KCI kasılmalarının olmaması kalıcı doku hasarı oluşturduğu gösterir. Bu verilerden, reaktif oksijen türlerinin istirahat gerimi altında vazokonstriksiyon ve pulmoner arterler prekontrakte edildiği zaman vazodilatasyona neden oldukları sonucuna varılmaktadır. Endotel bu yanıtlarda önemli rol oynayabilir. HOCI asit, endotel kaynaklı mediptörierle etkileşebilir ve vasküler sirkülasyonda hasar oluşturabilir.

-99 VI. SUMMARY The formation of reactive oxygen species appears to play a significant role in many pathological states including ARDS, cyctic fibrosis, asthma and ischeamia-reperfusion injury. Stimulated inflamatory cells (neutrophils, eosinophils, monocytes and macrophages) represent a major source of oxygen metabolites and these cells are able to generate the superoxide radical, hydroxy! radical, hydrogen peroxide and the potent oxidant hypochlorous acid (HOCI). These reactive oxygen species can alter vasular tone, blood flow and cause vascular damage. The effects, of superoxide radical, hydroxyl radical and hydrogen peroxide, but not HOCI, on vascular system are extensively studied. Therefore the aims of this study were to characterize the effects of chemically generated HOCI on pulmonary arteries and study the role of nitric oxide in these responses. The effects of superoxide plus hydrogen peroxide and hydroxyl radical on pulmonary arteries were also examined. Xanthine plus xanthine oxidase, which generates superoxide and hydrogen peroxide, produced concentration dependent vasoconstriction in sheep isolated pulmonary arteries under optimum resting tension. Hydroxyl radical, generated by FeCl3 (or FeS04) plus ADP did not cause any change under resting tension, but produced marked dilatation in serotonin precontracted arteries. This dilatation may not be due to hydroxyl radical generation since ADP itself also gave rise to similar relaxation in precontracted arteries.HOCI at low concentrations (`ICT'-IO`4 M) inhibited endothelium dependent vasorelaxation and had no effect either on resting tension or precontracted arteries. However at high concentrations (10`3-1 M) of HOCI led to constriction under resting conditions and caused vasodilatation in endothelium intact and denuded precontracted arteries. These effects of HOCI were significantly reduced by pretreatment of L-arginine, nitric oxide precursor, L- NAME, a L-arginine- nitric oxide pathway inhibitor or sodium nitroprusside, a nitric oxide donor. HOCI scavengers desferoxamine (also Fe+2 chelator) and N-acetyl- L-cycteine also inhibited both HOCI-induced vasoconstriction and dilatation. The effects of sodium nitroprusside and N-acetyl-L-cycteine on HOCI-induced responses were thought to be a direct effect since only these compounds markedly diminished the HOCI-induced chemiluminescence. Lack of contraction with KCI after high concentrations of HOCI showed that HOCI causes irreversible tissue damage. These results suggest that reactive oxygen species produce vasoconstriction under resting tension and cause vasodilatation when the pulmonary arteries precontracted. Endothelium may play an important role in these responses. HOCI may interact with endothelium derived mediators and produce cell damage in vascular circulation.