GİRİŞ-AMAÇ

Yapılan çalışmalarda santral kemoreseptörlerin ventral medulla dışında santral sinir sistemde yaygın bir şekilde lokalize olduğu ve fonksiyonlarında santral serotonerjik nöronların etkili olduğu ileri sürülmektedir. Selektif serotonin geri alınım inhibitörü olan fluoksetin, serotonerjik hücre gövdelerinde serotonin taşıyıcılarını bloke ederek çeşitli subkortikal beyin bölgelerinde ekstraselüler serotonin (5-HT) konsantrasyonunda artışa neden olur. Kronik fluoksetin tedavisinde görülen terepatik etkiler uzun süreli santral nörokimyasal değişikliklere bağlıdır. Fakat akut fluoksetinin normoksik ve hiperkapnik koşullarda solunum üzerine olan etkisi çok az bilinmektedir. Bu nedenle çalışmamızda, fluoksetinin intraserebroventriküler (ICV) olarak uygulanarak solunum faaliyeti sırasında solunumsal nöronal ağ üzerine akut santral etkisi belirlenmeye çalışıldı.

Çalışmamızın amacı, periferal kemoreseptör impulsların yokluğunda normoksik ve hiperkapnik solunumsal cevaplar üzerine akut santral fluoksetinin etkisini belirlemektir. Ayrıca ICV ketanserin kullanarak, ICV fluoksetinin ve hiperkapninin oluşturduğu solunumsal cevaplar üzerinde 5-HT1,2 reseptörlerinin rolünü belirlemek istedik.

YÖNTEM-GEREÇLER

Deneylerimiz ortalama ağırlıkları 2.5±0.3 kg olan 18 albino tavşanda yapıldı. Tavşanlar urethane (Sigma, St. Louis, USA) (400 mg/kg i.v.) ve alpha-chloralose (Sigma, St. Louis, USA) (40 mg/kg i.v.) karışımı ile anestezi işlemini takiben, periferik kemoreseptörleri denerve edildi. Tavşanlar Fluoksetin Grubu (n=9) ve Ketanserin Grubu (n=9) olarak iki guruba ayrıldı. Maddelerin ICV verilebilmesi için sol lateral ventrikül içine stereotaksik yöntemle bir katater yerleştirildi. Trakeotomiyi takiben trakeal kanül inspiratuvar ve ekspiratuvar valve bağlanarak trakea içine yerleştirildi. Sağ femoral ven ve her iki femoral arterler izole edilerek kanüle edildi. Karotid ve aortik kemoreseptörleri denerve etmek için her iki tarafta karotid ve aortik sinirler izole edildi ve kesildi. Bütün hayvanlara deneye başlamadan önce pıhtılaşmayı engellemek amacıyla 500 UI/kg heparin sodyum verildi. Vücut ısısı bir ısı plakası yardımı ile 37○C de tutuldu. Tavşanlar hızlı ve geri dönüşümsüz kardiak areste sebep olan Na-Pentobarbitone (500 mg/kg) verilerek öldürüldü. Protokolümüz ve metodumuz, İstanbul Üniversitesi Laboratuar Hayvanları Bölümü Hayvan Bakım ve Kullanımı Komisyonu’nun kurallarına uygun olarak yapıldı.

Maddeler; maddeler, sol lateral ventikül içine yerleştirilmiş olan ICV kanül ve Hamilton enjektörü aracılığı ile santral olarak verildi. Fluoksetin (Sigma, St. Louis, USA) dozu daha önce yapılmış olan çalışmalarda verilen periferal dozun (7 mg/kg i.v) 1/20’si esas alınarak ve doz cevap eğrisinden yararlanılarak 0.35 mg/kg olarak belirlendi. Ketanserin (5-HT2 reseptör antagonisti) (Sigma, St. Louis, USA) 10 µg/kg ICV olarak uygulandı. Bütün enjeksiyonlar 0.1 mL hacimde ve bir dakikada yavaş olarak yapıldı. Bütün çözeltiler çalışma günü hazırlandı.

Kayıtlar; her iki guruptaki tavşanların hava ve hiperkapnik gaz karışımı (%7 CO2 -%93 Hava) solumaları sırasında soluk hacmi (VT), soluk frekansı (f/dk), solunum dakika hacmi (VE) ve sistemik arteriyel kan basıncı (SAB) PoverLab (16 SP, ADInstruments, Castle Hill, Australia)’de kaydedildi. VT ve f/dk kayıtları için valfin ekspiratuar kısmı, Spirometer Amplifier'e (ML 140, ADInstruments) bağlı olan Respiratory Flow Head'e (MLT 10 L, ADInstruments) bağlandı. VE kaydedilen solunum parametrelerinden software (Powerlab, Chart 5 for windows) yardımıyla hesaplandı ve kaydedildi. SAB, sağ femoral artere takılı olan katetere bağlı bir Reusable BP Transducer (MLT 0380/D) aracılığı ile Quad Bridge Amplifier (MLT 0380/D) kullanılarak kaydedildi. Deney prosedürü sırasında SAB de oluşacak değişikliklerin fizyolojik sınırlarda olup olmadığı bu kayıt aracılığı ile izlenildi. Her deney fazında alınan arteriyel kan örneklerinde PaO2, PaCO2, ve pHa değerleri kan gaz analiz cihazı (Blood Gas Ciba Corning 860, Ramsey, Minnesota, USA) ile ölçüldü.

Deney prosedürü;

Fluoksetin Grup; tavşanlara başlangıç olarak 15 dakika oda havası solutuldu. Hava solunumu sırasında f/dk, VT ve VE’nin stabil solunum sırasındaki ortalama değerleri başlangıç değerleri olarak alındı (Normoksi). Daha sonra tavşanlara 3 dakika süre ile hiperkapnik gaz karışımı solutuldu (Hiperkapni Fazı). Hava fazını takiben (15 dakika), normoksi sırasında fluoksetin (0,35 mg/kg) ICV kateter ile yavaşça enjekte edildi (Fluoksetin Fazı). ICV Fluoksetin enjeksiyonunun hiperkapnik solunumsal cevap üzerine etkisini belirlemek için tavşanlara fluoksetinin etkisi devam ederken (Fluoksetin'nin yarılanma ömrü 48-72 saat) 3 dakika süreyle hiperkapnik gaz karışımı solutuldu (Fluoksetin + Hiperkapni Fazı).

Ketanserin Grup; tavşanlara 15 dakika oda havası solutuldu. Stabil solunum sırasındaki f/dk, VT ve VE’nin ortalama değerleri başlangıç değerleri olarak alındı. Bunu takiben tavşanlara 3 dakika hiperkapnik gaz karışımı solutuldu (Hiperkapni Fazı). Hava fazı (15 dakika) ardından normoksi sırasında ketanserin (10 µg/kg) ICV kateter ile yavaşça enjekte edildi (Ketanserin Fazı). 5-HT2 reseptörlerinin ketanserin ile bloke edilmesinden sonra, fluoksetin normoksi sırasında tekrar enjekte edildi (Ketanserin + Fluoksetin Fazı). Ketanserinin yarılanma ömrü 2-3 saattir. Bu nedenle fluoksetin enjeksiyonu ketanserinin yarılanma ömrü tamamlanmadan önce yapıldı. Hava fazını takiben (15 dakika) ICV ketanserin enjeksiyonunun hiperkapnik solunum cevabı üzerindeki etkisini belirlemek için tavşanlara hiperkapnik gaz karışımı solutuldu. Her iki maddenin etkisi devam ettiği için bu faz Ketaserin + Fluoksetin + Hiperkapni Fazı olarak adlandırıldı. Deney sırasında her bir fazın başlangıcında tavşanların 15-20 dk’lık atmosfer havası solumalarında ölçülen f/dk, VT, VE değerleri kontrol değerleri olarak alındı.

İstatistiksel analiz; SPSS 13.0 programı kullanıldı. Her iki gurupta normoksi ve hiperkapni sırasında, ICV fluoksetin ve ketanserin uygulanmasından önce ve sonra f/dk, VT, VE, PaO2 PaCO2 ve pHa’daki değişikliklerin istatistiksel anlamlılığı ve her bir fazdaki solunum parametrelerinin mutlak ve % değişimleri Wilcoxon signed rank test ile analiz edildi. İki gurup arasındaki parametrelerin % değişimleri Mann Whitney U testi ile karşılaştırıldı. Tüm fazlarda farklar p<0.05 olduğu zaman istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.

BULGULAR

Fluoksetin Grubu: Beklendiği gibi, periferik kemodenerve tavşanlara hiperkapnik gaz karışımı solutulması f/dk, VT ve VE değerlerinde anlamlı artışlara neden olmuştur (p<0.05, p<0.01, p<0.01) (Tablo1) (Hiperkapni fazı). 15 dakikalık hava solunumunun ardından, normoksik vantilasyon sırasında ICV fluoksetin (0.1 ml, 0.35 mg/kg) uygulandığında VT değerinde anlamlı bir artış izlendi (p<0.01) (Tablo1) (Fluoksetin fazı). f/dk değerinde ise anlamlı bir değişim izlenmedi. VE değerinde gözlenen anlamlı artışın ana nedeni özellikle VT değerinde meydana gelen artıştır. Fluoksetin’e verilen pik yanıtın 40±0.5 saniyelerde oluşmasına karşın fluoksetin öncesi değere geri dönmesi 6±0.8 dakikada gerçekleşmiştir. Fluoksetinin etkisi devam ederken tavşanlara hiperkapnik gaz karışımı solutularak fluoksetinin hiperkapnik vantilasyon cevapları üzerine etkisi incelendi (Fluoksetin + Hiperkapni fazı). Hiperkapnik gaz karışımına geçildiğinde f/dk, VT ve VE değerlerinde anlamlı artışlar gözlendi (p<0.05, p<0.01, p<0.01) (Tablo1). Fluoksetinin hiperkapnik vantilasyon cevapları üzerine etkisini net olarak ortaya koyabilmek için Fluoksetin + Hiperkapni fazı ile Hiperkapni fazında ölçülen solunumsal parametrelerinin % değişimleri istatistiksel olarak karşılaştırıldı. Fluoksetin+Hiperkapni fazında belirlenen VT ve VE’deki artışların, hiperkapni fazındaki artışlara göre anlamlı oranda yüksek bulundu (p<0.01, p<0.05) (Şekil1).

Ketanserin Grubu: Ketanserin gurubunda hava solunumunu takiben hiperkapnik gaz karışımı solutulması f/dk, VT ve VE değerlerinde anlamlı artışlara neden oldu (p<0.05, p<0.01, p<0.01) (Tablo2) (Hiperkapni fazı). 15 dakikalık hava solunumunun ardından, normoksik vantilasyon sırasında ICV ketanserin uygulaması f/dk, VT ve VE değerlerinde anlamlı azalmalara neden oldu (p<0.05, p<0.01, p<0.01) (Tablo2) (Ketanserin fazı). Bu cevaplar enjeksiyonu takip eden 1.5±0.2 dakika içerisinde alındı. ICV ketanserin uygulanmasını takiben uygulanan ICV fluoksetin, normoksik vantilasyondaki solunum parametrelerinde değişim meydana getirmedi (Ketanserin + Fluoksetin fazı) (Tablo2). Bu uygulamanın ardından tavşanlara 15 dakika oda havası (Normoksi) solutuldu. 5-HT2 reseptörlerinin ketanserin aracılıklı blokajı sonrasında ICV fluoksetin verilen tavşanlara hiperkapnik gaz karışımı solutuldu. Her iki maddenin de yarılanma ömrü uzun olduğu için etki devam ettiğinden, bu faz Ketanserin + Fluoksetin + Hiperkapni fazı olarak adlandırıldı. Bu fazda f/dk, VT ve VE değerlerinde anlamlı artışlar kaydedildi (p<0.01, p<0.01, p<0.01) (Tablo2). Ketanserin + Fluoksetin + Hiperkapni fazında meydana gelen solunumsal parametre değişimlerinin yüzde değerleri ile Hiperkapni fazındaki yüzde değişimleri karşılaştırıldığında VT ve VE değerlerindeki artışın hiperkapni fazına oranla daha düşük olduğu gözlenmiştir (p<0.01, p<0.001) (Tablo2) (Şekil2).

Ayrıca Ketanserin + Fluoksetin + Hiperkapni fazında VT ve VE % değişim değerlerinde gözlenen artışın Fluoksetin + Hiperkapni fazında gözlenen artıştan daha düşük olduğu görülmektedir (p<0.001, p<0.001) (Şekil3).

Tablo1

Tablo2

Şekil1

Şekil2

Şekil3

SONUÇLAR

Sonuç olarak ICV fluoksetin periferik kemoreseptörlerin yokluğunda normoksik ventilasyonu artırırken aynı zamanda hiperkapnik solunumsal cevabın derinliğini de artırmıştır. Ketanserin uygulanmasından sonra fluoksetinin normoksik ve hiperkapnik ventilasyon üzerindeki uyarıcı etkisinin görülmemesi, akut fluoksetinin solunum üzerinde meydana getirdiği kolaylaştırıcı etkisini muhtemelen santral 5-HT2 reseptörleri aracılığı ile oluşturduğunu düşündürmektedir.