Giriş
Erken doğum dünyada neonatal mortalite ve morbiditenin en önemli nedenidir. Uterin fizyolojinin anlaşılmasında ve erken doğumun önlenmesi için yeni ajanların geliştirilmesinde önemli gelişmeler sağlanmasına rağmen erken doğum sıklığı hala aynı kalmaktadır.[1,2] Erken doğumların yarısından çoğu spontan kontraksiyonlar sonucu ya da erken membran rüptürü sonucu ortaya çıkmaktadır. Neonatal ölümlerin yaklaşık %75’inin ve çocukluk çağındaki nörolojik sorunların %50’sinin erken doğum ile ilişkili olduğu bildirilmektedir.[3]
Günümüzde tokolitik olarak kullanılan çeşitli ajanlar mevcuttur. Magnezyum sülfat, prostaglandin sentez inhibitörleri (örn. indometazin), nitrik oksit ya da donörleri (örn. nitrogliserin), oksitosin antagonisti atosiban ve kalsiyum kanal blokörleri (örn. nifedipin, nikardipin) tokolitik olarak kullanılmaktadır.[4–8]
Kalsiyum kanal blokörleri, tokolitik olarak oldukça yaygın kullanılmaktadır. Tokolitik olarak kalsiyum kanal blokörü kullanılan erken doğum tehdidi olgularında, daha az olguda 7 gün içinde doğum ve 34 haftanın altında doğum gerçekleştiği, ilacı bırakma zorunluluğunun daha az sıklıkta olduğu, daha az respiratuvar distress sendromu, nekrotizan enterokolit, intraventriküler kanama ve sarılık gözlendiği bildirilmektedir.[9] Kalsiyum kanal blokörlerinin yukarıda sayılan etkinliklerine rağmen bu ilaçların en etkili ve en güvenli dozları henüz ortaya konmuş değildir. İlave olarak nifedipin ve nikardipinin pulmoner ödem gibi ciddi yan etkilerinin olduğu rapor edilmektedir.[10,11] Bu koşullarda bu ilaçların en uygun ve güvenli dozlarının anlaşılması ve yeni kalsiyum kanal blokörlerinin uterus miyometriumundaki kasılmalara olası etkilerinin araştırılması amacıyla bir taraftan da yeni çalışmalar gerçekleştirilmektedir.[8,12,13]
İsradipin, kalsiyum kanal blokörlerinden birisidir. Bu ilacın miyometrium üzerine etkileri ile ilgili birkaç çalışma mevcuttur.[14,15] Ancak mevcut veriler, isradipinin miyometrium üzerindeki etkileri ile tokolitik olarak kullanılmasının uygunluğuna dair sonuç çıkartmaya yetecek kadar güçlü değildir. Mevcut bilgiler ışığında eldeki çalışma isradipinin gebe ratlarda miyometrium kontraksiyonları üzerine etkilerini araştırmak amacıyla planlandı.
Yöntem
Deney Hayvanları, Doku Hazırlanmaları ve Deney Modelleri
Çalışma için Fırat Üniversitesi Lokal Etik Komitesi’nden izin alındı. Deneyler için Fırat Üniversitesi Biyomedikal Araştırmalar Ünitesi’nden tedarik edilen dişi Wistar ratlar (220–240 gram) kullanıldı. Deneylerin tamamı Fırat Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Laboratuvarı’nda gerçekleştirildi. Hayvanlar kontrollü ısı (22±1 °C) ve ışık (07:00–19:00 arası aydınlık) koşullarında barındırıldı. Yiyecek ve su ad libitum şeklinde verildi. Hayvanlara günlük vajinal smear yapıldı, proöstrus evresindeki ratlar o günün gecesinde seksüel olarak aktif ve tecrübeli erkek rat ile birlikte bulunduruldu. Ertesi günü vajinal smear yapıldı ve smearda sperm görülmesi durumunda gebeliğin sıfırıncı günü (yani başlangıcı) olarak kabul edildi. Tüm ratlar gebeliğin 18. günü dekapite edildi. Her hayvandan dört adet miyometrial şerit (1 mm kalınlığında 2 mm genişliğinde ve 12 mm uzunluğunda) elde edildi.
İsradipinin artan dozlarının etkisini test etmek için dört grup oluşturuldu. Elde edilen kas şeritleri Krebs solüsyonu ile doldurulan organ banyosuna konuldu. Organ banyosu sürekli 37 °C’de %95 O2 – %5 CO2 karışımı ile havalandırıldı. Şeritler alt taraftan sabit bir metal kancaya üst taraftan da simetrik güç değiştirici transdüsere (MAY; Commat Ltd., Ankara) bağlandı. Transdüserden gelen sinyaller bir arayüz tarafından (MAY; Commat Ltd., Ankara) amplifiye edildi ve elde edilen veriler bilgisayara yüklendi. İzometrik gerilimin kaydı için şeritler 1 g dinlenme gerginliğinde 30 dakika dengede bırakıldı. Spontan kontraksiyonların ortaya çıkmasından sonra miyometrial kontraksiyonlar ya oksitosin ile (10 mU/ml banyo sıvısında), ya prostaglandin PGF2a ile indüklendi ya da sadece spontan kontraksiyonlar olarak kayıt edildi.
Artan konsantrasyonlardaki isradipinin miyometrial kontraksiyonlar üzerindeki etkileri araştırıldı. İlaç verilmeden önceki (ilaç öncesi: spontan, oksitosin ve PGF2a ile indüksiyon öncesi) 10 dakikalık süre her şerit için kontrol olarak kaydedildi. Kontraksiyonların amplitüd ve frekansları (10 dakikalık sürede gözlenen kontraksiyon sayısı) isradipin öncesi ve artan dozlarında (1 ng/mL, 10 ng/mL, 0.1 µg/mL ve 1 µg/mL), her bir doz için 10’ar dakikalık sürelerde kayıt yapılarak değerlendirildi. Daha ileri deneyler, isradipinin oksitosinle indüklenmiş kontraksiyonlar üzerine kalsiyumsuz ortamdaki etkilerini araştırmak amacıyla gerçekleştirildi. Bu amaçla, tek doz (1 µg/ml) isradipin, kalsiyumsuz Krebs solüsyonu ortamında oksitosin ile indüklenen kontraksiyonlar üzerinde test edildi. Veri kayıt ve analiz işlemleri bir bilgisayar ve üzerindeki yazılım (Biopac System Inc, Goleta, CA, ABD) ile gerçekleştirildi.
Deneyler
Deneyler 4 grup olarak planlandı ve gerçekleştirildi. Bir rattan alınan 4 farklı şerit, 4 farklı grup olarak kullanıldı.
Grup I: İlk 10 dakikalık kontraksiyon süresi, her strip için kendi kontrolü olarak kayıt edildi. Bu kontrol periyodundan hemen sonra isradipin (Dynacirc SRO; Novartis, İstanbul) her bir doz için 10’ar dakikalık sürelerle olacak şekilde sırasıyla 1 ng/mL, 10 ng/mL, 0.1 µg/mL ve 1 µg/mL konsantrasyonda kümülatif olarak eklendi. Kontraksiyonların amplitüd ve frekansları ile eğrinin altında kalan alan (arae under the curve, AUC) isradipinin 1 ng/ml – 1 µg/ml arasındaki farklı dozlarının uygulamasından önce ve her bir doz için 10’ar dakikalık olmak üzere kayıt edildi. Kayıtlar, en son dozun uygulanmasından 10 dakika sonra stoplandı.
Grup II: Bu grupta, miyometrial şeritlerde spontan olarak oluşan kontraksiyonlar duruncaya kadar beklendi. Spontan kontraksiyonlar durduktan sonra, ortama 0.0004 IU/mL oksitosin (Synpitan Forte; Deva Holding A.Ş., İstanbul) eklenerek kontraksiyonlar indüklendi. Oksitosinle indüklenen kontraksiyon kontrol olarak kaydedildi. Bu 10 dakikalık kontrol periyodundan hemen sonra ortama yukarıda Grup I’de anlatıldığı şekilde isradipin eklendi.
Grup III: Spontan kontraksiyonların kaybolmasından hemen sonra ortama sentetik bir PGF2a olan d-cloprostenol (Dalmazin; Vetaş, İstanbul) 1 µM konsantrasyonunda eklendi. PGF2a ile indüklenen kontraksiyon, 10 dakika süre ile kontrol olarak kaydedildi. Bu kontrol kaydının hemen ardından ortama yukarıda Grup I’de anlatıldığı şekilde isradipin eklendi ve kontraksiyonların kaydı yapıldı.
Grup IV: Bu grup bir taraftan kalsiyumsuz ortamda myometrium kontraksiyonlarının amplitüd ve frekanslarını ortaya koymak, diğer taratan da oksitosinin ve oksitosin+isradipin kombinasyonunun bu şeritlerdeki aktivitelere etkilerini test emek amacıyla oluşturuldu. Bu grupta, kalsiyumsuz ortamda oksitosin ile oluşturulan kontraksiyonlar üzerine isradipinin etkileri araştırıldı. Miyometrial şeritler yerleştirilmeden önce, ortama kalsiyumsuz Krebs solüsyonu konuldu ve kalsiyumsuz ortam elde edildi. Kalsiyumsuz ortamda oksitosin ile indüklenen kontraksiyonların üzerine ortama tek doz (1 µg/ml) isradipin eklendi. Spontan kontraksiyonlar, birkaç kasılmadan sonra kaybolduğu için kontraksiyonlar kaybolur kaybolmaz ortama oksitosin (0.0004 IU/mL konsatrasyonda) eklendi. İsradipin, oksitosinle indüklenen kontraksiyonların 5 dakika süreyle kaydedilmesinden sonra sadece bir kez ve 1 µg/mL dozda eklendi. Kayıt, isradipin uygulamasının 15. dakikasında sonlandırıldı.
İstatistiksel Analiz
Tüm veriler ortalama± standart hata (O±SH) olarak sunuldu. Verilerin analizi için nonparametrik Wilcoxon signed ranks testi kullanıldı. Tüm istatistiksel analizler SPSS 13.0 programı (SPSS Inc., Chicago, IL, ABD) kullanılarak gerçekleştirildi. Anlamlılık seviyesi p<0.05 olarak kabul edildi.
Bulgular
Grup I: Spontan kontraksiyonların frekansı 11.2± 0.6/10 dk. olarak hesaplandı. Bu değer, 1 ng/mL isradipin eklendikten sonra 11.0±0.6/10 dk. ölçüldü ve kontraksiyonların frekansı, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında aralarındaki fark anlamlı değildi (p=0.317). 10 ng/mL ve 0.1 µg isradipin eklendikten sonra kontraksiyon frekansı sırasıyla 10.7±0.5/10 dk. ve 6.3±2.0/10 dk. olarak ölçüldü ve bu değerler de kontrol grubundan farklılık göstermedi (sırasıyla p=0.180 ve p=0.68). İsradipin 1 µg eklenmesi ile spontan kontraksiyonlar tamamıyla ortadan kayboldu (Şekil 1a ve b).
Bu grupta kontrol kontraksiyonların ortalama amplitüdü 3416.3±560.3 mg olarak ölçüldü. İsradipin 1 ng/mL dozunda eklendiğinde bu değer 3281.5±494.3 mg olarak ölçüldü ve bu değerler birbirinden istatistiksel olarak anlamlı farklılık göstermedi (p=0.08). 10 ng/mL ve 0.1 µg isradipin eklenmesi kontraksiyonlarda istatistiksel olarak anlamlı düşmeye (sırasıyla 2834.8± 324.2 mg ve 1188.8±271.7 mg) neden oldu (her ikisi için de p=0.02). İsradipinin 1 µg/mL eklenmesi spontan kontraksiyonların tamamen ortadan kaybolmasına neden oldu (Şekil 1a ve c).
Grup II: Oksitosin aplikasyonundan sonra kontraksiyonların frekansı 14.3±0.3/10 dk. olarak ölçüldü. İsradipinin 1 ng/mL ve 10 ng/mL dozlarında eklenmesi kontraksiyon frekanslarında anlamlı değişikliğe neden olmadı (sırasıyla 14.3±0.3/10 dk. ve 13.3±1/10 dk.; p=1 ve p=0.1). İsradipin 0.1 µg/mL dozda kontraksiyon frekansını istatistiksel anlamlı olarak 1.50±1.50/10 dk.’ya (p=0.02) düşürürken, 1 µg/mL isradipin oksitosinle indüklenen kontraksiyonların tamamen kaybolmasına neden oldu (Şekil 2a ve b).
Kontrol grubunda ortalama kontraksiyon amplitüdü 2892.3±165.7 mg olarak hesaplandı. 1 ng/mL isradipin eklenmesi ile bu değer 2894.7±176.0 mg oldu ve aralarındaki fark istatistiksel olarak anlamlı değildi (p<0.05). 10 ng/mL ve 0.1 µg/mL isradipin eklenmesi ile amplitüd sırasıyla 2168.5±100.0 mg ve 100.3±100.3 mg’a düştü ve bu değerler kontrol grubuyla karşılaştırıldığında aralarındaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulundu (her ikisi için de p=0.02). 1 µg/mL isradipin kontraksiyonların tamamen ortadan kaybolmasına neden oldu (Şekil 2a ve c).
Grup III: PGF2a ile indüklenen kontrol grubunda ortalama kontraksiyon frekansı 12.7±0.3/10 dk. olarak hesaplandı. 1 ng/mL ve 10 ng/mL isradipin, kontraksiyonların frekansında anlamlı bir azalmaya neden olamadı (sırasıyla 12.7±0.3/10 dk. ve 11.7±0.8/10 dk.; p=1 ve p=0.1). İsradipin 0.1 µg/mL dozda kontraksiyonların frekansında anlamlı azalmaya neden oldu (5.2±1.7/10 dk., p=0.02). PGF2a ile indüklenen kontraksiyonlar 1 µg/mL isradipin eklenmesi ile tamamen ortadan kayboldu (Şekil 3a ve b).
PGF2a ile indüklenmiş kontrol grubunda kontraksiyonların ortalama amplitüdü 2787.2±471.9 mg olarak hesaplandı. 1 ng/mL isradipin eklenmesi kontraksiyonların amplitüdünde anlamlı bir düşmeye neden olmadı (2756.2±469.3 mg, p=0.08). 10 ng/mL ve 0.1 µg/mL isradipin kontraksiyonların amplitüdünü 2474.8±535.7 mg ve 695.7±306.1 mg’a düşürdü ve düşme kontrol grubu ile kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı bulundu (her ikisi için de p=0.02). PGF2a ile indüklenen kontraksiyonlar 1 µg/mL isradipin eklenmesi ile tamamen ortadan kayboldu (Şekil 3a ve c).
Grup IV: Bu grupta kontraksiyon deneyleri kalsiyumsuz Krebs solüsyonunda gerçekleştirildi. Kalsiyumsuz ortamda oksitosinle indüklenen kontraksiyonların en az 30 dk. devam ettiği gözlendi (kayıtlar sunulmadı). Oksitosinle kontraksiyonlar indüklendikten sonra (oksitosin eklenmesinin 7. dakikasında) 1 µg/mL isradipin ortama eklendi. İsradipin eklenmesi ile tüm kontraksiyonlar ortadan kayboldu (Şekil 4). Kontraksiyonlar, diğer kalsiyum içeren ortamlardaki gibi devam etmediğinden isradipinin kümülatif dozları bu grupta uygulanmadı.
Tartışma
Spontan preterm kontraksiyonlar çoğul gebelik ve polihidramniyoz olgularında daha sık görülmektedir. Bu olgularda uterusun aşırı gerilmesinin miyometriumdaki kasılmaları tetiklediği düşünülmektedir. İn vitro çalışmalar, uterusun aşırı gerilmesine benzer şekilde miyometrial şeritlerin gerilmesinin de kontraksiyonları indükleyebileceğini göstermektedir. Miyometriumun gerilmesinin aktivatör proteinleri (AP-1), konneksin 26 ve konneksin 43 ekspresyonlarını arttırdığı, membran potansiyelini de düşürdüğü rapor edilmiştir.[16,17] Bu gerilmenin net sonucu intraselüler kalsiyum iyon konsantrasyonunda artış ve miyometriumun uyarılabilirliğinde artmadır.
Eldeki çalışmada geç gebelik dönemindeki gebe rat myometriumunda isradipinin spontan miyometrial kontraksiyonları doz bağımlı şekilde inhibe ettiği gözlendi. Bu gözlem, Kantas ve ark.’nın önerileri ile uyumlu görünmektedir.[18] İsradipin’in L-tipi kalsiyum kanallarını inhibe ederek, intraselüler depolardan kalsiyum salınımını azaltarak ve intraselüler kalsiyumun ekstraselüler alana çıkışını kolaylaştırarak myometriyum kontraksiyonlarını inhibe ettiği düşünülmektedir.[19,20]
İsradipinin in vitro koşullarda miyometrial kontraksiyonları etkin bir şekilde inhibe ettiği gösterilmiş olsa da, Wide-Swensson ve ark.[21] tarafından sunulan çalışma haricinde gebe kadınlar üzerinde yapılan çalışma mevcut değildir. Bu çalışmada isradipin doğumun aktif fazında kullanılmış ve uterus kontraksiyonları üzerine inhibitör etkisinin görülmediği rapor edilmiştir. Bizim düşüncemiz, doğumun aktif fazının tokolitik ajanlara rölatif olarak dirençli olmasıdır ve isradipin, olası tokolitik etkisinin araştırılabilmesi için ileri çalışmaları hak etmektedir.
Çalışmadaki Grup II’de isradipinin oksitosin ile indüklenmiş miyometrial kontraksiyonları doz bağımlı şekilde inhibe ettiği ve en yüksek dozda tamamen ortadan kaldırdığı gözlendi. Çetin ve ark. isradipinin rat miyometriumunda miyometriyal kontraksiyonları in vitro inhibe ettiğini bildirmişlerdir.[22] Bizim çalışmamızda isradipinin kontraksiyonları tamamen ortadan kaldırdığı gözlenmiş iken, Çetin ve ark.’nın çalışmasında bu etki gözlenmemiştir. Bu çalışmada kullanılan en yüksek dozun, kontraksiyonları tamamen ortadan kaldırmaya yetecek kadar yüksek olmadığı düşünüldü. Zira bu çalışmada kullanılan en yüksek doz 10-4 mol/L olup bizim çalışmamızda kullanılan dozdan düşüktür.
Oksitosinin kendi reseptörüne bağlanarak inositol trifosfat yolağını aktive ederek intraselüler depolardan kalsiyum salınımı yaptığı ve membran fosfolipidlerini hidrolize ettiği bilinmektedir. İntraselüler depolardan kalsiyum salınımı, sitozole doğru kalsiyum akışında artmaya neden olmaktadır.[23] Oksitosinin aktive olmuş katyon kanallarını açarak membranların depolarizasyonuna neden olduğu da bilinmektedir.[24] Böylece, isradipin kullanımı diğer L-tipi kalsiyum kanal blokörlerinde olduğu gibi kalsiyumun intraselüler mesafeye girişini ve intraselüler depoladan kalsiyum salınımını inhibe etmekte,[19,20] bu şekilde de oksitosin ile indüklenen miyometriyal kontraksiyonları inhibe etmektedir.
Mevcut çalışmada isradipinin PGF2a ile indüklenmiş miyometriyal kontraksiyonları in vitro baskıladığı ilk kez gösterildi. Bu, isradipinin PGF2a ile indüklenmiş miyometriyal kontraksiyonlar üzerindeki etkisini araştıran ilk çalışmadır. İsradipinin inhibitör etkisinin aynı zamanda doz bağımlı olup, kullanılan en yüksek doz PGF2a ile indüklenmiş miyometriyal kontraksiyonların tamamen ortadan kaybolmasına neden olmuştur. Prostaglandinler, doğumun inflamatuvar sürecinde merkezi bir role sahiptirler. Etkileri sadece miyometriumda değil aynı zamanda serviks ve fetal membranlarda da gösterilmiştir. Etkilerini miyositler arasındaki gap-junctions’ların sayısını arttırarak, oksitosin reseptörlerinin sayısını arttırarak ve kendi reseptörlerine bağlanarak göstermektedirler.[25] Enfeksiyonların erken doğumların %30–40’ının nedeni olması[26] ve erken doğum eyleminde enfeksiyonların rolünün açıkça gösterilmiş olması, PGF2a ile indüklenmiş miyometriyal kontraksiyonların isradipin ile baskılanabilmesi, isradipinin erken doğum eyleminin tedavisinde etkinliğinin olabileceğini düşündürmektedir.
Kalsiyumsuz ortamdaki miyometrial kontraksiyonlar, kalsiyum bulunan ortamlardakinden daha düşük amplitüd ve frekanslı olarak gerçekleşti. İsradipin 1 µg/mL dozda kalsiyumsuz ortamda miyometrial kontraksiyonların tümünü ortadan kaldırdı. Bu bulgu, Kaya ve ark.’nın[27] raporları ile uyumlu olup, isradipinin kalsiyumsuz ortamdaki inhibitör etkisi, ilacın kalsiyumun intraselüler depolardan salınımını inhibe ederek etki ettiğini düşündürmektedir.
Sonuç
Sonuç olarak, eldeki çalışmanın bulguları isradipinin gebe rat modelinde in vitro olarak oluşan spontan, oksitosin ile indüklenen ve PGF2a ile indüklenen miyometrial kontraksiyonları doz bağımlı şekilde inhibe ettiğini göstermektedir. Sonuçlar, isradipinin spontan ve enfeksiyon ilişkili erken eylem olgularında tokolitik etkisinin olabileceğini düşündürmektedir. Daha ileri çalışmalar ilacın etkinliğinin ve güvenilirliğinin ortaya konmasına yardımcı olacaktır.