Göz yaşartıcı gazların koah'da primer bronş epitel hücre fonksiyonları, toksisitesi ve inflamatuar parametrelere etkisi
Effects of tear gases on toxicity, inflammatory parameters and functions of bronchial epithelial cell cultures in COPD
Yazar: HALİL İBRAHİM TOY
Danışman: PROF. DR. HASAN BAYRAM
Gaziantep Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Solunum Biyolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Göğüs Hastalıkları = Chest Diseases ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Akciğer hastalıkları-obstrüktif = Lung diseases-obstructive ; Bronşlar = Bronchi ; Epitel hücreleri = Epithelial cells ; Formoterol = Formoterol ; Kapsaisin = Capsaicin ; Kapsaisinoidler = Capsaicinoids ; Sosyal olaylar = Social events ; Toksisite = Toxicity ; İnflamasyon = Inflammation ; İnterlökin 8 = Interleukin 8

Özet:
Kitlesel gösterileri kontrol altına almak amacıyla yaygın olarak kullanılan biber gazı ile son yıllarda yapılan sınırlı sayıdaki çalışma, bu gazın solunum sistemi üzerine olan olumsuz etkilerini ortaya koymuşsa da altta yatan mekanizmalar ve bronş epitel hücrelerinin (BEH) rolü yeterince bilinmemektedir. Çalışmamızda kapsaisinin sigara içmeyen (Sigarasız), sigara içen KOAH'sız (Sigaralı) ve sigara içicisi KOAH'lı hastaların bronş eksplantlarından elde edilen BEH kültürleri üzerine etkilerini araştırmayı amaçladık. BEH kültürleri formoterol (1µM) ve roflumilast (0,1µM) yokluğunda ve varlığında kapsaisinin 0, 50, 125, 250 ve 500 μM konsantrasyonlarına 24 saat maruz bırakıldılar. Kültürlerin trans epitelyal elektriksel direnci (TED) ve silya titreşim frekansını (STF) 15. ve 30. dak., 1., 2., 4., 6., ve 24. saatlerde değerlendirilirken, laktat dehidrogenaz (LDH), interlökin (IL)-8 ve granülosit makrofaj koloni uyarıcı faktör (GM-CSF) düzeyleri 24. saatte ölçüldü. Kapsaisinin yüksek dozları (250-500µM) sigarasız (t2, t6, t24. saat), sigaralı (t24. saat) ve KOAH'lı (t2, t24. saat) BEH kültürlerinin TED'ni anlamlı olarak azalttı (p<0,05).
Bu etki kısmen roflumilast tarafından önlendi. Kapsaisin (250μM) bütün gruplarda BEH kültürlerinin STF'nı 15. dak'dan itibaren anlamlı olarak azalttı (p<0.01). Formoterol sigaralı gruptaki BEH kültürlerinin STF'da kapsaisine bağlı düşmeyi anlamlı olarak önledi, ancak roflumilast herhangi bir etki göstermedi. Kapsaisin (500μM) bütün kültürlerde LDH salınımını (p<0,05) artırırken, genel olarak IL-8 (p<0,0001) ve GM-CSF (p<0,05) düzeylerini baskıladı. Sonuç olarak, bulgularımız biber gazının aktif bileşeni olan kapsaisinin primer insan BEH kültür permabilitesini ve LDH salınımını artırırken, siliyer fonksiyonunu ve sitokin salınımını baskıladığı, bu etkilerin formoterol ve roflumilast tarafından kısmen önlenebildiğini göstermektedir.

Abstract:
Although limited recent studies suggest that capsaicin, which is widely used in to putting mass demonstrations under control, has negative effects on the respiratory system, the underlying mechanisms and role of bronchial epithelial cells (BEC) are not adequately known. We aimed to investigate effects of capsaicin on BEC cultures obtained from non-smokers, smokers and COPD patients. BEC cultures were incubated with 0, 50, 125, 250 ve 500μM capsaicin in the absence and presence of formoterol (1µM) and roflumilast (0.1µM) for 24 hours. Trans-epithelial electrical resistance (TEER) and ciliary beat frequency (CBF) were assessed at ¼, ½, 1, 2, 4, 6, and 24 hours, whereas release of lactate dehydrogenase (LDH), granulocyte macrophage - colony stimulating factor (GM-CSF) and interleukin (IL)-8 levels were measured at t24hrs. The highest concentrations of capsaicin (250-500µM) significantly decreased (p<0.05) TEER of BEC cultures of non-smokers (t2, t6, t24hrs), smokers (t24hrs) and COPDs (t2 and t24hrs). This effect was partially prevented by roflumilast. Capsaicin significantly reduced CBF of BEC cultures of all study groups from 15 minutes onwards (p<0.05). Formoterol significantly prevented the decrease in CBF, whereas roflumilast did not show any effect. Capsaicin (500µM) decreased release of IL-8 (p<0.0001) and GM-CSF (p<0.05), while inducing release of LDH in all culture groups (p<0.05). In conclusion, our findings have demonstrated that capsaicin, the active component of tear gas, induces BEC culture permeability and LDH release, while inhibiting ciliary activity and cytokine release, and that these effects can be partially prevented by formoterol and roflumilast.