Sıçanlarda yüksek dozda sitalopram ile oluşturulan kardiyovasküler toksik etkilerin mekanizmasında adenozin reseptörlerinin ve endojen adenozinin rolü
The Role of the Adenosine Receptors and Endogenous Adenosine in the Cardiovascular Toxic Effects Induced by the Citalopram Overdose In Rats.
Yazar: KUBİLAY ORANSAY
Danışman: DOÇ. DR. ŞULE KALKAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2009
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology

Özet:
Amaç: Antidepresan ilaçlar tüm dünyada ve ülkemizde en sık rastlanan zehirlenme etkenlerinden biridir. Ülkemizde yapılan çalışmalarda zehirlenmeye neden olan antidepresanlar içinde selektif serotonin re-uptake inhibitörleri (SSRİ)'nin ikinci sıklıkta yer aldığı bildirilmektedir. Yapılan çalışmalarda yüksek dozda alındığında rutin kardiyak monitörizasyon gerektiren tek SSRI grubu antidepresanın sitalopram olduğu vurgulanmıştır. Sitalopramın yüksek dozuna maruz kalımda serotonin sendromu, nörotoksisite ve kardiyak toksisite (bradikardi, hipotansiyon, QT ve QRS genişlemesi) görülebileceği bildirilmiştir. Adenozinin kardiyovasküler sistem etkilerini A1, A2a ve A2b reseptörleri üzerinden gösterdiği bilinmektedir. Adenozin, A1 reseptörleri üzerinden, negatif kronotrop, negatif dromotrop ve negatif inotrop etki ile kardiyak depresyon oluşturur. Bu çalışma sitalopram zehirlenmesinde oluşan kardiyovasküler toksik etkilerin mekanizmasında selektif adenozin reseptör antagonistlerinin ve endojen adenozinin etkisinin araştırılması amacıyla planlanmıştır.Gereç ve Yöntem: Çalışmamız iki protokolden oluşmaktadır. Protokol 1'de sitalopramın kardiyovasküler toksik etki oluşturan dozu 4 mg/kg/dk olarak bulundu (n=18). Sıçanlar 4 gruba randomize edildi. Stabilizasyon sonrasında tüm gruplara sodyum kromoglikat (A3 reseptör antagonisti, 20 mg/kg, i.v) uygulandı. 1.gruba %5 dekstroz (n=7), 2.gruba DPCPX (8- Cyclopentyl-1,3-Dipropylxanthine; selektif A1 reseptör antagonisti, 20 ? g/kg/dk, n=7), 3.gruba CSC (8-(3-chlorostyryl) caffeine; selektif A2a reseptör antagonisti, 24 ? g/kg/dk, n=7), 4.gruba %10 DMSO (n=3) 20 dk. infüzyonla verildi. Takiben her gruba 4 mg/kg/dk sitalopram 60 dk. infüzyonla verildi. Protokol 2'de sıçanlar üç gruba randomize edildi. Grup 1 (kontrol)'e sitalopram verilmeden (4 mg/kg/dk-60 dk, n=8) 1 saat önce %5 dekstroz intraperitoneal (i.p) olarak verildi. Grup 2 (n=8) ve grup 3'e (n=8) ilaç infüzyonuna başlamadan 1 saat önce EHNA (Erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl) adenine, adenozin deaminaz inhibitörü, 10 mg/kg i.p) ve NBTI (S-(4-nitrobenzyl)-6-thioinosine, adenozin transport inhibitörü, 1mg/kg i.p) verildi. Stabilizasyonperiyodunu takiben grup 2'ye %5 dekstroz, grup 3'e sitalopram 60 dk. boyunca infüzyonla verildi. Deneye başlamadan önce ve deney sonunda sıçanlardan kan alınarak plazma adenozin düzeyleriHPLC (high pressure liquid chromotography) ile ölçüldü. Her iki protokolde de ortalama arteriyel basınç (OAB), kalp atım hızı (KAH), QRS, QT ve yaşam süreleri kaydedildi. İstatistiksel analizde grup içinde tekrarlayan ölçümlerde ANOVA'yı takiben Tukey-Kramer çoklu karşılaştırma testleri, gruplararasında ANOVA'yı takiben Tukey-Kramer çoklu karşılaştırma testleri, yaşam analizinde Kaplan-Meier kullanıldı. P<0.05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.Bulgular: Çalışmanın birinci kısmında; %5 dekstroz grubunda sitalopram infüzyonu; OAB ve KAH'da 20. dakikadan itibaren anlamlı azalma (OAB için tüm dakikalarda p<0.001; KAH için p<0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001 ve p<0.001; sırasıyla 20., 30., 40., 50. ve 60. dakikalar), QRS ve QT sürelerinde ise 30. dakikadan itibaren anlamlı bir uzama oluşturdu (QRS için p<0.05, p<0.01, p<0.001 ve p<0.001, sırasıyla 30., 40., 50. ve 60. dakikalarda; QT için p<0.01, p<0.001, p<0.001 ve p<0.001, sırasıyla 30., 40., 50. ve 60. dakikalarda). DPCPX grubunda sitalopram infüzyonu; OAB'nda 20. dakikadan itibaren (tüm dakikalarda p<0.001), KAH'da ise 30. dakikadan itibaren (p<0.01, p<0.001, p<0.001 ve p<0.001, sırasıyla 30., 40., 50. ve 60. dakikalarda) anlamlı azalma, QRS süresinde 60. dakikada anlamlı uzama (p<0.05) oluştururken, QT süresinde anlamlı değişiklik oluşturmadı (p>0.05). DPCPX grubu %5 dekstroz grubuna göre, QT süresinde sitalopramın oluşturduğu uzamayı 20. dakikadan itibaren anlamlı şekilde engelledi (p<0.05, p<0.05, p<0.01, p<0.01 ve p<0.01, sırasıyla 20., 30., 40., 50. ve 60. dakikalarda). % 5 dekstroz grubu ile karşılaştırıldığında; CSC ve DMSO gruplarında sitalopram infüzyonunun oluşturduğu OAB ve KAH' daki azalma, QRS ve QT süresindeki uzamada anlamlı bir değişiklik saptanmadı (p>0.05). Gruplarda deney süresince ölüm kaydedilmedi. Çalışmanın ikinci kısmında; sitalopram infüzyonu plazma adenozin düzeyini değiştirmedi (p>0.05). EHNA/NBTI verilen gruplarda plazma adenozin düzeylerinde istatistiksel olarak anlamlı artış oluştu (p<0.01, p<0.05; sırasıyla grup 2 ve grup 3). Sitalopram infüzyonu 10. dakikadan itibaren OAB ve KAH'da istatistiksel olarak anlamlı azalma, QRS ve QT süresinde anlamlı uzama oluşturdu (p<0.001, tüm dakikalar için). Endojen adenozin etkinliğinin değerlendirildiği EHNA/NBTI verilen grupta; OAB ve KAH'da 30. dakikadan itibaren anlamlı azalma (OAB için p<0.01, p<0.001, p<0.001 ve p<0.001, sırasıyla 30., 40., 50. ve 60. dakikalarda; KAH için p<0.05, p<0.001, p<0.001 ve p<0.001, sırasıyla 30., 40., 50. ve 60.dakikalarda), QRS süresinde ise uzama görüldü (sadece 50.dakikada, p<0.05). EHNA/NBTI verilen gruplarda; sitalopram infüzyonunun oluşturduğu OAB ve KAH' daki azalma (OAB için p<0.05, p<0.05, p<0.01, sırasıyla 10., 20. ve 30. dakikalarda; KAH için p<0.001, p<0.01, p<0.001 ve p<0.001, sırasıyla 20., 30., 40. ve 60. dakikalarda), QRS ve QT süresindeki uzama (QRS için 20. dakikadan itibaren p<0.05; QT için p<0.01 ve p<0.05, sırasıyla 10. ve 20. dakikalarda) dekstroz infüzyonuna göre istatistiksel olarak daha anlamlı bulundu. Grupların sağkalım oranları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmadı (p>0.05).Sonuç: Çalışmanın ilk kısmında yüksek doz sitalopramın oluşturduğu QT uzaması selektif adenozin A1 reseptör antagonisti DPCPX tarafından engellendi. Bu sonuç, sitalopram zehirlenmesinde oluşan QT uzamasının mekanizmasında endojen adenozinin ve/veya adenozin A1 reseptör stimülasyonunun rol oynadığını düşündürmektedir. Çalışmanın ikinci kısmında yüksek doz sitalopram plazma adenozin düzeylerini artırmadı. Yüksek doz sitalopram, EHNA/NBTI'a bağlı artan endojen adenozinin oluşturduğu kardiyovasküler etkileri artırdı. Bu sonuçlar sitalopramın ve adenozinin oluşturduğu kardiyovasküler etkilerde benzer mekanizmaların rol oynadığını düşündürmektedir. Sonuç olarak yüksek doz sitalopram plazma adenozin düzeylerini artırmaksızın, endojen adenozine duyarlılığı artırarak ve/veya direkt adenozin A1 reseptörlerini stimüle ederek kardiyovasküler toksik etki oluşturabilir.Anahtar Kelimeler: Adenozin, adenozin reseptör antagonistleri, sitalopram zehirlenmesi, QT uzaması, QRS uzaması ve hipotansiyon.

Abstract:
Objective: The antidepressant drugs are one of the most common causes of poisonings all over the world. In our country, the selective serotonin re-uptake inhibitors (SSRI) are the second most frequent reasons of the antidepressant toxicity. It was reported that citalopram is the only SSRI which requires routine cardiac monitoring in overdose. Serotonine syndrome, neurotoxicity and cardiac toxicities (bradycardia, hypotension, QT and QRS prolongations) can be seen with the citalopram overdose. Adenosine shows its well known cardiovascular effects by A1, A2a and A2b receptors. Activation of A1 receptors depresses the heart by negative inotropic, chronotropic and dromotropic effects. The aim of this study is to clarify the role of adenosine receptors and/or endogenous adenosine in the mechanism of the cardiovascular toxic effects induced by citalopram overdose.Materials & Methods: This study consists of two protocols. In the first protocol, the cardiovascular toxic dose of the citalopram was found as 4 mg/kg/min (n=18). The rats were randomized into four groups. After the stabilization period, sodium cromoglycate (A3 receptor antagonist, 20 mg/kg, i.v) was administered to all groups. 5% dextrose was administered to the first group (n=7), DPCPX (8-Cyclopentyl-1,3-Dipropylxanthine; selective adenosine A1 receptor antagonist, 20 ? g/kg/dk, n=7) was administered to the second group, CSC (8-(3-chlorostyryl) caffeine; selective adenosine A2a receptor antagonist, 24 ?g/kg/min, n=7) was administered to the third group and 10% DMSO (n=3) was administered to the fourth group for 20 minutes. Following the infusions, we administered 4 mg/kg/min citalopram for 60 minutes. In the second protocol, the rats were randomized into three groups. 5% dextrose was administered intraperitoneally (i.p) 1 hour before the beginning of the citalopram infusion (4 mg/kg/min, for 60 minutes, n=8). EHNA (Erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl) adenine, 10 mg/kg, i.p) and NBTI (S-(4-nitrobenzyl)-6-thioinosine,1mg/kg, i.p) were administered 1 hour before the drug infusions. After the stabilization period, 5% dextrose and citalopram was administered for 60 minutes to the second and the third group, respectively. We collected blood from the rats before and after the experiment to measure the basal plasma adenosine levels by HPLC. Mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), QT and QRS durations and survival times were recorded during the experiments for both protocols. Statistical analysis of data within groups was evaluated by repeated measures ANOVA followed by Tukey?s multiple comparison tests. To analyze the differences among the groups, ANOVA and Tukey?s multiple comparison tests were performed. Duration of survival was compared using survival analysis based on the Kaplan Meier procedure. For all studies, p values of < 0.05 were considered to be statistically significant.Results: In the first protocol, the citalopram infusion in the dextrose group, caused a significant decrease in the MAP and HR after the 20th minute (in MAP p<0.001 for all, in HR p<0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001, p<0.001; 20th, 30th, 40th, 50th and 60th minutes, respectively) and caused a significant prolongation in the QRS and QT durations after the 30th minute (for QRS duration p<0.05, p<0.01, p<0.001 and p<0.001, 30th, 40th, 50th and 60th minutes respectively; for QT duration p<0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001, 30th, 40th, 50th and 60th minutes, respectively). The citalopram infusion in the DPCPX group, caused a significant decrease in the MAP after 20th minute (p<0.001 for all) and caused a significant decrease in the HR after the 30th minute (p<0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001, 30th, 40th, 50th and 60th minutes respectively). It caused also a significant prolongation in the QRS duration at the 60th minute (p<0.05). But it did not cause any significant difference in the QT duration (p>0.05). It was determined that DPCPX infusion significantly prevented the prolongation of the QT duration induced by citalopram after 20th minute when compared to the control group (p<0.05, p<0.05, p<0.01, p<0.01, p<0.01; 20th, 30th, 40th, 50th and 60th minutes, respectively). In the CSC and DMSO groups, there was not any significant change in the decrease of MAP and HR and in the prolongation of the QT and QRS durations induced by citalopram infusion when compared to the dextrose group (p>0.05). All rats completed the experiment alive. In the second protocol, plasma adenosine concentrations did not change significantly after citalopram infusion (p>0.05). In the other two groups pretreated with EHNA/NBTI, plasma adenosine concentrations showed a significant increase at the end of the experiment. (p<0.01, p<0.05 in group 2 and 3, respectively). Citalopram infusion caused a significant decrease in the MAP and HR and caused a significant prolongation in QT and QRS durations after 10th minute (p<0.001, for all). In the second group there was a significant decrease in the MAP and HR after 30. minute (for MAP p<0.01, p<0.001, p<0.001, p<0.001, 30th, 40th, 50th and 60th minutes respectively; for HR p<0.05, p<0.001, p<0.001, p<0.001, 30th, 40th, 50th and 60th minutes respectively) and there was a significant prolongation in the QRS duration only at 50th minute (p<0.05). In the EHNA/NBTI administered group followed by citalopram infusion, the decrease in MAP and HR (for MAP p<0.05, p<0.05, p<0.01, 10th, 20th and 30th minutes respectively; for HR p<0.001, p<0.01, p<0.001, p<0.001, 20th, 30th, 40th and 60th minutes respectively) and the prolongation in the QRS and QT durations (for QRS p<0.05 after 20th minute; for QT p<0.01, p<0.05, 10th and 20th minutes, respectively) were more significant than the EHNA/NBTI administered group followed by dextrose infusion. There was no significant difference in survival rates among the groups (p>0.05).Conclusion: In the first protocol, the prolongation of the QT duration induced by citalopram was prevented by DPCPX (selective adenosine A1 receptor antagonist) infusion significantly. According to this result, it can be suggested that the endogenous adenosine and/or adenosine A1 receptor stimulation may be responsible for the QT prolongation induced by citalopram. In the second protocol, the citalopram in overdose did not increase the plasma adenosine concentrations. Citalopram in overdose potentialized the cardiovascular effects induced by the increased endogenous adenosine concentrations after EHNA/NBTI administration. It can be suggested according to these results, adenosine and citalopram use the similar mechanisms in the cardiovascular effects. As a result, citalopram in overdose without any increase in the adenosine plasma concentrations, may cause to cardiovascular toxic effects by increasing the sensitivity to endogenous adenosine and/or direct stimulation of the adenosine A1 receptors,Keywords: Adenosine, adenosine receptor antagonists, citalopram toxicity, QT prolongation, QRS prolongation and hypotension.