Hiperkolesteroleminin sıçan mesanesinin kasılma işlevine etkisi
The effect of hypercholesterolemia on the contractile functions of rat urinary bladder
Yazar: SERKAN KARAİSMAİLOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEN ERDEM
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Tıp Bilimleri Bölümü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Adenozin trifosfat = Adenosine triphosphate ; Elektrikle uyarma = Electric stimulation ; Hiperkolesterolemi = Hypercholesterolemia ; Kas kontraksiyonu = Muscle contraction ; Kaveola = Caveolae ; Kolinerjik lifler = Cholinergic fibers ; Mesane = Urinary bladder ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Mesanenin idrarı depolamak ve depoladığı idrarı uygun zamanda dışarıya atmak şeklinde iki işlevi vardır. İki işlevde de kolinerjik, adrenerjik ve nonadrenerjik nonkolinerjik (NANC) mekanizmalar rol oynar. Bu mekanizmalarda rol alan sinyal ileti yolları hücre zarında kolesterolden zengin zar bölgeleri olan lipit raft ve kaveolalarla ilişkilidir. Bu bölgelerin kolesterol miktarındaki artış veya azalışın, çalışması innervasyona dayalı ve temel olarak G proteini ile kenetli reseptörler aracılı olan mesaneyi etkilemesi beklenir. Bu çalışmada, kolesterol düzeyindeki değişikliğin sinyal iletimini, dolayısıyla hücre işlevlerini etkileyebileceği düşünülerek, hiperkolesteroleminin in vitro sıçan mesane şeritlerinde izometrik kasılma işlevine etkisi ve kolinerjik-pürinerjik komponentlerin kasılmaya katkısını değiştirip değiştirmediğinin araştırılması amaçlandı. Dört hafta süreyle standart sıçan yemiyle beslenen kontrol grubu (NK) veya % 4'lük kolesterol diyetle beslenen kolesterol grubu (HK) Sprague-Dawley sıçanlarda kan kolesterol düzeyi, in vitro mesane şeritlerinde 80mM KCl ve elektriksel alan stimülasyonu (EAS) ile oluşturulan izometrik kasılmalar incelendi. EAS, 3 dakikada bir 5 sn boyunca; 100 V, 0,15 ms ve giderek artan frekanslarda (1-2-5-10-20-40-80 Hz) uygulandı. EAS ile oluşan kasılmalarda 10-6 M atropin, 10-7 M prazosin ve 10-4 M PPADS veya 10-5 M ?-ßmeATP'in etkisi incelendi. Sonuçlar kontrol grubu ile karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. HK grubunda plazma kolesterol düzeyinin arttığı görüldü (NK:95,8±3,7 HK:132,7±9,5 mg/dL, P<0,05). KCl ile oluşturulan kasılmalar, HK grubunda (29,1±1,7 g/100 mg doku) NK grubuna (21,2±1,6 g/100 mg doku) göre daha yüksek bulundu (P<0,05). EAS'ye bağlı maksimum cevap, NK grubunda 25,1±2,4, HK grubunda ise 32,9±3,4 g/100 mg doku olmakla beraber frekans-kasılma eğrileri açısından iki grup arasında fark yoktu. EAS ile uyarılan kasılmalar, atropin+prazosin, PPADS ve ?-ßmeATP varlığında NK grubunda sırasıyla %38,1±3,0, %27,4±2,0 ve %32,8±6,2; HK grubunda %36,9±3,4, %31,7±3,6 ve %33,5±2,6 oranında baskılandı. Ancak kolinerjik ve pürinerjik komponentlerin kasılmadaki katkısı iki grup arasında farklı değildi. Sonuç olarak hiperkolesterolemi sıçan mesanesinde izometrik kasılma işlevini etkilemektedir. Ancak bu etkinin mekanizması ve uzun dönemdeki değişiklikler daha ileri çalışmalarla araştırılmalıdır.

Abstract:
The urinary bladder has two major functions; storing the urine and emptying it when needed. The cholinergic, adrenergic, and non-adrenergic non-cholinergic (NANC) mechanisms play role in both of these functions. The signal transduction pathways involved in these mechanisms are associated with the lipid raft and caveolae which are cholesterol rich fragments in the cytoplasmic membrane. Since the urinary bladder functions in an innervation-dependent manner and G protein-coupled receptors take part in this process, it is likely to propose that the urinary bladder is affected by the increase or decrease in the cholesterol content of these regions. Therefore, hypothesizing that alterations in cholesterol levels affect the cellular functioning via leading to changes in signal transduction, in the present study it is aimed to investigate the effect of hypercholesterolemia on the contractile responses in rat isolated urinary bladder strips in vitro and whether hypercholesterolemia alters the contribution of the cholinergic-purinergic components of the contractile response. Plasma cholesterol levels, and the contractility of isolated urinary bladder strips in response to 80 mM KCl and to electrical field stimulation (EFS) in vitro were examined in Sprague-Dawley rats fed either with standard rat chaw (control group; NK) or with 4% cholesterol diet (cholesterol group; HK) for four weeks. EFS was applied for 5 sec trains at every 3 minutes, with 100 V amplitude, 0,15 msec duration and progressively increasing frequencies as 1-2-5-10-20-40-80 Hz. The effects of atropine (10-6M), prazosin (10-7M), PPADS (10-4M) or ? -ßmeATP (10-5M) on the EFS-induced contractions were investigated. The results were evaluated in comparison with the control group. The plasma cholesterol level was found to be elevated in the HK group (NK: 95,8 ±3,7, HK: 132,7±9,5 mg/dL, P< 0,05). KCl-induced contractions in the NK and HK groups were 21,2±1,6 and 29,1±1,7 g/100 mg tissue, respectively. The difference between the groups was statistically significant. Although the EFS-induced maximal contractile responses in the groups NK and HK, were 25,1±2,4 and 32,9±3,4 g/100 mg tissue, respectively, frequency-contraction curves were not significantly different from each other. The contractile responses were inhibited in the presence of atropin+prazosin, PPADS and ? -ßmeATP by 38,1±3,0%, 27,4±2,0% and 32,8±6,2%, respectively, in the NK group, the concomitant ratios in the HK group were as follows; 36,9±3,4%, 31,7±3,6% and 33,5±2,6. However, contribution of the cholinergic-purinergic mechanisms to the contractile responses was not different among the groups. In conclusion, hypercholesterolemia affects the contractility in the rat urinary bladder but the mechanisms underlying and long-term changes due remains to be established by further studies.