مقایسه اثرات مهارکنندههای منتخب آنزیم سیکلواکسیژناز بر پاسخدهی راههای هوایی به هیستامین و استیل کولین در خوکچههای هندی مبتلا به آلرژی تجربی

نویسندگان

1 گروه فارماکولوژی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران- ایران

2 گروه پاتولوژی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران- ایران

3 گروه ایمونولوژی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران- ایران

4 دانش آموخته دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران- ایران

چکیده

زمینه مطالعه: آسم ناشی از آسپرین (AIA) با علائمی همچون انقباض حاد برونش‌ها در حدود 10% از افراد مبتلا به آسم بدنبال مصرف آسپرین یا داروهای مشابه بروز می‌کند. مکانیسم‌های ایجاد AIA بطور کامل شناخته نشده اند، اما به نظر می‌رسد مهار آنزیم سیکلواکسیژناز در بروز آن دخیل باشد. هدف: مقایسه اثرات داروهای شبه آسپیرین بر پاسخ‌دهی مجاری هوایی در خوکچه هندی مبتلا به آسم آلرژیک تجربی. روش کار: 42 عدد خوکچه هندی نر (300g-250) بطور تصادفی در هفت گروه تقسیم شدند: گروه کنترل، آلرژیک، کتوپروفن، ایندومتاسین، سلکوکسیب و آسپیرین (با دوز بالا و پایین). در همه حیوانات بجز گروه کنترل، بوسیله تزریق داخل صفاقی اوآلبومین و هیدروکسید آلومینیوم آلرژی ایجاد شد و چالش با اوآلبومین استنشاقی در روز 18 صورت گرفت. در طی 24 ساعت قبل از چالش، حیوانات سه دوز خوراکی از داروهای فوق و یا محلول کربس هنسلیت در گروه‌های کنترل و آلرژیک، هر 12 ساعت یکبار دریافت کردند (دوز آخر درست نیم ساعت قبل از چالش تجویز گردید). در روز 19 با ایجاد مرگ آرام در حیوانات، پاسخ‌دهی قطعات مجزای نای آنها با استفاده از دوزهای تجمعی هیستامین و استیل کولین در حمام بافت مطالعه گردید. نتایج: ایندومتاسین و کتوپروفن بطور معنی‌دار پاسخ‌دهی نای را در تمامی غلظت‌های هیستامین و استیل کولین افزایش دادند. میزان Emax برای استیل کولین و هیستامین برحسب گرم به ترتیب در گروه‌های ایندومتاسین (1/0±5/3 و 1/0±5/3) و کتوپروفن (1/0± 3/4 و 2/0±1/5) بیشتر از گروه‌های کنترل (1/0± 5/1 و 1/0±5/1)، آلرژیک، سلکوکسیب، آسپرین با دوز بالا و آسپیرین با دوز پایین بود  (0.05>p).  نتیجهگیری نهایی: این مطالعه نشان داد که ایندومتاسین و کتوپروفن (و نه آسپرین و سلکوکسیب) میتوانند موجب افزایش پاسخ‌دهی مجاری هوایی و تشدید علایم آسم در این مدل حیوانی شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of the effects of selected cyclooxygenase enzyme inhibitors on airway responsiveness to histamine and acetyl choline in an experimental model of allergic asthma in guinea pig

نویسندگان [English]

  • Hossein Keshavarz 1
  • Ali Rassouli 1
  • Goudarz Sadeghi Hashjin 1
  • Farhang Sassani 2
  • Mostafa Moein 3
  • Hadi Tabarraei 4
  • Sepideh Ghaffari 4
1 Department of Pharmacology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran- Iran
2 Department of Pathology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran- Iran
3 Department of Immunology, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran- Iran
4 Graduated from Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran- Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: Aspirin-induced asthma (AIA) with symptoms such as acute bronchoconstriction occurs in about 10% of asthmatic individuals following ingestion of aspirin or other aspirin-like drugs. The mechanisms involved in AIA are not fully understood but it seems that inhibition of cyclooxygenase (COX) can play a role in such attacks.               Objectives: This study aimed to compare the effects of aspirin-like drugs on airway responsiveness in an animal model of allergic asthma. Methods: 42 male guinea pigs (250-300 g) were randomly divided into seven groups: control, allergic, ketoprofen, indomethacin, celecoxib, and aspirin (high and low doses). All animals except control group were sensitized by i.p. injections of ovalbumin and Al (OH)3 suspensions and then challenged by inhalation of ovalbumin solution on day 18. The animals received three oral doses of the aforementioned drugs or normal saline in control and allergic groups with 12 hr intervals within 24 hr before ovalbumin challenge. On day 19, animals were euthanized and the responsiveness of isolated tracheas was studied using cumulative doses of histamine and acetyl choline in an organ bath. Results: Indomethacin and ketoprofen significantly increased the trachea responsiveness to acetyl choline and histamine at all concentrations. Emax values for acetyl choline and histamine in indomethacin were respectively (3.5±0.1, 3.5±0.1 g) and ketoprofen (5.1±0.2, 4.3±0.1) groups were greater than those of control (1.5±0.1, 1.5±0.1), allergic, celecoxib, high dose aspirin and low dose aspirin groups (p<0.05). Conclusions: It was concluded that indomethacin and ketoprofen (but not aspirin and celecoxib) can exacerbate the asthmatic conditions in this animal model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • airway responsiveness
  • allergy
  • aspirin-induced asthma
  • cyclooxygenase inhibitor drugs
 

Adcock, J.J., Garland, L.. (1982) Modification of human airway smooth muscle reactivity by drugs that interfere with arachidonic acid metabolism. Br J Pharmacol. 77: 570-572.

Aiello, S.E. (1998) Immune system. In: Merck Veterinary Manual. (8th ed.) Merck & CO., INC. Whitehouse Station. NJ., USA. p. 575.

Anderson, W.H., Krzanowski, J.J., Polson, J.B.,  Szentivanyi, A. (1979) Characteristics of histamine tachyphylaxis in canine tracheal smooth muscle. Naunyn-Schmiedebergs Arch Pharmacol. 308: 117-125.

Andersson, P. (1982) Effects of inhibitors of anaphylactic mediators in two models of bronchial anaphylaxis in anesthetized guinea pigs. Br J Pharmacol. 77: 301-307.

Bavbek, S., Celik, G., Ozer, F., Mungan, D., Misirligil, Z. (2004) Safety of selective COX-2 inhibitors in aspirin/nonsteroidal anti-inflammatory drug-intolerant patients: comparison of nimesulide, meloxicam, and rofecoxib. J Asthma. 41: 67-75.

Chan, C.C., Boyce, S., Brideau, C., Charleson, S., Cromlish, W., Ethier, D. (1999) Rofecoxib  [Vioxx,  MK-0966;  4-(4’-methyl-sulfonylphenyl)-3-phenyl-2-(5H)-furanone]: A potent and orally active  cyclooxygenase-2  inhibitor.  Phramacological and biochemical profiles. J Pharmacol Exp Ther. 290: 551-560.

Cimbollek, S., Quiralte, J., Avila, R. (2009) COX-2 inhibitors in patients with sensitivity to nonselective NSAIDs. N Engl J Med. 361: 2197-2198.

Curnock, A.P., Robson, P.A., Yea, C.M., Moss, D., Gadher, S., Thomson, T.A. (1997) Potencies of leflunomide and HR325 as inhibitors of prostaglandin endoperoxide H synthase-1 and -2: Comparison with non-steroidal anti-inflammatory drugs. J Pharmacol Exp Ther. 282: 339-347.

Garner, A. (1992) Adaptation in the pharmaceutical industry, with particular reference to gastrointestinal drugs and diseases, Scand J Gastroenterol. 193: 83-89.

Hargreave, F.E., Dolovich, J., O’byrne, P.M., Rams- Dale, E.H., Daniel, E.E. (1986) The origin of airway hyperresponsiveness. J Allergy Clin Immunol. 78: 825-832.

Hashimoto, K., Sheller, J.R., Morrow, J.D., Collins, R.D., Goleniewska, K., O’Neal, J. (2005) Cyclooxygenase inhibition augments allergic inflammation through CD4 -dependent, STAT6-independent mechanisms. J Immunol. 174: 525-532.

Herschman, H.R. (1996) Prostaglandin synthase 2. Biochim Biophys Acta. 1299: 125-140.

Hitchcock, M. (1980) Stimulation of the antigen-induced contraction of guinea-pig trachea and immunological release of histamine and SRS-A from guinea-pig lung by (2-isopropyl-3-indolyl)-3 pyridyl ketone (L8027) and indomethacin. Br J Pharmacol. 71: 65-75.

Inoue, K., Fujisawa, H., Motonaga, A., Inoue, Y., Kyoi, T., Ueda, F. (1994). Anti-inflammatory effects of etodolac: comparison with other non-steroidal anti-inflammatory drugs. Biol Pharm Bull. 17: 1577-1583.

Krzanowski, J.J., Anderson, W.H., Polson, J.B., Szentivanyi, A. (1980) Prostaglandin mediated histamine tachyphylaxis in subhuman primate tracheal smooth muscle. Arch Int Pharmacodyn Ther. 247: 155-162.

Martin-Garcia, C., Hinojosa, M., Berges, P., Camacho, E., Garcia-Rodriguez, R., Alfaya, T., Iscar, A. (2002) Safety of a cyclooxygenase-2 inhibitor in patients with aspirin-sensitive asthma. Chest. 121: 1812-1817.

Mitchell, H.W. (1988) Inhibitory effect of sodium cromoglycate on pulmonary responses to histamine administered afterindomethacin in anaesthetized guinea-pigs. Br J Pharmacol. 94: 515-521.

Mitchell, H.W. (1983) Indomethacin enhances the effect of histamine on airways resistance in the anaesthetized guinea-pig. Br J Pharmacol. 80: 287-294.

Mitchell, H.W., Adcock, J. (1987) Potency of several non-steroidal antiinflammatory drugs on airways responses to histamine. Eur J Pharmacol. 141: 467-470.

Murlas, C., Lee, H.K., Roum, J.H. (1986) Indomethacin increases bronchial reactivity after subthreshold ozone levels. Prostaglandins. Leukotrienes and Medicine. 21: 259-268.

Naeimi, S., Sadeghi-Hashjin, G., Meurs, H., Vojgani, M., Muhammadnejad, S., Bahonar, A., Moin, M. (2012) Effects of experimental thyroid dysfunction on the reactivity of isolated tracheal smooth muscle in the guinea pig. World Appl Sci J. 16: 1398-1402.

Oguma, T., Asano, K., Shiomi, T., Fukunaga, K., Suzuki, Y., Nakamura, M. (2002) Cyclooxygenase-2 expression during allergic inflammation in guinea-pig lungs. Am J Resp Crit Care Med. 165: 382-386.

Orehek, J., Douglas, J.S., Bouhuys, A. (1975) Contractile responses of the guinea-pig trachea in vitro modification  by  prostaglandin  synthesis-inhibiting drugs. J Pharmacol Exp Ther. 194: 554-564.

Patterson, R., Harris, K.E., Greenberger, P.A. (1978) The effect of arachidonic acid on airway responses of rhesus monkeys. Life Sci. 22: 389-400.

Peebles, R.S., Dworski, R., Collins, R.D., Jarzecka, K., Mitchell, D.B., Graham, B.S., Sheller, J.R. (2000) Cyclooxygenase inhibition increases interleukin 5 and interleukin 13 production and airway hyperresponsiveness in allergic mice.  Am J Resp Crit Care Med. 162: 676-681.

Peebles, R., Koichi, H., James, R., Sheller Martin, L., Jason, D. (2005) Allergen-induced airway hyperresponsiveness mediated by cyclooxygenase Inhibition is not dependent on 5-Lipoxygenase or IL-5, but is IL-13 dependent. J Immunol. 175: 8253-8259.

Quinones Estevez, M.D. (2009) Are selective COX-2 inhibitors a safe option in patients with intolerance to nonsteroidal antiinflammatory drugs?  J Invest Allerg Clin Immunol. 19: 328-330.

Smith, N., Broadley, K.J. (2007) Optimisation of the sensitisation conditions for an ovalbumin challenge model of asthma. Int Immunopharmacol. 7: 183-190.

Szczeklik, A., Stevenson, D.D. (1999) Aspirin-induced asthma: Advances in pathogenesis and management. J Allergy Clin Immunol. 104: 5-13.

Tanaka, H., Nakahara, K., Sakai, S., Goto, K. (1992) A case of aspirin-induced asthma due to ketoprofen adhesive agent. Nihon Kyobu Shikkan Gakkai Zasshi. 30: 653-7.

Tomkinson, A., Grzegorz, C., duez, C., Larson, K., Lee, J., gelfand, E. (2001) Temporal association between airway hyperresponsiveness and airway eosinophilia in ovalbumin sensitized mice. Am J Resp Crit Care Med. 163: 721-730.

Weberschock, T.B., Muller, S.M., Boehncke, S., Boehncke, W.H. (2007) Tolerance to coxibs in patients with intolerance to non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs): a systematic structured review of the literature. Arch Dermatol Res. 299: 169-175.

Woessner, K.M., Simon, R.A., Stevenson, D.D. (2002) The safety of celecoxib in patients with aspirin-sensitive asthma. Arthritis & Rheumatology. 46: 2201-2206.