The Effects of Theophylline and Methylprednisolone on Biomechanics and Histopathology in Diaphragm Muscles

Abstract

Günümüzde yoğun bakım ünitelerinin yaygınlaşması, solunum destek cihazlarını ve solunum sistemini etkileyen ilaçları sık kullanılır kılmaktadır. Zamanla solunum kaslarının gücünde azalmaya neden olan bu ilaç ve cihazların kullanılması ise, solunum sistemini destekleyecek ilaçlara gereksinimi arttırmaktadır.Çalışmamızda, kliniklerde sık kullanılan, solunum sistemi üzerine etkileri farklı olan iki ilacın, diyafragma kasının biyomekaniği ve histopatolojisi üzerine etkilerini araştırmayı amaçladık.Bu amaçla teofilin ve metilprednizolon ile solunum işinin temel kası olan diyafragma çalışmamız için seçildi. Çalışmamız, beş grup üzerinden planlandı. Ağırlıkları 280-310 g arasında değişen, Wistar-Albino ırkı, 33 dişi sıçan kullanıldı. Teofilin grubuna, 1mg/kg intraperitoneal teofilin, Metilprednizolon grubuna, 2mg/kg, intraperitoneal metilprednizolon, Teofilin + metilprednizolon grubuna, 1mg/kg intraperitoneal teofilin ile 2mg/kg intraperitoneal metilprednizolon, İzotonik kontrol grubuna, 1ml izotonik, intraperitoneal yapılarak, 7 güne tamamlandı. 5. Grup, sham grubu olarak oluşturuldu. Bu gruba herhangi bir ilaç verilmedi. 8. Gün sıçanlar ketamin anetezisi altında, dekapite edilerek, diyafragma örnekleri alındı. Biyomekanik parametreler için, sol hemidiyafragmadan ventral?kostal bölgeden kas şeridi çıkarılarak organ banyosuna asıldı. Histopatolojik değerlendirme için, sağ hemidiyafragma diseke edilerek %10 nötral tamponlanmış formol ile tespit edildikten sonra, rutin doku takip işlemlerinden geçirilerek parafin bloklara gömüldü.Teofilinle kombine edilen metilprednizolon kontrol, teofilin ve metilprednizolon gruplarına göre kasılma gücünü arttırdığı, kasılma süresini uzattığı, teofilin ve metilprednizolon gruplarının, kontrol grubuna göre kasılma kuvvetini arttırdığı, kasılma ve yarı gevşeme süresini uzattığı, teofilin grubunun metilprednizolon grubuna göre kasılma kuvvetini ve kasılma süresini uzattığı saptandı. Histopatolojik olarak gruplar arasında farklılık saptanmadı.Sonuç olarak, teofilinle kombine edilen metilprednizolonun diyafragma kasının kasılma kuvveti, kasılma süresi ve yarı gevşeme süresi üzerine aditif etki oluşturduğu kanaatine varıldı.Nowadays, widespread use of intensive care units has caused to commonly used respiratory support devices and a variety of medications affecting the respiratory system. The use of drugs and devices resulting in reduction in strenght of respiratory muscles has increased over time the need for drugs to support the respiratory system.In our study, we aimed to study the effects of two drugs affecting the respiratory system with different mechanisms, used frequently in hospital clinics, on biomechanic and histopathology of diafragm muscle.In this purpose for our study, teophylline and methylprednisolone were selected together with the diafragm, the basic muscle for respiration activity. Five groups were planned and 33 female Wistar-Albino rats weighing between 280-310 gr were used in our study. 1 mg/kg. intraperitoneal teophylline was administered to the first group (teofilin group). 2 mg/kg. intraperitoneal methylprednisolone was given to the second group (Metilprednizolon group), teophylline + methylprednisolone to the third group, 1 mg/kg intraperitoneal teophylline and 2 mg/kg. intraperitoneal methylprednisolone was administered., 1 ml isotonic saline intraperitoneal was administered to the fourth group and completed to 7 days. Group 5 was formed as a sham group. No drug was given to this group. On the eighth day, the rats were anesthetized with kethamine and decapitated. Diafragm specimens were taken. Muscle strips ventral-costal region were removed from the left hemidiafragm for biomechanic parameters and were suspended in organ bath. For histopathologic evaluation, the right hemidiafragm was dissected and put in a bottle containing 10% neutral buffered formoline and then of detected by routine follow up procedures of tissue were performed.Theophylline combined with methylprednisolone, control, theophylline and methylprednisolone groups to increase the force of contraction, lengthened the duration of contraction, theophylline and methylprednisolone group than the control group to increase the force of contraction, prolonged contraction and half-relaxation time, theophylline group, methylprednisolone group lengthened the duration of contraction force and contraction respectively. Histopathological examination did not differ between the groups.As a result, theophylline combined with methylprednisolone on diaphragm muscle contraction force, contraction time and half-relaxation time was considered to be formed on the additive effect.