Effects of high dose and long term montelukast treatment on skin: an experimental rat study/Uzun sureli ve yuksek doz montelukast kullaniminin deri uzerine etkileri: sicanlarda deneysel calisma.
Abstract: Background and Design: The aim of this study was to assess the effects of long term, high dose montelukast administration on normal rat skin by histological examination.

Material and Method: Sixteen rats were randomly divided into 2 groups-the control and the montelukast treated (study) group (n=8). In the control group 0.2ml of 0.9% NaCl was administered intraperitonealy (i.p.) daily for 6 weeks. In the study group the same amount of solution containing 1 mg/kg montelukast was administered i.p. daily for six weeks. At the end of the 6 weeks skin biopsies were taken and histologically examined.

Results: There was no significant difference between two groups regarding the dermal and epidermal thickness. Histologic examination of collagen fiber structure did not show difference between two groups. Toluidin blue stained specimens showed that the number of mast cells in dermis significantly decreased in montelukast treated group (p=0.001).

Conclusion: Montelukast treatment has significantly decreased the number of mast cells in dermis without any effect on the dermal or epidermal thickness and collagen fiber structure. We think that with the support of further studies, high dose montelukast may have an effective role on the treatment of inflammatory skin disease. (Turkderm 2008; 42: 118-21)

Key Words: Montelukast, skin, experimental study

Amac: Bu calismanin amaci uzun sureli yuksek doz montelukast uygulamasinin normal sican derisi uzerindeki etkilerinin histolojik olarak degerlendirilmesiydi.

Gerec ve Yontem: On alti sican rastlantisal olarak, her birinde 8 sican bulunan iki gruba ayrildi. Birinci gruba (Grup I= kontrol grubu) gunde 1 defa 0,2 ml %0,9'luk sodyum klorur intraperitoneal (i.p.) enjekte edilerek, ikinci gruba (Grup II=deney grubu) 1/mg/kg montelukast bulunan solusyondan 0,2 ml gunde bir defa i.p. enjekte edilerek 6 hafta sure ile tedavi uygulandi. Alti haftanin sonunda deri biyopsileri histolojik incelemeye alindi.

Bulgular: Epidermis ve dermis kalinligi acisindan gruplar arasinda anlamli bir fark saptanmadi. Kontrol ve deney grubunda kollajen liflerinin yapisal ozelliklerinin benzer oldugu gozlendi. Toluidin blue ile boyanan preparatlarda dermis tabakasinda sayilan mast hucreleri kontrol grubu ile karsilastirildiginda montelukast verilen grupta belirgin olarak azalmisti (p=0.001).

Sonuc: Montelukast epidermis hucrelerinde, dermis kalinliginda ve kollajen liflerde bir degisiklige yol acmadan dermiste mast hucre sayisini anlamli duzeyde azaltmaktadir. Daha ileri calismalarin destegi ile yuksek dozlarda montelukastin inflamatuar deri hastaliklarinin tedavisinde etkin bir rol oynayabilecegini dusunmekteyiz. (Turkderm 2008; 42: 118-21)

Anahtar Kelimeler: Montelukast, deri, deneysel calisma
Article Type: Report
Subject: Montelukast (Dosage and administration)
Skin diseases (Diagnosis)
Skin diseases (Drug therapy)
Skin diseases (Research)
Skin (Biopsy)
Skin (Health aspects)
Authors: Gideroglu, Kaan
Polat, Mualla
Firat, Tulin
Kukner, Aysel
Pub Date: 12/01/2008
Publication: Name: Archives of the Turkish Dermatology and Venerology Publisher: Galenos Yayincilik Audience: Academic Format: Magazine/Journal Subject: Health Copyright: COPYRIGHT 2008 Galenos Yayincilik ISSN: 1019-214X
Issue: Date: Dec, 2008
Topic: Event Code: 310 Science & research
Geographic: Geographic Scope: Turkey Geographic Code: 7TURK Turkey
Accession Number: 196305979
Full Text: Giris

Lokotrienler (LT), arasidonik asitten 5-Lipoksijenaz yoluyla sentezlenen etkin biyolojik mediatorlerdir (1). Kimyasal yapilarina gore iki gruba ayrilirlar:1] sulfur bagli olanlar (sisteinil lokotrienler (cys LT), [LTC.sub.4], [LTD.sub.4], LT [E.sub.4],) ve 2] sulfur bagli olmayanlar ([LTB.sub.4]) (2). Eozinofiller, bazofiller ve mast hucreleri onemli LT kaynaklaridir (3). Epidermal hucrelerde notrofil kaynakli [LTA.sub.4]'u peptid lokotrienler olan [LTB.sub.4], ve [LTC.sub.4]'e donusturme kapasitesine sahiptir (4). Dolayisiyla epidermis LT sentezine aktif olarak katkida bulunabilir (2). Sentezlenen peptid LT'ler inflamasyona neden olan, damar gecirgenliginde degisiklik, dokuda inflamatuar hucre birikimi, duz kaslarda kasilma ve hava yollarinda mukus salgisinda artma gibi yanitlara yol acmaktadir (5). Atopik dermatit, psoriasis, kronik urtiker gibi inflamatuar deri hastaliklarinda bu LT'lerin rolu oldugu dusulmektedir (1-3,5). Montelukast, alerjik rinit ve astim tedavisinde eriskinde 10 mg /gun dozda kullanim icin lisansi olan selektif bir Cys LT reseptor antagonistidir (6). Ancak lisansi disinda pek cok klinik calismada, atopik dermatit, kronik urtiker ve "graft versus host" reaksiyonu gibi baska hastaliklarin tedavisinde ayni dozda kullanilarak etkinligi arastirilmaktadir (2,3,5-8). Bu calismalarin bazilarinda basarili sonuclar bildirilmekle beraber, bazilarinda ise daha yuksek dozlarda daha basarili sonuclar elde edilebilecegi, ileri surulmektedir (7,8). Yapilan bir deneysel calismada stres uygulanan sicanlarda 10/mg/kg/gun dozda 5 gun kullanildiginda mast hucre aktivasyonunu inhibe ettigi gosterilmis ve inflamatuar deri hastaliklarinin onlenmesinde etiyolojik bir rol oynayabilecegi bildirilmistir (9). Bunun yani sira, bazi deneysel calismalarda 1-10 mg/kg/gun arasinda degisen yuksek dozlarda kullanilarak, iskemi- reperfuzyon hasarini onleyici, gastrik mukozayi koruyucu, flep yasayabilirligini artirici ve pulmoner fibrozisi engelleyici etkileri oldugu gosterilmistir (10-13).

Yukaridaki calismalar degerlendirildiginde, gelecekte bu ilacin klinikte uzun sure ve yuksek dozlarda kullanilmasi olasiligi cok yuksektir. Bu nedenle bu calismada daha once arastirilmamis olan uzun sureli yuksek doz montelukast uygulamasinin deri uzerindeki etkilerinin histolojik olarak degerlendirilmesi amaclandi.

Gerec ve Yontem

Calismada agirliklari 190-220 g olan 16 adet disi Wistar Albino sican kullanildi. Deneyler Fakultemizin, Histoloji ve Embriyoloji Anabilim dalinda gerceklestirildi. Hayvanlar her bir kafeste bir hayvan olacak sekilde, 12 saat isik /12 saat karanlik dongusu bulanan isi kontrollu bir odada ad libitum beslendi. On alti sican rastlantisal olarak, her birinde 8 sican bulunan iki gruba ayrildi. Birinci grup (Grup I) kontrol grubu olup, bu gruptaki sicanlara gunde 1 defa 0,2 ml %0,9'luk sodyum klorur intraperitoneal (i.p.) enjekte edilerek 6 hafta sure ile tedavi uygulandi. Ikinci grup (Grup II) deney grubu olup, bu gruptaki sicanlara icinde 1mg/kg montelukast bulunan solusyondan 0,2 ml gunde bir defa i.p. enjekte edilerek 6 hafta sure ile tedavi uygulandi. Alti haftanin sonunda, sicanlara 50 mg/kg ketamine hidroklorur ve 30 mg /kg klorpromazine i.p. enjekte edilerek anestezi saglandi. Anestezi altinda, hayvanlarin her iki skapular kemiginin arasindan orta hat uzerinde 1x1cm boyutlarinda tam kat deri biyopsileri alindi. Alinan deri ornekleri %10'luk formaldehit ile tespit edilerek histolojik incelemeye alindi.

Histolojik degerlendirme

Doku takip asamalarindan gecirilen dokulardan parafin bloklar hazirlandi. Bloklardan 4-5 mm'lik kesitler alindi. Hazirlanan preparatlar Hematoksilen-eozin, "toluidin blue" ve Masson'un uclu boyasi ile boyandi. Hematoksilen-eozin boyasi ile boyanan preperatlarda x10 objektif buyutme altinda okuler mikrometre ile dermis ve epidermis kalinliliklari olculurken, x40 objektif buyutmede epidermis tabakasinin histolojik yapisi incelendi. Toluidin blue boyasi ile boyanan preperatlarda, x10 objektif buyutme ile dermisin on farkli alaninda mast hucreleri sayildi. Masson'un uclu boyasi ile boyanan preparatlarda ise kollajen lifleri, kalinliklari ve duzenlenmeleri acisindan degerlendirildi.

Istatistiksel Degerlendirme

Elde edilen veriler 'SPSS 13.0 for Windows' istatistik programi kullanilarak gerceklestirildi. Dermis ve epidermis kalinlik olcumunden elde edilen veriler normal dagilim gosterdigi icin t-testi ile analiz edildi. Mast hucre sayimindan elde edilen degerler normal dagilim gostermediginden Mann-Whitney U testi ile analiz edildi. Sonuclar, anlamlilik p<0,05 duzeyinde degerlendirildi.

Bulgular

Tum sicanlar calisma sonuna kadar hicbir problem olmadan yasadi. Hematoksilen-eozinle boyanan prepatlarda okulometre ile yapilan olcumlerde, epidermis ve dermis kalinligi acisindan gruplar arasinda anlamli bir fark saptanmadi (Tablo 1) (Resim 1). Deney ve kontrol grubu epidermisi histolojik yapi olarak birbirine benzemekteydi. Epidermisin incelendiginde, hucre tabakasinin genellikle 3-4 katli oldugu, en ust katta keratinizasyonun belirginlestigi goruldu. Epidermis ince oldugundan tabakalarin sinirlari tam olarak ayirt edilemedi. Stratum lusidum gozlenmedi. Hucre cekirdekleri belirgin secildi. Yuzeydeki hucre cekirdeklerinin yassilastigi gozlendi (Resim 2). Masson'un uclu boyasi ile boyanan preparatlarda, kontrol ve deney grubunda kollajen liflerinin niteliksel ozelliklerinin benzer oldugu gozlendi. Montelukast ile tedavi uygulan grupta kollejen liflerinin diziliminde ve kalinliginda kontrol grubuyla niteliksel karsilastirildiginda bir degisim olmadigi, duzensiz siki bag dokusu ozelligine oldugu gozlendi (Resim 3). "Toluidin blue" ile boyanan preparatlarda dermis tabakasinda sayilan mast hucreleri kontrol grubu ile karsilastirildiginda montelukast verilen grupta belirgin olarak azalmisti (Tablo 1) (Resim 4). Mast Hucre sayilari arasindaki bu ki farklilik istatistiksel# olarak anlamliydi (p=0.001).

[ILLUSTRATION OMITTED]

[ILLUSTRATION OMITTED]

[ILLUSTRATION OMITTED]

[ILLUSTRATION OMITTED]

Tartisma

Bu deneysel calisma, 6 hafta sure ile yuksek doz montelukast sodyum kullaniminin sican derisinde epidermis, dermis kalinliginda bir degisiklige yol acmadigini, epidermis hucre morfolojisinde bir bozukluga sebep olmadigini ve kollajen liflerinin kalinliginda ve diziliminde bir bozulmaya neden olmadigini gosterirken mast hucre sayisinda anlamli duzeyde bir azalmaya yol actigini gostermistir. Mast hucre sayisinin anlamli duzeyde dusuk olmasi atopik dermatit, psoriasis, urtiker ve Behcet hastaligi gibi inflamatuar deri hastaliklarinda montelukastin tedavide onemli bir rol oynayabilecegi sonucunu ortaya cikarmistir. Cunku mast hucreleri, inflamasyon uzerinde etkisi buyuk olan LTlerin sentezinin yapildigi ana kaynaklardan biridir (1-3,9). Lokotrienler ise yukarida bahsedilen inflamatuar deri hastaliklarinin ana mediatorleri arasinda sayilmaktadirlar (1,2). Atopik dermatitli hastalarda "suction blister " teknikle elde edilen deri orneklerinde [LTC.sub.4] tespit edilmistir (14). Yine bu hastalarda dolasan aktive olmus bazofil sayisinda ve bazofillerden [LTC.sub.4] saliniminda artis mevcuttur (15). Psoriasisde ise psoriatik deri lezyonlarinda tum peptidil lokotrienler ve [LTB.sub.4] saptanmis ve [LTB.sub.4]'un biyolojik olarak aktif olan duzeylerde bulundugu gozlenmistir. Ayrica psoriasisli hastalarin idrarlarinda istikrarli bir [LTC.sub.4] ve [LTD.sub.4] metaboliti olan LTE4 duzeylerinin saglikli kontrollere gore daha yuksek oldugu bildirilmistir (1-3). Behcet hastaliginda ise LT sentezini baskilayan prostasiklin degerleri dusuk, [LTC.sub.4] duzeyleri ise yukselmis olarak bulunmus ve kolsisin tedavisiyle mukokutanoz lezyonlarinin azaldigi ve [LTC.sub.4] duzeylerinin dustugu gozlenmistir (16,17).

Yukaridaki calismalardan yola cikildiginda bir Cys LT reseptor antagonisti olan montelukast sodyumun inflamatuar hastaliklarin tedavisinde etkin olmasini beklemek akilci olacaktir. Ancak bazi klinik arastirmalarda montelukastin bu hastaliklarin tedavisinde basarili oldugu bildirilirken bazilarinda ise basarisiz oldugu bildirilmektedir (2,3,5,7). Bunun bizce iki nedeni olabilir: 1] Kullanilan montelukast dozunun dusuk olmasi (10mg/gun doz) 2] Ilacin kullanim surelerinin calismalarda birbirinden farkli olmasi. Organ nakli sonrasi "graft versus host" reaksiyonunda montelukast kullaniminin daha yuksek dozlarda daha basarili sonuclara ulasabilecegi bildirilmesi, ilk nedeni destekleyen bir bulgudur (8). Bizce bu konuya cozum uretebilmek icin ozellikle tedavinin erken doneminde montelukast daha 10 mg/gun' den daha yuksek dozlarda kullaniminin etkili olup olmadigi prospektif randomize calismalar ile ve LT duzeyleri saptanarak arastirmali ve olasi yan etkiler belirlenmelidir. Montelukastin yan etkileri arasinda hafif solunum yolu enfeksiyonlari, bas agrisi ve hafif gastrointestinal yakinmalar sayilmakla beraber cok nadir goruldugu ve guvenli bir kullanim profili sundugu bildirilmektedir (5). Dolayisi ile daha yuksek dozlarda kullaniminin da guvenli bir profil cizmesi beklenebilir. Sonuc olarak montelukastin 1 mg /kg /gun gibi bir yuksek dozda epidermis hucrelerinde, dermis kalinliginda ve kollejen liflerde bir degisiklige yol acmadan dermiste mast hucre sayisini anlamli duzeyde azaltmasi, bu ilacin yuksek dozlarda infllamatuar deri hastaliklarinin tedavisinde etkin bir rol oynayabilecegini gostermistir. Ancak bu konu genis sayili, doz bagimli prospektif klinik calismalarla desteklenmelidir.

Kaynaklar

(1.) Aksoy L, Senturk N, Canturk T, Turanli AY: Deri hastaliklarinda lokotrienlerin rolu. Turkderm 2001;35:337-40.

(2.) Rackal JM, Vender RB: The treatment of atopic dermatitis and other dermatoses with leukotrien antogonists. Skin Therapy Letter 2004;9:1-4.

(3.) Kagi MK: Leukotrien receptor antagonists-A novel therapeutic approach in atopic dermatitis? Dermatology 2001;203:280-3.

(4.) Iverson L, Kristensen P, Gron B, Ziboh VA, Kragbelle K: Human epidermis transforms exogenous leukotrien A4 in to peptide leukotriens: possible role in transcellular metabolism. Arch Dermatol Res 1994;286:261-6.

(5.) Friedmann PS, Palmer R, Tan E, Ogboli M, Barclay G, Hotchkiss K, Berth-Jones J: A double-blind placebo-controlled trial of montelukast in adult atopic eczema. Clin Exp Allergy 2007;37:1536-40.

(6.) Capra V, Abrosio M, Rovati G: Cysteinil-leukotrine receptor antagonists: present situation and future opportunities. Curr Med Chem 2006;13:3213-26.

(7.) Di Lorenzo G, Pacor ML, Mansueto P, Esposito-Pellitteri M, Ditta V, Lo Bianco C, Leto-Barone MS, Di Fede G, Rini GB: Is there a role forantileukotrienes in urticaria? Clin Exp Dermatol 2006;31:327-34.

(8.) Or R, Gesundheit B, Resnick I, Bitan M, Avraham A, Avgil M, Sacks Z, Shapira MY: Sparing effect by montelukast treatment for chronic graft versus host disease: a pilot study.Transplantation 2007;83:577-81.

(9.) Cikler E, Ersoy Y, Cetinel S, Ercan F: The leukotriens d4 receptor antagonist, montelukast inhibits mast cell degranulation in the dermis by water avoidance stress. Acta Histochem 2008, doi10.16/j.achtis.2008.04.06.

(10.) Sener G, Sehirli O, Velioglu-Ogunc A,Cetinel S, Gedik N, Yegen BC, Sener G: Montelukast protects against renal ischemia-reperfusion injury in rats. Pharmacol Res 2006;65-71.

(11.) Sener G, Kapucu C, Cetinel S, Cikler E, Ayanoglu-Dulger G: Gastroprotective effect of leukotriene receptor blocker montelukast in alendronat-induced lesions of the rat gastric mucosa. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 2005;72:1-11.

(12.) Gideroglu K, Yilmaz F, Aksoy F, Bugdayci G, Cakici H, Hapa O: The effects of montelukast in skin flap survival. Cur Ther Res Clin 2008; 69:459-65.

(13.) Izumo T, Kondo M, Naga A: Cysteinyl-leukotriene 1 receptor antagonist attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice. Life Sci 2007; 80:1882-6.

(14.) Talbot SF, Atkins PC, Goetzzly EJ, Zweiman B: Accumulation of leukotriene C4 and histamine in human allergic skin reactions. J Clin Invest 1985;76: 650-6.

(15.) James JM, Kagey-Sabotka A, Sampson HA: Patients with severe atopik dermatitis have activated circulating basophils. J Allergy Clin Immunol 1993;91:1155-62.

(16.) Hizli N, Sahin G, Sahin F, et al: Plasma prostacyclin levels in Behcet's disease. Lancet 1985;22:1454.

(17.) Gurer MA, Keskin N, Gulekon A, et al: Arachidonic acid metabolites and colchicine in Behcet's disease. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 1991;43:257-9.

Kaan Gideroglu, Mualla Polat *, Tulin Firat **, Aysel Kukner **

Abant Izzet Baysal Universitesi Tip Fakultesi Estetik, Plastik ve Rekonstruktif Cerrahi, * Dermatoloji ve ** Histoloji Anabilim Dali, Bolu, Turkiye
Tablo 1. Epidermis, dermis kalinligi olcum ve dermiste mast
hucre sayimi sonuclari

                             Dermis              E pidermis
Gruplar                   Kalinigi (mm)     Kalinligi ([micro]m)

Grup I (Kontrol)        1,48 [+ or -] 0,16    3 4,4 [+ or -] 5,6
(n=8)

Grup II (Montelukast)   1,49 [+ or -] 0,18    3 6,3 [+ or -] 5,2
(n=8)

Gruplar                 Mast Hucre Sayisi

Grup I (Kontrol)        6 7,3 [+ or -] 11,4
(n=8)

Grup II (Montelukast)   4 4,8 [+ or -] 3,6 *
(n=8)

Veriler ortalama [+ or -] SD olarak verilmistir,
n: hayvan sayisi, * Grup I ile
karsilastiginda p=0.001.
Gale Copyright: Copyright 2008 Gale, Cengage Learning. All rights reserved.