Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 1999; 34(3): 136-139
DOI: 10.1055/s-1999-8739
ORIGINALIA
Georg Thieme Verlag Stuttgart ·New York

L-Nitroargininmethylester (L-NAME), ein Stickoxidsynthaseinhibitor, erhöht die anästhetische Potenz von Etomidat

Nitro-L-arginine Methyl Ester (L-NAME), a Nitric Oxide Synthase Inhibitor, Increases the Anaesthetic Potency of Etomidate. P. H. Tonner,  J. Scholz,  E. SuppÅ,  J. Schulte am Esch
  • Klinik für Anästhesiologie, Universitäts-Krankenhaus Eppendorf, Hamburg
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Publication Date:
31 December 1999 (online)

Zusammenfassung.

Ziel der Studie: Für Etomidat wird, vergleichbar zu anderen intravenösen Anästhetika, wie zum Beispiel Barbituraten, angenommen, daß die anästhetische Wirkung über einen Effekt auf Gamma-Aminobuttersäure (GABA) Rezeptoren vermittelt wird. In jüngerer Zeit gibt es Hinweise, daß sowohl volatile, als auch intravenöse Anästhetika ihre Wirkungen zusätzlich über eine Beeinflussung von second messenger-Systemen wie zum Beispiel dem Stickoxid- (NO) Metabolismus hervorrufen können. Aus diesem Grund wurde der Effekt des NO-Synthaseinhibitors Nitro-L-Argininmethylester (L-NAME) auf die anästhetische Potenz von Etomidat überprüft. Methodik: Mit Zustimmung der Tierschutzkommission wurde der Effekt von L-NAME auf die anästhetische Potenz von Etomidat an Xenopus laevis-Kaulquappen bestimmt. Die Tiere wurden für mindestens 120 min verschiedenen Konzentrationen Etomidat oder einer Kombination von Etomidat und 1 mM L-NAME ausgesetzt. Der Verlust des Richtungsreflexes für mindestens 5 s wurde als Anästhesie gewertet. An die Daten wurde nach der Methode von Waud eine sigmoidale Kurve gefittet und halbmaximale Effekte (EC50) und Steigungen berechnet. Ergebnisse: In beiden Gruppen, sowohl in der Gruppe der mit Etomidat behandelten Tiere, als auch in der Etomidat plus L-NAME-Gruppe stieg die Anzahl der anästhesierten Tiere mit steigenden Konzentrationen von Etomidat. Die anhand der Konzentrations-Wirkungskurven errechnete EC50 (MW ± SE) betrug 4,5 ± 0,2 µM bei einer Steigung von 2,6 ± 0,3 für Etomidat sowie 3,0 ± 0,2 µM für Etomidat plus L-NAME bei einer Steigung von 2,3 ± 0,3. Schlußfolgerung: Der NO-Metabolismus wird als möglicher Wirkort von Allgemeinanästhetika diskutiert. Die Reduktion der EC50 von Etomidat durch L-NAME ist vergleichbar zu der in der Literatur für Thiopental und Halothan beschriebenen und kann neben den bisher bekannten Ansatzpunkten auf einen weiteren anästhetischen Wirkort von Etomidat hindeuten.</Schlüsselwörter: Etomidat - Stickoxid - Stickoxidsynthaseinhibitor - L-NAME - anästhetische Wirkmechanismen

Objective: Comparable to other intravenous anaesthetics, etomidate is thought to mediate its anaesthetic effect through an action on gamma-amino-butyric-acid (GABA) receptors. Recently, there is evidence that general anaesthetics act on second messenger systems such as the nitric oxide (NO) metabolism too. This study was designed to evaluate the effects of the NO-synthase inhibitor nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) on the anaesthetic potency of the intravenous anaesthetic etomidate. Methods: With approval of the local animal care committee, the effect of L-NAME on the anaesthetic potency of etomidate was studied in Xenopus laevis tadpoles. The animals were exposed to different concentrations of the anaesthetic etomidate or a combination of etomidate and 1 mM L-NAME for 120 min. Anaesthesia was defined as loss of righting reflex for more than 5 s. A concentration-response curve was fitted to the data according to the method of Waud for quantal biological data and half maximal effects (EC50) and slopes of the curves were calculated. Results: In both groups, the fraction of anaesthetised animals increased with increasing etomidate concentrations. The calculated values were EC50 4.5 ± 0.2 µM in the etomidate group with a slope of 2.6 ± 0.3 (mean ± SE). The etomidate plus L-NAME group exhibited a significantly different EC50 of 3.0 ± 0.2 µM with a slope of 2.3 ± 0.3. Conclusion: The NO-metabolism has been suggested to be involved in the anaesthetic action of volatile as well as intravenous anaesthetics. The reduction in EC50 of etomidate in presence of L-NAME is comparable to that observed for thiopental or halothane, and thus may indicate an additional mechanism of action of etomidate.</Keywords: Etomidate - nitric oxide - nitric oxide synthase inhibitor - L-NAME - anaesthetic mechanisms

Literatur

  • 1 Doenicke A. Etomidate, a new intravenous hypnotic.  Acta Anaesthesiol. Belg.. 1974;  25 307-315
  • 2 Oduro A, Tomlinson AA, Voice A, Davies GK. The use of etomidate infusions during anaesthesia for cardiopulmonary bypass.  Anaesthesia. 1983;  38 Suppl. 66-9
  • 3 Giese JL, Stanley TH. Etomidate: a new intravenous anesthetic induction agent.  Pharmacotherapy. 1983;  3 251-8
  • 4 Pistis M, Belelli D, Peters JA, Lambert JJ. The interaction of general anaesthetics with recombinant GABAA and glycine receptors expressed in Xenopus laevis oocytes: a comparative study.  Br. J. Pharmacol.. 1997;  122 1707-19
  • 5 Yang J, Uchida I. Mechanisms of etomidate potentiation of GABAA receptor-gated currents in cultured postnatal hippocampal neurons.  Neuroscience. 1996;  73 69-78
  • 6 Moody EJ, Knauer C, Granja R, Strakhova M, Skolnick P. Distinct loci mediate the direct and indirect actions of the anesthetic etomidate at GABA(A) receptors.  J. Neurochem.. 1997;  69 1310-3
  • 7 Tomlin SL, Jenkins A, Lieb WR, Franks NP. Stereoselective effects of etomidate optical isomers on gamma-aminobutyric acid type A receptors and animals.  Anesthesiology. 1998;  88 708-17
  • 8 Johns RA, Moscicki JC, DiFazio CA. Nitric oxide synthase inhibitor dose-dependently and reversibly reduces the threshold for halothane anesthesia. A role for nitric oxide in mediating consciousness?.  Anesthesiology. 1992;  77 779-84
  • 9 Terasako K, Nakamura K, Miyawaki I, Toda H, Kakuyama M, Mori K. Inhibitory effects of anesthetics on cyclic guanosine monophosphate (cGMP) accumulation in rat cerebellar slices.  Anesth. Analg. . 1994;  79 921-6
  • 10 Tobin JR, Martin LD, Breslow MJ, Traystman RJ. Selective anesthetic inhibition of brain nitric oxide synthase.  Anesthesiology. 1994;  81 1264-9
  • 11 Kant GJ, Muller TW, Lenox RH, Meyerhoff JL. In vivo effects of pentobarbital and halothane anesthesia on levels of adenosine 3',5'-monophosphate and guanosine 3',5'-monophosphate in rat brain regions and pituitary.  Biochem. Pharmacol.. 1980;  29 1891-6
  • 12 Southan GJ, Szabo C. Selective pharmacological inhibition of distinct nitric oxide synthase isoforms.  Biochem. Pharmacol.. 1996;  51 383-94
  • 13 Alifimoff JK, Firestone LL, Miller KW. Anesthetic potencies of secondary alcohol enantiomers.  Anesthesiology. 1987;  66 55-9
  • 14 Tonner PH, Scholz J, Koch C, Schulte am Esch J. The anesthetic effect of dexmedetomidine does not adhere to the Meyer-Overton rule but is reversible by hydrostatic pressure.  Anesth. Analg. . 1997;  84 618-23
  • 15 Waud DR. On biological assays involving quantal responses.  J. Pharmacol. Exp. Ther.. 1972;  183 577-607
  • 16 Tonner PH, Scholz J, Lamberz L, Schlamp N, Schulte am Esch J. Inhibition of nitric oxide synthase decreases anesthetic requirements of intravenous anesthetics in Xenopus laevis.  Anesthesiology. 1997;  87 1479-85
  • 17 Sikand KS, Hirota K, Smith G, Lambert DG. Etomidate inhibits (3H)noradrenaline release from SH-SYSY human neuroblastoma cells.  Neurosci. Lett.. 1997;  236 87-90
  • 18 Charlesworth P, Pocock G, Richards CD. Calcium channel currents in bovine adrenal chromaffin cells and their modulation by anaesthetic agents.  J. Physiol.. 1994;  481 543-53
  • 19 Bararm M, Goethert M, Fink K, Boenisch H. Inhibition by anaesthetics of 14C-guanidinium flux through the voltage-gated sodium channel and the cation channel of the S-HT3 receptor of N1E-115 neuroblastoma cells.  Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol.. 1993;  347 125-32
  • 20 Bickler PE, Buck LT, Feiner JR. Volatile and intravenous anesthetics decrease glutamate release from cortical brain slices during anoxia.  Anesthesiology. 1995;  83 1233-40
  • 21 de Armendi AJ, Tonner PH, Bugge B, Miller KW. Barbiturate action is dependent on the conformational state of the acetylcholine receptor.  Anesthesiology. 1993;  79 1033-41
  • 22 Bredt DS, Snyder SH. Nitric oxide: A novel neuronal messenger.  Neuron. 1992;  8 3-11
  • 23 McDonald LJS, Murad F. Nitric oxide and cyclic GMP signaling.  Proc. Soc. Exp. Biol. Med.. 1996;  211 1-6
  • 24 Radomski MW, Martin JF, Moncada S. Synthesis of nitric oxide by haemocytes of the American horseshoe crab.  Phil. Trans. R. Soc. London. 1991;  334 129-33
  • 25 Crowe MJ, Brown TJ, Bresnahan JC, Beattie MS. Distribution of NADPH-diaphorase reactivity in the spinal cord of metamorphosing and adult Xenopus laevis.  Brain Res. Dev. Brain. Res.. 1995;  86 155-66
  • 26 Tonner PH, Scholz J, Schlamp N, Schulte am Esch J. NO-synthase inhibitor nitro-L-arginine methyl ester enhances anesthetic action of dexmedetomidine.  Anesthesiology. 1996;  85 -633
  • 27 Adachi T, Shinomura T, Nakao S, Kurata J, Murakawa M, Shichino T, Seo N, Mori K. Chronic treatment with nitric oxide synthase (NOS) inhibitor profoundly reduces cerebellar NOS activity and cyclic guanosine monophosphate but does not modify minimum alveolar concentration.  Anesth. Analg. . 1995;  81 862-5
  • 28 Ichinose F, Huang PL, Zapol WM. Effects of targeted neuronal nitric oxide synthase gene disruption and nitro-L-arginine methylester on the threshold for isoflurane anesthesia.  Anesthesiology. 1995;  83 101-8
  • 29 Johns RA. Nitric oxide and minimum alveolar concentration. TKO or knockout?.  Anesthesiology. 1995;  83 6-7

Dr. Priv.-Doz. P. H. Tonner

Klinik für Anästhesiologie Universitäts-Krankenhaus Eppendorf

Martinistraße 52

D-20246 Hamburg

Email: tonner@uke.uni-hamburg.de

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