Die Muskelrelaxanzien Rocuronium, Vecuronium, Pancuronium, Atracurium und Succinylcholin aktivieren TRPA1 - und TRPV1 - Rezeptoren nozizeptiver Neurone

Abstract

Hintergrund und Ziele: Bei der Applikation des Muskelrelaxans Rocuronium (Esmeron®) im Rahmen der Einleitung einer Allgemeinanästhesie wird sehr häufig ein Injektionsschmerz beobachtet. Eine mögliche Erklärung hierfür ist die direkte Aktivierung nozizeptiver C-Fasern. Diese Arbeit soll untersuchen, ob Rocuronium und die chemisch-verwandten Muskelrelaxanzien Pancuronium und Vecuronium sowie die strukturell unterschiedlichen Wirkstoffe Atracurium und Succinylcholin Agonisten an nozizeptiven TRP-Kanälen - und hier insbesondere am Irritanzienrezeptor TRPA1 und am Capsaicinrezeptor TRPV1 - sind und über diesen Mechanismus nozizeptive Nervenfasern aktivieren können. Methoden: Human embryonic kidney (HEK) 293t-Zellen wurden mit Wildtyp- und Mutanten-cDNAs von TRPA1, TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4 und TRPM8 mit Hilfe des Nanofectin Kits transient transfiziert. Zusätzlich wurde CD8-pih3m cotransfiziert um Zellen, die das gewünschte Protein exprimieren, mittels anti-CD8-Immunobeads identifizieren zu können. Zur Messung wurden die Zellen in ein Bad aus calciumfreier Extrazellularlösung eingebracht und aus Borosilikat gezogene Pipetten zur Hälfte mit Intrazellularlösung gefüllt. Die Patch-Clamp-Experimente wurden in der Whole-Cell-Konfiguration bei Zimmertemperatur durchgeführt. Das Haltepotential wurde auf -60 mV eingestellt. Ergebnisse und Beobachtungen: Rocuronium aktiviert hTRPA1 dosisabhängig ab einer Konzentration von 10 nM, hTRPV1 ab einer Konzentration von 1 nM. In hohen Konzentrationen verringert sich die Stromamplitude bei beiden Kanälen wieder, was auf eine zusätzlich blockierende Eigenschaft von Rocuronium in hohen Konzentrationen an beiden Kanälen hinweisen kann. Dazu konnte gezeigt werden, dass Rocuronium Carvacrol-induzierte Ströme in hTRPA1-exprimierende Zellen und Capsaicin-induzierte Ströme in hTRPV1-exprimierende Zellen anteilig blockiert. Die Mutante hTRPA1-3C zeigt im Vergleich zum Wildtyp stark verminderte und die Mutante hTRPA1-3CK keine Einwärtsströme durch Rocuronium. Ein niedriger pH sensibilisiert hTRPV1 für die Aktivierung durch Rocuronium nicht, es zeigte sich tendenziell eine Blockade von hTRPV1. Vecuronium, Pancuronium, Atracurium und Succinylcholin induzieren ebenfalls deutliche Einwärtsströme in hTRPA1-exprimierende Zellen. Schlussfolgerung: Rocuronium aktiviert hTRPA1 und hTRPV1 im heterologen Expressionssystem in klinisch-relevanten Konzentrationen. In höheren Konzentrationen werden beide Kanäle durch Rocuronium blockiert. Die Aktivierung von hTRPA1 wird über bestimmte Aminosäuren im N-terminalen Rest vermittelt. Die Aktivierung beider Kanäle in nozizeptiven Neuronen könnte mit verantwortlich sein für den klinisch-beobachteten Brennschmerz durch Rocuronium. Show more