| Lizenz: Creative Commons Namensnennung 4.0 International (1MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-369287
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.36928
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 28 März 2018 |
| Begutachter (Erstgutachter): | PD Thomas Metterlein und Prof. Jürgen Schlaier |
| Tag der Prüfung: | 13 März 2018 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Anästhesiologie |
| Stichwörter / Keywords: | Myotoxizität, Lokalanästhetika, Bupivacain, EPO, Dantrolen, ACC, Fenoterol, Atorvastatin, C2C12-Zellen, A673-Zellen, primäre Mausmuskelzellen |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 36928 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Neben den gut untersuchten systemischen Nebenwirkungen von Lokalanästhetika bei versehentlicher i.v.-Applikation sind seit vielen Jahren auch lokal toxische Effekte auf verschiedene Gewebearten wie Nerven, Gelenkknorpel, Bandscheibengewebe und nicht zuletzt Muskulatur beschrieben. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit sich die Myotoxizität von Lokalanästhetika durch den Zusatz ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Neben den gut untersuchten systemischen Nebenwirkungen von Lokalanästhetika bei versehentlicher i.v.-Applikation sind seit vielen Jahren auch lokal toxische Effekte auf verschiedene Gewebearten wie Nerven, Gelenkknorpel, Bandscheibengewebe und nicht zuletzt Muskulatur beschrieben. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit sich die Myotoxizität von Lokalanästhetika durch den Zusatz verschiedener Stoffe modulieren lässt, welche an Punkten vermuteter Mechanismen über welche Lokalanästhetika ihre myotoxische Wirkung entfalten, angreifen. Zudem wurde untersucht, ob Atorvastatin, ein selbst myotoxisches Medikament, die Myotoxizität von Lokalanästhetika verstärkt.
Die Versuche wurden in-vitro an drei Zellreihen durchgeführt. Die hier untersuchten Zellreihen waren primäre Mausmuskelzellen, C2C12-Zellen und A673-Rhabdomyosaarkomzellen. Als Lokalanästhetikum wurde Bupivacain in klinisch relevanten Dosierungen verwendet. Bupivacain ist das Lokalanästhetikum mit dem größten myotoxischen Potentia. Bei den zugesetzten Stoffen handelte es sich einerseits um Verbindungen welche den intrazellulären Kalziumhaushalt beeinflussen, wie Dantrolen, welches den Ausstrom von Kalzium aus dem sarkoplasmatischen Retikulum vermindert und BAPTA/AM, einen zellmembrangängigen Kalziumkomplexbildner. Andererseits wurden Medikamente getestet, welche in vorangegangenen Studien protektive Effekte zeigten. Hierzu zählen das antioxidative Acetylcystein (ACC), Erythropoetin (EPO), was primär auf die Mitochondrien wirkt und Fenoterol, ein β2-Adrenorezeptoragonist.
In den Ergebnissen dieser Studie zeigte sich, dass in diesem Versuchsaufbau ACC und Fenoterol keinen positiven Effekt auf die Myotoxizität von Bupivacain in den drei untersuchten Zellreihen haben. Bei den Versuchen mit BAPTA/AM zeigte sich, dass dieses auf keine der drei untersuchten Zellreihen einen protektiven Effekt zu haben scheint, sondern eher einen toxischen Effekt, vor Allem in der Kombination mit Bupivacain. Im Gegensatz zu vorangegangenen Studien zeigte sich auch bei Koinkubation der Zelllinien mit Dantrolen und Bupivacain kein eindeutig protektiver Effekt von Dantrolen auf die myotoxische Wirkung von Bupivacain. Eine mögliche Erklärung hierfür ist die fehlende Erholungszeit vor der durchflusszytometrischen Analyse.
In den Versuchen mit EPO ließ sich ein protektiver Effekt auf die primären Mausmuskelzellen bei 24-stündiger Vorinkubation mit EPO feststellen. Diese Feststellung ist mit Ergebnissen aus einer früheren Studie gut vereinbar, bei der die Wirkung von EPO auf die Mitochondrien von Muskelzellen unter Einfluss von Bupivacain getestet wurde. Diese Bobachtung lässt sich allerdings nicht in den anderen beiden Zellreihen machen. Möglicherweise reagieren die A673-Zellen und die C2C12-Zellen anders auf einen veränderten Energiestoffwechsel als primäre Muskelzellen.
Die Versuche mit Atorvastatin, einem HMG-CoA-Reduktase-Hemmer und Bupivacain an den drei Zellreihen zeigen einen additiven toxischen Effekt von Atorvastatin und Bupivacain bei mittleren Konzentrationen von Bupivacain, welche am stärksten bei den A673-Zellen ausgeprägt sind. Hierfür ist möglicherweise eine schädigende Wirkung auf die Mitochondrien durch beide Stoffe verantwortlich, welche in den Zellen mit hohem Energiebedarf zur Störung des Gleichgewichts von Energiebedarf und –angebot führt und somit zum Zelltod. Bei den primären Mausmuskelzellen ist zudem ein toxischer Effekt von Atorvastatin alleine zu beobachten.
Zusammenfassend findet sich nur bei einer Vorinkubation der primären Mausmuskelzellen mit EPO für 24 Stunden ein signifikant protektiver Effekt gegenüber der myotoxischen Wirkung von Bupivacain. Bezüglich des Mechanismus über welchen EPO diese protektive Wirkung entfaltet ist bislang wenig bekannt. Am ehesten scheint es sich um eine Stabilisierung des mitochondrialen Stoffwechsels, der mitochondrialen Struktur und des mitochondrialen Membranpotentials zu handeln. Für die weiteren untersuchten Stoffe ergeben sich, teils im Gegensatz zu früheren Studien, keine signifikanten protektiven Effekte auf die getesteten Zellen bezüglich der Myotoxizität von Bupivacain.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In addition to the well-known side effects of local anaesthetics when injected intravenously also local toxic effects on different types of tissue such as nerves, cartilage, intervertebral discs and muscle are described. This study aimed to show how the myotoxicity of local anaesthetics can be altered when different substances are added. The tested substances all interfere in pathways in which ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In addition to the well-known side effects of local anaesthetics when injected intravenously also local toxic effects on different types of tissue such as nerves, cartilage, intervertebral discs and muscle are described. This study aimed to show how the myotoxicity of local anaesthetics can be altered when different substances are added. The tested substances all interfere in pathways in which the mechanism of the myotoxic potential of Bupivacaine is presumed. In addition, Atorvastatin, a drug that also has a myotoxic potential, was tested to see if the effects intensify.
The experiments were conducted in-vitro in three cell-models. The cell-lines were primary murine muscle cells, C2C12-cells and A673-rhabdomyosarcoma cells. The tested local anaesthetic was Bupivacaine in clinically relevant dosages. Bupivacaine is the local anaesthetic with the highest myotoxic potential and therefore was chosen. The added substances were on one side substances, that alter the intracellular calcium-concentration, like Dantrolen which decreases the effusion of calcium from the sarcoplasmatic reticulum and BAPTA/AM, a calcium chelating agent that can permeate the cell membrane. Apart from that substances that showed a protective effect in former studies were tested. These substances were acetylcysteine (ACC), erythropoietin (EPO) and Fenoterol.
This study showed no protective effects for ACC and fenoterol in all three cell-lines. BAPTA/AM also did not have a positive effect in-vitro, it even seemed to increase the myotoxicity of Bupivacaine. In contrast to other studies the co-incubation with Dantrolen and Bupivacaine did not show a clear protective effect on myocytes. The missing regeneration time before the analysis via flow cytometry might be an explanation.
The experiments with EPO showed a protective effect on primary murine muscle cells, when the cells were incubated with EPO 24 hours prior to the incubation with Bupivacaine. These findings are compatible with results of recent studies which tested the influence of EPO on mitochondria in muscle cells treated with Bupivacaine. This observation could not be made in the other cell-lines. It is possible that A673- and C2C12-cells react differently to an altered energy metabolism than primary muscle cells.
For Atorvastatin, a cumulative toxic effect with Bupivacaine on A673-cells was shown. This might be due the influence on mitochondria by both substances, disturbing the energy level and resulting in cell death in a cell-line with a high demand for energy. In primary murine muscle cell, a toxic effect of Atorvastatin alone can be seen.
In conclusion, only the incubation of primary murine muscle cells with EPO 24 hours prior to the incubation with Bupivacaine shows a significantly protective concerning the myotoxicity of Bupivacaine. The mechanism behind this result might be a stabilisation of mitochondrial metabolism, structures and membrane potential. Concerning the other tested substances, no significant protective effects on muscle cells can be shown in this study.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 20:14
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