Wirkung von milder Hypothermie auf den negativ inotropen Effekt von Halothan, Isofluran und Sevofluran auf ventrikuläres Kaninchen-Myokard

Tompers, Jo; Buhre, Wolfgang Friedrich

doi:30897

Wirkung von milder Hypothermie auf den negativ inotropen Effekt von Halothan, Isofluran und Sevofluran auf ventrikuläres Kaninchen-Myokard = Effect of mild hypothermia on the negative inotropic effect of halothane, isoflurane and sevoflurane on ventricular rabbit myocardium

Tompers, Jo (Author)

2011

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Jo Tompers

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2011

Umfang228 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Buhre, Wolfgang Friedrich (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2011-07-01

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-37189
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/63001/files/3718.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Anästhesiologie (533000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Hypothermie (Genormte SW) ; Negative Inotropie (Genormte SW) ; Halothan (Genormte SW) ; Isofluran (Genormte SW) ; Sevofluran (Genormte SW) ; Herzmuskel (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; hypothermia (frei) ; volatile anesthetics (frei) ; myocardium (frei) ; negatic inotropy (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die vorliegende Arbeit untersucht das Verhalten von ventrikulärem Kaninchenmyokard unter milder Hypothermie auf Isofluran, Sevofluran und Halothan. Gemessen wurden Kontraktilität, zeitlicher Ablauf der Kontraktion, Reaktion auf Erhöhung des extrazellulären Kalziums sowie die Post-Pausen Kontraktion bei 31°C, 34°C, 37°C und 40°C. Untersuchungsmaterial waren Trabekel und Papillarmuskel aus dem rechten Ventrikel von Kaninchen, welche in eine Nährlösung gebettet und in einen Kraftaufnehmer eingespannt wurden. Die Stimulation erfolgte direkt über die Klemmen mit einer Frequenz von 1 Hz und einer Spannung, die ungefähr 20% über der Reizschwelle des jeweiligen Muskels lag. Nach Erreichen des Steady States wurde dann die jeweilige Temperatur eingestellt und die Dosis-Wirkungs-Beziehung der o.g. Pharmaka ermittelt. Hypothermie erzeugt wie erwartet einen positiv inotropen Effekt. Wir konnten zeigen, dass milde Hypothermie den negativ inotropen Effekt volatiler Anästhetika abschwächt. So beträgt der Kraftverlust bei 2 MAC Halothan bei 40°C 21,57% der Ausgangskraft gegenüber 42,94% bei 31°C. Ähnliche Ergebnisse gibt es bei Isofluran und Sevofluran. Volatile Anästhetika verlangsamen die Kontraktions- und Relaxationsgeschwindikeit. Auch dieser Effekt wird durch Abkühlung abgeschwächt. Hypothermie führt ausserdem zu einer Verlängerung der Kontraktion und Relaxation. Temperaturbedingte Unterschiede finden sich hier allerdings nur bei Isofluran und Sevofluran. Eine Erhöhung des extrazellulären Kalziumgehaltes führt unter normothermen Bedingungen zu einem starken Kraftzuwachs, der sich allerdings unter hypothermen Bedingungen abschwächt, unabhängig vom untersuchten volatilen Anästhetikum. Bei den Post-Pausen-Kontraktionsuntersuchungen kommt es bei den nach 10 sec. Pause zu keiner statistisch signifikanten Abweichung. Nach 60 sec. Pause kommt es unter dem Einfluss von Sevofluran zu eine temperaturabhängigen Abnahme der Kontraktionskraft unter Hypothermie. Allerdings war die Streuung bei diesen Versuchen so groß, dass die Aussagen aus diesen Experimenten sehr kritisch gelesen werden müssen. Die gefundene Abschwächung des negativ inotropen Effektes volatiler Anästhetika wurde bis dato in der Literatur noch nicht in dem Maße beschrieben. Allerdings ist die Erklärung letzteren umso schwieriger, weil man bis heute weder den negativ inotropen Effekt volatiler Anästhetika noch den positiv inotropen Effekt von Hypothermie auf subzellulärer Ebene entschlüsselt hat. Theorien beschreiben sowohl für Hypothermie als auch für volatile Anästhetika Einflüsse auf die Ionenströme über die Zellmembran, eine Veränderung der Sensitivität der Myofibrillen auf Kalzium oder Veränderungen des Kalziumgehaltes des sarkoplasmatischen Retikulums. Wahrscheinlich ist es ein Zusammenspiel aller genannten o.g. Faktoren die schlussendlich zur Abschwächung des negativ inotropen Effektes volatiler Anästhetika führt.

The aim of this study was to dertermine wheather mild hypothermia changes the negative inotropic response of the volatile anesthetics halothane, isoflurane and sevoflurane on ventricular rabbit myocardium. Measured parameters were contractility, the timing of contractions, response to the raise of extracellular calcium concentrations and the first contraction after a time interval without stimulation, each at 31°C, 34°C, 37°C and 40°C. The specimen were trabeculae and papillary muscles from the right ventricle of New Zealand white rabbits. After reaching the steady state and acheiving the target temperature, the dose-response relation of the pharmaca mentioned above was determined. Hypothermia showed an positive inotropic effect as expected. Our study showed that mild hypothermia lowers the negative inotropic effect of halothane, isoflurane and sevoflurane. Volatile anesthetics decelarate the velocity of contraction and relaxation. Lower temperatures attenuate this deceleration too. Mild hypothermia extends the time of contraction and relaxation. Differences due to the temperature can only be found under the influence of isoflurane and sevoflurane. Raising the extracellular calcium concentration at 37°C leads to an important increase in contractility, which is considerably lowered by hypothermia, independent of the anesthetic used. The first contraction after a 10 second interval without stimulation showed no significant deviation. After 60 seconds without stimulation, sevoflurane causes an temperature dependent decrease of the contractile force of the first contraction under mild hypothermia. The mean variation of these experiments was extremely elevated, so that statments must be regarded with extreme care. The lowering of the negative inotropic effect of volatile anesthetics has not been described in that way in literature. Though, the explanation of our results ist quite difficult, because the reason of neither the negativ inotropic effect of volatile anesthetics nor the positive inotropic effect of mild hypothermia has yet been decrypted on the subcellular level. Some theories describe as well as for hypothermia as for volatile anesthetics influences on the ionic current through the cell membrane, the calcium sensitivity of the myofibrills and the calcium content of the sarcoplasmatic reticulum. The most probable explanation would finally be an interaction of all enumerated facts that leads in the sum to a decrease of the negative inotropic effect of volatile anesthetic under mild hypothermia.

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