Die Interaktion von Alphaxalon mit neuronalen und skelettmuskulären Isoformen des spannungsabhängigen Natriumkanals

Pilawski, Igor

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Die Interaktion von Alphaxalon mit neuronalen und skelettmuskulären Isoformen des spannungsabhängigen Natriumkanals

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Ziel dieser Arbeit war es, eine Erklärung für das Auftreten unerwarteter Lähmungserscheinungen bei Schildkröten (Testundinidae und Emydidae) nach Applikation von Alphaxalon in die Vena coccygealis dorsalis zu finden. Wir hielten es für denkbar, dass das Neurosteroid eine Blockade von Natriumkanälen induziert und so bei akzidenteller intrathekaler Applikation das klinische Bild einer Spinalanästhesie hervorrufen könnte. Daher wurden in der vorliegenden Studie Effekte des Alphaxalons auf spannungsgesteuerte neuronale und skelettmuskuläre Natriumkanäle (NaV) charakterisiert. Da Lidocain das typische elektrophysiologische Wirkungsprofil eines Lokalanästhetikums aufweist, wurde es zum standardisierten Vergleich ebenfalls getestet. Für die Untersuchung transmembranaler Ströme wurde die Whole-Cell-Konfiguration der Patch-Clamp-Technik verwendet (NÜRNBERGER u. DRAGUHN 1996). Alphaxalon und Lidocain wurden als 100 millimolare Stocklösung in Ethanol gelöst und bei -20° C gelagert. Die Kanäle wurden heterolog an der Oberfläche einer Kulturzellinie (HEK 293) exprimiert (MITROVIC et al. 1994; HAESELER 2002). Die Substanzwirkung wurde an verschiedenen Kanalaktivitätszuständen evaluiert, die über sog. Pulsationsprogramme induziert wurden. Unsere Messungen zeigten, dass Alphaxalon im Vergleich zu Lidocain kein typisches Profil eines Lokalanästhetikums aufweist. Trotz einer Wirkung auf langsam inaktivierte Isoformen, zeigte sich unter Alphaxalonapplikation nur ein geringer Effekt auf ruhende und schnell inaktivierte NaV. Ein phasischer Block sowie die Wirkung auf aktivierte Kanäle blieben aus. Da zudem beide Kanalisoformen erst durch supraklinische Alphaxalonkonzentration deutlich inhibiert muss der Schluss gezogen werden, dass Alphaxalon keinen klinisch erkennbaren lokal anästhetischen Effekt besitzt.

The present study has been initiated to elucidate the mechanisms of action of unforeseen and temporary paralysis in turtles (Testundinidae and Emydidae) subsequent to the administration of alfaxalone into the vena coccygealis dorsalis. It was hypothetized that alfaxalone might block the voltage-gated sodium channel and an accidental spinal administration might have induced signs of spinal anesthesia. Therefore, we have investigated a possible interaction of alfaxalone with the neuronal and skeletal isoforms of voltage-gated sodium channel (NaV). Since lidocaine exhibits a typical electrophysiological profile of a local anesthetic, a complete evaluation has been performed on this substance as well. The whole-cell-configuration of the patch-clamp-technique was used throughout our recordings (NÜRNBERGER u. DRAGUHN 1996). Alfaxalone and lidocaine were dissolved as 100 mM stock solutions in ethanol and stored at -20° C. The NaV 1.2 and NaV 1.4 channels were expressed on the surface of cultured cells (HEK 293) (MITROVIC et al. 1994; HAESELER 2002). The effects of alfaxalone and lidocaine were studied on varying kinetic states of NaV, being simulated by a respective voltage-clamp-protocol. Our recordings demonstrated a lack of specific local anesthetic actions of alfaxalone in comparison to lidocaine. Despite its blocking potency on the slow inactivated NaV, alfaxalone did not exert a notable effect on resting, activated and fast inactivated channels. Furthermore, no use-dependent-block could be detected. Since sodium currents on both isoforms (NaV1.2 and NaV1.4) were solely suppressed by supra-clinical concentrations and the electrophysiological profile of alfaxalone did not reveal a clear resemblance to typical local anaesthetics, we conclude that alfaxalone is not able to produce a local anaesthetic effect.