ПРИГНІЧЕННЯ СКОРОТЛИВОЇ АКТИВНОСТІ ТОНКОГО КИШКІВНИКА ПІСЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ АНЕСТЕТИКА КЕТАМІНУ

Автор(и)

  • Д. О. Дзюба Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, Ukraine
  • М. І. Мельник Інститут фізіології імені О.О. Богомольця, Національна академія наук України, Ukraine
  • Д. О. Дринь Інститут фізіології імені О.О. Богомольця, Національна академія наук України, Ukraine
  • О. А. Лоскутов Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, Ukraine
  • О. В. Жолос ННЦ “Інститут біології та медицини”, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.25284/2519-2078.2(91).2020.205598

Ключові слова:

мускариновий катіонний струм, TRPC4 канали, тонкий кишечник, кетамін, гладенькі м’язи, нудота

Анотація

Робота виконана в рамках двостороннього договору про наукове співробітництво між НМАПО імені П.Л. Шупика (кафедра анестезіології та інтенсивної терапії) та Інститутом фізіології імені О.О. Богомольця НАН України.

Резюме. Робота присвячена проблемі побічних ефектів загальних анестетиків при проведені оперативних втручань, що потребують застосування загальної анестезії. Зокрема, одними з поширених ускладнень при використанні анестетиків є порушення моторики кишечнику (наприклад, ileus), нудота та блювання. Під час аналізу клінічних даних 60 пацієнтів, яким проводилась анальгоседація (АС) під час стентування коронарних артерій, яких було поділено на 2 групи (1 група – АС Діазепамом та Фентанілом, 2 група АС р-ном Кетаміном, Фентанілом та Пропофолом), було виявлено суттєво частішу маніфестацію нудоти в періопераційному періоді в групі, де було застосовано Кетамін. Це лягло в основу дослідження молекулярних так клітинних механізмів ефектів кетаміну на скорочувальну активність гладеньких м’язів тонкого кишечника.

Відомо, що анестетики взаємодіють з клітинними рецепторами, G-білками та іонними каналами, включаючи канали транзієнтного рецепторного потенціалу (TRP канали). Одні з представників цієї родини, TRPC4 канали, що спряжені з мускариновими рецепторами (M2/M3типу), через активацію G-білків, і які викликають холінергічне збудження та скорочення гладеньких м’язів тонкого кишечника, можуть бути потенційними мішенями дії кетаміну. Тому метою роботи було дослідити ефект кетаміну (100 мкМ) на мускариновий катіонний струм (mICAT), що виникає в гладеньком’язових (ГМ) клітинах тонкого кишечнику (ileum) при активації мускаринових рецепторів, та на карбахолстимульовані скорочення ileum миші. Досліди виконувались на ізольованих клітинах ГМ кишечника за допомогою методу петч-клемп в конфігурації whole-cell. mICAT реєстрували з використанням симетричних Cs+-розчинів (125 ммоль/л). Внутрішньоклітинну концентрацію вільного кальцію ([Ca2+]i) фіксували на рівні 100 нмоль/л за допомогою буфера 10 ммоль/л BAPTA/4,6 ммоль/л Са2+. Ізометричні скорочення гладеньких м’язів тонкого кишечнику реєструвалися за допомогою методу invitro тензометрії. Було показано, що mICAT значно пригнічувався кетаміном в концентрації 100 мкМ. mICAT викликаний карбахоліном (50 мкмоль/л) зменшувався приблизно на 64% (n=5) відносно контролю, а mICAT індукований внутрішньоклітинним ГТФ γ S (200 мкмоль/л), який активує G-білки безпосередньо (тобто без участі рецепторів), інгібувався приблизно на 42% (n=5). Кетамін пригнічував більше ніж на 40 % (n=5) викликані карбахоліном (50 мкмоль/л) скорочення ileum. Отже, кетамін частково впливає як на мускари- нові рецептори, але головним чином цей анестетик порушує внутрішньоклітинні ланки передачі сигналів за участі активованих G-білків.

Отримані результати вказують на можливі механізми розвитку післяопераційних порушень моторики кишечнику та відкривають нові шляхи для корекції таких станів.

Біографії авторів

Д. О. Дзюба, Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика

DZIUBA D.

М. І. Мельник, Інститут фізіології імені О.О. Богомольця, Національна академія наук України

ДУ «Інститут фармакології та токсикології», Національна академія медичних наук України

ННЦ “Інститут біології та медицини”, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Д. О. Дринь, Інститут фізіології імені О.О. Богомольця, Національна академія наук України

ДУ «Інститут фармакології та токсикології», Національна академія медичних наук України

ННЦ “Інститут біології та медицини”, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

О. А. Лоскутов, Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика

LOSKUTOVO.

О. В. Жолос, ННЦ “Інститут біології та медицини”, Київський національний університет імені Тараса Шевченка

ZHOLOS A.

Посилання

Robinson DH, Toledo AH. Historical development of modern anesthesia. J Invest Surg. 2012 Jun; 25(3):141-9.

Niesters M., Martini C., Dahan A. Ketamine for chronic pain: risks and benefi ts. Br J Clin Pharmacol. 2013. 77:2. 357–367.

Sleigh J, Harvey M, Voss L, Denny B. Ketamine: More mechanisms of action than just NMDA blockade. Trends in Anaesthesia and Critical Care. 2014. 4:76-81.

Cheryl AA., Ivester JR Jr. Low-Dose Ketamine for Postoperative Pain Management. Journal of PeriAnesthesia Nursing. 2018. 33(4): 389-398.

Remerand F, Le Tendre C, Baud A, Couvret C, Pourrat X, Favard L, et al. The early and delayed analgesic effects of ketamine after total hip arthroplasty: a prospective, randomized, controlled, double-blind study. Anesth Analg. 2009. 109(6):1963-1971.

Iadarola ND, Niciu MJ, Richards EM, Vande Voort JL, Ballard ED, et al. Ketamine and other N-methyl-D-aspartate receptor antagonists in the treatment of depression: a perspective review. Ther Adv Chronic Dis. 2015. 6(3): 97–114.

Cusin C. Ketamine as a Rapid Antidepressant. The Massachusetts General Hospital Guide to Depression. Humana Press, Cham, 2019. 139-145. Doan LV, Jing W. An Update on the Basic and Clinical Science of Ketamine Analgesia. The Clinical journal of pain. 2018. 34(11): 1077-1088.

MacDonald JF, Miljkovic Z, Pennefather P. Use-dependent block of excitatory amino acid currents in cultured neurons by ketamine. J Neurophysiol. 1987. 58(2):251-266.

Irnaten M, Wang J, Venkatesan P, Evans C, Chang K, Andresen M, Mendelowitz D. Ketamine Inhibits Presynaptic and Postsynaptic Nicotinic Excitation of Identifi ed Cardiac Parasympathetic Neurons in Nucleus Ambiguus. Anesthesiology. 2002. 96:667–674.

Zanos P, Moaddel R, Morris PJ, Georgiou P, Fischell J, et al. NMDAR inhibition-independent antidepressant actions of ketamine metabolites. May 2016. NATURE. 533: 481-486.

Hatakeyama N, Yamazaki M, Shibuya N, Yamamura S, Momose Y. Effects of ketamine on voltage-dependent calcium currents and membrane potentials in single bullfrog atrial cells. J Anesth. 2001. 15(3):149-153.

Durieux ME. Inhibition by ketamine of muscarinic acetylcholine receptor function. Anesth Analg. 1995 Jul. 81(1):57-62. Hirota K, Hashimoto Y, Lambert DG. Interaction of intravenous anesthetics with recombinant human M1-M3 muscarinic receptors expressed in chinese hamster ovary cells. Anesth Analg. 2002 Dec. 95(6):1607-1610.

Morita T, Hitomi S, Saito S, Fujita T, Uchihashi Y, Kuribara H. Repeated ketamine administration produces up-regulation of muscarinic acetylcholine receptors in the forebrain, and reduces behavioral sensitivity to scopolamine in mice. Psychopharmacology. 1995. 117: 396.

Bolton TB, Prestwich SA, Zholos AV, Gordienko DV. Excitation- contraction coupling in gastrointestinal and other smooth muscles. Annu. Rev. Physiol. 1999. 61: 85-115.

Zholos AV. Regulation of TRP-like muscarinic cation current in gastrointestinal smooth muscle with special reference to PLC/InsP3/ Ca2+ system. Acta Pharmacol. 2006. 27: 833-842.

Tsvilovskyy VV, Zholos AV, Aberle T, Philipp SE, Dietrich A., Zhu MX, Birnbaumer L, Freichel M, Flockerzi V. Deletion of TRPC4 and TRPC6 in mice impairs smooth muscle contraction and intestinal motility in vivo. Gastroenterol. 2009. 137: 1415-1424.

Zholos AV, Bolton TB. Muscarinic receptor subtypes controlling the cationic current in guinea-pig ileal smooth muscle. Br. J. Pharmacol. 1997. 122: 885-893.

Gordienko DV, Zholos AV. Regulation of muscarinic cationic current in myocytes from guinea-pig ileum by intracellular Ca2+ release: a central role of inositol 1,4,5-trisphosphate receptors. Cell Calcium. 2004. 36: 367-386.

Jeon JP, Hong C, Park EJ, Jeon JH, Cho NH, Kim IG, Choe H, Muallem S, Kim HJ, So I. Selective Gαi subunits as novel direct activators of transient receptor potential canonical (TRPC)4 and TRPC5 channels. J. Biol. Chem. 2012. 287: 17029-17039.

Clapham DE.TRP channels as cellular sensors. Nature. 2003. 426:517–524. Nilius B, Owsianik G. The transient receptor potential family of ion channels. Genome Biol. 2011. 12(3):218–229.

Voets T, Talavera K, Owsianik G, Nilius B. Sensing with TRP channels. Nature Biol Chem. 2005. 1:85–92. Ogilvy AJ, Smith G. The gastrointestinal tract after anaesthesia. Eur. J. Anaesthesiol. 1995. 10: 35-42.

Resnick J, Greenwald DA, Brandt LJ. Delayed gastric emptying and postoperative ileus after nongastric abdominal surgery: part I. Am J Gastroenterol. 1997. 92: 751-762.

Wiryana M, Sinardja K, Budiarta G, Gde T, Senapathi A, et al.. Low dose ketamin. Bali Journal of Anesthesiology. 2017. 1: 13-19.

Sheikh S, Hendry P. The Expanding Role of Ketamine in the Emergency Department. Drugs. 2018. 78(7): 727-735.

Sree S, Somita C, Thota VS. A Clinical Study of Comparison of Dexmedetomidine and Ketamine Versus Propofol and Ketamine for Procedural Sedation in Children Undergoing Device Closure. Clinical Medicine. 2019. 7(2): 37-42.

Joshi, Sagar V, Kollu SS, Sharma RM. Comparison of dexmedetomidine and ketamine versus propofol and ketamine for procedural sedation in children undergoing minor cardiac procedures in cardiac catheterization laboratory. Annals of cardiac anaesthesia. 2017. 20(4): 422.

Lee J K. Adverse events associated with drugs used for endoscopic sedation: a nationwide assessment. Endoscopy. 2019. 51(4): 192.

Gupta RK, Makkar R, Lamba PS. Ccomparison of effectiveness of intravenous palonosetron versus ondansetron in prevention of post- operative nausea and vomiting in laparoscopic surgeries under general anaesthesia: a randomised double blind interventional study. International Journal of Scientifi c Research. 2020. 9(1): 72-74.

Yazbeck-Karam VG, Siddik-Sayyid SM, Barakat HB, Korjian S, Aouad MT. Haloperidol versus ondansetron for treatment of established nausea and vomiting following general anesthesia: a randomized clinical trial. Anesthesia & Analgesia. 2017. 124(2): 438-444.

Amoroso P, Best CJ. Paralytic ileus during ketamine infusion. Anaesthesia 1989. 44: 74.

Elfenbein JR, Robertson SA, Corser AA, Urion RJ, Sanchez LC. Systemic effects of a prolonged continuous infusion of ketamine in healthy horses. J Vet Intern Med. 2011. 25: 1134-1137.

Schnoor J, Unger JK, Kochs B, Silny J, Rossaint R. Effects of a single dose of ketamine on duodenal motility activity in pigs. Can Vet J. 2005. 46: 147-152.

Ye F, Wu Y, Zhou C. Effect of intravenous ketamine for postoperative analgesia in patients undergoing laparoscopic cholecystectomy: A meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2017. 96: 9147.

Dryn D, Luo J, Melnyk M, Zholos A, Hu H. Inhalation anaesthetic isofl urane inhibits the muscarinic cation current and carbachol- induced gastrointestinal smooth muscle contractions. European Journal of Pharmacology. 2018. 820: 39-44.

Baker SC, Shabir S, Georgopoulos NT, Southgate J. Ketamine-Induced Apoptosis in Normal Human Urothelial Cells. The American Journal of Pathology, 2016. 186(5): 1267–1277.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-16

Як цитувати

Дзюба, Д. О., Мельник, М. І., Дринь, Д. О., Лоскутов, О. А., & Жолос, О. В. (2020). ПРИГНІЧЕННЯ СКОРОТЛИВОЇ АКТИВНОСТІ ТОНКОГО КИШКІВНИКА ПІСЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ АНЕСТЕТИКА КЕТАМІНУ. PAIN, ANAESTHESIA & INTENSIVE CARE, (2(91), 39–50. https://doi.org/10.25284/2519-2078.2(91).2020.205598

Номер

Розділ

Оригінальне дослідження

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають