Investigation of Beta-2 Adrenergic Receptor Gene Polymorphisms and Their Association with Maternal Hypotension During Cesarean Under Spinal Anesthesia in a Turkish Population

Abstract

Objective: Maternal hypotension is a common complication of spinal anesthesia for cesarean delivery, pose a risk to both mother and fetus. Prophylactic and therapeutic strategies must ensure hemodynamic stability. This prospective study examined whether single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in codons 16 (Arg16Gly) and 27 (Gln27Glu) of the Beta-2 adrenergic receptor (β2AR) gene affect the incidence of hypotension and ephedrine requirements in Turkish women undergoing elective cesarean section under spinal anesthesia. Methods: Five hundred and twenty term pregnant women scheduled for elective cesarean delivery were enrolled. Preoperative, all patients received 500 mL lactated Ringer’s solution. Hemodynamic parameters (mean arterial pressure [MAP] and heart rate [HR] were recorded at baseline and at 5, 10, 20, 40, and 60 minutes. Ephedrine dosing followed a standardized systolic blood pressure (SBP) based protocol. Results: Genotype distribution was 270 homozygous variants (51.9%), 230 heterozygotes (44.2%), and 20 wild types (3.9%). Hypotension occurred in 330 patients (64.7%), all treated with ephedrine. No significant differences emerged among genotypes in MAP, HR, frequency of hypotension, or total ephedrine dose (respectively P=.061, P=.054). Although homozygous mutants trended toward slightly higher cumulative ephedrine usage and wild types toward lower usage, these differences were not statistically significant. Neonatal Apgar scores at 1 and 5 minutes remained within normal limits across all groups. Conclusion: β2AR Arg16Gly and Gln27Glu polymorphisms do not appear to influence the risk of spinal anesthesia–induced hypotension or ephedrine requirements in this cohort of Turkish parturients. These findings lay the groundwork for larger, multicenter studies spanning diverse ethnic populations.

Keywords

• inotropic agent
• Inotropic agent
• maternal hypotension
• black sea region
• beta-2 adrenoreceptor

Spinal Anestezi Altında Sezaryen Operasyonu Geçiren Gebelerde Beta–2 Adrenoreseptör Genindeki Single Nükleotid Polimorfizm ile İntraoperatif Hipotansiyon İlişkisi

Öz

Amaç: Maternal hipotansiyon sezaryen operasyonlarında spinal anestezi sırasında sık görülen bir olaydır. Fetüs ve anne iyilik halinin sürdürülebilmesi için, maternal hipotansiyonu önlemek önemlidir. Çalışmamızın amacı, 16 ve 27. kromozomda, sezaryen doğum için başvuran Türk gebelerde, spinal anesteziden sonra gelişen maternal hipotansiyon gelişim sıklığı ve efedrin tüketimi miktarı üzerindeki etkisini prospektif bir çalışmada değerlendirmektir. Yöntemler: ASA II-III risk sınıfında, 520 miadında gravida çalışmaya alındı. Etnik farklılığı olmayan Türkçe konuşan, Doğu Karadeniz bölgesinde ikamet eden, ek obstetrik ve medikal problemi olmayan, elektif sezeryan operasyonu planlanan gebeler çalışmaya alındı. Preoperatif tüm gebelere, bir saat önce i.v. hidrasyon sağlandı. Gebeler ameliyat masasına yatırıldığında sağ el sırtından yeni bir damaryolu açılarak, EDTA’lı tüplere genetik araştırma için kanları alındı. Standart sonrası spinal anestezileri yapıldıktan sonra, 0.dk, 5.dk, 10.dk, 20., 40., 60.dakikalarda ortalama arter basınçları (OAB) ve kalp atım hızları (KAH) ve efedrin ihtiyacı olup olmadığı ve toplamda kaç mg efedrin yapıldığı kaydedildi. Olguların DNA’ları PCR yöntemiyle amplifikasyonu sağlandı. Bulgular: Olguların Beta -2 Adrenoreseptör gen polimorfizmi açısından 3 farklı genotipte oldukları görüldü. Homozigot mutant 270 (%51,9), heterozigot mutant 230 (%44,2), Wild tip ise 20 (%3,9) sıklıkta idi. Olguların 330’sinde (%64,7) maternal hipotansiyon gelişti ve normotansiyonu sağlamak için efedrin kullanıldı. Ölçüm yapılan tüm zaman dilimlerinde OAB, KAH değerleri ve tüketilen toplam efedrin miktarı açısından anlamlı fark saptanmadı (P=,061, P=,054, P=,249). Tüm olgular için inceleme yapıldığında Wild tip diğer toplumlara nazaran bizim çalışma grubumuzda daha fazla sıklıkta tespit edildi. Sonuç: Spinal anestezi altında sezaryen seksiyo operasyonu geçiren gebelerde Beta-2 Adrenoreseptör genindeki single nükleotid polimorfizm ile intraoperatif gelişen maternal hipotansiyon ve efedrin kullanımı arasında ilişki saptanmadı. Türk kadınlarında, Beta-2 adrenoreseptör-27 gen polimorfizmi ile maternal hipotansiyon arasında ilişki yoktur diyebiliriz. Çalışmamız ilerde bu konuda yapılacak olan, çok merkezli, farklı etnik grupların da dahil edildiği, geniş popülasyonlu çalışmalara ışık tutacağı kanaatindeyiz.

Anahtar Kelimeler

• İnotropik ajan
• maternal hipotansiyon
• karadeniz bölgesi
• beta-2 adrenoreseptor

References

1. 1. Dahlgren G, Granath F, Pregner K, Rosblad PG, Wessel H, Irestedt L. Colloid versus crystalloid preloading to prevent maternal hypotension during spinal anesthesia for elective cesarean section. Acta Anaesthesiol Scand. 2005;49(8):1200-1206.
2. 2. Ngan Kee WD, Khaw KS, Lee BB, Ng FF, Wong MM. Randomized controlled study of colloid preload before spinal anaesthesia for caesarean section. Br J Anaesth. 2001;87(5):772-774.
3. 3. Cooper DW, Mowbray P. Ephedrine or phenylephrine to prevent or treat hypotension during spinal anaesthesia for caesarean section. Int J Obstet Anesth. 2004;13(3):197-198.
4. 4. Lee A, Ngan Kee WD, Gin T. A dose-response meta-analysis of prophylactic intravenous ephedrine for the prevention of hypotension during spinal anesthesia for elective cesarean delivery. Anesth Analg. 2004;98(2):483-490.
5. 5. Ngan Kee WD, Khaw KS, Ng FF. Comparison of phenylephrine infusion regimens for maintaining maternal blood pressure during spinal anaesthesia for caesarean section. Br J Anaesth. 2004;92(4):469-474.
6. 6. Ngan Kee WD, Khaw KS, Ng FF, Lee BB. Prophylactic phenylephrine infusion for preventing hypotension during spinal anesthesia for cesarean delivery. Anesth Analg. 2004;98(3):815-821.
7. 7. Mercier FJ, Riley ET, Frederickson WL, Roger-Christoph S, Benhamou D, Cohen SE. Phenylephrine added to prophylactic ephedrine infusion during spinal anesthesia for elective cesarean section. Anesthesiology. 2001;95(3):668-674.
8. 8. Ngan Kee WD, Khaw KS, Ng FF. Prevention of hypotension during spinal anesthesia for cesarean delivery: an effective technique using combination phenylephrine infusion and crystalloid cohydration. Anesthesiology. 2005;103(1):744-750.

9. 9. Gutsche BB. Prophylactic ephedrine preceding spinal analgesia for cesarean section. Anesthesiology. 1976;45(4):462-465.
10. 10. Jouppila P, Jouppila R, Barinoff T, Koivula A. Placental blood flow during caesarean section performed under subarachnoid blockade. Br J Anaesth. 1984;56(12):1379-1383.
11. 11. Liggett SB. Polymorphisms of the beta2-adrenergic receptor and asthma. Am J Respir Crit Care Med. 1997;156(4):S156-S162.
12. 12. Green SA, Cole G, Jacinto M, Innis M, Liggett SB. A polymorphism of the human beta2-adrenergic receptor within the fourth transmembrane domain alters ligand binding and functional properties of the receptor. J Biol Chem. 1993;268(31):23116-23121.
13. 13. Green SA, Turki J, Innis M, Liggett SB. Amino-terminal polymorphisms of the human beta2-adrenergic receptor impart distinct agonist-promoted regulatory properties. Biochemistry. 1994;33(32):9414-9419.
14. 14. Smiley RM, Blouin JL, Negron M, Landau R. β2-adrenoceptor genotype affects vasopressor requirements during spinal anesthesia for cesarean delivery. Anesthesiology. 2006;104(4):644-650.
15. 15. Magalhães E, Gomes MD, Barra GB, Govêia CS, Ladeira LC. Evaluation of the influence of the codon 16 polymorphism of the beta2 adrenergic receptor gene on the incidence of arterial hypotension and ephedrine use in pregnant patients submitted to subarachnoid anesthesia. Rev Bras Anestesiol. 2010;60(3):228-236.
16. 16. Landau R, Liu SK, Blouin JL, Smiley RM. The effect of maternal and fetal beta2-adrenoceptor and nitric oxide synthase genotype on vasopressor requirement and fetal acid-base status during spinal anesthesia for cesarean delivery. Anesth Analg. 2011;112(6):1432-1437.
17. 17. Daher M, Saito RB, Barra GB, Govêia CS, Magalhães E, Neves FA. The effect of beta2 adrenergic receptor diplotype variations on the haemodynamic response following spinal anaesthesia for caesarean delivery. Anaesthesia. 2012;67(11):1251-1259.
18. 18. Frey UH, Karlik J, Herbstreit F, Peters J. β2-Adrenoceptor gene variants affect vasopressor requirements in patients after thoracic epidural anaesthesia. Br J Anaesth. 2014;112(3):477-484.
19. 19. Almustafa MM, Al-Oweidi AS, Al-Zaben KR, et al. Ephedrine requirements during spinal anesthesia for cesarean delivery in Jordanian parturients: association with β2-adrenoceptor gene variants. Ann Saudi Med. 2016;36(1):29-36.
20. 20. Kim NS, Lee IO, Lee MK, Lim SH, Choi YS, Kong MH. The effects of β2 adrenoceptor gene polymorphisms on pressor response during laryngoscopy and tracheal intubation. Anaesthesia. 2002;57(3):227-232.
21. 21. Michel MC, Brodde OE, Insel PA. Peripheral adrenergic receptors in hypertension. Hypertension. 1990;16(2):107-120.
22. 22. Anderson NB. Racial differences in stress-induced cardiovascular reactivity and hypertension: current status and substantive issues. Psychol Bull. 1989;105(1):89-105.
23. 23. Mills PJ, Dimsdale JE, Ziegler MG, Nelesen RA. Racial differences in epinephrine and beta2-adrenergic receptors. Hypertension. 1995;25(1):88-91.
24. 24. Castaño-Amores C, Antúnez-Rodríguez A, Pozo-Agundo A, et al. Genetic polymorphisms in ADRB1, ADRB2 and CYP2D6 genes and response to beta-blockers in patients with acute coronary syndrome. Biomed Pharmacother. 2023;169:115869.