In Vitro Vasoactive Effects of Levobupivacaine and Ropivacaine on the Isolated Human Umbilical Artery and Vein

Abstract

Objective: In this in vitro study, we investigated the vasoactive effects of levobupivacaine and ropivacaine on vascular smooth muscle derived from human umbilical arteries and veins. Material and Methods: The strips were mounted in tissue baths at 37°C continuously gassed with 5% CO2 in oxygen for isometric recording of contractile activity on a polygraph. The endothelium of some tissues was mechanically removed to assess the influence of the endothelium on contractility. The strips were precontracted with serotonin (10-6 M 5-HT; n=7). After obtaining the maximal contraction, responses obtained by adding levobupivacaine and ropivacaine (10-9-10-4 M; n=7) cumulatively were recorded. Contractions were expressed as the (% of 5HT maximal response) percentage of 5 HT's maximal response. Results: Both levobupivacaine and ropivacaine induce a concentrationdependent contraction in the smooth muscle cells of umbilical arteries and veins. Maximum contractile response (Emax) of levobupivacaine (79.2±2.5, 71.1±2.6) was higher than ropivacaine (68.4±2, 36.2±2.8) on both umbilical arteries and veins. There were no statistically significant differences between contraction responses of endothelium-intact and endothelium-denuded tissues. Conclusion: The results suggest that, in high concentrations, levobupivacaine and ropivacaine may affect umbilical blood flow by contracting the umbilical artery and vein, thus reducing fetal blood flow. Amaç: Levobupivakain ve ropivakainin endotelli ve endotelsiz insan umblikal arteri ve umblikal veni üzerindeki in vitro vazoaktif etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Damar şeritleri, kasılma cevapları izometrik olarak poligrafa yazdırılmak üzere 37°C'de oksijen içinde %5 CO2 karışımı ile sürekli olarak gazlandırılan organ banyosu içine yerleştirildi. Endotelin etkisini değerlendirmek amacıyla dokuların bir bölümünün endotelleri mekanik olarak sıyrıldı. Seratonin (10-6 M 5-HT, n=7) ile önceden kasılma sağlandı. Maksimum kasılma cevapları elde edildikten sonra dokular yıkanarak dinlendirildi. Kümülatif tarzda levobupivakain (10-9-10-4 M; n=7) ve ropivakain (10-9-10-4 M; n=7) ilave edilerek konsantrasyon-cevap eğrileri elde edildi. Kasılma cevapları 5-HT ile alınan maksimum kasılma cevabının yüzdesi (%) şeklinde değerlendirildi. Bulgular: Levobupivakain ve ropivakainin umblikal arter ve ven düz kasında konsantrasyon bağımlı kontraksiyon meydana getirdikleri gözlemlendi. Levobupivakain ile maksimum kasılma (Emax) cevapları hem umblikal arter (79.2±2.5) hemde umblikal vende (71.1±2.6) ropivakaine göre (68.4±2 ve 36.2±2.8) anlamlı olarak daha yüksekti. Ajanların Emax cevapları umblikal vene göre umblikal arterde anlamlı olarak daha yüksekti . Endotelli ve endotelsiz dokular arasındaki kasılma cevaplarında istatistiksel olarak anlamlı fark belirlenmedi. Sonuç: Yüksek doz levobupivakain ve ropivakain, umblikal damarlarda gelişebilecek kontraksiyona bağlı olarak fetal kan akımını azaltabileceği sonucuna varılabilir.

Keywords

• Levobupivacaine, ropivacaine, vasoconstriction, umbilical cord

Levobupivakainin ve Ropivakainin İzole İnsan Umblikal Arter ve Veni Üzerine İn Vitro Vazoaktif Etkileri

Öz

Amaç: Levobupivakain ve ropivakainin endotelli ve endotelsiz insan umblikal arteri ve umblikal veni üzerindeki in vitro vazoaktif etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Damar şeritleri, kasılma cevapları izometrik olarak poligrafa yazdırılmak üzere 37°C’de oksijen içinde %5 CO2 karışımı ile sürekli olarak gazlandırılan organ banyosu içine yerleştirildi. Endotelin etkisini değerlendirmek amacıyla dokuların bir bölümünün endotelleri mekanik olarak sıyrıldı. Seratonin (10-6 M 5-HT, n=7) ile önceden kasılma sağlandı. Maksimum kasılma cevapları elde edildikten sonra dokular yıkanarak dinlendirildi. Kümülatif tarzda levobupivakain (10-9-10-4 M; n=7) ve ropivakain (10-9-10-4 M; n=7) ilave edilerek konsantrasyon-cevap eğrileri elde edildi. Kasılma cevapları 5-HT ile alınan maksimum kasılma cevabının yüzdesi (%) şeklinde değerlendirildi. Bulgular: Levobupivakain ve ropivakainin umblikal arter ve ven düz kasında konsantrasyon bağımlı kontraksiyon meydana getirdikleri gözlemlendi. Levobupivakain ile maksimum kasılma (Emax) cevapları hem umblikal arter (79.2±2.5) hemde umblikal vende (71.1±2.6) ropivakaine göre (68.4±2 ve 36.2±2.8) anlamlı olarak daha yüksekti. Ajanların Emax cevapları umblikal vene göre umblikal arterde anlamlı olarak daha yüksekti . Endotelli ve endotelsiz dokular arasındaki kasılma cevaplarında istatistiksel olarak anlamlı fark belirlenmedi. Sonuç: Yüksek doz levobupivakain ve ropivakain, umblikal damarlarda gelişebilecek kontraksiyona bağlı olarak fetal kan akımını azaltabileceği sonucuna varılabilir.

Anahtar Kelimeler

• Levobupivakain, ropivakain, vazokonstriksiyon, umblikal kord

Kaynakça

1. Salts, L, Ott M, Walson PD. Local anesthetic agents pharmacologic basis for use in obstetrics: a review. Anesth Analg 1976;55:829-38.
2. Aps C, Reynolds F. The effect of concentration on vasoactivity of bupivacaine and lignocaine. Br J Anaesth 1976;48:1171-4.
3. Willats DG, Reynolds F. Comparison of the vasoactivity of amide and ester local anaesthetics. An intradermal study. Br J Anaesth 1985;57:1006-11.
4. Hülsemann M. İnnervation of the umbilical vessels. Elec- tron microscope studies on the guinea pig. Z. Zellforsch Anat 1971;120:137-50.
5. Monuszko E, Halevy S, Freese K, Liu-Barnett M, Altura B. Vaso- active actions of local anaesthetics on human isolated umbilical veins and arteries. Br J clin Pharmacol 1989;97:319-28.
6. Foster R, Markham A. Levobupivacaine, a review of its pharma- cology and use as a local anesthetics. Drugs 2000;59: 551-79.
7. Mc Clellan KJ, Faulds D. Ropivacaine: An update of its use in regional anaesthesia. Drugs 2000;60:1065-93.
8. Santas AC, Finster M. Local anesthetics. in: Chesnut D.H edi- tor. Obstetric anesthesia: principles and practice. 3rd ed. Philadelphia:Mosby. 2004;190-210.

9. Aps C, Reynolds F. An intradermal study of the local anaesthetic and vascular effects of the isomers of bupivacaine. Br J clin Phar- macol 1978;6:63-8.
10. Santos AC, Karpel B, Noble G. The placental transfer and fetal effects of levobupivacaine, racemic bupivacaine and ropivacaine. Anesthesiology 1999;90:1698-703.
11. Dahl J B, Simonsen L, Mogensen T, Henriksen JH, Kehlet H. The effect of 0.5% ropivacaine on epidural blood fl ow. Acta Anaes- thesiol Scand 1990;34:308-10.
12. Lida H, Watanabe Y, Dohi S, Ishiyama T. Direct effects of ropiva- caine and bupivacaine on spinal pial vessels in canine. Anesthesi- ology 1997; 87:75-81.
13. Bariskaner H, Tuncer S, Taner A, Dogan N. Effects of bupivacaine and ropivacaine on the isolated human umbilical artery. Int J Ob- stet Anesth 2003;12:261-5.
14. Tuvemo T, Willdeck-Lund G. Smooth muscle effects of lidocaine, prilocaine, bupivacaine and etidocaine on the human umbilical artery. Acta Anaesthesiol Scand 1982;26:104-7.
15. Noren H, Kallfelt B, Lindblom B. İnfl uence of bupivacaine and morphine on human umbilical arteries and veins in vitro. Acta Obstetrics and Gynecology Scandinavica 1990;69:87-91.
16. Schneider M, Hilgers KF, Arnfried U. Plasma endothelin is in- creased in early essential hypertension. Am J Hypertension 2000;13;579-85.
17. Gherardini G, Samuelson U, Jernbeck J, Aberg B, Sjostrand N. Comparison of vascular effects of ropivacaine and lidocaine on isolated rings of human arteries. Acta Anaesthesiol Scand 1995;39:765-8.
18. Szocik JF, Gardner CA, Webb RC. Inhibitory effects of bupiva- caine and lidocaine on adrenergic neuroeffector junctions in rat tail. Anesthesiology 1993;78:911-7.
19. Abboud TK, Kim KC, Noudher R. Epidural bupivacaine, chloro- procaine or lidocaine for cesarean section-maternal and neonatal effects. Anesth Analg 1983;62:914-9.
20. Kileff ME, James FM, Dewan DM, Floyd HM. Neonatal neurobe- havioral responses after epidural anesthesia for cesarean section using lidocaine and bupivacaine. Anesth Analg 1984;63:413-7.
21. Abboud TK, Khoo SS, Miller F, Doan T, Henriksen E. Maternal, fetal and neonatal responses after epidural anesthesia with bupivacaine, 2-chloroprocaine or lidocaine. Anesth Analg 1982;61:638-44.
22. Popitz-Bergez FA, Leeson S, Thalhammer JG, Strichartz GR. Intraneu- ral lidocaine uptake compared with analgesic differences between pregnant and nonpregnant rats. Regional Anesth 1997;22:363-71.
23. Duman A, Ogün CO, Sahin AS, Atalik KE, Erol A, Okesli S. Remi- fentanil has different effects on thoracic aorta strips in different species, in vitro. Acta Anaesthesiol Scand 2004;48:390.
24. Demiraran Y, Ozturk O, Guclu E, Iskender A, Ergin MH, Tokmak A. Vasoconstriction and analgesic efŞ cacy of localy inŞ ltrated levobu- pivacaine for nasal Surgery. Anesth Analg 2008;106:1008-11.
25. Noren H, Lindblom B, Kallfelt B. Effects of bupivacaine and cal- cium antagonists on human uterine arteries in pregnant and non- pregnant women. Acta Anaesthesiol Scand 1991;35:488-91.
26. Birnbach DJ, Ranasinghe JS. Anesthesia complications in the birthplace: is the neuraxial block always to blame? Clin Perinatol 2008;35:35-52.