Abstract
Purpose: The cellular target site(s) for anesthetic action remain controversial. In this study we have examined any interaction of iv anesthetics (thiopental, pentobarbital, ketamine, etomidate, propofol, alphaxalone), local anesthetics (lidocaine, prilocaine, procaine and tetracaine), and the non anesthetic barbiturate, barbituric acid with the ω-conotoxin MVIIA binding site on N-type voltage sensitive Ca2+ channels in rat cerebrocortical membranes.
Methods: [125I] ω-conotoxin MVIIA binding assays were performed in 0.5 ml volumes of Tris.HCL buffer containing BSA 0.1% for 30 min at 20°C using fresh cerebrocortical membranes (5 µg of protein). Non-specific binding was defined in the presence of excess (10−8 M) ω-conotoxin MVIIA. The interaction of iv (alphaxolone, etomidate, propofol, pentobarbitone, ketamine and thiopentone), local (lidocaine, prilocaine, procaine and tetracaine) anesthetics and barbituric acid was determined by displacement of [125I] ω -conotoxin MVIIA (∼ 1 pM).
Results: The binding of [125I] ω -conotoxin was concentration-dependent and saturable with Bmax and Kd of 223±15 fmol/mg protein and 2.13±0.14 pM, respectively. Unlabelled ω -conotoxin MVIIA displaced [125I] ω -conotoxin MVIIA yielding a pKd of 11.04±0.04 (9.2 pM). All iv and local anesthetics at dinically relevant concentrations did not show any interaction with the ω-conotoxin MVIIA binding site.
Conclusion: The present study suggests that ω-conotoxin MVIIA binding site on N-type voltage sensitive Ca2+ channels may not be a target for iv and local anesthetic agents.
Résumé
Objectif: L’existence de sites cellulaires cibles pour l’action des anesthésiques demeure controversée. La présente étude a examiné toutes les interaction des anesthésiques iv (thiopental, pentobarbital, kétamine, étomidate, propofol, alphaxalone), et locaux (lidocaïne, prilocaïne, procaïne et tétracaïne), des barbituriques non anesthésiques et de l’acide barbiturique avec le site de fixation de la T-conotoxine MVIIA sur les canaux Ca2+vol-tage-dépendants de type N, localisés sur des membranes cérébrocorticales de rats.
Méthode: Des essais de fixation avec la [125I] T-conotoxine MVIIA ont été réalisés dans 0,5 ml de tampon Tris. HCL contenant de l’albumine de sérum de boeuf (ASB) à 0,1 % pendant 30 min à 20 °C en utilisant des membranes cérébrocorticales fraîches (5 µg de protéine). La fixation était jugée non spécifique en présence d’un excès (10−8 M) de T-conotoxine MVIIA. L’interaction des anesthésiques iv (alphaxolone, étomidate, propofol, pentobarbital, kétamine et thiopental), locaux (lidocaïne, prilocaïne, procaïne et tétracaïne) et de l’acide barbiturique a été déterminée par le déplacement de la [125I]T-conotoxine MVIIA (∼ 1 pM).
Résultats: La fixation de la [125I]T -conotoxine était dépendante de la concentration et saturable avec Bmax et Kd de 223±15 fmol/mg de protéine et 2,13±0,14 pM, respectivement. La T-conotoxine MVIIA non marquée a déplacé la [125I] T -conotoxine MVIIA fournissant un pKd de 11,04±0,04 (9,2 pM). Tous les anesthésiques iv et locaux en concentrations applicables en clinique n’ont pas montré d’interaction avec le site de fixation de la T-conotoxine MVIIA.
Conclusion: L’étude suggère que le site de fixation de la T-conotoxine MVIIA sur les canaux Ca2+ voltage-dépendants de type N, ne serait peut-être pas une cible pour les anesthésiques iv et locaux.
Article PDF
References
Franks NP, Lieb WR. Molecular and cellular mechanisms of general anaesthesia. Nature 1994; 367: 607–14.
Hirota K, Lambert DG. Voltage sensitive Ca2+ channels and anaesthesia (Editorial). Br J Anaesth 1996; 76: 344–6.
Hirota K, Lambert DG. I.v. anaesthetic agents inhibit dihydropyridine binding to L-type voltage-sensitive Ca2+ channels in rat cerebrocortical membranes. Br J Anaesth 1996; 77: 248–53.
Hirota K, Browne T, Appadu BL, Lambert DG. Do local anaesthetics interact with dihydropyridine binding sites on neuronal L-type Ca2+ channels? Br J Anaesth 1997; 78: 185–8.
Olcese R, Usai C, Maestrone E, Nobile M. The general anesthetic propofol inhibits transmembrane calcium current in chick sensory neurons. Anesth Analg 1994; 78: 955–60.
Gundersen CB, Umbach JA, Swartz BE. Barbiturates depress currents through human brain calcium channels studies in Xenopus oocytes. J Pharmacol Exp Ther 1988; 247: 824–9.
Sugiyama K, Muteki T. Local anesthetics depress the calcium current of rat sensory neurons in culture. Anesthesiology 1994; 80: 1369–78.
Yamada S, Uchida S, Ohkura T, et al. Alterations in calcium antagonist receptors and calcium content in senescent brain and attenuation by nimodipine and nicardipine. J Pharmacol Exp Ther 1996; 277: 721–7.
Strichartz GR, Berde CB. Local anesthetics.In: Miller RD (Ed.). Anesthesia, 4th ed. New York: Churchill-Livingston, 1994: 489–521.
Nacif-Coelho C, Correa-Sales C, Chang LL, Maze M. Perturbation of ion channel conductance alters the hypnotic response to the α2-adrenergic agonist dexmedetomidine in the locus coeruleus of the rat. Anesthesiology 1994; 81: 1527–44.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Hirota, K., Lambert, D.G. Effects of intravenous and local anesthetic agents on ω-conotoxin MVIIA binding to rat cerebrocortex. Can J Anaesth 47, 467–470 (2000). https://doi.org/10.1007/BF03018979
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF03018979