O anestésico intravenoso etomidato estimula a exocitosse de vesículas sinápticas em junção neuromuscular de camundongos

• Main Author: Priscila Aparecida Costa Valadão
• Other Authors: Cristina Guatimosim Fonseca
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LEML3

=== The general anesthetics are used in clinical practice in order to induce analgesia, unconsciousness, amnesia and muscle relaxation. For decades efforts have been made to elucidate the possible molecular mechanisms of action of these agents. Etomidate is used in clinical practice as one of the main agents to induce anesthesia. It can cause some spontaneous movements, especially myoclonus in approximately 50-80% of patients after administration, thus suggesting a possible effect of these agents in the peripheral nervous system. Furthermore, some studies suggest that anesthetics may act on ion channels located on presynaptic terminal by changing the release of neurotransmitters, changing the organization of nicotinic receptors of the muscle cells as well changing its membrane potentials. Thus, the aim of this study was to investigate the presynaptic and postsynaptic effects of etomidate at the mouse neuromuscular junction. Nerve-muscle preparations were isolated and labeled with the fluorescent probe FM1-43 (4 M), a powerful tool to monitor exocytosis and endocytosis of synaptic vesicles. The nerve-muscle preparations were then exposed to different concentrations of etomidate (0.1, 1,2,8,10, and 40 M) and were subsequently visualized using a fluorescence optical microscope. We found that clinically relevant concentrations of etomidate stimulates exocytosis of synaptic vesicles. This effect was not inhibited by tetrodotoxin (1M), a channel blocker for voltage-sensitive Na +, demonstrating that etomidate may act by stimulating exocytosis of vesicle by a mechanism independent of Na+. However, exocytosis was inhibited by -conotoxin MVIIC (50 M) a blocking nonspecific channels for Ca2 + and voltage sensitive channels by blocking voltage-sensitive Ca2 +-type P / Q -AGA-IVA (200nM).Using electrophysiology, we searched for putative alterations in the frequency and amplitude of MEEPs in the presence of etomidate. Concerning frequency and amplitude of MEEPs, we demonstrated that etomidate did not change these parameters. We also investigated whether this drug could act in some way to nicotinic acetylcholine receptors labeled with -bungarotoxin-Alexa 594 (12 M) and we observed that etomidate, can act in any way on the postsynaptic nicotinic receptors. In conclusion, the results presented here show that etomidate exerts a presynaptic at the neuromuscular junction, likely through activation channels for Ca2 + voltage dependent on the type P / Q, and that this drug can also act at the postsynaptic membrane interfering with the nicotinic acetylcholine receptors. These results may help to understand some of the clinical effects of this agent on neuromuscular function. === Os anestésicos gerais são utilizados na prática clínica com o intuito de promover ao paciente analgesia, inconsciência, amnésia e relaxamento muscular. Ao longo de décadas esforços tem sido feitos para elucidar os possíveis mecanismos moleculares de ação destes agentes. O anestésico etomidato é utilizado na prática clínica como um dos principais agentes de indução anestésica. Ele pode causar alguns movimentos espontâneos, especialmente mioclonias que são observadas em cerca de 50-80% dos pacientes após sua administração, sugerindo assim, um possível efeito destes agentes no sistema nervoso periférico. Além disso, alguns estudos sugerem que anestésicos podem atuar em canais iônicos localizados no terminal pré-sinápticos alterando a liberação de neurotransmissores, assim como na célula muscular, desorganizando receptores nicotínicos, interferindo com o potencial de membrana desta célula. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos pré-sinápticos e pós-sinápticos do etomidato utilizando como modelo experimental a junção neuromuscular de camundongo.Preparações nervo-músculo foram isoladas e marcadas com a sonda fluorescente FM1-43(4 M), uma potente ferramenta para acompanhar exocitose e endocitose de vesículas sinápticas. Após a marcação, as preparações foram expostas a diferentes concentrações de etomidato (0.1,1,2,8,10 e 40 M) e visualizadas em microscópio óptico de fluorescência. Observamos que concentrações clinicamente relevantes de etomidato estimulam a exocitose de vesículas sinápticas. Este efeito não foi inibido por tetrodotoxina (1M), um bloqueador de canais para Na+ sensíveis à voltagem, demonstrando que o etomidato pode agir estimulando a exocitose de vesículas por um mecanismo independente de Na+. Entretanto, a exocitose foi inibida por -conotoxina MVIIC (50 M) um bloqueador inespecífico de canais para Ca2+ sensíveis à voltagem e pelo bloqueador de canais para Ca2+ sensíveis a voltagem do tipo P/Q -AGA IVA (200nM). Utilizando o mesmo modelo experimental investigamos através da técnica de eletrofisiologia possíveis alterações no padrão de frequência e amplitude dos MEEPs na presença do etomidato. A análise dos resultados relativos à frequência e amplitude dos MEEPs demonstrou que na presença do etomidato não houve alteração destes parâmetros. Investigamos também se este anestésico poderia atuar de alguma forma nos receptores nicotínicos para acetilcolina marcados com -bungarotoxina-Alexa 594 (12 M) , que foram visualizados ao microscópio óptico de fluorescência. Nossos dados sugerem que o etomidato pode atuar de algum modo sobre os receptores nicotínicos pós-sinápticos.Em conclusao, nossos dados indicam que o etomidato exerce um efeito pré-sináptico na junção neuromuscular, provavelmente, através da ativação canais para Ca2+ voltagem dependentes do tipo P/Q e que este anestésico pode também interferir com a organização dos receptores nicotínicos para acetilcolina.