Kasumi Arakawa

Comparison of two esmolol bolus doses on the haemodynamic response and seizure duration during electro-convulsive therapy

Twelve ASA physical status I–III patients were enrolled in a double-blind, prospective, randomized, three-way, within-patient crossover study designed to determine the effect of two standard esmolol bolus doses (100 and 200 mg) on the haemodynamic response and seizure duration during electro-convulsive therapy (ECT). Esmolol or placebo was administered one minute prior to induction of anaesthesia and exactly two minutes before ECT. Both the 100 and 200 mg bolus doses significantly blunted the maximum increase in heart rate (HR) and mean arterial pressure (MAP) following ECT in comparison with placebo. Compared with placebo, esmolol 100 mg decreased maximum HR by 23 ± 3%, maximum MAP by 17 ± 7% and maximum rate-pressure product (RPP) by 40 ± 9%. Esmolol 200 mg decreased maximum HR by 25 ± 3%, maximum MAP by 19 ± 3% and maximum RPP by 42 ± 5%. No significant difference was found between the two esmolol doses at corresponding measurement points before and after ECT. Treatment with esmolol 200 mg resulted in a significantly shorter mean seizure duration than with placebo. As the 200 mg dose caused a shorter seizure duration and the haemodynamic effects of 100 mg and 200 mg doses were similar, it was concluded that the 100 mg esmolol bolus dose was the better dose for ECT.RésuméDouze patients de classe ASA I–III ont participé à trois séances variées de notre élude randomisée à double insu sur l’ effet de deux doses d’ esmolol en bolus (100 et 200 mg) sur les variables hémodynamiques et la durée des convulsions associées aux électrochocs (EC). On leur injectait l’ esmolol ou un placébo une minute avant l’ induction de l’ anesthésie puis deux minutes avant l’EC. Comparativement au placébo, les deux doses d’ esmolol émoussaient significativement les augmentations maximales de la fréquence cardiaque, de la tension artérielle et du produit pouls-pression, les réduisant respectivement de 23 ± 3%, 17 ± 7% et 40 ± 9% pour la dose de 100 mg et de 25 ± 3%, 19 ± 3% et 42 ± 5% pour celle de 200 mg. Avant et après l’ EC, les valeurs hémodynamiques associées aux deux doses d’esmolol étaient comparables. Toutefois, avec la dose de 200 mg, les convulsions duraient significativement moins longtemps qu’avec le placébo. Dans un contexte d’ EC, une dose de 100 mg d’ esmolol est donc préférable.

Esmolol bolus and infusion attenuates increases in blood pressure and heart rate during electro-convulsive therapy

To determine whether a standardized dose of esmolol can effectively attenuate the cardiovascular response to electroconvulsive therapy (ECT), 17 ASA physical status I–II patients were studied in a randomized within-patient, crossover design. Each patient received “no esmolol” during one ECT and three to five days later crossed over to the alternative treatment receiving an esmolol 80 mg bolus followed by 24 mg · min−1 infusion two minutes prior to induction of anaesthesia and continued for five minutes after induction. Esmolol blunted the maximum increases in heart rate (HR) by 26 per cent, mean arterial pressure (MAP) by 14 per cent, and rate pressure product by 37 per cent with significant differences (P < 0.05) noted at one, two, three and four minutes after ECT (minutes five, six, seven, and eight of the esmolol infusion). There was no significant difference in seizure duration between the two groups and no adverse reactions occurred.RésuméNous avons évalué l’effet d’une dose standard d’esmolol sur la réponse cardiovasculaire aux électrochocs. Dixsept patients de classe ASA I ou II étaient randomisés et recevaient en préparation d’une premier électrochoc soit de l’esmolol, soit rien du tout; les rôles étant inversés trois à cinq jours plus tard lors du deuxième traitement. Nous avons observé qu’un bolus de 80 mg d’esmolol suivi d’une perfusion à 24 mg · min−1 débutant deux minutes avant et se continuant cinq minutes après l’induction de l’anesthésie, atténue l’accélération maximale du pouls de 26 pour cent, l’augmentation de la pression artérielle moyenne de 14 pour cent et celle du rapport poulspression de 37 pour cent. Ces effets étaient statistiquement significatifs à une, deux, trois et quatre minutes post-électrochoc (P < 0.05) soit cinq, six, sept et huit minutes après le début de l’infusion. La durée des convulsions était semblable dans les deux groupes et il n’y eu aucune complication.

Arterial baroreflex attenuation during and after continuous propofol infusion

The reduction of arterial blood pressure produced by propofol maybe, in part, attributable to impaired baroreflex integrity. The purpose of this study was to investigate arterial baroreflex sensitivity during and after continuous propofol infusion. In urethane anaesthetized rabbits, left renal sympathetic nerves were exposed and placed on a bipolar silver electrode to record renal sympathetic nerve activity (RSNA). Mean arterial pressure (MAP) via a femoral artery and heart rate (HR) by electrocardiogram were continuously recorded. The rabbits were divided into two groups of eight each: Group 1, propofol 5 mg · kg−1 bolus followed by infusion 0.5 mg · kg−1 · min−1; Group 2, propofol 2 mg · kg−1 bolus followed by 0.2 mg · kg−1 · min−1. Phenylephrine pressor and sodium nitroprusside (SNP) depressor tests were carried out before propofol was started (control), at 15 and 30 min during 30 min infusion, and at 15, 30 and 60 min after its discontinuation. The change of RSNA was plotted with respect to every 5 mmHg increment and decrement of MAP to construct sympathetic baroreflex sigmoid curves, and to evaluate baroreflex sensitivity. The baroreflex sensitivity was also evaluated by calculating the ratio of maximum increase of RSNA or HR to SNP-induced maximum decrease of MAP (ΔRSNA/ΔMAP, ΔHR/ΔMAP). Despite the same decreases or increases in MAP, RSNA was attenuated after 15 and 30 min of propofol infusion in both groups compared with control (P < 0.05). Decreased ΔRSNA/ΔMAP gradually returned to the control level 60 min after discontinuation of propofol in Group 1. The baroreflex sensitivity for control of HR was attenuated only at 30 min in the higher propofol infusion group (P < 0.05). It is concluded that propofol attenuates baroreflex sensitivity for control of RSNA in a dose-dependent manner during infusion. Although recovery from anaesthesia is rapid, our data indicate that the attenuated arterial baroreflex may persist after discontinuing propofol infusion.RésuméOn attribue en partie la baisse de la pression arterielle sous propofol, à une défalliance dans le fonctionnement des barorécepteurs. L’étude de la sensibilité baroréflexe artérielle pendant et après une perfusion de propofol constitue l’objectif du présent travail. Chez des lapins sous anesthésie à l’uréthane, nous avons disséqué les nerfs sympathiques rénaux gauches sur lesquels on a inséré une électrode dargent bipolaire dans le but d’étudier l’activité nerveuse sympathique rénale (ANSR). Nous avons enregistré en continu la pression artérielle moyenne (PAM) fémorale directe et la fréquence cardiaque (Fc) par électrocardiographie. Les lapins ont été repartis en deux groupes: le groupe 1 reçoit une injection de propofol 5 mg · kg−1 suivie d’une perfusion de 0,5 mg · kg−1 · min−1; le groupe 2, une injection de propofol 2 mg · kg−1 suivie par 0,2 mg · kg−1 · min−1. Des epreuves de vasosensibilité sont réalisés avec la phényléphrine pour la résponse vasopressive et avec le nitroprussiate de soude (SNP) pour la réponse dépressive. Ces tests sont effectués avant l’administration du propofol (contrôle), à 15 et 30 minutes pendant une perfusion de 30 minutes, et à 15, 30, et 60 minutes aprés l’arrêt de la perfusion. On enregistre les changements de l’ANSR en relation avec toute augmentation ou diminution par pallier de 5 mmHg de la PAM pour construire des courbes d’activité baroréflexe sympathique et en évaluer la sensibilite. La sensibilité baroréflexe est aussi évaluée par le calcul du rapport de l’accroissement maximal de l’ANSR ou de la fréquence cardiaque avec la baisse maximale de la PAM induite par le SNP. (ΔANSR/ΔPAM, ΔFc/Δ/PAM). Malgré les mêmes augmentations ou diminutions de PAM, l’ANSR montre une baisse aprés 15 et 30 minutes de perfusion de propofol dans les deux groupes comparés au contrôle (P < 0,05). La diminution du ΔANSR/ΔPAM revient rapidement aux niveaux du contrôle 60 minutes apres l’arrêt du propofol dans le groupe 1. La sensibilité baroréflexe pour le contrôle de la fréquence cardiaque est atténuée seulement à la trentième minute dans le groupe où la perfusion de propofol est la plus élevée (P < 0,05). Nous concluons que le propofol diminue la sensibilité des barorécepteurs et que cette dépression est reliée à la dose pendant la perfusion. Bien que la récupération postanesthésique soit rapide, nos données montrent que cette hyposensibilité peut durer même aprés l’arrêt de la perfusion.

Alteration of red cell deformability during extracorporeal bypass: membrane ν bubble oxygenator

Red cell deformability is essential for normal microcirculation, since the red cell is greater in diameter than the caliber of small capillaries. Red cell filtration rate (RFR) was measured using a 5 microns nucleopore polycarbonate filter as an index of red cell deformability before, during, and after two hours of extracorporeal circulation for coronary artery bypass surgery, with a bubble oxygenator (eight patients) or a hollow fiber membrane oxygenator (14 patients). RFR decreased steadily and significantly during bypass in the bubble oxygenator group. After the start of bypass, RFR was significantly higher at all measurement intervals in the membrane oxygenator group as compared with the bubble oxygenator group. It can be postulated that significantly impaired red cell deformability caused by the bubble oxygenator is attributed to mechanical damage secondary to a huge blood-gas interface, and possibly to neutrophil-mediated oxygen free radical formation due to complement activation. Results indicate that the hollow fiber membrane oxygenator is superior to the bubble oxygenator in maintaining red cell deformability.

Effect of high-dose of methylprednisolone on tourniquet ischaemia

High doses of corticosteroids have been found to have beneficial effects in various shock states. It has been well recognized that ischaemia is one of the important features in shock states. This prompted us to investigate the effect of high-dose methylprednisolone on tourniquet-induced ischaemia using mongrel dogs. After inflation of tourniquets to 600 mmHg on each thigh of the hind legs, one leg received an intravenous infusion of methylprednisolone, 3 mg · kg-1 dissolved in 20 ml of autologous blood. The other leg received the same amount of blood only, as a control. During two hours of tourniquet time and until 30 min after tourniquet deflation, venous blood was sampled five times from both hind legs for measurements of blood gas tensions (PvO2, PvCO2) and pH, lactic acid, creatinine kinase (CK), aspartate aminotransferase (AST) and lactate dehydrogenase (LDH). During tourniquet ischaemia, PvO2 and pH dropped and PvCO2, lactic acid, CK, AST and LDH rose steadily and significantly in both groups of legs, indicating respiratory and metabolic acidosis, and muscle cell damage. However, those changes were significantly smaller in the methylprednisolonetreated legs. The beneficial effect of methylprednisolone could be attributed to its vasodilatory effect, cellular membrane stabilization and direct metabolic effect on skeletal muscle cells. Although the tourniquet-induced ischaemia in our study is slightly different from the clinical paradigm, the results suggest that high-dose methylprednisolone may provide a beneficial effect during tourniquet ischaemia.RésuméDes doses élevées de corticostéroïdes ont été trouvées bénéfiques dans différents états de choc. Il est bien reconnu que ľischémie est un signe important des états de choc. Ceci nous a conduit à investiguer ľeffet de doses élevées de méthylprednisolone sur ľischémie induite par le tourniquet chez les chiens bâtards. Après inflation du tourniquet à 600 mmHg sur chaque cuisse des pattes arrière, une patte a reçu la perfusion intraveineuse de 3 mg · kg-1 de méthylprednisolone dissout dans 20 ml de sang autologue. Ľautre patte a reçu la même quantité de sang et fut utilisée comme contrôle. Pendant deux heures du temps ďischémie par tourniquet et 30 minutes après la déflation du tourniquet le sang veineux a été retiré à cinq reprises des deux pattes pour fin de gazométrie (PvO2, PvCO2) pH, acide lactique, créatine pattes pour fin de gazométrie (PvO2, PvCO2) pH, acide lactique, créatine kinase (CK), aspartate aminotransférase (AST) et déhydrogénase lactique (LDH). Durant ľischémie provoquée par le tourniquet, la PvO2 et pH diminuèrent et la PvCO2, ľacide lactique, la CK, ľAST et le LDH augmentèrent progressivement et significativement dans les deux groupes de pattes indiquant une acidose métabolique et respiratoire ainsi qu’une lésion de la cellule musculaire. Cependant, ces changements étaient significativement moindres pour les pattes traitées au methylprednisolone. Ľeffet bénéfique de la méthylprednisolone pourra être attribué à son effet vasodilatateur, son effet stabilisateur de la membrane cellulaire et un effet métabolique direct sur la cellule musculaire squelettique. Même si le temps ďischémie induit par le tourniquet dans notre étude est légèrement différent de la clinique, les résultats suggèrent que les doses élevées de méthylprednisolone peuvent amener un effet bénéfique sur ľischémie provoquée par le tourniquet.

Activated partial thromboplastin time-protamine dose relation in the presence and absence of heparin.

A protamine titration is one of the methods to determine the protamine dose necessary to neutralize heparin. The protamine dose response was studied with the activated partial thromboplastin time (APTT) in the presence of a known amount of heparin and in the absence of heparin, using freshly prepared human plasma. When heparin was present in the plasma, APTT values plateaued between a minimal neutralizing dose of protamine and a protamine dose five times greater. At doses above the APTT plateau, protamine exerted its own anticoagulant action as evidenced by an increase in APTT values. In the absence of heparin, APTT did not change until the protamine concentration reached 50 micrograms/mL. Then the APTT began to increase above this critical concentration. The increases in APTT values caused by an increase of 50 micrograms/mL of protamine were significantly greater without heparin than they were in the presence of heparin. These results suggest that protamine has a wide safety range when neutralizing heparin without exerting its own anticoagulant action. Although the mechanisms are under speculation, the heparin-protamine complex may inhibit the anticoagulant action of protamine in vitro.

Modification of intravenous lidocaine-induced convulsions by epinephrine in rats

We studied intravenous lidocaine-induced convulsions in rats to determine whether added epinephrine influences the provocation of lidocaine toxicity. Wistar rats (200–250 g) were divided into three groups of ten, depending on the concentration of epinephrine added to lidocaine. Group 1: plain 1.5% lidocaine; Group 2: 1.5% lidocaine with 1∶200,000 epinephrine; Group 3: 1.5% lidocaine with 1∶100,000 epinephrine. After surgical preparation and recovery from anaesthesia, all rats received a continuous iv infusion of lidocaine (15 mg·ml−1) at a rate of 4.0 mg·kg−1·min−1 until generalized convulsions occurred. The epinephrine-treated animals developed acute hypertension after one minute of lidocaine infusion (105±2 to 141±2 mmHg in Group 2 and 103±2 to 151±2 mmHg in Group 3). The PaO2 values in the epinephrine groups at the onset of convulsions were decreased significantly (88.3±1.0 to 84.0 ±1.5 mmHg in Group 2 P < 0.05 and 86.9±1.2 to 78.1±2.4 mmHg in Group 3 P<0.01). However, these values were still within physiological ranges. Serum potassium concentrations in all groups were decreased P<0.05, (4.24±0.09 to 3.52±0.12 mEq·L−1 in Group 1, 4.02±0.09 to 3.63±0.17 mEq·L−1 in Group 2, and 4.15±0.10 to 3.69 ±0.17 mEq·L−1 in Group 3). Blood sugar concentrations in all groups were increased at the onset of convulsions, and the levels in the epinephrine groups were higher than in Group 1 P<0.01 (119±4 to 149±7 mg·dl−1 in Group 1: 120±4 to 195±10 mg·dl−1 in Group 2, and 127±3 to 190±6 mg·dl−1 in Group 3). There were differences in the cumulative convulsant doses of lidocaine among the groups, as follows: Group 1=41.9±1.3 > Group 2=30.0±0.7 > Group 3=24.2±0.9 mg·kg−1; P<0.01. At the onset of convulsions, not only the plasma lidocaine concentrations (Group 1=10.7±0.3 > Group 2=8.3±0.2 (P<0.01) > Group 3=7.5±0.2 μg·ml−1 (P<0.01 vs Group 1, P < 0.05 vs Group 2), but also the brain lidocaine concentrations which were extracted from the whole brain homogenates: Group 1=48.7±1.9 > Group 2=38.2±1.1 (P<0.01) > Group 3=33.0±1.3 μg·g−1 (P <0.01 vs Group 1, P<0.05 vs Group 2) showed differences. The brain/plasma lidocaine concentration ratios were, however, similar in the three groups (Group 1=4.5±0.1; Group 2=4.6±0.1; Group 3=4.4±0.2). Our data show that added epinephrine decreases the threshold of lidocaine-induced convulsions dose-dependently; however, the added ephinephrine does not cause a greater proportion of the infused lidocaine to enter the CNS.RésuméNous avons provoqué des convulsions par l’injection intraveineuse de lidocaine chez le rat pour de déterminer si l’addition d’épinéphrine influençait l’apparition de la toxicité. Des rats de race Wistar (200–250 g) ont été répartis en trois groupes de dix d’après la quantité d’épinéphrine ajoutée à la lidocaine. Groupe 1: lidocaine simple 1,5%; groupe 2: lidocaine 1,5% adrénalinée á 1∶200,000; groupe 3: lidocaine 1,5% adrénalinée à 1∶100,000. Après préparation chirurgicale et récupération de l’anesthésie, tous les rats reçoivent une perfusion continue de lidocaine (15 mg·ml−1) à la vitesse de 4,0 mg·kg−1·min−1 jusqu’a l’apparition de convulsions généralisées. Chez les animaux traités á l’épinéphrine, une hypertension aiguë apparait après une minute de perfusion de lidocaine (de 105±2 à 141±2 mmHg dans le groupe 2, et de 103±2 à 151±2 mmHg dans le groupe 3). Dès le début des convulsions, les valeurs de PaO2 des groupes épinéphrine diminuent (88,3±1,0 à 84±1,5 mmHg dans le groupe 2, P<0.05) et de 86,9±1,2 à 78,1±2,4 mmHg dans le groupe 3, P<0,05) tout en demeurant toujours en à l’intérieur des limites physiologiques. La kaliémie diminue (P<0,05) dans tous les groupes (de 4,24±0,09 à 3,52±0,12 mEq·L−1 dans le groupe 1, 4,02±0,09 à 3,63±0,17 mEq·L−1 dans le groupe 2, et 4,15±0,01 á 3.69±0,17 mEq·L−1 dans le groupe 3). La glycémie augmente dans tous les groupes au début des convulsions mais plus que dans le groupe 1, P<0.01 (de 119±4 à 149±7 mg·dl−1 dans le groupe 1, de 120±4 à 195±10 mg·dl−1 dans le groupe 2, et de 127±3 à 190 ±6 mg·dl−1 dans le groupe 3). On trouve des différences entre les dose consulsivantes cumulatives: groupe 1=41,9±1,3 > groupe 2=30,0±0,7 > groupe 3=24,2±0,9 mg·kg−1, P<0,01. Au début des convulsions, non seulement les concentrations plasmatiques de lidocaine sont-elles plus élevées (groupe 1=10,7±0,3> groupe 2=8,3±0,2 (P<0,01) groupe 3=7,5±0,2 ⧎g·ml−1 (P<0,01 vs groupe 1, P<0,05 vs groupe 2), mais les concentrations cérébrales de lidocaine extraites des homogénats de cerveaux complets présentent aussi des différences: groups 1=48,7±1,9> gropu 2=38,2 ±1,1 (P<0,01)> groupe 3=33,0±1,3 μg·g−1 (P<0,01 vs groupe 1, P<0,05 vs groupe 2). Le rapport cerveau plasma pour la concentration de lidocaine demeure toutefois identique pour les trois groupes (groupe 1=4,5±0,1; groupe 2=4,6±0,1; groupe 3=4,4±0,2). Ces données montrent que l’addition d’épinéphrine produit une diminution dépendante de la dose liminale des convulsions provoquées par la lidocaine; cependent, l’addition de lidocaine n’augmente pas la proportion de pénétration cérébrale de la lidocaine.

Tracheal insertion of an esophageal stethoscope.

Case 1 .-A 53-year-old man was scheduled for a 3-vessel aortocoronary bypass. The patient was induced with diazepam followed by pancuronium to facilitate intubation with a #36 endotracheal tube. An 18-gauge esophageal stethoscope was inserted blindly prior to inflation of the endotracheal-tube cuff. Good breath and heart sounds were audible through the stethoscope. Adequate chest excursion was noted and there was no evidence of gas leakage in the oropharyngeal area.

Effects of calcium chloride on verapamil- and diltiazem-pretreated isolated rat hearts

The effects of calcium chloride on cardiac responses to verapamil and diltiazem were investigated using isolated and perfused rat hearts with a Langendorff technique. Ionized calcium concentrations were increased approximately from 0.5 mM to 2.2 mM when the hearts were pretreated with 0.2 mg/L of verapamil or 0.28 mg/L of diltiazem, or were untreated with calcium blockers. Calcium significantly counteracted the negative inotropic effect produced by diltiazem and verapamil. In contrast, the negative chronotropic effects of both diltiazem and verapamil were potentiated by increasing concentrations of ionized calcium, and this potentiation was not eliminated by 1.0 mg/L of atropine. An atrioventricular block was induced by both verapamil and diltiazem when ionized calcium concentrations were lower than normal. It is suggested from this study that, although calcium chloride counteracts the negative inotropic effects of verapamil and diltiazem, abruptly increased ionized calcium may cause severe bradycardia clinically.

N-Methyl-D-aspartate receptor agonists and antagonists partially affect the duration of ketamine anesthesia in the rat

The effects of intracerebroventricular injection of excitatory amino acids which act on the N-Methyl-D-aspartate (NMDA) receptor complex on the duration of loss of righting reflex (DLRR) induced by intravenous injection to ketamine (20 mg/kg) were investigated in rats. Ketamine-induced DLRR was 10.3 min, but NMDA receptor agonistsd-alanine (200 μg) or NMDA (0.15 μg) did not change DLRR. However,d-alanine combined with NMDA significantly shortened DLRR (7.7 min). The NMDA receptor antagonist 7-chlorokynurenic acid (10 μg) alone prolonged DLRR significantly (16.2 min), but not when combined withd-alanine. These data suggest that NMDA receptor blockade contributes at least partially to the mechanism of ketamine anesthesia.