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P-glycoprotein (P-gp)-mediated efflux system plays an important role to maintain chemical balance in mammalian cells for endogenous and exogenous chemical compounds. However, despite the extensive characterisation of P-gp potential interaction with drug-like molecules, the interaction of carbon nanoparticles with this type of protein molecule is poorly understood. Thus, carbon nanoparticles were analysed, such as buckminsterfullerenes (C20, C60, C70), capped armchair single-walled carbon nanotube (SWCNT or C168), and P-gp interactions using different molecular docking techniques, such as gradient optimisation algorithm (ADVina), Lamarckian genetic algorithm (FastDock), and shape-based approach (PatchDock) to estimate the binding affinities between these structures. The theoretical results represented in this work show that fullerenes might be P-gp binders because of low levels of Gibbs free energy of binding (ΔG) and potential of mean force (PMF) values. Furthermore, the SWCNT binding is energetically unfavourable, leading to a total decrease in binding affinity by elevation of the residual area (Ares), which also affects the π-π stacking mechanisms. Further, the obtained data could potentially call experimental studies using carbon nanostructures, such as SWCNT for development of drug delivery vehicles, to administer and assess drug-like chemical compounds to the target cells since organisms probably did not develop molecular sensing elements to detect these types of carbon molecules.
In einigen Punkten konnte diese Arbeit die Ergebnisse früherer Studien bestätigen.
Einstellungs- und Nadelmodi (wenn auch mit unterschiedlicher Ausprägung)
haben einen Einfluss auf die verbesserte Sichtbarkeit der Regionalanästhesienadeln
im Ultraschall. Damit diese sonographisch besser erkannt werden, sollten sie
in einem flacheren Winkel (30-45°) eingestochen werden. Größere Nadellumina
haben einen Vorteil in der Sichtbarkeit im Ultraschall. Auch konnte gezeigt werden,
dass der Nadelschliff einen Einfluss darauf hat, wie gut die Anästhesiekanülenspitze
sonographisch gesehen wird. Allein die (in der Arbeit untersuchten) Nadelbeschichtungs-
Arten brachten keinen wesentlichen Effekt für die verbesserte
Erkennbarkeit.
Es war jedoch auffallend, dass die subjektiven und objektiven Resultate in einem
relativ hohen Maße nicht übereinstimmten. Gründe dafür sehe ich v.a. im gewählten
Verfahren der objektiven Untersuchung (mit der Bildbearbeitungssoftware
muss die region of interest zielgenauer erfasst werden, um störende Umgebungseinflüsse
auszuschließen).
Echogene Nadeloberflächen (auch wenn diese nicht Gegenstand der vorliegenden
Untersuchung waren), weisen eine verbesserte Ultraschall-Reflexion auf. Sie
werden dazu beitragen, dass die sichere Anwendung der USRA weiter zunimmt.
Verbesserte Sonographiegeräte, zusätzliche Hilfsmittel (GPS-Unterstützung) und
neueste Nadelentwicklungen versprechen einen wichtigen Fortschritt auf dem
Gebiet der ultraschallunterstützten Regionalanästhesie (USRA). Diese Weiterentwicklungen
werden der USRA den Stellenwert als Gold-Standard in der
Regionalanästhesie sichern.
The dispersion routes of cyclodextrin complexes with nicardipine (NC), such as hydrophilic hydroxypropyl-\(\beta\)-cyclodextrin (NC/HP\(\beta\)CD) and hydrophobic triacetyl-\(\beta\)-cyclodextrin (NC/TA\(\beta\)CD), through the body for controlled drug delivery and sustained release have been examined. The two-compartment pharmacokinetic model described the mechanisms of how the human body handles with ingestion of NC-cyclodextrin complexes in gastrointestinal tract (GI), distribution in plasma, and their metabolism in the liver. The model showed that drug bioavailability was significantly improved after oral administration of cyclodextrin complexes. The mathematical significance of this study to predict nicardipine delivery using pharmacokinetic two-compartment mathematical model with linear ordinary differential equations (ODE) approach represents a valuable tool to emphasize its effectiveness and metabolizing rate and diminish the side effects.
Glucocorticoids (GCs) are steroid hormones that have inflammatory and immunosuppressive effects on a wide variety of cells. They are used as therapy for inflammatory disease and as a common agent against edema. The blood brain barrier (BBB), comprising microvascular endothelial cells, serves as a permeability screen between the blood and the brain. As such, it maintains homeostasis of the central nervous system (CNS). In many CNS disorders, BBB integrity is compromised. GC treatment has been demonstrated to improve the tightness of the BBB. The responses and effects of GCs are mediated by the ubiquitous GC receptor (GR). Ligand-bound GR recognizes and binds to the GC response element located within the promoter region of target genes. Transactivation of certain target genes leads to improved barrier properties of endothelial cells. In this review, we deal with the role of GCs in endothelial cell barrier function. First, we describe the mechanisms of GC action at the molecular level. Next, we discuss the regulation of the BBB by GCs, with emphasis on genes targeted by GCs such as occludin, claudins and VE-cadherin. Finally, we present currently available GC therapeutic strategies and their limitations.
Background
Aim of this study was to evaluate prognosis of severely injured patients.
Methods
All severely injured patients with an Injury Severity Score (ISS) ≥ 50 were identified in a 6-year-period between 2000 and 2005 in German Level 1 Trauma Center Murnau. Data was evaluated from German Trauma Registry and Polytrauma Outcome Chart of the German Society for Trauma Surgery and a personal interview to assess working ability and disability and are presented as average.
Results
88 out of 1435 evaluated patients after severe polytrauma demonstrated an ISS ≥ 50 (6.5%), among them 23% women and 77% men. 66 patients (75%) had an ISS of 50-60, 14 (16%) 61-70, and 8 (9%) ≥ 70. In 27% of patients trauma was caused by motor bike accidents. 3.6 body regions were involved. Patients had to be operated 5.3 times and were treated 23 days in the ICU and stayed 73 days in hospital. Mortality rate was 36% and rate of multi-organ failure 28%. 15% of patients demonstrated severe senso-motoric dysfunction as well as residues of severe head injury. 25% recovered well or at least moderately. 29 out of 56 survivors answered the POLO-chart. A personal interview was performed with 13 patients. The state of health was at least moderate in 72% of patients. In 48% interpersonal problems and in 41% severe pain was observed. In 57% of patients problems with working ability regarding duration, as well as quantitative and qualitative performance were observed. Symptoms of post-traumatic stress disorder were found in 41%. The more distal the lesions were located (foot/ankle) the more functional disability affected daily life. In only 15%, working ability was not impaired. 8 out of 13 interviewed patients demonstrated complete work disability.
Conclusions
Even severely injured patients after multiple trauma have a good prognosis. The ISS is an established tool to assess severity and prognosis of trauma, whereas prediction of clinical outcome cannot be deducted from this score.
Hintergrund: Bei der Einleitung einer Narkose eines nicht-nüchternen Patienten wird das Relaxanz in unmittelbarer Folge zum Induktionsmittel appliziert. Welches der Hypnotika Propofol, Etomidat oder Methohexital führt am schnellsten zur ausreichend tiefen Narkose?
Material/Methoden: Standardisierte Narkoseinduktion, je 20 ASA1/2 Patienten pro Medikament. Bestimmung Schlaftiefe mittels CSI: 1. vor Beginn , nach Midazolamgabe, 2. zwei Min. nach Fentanylgabe, 3. direkt nach Gabe des Hypnotikum (Dauer Injektion 1Min.), 4. nach 1 Min.
Propofol 3 mg/kg KG, Etomidat 0,3 mg/kg KG, Methohexital 1 mg/kg KG. Fentanyl 3 µg/kg KG, Midazolam 7,5mg
Ergebnisse: CSI direkt nach Injektion bei Methohexital mit 70,80 (+/-13,93) niedriger (p=0,024) als bei Propofol mit 81,05 (+/-10,82) und als bei Etomidat (p=0,026) mit 81,45 (+/-12,04). Abnahme des CSI während der Injektion bei Methohexital mit -9,6 (+/-12,14) größer (p=0,006) als bei Propofol mit –0,1 (+/-8,31). CSI <60 direkt nach Injektion bei Propofol 2x, Etomidat 3x, Methohexital 4x , nach einer Minute Propofol 17x, Etomidat 10x, Methohexital 16x.
Schlussfolgerung: Methohexital ermöglicht eine schnellere Narkoseinduktion als Etomidat und Propofol.
Häufig stellt die frühe Phase der innerklinischen Traumaversorgung bei Polytraumapatienten besonders die Schädel-Hirn-Verletzungen betreffend einen sehr dynamischen Zeitraum dar, weshalb zeitlich getriggerte Kontrolluntersuchungen weit verbreitet sind. Andererseits bedeutet der Transport zur Untersuchung für beatmete Patienten eine zusätzliche Gefahr. Untersucht wurde, wie häufig sich in einer frühen Kontroll-Computertomografie des Schädels neue oder verschlechterte Befunde finden und, wie diese neuen Informationen die Intensivtherapie beeinflussen. Methode: Retrospektive Analyse aus Befunddaten und Krankenakten. Eingeschlossen wurden 150 beatmete Patienten mit SHT oder Verdacht auf ein SHT, die eine frühe CCT-Kontrolle bekamen. Ergebnisse: Eine Verschlechterung der Befunde wurde bei 63 Patienten (42%) und neue Befunde bei 18 Patienten (12%) gefunden. Bei 47 Pateinten (31%) wurde die Intensivtherapie aufgrund der frühen Kontroll-CCT geändert. Schlussfolgerung: Bei beatmeten Polytraumapatienten treten in mehr als der Hälfte der Fälle Verschlechterungen oder neue intracranielle Befunde auf. Eine frühe CCT-Kontrolle kann diese erkennen und zu einer rechtzeitigen Therapieoptimierung führen.
Die rechtzeitige Reperfusion eines ischämischen Gewebes kann einen zusätzlichen Schaden induzieren. Gezielte Interventionen in der frühen Reperfusionsphase können diesen sogenannten Reperfusionsschaden jedoch vermindern. Letzteres Phänomen beschreibt der Begriff Postkonditionierung. Volatile Anästhetika sind in der Lage, den genannten Mechanismus zu aktivieren. Dieser Vorgang wird Anästhetika-induzierte Postkonditionierung (APOST) genannt. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die Rolle des mitochondrialen Kalzium-abhängigen Kalium-Kanals mit großer Leitfähigkeit (mBKCa) und der mitochondrialen permeability-transition-Pore (mPTP) in der Desfluran-induzierten Postkonditionierung zu beleuchten.
Zur Untersuchung der genannten Phänomene wurde ein etabliertes in vivo-Mausmodell des akuten Myokardinfarkts verwendet. Hierbei reduzierte die Gabe von 1,0 MAC Desfluran in der frühen Reperfusionsphase die Infarktgröße signifikant. Somit konnte eine Desfluran-induzierte Postkonditionierung beobachtet werden. Die pharmakologische Aktivierung des mBKCa mittels NS1619 reduzierte die Infarktgröße in einem vergleichbaren Ausmaß wie Desfluran. Weiterhin zeigten sich keine additiven Effekte bei der Kombination beider Interventionen. Als Bestätigung dessen hob die Blockade des mBKCa mittels Iberiotoxin die APOST auf. Diese Ergebnisse lassen auf eine Beteiligung des mBKCa bei der Desfluran-induzierten Postkonditionierung schließen. Durch Pharmakologische Aktivierung der mPTP mittels Atractylosid wurde die APOST aufgehoben. Das Gegenexperiment zeigte keine additiven Effekte bei gleichzeitiger Desflurangabe und Inhibierung der mPTP mittels Cyclosporin A. Die alleinige mPTP-Inhibition resultierte in Infarktgrößen, welche mit denen bei Desflurangabe vergleichbar waren. Folglich erscheint eine Beteiligung der mPTP an der Desfluran-induzierten Postkonditionierung wahrscheinlich. Die Aktivierung der mPTP konnte die kardioprotektiven Auswirkungen der mBKCa-Öffnung nicht vollständig aufheben. Ebenso wurde durch Inhibition der mPTP der Effekt der mBKCa-Blockierung nur teilweise aufgehoben. Demzufolge scheint die Signalvermittlung der APOST über den mBKCa, zumindest teilweise, mPTP-unabhängig zu sein.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie demonstrieren eine Beteiligung des mBKCa und der mPTP an der Desfluran-induzierten Postkonditionierung in Mäusen in vivo. Weiterhin legen sie die Vermutung nahe, dass die Signalvermittlung der APOST über den mBKCa teilweise unabhängig von der mPTP erfolgt.
Malignant hyperthermia is a rare but life-threatening complication of general anesthesia in predisposed patients usually triggered by potent inhalation anesthetics and/or the depolarizing muscle relaxant succinylcholine. The authors present a case of delayed sevoflurane-induced malignant hyperthermia in a 21-year-old male patient that was sufficiently treated by discontinuation of trigger agent application and dantrolene infusion. After surviving an MH episode diagnostic procedures are indicated to increase patient safety. In the presented case, the use of a novel minimal-invasive metabolic test with intramuscular injection of halothane and caffeine successfully confirmed MH susceptibility and hence might be an alternative for invasive in vitro contracture testing in selected cases.
The interplay of specific leukocyte subpopulations, resident cells and proalgesic mediators results in pain in inflammation. Proalgesic mediators like reactive oxygen species (ROS) and downstream products elicit pain by stimulation of transient receptor potential (TRP) channels. The contribution of leukocyte subpopulations however is less clear. Local injection of neutrophilic chemokines elicits neutrophil recruitment but no hyperalgesia in rats. In meta-analyses the monocytic chemoattractant, CCL2 (monocyte chemoattractant protein-1; MCP-1), was identified as an important factor in the pathophysiology of human and animal pain. In this study, intraplantar injection of CCL2 elicited thermal and mechanical pain in Wistar but not in Dark Agouti (DA) rats, which lack p47phox, a part of the NADPH oxidase complex. Inflammatory hyperalgesia after complete Freund's adjuvant (CFA) as well as capsaicin-induced hyperalgesia and capsaicin-induced current flow in dorsal root ganglion neurons in DA were comparable to Wistar rats. Macrophages from DA expressed lower levels of CCR2 and thereby migrated less towards CCL2 and formed limited amounts of ROS in vitro and 4-hydroxynonenal (4-HNE) in the tissue in response to CCL2 compared to Wistar rats. Local adoptive transfer of peritoneal macrophages from Wistar but not from DA rats reconstituted CCL2-triggered hyperalgesia in leukocyte-depleted DA and Wistar rats. A pharmacological stimulator of ROS production (phytol) restored CCL2-induced hyperalgesia in vivo in DA rats. In Wistar rats, CCL2-induced hyperalgesia was completely blocked by superoxide dismutase (SOD), catalase or tempol. Likewise, inhibition of NADPH oxidase by apocynin reduced CCL2-elicited hyperalgesia but not CFA-induced inflammatory hyperalgesia. In summary, we provide a link between CCL2, CCR2 expression on macrophages, NADPH oxidase, ROS and the development CCL2-triggered hyperalgesia, which is different from CFA-induced hyperalgesia. The study further supports the impact of CCL2 and ROS as potential targets in pain therapy.
Background
The epidural route is still considered the gold standard for labour analgesia, although it is not without serious consequences when incorrect placement goes unrecognized, e.g. in case of intravascular, intrathecal and subdural placements. Until now there has not been a viable alternative to epidural analgesia especially in view of the neonatal outcome and the need for respiratory support when long-acting opioids are used via the parenteral route. Pethidine and meptazinol are far from ideal having been described as providing rather sedation than analgesia, affecting the cardiotocograph (CTG), causing fetal acidosis and having active metabolites with prolonged half-lives especially in the neonate. Despite these obvious shortcomings, intramuscular and intravenously administered pethidine and comparable substances are still frequently used in delivery units.
Since the end of the 90ths remifentanil administered in a patient-controlled mode (PCA) had been reported as a useful alternative for labour analgesia in those women who either don’t want, can’t have or don’t need epidural analgesia.
Discussion
In view of the need for conversion to central neuraxial blocks and the analgesic effect remifentanil has been demonstrated to be superior to pethidine. Despite being less effective in terms of the resulting pain scores, clinical studies suggest that the satisfaction with analgesia may be comparable to that obtained with epidural analgesia. Owing to this fact, remifentanil has gained a place in modern labour analgesia in many institutions.
However, the fact that remifentanil may cause harm should not be forgotten when the use of this potent mu-agonist is considered for the use in labouring women. In the setting of one-to-one midwifery care, appropriate monitoring and providing that enough experience exists with this potent opioid and the treatment of potential complications, remifentanil PCA is a useful option in addition to epidural analgesia and other central neuraxial blocks. Already described serious consequences should remind us not refer to remifentanil PCA as a “poor man’s epidural” and to safely administer remifentanil with an appropriate indication.
Summary
Therefore, the authors conclude that economic considerations and potential cost-savings in conjunction with remifentanil PCA may not be appropriate main endpoints when studying this valuable method for labour analgesia.
Background
Malignant hyperthermia (MH), a metabolic myopathy triggered by volatile anesthetics and depolarizing muscle relaxants, is a potentially lethal complication of general anesthesia in susceptible patients. The implementation of modern inhalation anesthetics that research indicates as less potent trigger substances and the recommended limitations of succinylcholine use, suggests there may be considerable decline of fulminant MH cases. In the presented study, the authors analyzed suspected MH episodes during general anesthesia of patients that were referred to the Wuerzburg MH unit between 2007 and 2011, assuming that MH is still a relevant anesthetic problem in our days.
Methods
With approval of the local ethics committee data of patients that underwent muscle biopsy and in vitro contracture test (IVCT) between 2007 and 2011 were analyzed. Only patients with a history of suspected MH crisis were included in the study. The incidents were evaluated retrospectively using anesthetic documentation and medical records.
Results
Between 2007 and 2011 a total of 124 patients were tested. 19 of them were referred because of suspected MH events; 7 patients were diagnosed MH-susceptible, 4 MH-equivocal and 8 MH-non-susceptible by IVCT. In a majority of cases masseter spasm after succinylcholine had been the primary symptom. Cardiac arrhythmias and hypercapnia frequently occurred early in the course of events. Interestingly, dantrolene treatment was initiated in a few cases only.
Conclusions
MH is still an important anesthetic complication. Every anesthetist must be aware of this life-threatening syndrome at any time. The rapid onset of adequate therapy is crucial to avoid major harm and possibly lethal outcome. Dantrolene must be readily available wherever MH triggering agents are used for anesthesia.
Schmerz ist eine klassische Komponente von Entzündungsreaktionen. Im Rahmen des Entzündungsgeschehens werden Zytokine und Chemokine freigesetzt, die Leukozyten zum Entzündungsort rekrutieren. Über die Freisetzung weiterer proalgetischer Mediatoren tragen diese zur Aktivierung und Sensitivierung von Nozizeptoren und damit zur Schmerzentstehung bei. Das Monozyten-rekrutierende Chemokin CCL2 verursachte in Verhaltensexperimenten eine Hyperalgesie bei Ratten. Die Hyperalgesie war durch den Cox-2 Inhibitor Parecoxib vollständig reversibel. Daher wurde in dieser Arbeit die Rolle von Monozyten und Prostaglandinen in der Entstehung dieser Hyperalgesie untersucht. Dazu wurde in vitro die Cox-2 Expression und die Prostaglandin-Bildung in humanen Monozyten und Peritonealmakrophagen der Ratte nach CCL2 Stimulation bestimmt. Zudem wurde in vivo die Cox-2 Expression im Rückenmark und in der Rattenpfote nach CCL2 Injektion in die Pfote untersucht.
Das Phänomen der kardialen Präkonditionierung beschreibt die Möglichkeit durch bestimmte Stimuli die Toleranz des Myokardgewebes gegenüber lang andauernden Ischämien zu erhöhen. Es existieren zwei Formen der Präkonditionierung: die ischämische (IPC) und die pharmakologisch induzierte Präkonditionierung (PPC). Eine wichtige Form der PPC stellt die Anästhetika-induzierte Präkonditionierung (APC) dar. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit erfolgten anhand eines in vivo Myokardinfarktmodells der Maus. Die IPC wurde durch mehrere kurze Episoden ischämischer Ereignisse hervorgerufen und führte zu einer signifikanten Reduktion der Herzinfarktgröße um bis zu 70 Prozent. Bei der APC wurde das Myokard mittels Applikation des volatilen Anästhetikums Desfluran präkonditioniert. Das Ausmaß der Herzinfarktgrößenreduktion war mit dem der IPC vergleichbar. Neben dem Nachweis der präkonditionierenden Effekte von IPC und Desfluran war es Ziel dieser Arbeit die Rolle der Serin-Threonin-Kinase Pim-1 und ihrer antiapoptotischen Fähigkeiten zu ermitteln. Die Bedeutung der Pim-1 Kinase in der Signalvermittlung der ischämischen und Desfluran-induzierten Präkonditionierung wurde über deren Blockade mit dem selektiven Pim-1 Kinase Inhibitor II untersucht. Der präkonditionierende Effekt von Desfluran konnte durch die Blockade der Pim-1 Kinase vollständig aufgehoben werden, während die Wirkung der IPC nur teilweise aufgehoben wurde. Somit ist die Pim-1 Kinase in die Signalvermittlung der IPC und Desfluran-induzierten Präkonditionierung involviert. Sie scheint jedoch eine unterschiedliche Rolle bei IPC und APC zu spielen. Mittels Western Immunoblot erfolgte die Bestimmung der Proteinexpression von Pim-1 Kinase, Bad und phospho-BadSer112. Die Bestimmung des Phosphorylierungsausmaßes von Bad an Serin 112 diente als Surrogatparameter der Pim-1-Aktivität. Nach ischämischer und Desfluran-induzierter Präkonditionierung zeigte sich eine tendenzielle Zunahme der Phosphorylierung von Bad. Im Falle der Desfluran-induzierten Präkonditionierung konnte dieser Effekt durch Applikation des Pim-1 Kinase Inhibitors II signifikant reduziert werden, während dagegen bei der IPC kein Einfluss des Pim-1 Kinase Inhibitors II beobachtet werden konnte. Als intrazellulärer Marker der Apoptoseinduktion wurde der zytosolische Gehalt an Cytochrom C bestimmt. Nach IPC und APC zeigte sich eine tendenzielle Reduktion des zytosolischen Gehaltes an Cytochrom C. Durch Applikation des Pim-1 Kinase Inhibitors II konnte diese Reduktion bei der Desfluran-induzierten Präkonditionierung aufgehoben werden, während die Effekte der IPC unverändert blieben. Die Pim-1 Kinase wirkt somit antiapoptotisch und kardioprotektiv, wobei eine unterschiedliche Funktion bei der IPC und APC zu vermuten ist. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit konnten am in vivo Myokardinfarktmodell der Maus nachweisen, dass die Pim-1 Kinase an der Vermittlung der ischämischen und Desfluran-induzierten Präkonditionierung gegen Myokardinfarkt beteiligt ist. Sie scheint jedoch bei IPC und APC eine unterschiedliche Bedeutung zu haben.