ABSTRACT
Local anesthetics used in dentistry have myotoxic effects. Articaine, also known as carticaine, is one of the local anesthetics most widely used in clinical dentistry. The aim of this work was to describe its effect on the sarcoplasmic reticulum Ca-ATPase isolated from medial pterygoid muscle. Ca-ATPase enzymatic activity was determined by a colorimetric method and ATP-dependent calcium uptake with a radioisotopic technique. Articaine inhibited both Ca-ATPase activity and calcium uptake in a concentrationdependent manner. Both inhibitory effects became evident at articaine concentrations lower than those employed in clinical dentistry. Half-maximal inhibitory concentrations (Ki) were 15.1± 1.8 mM (n = 6) and 25.2 ± 1.6 mM (n = 6) for enzymatic activity and calcium uptake, respectively. Preincubation of sarcoplasmic reticulum membranes with articaine enhanced Ca-ATPase activity in the absence of calcium ionophore, suggesting an ionophoriclike effect of the local anesthetic. We conclude that the inhibitory effect of articaine on the sarcoplasmic reticulum Ca-ATPase isolated from medial pterygoid muscle is due to a direct interaction of the anesthetic with the enzyme and to the increased membrane permeability to calcium induced by this drug.
Los anestésicos locales de uso odontológico tienen efectos miotóxicos. La carticaína, también conocida como articaína, es uno de los anestésicos locales más usados en la clínica odontológica actual. El objetivo del trabajo fue describir el efecto de la carticaína sobre la Ca-ATPasa del retículo sarcoplásmico aislada del músculo pterigoideo interno. La actividad enzimática de la bomba de calcio se determinó por un método colorimétrico y se utilizó un método radioisotópico a fin de determinar la captación de calcio dependiente de ATP. La carticaína inhibió la actividad enzimática y la captación de calcio en función de su concentración. Ambos efectos se observaron a concentraciones de carticaína menores a las utilizadas en la clínica. Las concentraciones de carticaína necesarias para inhibir la actividad Ca-ATPásica y la captación de calcio a la mitad de su valor máximo (Ki) fueron 15.1 ± 1.8 mM (n = 6) y 25.2 ± 1.6 mM (n = 6) respectivamente. La preincubación con carticaína de las membranas de retículo sarcoplásmico del músculo pterigoideo interno, en ausencia de ionóforo de calcio, incrementó la actividad de la enzima, evidenciando un efecto ionofórico del anestésico local. Concluimos que el efecto inhibitorio de la carticaína sobre la Ca-ATPasa de retículo sarcoplásmico del músculo pterigoideo interno se debe a la acción directa del anestésico local sobre la enzima y al incremento de la permeabilidad de la membrana del retículo sarcoplásmico al calcio inducido por esta droga.
Subject(s)
Animals , Male , Rabbits , Pterygoid Muscles/ultrastructure , Sarcoplasmic Reticulum/drug effects , Sarcoplasmic Reticulum/metabolism , Carticaine/pharmacology , Calcium/metabolism , Anesthetics, Local/pharmacologyABSTRACT
Myotoxic effects of local anesthetics on skeletal muscle fibers involve the inhibition of sarcoplasmic reticulum Ca2+-dependent ATPase activity and Ca2+ transport. Lidocaine is a local anesthetic frequently used to relieve the symptoms of trigeminal neuralgia. The aim of this work was to test the inhibitory and/or stimulatory effect of lidocaine on sarcoplasmic reticulum Ca2+-dependent ATPase isolated from rabbit temporalis muscle. Ca2+-dependent ATPase activity was determined by a colorimetric method. Calcium-binding to the Ca2+- dependent ATPase, Ca2+ transport, and phosphorylation of the enzyme by ATP were determined with radioisotopic techniques. Lidocaine inhibited the Ca2+-dependent ATPase activity in a concentration- dependent manner. The preincubation of the sarcoplasmic reticulum membranes with lidocaine enhanced the Ca2+- dependent ATPase activity in the absence of calcium ionophore. Lidocaine also inhibited both Ca2+ uptake and enzyme phosphorylation by ATP but had no effect on Ca2+-binding to the enzyme. We conclude that the effect of lidocaine on the sarcoplasmic reticulum Ca2+-dependent ATPase from temporalis muscle is due to the drug's direct interaction with the enzyme and the increased permeability of the sarcoplasmic reticulum membrane to Ca.
La toxicidad de los anestesicos locales sobre las fibras musculares esqueleticas involucra a la inhibicion de la actividad de la calcio ATPasa del reticulo sarcoplasmico y a la inhibicion del transporte del calcio. Tales efectos inhibitorios no han sido aun descriptos en el musculo temporal. La lidocaina es un anestesico local habitualmente usado para aliviar los sintomas de la neuralgia del trigemino por medio de la anestesia infiltrativa de la region temporal. El objetivo del trabajo fue demostrar el efecto inhibitorio y/o activador de la lidocaina sobre la calcio ATPasa del reticulo sarcoplasmico del musculo temporal del conejo. La actividad de la calcio ATPasa se determino empleando un metodo colorimetrico. La union del calcio a la enzima, el transporte del calcio y la fosforilacion de la ATPasa por ATP se determinaron mediante el empleo de tecnicas radioisotopicas. La lidocaina inhibio a la actividad de la calcio ATPasa. El efecto inhibitorio incremento en funcion de la concentracion del anestesico. La preincubacion de las membranas del reticulo sarcoplasmico en lidocaina incremento la actividad de la calcio ATPasa en ausencia de un ionoforo de calcio. Tal resultado avala el efecto permeabilizante del anestesico local sobre las membranas del reticulo sarcoplasmico del musculo temporal. La lidocaina inhibio la captacion del calcio y la fosforilacion de la calcio ATPasa por ATP, pero no evidencio efecto sobre la union del calcio a la enzima. Concluimos que el efecto de la lidocaina sobre la calcio ATPasa del reticulo sarcoplasmico del musculo temporal se debe a la accion directa de la droga sobre la enzima y al incremento inducido de la permeabilidad de la membrana del reticulo sarcoplasmico al Ca.