Effect of equipotent doses of bupivacaine and ropivacaine in high-fat diet fed neonatal rodent model / Efeito de doses equipotentes de bupivacaína e ropivacaína em modelo de roedor neonatal alimentado com dieta rica em gordura

Abstract Objectives: The increase in the prevalence of obesity presents a significant health and economic problem. Obesity has been reported to be a major contributor to variety of chronic diseases. Childhood obesity has been rising over the past decades leading to various complications in health. Millions of infants and children undergo surgery every year on various health grounds. The present investigation was undertaken to evaluate the effect of spinal anesthesia of equipotent doses of ropivacaine and bupivacaine on over-weight neonatal rats. Methods: The Sprague-Dawley rat pups were overfed on high fat diet to induce obesity. Behavioral assessments for sensory and motor blockade was made by evaluating thermal and mechanical withdrawal latencies at various time intervals following intrathecal injections of bupivacaine (5.0 mg·kg-1) and ropivacaine (7.5 mg·kg-1) in P14 rats. Spinal tissue was analyzed for apoptosis by determination of activated caspase-3 using monoclonal anti-activated caspase-3 and Fluoro-Jade C staining. Long-term spinal function in P30 rat pups was evaluated. Results: Exposure to intrathecal anesthesia in P14 increased thermal and mechanical latencies and was observed to increase apoptosis as presented by increase in activated caspase-3 and Fluro-Jade C positive cells. Significant alterations in spinal function were observed in high fat diet-fed pups as against non-obese control pups that were on standard diet. Bupivacaine produced more pronounced apoptotic effects on P14 pups; ropivacaine however produced long lasting effects as evidenced in motor function tests at P30. Conclusion: Ropivacaine and bupivacaine induced spinal toxicity that was more pronounced in over-fed rat pups as against normal controls.

Resumo Objetivos: O aumento da prevalência da obesidade é um problema sério de saúde e econômico. A obesidade tem sido relatada como um dos principais contribuintes para uma variedade de doenças crônicas. A obesidade infantil tem aumentado nas últimas décadas e levado a complicações de saúde. Milhões de bebês e crianças são submetidos a cirurgia todos os anos por diversos motivos de saúde. O presente estudo foi feito para avaliar o efeito da raquianestesia com doses equipotentes de ropivacaína e bupivacaína em ratos recém-nascidos com sobrepeso. Métodos: As crias de ratos Sprague-Dawley foram alimentadas em excesso com dieta rica em gordura para induzir obesidade. Avaliações comportamentais para bloqueio sensorial e motor foram feitas por meio da avaliação das latências de retirada térmicas e mecânicas em vários intervalos de tempo após injeções por via intratecal de bupivacaína (5,0 mg·kg-1) e ropivacaína (7,5 mg·kg-1) em ratos P14. Tecido medular foi analisado para apoptose por determinação da caspase-3 ativada, com o uso de anticorpo monoclonal anti-caspase 3 ativada e ecoloração com Fluoro-Jade C. A função da coluna vertebral em longo prazo em filhotes de ratos P30 foi avaliada. Resultados: A exposição à anestesia intratecal em P14 aumentou as latências térmicas e mecânicas e observamos aumento da apoptose, como apresentado pelo aumento da caspase-3 ativada e células positivas para Fluro-Jade C. Alterações significativas da função da coluna vertebral foram observadas em filhotes alimentados com dieta rica em gordura versus filhotes controles não obesos em dieta padrão. Bupivacaína produziu efeitos apoptóticos mais pronunciados sobre os filhotes P14; ropivacaína, entretanto, produziu efeitos duradouros, como evidenciado nos testes de função motora em P30. Conclusão: Ropivacaína e bupivacaína induziram toxicidade medular mais pronunciada nos filhotes de ratos sobrealimentados do que nos controles normais.

Cytotoxic effects of local anesthesia through lidocaine/ropivacaine on human melanoma cell lines / Efeitos citotóxicos de anestesia local com lidocaína/ropivacaína em linhagens celulares de melanoma humano

Abstract Background: Local anesthetics (LAs) are generally considered as safe, but cytotoxicity has been reported for several local anesthetics used in humans, which is not well investigated. In the present study, the cytotoxicity of lidocaine, ropivacaine and the combination of lidocaine and ropivacaine were evaluated on human melanoma cell lines. Melphalan, a nitrogen mustard alkylating agent, was used as a control agent for comparison of cytotoxic activity. Methods: Melanoma cell lines, A375 and Hs294T, were exposed to 1 h to different concentrations of above agents. Cell-viability after exposure was determined by flow cytometry. Results: Investigated LAs showed detrimental cytotoxicity on studied melanoma cell lines in time- (p < 0.001), concentration- (p < 0.001), and agent dependant. In both A375 and Hs294T cell lines, minimum cell viability rates were found after 72 h of exposure to these agents. Lidocaine 2% caused a reduction of vital cells to 10% ± 2% and 14% ± 2% in A375 and Hs294T, respectively after 72 h of exposure. Ropivacaine 0.75% after 72 h reduced viable cells to 15% ± 3% and 25% ± 3% in A375 and Hs294T, respectively. Minimum cell viability after 72 h exposure to the combination was 10% ± 2% and 18% ± 2% in A375 and Hs294T, respectively. Minimum cell viability after 72 h exposure to melphalan was 8% ± 1% and 12% ± 2%, in A375 and Hs294T, respectively. Conclusion: LAs have cytotoxic activity on human melanoma cell lines in a time-, concentration- and agent-dependant manner. Apoptosis in the cell lines was mediated through activity of caspases-3 and caspases-8.

Resumo Justificativa: Os anestésicos locais (ALs) são geralmente considerados como seguros, mas citotoxicidade foi relatada em vários anestésicos locais usados em seres humanos, a qual não é bem investigada. No presente estudo, a citotoxicidade de lidocaína e ropivacaína e da combinação de lidocaína e ropivacaína foi avaliada em linhagens celulares de melanoma humano. Melfalano, um agente alquilante de mostarda nitrogenada, foi usado como um agente de controle para a comparação da atividade citotóxica. Métodos: Linhagens celulares de melanoma, A375 e Hs294T foram expostas por uma hora a concentrações diferentes dos agentes mencionados acima. A viabilidade celular após a exposição foi determinada por citometria de fluxo. Resultados: Os ALs investigados mostraram citotoxicidade prejudicial nas linhagens celulares de melanoma estudadas dependente do tempo (p < 0,001), da concentração (p < 0,001) e do agente. Em ambas as linhagens de células A375 e Hs294T, níveis mínimos de viabilidade celular foram encontrados após 72 horas de exposição a esses agentes. Lidocaína a 2% provocou uma redução das células vitais para 10% ± 2% e 14% ± 2% em A375 e Hs294T, respectivamente, após 72 horas de exposição. Ropivacaína a 0,75% após 72 horas reduziu as células viáveis para 15% ± 3% e 25% ± 3%, em A375 e Hs294T, respectivamente. A viabilidade celular mínima após exposição de 72 horas para a combinação foi de 10% ± 2% e 18% ± 2% em A375 e Hs294T, respectivamente. A viabilidade celular mínima após exposição de 72 horas ao melfalano foi de 8% ± 1% e 12 ± 2, em A375 e Hs294T, respectivamente. Conclusão: Os ALs têm atividade citotóxica em linhagens de celulares de melanoma humano de modo dependente do tempo, da concentração e do agente. A apoptose nas linhagens celulares foi mediada por meio da atividade das caspases-3 e caspases-8.

Comparative effects of vitamin C on the effects of local anesthetics ropivacaine, bupivacaine, and lidocaine on human chondrocytes / Efeitos comparativos de vitamina C sobre os efeitos dos anestésicos locais ropivacaína, bupivacaína e lidocaína em condrócitos humanos

BACKGROUND: Intra-articular injections of local anesthetics are commonly used to enhance post-operative analgesia following orthopedic surgery as arthroscopic surgeries. Nevertheless, recent reports of severe complications due to the use of intra-articular local anesthetic have raised concerns. OBJECTIVES: The study aims to assess use of vitamin C in reducing adverse effects of the most commonly employed anesthetics - ropivacaine, bupivacaine and lidocaine - on human chondrocytes. METHODS: The chondrocyte viability following exposure to 0.5% bupivacaine or 0.75% ropivacaine or 1.0% lidocaine and/or vitamin C at doses 125, 250 and 500 µM was determined by LIVE/DEAD assay and annexin V staining. Expression levels of caspases 3 and 9 were assessed using antibodies by Western blotting. Flow cytometry was performed to analyze the generation of reactive oxygen species. RESULTS: On exposure to the local anesthetics, chondrotoxicity was found in the order ropivacaine < bupivacaine < lidocaine. Vitamin C effectively improved the reduced chondrocyte viability and decreased the raised apoptosis levels following exposure to anesthesia. At higher doses, vitamin C was found efficient in reducing the generation of reactive oxygen species and as well down-regulate the expressions of caspases 3 and 9. CONCLUSIONS: Vitamin C was observed to effectively protect chondrocytes against the toxic insult of local anesthetics ropivacaine, bupivacaine and lidocaine.

JUSTIFICATIVA: Injeções de anestésicos locais por via intra-articular são comumente usadas para melhorar a analgesia no período pós-operatório de cirurgia ortopédica como artroscopia. No entanto, relatos recentes de complicações graves devido ao uso de anestésico local por via intra-articular causou preocupações. OBJETIVOS: O objetivo do estudo foi avaliar o uso de vitamina C para reduzir os efeitos adversos dos anestésicos mais comumente usados (ropivocaína, bupivacaína e lidocaína) sobre condrócitos humanos. MÉTODOS: A viabilidade dos condrócitos após a exposição à bupivacaína a 0,5% ou ropivacaína a 0,75% ou lidocaína a 1,0% e/ou vitamina C em doses de 125, 250 e 500 µM foi determinada pelo ensaio Vivo/Morto e coloração com anexina V. Os níveis de expressão das caspases 3 e 9 foram avaliados com o uso de anticorpos pela técnica Western blotting. Citometria de fluxo foi feita para analisar a geração de espécies reativas ao oxigênio. RESULTADOS: Na exposição aos anestésicos locais, condrotoxicidade foi encontrada na seguinte ordem: ropivacaína < bupivacaína < lidocaína. A vitamina C efetivamente melhorou a redução da viabilidade dos condrócitos e diminuiu os níveis elevados de apoptose após a exposição à anestesia. Em doses mais altas, a vitamina C foi eficiente para reduzir a geração de espécies reativas ao oxigênio e assim regular negativamente a expressão das caspases 3 e 9. CONCLUSÕES: Observamos que a vitamina C foi eficaz na proteção dos condrócitos contra a agressão tóxica dos anestésicos locais ropivacaína, bupivacaína e lidocaína.

Comparação das alterações hemodinâmicas na intoxicação aguda com bupivacaína e ropivacaína por via venosa em suínos / Comparación de las alteraciones hemodinámicas en la intoxicación aguda con bupivacaina y ropivacaína por vía venosa en cerdos / Comparison of hemodynamic changes in acute intoxication with intravenous bupivacaine and ropivacaine in swine

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A ropivacaína apresentada na forma levógira pura foi introduzida para proporcionar alternativa mais segura que a bupivacaína nas anestesias locorregionais. O objetivo deste estudo foi comparar as repercussões hemodinâmicas após injeção por via venosa dos dois agentes em suínos, simulando intoxicação que pode ocorrer durante anestesia locorregional em humanos. MÉTODO: Suínos da raça Large-White foram anestesiados com tiopental, realizada intubação traqueal e instituída ventilação controlada mecânica. As variáveis hemodinâmicas foram medidas através de monitorização invasiva da pressão arterial e cateterização de artéria pulmonar. Após período de repouso de 30 minutos os animais foram aleatoriamente divididos em dois grupos e receberam por via venosa 4 mg.kg-1 de um ou outro agente sem conhecimento do pesquisador. Os resultados hemodinâmicos foram avaliados em repouso e 1, 5, 10, 15, 20 e 30 minutos após a intoxicação. RESULTADOS: As repercussões hemodinâmicas da intoxicação aguda com bupivacaína foram mais importantes e mais prolongadas do que as com ropivacaína. Com bupivacaína o índice cardíaco teve diminuição maior e mais prolongado, a pressão arterial média e a frequência cardíaca diminuições mais prolongadas, a pressão venosa central aumento mais prolongado e a pressão capilar pulmonar aumentou mais e por mais tempo. O impacto no índice de resistência vascular sistêmica mostrou que a vasomotricidade foi parcialmente mantida, houve aumento nos dois grupos e, paradoxalmente, maior e por mais tempo com bupivacaína. CONCLUSÕES: Em suínos a ropivacaína causou menos repercussões hemodinâmicas do que a bupivacaína quando as mesmas doses foram injetadas por via venosa.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Pure levorotatory ropivacaine was introduced to provide a safer alternative to bupivacaine in regional blocks. The objective of this study was to compare the hemodynamic repercussions after the intravenous administration of both agents in swine, simulating the intoxication that can be seen during regional blocks in humans. METHODS: Large-White swine were anesthetized with thiopental, followed by endotracheal intubation and controlled mechanical ventilation. Hemodynamic parameters included non-invasive blood pressure and catheterization of the pulmonary artery. After 30 minutes, animals were randomly divided into two groups, and 4 mg.kg-1 of one of the agents was administered intravenously without the knowledge of the investigator. Hemodynamic parameters were evaluated at rest and 1, 5, 10, 15, 20, and 30 minutes after intoxication. RESULTS: The hemodynamic repercussions of acute bupivacaine intoxication were more important and prolonged than in ropivacaine intoxication. With bupivacaine, the cardiac index showed greater and more prolonged reduction, mean arterial pressure and heart rate had more prolonged reduction, central venous pressure showed a more prolonged increase, and pulmonary wedge pressure increased more for more prolonged time. The impact on the systemic vascular resistance index showed that vasomotricity was partially maintained, increased in both groups, and, paradoxically, was greater and longer-lasting with bupivacaine. CONCLUSIONS: In swine, ropivacaine caused less hemodynamic repercussions than bupivacaine when the same doses were administered intravenously.

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: La ropivacaina, presentada bajo la forma de levógira pura, se introdujo para proporcionar una alternativa más segura que la bupivacaina en las anestesias locorregionales. El objetivo de este estudio fue el de comparar las repercusiones hemodinámicas después de una inyección por vía venosa de los dos agentes en cerdos, simulando una intoxicación que puede ocurrir durante la anestesia locorregional en los humanos. MÉTODO: Se utilizaron cerdos de la raza Large-White, los cuales fueron anestesiados con tiopental, y fue realizada intubación traqueal e instituida la ventilación controlada mecánica. Las variables hemodinámicas se midieron a través de la monitorización invasiva de la presión arterial y de la cateterización de la arteria pulmonar. Después del período de reposo de 30 minutos, los animales fueron aleatoriamente divididos en dos grupos y recibieron por vía venosa 4 mg.kg-1 de uno u otro agente, sin que el investigador lo supiese. Los resultados hemodinámicos fueron evaluados en reposo y 1, 5, 10, 15, 20 y 30 minutos después de la intoxicación. RESULTADOS: Las repercusiones hemodinámicas de la intoxicación aguda con bupivacaina fueron más importantes y más prolongadas que las de la ropivacaina. Con la bupivacaina, el índice cardíaco se redujo más y fue más prolongado, la presión arterial promedio y la frecuencia cardiaca registraron reducciones más prolongadas, la presión venosa central aumento más y la presión capilar pulmonar también aumentó más y durante más tiempo. El impacto en el índice de resistencia vascular sistémica mostró que la vasomotricidad se mantuvo parcialmente. También se registró un aumento en los dos grupos y, paradójicamente, un tiempo mayor con la bupivacaina. CONCLUSIONES: En los cerdos, la ropivacaína causó menos repercusiones hemodinámicas que la bupivacaina, cuando las mismas dosis se inyectaron por vía venosa.

Hemodynamic effects of ropivacaine and levobupivacaine intravenous injection in swines / Efeitos hemodinâmicos da injeção endovenosa de ropivacaína e levobupivacaína em suínos

PURPOSE: To compare the hemodynamic effects following a toxic dose of either agent after intravenous injection in swines, as might accidentally occur during regional anesthesia in humans. METHODS: Large White pigs were anesthetized with thiopental, tracheal intubation was performed and mechanical ventilation was instituted. Hemodynamic variables were recorded with invasive pressure monitoring and pulmonary artery catheterization. After a 30-minute resting period, the animals were randomly divided into two groups in a double-blinded fashion and received a bolus intravenous injection of 4 mg.kg-1 of either agent. Hemodynamic results were evaluated at rest and 1, 5, 10, 15, 20 and 30 minutes after intoxication. RESULTS: Hemodynamic repressions of acute intoxication with levobupivacaine were more important and more prolonged than those of ropivacaína. CONCLUSION: In pigs, levobupivacaine was shown to be more toxic than ropivacaine when the same large doses are injected intravenously.

OBJETIVO: Comparar as repercussões hemodinâmicas após a injeção endovenosa dos dois agentes em suínos simulando a intoxicação que pode ocorrer durante uma anestesia locorregional em humanos. MÉTODOS: Suínos da raça Large-White foram anestesiados com tiopental, realizada intubação traqueal e instituída ventilação controlada mecânica. As variáveis hemodinâmicas foram medidas através de monitorização invasiva da pressão arterial e cateterização de artéria pulmonar. Após período de repouso de 30 minutos os animais foram aleatoriamente e em duplo-cego divididos em dois grupos e receberam por via endovenosa 4 mg.kg-1 de um ou outro agente. Os resultados hemodinâmicos foram avaliados em repouso e 1, 5, 10, 15, 20 e 30 minutos após a intoxicação. RESULTADOS: As repercussões hemodinâmicas da intoxicação aguda com levobupivacaína foram mais importantes e mais prolongadas do que as com ropivacaína. CONCLUSÃO: Em suínos, a levobupivacaína foi mais tóxica do que a ropivacaína quando as mesmas grandes doses são injetadas por via endovenosa.