Местные анестетики длительного действия используются для периоперационного контроля боли, но их применение ограничивается возможной кардиотоксичностью, что проявляется в виде аритмий и депрессией контрактильности, потенциально ведущей к риску развития остановки сердечной деятельности (кардиальный арест). Блокада кардиальных натриевых каналов рассматривается как канонический механизм, лежащий за кардиотоксичностью, но это полностью не может объяснить вариабельность проявлений кардиотоксичности между анестетиками. Авторы этого исследования выдвинули гипотезу о том, что анестетики с большей кардиотоксичностью (например, бупивакаин) дифференцировано нарушают другие важные функции кардиомиоцитов (к примеру, динамику кальция) и это знание может помочь снизить токсичность анестетиков.
Методы: авторы изучили эффекты клинически релевантных концентраций бупивакаина, левобупивакаина и ропивакаина на функции кардиомиоцитарной ткани, полученной из стволовых клеток человека. Были количественно измерены контрактильность, ритм, электромеханические сопряжения, внутриклеточная динамика кальция, используя для этого мультиэлектродный анализатор и оптическую оценку. Различия в потоке кальция между бупивакаином и ропивакаином были исследованы с помощью добавок кальция или блокады его поступления. Результаты, полученные in vitro, коррелировали с результатами, полученными in vivo, когда использовалась животная модель (крысы; n=5 на каждую группу).
Результаты: бупивакаин в большей степени дисрегулировал динамику кальция по сравнению с ропивакаином. Дополнительное введение кальция улучшало тканевую контрактильность и восстанавливало нормальный ритм биения) у тканей, которые подвергались воздействую бупивакаина, но это не относилось к ропивакаину. Предварительная обработка тканей кальцием снижала анестетик-индуцированную аритмию и кардиальную депрессию у крыс, улучшало выживаемость животных для бупивакаина, но ухудшало неблагоприятные эффекты ропивакаина. Блокатор кальциевых каналов нифедипин, введенный вместе с бупивакаином, но не с ропивакаином, ухудшал кардиотоксичность, лишний раз показывая роль потока кальция в дифференцировании токсичности.
Выводы: полученные в этом исследовании данные показывают различия в динамике кальция при применении разных анестетиков и то, что кальций может снизить кардиотоксичность бупивакаина. Более того, эти результаты предполагают, что риск кардиотоксичности бупивакаина может быть выше, чем у ропивакаина в контексте дефицита кальция.