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DOI: 10.1055/s-0031-1296968
On the Role of the Kidneys in the Pathogenesis of Edema Formation during Permanent Morphine Application
An experimental study in ratsPublication History
Publication Date:
25 December 2011 (online)
Summary
In order to assess possible renal mechanisms causing the as yet unexplained side-effects of peripheral edema, weight gain and swollen limbs seen during the chronic administration of opioids in patients, a rat study was designed, mimicking a constant infusion (24 h) of morphine (CAS 57-27-2) using subcutaneous drug delivery device systems. Subcutaneous (s.c.) morphine infusions (0, 10, 30 mg/kg body weight/24 h) have been administered using implantable mini-osmotic pumps with a delivery rate of 10 µl/h. In addition, s.c. implantable inulin/PAH clearance depot systems were used in order to measure renal functions such as glomerular filtration rate (GFR = inulin clearance), renal plasma flow (RPF = PAH clearance), creatinine clearance and urea clearance in the conscious rat. Compared to controls, morphine caused an increase in PAH clearance, creatinine clearance (both dose dependent), urea clearance (higher dose), body weight, and urine potassium concentration (both groups). Urine minute volume was reduced in the 10 mg morphine group, a dose dependent highly significant decrease of urine sodium in the 30 mg morphine group compared to controls and a significant decrease compared to the 10 mg group could be found. Serum sodium was highly significant and food uptake was significantly increased in the 30 mg group compared to controls. The histological examination of kidneys revealed no differences among the various groups.
These data indicate a role of the kidney in the induction of peripheral edema during permanent morphine administration.
Zusammenfassung
Die Beteiligung der Nieren in der Pathogenese von Ödemen während einer Morphin-Dauerapplikation / Eine experimentelle Studie an Ratten
Die Ergebnisse der chronischen Applikation von Morphin (CAS 57-27-2) mit implantierbaren Pumpen sind vielversprechend und bei bestimmten chronischen Schmerzpatienten die einzige therapeutische Konsequenz in bezug auf Erlangung einer Schmerzfreiheit. Liegen diese Vorteile auch klar vor, muß dennoch aus pathophysiologischer Sicht einer möglichen Nebenwirkung nachgegangen werden, nämlich die oft beschriebene, aber momentan nicht zu erklärende periphere Ödembildung. Im Schrifttum werden Ödeme bei chronischen Schmerzpatienten unter Opiat-Therapie beschrieben, unabhängig ob sie unter konservativer Schmerztherapie stehen oder Pumpenpatienten sind. Die subkutane Implantation einer mit Morphin befüllten Minipumpe im Rattenmodell ermöglicht das Studium einer Morphin-Dauerapplikation.
Mit einer s.c. implantierbaren osmotischen Minipumpe (Flußrate 10 µl/h) wurde den Tieren Morphin-Dosen von 0, 10, 30 mg/kg Körpergewicht/24 h appliziert. Für die Messung der Nierenfunktionen am wachen Versuchstier (Inulin-und PAH-Clearance) erhielten die Ratten außerdem ein s.c. implantierbares Inu-lin-/PAH-Depotsystem. Die endogene Kreatinin- und Harnstoff-Clearance wurde zusätzlich gemessen.
Im Vergleich zu den Kontrollen verursachte Morphin eine Erhöhung der PAH-und Kreatinin-Clearance (beide dosisabhängig), der Harnstoff-Clearance (höhere Dosis), des Körpergewichtes und von Kalium im Harn (beide Gruppen). In der 10-mg-Morphin-Gruppe war das Harn-Minutenvolumen eingeschränkt, eine dosisabhängige, hochsignifikante Erniedrigung von Harn-Natrium lag im Vergleich zur Kontrolle in der 30-mg-Morphin-Gruppe vor, bzw. eine signifikante in der 10-mg-Gruppe. Serum-Natrium und der Futterverbrauch waren im Vergleich zu den Kontrollen in der 30-mg-Morphin Gruppe hochsignifikant erhöht Die histologischen Untersuchungen zeigten keine Veränderungen zwischen den Gruppen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erhobenen Daten einen renalen Einfluß bei der Entstehung von Ödemen während einer permanenten Morphin-Applikation aufzeigen.