Effect of Xalatan® and Cosopt® on the vascular tone of quiescent isolated pig ciliary arteries

Zusammenfassung

Fragestellung: Untersuchung der Frage ob Xalatan® oder Cosopt® vasokonstriktorische Eigenschaften an isolierten, sich im Ruhezustand befindenden Ziliararterien des Schweines aufweisen. Material und Methoden: Mit Hilfe eines Myographen wurden isometrische Kontraktionen gemessen und in Prozent der durch 100 mM KCl induzierten Kontraktionen (Mittelwert ± SEM) angegeben. In vorläufigen Experimenten wurden Gefäße, welche verschiedenen Verdünnungen von Xalatan® (1/250 - 1/50) oder von Cosopt® (1/500 - 1/5) ausgesetzt waren, mit 100 mM KCl kontrahiert. In einer weiteren Serie von Experimenten wurden Gefäße kumulativ stärkeren Verdünnungen (1/50 000 - 1/166) von Xalatan® oder von Cosopt® ausgesetzt. Ergebnisse: Mittels 100 mM KCl induzierte Kontraktionen wurden nicht signifikant beeinflusst von vorheriger Behandlung mit Verdünnungen von Xalatan® oder von Cosopt®, die stärker waren als 1/166 bzw. 1/50. Hingegen wurden bei schwächeren Verdünnungen von Xalatan® oder von Cosopt® diese Kontraktionen signifikant (p < 0,001) und ausgeprägt reduziert (1/50 Xalatan®: 22,1 ± 2,8 %; und 1/5 Cosopt®: 24,8 ± 4,6 %). Bei Gefäßen im Ruhezustand induzierten Verdünnungen (1/50 000 - 1/166) von Xalatan® schwache, konzentrationsabhängige, aber statistisch signifikante (p < 0.05), wenn auch sehr schwache, Kontraktionen (3,2 ± 1,0 %) im Vergleich zu Cosopt® (- 0,6 ± 0,2 %). Schlussfolgerung: Obwohl basierend auf diesen In-vitro-Experimenten keine klinischen Interpretationen zulässig sind, zeigte Xalatan®, nicht aber Cosopt®, einen kleinen vasokonstriktorischen Effekt in isolierten, sich im Ruhezustand befindenden Ziliararterien des Schweines bei hohen Verdünnungen, die keinen Einfluss auf KCl-induzierte Kontraktionen hatten. In schwachen Verdünnungen wurde die Antwort auf KCl inhibiert, möglicherweise aufgrund einer nicht klaren Wirkung der in Xalatan® oder Cosopt® enthaltenen Zusatzstoffe.

Abstract

Background: To investigate whether dilutions of the commercially available Xalatan® or Cosopt® induce vasoconstrictions in isolated quiescent porcine ciliary arteries. Material and methods: Contractions measured with a myograph system (isometric force measurement) were expressed in percent of 100 mM potassium chloride(KCl)-induced contraction (mean ± standard error). In preliminary experiments, vessels were contracted with 100 mM KCl after previous exposures to different dilutions of Xalatan® (1/250 to 1/50) or Cosopt® (1/500 to 1/5). In a further series of experiments, vessels were exposed in a cumulative manner to different dilutions of Xalatan® or Cosopt® (1/50 000 to 1/166). Results: Contractions induced by 100 mM KCl were not significantly affected by previous exposure to Xalatan® or Cosopt® at dilutions higher than 1/166 and 1/50, respectively. However, at the lower dilutions tested, 100 mM KCl-induced contractions were significantly (p < 0.001) and markedly inhibited (1/50 Xalatan®: 22.1 ± 2.8 %; 1/5 Cosopt®: 24.8 ± 4.6 %). In quiescent vessels, diluted (1/50 000 to 1/166) preparations of Xalatan® induced, in a dilution-dependent manner, statistically significant (p < 0.05) but, however very small (3.2 ± 1.0 %) contractions in comparison to Cosopt® (- 0.6 ± 0.2 %). Conclusions: Although on the basis of these in vitro experiments no clinical interpretation should be made, at very high dilutions that did not affect KCl-induced contractions, Xalatan®, but not Cosopt®, had a very small vasoconstrictive effect in isolated quiescent porcine ciliary arteries. At low dilutions, responses to KCl were inhibited, possibly in relation to an unclear effect of the excipients of Xalatan® and Cosopt®.

Schlüsselwörter

Normaldruckglaukom - okulärer Blutfluss - vaskuläre Risikofaktoren - Prostaglandin - Betablocker - β-adrenerge Rezeptoren - Carboanhydrasehemmer - Benzalkoniumchlorid - Dorzolamid - Timolol

Key words

Normal tension glaucoma - ocular blood flow - vascular risk factor - prostaglandin - β-blocker - β-adrenergic receptors - carbonic anhydrase inhibitor - benzalkonium chloride - dorzolamide - timolol

References

• 1 Haefliger I O, Flammer J. The logic of prevention of glaucomatous damage progression.  Curr Opin Ophthalmol. 1997;  8 64-67
• 2 Flammer J, Haefliger I O, Orgül S, Resink T J. Vascular dysregulation: a principal risk factor for glaucomatous damage?.  J of Glaucoma. 1999;  8 212-219
• 3 Brogiolo G, Flammer J, Haefliger I O. Latanoprost is a vasoconstrictor in isolated porcine ciliary arteries.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 2001;  218 373-375
• 4 Hoste A M. Reduction of IOP with latanoprost.  Ophthalmology. 1997;  104 895-897
• 5 Erb C, Messerli J, Flammer J. Latanoprost - a new prostaglandin F2 α analog in therapy of glaucoma - an overview.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1998;  212 2-12
• 6 Emmerich K H. Comparison of latanoprost monotherapy to dorzolamide combined with timolol in patients with glaucoma and ocular hypertension. A 3-month randomized study.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 2000;  238 19-23
• 7 Haefliger I O, Flammer J, Lüscher T F. Nitric oxide and endothelin-1 are important regulators of human ophthalmic artery.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992;  33 2340-2343
• 8 Haefliger I O, Flammer J, Lüscher T F. Heterogeneity of endothelium-dependent regulation in ophthalmic and ciliary arteries.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1993;  34 1722-1730
• 9 Dettmann E S, Lüscher T F, Flammer J, Haefliger I O. Modulation of endothelin-1-induced contractions by magnesium/calcium in porcine ciliary arteries.  Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol. 1998;  236 47-51
• 10 Zhu P, Beny J L, Flammer J, Lüscher T F, Haefliger I O. Relaxation by bradykinin in porcine ciliary artery. Role of nitric oxide and K⁺-channels.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997;  38 1761-1767
• 11 Zhu P, Dettmann E S, Resink T J, Lüscher T F, Flammer J, Haefliger I O. Effect of Ox-LDL on endothelium-dependent response in pig ciliary artery: prevention by an ET(A) antagonist.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999;  40 1015-1020
• 12 Xalatan®. Compendium Suisse des Médicaments® 2000; 21st edition, French version. Basel, Switzerland; Documed SA 2000: 2709-2710
• 13 Tripathi B J, Tripathi R C. Cytotoxic effects of benzalkonium chloride and chlorobutanol on human corneal epithelial cells in vitro.  Lens Eye Toxic Res. 1989;  6 395-403
• 14 Hofmann T, Wolf G, Koidl B. In vitro studies of the effects of vasoconstrictor nose drops on ciliary epithelium of human nasal mucosa.  Laryngorhinootologie. 1995;  74 564-567
• 15 Wang Y D, Kashiwagi K, Chen H B, Jin M, Ou B, Iizuka Y, Tanaka Y, Tsukahara S. Effects of isopropyl unoprostone ophthalmic solution on cultured rabbit corneal epithelial cells.  Ophthalmologica. 2001;  215 229-234
• 16 Melena J, Stanton D, Osborne N N. Comparative effects of antiglaucoma drugs on voltage-dependent calcium channels.  Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2001;  239 522-530