Ist eine präsymptomatische Maligne Hyperthermie in-vitro Diagnostik mit 4-Chlor-3-Ethylphenol möglich? Eine Studie an Skelettmuskelpräparaten des Schweins

Zusammenfassung

Ziel der Studie: Die Diagnose der Disposition zur Malignen Hyperthermie (MH) wird gegenwärtig mit dem Halothan und Koffein in-vitro-Kontrakturtest (IVKT) mit einer Sensitivität von 99,0 %, aber nur einer Spezifität von 93,6 % gestellt. Der IVKT mit kumulativer Applikation von 4-Chlor-3-Ethylphenol (CEP) konnte eine Differenzierung zwischen Schweinen mit MH-Disposition (MHS) und Kontrolltieren (MHN) aufzeigen. Ziel der vorliegenden Studie war zu prüfen, ob auch durch eine Bolusapplika-tion von CEP im IVKT eine Trennung zwischen MHS und MHN zu erzielen ist. Methodik: Nach Zustimmung der Tierschutzkommission wurden 8 MHS- und 8 MHN-Schweine anästhesiert und Muskelbiopsien entnommen. Anschließend wurde der IVKT mit einer Bolusgabe von CEP in Organbadkonzentrationen von 75 und 100 µmol l^-1 durchgeführt. Folgende Parameter wurden definiert: (1) Zeit bis zum Beginn der Kontrakturentwicklung, (2) Zeit nach Bolusapplikation bis zum Erreichen der Kontrakturen von 2, 5 und 10 mN und (3) maximale Kontrakturentwicklung. Die Daten sind als Mediane und Variationsbreiten angegeben. Ergebnisse: Nach Bolusapplikation von 75 µmol l^-1 CEP entwickelten sich nach 0,5 min (0,2 min/0,9 min) bei den MHS-Muskelpräparaten Kontrakturen. Alle 8 MHS-Muskeln erreichten eine Kontraktur von 2 mN, 4 MHS-Bündel von 5 mN und ein MHS-Präparat von 10 mN. Das Kontrakturmaximum betrug 5,3 mN (2,4 mN/12,9 mN). Hundert µmol l^-1 CEP induzierten nach 0,3 min (0,1 min/0,7 min) den Kontrakturbeginn in den MHS-Bündeln. Eine 2 mN Kontraktur wurde wiederum von allen acht, 5 mN von fünf und 10 mN von einem MHS-Muskel erreicht. Der Median des Kontrakturmaximums lag bei 5,9 mN (2,8 mN/13,9 mN). In der MHN-Gruppe wurden bei jeweils 7 Muskelpräparaten keine Kontrakturentwicklungen registriert. Nach 75 µmol l^-1 CEP zeigte ein MHN-Muskel eine maximale Kontraktur von 1,0 mN, nach 100 µmol l^-1 CEP entwickelte ein Muskel eine maximale Kontraktur von 1,1 mN. Eine signifikante Unterscheidung zwischen MHS und MHN ohne Überlappung der Einzelwerte war somit nach 75 und 100 µmol l^-1 CEP für die Parameter Kontrakturbeginn, 2 mN Kontrakturniveau und maximale Kontraktur nachzuweisen. Schlussfolgerung: Aufgrund der klaren Trennung zwischen MHS- und MHN-Schweinepräparaten nach CEP-Bolusgaben von 75 und 100 µmol l^-1, scheint eine MH-Diagnostik mit CEP im IVKT möglich. Diese Hypothese sollte an Muskelpräparaten von MHS- und MHN-Patienten geprüft werden.

Abstract

Objective: The diagnosis of malignant hyperthermia is currently performed with the in-vitro contracture test (IVCT) with halothane and caffeine. This test has a sensitivity of 99.0 % but only a specificity of 93.6 %. A cumulative IVCT with 4-chloro-3-ethyl-phenole (CEP) has recently been shown to differentiate between MH susceptible (MHS) and MH normal (MHN) swine. The pur-pose of this study was to investigate the ability of bolus CEP-applications to distinguish between porcine MHS- and MHN-muscle specimens using the IVCT. Methods: After approval by the local animal care committee 8 MHS- and 8 MHN-swine were anaesthetized and muscle biopsies taken. For IVCT, muscle specimens were exposed to bolus administration of CEP in concentrations of 75 resp. 100 µmol l^-1. Predefined parameters were: (1) onset time of the contracture development, (2) time to the achievement of the 2, 5 and 10 mN contracture level and (3) maximum contracture level. Data are expressed as medians and ranges. Results: After 75 µmol l^-1 CEP administration all MHS-muscles showed contractures after 0.5 min (0.2 min/0.9 min). The 2 mN contracture level was reached by all MHS-, the 5 mN level by four MHS- and the 10 mN level by one MHS-specimen. The maximum contracture was 5.3 mN (2.4 mN/12.9 mN). The onset time after 100 µmol l^-1 CEP was registered as 0.3 min (0.1 min/0.7 min) in the MHS-preparations. Again, the 2 mN level was achieved by all MHS-specimens, the 5 mN level by 5 and the 10 mN level by one MHS-bundle. The maximum contracture was measured as 5.9 mN (2.8 mN/13.9 mN). In 7 MHN-specimens no contracture development was measured. After 75 µmol l^-1 CEP one MHN-muscle showed a maximum contracture of 1.0 mN, after 100 µmol l^-1 CEP one MHN-bundle demonstrated a maximum contracture of 1.1 mN. Hence, a significant difference between MHS and MHN without overlap was revealed with both CEP-concentrations in the onset time of contracture, in the 2 mN contracture level and the maximum contracture. Conclusion: Since a clear differentiation between MHS and MHN porcine specimens was achieved after bolus application of 75 and 100 µmol l^-1 CEP, MH-diagnosis might be possible with a CEP-IVCT. It seems worthwhile to examine this hypothesis in men.

Maligne Hyperthermie - Skelettmuskulatur - 4-Chlor-3-Ethylphenol - In-vitro-Kontrakturtest

Malignant hyperthermia - skeletal muscle - in-vitro contracture test - 4-chloro-3-ethylphenol

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