Reduction of Granulocyte-Mediated Lung Injury in Canine Cardiopulmonary Bypass by Anisodamine Infusion

Summary

The effect of infusing the M-cholinergic receptor blocker anisodamine during cardiopulmonary bypass (CPB) on granulocyte-mediated lung injury was evaluated in sixteen dogs undergoing CPB for 120 min with the aorta crossclamped for 90 min. The treated dogs (n = 8) received a total dose of 15 mg/kg anisodamine hydrochloride before and during CPB whereas the controls (n = 8) received saline only. A significantly reduced sequestration of granulocytes in the lungs was found in the treated dogs as indicated by a lower right-to-left atrium granulocyte gradient 15 minutes after pulmonary recirculation during CPB (p < 0.05) and less granulocyte accumulation in the lung capillaries after CPB, as shown by histological examination (p < 0.01). Moreover, oxygen free radical release as indicated by plasma malondialdehyde concentrations was significantly lower (p < 0.05) in the treated dogs than in the controls towards the end of CPB. Finally, a significantly reduced lung-water content was found 30 min after CPB in the treated dogs as compared with the controls (p < 0.01). These results suggest that anisodamine administration in this experimental model significantly inhibits pulmonary granulocyte sequestration in CPB and the consequent lung injury induced.

Zusammenfassung

In einem tierexperimentellen Modell wurden an 16 Hunden die Auswirkungen einer Anisodamininfusion auf den granulozytenvermittelten Lungenschaden unter den Bedingungen der extrakorporalen Zirkulation untersucht. Die Bypasszeit betrug 120 Minuten, die Aortenabklemmzeit 90 Minuten. Die Dosis bei den 8 behandelten Hunden betrug 5 mg/kg Anisodamin-Hydrochlorid als Bolus vor und 2 mg/kg/Std als kontinuierliche Infusion während des kardiopulmonalen Bypass, in der Kontrollgruppe (n = 8) wurde lediglich Kochsalzlösung verabreicht. Es fand sich eine signifikant reduzierte Sequestration von Granulozyten in den Lungen der behandelten Tiere, als Ausdruck eines niedrigeren Granulozytengradientens vom rechten zum linken Vorhof 15 Minuten nach der pulmonalen Rezirkulation während des kardiopulmonalen Bypass (p < 0,05) und eine geringere histologisch nachgewiesene Granulozytenansammlung in den Lungenkapillaren nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation (p < 0,01).Außerdem war die Freisetzung von freien Sauerstoffradikalen - ausgedrückt durch die Plasmamalondialdehydkonzentration - in der Anisodamingruppe gegen Ende der extrakorporalen Zirkulation signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe (p < 0,05). Schließlich zeigte sich auch noch 30 Minuten nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation in der Gruppe der behandelten Tiere ein signifikant reduziertes Lungenwasservolumen im Vergleich zur Kontrollgruppe (p < 0,01). Diese Versuche deuten darauf hin, daß die Anwendung von Anisodamin in diesem experimentellen Modell die pulmonale Granulozytensequestration und die daraus folgende Lungenschädigung - ausgelöst durch den kardiopulmonalen Bypass - hemmt.

Key words

Cardiopulmonary Bypass - Lung Injury - Granulocytes - Anisodamine