イミダゾリン1受容体の活性化は、デクスメデトミジン投与中の自発呼吸新生ラットの呼吸駆動を維持する

Imidazoline 1 receptor activation preserves respiratory drive in spontaneously breathing newborn rats during dexmedetomidine administration.

抄録

背景:

デクスメデトミジンはα2（α ）アドレナリン受容体およびイミダゾリン1（I ）受容体作動薬であり、呼吸駆動を失うことなく鎮静をもたらす。

BACKGROUND: Dexmedetomidine is an alpha-2 (α ) adrenoceptor and imidazoline 1 (I ) receptor agonist that provides sedation without loss of respiratory drive.

目的:

本研究の目的は、自発呼吸中の新生児ラットにおいて、デクスメデトミジンによって誘発される心肺機能変化におけるα-アドレナリン受容体とI受容体の関与を明らかにすることである。

AIMS: The aim of this study was to elucidate the involvement of α -adrenoceptor and I receptor in the cardiorespiratory changes induced by dexmedetomidine in spontaneously breathing newborn rats.

方法:

イソフルラン麻酔下で、薬物投与用の腹部カテーテルと心電図データ記録用の3つの皮下電極を2～5日齢のWistarラットに挿入した。各ラットにデクスメデトミジン（50μg-kg）を腹腔内投与し、5分後に生理食塩水、または1、5、10mg-kgのアチパメゾール（選択的α-アドレナリン受容体拮抗薬）またはエファロキサン（α-アドレナリン受容体/I受容体拮抗薬）を投与した。心肺指標は薬物投与前後に記録した。

METHODS: An abdominal catheter to administer drugs and three subcutaneous electrodes to record electrocardiographic data were inserted into 2- to 5-day-old Wistar rats under isoflurane anesthesia. In individual chambers, each rat was intraperitoneally administered dexmedetomidine (50 μg·kg ) followed 5 min later by normal saline or 1, 5, or 10 mg·kg atipamezole (selective α -adrenoceptor antagonist) or efaroxan (α -adrenoceptor/I receptor antagonist). Cardiorespiratory indices were recorded before and after drug administration.

結果:

デクスメデトミジン単独投与では、検討した心肺指標のほとんどに有意な変化がみられた。5mgまたは10mg-kgのアチパメゾールまたは1mg-kgのエファロキサンの添加は、デクスメデトミジン投与に伴う心拍数（HR）の低下を完全に改善した。1mg-kgのアチパメゾールまたは1もしくは5mg-kgのエファロキサンの添加は、デクスメデトミジンによる呼吸回数の減少を完全に改善した。呼吸駆動の指標である平均吸気流量（V /T ; Vは潮容積、Tは吸気時間）は、デクスメデトミジン単独投与（P = 0.273）またはデクスメデトミジン＋アチパメゾール投与（P = 0.605、0.153、0.153、0.604）によって有意な影響を受けなかった。605、0.153、0.138、それぞれ1、5、10mg-kgアチパメゾール）；しかし、デクスメデトミジン＋エファロキサン投与後には有意に低下した（P = 0.029、<0.001、<0.001、それぞれ1、5、10mg-kgエファロキサン）。

RESULTS: The administration of dexmedetomidine alone resulted in significant changes to most of the cardiorespiratory indices examined. The addition of 5 or 10 mg·kg atipamezole or 1 mg·kg efaroxan completely ameliorated the dexmedetomidine-associated reduction in heart rate (HR). The addition of 1 mg·kg atipamezole or 1 or 5 mg·kg efaroxan completely ameliorated the dexmedetomidine-associated reduction in respiratory frequency. Mean inspiratory flow (V /T ; V is tidal volume and T is inspiratory time), which is an index of respiratory drive, was not significantly affected by the administration of dexmedetomidine alone (P = 0.273) or dexmedetomidine + atipamezole (P = 0.605, 0.153, 0.138 for 1, 5, 10 mg·kg atipamezole, respectively); however, it was significantly decreased after the administration of dexmedetomidine + efaroxan (P = 0.029, <0.001, <0.001 for 1, 5, 10 mg·kg efaroxan, respectively).

結論:

この結果は、デクスメデトミジン鎮静下の新生ラットにおいて、HRと呼吸頻度の調節にはI受容体ではなくα-アドレナリン受容体が関与していること、そして呼吸駆動の維持にはI受容体の活性化が主要な役割を果たしていることを示唆している。

CONCLUSIONS: Our results suggest that in newborn rats undergoing dexmedetomidine sedation, the α -adrenoceptor, but not I receptor, is involved in the regulation of HR and respiratory frequency, and that activation of the I receptor plays a major role in the maintenance of respiratory drive.