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Antinociceptive effects of epidural magnesium sulphate alone or in combination with morphine in dogs

Anti-nozizeptive Effekte von epidural verabreichtem Magnesiumsulfat allein und in Kombination mit Morphin beim Hund

Bahrenberg, Anne


Originalveröffentlichung: (2014) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (6.095 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-113507
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2015/11350/

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Clinic of Small Animal, Surgery
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6269-9
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.11.2014
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 02.03.2015
Kurzfassung auf Englisch: The analgesic properties of magnesium meditated by its physiological antagonistic action on the NMDA-receptor is of great interest in human and veterinary medicine. The primary objectives of this study were to investigate whether the lumbosacral epidural injection of magnesium could produce an antinociceptive effect and to determine whether there was possible potentiation of the antinociceptive effect between magnesium and morphine when administered epidurally in combination in dogs. A secondary goal was to study the onset and duration of the antinociceptive effect of epidural magnesium alone or in combination with morphine in dogs. Furthermore, the possible motor deficits induced by epidural magnesium were investigated.

Six healthy, adult, neutered research Beagle dogs (3 male and 3 female) were used in a randomized blinded crossover study with a one-week wash-out period between treatments. Treatments consisted of an epidural injection of: 0.115 mL kg-1 of sterile water (treatment Co); 0.1 mg kg-1 of morphine (treatment Mo); 2.5 mg kg-1 of MgSO4 50% (treatment Mg); and 2.5 mg kg-1 of MgSO4 together with 0.1 mg kg-1 of morphine (treatment Mm). Sterile water was added to treatments Mo, Mg and Mm to receive a total volume of 0.115 mL kg-1. Dogs were anaesthetized with propofol and isoflurane to place a lumbosacral epidural catheter for the administration of the treatments. Antinociceptive effects were evaluated at different time points for 24 hours post-injection using von Frey mechanical thresholds. Three threshold measurements on both sides were obtained at the carpal pads, thorax and metacarpi at each time point and then averaged for statistical analysis. Maximum applied force eliciting a nociceptive response was recorded and compared between treatments. Within each treatment, measurements obtained at different time points were compared with baseline values. Tail tone, level of ataxia, level of sedation and behaviour were scored at each time point. Data were analysed using a linear mixed model with significance set as p<0.05. The treatment groups Mg, Mo and Mm had significantly higher thresholds at all three measured regions compared with treatment Co (except for the carpal pads with treatment Mm). There was a significant increase in threshold values over time obtained at the thorax and at all three regions pooled together. No motor deficits were observed with any of the treatments at any time point. Behaviour influenced the mechanical thresholds and was included in the statistical model as a fixed effect.

In conclusion, 2.5 mg kg-1 MgSO4 administered in the lumbosacral epidural space in dogs produces antinociception without causing motor effects. The antinociceptive effect of magnesium reached up to the thoracic limbs. No potentiation of the antinociceptive effect could be detected between magnesium and morphine. Onset and duration of analgesia could not be determined although there was a significant effect of time on the threshold values.

The present study suggests that a lumbosacral epidural injection of magnesium in dogs might be useful to provide analgesia to the thoracic and pelvic limbs, as well as the thorax. However, to what extend magnesium causes analgesia in clinical cases and in states of central sensitisation requires further investigation.

Kurzfassung auf Deutsch: Die analgetische Wirkung von Magnesium als physiologischer Antagonist am NMDA Rezeptor ist von großem Interesse in der Human- und Tiermedizin. Ziel dieser Studie war zu untersuchen, ob die epidurale lumbosacrale Administration von MgSO4 beim Hund eine analgetische Wirkung besitzt und ob eine Potenzierung durch gemeinsame Verabreichung mit Morphin erzielt werden kann. Des Weiteren wurde der Eintritt und die Dauer der analgetischen Wirkung von MgSO4 allein und bei gemeinsamer Administration mit Morphin untersucht. Das mögliche auftretenden motorische Funktionsausfälle wurde ebenfalls studiert.

Sechs gesunde, ausgewachsene, kastrierte Beagle (3 männlich und 3 weiblich) wurden in einer randomisierten, blinden, „cross-over“ Studie verwendet. Die Auswaschzeit zwischen den verschiedenen Behandlungen betrug eine Woche. Die Behandlungen bestanden aus epiduralen Injektionen von: 0,115 ml kg-1 steriles Wasser (Gruppe Co); 0,1 mg kg-1 Morphin (Gruppe Mo); 0,005 ml kg-1 Magnesium (Gruppe Mg); 0,005 ml kg-1 Magnesium und 0,1 mg kg-1 Morphin (Gruppe Mm). Steriles Wasser wurde zu den Gruppen Mo, Mg und Mm hinzugefügt, um ein absolutes Volumen von 0,115 ml kg-1 zu erhalten. Die Hunde wurden anästhesiert und ein Katheter, für die Verabreichung der Behandlungen wurde in den lumbosakral in den Epiduralraum eingeführt. Die anti-nozizeptive Wirkung wurde zu verschiedenen Zeitpunkten über einen Zeitraum von 24 Stunden evaluiert. Zur Evaluierung des anti-nozizeptive Effekts wurde der mechanische Schwellenwertes unter zur Hilfenahmen des Von Frey Gerätes bestimmt. Jeweils drei Schwellenwert-Messungen an der linken und rechten Körperseite am Carpus, Thorax und Metatarsus wurden durchgeführt. Der maximale zugefügte Druck, der zu einer Schmerzreaktion führte, wurde aufgezeichnet. Die Werte wurden gruppenweise verglichen. Des Weiteren wurden die Werte in den Gruppen mit den Ausgangswerten verglichen. Zusätzlich wurde die Spannung der Rute, Grad der Sedation und das Verhalten der Hunde zu jedem Messzeitpunkt bewertet.

Die Gruppen mit der Behandlung Mg, Mo und Mm hatten signifikant höhere Schmerzschwellenwerte an jedem der untersuchten Körperareale verglichen mit Gruppe Co. Ausgenommen davon waren die Werte von MM, die kein signifikant höheren Schwellenwert am Carpus aufwiesen. Über den Zeitverlauf war ein signifikanter Anstieg des Schmerzschwellenwerts am Thorax und an allen drei gemessenen Körperareale zu bemerken, vorausgesetzt diese wurden gemeinsam analysiert (ausgenommen 1 Stunde nach der Injektion). Das Vergleichen von Schwellenwerten innerhalb jeder Gruppe zum jeweiligen Ausgangsschwellenwert zeigte keinen signifikanten Anstieg des Schwellenwertes über den Zeitverlauf. Das Verhalten der Hunde beeinflusste den Schwellenwert und wurde demzufolge in der statistischen Auswertung mit berücksichtigt. Eine Änderung der Rutenspannung trat zu keinem Zeitpunkt auf. Die Hunde waren nach der Anästhesie während der ersten Messungen gering bis mittelgradig sediert.

Diese Studie schlussfolgert, dass MgSO4 epidural verabreicht, bei Hunden zu einem analgetischen Effekt führt, ohne paralytisch zu wirken. Eine synergistische Wirkung zwischen Magnesium in der verwendeten Dosis und Morphin konnte nicht festgestellt werden. Der Beginn und die Dauer der Analgesie konnte nicht bestimmt werden, wenn auch der Faktor Zeit eine Rolle zu spielen scheint.

Die vorliegende Studie lässt vermuten, dass die lumbosakrale epidurale Injektion von Magnesium zur analgetischen Wirkung an der Vorder-, Hintergliedmaße und am Thorax führt. In welchem Umfang Magnesium im klinischen Einsatz und bei zentraler Sensibilisierung analgetische Wirkungen vermittelt, bedarf weiteren Untersuchungen.
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