Verminderung der bFGF-vermittelten Endothelzellproliferation durch nikotininduzierte Reduktion des endothelialen Einwärtsgleichrichter Kaliumstromes

Einwärtsgleichrichter Kaliumkanäle (KIR-Kanäle) steuern mit ihren die Zelle dominierenden Ionenströmen das Ruhepotential der Endothelzellen. Über die Steuerung des Ruhepotentials haben sie auch einen wesentlichen Einfluß auf die intrazelluläre Calciumkonzentration und damit auf viele calciumabhängige Prozesse wie die Steuerung der Zellpermeabilität und die Stickstoffmonoxid- (NO) Produktion. Es stellte sich die Frage, inwieweit dieser Kanal an der durch bFGF induzierten Endothelproliferation beteiligt ist. Von Interessse war auch, ob Nikotin als weitverbreitete Zivilisationsdroge das Verhalten der KIR-Kanäle und als Folge die bFGF-induzierte Zellproliferation stört. Als Modell wurden aus Nabelschnüren gewonnene Endothelzellen (Human Umbilical Cord Veinel Cells) verwendet und das Kanalverhalten mit der patch-clamp-Technik durch whole-cell Messungen ermittelt. Bei den elektrophysiologischen Messungen zeigten sich zwei Subtypen der Zellen. Bei der einen Zellgruppe kam es nach Perfusion mit 100 mmol Barium zum vollständigen Erliegen des Einwärtsstromes bei angelegten negativen Membranspannungen. Die zweite Gruppe zeigte einen Reststrom. Das Gleichgewichtspotential der ersten Zellgruppe lag dicht beim Kaliumgleichgewichtspotential, da diese Zellgruppe offenbar vom KIR-Kanal dominiert wird. Bei der zweiten Gruppe mit einem deutlich niedrigeren Gleichgewichtspotential muß neben den KIR-Strömen von einer großen Zahl weiterer Einwärtsströme ausgegangen werden. Chloridströme dürften in diesem Falle großen Anteil an den Einwärtsströmen haben. In weiteren elektrophysiologischen Messungen wurden lediglich die Zellen der ersten Gruppe untersucht. Die Perfusion der Zellen mit 50 ng/ml bFGF bewirkte einen signifikanten Anstieg des KIR-Stromes (n=18, p<0.01). Bei der simultanen Perfusion mit 50 ng/ml bFGF und 100 mmol Barium kam es zur vollständigen Blockade des KIR-Stromes. Die Perfusion der Zellen mit Nikotin der Konzentration 10-9 bis 10-5 mol/l ergab eine dosisabhängige Reduktion des KIR-Stromes mit einer ED50 von 10-7.2 mol/l Nikotin. Die simultan mit Nikotin der Konzentration 10-5 mol/l und bFGF der Konzentration 50 ng/ml perfundierten Zellen zeigten weiterhin eine signifikante Reduktion des KIR-Stromes (n=8, p<0.01). Im weiteren wurde die Bedeutung der durch bFGF hervorgerufenen Kanalaktivierung auf die Proliferationsrate der Endothelzellen untersucht. Die Zellen wurden mit bFGF und dem spezifischen KIR-Kanalblocker Barium oder bFGF und Nikotin inkubiert. Nach 7 Tagen zeigte sich sowohl bei Bariumkonzentrationen von 50 mmol/l und 100 mmol/l (n=5, p<0.01) als auch bei Nikotinkonzentrationen von 10-6 und 10-5 mol/l (n=8, p<0.01) eine Verminderung der Proliferationsrate. Direkt zytotoxische Effekte durch diese Sustanzen konnten weitestgehend ausgeschlossen werden. Die Messungen zeigen, daß offenbar die Aktivierung des KIR-Kanals ein notwendiger Schritt zur bFGF vermittelten Steigerung der Proliferationsrate ist. Nikotin vermindert in Konzentrationen, wie sie im Serum von Rauchern gefunden werden, die endotheliale Proliferationsrate und damit die Regenerationsfähigkeit geschädigter Gefäße. Zudem dürfte Nikotin auf direktem Wege durch Blockade des KIR-Kanals zu einer Störung der Calciumhaushaltes der Zellen aufgrund der Veränderung des Membranpotentials führen

Hypericum perforatum to improve post-operative Pain Outcome after monosegmental Spinal microdiscectomy (HYPOS): a study protocol for a randomised, double-blind, placebo-controlled trial

Abstract Background Spinal disc herniation is a frequently occurring degenerative disease of the spine. Many patients undergoing surgery suffer from radicular pain, known as memory pain, beginning from the third post-operative day. This results in the prescription of high-dose opioid medications. In homeopathy, Hypericum perforatum is known as a remedy for unbearable, shooting or jabbing pain especially when neural damage is involved. Reduction of pain after application of H. perforatum has been observed in previous studies. This study is aimed to investigate whether homeopathic H. perforatum in a potentisation of C200 leads to the reduction of post-operative pain and a decrease of pain medication compared to placebo. Methods/design This is a monocentric, double-blind, randomised placebo-controlled trial conducted at the Department of Neurosurgery at the Community Hospital Herdecke, Germany. One hundred study participants are being recruited from inpatients undergoing elective, monosegmental, lumbar microdiscectomy surgery. Patients are randomly allocated to receive homeopathic treatment or placebo in addition to usual pain management after surgery. The primary clinical outcome is pain reduction after 3 days of inpatient care as measured by pain reduction of subjective pain on a 100-mm Visual Analogue Scale (VAS) at the third post-operative day. Statistical analysis will be carried out by means of a covariance model with adjustment for baseline values and patient expectation for all randomised patients. Discussion This study is the first trial of classical homeopathy that will evaluate the efficacy of homeopathic H. perforatum after monosegmental spinal microdiscectomy. We intend to clarify the potential of homoeopathic H. perforatum to reduce surgery-associated pain. Trial registration German Clinical Trials Register, ID: DRKS00007913. Registered on 17 October 2014. EudraCT – Nr: 2013–001383-31. Data sets from the German Clinical Trials Register (DRKS, Deutsches Register Klinischer Studien) are updated every 4 weeks automatically to the International Clinical Trials Registry Platform of World Health Organisation: http://apps.who.int/trialsearch/. Responsibilities Sponsor: Witten/Herdecke University Alfred-Herrhausen-Straße 50 58,448 Witten Deputy of the sponsor: Dr. Wolfgang Eglmeier (Head of Centre for Clinical Trials Witten/Herdecke) Alfred-Herrhausen-Straße 50 58,448 Witten E-mail: [email protected] Principal investigator: Prof. Dr. med. Wolfram Scharbrodt Community Hospital Herdecke Department for Neurosurgery Gerhard-Kienle-Weg 4 58,313 Herdecke [email protected] Project coordination: Christa Raak Faculty for Health (Department for Integrative and Anthroposophic Medicine) University Witten/Herdecke gGmbh Gerhard-Kienle-Weg 4 58,313 Herdecke [email protected] Project manager/data analysis/biometry: Prof. Dr. Thomas Ostermann Faculty for Health (Department for Psychology and Psychotherapy) University Witten/Herdecke gGmbh Alfred-Herrhausen-Straße 50 58,448 Witten [email protected]

No Gender Differences in Pain Perception and Medication after Lumbar Spine Sequestrectomy&mdash;A Reanalysis of a Randomized Controlled Clinical Trial

Background: Gender issues have received increasing attention in clinical research of the past years, and biological sex has been introduced as a moderating variable in experimental pain perception. However, in clinical studies of acute pain and gender, there are conflicting results. In particular, there are limited data on the impact of gender differences after spinal sequestrectomy. The aim of this work is to examine gender differences in postoperative pain and pain medication consumption in an inpatient clinical setting. Methods: Data of a completed double-blind RCT was subdivided by gender and reanalyzed by means of an analysis of variance in repeated measures. Outcomes included pain severity measured on a VAS, affective (SES-A) and sensory pain perception (SES-S) and morphine equivalent doses (MED) of analgesics after spinal sequestrectomy. Results: In total, 42 female (47.73%) and 46 male (52.27%) patients were analyzed. No differences in pain severity (VAS: Gender &times; Time F = 0.35; (df = 2, 86); p = 0.708), affective and sensory pain perception (SES-A: Gender &times; Time F = 0.08; (df = 2, 86); p = 0.919; SES-S: Gender &times; Time F = 0.06; (df = 2, 86); p = 0.939) or post-operative opioid use between men and women (MEDs: Gender &times; Time F = 1.44; (df = 2, 86); p = 0.227) could be observed. Conclusions: This reanalysis of an RCT with respect to gender differences is to our knowledge the first attempt to investigate the role of gender in pain perception and medication after lumbar spine sequestrectomy. In contrast to other studies, we were not able to show significant differences between male and female patients in all pain-related outcomes. Apart from well-established pain management, psychological reasons such as gender-specific response biases or the observer effect might explain our results. Trial registration: The study was registered as a regulatory phase IV study at the German Clinical Trials Register (DRKS), an open-access online register for clinical trials conducted in Germany (Reg-No: DRKS00007913)

Basic fibroblast growth factor-induced endothelial proliferation and NO synthesis involves inward rectifier K+ current.&quot; Arterioscler Thromb Vasc Biol 24(7

Objectives-Inward rectifier K ϩ currents (K ir ) determine the resting membrane potential and thereby modulate essential Ca 2ϩ -dependent pathways, like cell growth and synthesis of vasoactive agents in endothelial cells. Basic fibroblast growth factor (bFGF) acts as a vasodilatator and angiogenic factor. Therefore, we investigated the effect of bFGF on K ir and assessed the role in proliferation and nitric oxide (NO) formation of endothelial cells. Methods and Results-Using the patch-clamp technique, we found characteristic K ir in human umbilical cord vein endothelial cells (HUVEC), which were dose-dependently blocked by barium (10 to 100 mol/L). Perfusion with bFGF (50 ng/mL) caused a significant increase of K ir , which was blocked by 100 mol/L barium (nϭ18, PϽ0.01). The bFGF-induced HUVEC proliferation was significantly inhibited when using 50 to 100 mol/L barium (nϭ6; PϽ0.01). NO production was examined using a cGMP radioimmunoassay. bFGF caused a significant increase of cGMP levels (nϭ10; PϽ0.05), which were blocked by barium. Conclusions-Modulation of K ir plays an important role in bFGF-mediated endothelial cell growth and NO formation