Acidosis and Neuromuscular Blockade

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Abstract
The effect of different types of acidosis on sensitivity to neuromuscular blocking agents was studied in vivo on the tibialis muscle of cats and in vitro in the phrenic nerve diaphragm preparation of the rat. In vivo metabolic acidification was caused by diffusion of weak organic acids, which penetrate easily into the cell and imitate closely the state of metabolic acidosis in man. Respiratory acidosis was caused by inhalation of 10% carbon dioxide in oxygen. In the in vitro experiments, acidification was caused by titration with the same acids as well as hydrochloric acid. pH was lowered to levels just above 7.0. Blank in vivo studies showed that the metabolic acidosis by itself causes no significant depression of indirect muscle contraction, while respiratory acidosis causes only a slight depression. A minor depression was seen in the blank in vitro metabolic acidosis studies.Both succinylcholine and decamethonium blocks are strongly antagonised in vivo and in vitro by metabolic and respiratory acidosis. Pancuronium bromide block was potentiated by metabolic and respiratory acidosis both in the in vivo and in vitro experiments. It is most likely that changes in transmembrane potential are the cause for the changes in sensitivity seen in these experiments.ZUSAMMENFASSUNG: Der Einfluss verschiedener Arten von Azidose auf die Empfindlichkeit für muskelerschlaffende Mittel wurde mit Hilfe von in vivo Experimenten auf den Tibialis‐Muskel der Katze und in vitro Experimenten auf das Phrenicus‐diaphragma‐Präparat der Ratte untersucht.Die metabole Azidose wurde in vivo durch schwache organische Säure hervorgerufen, welche schnell in die Zelle hineintreten und der metabolen Azidose beim Mensch am nächsten stehen. Respiratorische Azidose wurde durch Inhalation von 10% Kohlensäure im Sauerstoff hervorgerufen.In den in vitro Experimenten wurde die Azidose durch Titration der Spülflüssigkeit mit den selben Säuren und mit Salzsäure hervorgerufen. Das pH wurde bis gerade oberhalb 7.0 herabgedrückt.Blanke in vivo Experimente zeigten, dass die metabole Azidose selbst keine signifikante Erniedrigung der indirekten Muskelkontraktion ergibt und respiratorische Azidose nur eine leichte. Auch in den in vitro Experimenten wurde eine leichte Depression durch die metabole Azidose festgestellt.Die Muskelerlahmung durch Succinylcholine und Decamethonium wurde durch metabole und respiratorische Azidose in vitro und in vivo stärkstens antagonisiert. Muskelerschlaffung durch Pancuronium wurde aber durch metabole und respiratorische Azidose in gleiche Weise in den in vitro und in vivo Experimenten potenziert. Die Änderungen des Ruhepotentials der Zellmembrane werden als verantwortlich für die Empfindlichkeitsveränderungen angesehen.