Assessment of anaesthetic action of morphine and fentanyl in rats

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Abstract
In 150 Sprague-Dawley rats, morphine and fentanyl dose-effect curves were determined for the following three end points - prevention of purposeful movement response to a noxious stimulus (PM), loss of righting reflex (HR), and prevention of heart rate increase to a noxious stimulus (HR). Accordingly, for each agent, three series of experiments were performed with intravenous administration of the following doses: morphine -3-10mg.kg-1 for PM, 3-10mg.kg-1 for HR, 35-55 mg.kg-1 for RR; fentanyl - 5-15 μg.kg-1 for PM, 18-30 μg.kg-1 for RR, 200-400 μg.kg-1 for HR. Dose-effect curves were calculated with the use of probit procedure and potency ratios were determined on the bases of ED50 values, It was found that potency ratios of morphine and fentanyl are different for the studied end points. The ratios of RR ED50 to PM ED50 were 7.8 for morphine vs 2.4 for fentanyl (p < 0.001 ), the ratios of HR ED50 to PM ED50 were 1 and 33, respectively (p < 0.001). These results suggest that blockade of movement response to noxious stimulation (which is usually regarded as an index for analgesic action of opioids) and blockade of heart rate increase to noxious stimulation (which is one of the goals of anaesthesia) is not necessarily induced by intravenous narcotic anaesthetics through the same mechanism. Analgesic potency of intravenous narcotic anaesthetics, determined on the basis of their ability to block movement response to a noxious stimulus, may not reflect the strength of their action regarding such an important component of anaesthesia as autonomic unresponsiveness to surgicat stimulation. Chez 150 rats de race Sprague-Dawley, on a déterminé les courbes dose-réponse de la morphine et du fentanyl pour les trois niveaux-cibles suivants: inhibition de mouvement intentionnel en réponse à un stimulus nocif (PM), perte du réflex de redressement (RR) et prévention de la tachycardie à la suite d’un stimulus nocif (HR). A cette fin, pour chacun des agents, on a effectué trois séries d’expériences consistant en administration intraveineuse des doses suivantes: morphine 3-10 mg.kg-1 pour PM, 3-10 mg.kg-1 pour HR, 35-55 mg.kg-1 pour RR; fentanyl 5-15 μg.kg-1 pour PM, 18-30 μg.kg-1 pour RR, 200-400 μg.kg-1 pour HR. Les courbes dose-réponse ont été converties par la méthode probit, c’est-à-dire que les pourcentages d’effets positifs ont été exprimés en probit qui sont des multiples de l’écart-type et portés sur les graphiques en regard du logarithme des doses; cette opération transforme la courbe dose-réponse qui est sigmoide en ligne droite et facilite les comparaisons. Les ratios de puissance ont été déterminés a partir des valeurs de ED50. On a Trouvé que les ratios de puissance de la morphine et du fentanyl diffèrent pour les effets-cibles étudiés. Les rapports de RR ED50 sur PM ED50 étaient 7.8 pour la morphine contre 2.4 pour le fentanyl (p < 0.001), les ratios HR ED50 sur PM ED50 étaient 1 et 33 respectivement (p < 0.001). Ces résultats laissent entendre que le mécanisme par lequel la réponse motrice intentionnelle est suspendue n’est pas nécessairement le même qui prévient l’accélération de la fréquence à la suite de stimulation nocive. Conséquemment, la dose d’un opiacé administrée par voie intraveineuse capable de prévenir la réponse motrice intentionnelle à un stimulus nocif peut bien être insuffisante pour prévenir la réponse du système nerveux autonome à la stimulation chirurgicale.