Mechanisms of inhibition of endothelium-dependent relaxation by halothane, isoflurane, and sevoflurane

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Abstract
Volatile anaesthetics inhibit endothelium-dependent relaxation, but the underlying mechanism(s) have not been clarified. In an attempt to elucidate the mechanism(s), we determined the effects of halothane, isoflurane and sevoflurane on relaxation induced by acetylcholine and sodium nitro-prusside (SNP) and the cGMP formation elicited by exogenous nitric oxide (NO) and SNP in rat aortas. Acetylcholine (10−7−10−5M) - induced relaxation was attenuated by halothane (2%), isoflurane (2%) and sevoflurane (4%). SNP (10−8 M) - induced relaxation was reduced by halothane (2%), but not by isoflurane (2%) or sevoflurane (4%). The cGMP level of NO-stimulated aorta was reduced by halothane (2%) and sevoflurane (4%), but not by isoflurane (2%). The cGMP level of SNP (10−7 M) - stimulated aorta was reduced by halothane (2%), but not by isoflurane (2%) and sevoflurane (4%). We conclude that the mechanisms responsible for the inhibition of endothelium-dependent relaxation differ among anaesthetics. Isoflurane inhibits the relaxation mainly by inhibiting the formation of NO in the endothelium. In contrast, the effect of halothane on endotheliumdependent relaxation may be largely due to the inhibition of action of NO in the vascular smooth muscle and the effect of sevoflurane may be to inactivate NO or to inhibit the action of NO. Les agents anesthésiques volatils inhibent la relaxation d’origine endothéliale dont le mécanisme sous-jacent n’a pas été éclairci. Dans le but d’en élucider le(s) mécanisme(s), nous avons déterminé sur des aortes de rats les effets de l’halothane, de l’isoflurane et du sévoflurane sur la relaxation induite par l’acétylcholine et le nitroprussiate de sodium (SNP), et la synthèse de cGMP élicitée par l’oxyde nitrique (NO) et le SNP La relaxation induite par l’acétylcholine (10−7−10−5 M) est atténuée par l’halothane 2%, l’isoflurane 2% et le sévoflurane 4%. La relaxation induite par le SNP (10−8 M) est diminuée par l’halothane 2%, mais non par l’isoflurane 2% ou le sévoflurane 4%. Le niveau de cGMP de l’aorte stimulée par le NO est diminué par l’halothane 2% et le sévoflurane 4% mais non par l’isoflurane 2%. Le niveau de cGMP de l’aorte stimulée par le SNP (10−7) est diminué par l’halothane 2%, mais non par l’isoflurane 2% et le sévoflurane 4%. Nous concluons que les mécanismes responsables de l’inhibition de la relaxation d’origine endothéliale different selon l’anesthésique. L’isoflurane inhibe la relaxation principalement en inhibiant la synthèse endothéliale de NO. Par contre, l’effet de l’halothane sur la relaxation d’origine endothéliale peut être en grande partie due à l’inhibition de l’activité du NO sur le muscle vasculaire lisse et l’effet du sévoflurane peut être dû à l’inactivation du NO ou à l’inhibition de l’activité du NO.