Wirksamkeitsüberprüfung der Tokolytika Fenoterol, Nifedipin und Atosiban in vitro

Abstract

Fragestellung: Eine Vielzahl von tokolytischen Substanzen aus verschiedenen pharmakologischen Gruppen werden heute eingesetzt um die vorzeitige Wehentätigkeit zu kontrollieren. In der vorliegenden Studie wurde die tokolytische Wirkung des Oxytocin-Rezeptor-Antagonisten Atosiban, des Calciumkanal-Antagonist Nifedipin und des ß2-Mimetikums Fenoterol auf humanes Myometrium von Schwangeren in vitro untersucht. Material und Methodik: In dem Zeitraum von März 2000 bis März 2002 wurden von 49 gesunden schwangeren Frauen, die vor Einsetzen der Wehentätigkeit einem primären Kaiserschnitt am Termin unterzogen wurden, aus dem unteren Uterinsegment Myometriumproben gewonnen. Die Proben wurden in 2x2x10 mm große Streifen präpariert, in Organbädern aufgehängt und auf 20 mN gespannt. Mittels eines Kraftaufnehmers wurden die isometrischen Kontraktionen des Myometriums in elektronische Daten umgesetzt. Nach 60 Minuten regelmäßiger und spontaner Kontraktionen wurden über 15 Minuten spontane oder mit Oxytocin stimulierte Kontraktionen gemessen. Diese Kontraktionsstärken dienten als Referenzaktivität für die folgende Untersuchung der Substanzen. Die Wirkung von Atosiban, Nifedipin oder Fenoterol wurde an spontanen oder oxytocinstimulierten Myometriumkontraktionen untersucht. Von jeder Substanz wurden drei Konzentrationen, die um die therapeutische Plasmakonzentration lagen, verwendet: Atosiban: 250 ng/ml, 500 ng/ml, 1000 ng/ml, Nifedipin: 10 ng/ml, 50 ng/ml, 100 ng/ml und Fenoterol: 500 pg/ml, 1000 pg/ml, 2000 pg/ml. Während der 15minütigen Messphasen wurde die Fläche unter der Kurve (area under the curve, AUC) bestimmt und mit der Referenzaktivität in Beziehung gesetzt. Die resultierenden Aktivitäten der jeweiligen Substanz wurden anschließend miteinander verglichen. Ergebnisse: Alle drei Substanzen hatten in den eingesetzten therapeutischen Plasmakonzentrationen auf spontane und durch Oxytocin stimulierte Kontraktionen eine hemmende Wirkung. Die hemmende Wirkung von Atosiban und Fenoterol war unabhängig von der Konzentration. 250 ng/ml Atosiban zeigte bei stimulierten Myometriumkontraktionen mit einer Restaktivität von 30% (Median) die wirksamste Hemmung und war Nifedipin (63-77%) and 500 pg/ml Fenoterol (74%) signifikant überlegen. Bei spontanen Myometriumkontraktionen hingegen hatte Nifedipin die beste tokolytische Wirkung mit einer Restaktivität von 2-32% im Vergleich zu 250 ng/ml Atosiban (86%) und 500 pg/ml Fenoterol (73%). Schlussfolgerung: Nifedipin bei spontanen Myometriumkontraktionen und Atosiban bei oxytocinstimulierten Kontraktionen zeigen sich als effektive tokolytische Substanzen an humanem Myometrium von schwangeren Frauen in vitro. Da Atosiban auch eine Wirkung an spontan kontrahierendem Myometrium aufwiest, kann Atosiban die Funktion eines inversen Agonisten zugeschrieben werden. Mit der Neueinführung des Oxytocin-Rezeptor-Antagonisten Atosiban und der Wiederentdeckung des Calciumkanal-Antagonist Nifedipin als neue tokolytische Prinzipien steht mit diesen in vitro Ergebnissen die etablierte Tokolyse mit ß-Sympathomimetika auf dem Prüfstand.

Introduction: A wide range of tocolytic agents of different pharmacological groups are currently used with the aim to control labour. The present study was initiated to compare the tocolytic effect in vitro of the oxytocin- receptor antagonist Atosiban, the calcium entry blocker antagonist Nifedipine, active on smooth muscle and the betamimetic Fenoterol with predominantly ß2 -adrenoreceptor activity on the uterus. Material and Methods: From March 2000 to March 2002 human myometrial tissues were taken from 49 healthy women undergoing elective cesarean at term before the onset of labor. Informed consent was obtained before biopsy. The research was approved by the local ethics committee. Myometrial strips were trimmed into 2 x 2 x 10 mm pieces. Placed under 20 mN tension they were allowed to start regular spontaneous contractions and to equilibrate for 60 minutes. Spontaneous contraction activity or activity under Oxytocin stimulation was determined over 15 minutes by measuring isometric changes in tension using a force transducer. This contraction level was used as reference activity. Atosiban, Nifedipine or Fenoterol were tested on spontaneous myometrial contractions as well as on oxytocin stimulated myometrial contractions. Each medication was administered in three different concentrations representing usual clinical therapeutic plasma concentrations: Atosiban: 250 ng/ml, 500 ng/ml, 1000 ng/ml, Nifedipine: 10 ng/ml, 50 ng/ml, 100 ng/ml and Fenoterol: 500 pg/ml, 1000 pg/ml, 2000 pg/ml. The area under force-time-curve was determined over 15 minutes. Resulting contraction activity was compared to established reference activity and among the three substances. Results: All three substances, given at therapeutic plasma concentrations, inhibited spontaneous and Oxytocin induced contractions. Inhibition effects were independent of concentration levels for Atosiban and Fenoterol. 250 ng/ml Atosiban had the strongest effect on stimulated contractions with remaining contraction activity of 30% (median) and was significantly more effective than Nifedipine (63-77%) and 500 pg/ml Fenoterol (74%). Nifedipine was the best tocolytic substance inhibiting spontaneous contractions with a remaining contraction activity of 2-32% compared to 250 ng/ml Atosiban (86%) and 500 pg/ml Fenoterol (73%). Summary and conclusion: Nifedipine on spontaneous and Atosiban on Oxytocin induced contractions act as strong tocolytic substances on human myometrium of pregnant women in vitro. Atosiban's effect on uteral contractions even in the absence of Oxytocin suggest that it may be an inverse agonist. The present study indicates that with the introduction of the Oxytocin receptor antagonist Atosiban and the re-introduction of the Ca2+ -channel blocker Nifedipine in clinical totcolytic practice, established tocolysis with betamimetics has to be re-evaluated.