Spontanaktivität der SC-Neurone vor und nach Fentanyl-Verabreichung

Die Vorgehensweise in der Auswertung der Spontanaktivität entsprach derjenigen der reizgetrieben Aktivität.

Zunächst wurden zur besseren Übersicht die Mediane der Werte vor und nach Fentanyl-Verabreichung gegenübergestellt (Abb. IV.10).

Wie bei der Auswertung der reizgetriebenen Aktivität werden für die folgenden Ergebnisse die jeweiligen Halothankonzentrationen nicht immer angegeben, da sich bei den drei Halothankonzentrationsbereichen keine signifikanten Unterschiede der Spontanaktivität ergaben (One Way ANOVA on Ranks, p=0,607).

Die Spontanaktivität nach Fentanyl-Applikation wurde auf die Spontanaktivität vor Fentanyl normiert. Es wurden wiederum fünf Aktivitätsbereiche bestimmt (<50%, 50 bis 89%, 90 bis 110%, 111 bis 150% und >150% der Ausgangsaktivität), die jeweils für die Zeiträume 0 bis 30, 31 bis 60 und 61 bis 90 Minuten nach Fentanyl-Verabreichung ausgewertet wurden.

Nach Bolusverabreichung von Fentanyl zeigten die meisten Messungen (52,4%) eine Zunahme der Spontanaktivität um mehr als 10%. Dieser Anteil war umso höher, je niedriger Fentanyl dosiert wurde: 60,5% nach 3 µg/kg KM Fentanyl, 53,8% nach 5 µg/kg KM Fentanyl und 41,4% nach 10 µg/kg KM über alle Zeiträume und Halothankonzentrationen (siehe Abbildung IV.11 und Anhang Tabelle 1.12).

Auch bei den sieben Kontrollmessungen war die Spontanaktivität über die Zeit erhöht. Wenn auf den Durchschnitt der ersten beiden Messzyklen Bezug genommen wurde, war über alle Zeiträume die Spontanaktivität bei 13 von 20 Messungen (65%) erhöht, bei 6 von 20 (30%) verringert und bei 1 von 20 (5%) unverändert.

Ein Vergleich der Kontrollmessungen mit den Messungen mit Fentanyl-Bolus ergab im Mann-Whitney Rangsummentest keine signifikanten Unterschiede (p≥0,296).

31 bis 60 Minuten

Median der Spontanaktivität vor Fentanyl-Bolus [spikes/s]

3 µg/kg KM

Median der Spontanaktivität nach Fentanyl-Bolus [spikes/s]

0

Median der Spontanaktivität von zwei Basalmessungen [spikes/s]

Median der Spontanaktivität nach zwei Basalmessungen [spikes/s]

0 10 20 30 40 50 60 70

Abb. IV.10: Verhältnis der Mediane der Spontanaktivität [spikes/s] vor und im Zeitraum von 0 bis 30, 31 bis 60 und 61 bis 90 Minuten nach Bolus-Applikation von 3, 5 oder 10 µg/kg KM Fentanyl, bzw. ohne Fentanyl-Applikation. (kg = Kilogramm;

KM = Körpermasse; µg = Mikrogramm; s = Sekunde)

Der direkte Vergleich der nach Fentanyl-Dosierung, Zeitraum nach Fentanyl, sowie Halothankonzentration gruppierten Mediane vor und nach Fentanyl-Bolus erbrachte im Wilcoxon Rangsummentest keine signifikanten Unterschiede (siehe Anhang Tabelle 1.13)

In einem weiteren Schritt wurden die Mediane innerhalb dieser Gruppen hinsichtlich ihres Verhaltens - Reduktion oder Erhöhung der Spontanaktivität - getrennt. Keine von 10 Gruppen zeigte eine signifikante Reduktion der Spontanaktivität (Mann-Whitney Rangsummentest). Ein signifikanter Anstieg wurde bei einer von 15 Gruppen festgestellt (siehe Anhang Tabelle 1.13).

Bezüglich der Kontrollwerte wurden ebenfalls keine signifikanten Abweichungen der Spontanaktivität über die Zeit ermittelt (siehe Anhang Tabelle 1.13).

Zwischen den drei verschiedenen Fentanyl-Dosierungen war unter Berücksichtigung der Zeiträume nach Fentanyl und der jeweiligen Halothankonzentration kein signifikanter Unterschied in der Spontanaktivität feststellbar (One Way ANOVA on Ranks, p≥0,205).

Ergänzend wurde die Aktivitätsänderung (Abweichung von der Ausgangsaktivität um mehr als ±10%) im Wilcoxon Rangsummentest statistisch geprüft (siehe Anhang Tabelle 1.14). Es wurden 27 Gruppen gebildet. Der Anteil der Gruppen mit signifikanter Anzahl von units mit veränderter Spontanaktivität war umso höher, je höher die Fentanyl-Dosierung war: 50% bei 3, 55,6% bei 5 und 75% bei 10 µg/kg KM Fentanyl. Wurde auf die Unterscheidung nach Halothankonzentration zugunsten eines größeren Stichprobenumfanges verzichtet, wiesen alle Gruppen eine signifikante Anzahl an units mit veränderter Aktivität auf.

< 50% 50 - 89% 90 - 110%111 - 150% > 150%

0 bis 30 Minuten nach Fentanyl-Bolus 31 bis 60 Minuten nach Fentanyl-Bolus 61 bis 90 Minuten nach Fentanyl-Bolus Fentanyl 3 µg/kg KM im Verhältnis zur Ausgangsaktivität [%]

ohne Fentanyl

Änderungen der Spontanaktivität über die Zeit [%]

< 50% 50 - 89% 90 - 110%111 - 150% > 150%

0 bis 30 Minuten nach 2 Basalmessungen 31 bis 60 Minuten nach 2 Basalmessungen 61 bis 90 Minuten nach 2 Basalmessungen

Abb. IV.11: Median der normierten Spontanaktivität von 47 single und multi units des SC nach 77 Bolus-Verabreichungen von Fentanyl. Dargestellt für alle Fentanyl-Dosierungen, sowie getrennt für 3, 5 und 10 µg/kg KM Fentanyl innerhalb von 0 bis 30, 31 bis 60 und 61 bis 90 Minuten nach Fentanyl. Die jeweilige Halothankonzentration bleibt unberücksichtigt. Eine unveränderte Spontanaktivität kommt generell am seltensten vor. Die meisten Mediane zeigen eine Aktivitätsänderung. Ein Anstieg wird vor allem bei geringen Fentanyl-Dosierungen beobachtet, während bei höheren Dosierungen Anstieg und Reduktion ausgewogener werden. (kg = Kilogramm; KM = Körpermasse; µg = Mikrogramm)

Eine signifikante Anzahl von units, die nach dem Fentanyl-Bolus einen Anstieg der Spontanaktivität aufwiesen, besaßen 0% (10 µg/kg KM Fentanyl) bis 50% (3 µg/kg KM Fentanyl) der Gruppen, 22,2% bis 33,3% der Gruppen hatten eine signifikante Anzahl von units mit reduzierter Spontanaktivität.

Bei den Kontrollmessungen ohne Fentanyl zeigte für alle Zeiträume eine signifikante Anzahl an units eine geänderte Spontanaktivität, wobei Anstieg oder Reduktion ähnlich häufig auftraten.

Die Verteilung der units innerhalb der fünf Aktivitätsbereiche ergab sich wie folgt: für die 3 µg/kg KM Fentanyl-Dosierung bestand bei Zusammenfassung der drei Zeiträume ein signifikanter Unterschied (One Way ANOVA on Ranks, p<0,05) zwischen dem Aktivitätsbereich >150% und den übrigen Aktivitätsbereichen, nach 5 µg/kg KM Fentanyl wich der Aktivitätsbereich >150% lediglich vom Bereich 90-110%

ab und nach 10 µg/kg KM waren keine signifikanten Unterschiede feststellbar (siehe Anhang Tabelle 1.15)

An zwölf Versuchstagen wurde die Spontanaktivität während der Verabreichung von Fentanyl als Infusion aufgezeichnet. Die Veränderungen der Spontanaktivität während der Infusion zeigt Abbildung IV.12.

>60 Minuten nach Beginn

Median der Spontanaktivität nach Beginn der Fentanyl-Infusion [spikes/s]

31 bis 60 Minuten nach Beginn der Fentanyl-Infusion

0 bis 30 Minuten nach Beginn der Fentanyl-Infusion

Abb. IV.12: Verhältnis der Mediane der Spontanaktivität [spikes/s] vor und im Zeitraum von 0 bis 30, 31 bis 60 und 61 bis 90 Minuten nach Beginn der Infusion von 3, 5 oder 10 µg/kg/h Fentanyl. (h = Stunde; kg = Kilogramm; µg = Mikrogramm; s = Sekunde)

Entsprechend der bisherigen Vorgehensweise wurde die Zu- bzw. Abnahme der Spontanaktivität nach Infusionsbeginn prozentual betrachtet (Abbildung IV.13 und Anhang Tabelle 1.16). Im Gegensatz zur Fentanyl-Bolusapplikation, bei der eine höhere Spontanaktivität nach dem Bolus auftrat, bestand unter der Fentanyl-Infusion für alle drei Zeiträume ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Erhöhung und Reduktion der Spontanaktivität. So war über alle Zeiträume und Fentanyl-Dosierungen gesehen die Spontanaktivität bei einer signifikanten Anzahl von Messungen (p<0,001) mit 16 von 35 Werten (45,7%) kleiner als 90% der Ausgangsaktivität und in ebenfalls signifikanten (p<0,01) 13 von 35 Fällen (37,1%) größer als 110% der Ausgangsaktivität.

Nach Infusionsende stiegen die Mediane bei 6 von 8 Messungen (75%) auf über 110% der Spontanaktivität während der Infusion (siehe Anhang Tabelle 1.17). Im gepaarten t-Test erwies sich diese Anzahl als signifikant (p<0,05).

Eine One Way ANOVA on Ranks ergab in keinem Zeitraum und bei keiner Fentanyl-Dosierung einen signifikanten Unterschied zwischen den fünf Aktivitätsbereichen.

Die während der Fentanyl-Infusion gemessenen Spontanaktivitäten wichen für keinen Zeitraum statistisch signifikant von den Kontrollwerten ab (Mann-Whitney Rangsummentest, p≥0,291).

Wurden die Mediane vor Infusionsbeginn mit den Medianen während der verschiedenen Zeiträume der Infusion für die einzelnen Fentanyl-Dosierungen im gepaarten t-Test verglichen, so ergab sich ebenfalls kein signifikanter Unterschied (p≥0,261). Hingegen war die Spontanaktivität nach Infusionsende signifikant erhöht (p<0,05).

Spontanaktivität nach Beginn der Fentanyl-Infusion im Verhältnis zur Ausgangsaktivität [%]

< 50% 50 - 89% 90 - 110% 111 - 150% > 150%

0 bis 30 Minuten nach Infusionsbeginn 31 bis 60 Minuten nach Infusionsbeginn

>60 Minuten nach Infusionsbeginn

Spontanaktivität nach Beginn der Fentanyl-Infusion im Verhältnis zur Ausgangsaktivität [%]

< 50% 50 - 89% 90 - 110%111 - 150% > 150%

Abb. IV.13: Median der normierten Spontanaktivität von zwölf single und multi units des SC während der Verabreichungen von Fentanyl als Infusion. Dargestellt für alle Fentanyl-Dosierungen, sowie getrennt für 3, 5 und 10 µg/kg KM Fentanyl innerhalb von 0 bis 30, 31 bis 60 Minuten und 61 Minuten bis Infusionsende. (h = Stunde; kg = Kilogramm; µg = Mikrogramm)