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The role of the autonomic nervous system in the action of verapamil on the sinus node in man

Die Bedeutung des autonomen Nervensystems für die Wirkung von Verapamil auf den menschlichen Sinusknoten

Summary

To elucidate the role of the autonomic nervous system in modulating the effect of verapamil on sinus node (SN) function, five volunteers were repeatedly studied both with and without prior autonomic blockade.

Verapamil alone (0.1 mg/kg i.v.) caused a significant decrease in spontaneous cycle length (SCL) from 1104±111.6 msec to 891±67 msec (mean ±S.D., P<0.01). After pretreatment with propranolol (0.1 mg/kg i.v.) and atropine (0.02 mg/kg i.v.), verapamil had an opposite effect on SCL with an increase from 686±66 msec (pre) to a plateau alternating between 690 msec and 712 msec (post) (P<0.01). Pretreatment with propranolol alone did not prevent the decrease in SCL after injection of verapamil; SCL changed from 1295±85 msec to 1020±87 msec (P<0.01). The extent of this decrease in SCL was similar to the effect of verapamil without any pretreatment. After atropine pretreatment, there was a small but insignificant decrease in SCL during the first five minutes; whereas later SCL increased.

Verapamil led to a fall in blood pressure. After pretreatment with propranolol there was no significant change in blood pressure after injection of verapamil; whereas after pretreatment with either atropine alone or with propranolol and atropine there was a significant decrease in blood pressure.

The results suggest that the autonomic nervous system plays an important part in modulating the effect of verapamil on SN function in man. The cardio-accelerating effect of verapamil is either provoked by a fall in blood pressure and a consecutive restraint of vagal innervation on the sinus node or a direct vagolytic action of the drug. An increase in sympathetic tone seems to be less important.

Zusammenfassung

Die Bedeutung des autonomen vegetativen Nervensystems für die Wirkung von Verapamil auf die Sinusknotenfunktion wurde bei 5 freiwilligen Versuchspersonen wiederholt mit und ohne autonome Blockade untersucht.

Verapamil (0,1 mg/kg i.v.) bewirkte eine Abnahme der spontanen Zykluslänge von 1104±111,6 ms auf 891±67 ms (X±sx; P<0,01). Nach Vorbehandlung mit Propranolol (0,1 mg/kg i.v.) und Atropin (0,02 mg/kg i.v.) hatte Verapamil einen gegenteiligen Effekt in Form einer Zunahme der Zykluslänge von 686±66 ms auf Werte zwischen 690 ms bis 712 ms (P<0,01). Nach alleiniger Vorbehandlung mit Propranolol führte Verapamil zu einer Abnahme der spontanen Zykluslänge von 1295±85 ms auf 1020±87 ms (P<0,01). Das Ausmaß dieser Abnahme ähnelte der Wirkung von Verapamil ohne Vorbehandlung. Nach alleiniger Vorbehandlung mit Atropin wurde lediglich eine geringe, jedoch nicht signifikante Abnahme der spontanen Zykluslänge während der ersten fünf Minuten beobachtet, während sie später zunahm.

Der Blutdruck fiel nach Verapamil ab. Nach Vorbehandlung mit Propranolol änderte sich der Blutdruck nach Verapamil nicht signifikant, während Vorbehandlung entweder mit Atropin allein oder mit Propranolol plus Atropin zu einer signifikanten Abnahme des Blutdruckes führten.

Die Befunde lassen erkennen, daß das autonome Nervensystem eine wichtige Rolle bei der Wirkung von Verapamil auf die Sinusknotenfunktion ausübt. Die frequenzsteigernde Wirkung von Verapamil wird entweder durch den Blutdruckabfall und eine nachfolgende Abnahme des Vagotonus verursacht oder Verapamil hat eine direkte vagolytische Wirkung. Eine Zunahme des Sympathikotonus dürfte von untergeordneter Bedeutung für diesen frequenzsteigernden Effekt sein, da er sich durch Betarezeptorenblockade nicht verhindern ließ.

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Breithardt, G., Seipel, L., Wiebringhaus, E. et al. The role of the autonomic nervous system in the action of verapamil on the sinus node in man. Basic Res Cardiol 73, 637–647 (1978). https://doi.org/10.1007/BF01906801

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Keywords

  • Blood Pressure
  • Propranolol
  • Verapamil
  • Opposite Effect
  • Atropin