Effect of Dopamine on Parathyroid Hormone Release during Surgery

Summary

There is much evidence that dopamine (DA) may play an important role in modulating parathyroid gland function. DA stimulates parathyroid hormone (PTH) secretion in cattle, which increases ionized calcium, but is without such effect on humans under normal physiological conditions. Ionized calcium plays a major role in muscle contraction including myocardial contractility. Therefore, we studied the PTH response to infusion of DA (4 μg/kg/min) under pathophysiological states during two different types of surgery; gastrectomy with halothane anesthetics and open heart surgery with high-dose fentanyl anesthetics. There was no change in PTH concentration, as measured by radioimmunoassay, in patients undergoing gastrectomy, although infusion of DA in these patients was effective in lowering the prolactin levels. However, plasma PTH concentration significantly increased where DA was applied (4 μg/kg/min) in patients undergoing open heart surgery. These results suggest that DA may stimulate PTH secretion by an indirect mechanism in humans under pathophysiological states, although details of the mechanism are unkown, and that there is the possibility that DA would indirectly regulate the levels of electrolytes such as ionized calcium and phosphate in patients undergoing open heart surgery mediated by elevation of PTH.

Zusammenfassung

Es gibt in der Literatur zahlreiche Hinweise auf einen Einfluß von Dopamin auf Veränderungen der Nebenschilddrüsenfunktion. So stimuliert Dopamin bei Rindern die Parathormon (PTH) Freisetzung, wodurch es zu einer Erhöhung der Serumkonzentration von ionisiertem Kalzium kommt. Beim Menschen läßt sich dagegen unter normalen physiologischen Bedingungen ein solcher Effekt nicht nachweisen.

Die Serumkonzentration des ionisierten Kalziums spielt bei der Steuerung des Kontraktionsverhaltens der Muskulatur - einschließlich des Herzmuskels - eine wichtige Rolle.

Es wurde deshalb der Effekt einer Dopamin-Infusion (4 μg/kg/min) auf die PTH-Freisetzung bei Patienten unter pathophysiologischen Bedingungen während zwei unterschiedlicher chirurgischer Eingriffe untersucht. Bei einer Patientengruppe erfolgte eine Gastrektomie unter Halothan-Narkose, bei der anderen Patientengruppe wurde eine Herzklappenoperation mit extrakorporaler Zirkulation unter hochdosierter Fentanyl-Narkose vorgenommen. Die Messung der PTH-Konzentration erfolgte mittels Radioimmunassay.

Patienten, die sich einer Gastrektomie unterzogen, zeigten keine Veränderungen der PTH-Konzentration, dagegen bewirkte die Dopamin-Infusion einen Abfall des Prolaktinspiegels. Im Gegensatz hierzu kam es bei Patienten mit Herzklappeneingriffen während der Dopamin-Infusion zu einem signifikanten Anstieg der PTH-Konzentration.

Obwohl der Wirkungsmechanismus unklar ist, könnten diese Befunde ein Hinweis darauf sein, daß Dopamin unter bestimmten pathophysiologischen Bedingungen auf indirektem Wege die PTH-Freisetzung beeinflußt. Auf diese Weise könnte der durch Dopamin induzierte Anstieg von PTH Elektrolytkonzentrationsänderungen, wie z.B. von ionisiertem Kalzium und Phospat, bei herzchirurgischen Patienten regulieren.

Key words

Dopamine - Parathyroid hormone - Open heart surgery - Gastrectomy - Blood calcium concentration