Der Farbstoffschwund nach Injektion von Evans-Blau (T1824) beim Menschen

Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 209, S. 421--442 (1950).

Aus dem Pharmakologischen Institut der Universitat Berlin.

Zur Methode der Plasmavolumenbestimmung.

Der Farbstofisehwund nach Injektion yon Evans-Blau (T 1824) f beim Menschen.

Von HERBERT REMMER.

Mit 5 Textabbi]dungen.

(Eingegangen am 10. August 1949.)

I .

Bei Bestimmungen des Plasmavolumens mit der Kongorotmethode, die yon GRI]~SBACH 1 angegeben und yon weiteren Autoren modffiziert 2, 3 wurde, ergaben sich uns unerwartete Schwierigkeiten, die eine erneute kritische ~berprfifung der Methodik erforderlich machten:

1. Auch bei sorgf~ltig behandeltem Plasma lieB sich eine gering- fiigige Hgmolyse, die ffir das Auge unsichtbar blieb, aber h~ufig eine fiber 10% hShere Extinktion ergab, nicht vermeiden.

2. 10 min nach Injektion hatte die Plasmaprobe in mehreren Unter- suchungen bei gesunden Personen einen bis zu 10% niedrigeren Farb- stoffgehalt als nach 4 5 rain4.

Diese Beobachtung stimmte nicht mit den Befunden yon GRIESBAC~ und anderen Autoren iiberein, die behaupteten, dab die Ausscheidungs- kurve des Farbstoffes beim Menschen zwischen 3--10 rain fast horizontal verliefe 1. Gleichbleibende oder nut geringffigig abfallende Konzentra- tionswerte sind aber Voraussetzung ffir die Berechnung des Plasma- volumens, dem G~IESBAC~ den Wert nach 4--5 min zugrunde legte.

Um den Meflfehler, der bei den roten Farbstoffen durch die H~mo- lyse bedingt ist, zu vermeiden, wurde ein blauer Farbstoff, T 1824 (Evans-Blau) gew~hlt, welcher sich in den Untersuchungen yon I)Awsoz% EvAz~S und WHIPPLE 4 anderen Farbstoffen fiberlegen erwies und der zur Plasmavolumenbestimmung beim Menschen yon GIBSON und Evans 5 empfohlen wurde. Bet Farbstoff hat sein Absorptionsmaximum bei 620 m/t im roten Teil des Spektrums aul~erhalb des Bereiches, in dem Hgmoglobin absorbiert. Die Extinktion dieser Substanz ist bei Ver- wendung der gfinstigsten Filterkombinationen im Photozellenkolori- meter 60--80% grSl~er als die des Kongorots. Berei ts 2 0 - - 3 0 m g Evans-Blau genfigen zur Bestimmung des Plasmavolumens.

Beim Arbeiten mit der Methode yon GIBSOZ~ und EVANS stiel~ AUCHTER a aber in mehreren Untersuchungen am gleichen Patienten, die in Abst~nden yon 2--3 Tagen vorgenommen wurden, auf einen merk- wiirdigen Befund. Die erste Bestimmung lieferte einen viel hSheren

28*

422 HERBERT REMMER :

Plasmavolumenwert als die zweite und dritte. Eine so pl6tzliche und auffallende Verminderung des Plasmavolumens konnte kaum vorliegen. Es lag die Vermutung nahe, dai~ es sich dabei um einen methodischen Fehler handelte. Die Berechnung des Plasmavolumens, wie sie yon GIBSON und EvAns 6 vorgeschlagen wird, geht yon der Tatsache aus, da6 die Farbstoffkonzentration im Blute geringffigig, anni~hernd exponentiell abnimmt, nachdem die Substanz sich innerhalb der ersten 10--15 rain im Blute verteilt hat. Aus der Extrapolation der exponentiell abnehmenden Werte auf den Zeitpunkt 0 wird dann das Plasmavolumen berechnet. Es erhebt sich die Frage, ob diese Voraussetzung in allen F~llen gegeben ist. Die M6glichkeit liel~ sich nicht ausschlie6en, da6 iihnlich wie beim Kongorot auch bei EYans-Blau gerade in den ersten 10--20 rain ein erhebliches Absinken des Farbstoffgehaltes einsetzt. Um zu einer einwandfreien Methodik zu gelangen, schien es deshalb notwendig zu sein, einen Einblick in das Verhalten des Farbstoffes im Blute in den ersten Minuten nach der Injektion zu erlangen.

I ! .

Die Farbstoffkonzentration wurde nicht im Plasma, wie es iiblicher- weise geschieht, sondern im Serum gemessen. GREaERSON und SCmRO 7 konnten nachweisen, da~ die Konzentration des Farbstoffes in der fltis- sigen Phase des Blutes sieh bei der Gerinnung nicht veri~ndert. Das Arbeiten mit Serum vereinfacht die Bestimmung. In vergteichenden Untersuchungen wurden yon derselben Blutentnahme sowohl das Serum als auch das Plasma auf seinen Farbstoffgehalt gepriift. Die Werte waren innerhalb der Fehlerbreite der Methodik gleich.

10cm 3 einer etwa 0,3%, mehrmals filtrierten und sterilisierten Evans-Blau-LSsung wurden in die Armvene injiziert, naehdem eine Blut- probe zur Gewinnung des Serumstandardes entnommen war. Aus der Vene des anderen Armes wurde nach 2- 4 min beginnend innerhalb ~on 30--60 min 4~-8mal 3 cm 3 Blur abgenommen. Die geronnenen Blut- proben wurden 2mal zentrifugiert. Ein Kubikzentimeter des Serums wurde zur Konzentrationsbestimmung 1:25 mit 1% NaCl-LSsung verdiinnt. Die Messung erfolgte im Photozellenkolorimeter nach HAVEMA~ s mit Filter 2mal RG 1 und BG 23. In Kontrollversuchen zeigte es sich, dab mit Hilfe des dunkelroten Filters RG 1 Hi~moglobinlSsung, die tropfen- weise einem durch Evans-Blau gefi~rbten Serum zugesetzt wurde, und diesem eine deutlieh erkennbare ins RStliehe gehende F~rbung Yerlieh, den Me6wert nicht erhShte. Seren, die auffallend rot gef~rbt waren, wurden von der Bestimmung ausgeschlossen. Eine Verdiinnung des Serums zur Messung erwies sieh als zweckmKl~ig, da in hSheren Konzen- trationen das BEE~sche Gesetz keine Gfiltigkeit hatte. Die am Kolori- meter abgelesenen Trommelwerte, die zwisehen 1--100den Extink-

Farbstoffschwund nach Injektion yon Evans-Blau (T 1824) beim Menschen. 423

tionswerten nahezu proportional sind, kSnnen deshalb direkt als MaB ftir die Farbstoffkonzentration angesehen werden.

Da der Fliissigkeitsgehalt des Blutes in einzelnen F~llen bei der letzten Beobachtung bis zu 10 % vom Wassergehalt der ersten Probe abwieh und dadurch die Farbstoffkonzentration eine solehe ~nderung erfuhr, dab die Werte der tats~chlichen Abnahme des Farbstoffes ira Blute nicht mehr entspraehen, wurde der Gesamt-N-Gehalt des Serums der ersten und letzten Blutentnahme nach der KJ~LDAHL-Methode titrimetrisch bestimmt, um ein MaB fiir den Flfissigkeitsverlust zu erhalten. War die Differenz der beiden N-Werte grSBer als der Fehler der KJELDAHL- Methode, dann wurde der Farbstoffgehalt des Serums der letzten Blut- abnahme entsprechend dem abweichenden N-Gehalt korrigiert. Der letztere diente auch zur Verbesserung der Farbstoffwerte der vorher entnommenen Blutproben, wobei der zeitliehe Abstand yon der Injektion beriicksiehtigt wurde, so dab z .B. der Korrekturfaktor des 30-min- Wertes nur die tt~lfte des nach 60 min errechneten ausmachte.

Die erhaltenen Meflwerte wurden kurvenm~Big aufgetragen und aul~erdem statistisch ausgewertet, weft wir uns in den folgenden Ver- suchen am Menschen nur auf eine verh~ltnism~Big geringe Zahl yon Blutabnahmen stiitzten und weil die gefundenen Werte yon einem regel- m~Bigen Verlauf in etwa 60--70 Bestimmungen im Durchschnitt um 2,1% abwichen, was sowohl auf Lichtschwankungen im Kolorimeter und Verdiinnungsfehler als auch auf eine biologische Variation im Verlauf der Farbstoffausscheidung zuriickzuffihren war, die sieh durch eine definierte Funktion nur angen~hert ausdriicken liel3.

Zur Berechnung des Plasmavolumens wurde eine Methode gew~hlt, die der Ver~nderung der Extinktion des Farbstoffes Rechnung tr~gt, wenn dieser start im Wasser in Serum oder Plasma gelSst wird~. Dieses Verhalten, welches auf der bevorzugten Bindung yon Evans-Blau an das Plasmaalbumin beruht ~, wurde beim Kongorot yon BENNHOLD 1° und HEIL~II~YER a eingehend beschrieben. Der Farbstoffgehalt der Serum- proben wird dabei nicht absolut gemessen, sondern mit einer Testl5sung verglichen. Dieses Verfahren besitzt aul~erdem den Vorteil, dab die Menge an Farbstoff, welehe die injizierte L5sung enth~lt, nicht genau bekannt zu sein braucht. Es ist nur darauf zu aehten, dal~ genau das gleiehe Volu- men, das eingespritzt wurde, auf 2500 cm a Wasser im Kolben verdiinnt wird, so dab ein LSsungsraum yon 2,5 Liter besteht. Ffir die TestlSsung wurde 1,0 cm 3 dieser vorbereiteten LSsung mit 1,0 cm a ungef~rbtem Serum vermischt und zur Messung mit 1% NaC1-LSsung auf 25,0 cm 3 aufgefiillt. Der MeBwert dieser TestlSsung entspricht dem yon 2,5 Liter Plasma. Wenn die farbstoffhaltigen Seren der einzelnen Blutproben in ~hnlicher Weise 1:25 mit 1% NaC1-LSsung verdiinnt werden, dann l~Bt sieh das tats~chlich vorhandene Plasmavolumen (PV) durch eine

424 HERBERT R~MM~B:

reziproke Proportion aus dem Kolorimeterwert des entnommenen Serums (Es) und des Vergleichserums (Ev) errechnen.

Ev PV . . . . 2500. Es

Eine ausffihrliche Beschreibung der Methodik ist an anderer Stelle zu linden n.

I I I .

Bereits in den ersten 3 Untersuchungen fiber die Abnahme der Farb- stoffkonzentration im Blute nach Evans-Blau fiel es auf, dab die HShe des Abfalls der Me~werte in den ersten Minuten nach der Injektion bei jungen gesunden M~nnern, die zu dem eigenen Arbeitskreis geh6rten, betri~chtliche Unterschiede aufwies. Wurde der Versuch bei den gleichen :personen nach einigen Stunden wiederholt, so verminderte sich das Absinken des :Farbstoffgehaltes in 2 yon den 3 F~llen sehr betr~chtlich. Die prozentuale Abnahme der Konzentration schien nach der 2. In- jektion in allen 3 Untersuchungen einen Wert gleicher GrSBenordnung erreicht zu haben. Als Beispiel sei das Verhalten des Farbstoffes im Blute eines gesunden jungen Mannes nach Injektion yon etwa 20 mg Evans-Blau auf der Abb. i a 1 gezeigt. Die gemessenen Kolorimeter- werte sind als Funktion der Zeit aufgetragen. Der Wert nach 1 min hat noch nicht das Maximum erreicht. Von der 3. min an beginnt dann die Konzentration sehr stark abzusinken, bis die Kurve nach 15--20 min allm~hlich in eine geringffigige Neigung iibergeht und ausl~uft. Nach einer Zwischeninjektion der gleichen Menge 4 Std sp~ter, die aus anderen Grfinden vorgenommen wurde, wiederholten wir zur Best~tigung dieses unerwarteten Befundes nach weiteren l l Std diesen Versuch bei der gleichen :Person (Abb. 1 as). Der Kurvenverlauf war aber ein deutlich anderer: Bereits innerhalb yon ]0 rain war nach einem bedeutend geringeren Abfall die Phase der langsamen Farbstoffabnahme erreicht. Eine gewisse Ahnlichkeit weisen beide Kurven nur darin auf, dal~ ein starker abfallender Ast allm~hlich in einen geringffigig absteigenden einmfindet. Tragen wir allein die Kolorimeterwerte, die ja der Farb- stoffkonzentration proportional sind, im logarithmischen Mafstabe auf, so tritt der Unterschied des Farbstoffabfalls nach den beiden injektionen noch viel deutlicher in Erscheinung. Der Kurvenverlauf der 2. :Phase n~hert sich noch mehr der geraden Linie (Abb. 1 b 1 und 1 b2). Das bedeutet, daft sich die Verminderung der Konzentration nach einer be- stimmten Zeit wie eine Exponentialfunktion verh£1t und deshalb die prozentuale Abnahme der Konzentration je Zeiteinheit gleich bleibt. Diese :Phase des Kurvenverlaufes wurde in den folgenden Untersuchungen stets festgestellt und best~tigt die vielen Beobachtungen anderer Autorcn 6, 12, die nach einem etwas st~rkeren Absinkcn kurz nach der

Farbstoffschwund nach Injektion von Evans-Blau (T 1824) beim Menschen. 425

In jek t ion den ann~hernd exponent ionel len Abfall fiber mehrere S t unde n

verfolgen konnten . Auf der Suche nach einem Mag, das unabh~ngig yon den Schwan-

kungen der einzelnen Mel~werte die Farbs to f fabnahme auch in den ersten Minu ten nach der In j ek t ion anzugeben gestat tet , fanden wir, dal~ es

5o

~ ,

3 ¢

×

a2

b2

0 10 20 30 ¢0 50 60 m 0 10 20 30 qO 50 60 m i n ~a ~ 2,2

L L 1,o 9" rain l.oq' rain

Abb. 1 a~--e~. Abnahme der Farbstoffkonzentration im Blute eines jungen Mannes R. nach Injektion ~Ton etwa 25 mg Evans-Blau (a~). Die Injektion tier gleichen Menge

wurde 19 Std sp~iter wiederholt (a~). Weitere Erklhrung im Text (Vers.-Nr. 1, Tabelle 1).

gelingt, die Werte in einem Konzent ra t i0ns -Ze i td iagramm als eine Potenz-

funk t ion yon der Form a

Y = x b

in guter Ann~herung darzustellen. Ihre Gfiltigkeit fiir den Zei t raum yon 1 Std nach der In j ek t ion wurde bereits in Versuchen an narkot is ier ten, milzlosen H u n d e n bestii t igt 1~. Diese F u n k t i o n ha t die Eigenschaft , dab sie gradlinig verl~uft, wenn m a n sowohl die Mel~werte y als auch die Zeit x ]ogarithmisch auftr~gt :

log y -~ log a - - b- log x.

a ist dar in der Schn i t t punk t der Geraden mi t der y-Achse u n d b der Regressionskoeffizient, der Tangens des Neigungswinkels, welcher

426 H~R~RT REMMER:

a n g i b t , u m wiev ie l log y a b n i m m t , w e n n log x u m e ine Z e h n e r p o t e n z

w/~chst. A u s d e m W e r t y o n b 1/~$t s ich unabh /~ng ig v o n d e r Zei t , i n

w e l c h e r die B l u t e n t n a h m e n er fo lgen , d i r e k t o h n e groBe U m r e c h n u n g d ie

, , S c h w u n d r a t e " e r m i t t e l n ; da s i s t d ie l ~ r o z e n t m e n g e , u m we lehe d ie

K o n z e n t r a t i o n yo re E n d e d e r 1. b i s z u m A b l a u f d e r 10. m i n a b n i m m t .

Der Fak tor b erwies sich deshalb als ein sehr vorteilhaftes Mall ffir die Ab- nahme der Farbs toffkonzentra t ion und wurde mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate nach der Formel

n n

Z l o g x l o g y - - l o g 2 X l o g y b ~ i ~ 1 _ i = 1

v logs x - - log X 2' log x i = 1 i - - 1

bereehnet 13. log x bedeutet darin den Mittelwert der log x i. Die Gerade wurde yon ihrcm Sehwerpunkt aus, der dureh die beiden Mittel-

werte log x und log y festgelegt ist, mi t Hilfe des erreehneten Koeffizienten kon- s t ruier t und aufgetragen (Abb. l e 1 und le~).

Um zu priffen, ob die ermittel te Funkt ion t rotz der sehwankenden MeBwerte gtiltig ist und bis zu welehem Zei tpunkt sie zutrifft , wurde das Best immthei ts- maB B herangezogen. Es gibt denjenigen Anteil an, welehen die mittlere Abweiehung der theoret isehen Punkte log Y /de r Geraden von dem Durehsehni t tswert log y an der mit t leren Abweiehung der MeBwerte log y / y o n log y hat .

B - - i = 1 . . . . n

n I l ~ (log yi - - l o g ~) " ~ - - 1

~Venn B den Weft von 1,0 annghme, wiirde das bedeuten, dab die gefundenen Vc'erte mit den theoretischen i ibereinstimmten. Es genfigt aber, um fiber die Streuung der MeBpunkte um die theoretisch ermittel te Gerade eine Aussage zu treffen, die Angabe der mit t leren Abweichung

n

s : n i ( Y i - - Yi) 2. i 1

s ist in den Tabellen in Prozent vom Durchschni t t der Me~werte angeffihrt und betragt im Mittel yon 15Versuchen 2,1%. Best immtheitsmaB und mitt lere Abweichung gehen nicht parallel, da bei gleichem Schwanken der Einzelbestim- mungen die Funkt ion weniger gut definiert ist, wenn die Kurve flach verl~uft, als wenn sie steiler ansteigt. Bei den folgenden Best immungen war es deshalb nicht mehr n6tig, dieses MaB umst~ndlich zu berechnen, und wit beschr~nkten uns auf die Angabe der mit t leren Abweichungen, die, wie die Tabellen zeigen, rege]los nicht in Verbindung mi t dem Regressionskoeffizienten schwanken. Daraus l~Bt sich schlieBen, dab die auftretende Streuung in erster Linie auf die benutzte Methode und nicht auf ein Abweichen yon der angewandten Funk t ion zurfick- zuffihren ist. Der obengenannte Durchschni t t swer t der mit t leren Abweichung ist deshalb ein MaB fiir den Fehler, der auf der MeBtechnik und auf der Verdfinnung des Serums beruht und s t immt mit der Abweichung, die man erwarten kann, gut fiberein. Dieses MaB ist allerdings nur ein Tell desjenigen Fehlers, der bei der Ausffihrung der Plasmavolumenbest immung unterlaufen kann.

Farbstoffschwund nach Injektion yon Evans-Bl~u (T 1824) beim Menschen. 427

Tabelle 1.

1. Injektion ~ 2. Injektion

snchs- Regres- ~- ] Be- I Abwei- ]zw_isc_h.en [ Regres- [ t Be- I Abwei- sions- ~.~ stimmt- oh--n- laenln.m~*l sions- ~'~ stimmt'4 chung koeffizient Person koeffizient I ~ IheitsmaBI in ~ I tionen [ ~ v Ileitsmal3[ in %

b v~ b ~

R., ~ --0,181 --0,052 11 0,89 2,3 O., c~ --0,124 --0,032 7 0,957 0,95 Au., ~ --0,015 --0,024 5,~ 0,943 1,2

Mit Hilfe d.ieser Berechmmgsmethoden, die ein Mal3 fiir die HShe der Farbstoffabnahme lieferten und eine Aussage fiber die Gfiltigkeit der angewand.ten Funktionen erlaubten, erhielten wir bei den bereits erw~hnten Untersuchungen an 3 jungen ~¢I~nnern folgende Resultate (s. Tabelle 1).

Naeh der 1. Injektion war die Schwundrate, d. h. das %-Absinken des Farbstoffgehaltes des Blutes zwischen 1--10 min, in Versuch 1 und 2 iiberraschend hoch (34% und 25%), w~hrend sie in dem drit ten nur einen sehr geringen Wert erreichte. Nach der 2. Injektion erreichten die Schwundraten niedrige Prozentzahlen, die in den 3 Untersuchungen nur wenig voneinander abwichen (5,5--11%).

Das BestimmtheitsmaB ffir die Potenzfunktion wurde aus den Kon- zentrationswerten berechnet, die bis zum Ablauf der 1. Std nach jeder Injektion gemessen wurden. Da B in allen Versuchen dem Werte 1 sehr nahekommt, werden sowohl die geringe als aueh die hohe Farbstoff- abnahme durch die beschriebene Funktion w~hrend der 1. Std gut angen~hert. Die niedrigen Werte ffir die mittlere Abweiehung, die nur in einem Falle 2,5% iiberschreitet, fiihren zu dem gleichen Schlul3. Die Folgerung liegt nahe, dal3 die Faktoren, die zu einer erhShten Farbstoff- abnahme fiihren, w~hrend der 1. Std wirksam bleiben.

IV.

Es blieb jedoch die Frage often, ob die erh5hte Farbstoffabnahme nach der 1. Injektion in den beiden Untersuchungen (Tabelle 1, Nr. 1 und 2) auf einer l~ngeren Verteilungszeit der Substanz oder auf einem fiber die Norm hinausgehenden Schwund beruht.

Deshalb wurde in weiteren Untersuchungen systematisch nach 30 min (nur in einem Falle nach 60 rain) die Injektion der gleichen Farbstoff- menge wiederholt. Dabei wurde das Ziel verfolgt, 1. die Schwundrate nach jeder Injektion zu bestimmen und 2. festzustellen, wie sieh ein erhShter Farbstoffschwund auf die Berechnung des Plasmavolumens auswirkt.

4 2 8 HERBERT ~EMMER:

Ta-

Regressions- koeffizient Mittlere

. . . . . . . . . . . Schwundrate VersuehS-person Datum nachl, der ~[ nach2, der in Prozent Abweichungin Prozent S

Injektion ! Injektion

S., J' 31. 3. 49 --0,030 0,011 6,5 2,5 -~:1,3 :~3,7 R., ~ 19.1.49 --0,039 --0,049 9 11 ~2,0 :L2,1 Bl.. ~ 7.2.49 --0,032 --0,033 7 7 ~ 2,2 ~0,4 L.,'~ 20. 2.49 0,036 --0.025 8 5,5 ~8,8 ~2,8

Sch., ~ 24. 3.49 ~ -0 ,3 .... 0,024 -- 5 ~0,6 E., ~ 5.4. 49 ~--0,3 --0,019 -- 4 4-1,3

B., ~ 20. 8.48 --0,31 --0,041 51 9 ~0,64 ~2,4 S., ~ 25. 8.48 --0,178 --0,025 34 5,5 ~1,35 ! 2 , 0 St., ~ { 9.2.49 --0.16 --0,035 30 8 ~:2,4

-oy -0,03 16 +;,3

1 4 ~ 7 , 1 0 -

Ausgewel~ete Versuche. . 4--7 4--13 4--7144--13 11, 13 Zahl der Versuche . . . . 14 17 Durchschnittswert . . . . -0,031 6,8 ] 2,1 MittlereAbweichung . . . ~0,0098 ±2,2 ] ±l ,1 Mittlerer l%hler . . . . . ±0,0026 -~:0,6 ] ~0,27

Von den Mel3werten, bestiinmt nach der 2. Injektion, wurde in den folgenden Untersuchungen die Teilstrichzahl abgezogen, welche yon der 1. Injektion herrfihrte und sich aus dem vermutlichen weiteren Kurvenverlauf extrapolieren liefl (Abb. 4a). Die Kurve, die sich aus diesen Differenzwerten herleitet, stellt die Abnahme der zum 2. Male injizierten Farbstoffmenge dar und dient als Grundlage zur Berechnung des Plasmavolumens. Die zu messende Vergleichsl6sung wurde in der beschriebenen Weise bereitet, nur daft an Stelle des ungef~rbten Serums dasjenige farbstoffhaltige verwendet wurde, welches yon der Blutabnahme unmittelbar vor der 2. Injektion stammte. Die Zunahme, welche der Kolorimeterwert des Serums, in einer Kontrolle gesondert bestimmt, durch Hinzuffigen der w~i]rigen :Farbstoffl6sung erfuhr, diente als Vergleichswert. Um den Fehler so gering wie m6glich zu gestalten, wurde dieser mindestens 2mal yon verschiedenen Ans~tzen gemessen.

Das P lasmavolumen wurde sowohl in Anlehnung an die Methode yon GrBSO~ und EvAns aus der Ext rapo la t ion der ann~hernd exponentiel l abs inkenden Phase auf den Wer t zur Zeit 0, als auch aus dem Wer t nach 1 rain (log 0) berechnet, der sich aus dem Schn i t t punk t der Geraden mit der y-Achse ermit te ln l~$t, wenn die Po tenzfunkt ion in der beschriebenen Weise in doppellogari thmischem Ma~stabe aufgetragen wird (s. Abb. 4b). Die letztere Methode lieferte ein niedrigeres Plasma- vo lumen als die erste (vgl. Tabelle 2), da der extrapolierte Konzent ra - t ionswert des Farbstoffes stets h6her hegt (Abb. 4a und b).

I n der Tabelle 2 sind die Ergebnisse yon 10 Versuchen an 5 gesunden jungen M~nnern und 3 F rauen zusammengestel l t . Bei S. (Tabelle 2, Versuchs-Nr. 11 und 4) wurde die gleiche Un$ersuchung nach 7 Monaten


belle 2.

P l a s m a v o l u m e n i n e m a b e r e c h n e t a u s

E x t r a p o l a t i o n E x t r a p o l a t i o n de r expo- de r

n e n t e n P h a s e P e t e n z f u n k t i o n

I A I I I B I I

10 11

3320 3150 2660 2680 2700 2670 2800 2820 2820 2730 3080 3030 4030 2700 4700 2670 3000 2220 2870 2500

].2 13

3120 3060 2410 2370 2520 2480 2600 2650

<2000 2590 <2000 2880

2100 2420 2400 2500 2200 2040 2400 2340

Q u o t i e n t e n de r b e r e e h n e t e n P l a s m a v o l u m e n w e r t e

A I/II 14

1,055 0,99 1,01 0,99 1,03 1,015 1,49 1,76 1,35 1,15

4--9 6

1,015 +2,5% ~1,0%

15

1,02 1,02 1,015 0,98

B I / I I

0,87 0,96 1,08 1,025

4--74 10413

1,009 0,984 ~2,0% ~9,2% ±1,0% =~=4,6%

I A / B I I A / B

16 17

1,065 1,03 1,1 1,12 1,07 1,075 1,075 1,065

-- 1,055 - - 1 , 0 5

1,92 1,115 1,96 1,07 1,36 1,085 1,2 1,07

4--7 4--13 14

1,075 =l=_2,35% ~0,63 %

wiederholt, bei St. (Tabelle 2, Nr. 12 und 13) nach 2 Monaten. Drei Gruppen lassen sich herausschi~len, in denen der Farbstoff ein ver- schiedenes Verhalten aufweist.

1. In 4 yon 10 untersuchten F~llen war die Schwundrate sowohl nach der 1. als auch nach der 2. Injektion gering und betrug im Durchschnitt etwa 7%. Die Folge davon war die Ubereinstimmung der Plasma- volumenwerte nach der 1: und nach der 2. Injektion sowohl bei der Benutzung der einen als auch der anderen Berechnungsmethode (Ta- belle 2, Versuchs-Nr. 4---7 und Abb. 2a u n d b).

2. Bei 2 weiteren jungen M~nnern (Tabelle 2, Versuchs-Nr. 8 and 9) im Alter yon 30 Jahren lag w~hrend der ersten 6--8 min nur nach der 1. Injektion eine auff/~llige weir fiber die Norm hinausgehende Ver~ minderung der Farbstoffkonzentration vor. I)er ann~hernd exponentielle Kurvenast, der nach 6--8 min erreicht wurde, lag trotzdem nach beiden Injektionen auf gleicher HShe, so dab seine Extrapolation ein fibereinstimmendes Plasmavolumen errechnen lieB (Abb. 3 a). Eine An- wendung der Potenzfunktion war nur nach der 2. Injektion mSglich. Die Schwundrate entsprach hierbei der Norm. Der Versuch, diese Funktion nach der 1. Injektion wenigstens fiir die beiden Werte nach 4 und 6 min anzuwenden, fiihrte zu einem unglaubhaften 1-min- Wert, der einem Plasmavolumen yon weniger als 2 Liter entsprach (Abb. 3b). Dieser vSllig abweichende Befund l~l~t sich nur dann

430 HERBERT l~EMMER :

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20 25 30 ?5 gO ~5 50 55 60 65 70 75" $~0 85

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Abb. 2 a - -c . A b n a h m e der F a r b s t o f f k o n z e n t r a t i e n bei 8., Vers . -Nr . 4. Die K o n z e n t r a t i o n s - a b n a h m e v e r h ~ l t s ich n a c h j ede r ][njektion s e h r ~hnl ich. Die in j i z i e r t e F a r b s t o f f m e n g e w a r in den 3 V e r s u c h e n gle ich. Die n a c h der l . u n d 2. I n j e k t i o n e x t r a p o l i e r t e n K o n z e n - t r a t i o n e n u n t e r s c h e i d e n sich u m ein ige P r o z e n t . D a g e g e n s t i m m t der e x t r a p o l i e r t e W'er t

n a c h der 3. I n j e k t i o n m i t d e m nach der 1. s e h r g u t f iberein. O b e r den Begr i f f , , D i f f e r e n z k u r v e " s i ehe A b b . 4.

S 10 P b x gO g5 30

h

~.ssj... ,, t J J

× O i ~ e r e n z k u r v e

3 5 # 0 # 5 5O 5 5 8 0

a

b

7,s#~ ~2 ~# o,s 0,8 I,o ~,2 I,¢ o o,2 o,~ qe o,8 I,o 7,~ 7,¢ 1,6 Io9 rain

Abb. 3 a u.b. Abnahme der Farbstoffkonzentration bei E., Vers.-Nr. 9. Das au~erordent- l ich s t a r k e A b s i n k e n der K o n z e n t r a t i o n i n n e r h a l b der e r s t e n 6 - - 8 ra in n a c h der

1. I n j e k t i o n d e u t e t a u f eine v e r z 6 g e r t e V e r t e i l u n g des F a r b s t o f f e s h in .

vorstellen, wenn man annimmt, dab die Vermischung des Farbstoffes mit dem Blute nach 4 rain noch nicht abgeschlossen ist und etwa 6--8 min andauert. Warum die ]~ngere Verteilungszeit nur nach der 1. Injektion

6 5 7 0 7 5 m i n

Farbstoffschwund nach Injektion von Ev~ns-Blau (T 1824) beim Menschen. 431

zu b e o b a c h t e n ist , lgBt sich n i ch t e rk lgren . Be i k r i t i s ehe r B e u r t e i l u n g

d ieser be iden E r g e b n i s s e is t m i t de r MSgl ichke i t zu r eehnen , d a b in so l chen F g l l e n die E r m i t t l u n g des P l a s m a v o l u m e n s n a c h de r t ib l i chen M e t h o d e aus d e m 4- ode r 6 - m i n - W e r t e ine zu k le ine M e n g e l i e fe rn k a n n .

3. I n den 4 f ib r igen U n t e r s u c h u n g e n (Tabel le 2, Ve r suchs -Nr . 10 bis

13) w a r die S c h w u n d r a t e n a c h der 1. I n j e k t i o n d e u t l i c h e rhSh t , w g h r e n d

~. bn " ~ a

\ , . '~_ " - ,~- - . . Di~erenz/rurv.e

~ 7

x

~x~

1,6

1,5

i i i

.~'~o O.2 o,¢ o,~ o,8 I,o

20 30 ~0

I SO

1,8

~7

~, I,£ x~

80 7o 8o 3o leo rlo. n mln °I-

b

~ _ . . D_~erenzlrurve

o ' ' '

t i i i r i i i i i i [

1,o¢ mln Abb. 4a u. b. Abnahme der Farbstoffkonzentration bel S.,Vers.-Nr. 11 (Tabelle 2), Es wurdo jeweils die gleiche Menge Farbsto£f injim'ert. Die Differenzkurve zeigt die Abnahn~e der zttm 2. Male injizierten Farbstoffmenge allein. Ihre ~Verte stellen die Differenzen zwischen den nach der 2. Injektion gemessenen Konzentration (s, obere l~urve) un4 den aus dem Verlauf der 1. Kurve extrapolierten Konzentration 4ar (s. untere 1~llrve). Die l~onzentrationswerte der 1. Kurve liegen welt unter 4enen tier Differenzkurve. Das

beweist, da~ ein erheblicher Teil des injizierten Farbstoffes nach der 1. Injektion verschwindet.

sie n a c h der 2. i n n e r h a l b der n o r m a l e n S c h w a n k u n g s b r e i t e lag. D e r

unge f~h r e x p o n e n t i e l l v e r l a u f e n d e K u r v e n a s t lag in d ieser G r u p p e jewei ls n a e h der 1. I n j e k t i o n t i e fe r als n a e h der 2. (Abb. 4 a u n d 5a) . Das beweis t , d a g in d iesen Fi~llen n a e h der 1. I n j e k t i o n e i n e rheb l i ehe r

Te i l des F a r b s t o f f e s in k u r z e r Ze i t aus d e m s t r 6 m e n d e n B l u t e ve r - s ehwinde t . Se ine K o n z e n t r a t i o n s ink t d a d u r e h t iber die N o r m h i n a u s ab , so d a b die Menge des zur Ve r f i i gung s t e h e n d e n L6sungsmit~tels n a e h d e r 1. Tn jek t ion zu hoeh eingesehS~gzt wird , w e n n die exponeng ie l l e P h a s e

zu r B e r e e h n u n g des P l a s m a v o l u m e n s e x t r a p o l i e r t wird . A u e h die ge- b r i iueh l iehe M e t h o d e , we lehe d e n 4- ode r a u e h 6 - m i n - W e r t z u g r u n d e legt , b e w e r t e t u n t e r d iesen B e d i n g u n g e n das P l a s m a v o l u m e n n a e h der 1. I n j e k t i o n h6he r als n a e h der 2. I n j e k t i o n zz.

432 RERBEaT R,EMMER:

Dagegen kamen die beiden 1-min-Werte einander viel n/~her, da diese Methode die Farbstoffkonzentration bereits beim Einsetzen des Farbstoffsehwundes erfal~t.

V.

Die HShe des Farbstoffverlustes, worunter die fiber die Norm hinausgehende Farbstoffverminderung verstanden wird, welche nach der 2. Injektion nicht mehr nachgewiesen werden kann, ist in den einzelnen Untersuchungen der 3. Gruppe sehr versehieden (Tabelle 2, Versuchs- Nr. ]0--13). Sie lieB sich aus der Differenz zwischen der erhShten Schwundrate nach der 1. [njektion und der normalen nach der 2. In- jektion angeben. Dabei war es aber nStig, die Dauer der ver- st~rkten Konzentrationsabnahme zu berficksichtigen, die sich nicht immer fiber den ganzen Zeitraum yon fast 1 Std erstreckte, wie wir es in den ersten Untersuchungen feststellen konnten (s. Tabelle l, Ver- such 1 und 2 und Abb. 1).

Im Versuch Nr. 11 dauerte es etwa 50 rain bis der exponentielle Kurvenast erreicht ist (Abb. 4a). W~hrend dieser Zeit verminderte sich (~ie Konzentration um etwa 50%, wghrend sie nach cter 2. In- jektion im gleichen Zeitraum nur 9% abnahm. Die Differenz von 41% entspricht gut dem Betrage yon 43%, der sich auf die Menge be- zieht, um welche (].as Plasmavolumen nach der 2. Injektion niedriger zu berechnen wgre als nach der ersten (s. Tabelle 2, Nr. 11, Spalte 10 und 11). Da sich bei dieser Untersuchung der auBerordentliche Farb- stoffschwund fast iiber 1 Std ausdehnte, gelang es auch, die wghrend dieser Zeit gemessenen Farbstoffwerte durch die Potenzfunktion sehr gut anzugleiehen (Abb. 4b), so dab dag Bestimmtheitsma[~ B sogar einen Wert yon 0,99 erreichte. Die Gfiltigkeit der Funktion kommt ebenfalls in der niedrigen mittleren Abweichung s von ~- 1,35% zum Ausdruck.

Dagegen erreichte im Versuch Nr. 10 der erhShte Farbstoffschwund in viel kfirzerer Zeit sein Ende (Abb. 5a). Der Versuch, die Potenz- funktion den 4 Werten innerhalb der ersten halben Stunde zugrunde zu legen, fiihrte zu einer zu hohen mitt]eren Abweichung s yon 6,5% mit einem BestimmtheitsmaB B von nur 0,79. Ein solcher Kurvenver- lauf ist keineswegs gesichert. Dagegen lssen sieh die Mel~werte, die yon den 3 Blutentnahmen w~hrend der ersten 10 min stammen, durch die Potenzfunktion sehr gut ann~hern (Abb. 5b); s be t rg~ nur 0,64% und B erreicht einen Wert yon 0,987. Die Faktoren, welche den erhShten Farbstoffschwund bedingen, entfalten in diesem Falle nur in den ersten 10 min ihre Wirksamkeit. Diese Tatsache drfickt sich auch im Verlauf der Schwundkurve (Abb. 5a) aus, die bereits nach 10 rain mit einem deutlichen Knick in den ann~hernd exponentiell verlaufenden Ast tibergeht. Die Sehwundrate in den ersten 10 min betr~gt 51% naeh der


Ii Injektion und 9% nach der zweiten. Die Differenz dieser beiden Werte fiihrt auf einen Betrag von etwa 42 %, den man als ungefi~hren Verlust buchen kann. Zu einer geringeren Zahl fiihr¢ die Berechnung des Unter- sqhiedes der beiden Plasmavolumenwerte, yon denen der zweite um 33 % n!edriger erscheint (s. Tabelle 2, :Nr. 10, Spalte 10 und 11).

In den beiden anderen Untersuchungen dieser Gruppe (Versuchs- I~r. 12 und 13, Tabelle 2) ist der Farbstoffverlust bedeutend geringer;

7,8O

1,75

7,70

~,65

~,55

~ 7,es

1,7o

7,ss

1,Go

%

i

x ×

\

~ 5

\ ;~0 75 20

\ x ,t \

o,2 o,~ o,e o,e ~,o 7,z ~,~ o

~ ~ D a / ~ e r'e nz lear v •

• --.. a I , ......

25 dO 35 qO q5 50 55 i !

o

o2 g ~ o,e

I 1 80 e5 70 75

I rain I

P

" ~ ' " - ~ . . . , . . . .~ . ._

o,a 1,o 1,2 •¢ 7,s log mln

Abb. 5 a u. b. A b n a h m e der E v a n s - B l a u - ~ : o n z e n t r a t i o n bei B. (Vers.-Nr. 10) n a c h 2mal iger I n j e k t i o n der gle ichen Menge. Die K o n z e n t r a t i o n s w e r t e nach der 1. I n j e k t i o n ]iegen weir

u n t e r den n a c h tier 2. I n j e k t i o n b e s t i m m t e n .

Bei Nr. 12 t r i t t eine nicht so hohe aber deutliche Farbstoffabnahme kurz nach der Injekt ion in Erscheinung, welche bereits in etwa 8--10 rain beendet ist. Da w~hrend dieser Zeit nur 2 Bestimmungen nach 3 und 5 min durchgefiihrt wurden, kann die Schwundrate ohne Fehlerberech- nung nur ungef~hr mit 30 % angegeben werden. Die Differenz der beiden Schwundraten erg~be etwa 22%.

Die Plasmavolumenberechnung nach der 1. und 2. Injektion fiihren zu einem i~hnlichen Unterschied von 26% (s. TabeUe 2, Nr. 12, Spalte 10 und l l ) . Auch in dieser Untersuchung lieB sich die Potenzfunktion ffir den Zeitraum von einer halbert Stunde nach der 1. Injekt ion nicht anwenden. Eine Extrapolat ion der beiden Messungen nach 3 und 5 rain auf den l -min-Wert ermittelte eine Plasmavolumenmenge, die der- jenigen nach der 2. Injekt ion sehr nahekam.

434 HERBERT ~EMMER :

Vel'sllchs- person l Datum

2.8.48 R . ,~ 9.1.49

11 5.8.48 S., ~ 1.3.49

414a 1.4. 49

St., ~ ]112 12 9.2.49 7.4.49

S c h w u n d ~ a t e in P r o z e n t

I lI ]

34,51 H 9 111

34 5,5 6,5 2,5

10

3 O 8 16 7

Tabelle 3.

Plasma- V - " - - volumen in cm a bereehnet aus [Ungefahrer

exponen~en I . ~ • Phase ] ~n ~rozen¢ I

" l _ - - - - - - - 30

2 6 6 0 2 6 8 0 0

4700 2670 40 3 3 2 0 3 1 5 0 0 3400 -- 0

3000 2220 25 2870 2500 10

Bemerkungen

s. Abb. 1 u. Tabelle 1 s. Tabelle 2

s. Abb. 4 u. Tabelle 2 s. Abb. 2a, b u. Tabelle 2

s. Abb. 2 c

s. Tabelle 2 s. Tabelle 2

* Erklfirung s. Text.

Im Versuch Nr. 4 beobachteten wir einen noch geringeren Farbstoff- verlust , der merkwiirdigerweise fast eine halbe Stunde lang nachweisbar blieb. Denn fiir den ganzen Zei t raum lieB sieh die Po tenzfunkt ion anwenden, wie der niedrige Wer t yon s = = 1,3 % beweist. Das Best immthei tsmag B bel~uft sich auf 0,974 und sichert damit die (~bereinstim- m u n g mit dem Kurvenver lauf . Der Farbstoffschwund nach der 1. In- jekt ion betrug 22%, nach der zweiten ebenfalls w~hrend einer halben Stunde nur noch 12%. Ein Verlust von 10% wgre zu buchen. Die Differenz der errechneten Plasmavolumenwerte betr~gt 13% (Tabelle 2, Nr. 13, Spalte 10 und l l ) . Liegt dieser Untersehied noch innerhalb der Fehler- breite der Methodik ? Diese Frage konnte verneint werden. Die Ab- weichung yon 13% lieB sich vielmehr nach dem t-Verfahren statistisch sehr gut sichern 14.

Unte r den ber ichteten Ergebnissen sind die Befunde an 3 Personen besonders bemerkenswert . Als die Unte rsuehung naeh einiger Zeit wiederholt wurde, war es fiberraschend, dab der beim 1. Versuch beob- achtete Farbstoffver lust bei den Versuehspersonen R. und S. nach 7 oder 8 Monaten f iberhaupt nicht mehr nachweisbar war (s. Tabelle 3, w£hrend er bei der 3. Person, einer 40j~hrigen Frau, yon etwa 25% b innen 2 Monaten auf 10% absank (Tabelle 3, Versuchsperson St.). Dieser Befund ist deshalb besonders wichtig, weil er zeigt, dab 2 Monate nicht ausreichen, um die Faktoren, die den Farbstoffver lust herbei- ffihren, v611ig zum Verschwinden zu bringen. Die Unte rsuchung bei R. (Tabelle 3, Versuch 1) erfolgte anfangs zu einem anderen Zweek und ist bereits auf Tabelle 1 und Abb. 1 erw~hnt. Obwohl der Abs tand zwischen 1. und 2. In jek t ion dabei 19 Std betrug, so k6nnen wir doeh schliet~en, wenn wir die besproehenen Ergebnisse zur Erkl~rung heranziehen, dab es sich ebenfalls um einen eehten Farbstoffverlust handelt , der mi t


etwa 30% zu beziffern w~re und der bei der erneuten Untersuchung 5 Monate sla~tter vermi6t wurde.

VI.

Es bleibt die Frage zu diskutieren, ob es zweckm~6iger ist, bei der Berechnung des Plasmavolumens, wenn man sich auf 1 Injektion beschr~nkt, den aus der Potenzfunktion berechneten hypothetischen 1-min-Wert zugrunde zu ]egen. In den 4 ~F~llen mit hohem _Farbsto//- schuntnd erfaBt dieser Wert das wirkliche Plasmavolumen sicherlich viel genauer als die Methode yon GI]3SO~ und EVANS, die unter dieser Vor- aussetzung eine vS]lig falsche Menge anzeigt. Die beiden 1-min-Werte dagegen (Tabelle 2, Versuchs-Nr. 10--13) stimmen nach der 1. und 2. In- jektion weir besser fiberein. ])as Verh~ltnis vom 1. zum 2. betr~gt bei Versuch Nr. 10--13 (Tabelle 2, Spalte 15) im Durchschnitt 0,984 mit einer mittleren Abweichung yon :~ 0,09. Das bedeutet, dab bei der Benutzung dieser ]~erechnungsmethode der Fehler, welchen man bei hohem Farbstoffverlust zu erwarten hat, sicherlich 9 % oder noch mehr ausmacht.

In den 4 untersuchten F~llen dagegen, die keinen abnormen Farb- stoffschwund aufwiesen, stimmte die Menge des Plasmavolumens nach der 1. und 2. Injektion, berechnet entweder nach der einen oder der an4eren Methode, innerhalb der Fehlergrenzen gut fiberein (Tabelle 2, Versuchs-Nr. 4 7). Das VerhKltnis des 1. Wertes zum 2. ist nahezu 1. Die prozentuale mittlere Abweichung yon dem Quotienten der den Durchschnitt yon 6 Versuchen angibt, betr~gt bei der Berechnung nach GIBSO~ und EVANS 2,5 % und bei der Berficksichtigung des Lmin- Wertes 2,0% (4 F~lle, Tabelle 2, Versuchs-Nr. 4---7, Spalte 15). Dieser durchschnittliche Unterschied yon 2--3 % zwischen der 1. u n d 2. Injek- tion ist ein Ausdruck fiir den Fehler der angewandten Methodik.

Es ist dabei zu beriicksichtigen, dab bereits 2 Tropfen, die beim Einspritzen der FarbstofflSsung nicht in die Vene gelangen, die Bestimmung um 0,5% zu hoch erscheinen lassen. Die mittlere Abweichung der Kolorimeterwerte wurde oben bereits mit 2,1% angegeben. Da der extrapolierte Wert sich auf meistens 4 Messungen stfitzt, ist seine Angabe weit genauer. Andererseits wird zur Be- stimmung des Plasmavolumens mit einev Vergleichs15sung gearbeitet. Um kor- rekte Werte zu erhalten, wurde ihre Ye~diinnung und Bestimmung jeweils zur Kontrolle wiederholt. Wenn man alle Faktoren, die einen ~ehler mOglich maehen einkalkuliert, entsprieht der Wert yon 2--3% durchaus der Erwartung.

Das ]~lasmavolumen, berechnet in Anlehnung an G~BsoN und EVANS aus der exponentiellen Funktion ist in 14 Untersuchungen ohne Farb- stoffschwund sowohl nach der 1. Injektion als auch nach der zweiten im Durchschnitt 7,5% hSher als dasjenige, welches aus dem 1-min-Wcrt extrapoliert wurde. Der mittlere Fehler dieses Wertes ist relativ gering (Tabelle 2, Spalte 16--17). Aus den angeffihrten Befunden I~Bt sich

A r c h . e x p e r . P a t h . u . P h a r m a k o l . B d . 209 . 29

436 HEI~BERT REMMER :

nicht entscheiden, welche Berechnungsmethode dem wirklichen Wert des zirkulierenden Plasmavolumens am ngehsten kommt.

Diskussion.

Theoretische 1Jberlegungen ffihren dazu, die Abnahme der Farb- stoffkonzentration im Blute in 3 Phasen einzuteilen. In der ersten, die nur kurze Zeit anh~lt, wird sich die Substanz im strSmenden Blute ver- teilen. In der zweiten wird Diffusion des Farbstoffes in die Gef~6gebiete und Blutspeieher erfolgen, in denen das Blut nur wenig oder fiberhaupt nieht zirkuliert. Das Abwandern des Farbstoffes aus der Blutbahn werden wir der dritten Phase zusehreiben mfissen, die, wie uns aueh eigene Beobachtungen von leicht bl/*ulich tingierten Seren lehrten, oftmals naeh 1 Woehe noch nieht abgeschlossen war. Diese 3 Phasen werden sich in der Weise fiberdecken, da6 alle 3 sofort nach der In- jektion des Farbstoffes beginnen, aber zu versehiedenen Zeitpunkten ihr Ende linden. Wghrend die 3. Phase sieh fiber die ganze Zeit der Farbstoffabnahme erstreekt, wird die erste in wenigen Minuten beendet sein und die zweite lgnger andauern.. Die {)berlagerung dieser 3 Phasen findet ihren Ausdruck in dem typischen Verlauf der Zeit- Konzentrationskurve, die anfangs steil abfgllt, um langsam in den an- nghernd exponentiellen Ast fiberzugehen.

Eine Reihe yon Untersuchern hat sich bemfiht, aus dem Kurven- x~erlauf die einzelnen Phasen zeitlieh abzugrenzen, um aus der Extra- polation der einzelnen Phase, ohne die fiberlagernde zu berfieksiehtigen, das zirkulierende oder das gesamte im Gefgitsystem vorhandene Plasma zu ermitteln. Da die {~berggnge naeh Beendigung der einzelnen Ab- schnitte mehr oder wenig kontinuierlich verlaufen, mu6 eine jede der- artige Extrapolation ungenau sein. MILLER glaubte in der Zeit-Konzen- trationskurve, die er in Versuchen an Hunden festlegte, zwei detttliche Knickstellen zu sehen, die erste nach 4--6 rain und die zweite nach etwa 30--50 min 15. Die 3 Kurvenabsehnitte bringt MILLg~ in Verbindung mit den postulierten 3 Phasen.

Eine eingehende und genauere Analyse der Schwundkurve bei Hunden br ingen OVERBEY, MOORE, SHADDLE, LAWSON 12. Wghrend der ersten Stunde linden sie eine sehnelle Sehwundphase, die sie durch eine Funk- tion darstellen kSnnten, in weleher der log x der Farbstoffkonzentration eine Funktion des log x der Zeit ist. Unsere Ergebnisse bilden die Be- st~tigung, da~ diese Funktion auch ffir die Dauer des erh6hten Farb- stoffsehwundes beim Mensehen anwendbar ist. Naeh einer ~bergangs- phase, die bis zu 2 Std anhalten kann, erreicht die Schwundkurve erst den streng exponentionell verlaufenden Ast. Wie willkfirlieh ein grol~er Tell solcher Verfahren diese analysiert, zeigen allein die Angaben, die fiber die Zeit gemacht werden, welehe ein Farbstoff ben6tigt, um im

l~arbstoffschwund nach Injektion yon Evans-Blau (T 1824) beim Menschen. 437

zirkulierenden Blute sich vollstKndig zu vermischen. Sie schwanken zwisehen 90 see und 20 min 15. Wenn auch die Best immung an verschiedenen Tieren vorgenommen wurde, so spricht doch die hohe Diver- genz ebenfalls daffir, dab sich die Beendigung der Verteilung eines Farb- stoffes der exakten Bestimmung entzieht und dab kolloidale Substanzen, die das Blutgef/il~system verlassen und aul~erdem von phagozytierenden Zellen aufgenommen werden k6nnen, untaugliche Objekte fiir eine Be- s t immung der Durehmischungszeit sind. Am besten seheinen sich daffir markierte rote BlutkSrperchen zu eignen. Beim Kaninchen blieb die Radioaktivit/~t des pa2 nach 21/2 min bereits konstant 1~, w/~hrend die Verteilungszeit der mit radioaktivem Eisen markierten BlutkSrperchen beim Hunde etwa 4 min betr~gt 1~. Fiir den Menschen fanden sich dar- fiber noch keine genaueren Angaben, obwohl Blutv01umenbestimmungen mit p3~ bereits durchgeffihrt werden is, 19. Die Misehungszeit wird beim Menschen einen hSheren Wert haben, da sie parallel mit der Umlauf- zeit des Blutes wKchst, die mit der Grsl~e der betreffenden Art zu- sammenh~ngt. Wir mfissen daraus folgern, dab die Substanzen die beim Menschen in die Blutbahn injiziert werden, sich in etwa 4 bis 6 min mit dem Blute vSllig mischen, was mit ~lteren Untersuchungen fibereinstimmt 1,2.

Einen anderen Weg gingen LAWSON und Mitarbeiter 2°, um die Ver- teilungszeit festzustellen, die der Farbstoff T 1824 benStigt. Durch Vor- injektion des Farbstoffes fKrbten sie das Plasma yon Hunden und prfiften nun umgekehrt nach Injektion yon ungefKrbtem Plasma, wie lange der Anstieg der Farbstoffkonzentrat ion dauert. Aber bereits nach 3 min war die Zunahme der Werte beendet, und die langsam abfallende, ann/~hernd exponentielle Schwundphase erreicht. In den entgegengesetzten Ver- suchen, in denen sie eine gleiche Menge gefi£rbtes Plasma im Hunde injizierten, deren Plasma nicht vorgef~rbt war, beobachte ten sie die fibliche schnelle Schwundphase, die bis zu 20 min anhielt. Mit einer anderen Untersuchungsteehnik, bei der radioaktives Plasmaprotein injiziert wurde, konnten FIN~ und SELIGIM[AN ebenfalls keine sehnelle Schwundphase beobaehten 2L 89

Um so auffallender sind die in dieser Arbeit mitgeteilten Befunde, die zeigen, da$ bei klinisch gesund erscheinenden Personen in einzelnen F~llen eine welt fiber die Norm erhShte Schwundphase vorkommen kann. Each 10--30 min erst miindet diese Anfangsphase in eine ann~hernd exponentielle ein. Der abnorm hohe Farbstoffschwund l~l]t sieh am besten dureh den Regressionskoeffizienten verdeutlichen. Zwischen der 1. und der 10. rain kann der Farbstoffgehalt im Blute bei hohem Farbstoff- sehwund um 30---50 % abnehmen, w~hrend normalerweise in der gleichen Zeit der Konzentrat ionswert nur durchschnittlich 7% absinkt. Wenn dieser erhShte Schwund auf eine Diffusion des Farbstoffes in die Blut-

Arch. exper. Pa th . u. Pharmakol . , Bd. 209. 29a

438 HrRBERT REM~E~:

speicher beruhte , w~re es n icht einzusehen, warum er n icht in gleicher Weise in der Ze i t -Konzen t r a t i onskurve nach der 2. I n j ek t i on in Erschei- nung tr/~te. Aber noch eine andere MSglichkeit , die diesen erhShten Sch~nmd erkl/~ren kSnnte , w~re zu diskut ieren. Es gelang SC~UBEI~T 23 durch i n j e k t i o n einer hochmolekularen Subs tanz , Kol l idon, Farbs tof fe , d ie nur durch die Leber ausgeschieden werden, nierenf/~hig zu machen und d a m i t ihre K o n z e n t r a t i o n im Blute in kurzer Zei t erhebl ich zu vermin- dern . E in /~hnlicher Mechanismus im Blute kSnnte fiir die erh6hte Schwundphase ve ran twor t l i ch sein. Vom Vorhandense in i rgendwelcher spezifischer Subs tanzen, die viel leicht un te r den hochmolekularen EiweiB- kSrpern zu suchen w/~ren und die eine s t a rke Affinit/~t zu Evans -B lau bes~l~en, w~re dann das schnelle Verschwinden des Farbs tof fes abh/~ngig. Das normale Verha l ten des F~rbstoffes , wie es nach der zweiten I n j e k t i o n zum Ausd ruek kommt , wiirde dann nur so zu erkl/~ren sein, dab diese Subs tanz , welche die Fa rbs to f fe zur Ausscheidung bringt , nur in begrenz- tern Umfange vo rhanden ist. Ih re Menge wiirde die HShe des F a r b - s toffschwundes in der ers ten ha lben S tunde bedingen. F i i r diese theore- t ische Vors te l lung k5nnen bisher keine d i rek ten Beweise e rb rach t werden. W i r miissen deshalb annehmen, d~l~ i rgendwelche Gewebselemente den F a r b s t o f f aufnehmen. Die Zellen des Re t iku loendothe l ia len Sys tems phagozy t i e ren oder adsorbieren eine Reihe von Farbs to f fen ~4. Das scheint normalerweise fiir Evansb l au n icht zuzutreffen. Deshalb b le ib t es unklar , ob in den beobach te ten F~l len mi t hohem Farbs to f f schwund phagozy t i e r ende Zellen Evans -Blau speichern oder ob i rgendwelche ver- ~nder ten Ze l l s t ruk tu ren innerhalb oder aul~erhalb der B l u t b a h n eine h6here Aff in i t~ t fiir diesen F a r b s t o f f besi tzen als das P lasma~lbumin , das den F a r b s t o f f im Blute bindet . Eine Abs/~ttigung solcher Rezep to ren wiirde eine wei tere Aufnahme des Farbs tof fes blockieren, wie die ge- wShnliche K o n z e n t r a t i o n s a b n a h m e nach der 2. I n j ek t i on anzudeu ten scheint . Aber auch fiir diese Erkl/~rung fehl t ein schliissiger Beweis.

Noch n icht bean twor t e t werden kann die Frage, warum die F a r b - s toffspeicherung be im Menschen nur in vere inzel ten F~l len zu beobach ten ist. DaB es sich um einen abnormen Verlust an Fa rbs to f f handel t , geht aus den angef i ihr ten Berechnungen des P la smavo lumens und der Schwundra t e nach der 1. und 2. I n j ek t i on e indeut ig hervor .

:Nicht richtig ware es, wenn man die Schwundrate nach der 2. Injektion aus der Konzentrationsverminderung des gesamten Farbstoffes berechnen wiirde. Der Wert ware zu niedrig, da der Farbstoffschwund des vorher injizierten An- teiles minimal ist. Nach einer erneuten Injektion setzt sich der ungefahr exponentiell abnehmende Anteil namlich aus der bereits vorhandenen und der neu hinzu- kommender/Farbstoffmenge zusammen. Diejenigen Faktoren, welcho die h6here Abnahme der Konzentration in den ersten 10 rain bedingen, wirken sich nur auf den neuinjlzierten Anteil aus, dessen Abnahme deshalb im Blute unabh/~ngig yon dem noch vorhandenen Rest des Farbstoffes, welcher von der 1. Injektion


stammt, betrachtet werden mu~. Fiir die Berechnung des Plasmavolumens bleibt es jedoch gleichgfiltig, ob entweder die Differenzkurve oder die Ausgangskurve herangezogen wird. Die Werte stimmen fiberein.

CA~BELL und Mitarbeiter, die einen solchen Schwundeffekt 25 bei 6 I)oppelinjektionen am Menschen nicht nachweisen konnten, zitieren 2 weitere Arbeiten, yon welchen nur die letztere fiber ein gelegentliches Auftreten dieses Farbstoffverlustes beim Menschen berichten soll 2~, ~7 REEVE und ARMZN fanden ebenfalls nach 2maliger injektion beim Men- schen keinen Unterschied 2s. Bei Katzen wurde dieser merkwiirdige Effekt erstmalig yon CRVICKSHANK und WHIT~EL]) beobachtet 29. Dabei erstreckte sich der rapide Farbstoffschwund nach einer Mischungs- zeit yon 1 rain auf die ersten 10 min und fiberlagerte die normale Schwundkurve. Dieser Befund wurde regelm~Big bei Katzen erhoben, aber noch nicht in einem Falle bei Hunden a°' 15. Wenn auch beim gesunden Mensehen diese in die angels~chsische Literatur als ,,cat effect" eingegangene Beobachtung nicht sehr h~ufig zu linden ist, scheint es doch gerechtfertigt, unbedingt auch zur Plasmavolumenbestimmung beim Menschen eine Vorinjektion zu/ordern, wie es bereits CRUICKSHANK und WHITYI:ELD taten, die sich dabei aber nur auf Katzenversuehe stfitzen konnten. Wenn ein solches System, welches Farbstoff in be- grenztem Umfange aufnehmen kann, bei einzelnen Menschen vorhanden ist, wird dieses dadurch abges~ttigt. Es genfigt keineswegs, sich nur auf eine Injektion zu verlassen, da man nie voraussehen kann, wieviel naeh einmaliger Injektion vom Evans-Blau verlorengeht. Bereits der 4- oder 6-min-Wert, der am hi~ufigsten der Berechnung des Plasmavolumens zugrunde gelegt wird, liegt bei hohem Farbstoffschwund zu tief und t~uscht ein zu groBes Plasmavolumen vor n. Einen solchen berfick- sichtigt dagegen der 1-min-Wert, wenn er aus mehreren Bestimmungen innerhalb der ersten 10 min, doppellogarithmisch aufgetragen, extrapoliert wird. Aber der Fehler dieser Bestimmung wird bei einem h5heren Verlust zu groin, wie folgende Berechnung lehrt :

In 4 yon uns beobachteten Fi~llen betr~gt das Verh~ltnis der beiden Plasmavolumenmengen, nach der 1. und 2. Injektion berechnet nach dem 1-min-Wert, im Durchschnitt 0,984 mit einer mittleren Abweichung yon =L 0,09. Das bedeutet, dal~ bei Benutzung dieser Berechnungs- "methode der Fehler, welchen man bei hohem Farbstoffverlust zu erwarten hat, sicherlich 9% oder noch mehr ausmaeht. In 4 weiteren Bestim- mungen mit geringffigigem normalem Farbstoffschwund belief sich der Fehler bei der gleichen Methode nur auf 2 %.

Es bleibt die Frage zu diskutieren, welche Berechnung angewendet werden soll, wenn man yon der Vorinjektion zur Blockierung der farb- stoffaufnehmenden Zellen oder Substanzen Gebrauch macht. Das Plasmavolumen, bereehnet in Anlehnung an GIBSON und EVANS aus der

Arch. exper. Path. u. Pharmakol. , Bd. 209. 295

440 HERBERT REMMER:

ann~hernd exponentiellen Phase, war in 14 Fi~llen bei normaler Farb- stoffabnahme im Blute im Durchschnitt 7,5% h5her als dasjenige, welches aus dem 1-min-Wert extrapoliert wurde (Tabelle 2, Spalte 16 bis 17). Der mittlere Fehler dieser Prozentzahl war relativ gering. LAwsoN und Mitarbeiter, die die zuerst yon ihnen angegebene Berech- nungsmethode aus dem 1-min-Wert priiften, berechneten das Plasma- volumen nach einer Vorinjektion yon Evan-Blau aus der Farbstoffab- nahme, die sie durch Einspritzen von autogenem ungef~rbtem Plasma erzielten sl. Dieses Verfahren ]ieferte einen um 13% kleineren Wert als das Yon GIBSON und EvANs und stimmte gut mit den 1-min-Werten iiberein. Die zitierten Autoren kommen zu dem SchluB, dab die Farb- stoffkonzentration nach 1 min einen ungef~hr richtigen Wert fiir das Plasmavolumen ergibt, da einerseits wobl die Farbstoffverteilung im Plasma noch nicht abgeschlossen ist, wodurch die Konzentration zu hoch erscheint, andererseits aber anzunehmen ist, da6 wghrend der 1. min bereits ein wirklicher Schwund eingetreten ist, so dab der Wert zu niedrig eingesetzt wird.

Andere Autoren dagegen konnten die Methode yon GIBSON und EVANS durch eine genaue Bestimmung des BlutkSrperchenvolumens mit Hilfe yon CO a2 oder Erythrozyten, markiert mit radioaktivem Eisen oder Phosphor is, und des Hgmatokritwertes bestgtigen. Aber diesen Be- rechnungen des Gesamtblutes halter ein erheblieher Unsieherheits- faktor dadurch an, daB das tats~chliche Verhi~ltnis yon BlutkSrperchen zum Plasma im Gefi~Bsystem auch bei Anwendung eines Korrektur- faktors nur sehr ungenau durch den gewShnlichen Hgmatokritwert aus dem Blute einer peripheren Vene oder Arterie festgestellt werden kann, wie schon F ~ E u s zeigen konnte 33.

Der h6here Plasmavolumenwert, den die Methode yon GIBSON und EvAns liefert, scheint kaum gerechtfertigt zu sein, da er auf der sieher nicht zutreffenden Voraussetzung basiert, dab die Verteilung des Farb- stoffes 10--15 rain dauert, weil erst nach dieser Zeit die erste Phase der sehnelleren Konzentrationsabnahme allm~hlich in die langsamer abfallende exponentielle einmfindet. Das fiber die Vermischungszeit hinausgehende, st~rkere Absinken der Konzentration mug auf einer anderen Tatsache beruhen, worfiber die mitgeteilten Befunde keine Auskunft geben kSnnen. Aueh das l~nger anhaltende Einwandern der Substanz in Gebiete, in denen das Blur nur wenig zirkuliert, genfigt nicht zur Erkl~rung. Das versehiedenartige Verhalten yon Evans-Blau und yon roten BlutkSrperchen nach einer Injektion l~Bt vermuten, dab geringe Mengen des Farbstoffes in den ersten Minuten bereits fiber da normale MaB der geringffigigen Abnahme hinaus aus der Blut- bahn verschwinden. Wenn auch die Methode yon G~soN und EVANS wahrseheinlich zu hohe Plasmavolumenwerte angibt, wie auch yon anderen Autoren vermutet wird 3a, 35, so ist nicht gesagt, dal3 der


1-min-Wert der richtige ist. Dieser scheint jedenfalls beim Menschen etwas zu niedrige Werte zu liefern, da die Verteilung noch liingst nicht abgeschlossen ist. Man kann sich kaum vors~ellen, dab der dabei ent- stehende Fehler durch den geringen Farbstoffverlust , der vielleicht in der 1. rain erfolgt, ~611ig ausgeglichen werden kann. Die zitierten Befunde, die eine l~bereinstimmung vom 1-min-Wert mit Plasma- injektionen zeigen, sind unter ganz anderen Bedingungen erhoben worden. Es handelte sich um narkotisierte milzlose Hunde, denen ein erheblicher Teil ihres Plasmas entzogen und reinjiziert wurde.

Nach diesen Erw~gungen bleibt es sicher am vorteilhaftesten, einen mittleren Weg einzuschlagen und den Konzentrationswert nach 4 oder 6 min der Bestimmung zugrunde zu legen. Dieser liegt zwischen dem 1-min-Wert und dem aus der anni~hernd exponentiellen Phase extrapolierten. Bei einem solchen Vorgehen diirfte der Fehler, den man bei einer Plasmavolumenmessung zu erwarten hat, 4% kaum tibersteigen, denn es ist anzunehmen, dal] er den in den vorliegenden Untersuchungen ermittel ten yon 2- -3 % etwas iibertreffen wird, da es in der Praxis wohl kaum mSglich ist, den Wert auf 4 Blutentnahmen zu stiitzen.

Zusammen /as sung .

Zur Plasmavolumenbest immung wird der Farbstoff Evans-Blau empfohlen. Sein Absorptionsmaximum ]iegt auBerhalb der Oxyhgmo- globinbanden. Deshalb wird die kolorimetrische Messung durch gering- fiigige Hgmolyse nicht gestSrt. In kurzen Zeitr~umen wiederholte Best immungen des Plasmavolumen beim gleichen Patienten ergaben in einer Reihe yon F~llen betr~chtlich differierende Werte. Die Ge- schwindigkeit der Konzentrat ionsabnahme des Farbstoffes im Blute in den ersten 10--20 min war bei solchen Patienten bei der 1. Unter- suchung wesentlich hSher als bei der 2., die einige Stunden sparer erfolgte. Die gemessenen Konzentrationswerte lassen sich fiir einen Zeit- raum yon mindestens 10 min durch eine Potenzfunktion yon der Form

(/

Y = xb

in guter Ann~iherung darstellen. Diese Funktion besitzt den Vorzug, in doppellogarithmischem Mai~stabe aufgetragen, gradlinig zu verlaufen. Aus ihrem Neigungswinkel l~l~t sich die Schwundrate als einfaches Vergleichsma[~ ffir die Abnahme der Farbstoffkonzentrat ion yon der 1. bis zur 10. min angeben.

Zehn systematische Untersuchungen der Konzentrat ionsabnahme des Farbstoffes im Blute nach 2maliger Injektion der gleichen Menge Evans-Blau im Abstande yon einer halben Stunde fiihrte zti folgend'en Ergebnissen :

In 4 Versuchen war die Schwundrate nach der 1. und 2. Injektion gleich. In 2 anderen lie~ sich eine erhebliche Abnahme der Konzentra-

442 HERBERT I:~EMMER: Farbstoffschwund beim Menschen.

t i o n s w e r t e a l l e in n a c h de r 1. I n j e k t i o n a u f e ine 1/~nger a n h a l t e n d e Ver -

t e i l u n g des F a r b s t o f f e s i m B l u t e zu r f i ck f f ih ren . I n d e n i i b r i g e n 4 F/~llen

w a r die S c h w u n d r a t e n a c h de r 1. [ n j e k t i o n a u f 1 6 - - 5 1 % e r h S h t , w/~h-

r e n d sie n a c h d e r 2. d e n n o r m a l e n D u r c h s c h n i t t s w e r t y o n e t w a 7 % auf-

wies. D e r f iber d ie n o r m a l e F a r b s t o f f a b n a h m e h i n a u s g e h e n d e V e r l u s t

b e t r u g i n d i e s e n V e r s u c h e n 1 0 4 0 % d e r i n j i z i e r t e n Menge . I n a l l e n

u n t e r s u c h t e n F ~ l l e n e r r e i c h t e die S c h w u n d r a t e n a c h d e r 2. I n j e k t i o n

d e n N o r m a l w e r t y o n e t w a 7 %. Die U r s a c h e d ieses h o h e n F a r b s t o f f -

v e r l u s t e s l i eg t w a h r s c h e i n l i c h i n e ine r s p e z i f i s c b e n Aff in i t /~t b e s t i m m t e r

Ze l l en o d e r G e w e b s e l e m e n t e b e g r t i n d e t , d e r e n B i n d u n g s f ~ h i g k e i t grSf ter

a ls d ie des A l b u m i n s ist . A u f G r u n d d iese r B e f u n d e w i r d v o r g e s c h l a g e n ,

d u r c h e ine V o r i n j e k t i o n so lche S t r u k t u r e n m i t d e m F a r b s t o f f zu s ~ t t i g e n ,

u m n a e h e i n e r e r n e u t e n I n j e k t i o n e ine n o r m a l e K o n z e n t r a t i o n s a b n a h m e

h e r b e i z u f f i h r e n . E i n e e i n g e h e n d e E r 6 t e r u n g d e r v e r s c h i e d e n e n E x t r a -

p o l a t i o n s m e t h o d e n z u r B e r e c h n u n g des P l a s m a v o l u m e n s sch l ieBt s i ch an .

D e r d u r c h s c h n i t t l i c h e F e h l e r e i n e r s o l c h e n B e s t i m m u n g b e t r ~ g t 3 4 % .

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Dr. HERBERT REMMER, Berl in-Dahlem Pharmakologisches Ins t i tu t der Universit/~t.

Documents

Der Farbstoffschwund nach Injektion von Evans-Blau (T1824) beim Menschen