Naunyn-Schmiedeberg's Areh. exp. Path. u. Pharmak. 239, 321--327 (1960)

Aus dem Pharmakognostisehen Institut der Universität Innsbruck (Vorstand: Prof. Dr. 0. SeHAVMA~~¢)

Schicksal des.ua~veräladerten Methadoa* * *

Von 0. SCHAUMANN

Mit 2 Textabbildungen

(Eingegangen am 2. Mai 1960)

Die Verfolgung des Schicksals einer körperfremden Substanz im Organismus gliedert sich in zwei Aufgaben: 1. Verfolgung der intakten Verbindung auf ihrem Weg durch den Organismus, 2. Verfolgung der Umwandlungen, die sie auf diesem Wege erleiden. Wie in der 1. Mittei- lung gezeigt wurde, sind beide Aufgaben bisher nur unbefriedigend gelöst : Von den Umwandlungsörodukten ist nur die durch Methylierung gebil- dete quartäre Ammoniumverbindung des Methadon (siehe 1. Mitteilung) nachgewiesen und das Vorliegen des durch Demethylierung entstehenden primären Amins wenigstens wahrscheinlich gemacht worden. Uber das Schicksal des unveränderten Methadon sind die bisherigen Angaben noch spärlicher. Dies liegt vor allem daran, daß es an entsprechenden spezi- fischen chemischen Naehweismethoden fehlt, die es erlauben, bei den geringen, zur Verfügung stehenden Mengen zwischen dem unveränderten Molekül und nahe verwandten Umwandlungsprodukten mit Sicherheit zu unterscheiden. Die einzige Methode, die hier einigermaßen mit Erfolg anzuwenden ist und angewandt wurde, ist die Gegenstromvertcilung nach GRAIG. Mit dieser Methode fanden Lno~G WAr u. Mitarb. (1951), daß in den colorimetriscli erfaßten Basen in Kot und Galle nur ein geringer Teil die Verteilungseigenschaften des Methadon hat. MILLER U. ELLIOTT (1955) konnten ferner mit dieser Methode wahrscheinlich machen, daß die nach Injekt ion von cla-markiertem Methadon im ZNS gefundene Radio- ak t iv i tä t zu 90 °/0 unverändertem Methadon zukommt.

Die sicherste und empfindlichste Methode zum Nachweis und zur an- nähernden quanti tat iven Best immung von unverändertem Methadon, die sich auch in Reihenversuchen durchführen läßt, ist die biologische Methode am überlebenden Dünndarm des Meerschweinchens; sie liefert noch bei Bruehteilen eines MikrogTammes braueltbare Ergebnisse. Es wurde daher versucht, mit dieser Methodik den Weg des unveränderten Methadon zu verfolgen.

* Herrn Prof. Dr. P. WELS zum 70. Geburtstag gewidmet. ** Schicksal des Methadon (Polamidon) im 0rganismus, II. Mitteilung.

322 O. SCHAU~L~~~ :

Methodik a) Am erhöhten Lä~~gsmuskeltonus in der Versuchsanordnung nach TRE-~'DELEN-

BURO (SCHAUMA~N U. Mitarb. 1953). Durch einen für die Auslösung des Peristaltik- reflexes unterschwelligen Innendruck wird eine reflektorische Verkürzung der Längsmuskula tur erzeugt, die schon auf kleinste Methadondosen mit einer quant i ta- t iv auswertbaren Erschlaffung reagiert (Abb. 1).

b) Am ]coaxial gereizten Darm (P_aTON 1955). Durch das ganze Lumen des nach TRENDEL]~~BURG isolierten Darmes reicht ein als Innenelektrode dienender Platin- draht , dem in der Badflüssigkeit ein zweiter, als Außenelektrode dienender Platin- d rah t gegenübersteht. Die maximal gehaltene Reizung erfolgt durch Einzelreize von

. . . . % ù ~~~~ ~~~,,,

/

Abb. 1. Auswertung am erh5hten Längsmtmkeltonus. 1 0,4 pg (±)-Meth., 2 0,05 ml Endlösung aus Niere; 3 0,3 ~g (±)-Meth.; 4 0,5 ~g (±)-Meth.; × Auswaschen

0,5--1 msec Dauer und 5- -25 V Spannung in Abständen von 10 sec. Methadon führ t hier ebenfalls bereits bei kleinsten Dosen zu einer Verminderung der Kon- t rakt ionshöhen, die quant i t a t iv auswertbar ist (Abb. 2).

Die Empfindlichkeit ist in beiden Fällen von gleicher Größenordnung und liegt bei 10 -7 bis 10 -s Methadon in der Badflüssigkeit. Wegen der wechselnden Emp- findlichkeit verschiedener Darmpräpara te und auch im Laufe einer länger dauern- den Verwendung des gleichen Darmstückes ist es auch hier selbstverständlich nötig, die Auswertung stets im Vergleich zu einer Standardlösung von Methadon durch- zuführen.

Vorberei tung des Untersuchungsmaterials . Die gesamten Basen werden zunächst, wie in der 1. Mitteilung für die Colorimetrie beschrieben, mit Benzol oder Äthylen- dichlorid ausgeschüttelt . Die organische Phase wird 2 - -3ma l mit geringen Mengen Pufferlösung gewaschen, die Basen mit n/10 HC1 ausgeschüttel t und noch zweimal mit Wasser nachgewaschen. Die salzsaure Lösung wird auf dem Wasserbad zur Trockene gebracht und der Rückstand mit 10 ml Wasser aufgenommen. Mit dieser Lösung, die unveränder tes Methadon und die basischen Umwandlungsprodukte mi t Ausnahme des quar tären Methylmethadon enthäl t , wird dann die colorimetrische Best immung der Gesamtbasen und die biologische Best immung des unveränder ten Methadon vorgenommen. Bei der colorimetrischen Best immung mit der Methyl- orangemethode nach BRODIE (1947) wird die Lösung für Colorimetrie und biologische Best immung geteilt. Ber Verwendung der Bromkresolpurpurmethode nach CRO~~- HEIM U. WARE (1948) können beide Best immungen mi t der gleichen Probe nach- einander durchgeführt werden, da hier nach der alkalisch wäßrigen Ausschüttelung des Farbstoffs aus dem in der organischen Phase gelösten Farbstoff-Basenkomplex die Basen quant i t a t iv in der organischen Phase zurückbleiben und daraus wieder mi t n/10 HC1 für die biologische Best immung herausgeholt werden können.

Schicksal des unveränderten Methadon 323

Mit dieser Methodik wurde in Org~nen, Harn und Galle von Ratten und bei Abbauversuehen in vitro mit Leberschnitten der Anteil von unverändertem, biolo- gisch wirksamem Methadon in Vergleich zu dem colorimetrisch ermittelten Ge- samtgehalt an lipoidlöslichen Basen ermittelt.

Versuchsergebnisse Rattenorgane (W. SCHMIDT 1954). Über den Gehalt an colorimetrisch

bestimmten Gesamtbasen und biologisch bestimmtem unverändertem Methadon in Leber, Lunge und ~qiere von Rat ten 1 Std nach einer p.o.- Gabe von 20 mg/kg (±)-Methadon (Polamidon) gibt Tab. 1 Aufschluß. Im Mittel wurden unter diesen Be- dingungen rund 10°/0 der colorime- - trisch nachweisbaren Basen am Darm noch wirksam gefunden (unverän- dertes Methadon).

Harn ( W . ScHMIDT 1954). Es wurde immer der Harn von vier Rat ten vereinigt; die angegebenen Zahlen beziehen sich daher auf eine Gruppe von vier Tieren. In den / 2 / Versuchen mit Verabreiehung p.o. Abb.2. Auswertung am koaxial gereizten wurde das Methadon in 10 mlWasser Darm. 1 0,agg(±)-Meth., 2 0,6pgcolorim.

bestimmtes ,Methadon" nach einstündigem pro Tier mit der Schlundsonde Abbaudurch Leberschnitte gegeben. In den Versuchen mit s.c. Injektion bekam eine Gruppe von vier Tieren noch eine zusätzliche Wassergabe von 10 ml pro Tier, eine andere Gruppe von vier Tieren blieb ohne Wasserbelastung. Die Ergebnisse bei 20 mg/kg Methadon p.o. sind in Tab. 2 angeführt. Aus ihnen ist zu entnehmen, daß rund 500/0 der colorimetriseh bestimmten Basen noch biologisch am Darm wirksam waren. Bei s.c. Verabreichung von 10 mg/kg Methadon ist dagegen praktisch die ganze colorimetrisch bestimmte Basenmenge auch biologisch wirksam (Tab. 3), wobei diesbezüglich zwischen den einzelnen zeitlichen Teilportionen kein Unterschied besteht und auch die Wasser- belastung keinen Einfluß hat. Deutlich tritt hier die starke Diurcse- hemmung in den ersten 3 Std hervor.

Ausseheidung in der Galle (STEMMEI~ 1955). In Urethannarkose (800 mg/kg i.p. wurde in den Choledochus ein Plastikkathetcr eingeführt. Die gegebene Methadonmenge betrug jedesmal 3 mg/Tier i.m. (12 bis 15 mg/kg). Wie die Resultate der Tab. 4 zeigen, sind hier im Durchschnitt nur rund 5 °/o der colorimetrisch nachweisbaren Basen noch biologisch wirksam. Von der gesamten verabreichten Menge wurden binnen 7 bis 9 Std 23 °/o als basische, nicht quartäre Umwandlungsprodukte und 1,2 °/o

324 O. SCHAUMA.~ :

als biologisch wirksame Base (unver//ndertes Methadon) ausgeschieden. ])as quart~re Methyl ierungsprodukt wurde hier teider nicht best immt.

Versuch mit Lebersehnitten in vitro (MoELIm~ 1959). Ansatz : 100/~g Methadon, 200 mg Leberschnit te yon Meerschweinchen in 6 ml Krebs- Ringer aerob bei 38 °.

Tabelle I. 1 Std nach 20 mg/kg (±)-Methadon p.o. ,ug/g frisches Organ; Prozen~ -- 100. biol./color.; Color. : colorimetrisch

gefundener ~Vert; biol. = biologisch gefundener Weft

Col .

102 56,5 59 55 46

L e b e r

b io l . P r o z e n t

14 13,7 5 8,9 6,3 10,7 4,7 8,6 2,5 5,5

COl.

89 20 33,5 25 37

L u n g e

b io l .

7,9 2,8 4,6 2,7 2,9

P r o z e n t

7,9 14,0 13,7 10,8 7,9

CoL

66 18,5

19,5 10,5

N i e r e

b i o l .

6,7 0,9

2,2 0,8

P r o z e n t

10,1 5,0

11,3 7,6

Wie aus Tab. 5 hervorgeht , in der die Mittelwerte aus je fiinf Ans/itzen angeffihrt sind, bleiben nach 4 Std noch rund 500/0 des eingesetzten Methadon colorimetrisch und rund 16°/o biologisch nachweisbar. Der biologisch wirksame Anteil betriigt bier demnach etwa ~/3 des colori-

Tabelle 2. Ausscheidung im Ham nach 20mg/kg (±)-Methadon p. o.

[ Stunden 0--t i 1--2 2--4 4--8 0~8

i i

ml i 13 7 t~g color. ! 33 : 22 /~g biol. 13 12 100 biol.

color. 139,50/0 55o/o

4,4 32 13

41 °/0

6,oi 30,4 71 ! 158 32 J 70

i

45°/0 i 45°/0

metrischen Wertes. Dazu k£men nach den in der ersten Mitteilung ange- fiihrten Versuchsergeb- nissen noch etwa 200/0 des eingesetzten Metha- don als quart~res Methyl- methadon.

Besprechung der Versuchsergebnisse

Die in den einzelnen Versuchsreihen angegebenen Zahlen sind nur als Anniiherungswerte aufzufassen, da bei den Best immungsmethoden mit relativ groBen Fehlern zu rechnen ist, die bei der colorimetrischen Bes t immung im allgemeinen =}: 5 °/o, bei der biologischen Bes t immung abe t bis zu t 20 °/o betragen k6nnen. Tro tzdem geben sie ein brauchbares Bild fiber das bisher unbekannte Schicksal des unver~nderten Methadon im Organismus.

Die in den einzelnen Versuchen gefundenen Prozente an biologischer Aktivit i / t kSnnten theoretiseh entweder auf einem entsprechenden Anteil an unver~nder tem Methadon oder auch auf dem Vorliegen eines Um- wandlungsproduktes mit entsprechend geringerer Wirksamkeit beruhen,

Schicksal des unver&nderten Methadon 325

Le tz te res is t j edoch sehr unwahrschein l ich , da die spezifische W i r k s a m - ke i t in der Methadonk las se sehr kons t i t u t i onsempf ind l i ch i s t (SchAu- MA~~; 1954); schon das homologe 0 k t a n o n m i t e iner nur u m eine Methy lg ruppe ver län- ger ten Se i t enke t t e is t vo l l s t änd ig unwi rksam, Stunden

ebenso die mi t einer phe- A ml nolischen OH- Gruppe ~g eolor.

Bg biol. subs t i tu ie r t en Der iva te , 100 biol. de r dem K e t o n ent- color. sprechende Alkohol und B ml die qua r t ä r e Ammoni - #g color. u m v e r b i n d u n g ( S C H A U - ~g biol. MA~N 1941--44). Außer - 100 biol.

dem wechsel t der Pro- zen t sa tz der spezifischen W i r k s a m k e i t in den ver-

schiedenen Versuchen, :Nach Stunden was gegen das Vorl iegen einer e inhei t l ichen Ver- b indung von ger ingerer W i r k s a m k e i t spr icht .

E r w a r t u n g s g e m ä ß is t in der Galle, also nach Leberpassage , nur ein ger inger Teil der Ge- Mittelwerte: s amtbasen noch unver- Prozent der

gegebenen änder tes Me thadon ; der Menge: biologische W e r t b e t r ä g t im Durchschn i t t r und 5 °/0 des color imetr ischen Wer tes . Daß der A b b a u in v i t ro mi t Leber- ~ach schn i t t en h in te r dem Stunden nach Leberpassage in v i t ro wei t zurückble ib t , i s t verst / /ndl ieh, da in v i t ro ja doch wesent l ich

Tabelle 3. Au#seheidung im Harn nach lOmy/kg ( ± ).Methadon s.e.

A ~-- mit Wasserbelastung, B ~-- ohne Wasserbelastung

0--3

6 94;6

99: %

m

color.

3--7 7--24 0--24

14 7 220,0 156,0 214 132

980/0 940/0

11 4 - - - - 375 110 320 114

850/0 104°/o

27 470,6 438

97%

18 485 434

950/0

Tabelle 4. Ausscheidung in der Galle nach 3000 i~g ( ~)-Methadon i. m. pro Tier

100 biol pg biol. color.

35 4,9 40 5,7 25 3,7 35 4,8 3 5 4 , 9 40 5,7

~g color.

720 700 680 730 720 700

707 ± 7,5

23,6°/o

35 -- 2,3

1,2°/o

5,95 =L 0,3

Tabelle 5. Leberschnitte in vitro; von 100 i~g ( ±)-Methadon noch vorhandene Mengen in

Mikrogramm (n = 5)

#g eolor.

73,3 ± 1,8 59,2 -- 1,2 49,5 i 1,4

pg biol.

39,3 ± 2,0 19,7 ± 0,4 16,5 ± 0,5

100 biol. eolor.

54 33 33

ungünst igere , unphys io logische Bedingungen vorl iegen. A u ß e r d e m is t das Verhä l tn i s von Lebergewebe zu Me thadon in v ivo für einen A b b a u wesent l ich güns t iger als in v i t ro , wo über ein Verhä l tn i s von 2000:1, wie

326 O. SCt{AUMA-NN :

in den vorliegenden Versuchen, kaum hinausgegangen werden kann. In einem Versuch, bei dem die Galle portionsweise aufgefangen und analy- siert wurde, nahm der Prozentsatz an unverändertem Methadon von 8 °/0 in den ersten 3 Std auf 20/0 in der 10.--13. Std ab.

Die in den Organen colorimetriseh gefundenen Werte sind mit Aus- nahme der relativ hohen Mengen der ersten Zeile in Tab. 1 von der gleichen Größenordnung, wie sie von LEO~¢G Wa• u. Mitarb. (1949) ange- geben wurden (in ttg pro g Gewebe : Leber 35--õ0, Lunge 29--37, Niere 12--19). Bezügheh des Anteils an unverändertem Methadon besteht zwischen den einzelnen untersuchten Organen kein signifikanter Unter- schied. Der Wert von rund 10°/0 1 Std nach der oralen Gabe entspricht ungefähr dem in der Galle gefundenen Verhältnis, das in den ersten 3 Std zu 8 °/o gefunden wurde. In einer orientierenden Versuehsserie mit s.c. Injektion von 10 mg/kg Methadon wurden naeh 1 Std in Leber, Lunge und Niere zusammen pro Gramm Gewebe kolorimetriseh 46 ttg, biologisch 14/,g wiedergefunden, das sind rund 30 °/o des colorimetrisehen Wertes. Die Entgiftung hat somit bei oraler Darreichung wesenthch größere Ausmaße als bei s.c. Injektion, was verständhch macht, daß nach EDDY U. LEIM- BACF[ (1953) das Methadon bei s.c. Injektion 3- -5mal stärker anal- getisch wirksam ist als bei oraler Darreichung.

Im Gegensatz zu Galle und Organen ist im Harn der Anteil des unver- änderten Methadon auffallend hoch ; er beträgt bei oraler Gabe annähernd 50o/o und bei s.c. Injektion nahezu 100°/0 des colorimetrisch nachweis- baren Basenanteils. Dazu wäre allerdings zu bemerken, daß ELLIOTT U. Mitarb. (1949) mit der Isotopenmethode rund 30 °/0 der gegebenen Dosis im Harn wiederfanden, während eolorimetriseh von LEOI~~G WAY U. Mitarb. (1951), sowie CROH.NHEIM U. WARE (1948) nur 4--10 °/0 an hpoid- löshchen Basen nachweisen konnten. Es müssen also im Harn noch we- sentliche Mengen von Abbauprodukten enthalten sein, die sich dem üb- hehen eolorimetrischen Nachweis bisher entzogen haben. Ein Teil davon geht wohl auf Rechnung des Methylmethadon. Es ist auch nicht von der Hand zu weisen, daß hier neben der nur schwach basischen Ringschluß- verbindung aus dem durch Demethyherung entstandenen primären Amin (siehe 1. Mitteilung) sich noch phenohsehe Umwandlungsprodukte in konjugierter Form verbergen, wenn deren Nachweis bisher auch noch nicht gelungen ist.

Zusammenfassung 1. Es wird eine Methodik am isoherten Meerschweinchendarm zum

Nachweis von unverändertem Methadon angegeben. 2. Von den colorimetrisch bestimmten lipoidlöslichen Basen ist nur

ein Teil als unverändertes Methadon anzusprechen.

Schicksal des unveränderten Methadon 327

3. Dieser Ante i l be t räg t bei Verabre ichung p.o. in der Galle e twa

5 °/o, in den Organen 10 °/o und im H a r n 50 °/o. 4. Bei s.c. In j ek t ion ist dieser Ante i l wesent l ich höher.

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Professor Dr. O. SCl~AtTMANN, Pharmakognostisches Institut der Universität, !nnabruck/0sterr.,

Peter Mayr-Straße 1

Naunyn-Schmiedeberg's Arch. exp. Path. Pharmak.. Bd, 289 23