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Zeitschrift fiir die gesamte experimentelle Medizin, Bd. 130, S. 577--603 (1959) Aus dem Toxikologischen und Gewerbehygienischen Laboratorium der Farbenfabriken Bayer AG., Werk Wuppert~l-Elberfeld Uber die Ausscheidung von Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere Von G. HE(~HT und W. SCHOLTAN Mit 22 Textabbildungen (Eingegangen am 23. August 1958) A. Ausscheidung yon PVP durch die normale menschliche Niere I. Einleitung Seitdem im Jahre 1941 das Polyvinylpyrrolidon (PVP) yon H~CHT U. WEISS 7 als Blutflfissigkeitsersatz unter dem Namen Periston in die Medizin eingeffihrt worden ist, ist seine Ausscheidung wiedcrholt Gegen- stand der Untersuchung gewesen 4, 8, 9, 13 Die praktische Bedeutung, die das Periston als Blutfliissigkeitsersatz besitzt und die Verbesserung der Molekulargewichtsverteilung des im Periston enthaltenen PVP (geringere hochmolekulare Anteile bei anni~- hernd gleichem mittleren Molekulargewicht) veranlal3te uns, die PVP- Ausscheidung durch die Niere mit den in den tetzten Jahren entwickelten verfeinerten Methoden erneut zu untersuchen. Von diesen Methoden er5ffnet vor allem die Trfibungstitration die MSglichkeit, die Molekular- gewichtsverteilung des im Serum und im ttarn enthaltenen PVP zu bestimmen. Dadurch ist ein besseres Versti~ndnis des Eliminationsvor- gangs m5glich. II. Das verwendete Pr~parat und die Art der Anwendung Bei 3 nierengesunden Patienten* wurde eine Peristoninfusion durchgeffihrt. Dazu wurde das handelsiibliche Periston verwendet, das als hochmolekularen Stoff das PVP in 4~oiger L5sung enth~lt. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichtes des PVP betr~gt 25000. Die durch Triibungstitration ermittelte Molekulargewichts- verteilung (MGV) des Produktes ist in Abb. 10 wiedergegeben. Die Patienten erhielten 450 em3 Periston. Dies entsprieht 18 g PVP. Die Dauer der Infusion betrug durchsehnittlich 50 rain. Der Ham der Patienten wurde fiber * Die Auswahl der Patienten und die Durchfiihrung der Infusionen erfolgte in der II. Medizinischen Klinik der Medizinischen Akademie Diisseldorf (Direktor: Prof. Dr. K. OB~DZSSE). Z. ges. exp. ]tied., Bd. 130 39

Über die Ausscheidung von Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere

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Zeitschrift fiir die gesamte experimentelle Medizin, Bd. 130, S. 577--603 (1959)

Aus dem Toxikologischen und Gewerbehygienischen Laboratorium der Farbenfabriken Bayer AG., Werk Wuppert~l-Elberfeld

Uber die Ausscheidung von Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere

Von

G. HE(~HT u n d W . SCHOLTAN

Mit 22 Textabbildungen

(Eingegangen am 23. August 1958)

A. Ausscheidung yon PVP durch die normale menschliche Niere

I . Einlei tung

Sei tdem im J a h r e 1941 das Po lyv iny lpy r ro l i don (PVP) yon H~CHT U. W E I S S 7 als Blutf l f iss igkei tsersatz un te r dem N a m e n Per i s ton in die Medizin eingeffihrt worden ist, is t seine Ausscheidung wiedcrhol t Gegen- s t a n d der Un te r suchung gewesen 4, 8, 9, 13

Die p rak t i sche Bedeutung , die das Pe r i s ton als Blutf l i iss igkei tsersatz bes i tz t u n d die Verbesserung der Molekulargewichtsver te i lung des im Per i s ton en tha l t enen P V P (geringere hochmolekula re Ante i le bei anni~- he rnd gleichem mi t t l e r en Molekulargewicht) veranlal3te uns, die PVP- Ausscheidung durch die Niere mi t den in den te tz ten J a h r e n en twicke l ten ver fe iner ten Methoden e rneut zu untersuchen. Von diesen Methoden er5ffnet vor a l lem die Tr f ibungs t i t r a t ion die MSglichkeit , die Molekular- gewichtsver te i lung des im Serum und im t t a r n en tha l t enen P V P zu bes t immen. Dadu rch is t ein besseres Versti~ndnis des E l imina t ionsvor - gangs m5glich.

II . Das verwendete Pr~parat und die Art der Anwendung Bei 3 nierengesunden Patienten* wurde eine Peristoninfusion durchgeffihrt. Dazu

wurde das handelsiibliche Periston verwendet, das als hochmolekularen Stoff das PVP in 4~oiger L5sung enth~lt. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichtes des PVP betr~gt 25000. Die durch Triibungstitration ermittelte Molekulargewichts- verteilung (MGV) des Produktes ist in Abb. 10 wiedergegeben.

Die Patienten erhielten 450 em 3 Periston. Dies entsprieht 18 g PVP. Die Dauer der Infusion betrug durchsehnittlich 50 rain. Der Ham der Patienten wurde fiber

* Die Auswahl der Patienten und die Durchfiihrung der Infusionen erfolgte in der II. Medizinischen Klinik der Medizinischen Akademie Diisseldorf (Direktor: Prof. Dr. K. OB~DZSSE).

Z. ges. exp. ]tied., Bd. 130 39

578 G. HECHT und W. SCItOLTAlg:

einen Zeitraum von 2--3 Wochen ges~mmelt. W~hrend dieser Zeit wurden in ge- wissen Abstanden Blutproben abgenommen. Im Serum und im H a m wurde die PVP-Konzentrat ion nach den unten beschriebenen Methoden ermittelt.

III . Experimentelle Methoden 1. Bestimmung der PVP-Konzentrati0n im Serum und im Harn. Die PVP-

Konzentration im Serum wurde naeh POULLAIN U. ~I:ETTE 12, im Harn nach LEvY u. FEI~GUS ~1 bestimmt.

N~lekulc:rgewicht:

7,O

~s

q6

O,2

0 J PVP Konzentrgtzon in mq%

5OOOO /28,

20( / \ ls~

Abb. 1. Abh~ngigkeit der Extinktion yon PVP-KJa-LSsungen Yore PVP-Gehalt un4 vom Molekulargewicht (Methode LEVY ll. FERGUS)

Die untere Grenzkonzentration, die nach diesen Methoden bei entsprechender VergrSBerung der eingesetzten Serum- und Harnmengen noch errant werden k~nn, liegt bei etwa 10 mg-~ Im H a m lassen sich n~herungsweise noeh ldeinere PVP- Konzentrationen bestimmen, wenn man den H a m vorher durch V~kuumdestillation einengt und gegen Wasser di~lysiert.

Die yon POVLLAI~ u. PIETTE bzw. yon LEVY u. FERGUS beschriebenen quantita- riven PVP-Bestimmungsmethoden nutzen die Erscheinung aus, dab die braune

:4

O

�9 - . - . - - - r ~

20 30 40 50 Molekulargewz~hf N. 10 -3

Abb. 2. ]~Iolek~l~rgewichtsabh~ngigkeit der zur PVP-Konzentrationsberechn~mg nach LEVY ll. FERGUS benStigten Korrekturfaktoren. A u. • Eigene ~u �9 Werte Yon LEVY u. FERGUS,

O Werte Yon der BASF

Farbe des verwendeten K~lium- Trij odid-Reagens dureh Zusatz yon PVP eine Furbvertiefung er- f~hrt. Diese Farbvertiefung ist jedoeh, wie bereits LEvY u. FER- GVS 11 beschrieben haben, vom Molekulargewieht des verwendeten PVP ~bh~ngig. In Abb. 1 ist die Extinktion yon PVP-K~lium-Tri- jodidl6sungen, gemessen bei 492 mH, gegen eine K~lium-Trijodid- ]6sung in Abhangigkeit vom PVP- Gehs/lt aufgetragen.

Zur Bereehnung der PVP-Kon- zentration im Serum und Hum

wurde die Eichkurve der Abb. 1 zugrundegelegt, die f/Jr das PVP mit einem Mole- kulargewicht yon 28 000 gefunden wurde. Die daraus erhal~ene PVP-Konzentrat ion wurde mit einem d~s Molekulargewieht beriieksiehtigenden Korrekturfaktor multi-

Ausscheidung von Polyvinylpyrrolidon dureh die normale Niere 579

pliziert. Die verwendeten Korrekturfaktoren sind in Abb. 2 in Abhangigkeit vom Molekulargewicht dargestellt. Sie ergeben sieh aus den Eiehkurven der Abb. 1 und s t immen mit den Korrekturfaktoren iiberein, die sich aus den yon L~vY u. FERGUS bzw. den yon der BASF mitgeteil ten Eichkurven bereehnen lassen.

Im Harn, der in den ersten Stunden nach der Infusion des PVP ausgeschieden wurde und der die niedermolekularen PVP-Frakt ionen enthielt, wurde die PVP- Konzentra t ion kolorimetrisch naeh L~vY u. FERGUS und nach Isolierung des PVP naeh dem yon AMMox 1 angegebenen Verf~hren zusatzlieh kjeldahlometriseh be- s t immt. Die kjeldahlometrisehe Methode ergab dabei Werte, die um 10% niedriger l~gen. Die im H a m unmit te lbar nach der Infusion ausgeschiedene PVP-Menge kann hSchstens um diesen Wert zu grol3 angegeben worden sein. Da unseres Erachtens bei kleinen PVP-Mengen die kjeldahlometrische Methode grSBere FehlermSglich- keiten in sich birgt, so hal ten wir die kolorimetriseh ermit tel ten PVP-Konzentra- t ionen fiir die wahrscheinlichsten.

2. Isolierung des PVP aus Serum und Harn. Zur Best immung der Molekular- gewichtsverteilung des im Blur und im Harn enthal tenen PVP wurde dieses zungchst nach dem yon AMMON 1 angegebenen Verfahren isoliert. Man erhalt dabei das PVP in methano]iseher LSsung.

Beim Harn, der 2 Tage nach der Peristoninfusion erhalten wird, liegt der PVP- Gehalt meist unter 100 rag-%. Eine Aufarbeitung naeh dem Verfahren yon A ~ o ~ ist dann nur sehwer m5glich, da die Fallung des PVP infolge der grSl~eren Verdiin- nung nur schleeht durehgefiihrt werden kann. In diesem Falle wurden zunaehst je naeh der PVP-Konzent ra t ion im H a m 10--100 cm s H a m mit der 9faehen Menge Methanol gefallt, die nach dem Zentrifugieren erhaltene ldare LSsung dureh Vakuumdesti l lat ion auf 40--50 cm s eingeengt, gegen fliel3endes Wasser unter Ver- wendung yon Cellophanschlauchen dialysiert und durch Vakuumdesti l lat ion auf 20--30 cm 3 eingeengt. Aus der erhal tenen wgl3rigen PVP-LSsung wird das PVP naeh AMMos mit einem Triehloressigsaure-Sehwefelsauregemiseh ausgefallt und weiterbehandelt wie bei AMMON beschrieben.

Bei Harnproben mit einer k le ineren PVP-Konzent ra t ion als 5 rag-%, wie sie etwa eine Woche nach der Peristoninfusion erhalten werden, ist eine exakte Be- s t immung der PVP-Konzentra t ion nur noch annaherungsweise mSglich; bei der Aufarbeitung eines Harnes mit so geringem Gehalt ist es unzweekmal~ig, diesen sogleich mit der 9fachen Menge Methanol zu fallen, dg bei diesem Vorgang zu groBe Fliissigkeitsmengen anfallen w/irden. In diesem Falle wurde der gesamte H a m dureh V~kuumdestil lation eingeengt, 3 Tage gegen flieBendes Wasser dialysiert und dann erst nach dem von AMMON angegebenen Verfahren weiterbehandelt.

Dutch Vorversuche wurde festgestellt, d~l~ der durch Dialyse bewirkte PVP- Verlust etwa 5 - - 1 0 % der eingesetzten Menge betrug. Die MGV des PVP wurde dureh die Dialyse nicht vergndert, da die niedermolekularen Anteile, die durch den Cellophansehlaueh zu diffundieren verm5gen, zum grSBten Tell bereits in den ersten 24 Std dureh die Niere ausgeschieden werden. Die Isolierung des PVP aus dem nicht dialysierten Harn und aus dem Serum ist mi t einem Verlust yon 0 - - 1 0 % bzw. yon 15- -20% verbunden. Aueh in diesem Falle wird die MGV des PVP, wie dureh Vorversuehe festgestellt wurde, nieht vergndert.

Nach dem Verfahren yon A~MoN erhalt man n~eh der Aufarbeitung von Serum und Harn das PV P in methanollscher L6sung. Aus diesen L6sungen wurde das Methanol im Vakuum bis zu wenigen Kubikzent imetern abdestilliert, der Destilla- t ionskolben erneut mi t Wasser aufgefiillt und die LSsung noehmals auf wenige Kubikzent imeter eingeengt. Auf diese Weise erhalt man eine reine waBrige PVP- L6sung, ohne dab es wahrend des gesamten Isolationsvorganges notwendig gewesen

39*

580 G. H~CHT und W. SC~OLT~N:

ware, eine PVP-halt ige L5sung zur Trockne zu dampfen. Dampft man n~mlieh bei der Isolierung die LSsungen auf dem Wusserb~d zur Trockne und 15st den Riick- s tand erneut in Wasser, so erh~lt man verf~rbte L5sungen, die bei der Trfibungs- t i t rut ion eine ver~nderte MGV ergeben. D~s PVP seheint also durch das zur Trockne- dampfen in bisher noch nieht bekannter Weise ver~ndert zu werden.

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/8 20 22 2~l 26 28 30 32 3~ 3~ N(i 2 S04 ~ekalfin gllOUcla3Z#sung

Abb. 3. Trf ibungskurve des im I t a r n zu verschiedonen Zeiten nach der Infus ion ausgeschie- denen PVP (Abh~ngigkei t tier Trf ibung yore Na2SOt-Gehalt der LTsung)

3. Bestimnmng der Molekulargewichtsverteilung. Zur Best immung der MGV wurde die nach den oben besehriebenen Verf~hren erhaltene w~Brige PVP-LSsung verwendet, die durch Verdfinnen auf eine Konzentra t ion von 200 mg-% eingestellt wurde. Von diesen LSsungen wurden 2,5--5 cm 3 benStigt. Dies entsprieht einer PVP-Menge yon 5- -10 mg.

Die Best immung der MGV erfolgte dureh Tri ibungst i t rat ion naeh dem von SO~OLTA~ 14 angegebenen Verfahren. Bei diesem Verfahren wurden zu 2,5 cm ~ der jeweils versehieden konzentrierten NaeSO~-LSsung je 0,25 em 3 der 200 mg-~oigen PVP-L5sung zugegeben und die Trfibung der LSsung gemessen. Tr~gt man die Trfibung der LSsung in Abhangigkeit vom Na2SO~-Gehalt der LSsung auf, so erh~lt man die Triibungskurven. Eine Sehar von Tri ibungskurven yon PVP, das aus dem zu verschiedenen Zeiten nach der Peristoninfusion erhaltenen H a m des Pa t ien ten N isoliert wurde, ist in Abb. 3 dargestellt.

Die Berechnung der MGV aus diesen Trfibungskurven wurde naeh dem yon SCEOLTA~ angegebenen Verfahren vorgenommen. Die naeh diesem Verfahren er- hal tenen MGV st immen weitgehend mit den dureh Fraktionierung erhal tenen MGV fiberein. Aus der durch Trfibungsti trat ion best immten MGV lttBt sich ein Gewichts- mit tel des Molekulargewichts berechnen, das ebenfalls gut mit dem aus der Vis- cosit~tszahl berechneten Molekulargewicht iibereinstimmt. Diese beiden Kriterien, die bei der Bereehnung des Molekul~rgewichts und der MGV erfiillt sind, scheinen uns die notwendige Voraussetzung zu sein, um Molekul~rgewichte mit einiger Sicherheit angeben zu kOnnen.

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere 581

I V . Versuchsergebnisse

Die bei den 3 Pa t i en t en vorgenommene Peris toninfusion, die A bna hme der Blutproben, die Sammlung des H a m s wurde stets in der gleichen Weise durchgeffihrt*. Als charakteristisches Beispiel seien die beim Pa t i en t en N. erhal tenen Werte in der Tabelle 1 aufgeffihrt.

Tabelle 1. Zeitliche Abh~ingigkeit der P VP-Konzentration im Serum und Harn und ausgeschiedene P V P.Menge

Blur Harn

10 15 11119 12 i - - 13]--

Nr. tier Zeit nach Probe Beginn

_ _ der Infusion

43 min 45 min 03 rain

i 105 min ~23 min ~25 min L75 rain L78 rain r00 min ~05 rain

1 Tag 2 Tage 4 Tage 6 Tage 7 Tage

10 Tage 14 Tage 18 Tage 22 Tage

PVP-E:onzentration in mg- %

Blur

367

253

178

134

110 89 57

38 35 29 19 15 13

Harn

un- korrigiert korrigiert

925 1185

1475 1910

2975 3210

792 820

400 407

242 241 67 66 21,5 20,8

5,1 5,1 3,2 3,2 0,9 0,9

Itarn- menge in cm a

258

227

78

194

139

338 960

1025

83O 1117 889

Im ttarn ausge -

~chiedenes PVP

m Prozent 4er Dosis

18,00

25,60

14,70

9,35

3,32

4,80 3,70 1,28

0,24 0,20 0,04

13600

16300

17800

21000

24200

28600 33500 38000

41200 42800 43600

1. PVP-Blutspiegel und Ausscheidung im Harm Der zeitliche Verlauf des PVP-Blutspiegels und der PVP-Ausscheidung im H a m ist ffir die 3 Pa t i en t en in Abb. 4 u n d 5 dargestellt. Wie die Abb. 4 zeigt, wird P V P anfgnglich sehr schnell ausgeschieden. 50~o des in fundicr ten P V P sind bereits nach 2 - - 3 Std ausgeschieden. 70 - -75% erscheinen 24 Std nach der Infus ion im Harn . Von diesem Ze i tpunk t an verli~uft die Ausschei- dung des PVP nur noch langsam. Sie gehorcht d a n n annghernd einer e -Funkt ion . Vor allem li~Bt sich der PVP-Blutspiegel yore 7. bis 21. Tag recht gut durch eine solche F u n k t i o n beschreiben. Ffir die t Ialbwertszei t , mi t der die E l imina t ion aus dem Blu t erfolgt, berechnen sich fiir diesen Zei t raum fiir die Pa t i en t en IV[., N. und S. die Werte 8,5 bzw. 9,4 bzw. 8,1 Tage. Nach 14 Tagen ist bei den un te rsuch ten Pa t i en t en das infun- dierte Per is ton zu 80--85~o im H a r n ausgeschieden.

* Hierfiir sind wir Herrn Dr. H. LI~s zu Dank verpflichtet.

582 G. H E C H r u n d W . SC~OLTA~:

i

100 5 70 15 20 Ze# zach der Zzfws/on in Togen

Abb. &. Abh~ngigkei t des PVP-Blutspiegels yon der Zeit bei den Pa t i en ten M, N. , S.

~.~ 4Or

i O0 l 2

N ) ,c

--a--- ---a-- ~M S

I 6 8 I0 72 lq

Ze#nuch derfnfusion in Tegen Abb. 5. Zeitliche Abh~ngigkei t des im H a r n ausgesehiedenen P V P in Prbzent der Dosis bei

den P a t i e n t e n M., N. , S.

I00

~ 5o I ~ : ,~ I

~ 10 20 80 40 50 dO 70 80 Molekulurgew/cht H.10 - s

Abb. 6. In tegra le Molekulargewichtsver te i lung des i m Blur zu verschiedenen Zeiten nach der Infus ion en tha l tenen P V P

Aussche idung yon P o l y v i n y l p y r r o l i d o n durch die normale Niere 583

2. Molekulargewichtsverteilung des im Blut und im H am enthaltenen PVP. Einen tieferen Einblick in den Vorgang der PVP-Ausseheidung ver- mittelt die MGV des im Serum und im t tarn enthaltenen PVP (vgl.

Abb. 6 u. 7). Aus diesen Kurven wurde das mittlere Molekulargewieht M bestimmt. Als mittleres Molekulargewicht so l in diesem Falle dasjenige Molekulargewieht bezeichnet werden, durch das die differentielle Mole-

100

80

00

/J2 / / / / 70 fO 3g r 50 50 70

/golekyl~r#ew/ckt /7.10 -a • 7. Integrale Molekulargewichtsverteilung der im I{arn zu verschiedenen Zeiten nach

der Infusion ausffeschiedenen PVP-Fraktionen

kulargewichtsverteilungskurve in 2 fl/ichengleiche H~lften geteilt wird, bzw. bei dem die integrale Molekulargewiehtsverteilungskurve den Wert 50 erreieht. Dieses stimmt ann/~hernd mit dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw iiberein. Ferner wurde das Molekulargewicht der im Harn enthaltenen hSchstmolekularen Anteile bestimmt. Als solches wurde dasjenige Molekulargewicht ermittelt, bei dem die integrale Molekulargewiehtsverteilungskurve den Wert 99 erreieht (vgl. Abb. 8).

Wie die Abb. 7 und 8 zeigen, wird unmittelbar nach der Infusion zun~chst das niedermolekulare PVP ausgeschieden. In dem zu sp/~teren, Zeitpunkten ausgesehiedenen H a m steigt dann das Molekulargewicht des PVP mit der Zeit laufend an. Das PVP wird also bei der Ausseheidung dutch die Niere in Fraktionen versehiedenen Molekulargewichtes zer!egt.

Die Zunahme des mittleren Molekulargewichtes des PVP im Harn ist in der ersten Zeit reeht grol . SO betrs das mittlere Mo10kulargewieht beim Patienten N. 43 min nach der Infusion 14000, steigt dann nach einem Tag auf 30000 und naeh 7 Tagen auf 39000 an. Vom 7. bis zum 14. Tag finder nur noch eine geringe Zunahme des Molekulargewichtes start und zwar yon 39 O00 auf 44 000.

Da im Harn zun/ichst die niedermolekularen Anteile des PVP aus- geschieden werden, so hat dies zur Folge, da l das mittlere Molekular- gewieht des im Blut verbleibenden PVP ansteigt (vgl. Abb. 8).

584 G. I-I~CHT u n d W. SCl~OLmAN:

Die h6ehstmolekularen Anteile an PVP, die bei den 3 Patienten im Harn gefunden wurden, sind ebenfalls in Abb. 8 eingetragen. Mit dem Ansteigen des mittleren Molekulargewichtes des im Harn ausgeschiedenen PVP steigt in entsprechender Weise im Laufe der Zeit aueh der h6ehst- molekulare Anteil und erreicht beim Patienten N. nach 14 Tagen einen

70

f

j "

I

~rb~ .....o ~" I c ( s ) y.-

~ a f i v ) ~ _

/ M c ( s )

h/max

I0~ 2 t/ 6 8 10 TZ I~ Z~)' nac~ o'er Zn~sioz /n Togen

Abb. 8. Zei t l iche Abh~ngigke i t des mi t t l e r en Molekulargewichts ~ /w und des m a x i m a l e n Molekulargewichts M m a x des i m Blut en tha l t enen und im Harn ausgeschiedenen PVP bei den Pa t i en ten N. , M., S. I M m a x im t t a rn , I I I M-- w i m t ta rn , I I Mw im Serum M ((D),

N. ( 0 ) , S . (A)

Wert yon etwa 72 000. Ein weiteres Ansteigen dieses Molekulargewichtes mit der Zeit, zum mindesten bis zu 80000 ist zu erwarten. Da das maxi- male Molekulargewicht des infundierten PVP etwa 80000 betr/~gt, so kann man annehmen, dab die M6gliehkeit besteht, dab alle im Periston enthaltenen PVP-Molekfile dutch die I~iere hindurchtreten kSnnen und im Harn ausgeschieden werden.

Die Frage naeh dem maximalen Molekulargewicht der PVP-Molekfile, die die Niere noch passieren k6nnen, kann allerdings bei Verwendung des vorliegenden Pr/~parates nicht entschieden werden. Einen gewissen Auf- sehluB darfiber geben Tierversuche, fiber die im 2. Abschnitt dieser Arbeit beriehtet werden soll. Bei diesen an Kaninchen durehgeffihrten Ver- suchen wurde gefunden, dab selbst Molekfile mit einem Molekulargewicht yon 150000 noch durch die Niere ausgesehieden werden. Wenn auch aus den Ergebnissen dieser Versuche nicht unmittelbare Rfiekschliisse auf

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon dutch die normale l~iere 585

die beim Mensehen vorliegenden Verhi~ltnisse gezogen werden kSnnen, so ist doch mit groBer Wahrseheinliehkeit anzunehmen, dab beim Men- sehen grundss ~hnliche Verh~ltnisse vorliegen. CAMPbeLL 4 hat bereits frfiher mitgeteilt, dab /0o im menschliehen H a m naeh PVP-Infusion PVP-Molekiile mit einem Molekulargewieht bis zu 100000 auftreten. Dieser Wert ist allerdings yon dem angewandten Be- reehnungsverfahren abh/~n- gig und mfiBte naeh dem yon uns mitgeteilten Verfahren noeh hSher liegen. Grund- s/~tzlich best/~tigt jedoeh der Befundvon CAMPBELL unsere Annahme, dab auch PVP mit einemMolekulargewicht fiber 40 000 dureh die Niere ausge- schieden wird. Die von R i v I ~ und Mitarbeitern 18 und yon WARNER ~7 vertretene Meinung, dal~ nur PVP mit einem m aximalen Molekular-

%

8 0 - -

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/

/

20 30 ~ / 0 - S

Abb . 9. In t eg ra l e Mo leku l a rgewich t sve r t e i l ung des i n f u n d i e r t e n (g la t te K u r v e ) u n d des i m H a m aus- gesch iedenen P V P (Treppenkurve ) be im P a t i e n t e n N .

gewicht yon 40000 durch die Niere filtriert werden kann, bedarf daher einer Einsehr/~nkung. PVP-Anteile yon Molekulargewichten > 40000 fiberschreiten nieht mehr einen bestimmten kleinen Grenzwert des Clea- rancewertes, n~mlieh denjenigen yon 1 em3/min/m 2. Grundss kSnnen jedoch, wenn aueh nur mit Clearaneewerten unter dieser Grenze, PVP-Anteile mit h6heren Molekulargewichten zur Ausseheidung kom- men, d. h. das Glomerulusfilter passieren. Die grSBten PVP-Molekfile, mit deren Ausseheidung naeh unseren Resultaten dureh die gesunde Niere zweifellos zu rechnen ist, haben ein Molekulargewicht yon > 100000.

Die zeitliche Abh~ngigkeit der integralen und differentiellen MGV des im Harn des Patienten N. ausgeschiedenen PVP im Vergleieh zur MGV des infundierten PVP ist in Abb. 9 bzw. 10 dargestellt.

Die Treppenkurve der Abb. 9 wurde in folgender Weise erhalten: Jede Stufe entsprich~ der PVP-Fraktion einer Harnsammelperiode. Die H6he der Stufe wird durch die Menge der PVP-Fraktion, bezogen auf die Gesamtmenge des infundierten PVP, bestimmt. Die Lage der Stufe wird durch das mittlere Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Fraktion bestimmt, die ~us der MGV der Fraktion berechnet wurde.

In enbsprechender Weise wurden bei der Abb. 10 die Flgchen der MGV, die diese mit der Abszisse umschliel]en, so gewghlt, dab sie den im ttarn ausgeschiedenen

586 G. HEC}IT und W. SCHOLTAI~:

rel~tiven PVP-Mengen (angegeben in Prozent der infundiorten Mengo) proportional sind. Die Fl&che der MGV des infundierten PVP wurde dabei als Einheit gew/~hlt. Zur Zeichnung der Kurve wurden die ffir die verschiedenen Molekul~rgewichte zu verschiedenen Zeitpunkten erhaltenen relativen PVP-Mengen jeweils addiert.

Die Abb. 9 zeigt nochmals anschaulich, dal] die PVP-Ausscheidung durch die Niere einer Fr~ktionierung entspricht, bei dem das P V P also

._=. . .~/r To g e ' [

8 f ~ Z , -z Teg 41/Z ~t

t /% ".

" . . 2 " - 0~ 10 20 3o ~ 50 60 70 80 100

Molekulorge#ibhf Pi.10 -3

ibb. 10. Differentielle Molekulargewlchtsverteilung des infundierten PVP und des zu ver- schiedenen Zeiten nach tier Infusion ausgeschiedenen PVP beim Patienten N. - - - - in-

fundiertes PVP, ausgeschiedenes PVP

in Frakt ionen verschiedenen Molekulargewichts zerlegt wird. Ftir einen Vergleich der Molekulargewichtsverteilungskurven des infundierten P V P und des ausgeschiedenen PVP ist jedoch Abb. 10 besser geeignet.

I n Abb. 11 ist die differentielle MGV des insgesamt nach 1- -2 Wochen im I t a rn der Pat ienten M., N., S. ausgeschiedenen P V P mit der MGV des infundierten P V P verglichen. Ffir das infundierte P V P sind dabei 2 Kurven angegeben, die die Fehlerbreite der Methode kennzeichnen. (Da die differentielle Molekulargewichtsverteilungskurve bereits durch eine kleine J~nderung der integralen Molekulargewichtsverteilungskurve, die mit den experimentell erhaltenen MeBwerten noch vereinbar ist, erhebliche J~nderungen erf/ihrt, so ergibt sich vor allem ffir das Kurven- max imum der differentiellen MGV eine gewisse Schwankungsbreite.)

Die Abb. 10 und 11 zeigen, dab PVP-Molekfile mit einem 1V[olekular- gewicht bis zu 20000 nach 1- -2 Wochen praktisch fast vollst/indig aus- geschieden sind. Die nach dieser Zeit noch im Organismus verbleibende Restmenge besteht vor allem aus hShermolekularen Anteilen des P V P mit einem Molekulargewicht grSBer als 20000.

Die Frage, ob der Organismus in der Lage ist, die grSBeren PVP- Molekfile in kleinere Bruchstiicke aufzuspalten, kann auf Grund der in Abb. 11 wiedergegebenen Befunde mit groBer Wahrscheinlichkeit ver-

Ausscheidung von Polyvinylpyrrol idon durch die normale Niere 587

neint werden. Die Menge der insgesamt im H a m ausgeschiedenen PVP- Fraktionen mit einem Molekulargewieht yon 12000--16000 ist etwa mit der Menge dieser Fraktionen im infundierten PVP identisch. Die be[ den 3 Patienten beobaehteten Sehwankungen dieser Fraktionen fiberschreiten kaum die Fehlerbreite, mit der die MGV des infundierten PVP bestimmt

70

r ':x'\, N

:,2?

o~ lO 20 ,3o ~o 50 GO 7O 80 Molekulcrrgew/~ht /7.10 -3

Abb. 11. Differentielle Molekulargewiehtsverteilungskurven des infundierten und des ins- gesamt ausgeschiedenen PVP. I a und I b infundiertes PVP mit Angabe der methodisehen Streubreite 1 . . . . Patient M. 8 Tage naeh tier Infusion, 2 -- -- -- Patient S. 6 Tage naeh

der Infusion, 3 - - �9 - - Patient N. 14 Tage naeh der Infusion

werden kann. Mit unseren experimentellen Befunden w/~re hSchstens die Aufspaltung eines sehr geringen Anteils der PVP-Molekiile in kleinere Bruchstiicke vertretbar. Einen experimentellen Beweis dafiir, dal] der 0rganismus nicht in der Lage ist, Kollidon abzubauen, haben AMMON U. BRAUNSCHMIDT 2 durch Versuche an Tieren im Stickstoffgleichgewicht erbracht. Man kann daher annehmen, dab ein Abbau der PVP-Molekiile in kleinere Spaltstiicke im nierengesunden Organismus nicht erfolgt.

I m Gegensatz zu unseren Befunden finder CAMPBELL 4, d&~ eine Aufspal tung der PVP-Molekiile stat tf indet. Die Ursache fiir diesen abweichenden Befund sehen wir in dem yon C~PBELL angewendeten Berechnungsverfahren 5. Die fiir ein bes t imm- tes P roduk t nach CAMPS~LT. berechnete MGV ist im Vergleich zu der nach unserer Methode berechneten MGV zu erheblieh kleineren Molekulargewichten verschoben. Aus der nach CAMPBELL berechneten MGV erh~lt man daher ein wesentlich kleineres Molekulargewicht, als es sich aus dem k-Wert des Produktes errechnet. So finder

m a n z. B. fiir ein P V P mit dem mit t leren Molekulargewieht ~r w = 28000 (berech-

net aus dem k-Were) naeh CAMrBELL ein Gewichtsmittel yon M w ~ 15100. Da bei der Bes t immung der PVP-Konzen t ra t ion im H a m nach der Jod-Methode

yon LEVY u. FERGUS die gemessene Ext ink t ion der LSsung nicht nu r yon der PVP- Konzentr~t ion, sondern auch yore Molekulargewicht abhangt , so ergeben sich bei zu kleinen Molekulargewiehten sehr groBe Korrektur faktoren . Wenn die MGV im

588 G. HEC~T und W. SCHOLTAI~':

Vergleioh zur wahren MGV zu kleineren Werten verschoben ist, so errechnet sich fiir die Menge dieser Fr~ktionen ein zu gro$er Weft.

Die yon CAMPB~.LL zur Ausfallung des PVP angewendete Konzentration yon 19 g Na2S04/100 cm a LSsung gestattet es ferner nicht, experimentell die nieder- mo10kularen Anteile des PVP vollst~ndig zu erfassen. Wit haben daher die zur F~illung der niedermolekularen Anteile verwendete Na2SO4-Konzentration auf 36,7 g Na2SOJ100 cm 3 LSsung erhSht. Dadurch erhSht sich die Menge der aus- gefallten niedermolekularen Anteile des PVP erheblich. Bei einem Produkt yore mittleren Molekulargewicht dl~w = 28000 betr/~gt diese ErhShung 240]o .

3. Die Abhiingigkeit des Clearaneewertes des PVP yon der Zeit und vom Polymerisationsgrad. Zur Charakteris ierung der Ausscheidung eines Stoffes durch die Niere ha t sich die Clearance als reeht b rauchbar er- wiesen. Zu ihrer E r m i t t l u n g tr/igt m a n die pro Minute im H a m aus- geschiedene Menge eines Stoffes in Abh/~ngigkeit yon tier zur gleichen Zeit herrschenden P lasmakonzen t ra t ion dieses Stoffes auf. Fi i r viele Stoffe erh/ilt m a n bei dieser Art der Dars te l lung eine gerade Linie, deren Ste igungskonstante gleich dem gesuchten Clearancewert ist.

Ij

\

~,us I

I 0 2

I

I i I i

r 8 70 12 14 Zell- noch #erInfusion in Togen

A b b . 12

b 0

]

z,o 2,0 PVP-~mm-Konzem'ra#oR inmcj/cm. 3

A b b . 13

A b b . 12. Z e i t l i c h e A b h ~ n g i g k e i t d e r P V P - H a r n - A u s s c h e i d u a g s g e s c h w i n d i g k e i t be i d e n P a t i e n t e n M ( �9 ), N . (O) u n d S . ( • )

A b b . 13. B e z i e h l m g z w i s c h e n d e r P V P - t t a r n - A u s s c h e i d u n g s g e s c h w i n d i g k e i t u n d d e r P V P - K o n z o n t r a t i o n i m S e r u m

Der zu einem bes t immten Ze i tpunk t vorliegende PVP-Blutspeigel k a n n sehr gcnau aus der Kurve der Abb. 4 e n t n o m m e n werden. U m die zu diesem Ze i tpunk t ausgesehiedene PVP-Menge exakt bes t immen zu

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere 589

kSnnen, haben wir den zeitlichen Verlauf der PVP-Ausscheidungs- geschwindigkeit bestimmt. Zu ihrer Ermit t lung gingen wir yon folgender l)berlegung aus: Aus dem in einem bestimmten Zeitintervall ausge- schiedenen Harnvolumen, das eine experimentelle best immbare PVP- lV[enge enth~lt, ergibt sich die mittlere Ausscheidungsgeschwindigkeit des PVP als eine ffir diesen Zeit- raum konstante GrSBe. Tr/igt man die mittlere PVP-Aus- scheidungsgeschwindigkeit in Abhgngigkeit yon der Zeit graphisch auf, so erh/~lt man die Treppenkurve der Abb. 12. Da zu Beginn der t tarnsam- melperiode die PVP-Ausschei- dungsgeschwindigkeit grSBer, zu Ende der Periode jedoch kleiner als die gefundefie mitt- lere Ausscheidungsgeschwin- digkeit ist, und diese nur in der Mitre der Harnsammelperiode etwa gleich dem gefundenen Mittelwert ist, so erh/~lt man die wahre Ausscheidungsge- schwindigkeit, wenn man einen ausgleichenden Kurvenzug so

25

I 2o

~ /0 2o 30 r YO Ze#nach Beg/'nn derlnfusion in ,Sfunder~

Abb. 14. Zeit l iche Abh~ng igke i t des differentiel len Clearancewertes yon P V P

durch die Treppenkurve legt, dab dieser durch die Mitte der einzelnen Treppenstufen hindurchgeht (vgl. Abb. 12). Tr/~gt man die ffir einen best immten Zeitpunkt aus den Abb. 4 und 12 ermittelten Werte der PVP-Serum-Konzentrat ion und der PVP-Ausscheidungsgeschwindig- keit gegeneinander auf, so erh/ilt man die in Abb. 13 gezeichnete Kurve. Da die Kurve gekrfimmt ist, so haben wir aus der Steigung der Kurve in einem best immten Punkt differentielle Clearancewerte berechnet. Die erhaltenen Werte sind in Abb. 14 in Abh/~ngigkeit yon der Zeit gra- phisch dargestellt. Der Clearancewert des PVP ist also keine Konstante, sondern yon der Zeit abh/~ngig; und zwar f/illt er yon anf/~nglich grS- geren Werten sehr rasch auf kleinere Werte ab.

Zur Deutung dieses Befundes bestehen verschiedene M6glichkeiten: 1. EinfluB der Polymolekularit/tt,

2. R/ickresorption im Lauf der Tubuluspassage und

3. Bindung an die Serum-EiweiBkSrper.

Auf den EinfluB, den die Polymolekularit/~t auf den Clearancewert eines makromolekularen Stoffes besitzt, hat WALLE~IUS 16 hingewiesen.

590 G. HECttT und W. SC]~OLTAN:

t Die Gesamtclearance C T eines Stoffes erreehnet sich nach WALLENIUS

ffir den bes t immten Zei tpunkt t nach der Gleichung:

(Ci . P~'~ . e "ki t) t l

C T = (P~ . e k i t )

l

In dieser Gleichung bedeuten: Ci ~ renale Clearance der verschiedenen ~Iolekfilarten Mi. P~'~ = Plasmakonzentration der verschiedenen Molekfilarten Mi zur Zeit t ~ o. ki = Eliminationskonstante der verschiedenen Molekfilarten Mi. t = Zeit.

Die renale Clearance eines polymolekularen Stoffes ist also eine kom- plexe Funkt ion der Clearancewerte C i d e r versehiedenen Molekfilarten, der Molekulargewichtsverteilungskurve der Substanz, der GrSBe der extrarenalen Eliminat ion jeder Molekfilart und der Zeit, die nach der Infusion vergangen ist.

Die Gleichung y o n W A L L E N I U S setzt die zeitliehe Kons tanz und Plasmakonzentrat ionsunabh/ingigkei t der Clearance ffir Molekfile mit verschiedenem Polymerisat ionsgrad voraus. U m diese Annahme zu prfifen, haben wir die PVP-Serum-Konzen t ra t ion und die Ausscheidungs-

425

.• ,20

' ~ } / s

, y f i 270

" < ~ " ~ 380

00 2 @ 6 8 7'0 3 PVP Serurn-Konzen#~lon mg/cm fO

Abb. 15. Beziehung zwischen tier Harnaussehe idungsgesehwindigke i t und der Serumkonzen- t r a t ion fiir P V P yon versehiedenem Polymer i sa t ionsgrad

geschwindigkeit fiir die einzelnen Molekiilarten berechnet. Die f/Jr die verschiedenen Zei tpunkte zueinander gehSrenden Werte yon Serum- konzentra t ion und Ausseheidungsgeschwindigkeit sind fiir Molekiile mit verschiedenem Polymerisat ionsgrad in Abb. 15 dargestellt.

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die norm~le Niere 591

Die Abb. 15 zeigt eine Sehar von Kurven, die in ihrem oberen Tell fast gradlinig verlaufen. Berechnet man aus diesen Kurven die differen- tielle Clearance fiir die einzelnen Molekfilarten, so erh~lt man Werte, die zuni~ehst fiber einen l~ngeren Zeitraum konstant sind und dann rasch abnehmen. Auch die Clearaneewerte einer Molekfilart sind also zeitlich ver~nderlieh. Die yon WALLE~IUS aufgestellte Gleiehung kann daher nieht zur Kli~rung der zeitlichen Abh/~ngigkeit der Clearance des PVP herangezogen werden.

Die starke Abnahme des Clearancewertes k6nnte ferner durch die Rfickresorption bedingt sein. Bei einem teilweise rfiekresorbierten Stoff kann man erwarten, dab bei Verkleinerung des Angebotes an den Tubulus- appara t der rfickresorbierte Anteil zunimmt und der Clearancewert ent- sprechend abnimmt. Die yon/-IECHT s durchgefiihrten Versuehe sehienen jedoeh nieht fiir die Annahme einer Rfickresorption zu spreehen.

Als Ursache ffir die Anderung des Clearancewertes k6nnte schlieBlich die Bindung des PVP an die Plasma-EiweiBk6rper in Betracht kommen. Wenn die Plasma-EiweiBk6rper einen Teil des PVP absorbieren wfirden, so wfirde nicht die gesamte im Plasma enthaltene PVP-Menge, sondern nur der freie ungebundene Anteil de s PVP die Niere passieren k6nnen. Wie im letzten Abschnitt der Arbeit geschildert wird, l~Bt sich tats~chlich elektrophoretisch eine Bindung des PVP an die Serum-EiweiBk6rper naehweisen. Diese Bindung des PVP an die Plasma-EiweiBk6rper scheint die Ursache ffir die Ver~nderlichkeit der Clearancewerte zu sein. Ffir die Bereehnung yon exakten Clearaneewerten ware es notwendig, die Kon- zentration an freiem und gebundenem PVP zu kennen. Diese Konzen- trationen sind bisher nieht bekannt. Man kann jedoch n~herungsweise

Tabelle 2. AbMingigkeit des absoluten Clearancewertes in cma/min/m 2 yore Poly- merisationsgrad bzw. vom Molekulargewicht bei nierengesunden Patienten

Polymerisationsga'ad

90 110 140 16o , i

180 i 230 270 360 450 540

Moleku]argewicht

10000 12500 15000 17500 20000 25000 30000 40000 50000 60000

N

111,0 98,0 59,5 53,5 33,6 19,3 7,3 1,18 0,049 0,031

79,5 63,5 50,0 38,6 19,8 6,2 3,3 0,82

annehmen, dab bei hohem PVP-Blutspiegel ein groBer Teil des PVP in freier Form vorliegt, und dab sich die Konzentrat ion des gebundenen PVP fiber einen gewissen Konzentrationsbereich nieht wesentlich ~ndert. Legt man diese Annahme zugrunde, so kann man aus dem gradlinigen

592 G. I-I~CI~T und W. SCaOLmA~:

Teil der Kurven der Abb. 15 differentielle Clearancewerte berechnen. Die Abhs dieser differentiellen Clearancewerte vom Molekular- gewicht fiir die Patienten N. und S. ist in Tabelle 2 zusammengestellt

Po/ymer/s~l/onsczod 700 2O0 30O r

170 ~ ~ i q

I Toe

gO

s H 7O

~ il 4tg o

20

10

00 10 20 30 i/O 20 /'1.10-3

500 [

und in Abb. 16 graphisch dargestellt. Wie aus der Tabelle 2 und der Abb. 16

hervorgeht, besitzen PVP-Molek/ile mit einem Molekulargewicht kleiner als 40000 einen Clearancewert, der gr6Ber als 1 ist. Diese Molektile werden durch die mensch- liche Niere noch gut ausgeschieden. PVP mit hSherem Molekulargewicht kann zwar ebenfalls noch durch die Niere ausgeschie- den werden, jedoch mit relativ kleiner Geschwindigkeit. 13ber das maximale Molekulargewicht yon PVP-Molek/ilen, die die Nieren noch passieren kSnnen, soll im folgenden Teil der Arbeit berichtet werden.

B. Uber die Ausscheidung von PVP durch die Niere von Versuchstieren

Der Mechanismus der PVP-Ausschei- dung kann durch die beim Menschen beob-

a0 achteten Erscheinungen nicht vollst~ndig

Abb. 16. Molekulargewichtsabhan- gekl~rt werden. Das in der Klinik ver- gigkeit der absoluten Clearance ffir wendete Periston erlaubt es z. B. nicht,

die Patienten N. un4 S. die Frage nach dem m~ximalen Moleku-

largewicht der PVP-Molekiile zu beantworten, die die Niere noch passieren kSnnen. Dazu m/liSten Pr~parate verwendet werden, die Mole- kiile mit einem Molekulargewicht von 100000 und grSl3er enthalten. Pr~parate dieser Art werden wegen ihrer unvollst~ndigen Ausscheidung nicht ftir klinische Zwecke verwendet, sie kSnnen nur im Tierversuch eingesetzt werden.

Von Interesse ist ferner die Molekulargewichtsabhi~ngigkeit der rel. Clearancewerte. Rel. Clearancewerte sind zwar yon 4 PVP-Fraktionen bereits yon HECI~T s an Hunden und Katzen bestimmt worden. Die Triibungstitration erSffnet jedoch die MSglichkeit, die gesamte Mole- kulargewichtsabh~ngigkeit der Clearancewerte zu ermitteln.

I. Versuchsmethoden Fiir die Clearanceversuche wurden 2 unfraktionierte PVP-Pr~parate mit einem

k-Wert yon 26,6 bzw. 35,5 verwendet. Daraus errechnen sich Molekulargewichte (Gewichtsmittel) yon 28000 bzw. 55000. Das Pr~iparat yore k-Wert 35,5 enthi~lt hochmolekulare Anteile mit einem Molekulargewicht yon tiber 250000.

Ausseheidung yon Polyvinylpyrrolidon dutch die normale Niere 593

Die Clearanceversuche wurden an Kaninchen und einem Hund in der yon HEcgT beschriebenen Weise dureh Dauerinfusion einer PVP- und inulinhaltigen LSsung durehgefiihrt. Dem Kaninehen wurde dabei PVP yore Molekulargewieht

~rw ~ 55000 und dem Hund PVP yore Molekulargewieht 2~w ~ 28000 injiziert. Die Clearancewerte wurden auf Quadratmeter Oberfli~ehe des Versuehstieres um- gereehnet. Die Oberflgehe O wnrde dabei bUS dem Gewieht G nach der Formel O = 0,093 �9 G2/~ bereehnet. Einzelheiten der Methode sind der friiheren Arbeit zu entnehmen. Die Bestimmung der PVP-Konzentration und der Molekulargewiehts- verteilung des im Blur und im Ham enthaltenen PVP wurde in der im ersten Teil der Arbeit beschriebenen Weise vorgenommen.

I I . Versuchsergebnisse

Die an Kan inehen und am H u n d gewonnenen Versuchsergebnisse

sind in der Tabelle 3 zusammengestel l t . Die MGV des im Blu t und im

H a r n en tha l tenen P V P ist in der Abb. 17 wiedergegeben.

Die mi t te ls der beiden Versuehstiere gewonnenen Ergebnisse ent-

sprechen den von HEeHT s mi tge te i l ten Befunden: Die PVP-Konzen -

t ra t ion im Serum steigt w/~hrend der Versuchszeit erheblieh an. Die

Tabelle 3. P V P- und Inulinclearance beim Kaninchen und Hund

V e r s u c h

[-Iund

3.11. 1957

Gewicht : L0 kg

Ober- ]~che: ),431 m 2

Kaninchen

25.9. 1957

Gewicht: 2,3 kg

Ober- fl~che: 0,162 m 2

Seru]]l

Ze i t I I n u l i n m r a i n P V P rag- % m g - %

60 64 35 90 90 36

120 116 36 180 144 ! 36 240 164 50 300 198 50 360 222 53

i i

60 124 46,6 90 160 54,3

120 200 57,1 180 252 66,6 240 320 82,8 300 356 81,8 360 428 104,7

c m a

I !

13 i 13

18 30 17 19

t

I-I ~ rn

P V P mg

27,6 29,4 57,9 53,1 64,2 65,8

: I n u l i n

i m g

847 963

1848 2088 1980 2070

11,90 10,10 7,60 7,20 6,40 5,80

Clea rance

cma/min/m~l r e l a t i v

P P V I I n u l i n P V P

184,50 6,46 206,30 4,90 198,00 3,84 187,50 3,84 153,00 4,17 155,00 3,74

4,08 8 7 , 4 0 4,67 3,49 8 8 , 1 0 3,96 2,68 6 8 , 3 0 3,93 1,91 5 3 , 8 0 3,53 1,95 62,70 3,11 1,73 51,60 3,35

14 21 19 16 17 16

J

i 119 134 257 287 299 313

213 236 408 391 502 468

bereehneten Clearancewerte des P V P und des Inu l in fallen w/~hrend der

Versuehszeit ab. Aueh die auf Inu l in bezogenen re la t iven Clearanee-

werte des P V P zeigen wi~hrend der Versuehszeit einen Ri iekgang. Da sieh

die MGV des im Blu t en tha l tenen und im H a m ausgesehiedenen P V P

(vgl. Abb. 17) wghrend der Versuehszeit nur wenig /~ndert, so nehmen

Z. ges. e x p e r . Med. , Bd . 130 4 0

594 G. HECHT u n d W . SCKOLTAN:

die ffir die einzelnen Molekulargewichte bzw. Polymerisationsgrade be- rechneten Clearancewerte ebenfalls mit der Zeit ab. Nach HECgT sind fiir eine bestimmte Molekiilart die ffir die 1. Versuchsstunde berechneten Clearancewerte als am meisten charakteristisch anzusehen. Diese sind in

80

60 .%

20

/ I #UPI7 /

j~/lo/~ /0 20

/ /

/

i i

30 ~ 5O M. IO-3

I o 0 80 /0 8g

Abb. 17. Intograle Molekularg'ewiehtsverteilung des bei dot DauerJnfusion im Blut enthal- tenon un4 im Harn ausgeschie4enen PVP beim ttund

Tabelle 4. Relative Clearance von P V P

M Itund K~ninchen Kaninchen Hund *

5000 10000 12500 15000 17500 20000 25000 30000 35000 40000 60000 80000

100000 120000 150000

49,7 37,2 27,6 22,0 17,3

7,8 2,4 1,1

(31,2) (26,2) 24,0 20,0 18,8

8,9 4,7 2,3 0,6

Dauer- infusion

0,6 0,0670 0,0060 0,0030 0,0024 0,0019

78,0

(75,0)

23,0

6,5

* In dieser Rubrik sind die yon ttECHT an 4 Fraktionen ermittelten Clearance- werte mit aufgenommen. Die genauen Molekulargewiehte der 4 verwendeten Frak- tionen betragen 4600, 12600, 16400 und 30000.

Pr~parat k 26,6 k 35,5 k 35,5 Einzel- fraktionen

Art der Infusion Dauer- Einzel- Dauer- infusion infusion infusion

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere 595

der Tabelle 4 zusammengestellt und mit den von I~ECHT an Einzel- fraktionen bei Hunden gefundenen Durchschnittswerten verglichen. Die Molekulargewichtsabh/~ngigkeit der relativen Clearancewerte ist in Abb. 18 graphisch dargestellt.

Wie Tabelle 4 und Abb. 18 1oo zeigen, erhs man ffir Hunde 90 und Kaninchen ann/~hernd die gleichen Clearancewerte. 8o Die graphische Darstellung 70 der Molekul~rgewichtsab- h~tngigkeit der relativen Clea- 60 rance ergibt eine Kurve, auf

~ Y g der 3 der yon HECHT an ,~ PVP-Frakt ionen erhaltenen ~ r Clearancewerte liegen.

I m Gegensatz dazu weist s~ die 4. PVP-Frakt ion einen m Clearancewert auf, der sich ~ ~ , in die dutch die Kurve dar- ,o gestellte Molekulargewichts- ~ abh~ngigkeit der Clearance o: :0 2o so

H.70-3 nichteinfiigt.Vielleichtbesit- Abb. 18. Moleku]a rgewich t sabhhng igke i t tier auf

z e n die MolekfiledieserFrak- Inu l in bezogenen r e l a t i ven Clearance b e i m t t u n d trod Kaninchen . �9 Kaninchen , • H a n d , O I t u n d

tion eine unterschieclliche ~ls Durchschnittswerte yon HECHT (~) Molekfilgestalt (Verzwei- gung) und ein vom berechneten Weft abweichendes Moleku]argewicht.

In der l~bercinstimmung zwischen den yon HEC~T an PVP-Frak- tionen gewonnenen Clearancewerten mit den Clearancewerten, die mit der in dieser Arbeit angewandten Versuchsmethodik erh~lten wurden, sehen wir einen Bowels ffir die Richtigkeit diescr Clearancewerte.

Bei der angewandtcn Versuchsmethodik lassen sich selbst bei Ver- wendung yon hShermoleku]arem PVP Clearancewerte yon PVP mit einem Molekulargewicht yon 50000 und gr6Ber nicht berechnen. Bei der Dauerinfusion sind n~mlich wi~hrend der gesamten Versuchszeit hoch- molekulare Anteile im Harn nicht nachweisbar. Es hat den Anschein, als ob bei dieser Versuchsmethodik die niedermolekularen Anteile des PVP bevorzugt ausgeschieden werden und dadurch die Ausscheidung der hochmolekularen Anteile zurfickgedri~ngt wird.

Um auch die Clearancewer~e yon hochmolekularem PVP zu bestim- men, wurden einem Kaninchen 60 cm a einer 5~ PVP-L6sung

(Mw -- 55000; MGV vgl. Abb. 19) injiziert. In diesem Falle konnten im t ta rn auch PVP-Molekfile mit einem Molekulargewicht gr6Ber als 50000,

\. oXc~

~

40*

596 G. Hsc~T undW. SCNOLTAN:

in sehr geringer Menge sogar bis 150000 nachgewiesen werden. Aus der experimentell bestimmten PVP-Konzentration im Serum, aus der im I-Iarn ausgeschiedenen PVP-Menge und der MGV konnten Clearance- werte fiir Molckulargewiehte von 40000--150000 bereehnet werden. Da bei diesem Versueh die Clearance fiir Inulin nicht bestimmt wurde, so ist eine unmittelbare Berechnung yon relativen Clearancewerten nicht r m6glich. Um die Werte

~2 ',,• 0~ 50 700 15# 200 258

ff olekt, lurgew/~h f /7.10 -3 Abb . 19. Di f fe ren t i e l l e M o l e k u l a r g e w i c h t s v e r t e i l u n g des i n f u n d i e r t e n P V P u n d des i m H a r n n a c h 7 T a g e n i n s g e s a m t wiecler a u s g e s c h i e d e n e n P V P b e i m I t u n d .

- - i n f n n d i e r t e s P V P , ]~'w = 55 000, . . . . aus- gesch iedenes P V P

jedoch trotzdem miteinan- der vergleichen zu k6nnen, haben wir den relativen Clearancewert ffir das Mole- kulargewicht 40 000 in An- lehnung an den Kaninchen- versueh (Spalte 3 der Ta- belle 4) gMch 0,6 gesetzt. Von dieser Bezugsbasis aus- gehend, ergeben sich dann die in der 4. Spalte der Ta- belle 4 aufgefiihrten Werte.

In Abb. 19 ist schlieB- lich die MGV des injizier-

ten PVP und des, im tIarn nach 7 Tagen ausgesehiedenen PVP einge- zeichnet. Die Fl~tchen beider Kurven wurden so gezeichnet, dal3 sie der Menge des injizierten bzw. ausgesehiedenen PVP proportional sind. Der Versuch ergibt, dag yore injizierten PVP naeh 7 Tagen 55% der Dosis wiedcr im Harn erscheinen. Nach dieser Zeit werden nut noch unwesentliehe Mcngen im H a m ausgesehieden. Die h6ehstmolekularen Anteile des PVP, die dabei noch nachgewiesen werden konnten, besitzen ein Molekulargewieht yon 150000.

e. Anhang

Uber die Adsorption des P V P durch die Plasma-Eiwei[3k6rper

Die Bindung des PVP an die Serum-Eiweigk6rper ist wiederholt untersucht worden. FLETCI~, MAI~TIZ~ u. RATOLI~FE 8 fanden, daI~ Fibrinogenl6sungen (in 0,9%iger NaCl-L6sung) mit PVP-LSsungen Niederschl/~ge ergeben, wenn man die L6sungen bei 25 bzw. 370 mischt und auf 40 abkiihlt. Bei 25 und 370 bleiben die miteinander vermischten L6sungen dagegen klar. Ebenso bildet sich weder bei 370 noch bei 40 ein Niederschlag aus, wenn man zu Plasma 0,75--3% PVP zusetzt. Daraus muB geschlossen werden, dab sieh im Blur bei 370 keine unlSsliche Verbindung zwischen PVP und Plasma-EiweiBk6rper ausbildet.

Es bestfinde ferner die M5gliehkeit, dag PVP und die'Bluteiweig- kSrper eine 16sliche Komplexverbindung bilden. Elektrophoreseversuche

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon dureh die normMe Niere 597

zum Nachweis einer Adsorptionsverbindung sind bereits frfiher yon SGI~OLTAI~ 15 durchgefiihrt worden. Unter den bei der Elektrophorese iiblichen Versuchsbedingungen konnte eine Bindung des PVP an die Serum-Eiweigk6rper night festgestdlt werden.

Bei der dektrophoretisehen Untersuohung eines PVP-hMtigen Serums (Serum im Verhgltnis 1 : 3 mit Miehadispuffer, p~ 8,6 verdtinnt, Versuehstemperatur + 2 ~ erhglt man eine Aufnahme, bei der des PVP etwa mit der Bewegliehkeit des y- Globulins wandert. Die aus dem Flgeheninhalt berechneten Konzentrationen an Albumin, a- und//-Globulin bleiben vollstgndig unvergndert, so dal~ eine Wechsel- wirkung mit diesen EiweigkSrpern auszusehlieBen ist. Da y-Globulin und PVP die gleiehe Wanderungsgeschwindigkeit besitzen, so kann aus diesen Versuohen iiber eine Weohselwirkung zwischen diesen beiden Stoffen zungehst niehts ausgesagt werden. Eine Trennung zwisehen y-Globulin und PVP finder bei ErhShung des pa-Wertes auf 11 stat~. Bei diesem pmWert erhglt man eine Elektrophoreseauf- nahme, bei der beide Stoffe vollstgndig unabhgngig voneinander wandern. Unter den angewandten Versuohsbedingungen ist also eine Bindung des PVP an die Serum-Eiweil~kSrper nioht zu beobaehten. Zu entsprechenden Ergebnissen kommt Alibi a.

Da die angewandten Versuchsbedingungen (Verdiinnung des Serums, Verwendung yon Michaelispuffer) night den physiologischen Verhglt- nissen entspreehen, so kann eingewendet werden, dal3 yon den Elektro- phoreseversuehen night ohne wdteres auf die im Organismus vorliegenden Verhgltnisse geschlossen werden kann. Wir haben daher die Bindung des PVP an die Serum-EiweiBkSrper elektrophoretiseh nochmMs untersucht und dabei eine vergnderte Versuchsmethodik angewendet, die den Ver- hgltnissen im 0rganismus besser gerecht wird.

Zur Elektrophorese wurden konzentrierte EiweiB16sungen (Rinder- serumMbumin der Behring-Werke) und als LSsungsmittel Ringerl6sung verwendet. Zur Untersuchung dieser L6sungen wurde die Elektro- phoreseapparatur yon TIs]]LIUS* benutzt. Die untere Hglfte des U- Rohres wurde mit der konzentrierten PVP-hMtigen Albuminl6sung ge- fiillt und mit einer Albuminl6sung geringerer Konzentrat ion fiber- schiehtet. Der Konzentrationsunterschied zwischen der oberen und un- teren Hglfte des U-Rohres betrug fiir des Albumin bei allen Versuchen 2 %.

Es wurden 2 Versuchsreihen durchgeftihrt. In der 1. Versuchsreihe wurde bei gleichem PVP-GehMt (0,8%) die Albuminkonzentration schrittweise erh6ht, in der 2. Versuchsrcihe wurde bei gMchem Albumin- gehalt der L6sungen die PVP-Konzentrat ion stufenweise vergr6gert. Die bei den Elektrophoreseversuchen erhaltencn Anfnahmen sind in Abb. 20 und 21 dargestellt. Die sich bei der Elektrophorese ausbildenden rising und descending boundaries geben annghernd spiegelbildlieh gleiche Kurven. Bei den Versuehen 2, 5, 7 und 10 sind allerdings nur die des- cending boundaries photographiert worden.

* Elektrophoreseapl0al'a~ur Fokal B der ~irma Stiibin & Co., Basel. Z. ges . e x p e r . 1V~ed., B d . 130 4 0 a

598 G. HECHT u n d W . SC~OLTA~:

Da die Wanderungsgeschwindigkeit der vorauseilenden Komponente ann/~hernd mit der des Albumins und die Wanderungsgeschwindigkeit der nachfolgenden Komponente mit der des PVP iibereinstimmen, so haben wir aus dem F1/~cheninhalt der Glockenkurven die apparenten Konzentrationen ffir Albumin und PVP berechnet (vgl. T~belle 5).

PYP .PYP ,,4

_A_b b. 20

7a

s

Jt - ' - - ' - - d . b . r..b.

2kbb. 21

Versuchs - Nr.

~berseh.- 10sung

Albumin in Prozent

8

Untere LOsung Versuehs -

Albumin PVP Nr. in Prozent in Prozent

- - 0 ,8 5 0,8 7 0,8 8

10 0,8 9 10

Ubersch.- ] Untere L6sung LSsung I

Albumin Albm3ain PVP in Prozentl in in Prozent Prozent

~ 6 -- 6 0,3

0,8

4 2 ,0

Abb. 20. Elektrophoreseaufnahme yon PVP-Albumin-LSsungen. Versuchstemperatur: + 2"C. Versuchszeit: 8400 sec

Abb. 21. Elektrophoreseaufn~hme yon PVP-Albuminl6sungen. Versuchstemperatur: +2~ Versuchszeit: 8400 sec

D~ sich der s-Gradient und der PVP-Gradien t fiberlagern, wurde zur Fli~chen- bes t immung des s-Gradienten die linke Seite der Kurve symmet r i sch zur rechten SeRe gezeichnet, so dab eine Gaul~sche Glockenkurve ents teht . Die Fl~che fiir den PVP-Grad ien ten wurde dann als Differenz aus der Gesamtfl/~che des P V P - s - K o m - plexes u n d des e-Gradienten bes t immt .

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die norm~le Niere 599

Unter den angewandten Versuchsbedingungen entsprach einem Albumingehal~ von 2% eine Flache yon 34 cm 2, einem 1)VP-Gehalt yon 0,8~o eine Fl~che yon 16,6 cm 2. Unter diesen Bedingungen ergeben sich dann ffir den e-Gradienten die in Tabelle 5 angeffihrten F]achen in Quadratzentimeter.

Tabelle 5. Eingesetzte und apparente Konzentration von Albumin und P V P (-Mw 27800), berechnet aus den descending boundaries der Elel~trophoreseau ~nahmen

l~onzentrationsunter - Albumin in Prozent sehied yon Albumin PVP in Prozent

in Prozent V e t -

such

5 6 7 8 9

10 11

1 2 2a 3 3a 4 4a

~ber- schich- rungs - 15s~mg

untere Lbsung

2 2 6 6

10 10

eingesetzt apparent

2 ~ 2,00 2 2,00 2 1,44 2 1,65 2 1,10 2 1,69

1,65 1,62 1,61 1,44 1,35 1,00 0,63

eingesetzt

0,80 0,80

0,80

0,80

0,10 0,30 0,50 1,20 2,00 4,00

apparent

0,80 0,80

0,57

0,43

0,05 0,18 0,57 0,89

e- Gradient �9 i n c m 2

~0 1,6 1,8

15,0 9,5

19,5

9,5 10,0 10,9 15,0 17,2

Bei der Elektrophorese einer LSsung, die 0,8% P V P und 2% Albumin enth~lt, und die mit reiner RingerlSsung iiberschichtet ist (Versuch 2), wandern auf der Seite der descending boundaries Albumin und P V P vollsti~ndig unabh~ngig voneinander, ohne sich gegenseitig zu beein- flussen. Die apparente PVP-Konzen t ra t ion (0,8%) s t immt mi t der ein- gesetzten PVP-Konzen t ra t ion iiberein. Eine Bindung des P V P an das Albumin is~ bei dieser Versuchsmethodik, die der bei Elektrophorese- versuchen iiblichen Versuchsanordnung entspricht, nicht zu beobachten.

Unte rsuch t m a n jedoch eine LSsung, die ebenfalls 0 ,8% PVP, aber 6 ~o Albumin enthi~lt und mit einer 4%igen AlbuminlSsung iiberschichtet ist (Versuch 3), so berechnet sich aus der Elektrophoreseaufnahme sowohl eine verringerte app~rente Albuminkonzentrat ionsdifferenz (1,44%) als auch eine Verringerung der apparenten PVP-Konzen t ra t ion (0,57%). DaB diese Verringerung durch den PVP-Geha l t der L6sung mitbedingt ist, zeigt der Versuch 3 a, bei dem eine PVP-freie AlbuminlSsung unter- sucht wurde. I n diesem Falle betri~gt die apparente Albuminkonzen- trationsdifferenz 1,65%.

I n noch st~rkerem MaBe finder eine Verringerung der apparenten Albumin- und PVP-Konzen t ra t ion bei Versuch 4 start , bei dem eine

600 G. H~c~T u n d W . SCKOLTAN:

10%ige Albuminl6sung mit einem PVP-Gehalt yon 0,8% mit einer 8%igen Albuminl6sung fiberschichtet wurde. Wiihrend bei einer PVP- freien L6sung eine apparente Albuminkonzentrationsdifferenz yon 1,69 % beobachtet wird, bereehnet sieh daffir im Versuch mit 0,8% PVP ein Wert yon 1,10%.

Eine Verringerung der apparenten Konzentration yon Albumin und PVP ist in allen F~llen mit einer Vergr61~erung des e-Gradienten (Spalte 8 der Tabelle 5) verbunden. Danach hat es den Ansehein, als ob ein Teil des Albumins und PVP einen ungeladenen Komplex bilden, der bei der Elektrophorese nicht mehr wandert. Das Auftreten einer nenen, zwischen dem Albumin und dem PVP wandernden Komponente im Versueh 4 zeigt jedoeh, dab diese einfaehe Deutung den wirklichen bei der Elektro- phorese vorliegenden Verh~ltnissen nicht gerecht wird.

Eine quantitative Bereehnnng der PVP-Bindung aus den Elektro- phoreseaufnahmen ist uns daher wegen dieser komplizierten Verh~ltnisse bisher nieht gelungen.

Grunds~tzlich s Erscheinungen wurden in der 2. Versuchsreihe beobaehtet, bei der die Albuminkonzentration der L6sungen konstant gehalten wurde und der PVP-Gehalt stufenweise vergr6Bert wurde. Bei den Versuchen 5--11 betrug die Albuminkonzentration der L6sungen in allen Fs 6% und die der UbersehiehtungslSsung 4%. Wie aus der Tabelle 5 hervorgeht, ist mit der Erh6hung des PVP-Gehaltes eine Ver- ringerung der apparenten Albuminkonzentrationsdifferenz verbunden. Die apparente PVP-Konzentration ist ferner in allen Versuehen mit Albumin wesentlleh kleiner als die eingesetzte PVP-Konzentration.

Tabelle 6. Beziehung zwischen dem Molekulargewicht yon P VP, der eingesetzten und apparenten Konzentration an Albumin und der Gr6fie des P VP- e- Gradienten, berech-

net aus den descending boundaries der Ele/ctrophoreseau/nahmen

Konzentrationsunter - Albumin in Prozent schied yon Albumin PVP

Ver- in Prozent PVP § e- Gradient such Uber-

schich- untere ~/w Prozent JJ in cm ~ ttmgs- L6sung eingesetzt apparent [ eingesetzt' ]6snug

12 8 10 2 1,62 - - - - 13,2 13 8 10 2 ~ 1 , 6 ~5000 0,8 30,8 14 8 10 2 1,28 5350 0,8 31,7 15 8 10 2 1,24 9400 0,8 32,5 16 8 10 2 1,06 27500 0,8 32,7

Die Elektrophoreseversuche 1--11 wurden bei einer Temperatur yon 20 C durchgefiihrt. Um festznstellen, ob eine Bindung zwisehen PVP und dem Albumin auch bei der K6rpertemperatur e]ektrophoretisch naeh- weisbar ist, wurde Versuch 8 aueh bei 370 durchgeffihrt. Aus der Elektro- phoreseaufnahme wurde ffir die apparente Albuminkonzentrationsdiffe-

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die normale Niere 601

renz ein W e r t yon 1,39 % berechnet . Dieser W e r t s t i m m t ann~hernd mi t dem bei 2~ e rha l tenen W e r t (1 ,44%) / ibe re in , so dab aueh bei 370 eine Bindung zwischen P V P und A lbumin vo rhanden ist.

Die Versuche 1--11 er- geben charak te r i s t i sche und reproduz ie rbareVer - ~nderungen des Elek t ro- phoresed iag ramms yon Albuminl6sungen, wenn m a n zu diesen L6sungen P V P zusetzt . Daraus m6ch ten wir sehlieBen, dab sieh in konzent r ie r - t en Albumin l6sungen eine Adsorp t ionsverb in - dung zwischen Albumin und P V P bi ldet . I n ver- df innten Albuminl6sun- gen zerfMlt dieser Kom- plex wei tgehend in die K o m p o n e n t e n und is t daher bei der E lek t ro- phorese un te r i ibl ichen

Versuehsbedingungen n ich t mehr naehweis- bar*.

In einer 3. Versuehs- reihe wurde die Moleku- largewiehtsabh~ngigkeit der PVP-Bindung an Albumin untersucht . Bei diesen Versuehen wurde eine 10%ige Albuminl6- sung, die zus~Ltzlieh 0,8 % P V P yon unterschied- l i ehemMolekulargewieht

A A A

(~bersch . - V e r s u c h s - L S s u n g

N r . A l b u m i n i n P r o z e n t

12

14 aa 15 . 16 8

~PVs A

r . b . =

Untere [ L6sung I PVP

A l b u m i n i n P r o z e n t i n P r o z e n t

10 lo ~-,s 10 0,8 10 0,8 10 0,8

M w y o r e P V P

5000 5350 9400

27500

A b b . 22. E l e k t r o p h o r e s e a t ~ f n a h m e y o n P V P - A l b u m i n - 16sv_ugen. V e r s u c h s t e m p e r a t u r : + 2~ C. V e r s u c h s z e i t :

8400 sec

enthiel t , s te ts mi t einer 8%igen Albuminl6sung / iberschiehtet . Die

* Auch die Papierelektrophorese deutet darauf hin, dab PVP yon den Serum- eiweiBk6rpern adsorbiert wird. Tr~gt man n/~mlich auf einen mit Serum getr/~nkten Papierstreifen 0,02 cm a einer l%igen PVP-L6sung auf, und f/~rbt das PVP nach der Elektrophorese dutch Jodd/~mpfe an, so nimmt der Streifen auf breiter Front eine braune Farbe an, and zwar yon tier Auftragestelle des PVP bis zu einer S~elle, die etwa der Wanderungsstrecke des Albumins entsprieht. Das PVP wird also bei der Papierelektrophorese yon den SeromeiweiBkSrpern mitgefiihrt.

602 G. HECHT und W. SCI-IOLT~il~:

Versuehsergebnisse dieser Elektrophoreseversuche sind in Tabelle 6 zusammengefaBt und in Abb. 22 graphiseh dargestellt.

Wie die Tabelle 6 zeigt, ist die ans den descending boundaries der Elektrophoreseaufnahmen berechnete apparente Albuminkonzentration stark vom Molekulargewicht des zugesetzten PVP abh&ngig. Dureh PVP

mit sehr kleinem Molekulargewieht (Mw < 5000, Versuch 13), wie es durch Dialyse yon PVP yore Molekulargewicht 9400 erhalten wurde, wird die apparente Albuminkonzentration gegenfiber dem PVP-freien Blindversueh 12 nicht beeinfluBt. Mit steigendem Molekulargewicht des PV1 ) (Versuche 14--16) nimmt die apparente Albuminkonzentration ab. Da der Brechnngsindex yon PVP-LSsungen keine nennenswerte Mole- kulargewichtsabh~ngigkeit zeigt, so kann daraus geschlossen werden, dab die Bindung des PVP an Albumin mit steigendem Moleknlargewieht zunimmt. Ein analoges Verhalten zeigt das PVP gegenfiber Farbstoffen 15. Das FarbstoffbindungsvermSgen des PVP z. B. ffir Methylorange, Echt- rot E und Kongorot nimmt mit steigendem Molekulargewicht ebenfalls zu.

Ob Adsorptionsverbindungen aueh zwischen dem PVP und dem y-Globulin bestehen, laBt sieh durch Elektrophoreseversuche wegen der ann~hernd gleichen Wanderungsgesehwindigkeit der beiden Stoffe in RingerlSsung nicht entscheiden.

Die Komplexbildung zwischen Albumin und PVP ist vergleichbar mit der Komplexbildung zwischen Albumin und Globulin. Wie JA~ESO~ u. B~NwT 1~ ebcnfalls durch Elektrophoreseversuehe naehgewiesen haben, ist im unverdfinnten Serum ein Komplex vorhanden, der aus Albumin und einem oder mehreren Globulinen besteht.

Es ist sehr wahrscheinlich, dab in einer LSsung, in der Albumin, PVP und Globulin nebeneinander vorliegen, wie im unverdfinnten Plasma, das PVP eine Komplexverbindung mit diesen Stoffen eingeht. Quanti- tative Angaben fiber die GrSBe dieser Bindung k5nnen allerdings zu- nachst nieht gemaeht werden.

Frgulein B~oEr und Herrn I:~OSENKRANZ danken wir ffir ihre sehr wertvolle Hflfe bei der Durchfiihrung der Tierversuche und der Analyse der PVP-Proben.

Zusammenfassung Die Ansscheidung yon PVP durch die Niere wird bei 3 nierengesunden

Patienten untersucht. Vom infundierten PVP werden etwa 80~o innerhalb der ersten 3 Tage

nach der Infusion wieder ausgeschieden. Die Molekulargewichtsverteilung (MGV) des im Serum und im Harn

enthaltenen PVP wird dutch Trfibungstitration bestimmt. Molekfile mit einem Molekulargewicht kleiner als 30000 werden mit

relativ groBer Eliminationsgeschwindigkeit ausgesehieden, fiber 30000 erfolgt die Ausscheidung der PVP-Molekfile nur langsam.

Ausscheidung yon Polyvinylpyrrolidon durch die normale Nitre 603

Bei n ierengesunden Pa t i en t en wird ein A bba u der PVP-Molek/ile

w/~hrend der Passage durch den Organismus nicht beobachfef. Aus der Konzen t r a t i on u n d der MGV des im Blu t en tha l t enen u n d

im H a r n ausgeschiedenen PVP werden Clearancewerte ffir die verschie- denen Molekulargewichte berechnet.

Die Clearancewerte nehmen mi t der Zeit s tark ab. Diese Abnahme k a n n durch die B indung des PVP an die Serum-EiweiBkSrper erkl/~rt werden.

Durch Elektrophoreseversuche wird nachgewiesen, da$ in PVP-hal t i - gen 5%igen Albuminl5sungen ein Komplex vorhanden ist, der aus P V P und A l b u m i n bes~eht.

I n Tierversuchen an H u n d u n d K a n i n c h e n wird die ~o leku la r - gewichtsabh/~ngigkeit der Clearancewerte ermi t te l t u n d mi t denjenigen yon I n u l i n verglichen.

Der relat ive Clearancewert betr~gt fiir das Molekulargewicht i0000 etwa 50 u n d f~llt mi t s teigendem Molekulargewicht schnell ab. Ffir das Molekulargewicht 30000 ergibt sich ein Clearancewert yon etwa 4.

Das maximale Molekulargewich~ der PVP-Molekfile, die die K a n i n - chenniere noch passieren kSnnen, betr~gt etwa 150 000.

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Prof. Dr. G. HEc~T, Farbenfabriken B~yer A.G., Wuppertal-Elberfeld, Toxikologisches und Gewerbehygienisches Laboratorium