Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 221, S. 243--257 (1954).

Aus dem Institut fiir gerichtliche Medizin und Kriminalistik der Univ. Erlangen (Direktor: Prof. Dr. Dr. E. WEI~rI(~).

t~ber die Beziehungen zwischen Blut- und Urinalkoholkonzentration beim Menschen.

Von E. WEL~IG und W. SCH~'ERD.

Mit 15 Textabbildungen.

(Eingegangen am 19. September 1953.)

Das Schr i f t tum fiber die Beziehungen zwischen Blu ta lkoho lkonzen- t r a t i o n und Ur ina lkoho lkonzen t r a t i on is t rech t be t r~cht l ich angewachsen. Die Auffassungen fiber diese F rage s ind jedoch uneinhei t l ich u n d tei lweise widersprechencl. [Schr i f t tum siehe MILES, WlDMAI~K (2), ELBEL (2), CASIER u n d DELAUNOIS, RABINOWlTCH.]

Neben Unterschieden in der Versuchsanordnung sind auch zweifellos metho- dische Fehler bei der Bestimmung des Urinalkoholgehaltes vorhanden, die das Bild verwirren. Insbesondere sind die Schluflfolgerungen yon manehen Autoren des- wegen nieht beweiskriiftig, well der Urin nach Destillation im sauren Milieu oder ohne Berfieksiehtigung der Reaktion im Destillat dutch oxydimetrisehe Veffahren untersueht wurde. Nachdem HEILNER (1924) bei Alkoholbestimmungen im Ham mit der WIDMARx-Methode beobachtete, dab im Ham erhShte Reduktionswerte auftreten kSnnen, auch wenn die Versuchspersonen keinen Alkohol genossen hatten und WlDMARK (2) ld~rend festgestellt hat, dab bei saurer Reaktion des Harnes fliiehtige reduzierende Substanzen in erhShter Menge in das Destillat fibergehen k6nnen, hat ein grol~er Tell der frtiheren Arbeiten, bei denen dieser Umstand nicht bertieksiehtigt wurde, an Wert verloren. Hierzu geh6ren leider die umfangreiehen und eingehenden Uutersuehungen yon MILES und die vor 1924 verSffentliehten Arbeiten yon WIDMARK. Aber auch die Ergebnisse sp~terer Arbeiten sind aus diesem Grunde mit Vorbehalt aufzunehmen, worauf R~II~OWITCE (1948) im Hinbliek auf amerikanische Autoren hingewiesen hat.

Wegen der bisherigen Unklarheit fiber die Beziehungen zwischen der Alkohol- konzentration in Blut und Urin haben u. a. SC~WARZ, KtO~KA u. HAUFE, HAUFE, JUNOMICHEL (2), KOOPMANI~ U. KEMPSKI, KAHANE, DERVILL~E und WIDMARK darer gewarnt, bei der forensischen Beurteilung aus einer Urinalkoholkonzentration allein Rtickschliisse auf diejenige des Blutes zu ziehen.

Die vor l iegende Arbe i t h a t zum Ziel, die wesent l ichen Einflfisse au f die Beziehungen zwischen Blur- u n d Ur ina lkoho lkonzen t r a t i on zu klgren.

Die Alkoholausscheidung in der Niere.

Zun~Lchst mul~ dazu Stellur~g genommen werden, welche Vors te l lung wir uns fiber die A lkoho lkonzen t r a t i on des Nierenharnes zu Inachen haben. Dal3 der Alkohol in der Niere durch Diffusion ausgeschieden wird,

244 E. Wm~rm und W. SCHWERD -"

ist seit den mehrfach best/~tigten Arbe i ten WIDMARXs nicht mehr zweifel-

haft . ~ b e r das Konzent ra t ionsverh~l tn is zwischen Blut und eben gebilde- tern H a r n liegen dagegen unseres Wissens bisher noch keine Unter -

suchungen vor.

Diese miiBten, um jede durch zeitliehe Verz6gerung bedingte Konzentrations- versehiebung zu vermeiden, so durchgeffihrt werden, dall der in die Nierenkelehe einflieBende Ham untersueht wfirde, was sehwer durehffihrbar ware und nieht ohne einen stSrenden EinfluB auf die Nierentatigkeit sein dfirfte. Dagegen hat W I D ~ K (2) (S. 20) die Alkoholkonzentration des Ureterenharns - - dureh Freilegen der Ureteren - - in Tierversuehen mit derjenigen des Blutes vergliehen. Er konnte dabei feststellen, dab die Alkoholkonzentration des Ureterenharns in einem ziemlieh konstanten VerhMtnis zur Blutalkoholkonzentration steht. Die Ureterenham- alkoholwerte lagen bei 2--30/o0 rund 20% fiber den Blutwerten. Da WIDMARK die Werte nieht yon Versuehsbeginn his Versuehsende verfolgte und nut einen relativ flach verlaufenden Absehnitt der Blutalkoholkurve herausgegriffen hat, ist nieht zu erkennen, inwieweit eine dureh das Passieren des l~ierenbeckens und des Ureters eingetretene zeitliche Versehiebung auf die Konzentrationsdifferenz einen Einflull hat und ob immer eine feste Beziehung zwisehen den Werten besteht.

Die Differenz zwischen dem Alkoholgehalt des Blutes und dem des Ureteren- harris fiihrte WIDMARK darauf zuriick, dall bereits zwisehen den beiden Phasen des Blutes (Blutk6rperchen und Plasma) eine unterschiedliehe Verteflung des Alkohol- gehaltes in dem Sirme vorhanden sei, dall das Plasma einen hSheren Gehalt auf- weise. Hierauf hat zuerst MILES aufmerksam gemaeht. Der Alkoholgehalt des Harnes ware daher naeh WIDMARK nieht mit jenem des Totalblutes, sondern am ehesten mit dem des Plasmas zu vergleiehen.

Die Differenz zwisehen dem Alkoholgehalt des Plasmas und dem der Blut- kSrperehen ist wohl im wesentliehen auf den untersehiedliehen Wassergehalt zu- rfickzufiihren. [Vgl. NICLO~X u. GOSSr.LIN, H~mO~.R, HULPIEU u. LAMB, ELB~L (3), CASIER, THOMAS u. DELAUNOIS, VAN ~{ECKE, HANDOVSKY U. THOMAS, PONSOLD U.a.] Die Verteilung des Alkohols zwisehen Plasma (bzw. Serum) und Vollblut sehwankt jedoch in relativ weiten Grenzen. MILES land zwisehen 10 und 30% hShere Werte im Plasma (Mittelwert etwa 20%), WIDMARK 10---21% (Mittel 15,5%), ]~LBEL (1) 5---25% (Mittel 17%), K/JNKELE 12--31% (Mittel 20%) HARGER, RANEr, BRID- WELL U. KITCHEL geben sogar Werte zwisehen - - 7 und + 17% (Mittel + 5%) an. RABINOWITCH weist dagegen auf einen Fall hin, bei welchem die Differenz zwischen Plasma und Vollblut 31% betrug. Von einer streng konstanten Beziehung zwischen der Alkoholkonzentration in Serum (bzw. Plasma) und Vollblut kann man daher nieht sprechen, wenngleich sich in der forensischen Praxis bei der Berechnung des Vollbluts aus dem Serumwert der yon ELBEL (]) angegebene Umrechnungsfaktor yon 1,2 allgemein eingebiirgert hat (vgl. B. MUELLER, S. 753).

Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang das durch HAGGARD U. GREEN- BERG sowie durch HAROER, I~±I~EY, BRIDWELL U. KITCI-IEL festgestellte LSslich- keitsverhaltnis yon Alkohol in Wasser, Blut und Urin, zu dessen Feststellung be- kannte Mengen yon Luft und Wasser, Blut oder Urin zusammen mit einer kleinen Menge Alkohol in ein geschlossenes Gefal3 gebraeht, in ein Wasserbad gestellt und bei konstanter Temperatur ins Gleichgewicht gebraeht wurden. Die ,,relative LSs- liehkeit" ist nach diesen Versuchen, unabhangig yon der Temperatur, im Urin 14--16% hSher als im Blur und im Wasser wiederum etwa 9% hSher als im Urin.

Wir miissen also schon im Jrisch bereiteten H a r n mi t re la t iv groBen

Schwankungen gegeniiber dem Alkoholgehal t des Vollblutes rechnen.

0-ber die Beziehungen zwischen Blur- und Urinalkoholkonzentration. 245

Naeh unverSffent l ieh ten eigenen Versuchen, bei denen wir alkoholhal t iges

B l u t s e r u m ul t raf i l t r ier ten, ist der Alkoholgehal t zwischen Serum und

F i l t r a t n icht nennenswer t verschieden.

Die bei diesen Versuehen festgestellten Differenzen lagen meist noch im Fehler- bereich der Methcde, wenngleieh eine Tendenz zu geringfiigig (urn wenige Prozent) h6heren Werten im Ultrafiltrat erkennbar war.

Jedoch ist damit zu rechnen, daB, wenigstens in der resorptiven Phase, der Alkoholgehalt des arteriellen Blutes sich yon dem des ven6sen Blutes unterscheidet, worauf schon WIDMARK (2)(S. 37) hingewiesen hat. HARGER, HULPIEU U. COLE konnten an ttunden feststellen, dab die Alkoholkonzentration im Saphenablut erst 60 rain naeh der Verabreiehung yon 1---4 g Alkohol/kg gleieh hoeh wie im Herzblut war, 15 rain naeh der Alkoholaufnahme dagegen um 17% und 30 rain danach noch 9% darunter lag. Bei Vergleichen zwischen Femoral- und Herzblut ergaben sich naeh 15 rain 12% und nach 30 rain 11% Differenz. In Versuchen yon HAOGARD U. GREENBERG war bei Hunden nach der Verabreiehung yon 3 g Alkohol/kg naeh

Std ein Verteilungskoeffizient zwisehen arterieUem und venSsem Blur yon 0,47, nach 1 Std yon 0,74 vorhanden und erst naeh 1 ~ Std erreiehte der Koeffizient den Wert 1,0. Demnach ist mit der MSgliehkeit zu rechnen, dal3 das in die Nieren ein- strSmende und der Harnbereitung dienende arterielle Blut in der resorptiven Phase einen h6heren Alkoholgehalt aufweist als das zu einem Vergleieh gleiehzeitig heran- gezogene (Kubital-) Venenblut und dab daher die wahren Differenzen zwischen den Alkoholwerten yon Blur und Ham nieht richtig erfaBt werden. Dies um so mehr, als nicht nur arterielles und ven6ses Blur in der Resorptionszeit differieren kSnnen, sondern aueh im arteriellen Blut das Diffusionsgleiehgewieht zwisehen Plasma und BlutkSrperchen sich noeh nicht eingestellt hat, was nach in vivo- und in vitro- Versuchen yon POLONOVSKI, LINDENBERG U. RABUSSIER erst nach 15---20 min eintritt. Schlielllich kann durch die Aufnahme alkoholiseher Getr/~nke eine gewisse Blutverdiinnung zustandekommen, die eine iiberm/il3ige Erhfhung des Serum- alkoholgehaltes und damit des sich bildenden Harnes bedingen kann. Hierfiir sprechen auch die Befunde yon HARGER, RA~EY, BRIDWELL 11. KITCHEL bei Dia- betes insipidus.

Obwohl also eine Re ihe yon F a k t o r e n ffir die GrSBe der Alkohol-

konzen t ra t ion in dem sich b i ldenden H a r n maBgebend ist, ve r fahren wir

bei unseren wei te ren Ausff ihrungen zun/ichst e inmal der E infaehhe i t

halber so, als ob die Konzen t r a t i on des / r i s ch bereiteten Harnes 20~o fiber

der des Blutes 1/~ge.

Die Durchla'ssigkeit der Harnblasenwand /iir Alkohol. Alle Autoren, mit Ausnahme yon HAGGARD, GREENBERG, CARROLL U. MILLER

und WEINIG U. SCHWER]), stehen auf dem Standpunkt, dab die Harnblasenwand fiir Alkohol erheblich durchli~ssig sei. W/~re sie in so erheblichem MaBe durchl~ssig, wie dies allgemein angenommen wird, so mtiBten die Urinwerte weitgehend dem Serumalkoholgehalt gleichen, gleichgfiltig, ob die Harnblase h/iufig oder selten ent- leert wird. Dies ist jedoch nieht der Fall, ~de sich hei Durchsicht all derjenigen Arbeiten zeigt, die sieh mit der Alkoholausscheidung im Harn befassen. Mitunter ergeben sich Urinwerte, die um ein Mehrfaches die Blutwerte fibertreffen. WID- MARK (2) hat geglaubt, diese Beobachtungen auf fehlerhafte Bestimmungen durch Nichtalkalisieren des Urins bei der Destillation restlos zuriiekfiihren zu kSnnen.

dachte dabei haupts/tchlich an die Befunde yon MILES, bei denen dies z. T. aueh

246 E. WEINIG und W. SCHWERD:

zutreffen mag. Aber aueh aus sp~teren Arbeiten und zahlreichen Einzelbeob- achtungen, die auf analytisch richtigem Vorgehen beruhen, ergeben sich diese groflen Differenzen zwischen Blur- und Urinwerten, ebenso wie wir sie in der foren- sischen PraMs trotz Alkalisierens des Urins nicht selten beobachten. Besonders eindrucksvoll ist der yon JUNGMICHEL (1) beschriebene Fall, bei dem ein Mann nach einem Sch~deltrauma noch etwa 12 Std gelebt hat. Bei der Sektion wurde eine prall geftillte Harnblase vorgefunden, deren Urin (alkalisch) noch einen Alkohol- gehalt yon 2,250/00 aufwies, w/~hrend der Blutalkoholgehalt bereits auf den Niich- ternwert yon 0,04°/o o abgesunken war.

Bei systematischen experimentellen Untersuchungen in unserem Ins t i tu t in den letzten Jah ren konnten wir bei angehal tenem Blasenurin stets noch betr~chtliche Alkoholkonzentra t ionen im Urin finden, selbst wenn der Blutalkoholgehal t schon mehrere S tunden vorher den Niich- ternwert erreicht hatte. Hierbei war es nicht einmal Bedingung, dab der

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Abb. 1. Im angehaltenen Blasenharn noch 0,38 %o Alkohol, w~thrend im Blur der Niichternwert schon 2 $td zuvor erreicht wurde. (Dicke Linie: Blutalkohol, ge-

strichelte Linie: Harnalkohol, Pfeile: Blasenentleerungen.) (H. AMMO~.)

H a r n nach der le tzten Alkoholauf- nahme st~ndig angehal ten worden war. Auch wenn im Maximum der Bluta lkoholkonzentra t ion oder in der postresorpt iven Phase die Blase entleert und erst dann der H a r n an- gehalten wurde, konnte diese Beob- ach tung gemacht werden. I n Abb. 1 wird das Ergebnis eines derart igen Versuches wiedergegeben.

W/ire die Harnblase ,,mit groBer Leichtigkeit und in erheblicher Aus- dehnung ffir Alkohol durchl~ssig", wie dies WIDMXRK (2) behaupte t hat ,

so kSnnten solche Befunde nicht zustande kommen. Dies ha t uns ver- anlaBt, das Absinken der Urinalkoholwerte nach abgeklungenem Blut- alkoholspiegel systematisch zu verfolgen. (Versuche mit H. AMMON, H]zRrsG, S6LL~ER und S. AMMos.) Hierbei kamen wir, wie an anderer Stelle (WF.INIO und SCHW~RD) ausfiihrlich dargelegt ist, zu dem Ergebnis, dai3 die normale menschliehe Harnblasenwand unter physiologischen Verh~ltnissen (d. h. bei Urinwerten, wie sie nach AlkoholgenuB auf- treten), wenn iiberhaupt, so nut in einem derart geringen AusmaBe durch- liissig ist, dab praktisch yon einer Undurchli~ssigkeit gesprochen werden kann.

Unsere Auffassung steht allerdings im Gegensatz zu derjenigen anderer Autorea [GAEBELIN, MORRO U. GAEBELIN, VOLTZ, BAUDREXEL U. DIETRICH, NICLOUX u. NOWICKA, WIDMARK (2), LANDE, DERVILL]~E U. GODEAU, MORITZ U. JETTER U. a . ] , die ihre Untersuchungen an Tieren durchgeffihrt haben. Der Gegensatz mag tells dadurch bedingt sein, dab meist nicht unter physiologischen Bedingungen gearbeitet wurde und tefls dadurch, dab sich mSglicherweise die tierische Harnblase in dieser Hinsicht anders verh~lt als die menschliche.

~lber die Beziehungen zwischen Blut- und Urinalkoholkonzentration. 247

D i e B e z i e h u n g e n zw i schen den A l k o h o l k o n z e n t r a t i o n e n in B l u r

u n d B l a s e n u r i n .

Die Beziehungen zwischen Blur- und Urinalkoholgehalt sind noch relativ gut fibersichtlich, wenn der Harn aus einem Dauerkatheter ab- flieB~ oder in kurzen Abst/inden durch Miktion aus der ttarnblase ab- gelassen wird (siehe Abb. 2).

Irffolge einer zeitlichen Verschiebung um wenige Minuten, die durch das Passieren des Nierenbeckens und Harnleiters bedingt ist, liegen die ttarnwerte zun/~chst unter den Blutwerten, fiberschneiden sie dann und liegen sparer fiber diesen. [Vgl. WID~ARK (2) (S. 23/24), JUNG~tCH~L (1), KOOPMAN~ und K~MPSXI, ELBEL (3), PONSOLD (S. 414), LI~CK und B. MUELL~R (S. 775).] Bei einer VergrSl~erung der Miktionsabst/inde

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Abb. 2. Abb. 3.

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Abb. 2. Verlauf yon Blur- und/cIarnalkoholkonzentration bei h~iuflger Entleerung der Harnblase. (Dicke Linie: Blutalkoholkonzentration, gestrichelte Linie: Urinalkoholkonzentration, Pfeile:

Harnentleerungen.) (S. AMMON.)

Abb. 3 u. 4. Verlauf der Harnalkoholkonzentration (gestrichelte Lin|e) im Vergleich zur Blut- alkoholkurve (ausgezogene Linie) bei l stfindigem (Abb. 3) und 2stiindigem Miktionsabstand

(Abb. 4). Pfeile : Blasenentleerungen (BERa~IANIg).

(vermehrte Ansammlung des Urins in der Harnblase) finder die zeitliche Verschiebung einen st/irkeren Ausdruck [vgl. eine entsprechende Abbil- dung bei WII)MAR~: (2) (S. 19)]. Systematisch wurde der EinfluB der Miktionsabst/inde auf den Verlauf der Urinalkoholkonzentration bisher nicht verfolgt. Lediglich MILES (S. 304) hat diese Frage in einer Versuchs- serie mit gleichen Personen unter gleichen Bedingungen behandelt. Aus seinen Versuchen kann abgelesen werden, dab bei h~ufigerer Blasen- entleerung die Urinwerte rascher ansteigen aber auch schneller wieder abfallen als bei seltenerer Miktion oder nut unvollst/i, ndiger Entleerung.

Die Auswirkung der VergrSBerung der Miktionsabst/inde geht aus Abb. 3 und 4 hervor, die yon der gleichen Versuchsperson, unter sonst gleichen Bedingungen, an verschiedenen Tagen gewonnen wurden. I)er Miktionsabstand betrug einmal 1 Std (Abb. 3), das andere Mal 2 Std (Abb. 4).

Wollte man aus Kurven, die durch die Verbindung einzelner Harn- alkoholkonzentrationspunkte entstanden sind (Abb. 3 und 4), Betrach-

248 E. W~zNm und W. SCH~WERD:

t u n g e n fiber die HShe des Ur ina lkoholmaximums, den Ze i tpunk t der l~berschneidung u n d das sonstige Verhal ten yon Blut- u n d Urinalkohol- konzen t ra t ion anstellen, so wfirde m a n grobe Fehlschlfisse ziehen. E in Einbl ick in diese Verh~ltnisse wi~re allenfalls dadurch zu gewinnen, dab bei eingelegtem Dauerkatheter , durch jeweilige E n t n a h m e kleinster Proben, die laufende Alkoholkonzent ra t ion bes t immt ~¢firde. I n dieser Weise ging KUGL]~R vor (Abb. 5), der jedoch nur in einstf indigen Ab- s t~nden die Harna lkoho lkonzen t ra t ion bes t immt hat . U m eine bei einem solchen Vorgehen zu beffirehtende Gesundhei tssch~digung zu ver- meiden, k a n n m a n durch Zusammense tzen yon K o n z e n t r a t i o n s p u n k t e n des Harnalkohols aus zahlreichen ¥ersuchen , die a n verschiedenen Tagen, bei jeweiliger Anderung des Mikt ionszei tpunktes , gewonnen

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Abb. 5. Abb. 6.

Abb. 5. Durch Probeentnahme mittels Dauerkatheter festgestellter Verlauf der ~tarnalkoholkurve (gestrichelte Linie) bel stehendem Blasenharn, im Verglelch zur Blutalkoholkurve (ausgezogene

Linie) (nach KUGLER). Abb. 8. Aus zahlreichen Yersuchen, mit jeweils etwas verschobener Miktionszeit, zusammen- gestente Konzentrationspunkte (Ringe) im Yergleich zur Blutalkoholkurve (ausgezogene Linie) als lndirekte Mfiglichkeit der Ermittlung des Konzentrationsverlaufs im stehenden Blasenharn

(Bi~RGMAIqlq).

werden, den Verlauf der Harna lkoholkurve e rmi t te ln (vgl. Abb. 6). t I ier- bei ist erfahrungsgem~13 mi t erheblichen S t reuungen zu rechnen. Prinzi- piell ist dieser Weg jedoch gangbar (vgl. Abb. 5 mi t 6).

Ji2anlieh wie es bei anderer Frageste l lung BIV.HT.V.R, G~.HLr~ (vgh auch CLARK) u n d DRUCKRWY U. KUPFMULLER zum S tud ium yon Konzen- trationsabli~ufen getan haben, lieBen wir die Beziehung zwischen Blut- u n d Harnalkoholgehal t mathemat i sch behandeln , u m die g e n a n n t e n Schwierigkeiten zu umgehen 1.

Bei dieser Berechnung wurde yon einem Kurvenverlauf des Blutalkohol- spiegels ausgegangen, wie er sich in Abb. 7 darstellt, einem Kurventyp, der z. B. nach Alkoholaufnahme bei m~Big gefiilltem Magen beobachtet werden kann und

1 Dank dem Entgegenkommen des Vorstandes des Mathematischen Instituts der Universitat Erlangen, Herrn Prof. Dr. N6BELING, fibernahm Herr Dr. BAUER diese Aufgabe, woffir wir ihm an dieser Stelle bestens danken. Die yon ibm ge- w/ihlte mathematische Behandlung ist an anderer Stolle (WEzNZG u. Se~WERD) ausffihrlich dargesteUt.

~ber die Beziehungen zwischen Blut- und Urinalkoholkonzentration. 249

sieh aus einer Parabel und einer abfallenden Geraden zusammensetzt. Der Konzen- trationsverlauf wurde bei Annahme eines Restharnes yon 10 ml und gleichbleiben- der Diurese yon 50 ml/Std, eines Anstieges der Blutalkoholkonzentration auf 1°/00 mad einer Verteilung yon Nierenharn- zu Vollblutalkoholkonzentration wie 1,2:1 berechnet. Die Harnblasenwand wurde als undurchl~ssig angenommen. Der er- rechnete Konzentrationsverlauf des Alkoholgehaltes im Blasenharn ist, wie sich bei der Gegentiberstellung yon Abb. 5 und 6 mit Abb. 7 erkennen l~Bt, mit den Befunden bei Experimenten im Prinzip vergleichbar, wenn er auch im ganzen deut- lich niedriger liegt und rascher abf/illt als im Experiment. Diese Abweichung hat ihren Grund darin, dab zuniichst bei den Berechnungen yon einer gleichm~tl~igen Diurese yon 50 ml/Std ausgegangen wurde, w~hrend dutch den Alkoholgenul~ meist, besonders im Maximum, ein erheblicher Diureseanstieg zustande kommt (vgl. EGGr.E~OS).

Bei Unterstellung eines Restharnes yon 10 ml, einer Ausgangsdiurese yon 20 ml/Std und einem geradlinigen Anwachsen der Harnproduktion auf 150 ml/Std bis zum Zeitpunkt des Blutalkoholmaximums und gleichartigem Wiederabschwellen derselben bis zu dem Ausgangswert yon 20 ml/Std wurden daher nochmalige Berech- nungen angestellt, durch die sich ein Verlauf der Kurven ergab, wie ihn Abb. 8 zeigt.

Es is t k la r zu erkennen, d~B du tch den vorf ibergehenden Diurese- ans t ieg ein deut l ich hSherer Ver lauf und ein langsameres Abs inken der H a r n a l k o h o l k o n z e n t r a t i o n zus tande k o m m t .

I n gleicher Weise wurde nunmehr der Einflul~ einer einzelnen Blasen- en t leerung zu verschiedenen Z e i t p u n k t e n berechnet . I n Abb. 9 is t der Mik t ionsze i tpunk t in der r e so rp t iven Phase, in Abb . 10 im M a x i m u m und in Abb . 11 in der pos t r e so rp t iven Phase gew~thlt.

Bei der B e t r a c h t u n g dieser Abb i ldungen ist sofort zu erkennen, dab bere i ts eine einzige Mikt ion n ich t nur den augenbl ic ld ichen Ver lauf der B lasenharna lkoho lkurve , sondern das gesamte wei tere Verha l t en der- selben bes t immt . H ie rdu rch erkl~r t sich auch, w a r u m die Beziehungen zwischen Blut - und H a r n a l k o h o l k o n z e n t r a t i o n so schwer f ibersehbar sind, soba ld eine oder mehrere Mik t ionen erfolgen. Besonders auffal lend ist, d a b - - obwohl bei den Berechnungen n ich t mi t einer vol l s t~ndigen Blasenent lee rung gerechnet , sondern e in R e s t h a r n yon 10 ml ange- n o m m e n wurde - - nach der Mik t ion in der r e s o i p t i v e n Phase die Blut- a lkoho lkurve yon der H a r n a l k o h o l k u r v e schon vor dem M a x imum fiber- schn i t t en wird und dab sich ein h6heres H a r n a l k o h o l m a x i m u m ergibt .

D a es t ro tz gewisser Vere infachungen in der m a t h e m a t i s c h e n Be- hand lung der ~ r a g e zu ze i t r aubend gewesen w~re, noch wei tere MSglich- ke i t en rechner isch aufzuzeigen, wurden zur sys temat i schen Dars te l lung der pr inzip ie l len Beziehungen zwischen Blut - und Ur ina lkoho lwer ten Modellversuche anges te l l t und deren Ergebnisse mi t exper imente l l ge- fundenen Blut - und Ha rna lkoho lwe r t en in Vergleich gebracht .

Den Verlauf einer Blutalkoholkurve im Modellversuch nachzuahmen, gelingt unschwer dutch kontinuierliehes Anreichern einer Fltissigkeit mit Alkohol bzw. dutch fortlaufendes Verdiinnen nach dem Erreichen einer gewissen maximalen Konzentration. Selbstverst/~ndlich k6nnen aber bei solchen Versuchen an Stelle des Alkohols andere leicht wasserlSsliche Stoffe, wie etwa Farbstoffe oder S~uren,

250 E. WEI:NIG und W. SCHWERD:

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Abb. 7. Verlauf der Alkohol- konzentration in der t iarn- blase (gestriehelte Linie) bei gleiehmiiBiger Diurese (50 ml/Std) auf Grund yon Berechnungen (Dr. BAUER). Dicke Linie: Blutalkohol- konzentration, diinne Linie:

l~ierenharnalkoholkonzen- tration.

Abb. 8. Verlauf der Blasen- harnalkoholkonzentratlon

(gestriehelte Linie) bei Zu- nahme der Diurese bis zum Maximum der Blutalkohol- konzentration (strichpunk- tierte Linie) auf Grund yon Berechnungen (Dr. BAUER). DiekeLinie: Blutalkoholkon- zentration, dtinne Linie:

l~ier enharnalkoholkonzen- tration.

Abb. 9. (Erklarung unten.)

Abb. 10. (Erkl~rung unten.)

Abb. 11,

Abb. 9--11. Wie Abb. 8; je- doch Blasenentleerungen zu versehiedenen Zeitpunkten (Abb. 9: in der resorptiven Phase, Abb. 10: im Maxi- mum, Abb. 11: in der pust-

resorptiven Phase).

l~ber die Beziehungen zwischen Blut- und Urinalkoholkonzentrat ion. 251

verwendet werden. Wir haben der Vereinfachung halber Schwefels~ure genommen~ deren Konzentra t ion sich unvergleichlich viel rascher (acidimetrisch) als die des Alkohols bes t immen l~Bt. Ebenso wie bei der mathemat ischen Bet rachtung unter- steUten wit wiederum zur Vereinfachung ein festes Verh~ltnis zwischen den Kon- zentrat ionen des Bintes und des in der Niere frisch gebildeten Harns yon 1:1,2. Dementsprechend wurde eine LSsung hergestellt, die den :Nierenharn darstellen sollte und aus welcher der in seiner Kcnzent ra t ion wechselnde H a m in ein Glas- gef~B lief, das eine undurchl~ssige Harnblase repr~sentierte. Die ,,Blutlcurve" wurde aus derjenigen des ,,Nierenharns" durch Verminderung derselben um 20~/o zeichnerisch festgelegt und nur die erstere wird der ~bersicht l ichkei t wegen in den folgenden Zeichnungen mit der ,,Blasenharnkonzentra- tion" in Beziehung gebracht.

Im einzeinen wurde folgendermaBen (Abb. 12) vorgegan- gen: Aus einem Standgef~B A mit Niveauregler liel3en wir eine n/10 H~SO4-L6sung in ein Gef~B B tropfen, in welchem sich 250 ml Wasser befanden. Der Inha l t yon B, zun~tchst also eine H2SO4-L6sung steigender Konzentrat ion, t ropfte mit gleicher Geschwindigkeit in ein weiteres GeI~B C a b , so dab in B das Ausgangsvolumen yon 250 ml kons tant gehalten

Abb. 12. Modcll zur acidimetrischen Ermittlung der :Konzentration einer in Gef~Q 6' (,,Harnblase") sich ansammeln2en Fliissigkeit, die aus Ge- f~B B (,,Niere") abtropft. Durch Zuflicilen einer verdiinnten tItSOt aus A steigt die Konzentration in B zun~chst an, durchl~uft ein Maximum und sinkt dann durch Wasserzufuhr aus D -- hei gleichzeitigem Unter-

brechen der S~urezufuhr aus A -- wieder ab.

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wurde. Nachdem die Konzentra t ion der H2SO 4 in B rasch angestiegen war, wurde die H~S04-Zufuhr aus A unterbrochen und aus einem Gef~B D mit verringer- ter Tropfenzahl Wasser in das Gef~tB B hineingetropft und auch die Tropfenzahl yon B nach C entsprechend verringert. Die Tropfenzahl wurde mi t Hilfe eines Metronoms geregelt und die Fliissigkeiten in B und C wurden laufend mit Riihr- werken durchmischt. Die Konzentra t ionen in den Gef~13en B und C wurden fort- laufend acidimetrisch best immt. Die Mischung in B entsprach somit der Alkohol- konzentrat ion des frisch bereiteten Nierenharns, w~hrend diejenige in C die Blasen- harnkonzentra t ion darstellte. Der Verlauf der , ,Nierenha.rnkonzentration" wurde so eingestellt, daB nach steilem Anstieg ein Maximum erreicht wurde und dann ein langsamer Abfall zustande kam. Der absteigende Ast der Kurve verlief zwar nicht ganz geradlinig, war jedoch so wenig gekriimmt, dab die Gesamtkurve etwa den Vcrlauf einer Blutalkoholkurve hat te . Eine Ent leerung des Inhal tes yon C entsprach einer vollstiindigen Blasenentleerung.

Der Vorteil dieser Modellversuche besteht darin, dab die Konzentrat ions- ~tnderungen dieses , ,Blasenharnes" nicht nur im abgelassenen , ,Ham" festgestellt werden kSnneno sondern dab man gewissermaBen in der Harnblase - - bei unserem Modell in Gef~B C - - die Konzentrat ions~nderungen durch kleinste Probeen tnahmen (1 ml) beliebig oft verfolgen kann.

V o n d e n E r g e b n i s s e n d i e s e r Modellversuche se i en a u s R a u m e r s p a r n i s -

g r i i n d e n n u r w e n i g e g r a p h i s c h d a r g e s t e l l t ( A b b . 1 3 a - - 1 5 a ) . W e i t e r e

M S g l i c h k e i t e n l a s s e n s ich h i e r a u s a b l e i t e n .

A u f f ~ [ l e n d i s t d ie Sprungha/tigkeit d e r K o n z e n t r a t i o n s ~ n d e r u n g i n

Gefi~B U ( , , H a r n b l a s e " ) u n m i t t e l b a r n a c h E n t l e e r u n g de s Gef~Bes

Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 221. ]7

252 E . WEINIG u n d W . SCHWERD:

(,,Blasenentleerung") (Abb. 14a), die darin begriindet ist, dab (ira iiber- tragenen Sinne) der direkt nach der Blasenentleerung in die Blase ein- fliel3ende Ham, yon einer geringfiigigen zeitlichen Yerschiebung ab- gesehen, der Konzentration des frisch bereiteten Harnes (Nierenharn) ent- spricht, die (wenigstens im Modell) 20% fiber der Blutkonzentration liegt. Mit zunehmendem Abstand der Blasenentleerungen vergrSl3ern sich die

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Abb. 18.

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Abb. 14.

0 ! 2 3 qO 7 2 3 qO [ 2 35td4

Abb. 15.

Abb. 13--15. Reihe a. Verlauf der Blaseaharnalkoholkonzentratton im Vergleich zur Blutalkohol- konzentratiou in Modellversuchen mit verschieden h~ufiger Entleerung der , ,Harnblase". Dicke Linie: Blutalkoholkonzentration, gestrJchelte Linie: Blasenharnalkoholkonzentration, Pfeile : Blasenentleerungen. -- Reihe b. Seheinbarer Ve~lau] der Alkoholkonzentration bei gerader Yer- bindung der zur Zeit der Blasenentleerung bestehenden 7Konzentrationen. -- l~eihe c. Zum Ver- gleich herangezogene Yereuche am Menschen mJt entsprechenden Miktionszeiten. Punktierte L]nJe:

Vermutlicher Verlauf der Blasenharnalkoholkonzentration.

Stufen, die dutch die eintretenden Konzentrations~nderungen hervorge- rufen werden. Das eigenartige Abweichen der beiden Kurven voneinander ist also im wesentlichen ein Effekt des Ansammelns yon in wechselndem (zunehmenden bzw. abnehmenden) MaBe alkoholhaltigem Urin. Je h~ufiger die Entleerungen sind, desto mehr nEhert sich das Kurvenbild

~ber die Beziehungen ~wischen Blut- und Urinalkoholkonzentration. 253

dem des Nieren- bzw. Ureterenharns, je seltener, desto starker wird die Abweichung.

Verbindet man aber, wie dies in Abb. 13b- -15b getan wurde, nur die Konzentrat ionen miteinander, die zum jeweiligen Zeitpunkt der Miktion (Entleerung des GeF~Bes C) bestehen, so wird dadurch deutlich gemacht, dab das entstehende Kurvenbild ffir die Blasenharnkonzentration um so mehr yon den wirklichen Verh/~ltnissen abweieht, je grSl3er die zeitlieben Abst~nde zwisehen den Miktionen sind (vgl. Abb. 15b mit 15a). Derartige fehlerhafte Kurvenbilder haben vielfach in der Literatur falsehe Vor- stellungen veranlal3t.

In den Abb. 13c--15e sind experimenteU ge/undene Ergebnisse mit ~hnlichen Miktionszeiten bzw. -abst~nden zum Vergleich herangezogen worden z. Dabei zeigt es sich, da~ die durch Experimente gewonnenen Kurvenbilder nicht nur im Verlauf, sondern - - wenigstens bei den Ver- suchen 14c und 15c - - auch hinsichtlich der relativen Differenzen zwischen Blur- und Blasenharnkonzentration mit den Modellversuchen recht gut iibereinstimmen. Dagegen stieg bei dem in Abb. 13c dar- gestellten Versuch die Harnalkoholkonzentrat ion starker an als es nach den Modellversuchen zu erwarten gewesen w~re.

Sofern die Urinalkoholkonzentration deutlieh weniger als 20% fiber der Blutalkoholkonzentration lag, war in allen F~llen die ~berschneidung yon Blut- und Harnkurve erst kurz vorher erfolgt. Der relativ sp~teste Zeitpunkt der ~berschneidung beider Kurven liegt kurze Zeit nach dem Maximum des Blutalkoholspiegels. Rein zeitlich gesehen ist der ~uBerste Fall fiir die ~berschneidung dann gegeben, wenn die Harnblase bis dahin nieht entleert wird und auBerdem alkoholfreier Restharn vor Trinkbeginn vorhanden ist. Je grSBer die Menge des alkoholfreien Restharnes ist, desto starker ist der Einflul3 dieses Faktors, wobei nicht so sehr die absolute wie die relative GrS~e im Vergleich zu der w~hrend der Alkohol- beeinflussung gebildeten Harnmenge yon Bedeutung ist. Oiese Frage dfirfte j edoch in der Praxis deswegen kaum eine Rolle spielen, weft im allge- m e i n e n - - worauf schon BAVlS u. A~NHOLT bingewiesen h a b e n - - durch die alkoholbeding~e Diurese mindestens dann alsbald ein Harndrang zustande kommen wird, wenn bereits ein grSl3eres Ausgangsvolumen vorhanden ist.

Bei den folgenden Betrachtungen ist noch auf weitere Besonderheiten einzu- gehen, die in praktischen F~llen, abweichend von den Gegebenheiten, wie sie sich im Modellversuch darstellen, vorkommen kSnnen.

In der resorptiven Phase kam bei den Modellversuchen jeweils nach der ersten Miktion die ~berschneidung zustande. Wir k~nnen aber praktischen Versuchen entnehmen, dab einerseits die Oberschneidung der beiden Kurven bereits in der resorptiven Phase effolgen kann, ohne dab in diesem Zeitraum eine Miktion statt- fand und dab andererseits, trotz mehrmaliger Blasenentleerungen, die l~berschnei-

1 Abb. 13c entstammt der Inaug.-Diss. yon S. AM~O~¢, Abb. 14c u. 15c der Inaug.-Diss. yon G. BERGMAlqlq.

17"

254 E. W~I~IO und W. SCltWERD.*

dung erst im Maximumbereieh (vgl. z. B. Abb. 13e) zustande kam. Diese Abwei- chungen kSnnen dadurch bedingt sein, dab

1. die zeitliehe Verschiebung, die sieh infolge des Durehlaufens der Wegstrecke yon Niere fiber Nierenbecken, Harnleiter bis zur tIarnblase ergibt, eine grSl3ere ist als im Modellversueh,

2. die Verteilung zwischen Blut und Ham eine andere ist als 1:1,2, wie wit sie in unseren Betraehtungen am Modellversueh zugrundelegten.

Diese Einfliisse kSnnen in beiden R ich tungen wirksam werden, indem sie den (~berschneidungszei tpunkt frfiher oder sparer zus tande k o m m e n lassen. Ferner s ind sie aber auch eng verkni ipf t mi t der Frage des Ein- ]lusses der Diurese auf die Beziehungen zwischen Blur- u n d Urinalkohol- werten. Die allgemeine •e inung geht zwar dahin, dab die Diurese prakt isch keinen Einflu {~ auf die Alkoholkonzent ra t ion im H a r n habe, was auf eine Arbeit yon WIDMARK (I) zurfickgeht, die sich jedoch ledig- lich mit der Frage des Ubergangss des Alkohols in den H a r n in der Niere befa~te. Eine L?bertragung dieser Ansicht auf den Blasenharn muBte jedoch zu irr tf imlichen Vorstel lungen AnlaB geben. Allein die Betrach- r ang der Abb. 7 u n d 8 beweist, dab die Xnderung der Diurese auf den Konzen t ra t ionsab lau f des angeha l tenen Blasenharnes einen wesentl ichen EinfluB hat.

Der Ein/lufl der Diurese auf das Absinken des Harnalkoholgehaltes in der Blase geht besonders deutlieh aus den in der Inaug.-Diss. yon S6LLNERnieder- gelegten Versuehen hervor, wobei in Reihenversuchen, naeh Injektion des diu- resefSrdenden Deriphyllins, ein deutlieh raseheres, naeh Injektion des diurese- hemmenden Tonephins dagegen ein wesentlieh langsameres Absinkgn der Bla- senharnalkoholkonzentration naehzuweisen war als bei Versuehen, in denen eine medikament6se Beeinflussung nieht erfolgte. Untersueht wurde jeweils das Ver- halten der Alkoholkonzentratioa im angehaltenen Ham naeh abgesunkmem Blutalkoholspiegel, wenn also nur alkoholfreier Harn yon der Niere her naeh- flieBen konnte.

Uber den Einflul3 der Durchlau/sgeschwindigkei$ des Harnes dureh die Niere und Ureter ist zu sagen, dab mit der Verkfirzung der Durchlaufszeit aueh eine fr'fihere Obersehneidung der Blur- und Harnalkoholkurve zustande kommen mull, bzw. umgekehrt. Ein weiterer Grund ffir eine Abweiehung des Experimentes vom Modellversueh hinsiehtlich der l~berschneidung yon Blut- und Urinalkoholkurve in der resorptiven Phase liegt in der welter oben begrtindeten Annahme, dal3 der Alkoholgehal$ yon Vollblut zu Plasma bzw. Serum (demgemaB Vollblut zu Nieren- harn) sieh nieht immer wie 1:1,2 verhglt. Aus den Untersuehungen der versehie- denen Autoren geht hervor, dab 1. die Verteilung des Alkohols im Blut in weiten Grenzen sehwankt, 2. das Diffusionsgleiehgewicht sowohl zwisehen arteriellem und ven6sem Blur als aueh 3. zwisehen Blutk6rperehen und Plasma in der Re- sorptionsphase unter Umstanden noeh nieht eingetreten ist und 4. eine ErhShung des Wassergehaltes bei reichlicher Aufnahme verdfinnter alkoholischer Getri~nke (z. B. Bier) eine relative ErhShung des Serumalkoholgehaltes bedingen kann. Unsere Annahme wird dutch zahlreiche Versuchsergebnisse yon HERING gestfitzt, der nach Aufnahme yon 3 Flaschen Bockbier (1~ Liter) innerhalb yon 30 rain jeweils schon 50 rain nach Beendigung des Trinkens bei der ersten Blasenentleerung (noeh vor dem Blutmaximum) stets h6here Harnwerte als Blutwerte naehweisen konnte.

~Tber die Beziehungen zwischen Blur- und urinalkoholkonzentration. 255

Dementsprechend war auch im Maximum sehr h~ufig ein st/~rkeres Ansteigen der Hamwerte fiber die des Blutes zu beobachten, wo bis zu 40~o hShere Harnwerte festzustellen waren.

Auch die schon kurz erw/~hnte M5glichkeit, dab erst in der postresorptiven Phaze die 0bersehneidung der Werte stattfindet, war dutch praktische Versuche zu be- st~tigen. Im allgemeinen werden zwar, insbesoudere dann, wenn eine Harnent- leerung vorangegangen ist, die Urinwerte diejenigen des Blutes iiberschreiten, doeh kSnnen im Beginn der postresorptiven Phase - - entgegen der bisher giiltigen An- sieht - - die Blur- und Urinwerte, auch trotz vorangegangener Miktion, sich decken oder die Urinwerte sogar unter denen des Blutes liegen. Dies ist aber selten der Pall.

ge 1/inger der H a r n fiber das M a x i m u m tier B lu t a lkoho lku rve h inaus angeha l t en wird, des to mehr vergrSl3ert sich nach einer l~berschneidung die Differenz zwischen den Blur- und Harnwer t en . Diese Fes t s t e l lung un te r s t r e i ch t unsere Ansicht , dab die Harnblasenwand fiir Alkohol nicht nennenswert durchl~issig sein kann . Das Abs inken des Alkoholgeha l tes in der pos t r e so rp t iven Phase u n d besonders auch in dem S tad ium, in wel- chem im Blur ke in erhShter Alkoholspiegel mehr nachzuweisen ist, k a n n al le in dadu rch erkli~rt werden, dab v e r m i n d e r t a lkoholhal t iger , bzw. schlieBlich alkohoffreier H a r n in die Blase ge langt und die vo rhandene K o n z e n t r a t i o n je nach der GrSl~e tier Diurese mehr oder weniger rasch absink~.

E i n r e l a t iv gleichmgBiges Abs inken der Ha rna lkoho lkonzen t r a t i on , ve rg le iehbar e twa dem des Blutes , k a n n m a n dahe r f ibe rhaup t n ieh t e rwar ten . W i r d der Ur in in der pos t r e so rp t i ven Phase angehal ten , so s ink t die A lkoho lkonzen t r a t i on l angsamer als die des Blu tes ab ; wird die Blase ent leer t , so s inkt die K o n z e n t r a t i o n rascher ab, ohne die des Blu tes zu erreichen. Rfickschlfisse yon dem Alkoho lgeha l t eines durch Mik t ion gewonnenen H a r n s au f den Ha rna lkoho lgeha l t oder gar den Bluta]kohol- geha l t zu e inem frfiheren Z e i t p u n k t k6nnen aus a l l diesen Grf inden n icht mi t h inre ichender Sicherhei t gemach t werden.

Unsere Versuche widerlegen ferner die yon LI~CK geguBerte Ansieht, dai3 in der Ausscheidungsperiode der Urinalkoholgehalt den maximalen Blutalkoholgehalt nur unterschreiten und selbst im gfinstigsten Falle nieht ganz erreichen k6nne. Gegen Ende des postresorptiven TeLls der Blutalkoholkurve kSnnen zwar nach unserer Erfahrung bei angehaitenem Ham die Hamwerte nieht hSher sein als der Maximal- wert des Blutes; unter UmstAnden k~nnen sie nahezu gleieh hoch sein wie dieser. Dagegen sind oft, insbesondere im Maximum und im Anfangsteil der postresorp- riven Phase, wesentlich hShere Harnwerte zu beobaehten.

Zusammenfassung. A u f G r u n d yon sys t ema t i schen Un te r suchungen a m Menschen,

m a t h e m a t i s c h e n Berechnungen und Model lversuchen h a t sich ergeben, dab eine Vielzahl von F a k t o r e n die Bez iehungen zwischen Blur- und Ur ina lkoho lkonzen t r a t i on b e s t i m m t und sehr wechse lhaf t ges ta l t en kann .

256 E. W~,r~G und W. SCHWERD :

D u t c h die v o r l i e g e n d e n U n t e r s u c h u n g e n k o n n t e j e d o c h das Grunds~ t z -

l i che in d ie sen B e z i e h u n g e n w e i t g e h e n d gek l~r t we rden .

B e s o n d e r s h e r v o r z u h e b e n ist , dal~ s ich im p r a k t i s c h e n Y e r s u c h fehler -

h a f t e K u r v o n d a n n e rgeben , w e n n led ig l i ch d ie A l k o h o l k o n z e n t r a t i o n s -

p u n k t e so lcher U r i n p r o b e n m i t e i n a n d e r v e r b u n d e n werden , d ie d u r c h

e inze lne M i k t i o n e n g e w o n n e n w a r d e n . D ies i s t w o h l e ine r de r H a u p t -

g r i inde fi ir m a n c h e u n g e n a u e n V o r s t e l l u n g e n a u f d ie sem Gebie~.

L i t e r a tu r .

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Prof. Dr. Dr. E. WEI~O, Inst. f. gerichtliche Medizin und Kriminalistik der Univ. Erlangen.