Zeitschrift ffir Krebsforschung, l~d. 59, S. 561--567 (1953).

Aus dem I. Institut fiir Pathologische Anatomic und Experimentelle Krebsforsehung der Medizinischen Universit~t in Budapest (Direktor: Prof. Dr, JosEP~ BAL6).

Uber die geschwulsterzeugende Wirkung des Urethan in Schlafmitteln.

Von

Dr. J. BAL6, Dr. J. JunAsz und G. KENDREY.

Mit 2 Textabbildungen.

(Eingegangen am 11. Juni 1953.)

Einleitung.

Auf dem Gebiete der Geschwulstforschung haben in letz~er Zeig die Lungenadenome e ine groBe Bedeutung erlangt. Sie sind n icht nu r in der vergleichenden Gcschwulstforschung wichtig, sondern spielen auch beim Nachweis krebserregender Subs tanzen eine groBe t~olle. W/ihrend friiher die Wirksamkei t der geschwulsterregenden Subs tanzen mi t Hflfe von Bepinselung der Hau{ weiBer Mguse festgestellt wurde, kSnnen heute die schwgcher wirkenden geschwulsterregenden ~r zweifellos am sichersten mi t in t raper i toneMen Einspr i{zungen an weiBen Miiusen nach- gewiesen werden. I n diesen Fgl len ent.stehen Lungenadenome.

In der Tierwelt wurden die Lungenadenome zuerst bei den Mgusen studiert. Das Vorkommen des multiplen papillgren Cystadenoms in der Miiuselunge wurde yon Trzzs~ 17 festgestellt. SLY~S, HOLMES und WSLLS *s fanden bei 4% der Mguse im Alter fiber 7 Monate multiple Lungenadenome. MuneJ~g nnd STU~ 9 haben nach- gewiesen, dM~ bei Mgusen, die mit Teer bepinsett wurden, die Prozentzahl der Lungenadenome bedeutend grSBer war als bei den Kontrolltieren, ohne dab es zum Entstehen eines l-Iautcarcinoms gekommen wi~re. SC~ABAD ~5 fand Lungen- adenome bei 3,5% yon 228 spontan verendeten Mgusen. Wurde die ~aut der Mguse 6--8 Monate tgglich 2--3ram mit Teer-bepinselt, so k0nnten die Adenome in 20% der ~glle nachgewiesen werden. Sa~sso~cow 14 konnte Lungenadenome mit Be- pinselung der I-Iaut yon Mgusen mit Teer und mi~ einem aus Teer gewonnenen Leicht61 erzeugen. Es wurde aul]erdem festgestellt, dab im FMle einer subcutanen V erabreichung yon stark wirkenden krebserregenden Mitteln, wie Dibenzanthrazen, t~enzpyren keine lokMe Geschwfilste, sondern Lungenadenome ents~ehen. A~CDEg- v o ~ * beobachtete Lungengeschwfilste n~ch subcutanen Injektionen yon Dibenz- anthr~zen. Rosn~om~ TM hatte festgestellt, dM~ unter der Wirkung yon kleinen Benzpyrenmengen, die bei subcutaner Einspritzung keine LokMgesehwulst bei den Mgusen hervorriefen, Geschwfilste in den Lungen entstehen. ~ETTLESHIr und I-Isr162 TM beobachteten bei Mgusen, denen sie Urethan verabreichten, eine Zu- nahme der Hgufigkeit der Lungenadenome. LAnSE~ und I-IssTo~r ~ konnten fest- stellen, dab auch einige andere Derivate des Ureth~ns eine ghnliche Wirkung zeigen. Ihrer Ansieht nach sollen die Barbiturate keine geschwuls~erregende Wirkung besitzen. O~xz ~ untersuchte neben dem Urethan auch die geschwulsterregende Wirkung des PentothMs, des 7Nembu{als und der ChlorMose, konnte aber eine Wirkung nut im FMle der Verwendung yon Urethan naehweisen. MosTos~ und

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LAI~SE~ s studierten die Histogenese der mit Urethan erzeugten Lungenadenome der M~use und W. G. JA~F~ ~ berichtete fiber die Urethanadenome der Ratten.

BOYLAND und I~ORNING ~ haben bei M/iusen Lungenadenome mit Senfgasstick- stoff erzeugt. NorRis n beobachtete das Vorkommen der Lungenadenome in Meerschweinchen.

In der Tierwelt kommen spontane Lungenadenome bei den Schafen vet: Jaagsiekte (DE KOCK4). DU~GAL, GISLASO~r und TAYLOR ~ haben diese Krankheit in Island studiert.

BAL6, J v ~ s z und VA~GA 2 ffitterten 100 durchschnittlieh 2 Monate al$e, weiBe M~use ts mit Brot, welches in Milch eingeweicht wurde, die je Kubikzentimeter 0,0015 g Urethan in L6sung enthielt. Diese Urethanverabreichung wurde 70 Tage lung fortgesetzt. Bei der naeh 10 Monaten erfolgten TStung der Tiere konnten Lungenadenome nur in einem einzigen Falle nachgewiesen werden. In einer anderen Versuchsserie erhielten 42 MiSuse zweimal wOehentlich 0,2 cm 3 einer 10%igen Urethanl5sung 9 Wochen lang intraperitoneal eingespritzt. Sechs Monate nach Versuehsbeginn konnten in 18 M/~usen (42 %) multiple Lungenadenome nach- gewiesen werden.

Eigene Untersuchungen.

Ure than wird n u n vielfach benu t z t um Barb i tu ra te ffir In jekt ions- zwecke zu 15sen. Es war deswegen wichtig nachzuprfifen, ob das Ure than in diesen ffir die mensehlichen Heilzwecke wichtigen Mit te ln eventuel l aueh seine gesehwulsterzeugende Wirkung entfal tet , wenn es ehronisch zugefiihrt wird. I n unserer Mit tei lung mSehten wir nu r fiber eine dies- bezfigliehe Wirkung der Mit*el Sevenal und Dial beriehten.

Das Sevenal (Chinoin) gelangt in Ampu]len zu 1 em 3 in Verkehr, die 55% Ure than enthal ten, die hypnot isch wirksame Substanz ist das Aeidum phenylae thy lbarb i tu r ieum.

Vorerst mu$te festgestellt werden, welche Gaben von den M~iusen ertragen werden. Da selbst die kleinsten Mengen der ira Verkehr befindliehen Sevenal- 15sungen bei den Miiusen toxische Wirkungen hervorriefen, muBten Verdfinnungen angefertigt warden. Die Verdiinnung des Sevenals ist eine ziemlich schwierige Aufgabe. Sit kann auch mit physiologischer KochsalzlSsung vorgenommen werden, wenn die LSsungen auf KSrpertemperatur gehalten werden. Bei dcr Abkfihlung der verdiinnten LSsung fi~ltt die Barbiturs~ure oft aus und der entstehende Nieder- schlag macht die Verabreichung des Mittels mit der Spritze unmSglich. Bei vor- siehtiger Erw/~rmung kann unter solchen Umst~nden der Niederschlag wieder in LSsung gebracht werden. 1 cm 3 Sevenal wurde 8fach verdfinnt; 0,1 cm 3 dieser Verdfinnung wurde von den weiSen M~usen bei intraperitonealer Verabreichung gut vertragen. Dies entspricht. Einzeldosen yon 0,002 g Sevenal. Es geniigt selbst diese Gabe, urn bei weil~en M/~usen einen einige Stunden dauernden tiefen Schlaf hervorzurufen, aus welchem die Tiere wieder zu sich kommen und sich normal ern/~hren. Es muB aber darauf geachtet werden, dab in den M/~usek/~figen keine Nahrungs- oder Trankbehi~lter gehalten warden, da die beti~ubten Tiere in diesen ]eicht ertrinken kSnnen. Die Tiere konnten nnr mit grSBter Umsicht am Leben erhalten werden. Am Schwanzansatz traten Hautnekrosen auf, so dal~ wir 3 Tiere vorzeitig am Anfang der Behandlung verloren bevor sich Adenome entwickeln konnten.

Wir gaben 30, durchschnittlich 2--3 Monate alten M/~usen zweimal w5chentlich intraperitoneale Sevenaleinspritzungen, es wurden aber, unter Berficksiehtigung der Kondit.ion der Tiere, auch Pausen yon 2--3 Wochen in die einzelnen Ver-

~ber die geschwulsterzeugende Wirkung des Urethan in Sehlafmitteln. 563

suche eingeschaltet. Unsere M/~use erhielten im Verlaufe yon 2x/2 Monaten insgesamt 14 SevenMeinspritzungen. Dies entsprieht einer Gesamtmenge yon 0,028 g Sevenal bzw. 0,093 g Urethan. Hierauf folgte die Beobachtung der Tiere. Naeh 8 Monaten wurden sie get6tet und die Lungen makro- und mikroskopisch untersueht.

Lungenadenome konngen in 11 l~illen, also bei 35% unserer Ver- suehstiere naehgewiesen werden, w/ihrend sie in diesem ~/~usestamm bei 10 IV[onate alten Tieren nut in etwa 1% vorkommen. Zuerst wurden sie im 5. Versnehsmonat gefunden. Ihr Umfang sehwankt zwisehen IViohn- korn- und Erbsengr6Be, ihre Zahl betr/~gt 10--30, unter Umst~nden kSnnen sie in unz/~hlbarer Menge vorkommen, wobei dann einzelne Adenome konfluieren. Mit ihrer gelblich - weil~en Farbe steehen sie lebhaft yon der grauroten Farbe der Lunge ab. Sie liegen oft subpleurM, kommen aber aueh in der N~he des Hilus ~-or und k6nnen in allen Lungenlappen auf- treten (Abb. 1).

Bei der histologischen Untersuchung wird keine, die Adenome umgebende Kapsel gefunden, es bil- den nur die infolge des Wachstums komprimier- ten A]veolen eine umhfillende Sehieht. Sie verffigen fiber eine driisige Struktur. Im Gebiete der Adenome werden im allgemeinen weite Drfisen gefunden, in welehe manehmal baumart ig ver~stelte Papillen mit feiner Bindegewebsaehse vorragen. Die Driisen sind mit kubischem Epithel ausgekleidet, das aueh die Papillen iiberzieht. Die Epithelzellen sind im allgemeinen gleiehfSrmig, ihr Kern ist rund oder oval, Zellteilungs- figuren werden nieht~ beobaehtet (Abb. 2). Es werden aber aueh Adenome gefunden, in welehen die Kerne versehieden gro8 sind and Kerntei- lungen 5fter vorkommen. 0bwohl keine Metastasen gefunden wurden, kann auf Grund der Tatsaehe, dal3 solche Gesehwiilste in die Venen hineinwuchern, dennoeh auf ihre Malignit/it gesehlossen werden.

Bei 2 M~usen mit Lungenadenomen fanden wir zugleieh ein media- stinales Lymphosarkom, in einem Falle ein Brustdrfiseneareinom.

Neben dem Sevenal wurde aueh die gesehwulsterzeugende Wirkung des Dial (Ciba) gepriift. Dial enth/ilt je Kubikzentimeter 0,1 g DiMly]- barbiturs~ure und 40% Urethan.

Z. tt:rebsforschung. Bd, 59, 3 8 a

Abb. 1. L u n g e n a d e n o m e einer weif3en Maus, welche 14 in t raper i toneMe Se~,enale inspr i tzungen erhielt .

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Um das Mittel den 3lausen verabreichen zu k6nnen, mui]te Dial cbenso wie Sevenal verdfinnt werden. Die Vcrdiinnung des Dial wurde ebenfalls mit physio- logischer Koehsalzl6sung bci K6rpertemperatur vorgenommen. Ein Ausfallen nach der Verdfinnung wurde etwas seltener beobachtet als bei den Sevenalvcrdiinnungcn und auch dieser Niederschlag ging nach m~Biger Erw~rmung wieder in L6sung. Ebenso wie im Falle des Sevenal, haben wir den Inhalt der im Verkehr befind- lichen Dialampullen 8fach verdiinnt und jedesmal 0,00125 g Acidum diallylbarbi- turicum intraperitoneal eingespritzt. Es trat aueh unter dcr Dialwirkung ein tiefer Schlaf ein, aus wclchem die Tiere jedoch raseher wieder zu sich kamen als nach den Sevenalcinspritzungen.

Abb. 2. D a s d u r c h S c v e n a l e r z e u g t c L u n g e n a d e n o m d e r w e i l 3 e n M a u s . StarkeVergrSl~erung.

30 M~use crhielten zweimal wSchentlich im Verlaufe yon 21/2 Monaten intra- peritonealc Einspritzungen; je nach der Kondition der Tiere wurden Pausen yon 2--3 Wochen eingcschaltet. In den 14 Einspritzungen erhielten die Tiere eine Gcsamtmengc yon je 0,0175 g Dial bzw. 0,07 g Urethan.

Auch hier wurde ein Lungenadenom zuers t bei e inem 5 Monate nach Versuchsbeginn ve rende ten Tiere beobach t e t ; 8 Monate nach Versuchsbeginn wurden alle Tiere ge~Stet,. Lungenadenome wurden bei t 6 der 30 Tiere gefunden. Dies en t sp r ieh t einer Hguf igke i t yon 53%. Auch die durch Dial ve rursach ten Lungenadenome k o m m e n mi t gleichen H~uf igkei ten in allen Lappen der Lunge vor. Oft l iegen sie subpleura l , in ers ter Linie den scharfen Rgndern der Lungen lappen entsprechend. Adenome, die die Oberfl/~che n ich t erreichen, scheinen oft durch die di innen Lungenpar t i en durch. Auch diese Adenome sind wefl~lich-gelb, mohnkorn-hirsekorngrol~. I n beiden Lungen k6nnen insgesam~ 10 bis 30 Adenome wechselnder Gr6$e vorkomrnen.

Uber die geschwulsterzeugende Wirkung des Urethan irt Schlafmitteln. 565

Die p~thohistologischen Untersuchungen zeigten, dal~ mikroskopische Adenome ~uch dann vorkommen, wenn solche mit freiem Auge nicht erkennbar rind. Solche kleinen Adenome werden oft unmittelbar unter der Pleura gefunden. Im ~llgemeinen rind die kubischen Zellen in S~ulen, verzweigten B~indeln angeordnet, zwischen welchen rich schmale Spalten befinden. In snderen F~llen wird eine Driisenstruktur beobachtet, und in den Driisen sehen wir die in dss Lumen hineinragenden P~pillen dicht aufeinsndergeprel~t. Es kommen auch mikroskopische Adenome vor, in welchen die Form und GrS~e der Driisenzellen betr~tchfliche Abweichungen zeigt und in welchen yon den iibrigen sbweichende chromstinreiche grol~e Kerne, js sogar such mehrkernige Zellen zu be- obachten rind. In anderen F~tllen rind wieder verh~ltnism~l~ig gro~e Adenome sus gleichartigen Geschwulstzellen anfgebant. In der Um- gebung der erweiterten Bronchien wird eine aus Lymphocyten und Plasmazellen bestehende Infiltration beobschtet. In 2 Fgllen wurden medisstinale Lymphosarkome und in einem Fall ein Brustdriisen- carcinom beobachtet.

Die Lungensdenome gehen yon dem Epithel der Bronchiolen an der Grenze der Bronchiolen und der Alveol~rg~nge aus. Die in der Nghe des Hilus befindlichen Adenome nehmen ihren Ausgang yore Epithel des Bronchus.

Auf Grund unserer mit reinem Ureth~n vorgenommcnen Versuche miissen wir es /i~r au/3erordentlich wahrscheinlich halten, daft die bei chronischer Behandlung der Mguse mit Sevenal und Dial au/tretenden Lungengeschwi~lste au/ die Urethanbeimengungen zu diesen Mitteln zu- ri~ckgehen. Wie wir in nnscrer vorausgegangenen Mitteilung nachgewiesen haben, bleibt die geschwulsterregende Wirkung des Urethsns bei weil3en Ms nicht welt hinter der Wirkung der stsrken csrcinogenen Stoffe zurfick. Dss Urethan wird in der tteilkunde auf weiten Gebieten snge- wandt. Bereits in der S~tuglingsheilkunde wird es als Dsuerberuhigungs- mittel gegeben. Bei Pertussis wird es sis hustenstillendes Mittel beniitzt. Bei Erwachsenen wird Urethsn in grol~en Gaben zur Behsndlung des Leukgmie und der Mycosis fungoides gebrsucht. Von msnchen smpul- lierten Mitteln wissen vielleicht selbst die Arzte nicht, dal~ sie Urethsn enthalten, Dies gilt auch ffir die hier gepriiften SchlafmitteI: Sevensl enth~lt 0,55, Dial 0,40 g Urethsn je Kubikzentimeter! So erhielten ja in unseren Versuchen, bei welchen wir sowohl dss Sevenal wie such dss Dial 8fach verdiinnt hatten, die Tiere mit je 0,1 cm s Sevenal 0,00675 g Urethan und mit je 0,1 cm s Dial 0,005 g Urethan.

Es enthslten indes auch zshlreiche andere in Ampullen abgefiillte Medikamente Urethan in kleineren-grSl~eren Mengen. Solche Mittel sind: Agrypnosan (Chinoin), Chinin-Urethsninjektionen (Richter), Cibalgin (Cibs), Spasmocibalgin (Ciba), Demslgonil (Chinoin), Bsrballyl (Egger)

Z. Krebsforschung. Bd. 59. 38b

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usw. Aul~er den ampul]ierten Praparaten enthalten aber aueh die Cibalgintropfen (Ciba) Urethan und es werden sogar aueh die Alidion- tabletten (Chinoin) mit Urethan angefertigt. AuBer den Chinin- praparaten wird auch das Chinidinum bisulfuricum et bihydrochlori- cum mit Urethan hergestellt. Urethan wird sogar auch zur Stabili- sierung yon I-Iormonpritparaten und Vitaminpraparaten benfitzt. So wurde frfiher neben der 51igen LSsung des Glandubolins (l~ichter) auch dessen wi~l~rige L6sung gebraucht, die mit Urethan angefertigt wurde. Unter den Vitaminpriiparaten enthalt Polybe (Magyar Pharma) Urethan: Die angeffihrten Pr~parate gelangen oft ]angere Zeit fortlaufend zur Anwendung. Schlafmittel und Beruhigungsmittel werden bei der Be- handlung yon Nerven- und Geisteskranken dauernd beniitzt. Diese Priiparate gelangen auch bei der Dauersch]afbehandlung zur Anwendung. Wir sind uns dessen bewuBt, dab die Ergebnisse der Tierversuche nicht ohne weiteres auf die menschliche Pathologie iibertragen werden diirfen; seit der Kenntnis des Teerkrebses und der carcinogenen Substanzen baben wir indes keinen Grund daran zu zweifeln, dab jene Substanzen. die im Tierversuche eine geschwulsterregende Wirkung zeigen, unter gewissen Bedingungen auch beim Menschen geschwulsterregend wirken k~innen. Die Vorbeugung der Geschwulstkrankheiten muB yon dem Standpunkt ausgehen, dal~ alle jene Substanzen, die eine Geschwulst verursachen kSnnen, veto Organismus fernzuhalten seien. Daraus folgt, dab die urethanenthaltenden Mittel aus der Therapie eliminiert werden so]lten, bzw. die LSsung der Barbiturate auf anderem Wege erreicht werden mii~te.

Eine weitere Frage ist, ob die Sehlafmittel an und ffir sich keine geschwulsterregende Wirkung ausiiben. Die Entscheidung dieser Frage ist nur unter der Bedingung mSglich, dal~ wir die Barbituratwirkung ohne Urethanbeimisehung prfifen. Die Prfifung der Wirkung der ver- schiedenen Beruhigungs- und Schlafmitteltabletten ist mit exakten Tier- versuehen durehfiihrbar. Es ist dabei auch zu herren, dab das Studium der geschwulsterregenden Wirkung der Schlafmittel aueh die Kl~rung der Frage n~herbringen kann, welehe Rol]e das ~ervensystem bei der Geschwulstentstehung spielt.

Zusammen/assung. 1. 30 weiBe M~use erhielten in der Zeit yon 21/2 Monaten 14 intra-

peritoneale Einspritzungen yon 0,1 em a des 8fach verdfinnten Inhaltes einer Sevenalampulle. 8 Monate nach Versuchsbeginn zeigten sich in 11 F~llen (35 %) Lungenadenome.

2.30 weiBe M~use erhielten in der Zeit yon 21/9. Monaten 14mal 0,1 cm ~ des 8fach verdfinnten Inhaltes einer Dialampulle. 8 Monate naeh Ver- suehsbeginn entwickelten sich in 16 M~usen (53%) Lungenadenome.

Ober die geschwulsterzeugende Wirkung des Urethan in Schlafmitteln. 567

3. Da unter den i0 Monate alien Mgusen der gleichen Zucht Lungen-

adenome nur in 1% vorkommen, kann fesigestell~ werden, dal~ sowohl

Sevenal, wie auch Dial eine gesehwulsterregende Wirkung auf die Mguse

ausiib~. 4. ] )as Verhal ten, die Ersche inung und die histologisehe S t r u k t u r

der naeh Sevenal- und Dia lwi rkung en t s tehenden Lungenadenome ent- spraeh jenen Lungenadenomen, die wir bei unseren vorausgehenden Ure thanversuehen beobaeh te t ha t ten . Es l iegt also nahe, die geschwulst- erregende W i r k u n g des Sevenal und des Dial auf das in den Ampul ]en bef indl iche zur F 6 r d e r u n g der L6sung der B a r b i t u r a t e ben i i t z te U r e t h a n zur i ickzuf i ihren.

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Prof. Dr. J. BAL6, Dr. J. Ju~Xsz, G. XENDREY, Budapest (Ungarn) 2. Institut ffir Pathologische Anatomic und experimentelle Krebsforsehung

der Medizinischen Universit/~t Budapest.