Über die Permeation von Xanthinderivaten in Gehirn und Liquor in Abhängigkeit von Lipoidlöslichkeit, Gewebsbindung und Stoffwechsel

Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. u. exp. Path. 261,469--485 (1968)

Uber die Permeation yon Xanthinderivaten in Gehirn und Liquor in Abhangigkeit

yon LipoidlSslichkeit, Gewebsbindung und Stoffwechsel*

R. HESS, H . J . T]~SCI~EMACHEI~ u n d A. I-I~l~z

Max-Planck-Institut fiir Psychiatrie, Miinchen

Eingegangen am 18. April 1968

On the Relationship between Lipid Solubility, Tissue Binding and ~letabolism o/Xanthine Derivatives and their Passage into

the Brain and Cerebrospinal Fluid Summary. The passage of xanthine derivatives into the CNS was studied and

correlated to their lipid solubility, tissue binding and metabolism on rabbits. Following intravenous injection of methylxanthines, the blood level declines

only gradually. The slow passage of theophylline and theobromine into brain and cerebrospinal fluid can be correlated with their low lipid solubility deduced from the partition coefficient between heptane/water. The rapid penetration of caffeine corresponds to its higher lipid solubility. Differences in the equilibrium concentrations between blood, brain and cerebrospinal fluid can be explained by tissue binding. Metabolic products of the methylated xanthines can only be found several hours after the injection.

Investigating the aromatically substituted compounds of oxyethyl-theophylline we found a very rapid decline in the blood concentration after intravenous injection. As far as the rate at which these compounds pass into the CNS is concerned, there are great differences between these substances. Amphetamino-ethyltheophylline penetrates into the brain very rapidly and reaches a concentration several times higher than in blood. When benzylamino-ethyltheophylline is injected the brain concentration hardly reaches the blood level. The brain concentration obtained with nor-ephedrino-ethyltheophylline is very small. The concentrations of all of these substances in cerebrospinal fluid are considerably smaller than their brain concentrations. Soon after injection, metabolic products of these aromatically substituted compounds can be demonstrated. Lipid solubility and tissue binding can explain most of the data concerning differences in distribution. The importance of redistribution into other tissues and metabolism for the rapid decrease of concentration of these substances is discussed.

Key-Words: Xanthine Derivatives -- Permeation into Brain -- Lipid Solu- bility -- Tissue Binding -- Metabolism.

Zusammen]assung. Die Permeation yon Xanthinderivaten in das ZNS in Ab- h/~ngigkeit yon LipoidlSslichkeit, Gewebsbindung und Stoffweehselverhalten wurde an I(aninchen untersucht.

* ~3ber einen Tell der Ergebnisse wurde auf der Friihjahrstagung der Deutsehen Pharmakologisehen Gesellsehaft 1967 berichtet. (Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path. 257, 286 (1967).

33 lX!aunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path,, Bd. 261

470 R. HESS, H. J. TESCHElVIACHER und A. H~RZ:

In der l~eihe der Methylxanthine, deren Blutkonzentration naeh i.v. Injektion nur sehr allmEhlich abf~llt, entspricht die langsame Permeation yon Theophyllin und Theobromin in das Gehirn und den Liquorraum deren niederen Verteilungs- koeffizienten, die schnelle Permeation yon Coffein dessen hSherem Verteilungskoeffi- zienten. Die sieh einstellenden untersehiedliehen G]eichgewichtskonzentrationen zwisehen Blut, Gehirn und Liquor lassen sieh aus den BindungsgrSBen in diesen ]Viedien erkliren, Stoffweohselprodukte sind bei den Methylxanthinen erst n~oh ]~ngerer Versuehszeit nachzuweisen.

Bei den untersuehten aromatiseh substituierten Derivaten des Oxy-Athyl- theophyllins fEllt die Blutkonzentration naeh i.v. Injektion sehr schnell ab. In bezug auf die Permeation in das ZNS verhalten sieh diese Substanzen sehr unter- sohiedlich. Amphetamino-~thy]theophyllin dringt sehr schneU in das Gehirn ein und erreioht deft das Mehrfaehe der Blutkonzentration. Benzylamino-~thyltheophyllin erreicht im Gehirn kaum die Blutkonzentration; noeh niedriger sind die bei Nor-Ephedrino-Athyltheophyllin erhaltenen Werte. Die Liquorkonzentrationen liegen bei diesen Substanzen durehweg betrEehtlieh niedriger als die Gehirnkonzen- trationen. LipoidlSslichkeit und Gewebsbindung vermSgen die meisten Verteilungs- daten zu erkliren. Sehon sehr bald naeh der Injektion lassen sieh bei den aromatisch substituierten Verbindungen eine Reihe yon Stoffweehselprodukten naehweisen. Die Bedeutung yon t~iiekverteflung in andere Gewebe und Metabolisierung f/ir den schnellen Konzentrationsabfal] dieser Substanzen wird er6rtert.

Schliisselw6rter: Xanthinderivate -- Permeation in das Gehirn -- LipoidlSslich- keit -- Gewebsbindung -- Stoffwechsel.

Die Permeation yon Substanzen in das ZNS untertiegt besonderen Gesetzm~Gigkeiten. t{insiehtlieh der hierbei wirksamen 1V[echanismen und des morphologischen Substrates der sogenannten Blut-Gehirn- Schranke bestehen recht unterschiedliehe Auffassungen (zusammen- fassende Darstellungen siehe RALL u. ZUB~OD, 1962; DOBBING, 1961; DAYSON et al., 1963; SC~A~Kwa, 1964 und QUADBECK, 1967). Die seit langem bekannte Bedeutung der Lipoidl6slichkeit der Substanzen bei der l~berwindung dieses Permeationshindernisses ist besonders dureh B~oDz~ u. Mitarb. (M~ywa et al., 1959; B~oI)rE et al., 1960) genauer untersucht worden. Aufgrund der Feststellung, dab der Ubertritt der Substanzen aus dem Blur in den Liquorraum offenbar den gleichen Gesetzmal~igkeiten untertiegt wie der ~ber t r i t t in das Gehirn selbst, schien sich die einfache MSglichkeit zu erSffnen, dureh laufende Verfol- gung der Liquorkonzentration Einbliek in die Permeation in die Gehirn- substanz zu gewinnen. In vorausgegangenen Untersuehungen (TEsc~ - ~ACH]~ et ~1., 1968), in denen an Hunden die Permeation yon Xanthin- derivaten in den Liquorraum verfolgt wurde, zeigte sieh bei Coffein, Theophyllin und Theobromin eine enge Beziehung zwisehen der Permea- tionsgesehwindigkeit und der aus dem Verteilungskoeffizienten Heptan/ Wasser bei pH 7,4 abgeleiteten LipoidlSsliehkeit. Bei einem weiteren Xanthinderivat, dem Amphetamino-~thyltheophyllin, einer Substanz mit hoher LipoidlSslichkeit, fanden sieh hingegen nach i.v. Iniektion

Permeation yon Xanthinderivaten in Gehirn und Liquor 471

nu r Spuren im Liquor . Dieser z u n a c h s t n ich t e rk la rhche Befund war AnlaB, in ~.hntichen Versuchen an K a n i n c h e n die P e r m e a t i o n in da,s Gehi rn se lbs t zu un te r suchen u n d m i t der P e r m e a t i o n in den Liquor - r a u m zu vergleichen. Die Versuche, welche auch die Kon t ro l l e de r Gewebsb indung und des Stoffwechselverhal tens einschlossen, zeigen, da6 die L iquo rkonzen t r a t i on ke in zuverl~ssiges lVIal3 fiir die P e r m e a t i o n einer Subs t anz in das Gehi rn dars te l l t . Neben der Lipoid lSs l ichkei t be s t immen wei tere Charak te r i s t i ca der Subs tanzen , so die Gewebsbindmag u n d der Stoffwechsel, die Ver te i lung im ZNS. Diese bei den un t e r such t en X a n t h i n d e r i v a t e n sehr un te r sch iedhchen GrS~en vermSgen die me i s t en der bei den Subs t anzen ge f imdenen Ver te i lungsunte rsch iede zu erkla.ren. I n e iner fo lgenden A r b e i t ( H ~ z e t aI., 1968) werden die gefundenen D a t e n t iber Ver te i tung u n d Stoffweehsel de r Subs t anzen ihren p h a r m a - kologischen Wh 'kungen au f das ZNS gegeni ibergeste l l t .

M e t h o d i k

1. T i e rver suche

Dauerversuche an Kaninchen und H~nden. Kaninchen mit einem Gewicht yon 2,5--3,5 kg wurden mit Pentobarbital (etwa 35 mg/kg i.v.) narkotisiert und Kat, he- ter zur :Blutentna~hme in die FemoraIarterien eingetegt. Zur Entnahme yon Liquor wurde eine Kanfile in die Cisterna cerebellomeduIlaris eingefiihrt. Nach Blur- und Liquorentnahme fiir Kontrollwerte wurden 50 mg/kg der Substanzen innerhalb 2 rain in die Ohrvene injiziert. Zu verschiedenen Zeiten nach Injektion wurden jeweils 3 ml Blur und 0,3 ml Liquor entnommen. Die Versuchsdauer betrug bis zu 6 Std.

Die Dauerversuche bei Hunden wurden ghnlich wie bei den Kaninchen durch- gef/ihrt. Die Katheter zur Blutentnahme lagen in den Femoralvenen. Der i.v. Injek- tion yon 20--50 mg/kg AAT 1 bzw. Coffein fo]gte in einem Tell der Versuche eine 15 min dauernde Infusion mit t5 mg/kg der Substanz. Zu verschiedenen Zeiten nach Injektion wurden jeweils 10 ml Blur und 2 mI Liquor abgenommen. Die Ver- suchsdauer betrug bis zu 8 Std.

Akute Versuche an Kaninchen. Die Versuche wurden an 2--3 kg schweren, mit Pentobarbital narkotisierten Kaninchen durchgefiihrt. 50 mg/kg der Priifsubstanzen wnrden wEhrend 1--2 rain in die Ohrvene injiziert. Die Konzentration der Injek- tionslSsung betrug bei Theobromin und BAT 25 mg/ml Aqua dest., bei den fibrigen Substanzen 50 mg/ml. Die bei AAT und BAT w~hrend der Injektion auftretenden KrEmpfe wurden durch vorsichtige i.v. Injektion weiteren Pentobarbitals unter- dr/ickt. Zu bestimmten Zeitpunkten nach der Injektion wurde der Thorax erSffnet, 10--20 ral Blur aus dem rechten Ventrikel abgenommen und durch Zusatz yon 20% N~triumcitratt6sung (3,8 °/0ig) ungerinnbar gemacht. Sofo~ danach wurde der Kreis- lauf dutch Abklemraen der Herzgef~e unterbrochen, d~rm die Cisterna cerebeIlo- medullaris mit einer feinen Kan/ile punktiert und 0,5--1 m] Liquor entnommen; danach wurde der Kopf abgetrennt und das Gehim entnommen. Je 4,5 g einer GehirnhElfte wurdcn in ein Becherglas mit 10,5 ml 0,2 tool Phosphatpuffer (pI-[ 7,4) eingewogen und eingefroren, Blur und Liquor wurden bei etwa 5°C bis zur Aufar- beitung aufbewahrt,

1 Siehe unter: 6. Verwendete Substanzen.

83*

472 1~. HEss, H. J. T~scm~Mic~v,~ und A. H]~z:

2. Extraktionsver/ahren a) Blur. Die Extraktion erfolgte in Anlehnung an das yon Sc~AcK u. WAXLn~

(1949) und yon BRODIE et al. (1952) ffir Theophyllin und Theobromin sowie yon AxE~ol) u. R E z C ~ E ~ (1953) fiir Coffein beschriebene Verfahren. 1,3 ml Plasma wurden mit 10 ml Chloroform (in den Doppelextraktionsversuehen beim Hund wurde auch Benzol verwendet) in Reagensgl~sern 1 Std lang geschfittelt. Es wurden fiir jeden Weft vier Parallelbestimmungen durchgeffihrt. 9 ml der Extraktionsphase wurden sodann mit 3,5 ml 3,5 n Salzsiiure 1 Std lang geschfittelt. Die Konzentration der in die Salzsiure fibergetretenen Substanz wurde spektrophotometrisch bestimmt. •Iit einem Beckman-Spektrophotometer (~odell DU) wurde ihre Extinktion gegen 3,5 n Salzs~ure (Coffein 273 mfz; Theophyllin 266 mtz; Theobromin 275 m~; AAT, BAT und NET 270 m~) gemessen.

Zur Ermittlung der Eichwerte wurden je 18,5 ml, 19,0 ml, 19,5 ml und 19,8 ml Citratblut mit einer 1 mg Substanz pro ml Puffer (0,2 tool Phosphatpuffer pH 7,4) enthaltenden L6sung auf 20 ml aufgefiillt. Auf diese Weise wurden L6sungen mit 0,075 mg, 0,05 mg, 0,025 mg und 0,01 mg Substanz pro ml Citratblut erhalten. Diese L6sungen wurden ca. 20 rain lang gesehattelt, die Blutk6rperehen abzentrifugiert und entspreehend den Versuehsproben extrahiert. Die gemessenen Extinktionen wurden gegen die Konzentrationen aufgetragen und an Hand der dabei erhaltenen Eiehgeraden die Substanzkonzentrationen der Versuehswerte hestimmt. Die Ver- ringerung der Konzentration dutch Zufiigen der Citratl6sung wurde heriicksiehtigt.

b) Liquor. Die Konzentrationsbestimmung im Liquor gesehah ~ihnlieh wie im Blur: es warden 0,3 ml Liquor und 3 ml 3,5 n Salzs~ure verwendet. Zur Ermittlung der Eiehwerte wurden zu ]eweils 0,1 ml Liquor 0,2 ml Substanzl6sung mit 0,1 rag, 0,05 mg, 0,025 mg und 0,01 mg Base pro ml Puffer gegeben und dadurch Eiehl6sun- gen mit 0,066 rag, 0,033 rag, 0,017 nag und 0,007 mg Base pro ml erhalten.

c) Gehirn. Je 4,5 g (ie eine Gehirnh~ilfte fiir die Doppelbestimmung) wurden mit 10,5 ml Phosphatpuffer eingewogen und in einem Botter-Evelyem-Homogeni- sator homogenisiert. Das Homogenat wurde mit 60 ml Chloroform 1 Std lang gesehiittelt und ansehliegend eine i/2 Std bei 3000 U/min zentrifugiert. Die iiber- stehende w~iBrige Phase und die Gehirnmasse wurden dann mit einer langen Kaniile durehstoehen, 40 ml Chloroformphase abgezogen und diese noehmals eine i/g Std lang zentrifugiert. 30 ml der Chloroformphase warden dann abpiloettiert, mit 10 ml 3,5 n Salzsiiure versetzt und wiederum 1 Std lang gesehiittelt. Dutch erneutes Zentrifugieren wurde die Salzs~iure yore Chloroform getrennt und die Substanz- konzentration in der Salzs~iurephase spektrophotometriseh gemessen.

Eichuug. Zur Ermittlung der Eiehwerte wurden 4,5 g Gehirnsubstanz mit 6,0 ml Puffer eingewogen und dazu 4,5 ml Substanzl6sung der I{onzentrationen 0,1 mg, 0,05 rag, 0,025 mg Substanz (Base)/ml Puffer gegeben. Weitere Behandlung wie oben.

In orientierenden Versuchen konnten etwa 800/0 der eingesetzten Substanz- menge extrahiert werden. Die Umreetmung der gemessenen Extinktionen auf Gewebskonzentrationen erfolgte bei jeder Extraktionsserie entspreehend den ]eweils ermittelten Eiehwerten, Verluste dureh unvollstiindige Extraktion wurden dutch die Eichung ausgegliehen. Die Blindwerte der Blut- und Liquorextraktionen lagen im Bereieh der Cuvettenuntersehiede. Bei den Gehirnextraktionen zeigten die Blindwerte jedoeh eine betriiehtliehe Extinktion. Sie hatte bei den einzelnen Wellenliingen einen eharakteristisehen und bei versehiedenen Extraktionsserien reproduzierbaren Weft. Da auBerdem die Extinktion der Versuehswerte (mit Ans- nahme der Langzeitwerte bei den aromatiseh suhstituierten Xanthinen) weit dar- iiberlagen, war trotz des hohen Blindwerges des Gehirnextraktes eine befriedigende


Konzentrationsbestimraung ra6glich. Der Blindwert wies ein UV-Spektrum auf, welches demjenigen der untersuchten Xanthine ~hnlieh war (s. Ergebnisse).

3. Kontrollversuche mittels Di~nnschichtchromatographie I)ie aus den verschiedenen Medien i~ber Chloroform (bzw. Benzol) in Salzs~ure

iibergeffihrten Substanzen wurden naeh der spektrophotometrischen Bestimraung dfinnschichtchromatographisch kontrolliert. Die Salzs~ure wurde im Rotations- verdampfer bei 50°C ira Vacuum abgedarapft, der Riiekstand in einigen Tropfen eines Ammoniak-(25°/oig)-Isopropanol-Geraisches (7:3) aufgenommen and auf die Diinnschiehtplatten aufgetragen. Die Testsubstanzen wurden direkt im Ammoniak- Isopropanol-Gemisch gelSst. In Kontrollversuehen wurde sichergestellt, dab sich die Rf-Werte der Subs~anzen dureh diese Behandlung nieht ver~nderten. Die Platten wurden mit Kieselgel G (nach Stahl) beschichtet, dera 6°/o Leuchtpigment (ZS Super Riedel de Hahn) zugesetzt waren. Die SehichMieke betrug 0,5 ram. Das Fliel~mittelsystera setzte sich wie folgt zusamraen: J~thylacetat (6): Isoaraylalkohol (8): Isopropanol (6): 25°/0igem Ammoniak (3): Aqua dest. (1). Bei Betraehtung im UV-Licht stellten sieh die Xanthine als blau-violette Flecken auf grfin fluoreszieren- dem Untergrund dar.

4. Bestimmung der Gewebsbindung 5 g Gehirngewebe wurden zusammen mit 4 ral Puffer und 1 ral Substanzl6sung

(0,5 rag Substanz/ral Puffer) homogenisiert. Diese Verdfinnung erraSgliehte es, das Homogenat zu pipettieren. Die ttomogenate warden in Dialysiersehliiuehe (Fa. Kalle, Wiesbaden) gefiillt, diese in Zentrifugeneins~tze aus Plexiglas rait dureh- 15chertem Boden gegeben und 12 Std bei 3000 U/rain zentrifugiert. In dieser Zeit sammel~en sich 2--3 ral Ultrafiltrat in den Zentrifugengl~sern. Der Blindwert wurde entsprechend ohne Substanz, der Kontrollwert rait 5 ml Puffer anstelle der 5 g Gewebe angesetzt. Die Extrak~ion wurde in gleieher Weise wie bei Plasma und Liquor vorgenommen. Untersehiedlich waren nur die eingebrachten Voluraina: 1 ral des Ultrafiltrates wurde rait 10 ml Chloroform versetzt, 9 ml dieses Geraisches wurden rait 4 ml 3,5 n Salzsgure extrahiert. Die Bindung in Prozent wurde naeh der folgenden Formel berechnet:

/ EV Gebundener Anteil < % / = 2 0 0 i l -

wobei EV der Extinktion des Versuehswertextraktes und EK der Extink~ion des Kontrollwertextraktes entspricht.

Die mit dieser 3Iethodik erhaltenen Bindungswerte sehliegen die eventuell in der Lipoidkomponente des Homogenats gelSsten Substanzanteile mit ein.

Die Bindung der Substanzen im Plasma wurde nach derselben Methode bestimmt; 5 ml Plasma wurden dabei rait 5 ml Puffer entsprechend den Ans~tzen bei Bestimmung der Gehirnbindung verd/innt, lediglieh das Horaogenisieren entfiel.

5. Bestimmung der VerteilungskoeJ/izienten Die Verteilung der Substanzen erfolgte zwischen n-Hep~an und 0,2 raol Phos-

phatpuffer bei pH 7,4. Die Substanzen wurden als Salze bzw. als freie Basen in der wgBrigen Phase gelSst; ihre Konzentrationen in dieser Phase wurden vor und nach ca. ls~iindigem Sehiitteln mit Heptan bestimmt und daraus der in die Lipoid- phase iibergetretene Anteil bereclmet. Die Volumina beider Phasen wurde nach MSglichkeit so gew~hlt, da/3 sich nach der Verteilung etwa gleiche Substanzmengen in beiden Phasen befanden. Die Konzentrationsbestimraung erfolgte spektrophotometriseh bei zwei im UV-Bereieh gelegenen Wellenlgngen. Die Konzentrationen

474 R. H~ss, H. J. T ~ s o ~ M A c ~ und A. HERZ:

in der w~Brigen Phase vor der Verteilung lagen bei den verschiedenen Substanzen zwischen 0,005 und 0,2 mg]ml.

6. Verwendete Substanzen Coffein (Merck), Coffein-Natriumbenzoat (Merck), Theophyllin (Merck),

Theophyllin-.~thylendiamin (Merck), Theobromin (Merck), Theobromin-Natrium- acet~t (Merck), Amphetamino-Athy]theophyllin-HC12 (AAT ~ Captagon®), Nor- ephedrino-~thyltheophyllin-HC12 (NET), Benzylamino-~thyltheophyllin-HC12 (BAT).

Fiir die InjektionslSsungen der Methylxanthine wurden die gut 15slichen sogenannten Doppelsalze verwendet, fiir die in vitro-Versuehe sowohl die Basen als auch die Doppelsalze. Die Konzentrationsangaben beziehen sich auf die freie Base. Im fo]genden werden Coffein, Theobromin und Theophyllin als Methylxanthine, AAT, NET und BAT als aromatisch substituierte Xanthine bezeichnet.

Ergebnisse 1. Versuche an Kaninchen

Permeation der Methylxanthine in den Liquorraum. Die in Abb . 1 wiedergegebenen Einzelversuche zeigen den K o n z e n t r a t i o n s v e r l a u f in Blur und L iquor nach i .v. I n j e k t i o n der Methy lxan th ine . Bei Coffein h a t

E ¢..

0

c-

N

0 ~C

8

6

4 [2 i

2 IO!

8"

6-

4-

2.

Coffein o o Liquor x x Btut

\ "l'heobromin x \

I , ~ \ . . . . . , \ \ x Theophyttin

- - - - - - - - - - - ~ - - x- _~

' 8 ' 30 60 l i0 1~;0 2/.0 rnin 3 ; 0 Abb. 1. Konzentrationen der Methylxanthine in Blur und Liquor nach i.v. Injektion

yon jeweils 50 mg Base/kg als Doppelsalz. Einzelversuehe an Kaninchen

2 Dem Chemiewerk Homburg, Zweigniederlassung der Degussa, Frankfurt am Main, danken wir ffir die ?Jberlassung der Substanzen.

Permeation yon Xan~hinderivaten in Gehirn und Liquor 475

die Kotxzentration im Liquor sehon bei der ersten Bestimmung naeh 4 rain fast den Maximalwert erreieht. Bei Theobromin erfolgt der Kon- zentrationsausgleich zwischen Blur und Liquor ungleich ]angsamer. Im Falle des Theophyllins wird erst naeh e~wa 30 rain die maxim~le Konzentration im Liquor erreicht, doeh liegt die Konzentration im B]u~ zu diesem Zeitpunkt noeh deutlich fiber der im Liquor. Obwohl diese Untersehiede zwischen den verschiedenen Substanzen g~unds~tz]ieh mi~ den a~:n Hund gemessenen Ergebnissen fibereinstimmen (TESCt~E~AO~E~

8

6

4

2

mg% 8'

6

4

2

m g ~

8

6

4

2

Cof fe i n R 1: CH 3 R2= CH 3

l R3 = CH 3

"1

L --T~, 1 - - I

] Theobromin RI= H

- , , ,

Theophytl in R1 = CH 3 R2= CH 3

! i , , i

' ' 3'0 6'0 min 12'0

~ A m p h e t a m i n o - RI: CH 3 ~.thylt heophy |Hn R2= CH 3

R3= C H 3

__~. - C H2-CH2- NH - CH-CH2--<~ ~

Be .nzy lom ino - R 1= CH 3

N o r e p h e d r i n o - RI= CH 3 .& thy [ theophy l l i n R2= CH 3

CtH3 R3 ~) H -CH2-CH2-NH - CH- CH - < ~ /

r = T I ,

30 gO min 120

R I - N -C = O BI.ut x-- =J~x O =C C:- a / R 3 N-..C_ H # Liquor o ....... o R2-N Gehirn e - --e

Abb. 2. Konzentrationsverlauf der Xanthine in ]3]ut, Gehirn und Liquor yon Kanin- chen zu verschiedenen Zeiten nach i.v. Iajektion yon jewefls 50 mg/kg. Mitfe]werte und 8tandardabweichung yon jeweils mindestens drei Versuchen. Die zwischen 5 und l0 min, bzw. zwischen 15 und 20 rain gemessenen ](onzen~rationswerte

wurden jeweils ztlsammengefa6t und als 8- bzw. 15 min-Werte aufge~ragen

476 1%. HEss, H. J. TEscuE~c~v,~ und A. ttv,~z:

et al., 1968), f£11t doch auf, dal~ beim Kaninchen das Konzentrations- gleichgewicht zwischen Blur und Liquor im Falle des Theobromins und Theophyllins offenbar schneller erreicht wird als beim I-Iund.

Permeation in das Gehirn und in den Liquorraum. In den der Abb. 2 zugrundeliegenden Versuchen wurden die Tiere zu verschiedenen Zeit- punkten naeh der Injektion getStet, nm auch die Gehirnkonzentration bestimmen zu kSnnen. Die Mittelwertskurven zeigen sehr deutlieh die Unterschiede zwischen den Methylxanthinen einerseits (linke Seite) und den aromatiseh snbstituierten Theophyllinderivaten andererseits (rechte Seite). W/ihrend bei ersteren die Konzentrationen in allen untersuehten Medien nur langsam abfallen, geschieht dies bei den aromatisch substituierten XSrpern viel schneller. Bei Coffein ist schon zum Zeitpunkt der ersten Bestimmung ein weitgehender Konzentrationsausgleieh in allen Medien eingetreten. Der Spiegel liegt jewefls nur wenig fiber 5 rag-°/0, dem Weft, der sich rechneriseh bei Annahme homogener Verteilung im gesamten Organismus nach Applikation yon 50 mg/kg Substanz ergibt. Ann~herungsweise wird dieser Weft auch bei Theobromin, allerdings erst nach 1/~ngerer Zeit, erreieht; bei Theophyllin hingegen liegen Gehirn- und Liquorkonzentration deutlich darunter, die Blutkonzentration jedoeh deutlich hSher; ein Ausgleich finder innerhalb der Beobachtungszeit nicht start. Bei den aromatisch substituierten Xanthinen bestimmt der schnelle Konzentrationsabfall das Bild. Im Hinblick auf die jeweiligen Gehirn- und Liquorkonzentrationen unterseheiden sich diese Substanzen aber ganz wesentlieh voneinander. Bei AAT stehen der anfanglieh sehr hohen Konzentration im Gehirn eine relativ niedrige Liquor- und Blut- konzentration gegenfiber. (In Einzelversuehen mit etwa 2 rain Uber- lebenszeit lag die Gehirnkonzentration noch betr~chtlich fiber dem ersten Wert der Abb. 2). Bei BAT hingegen lagen Gehirn- und Liquor- konzentrationen unter den Blutkonzentrationen; noeh ausgepri~gter ist dies bei NET der Fall. Dieses yon Substanz zu Substanz offenbar sehr unterschiedliche Verteilungsmuster l~l~t sich, zumindest teilweise, durch die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Substanzen erklgren.

2. Lipoidl6slichkeit und Gewebsbindung der Substanzen

Tab.]. gibt die Verteilungskoeffizienten (VK) Heptan/Phosphat- puffer bei pH 7,4 sowie die Bindung der Substanzen an Plasma und Gehirnhomogenat wieder. (Die Substanzen sind nach zunehmender LipoidlSslichkeit geordnet). Die Reihe der Substanzen reicht yon sehr gering lipoidlSslichen K5rpern wie Theobromin und Theophyllin bis zu stark lipophilen Verbindungen wie BAT und AAT. Auch hinsiehtlich der Gewebsbindung unterscheiden sich die Substanzen betr~chtlich. Die Aufstellung zeigt, dab die Gewebsbindung im allgemeinen mit steigender LipoidlSslichkeit zunimmt, eine Ausnahme bildet Theophyllin,


Tabelle l. Verteilungskoe//izienten Heptan/Wasser bei pH 7,4 sowie Bindung in Gehirn und Plasma. Mittelwerte und Standardabweiehung aus mindeslens 4 (Bindung)

bzw. 12 ( Verteilungskoe//izient) Eirtzelbestimmungen

Verteilungskoeffizient Bindung (in °/0 ) Heptan/Wasser bei pit 7,4 Plasma Gehirn

Theobromin < 0,00003 5,05 ~: 1,17 10,92 i 1,5

Theobromin- Natrimnacetat < 0,00004 2,0 :~ 1,36

Theophyllin < 0,00004 32,86 ~ 1,22 7,58 :L 0,9

Theophyllin- ~thylendiamin < 0,00005 29,85 ~ 0,64

Norephedrino- Athyltheophyllin- HCl(NET) 0,0045 ~= 0,0007 3,5 ~= 1,57 20,4 ~ 1,5

Coffein 0,0066 :L 0,0003 9,15 ~ 2,65 15,33 ~ 0,89

Coffein-Natrium- acetat 0,0057 ~= 0,0001 5,9 ~ 0,79

Benzylamino- Athyltheophy]lin- (HC1) (BAT) 0,022 ::t: 0,001 16,83 :J: 2,75 30,35 ::[: 5,22

Amphetamino- J~thyltheophyllin- Hel (AAT) 0,082 :j= 0,001 30,34 ~ 2,7 56,3 ~ 2,9

welches im Blut auffallend stark gebunden wird. Auf eine/~hnliche, allerdings ,,lockere" Beziehung zwisehen Gcwebsbindung und Lipophilie ist yon Kugz (1964) hingewiesen worden. Bemerkenswert ist, dug sowohl beim VK, als aueh bei den Bindungen die Ans/itze mit den sogenannten ,,Doppelsalzen" der Methylxanthine fast die gleiehen Werte ergaben wie die Ans~tze mit der freien Base. Es seheint sieh dabei also, wie sehon BOcm (1963) einr~umte, um wenig stabile Komplexverbindungen zu handehl. Dies ist in Hinbliek auf die pharmakologisehen Versuche von Bedeutung, in denen die Substanzen durehwegs als Salze appliziert wurden.

3. Chromatographische Sto//wechselkontrolle

Mittels Dfinnschichtchromatographie wurde gepriift, inwieweit die aus den biologischen Medien extrahierten und spektrophotometrisch bestimmten Substanzkonzentrationen auf die injizierte Substanz bezogen werden kSnnen. Tab. 2 gibt die Rf-Werte der Ausgangssubstanzen und einer l~eihe mSglicher Umbauprodukte wieder. Wie zu ersehen, erm6g-

478 l~. HESS, H. J. TESCtIEMACItER und A. H~Rz:

Tabelle 2. Rs-Werte der Xanthinderivate und einiger mSglicher Umbauprodukte bei diinnschichtchromatographischer A u/trennung. Die Substanzeu sind nach zunehmendem Rf- Weft geordnet. Mittelwert und Standardabweichung aus mindestens 5 Bestimmungen

Substanz ~-Wert Standardabweiehung

Xanthin 0,14 ± 0,02 7-Methylxanthin 0,15 4- 0,015 1-Methylxanthin 0,22 =L 0,025 1,7-Dimethy]xanthin 0,26 ~ 0,018 3-Methylxanthin 0,29 ~= 0,021 Theophyllin 0,37 i 0,028 Theobromin 0,46 ~= 0,029 Amino-~thyltheophyllin 0,48 ± 0,034 Oxyiithyltheophy]lin 0,65 -~ 0,033 Coffein 0,72 ± 0,019 NET 0,79 :[: 0,046 Amphet~min 0,80 ~: 0,041 BAT 0,83 ± 0,017 AAT 0,85 ~ 0,028

liehte das als mobile Phase verwendete L6sungsmittelgemisch eine aus- reiehende Trennung der Verbindungen. (Die ffir die jeweilige Versuehs- substanz wesentliehen Testsubstanzen liefen auf jeder Plat te mit, um aueh einen unmittelbaren Vergleieh zu erm6gliehen.) Die aromatiseh substituierten Xanthine zeigen die h6ehsten I~f-Werte; die Methyl- xanthine weisen deutlieh kiirzere Laufstreeken auf. Es besteht somit eine (verst/tndliehe) Beziehung zwisehen Rf-Wert und Lipophilie der Substanzen. Gewisse Abweiehungen yon einer solehen Beziehung sind wohl dadureh zu erkl~ren, dab der VK bei p g 7,4 best immt wurde, auf der Diinnsehiehtplatte die Substanzen aber in stark alkalisehem Milieu wanderten und sieh daher Untersehiede in der Dissoziation der Substanzen bemerkbar maehen k6nnen. Die Chromatographie der Gehirnextrakte zeigte bereits auf der Blindwertbahn eine Reihe sieh teilweise tiberlappender Fleeke; sie lagen in einem R~-Wert-Bereieh yon 0--0,71 (yon 0--0,37 iiberlappend). Dies bedingte, dab zwar jeweils die Ausgangssubstanz identifiziert werden konnte, eventuell auf- tretende kleinere Mengen yon Stoffweehselprodukten aber nieht siehtbar vom Blindwert abgegrenzt warden konnten. I m Gehirn entstehende Stoffweehselprodukte w/~ren iedoeh wohl - - zumindest naeh 2 Std in geringeren Mengen - - in das Blur fibergetreten und damit ehromato- graphiseh erfagt worden.

Abb.3A zeigt als Beispiel die Stoffweehselkontrolle eines Versuehs mit Coffein. Es sind auger den Kontrollwerten die 15 min und 2 Std naeh Injekt ion aus dem Blut entnommenen Proben, welehe aueh der spektro- photometrisehen Konzentrat ionsbest immung dienten, aufgetragen. W/th-


Abb. 3 A. D/innsehichtchromatogramm eines Versuchs mit Coffein am Kaninchen (Extraktion aus Plasma). Bahn (13) 1: Blindwert (Plasmaextrakt eines Kontroll- tieres); B 2: Coffein in Blur gel6st und extrahiert; B 3: (vom Start zur Front) 7-Methylxanthin, 1-Methylxanthin, 3-Methylxanthin, Coffein; B 6: (wie oben) 1,7-Dimethylxanthin, Theophyllin, Theobromin; B 5 : 2 Std-Wert des Coffein- versuehs (schwaeher Fleck etwa in ItShe des 1,7-Dimethylxanthins -- Pfeil); 13 6: 15 min-Wert des Coffeinversuchs (wegen besserer ReI0roduzierbarkeit sind die

Negative der Aufnahmen wiedergegeben)

Abb. 3B. Diinnschiehtchromatogramm eines Versuchs mit AAT am Hund (Extrak- tion aus Plasma). Bahn (B) 1: Blindwert (Plasmaextrakt eines Kontrolltieres); B 2: (vom Start zur Front): Xanthin, 1-Methylxanthin, Theophyllin, Coffein, AAT; B 3 (wie oben) : 7-}Iethylxanthin, 1,7-Dimethylxanthin, Theobromin, Amphet- amin (dunkler F l e c k - Pfeil); 13 6: AAT in Blur gelSst und extrahiert; 13 5:

I5 min-Wert des AAT-Versuchs (neuer Fleck - Pfeil)

480 1%. H~ss, H. J. TnSe~E~Ae~ER und A. I~I~Rz :

rend auf der Bahn des 15 min-Wertes (B 6) keine Verbindungen mit einem yon der Ausgangssubstanz abweichenden l~f-Wert erkennbar sind

- - auf anderen Chromatogrammcn sind allenfalls Spuren davon zu erkennen --, sind solche beim 2 Std-Wert durchaus deutlich. Daraus ist zu folgern, dab die spektrophotometrisch bestimmten Konzentrationen beim 15 min-Wert praktisch ausschlieBlich, beim 2 Std-Wert noch zum fiberwiegenden Anteil auf Coffein zu beziehen sind. Bei Theo- bromin und Theophyllin waren auch naeh 2 Std keine nennenswerten Mengen extrahierter und spektrophotometrisch mitbestimmter Um- bauprodukte nachweisbar. In Vergleich zu den Methylxanthinen zeigten die aromatisch substituierten Purine eine ungleich schnellere Metaboli- sierung. Bei AAT waren bereits beim 15 min-Wert Flecke mit v o n d e r Ausgangssubstanz abweichendem l~f-Wert erkennbar (Abb.3B). Die nach 2 Std extrahierbaren Substanzemengen waren zu gering, um Aus- sagen fiber das Vorliegen yon Umbauprodukten machen zu k6nnen. Bei BAT zeigten sich bereits nach 5 rain neue Flecke. Dasselbe gilt ffir NET, wenn much in etwas geringerem MaDe. Unter den Umbauprodukten befindet sich h6chstwahrscheinlich das bei Spaltung am Stickstoffatom zu erwartende Oxy/tthyltheophyllin; eine Subs~anz mit dem entspre- chenden gf-Wert war in den Chromatogrammen aller aromatisch substituierten Xanthine nachwcisbar. Eine genauere Identifizierung dieser S~offwechsclprodukte lug aber nicht im Aufgabenbereich dieser Unter- suchung. Zusammenfassend kann aus diesen ehromatographischen Kon- trollen gefolgert werden, dad bei den Methylxanthinen das Ergebnis der spektrophotometrischen Konzentrationsbestimmung auch noch nach 2 Std praktisch ausschlieBlich auf die Ausgangssubstanz bezogen werden kann, w/ihrend bei den aromatisch substituierten Xanthinen schon viel frfiher Umbauprodukte in grSDerer Menge entstehen und daher die Konzentrationen yon Substanzgemischen bestimmt wurden,

4. Doppelextraktionsver/ahren beim Hund

Der schnelle Konzentrationsabfall bei den ~romatisch substituierten Xanthinen war Anlal~, in Hundeversuchen der Frage des Stoffwechsels unter Benutzung verschiedener Extraktionsverfahren nachzugehen. Ein typisches Ergebnis zeigt Abb.4. Dem Tier wurde mehrmals AAT injiziert, zu bestimmten Zeiten Blur und Liquor abgenommen und die Proben sowohl mit Chloroform, als auch mit Benzol extrahiert. Auffiillig ist, dub bei etwa gleichem Ausgangswert die Konzentrationen im Blut unterschiedlich schnell abfallen, je nachdem, welches Extraktionsmittel verwendet wurde. Dies lie• vermuten, dab mit Chloroform Umbau- produkte erfa~t wcrden, welche das Benzol nicht extrahiert. Die Dfinn- schichtchromatographie best~tigte dies: bereits bei dem 15 rain nach


14

m g %

12

10

t - O , m

8 I . .

G,I N

'- 6 O x.,

X----)( B [ U t ( C h l o r o f o r m - E x t m k t

c----o B [ U t ( B e n z o l -

L i q u o r ( C h l o r o f o r m - "

Y b

~"'b--J

0"' :30 I~0~ 120 t180 l 25 mg/kg 50 mg/kg

5O mg/kg ~--~ Inf. 14 mg/kg

Inj

A A T

× x

,,

N. ~"'~. o . . . . . . o

2Zo 3b0 n, io

Abb. 4. Xanthinkonzentrationen in Blur und Liquor nach mehrmaliger i.v. Injektion yon AAT beim Hund. Die unterste der drei Kurven bezieht sich auf die Konzentra- tionen im Liquor. Von den beiden dariiberliegenden Kurven gibt die durchgezogene (× ×) die mittels Chloroformextraktion erhaltenen Konzentrationen, die gestriche]te (o . . . . o), die mittels Benzolextraktion erhaltenen Konzentrationen

im Blur wieder (s. Text)

I n j e k t i o n ~bgenommenen Blur zeigte das C h r o m a t o g r a m m des Chloro- f o rmex t r ak t e s einige Flecke, welche offenbar yon Stof fwechse lprodukten her r f ihr ten und bei den B e n z o l e x t r s k t e n n ich t auf t ra ten .

Die zur Kont ro l l e aueh mi t Coffein durchgeff ihr te D o p p e l e x t r a k t i o n der B lu tp roben ergab nahezu gleich ver laufende Konzen t r a t i onsku rven . A u f dem Df innsch i ch t ch roma tog ramm waren Spnren ve rmut l i che r Stoffwechse]produkte zu sehen.

482 R. HESS, H. J. TESCUEMACI~EI~ und A. HERZ:

Diskussion

1. Die Gesehwindigkeit der Permeation in Gehirn und Liquor ist bei den Methylxanthinen besonders gut beurteilbar, well die Konzentration im Blur bei diesen Substanzen nur langsam abf~tllt. Die Abhgngigkeit der Permeationsgeschwindigkeit yon der aus dem VK I-Ieptan/Wasser bei pH 7,4 abgeleiteten Lipoidl6sliehkeit ist zwar aueh bei diesen Ver- suchen am Kaninehen deutlieh, doeh nieht in dem Mage ausgeprggt, wie beim Hund (s. TESCI~MACI~E~ et al., 1968). Die sehr hohe Konzen- tration yon AAT im Gehirn bei der Bestimmung zum friihest m6gliehen Zeitpunkt kann dutch die sehr hohe LipoidlSsliehkeit sowie die starke Bindung im Gehirn erkl~rt werden. Wegen seiner etwas geringeren LipoidlSsliehkeit und sehw/~cheren Bindung erreieht vermutlieh BAT nieht die hohen Ausgangswerte yon AAT ; offenbar gewinnen die konzen- trationssenkenden Einfliisse (siehe unten) bereits in diesem friihen Stadium die Oberhand. An letzter Stelle steht hier das NET, welches die geringste Lipoidl6sliehkeit und die schw/~ehste Bindung unter den aromatiseh substituierten Xanthinen aufweist. Seine Stellung innerhalb der aromatiseh substituierten Verbindungen wird dadureh zwar verstgndlieh, jedoeh bleibt unklar, warum NET nieht ann~thernd die Gehirn- und Liquorkonzentrationen yon Coffein erreieht, obwohl es diesem in bezug auf Lipoidl6sliehkeit und Bindung ~hnelt. Der sehnelle Konzentrations- abfall yon NET im Blur kann daffir kaum allein verantwortlieh gemaeht werden.

2. Die Konzentrationen in sp/Lteren Studien lassen sieh weitgehend dutch die Bindung der Substanzen in den einzelnen Geweben erkl&ren. Die Liquorkonzentration zeigt praktiseh immer die kleinsten Werte. Dies steht in Einklang mit den Ergebnissen yon FIR~MAI~K et al. (1963), naeh denen die Konzentration yon Diphenylhydantoin im Liquor den Ultrafiltratkonzentrationen der Gewebe entspraeh. Aueh MA¥~I~ et al. (1959) trugen diesen Verh~ltnissen in ihren Versuehen Reehmmg. Liegt, wie in unseren Versuehen mit Coffein und Theobromin nut eine geringe Gewebsbindung vor, so unterseheiden sieh die Gewebskonzentrationen nur unwesentlieh yon denen der Ultrafiltrate. Da sieh naeh Injektion yon 50 mg/kg Coffein und Theobromin Gleiehgewiehtskonzentrationen yon etwa 5 rag-°/0 einstellen, kann angenommen werden, dab aueh in den anderen Organen und Geweben keine st~Lrkere Bindung erfolgt, d. h., dab die Substanzen sieh ann/~hernd homogen im Organismus verteilt haben. Darauf lassen aueh die yon GOI~DST~ISI U. WaI~I~EI~ (1961) in Versuehen mit Coffein beim Mensehen erhaltenen Ergebnisse sehlieBen. Bei Vorliegen einer h6heren Plasmabindung wie bei Theophyllin liegen die Gehirn- und Liquorkonzentrationen hingegen aueh naeh Einstellung des Gleichgewichts weir unter den Blutkonzentrationen.

Permestion yon Xanthinderivaten in Gehirn und Liquor 483

3. In Gegensatz zu den Methylxanthinen f~ll~ bei den aromatiseh substituierten Xanthinen die Konzentration der extrahierbaren Ver- bindungen im Blur und ZNS sehr sehnell ab. Als Ursache hierfiir kommen Rfiekverteilung in andere Gewebe, Umbau in nicht extrahierbare Form und Ausseheidung in Frage. Es ist sehr wahrscheinlieh, dal3 das bei Thiopental genauer untersuchte Phgnomen der ,,Rtickverteilung" (BRoDIE et al., 1952; REM~E~, 1958; PRICE, 1960; GOLDSTEIN u. A~o~ow, 1960) auch bei dem schnellen Konzentrationsabfall yon AAT im Gehirn eine Rolle spielt. Da mit fortgeschrittener Zeit auch im Ver- gleich zum Gehirn geringer durchblutete (grSBere) Gewebe, wie z. B. die quergestreifte Muskulatur, immer mehr Substanz binden, muB die Blut- konzentration schnell abfallen und infolgedessen auch die Konzentration im Gehirn wieder abnehmen. Welche quantitative Becleutung diese Rfickverteilung unver/~nderter Substanz neben der Verteilung yon Stoffwechselprodukten besitzt, ist schwer abzuseh~tzen. Die bei der schnellen Metabolisierung yon AAT entstehenden hydrophileren Stoff- wechselprodukte werden wahrscheinlich weniger stark im Gehirn gebunden, was zur Verringerung der Konzentration der Xanthine im Gehirn beitrggt. Es ist sehr wahrscheinlJch, dab hierbei u.a. 0xy~thyltheophyllin gebildet wird: Einerseits wurcle im Chromatogramm eine Substanz mit entsprechendem R~-Wert gefunden, andererseits konnte MEY]~R (1969) am ~enschen im Harn Amphetamin nach oraler Gabe yon AAT nachweisen. Die gemessenen Substanzkonzentrationen beziehen sich auf ein Gemisch der jeweiligen Ausgangssubstanz und deren Stoffwechsel- produkte, wobei sich der Anteil der ersteren laufend verringert. Bei diesen kinetischen Verhgltnissen ist es verst/~ndlich, dal~ selbst stark lipoid- 15sliche Substanzen wie AAT nut in sehr geringem Mage in den Liquor fibertreten.

Die Entstehung sehr stark hydrophiler und daher nicht mehr extra- hierbarer Umbauprodukte diirfte als Erkl/~rung ffir den sehnellen Konzentrationsabfall der aromatiseh substituierten Xanthine kaum in Frage kommen. Die bis zum Theophyllin reichende Ket te mSglicher Abbauprodukte w/~re, wie die Versuche zeigten, extrahierbar.

4. Nachdem verschiedene Untersuchungen zeigen, dab das Auftreten yon Kr/~mpfen den Eintr i t t yon Stoffen in das Gehh~n begfinstigen kann (z. B. LorEnzo u. BA~LOW, 1967), erhebt sich die Frage, ob etwa ffir die hohe Konzentration von AAT im Gehirn die konvulsive Wirksamkeit dieser Substanz eine t~olle spielen k6nnte. Eine solche M5glichkeit ist wohl auszuschlieI~en, da eine sehr hohe AAT-Konzentration im Gehirn auch in Versuchen gefunden wurde, in denen durch gleichzeitige hohe Barbituratgabe Kr~mpfe vollkommen vermieden wurden. Auch zeigte BAT, dessen konvulsive Wirksamkeit die yon AAT noch /ibertrifft., keine derartigen hohen Gehirnkonzentrationen.

484 t~. HESS, H. J. T]~SC~IEMAC~IER und A. HERZ:

5. Vergleicht m a n die Geschwindigkeiten der Permeat ion in den Liquor- r a u m bei K a n i n c h e n mi t den Da ten der vorangegangenen Hundeversuche (TEscHEMACHE~ et al., 1968), so f/~llt auf, dai] die wenig lipoidl5slichen Subs tanzen wie Theophyl l in u n d Theobromin beim K a n i n c h e n offenbar schneller in den L iquor raum permeieren, als, un ter /~hnl ichen Bedingun- gen, beim Hund . Die Ursache solcher quan t i t a t ive r Speciesunterschiede ist unklar . Der Vergleich der P ro t e inb indungen bei K a n i n c h e n u n d H u n d zeig~ eine deutl iche Tendenz zu grSSerer B indung beim Kan inchen . Die starke B indung yon Theophylhn ira Kan inchenp la sma finder beim H u n d keine Parallele. K v ~ z u. FRIE~EL (1967) fanden bei den in ihren Ver- suchen un te r such ten Subs tanzen ebenfalls st~rkere B indung an K a n i n - chen- als an Hundep lasma .

Frau Dr. H, HOLZHXUSER danken wir fiir die Bestimmung der Verteilungs- koeffizienten, Fraulein S. HorPE ffir ihre Mithilfe bei der Durehfiihrung dcrVersuche.

Literatur AXELROD, J. , and J. REICRENTHAL: The fate of caffeine in man and a method for

its estimation in biological material. J. Pharmacol. exp. Ther. 107, 519 (1953). BRODIE, B. B., J. AXELROD, and J. REICHENTHAL: Metabolism of theophylline

(1,3-Dimethylxanthine) in man. J. biol. Chem. 194, 215 (1952). -- E. BEaNSTEIN, and L. C. MARK: The role of body fat in limiting the duration of

action of thiopental. J. Pharmacol. exp. Ther. 105, 421 (1952). -- H. KuRz, and L. S. SCH~.NKER: The importance of dissociation constant and

lipid solubility in influencing the passage of drugs into the cerebrospinal fluid J. Pharmacol. exp. Ther. 130, 20 (1960).

B~cm, J. : Grundlagen der Arzneimitte]forschung und der synthetischen Arznei- mittel. Birkh£user 1963.

DAVSON, H., C. F. KLEEM~_N, and E. LEVIN: The blood-brain barrier drugs and membranes, Vol. 4, p. 71 Pergamon Press 1963.

DOBBING, J. : The blood-brain barrier. Physiol. Rev. 41, 130 (1961). FmEMARK, H., C. F. B~LOW, and L. J. I%OTY[: The entry, accumulation and bind-

ing of diphenylhydantoin-2-C 14 in brain. Studies on adult, immature and hyper- capnic cats. Int. J. Neuropharmacol. 2, 25 (1963).

GOLDSTEIN, A., and L. A RONOW: The durations of action of thiopental and pentobarbital. J. Pharmacol. exp. Ther. 128, 1 (1960).

--, and 1%. WXR~]~N: Passage of caffeine into human gonadal and fetal tissue. Biochem. Pharmaco]. 11, 166 (1961).

HERZ, A., B. •ETELER, U. H. J. TESCtIEMACtIER: Vergleichende Untersuchungen fiber zentrale Wirkungen von Xanthinderivaten in Hinblick auf deren Stoff- wechsel und Verteilung im Organismus. hTaunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path. 261,486 (1968).

Kul~z, H.: Die Bedeutung physikalisch-chemischer Faktoren fiir Resorption, Verteilung, Umbau und Ausscheidung yon Arzneistoffen. Aus: Mitteilungen der Dtsch. Pharmazeutischen Ges. und der Pharmazeutischen Ges. der DDR. 34, H. 5, 73 (1964).

--, u. G. F~IEMEL: Artspezifische Unterschiede der Bindung an Plasmaproteine. Nannyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path. 257, 1 (1967).


LORENZO, A. V., and C. F. B~Low: Effect of strychnine convulsions upon the entry of S3~-sulfate into the eat central nervous system. J. Pharmacol. exp. Ther. 157, 3 (1967).

MAYER, S., 1~. P. M~CK~L, and B. B. BBODIE: Kinetics of penetration of drugs and other foreign compounds into cerebrospinal fluid and brain. J. Pharmacol. exp. Ther. 127, 205 (1959).

MEYv.R, E. : Publikation in Vorbereitung (1969). PRIC~, H. D., P. J. KOVNAT, J. N. SAFER, E. It. CONNER, and ~. L. PRICE: Tile

uptake of thiopental by body tissues and its relation to the duration of narcosis. Clin. Pharmacol. Ther. 1, 16 (1960).

QUADBECK, G. : Physiologic und Pathologie der Blut-Gehirn-Schranke. Hippocrates 38, 45 (1967).

RALL, D. P., and C. G. ZW~ROD: ~[echanisms of drug absorption and excretion: Passage of drugs in and out of the central nervous system. Ann. Rev. Pharmaeol. 2, 109 (1962).

R E ~ R , H. : Die Wirkungsweise yon Hexobarbital und Thiopental in der Kurz- narkose. Anaesthesist 7, 97 (1958).

SolAce, J. A., and S. H. WXXLER: An ultraviolet spectrophotometrie method for the determination of theophylline and theobromine in blood and tissues. J. Pharmacol. exp. Ther. 97, 283 (1949).

SCa lE ,R , L. S., : Physiological transport of drugs. Advanc. Drug Res. 1, 71 (1964). TESC~E~AC~ER, H. J., A. HERZ, R. HESS, and G. I~OVOCZEK: Permeation of purine

derivatives into the cerebrospinal fluid of dogs. Experientia (Basel) 24, 54 (1968).

Pro£ Dr. A. HERz ~ax-Planck-Institut ffir Psychiatrie 8000 Mfinchen 23, Kraepelinstr. 2

34 Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path., Bd. 26~

Documents

Über die Permeation von Xanthinderivaten in Gehirn und Liquor in Abhängigkeit von Lipoidlöslichkeit, Gewebsbindung und Stoffwechsel