Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 231, S. 286--291 (1957)

Aus dem Hallerianum Bern

~ber die Wirkung von Sueeinodinitril auf den mit Curare und Botulinustoxin A vergifteten Muskel

Von ~ICO LAS GOSSWEILER

Mit 3 Textabbildungen

(Eingegangen am 13. Februar 1957)

Wie aus den Unte rsuchungen yon MARTINI U. PATTAY 15 s o w i e

KSNIG 12 hervorgeht , ha t das Succinodini t r i l eine neuroregenera t ive Wir- kung im Tierversuch. In der vorhergehenden Arbe i t wurde festgestel l t , dab das Succinodini t r i l die W i r k u n g des Botu l inus tox ins verzSgert und (lie Mor ta l i t g t yon Goldfischen herabsetz t . Die Wirkungsweise des Botu l inus tox ins is t noch n ich t sicher erforscht . AMBACHE 2 glaubt , dab das Toxin haupts / ichl ich an den per ipheren cholinergischen Fase rn an- greift . BISHOr u. BO~VFE~BRENNER 4 beobachte ten , dal~ bei einem mi t Bo tu l inus tox in ge t6 te ten Tier die Muskeln bei ind i rek te r Reizung sich n ich t kon t rah ie ren , bei d i rek te r Reizung aber durchaus normal reagier ten. Da raus ziehen die Au to ren den Schlu[3, dal~ die motor ische E n d p l a t t e e lekt iv dnrch das Botu l inus tox in in der I Jber t ragung der Impul se gehemmt wird. DAVIS eL al. s konn ten durch d i rek te In j ek t ionen yon Botu l inus tox in A in die Medul la ob longa ta neurologische StSrungen hervorrufen.

Das Toxin un te rb r i ch t die Le i tung im per ipheren Nerven n icht 2,3,a,7,1o. Ob die Ursache der Blockierung in der E n d p l a t t e selbst oder in ihren Termina l fasern liegt, konn ten GUYTON u. McDonALD 9 n icht entschei- den. TORDA U. WOLF~ ~.7 glauben, dal3 die Ace ty]chol inabgabe durch Zers t6rung der Chol inacetylase gehemmt werde, doch is t diese Annahme noch unbewiesen. B~ooKs 5 n i m m t an, dal~ die Ace ty lcho l inproduk t ion in der E n d p l a t t e durch eine Permeabi l i t / i t sgnderung an den Nervenendi - gungen herabgese tz t wird.

I n der vor l iegenden Arbe i t wird un te r such t , ob das Succinodini t r i l (SDN) eine W i r k u n g auf die du tch Botu l inus tox in blockier te E n d p l a t t e en t fa l te t .

Methodik Ein Phrenicus-Zwerchfellpr~parat der l~atte wird nach dem Verfahren yon

B(iLBRIlgG ~ modifiziert naeh AEBI 1 und BURGESr ~ direkt und indirekt gereizt. Als Badel5sung diente Tyrode mit einem Zusatz yon 0,2O/o Glucose, die L6sung

wurde durchliiftet mit 95~o 02 und 5~o CO2. Das Badevolumen betrug 100 cm a. Mit

* zit. nach BUROE~ et al,

Succinodinitril und vergifteter Muskel 287

eintauchbaren Elektroden I wurde leicht supramaximal gereizt, mit reehteckigen Impulsen yon etwa 0,25 msee. Dauer. Die Frequenz betrug 10 Impulse pro Minute. Vor Beginn eines jeden Versuchs wurde das Zwerehfell w~hrend einer halben bis einer ganzen Stunde gereizt, um dem durch die Preparation meist leicht gesch~dig- ten Muskel durch die T~tigkeit eine gute Erholung in Sauerstoff zu sichern. Erst wenn der Muskel sich regelm~Big kontrahierte, wurde mit dem Versuch begonnen. Kontrollversuche zeigte~n, dab erst nach 3 ~ Std das Zwerchfell zu ermiiden be- ginnt. Manchmal zeigten die Kontraktionen nach 6 und mehr Stunden noch keine Ermtidungssymptome.

Das Botulinustoxin: Beim verwendeten Botulinustoxin handelte es sich um ein kristallines Toxin, hergestellt nach de n Angaben yon LAMAgNA U. McELROY x~. ])as

y 2o ~ / c m 3 /nd/eekle ff eizung

I I I I I , I I i I o 70 20 yo ~0 yo 6"0 7O rain ,90

Abb. 1. Vergiftung mit total 27 mg SDN/cm*. :Bei geringen Dosen, Zunahme des Hubes, bei 20 mg/cm 3 t~bergang in Kontraktur

Toxin wurde stets in LD 50 Maus dosiert (1 E ~ 1 LD 50 Maus). Bei Zufuhr yon 3000 E Botulinustoxin zur BadelSsung, trat die L~hmung des Zwerchfelles nach 20--30 min ein.

Curare: Es wurde d-Tubocurarinehlorid verwendet.

Resultate

1. Auf das Rat tenzwerchfel l bewirkt Succinodinitr i l bei indi rekter Reizung eine ErhShung des Hubes u n d eine Verr ingerung der Ermi idbar - keit. Bei direkter l~eizung k o m m t die Wi rkung des SDN weniger s tark zur Geltung. 2 mg/ce erhShen die K o n t r a k t i o n e n etwa um 23 %, 1 mg/cc SDN etwa um 8 %. Die Empfind]ichkei t des Zwerchfelles gegenfiber SDN sehwankt leicht.

2. Die Vergi]tung des Zwerch/elles mit S D N (Abb. 1). SDN in kiirzeren Abs t£nden der BadelSsung beigegeben wirkt addit iv, die HubhShe wird vergrSl~ert, jedoch ohne anf£nglich zu Kon t rak tu re r sche inungen zu fiih- ren. Reizt m a n das Zwerchfell fiber eine S tunde oder l~nger, so n i m m t die Hubh5he entsprechend cter zunehmenden Ermf idung des Muskels regel- m£Big ab. Bei 20 mg/cm 3 k o m m t es aber zu einer H e b u n g der Fu l ]punkte , einer s tarken VergrSGerung der HubhShe, die langsam zum typischen Bilde der K o n t r a k t u r ffihrt. Durch 2 mg/cm 3 SDN wurde die HubhShe gegeniiber der Ausgangslage u m 25 % erhSht, durch 5 mg/em 3 u m 50 %

288 N. GosswEmsl~:

und dureh 20 mg um 112 %. Im Vergleieh zur jeweiligen vorhergehenden Dosierung erh/ilt man folgende prozentuale ErhShungen :

5 mg SDN/cm a = 25% 20 mg SDN/em a = 60,5 %

Die Reaktion ist aber nicht immer gleichm/iBig. Es besteht offensicht- lich eine von Zwerchfell zu Zwerchfetl schwankende Empfindlichkeit gegeniiber SDN. Das SDN 1/iBt sieh leieht auswaschen. Erst bei hoher

t i t BoL Tox. A S.D.H ~.D. H ~O.H

JO00 LD so/cm 3 2mg/cn~S Zmg/c~3 21ng/cn~3 /nd/rekCe Re/zung

I I I I I I I ] r 0 70 20 30 ~0 SO 60 70 rain 80 Abb. 2. Zwillingspr~parat. Vergiftung beider Zwerchfelle mit 3000 LDs0/cm a Botulinustoxin A. Succinodinitril dem unteren Zwerchfell beigegeben, bewirkt eine vorfibergehende VergrSi~erung des

Hubes und eine Verl~ngerung der ~¢[uskelt~tigkeit

Dosierung geht die HubhShe nicht mehr ganz auf die Ausgangslage zu- riick, die Kont rak tur ist irreversibel. AEBI, AEBI U. VON )¢[URALT 1 er- hielten bei Vergiftung des Muskels mit Coffein eine /ihnliehe, ebenfalls irreversible Kont rak tur des Muskels, wie die Abbildung fiir SDN zeigt.

3. Vergi/tung des Zwerch/elles mit Botulinustoxin A (Abb. 2). Ein Zwillingspr/iparat wurde verwendet und die beiden indirekt gereizten Zwerchfellh/~lften mit je 3000 E/em a Botulinustoxin A vergiftet. Nach 20 min t ra t eine Verringerung der t tubhShe um 50 % gegenfiber der Aus- gangslage auf, gefolgt von einer leichten Hebung der FuBpunkte. Naeh 48 min, d .h . 28 min nach Beginn der Toxinwirkung, wurde der Bade- 15sung des einen Pr/iparates 2 mg SDN/cm 3 zugefiigt:

Die HubhShe wurde sofort um 16% vergrSBert, um nach 7- -8 min regelm/iBig auf 10% tier Ausgangslage abzufal]en. 18 min sp/~ter wurde erneut 2 mg SDN/cm 8 der BadelSsung zugefiigt.

Succinodinitrfl und vergffteter Muskel 289

Die HubhShe wurde um 7 % erhSht. Aueh hier wiederum das charak- teristische Verhalten des t tubes: ErhShung mit darauffolgendem lang- samem Absinken. Die L/~hmung des Muskels konnte um 30 min ver- zSgert werden. BURGEN et al; 7 erhielten in derselben Versuchsanordnung mit Veratrin un4 Prostigmin eine im Vergleich zur SDN-Wirkung sehr sehwache Ver/~nderung der Kurve. Weder Veratrin noch Prostigmin konnten die L~hmung verzSgern. I m Unterschied zu den vorgenannten Autoren wurde eine hShere Toxinkonzentration verwendet, dies mag

l ' b, :

,pt~'len C'ut~/,~ 8 , s;b'/en 2 $ ~ jr~g /c~ 3

I I I 0 70 20 30 rain ~tO Abb. 3. Vergif tung mi t Curare. Succinodini tr i l hebt die Wirkung yon Curare

selbst nach kurzdauernder Blockierung

wohl die etwas kfirzere Latenzzeit erkl/~ren. Diese unterliegt im allge- meinen recht geringen Sehwankungen. B e i 30 Pr/~paraten, die mit 3000 E/cm 3 geprfift wurden, varierte die Latenzzeit um ~ 9 min.

4. Vergi/tung mit Curare (Abb. 3). Bloekiert man ein indirekt gereiztes Zwerchfell mi t Curare und gibt man 3 mg SDN pro Kubikzent imeter BadelSsung, so steigt die t tubhShe innerhalb von 5 10 min auf die Ausgangslage zuriick, um nach weiteren 5--10 min dieselbe regelm/~Big um 20--30 % zu fibertreffen. Ohne Durchspfilung mit Tyrod e ver/~ndert sich der Hub kaum.

Nach 10 min kann das SDN nicht mehr restlos ausgewaschen werden. Die Hubh5he bleibt 5--10 % fiber tier Ausgangslage.

5. Zur Frage der depolarisierenden Wirkung von SDN. u m einen depolar!sierenden Effekt des SDN nachzuweisen, wurden die Ruhepoten- tiale der Zwerehfellmuskelfaser gemessen*. Die Messung des Ruhe- potentials erfolgte nach der Methode von LINOU. GERARD 1¢. Pro ZwerehfeU wurden je 60 Messungen durchgeftihrt: 20 mit Tyrodel6sung, 20 mit SDN und 20 naeh erneutem Auswaschen mit Tyrode. Der

* Herrn PD. Dr. S. Weidmann, der diese MesSungen durchfiihrt¢, bin ich hierfiir ~u grSBtom D~nk verpflichtet,

290 N. GosswmL~a:

Einfachheit halber werden die Messungen, die an 4 Zwerchfellen durch- geffihrt wurden, eine Serie genannt

ohne SDN mit SDN 8%

1. Serie 85,2 77,4 2. Serie 84,1 85,4

nach Spfilen

82,0 86,3 (Pot. in mV)

Es wurden total 160 Messungen durchgeffihrt. Nur in der 1. Serie konnte durch SDN eine leichte Senkung des Potentials erreicht werden, jedoch waren die Differenzen statistisch nicht signifikant. In der 2. Serie erhShte sich nach Zugabe von SDN das Potential. Nach Spiilen tibertraf das Potential (86,3 mV) dasjenige der Ausgangslage. Infolge der geringen Anzahl Messungen kann es sich hier nur um einen orientierenden Versuch handeln. Mit Sicherheit l~itt sich eine depolarisierende Wirkung von mehr als 10 mV ausschliel~en. Ob eine geringere depolarisierende Wirkung be- steht, k6nnen nur ausgedehnte Untersuchungen zeigen.

Diskussion Zur Frage des Angriffsortes des SDN: Eine neurotrope Wirkung des

Succinodinitril ist seit l/~ngerer Zeit bekanntl l , 12. Aus den vorliegenden Versuehen geht hervor, dab SDN eine bedeutend st/~rkere Wirkung beim indirekt gereizten Muskel entfaltet. Auffallend ist die Ahnlichkcit der Kont rakturkurve zwisehen SDN und Coffein 1

Zur Wirkung von Botulinustoxin und Curare: Nach einem yon der Dosierung unabh/ingigen Intervall erzeugt Botulinustoxin nur am indi- rekt gereizten Zwerchfell eine L/~hmung. DaB diese Latenzzeit nicht durch die langsame Diffusion des Molekiils bedingt ist, wird dadurch bewiesen, dag naeh Auswasehen des Pr/~parates die L/~hmung trotzdem eintritt. Nach BU~G~N et al. 7 soll das Toxin an der Endplat te gewisse Stoffwechsel- ~/nderungen bewirken, die schlieftlich zum Block fiihren. Die Abh/ingig- keit der Latenzzeit yon der Temperatur weist eher auf einen chemischen Prozel~ hin. Der Block wird dureh SDN verz6gert. Ein gleicher Angriffs- ort fiir SDN und fiir Botulinustoxin ist nicht auszuschlieBen.

Naeh AMBACHE und BUROEN et al. 2,7 verhindert Curare die Aeetyl- cho]infreisetzung nieht. SDN hebt den Curareeffekt innert 3 - -4 rain auf. Dies scheint darauf zu beruhen, daI~ die Endplat te dureh SDN gegenfiber Acetylcholin sensibilisiert wird. Botulinustoxin hemmt die Acetylcholin- freisetzung, somit wirkt das SDN nur solange an der Endplatte, als fiber- haupt yon dieser Acetylcholin abgegeben wird.

Zusammenfassang SDN (Succinodinitril) verzSgert die Blockierung des indirekt gereiz-

ten Zwerchfelles durch Botulinustoxin. Es hebt die Curarewirkung auf. Auf den unvergifteten Muskel wirkt das Suecinodinitril tonisierend.

Succinodinitril und vergifteter Muskel 29 i

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Dr. NICOLAS GOSSWEILER, Hallerianum Bern, Bern/Schweiz, Biihlplat'z 5