Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. 265, 347--358 (1970)

Verteilung und Stoffwechsel yon 14C-markiertem Tetracain nach intravenSser Injektion beim Meerschweinchen*

D. HANSEN

Hals-Nasen-0hrenklinik und Institut ffir Pharmakologie der Universit~t Kiel

Eingegangen am 14. 0ktober 1969

Distribution and Metabolism o/14C-Tetracaiue alter Intravenous In]eetlon in Guinea-Pig

Summary. The distribution and metabolism of intravenously injected laC-tetra- caine were studied in guinea pigs. Initially, the injected drug accumulated in various organs. An especially high concentration of radioactive material was found in the lungs. Probably, the drug is retained by pulmonary tissue as a kind of depot, owing to unknown haemodynamic current mechanisms. The redistribution takes place rather quickly. 90 rain after the injection, a radioactivity level higher than that in the serum was found only in the liver, kidneys and adrenals. The excretion via the bile starts more quickly and is quantitatively more important than that in the urine.

~vletabolic degradation of tetracaine in the living organism occurs rapidly. As a result of hydrolysis 4-n-butylaminobenzoic acid and 2-dimethylaminoethanol are formed. Apart from these two compounds other metabolites were found in the blood 90 rain after the application of the drug.

Key-Words: Tetraeaine -- Distribution -- Metabolism -- Guinea-Pig. Schli~sselwSrter: Tetracain -- Verteilung -- Stoffwechsel -- )]feerschweinchen.

I n der vorl iegenden Arbei t wird das Ver te i lungsverhal ten yon 14C-markiertem Tet raca in (4-Butylamino-benzoyl-2 -d imethylamino- ~thanol-hydroehlorid) nach i.v. I n j ek t ion am i n t a k t e n Meerschweinchen untersucht . Das P h a r m a k o n wurde zuerst yon Fussgi~nger u. S c h a u m a n n (1931) au f seine pharmakologisehen Eigenschaf ten geprfift u n d von Runge u. Schmidt (1931) mi t dem seinerzeit gebri~uchlichsten Ober- f l~ehenanaesthet ieum Cocain vergliehen. Die Wi rkung und vor al lem die Toxiciti~$ prfiften in der Folgezeit zahlreiche Autoren in pharmakolo- gisehen u n d kl inisehen Studien. ]~ber die Organvertef lung von Te t raea in am i n t a k t e n Tier f inden sich in der Li te ra tur keine Angaben. Bisher un te r sueh ten verschiedene Autoren das Vertei lungsverhal~en anderer Lokalanaesthet ica , so z. B. Sung u. T r u a n t (1954) das yon Prflocain u n d

* Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei fiir die gew~hrte Saehbeihilfe gedankt.

348 D. Hansen:

Lidocain mi t einer colorimetrischen Methode nach i.v. I n j e k t i on bei Ra t t en . I n jfingerer Zeit p r f i f t en /~kerman et al. (1966) die Verteflung yon 14C-markiertem IAdocain u n d Prf locain nach i.m., H a n s e n et al. (1968) nach i.v. Appl ikat ion.

Methodik

Tetracahlhydrochlorid stand uns in 14C-markierter Form zur Verffigung. Es war am Alkylrest des Stickstoffs in 4-Stelluug und zwar an dem dem Stickstoff benach- barren C-Atom markiert. Die spezifische Aktivit~t der Substanz (Mol.-Gew. 302,8 g) betrug 1 ~Ci/~l~ol (= 3,31 ~Ci/mg). Von dem Anaestheticum injizierten wit jeweils 2 mg/kg KSrpergewicht (= 6,62 ~dVfol = 6,62 [~Ci), gelSst in 0,5 ml 0,9~ NaC1- LSsung. In Vorversuchen konnten wir fcststellen, dab bei dieser Dosierung keinc toxische Wirkung auf das Herz, den Blutdruck und die Atmung besteht.

An m~nnlichen ~eerschweinchen mit Gewichten nm 500 g untersuchten wit in Urethannarkose (1,25 g/kg intraperitoneaI) die Verteilung im Blutserum, in ver- schiedenen Organen sowie in den Ausscheidungsprodukten Galle und Urin. Die Substanz wurde fiber einen Poly~thylenschlauch innerhalb yon 3--5 sec in die frei- gelegte linko V. jugularis injiziert. Blur entnahmen wir w~hrend der Versuche aus der linken A. carotis mittels eines eingebundenen PVC-Katheters und zwar 1, 3, 6, 10, 20, 30, 45, 60 und 90 rain nach der Verabfolgung des Mi~tels. Um den Zeit- verlauf tier Verteilung im Organismus verfolgen zu kSnnen, untersuchten wit auBerdem mehrere Organe und die Ausscheidungsprodukte auf ihren Gehalt an Radioaktivit~t. Hierzu wurden die Tiere 3, 30 und 90 rain naeh der Applikation des Stoffes get6tet, entblutet und die Organe aufgearbeitet.

Vom Serum, yon den Organen sowie yon den Ausscheidungsprodukten wurden jeweils Probcn mit einem Gewicht yon 50--100 mg benutzt. Nach Bestimmung der Feuchtgewichte wurden diese mit 3 ml Hyaminhydroxyd (Packard Instrument Com., Inc.) im Brutschrank bei 70 ~ C fiir 6 - 8 Std inkubiert und dadurch gelSst. 2 ml der auf diese Weise gewonnenen LSsung wurden mit 10 ml Szintillations- flfissigkeit (4 g PPO : Diphenyloxazol und 0,1 g POPOP ~-- 1,4-bis 2-4-1~Iethyl- 5-Phenyloxazolyl-benzol in 1000 ml Toluol) fiberfiihrt und die Radioaktivit~t in einem Tricarb-Flfissigkeitsszintillationsz~hler (~odell 3002, Fa. Packard) gemessen. Der LSscheffekt (quenching) wurde fiir jede Probe durch Zusatz eiues inneren Standard korrigiert. Ffir jeden Verteilungszeitraura verarbeiteten wit das Blutserum und die Organe yon jeweils 6--9 Tieren. Bei einem Versuch wurden fiber eine Dauer yon 60 rain die Vollblutproben nach der ~ethode yon Beisenherz et al. (1966) analysiert und die Ergebnisse mit den der Entnahmezeit entsprechenden Serum- wer~en verglichen. Die gewogenen Blutproben wurden zun~ichst mit 0,05 ml Per- hydrol gebleieht, die weitere Aufarbeitung erfolgte wie beim Serum.

Zur Untersuehung der Stoffwechselprodukte entnahmen wir nach i.v. Injek~ion der gleichen Tetracaindosis 3, 10, 30 und 90 rain nach der Applikation Blut, Galle und Urin. Das Blur wurde sofort mit dem gleichen Teil 96~ Ji-thanol homogenisiert (Homogenisator Braun, Nr. 367) und anschlieBend bei 3200 U/min fiir 10 rain zentrifngiert. Der ~berstand wurde nochmals mit der fiinffachen Menge ~thanol versetzt und die ausfallenden EiweiBkSrper unter gleichen Bedingungen abgeschleu- der~. Der t.J-berstand davon wurde im Vakuum eingeengt. Den so erhaltenen Riick- stand extrahierten wit mit 5 m196~ ~thanol und bestimmten aus dieser LSsung zitr Orientierung die Radioaktivit~t im Tricarb-Fliissigkeitszintillationszi~hler, indem wir 0,1 ml in fiblicher Weise aufarbeiteten. Galle und Urin dagegen wurden zur Denaturierung der EiweiBk6rper nur einmal nach der Gewinnung kurz aufgekocht nnd die Radioaktivit~t yon 0,1 ml in gleicher Weise gemessen. Diese Z~hlungen

Verteilung und Steffweehsel yon Tetraeain 349

waren erforderlich, um in jedem Fall eine solche Menge auf das Diinnschicht- chromatogramm zu bringen, dab deren RadioaktivitEt groB genug war, um 50/0 davon noch sicher nachweisen zu k6nuen. Um diese Bedingungen zu erffillen, muBten wir yon den Seren wegen ihres geringen Gehaltes an RadioaktivitEt bis zu 1 ml auftragen.

Die Platten zur Dfinnschichtehromatographie stellten wir durch Ausstreichen einer Anreibung yon 25 g Kieselgel G mit 50 ml 0,5 n NaOH (Giinshirt, 1962) her. Die Schichtdecke war 0,2 ram. Als FlieBmittel diente Chloroform-Methanol im Verhi~ltnis 80:20. Die SteighShe betrug etwa 10 cm. Die Chromatogramme wurden im Dfinnsehieht-Seanner (Berthold, Nr. LB 2721) ausgewertet. Bei konstanter Vorschubgesehwindigkeit der Platte (0,5 cm/min) wurde die Summe der gemessenen Impulse in AbstEnden yon I rain abgefragt. Die erhaltenen Einzelergebnisse trugen wir in Form einer gleitenden Skala in ein Koordinatensystem ein. Zur Auswertung setzten wir dann die Summe aller Impulse nach Abzug der Nullwerte (6 bis 8 Imp./min). Zur Kontrolle dienten gleiehartige Chromatogramme mit nieht mar- kiertem Tetraeain und der 4-n-ButylaminobenzoesEure. Die Flecken konnten sowchl dureh Bespriihen mit KaliumpermanganatlSsung (Spriihreagens Nr. 86a, E. Stahl, 1962, S. 507) oder dureh Einstellen der Chromatogramme in eine Jod- atmosphere siehtbar gemaeht werden.

Die statistisehen Bereehnungen erfolgten mit Hilfe des t-Testes nach Student.

Ergebnisse

1. Organverteilung yon 14C-Tetracain nach i.v. Injelction

Die Ergebnisse der Versuche sind in den Abb. 1 und 2 und in der Tab. 1 zusammengefaBt dargestellt. Dabei sind jewefls die Mittelwerte (~) und deren mittlere Fehler ($2) der zu den Entnahmezeiten gemessenen Radioaktivit~t in nCi pro Milliliter Flfissigkeit bzw. pro Gramm Organ- gewicht wiedergegeben.

Abb. 1 zeigt den zeitliehen Verlauf des Serumspiegels nach der i.v. Injektion des Tetracain. Zwischen der 1. (6,5 nCi/ml) und der 3. mln nach der Applikation 5,8 nCi/ml) tri t t ein geringer Abfall des Strum- spiegels ein. Es folgt dann his zur 10. rain (6,7 nCi/ml) tin erneuter steiltr Anstieg bis zum Niveau des 1 min-Wertes. Bis zur 30. rain (6,2 nCi/ml) veriindert sieh der Serumspiegel nut wenig, fi~llt dann aber bis zum Versuehsende gleichm~Big ab. Die Untersuehungen des Voll- blutes nach der Methode nach Beisenhtrz e~ al. zeigten, dab sich der Gehalt an Radioakt iv i t~ nicht yon dem im Strum unterseheidet.

Entspreehend diesem Ergebnis kann dtr Blutserumspiegel auch als Ausdrutk der Vollblutkonzentration gelten.

In Abb.2 sind die Mittelwerte auf den jeweiligen Strumgehalt zum Zeitpunkt der Entnahme bezogen. Tab. 1 zeigt zusammenfassend die absoluten Serum- und Organkonzentrationen 3, 30 und 90 min hath der Applikation. Sofort nach der Injektion reiehert sieh die Radioaktivit~t in zahlreichen Organtn in unterschiedlicher Menge an.

a) Lunge. In der Lunge ist, vergliehen mit den andertn Organen, die Radioaktivit4t am grSBten. Die weitaus hSchste Konzentration wird

24 Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pha rmak . Bd. 265

350 D. Hansen:

50

30

20

r -

1~,'o io Jo Is ~o ~o t(min)

Abb. 1. Radioaktivit~t im Blutserum nach i.v. Injektion yon 2 mg 14C-Tetracain/kg ( = 6,62 ~Ci/kg). Abszisse: Zeit in Minuten. Ordinate: Radioaktivit~t in nCi/ml

_~IO

�9 5- 5

= 3 N 2

~o.s >0,3

0.2

0.1 3319o 90

i

m H

3090 3i80 3090 30~ 30 90

Abb.2. Verteilung tier l~adioaktivitat in Organen, bezogen auf den Serumspiegel ( = 1) 3, 30 und 90 rain nach i.v. Injektion yon 2 mg 14C-Tetracain/kg ( = 6,62 txCi/kg). Abszisse: Organe und Zeit nach der Applikation in Minuten. Ordinate:

Logarithmisch geteilt. Vielfache des Serumspiegels

3 rain nach der In jek~ion e r re ich t und betr/~gt im Mi t t e l 219 nCi/g. Dieser W e t s entspr ich$ dem 38fachen des Serumspiegels . Bere i t s 30 min nach Versuchsbeginn i s t abe r die Konzen t ra~ ion wieder a u f 15 n Ci/g

Verteilung und Stoffwechsel yon Tetracain 351

Tabelle 1. Versuche an Meerschweinehen. Gehalt an Radioalctlvltlit in nCi[g E. G. Mit- telwerte und deren mittlere Streuung der Serum- und Organkonzentrationen 3, 30 und

90 mln nach i.v. In~ektion yon 2 mg 14C-Tetracaln/kg (= 6,62 tzCi/kg)

Organ 3 min 30 rain 90 rain

Blutserum 5,8 -4- 0,6 6,2 =[= 0,5 3,8 • 0,6 Lunge 219,0 • 66,0 15,0 -~ 3,9 2,4 =~ 0,3 Herz 20,0 • 3,1 3,3 =t= 0,5 2,9 • 1,0 Leber 16,0 ~ 2,7 27,0 • 2,7 13,5 -4- 1,8 l~iere 19,0 ~= 1,9 30,0 =[= 4,7 21,0 -V 4,6 Nebenniere 22,0 =J= 4,0 18,0 • 1,1 9,0 i 1,5 ~uskel 2,8 =[= 0,8 2,2 q- 0,3 1,5 • 0,2 Fe~t 4,6 -4- 1,6 1,9 -4- 0,4 0,7 q- 0,1 N. ischiadicus 2,5 -V 0,5 1,7 -V 0,3 1,4 q- 0,3 GroBhirn 11,0 J: 1,3 4,6 -4- 0,6 2,6 • 0,8 Klein]aim 10,0 • 1,0 3,5 • 0,7 1,1 -4- 0,3 Medulla oblongata 10,0 :[: 2,3 3,7 -V 0,6 1,1 :J: 0,2 Galle 17,0 • 2,9 40,0 • 1,6 48,0 • 3,7 Urin 1,3 :[: 0,5 40,0 -4- 7,5 133,0 -V 33,0

(---- 6,80/0 des Ausgangswertes) abgefallen und nur noch ca. 2,5mal hSher als im Serum. 90 rain nach der Injekt ion ist die Radioaktivi t~t in der Lunge mi~ 2,4 n Ci/g bereits niedriger als im Serum.

b) tterzmuskel. Die Muskulatur des Herzmuskels enth~t~ 3 min nach der Injekt ion 20nCi/g, entsprechend einer 3,5faehen Anreicherung gegenfiber dem Serum. Naeh 30 (3,3 nCi/g) und 90 rain (2,9 nCi/g) finder sich im tIerzmuskel weniger Radioaktivi t~t als im Serum.

c) Leber. Die Leber enth~lt 3 rain nach der Applikation 16 nCi/g. Das bedeutet eine fast 3real hShere Konzentrat ion als im Serum. Die hSchsten Werte finden wir in der Leber naeh 30 rain (27 nCi/g). Danaeh t r i t t bis zur 90. rain (13,5 nCi/g) auch i n diesem Organ ein Abfall ein. Bezogen auf den Serumspiege] sind die Konzentrat ionen naeh 30 rain etwa 4,5, naeh 90 min 3,5real so hoch.

d) Niere und Nebennlere. ~hnlich verh~l~ sich die Niere. Nach 3 min finden wit hier mi~ 19 nCi/g eine ca. 3,5fache Anreicherung gegenfiber dem Serum. Nach 30 min (30 nCi/g) werden die hSehsten absoluten Werte erreicht; sie sind etwa 5real hSher als im Serum. Danaeh t r i t t ein geringer Konzentrationsabfall ein. Nach 90 rain (21 nCi/g) ist der Gehalt an Radioaktivit/~t aber noeh 5,5mal hSher als im Serum. In der Neben- niere sind die hSchsten Konzentrat ionen bereits 3 rain naeh der In- jektion (22 nCi/g) erreicht und um das 4faehe des Serumspiegels an- gereicher~. Naeh 30 (18 nCi/g) und 90 rain (9 nCi/g) sind sie noch fast 3- bzw. 2,5real hSher als im Serum.

24*

3~ D. Ha~en:

e) Quergestrei/te Muskulatur und Fett. Von den quergestreiften Mus- keln untersuchten wir den M. quadricel0s, l~ett entnahmen wit aus dem Unterhautgewebe des Bauches.

Quergestreffte Muskulatur und Fett nehmen nur sehr wenig Radio- aktivit~t auL Die h6ehste Konzentration finden wir fOx die Muskulatur (2,8 nCi/g) und das Fettgewebe (2,0 nCi/g) 3 m l n nach der Injektion. Zu keiner der untersuchten Entnahmezeiten wird jedoch der Serumspiegel erreieht.

]) Peripheres und zentrales Nervensystem. Als Repr/~sentanten fiir das periphere Nervensystem w/~hlten wir den N. ischiadicus. :4hnlieh wie bei der Muskulatur und dem Fett sind die Konzentrationen hier sehr niedrig. Die Mittelwerte betragen zu den versehiedenen Entnahmezeiten 2,5 (3 min), 1,7 (30 rain) und 1,4nCi/g (90 min) und bleiben damit stets unter dem Serumspiegel. Vom Zentrainervensystem untersuchten wit folgende Teile: Gro~hirn, Kleinhirn und Medulla oblongata. Zu allen Zeiten finden sieh im Grol~hirn etwas hShere absolute Werte als in den tibrigea Hirnabsehnitten; der Gehalt im Kleinhirn und in der Medulla oblongata ist ungef/~hr gleich groB. 3 min nach der Injektion betr~gt die Radioak~ivitiit im Grol3hirn 11, im Kleinhirn und in der Medulla ob- longata je 10 nCi/g. Diese Werte sind nieht ganz doppelt so hoeh wie im Serum. In allen drei Absehnitten des Gehirns fi~llt die Konzentration rasch wieder ab und liegt bereits nach 30 rain unter dem Niveau des Serumspiegels. In dieser Zeit ist die Radioaktivit~t im GroBhirn auf 4,6, im Kleinhirn auf 3,5 und in der Medulla auf 3,7 nCi/g abgesunken. 90 rain nach der Injektion finden wir im Grol3hirn 2,6, im Kleinhirn und in der Medulla 1,1 nCi/g.

g) Ausscheldungsprodukte. In der Galle setzt die Ausscheidung yon Radioak~ivit~t frfiher ein als im Urin. Bereits 3 rain nach Versuehs- beginn sind in der Galle erhebliche Mengen an Radioaktivitiit nachweis- bar. Sie betragen mit 17 nCi/ml etwa das 3fache des Serumspiegels. Im weiteren Verlauf steigt die Konzentration an und ist naeh 30 rain (40 nCi/ml) 6,5-, naeh 90 rain (48 nCi/ml) 12,5mal h6her als im Serum.

Im Urin sind dagegen 3 rain nach der Injektion nut Spuren an Radio- aktivit~t vorhanden. 30 min nach Versuchsbeginn hat bereits eine be- trachtliche Ausseheidung eingesetzt. Mit 40 nCi/ml entspricht der Gehalt an Radioaktivitat zu diesem Zeitpunkt dem der Galle. Die h6ehste Konzentration wird im Urin naeh 90 mln gemessen. Mit 133 nCi/ml betragt sie das 33faehe dos Serumspiegels.

2. Sto//wechsel yon 14U-Tetracain nach i.v. In]ektion

Es mufite gekI~rt werden, in welcher Weise und in welchem Ausma]~ das Tetracain ws der Versuehsdauer im Organismus abgebaut wird. Das Tetraeain wird hydrolytisch in die 4-n.Butylaminobenzoes&ure, die

34 32 30 28 26 24 22 20

.E 18

1o 8

2

o

Verteilung und S~ffwechsel yon Tetracain

Start Front A b b . 3

42 40 38 36 34 32 30 28 26

.-- 2l, ~22

18

14 12 ]C 8 6 1' 2 0

353

i ~ ~ T4 T r ~6 ~T1,0r1~14T ~ ~ f1~8~2~0 ~ 1 6 12P3 ~ t (min) ~'

Start Front

Abb. 4 Abb.3. Radio-D.C. yon Galle 90 rain nach Injektion yon 2 nag l~C-Tetracain]kg (= 6,62~Ci/kg). Kieselgel alkalisch, FlieBmRtel: Chloroform/Methanol 80/20, FlieBstrecke ca. 20 cm. Abszisse: Zeit bei Vorsehubgeschwindigkeit yon 0,5 cm]min.

Ordinate: Imp./min; Rf 4-n-Bu~ylaminobenzoes~ure 0,25 Abb.4. Radio-D.C. yon Urin 90 rain nach Injektion yon 2 mg l~C-Te~racainfl~g (~ 6,62 ~ Ci]kg). Kieselgel alkalisch, FlieBmRtel" Chloroform]lY[ethanol 80]20, FlieBs~recke ca. l0 cm. Abszisse: Zei~ bei Vorsehubgeschwindigkei~ yon 0,5 cm/min.

Ordinate: Imp.]min; Rf 4-n-Butylaminobenzoes~ure 0,25

wit naehweisen konnten, und in 2-Dimethylaminoiithanol gespalten. Da das Anaestheticum mi~ dem 14C-Iso~ol:) am S~uretefl markier t war, konnte die Alkoholkomponente nieht erfaBt werden. Iqur mit der 4-n- Butylaminobenzoes~ure, die durch alkalische Verseffung yon Tetracain gewonnen wurde, konn~en wir die Ident i t~t beweisen. Wie bereits er- wahnt, wurde die Chromatographie auf alkalischen Plat ten vorgenom- men. Auf diesen wandert die 4-n-Butylaminobenzoes~ure n u r ganz geringffigig (Rf 0,25), w&hrend das Tetraeain mit der Front lauft. Wie bereits im methodischen Tefl hervorgehoben, ergibt sich aus dem nied- rigen Gehalt an Radioaktivi t~t in den Seren die Sehwierigkeit, genfigend Aktivit&t auf das Chromatogramm zu bringen. Die relativ groBe Menge des aufge~ragenen Materials kann n~mlich die Trennungsseh~rfe des Chromatogramms beeintri~ehtigen. Deswegen haben wir die Wahl des Flie6mittels so getroffen, dab ein mSglichst groBer Untersehied der Rt-Werte erreieht wird. Die Abb. 3--7 geben die bei der Auswertung der Gallen-, Urin- und Serumchroma~ogramme erhaltenen Kurven wieder.

354 D. Hansen:

]OF~ Serumgehatt an unver~ndertem

�9 9'0 t (rain)

Abb.5. SerumgehMt an unveri~ndertem Tetraeain 3, 10, 80 und 90 rain naeh In- jektion yon 2rag 14C-Tetracain/kg (= 6,62 ~Ci/kg). Abszisse: Zeit in ~inuten.

Ordinate: Prozentualer Anteil an unver~ndertem Tetraeain

34 32 30

26 24

22 22 2() .~ 20 1 8 E18

"~16 1E

lO E IC

6 E

2 2

1 . 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 23 t t(min) f ~ t(min} t

Start Front Start Front Abb. 6 Abb. 7

Abb.6. Radio-D.C. yon Serum 3 rain naeh Injektion yon 2 mg laC-Tetracain/kg, (= 6,62 FCi/kg). Kieselgel alkaliseh, FlieBmitteh Chloroform/Methanol 80/20, Fliei]strecke ca. 10 cm. Abszisse: Zeit bei Vorsehubgeschwindigkei~ yon

0,5 cm/min. Ordinate: Imp./miu R~ 4-n-Bu~ylaminobenzoes~ure 0,25

Abb. 7. Radio-D.C. von Serum 90 rain naeh Injektion yon 2 mg l~C-Tetracain/kg ( = 6,62FCi/kg ). Kieselgel alkalisch, Yliei3mittel: Chloroform/~ethanol 80/20, FlieBstreeke ca. 10 cm. Abszisse: Zeit bei Vorschubgeschwindigkeit yon 0,5 cm/min.

Ordinate: Imp./min R~ 4-n-Bueylaminobenzoes~ure 0,25

I n der Galle u n d An U r i n k o m m t es wi~hrend der Versuchsdauer zu einer gleichm~Big zunehmenden Ausscheidung yon Radioakt iv i t~ t . Nach 3 m i n s ind im U r i n noch kehm me~baren rad ioak t iven Stoffe erfaBbar.

Verteilung und Stoffwechsel yon Tetracain 355

Zu keinem untersuehten Zeitpunkt konnte in beiden Ausscheidungs- produkten unverandertes Tetracain nachgewiesen werden; es land sieh stets nur 4-n-Butylaminobenzoesaure.

Im Blutserum finden wir 3, 10 und 30 min naeh der Injektion nur Tetracain und 4-n-Butylaminobenzoesaure. Naeh 3 rain sind im Serum nur noah etwa 400/0 unverandertes Te~raeain vorhanden. Naeh 10 und 30 min ist der Gehalt an Stoffweehselprodukten welter angewaehsen; es finden sieh nur noch ca. 30 bzw. 200/0 reines Tetracain. 90 min nach der Applikation is~ der Gehalt an Tetraeain auf 15~ abgesunken. Bemerkens- wert ist, daI3 naeh 90 min die 4-n-Butylaminobenzoes~ure nicht mehr der einzige erfa~bare Metabolit ist. Es treten bei der Auswertung der Radio- aktivitat aufdem Dfinnsehichtchromatogramm jetzt mehrere Peaks auf, die zu identiilzieren nicht mehr im Rahmen dieser Untersuehungen liegt.

Diskussion

In den vorliegenden Untersuchungen haben wir die Ver~eilung yon 14C-Te~raeain in einigen 0rganen und den Metabolismus des An- aes~heticums naeh i.v. Injektion geprfift. Eine Gesamtbilanz war nieht beabsichtigt; sie ware auch nicht mSglieh gewesen, da mehrere Gewebe, wie besonders Kaoehen und t taut , mit der angewandten Methode nich~ analysiert werden kSnnen. Wir haben aber bei einem Tier eine Teflbilanz aufgestellt, indem wir einem 520g schweren Meersehweinchen 1,04 �9 10 -3 g = (---- 3,44 ~Ci) 14C-Tetracain i.v. injizierten, das Tier 3 rain naeh der Applika~ion t6teten und den Gesamtgehalt an Radio- aktivita~ in einigen Organen best~mmten. Wie Tab.2 zeigt, en~hiel~en 14~ des Tierk6rpers (----72 g) 440/0 der injizier~en Radioaktivi~at

Tabelle 2. E i n Meerschweinchen yon 520 g Gewicht erhSlt elne Dosis yon 1,04 �9 10 -3 g ( = 3,44 I~Ci) l~C-Tetracain i.v. in]iziert

Organ Gewicht Gehalt an (g) Radioaktivit~t in

nCi/g ~.G.

Gesamtgehalt des Organes an Radioaktivit~t in nCi

Lunge 4,4 171 752 Herz 2,3 25 57 Leber 19,7 9 177 Niere und

Nebenniere 4,3 38 163 Gehirn 3,3 32 106 Blur 38,0 7 266 Gesamtgewicht 72,0 Gesam~gehalt: 1521 14~ des TierkSrpers (72,0g) enthalten 44% der (= 1,52 ~Ci).

injizierten Radioak~ivitgt

356 D. Hansen:

(= 1,52 ~Ci). Demnaeh wurde offenbar kein ffir die Verteilung der Sub- stanz wichtiges Organ bei der Auswahl vergessen. Die Gewebe, die wesentlieh zum KSrpergewieh~ bei~ragen wie z. B. Muskulatur, Knoehen, Haut, mfissen eine Radioaktivit~ besitzen, die erheblieh unter dem Durehsehnitt liegt.

Unter der wohl zutreffenden Voraussetzung, dab auch in den Or- ganen nieht nur unvers Tetraeain nachgewiesen wird, haben wir bei s~mtliehen Un~ersuehungen die jeweiligen Konzentrationen in nCi angegeben.

Naeh i.v. Injektion reiehert sieh Te~raeain sofor~ in zahlreiehen Organen an, so besonders in der Lunge, der N. ebenniere, dem Herzen, der Niere und der Leber. Gering ist gegenfiber dem Serum der Gehalt an Radioaktivit~ im Zentralnervensystem. Im N. ischiadieus, der quer- gestreiften Muskulatur sowie im Fet~ wird der Serumspiegel zu keinem untersuehten Zei~punkt erreieh~. Die Rfiekverteilung aus den Organen erfolgt raseh. 30 rain naeh derApplika~ion ist die Konzentration lediglieh in der Lunge und in den Ausseheidungsorganen Leber und Niere sowie in der Nebenniere noeh hSher als im Serum. Die Ausscheidung setz~ in der Galle frfiher und starker ein als im Urin.

l~berrasehend sind die anf~nglieh sehr hohen Konzen~rationen in der Lunge, die etwa 38real h6her sind als im Serum. Zur Erkl~rung nehmen wir neben einer besonderen Affi_uit~t des Organes an, dal~ das An- aes~hetieum sieh zun/iehst 1fieht gleiehm~Big im gesamten Blutvolumen ver~eilen kann, sondern in hoher Konzentration fiber das rechte Herz und die A. pulmonalis in die Lunge fluter. Ers~ nach Passieren dieses Organes gelangt es in das linke Herz, um sieh yon dor~ im Organismus verteflen zu kSnnen. Die Anreieherung, die wir angeben, besteht also nur gegenfiber der Serumkonzen~ration im grol3en, nieh~ aber gegenfiber der im kleinen Kreislauf. Darfiber hinaus mul~ aueh an die MSgliehkeit einer Absorption der Substanz an der grol3en 0berfl~ehe des Lungeneapfllarendothels gedaeht werden. Hierffir spreehen aueh Befunde, die bei der Unter- suehung fiber die Organverteflung anderer S~offe erhoben wurden. So fanden/~kerman et al. (1966) sowie Hansen e~ al. (1968) ffir die Lokal- anaesthetiea vom S~ureamidtyp Prfloeain (Citanest| und Lidoeain (Xyloeain| die hSehsten Konzentra~ionen unmittelbar naeh der Appli- kation ebenfalls in der Lunge.

In der Litera~ur finden sieh keine Angaben fiber die Organver~eflung yon Tetrae~in am intakten Tier. Versehiedene Autoren untersuehten aber das Verteilungsverhal~en anderer Lokalanaes~hetiea, so z. B. Sung u. Truant (1954) das yon Proeain und Lidoeain,/~kerm~n e~ al. (1966) sowie Hansen et al. (1968) das yon Priloeain und Lidocain. Vergleieh~ man diese Ergebnisse mit denen des Tetrae~in, so sehein~ es, dal~ sieh das

Verteilung und Stoffweehsel yon Tetracain 357

Tetracain in den meisten Organen weniger stark anreiehert und auch rascher ausgesehieden wird als die anderen Lokalanaesthetiea.

Beobaehtungen fiber den Tetraeainmetabolismus am intakten Tier sind in der Literatur nieht bekannt. Mit biologisehen Methoden haben abet in frfiheren Jahren zahlreiche Autoren die Abbauvorg/~nge der Lokalanaesthetiea veto Ester typ untersueht. Sie fanden ausnahmslos, da$ sowohl Procain als auch Coeain sehr sehnell und vornehmlieh in der Leber abgebaut und entgiftet werden. Ffir Tetraeain best immten Helm u. Haas (1950) die Abbaugeschwindigkeit in der Leber, der Niere, dem Gehirn und der Muskulatur des Meerschweinehens. Sie prfiften den An- satz aus 0rganext rak t und Anaestheticum zu versehiedenen Zeiten am Nerv-Muskelpr/iparat des Frosehes auf seine F/~higkeit, die Erregbarkeit des Nerven aufzuheben. Dabei stellten sie fest, alas sich das Ester- spaltungsvermSgen der Niere zu dem der Leber wie 1:25 verh/~It. Veto Gehirn und Muskel wird dagegen nut verh/iltnism/~l~ig wenig Tetracain zerstSrt. Auf die hohe Hydrolysegeschwindigkeit ffir Tetraeain wird yon den genarmten Autoren, wie aueh yon Williams (1959), hingewiesen.

In unseren Versuehen fanden ~ bereits kurz nach der Applikation einen sehr hohen Abbau yon Tetracain. Dieser Verlauf bedeutet aber, da$ unsere Werte ffir unveri~nderr Tetraeain im Serum kurz naeh der Injekt ion wahrscheinlieh zu niedrig sind, da die Zeit, die bei tier Auf- arbeitung bis zur Unterbreehnng tier Ferment t i t igkei t verstreicht (1,5--2 rain), kurz nach der Applikation relativ grSSer ist als sp/tter. Bemerkenswert seheint fernerhin, dal~ weder im Urin noeh in der Galle mit der angewandten Methode unver/~ndertes Tetraeain nachgewiesen werden konnte. Demgegenfiber scheinen aber 90 rain naeh tier Appli- kat ion im Serum bereits mehrere Metaboliten vorhanden zu sein.

Literatur

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358 D. Hansen: Verteilung und Stoffwechsel yon Tetracain

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Priv.-Doz. Dr. D. Hansen Universit~ts-Hals-l~asen- Ohrenklinik 2300 Kiel, Hospitalstr. 20