beiträge zur frage der herzglykosid-entgiftung

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Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 219, S. 386--396 (1953). Aus dem Pharmakologisehen Institut der Universit~t Graz (Vorstand: Prof. Dr. H. F. H~USLER). Beitr~ge zur Frage der Herzglykosid-Entgiftung. I. Mitteilung : Digitoxin% Von H. Fo H~USLERo iVIit 3 Textabbfldungen. (Eingegangen am 17. M~rz 1953.) Unter Herzglykosid-Entgfftung kSnnte man einerseits eine Dosis- wirkungsverminderung oder, was interessanter und yon praktiseher Wich- tigkeit sein wfirde, die Erzielung eines grSl~eren Abstandes zwischen einer bereits therapeutisch wirksamen und der toxischen Dosis, also eine Ver. grSBerung der therapeutischen Breite verstehen, andererseits eine Ent- giftung in vivo meinen, n~mlich bei bereits eingetretener Vergfftung des Herzens die rasehe Wegschaffung des zu viel Haftenden bzw. der ein- getretenen Zustands~nderung 3v, as, was bei der sehon lange fiblichen in. travenSsen Strophanthin- oder (der neuerdings wiederum aufgekomme. hen) Digitoxin-Darreichung yon besonderer Bedeutung w~re. Trotz der Mehrdeutigkeit des Wortes ,,Herzglykosid-Entgiftung" haben wiT diesen Ausdruck gew~hlt, da die Grenzen flie~end sind und zwischen den an- gedeuteten Extremen: Entgiftung in vitro -- Entgfftung in vivo Uber- gi~nge bestehen, wie nicht nur unsere Versuche zeigen sollen; beispiels- weise kSnnte die Tatsaehe, dal~ Schwermetalle mit Heriglykosiden Komplexbindungen eingehen, wie in vitro aueh in vivo zureehtbestehen, so dab CHE~OWET~ U. Mitarb. 9, ~ die Wirkung der Herzglykoside mit ihrer F~higkeit in Beziehung bringen ,,to chelate intracellular copper". ~ber die Bedeutung der Schwermetalle, besonders des Cu fiir den Stoffwechsel haben wiT selbst Untersuchungen z~, is, zg,s0, 55 angestellt, auch am Herzen 2° die (mSglieherweise therapeutische und) toxische Cu-Wirkung, abeT gleichzeitig deren Entgiftung duTch Komplexbildner nachweisen kSnnen und verfolgen diese duTch ~ul3ere Umst~nde unterbroehene Arbeitsrichtung welter; Metalle als Spurenele- mente28, 4s sind ja yon groBer Bedeutung, beispielsweise in bestimmter Bindung bzw. Stellung als Zentralatome in Fermenten ffir den Elektronenaustausch zwischen Co-Ferment oder prosthetiseher Gruppe einerseits und dem spezitisehen Protein andererseits, wodureh sieh gewisse Pharmakawirkungen auf Fermente 2, 22 ver- stehen lassen. * Herin Hofrat Prof. Dr. OTTO T~OEWI zum 80. Geburtstag in Verehrung ge- widmet.

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Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 219, S. 386--396 (1953).

Aus dem Pharmakologisehen Institut der Universit~t Graz (Vorstand: Prof. Dr. H. F. H~USLER).

Beitr~ge zur Frage der Herzglykosid-Entgiftung. I. Mitteilung : Digitoxin%

Von H. Fo H~USLERo

iVIit 3 Textabbfldungen.

(Eingegangen am 17. M~rz 1953.)

Unter Herzglykosid-Entgfftung kSnnte man einerseits eine Dosis- wirkungsverminderung oder, was interessanter und yon praktiseher Wich- tigkeit sein wfirde, die Erzielung eines grSl~eren Abstandes zwischen einer bereits therapeutisch wirksamen und der toxischen Dosis, also eine Ver. grSBerung der therapeutischen Breite verstehen, andererseits eine Ent- giftung in vivo meinen, n~mlich bei bereits eingetretener Vergfftung des Herzens die rasehe Wegschaffung des zu viel Haftenden bzw. der ein- getretenen Zustands~nderung 3v, as, was bei der sehon lange fiblichen in. travenSsen Strophanthin- oder (der neuerdings wiederum aufgekomme. hen) Digitoxin-Darreichung yon besonderer Bedeutung w~re. Trotz der Mehrdeutigkeit des Wortes ,,Herzglykosid-Entgiftung" haben wiT diesen Ausdruck gew~hlt, da die Grenzen flie~end sind und zwischen den an- gedeuteten Extremen: Entgiftung in vitro - - Entgfftung in vivo Uber- gi~nge bestehen, wie nicht nur unsere Versuche zeigen sollen; beispiels- weise kSnnte die Tatsaehe, dal~ Schwermetalle mit Heriglykosiden Komplexbindungen eingehen, wie in vitro aueh in vivo zureehtbestehen, so dab CHE~OWET~ U. Mitarb. 9, ~ die Wirkung der Herzglykoside mit ihrer F~higkeit in Beziehung bringen ,,to chelate intracellular copper".

~ber die Bedeutung der Schwermetalle, besonders des Cu fiir den Stoffwechsel haben wiT selbst Untersuchungen z~, is, zg, s0, 55 angestellt, auch am Herzen 2° die (mSglieherweise therapeutische und) toxische Cu-Wirkung, abeT gleichzeitig deren Entgiftung duTch Komplexbildner nachweisen kSnnen und verfolgen diese duTch ~ul3ere Umst~nde unterbroehene Arbeitsrichtung welter; Metalle als Spurenele- mente28, 4s sind ja yon groBer Bedeutung, beispielsweise in bestimmter Bindung bzw. Stellung als Zentralatome in Fermenten ffir den Elektronenaustausch zwischen Co-Ferment oder prosthetiseher Gruppe einerseits und dem spezitisehen Protein andererseits, wodureh sieh gewisse Pharmakawirkungen auf Fermente 2, 22 ver- stehen lassen.

* Herin Hofrat Prof. Dr. OTTO T~OEWI zum 80. Geburtstag in Verehrung ge- widmet.

Beitr~ge zur Frage der Herzglykosid-Entgiftung. I. Mitteilung. 387

Ober die hier zu schildernden Versuche wurde bereits vor der Berliner Pharma- kologentagung 1938 berichtet sl, doch kam ihre VerSffentlichung aus ~iuBeren Grfin- den nicht zustande.

Sie gehen auf Bemfihungen zurfick, den Vergleich eines S tandards mi t dem auszuwer tenden Herzglykosid an einem und demselben Objekt vo rzunehmen u n d an diesem bei dem gleichzeitigen Vorteil, mi t ger ingen Mengen a rbe i ten zu kSnnen, die M6glichkeit von E in rahmungsve r suchen zu schaffen: Wegen seiner hohen Empfindl ichkei t ist das Froschherz sicherlich eines der bes ten Objekte fiir die Un te r suchung kleiner Mengen yon Herz.glykosiden u n d bietet gegenfiber den Versuchen am Ganzt ier fiberdies den Vorteil des spezifischen Wirkungsortes . Doch konn te wegen der schweren Auswaschbarkei t der Herzglykosidvergif tung bisher der Vergleich zwischen S tanda rd u n d auszuwertender Probe n icht an einem Herzen vorgenommen, vielmehr muBten immer mehrere Herzen zum Vergleich herangezogen werden, wobei die b e k a n n t e n indiv iduel len Unterschiede sowie die dadurch bedingte S t reuung die entsprechende Beobach tung der dafiir gel tenden s tat is t ischen Bearbe i tung der Ergeb- nisse notwendig machen. Dagegen wiirde sich im Falle einer raschen u n d restlosen Entg i f tung , ~hnlich wie das bei der Cu-Vergif tung gelungen ist 2°, die Aussicht er6ffnen, an e inem und demselben Herzen mehrere Auswer tungen vorzunehmen.

~ber die M6glichkeit der Verwendung dieses Testes auch zur quantitativen biologischen Auswertung yon herzwirksamen Glykosiden an einem einzigen iso- lierten Froschherzen soll an einer anderen Stelle berichtet werden.

Die Entscheidung, ob ein Extrakt ein herzwirksames Glykosid darstellt oder enthMt, und die meisten Methoden der Auswertung grtinden sich irgendwie auf die Beobachtung des Zustandekommens eines tterzstillstandes in Kontrakturstellung, sei es am ganzen Tier s oder am isolierten tterzen: Schon STRAUB 5~ hatte eine Wirk- samkeitsskala mit 4 Stufen fiir verschiedene Strophanthinmengen aufgestellt und als Kriterium die Entwicklung, die Art, die I)auer und die BeeinfluBbarkeit der Kontraktur beniitzt, welche systolisch oder in Mittelstellung oder diastolisch sein kann, letzteres als ,,Folge einer maximal gewordenen negativ-inotropen Wirkung". (Tberdies kommen ph~nologisch der Herzglykosidwirkung ~hnliche Bilder auch bei der Einwirkung anderer Substanzen vor, z. B. bei der erw~thnten Cu-Vergiftung e°, und zwar ebenfalls Steigerung der Amplituden, Hebung der FuBpunkte, diasto- lischer Stillstand usw., und deshalb erscheint diese Eigentiimlichkeit der Vergiftung durch Herzglykoside als alleinige Basis ftir eine Einstellungsmethode nicht geeignet. Zudem handelt es sich bei der Beobachtung der Kontraktur lediglich um die Kon- statierung einer Zustands~nderung und nicht um die Prfifung einer Funktion; eine solche ware etwa die bei glykosidvergifteten Herzen auftretende Steigerung der Kontraktur nach Dehnung oder Innendruckerh6hung, doeh ist sie wegen der schweren Dosierbarkeit nicht verwendbar. AuBerdem sind beide Kriterien erst greifbar und fiberdies das zweite erst dann priifbar, wenn die Glykosidwirkung bei Anwendung h6herer Konzentrationen roll ausgebildet ist.

Deshalb erschien uns sowohl ffir die Prfifung verschiedener glykosid- halt iger Pflanzen- als auch anderer Ex t r ak te eine ausschlieBlich ffir die E r k e n n u n g yon I-Ierzglykosiden charakterist ische Eigenhei t wiinschens-

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wert , welche n ich t nur eine funkt ionel le Methode dars te l l t , sondern w/ih- rend al ler S tadien , also auch bei noch n icht v611ig ausgeb i lde te r End- wirkung, vorl iegt . Ahnl ich wie bei der Cu-Vergif tung a m Froschherzen dessen N ich t ansp rechba rke i t au f Acety lchol in und Adrena l in als Kr i t e - r ium ve rwende t werden konn te 2°, erwies sich ffir die vor l iegende F r a g e die l~eakt ion he rzg lykos idbehande l t e r F roschherzen au f ca le iumarmes Reg ime als charakter i s t i sch , und zwar n ich t nur h ins icht l ich der noch kurz zu s t re i fenden Eignung zur Fes t s t e l lung des Vorhandense ins herz- wi rksamer Glykos ide i iberhaupt , sondern vor a l lem zur Funk t ions - pr i i fung der Aus- bzw. Rf ickbi ldung der durch Herzg lykos ide gese tz ten Zustands/£nderung. LoEwI 4°, 41 h a t bekann t l i ch aus seinen Versuchen an s t rophan th inve rg i f t e t en Herzen den Schlul~ gezogen, dal~ die Herzg lyko- side ,,fiir Calcium sensibi l is ieren".

Diese yon ihm aufreehterhaltene a2 Meinung ist nicht nur therapeutiseh mill- verstanden worden, indem sogar yon industrieller Seite Mischpr~parate hergestellt bzw. Herzglykoside gleichzeitig mit (viel zu groSen Mengen) Calcium verabreicht wurden, wobei deren Toxizit~t wesentlieh erh6ht wird (vgl. z. B. BILLIGHEIMER 4, 5 u. a. 1, e, 13, 14, 16, aa, as, as, ag, 45, 4~, 47) und es am Menschen sogar zu Todesf~llen kam 7, wi~hrend andererseits eine gleichzeitige vorsichtige Darreichung yon Calcium unter Umstanden durchaus nfitzlich sein kann 25, 33, 43, 54, sondern hat auch yon theo- retischer Seite zu Kontroversen geffihrt (vgl. z. B. BERLINSR a, WEESE 5v, SMITH U. Mitarb.51).

Ca lc iumarme RI~GV, R15sung k a n n als Tes t ffir das Bes tehen einer herz- g lykos idbed ing ten K o n t r a k t u r ve rwende t werden, mag diese je nach der a n g e w a n d t e n He rzg lykos idkonzen t r a t i on und der Zei t ihrer E inwi rkung in Sys to le oder in Mi t te l s te l lung oder in Dias tole e inge t re ten sein: Er- se tz t m a n die gewShnliche RINCER15sung durch ca lc iumarme oder -freie, so wird, frei l ich nur ffir die Daue r ihrer Anwesenhe i t im Herzen , eine solche K o n t r a k t u r , in welcher Ste l lung immer , aufgehoben, u n d das Herz schli igt ansche inend wiederum normal . Bei dieser sche inbar er- ho lenden W i r k u n g hande l t es sich aber keinesfal ls u m eine E n t g i f t u n g des Herzens im Sinne eines Auswaschens , wie das bekann t l i ch p r o m p t bei Ionenwi rkungen geht und auch be i den vege ta t i ven Ober t r i ige r subs tan- zen, oder der Aufhebung der durch das Herzg lykos id bewi rk t en Zus tands - /~nderung. Denn wechsel t m a n au f gewShnlichen I~INCEI~, so t r i t t die frfihere K o n t r a k t u r sofort wieder in Ersche inung und der Vorgang 1/~l~t sich mehrma l s wiederholen, wie wir ausnahmslos beobach ten konnten , und ffihrt zu Bfldern wie sie z. B. auch FISCHER 10 gefunden ha t .

Dieser Effekt ealciumarmen Regimes tritt, wie ieh in einer mit GAG~R u. ZECKNER~I, x2, 5s, 5~ gemeinsam geplanten Arbeit feststellen konnte, nur bei herz- wirksamen Glykosiden auf und geht den chemischen Proben (wie Legaltest, Baljetprobe) koIfform, z. B. land ich ihn positiv bei Extrakten aus Adonisarten, Apocynum cannabinum, Asclepias syriaca, Convallaria majahs, Digitalis ambigua, lanata, sibiriaca, Helleborus niger, Oleander, Scilla maritima, Viscum album, nicht aber mit Glykosiden wie Condurangin 5s, Vineetoxin 11, Hoyin 59, Metaplexin 12 bzw.

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Extrakten aus Eranthis hiemalis, Globularia cordifolia, Serophularia nodosa und vernalis. Dieser Test hat sich bew~hrt, wenn immer es sich darum handelte, m6g- lichst rasch, aber eindeutig qualitativ, wenn aueh mengenm~l]ig zun~chst nur sch~tzungsweise, da~ Vorhandensein digitalis~hnlicher Wirkstoffe festzustellen.

l~ber spon tane E rho lung g lykos idverg i f t e t e r F roschherzen h a t be- re i ts GOTTLIEB 15 ber ich te t , und besonders LENDLE und seine Schule (vgl. z. B. KINGISEPP 2s) h a b e n die spon tane Erholungsf~higke i t isol ier ter , m i t versch iedenen he rzwi rksamen Glykos iden verg i f te te r F roschherzen des N~heren un te rsuch t . Auch ich h a t t e immer wieder bei der Prf i fung ver- schiedener he rzg lykos idha l t ige r P f l anzenex t r ak t e bzw. yon Re ing lyko- s iden an Froschherzen in der STRAt~Bschen Anordnung beobach te t , dab sie sich, wenn sie, e twa fiber Mi t tag , un te r gew6hnl ichem Rr~GER be- lassen oder, wenn es sich um elektr isch gereizte K a m m e r p r ~ p a r a t e han- del te , abgescha l t e t worden waren, bis zum N a c h m i t t a g oft vSllig oder mindes tens tei lweise erhol t ha t t en . Dieser Befund, der durch a d hoc an- ges te l l te Versuche bes t~ t ig t wurde, konn te dah in gedeu te t werden, dab w~hrend dieser Zei t en tweder das an die H e r z m u s k u t a t u r f ixier te Glyko- sid wiederum in die Flf iss igkei t abgeschieden oder aber in diese aus dem Herzen e twas ausge t r e t en war, was die Vergi f tung behoben ha t t e . Schien die ers te MSglichkei t schon wegen der Haf t fe s t igke i t und Unauswasch- ba rke i t der Gif te unwahrscheinl ich , so sprachen auch Versuche dagegen, die zeigten, dab selbst I~I~GER, wenn er sich nur e twa 1 S td in normalen, en tweder vom Oberherzen r h y t h m i s i e r t e n oder in e lektr iseh gere iz ten oder auch in n ich t sch lagenden Herzen befunden ha t t e , die E igenschaf t auf- wies, ein g lykos idverg i f t e tes Froschherz , woferne es n ich t schon vSllig s t i l l s tand , in der kurzen Zeit von 15- -30 min wiederum zu normale r T~t igke i t zu br ingen. Es muBte also yon dem normalen Herzen e twas in die Ffillflfissigkeit i ibergegangen sein, das ihr eine en tg i f tende F~higke i t verl ieh. Dieser F r a g e naehzugehen, wurden zun~chst am d ig i tox inver - g i f te ten Froschherzen w~Brige E x t r a k t e aus Frosch- u. a. Herzen bzw. H e r z a b s e h n i t t e n au f eine solehe en tg i f tende W i r k s a m k e i t un te r such t .

Methodik. Die Hauptversuche wurden w~hrend der ~Vintermonate 1937/38 an Herzen

yon ungarischen Esculenten angestellt, die in der STRnuBschen Anordnung schlu- gen. Die Herzen erhielten ihren Rhythmus entweder von dem mit den Kammern im natfirlichen Zusammenhang belassenen Oberherzen oder wurden, um die Wir- kung an der isolierten Kammer zu studieren, nach Stannius I I ligiert und die Kam- mern dureh rhythmische, fiber eine Glimmstrecke effolgende Kondensatorent- ladungen 4° getrieben, wobei eine punktfSrmige der Basis des Herzens angelegte Elektrode 5s bentitzt wurde. Unser RINGER hatte die Zusammensetzung: NaC10,7%, CaC1, 0,01%, KC1 0,01%, NaHCO 3 0,05%. Zur Priifung auf die eingetretene Herz- glykosidwirkung wurde RI~OER der gleichen, nut in bezug auf den Calciumgehalt ver~nderten Zusammensetzung verwendet; so bedeutet z. B. Ca/10, dab der Ca- Gehalt auf 0,001% vermindert worden war. Zur Vergiftung diente Digitoxinum Merck erystallisatum, yon dem eine 10/0o Stamml6sung in 50% Alkohol vorr~tig

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gehalten wurde, aus der vor dem Versuche durch Verdiinnung mit ]~INGEE die ge- wiinschten Konzentrationen (1:50000--1:500000) jedesmal friseh bereitet wur- den; der Alkoholgehalt hat in solchen Verdiimmngen (l~o--0,1~o) bekanntlieh keinen Einflul~ auf die tterzglykosidwirkung, wovon wit uns in Kontrollversuchen noch besonders iiberzeugt batten.

Bereitung der Extrakte und Fdillungen. Zun~chst wurden die tIerzen bzw. deren Teile nach Ausbluten und grober Zerkleinerung einfach in RINGER ohne Bicarbonat mit ausgegliihtem Quarzsand, dessen Inertheit sich in Kontrollversuchen gezeigt hatte, zerrieben und die nach Zentrifugieren abgehobene und auf den iibliehen Bicarbonatgehalt gebrachte Fliissigkeit in entspreehenden Verdiinnungen gepriift, die an sich am normalen Herzen keine Wirkung batten. Weitere Extrakte wurden bereitet, indem das Herz nach der Zerreibung in der 10fachen Menge bicarbonat- freier RINGER15sung aufgenommen und kurz aufgekocht worden war; diese Ex- trakte wurden im Kfihlschrank bis zu 2 Tagen aufgehoben und erst kurz vor Ver- wendung filtriert, mit n/10 NaOH auf pH 7,6 gebraeht und als solche bzw. in Ver- diinnungen zugesetzt. Zur Fallung wurden die o.e. ungekoehten Extrakte ver- wendet: Sie erfolgte entweder dureh Zusatz yon basischem Bleiacetat oder Hg- acetat so lange, bis kein weiterer Niedersehlag mehr entstand, und blieb dann 24 Std stehen. Anschliellend wurde auf Jenaer Glasfilter Nr. 4 sehwach abgesaugt, der Filterriickstand in Wasser aufgeschwemmt und dann so lange Schwefelwasserstoff eingeleitet, bis alles Blei bzw. Quecksflber gefallt war. Hierauf wurde auf Jenaer Glasfilter Nr. 4 schwach abgesaugt und das Filtrat sofort im Vakuum auf etwa 1 ml eingeengt, wobei auch der Schwefelwasserstoff ganzlich entfernt wurde. Auch in die Filtrate der Pb- bzw. Hg-FMlung wurde HzS eingeleitet, bis alles Metall ent- fernt war, uud in derselben Weise auf 1 ml eingeengt. Die auf diese Art aus je 2 Fallungen bzw. Filtraten erhaltenen 4 Proben wurden zur Priifung verwendet, um festzustellen, ob und wo das wirksame Agens erhalten geblieben war.

Ergebnisse. Die Wirkung des ca lc iumarmen Regimes an einem ST~AvBschen Her-

zen vor und nach Herzglykosidvergif tungen ist zur I l lus t ra t ion des von uns sogenannten Ca/10-Testes u n d seiner Bedeutung als Funk t ions - pri i fung fiir die eingetretene Zus tandsanderung aus Abb. 1 zu ersehen: Das mi t nati ir l icher Frequenz schlagende Herz reagierte aufRINGER, des- sen Ca-Gehalt auf ein Zehntel herabgesetzt war, auf den re la t iven Ka- liumiiberschul~, wie n icht anders zu erwar ten war, negat iv inotrop. Als etwa nach 20 rain E inwi rkung von Digi toxin 1 : 200 000 in gewShnlichem RINGER seine deutliche Wi rkung eingetre ten war, wurde diese Kon t r ak - tu r sofort durch Ca/10-RINGER gel6st und das Herz, dessen Ampl i t uden sowohl durch Senkung der Ful~punkte als auch dutch Steigerung der systolischen E rhebungen fast die frtihere GrSBe erreicht batten0 schlug anscheinend normal , ging aber nach Wechsel auf gewShnlichen RINGER sofort wiederum in die friihere Kont rak tu rs te l lung . Noch deutl icher sieht m a n das auf der un t e ren Par t ie der Abb. 1, wo das inzwischen (vgl. un ten) entgif tete Herz als S tann ius I I -Pr / ipara t elektrisch getr ieben wurde: Hier war bei einer Dig i tox inkonzent ra t ion von 1 :50000 bereits nach 7 min eine vollst/indige K o n t r a k t u r in Systole zus tande gekommen, die sich aber selbst in diesem Stad ium auf Ca/10-RINGER temporar immer

Beitr~tge zur Frage der Herzglykosid-Entgiftung. I. Mitteilung. 391

wieder 15sen liel~, obwohl das Herz auf gewShnlichen I~I~GER sofort gleichsam zusammenschnurrte.

Den Verlauf einer Entgiftung mit einem einfachen Koehextrakt einer Rinderherzspitze zeigt Abb. 2 (Praktikum-Versuch vom 18.12. 1952) an einem im normalen, vom Oberher- zen diktierten Rhythmus belassenen :/ Froschherzen: Das auf das 40fache des Ausgangsgewichtes verdiinnte Filtrat der Kochprobe, welches vor- her am Herzen keine Wirkung ge- zeigt hatte, konnte das durch Digi- ::~ ;.:~' ~:~ ,;~' :~ toxin 1 : 100 000 in v511igen sYstoli . . . . . . . . . . . . .

schen Stillstand geratene Herz wie- -~, derum zu normalem Schlagen brin- gen; freilich dauert es bci solchen ~/ Versuchen, wo die regenerierende ::: LSsung nicht wenigstens einmal ein- ',~ : gepreitt wurde und deshalb den Kon-

r / / takt mit der Herzmuskulatur nur langsam finden kann, entsprechend . : ~ .~

li~nger, bis diese entgiftet wird. Da- Abb. 1. Isoliertes Froschherz in STItAUBscher gegen ist in diesem Versuch gut zu Anordnung. ObereKurve: Spontanschlagend.

Untere K u r v e : Stannius I I , e lektr isch getrie- sehen, w i e s i c h a u f die gleiche Digi- ben mi t Frequenz 30/rain (El. 30). Dig. 1 : 200"

toxinkonzentration eine neuerliche = Dig i tox in 1 : 200000, Dig. 1 : 50' ~ Digi toxin 1 : 50 000.

Vergiftung auszubilden beginnt, aber durch dieselbe Verdtinnung der Kochprobe in einer knappen Viertelstunde riickbildet und das Herz seine friihere Amplitudenh5he wiedergewinnt; wie wir uns auch in diesem Versuch iiberzeugt haben, tritt nach der Ent-

Abb. 2. Isol ier tes Froschherz in STRAVBscher Anordnung. Dig. 1 :100 ' ~ Dig i tox in 1: 100000. Z/40 ~ Kochex t rak t aus R inderhe rzmusku la tu r : Konzent ra t ion entspr icht 1 g Herzspitze auf 40 ml

N/ihrlSsung.

giftung'und als Symptom ihrer Vollst/indigkeit aufCa/10-RI~GER die bei normalen Herzen iibliche negativ-inotrope (Kaliumiiberschu[~-) Wirkung wiederum auf, w/~hrend ftir die Dauer der Kontraktur durch Ca/10-RING~I~ deren LSsung erfolgt.

392 H.F. HXVSL~R:

Zeigte die Abb. 2 das Prinzipielle an einem gewShnlichen Koch- extrakt, so sei in Abb. 3 e inde r Analyse gewidmeter Versuch mit dem Regenerat aus einer Hg-Acetatfallung wiedergegeben, das auf das 100- fache des urspriinglichen Gewichtes des Herzens (aus der N[uskulatur der linken Kammer eines Kaninchens) verdfinnt war, der zeigt, wie der Ca/10-Test w~hrend der Vergiftung, aber auch im Verlaufe der Entgiftung gleichsam immer wieder (jedoch in zunehmend geringerem AusmaBe) die Wirkung von gewShnlichem RI~o~R auf ein normales Herz imitiert,

Abb. 3. Isol ier tes Froschherz in ST~AuBscher Anordnung . S tannius I I , e lekt r isch ge t r ieben m i t F requenz 30/min (El. 30). Dig. 1 : 100' ~ Dig i tox in 1 : 100 000. E 13 ~ Ex t r ak t -F~ l l ung m i t H g - a e e t a t aus l inker t t e r z k a m m e r (Kaninchen) : Konzen t r a t i on en t sp r i ch t 1 g l~uskel a u f 100 ml N~hrl6sung.

w~hrend das Wechseln auf diesen sofort wiederum die Kont rak tur in Erscheinung treten und damit die durch die Herzglykosidvergiftung be- wirkte Zustands~nderung erkennen l~l]t. Nach Entgiftung durch die am unvergifteten Herzen wirkungslose Extrakt-F~llung E 13 reagierte das Herz auf Ca/10-RI~OV, R wie iiblich, wurde durch dieselbe Digitoxin- konzentration neuerlich vergiftet und konnte durch eine zweite F~llungs- probe (E 13 neu) wiederum zur Norm gebracht werden.

In der Abbildung sieht man im Verlauf der Digitoxinvergiftung und -entgiftung die Kontraktur in verschiedenen Abst~nden yon den urspriinglichen Ful~punkten ausgebildet und kann an einigen Stellen, wenigstens angedeutet, beobachten, wie die verschiedenen HShen sich wellenf6rmig einstellen, besonders wenn der Ca- Gehalt des RINGERS gesteigert wird, wie durch Umschalten v o n Ca /10-1 :~ INGER aUf gew6hnlichen. In ad hoc angestellten Versuchen, fiber die gesondert berichtet wer- den soll, sahen wir, besonders bei Verwendung von kaliumarmem oder gar -freiem

Beitri~ge zur Frage der Herzglykosid-Entgiftung. I. Mitteilung. 393

I~INGER (bei normalem Ca-Gehalt), direk$ die Ausbildung yon ,,Tonuswellen", die phanologisch etwa durchaus den respiratorischen Blutdruckschwankungen gleichen.

Wurden anf~nglich nur Frosch- und KrStenherzen auf ihre ent- giftende Wirksamkeit untersucht, so kam z. B. im Versuch der Abb. 2 ein gewShnliches Kochextrakt aus einer l~inderherzspitze zur Anwendung und bei Abb. 3 handelt es sich um Muskulatur aus der linken Herz- kammer eines Kaninchens. Untersucht wurden aul3erdem Herzen bzw. Herzteile yon M~usen, Ratten, Meerschweinchen, Hunden und Men- schen; auch s~mtliche S~ugerherzen zeigten eine ebenso stark entgiftende Eigenschaft wie die der Batrachier, und zwar enthielt die Kammermus- kulatur bei weitem mehr an wirksamem Prinzip als die VorhSfe.

Die bisherigen Versuehe mit Skeletmuskulatur hatten gr6Btenteils negative Ergebnisse, ebenso Versuche mit den bekannten 1V[uskel-Extrakten bzw. Wirkstoffen wie ATP u. a. - - ATP, fiber dessen Beziehung zur Tatigkeit des Froschherzens neuer- dings MEYER 44 sowie zu herzwirksamen Glykosiden KIMURA U. Mitarb. 2e, 2~ Unter- suchungen angestellt haben, wurde beispielsweise auch deshalb geprfift, well sich erwiesen hatte, dab bei Gegenwart yon Phosphat (0,1 cm a froschisotonischer Natriumphosphatpufferl6sung eines pR 7,6 auf 1 cm 3 RINOER) die Entgiftung der tterzextrakte in kfirzerer Zeit gelang als ohne Phosphatzusatz. Nun geh6ren gerade Phosphate neben einigen anderen Substanzen, z. B. Glucose, zu den wenigen Stoffen, denen in der Literatur (vgl. z. B. STRAUB 53) eine Behebung des digitalisierten Zustandes nachgerfihmt wird.

Tats~chlich fibt Phosphat allein eine gfinstige Wirkung auf das systo- lisch stillgelegte Herz aus, aber im Vergleich zu den Herzextrakten nur in geringem ]~aBe, w~hrend deren Zusatz die Fu~- und Spitzenpunkte der Amplitude viel rascher und dauernd auseinandergehen liiSt und, wie die Prfifung mit calciumarmem I~INGER zeigt, das Herz wiederum zum normalen Schlagen bringt (vgl. Kombinationswirkungen, KOHN u. Mit- arb. 29--32).

Die Untersuchung der Eigenschaften des entgiftenden Prinzips wurde dadurch gefSrdert, dal~ sich das Dialysat der Herzverreibungen als voll wirksam erwies und die Einengung auf dem Wasserbade ohne Verluste gelang; daI3 das regenerierende Agens kochbest~ndig ist, geht ja schon z. B. aus dem der Abb. 2 zugrundeliegenden Versuche hervor. Dagegen wird es durch Veraschung vollkommen zerstSrt, so dail es sich nicht um Salz- bzw. Ionenwirkungen handeln kann, also auch nicht um reine Phosphatwirkungen. Es vertrggt die Bestrahlung mit gewShnlichem und UV-Licht, wird aber durch Alkali inaktiviert, w~hrend es in schwachen S~uren, z. B. n/100 HC1 und Essigsi~ure durch mehrere Wochen und roll wirksam bleibt. Die Untersuchung des Verhaltens der Substanz gegen die fiblichen Fiillungsmittel ergab folgendes : Behandlung mit basischem Pb- Acetat zerstSrt das wirksame Prinzip, denn es findet sich weder in der F~llung noch im Filtrat, und dieser Befund geht seiner Inaktivierung durch Alkali konform. Ebenso ist das Filtrat der Hg-acetat-Fii l lung

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wirkungslos, dagegen f indet es sich, wie der in Abb. 3 wiedergegebene Versuch zeigt, in der H g - a c e t a t - F ~ l l u n g , aus der das Quecksi lber durch B e h a n d l u n g mi t H2S in fiblicher Weise en t fe rn t worden war.

Wie die Entgiftung zustande kommt, ist noch unklar. Wir haben zuniichst auch die MSglichkeit gepriift, ob durch das entgiftende Prinzip Digitoxin bereits in vitro entgiftet wird; doch sind alle diesbeziiglichen Versuche gleich dem damn gerichteten Bemiihen, eine Vergiftung durch Digitoxin etwa durch seine optimalen LSsungsmittel wie Chloroform oder durch Substanzen, die es chemisch binden wie Saponin, zu beeinflussen, negativ verlaufen, mit anderen Worten, es gelang nur die bereits eingetretene Digitoxinvergiftung zu beheben und das Digitoxin selbst wurde nicht entgiftet: Denn der Verlauf der Vergiftung mit st~rkeren Digitoxin- konzentrationen als l:100000 wurde nicht geitndert, gleichgiiltig ob Extrakte, die das wirksame Agens enthalten, vorher mit dem Digitoxin au~erhalb des Herzens mehr oder weniger lange zusammen waren oder dem Herzen gleichzeitig mit dem Digitoxin zugefiihrt wurden.

Das Z u s t a n d e k o m m e n einer s t a rken Dig i tox inverg i f tung wird durch die gleichzeit ige Anwesenhei t des en tg i f tenden Pr inz ips n ich t ve rh inder t , sondern nur verzSger t : Bisher gelang es durch seinen gleichzei t igen Zu- satz nur, D ig i tox inkonzen t ra t ionen bis zu 1:200000 n icht mehr wirk- sam werden zu lassen; dagegen konn te jede berei ts e inge t re tene Digi- tox inverg i f tung , die durch K o n z e n t r a t i o n e n bis zu 1:50000 zus tande gekommen war, behoben werden.

Auch am ganzen Frosch wi rk ten sich I n j e k t i o n e n von H e r z e x t r a k t e n verschiedenster Bere i tung in einer He rabse t zung bzw. Aufhebung der Dig i tox ing i f t igke i t en tsprechender Dosen aus; so konn ten im Gegensatz zu unbehande l t en FrSschen die mi t E x t r a k t e n in j iz ie r ten Tiere gegen eine s ichere Dosis le tal is geschi i tz t werden.

Wenn die bisherigen Versuche den Ca/10-Test auch als durchaus geeignet zur Feststellung der dutch Herzglykoside hervorgerufenen Zustands~inderung am iso- lierten Froschherzen erkennen lieBen, so harrt die eingangs aufgeworfene Frage noch eindeutiger Beantwortung, ob sich die bisher als qualitativer Test verwendete Eigen- tiimlichkeit Ca-armer RI~GER15sungen, w~ihrend der Dauer ihrer Einwirkung die herzglykosidbedingte Kontraktur zu 15sen, auch zu einer quantitativen biologischen Methode der Auswertung von Herzglykosiden am isolierten Froschherzen aus- bauen l~i$t. Doch bietet sich die MSglichkeit zu deren Ausarbeitung durch den ge- gelungenen Nachweis, dab man ein und dasselbe Herz mehrmals hintereinander mit Digitoxin vergiften und entgiften kann, eine deshalb verlockende MSglichkeit, weft sie Vergleichsuntersuchungen an einem und demselben Objekt und noch dazu an dem ,,Wirkungsort" fiir Herzglykoside gestatten wiirde, als welcher das Frosch- herz wegen seiner groBen Empfindlichkeit auch geringe Herzglykosidkonzentrationen erfassen lieBe, somit ein besonders giinstiges Testobjekt darstellen wiirde.

Zusammenfassung. I n Ba t rach ie r - und S~ugerherzen, besonders in der K a m m e r m u s k u -

la tur , i s t ein Pr inz ip en tha l ten , dessen bisher erhobene Eigenschaf ten beschr ieben werden; es beheb t die durch Dig i tox in am isol ier ten Frosch- herzen bewirk te Zus tands~nderung , ohne das Herzg lykos id selbst zu

Beitr~ge zur Frage der Herzglykosid-Entgiftung. I. Mitteilung. 395

e n t g i f t e n . D a es a u f d iese W e i s e ge l ing t , d a s T e s t o b j e k t m e h r m a l s zu

vergiften u n d zu entgiften, e rSf fne t s ich d ie MSgl i chke i t d e r V e r w e n d u n g

e ines e i n z e l n e n i so l i e r t en F r o s c h h e r z e n s zu r - - z u n ~ c h s t q u a l i t a t i v e n

- - T e s t u n g ge r i nge r M e n g e n v o n H e r z g l y k o s i d e n . Als T e s t zu r F e s t -

s t e l l ung de r h e r z g l y k o s i d b e d i n g t e n Z u s t a n d s ~ t n d e r u n g w i r d d ie E i g e n -

s c h a f t d e r a m n o r m a l e n t t e r z e n n e g a t i v i n o t r o p w i r k e n d e n ca lc ium-

a r m e n RI~C~ER15sung, d ie se lbs t k e i n e e n t g i f t e n d e Fi~higkeit b e s i t z t , ver -

w e n d e t , die h e r z g l y k o s i d b e d i n g t e K o n t r a k t u r t e m p o r K r zu 15sen.

L i t e r a t u r .

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Prof. Dr. It. F. I-IXusLER, Pharmakol. Inst i tut d. Univ. Graz/0sterreich.