Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 277, 267--279 (1973) �9 by Springer-u 1973

Die Wirkung yon Probenecid auf die Verteilung von Digitoxin, Digoxin und Ouabain an der Maus

K. H. Damm, W. B r a u n u n d H. Hecker t

Pharmakologisches Institut der Universits Hamburg

Eingegangen am 8, Dezember 1972

Probenec id Effects on the D i s t r i bu t ion of Digi toxin,

Digoxin and 0 u a b a i n in the Mouse

Summary. Distribution studies have been performed on mice with tritium labelled Digitoxin, Digoxin and 0uabain. Contrary to many other species Digitoxin does not lead to an accumulation of radioactivity in the mouse organs. Neither the liver, nor the muscle, nor the kidney concentrations ever reached plasma radio- activity levels; the highest organ concentrations in steady state were found in the liver and attained between 40 and 50~ of plasma radioactivity concentrations. Radiochromatographie controls of these experiments in the liver, bile and plasma showed that Digitoxin is metabolized to a very small extent only and is especially not subject to 12-fl-hydroxylation: no Digoxin is demonstrable in liver, bile, plasma, and urine of the mouse following Digitoxin administration. Unlike with Digitoxin is the concentration of Digoxin and 0uabain in the mouse liver very effective. Liver radioactivity after aH-Digoxin administration is found mostly to be 2--3 fold above plasma level concentrations whereas Ouabain--not metabolized in the mouse--may reaeh liver concentrations up to 35 times the plasma level. Radio- activity in bile refleets this behaviour: Ouabain bile levels reach the highest values (up to 200fold) whereas Digitoxin never exceeds plasma radioactivity.

When Probenecid was given together with the cardiac glykosides, I)igitoxin plasma radioactivity fell to about half of the control values with a slight rise in liver and muscle concentrations. With Digoxin and even more with Ouabain Probenecid inhibited their accumulation in the liver leading to a redistribution into the plasma and muscles with subsequent higher muscle concentrations. The general Probenecid effect was to level out concentration gradients mostly pronounc- ed in the Ouabain experiments where also the effect was achieved with the lowest Probenecid dose (20 mg/kg). A satisfactory explanation for this effect is not yet possible.

Key words: Probeneeid- Cardiac Glykosides --Distribution --Mouse.

I n t e r ak t i onsph / inomene verschiedener P h a r m a k a s ind mehrfaeh beschr ieben u n d k S n n e n z. T. the rapeu t i sch ge nn t z t werden. (Penicil l in- Probenecid , Mcthanol-J~thanol) . Das A u s m a g soleher Einfi i isse auf Verte i lung, Stoffwechsel u n d Aussche idung bedar f der wei teren K1/~rung, u n d insbesondere scheint die Frage nach pharmakologischen u n d toxikologischen K o n s e q u e n z e n yon Bede u t ung zu sein.

268 K.H. Datum et al. :

Klinische Relevanz haben solche Effekte nicht zuletzt dann, wenn unter einer Dauertherapie mit einem Pharmakon die Gabe zus/~tzlicher Medikamente notwendig wird. Dabei spielt die therapeutische Breite der eingesetzten Substanzen eine entscheidende Rolle. Eine in solchem Zusammcnhang wichtige Gruppe sind die Herzglykoside.

W/~hrend einerseits z.B. die Serum-Eiwei[3b indung von Digitoxin durch Stoffe wie Probenecid, Phenylbutazon und Benzbromaron bei in vi tro Versuchen erst in Konzentra t ionen ver/~ndert wird, die klinisch keinerlei Bedeutung haben (Solomon et al., 1971 ; Beeck et al., 1972), ist andererseits fiir Phenobarbi tal , Spironolacton und andere Steroidhormone ein Einflul~ auf den Sto/]wechsel yon Digitoxin (mSg- licherweise fiber die Indukt ion mikrosomalcr Enzyme der Leber) in vivo mit therapeutischen Dosen gezeigt worden (Selye et at., 1969; Buck u. Lage, 1969; Castle u. Lage, 1971; SolymoB et al., 1969; 1970). Das gilt in /ihnlieher Weise auch ffir Effekte yon Steroidhormonen, Gallens/iurcn und Tetraehlorkohlenstoff auf TransportvorgSnge ein- zelncr Glykoside bei ihrcr enteralen Resorption, bili/iren Ausschcidung und Kumula t ion in Asziteszellen der Maus (Lauterbach, 1967 ; Kupfer- berg, 1969; Ruiz-Torres et al., 1971, Reuning u. Schanker, 1971).

In eigenen Untersuchungen fandcn wir, dab Probenccid die bili/ire Sekretion und die enterale Resorption yon Digitoxin - - nicht aber yon Digoxin und O u a b a i n - hemmte. Die Kumula t ion in Leber- und Muskelschnitten war unter dem EinfluB yon Probenecid sowohl ffir Di- gitoxin als auch ffir Ouabain geringer. Die folgenden Befunde an der Maus zeigen, dab die genannten Einzeleffekte des Probenecid am in takten Organismus zu erheblichen Ver/~nderungen in der Verteilung der I terzglykoside ffihren nnd damit mSglicherweise auch die pharma- kologischen Wirkungen dieser Stoffc quant i ta t iv verandern kSnnen.

Material und Methoden

Die Un~ersuchungen wurden an durchschnittlich 25 g schweren M~usen vom Stamme NMRI/Kann. durchgeffihr~. Die Injektion der ~ritiummarkier~en Herz- glykoside (3H-Digitoxin, aH-Digoxin und aH-Ouabain der Fa. NEN mit einer spezifischen Aktivit/it yon 1--5 Ci/mMol), denen wir unterschiedliche Mengen nieht- markierter Glykoside (Fa. Merck) nach Bedarf zusetzten, erfolgte intraperitoneal. Die Dosierung lag mit 40 ~g/kg etwa in einem therapeutischen Bereieh. Pro- benecid (Benemid der Fa. Sharp u. Dohme/Mfinchen) wurde in einer Dosis yon 20--200 mg/kg en~weder 15 rain vor oder gleichzeitig mit den /~erzglykosiden i.p. appliziert. Bei einer Versuchsdauer fiber 3 h wurde die Anfangsdosis yon Probenecid in 3stfindigen Zeitabstiinden naehinjiziert.

Als Marl fiir die Herzglykosidkonzentrationen in Serum und Geweben dienten die zu den angegebenen Zeiten bestimmten Gesamtradioaktivit~tskonzen~ra$ionen. Dazu wurden Serumproben yon 100 ~zl direkt im Brayschen Scintillator gemessen, w~hrend jeweils etwa 100--300 mg der versehiedenen untersuch~en Organe im Sample Oxydizer 305 der Fa. Packard verbrannt und das dabei entstebende

Digitoxin-, Digoxin- und Ouabain-Verteilung. Probenecidwirkungen 269

Tri~iumwasser automatisch mit Seintillatorfl/issigkeit (Insta Gel, Packard) in MeBgefiiBe geleitet wurde. Zur Messung der Radioaktivit~t diente ein Fliissigkeits- scintillationszghler LS 150 der Fa. Beckman.

Die Diinnsehichtehromatographische Trennung erfolgte auf Kieselgelfertig- platten. Als Laufmittel wurden f~r Digitoxin- und Digoxinversuche Aceton, Cyclohexan, Essigsiiure (49:49:2), fiir Ouabain Methanol, Chloroform, tI.,O (65:30:5) verwendet. Methodisch wurde dabei so vorgegangen, dab alle Proben (Digitoxin, Digoxin) in Chloroform im Volumenverhiiltnis 1:3 (1. Chloroformphase) extrahiert wurden, die wiiBrige Phase sowohl vor als aueh nach Hydrolyse mit 0,1 nttC1 untersucht und ernent in Chloroform ausgeschiittelt wurde (2. Chloro- formphase).

Ergebnisse

Verteilung von tritiummar]ciertem Digitoxin, Digoxin und Ouabain

Nach der intraperi tonealen Injekt ion yon 40 ~g/kg entsprechend 20 ~Ci 8H-Digitoxin ergibt sich die in Abb. 1 dargestellte spezifisehe Verteilung. Sowohl im Plasma als auch in allen untersuchten Organen zeigen sich im Laufe der Versuchsdauer Xnderungen der Glykosid- konzentrat ion, die einer typischen Ba teman-Funkt ion entsprechen und charakterisiert sind dutch die Resorptions- und Eliminations- geschwindigkeiten. Auff/~llig ist dagegen der Befund, dal~ die Radio- aktivitgtsspiegel (Glykosidkonzentration) in allen untersuchten Or- ganen (Leber, Herz- und S k e l e t m u s k u l a t u r - sowie hier nicht dar- gestellte: Niere, Pankreas und Erythrozyten) niedriger als im Blur

% 100 ~-.A

\ .

5C O~o

D Nerzm. o ~ ~ o

S_kelet tm. ~ O

15' '~0' 3 6 12 24 72 tr_h]

Abb. 1. Verteilung yon 3It-Digitoxin und seinen Stoffwechselprodukten in Leber, tIerz- und Skeletmuske] der Maus. Als MaB fiir den Glykosidgehalt wurden die ttadioaktivit~itsspiegel in dpm/ml bzw. g Feuchtgewieht berechnet und in pro- zentualen Anteilen yon einem Bezugswert angegeben, der als hSchster gemessener Wert 30 rain nach i.p. Injektion im Serum erreicht wird (100~ = 150000 dpm

entsprechend 140 ng Digitoxin)

270 K. H. Datum et aL :

Maus ,~. ~' Digi m

Ratte

aPm Digim Dig~ Pm

t {

Referenz

t o,~i 0~o t Front Start

Abb. 2. l~adiochromatogramm yon Mause- und Rattengalle 2 h nach i.p. Injektioa yon 40 ~g/kg 8tt-Digitoxin im Vergleich zu reinem 8tI-Digoxin und -Digitoxin als Referenz. Diinnschicht: DC-Alufolien Kieselgel (Fa. Merck), Laufmittel: Aceton/ Cyclohexan/Essigsaure (49:49:2), Digi = reines att-Digitoxin, Digo = reines 3tt-Digoxin, P m = polare Kopplungsprodukte, Digom = Digoxia oder ahnliche 12C-Hydroxylierungsprodukte des Digitoxin, Digim = unverKndertes Digitoxin bzw. Stoffwechse]produkte mit gleicher LipoidlSslichkeit, a P m = apolare Metaboliten

(Genine und andere Zuckerspaltprodukte des Digitoxin)

liegen. Hier ergibt sich ein Gegensatz zu allen bisher erhobenen Er- gebnissen an anderen Tierspecies (Ratte, Meerschweinchen, Katze, Goldhamster, Mensch; zusammenfassende Darstellung yon Okita, 1969), die wir in vergleichenden Untersuchungen an Ra t t en best~tigt fanden: Die Konzentra t ion yon Digitoxin und seiner Metabolite ist bier regelmg[3ig 5 - -10fach hSher als diejenige im Plasma, w~hrend

Digitoxin-, Digoxin- und Ou~bain-Verteilung. Probeneeidwirkungen 271

pm/m~ 104 22 �9

k

20 ~ K : Kontro[le 18 ~ P : Probenecid 200mg/kg

16 * ~ '(-'----Leber : K

12

l0

8 A Serum: K ~ ~ e

h I ~ Skeleitm.: P A. Skelet tin= K

2

I I I I

30 60 12o [mio]m0

Abb.3. Einflufl yon 200 mg/kg Probenecid auf die Verteilung von aH-Digoxin (40 ~zg/kg) und seine Stoffweehselprodukfe an der Maus. Darges~ellt sind die Akti- vitatsspiegel in Serum, Leber- und Skeletmuskel. 100000 dpm entsprechen 45 ng Digoxin. + = signifikante Unterschiede; K = Kontrolle; P = 200 mg Probeneeid

sie bei der Maus maximal den halben Wert der Plasmakonzentra t ion erreieht. ~hnliehe Untersehiede finden wir aueh beim Vergleieh der Serum-Galle-Konzentrat ionsgradienten: Ws die Glykosidkon- zentrat ion in der Rat tengal le bis zum 200faehen der Plasmakonzentra- t ion ansteigen kann, liegen die Werte in der Mgusegalle etwa in der gleiehen Gr6genordnung wie im Plasma.

Als Ergebnis der di innsehiehtehromatographisehen Untersuehun- gen ist festzuhalten, dab in der ehloroforml6sliehen Phase im Plasma, Urin, Galle und Leber naeh i.p. In jekt ion yon Digitoxin dieses nut unvers wiedergefunden wurde (Abb.2). Es gelang naeh keinem der ffir die Isolierung von Metaboliten gew6hnlieh angewendeten Verfahren, bei der Maus lipophile Metabolit, e (Digoxin oder andere 12C-hydroxylierten Produkte) naehzuweisen. In der wasserl6sliehen Phase land sieh nut ein geringer Tell polarer Metabolite, die naeh Hydrolyse in Chloroform gelSst werden konnten und noeh lipophiler als Digitoxin waren. Diese Befunde spreehen insgesamt daffir, dag eine l~C-Hydoxylierung von Digitoxin zu Digoxin bzw. zu anderen 12C-Hydroxylierungsproduktion gar nieht s tat t f indet oder so ext rem langsam abl/iuft, dab sie quan t i t a t iv unerheblich ist.

272 K. ti. Damm et a l . :

Tabelle 1. Gewebe/Serum-Quotienten berechnet aus den Radioaktivit~tsspiegeln (dpm/ml bzw. g) die nach Injektion yon 40 ~zg/kg tritiummarkiertem Digitoxin, Digoxin und Ouab~in zu den ~ngegebenen Zeiten gemessen wurden. Die Quotienten sind ein MaB fiir die Konzentrierung der Glykoside und ihrer Stoffwechselprodukte

in Leber, Herz- und Skeletmuskel an M~usen

Zeit Digitoxin (40 ~g/kg) Digoxin (40 ~g/kg) Ouabain (40 ~g/kg i.p.) rain i.p. Herz- Skelet- i.p. Ske le t - Leber/ tterz- Skele~-

Leber/ muskel/ muskel/ Leber/ muskel/ Serum muskel/ muskel/ Serum Serum Serum Serum Serum Serum Serum

2,5 . . . . . 5,7 -- -- 15 -- -- -- 2,6 0,45 25,4 3,0 1,9 30 0,51 0,36 0,21 2,3 0,74 34,3 -- -- 60 0,42 0,25 0 ,18 . . . . .

180 0,44 0,28 0,18 1,6 1,1 -- -- -- 360 0,49 0,29 0 ,21 . . . . . 720 0,40 0,23 0 ,17 . . . . .

Ira Gegensatz zum Digitoxin unterscheidet sich die Vertcilung yon 3H-Digoxin bei der Maus (40 ~g/kg entsprechend 30 ~Ci/kg) nicht yon derjenigen bei andercn Tierspccies. Aus der Abb.3 geht hervor, dai3 die hSchsten Konzentrationen w~hrend der gesamten Untersuchungs- dauer in der Lebcr gefunden werden und da~ sich die Konzentrationen im Plasma den zun~chst gcringercn Werten im Ske]etmuskel mit der Zeit angleichen. In Plasma und Leber ergaben sich bereits nach i5 min die hSchsten Werte, wi~hrend die Konzentrat ion im Skeletmuskel erst sp~tcr ein Maximum erreicht. Entsprechend diescn Beobachtungen ergeben sich die in Tab. 1 zusammengestellten Quotienten. Digoxin wurde in der M~usegallc gegenfiber dem Blur im Durchschnitt auf das 25fache konzentriert. In dtinnschichtchromatographischen Unter- suchungen fanden sich neben unveriindcrtem Digoxin polare Metabolite.

Die intraperitoneale Inj ektion yon 3H-Ouabain (40 ~zg entsprechend 60 ~zCi/kg) ffihrt bereits nach 2,5 rain zu einer maximalen Konzentra- tion im Plasma. 15 rain spiiter ist dieser Wert schon auf die Hiilfte und 30 min nach der Injcktion auf ein Viertel abgefallen. Die Kon- zentration in der Lebcr erreicht ihr Maximum nach 15 min (Abb.4). Aus dieser zeitlichen Verschiebung der Konzcntrat ion in Plasma und Leber crgeben sich die in der Tab. 1 dargcstellten Quotienten : Ouabain wird in der Galle der Maus bis zum 200faehen der Plasmakonzentration angereichert. Radiochromatographische Untersuchungcn zeigten, dal] Ouabain -- wie bisher nur bei der Rat te bekannt -- unveri~ndert fiber die Galle ausgeschieden wird, w~hrend es bei zahlreichcn anderen Species (Meerschweinchen, Katze, Mensch etc.) ausschlieSlich renal zur Ausschcidung kommt.

Digitoxin-, Digoxin- und Ouabain-Ver~eilung. Probenecidwirkungen

3H- 0 uabai n : Serumspiegel ~P m/m I....]10 4

273

+ § § §

3 H - O u a b a i n : Lebergehalt

~ pm, 8o

ml]Id 4

60

/,0

20

Leber I + + Serum 5,7 3,4 25,4 18,2 13,8 2,8

J_. ~---~ 2,5min 15rain q

I I Kontroffen

§

34,3 1,5

30min

Probenecid: lOOmg/kg /,Omg/kg 20mg/kg

Abb.4. Einflul3 yon 20, 40 und 100 mg/kg Probenecid auf die Verteilung yon 3It-Ouabain (40 ~g/kg) an der Maus. Dargestellt sind die Radioaktivitgtsspiegel in Serum und Leber sowie die daraus errechneten Quotiengen als MaB fiir die Kon- zentrierung des 0uabain in der Leber. 100000 dpm entsprechen 30 ng Ouabain.

d- ~ signifikante Untersehiede

Die unterschiedliehe Verteilung yon Digitoxin, Digoxin und Quabain zwisehen Geweben und Serum 1/~gt sich aueh nach Unter- bindung der Nierenstiele und des Gallenganges in ~hnlicher Weise zeigen. Die Konzentrationsdifferenzen zwisehen Serum und Geweben kSnnen also nicht eliminationsbedingt sein und die verschiedenen Halbwertszeiten der untersuehten Glykoside sind nieht die Ursache ffir die untersehiedliehe Verteilung.

Ein/lufi yon Probenecid au/ die Gewebe-Serum- Verteilung der untersuchten Glykoside

Vergleieht man die spezifische Verteilung yon Digitoxin bei gleieh- zeitiger Applikation von Probeneeid (20--200 mg/kg) unter sonst

274

20

15

~10 n,, ILl V)

5

I0 &

K. It. Datum et al . :

Verteitun 9 vonDigitoxin bei der Maus

Leber/Serum 0,51 0,75 0,42 0,90 0,44 0,58 0,40 020

Herzm/Serum 0,36 0,42 0,25 0,60 0,28 0,35 0,23 0,49 Ske[ett m./SerLIm 0,21 0,39 0,18 0,39 0,18 O, 23 0,17 0,33

L 30min q- '-- '~ 60rain 4 - 180min ~ - - - -~ 720min '~--

I - - ] KontrolLe Probenecid 200rag /kg

Abb. 5. Einflul3 von 200 mg/kg Probeneeid auf die Verteilung yon ~H-Digitoxin (40 Fg/kg) und seine Stoffweehselprodukte an der Maus. Dargestellt sind die Akti- vit~tsspiegel im Serum sowie die Gewebe/Serum-Quotienten in Leber, Herz- und Skeletmuskel, die aus den Radioaktivit~tsgehalten errechnet wurden und ein MaB fiir die Konzentrierung im Gewebe ist. 100000 dpm entspreehen 90,0 ng Digitoxin.

+ = signifikante Unterschiede

gleichen Bedingungen mit den Kontrollen, so f~llt ein erheblicher Abfall des Serumspiegels auf, der nach 30 und 60 min nur etwa 400/0 des Ausgangswertes erreicht und der sieh naeh 3, 6 und 12 Std auf etwa 70--800/0 der Kontrol lwerte einstellt (Abb.5). Die Glykosid- konzentrat ionen in der Leber und der Muskulatur sind wenig ver- ~ndert: sie liegen geringffigig fiber den KontroIlwerten.

Diese dutch Probenecid bewirkte Umvertei lung yon Digitoxin aus dem Serum in die Gewebe drfickt sieh am deutliehs~en in den errechne- ten Gewebe-Serum-Quotienten aus, die bei allen Messungen erheblieh anstiegen, wobei vor allem nach 1 Std das Doppelte des Ausgangs- wertes regelm/~gig tiberschritten wurde (Abb.5). Die Konzentrat ions- unterschiede zwisehen den einzelnen Organen wurden dureh Pro- benecid ebensowenig verS, ndert wie die Elimination. Der exponentielle Abfall der Glykosidspiegel im Serum verl&uft parallel zu den in Kon- trollversuchen gefundenen Werten (Abb. 1).

Each Ligatur beider Nierenstiele sowie des Gallenganges ist der Umvertei lungseffekt noeh deutlieher naehweisbar. Die Probenecid- dosis, mi t der ein deutlieher Effekt noch zu erzielen war, lag mit 0,35 mMol/kg = 100 mg/kg in einem Bereieh, der - - auch bei Beriick- siehtigung entsprechender Speeiesdifferenzen - - aul3erhalb der thera- peutisehen Grenzen am Menschen lag.

Digitoxin-, Digoxin- and Ouabain-Verteilung. Probenecidwirktmgen 275

Tabelle 2. Einflul3 yon 100 mg/kg Probenecid auf die Verteilung yon sI-I-Ouabain (40 ~g/kg) an der Maus. Dargestellt sind die Radioaktivit/~tsspiegel (dpm/ml bzw. g FeuehSgewicht im Serum und Geweben 15 rain naeh i.p. Injektion yon 0uabain,

100000 dpm entsprechen 30 ng Ouabain

Serum Leber Niere Herz Ske]et- muskel

Kontro]len 32,400 640,800 144,200 97,500 60,300 -4- 3,800 =t= 84,000 • 4,500 -4- 3,000 =t= 2,000

Probenecid 64,600 212,400 137 ,400 1 7 8 , 0 0 0 119,500 (100 mg/kg) =t= 5,700 ~= 13,000 -f- 4,300 • 3,000 • 2,800

Wie beim Digitoxin wird aueh der Digoxin-Plasmaspiegel durch Probenecid gesenkt. Der E f f e k t - ca. 20~ geringerer Serumspiegel als bei Kontrollwerten -- ist hier allerdings geringer ausgepr/~gt. Auf des in der Leber angereicherte Digoxin finder man dagegen einen zum Digitoxin kontr/~ren Einflu~ : Naeh 200 mg/kg Probeneeid nimmt die relativ hohe Digoxinkonzentration in der Leber deutlich ab, w/~hrend man gleichzeitig in der Skeletmuskulatur eine Zunahme feststellen kann. Nach einer Versuehsdauer yon 3 S~cl haben sieh die Gewebe- konzentrat ionen weitgehend angeglichen und liegen fiber den Werten im Plasma (Abb. 3). Nach Abbinden der Nierenstiele bzw. der Gallen- g/~nge sind mit Probenecid im Prinzip die gleiehen Verteilungs/~nderun- gen zu sehen.

Bei Untersuehungen mit Ouabain sind die Umver~eilungseffekte am deutliehsten. Bereits mit einer therapeutisehen Dosis (20 mg/kg Probenecid) ist der 0uabain-Spiegel im Serum etwa 2fach hSher als bei den Kontrollen, mit 100 mg/kg Probenecid steigt er auf des dreifaehe an. Gleiehzeitig sinkt der Ouabaingehalt der Leber auf 1/3 des Kontrollwertes, w~hrend die Konzentrat ionen in Herz- und Skeletmuskel siehtbar angestiegen sind (Tab. 2). Entspreehend den h6heren Werten im Serum und den geringen Konzentrat ionen in der Leber ver~ndern sieh die Leber/Serum-Quotienten: sie liegen gegen- fiber Kontrollwerten, besonders naeh 15 und 30 m i n - erheblieh niedriger (Abb.4). Probenecid bewirkt also an der Maus eine Anglei- chung der Ouabain-Konzentrat ionen in Geweben und Serum haupt- saehlieh dadureh, dal3 es in der Leber zu keiner hohen Anreicherung mehr kommt. Auch bier war naeh Unterbinden der Nierens~iele und Galleng/~nge der gleiehe Umver~eilungseffekt zu zeigen.

Vergleiehende radioehromatographisehe Untersuchungen im Serum, Urin, Galle und Leber ergaben bei den untersuehten Glykosiden keine Untersehiede zu Kontrollversuchen. Probeneeid hat te also keinen er- kennbaren Einflu~ auf den Stoffwechsel der Herzglykoside bei M/~usen.

19 Naunyn-Schmiedeberg's 3~rch. Pharmacol., u 277

276 K.H. Datum et al. :

Diskussion

Die vorliegenden Untersuchungen zur Verteilung yon Ouabain, Digoxin und Digitoxin zeigen vor allem, dab sich nach Injektion yon 3H-D~gitoxin im Organismus der Maus eine andere Verteilung der Radioaktivit/it ergibt als bei zahlreiehen anderen Tierspezies. Man findet weder in der Leber noeh in einem anderen der untersuehten Organe eine Konzentrierung yon Digitoxin bzw. seinen Stoffweehsel- produkten gegeniiber dem Blur. Entspreehend diesen Befunden werden auch Digitoxin bzw. seine polaren Stoffweehselprodukte in der Galle der Maus gegenfiber dem Plasma nieht konzentriert. Trotz geringerer Lipophilie wird Digoxin in der Leber his auf den 3faehen, Ouabain bis auf den 35fachen Wert der Plasmakonzentration ange- reiehert. Aueh hier entspricht das Ausmal~ der Kumulation in der Leber dem Konzentrierungsgrad bei der bili/iren Ausseheidung: Die Digoxin-Konzentration in der Galle erreicht ~m Durehschnitt den 25faehen, diejenige yon Ouabain den 200fachen Weft der Plasma- konzentration.

l~ber die Ursachen dieser auBergewShnliehen Verteilungsverh/~lt- nisse lassen sieh im Augenbliek folgende Aussagen machen: Die Plasmaeiweil3bindung ist fiir die Aufnahme der Herzglykoside in Gewebe sicher von Bedeutung (Liillmann et al . , 1969; Rieger u. Kuschinsky, 1972), da die Kumulation yon Digitoxin, Digoxin und Ouabain in der Leber in vivo umgekehrt proportional ihrer Albuminbindungsrate ist. Inkubationsversuehe an Leber- und Muskelsehni~ten im eiweil~freien Medium ergaben aul]erdem ftir D ig i tox in - entspreehend den lipo- philen Eigensehaf ten- eine weir hShere Anreieherung als fiir Oua- bain. Vergleiehende Untersuehungen an M/~use- und Rattenleber- sehnitten zeigen weiterhin, dal~ sieh die Aufnahmeraten yon Digitoxin unter diesen Versuehsbedingungen nieht mehr yon einander unter- seheiden, d.h., dal~ z.B. die Membranpermeabilit/~t oder die Bindung an intrazellul/~re Proteine ffir die besondere Gewebe/Serum-Verteilung bei der Maus nicht verantwortlieh sein kSnnen.

Man mul~ aber aueh davon ausgehen, dal~ die Plasmaeiweil]bin- dungsrate yon unver~ndertem Digitoxin bei den meisten Tieren weit- gehend identisch ist (Kuschinsky, 1969; Beeek et al . , 1972), deshalb kann sieh seine Verteilung im Ms prim/~r -- d.h. bevor Digitoxin im Stoffwechsel ver/indert w i r d - kaum yon anderen Spezies unterscheiden. Nieht die Unterschiede in der Albuminbindungs- rate des Digi~oxins, dagegen aber Besonderheiten im Stoffwechsel und das Eiweil~bindungsvermSgen der entstehenden Metaboliten seheinen die Ursache ffir die ungewShnliehe Serum/Gewebe-Verteilung der Radioaktivit~t zu sein.

Digitoxin-, Digoxin- und Ou~bain-Verteilung. Probenecidwirkungen 277

Wie schon besehrieben, unterscheidet sieh der Stoffwechsel des Digitoxin tats~chlich insofern yon anderen Spezies (Ratte), als Digitoxin im M~useorganismus offensichtlich nur sehr langsam metabolisiert und insbesondere nieht mel3bar am 1~C hydroxyliert wird. Der geringe Radioaktivit~tsgehalt in der M~useleber legt den Sehlul3 nahe, dal3 bei anderen Spezies die l~C-Hydroxylierung die Voraussetzung einer Anreieherung yon Radioaktivit~t in der Leber sein mul3. Die Befunde an der Maus deuten auf eine geringere Hy- droxylaseaktivit~t der M/~useleber bin.

Fiir Digoxin und Ouabain erkennt man anhand der radiochromato- graphischen Befunde (Maus) keine bedeutenden Unterschiede gegeniiber anderen Spezies (z. B. Ratte). Das gleiche gilt auch fiir die Verteilung der Gesamtradioaktivit~t zwisehen Geweben und Serum. Erw~hnens- wert ist allerdings, dal3 unver~ndertes O u a b a i n - wie sonst nur bei der Ratte b e k a n n t - in hohem AusmaB auch bili~r ausgeschieden wird.

Die dureh Probeneeid verursaehten Verteilungsver~nderungen der Herzglykoside sind offensichtlich unab~ngig yon Metabolismus und Ausscheidung: Die radiochromatographischen Befunde in Leber, Galle, Urin und Blur unterscheiden sich nicht von Kontrollversuchen. Der Effekt zeigte sich sowohl naeh Aussehaltung der bili~ren als aueh der renalen Ausseheidung. Probenecid bewirkt regelm~13ig eine Um- verteilung der Glykoside im Sinne einer Nivellierung yon Konzentra- tionsunterschieden zwischen Plasma und Geweben: beim Digitoxin Abnahme im Plasma und geringe Zunahme in allen Geweben ein- schliel31ich der Leber, beim Digoxin und Ouabain Abnahme da, wo die Anreicherung im Gewebe am hSehsten war, n~mlieh in der Leber mit folgender Rfiekverteilung und Konzentrationsanstieg in Plasma und Muskulatur. Die Effekte sind beim Ouabain entspreehend den grSl3eren Konzentrationsdifferenzen zwischen Leber und Plasma sehr viel deutlieher nachweisbar als bei Digoxin.

Die Probeneeiddosen, mit denen diese Effekte erzielt wurden, lagen beim Digitoxin und Digoxin relativ hoeh (100--200 mg/kg), beim Ouabain dagegen in einer GrSl3enordnung, die aueh in der Therapie eine Rolle spielt (20 mg/kg).

Verbindliehe Aussagen fiber die Ursaehen dieser Wirkungen auf die Glykosidverteilung kSnnen z.Z. noeh nicht gemacht werden. Es ist aber anzunehmen, dal3 Probeneeid einen Einflul3 auf Mem- braneigensehaften hat, die ffir den Transport der Herzglykoside yon Bedeutung sind. Eine kompetitive Hemmung spezieller Transport- mechanismen (aktiver Transport oder facilitated diffusion) -- s wie bei zahlreichen organisehen Anionen -- ist nicht wahrscheinlich, weft wir bereits zeigen konnten, dal~ Probenecid zwar den Transport

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278 K.H. Damm e~ al.:

(enterale Resorption, biliiire Ausseheidung) yon Digitoxin hemmte, nieht dagegen yon Digoxin und Ouabain. Gerade aber bei Ouabain ha t te Probenecid die sts Wirkung auf die Verteilung. Unter dem EinfluB yon Probenecid kann man ffir die drei Glykoside zwar in entgegengesetzter Richtung, aber jeweils dem Konzentrationsgef~lle entsprechend, teilweise eine gesteigerte, zum anderen Teil eine ver- mindcrte Konzentra t ion in Leber oder Serum beobachten. Solche Verteilungs~nderungen lassen sieh am ehesten durch einc Zunahme der ,,passiven Zellpermeabil i t~t" ffir Diffusionsvorgi~nge entlang einem Konzentra t ionsgradienten (nach innen bzw. auBen) erkl~ren. I n ~hnlichcr Weise wird auch der Effekt von Probenecid bei der cellul~- ren Aufnahme von eyclischem 3,5 AMP und Theophyll in erkli~rt (Ripoche et al., 1972). Bei in vitro-Versuehen konnten wir zeigen, dag der Effekt reversibel war, d.h. zu keiner unspezifiseh toxisehen Membransch~digung ffihrte. In vivo lieBen sich keine bedeutenden Ver~nderungen des Serum-Kalium-Gehal tes feststellen, der bekannt- lich einen Einflug auf die Gewebe/Serum-Verteilung yon Herzgly- kosiden habcn kann (Marcus et al., 1971).

Unabhs vom Problem der Wirkungsweise stellt sich je tz t klinisch die Frage, inwiewcit solche Umvertei lungseffekte auch am Menschen nachweisbar sind und wie relevant sic im Rahmen einer Glykosidtherapie werden kSnnen, da Probenecid ja die Konzcnt ra- tionen in Herz- und Skeletmuskulatur z.T. erheblich zu erhShen vermag.

Frl. C. Woermann danken wir fiir ihre wertvolle technisehe Mitarbeit.

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Walter Braun, K. H. Datum Pharmakologisches Institut der Universit~t Universit~ts-Krankenh~us Eppendorf D-2000 Hamburg 20 Martinistr. 52 Bundesrepublik Deutschland