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SGAE BER, No, 4007 BL-306/80 APRIL 1980
Berichte der
Österreichischen Studiengesellschaft für Atomenergie Ges. m. b. H.
Forschungszentrum Seibersdorf
ZINK-KONZENTRATION IM VOLLBLUT UND HARN BEI PATIENTEN MIT CHRONISCHER POLYARTHRITIS NACH VIERMONATIGER BEHANDLUNG MIT D-PENICILLAMIN
DAVOUD K, TEHERANI HANS ALTMANN
GERHARD TAUSCH
RUDOLF EBERL
i«8«2-§.»;;.65lin§§kÄlI Nr§ O~ Datum: /-!#C! 0 V X.
TRN.I-7.T. .^ .0. 9P.ll 3r. Name des Bearbeiters.. .Mt<>.u^>«^
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Zeitschriftentitel(230)
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Monat Jahr vol. Nr. Seiten von bis Sprache (60CJ): (610): ,
Bemerkungen (611): (612):
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Definition und Begriffsleiter:
Neue Deskriptoren(B'lO):
Abstract(860):EN/DE: auf der Rückseite (selbst verfaßt, bzw. englische Übersetzung)
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auf Beiblatt
im Originaltext auf Seite:
HB INIS März 1977
SGAE Bar. No. ^00? BL- 306/80 April 1980
ZINK-KONZENTRATION IM VOLLBLUT UND HARN BEI PATIENTEN MIT CHRONISCHER POLYARTHRITIS NACH VIERMONATIGER BEHANDLUNG MIT D-PENICILLAMIN
Davoud K. Teheran!
Hans Altmann Gerhard Tausch Rudolf Eberl
Zur Veröffentlichung vorgesehen
Österreichische
Studiengesellschaft für Atomenergie Ges.m.b.H.
Lenaugasse 1O A-1O82 Wien INSTITUT FÜR BIOLOGIE
Forschungszentrum Seibersdorf
II. Medizinische (Rheuma) Abteilung im Krankenhaus der Stadt Wien-Lainz
SGAE Ber. No. 4007 BL-306/80 April 1980
ZINK-KONZENTRATION IM VOLLBLUT UND HARN BEI PATIENTEN MIT CHRONI- SCHER POLYARTHRITIS NACH VIERMONATIGER BEHANDLUNG MIT D-PENICILLAMIN ZUSAMMENFASSUNG
Bei 1O weiblichen Patienten mit klassischer chronischer Polyarthri- tis wurde über 4 Monate D-Penicillamin in einer Tagesdosis von 150 - 750 mg in steigender Dosierung verabreicht. Alleinige Zusatz- therapie war Indomethacin (Tagesdosis 100 - 15O mg). Am Beginn und während des Verlaufs der Studie wurden Zinkspiegel im Vollblut mit Neutronenaktivierungsanalyse und die Zinkausscheidung im Harn par- allel mit Hilfe der Neutronenaktivierungsanalyse und Atomabsorptions- spektrometrie bestimmt. Die Ergebnisse zeigen einen Anstieg der Zink- ausscheidung im Harn bis zum 21. Tag, welche nach 2 bzw. 4 Monaten wieder annähernd auf den Ausgangswert zurückgegangen sind. Die Blut- spiegelwerte von Zink fallen bis zur 2. Therapiewoche deutlich ab, lassen in der 3. Woche einen Anstieg erkennen und verbleiben dann im 2. bzw. 4. Monat wieder auf den Ausgangswerten.
SCHLÜSSELWORTE
Chronische Polyarthritis, D-Penicillamin, Zinkspiegel im Blut und Harn, Neutronenaktivierungsanalyse, Atomabsorption.
ZINC-CONCENTRATION IN BLOOD (TOTAL) AND URINE FROM PATIENTS WITH RHEUMATOID ARTHRITIS AFTER FOUR MONTHS THERAPY WITH D-PENICILLAMIME SUMMARY
In 1O female patients with classical rheumatoid arthritis
D-Penicillamine was administered in a daily dose of 15O - 75O mg for 4 months. The only additional antiphlogistic treatment was Indomethacine (1OO - ISO mg daily). At the beginning and during the trial blood (total) levels of zinc with n-activationana]ysis and the excretion with urine were determined using n-activationanalysis
toi I
and atomabsorption. The spectrometry following results were ob- taine»; an increase of zinc excretion in urine until day 21; after 2 and 4 months decrease above levels at the original value before beginning of treatment. Blood levels of zinc decrease distinctly
II
until the 2 week, increase at the 3 week and return to the original value of the controls before D-Penicillamine therapy at
., „nd , .th
the 2 and 4 months.
KEY WORDS
Rheumatoid arthritis, D-Penicillamine, zinc-levels in bliod and urine, neutron activation analysis, atomic absorption.
ZINK-KONZENTRATION IM VOLLBLUT UND HARN BEI PATIENTEN MIT CHRONISCHER POLYARTHRITIS NACH VIERMONATIGER BEHANDLUNG MIT
D-PENICILLAMIN
EINLEITUNG
1974 berichtete MOYNAHAN (1974) über eine Krankheit mit der Bezeich- nung "Acrodermatitis enteropathica", eine tödliche, erbliche Zink- mangelkrankheit beim Menschen. Essentielle Spurenelemente (z.B. Zn) sind häufig die aktiven Zentren von Enzymen. Fehlen die entsprechen- den Spurenelemente in diesen Enzymen, wie z.B. das Zinkatom in der Carboxypeptidase, so sind diese Enzyme unwirksam (KASPEREK et al,
1979).
Zink spielt im menschlichen Organismus nicht nur als Bestandteil verschiedener Enzymsysteme, sondern auch beim Aufbau von Kollagen- strukturen eine wichtige Rolle (PRASAD, 1966). In der Basisbehand- lung der chronischen Polyarthritis (cP) hat nach unseren Erkennt- nissen D-Penicillamin (DPA) einen festen Platz (TAUSCH et al, 1973;
TAUSCH et al, 1974). Über den eigentlichen biologischen Wirkungs- mechanismus von DPA bei dieser Indikation gibt 00 verschiedene Er- klärungen, wie Einfluß auf den Kollagenstoffwechsel, Aufspaltung von Makromolekülen, immunsuppresive Wirkung, aber noch keine end- gültigen Beweise.
In letzter Zeit wurde von LENGFELDER et al (1978) eine Enzymwirkung eines Kupfer-Penicillaminkomplexes gefunden. Analog wie die Super- oxyd-Dismutasen wirkt dieserDPA Komplex gegen die Sauerstoff- Radikale, die bei vielen Entzündungsprozessen vorkommen. Bei der
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cP wurde von RISTER et al (1978) ein Defizit von Superoxyd-Dismu- tasen beschrieben.
Auch die Ursachen für das Auftreten von Nebenwirkungen bei der DPA Therapie sind nicht eindeutig abgeklärt. Die Chelatbildung mit ver-
schiedenen Metall-Ionen könnte einen dieser Faktoren darstellen.
Unsere Arbeitsgruppe konnte in einem in vivo Versuch mit Lymphocyten eine Verminderung der DNA-Synthese bei cP-Patienten nach Therapie mit DPA feststellen (EBERL et al, 1974). In der DNA-Polymerase, hauptverantwortlich für die DNA-Synthese/ ist Zink ein wesentli- cher Bestandteil. Untersuchungen über Zinkspiegel im Blut von Patienten mit cP gibt es realtiv wenige , und diese ergaben
außerdem unterschiedliche Resultate (HANSEN etal, 1976; HANSSON et al, 1975; LUEDERMEIER et al, 1969; PLANTIN et al, 1965). Die Zinkausscheidung im Harn wird von BONEBRAKE etal (1966) unter DPA Therapie als vermehrt angegeben. Eine Verminderung des Blut- spiegels von Zink im Verlauf von Infektionskrankheiten, unter Cortison-Therapie (KENNEDY et al, 1975) und während der Schwanger- schaft (JOHNSON, 1961) wird allgemein anerkannt. Die Bedeutung von Zink für die Proteinsynthese und damit für die Wundheilung ist heute unbestritten (SEELING et al, 1976).
Eine groß angelegte Doppelblindstudie aus der letzten Zeit über Therapie mit DPA mit und ohne Zinkzusatz bei cP-Patienten (MERY et al, 1976) ergab den wichtigen Hinweis auf eine Verminderung der klinischen Wirksamkeit von DPA unter einer zusätzlichen Zink- therapie. Die Nebenwirkungen blieben in beiden Gruppen jedoch gleich.
In einer früheren Arbeit (TAUSCH et al, 1978) sahen wir nach 3 Wochen DPA-Therapie bei Patienten mit cP einen anfänglichen Abfall der Zinkspiegel im Blut und eine vermehrte Ausscheidung von Zink im Harn.
Diese Ergebnisse sollten nun in einer längeren Studie über 4 Monate überprüft werden.
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MATERIAL UND METHODIK
Bei 10 weiblichen Patienten mit klassischer cP nach ARA-Kriterien und mit Aktivitätszeichen der Erkrankung wurde DPA (Artamin
Kapseln ä 150 bzw. 250 mg der Fa. Biochemie) in einer Tagesdosis von 150 bis maximal 750 mg verabreicht.
Das Alter der Patienten betrug 46 - 73 Jahre (Durchschnitt 6O,5 Jahre), die Zeitdauer der Erkrankung 2 - 1 0 Jahre (Durchschnitt 4,5 Jahre). Artamin® wurde während des 1. Behandlungsmonats mit täglich 15O mg verabreicht, im 2. Monat mit 25O mg, im 3. Monat mit 375 mg (abwechselnd täglich 1 - 2 Kapseln ä 25O mg) und im 4. Monat mit 50O - 750 mg pro Tag gegeben.
Die Dauer des Gesamtversuches betrug 4 Monate.
Als alleinige Zusatztherapie wurde als Standardpräparat Indocid in einer Tagesdosis von 1OO - 150 mg gegeben. Auch wurde verlangt, daß Indocid bereits mindestens 3 Monate vor Versuchsbeginn in(R)
Anwendung stehen mußte. Alle Patienten hatten keine wesentlichen anderen Erkrankungen, wie Diabetes mellitus etc.. Blutabnahmen wurden am Beginn, sowie nach l, 2, 7, 14 und 21 Tagen und nach dem 2. und 4. Monat durchgeführt, die Harnuntersuchungen
(24 h-Werte) mit einem Leerwert zu Beginn, sowie nach dem 1., 2., 7., 14. und 21. Tag bzw. nach 2 und 4 Monaten. Zinkspiegel im Vollblut wurden mit der Neutronenaktivierungsanalyse bestimmt.
Die Zinkausscheidung im Harn wurde parallel mit der Neutronen- aktivierungsanalyse und der Atomabsorptionsspektrometrie durch- geführt. Der 24 h-Harn wurde in spurenelementaren Gefäßen ge- sammelt, ein Teil für die neutronenaktivierungsanalytischen Be- stimmungen gefriergetrocknet und in einem aliquoten Teil des Restharns wurde Zink mit Hilfe eines Perkin-Elmer Atomabsorptions-
gerätes 5O3 unter Verwendung einer Luft-Azetylenflamme gemessen.
Aliquote Teile des gefriergetrockneten Harns bzw. des Vollblutes wurden in Quarzampullen (Suprasil) eingewogen und in einem rotieren- den Behälter 24 h im ASTRA-Reaktor bei einem Neutronenfluß von 6.10 n/cm ,sec. bestrahlt. Nach einer 6 Wochen dauernden Abkling-13 2
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zeit wurde Zn mit einer Energie von 1 / 1 1 MeV und einer Halbwerts- zeit von 245 Tagen mittels eines LABEN 40OO-Kanal-Gamma-Spektro- meters und eines Ge(Li)Detektors mit einem Auflösungsvermögen von
l,7 keV gemessen und mit gleichzeitig bestrahlten Standards ver- glichen.
ERGEBNISSE UND DISKUSSION
Die vor der Behandlung abgenommenen Kontrollproben zeigten Zink- spiegel im Blut und Harn, die mit den üblichen Normalwerten
(BEARSE et al, 1974; IYENGAR et al, 1978) und mit unseren früheren Untersuchungen (TAUSCH et al, 1978) gut übereinstimmten. Trotz unterschiedlicher Aufarbeitung und Messungen stimmten die mit Hilfe der Neutronenaktivierungsanalyse, sowie mit Atomabsorption gewon- nenen Resultate im Harn (Tabelle 1) gut überein.
Tabelle l gibt Aufschluß über die Zinkausscheidung im Harn an 10 Patientinnen mit beiden Bestimmungsmethoden. Die erhobenen Leer- werte wurden vor Beginn der Therapie bestimmt. Die Zinkausscheidung im Harn bei allen lo Patientinnen lag vor der DPA-Therapie zwischen 187 - 312 yg pro 24 h und einem Mittelwert von 243 yg (Abbildung 1).
Am 1., 2., 7., 14. und 21. Tag waren diese Werte bei 395,7, 514,6, 618,6, 635, 7OO,2 yg pro 24 h-Harn (Abbildungl) und zeigten damit einen deutlichen Anstieg. Nach dem 2. und 4. Monat lagen die Werte mit 476,3 bzw. 47O,2 yg pro 24 h-Harn - Ausscheidung im Harn nur mehr gering über dem Normalwert. MUNTHE et al (1979) fand eine normale Zinkausscheidung im Harn während der DPA-Therapie.
Der Blutspiegel von Zink fiel im Verlaufe der DPA-Therapie von einem Ausgangswert von etwa 5,3 yg Zn/ml bis zum 14. Tag stark ab. Ab dem 21. Behandlungstag bis zum Ende des Versuches = 4. Behandlungsmonat, wurden praktisch wieder Normalwerte gefun- den (Tabelle 2, Abbildung 2).
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Diese Ergebnisse im Langzeitversuch zeigen bis 3 Wochen Therapie- dauer eine gute Übereinstimmung mit unseren früheren Untersuchun- gen. Vermuteten wir damals noch ein entstehendes Zinkdefizit im Organismus bei Behandlung einer cP mit DPA, so können wir diese Hypothese aus den Ergebnissen der Langzeitstudie nicht bestäti- gen. AASETH et al, (1976) dagegen konnte in einem in-vivo-Versuch an Mäusen zeigen, daß es unter DPA zu einem Abfall des Zink- spiegels im Blut und im Gehirn kommt. Bei Untersuchungen an Men- schen über kurze Beobachtungszeit konnte der Autor keine Ver- änderung erkennen, bei Prüfung im Langzeitversuch wurde jedoch ein Absinken der Zinkspiegel im Blut gefunden und damit ein ent- stehendes Zinkdefizit diskutiert. Eine entgegengesetzte Beobach-
tung über Zink und DPA wurde kürzlich von SIMKJN (1976) berichtet.
Nach der Meinung dieses Autors kommt es während der Therapie mit DPA zu einer positiven Zinkbilanz im Organismus (vermehrte Zink- resorption bei erhöhter Ausscheidung im Harn). SIMKIN (1976) be- richtet auch über objektive Erfolge der Behandlung der cP mit alleiniger hochdosierter Zinktherapie.
In unserem Versuch konnten wir nach einer gewissen Anpassungszeit mit Höhepunkt nach 14 Tagen Therapie mit DPA, in welcher Zeit- dauer es zu einem markanten Abfall der Zinkspiegel im Blut und zu einem Anstieg der Ausscheidung im Harn kommt, in der Beobachtungs- zeit von 3 Wochen bis 4 Monaten Therapie keine wesentliche Änderung dieser Werte im Vergleich zu den Ausgangswerten mehr erkennen.
HANSEN et al (1976)konnten nach sechsmonatiger Therapiedauer mit DPA,und MUNTHE et al (1979) ebenfalls, keine Änderung der Zink- spiegel feststellen.
Diese Normalisierung der Zinkwerte im Harn und Blut nach gewisser Latenzzeit während DPA-Therapie könnte auch auf die tägliche Auf- nahme von Zink in der Nahrung (1O - 2O mg) zurückzuführen sein.
Auch THYRESSON (1975) diskutiert diese Vermutung. Beim Menschen wurden bis heute keine Zn-Mangelerkrankungen, bedingt durch Zn Mangel in
der Nahrung, festgestellt. SEIBOLD (1962) schätzt nach den Bilanz- versuchen am Menschen den täglichen Zinkbedarf auf 4 - 6 mg. Die alimentäre Zufuhr schwankt zwischen 6 und 22 mg täglich, ist also deutlich höher als der Bedarf. Die Gefahr eines Zinkmangels ist nach allen bisherigen Erfahrungen kaum vorhanden.
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Abb.1: n-Aktivierungsanalytische und Atomabsorptions — spektrometrtsche Zn-Bestimmung im Harn von cP-Patienten unter d-PA-Therapie
1000 - 900 - 600 - 700 - 600 - 500 - 1 4 0 0 - 300- - 200 -
? 100 - 3l 0
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vor der
TJ-
•3E-
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Uaq 2Tag 7Tag Wag 21T^ 2. k Mcnat More*
Therapie
Zeit nach der Therapie
Abb. 2: n-Aktivierungsanalytische Bestimmungen von Zn im Blut von cP-Patienten unter d-PA-Therapie
10 9 8 7 6 5 4 3 2
"E
1a 0
A
n
t
tTag ZTag 7Tag KTag vor
der Therapie
Zeit nach der Therapie
ZlJag Z 4.
Monat Monat
Tabelle 1: Zn-Bestimmung im Harn während einer D-Penicillamintherapie mittels Neutronen- aktivierungsanalyse und Atomabsorption
x ± s
x
Gesamtausgeschiedenes Zn in ;jg/Tag
vor derTherapie
X
SX N
im Bereich von — bis
LW NAA
239,6
24,7
6
191 — 312
AAS
246
25,9
6
187 — 312
Nach der Therapie
Uag NAA
416
79,8
10
151 — 882
AAS
375
85,2
10
144 — 864
2Tag
NAA
509,5
104
4
297 — 789
AAS
519,7
77,5
4
412 — 747
7Tag
NAA
629,8
209
10
120 — 2359
AAS
607,4
13,7
10
552 — 687,5
14Tag
NAA
449,5
9/5
8
440 — 459
AAS
820,5
369,5
8
451 — 1190
21Tag
NAA
696
21,5
7
616 — 798
AAS
704,4
13
7
660 — 756
2.Monat
NAA
488,8
20,1
5
430 — 549
AAS
464
10,6
5
449,5 — 490
4.Monat
NAA
468
18,1
4
431 — 513
AAS
472,5
11,3
4
468 — 504
NAA Neutronenaktivierungsanalyse
AAS Atomabsorptionsspektroskopie
N Anzahl der Pro banden
Tabelle 2 : Zn-* Bestimmung in Blüh während einer D-Penicillamintherapie mittels Neutronenaktivierungsanalyse
Zn - Konzentration in pg/ml Vor der
Therapie
X Sx N Im Berach von-bis
LW
5,3
0,25
6
4,3-6.4
Nach der Therapie
1.Tag
6,02
0, 13
10
4,9-7,1
ZTag
5,5
0,26
4
4,8- 6; 3 7.Tag
2/1
0,17
1O
1 - 3,1
14Tag
1/O9
0,11
8
0,8 - 1.3
21Tag
6,8
0,6
7
3,1-9,4
2.Monat
6,05
0.34
5
4,9 - 7,5
4.Monat
6,19
0,53
4
3,8 - 75
N Anzahl der Probanden
