Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin bei Hunden mit einer verminderten glomerulären Filtrationsrate infolge chronischer Niereninsuffizienz

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Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin bei Hunden mit einer verminderten glomerulären Filtrationsrate infolge

chronischer Niereninsuffizienz

INAUGURAL - DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines

Doktors der Veterinärmedizin ( Dr. med. vet. )

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Stephan Oscar Hungerbühler aus Spaichingen

Hannover 2006

(2)

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. R. Mischke

1. Gutachter: Prof. Dr. R. Mischke

2. Gutachter: Prof. Dr. G. Breves

Tag der mündlichen Prüfung: 23.05.2006

(3)

Meiner Familie

Someone once told me that time was a predator that stalked us all our lives.

I rather believe that time is a companion who goes with us on the journey and reminds us to cherish every moment because it will never come again.

What we leave behind is not as important as how we've lived.

After all Number One, we're only mortal.

Captain Jean-Luc Picard USS Enterprise NCC 1701-D

(4)

(5)

Inhaltsverzeichnis

Seite

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen... - 8 -

1. Einleitung... - 11 -

2. Literaturübersicht... - 13 -

2.1 Eliminationsmechanismus: Grundlagen der Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin ... - 13 -

2.2 Pharmakokinetische Daten zum unfraktionierten Heparin beim Hund im Vergleich zu anderen Spezies ... - 15 -

2.2.1 Totale Clearance... - 16 -

2.2.2 Halbwertszeit... - 16 -

2.2.3 Maximale Plasmaheparinaktivität ... - 17 -

2.3 Einfluss von Heparin auf verschiedene Gerinnungstests... - 27 -

2.3.1 Aktivierte partielle Thromboplastinzeit ... - 27 -

2.3.2 Thrombinzeit... - 31 -

2.4 Klinische Relevanz des Einsatzes von unfraktioniertem Heparin bei chronischer Niereninsuffizienz ... - 33 -

2.5 Veränderungen der Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin durch Nierenerkrankungen... - 35 -

3. Material und Methoden... - 43 -

3.1 Material ... - 43 -

3.1.1 Geräte und Bezugsquellen... - 43 -

3.1.2 Reagenzien, Verbrauchsmaterial und Bezugsquellen ... - 44 -

3.2 Studiendesign ... - 46 -

3.3 Methoden ... - 47 -

3.3.1 Patientengut... - 47-

3.3.2 Heparinbehandlung ... - 52 -

3.3.3 Probengewinnung... - 52 -

(6)

3.3.4 Blutprobenbehandlung ... - 53 -

3.3.5 Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate ... - 53 -

3.3.6 Plasmaheparinaktivität ... - 55 -

3.3.7 Antithrombin-Aktivität ... - 58 -

3.3.8 Albuminkonzentration... - 60 -

3.3.9 Aktivierte partielle Thromboplastinzeit und Thrombinzeit ... - 60 -

3.3.9.1 Bestimmung der aktivierten partiellen Thromboplastinzeit... - 62 -

3.3.9.2 Bestimmung der Thrombinzeit ... - 64 -

3.3.10 Hämatokrit und Thrombozytenzahl ... - 65 -

3.3.11 Klinisch-chemische Messgrößen ... - 66 -

3.3.12 Ermittlung pharmakokinetischer Daten ... - 67 -

3.3.13 Statistische Auswertung... - 67 -

4. Ergebnisse ... - 69 -

4.1 Ergebnisse nach subkutaner Applikation von unfraktioniertem Heparin ... - 69 -

4.1.1 Plasmaheparinaktivität und pharmakokinetische Parameter ... - 69 -

4.1.5 Thrombozytenzahl... - 80 -

4.1.6 Hämatokrit... - 81 -

4.2 Ergebnisse nach intravenöser Applikation von unfraktioniertem Heparin ... - 84 -

4.2.1 Plasmaheparinaktivität und pharmakokinetische Parameter ... - 84 -

4.2.5 Thrombozytenzahl... - 93 -

4.2.6 Hämatokrit... - 94 -

(7)

4.3 Abhängigkeit der einzelnen Gerinnungstests von der

Plasmaheparinaktivität ... - 97 -

5. Diskussion ... - 101 -

6. Zusammenfassung... - 109 -

7. Summary... - 113 -

8. Literaturverzeichnis... - 116 -

9. Tabellarischer Anhang ... - 136 -

9.1 subkutane Applikation von unfraktioniertem Heparin... - 138 -

9.2 intravenöse Applikation von unfraktioniertem Heparin ... - 155 - Danksagung ...

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Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen

Abb. : Abbildung

ACT : activated coagulation time Anti-FXa : Anti-Faktor Xa

aPTT : aktivierte partielle Thromboplastinzeit AT : Antithrombin

BV* : Blutvolumen bzw. : beziehungsweise

° C : Grad Celsius ca. : circa

Ca²⁺ : Calcium

CaCl : Calciumchlorid

Cl : Clearance

Cltot : totale Clearance

Cmax : maximale Konzentration (Aktivität) CNI : chronische Niereninsuffizienz

DIC : Disseminierte Intravasale Koagulopathie dl : Deziliter

E. : Einheiten

fL : Femtoliter

FSP : Fibrin[ogen]spaltprodukte

g : Gramm

GFR : glomeruläre Filtrationsrate

h : Stunden

http* : Heparin-Titration mit Polybrene I.E. : Internationale Einheiten

i.m. : intramuskulär i.v. : intravenös

keV* : Kiloelektronenvolt

kg : Kilogramm

(9)

KGW : Körpergewicht KM : Körpermasse

l : Liter

M* : männlich

Max* : Maximum Min* : Minimum

min : Minute

MK* : männlich kastriert mmol : Millimol

n : Anzahl

n. a. : nicht angegeben

Na⁺ : Natrium

NaCl : Natriumchlorid

nm : nanometer

n. m. : nicht messbar

NMH : niedermolekulares Heparin o.a. : oben angegeben

o. A. : ohne Angabe

p : Irrtumswahrscheinlichkeit PT : Prothrombinzeit

PV : Plasmavolumen

® : eingetragenes Warenzeichen RES : retikuloendotheliales System s : Standardabweichung

S. : Seite

sec : Sekunden

s.c. : subkutan

SH : Standardheparin Tab. : Tabelle

TM : Trademark (eingetragene Schutzmarke) Tmax : Zeitpunkt der Cmax

(10)

T50 : terminale Halbwertszeit TZ : Thrombinzeit

u.** : und

U. : Units

UFH : unfraktioniertes Heparin

V : Volumen

Vd : Verteilungsvolumen

W* : weiblich

WK* : weiblich kastriert

: arithmetischer Mittelwert x0,50 : Median

xmax : Maximum

xmin : Minimum

x g : relative Zentrifugalbeschleunigung z. B. : zum Beispiel

> : größer

< : kleiner

≥ : größergleich

µg : Mikrogramm

µl : Mikroliter

µm : Mikrometer

* nur in Abbildungen und Tabellen

** nur in Literaturzitaten

(11)

1. Einleitung

Unfraktioniertes Heparin (UFH) wird regelmäßig beim Hund eingesetzt, insbesondere im Rahmen der Prophylaxe und Therapie der Verbrauchskoagulopathie (SLAPPENDEL 1988;

MISCHKE u. NOLTE 1992; DUFORT u. MATROS 2005). Die Dosierungsschemata basieren auf pharmakokinetischen Untersuchungen bei gesunden Hunden (JACOBS et al.

1999; DIQUÉLOU et al. 2005). Bislang liegen noch keine Studien zum Einfluss einer gestörten Nierenfunktion auf die Pharmakokinetik von UFH vor, obwohl UFH immer häufiger auch bei Intensivpatienten, deren Nierenfunktion beeinträchtigt ist, verwendet wird.

Außerdem wird der therapeutische Einsatz von UFH bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz (CNI), die eine gesteigerte intravasale Gerinnung aufweisen können (MISCHKE 1997), diskutiert.

Die bislang bekannten Untersuchungen zum Einfluss der Nierenfunktion auf die Kinetik von UFH bei Menschen mit spontaner Niereninsuffizienz und bei Kaninchen mit künstlich hervorgerufenem Nierenversagen sind widersprüchlich. So berichten einige Autoren (PERRY et al. 1974; TEIEN u. BJORNSON 1976; CARANOBE et al. 1985; PALM u. MATTSON 1987; KANDROTAS et al. 1989) von einer Verlängerung der Halbwertszeit (T50), andere konnten dagegen keine Veränderungen der Pharmakokinetik von UFH bei Nierenfunktionsstörungen nachweisen (SIMON et al. 1978; GOUDABLE et al. 1986;

GLÄSER u. ANSTADT 1990; VAN WYK et al. 1995). Es ist zu beachten, dass sich die bislang vorliegenden Untersuchungen weitestgehend auf die Ermittlung der T50 beschränken und andere pharmakokinetische Parameter nicht gemessen oder angegeben wurden. Des Weiteren wurden in den verschiedenen Studien unterschiedliche Heparinnachweisverfahren benutzt, die teilweise veraltet sind.

Daher war es Ziel der eigenen Untersuchung zu prüfen, ob Abweichungen der Pharmakokinetik von UFH bei Hunden mit verschiedenen Graden der spontanen CNI im Vergleich zu Hunden mit normaler Nierenfunktion bestehen. Der Schweregrad der Nierenschädigung wurde anhand der Messung der glomerulären Filtrationsrate (GFR) erfasst.

Daneben sollte untersucht werden, inwieweit sich die Heparinbehandlung bei niereninsuffizienten Hunden in anderer Weise als bei gesunden Hunden auf die aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT) und die Thrombinzeit (TZ) auswirkt, die zur

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Überwachung der Heparintherapie eingesetzt werden (MISCHKE u. JACOBS 2001).

Aufgrund der deutlichen Verminderung der Antithrombin-(AT)-Aktivität bei Hunden mit chronischer Niereninsuffizienz (MISCHKE 1997) besteht ein reduzierter Effekt. Zusätzlich wurde der Einfluss von UFH auf die AT-Aktivität bei Hunden mit gestörter Nierenfunktion untersucht.

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2. Literaturübersicht

2.1 Eliminationsmechanismus: Grundlagen der Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin

Die Elimination von unfraktioniertem Heparin (UFH) folgt einer biphasischen Kinetik, der die Kombination zweier Eliminationsmechanismen zu Grunde liegt. In der ersten Phase dominiert eine schnelle, sättigungsfähige Eliminationskinetik 0. Ordnung, in der zweiten Phase dagegen eine langsamere Eliminationskinetik 1. Ordnung, die nicht dem Sättigungsphänomen unterliegt (OLSSON et al. 1963; DE SWART et al. 1982; BONEU et al.

1987). Die erste Phase der Elimination von UFH dominiert vor allem bei niedrigen Dosierungen. Bei höheren Dosierungen tritt aufgrund der Sättigung der zellulären Bindungsstellen die Elimination der zweiten Phase in den Vordergrund (BONEU et al. 1990).

Bei Darstellung der Plasmaheparinaktivität in Abhängigkeit von der Zeit nach Applikation von UFH zeigt sich bei höheren Dosierungen ein biphasischer Kurvenverlauf (DE SWART et al. 1982; BONEU et al. 1987).

In der ersten Phase der Elimination wird UFH an Proteine gebunden sowie von Endothelzellen (GLIMELIUS et al. 1978; BARZU et al. 1985) und Makrophagen, vor allem in Leber und Milz (FRIEDMANN u. ARSENIS 1974; HIEBERT 1981; WELLS u. DAWES 1995), aufgenommen. Die Bindung an Proteine erfolgt aufgrund der starken negativen Ladung des UFH-Moleküls. Hierbei handelt es sich sowohl um verschiedene Plasmaproteine (histidinreiches Glykoprotein, Vitronektin, Lipoproteine, Fibronektin und Fibrinogen) als auch um Proteine, die von Thrombozyten (Plättchenfaktor 4 [PF 4], von Willebrandfaktor Multimere) oder von Endothelzellen (von Willebrandfaktor Multimere) sezerniert werden (HIRSH et al. 1998). Einige dieser Proteine sind Akute-Phase-Proteine und liegen daher beim kranken Patienten in erhöhter Konzentration vor (YOUNG et al. 1992; MANSON et al. 1997;

YOUNG et al. 1997). Auch bei Individuen mit aktivierter Hämostase liegen erhöhte Konzentrationen von PF 4 und von Willebrandfaktor vor, so dass Heparin vermehrt gebunden werden kann (HIRSH et al. 1998). Von Endothelzellen und Makrophagen wird UFH durch Endozytose aufgenommen (GLIMELIUS et al. 1978; BARZU et al. 1986) und durch lysosomalen Abbau in niedermolekulare Bruchstücke depolymerisiert (FRIEDMANN u.

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ARSENIS 1974; HÖÖK et al. 1977; VANNUCCHI et al. 1988) und desulfoniert (FABIAN et al. 1978; HANSON et al. 2004). Diese Degradationsprodukte werden dann wiederum freigesetzt. Dies erklärt, warum nach Applikation von UFH die Thrombin-hemmende Wirkung (Anti-Faktor-(F)-IIa-Aktivität) im Vergleich zur Anti-FXa-Aktivität während der initialen Clearancephase rascher abnimmt, da die Degradationsprodukte, die ein geringeres Molekulargewicht aufweisen, eine geringere Anti-FIIa-Aktivität bei gleichbleibender Anti- FXa-Aktivität besitzen (BARZU et al. 1987).

Die Elimination über die zweite Phase der Pharmakokinetik von UFH tritt bei höheren Dosierungen in den Vordergrund. In der zweiten Phase wird UFH über die Niere ausgeschieden, wobei der Mechanismus bislang nicht vollständig geklärt ist. Bei Kaninchen wurde beschrieben, dass die Schwelle der Sättigung der Elimination über die erste Phase nach intravenöser Applikation von 70 Anti-FXa Internationale Einheiten/Kilogramm Körpermasse (I.E./kg KM) (CARANOBE et al. 1985) beziehungsweise (bzw.) 100 Anti-FXa I.E./kg KM (BONEU et al. 1987) erreicht wird. Um die Ausscheidung über die Niere zu belegen, wurde schon vor langem versucht, UFH und dessen Degradationsprodukte im Urin nachzuweisen.

Dies ist allerdings nur begrenzt möglich (ASTRUP 1947), da zum Beispiel (z. B.) der Nachweis von Radioaktivität oder Heparinderivaten im Urin aufgrund der Heterogenität des ausgeschiedenen Materials nur eine bedingte Aussagekraft aufweist (MOMBELLI et al.

1977). Nichtsdestotrotz zeigten sowohl eine Studie bei Kaninchen (PIPER 1947), bei der der Nachweis von UFH anhand der gerinnungshemmenden Wirkung erfolgte, als auch eine Studie bei Ratten (SHANBERGE et al. 1978), bei der radioaktiv markiertes Heparin benutzt wurde, dass ein Großteil des applizierten Heparins innerhalb von drei Stunden nach der Injektion im Urin ausgeschieden wurde. Die Ausscheidung erfolgte abhängig vom Molekulargewicht, denn je höher das Molekulargewicht war, desto geringer war der prozentuale Anteil des radioaktiv markierten UFH im Urin und desto höher war der Anteil in Leber- und Nierengewebe. Als Mechanismus der renalen Elimination wurde einerseits die glomeruläre Filtration beschrieben (CARANOBE et al. 1985), andererseits wurde postuliert, dass diese nur eine geringe Rolle spielt (SHUM et al. 1984; PALM u. MATTSON 1987), da die Heparinkonzentration im Urin der Kaninchen höher war als allein durch glomeruläre Filtration erklärbar. Daher vermutete man einen kombinierten Mechanismus aus glomerulärer Filtration und tubulärer Sekretion. Auch die Molekulargröße von UFH (KHORRAMIAN u.

(15)

STIVALA 1986) sowie seine negative elektrostatische Ladung lassen eine einfache transglomeruläre Passage fraglich erscheinen, da die Basalmembran der glomerulären Kapillaren eine Vielzahl negativ geladener Polyanionen, einschließlich Heparansulfat, aufweist (KANWAR u. FARQUHAR 1979a und 1979b; DIBARTOLA 2000) und so eine elektrostatische Barriere für den Durchtritt von UFH bilden kann (SHUM et al. 1984). Diese Annahme wurde in einer neueren Studie (YOUNG et al. 2004) mit Fluoreszein-markiertem UFH bestätigt, in der bei Ratten UFH in Tubuluszellen, nicht aber in Glomerulumzellen nachgewiesen werden konnte. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchung gehen die Autoren von einem organischen Anionen-Transportmechanismus der Tubuluszellen für UFH aus.

2.2 Pharmakokinetische Daten zum unfraktionierten Heparin beim Hund im Vergleich zu anderen Spezies

Bislang existieren nicht viele Studien zur Pharmakokinetik von UFH beim Hund (Tabelle [Tab.] 1 und 2). Nur bei wenigen wurden die pharmakokinetischen Parameter von UFH ausführlich beschrieben (MISCHKE u. JACOBS 2001; DIQUÉLOU et al. 2005). Diese beinhalteten die Darstellung der Halbwertszeit (T50), totalen Clearance (Cltot), der maximalen Plasmaheparinaktivität (Cmax) und des Zeitpunktes der maximalen Plasmaheparinaktiviät (Tmax). Weitere Studien (OLSSON et al. 1963; GENTRY 1977; WILKERSON et al. 1984;

STASSEN et al. 1993) beschränkten sich auf die Darstellung der T50 oder der Cmax von UFH.

Für Menschen (OLSSON et al. 1963; SALZMAN et al. 1975; MOMBELLI et al. 1977;

SIMON et al. 1978), Kaninchen (BONEU et al. 1987) und Ratten (BJORNSSON u. LEVY 1979) liegen ebenfalls Untersuchungen zur Pharmakokinetik von UFH vor (Tab. 3 bis 6). Es ist zu beachten, dass in den verschiedenen Studien unterschiedliche UFH-Präparate und - Nachweismethoden eingesetzt wurden. Da für UFH kein spezifisches chemisches Nachweisverfahren existiert, beruhen die pharmakokinetischen Untersuchungen auf verschiedenen Funktionstests. Hierdurch ergeben sich deutliche Unterschiede für pharmakokinetische Daten in Abhängigkeit vom verwendeten Bioassay, da UFH keine einheitliche Substanz ist (MÄTSCH et al. 1987) und z. B. bei der Bestimmung von

(16)

Plasmaheparinaktivitäten anhand einer Isotopenmethode neben biologisch aktivem Heparin auch inaktive Spaltprodukte miterfasst werden (MOMBELLI et al. 1977).

2.2.1 Totale Clearance

Die Cltot von UFH beim Hund ist dosisabhängig, d. h. sie nimmt mit zunehmender UFH- Dosierung ab (BJORNSSON u. LEVY 1979; BJORNSSON et al. 1982; BONEU et al. 1987).

Beim Hund liegen zwei neuere Studien mit verschiedenen Dosierungen von UFH vor (JACOBS et al. 1999; DIQUÉLOU et al. 2005). Hiernach liegt die Cltot nach intravenöser Gabe von 25 bis 200 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 1,32 und 0,61 Milliliter/Minute/kg (ml/min/kg) und nach subkutaner Gabe von 200 bis 750 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 2,08 und 0,83 ml/min/kg (Tabelle 1 und 2). Eine vergleichbare dosisabhängige Abnahme der Cltot nach intravenöser Injektion von UFH liegt auch bei Menschen (BJORNSSON et al. 1982; Tab. 3) und Ratten (BJORNSSON u. LEVY 1979; Tab. 6) vor.

2.2.2 Halbwertszeit

Die T50 von UFH beim Hund ist ebenfalls dosisabhängig. Sie nimmt mit zunehmender UFH- Dosierung zu. In den bereits aufgeführten Studien beim Hund (JACOBS et al. 1999;

DIQUÉLOU et al. 2005) liegt die T50 nach intravenöser Gabe von 25 bis 200 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 22 und 63 min und nach subkutaner Gabe von 200 bis 750 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 222 und 318 min (Tab. 1 und 2). Eine vergleichbare dosisabhängige Zunahme der T50 nach intravenöser Injektion von UFH besteht auch bei Menschen (BJORNSSON et al.

1982; Tab. 3), Kaninchen (BONEU et al. 1987; Tab. 5) und Ratten (BJORNSSON u. LEVY 1979; Tab. 6).

(17)

2.2.3. Maximale Plasmaheparinaktivität

Zum Hund finden sich zwei neuere Studien mit verschiedenen Dosierungen von UFH (JACOBS et al. 1999; DIQUÉLOU et al. 2005). Hiernach liegt die Cmax nach intravenöser Gabe von 25 bis 200 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 0,67 und 4,64 I.E./ml (Tab. 1) und nach subkutaner Gabe von 200 bis 750 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 0,25 und 1,20 I.E./ml (Tab. 2).

Die Tmax liegt nach subkutaner Gabe von 200 bis 750 I.E.(UFH)/kg KM zwischen 220 und 246 min (Tab. 2). Beim Menschen erreicht die Cmax nach intravenöser Gabe von 100 bis 400 I.E.(UFH)/kg KM Werte zwischen 1,7 und 6,7 I.E./ml (OLSSON et al. 1963; Tab. 3). In einer Studie bei Pferden mit wiederholten subkutanen Injektionen von UFH konnten zwischen 21.00 Uhr und 9.00 Uhr höhere Plasmaheparinaktivitäten als zwischen 9.00 Uhr und 21.00 Uhr nachgewiesen werden, so dass der Autor von einer circadianen Beeinflussung der Pharmakokinetik von UFH ausgeht (GERHARDS u. EBERHARDT 1988), bei anderen Spezies wurde dies bislang nicht beschrieben.

(18)

Literaturübersicht __________________________________________________________________

- 18 - Übersicht über Literaturangaben zur totalen Clearance (Cltot), HalbwertsaximalenPlasmaheparinaktivität (Cmax) vonintravenösverabreichtioniertem Heparin beim Hund in Abhängigkeit von Dosis und verwendetfahrenHeparinnach- weisverfahren

Thrombin- Titration

Anti-FXa-Test

ACT C_max

(I.E./ml) 3,0 (10 min nach der

Injektion) 5,7 (10 min nach der

Injektion) 9,2 (10 min nach der

Injektion) 41,9 (10 min nach

der Injektion) ca. 1,13 (10 min nach der Injektion)

o. A.

T₅₀ (min)

66±2,5²

66±3,4²

74±4,0²

o. A.

49,3±5,2² Cl_tot

(ml/min/kg)

o. A.

Heparin-Dosis (I.E./kg KM)

200

400

800

4800

100

500 Autor

OLSSON et al.

(1963)

GENTRY (1977) WILKERSON

et al. (1984)

Legende einschließlich Abkürzungen siehe S. 19

(19)

- 19 - zung:Anti-FXa-Test

Anti-FXa-Test

Anti-FXa-Test 0,42±0,03²

1,50±0,25² 3,20±0,23² 0,67±0,13 ²

0,96±0,11² 1,90±0,27² 4,64±1,4² o. A.

o. A.

22,1±8,8² 40,3±6,8² 37,4±10,2²

62,9±3,2²

mg = Milligramm min = Minute ml = Milliliter o. A.

o. A.

1,32±0,45² 0,93±0,20² 1,08±0,43² 0,61±0,12 I.E./min/kg² 0,5 mg/kg KM

(192 I.E./mg) 1 mg/kg KM¹ (192 I.E./mg) 2 mg/kg KM¹ (192 I.E./mg)

25 50 100 200 STASSEN et al.

(1993)

MISCHKE u.

JACOBS (2001)

DIQUÉLOU et al.

(2005) Legende:

1 = 50% als Bolus; der Rest als Infusion über 2 Stunden, 10 Minuten nach der Injektion

2 = Angabe als Mittelwert ± Standardabweichung Abkürzungen:

ACT = activated coagulation time Anti-FXa = Anti-Faktor-Xa

I.E. = Internationale Einheiten kg = Kilogramm

(20)

- 20 - Übersicht über Literaturangaben zur totalen Clearance (Cltot), Halbwertsaximalen Plasmaheparinaktivität (Cmax) und dem Zeitpunkt der Cmax (Tmax) vn verabreichtem unfraktioniertem Heparin beim Hund in Abhängigkeit vd verwendetem Testverfahren Anti-FXa-Test

Anti-FXa-Test

Anti-FXa-Test 240

240

240 186±54¹

198±6¹ 246±48¹

ca. 220 ca. 0,53

ca. 0,75

ca. 1,40 0,25±0,07¹ 0,53±0,06¹ 1,20±0,14¹ 0,56±0,2¹

mg = Milligramm min = Minute ml = Milliliter o. A. = ohne Angabe ca. 120

ca. 120

ca. 150 222±144¹

210±72¹ 318±144¹ 222,2±23,7¹ o. A.

o. A.

2,08±0,73¹ 1,55±0,20¹ 0,83±0,27¹ 1,44±0,3 I.E./min/kg¹ 2,0 mg/kg

(ca. 640 I.E./kg 2,5 mg/kg KM) (ca. 800 I.E./kg

3,0 mg/kg KM) (ca. 960 I.E./kg

KM) 250 500 750 200 BHARGAVA et

al. (1981)

MISCHKE u.

JACOBS (2001)

DIQUÉLOU et al. (2005)

Legende:

Anti-FXa = Anti-Faktor-Xa ca. = circa

I.E. = Internationale Einheiten

kg = Kilogramm

(21)

- 21 - Übersicht über Literaturangaben zur totalen Clearance (Cltot), HalbwertsaximalenPlasmaheparinaktivität (Cmax) vonintravenösverabreichtioniertem Heparin beim Menschen in Abhängigkeit von Dosis und verwendetfahren Heparinnach-

weisverfahren Thrombin-

Titration

o. A.

Anti-FXa-Test Radioaktivitäts- bestimmung Anti-FXa-Test C_max

(I.E./ml)

1,7¹

3,2¹ 6,7¹ o. A.

>2,0 o. A.

o. A.

T₅₀ (min)

56±3,5²

96±5,1² 152±5,0²

60 50 50 107±17² Cl_tot

(ml/min/kg)

o. A.

0,64±0,11² Heparin-Dosis

(I.E./kg KM)

100

200 400

5000 I.E./Mensch 5000 I.E./Mensch 5000 I.E./Mensch

75

Legende einschließlich Abkürzungen siehe S. 23 Autor

OLSSON et al.

(1963)

SALZMANN et al. (1975) MOMBELLI et al.

(1977)

SIMON et al.

(1978) Abkürzungen siehe unten

(22)

- 22 - zung:weisverfahren

Hexadimethrin- Bromid- Neutralisation

aktivierte partielle Thromboplastin-

zeit

Thrombinzeit (I.E./ml)

o. A.

(min)

27,7±6,1²

38,9±2,5²

47,8±3,1²

28,7±4,1²

43,0±3,5² 63,4±13,0²

41,7±5,1² 49,3±14,9² (ml/min/kg)

1,87±0,21²

1,29±0,19²

1,05±0,04²

1,22±0,60²

0,60±0,10² 0,52±0,09²

0,93±0,16² 0,69±0,06² (I.E./kg KM)

25

50

75

25

50 75

50 75 BJORNSSON et al.

(1982)

(23)

- 23 - zung:Heparinnach-

weisverfahren Anti-FXa-Test

Anti-FXa-Test Anti-FXa-Test Anti-FIIa-Test Anti-FXa-Test Cmax

(I.E./ml) 0,73 o. A.

5,4 µg/ml o. A.

min = Minute ml = Milliliter o. A. = ohne Angabe µg = Mikrogramm

> = größer T50

(min) 35 57±12²

35 48±4² Cltot

(ml/min/kg) o. A.

0,56±0,20² o. A.

o. A.

Heparin-Dosis (I.E./kg KM) 3750 I.E./Mensch

40

3750 I.E./Mensch 7500 I.E./Mensch Autor

BARA et al. (1985) BRATT et al. (1985)

DAWES et al. (1986) HARENBERG et al.

(1986) Legende:

1 = 50% als Bolus; der Rest als Infusion über 2 h, 10 Minuten nach der Injektion

² = Angabe als Mittelwert ± Standardabweichung Abkürzungen:

Anti-FIIa = Anti-Faktor-IIa Anti-FXa = Anti-Faktor-Xa

kg = Kilogramm

KM = Körpermasse mg = Milligramm

(24)

- 24 - Übersicht über Literaturangaben zur totalen Clearance (Cltot), Halbwertsaximalen Plasmaheparinaktivität (Cmax) und dem Zeitpunkt der Cmax (Tmax) vn verabreichtem unfraktioniertem Heparin beim Menschen in Abhängigkeitd verwendetem Testverfahren Heparinnach-

weisverfahren Anti-FXa-Test

o. A.

Anti-FXa-Test Anti-FXa-Test Anti-FIIa-Test Anti-FXa-Test Anti-FXa-Test T_max

(min) 120–240

120 o. A.

o. A.

C_max (I.E./ml)

0,2–0,9 0,07 (0–0,13)¹

0,039 0,27 µg/ml

o. A.

min = Minute ml = Milliliter o. A. = ohne Angabe µg = Mikrogramm T₅₀

(min) o. A.

o. A.

ca. 180 177 141±49,2¹ 132,6±7,8¹ Cl_tot

(ml/min/kg) o. A.

o. A.

Heparin-Dosis (I.E./Mensch)

10000 5000 4850 3750 7500 5000 Autor

MOMBELLI et al.

(1977) BERGQVIST et

al. (1983) BARA et al.

(1985) DAWES et al.

(1986) HARENBERG et

al. (1986) BENDETOWICZ

et al. (1994) Legende:

Anti-FIIa = Anti-Faktor-IIa Anti-FXa = Anti-Faktor-Xa ca. = circa

kg = Kilogramm

(25)

- 25 - Übersicht über Literaturangaben zur totalen Clearance (Cltot), HalbwertsaximalenPlasmaheparinaktivität (Cmax) vonintravenösverabreichtioniertemHeparinbeimKanincheninAbhängigkeitvonDosis etem Testverfahren Radioaktivitäts-

bestimmung

Anti-FXa-Test

aktivierte partielle Thromboplastinzeit o. A.

o. A.

min = Minute 3,8±0,2¹

4,3±0,6¹ 7,9±1,4¹ 8,9±0,7¹ 14,7±0,5¹ 31,4±4,9¹ 30,0±2,4¹ 3,8±0,3¹

6,5±0,4¹ 6,7±1,1¹ 11,4±0,2¹

3,5±0,4¹ 5,1±0,5¹ 6,7±0,9¹ o. A.

o. A.

5 10 25 50 100 250 500 10 25 50 100

10 25 50 BONEU et al.

(1987)

Legende:

Anti-FXa = Anti-Faktor-Xa

(26)

- 26 - Übersicht über Literaturangaben zur totalen Clearance (Cltot), HalbwertsaximalenPlasmaheparinaktivität (Cmax) vonintravenösverabreichtioniertem Heparin bei Ratten in Abhängigkeit von Dosis und verwendetfahren Heparinnach-

weisverfahren

aktivierte partielle Thromboplastinzeit C_max

(I.E./ml)

o. A.

min = Minute ml = Milliliter o. A. = ohne Angabe T₅₀

(min)

41,0±5,6¹ 49,7±7,2¹ 69,0±13,1¹ Cl_tot

(ml/min/kg)

0,83±0,23¹ 0,83±0,30¹ 0,64±0,16¹ Heparin-Dosis

(I.E./kg KM)

150 300 500 Autor

BJORNSSON u. LEVY

(1979)

Legende:

kg = Kilogramm

KM = Körpermasse

(27)

2.3 Einfluss von Heparin auf verschiedene Gerinnungstests

2.3.1 Aktivierte partielle Thromboplastinzeit

Die Therapie mit UFH wird häufig sowohl beim Hund (GREEN 1980; HELLEBREKERS et al. 1985) wie auch beim Menschen (POLLER et al. 1989; BRIGDEN u. JOHNSTON 2000;

HIRSH u. RASCHKE 2004) anhand des gerinnungshemmenden Effektes auf die aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT) überwacht. Für den Hund wurde hierfür die aPTT-Ratio (Verlängerung zum Ausgangsniveau) von 1,5 bis 2,5, die beim Menschen als Indikator für eine adäquate Plasmaheparinaktivität zur Behandlung von tiefer Venenthrombose angesehen wird (VAN DER VELDE u. POLLER 1995), unkritisch übernommen (GREEN 1980;

HELLEBREKERS et al. 1985).

Beim Hund werden aber im Vergleich zum Menschen bei vergleichbaren Dosierungen von UFH niedrigere aPTT-Ratios erzielt. So zeigten Regressionsanalysen (MISCHKE u.

JACBOBS 2001), dass eine Plasmaheparinaktivität von z. B. 0,7 I.E./ml beim Hund eine im Median 2-fache aPTT-Verlängerung (Reagenz 1: 1,5 bis 4-fach, Reagenz 2: 1,5 bis 3-fach) erreichte. Auch in der Studie von BHARGAVA et al. (1981) wurde beim Hund bei einer Plasmaheparinaktivität von 0,8 I.E./ml nur eine 2-fache Verlängerung der aPTT vorgefunden.

Dagegen wurde bei dieser Plasmaheparinaktivität beim Menschen eine im Vergleich höhere aPTT-Ratio von im Median 2,5 (SHAPIRO et al. 1977; ZIMMERMANN et al. 1987) bis 4 (MATTHIAS u. DITTER 1984; ROSBOROUGH 1997) beschrieben. Beim Hund ist die geringere aPTT-Ratio wahrscheinlich durch höhere Aktivitäten von Faktor V und Faktor VIII:C bedingt (LUTZE u. KUTSCHMANN 1985; KARGES et al. 1994), die nur minimal durch UFH gehemmt werden, während die Aktivitäten von Faktor II und Xa, die die wichtigsten Gerinnungsfaktoren für die Wirkung von Heparin sind (ANDERSSON et al.

1979), sich nur minimal zwischen Hund und Mensch unterscheiden (LUTZE u.

KUTSCHMANN 1985; KARGES et al. 1994).

Daneben besteht bei Hund (MISCHKE 2003) und Mensch (BAIN et al. 1980; BRANDT u.

TRIPLETT 1981) eine Abhängigkeit der aPTT-Ratio vom Heparinpräparat, aPTT-Reagenz und der Messmethode. So wurden beim Vergleich von 6 verschiedenen kommerziell

(28)

erhältlichen aPTT-Reagenzien bei einer definierten UFH-Plasmakonzentration für den Hund signifikante, dosisabhängige Unterschiede der aPTT-Ratio zwischen den einzelnen Reagenzien nachgewiesen (MISCHKE 2003). Diese methodischen Einflüsse spiegeln sich auch in den erheblichen Unterschieden hinsichtlich der von verschiedenen Untersuchern bei einer entsprechenden Heparindosierung vorgefundenen aPTT-Ratio wider und erschweren den Vergleich zwischen verschiedenen Kliniken (Tab. 7 und 8). So lag beim Hund je nach Studie zum Zeitpunkt der maximalen aPTT-Verlängerung nach subkutaner Injektion von 250 I.E.(UFH)/kg KM eine aPTT-Ratio von 1,6 (GREEN 1980; 2 Stunden post injectionem) bzw.

1,2 (MISCHKE u. JACOBS 2001; 4 Stunden post injectionem) vor. Daher wird sowohl beim Hund (MISCHKE 2003) als auch beim Menschen (HIRSH u. RASCHKE 2004) dazu geraten, die aPTT mit den gewöhnlich benutzten Geräte und Reagenzien anhand von artifiziellen Plasmen mit zugesetztem UFH, die im therapeutischen Bereich von 0,3 bis 0,7 I.E./ml liegen, zu eichen.

Innerhalb einer Studie zeigen sich in der Regel recht enge Korrelationen zwischen der Plasmaheparinaktivität und der aPTT-Ratio. Bislang wurde die Korrelation zwischen Plasmaheparinaktivität von UFH und aPTT-Ratio für den Hund nur in einer Studie untersucht (MISCHKE u. JACOBS 2001). Bei gesunden Beagles lag der Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman (rs) bei 0,890 (p<0,0001). Beim Menschen ergaben sich reagenzabhängig für die Beziehung zwischen Plasmaheparinaktivität und aPTT-Ratio Korrelationskoeffizienten zwischen 0,75 bis 0,99 (VAN DEN BESSELAAR et al. 1990: 0,76–0,87; KITCHEN u.

PRESTON 1996: 0,75–0,89; MANZATO et al. 1998: 0,82–0,99). Für Plasmaheparinaktivitäten über 1,0 I.E./ml, wie sie aber nur zur Antikoagulanz beim extrakorporalem Kreislauf eingesetzt werden, ist die aPTT zur Überwachung völlig ungeeignet, da es zu Messzeiten kommt, die außerhalb des ermittelbaren Bereiches liegen (HIRSH et al. 1998).

(29)

Tab. 7: Literaturübersicht über die Abhängigkeit der Verlängerung der aktivierten partiellen Thromboplastinzeit (aPTT-Ratio*) nach intravenöser Injektion von unfraktioniertem Heparin beim Hund

Autor Heparin-Dosis

(I.E./kg KM)

aPTT-Ratio*

50 ca. 2,25 (10 min²)

100 ca. 21,5 (10 min²)

GENTRY (1977)

200 > 25 (10 min²)

100 1,8 (1 h²)

GREEN (1980)

200 2,8 (1 h²)

Bolus: 100 > 10,0

LEADLEY et al.

(1998) Infusion: 10 I.E./kg/min

25 2,7 (2 min²) bis 1,3 (30 min²)¹ 50 3,5 (2 min²) bis 1,2 (1 h²)¹ MISCHKE u.

JACBOBS (2001)

100 23,6 (2 min²) bis 1,6 (1 h2)¹

DIQUÉLO et al.

(2005) 200 ca. 5 (45 min²)

Legende:

* = Verhältnis der aPTT nach Heparingabe zum Ausgangswert

1 = Zeitraum einer signifikanten Verlängerung gegenüber dem Ausgangswert

2 = Zeit nach Heparinapplikation Abkürzungen:

ca. = circa h = Stunden

KM = Körpermasse min = Minuten

> = größer

(30)

Tab. 8: Literaturübersicht über die Abhängigkeit der Verlängerung der aktivierten partiellen Thromboplastinzeit (aPTT-Ratio*) nach subkutaner Injektion von unfraktioniertem Heparin beim Hund

Autor Heparin-Dosis

(I.E./kg KM)

aPTT-Ratio*

250 1,6 (2 h²)

500 2,6 (4 h²)

750 3,2 (4 h²)

GREEN (1980)

1000 5,7 (6 h²)

1,5 mg/kg KM 1,1 (4h²)

2,0 mg/kg KM 1,8 (4 h²

2,5 mg/kg KM 2,1 (4 h²) 3,0 mg/kg KM > 2,3 (4–6 h²) BHARGAVA et al.

(1981)

(bei 310 bis 340 I.E./mg)

250 1,4 (1 h²)

HELLEBREKERS et al.

(1985) 500 3,4 (2 h²)

250 1,2 (4 h²)¹

500 1,4 (4 h²)¹

MISCHKE u. JACBOBS (2001)

750 3,2 (3 h²)¹

DIQUELO et al. (2005) 200 1,55 (90–150 min²)

Legende:

* = Verhältnis der aPTT nach Heparingabe zum Ausgangswert

1 = Zeitpunkt der maximalen Verlängerung

h = Stunden

KM = Körpermasse

mg = Milligramm min = Minuten

> = größer

(31)

2.3.2 Thrombinzeit

Die gerinnungshemmende Wirkung von Heparin beeinflusst auch die Thrombinzeit (TZ) wirkungsvoll. Es besteht eine erhebliche Abhängigkeit vom Testreagenz, so dass dessen Heparinempfindlichkeit zuvor in vitro ermittelt werden sollte (MISCHKE u. NOLTE 1991).

Im Hinblick auf die Überwachung der Heparintherapie zeigt eine niedrige Thrombinkonzentration (z. B. 3 I.E./ml) im Reagenz zwar eine hohe Heparinempfindlichkeit, aber bei hohen Plasmaheparinaktivitäten, die bei der Thrombosetherapie erzielt werden, liegt die TZ häufig außerhalb des Messbereiches. Daher müssen bei der Therapie mit hohen Heparindosierungen auch hohe Thrombinkonzentrationen im Reagenz eingesetzt werden.

Hier ist die Heparinempfindlichkeit zwar geringer, aber auch bei experimentell in vitro erzeugten hohen Plasmaheparinaktivitäten werden auf diese Art zuverlässige Ergebnisse erreicht (MISCHKE u. NOLTE 1991; Tab. 9). So zeigte sich in einer neueren Studie bei gesunden Hunden (MISCHKE u. JACOBS 2001), dass die TZ mit einer Aktivität von 3 I.E./ml im Reagenz bei Verwendung von 100 µl Reagenz in einem Gesamttestvolumen von 300 µl bei Plasmaheparinaktivitäten >0,5 I.E./ml nicht messbar war (Tab. 10 und 11). Des Weiteren ist zu beachten, dass Unterschiede zwischen verschiedenen Testverfahren bestehen, daher kommt es nicht nur auf die Thrombinkonzentration im Testreagenz an, sondern auch auf die Menge des Testreagenzes im Probenansatz und auf die Verdünnung der Patientenprobe.

In der Humanmedizin wird bei der Heparintherapie eine Verlängerung der mit hoher Thrombinkonzentration gemessenen TZ vom Ausgangsniveau (TZ-Ratio) auf das 2- bis 3- fache angestrebt, entsprechend Plasmaheparinaktivitäten von 0,2 bis 0,6 I.E./ml (ROKA 1980; TILSNER et al. 1986; JAENECKE 1996). Ebenso wie beim Hund wird die Konzentration des Thrombinreagenzes der vorliegenden Plasmaheparinakivität angepasst (ZIMMERMANN et al. 1987).

(32)

Tab. 9: Literaturübersicht über die Abhängigkeit der Verlängerung der Thrombinzeit (TZ-Ratio*) bei Zugabe von spezifischen Konzentrationen von unfraktioniertem Heparin zu artifiziell erstellten Hundepoolplasmen

Autor Thrombinkonzentration im Reagenz (I.E./ml)

Dosis Plasmaheparin- konzentration

(I.E./ml)

TZ-Ratio

6 In vitro 0,10 1,15

3 In vitro 0,10 1,13

6 In vitro 0,20 1,29

3 In vitro 0,20 1,35

6 In vitro 0,40 1,59

3 In vitro 0,40 2,23

6 In vitro 0,60 2,05

3 In vitro 0,60 3,39

6 In vitro 0,80 3,20

MISCHKE u.

NOLTE (1991)

3 In vitro 0,80 5,15

Legende:

* = Verhältnis der TZ nach Heparingabe zum Ausgangswert Abkürzungen:

I.E. = Internationale Einheiten ml = Milliliter

Tab. 10: Literaturübersicht über die Verlängerung der Thrombinzeit (TZ-Ratio*) nach intravenöser Injektion von unfraktioniertem Heparin beim Hund

Autor Thrombin-

konzentration im Reagenz

(I.E./ml)

Heparin- dosis (I.E./kg

KM)

Plasmaheparinaktivität (I.E./ml)

TZ-Ratio*

6 3

25 25

0,03 (2 min); 0,34 (15 min) 0,03 (2 min); 0,34 (15 min)

2,2 (2 min) bis 1,3 (15 min)¹ 27,3 (2 min) bis 1,4 (15 min)¹ 6

3 50

50 0,75 (2 min); 0,25 ( 1h)

0,75 (2 min); 0,25 ( 1h) 6,5 (2 min) bis 1,4 (1 h)¹ n. m. (2 min) bis 1,9 (1 h)¹ MISCHKE

u.

JACOBS (2001)

6

3 100

100 1,61 (2 min); 0,61 (1 h)

1,61 (2 min); 0,61 (1 h) n. m. (2 min) bis 1,2 (1 h)¹ n. m. (2 min) bis 1,2 (1 h)¹ Legende:

* = Verhältnis der TZ nach Heparingabe zum Ausgangswert

1 = Zeitraum einer signifikanten Verlängerung gegenüber

dem Ausgangswert

Abkürzungen:

h = Stunden

KM = Körpermasse

min = Minuten ml = Milliliter n. m. = nicht messbar

(33)

Tab. 11: Literaturübersicht über die Abhängigkeit der Verlängerung der Thrombinzeit (TZ-Ratio*) nach subkutaner Injektion von unfraktioniertem Heparin beim Hund

Autor Thrombin-

konzentration im Reagenz (I.E./ml)

Heparindosis (I.E./kg KM)

Plasmaheparin- aktivität (I.E./ml)

TZ-Ratio*

n. a. 1,5 n. a. 1,1 (4h²)

n. a. 2,0 n. a. 1,8 (4 h²)

n. a. 2,5 n. a. 2,1 (4 h²)

n. a. 3,0 n. a. > 2,3 (4–6 h²)

BHARGAVA et al. (1981)

(bei 310 bis 340 I.E./mg) 6

3 250 0,19 (4 h) 1,2 (4 h)¹;

1,4 (4 h)¹ 6

3

500 0,50 (4 h)

0,47 (5 h)

1,5 (4 h)¹ 2,6 (5 h)¹ MISCHKE u.

JACOBS (2001)

6

3 750 1,04 (3 h)

0,43 bis 1,08 20,1 (3 h)¹ n. m. (2–12 h)¹ Legende:

* = Verhältnis der TZ nach Heparingabe zum Ausgangswert

1 = Zeitpunkt der maximalen Verlängerung

h = Stunden

KM = Körpermasse mg = Milligramm

ml = Milliliter n. a. = nicht angegeben n. m. = nicht messbar

> = größer

2.4 Klinische Relevanz des Einsatzes von unfraktioniertem Heparin bei chronischer Niereninsuffizienz

Die klinische Relevanz des Einsatzes von UFH bei chronischer Niereninsuffizienz (CNI) kann unterteilt werden in etablierte und mögliche Indikationen. Etabliert ist der Einsatz von UFH beim Hund wie beim Menschen zur Verhinderung der Gerinnselbildung im extrakorporalen Kreislauf im Rahmen der Durchführung von Hämodialysen oder Herzoperationen (HIRSH et al. 1998; ORTON et al. 2005). Insbesondere die Hämodialyse von Menschen, die an CNI erkrankt sind, ist eine Routineindikation für Heparin, wobei mittlerweile allerdings vermehrt niedermolekulares Heparin (NMH) eingesetzt wird (HAAS u. HAAS 1996; POLKINGHORNE et al. 2002). Beim Hund wird UFH dagegen weiterhin vor allem zur Prävention von Gerinnselbildungen und Thrombozytenadhäsionen im Dialysegerät

(34)

bzw. im extrakorporalen Kreislauf eingesetzt (COWGILL u. LANGSTON 1996; COWGILL u. ELLIOTT 2000; DÖRFELT et al. 2005).

Eine sinnvolle, wenn auch nicht etablierte Anwendung von UFH ergibt sich bei Hunden und Menschen mit CNI (SAGRIPANTI et al. 1993; MISCHKE 1997) oder nephrotischem Syndrom (GREEN u. KABEL 1982; PANICUCCI et al. 1983; RASEDEE et al. 1986), da im Rahmen dieser Erkrankungen eine gesteigerte intravasale Gerinnung beschrieben wird. Die dadurch erhöhte Gefahr für die Bildung von Thrombosen steht im Einklang mit dem Nachweis von quervernetzem Fibrin in den Glomerula von Menschen, die an schwerwiegenden Glomerulonephritiden erkankt sind (MC CUTCHEON et al. 1993) und mit dem histologischen Nachweis von Thrombosierungen der Nierengefäße bei Hunden mit nephrotischem Syndrom (RASEDEE et al. 1986). Als Marker der gesteigerten Gerinnung liegen bei Menschen mit CNI erhöhte Konzentrationen von Thrombin-Antithrombin-(TAT)- Komplexen und Prothrombin-Fragmenten vor, diese Veränderung werden durch die Hämodialyse noch verschlechtert. Eine Heparingabe hingegen konnte bei diesen Patienten die Konzentration der Marker durch eine verminderte Thrombinaktivierung reduzieren (AMBÜHL et al. 1997). Des Weiteren führten hohe Heparindosierungen bei Menschen mit CNI, die mit Hämodialyse behandelt wurden, zu einer ausgeprägteren Verminderung der TAT-Komplex-Konzentrationen als niedrige Heparindosierungen (IRELAND et al. 1991). In der Literatur finden sich bis zum jetzigen Zeitpunkt beim Hund weder Studien zum Einfluss der Hämodialyse noch von Heparin auf Marker einer aktivierten Gerinnung. Mögliche Veränderungen der Kinetik von UFH bei CNI sind darüber hinaus deshalb von Interesse, weil auch bei anderen Erkrankungen, bei denen eine Indikation für die Anwendung von UFH zur Prophylaxe bzw. Therapie einer disseminierten intravasalen Gerinnung (z. B. bei Septikämie) besteht, die Nierenfunktion vermindert sein kann (BARTON 2005).

(35)

2.5 Veränderungen der Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin durch Nierenerkrankungen

Bislang gibt es keine Untersuchungen zum Einfluss einer gestörten Nierenfunktion auf die Pharmakokinetik von UFH beim Hund. Bei Menschen, die an einer spontanen CNI leiden, sind die bislang vorliegenden Ergebnisse widersprüchlich. Einige Untersucher beobachteten eine Verlängerung der T50 (PERRY et al. 1974; TEIEN u. BJORNSON 1976; KANDROTAS et al. 1989), während andere keine Veränderungen pharmakokinetischer Parameter nachweisen konnten (SIMON et al. 1978; GOUDABLE et al. 1986; GLÄSER u. ANSTADT 1990; VAN WYK et al. 1995; Tab. 12).

Zwei Untersuchungen beim Kaninchen, bei denen eine bilaterale Nephrektomie durchgeführt wurde, konnten eine Verlängerung der T50 nachweisen (CARANOBE et al. 1985; PALM u.

MATTSON 1987). Eine weitere ältere Studie (MONKHOUSE u. DICKIE 1954) beschreibt höhere Heparinkonzentrationen nach bilateraler Nephrektomie beim Kaninchen im Vergleich zur gesunden Kontrolle, wobei keine genauen Werte angegeben und die Heparinnachweismethode nicht näher beschrieben wurde (Tab. 13). Es ist zu beachten, dass sehr unterschiedliche Heparinnachweisverfahren durchgeführt und verschiedene UFH- Präparate sowie -Dosierungen eingesetzt wurden.

Bislang liegen für die Kinetik von UFH bei Niereninsuffizienz keine Untersuchungen vor, bei denen der Grad der Nierenfunktionsstörung bestimmt wurde. Beim Menschen wurden allerdings Untersuchungen der Pharmakokinetik von NMH in Abhängigkeit zur glomerulären Filtrationsrate (GFR) durchgeführt. NMH wird aufgrund des geringeren Molekulargewichts vorwiegend glomerulär filtriert, so dass die Elimination über die erste Phase nur eine untergeordnete Rolle spielt (PALM u. MATTSON 1987; BONEU et al. 1988). Bei Menschen mit deutlich verminderter GFR aufgrund einer CNI, deren Behandlung in der Durchführung einer Hämodialyse bestand, wurde eine signifikante Verminderung der Cltot und eine signifikante Verlängerung der T50 des NMH Enoxaparin vorgefunden (HORY et al. 1991;

SANDERINK et al. 2002; HULOT et al. 2004). Eine signifikante Korrelation zwischen dem Grad der GFR-Verminderung und der Cltot dargestellt konnte nur in einer dieser Studien nachgewiesen werden (HULOT et al. 2004). Es scheinen Unterschiede zwischen den unterschiedlichen NMH-Präparaten zu bestehen, da bei anderen NMH wie z. B. Tilzeparin

(36)

und Fraxiparine die Korrelation zwischen verminderter Elimination und verminderter GFR nicht nachweisbar (GOUDABLE et al. 1991; MISMETTI et al. 1998; SIGURET et al. 2000) oder die pharmakokinetischen Veränderungen deutlich geringer ausgeprägt waren wie z. B.

bei Dalteparin (POLKINGHORNE et. al 2002). In der Literatur sind bis zum jetzigen Zeitpunkt keine Untersuchungen zum Hund zu finden, die sich mit Veränderungen der pharmakokinetischen Eigenschaften von UFH oder NMH bei einer eingeschränkten Nierenfunktion befassen.

(37)

- 37 - : Literaturvergleich zur Pharmakokinetik von unfraktioniertem Heparin (Uschenmit herabgesetzter Nierenfunktionaufgrundspontanerchroniscsuffizienz

Sonstiges

Schlussfolgerung:

T50 anhand der TZ ist signifikant kürzer als anhand der PoT

T₅₀ anhand der PoT bei Niereninsuffizienz ist im Vergleich zur gesunden Kontrolle verlängert T₅₀ anhand der TZ ist signifikant kürzer bei nephrektomierten Patienten, aber nicht bei den

niereninsuffizienten Patienten

Halbwertszeit (T₅₀) Gruppe 1a:

T50: 22,7±4,3 min¹ Gruppe 1b:

T₅₀: 36,8±4,6 min¹ Gruppe 2a:

T₅₀: 32,6±16,6 min¹ Gruppe 2b:

T₅₀: 47,5±16,9 min¹ Schlussfolgerung:

Verlängerung der T50 von UFH bei Menschen mit chronischer Niereninsuffizienz im Vergleich zur gesunden Kontrolle Gruppe 1:

T50 (PoT): 74,7 (66–87)² min T₅₀ (TZ): 64,.3 (63–66)² min Gruppe 2:

T₅₀ (PoT): 118,6 (11–128)² min T₅₀ (TZ): 75,8 (68–84)² min Gruppe 3:

T₅₀ (PoT): 97,8 (83–134)² min T₅₀ (TZ): 62,7 (49–87)² min Schlussfolgerung: Verlängerung der T50 von UFH bei Menschen mit chronischer

Niereninsuffizienz im Vergleich zur gesunden Kontrolle Testverfahren

Activated coagulation time

Polybrene Titration (PoT) nach GODAL (1960) Thrombinzeit (TZ) nach BLOMBÄCK et al. (1959) UFH-Dosierung

Gruppe 1:

1a: 0,6 I.E./ml Blutvolumen i.v.

1b: 0,3 I.E./ml Blutvolumen i.v.

Gruppe 2:

2a: 0,3 I.E./ml Blutvolumen i.v.

2b: 0,6 I.E./ml Blutvolumen i.v.

UFH: aus Rinderlungen (The Upjohn Company, Kalamazoo, Michigan) alle Gruppen:

100 I.E./kg KM i.v.

UFH: 5000 I.E./ml, Oslo, Norway

Aufbau Gruppe 1:

gesunde Kontrolle (n=10)

Gruppe 2:

chronische Niereninsuffizienz (n=13)

Gruppe 1:

gesunde Kontrolle (n=6)

Gruppe 2:

bilaterale Nephrektomie (n=5) Gruppe 3:

Autor PERRY et al.

(1974)

TEIEN u.

BJORNSON (1976)

(38)

- 38 - zung:^{Gruppe 1:}Cl (ml/min/kg): 0,64±0,11¹

T50 (min): 107±17¹ Vd (ml/kg): 70±7¹ Gruppe 2:

Cl (ml/min/kg): 0,60±0,13¹ T50 (min): 110±18¹ Vd (ml/kg): 71±12¹

kein signifikanter Unterschied zur gesunden Kontrolle (p>0.20) feststellbar Gruppe 3:

Cl (ml/min/kg): 0,86±0,28¹ T50 (min): 80±21¹

Vd (ml/kg): 78±12¹ signifikant beschleunigte Cl (p<0,025) und verkürzte T50

(p<0,005) zur gesunden Kontrolle feststellbar

bei NMH deutlicher Anstieg der T₅₀

Gruppe 1: 107±17 min¹ Gruppe 2: 110±18 min¹ Gruppe 3: 80±21 min¹ Schlussfolgerung:

keine Verlängerung der T50 von UFH bei Menschen mit chronischer Niereninsuffizienz im Vergleich zur gesunden Kontrolle feststellbar, aber eine verminderte T₅₀ von UFH bei Menschen mit chronischer Leberinsuffizienz im Vergleich zur gesunden Kontrolle

Gruppe 1:

T₅₀: 55±11 min¹ Gruppe 2:

T₅₀: 57±14 min¹

Schlussfolgerung: keine

Verlängerung der T50 von UFH bei Menschen mit chronischer Niereninsuffizienz Faktor Xa-

Methode nach YIN et al. (1973)

Endpunkt chromogene Nachweismethode, Stachrom Heparin, Stago Laboratories (Asnières, Frankreich) Gruppe 1:

75±0 I.E./kg KM¹ i.v.

Gruppe 2:

67±7 I.E./kg KM¹ i.v.

Gruppe 3:

70±9 I.E./kg KM¹ i.v.

UFH: aus Rinderlungen (Upjohn)

60 Anti-FXa I.E./kg KM i.v.

UFH:

Natriumheparin aus Schweinedarmmukosa 1000 I.E./ml

NMH: CY 222 Gruppe 1:

gesunde Kontrolle (n=17) Gruppe 2:

chronische

Niereninsuffizienz (n=12) Gruppe 3:

chronische

Leberinsuffizienz (n=7)

Gruppe 1:

chronische

Niereninsuffizienz im Endstadium (n=5) Gruppe 2:

gesunde Kontrollpatienten (n=6)

je ein Durchgang mit UFH bzw. NMH im Abstand von einer Woche SIMON et al.

(1978)

GOUDABLE et al. (1986)

(39)

- 39 - zung:

Sonstiges Parameter der

Heparinkinetik 1. Ordnung:

k: 0,0071±0,0032/min¹ T₅₀: 108,41±56,86 min¹ V: 65,55±23,17 ml/kg¹ Cl: 30,88±14,01 ml/min¹ BV: 57,19±6,44 ml/kg¹ PV: 37,74±4,25 ml/kg¹ Halbwertszeit (T50)

T₅₀: 108,41±56,86 min¹ Schlussfolgerung:

laut Autor zunächst Verlängerung, dann wieder Abnahme der T50

T50: 60–90 min, Schlussfolgerung:

T₅₀laut Autor im Normbereich, große individuelle Schwankungen Testverfahren

chromogene Nachweismethode (Testkit: ACA III, lot H7120C;

Discrete Clinical Analyzer, Du Pont, Wilmington, DE, U.S.A.)

chromogenes Substrat UFH-Dosierung

3000 bis 12000 I.E. i.v.

(Ziel: ACT 180 bis 210 sec)

Initialdosis:

50 I.E./kg KM i.v.

Nachinjektionen:

500/1000 I.E./Injektion i.v.

UFH: Natrium-Heparin (25000 E/ml)

Aufbau chronische Niereninsuffizienz im Endstadium mit chronischer Dialysebehandlung (n=21)

chronische Niereninsuffizienz mit Hämodialyse (n=20)

Autor KANDROTAS

et al. (1989)

GLÄSER u.

ANSTADT (1990)

(40)

- 40 -

Sonstiges Halbwertszeit (T50)

T50: 66 (42–225; Min-Max) min Schlussfolgerung: laut Autoren ist keine Verlängerung der T50

von UFH bei Menschen mit chronischer Niereninsuffizienz im Vergleich zu gesunden Menschen nachweisbar

T50 = Halbwertszeit TZ = Thrombinzeit u. = und

UFH = unfraktioniertes Heparin V = Volumen

Vd = Verteilungsvolumen > = größer

< = kleiner Testverfahren

chromogenes Testverfahren (Instrumentation Laboratory) Dosierung

5000–10000 I.E.

intra-dialysis UFH: aus

Schweinedarmmukosa (Natriumheparin, Labethica, SA)

kg = Kilogramm KM = Körpermasse

NMH = low molecular weight heparin ml = Milliliter

n = Anzahl

p = Irrtumswahrscheinlichkeit PoT = polybrene Titration PV = Plasmavolumen sec = Sekunden Aufbau

Autor VAN WYK et

al. (1995)

Legende:

1 = Angabe als Mittelwert ± Standardabweichung

² = Median (Minimum – Maximum)

Abkürzungen:

ACT = activated coagulation time Anti-FXa = anti-Faktor Xa

BV = Blutvolumen CL = Clearance E = Einheiten

I.E. = Internationale Einheiten i.v. = intravenös

k = Konstante der Eliminations- rate (0. Ordnung) zum Zeitpunkt 0