Kinetic behaviour of thallium in the rat

Abstract

• 1. In acute experiments anaesthetized rats were treated with a subthreshold dose of ²⁰⁴Tl⁺, given intravenously in order to study the elimination kinetics of Tl⁺. Thallium disappeared from whole blood by means of two different half-lives (5 and 196 min, respectively), whereas $V_{D_\beta }$amounted to 1400 ml. The same kinetic parameters were found after chronic exposure to toxic amounts of Tl⁺.

• 2. After chronic exposure to thallium (10 or 30 ppm in the drinking water), the distribution of thallium over various organs proved non-specific. However, a pronounced accumulation was found in the renal medulla.

• 3. In view of the importance of the renal route in the elimination of Tl⁺ from the body and also because of the established accumulation of the toxic metal in the kidney, the influence of potent diuretic agents like furosemide and ethacrynic acid on the excretion of Tl⁺ was studied.

The enhanced excretion of water and ions (Na⁺, K⁺, Cl⁻) was accompanied by a significantly accelerated excretion of thallium ions. High doses of ethacrynic acid (25 mg/kg) proved particularly powerful in this respect. Between the enhanced excretion of thallium and potassium ions a significant correlation was obvious, thus supporting the well-known similarity in the behaviour of these ions. The marked increase in renal elimination of thallium upon intensive diuretic treatment may be useful in the management of thallotoxicosis.

Zusammenfassung

• 1. Narkotisierte Ratten wurden im akuten Versuch mit einer unterschwelligen, intravenös verabreichten Dosis von ²⁰⁴Tl⁺ behandelt, mit dem Ziel, die Eliminationskinetik von Thallium zu untersuchen. Die Elimination des Tl⁺ aus Blut fand mittels zwei Halbwertzeiten (bzw. 5 und 196 min) statt, $V_{D_\beta }$betrug 1400ml.

  Die gleichen kinetische Größen erhielten wir nach chronischer Vorbehandlung von Ratten mit toxischen Mengen an Tl⁺.

• 2. Nach chronischer Behandlung mit Thallium (10 bzw. 30 ppm im Trinkwasser) erwies sich die Verteilung des Metalls über verschiedene Organe als unspezifisch. Lediglich im Nierenmark fanden wir eine signifikante Anhäufung.

• 3. Die renale Elimination ist ein wichtiger Ausscheidungsweg von Thallium, während außerdem (s. oben) eine Anhäufung des toxischen Metalles in der Niere stattfindet. Infolgedessen untersuchten wir den Einfluß stark wirksamer Diuretika wie Furosemid und Ethacrynsäure auf die Tl⁺-Ausscheidung. Die verstärkte Ausscheidung von Wasser und Ionen (Na⁺, K⁺, Cl⁻) wurde von einer signifikant beschleunigten Tl⁺-Ausscheidung begleitet. Hohe Dosen von Ethacrynsäure (25 mg/kg) erwiesen sich als besonders wirkungsvoll.

Zwischen der Elimination von Kalium und Thallium stellten wir eine signifikante Korrelation fest, die bekannte Ähnlichkeit beider Metalle wurde hierdurch weiterhin betont.

Der starke Anstieg der renalen Elimination von Thallium durch intensive diuretische Maßnahmen ist möglicherweise für die Behandlung der Thalliumvergiftung von praktischer Bedeutung.