Experimentelle Untersuchungen über Aufnahme, Abtransport und Abbau cancerogener Kohlenwasserstoffe im Bereich des Respirationstraktes

Summary

To administer carcinogens intratracheally suspensions of the carcinogens must be homogeneous, since with nonhomogeneous suspensions (for instance, benzpyrenehaematite in water) an exact dosage becomes difficult. Solutions in Lutrol and suspensions in CMC+saline can be dosed with good reproduceability. To obtain a uniform distribution of the carcinogen in the lungs the exact position of the cannula in the trachea and an injection volume as small as possible are decisive.

With application of aerosols a diffuse distribution in the respiratory tract is guaranteed, but only very small amounts of the carcinogen reach the lungs. These small amounts seem insufficient to produce carcinomas.

When true solutions of the carcinogen are administered, the major part of the carcinogen disappears from the lungs after 2 days and from the body after 5 days. DMBA is resorbed from the lungs more quickly than benzpyrene. A small part of the hydrocarbons is excreted unchanged in the faeces.

Benzpyrene dissolved in Lutrol is resorbed most rapidly. The rate of resorption of benzpyrene in sesame oil is almost in the same range. The addition of soot to the Lutrol-benzpyrene solution slightly inhibits the resorption process. Benzpyrene in CMC-saline suspension is resorbed considerably more slowly, as is benzpyrene applied with haematite in saline. It is supposed that in these suspensions only minimal amounts of the carcinogen are always in solution, or are dissolved by body liquids or cellular processes. Pretreatment of the lung tissue with soot injections or soot aerosols inhibts the resorption of the carcinogens subsequently given.

The occurrence of 8-hydroxybenzpyrene in the faeces indicates that the disappearance of hydrocarbons from the organism of the hamster is due to enzymatic conversion into metabolites. A few minutes after application, haematogenous generalisation of the carcinogens already has taken place.

The difficulties of the dose-response-relations in the production of carcinomas in the lungs are discussed in comparison with other organs. The numerous factors which may influence the action of carcinogens in the respiratory tract are also analyzed.

Zusammenfassung

Bei der intrapulmonalen Applikation von Carcinogenen müssen Suspensionen von Carcinogen homogen sein, da bei inhomogenen Suspensionen (z. B. Benzpyren-Hämatit in Wasser) eine genaue Dosierung schwierig wird. Lösungen in Lutrol und Suspensionen in CMC+Kochsalzlösung lassen sich gut reproduzierbar dosieren. Für die gleichmäßige Verteilung ist eine möglichst genaue Lage der Kanüle in der Trachea und ein möglichst geringes Injektionsvolumen ausschlaggebend. Bei der Applikation als Aerosol ist zwar eine diffusere Verteilung in den Atemwegen gewährleistet, die Menge des Carcinogens, welches die Lunge erreicht, ist jedoch so gering, daß sie nicht für die Carcinomerzeugung ausreichen dürfte. Bei Applikation echter Lösungen ist bereits nach 2 Tagen das Cancerogen weitgehend aus der Lunge und nach 5 Tagen aus dem Körper verschwunden.

DMBA wird aus der Lunge schneller resorbiert als Benzpyren. Ein geringer Teil der Kohlenwasserstoffe wird unverändert im Kot ausgeschieden. In Lutrol gelöstes Benzpyren ist am schnellsten resorbiert. Die Resorptionsgeschwindigkeit von Benzpyren in Sesamöl liegt fast in der gleichen Größenordnung. Die Zugabe von Ruß zur Lutrol-Benzpyrenlösung hemmt die Resorptionsvorgänge geringfügig. In CMC-Kochsalzlösung suspendiertes Benzpyren wird um ein Mehrfaches langsamer resorbiert, ebenfalls das mit Hämatit in Kochsalzlösung applizierte Benzpyren. Es ist anzunehmen, daß sich bei diesen Suspensionen immer nur ein Teil des Cancerogens in Lösung befindet, bzw. durch Körperflüssigkeiten oder celluläre Vorgänge gelöst wird. Die Vorbehandlung des Lungengewebes mit Rußinjektionen oder Rußaerosolen hemmt die Resorption der anschließend gegebenen Cancerogene.

Das Vorkommen von 8-Hydroxybenzpyren im Kot zeigt, daß das Verschwinden der Kohlenwasserstoffe aus dem Hamsterorganismus auf enzymatischen Abbau zu Metaboliten zurückzuführen ist. Bereits Minuten nach der Applikation erfolgt die hämatogene Generalisation der Cancerogene.

In der Diskussion werden die Schwierigkeiten der Dosis-Wirkungsbeziehungen bei der Carcinomerzeugung in der Lunge im Vergleich zu anderen Organen, z. B. bei der Applikation an der Haut, besprochen und die vielfältigen Faktoren diskutiert, die die Wirkung der Cancerogene im Atemtrakt beeinflussen können.