Hemmung der Erythrocyten-Sedimentation und -Aggregation in vitro durch verschiedene Substanzen

Zusammenfassung

Eine Anzahl von Pyrimidopyrimidin-Derivaten, die vorausgegangenen Befunden zufolge die Phosphat-, Monosaccharid- und Adenosin-Permeabilität menschlicher Erythrocyten beträchtlich reduzieren, erwiesen sich in niedrigen Konzentrationen als Hemmstoffe der Erythrocyten-Sedimentation (ESR). Ihre Wirkung ist vom Suspensionsmedium weitgehend unabhängig und tritt sowohl in Plasma als auch in salinen Medien und Lösungen von Hochpolymeren (Fibrinogen, Dextrane, Stärke) auf.

Am stärksten wirkt — neben dem als Coronardilatator bekannten Dipyridamol — 2,6-Dipiperidino-4,8-di (β-oxyäthylamino)-pyrimido (5,4-d) pyrimidin (=RA₂₀), das in einer Endkonzentration von 5×10⁻⁵ Mol/l die ESR fast vollständig blockiert. Das Ausmaß dieser Senkungshemmung läßt keine Abhängigkeit vom extracellulären pH erkennen; dagegen wird die ESR als solche von der H⁺-Ionenkonzentration deutlich beeinflußt (Maximum der Sedimentationsgeschwindigkeit in allen untersuchten Medien zwischen pH 7,6 und 8,0).

Wie sich in mikroskopischen Studien zeigte, kommt es unter dem Einfluß von senkungsaktiven Pyrimidopyrimidin-Derivaten zu Formveränderungen der Erythrocyten, und zwar bilden sich sphärische Stechapfelzellen, die der „crenated form I“ vonPonder entsprechen. Diese Zellen können sich nicht zu Rouleaux oder Aggregaten zusammenlagern und sedimentieren daher nur noch extrem langsam. Die Formveränderungen lassen sich durch zweimalige Waschung der Erythrocyten in saliner Lösung und anschließende Resuspension in Plasma vollständig rückgängig machen.

Auch andere Substanzen, die bereits als Hemmstoffe der ESR bekannt sind, bedingen Formtransformationen der Erythrocyten. Unter Einwirkung von Phenylbutazon, Na-Salicylat, Na-Laurylsulfat u.a. entstehen sphärische Stechapfelzellen bzw. Kugelzellen, in Gegenwart verschiedener Antihistaminica, z. B. Pheniramin oder Bamipin, treten „Napfzellen“ auf. Die senkungshemmende Wirkung aller von uns geprüften Substanzen dürfte allein durch die beschriebenen Formveränderungen verursacht sein. Es erscheint nicht notwendig, einen Angriff derartiger „Senkungsblocker“ an den spezifischen Agglomerinen des Plasmas anzunehmen.

Aus den vorliegenden Untersuchungen ergeben sich neue Aspekte hinsichtlich der Theorie der Blutkörperchensenkung sowie möglicher Beziehungen zwischen Erythrocytenform und Membranpermeabilität. Darüber hinaus stellt sich die interessante Frage, ob Substanzen, welche die Erythrocytenform reversibel verändern, durch „blood sludge“ verursachte Mikrozirkulationsstörungen günstig zu beeinflussen vermögen.

Summary

A number of pyrimidopyrimidine (=RA) derivatives previously shown to inhibit the penetration of phosphate ions, monosaccharides, and adenosine across the human red cell membrane were found to reduce the sedimentation rate of erythrocytes (ESR) suspended in plasma, saline or solutions of high polymeres (fibrinogene, dextrane, starch).

2,6-Dipiperidino-4,8-di(β-oxyethylamino)-pyrimido (5,4-d) pyrimidine (=RA₂₀), the strongest inhibitor among the effective compounds, blocked ESR almost completely in a final concentration of 5×10⁻⁵ mol/l. The degree of inhibition was not altered by changes of extracellular pH, although ESR itself proved to be strongly dependent on hydrogen ion concentration (maximal sedimentation between pH 7,6 and 8,0).

By microscopical studies it could be demonstrated that pyrimidopyrimidines reducing ESR cause the normal biconcave red cells to turn immediately into crenated spheres. These crenated cells do not form rouleaux or aggregates and therefore their sedimentation rate is low. The shape changes of the erythrocytes induced by RA-derivatives proved to be fully reversible when the cells were washed twice with an excess volume of saline and resuspended in plasma.

In additional studies it was shown that shape changes of red blood cells occur also in the presence of those compounds already known to reduce ESR. While phenylbutazone, salicylate, laurylsulfate et al. produce crenated spheres or spheres, antihistaminic substances, like pheniramine and bamipine induce the formation of so called cup-cells. The reduction of ESR under the influence of these compounds can thus be sufficiently explained — like in the case of RA-derivatives — as being a consequence of the loss of the bidiscoidal shape of the red cells. It does not seem necessary to postulate a reaction of these ESR-reducing agents with the specific agglomerines of the plasma, as other authors have done.

The results of our studies are discussed with respect to the mechanism of erythrocyte sedimentation and with regard to the possibility of using non-hemolyzing shape changing substances in the treatment of blood sludging.