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Experimentelles proteolytisches Lungenemphysem und die Lungenfunktion (Hundeversuche)

Experimental proteolytic emphysema and lung function in dogs

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Abstract

Inhalation of papain was found to cause emphysema of the lung in dogs and other animals. Following morphological changes, ventilation/perfusion imbalance with arterial hypoxia developed. An increase was observed in lung compliance and in the sensitivity of the sensory receptors of the bronchial system. Pressure in the arteria pulmonalis remained normal until 72 days after the first inhalation of papain. The animals were exposed to papain a total of 5 times over a period of 60 days. We conclude from these studies that emphysema of the lung and airway obstruction are diseases that develop relatively independent of each other. Emphysema of the lung causes only a few changes in lung function that are not very important from the clinical point of view. Airway obstruction is the most important factor for the clinical picture. Glucosteroides could not prevent the morphological and functional changes that followed the inhalation of papain.

Zusammenfassung

Papain-Inhalationen bewirken emphysematösen Umbau der Lunge bei Hunden, wie auch bei anderen Tierarten beschrieben.

Funktionell entwickelt sich eine schwerere Verteilungsstörung mit arterieller Hypoxie, Vergrößerung der Lungencompliance und eine Empfindlichkeitssteigerung der sensorischen Rezeptoren des Bronchialsystems Acetylcholin gegenüber. Die Drucke in der A. pulmonalis bleiben bis 72 Tage nach der ersten von insgesamt fünf Papain-Inhalationen normal.

Aus den Versuchen wird geschlossen, daß Emphysembildung wie Atemwegsobstruktion relativ unabhängig voneinander sich entwickelnde Krankheiten darstellen. Emphysembildungen verursachen klinisch relativ wenig gravierende Funktionsstörungen. Die Atemwegsobstruktion bedingt vor allem die klinisch relevanten Krankheitsbilder. Schwere Emphysembildung kann für das Angehen der Atemwegsobstruktion förderlich sein. Glucocorticoide waren nicht in der Lage, die durch die Papain-Inhalation hervorgerufenen morphologischen wie funktionellen Veränderungen zu hemmen.

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Literatur

  1. Aviado, D. M.: Experimental Pulmonary Emphysema and Progesterone. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 419. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  2. Caldwell, E. J.: Physiologic and anatomic effects of papain on the rabbit lung. J. Appl. Physiol.31, 458 (1971)

    PubMed  Google Scholar 

  3. Duffell, G. M., Ingram, R. H., Marcus, J. H.: Limitation of expiratory flow in chronic obstructive pulmonary disease. Ann. Intern. Med.72, 365 (1970)

    PubMed  Google Scholar 

  4. Eriksson, S.: Studies in alpha1-antitrypsin deficiency. Acta Med. Scand.177, 1 (1965)

    Google Scholar 

  5. Eriksson, S., Berven, H.: Lung function in homozygous alpha1-antitrypsin deficiency: Studies in patients with severe disease. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 7. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  6. Eriksson, S., Hedenstierna, G., Söderholm, B.: Lung function in homozygous alpha1-antitrypsin deficiency: Mechanics and regional function in an asymptomatic male. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 25. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  7. Geratz, J. D.: Specific low-molecular-weight inhibitors of trypsin — their structure-activity relationships and possible clinical uses. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 325. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  8. Goldring, I. P., Greenberg, L., Ratner, I. M.: On the production of emphysema in Syrian hamsters by aerosol inhalation of papain. Arch. Environ. Health16, 59 (1968)

    PubMed  Google Scholar 

  9. Goldring, I. P., Park, S. S., Greenberg, L., Ratner, I. M.: Sequential anatomic changes in lungs exposed to papain and other proteolytic enzymes. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 389. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  10. Gross, P.: Diskussionsbemerkung in Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 462. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  11. Gross, P., Babyak, M. A., Tolker, E., Kaschak, M.: Enzymatically produced pulmonary emphysema. A Preliminary report. J. Occup. Med.6, 481 (1964)

    Google Scholar 

  12. Gross, P., Pfitzer, E. A., Tolker, E.: Experimental emphysema. Its production with papain in normal and silicotic rats. Arch. Environ. Health11, 50 (1965)

    PubMed  Google Scholar 

  13. Harley, R. A.: Pulmonary vascular changes in experimental papain emphysema. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, S. 449, ed. Charles Mittman, Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  14. Heilmeyer, L., Schmidt, F.: Die progressive Lungendystrophie. Dtsch. med. Wschr.81, 1293, 2117 (1956)

    PubMed  Google Scholar 

  15. Islam, M. S., Ulmer, W. T.: Der Wirkungsmechanismus von Serotonin (5-Hydroxytryptamin) und Histamin bei der Atemwegsobstruktion. Respiration30, 360 (1973)

    PubMed  Google Scholar 

  16. Kimbel, P., Mass, B., Ikeda, T., Weinbaum, G.: Emphysema in dogs induced by leucocyte contents. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 411. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  17. Kleinerman, J., Rynbrandt, D. J.: Papain-induced emphysema in hamsters: The effect of agents that increase serum alpha1-antitrypsin. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 421. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  18. Könn, G.: Über morphologische Befunde bei dem klinischen Bild der progressiven Lungendystrophie. Verh. Dtsch. Ges. Path. 151 (1960), Beitr. Klin. Tuberk.124, 164 (1961)

  19. Kueppers, F.: The major proteinase inhibitor in rabbit serum. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 355. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  20. Laskowski, M., jr.: Interaction of Proteinases with protein. Proteinase inhibitors. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 311. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  21. Laurell, C.-B.: Comparison of alpha1-antitrypsin and alpha2-macroglobulin. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 349. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  22. Mandl, I., Keller, S., Hosannah, Y., Blackwood, C. E.: Induction and prevention of experimental emphysema. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, S. 439, ed. Charles Mittman, Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  23. Matthes, K., Ulmer, W. T.: Untersuchungen über die pathophysiologische Bedeutung des Emphysems. I. Mitteilung: Verschiedene Emphysemformen. Dtsch. Arch. klin. Med.204, 275 (1957)

    PubMed  Google Scholar 

  24. Mittman, Ch., Lieberman, J., Miranda, A., Marasso, F.: Pulmonary disease in intermediate alpha1-antitrypsin dificiency. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 33. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  25. Niewoehner, D. E., Kleinerman, J.: Effects of experimental emphysema and bronchiolitis on lung mechanics and morphometry. J. Appl. Physiol.35, 25 (1973)

    PubMed  Google Scholar 

  26. Park, S. S., Janis, M., Colp, Ch., Goldring, I. P., Williams, M. H.: Mechanics in papain-induced and human emphysema. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 471. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  27. Pushpakom, R., Hogg, J. C., Woolcock, A. J., Angus, A. E., Macklem, P. T., Thurlbeck, W. M.: Experimental papain induced emphysema in dogs. Am. Rev. Resp. Dis.102, 778 (1970)

    PubMed  Google Scholar 

  28. Rasche, B., Ulmer, W. T.: Über die Möglichkeiten der Inaktivierung der Proteaseaktivität im Sputum bei chronisch obstruktiven Atemwegserkrankungen durch Proteaseinhibitoren. Res. exp. Med.158, 229 (1972)

    Article  Google Scholar 

  29. Rasche, B., Ulmer, W. T.: Klinische und biochemische Untersuchungen an Patienten mit Lungenemphysem bei alpha1-Antitrypsindefizit. Respiration31, 262 (1974)

    PubMed  Google Scholar 

  30. Rasche, B., Marcic, I., Ulmer, W. T.: Über die Wirkung eines Proteaseinhibitors auf die Lungenfunktion sowie die inhibitorische Aktivität des Sputums bei Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis. Arzneimittel-Forsch. (im Druck)

  31. Travis, J., Coan, M. H.: Specificity of inhibitors for human proteases. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 341. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

  32. Ulmer, W. T., Reif, E.: Die obstruktiven Erkrankungen der Atemwege. Klinische Bedeutung und objektiver Nachweis mit der Ganzkörperplethysmographie. Dtsch. med. Wschr.90, 1803 (1965)

    PubMed  Google Scholar 

  33. Ulmer, W. T., Reif, E., Weller, W.: Die obstruktiven Atemwegserkrankungen. Stuttgart: Thieme 1966

    Google Scholar 

  34. Ulmer, W. T., Reichel, G., Nolte, D.: Die Lungenfunktion. Physiologie und Pathophysiologie. Methodik. Stuttgart: Thieme 1970

    Google Scholar 

  35. Ulmer, W. T., Islam, M. S., Bakran, I., jr.: Untersuchungen zur Ursache der Atemwegsobstruktion und des überempfindlichen Bronchialsystems. Dtsch. med. Wschr.96, 1759 (1971)

    PubMed  Google Scholar 

  36. Ulmer, W. T., Islam, M. S.: Die Acetylcholinempfindlichkeit des Bronchialbaumes. Respiration31, 137 (1974)

    PubMed  Google Scholar 

  37. Vogel, R., Trautschold, I., Werle, E.: „Natural Proteinase Inhibitors“. Academic Press New York 1969

    Google Scholar 

  38. Weller, W., Reif, E.: Methode zur Messung absoluter Intrapleuraldrucke mit dem Ösophagus-Ballonkatheter. Med. thorac.22, 574 (1965)

    PubMed  Google Scholar 

  39. Werle, E.: The plasma kallikrein-kinin system and its inhibitors: Physiological and pathological considerations. In: Pulmonary Emphysema and Proteolysis, ed. Charles Mittman, S. 295. Academic Press New York 1972

    Google Scholar 

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Islam, M.S., Könn, G., Oellig, W.P. et al. Experimentelles proteolytisches Lungenemphysem und die Lungenfunktion (Hundeversuche). Pneumologie 151, 55–71 (1974). https://doi.org/10.1007/BF02101144

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