Studies on the diffusion of cephradine and cephalothin into human tissue

Summary

The penetration of cephradine and cephalothin into human heart muscle, prostatic tissue, brain tissue, and the CSF was studied in two patient groups. The serum levels of cephalotin were 2 times lower than those of cephradine. The mean tissue concentrations of cephradine in heart muscle were 10 times higher and in prostatic tissue 3.4 times higher than those of cephalothin after a dosage of 100 mg/kg and 2 g respectively of each antibiotic. Brain tissue values of cephalothin were not detectable after administration of 2 g of the drug, whereas the mean values of cephradine were 1.75µg/g. After a dosage of 4 g the values rose to 12.75µg/g in the case of cephradine and only to 1µg/g after cephalothin. In the CSF were no or very low concentrations of both substances in the case of uninflamed meninges. The findings can be explained by the metabolisation rate of cephalothin of 32–40% whereas cephradine is not metabolized. The difference in the protein binding of both substances was not taken into consideration when comparing the serum levels, but it may play an important role concerning the ability of each drug to reach the tissues. The high tissue levels of cephradine fulfill an important condition for the antibacterial chemotherapy of infections.

Zusammenfassung

Die Penetration von Cephradin und Cephalothin in menschliches Herzmuskel-, Prostata- und Hirngewebe, sowie in den Liquor cerebrospinalis wurde bei jeweils zwei Patientengruppen untersucht. Die Serumkonzentrationen von Cephalothin waren 2fach niedriger als diejenigen von Cephradin. Die mittleren Gewebekonzentrationen von Cephradin waren im Herzmuskel 10fach, im Prostatagewebe 3,4fach höher als diejenigen des Cephalothin nach Applikation von 100 mg/kg bzw. 2 g intravenös jeweils beider Substanzen. Nach Applikation von 2 g Cephalothin i. v. waren im Hirngewebe keine Konzentrationen dieser Substanz nachweisbar, wogegen die mittleren Cephradin-Werte bei 1,75µg/g lagen. Nach Applikation einer Dosis von 4 g erhöhten sich die Werte auf 12,75µg/g im Falle des Cephradin und lediglich auf 1µg/g beim Cephalothin. Im Liquor cerebrospinalis waren bei nicht entzündeten Meningen keine oder nur sehr niedrige Konzentrationen der beiden Antibiotika nachweisbar. Die Befunde werden mit der relativ hohen Metabolisierungsrate des Cephalothins (32–40%) erklärt. Cephradin wird nicht metabolisiert. Der Unterschied in der Serumeiweißbindung der beiden Substanzen mag eine bedeutende Rolle im Hinblick auf die Penetrationsfähigkeit ins Gewebe spielen. Die hohen Gewebekonzentrationen des Cephradins sind von wesentlicher Bedeutung für die klinische Anwendung dieses Antibiotikums.