Diffusion as a mechanism of postmortem drug redistribution: An experimental study in rats

Summary

In some cases of drug overdose there is a reservoir of unabsorbed drug in the stomach and gut. Furthermore, agonal aspiration might establish a second reservoir in the lungs. Two experimental rat models were used to study if diffusion from these reservoirs could contribute to the phenomenon of postmortem drug redistribution. Overnight fasted rats were sacrificed by CO₂ and 75 mg of amitriptyline (AMI) was administered by a gastric tube. In the first series (n = 19), the tubes were removed after AMI administration. In the second series (n = 17), the trachea was ligated and cut prior to drug administration to prevent airways contamination. The rats were left at room temperature on their back for a period of 5, 10, 24, 48, 96 up to 192 h and samples of heart blood, blood from the inferior vena cava, tissue samples from heart, lungs, different liver lobes, kidney and psoas muscle were taken. In both series of rats we observed that as early as 5 h postmortem increasing concentrations of amitriptyline were found in the liver lobes lying closest to the stomach. In rats where the trachea was not ligated, drug contamination of the lungs also resulted in an increase in drug concentration within 5 h in heart blood and heart muscle. In rats where the trachea had been ligated, amitriptyline was found in the lungs after 96 h postmortem. The main metabolite nortriptyline was also detected. We concluded that postmortem diffusion from the gastrointestinal tract could be a major mechanism behind the phenomenon of postmortem redistribution of drugs in human case material, and that agonal aspiration may be followed by a rapid increase in postmortem drug concentration in autopsy samples.

Zusammenfassung

In einigen Fällen von Medikamenten-Dosierung gibt es ein Reservoir nicht-resorbierter Wirkstoffe im Magen und im Darm. Außerdem könnte eine agonale Aspiration zur Entstehung eines weiteren Reservoirs in den Lungen führen. Zwei experimentelle Tiermodelle mit Ratten wurden benutzt, um zu untersuchen, ob die Diffusion von diesen Reservoirs einen Beitrag leistet zu dem Phänomen der postmortalen Wirkstoff-Umverteilung. Während der Nacht hatten die Ratten keine Nahrung und wurden mit CO₂ getötet, und zusätzlich wurde eine Dosis von 75 mg Amitriptylin (AMI) durch einen Magenschlauch gegeben. In der ersten Serie (n = 19) wurden die Schläuche nach der AMI-Zuführung entfernt. In der zweiten Serie (n = 17) wurde die Trachea vor der Zuführung des Wirkstoffs ligiert und durchtrennt, um eine Kontaminierung der Luftwege zu verhindern. Die Ratten wurden bei Raumtemperatur auf dem Rücken liegen gelassen für Zeiträume von 5, 10, 24, 48, 96 bis zu 192 Stunden, und Proben des Herzblutes, von der unteren Hohlvene, Gewebsproben vom Herzen, den Lungen, verschiedenen Leberlappen, von der Niere und vom Psoasmuskel wurden entnommen. In beiden Serien beobachteten wir, daß bereits 5 Stunden postmortem ansteigende Konzentrationen von Amitriptylin in den Leberlappen gefunden wurden, welche am nächsten zum Magen liegen. Bei den Ratten, bei welchen die Trachea nicht ligiert wurde, führte die Kontamination der Lungen mit Wirkstoff innerhalb von 5 Stunden zu einem Anstieg des Medikamentes im Herzblut und im Herzmuskel. Bei Ratten, bei welchen die Trachea ligiert worden war, wurde Amitriptylin nach 96 Stunden in den Lungen gefunden. Der Hauptmetabolit Nortriptylin wurde auch gefunden. Wir schlußfolgern, daß die postmortale Diffusion vom Gastrointestinaltrakt ein Hauptmechanismus sein könnte, welcher verantwortlich ist für die postmortale Umverteilung von Wirkstoffen in menschlichen Todesfällen und daß eine agonale Aspiration von einem raschen Anstieg der postmortalen Wirkstoffkonzentration in Autopsieproben gefolgt wird.