Digoxin and digitoxin elimination in man by charcoal hemoperfusion

Zusammenfassung

Bisher gibt es keine allgemein anwendbare kausale Therapie lebensbedrohlicher Digitalis-Intoxikationen. Daher wurde in vitro und in vivo beim Menschen untersucht, ob die Hämoperfusion mit beschichteter Aktivkohle toxikologisch relevante Mengen von Herzglykosiden zu eliminieren vermag. Bei einer Blutumlaufgeschwindigkeit von 100 ml/min betrug in vitro die Digoxin-Clearance durch Hämoperfusion 51±8 ml/min, im Vergleich zu 24,3±11,3 ml/min durch die Hämodialyse. Für Digitoxin fand sich eine Clearance von 31,7±13,4 ml/min durch Hämoperfusion, während bei Hämodialyse kein meßbarer Anteil des Glykosids eliminiert wurde.

Diese Clearence-Werte lassen erwarten, daß die Herzglykoside durch die Hämoperfusion aus dem Blut eliminiert werden, ohne daß allerdings durch die in vitro-Untersuchung eine Aussage möglich ist, ob toxische Glykosidkonzentrationen im Gewebe hierdurch gesenkt werden können.

Bei 2 Patienten, bei denen aus anderen Gründen eine Hämoperfusion durchgeführt wurde, wurde Digoxin nach einer Bolusinjektion von 0,5 mg mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,125 ml/h infundiert und der Effekt der Hämoperfusion ermittelt. Bei einer mittleren Digoxin-Clearance von 77 ml/min wurden durch eine 4- bzw. 6-stündige Hämoperfusion nur 5% und 4,5% der applizierten Dosis eliminiert. Dahingegen wurden bei gleichem Vorgehen bei 2 anderen Patienten im Mittel 24% der verabreichten Digitoxin-Dosis durch eine 4- bzw. 6stündige Hämoperfusion eliminiert, obwohl die Digitoxin-Clearance deutlich unter der Digoxin-Clearance lag. Die geringe Effektivität der Hämoperfusion bei der Digoxinelimination ist auf das große Verteilungsvolumen dieses Glykosids zurückzuführen, welches durch hohe Gewebe-und niedrige Plasmakonzentrationen gekennzeichnet ist. Andererseits ist die gute Wirkung der Hämoperfusion in der Elimination von Digitoxin auf das deutlich kleinere Verteilungsvolumen zurückzuführen und läßt den Einsatz der Hämoperfusion bei lebensbedrohlicher Digitoxin-Intoxikation sinnvoll erscheinen.

Summary

Since there is no widely used causal means of reducing the severity of massive digitalis intoxication the capability of hemoperfusion with coated activated charcoal to remove toxicologically relevant amounts of digoxin and digitoxin was evaluated in vitro and in man. At a blood flow rate of 100 ml/min the digoxin clearance by hemoperfusion in vitro was 51±8 ml/min in comparison to 24.3±11.3 ml/min by hemodialysis. The average hemoperfusion clearance of digitoxin was 31.7±13.4 ml/min, whereas almost no digitoxin was removed by hemodialysis. These clearance values point to the ability of hemoperfusion of eliminating digitalis glycosides from the blood. They do not clarify the essential question whether it is possible to lower the toxic concentrations in the tissues.

In two patients being on hemoperfusion for other reasons, 0.5 mg digoxin were injected intravenously as a bolus 1 h prior to the beginning of hemoperfusion and 0.125 mg/h were infused continuously over 4h simultaneously with hemoperfusion. By an average digoxin clearance of 77 ml/min, only 5 and 4.5% of the dose given were removed by this procedure. In 2 patients receiving digitoxin under the same trial conditions an average of 24% of the digitoxin load were eliminated by 4 to 6 h hemoperfusion period although the clearance values obtained were below the clearance for digoxin.

The lack of effectiveness in eliminating toxicological relevant amounts of digoxin is due to the quite high distribution volume which results in high tissue concentrations and low blood concentrations of the drug. On the other hand the effective removal of digitoxin is due to the appreciably smaller distribution volume and suggests that hemoperfusion may be a valuable method of rapid reversal of advanced digitoxin toxicity in man.