Über die Blutdruckwirkung des Dopamins

Naunyn-Schmiedeberg's Arch. exp. Path. u. Pharmak, 246, 133--146 (1963)

Aus dem Pharmakologischen Institut der Universiti~t Frankfurt a.M. (Direktor: Prof. I)r. P. ]:IOLTZ)

Uber die Blutdruekwirkung des Dopamins Von

P. HOLTZ~ K. STOCK und E. WESTERMANN

Mit 8 TextabbildungerL

(Eingegangen am 26. Juni 1963)

Die Dopadeearboxylase decarboxyliert stereo-spezifisch L-Dopa zu Dopamin (HoLTZ U. HwISE 1938). Zur biologischen Austestung benutzten wir unter anderem die blutdrucksteigernde Wirkung des Doparains an der Katze; sie ist 30--40mal schw~cher als diejenige des Adrenalins und wird wie diese dureh , ,Sympathieolytica", z. B. ¥ohimbin, in eine blutdrucksenkende Wirkung umgekehrt (HOLTZ, CRED~.R U. KRO~E- B~RG 1947). - - Die Inkubat ion fermenthaltiger Organextrakte, z .B. tines Nierenextraktes, mit L-Dopa mu~te unter AusschluB yon Sauer- stoff erfolgen, da das entstandene Dopamin sonst durch die im Organ- extrakt enthaltene Monoaminoxydase (MAO) (Desaminierung der Seiten- kette) und dureh Oxydation der ringst~ndigen 0H-Gruppen unter Melaninbildung inaktiviert wurde. Inkubierte man zwar in Sauerstoff- gegenwart, aber unter Oxydationsschutz ffir die phenolischen OH- Gruppen (Aseorbins~ure), und 1]eB (Warburg-Apparatur) nicht mehr als etwa 1/2 Mol Sauerstoff pro Molekiil L-Dopa aufnehmen, so waren die Inkubate biologiseh noch wirksam: sie wirkten jetzt aber blutdrucksenkend an der Katze (HOLTZ u. HEIS~ 1938).

Die blutdrucksenkende Substanz entstand nieht aus D-Dopa und - - in Anwesenheit yon Blaus~ure - - auch nicht aus L-Dopa: D-Dopa wird yon der Dopadecarboxylase nicht decarboxyliert, und Blaus~ure verhindert die Deearboxylierung yon L-Dopa (HOLTZ u. HEISE 1938). Das sprach dafiir, dal~ der blutdrucksenkende Stoff sich vom Dopamin ab- leitete. Er bildete sieh denn auch, wenn man Dopami~ in Sauerstoff- gegenwart, z. B. mit einem Nierenextrakt, inkubierte und 1/2 Mol Sauer- stoff pro Molekiil Amin aufnehmen liel~. Die Aufnahme yon 1/2 Mol 02 ist ffir die oxydative Desaminierung der Seitenkette erforderlieh, wobei der Dihydroxyphenylacetaldehyd entsteht. Ffir eine Identi t~t des blutdrucksenkenden Stoffes mit dem Aldehyd sprach auch, da~ die Inkubate an der Katze nicht depressorisch wirkten, wenn man Semiearbazid zu- setzte und dadurch den entstandenen Aldehyd in das Semiearbazon fiberffihrte (HOLTZ U. HEISt).

An der Katze wirkte Dopamin 30--40mal sehw~eher pressoriseh als Adrenalin, an Kaninchen und Meerschweinchen 500-- 1000 real sehw~eher.

Naunya-Schmiedeberg's Arch. exp. Path. Pharmak., Bd. 246 10

134 1 ). HOLTZ, K. STOCK und E. W E S T E R M A N l q -"

An der Katze ben6tigt man #g-Dosen, an den beiden anderen Tierarten mg-Dosen. Kleinere Dosen, z .B. 50--100/~g, wirkten am Kaninchen und Meerschweinchen - - auch naeh Atropin - - rein blutdrucksenkend (HOLTZ u. CRED~R 1942). Da wir die Monoaminoxydase-Aktivit~it in der Niere und Leber yon Kaninchen und Meerschweinchen pro 1 g Gewebe 5 - -7ma l hbher fanden als in den Organen yon Katzen, lag es nahe, den an der Katze bintdrueksenkenden Stoff, der aus Dopamin offensiehtlich dureh oxydative I)esaminierung entstand, wenn man Dop- amin mit einem Ex t rak t aus 1Y[eerschweinchen- oder Kaninchenniere inkubierte, ffir identisch zu halten mit demjenigen, der an 1Vfeerschwein- chen und Kaninchen den Blutdruck senkte, wenn man I)opamin i.v. injizierte : fiir identiseh mit dem in beiden Fiillen - - das eine Mal in vitro, das andere l~al in vivo - - dureh die MAO aus Dopamin gebildeten Dihydroxyphenylacetaldehyd (I~oLTZ U, CRED:NER 1942).

I)iese Hypothese liel3 sich leicht prfifen, nachdem auch in vivo wirksame Hemmstoffe der MAO zur Verffigung standen. Wenn die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins an Kaninchen und Meerschwein- chen keine ,,Eigenwirkung" des Amins, sondern eine Wirkung des inter- medigr aus ihm sich bfldenden Aldehyds war, so h/itte z.B. I4oroniazid als Hem m stoff der MAO die blutdrueksenkende Wirkung verhindern mfissen.

HOR~YKIEWICZ (1958) land jedoch, dab die depressorische Wirkung des Dopamins an Meerschweinchen, die mit Iproniazid vorbehandelt worden waren, nicht aufgehoben, sondern mitunter sogar verstiirkt war. Er schreibt deshalb die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins an, Meerschweinchen und Kaninchen dem Amin selbst zu. B u r n u. RA~D (1958) versuehten sie mit einer Verdriingung yon Noradrenalin durch das bei den beiden Tierarten 500--1000real schwi~cher pressorisch wirksame Dopamin zu erkliiren.

Die folgenden Untersuchungen machen diese Erklitrung unwahr- seheinlich. Ihre Ergebnisse erlauben eine pharmakologisehe Abgrenzung der am Kaninchen blutdrueksenkenden Wirkung des Dopamins und der an der Katze blutdrucksenkenden Wirkung des dutch die MAO aus Dopamin gebildeten Oxydationsproduktes. Der durch Dopamin ver- ursaehten Blutdrucksenkung am Kaninchen scheint eine direkt an der glatten Muskulatur der Gef~]e angreffende vasodilatatorische Wirkung zugrunde zu liegen; der durch das aus Dopamin entstehende Oxydations- produkt verursachten Blutdrucksenkung an der Katze eine Stimulierung der sogenannten fl-Reeeptoren der Gef/il~e.

Methoden Blutdruckversuche. Kaninchen in Urethannarkose (1,0g/kgi.v.), Katzen in

Pernoctonnarkose (70 mg/kg i.m.). Monoaminoxydase (MAO)-Prdparat. Mitochondrien aus Meerschweinchenleber

nach SCHlqEIDER (1948).

Blutdruekwirkung des Dopamins 135

Alle Arbeitsg~nge wurden bei q- 2 bis q- 4 ° C ausgefiihrt. Meerschweinchenleber wurde im fiinffachen Volumen eiskalter 0,3 M SaeeharoselSsung in einem Potter- Homogenisator homogenisiert, und das Homogenat 10 min bei 800- g zentrifugiert. Das Sediment wu.rde i~ Saceharose suspendiert und emeut 10 min bei 800-g zentrifugiert. Die vereinigten ~berst/~nde wurden ebenfalls 10 min bei 800.g zentrifugiert. Der ~berstand wurde ansehiiel3end in einer Spineo-Ultrazentrifuge 30 rain bei 9000. g zentrifugiert, das Sediment in Saeeharose suspendiert und in gleicher Weise wie der ?2berst~nd nochmals 30 min bei 9000- g zentrffugiert. Die Sedimente (Mitochondrien) wurden in 0,067 M Na-phosphatputfer pH 7,4 so suspendiert, dal~ 1 ml Suspension 900 nag Leber (bezogen auf Frischgewieht) entsprach. Die Mitochondriensuspension wurde bis zur weiteren Verwendung bei --18°C aufbewahrt.

W arburg-A nstitze Hauptraum. 2,0 ml Mitoehondrien-Suspension -- 0,2 ml : 2,5 nag Ascorbin-

s~ure, neutralisiert; Endkonzentration 5,7 • 10 -3 M. -- 0,1 ml ----- 250 pg Mo 911 (Benzylmethyl-propinylamin; Endkonzentration 5 .10 -4 M) bzw. Aqua dest.

Birne. 0,2 ml Substrat (16,3 pM ~ 2,5 mg Dopamin oder/~quimolare Mengen Epinin) bzw. Aqua dest.

Inneneinsatz. 0,2 ml 15°/o KOI-I. Die Inkubation erfolgte bei 37°C in O~-Atmosph~re. Naeh dem Temperatur-

ausgleich wurde das Substrat in den Hauptraum eingekippt, und der Oz-Verbrauch alle 3 min abgelesen. Die Inkubation wurde beendet, wenn die Inkubate nach Abzug des Leerwertes 1/16 bis 1/2 Mol O 2 pro Mol Substrat verbraucht hatten: ein aliquoter Teil (2,0 ml) wurde entnommen, mit dem gleiehen Volumen eiskalten Aqua dest. verdiinnt und bis zur biologisehen Austestung im Eisbad aufbewahrt. Zur biologisehen Austestung wurden die LSsungen weiter mit Aqua dest. so verdiinnt, daft die gewiinsehte Dosis eingesetzten Dopamins stets in 0,2 ml enthalten war.

Verwendete Substanzen. L-Adrenalin (Suprarenin. hydroehlor.), Farbwerke Hoechst A.G.; L.Noradrenalin (Arterenol), Farbwerke Hoechst A.G.; Dopamin (Hydroxytyramin), Hoffmann-La Roche, Basel; Epininhydroctdorid (3,4-Dihydro- xyphenyl-~thylmethylamin), E. Merek, Darmstadt; Tyraminhydrochlorid, E. Merck, Darmstadt; Hypertensin, Sandoz A.G., Basel; Isoproterenol (,,Aludrin"), C. F. Boehringer, Ingelheim; Dibenzylin (Phenoxybenzamine), Smith, Kline and French, Philadelphia, USA; Nethalide (2-isopropylamino-l-[2-naphthyl]-ethanol- hydrochloride), Imperial Chemical Industries, Ltd., Maeelesfield, Cheshire; Mo 911 (Benzyl-methyl-propinylamine, Eutonyl), Abbott Laboratories, N~rth Chicago, USA.

1. Die Blutdruekwirkung des Dopamins am Kaninehen und Meerschweinchen

a) An K a n i n c h e n ve ru r sach t D o p a m i n bei i.v. I n j e k t i o n eine dosisabh~ngige b lu td rucksenkende Wirkung . Diese erre icht in wenigen Sekun- den ihr M a x i m u m (Abb. l a und 2a). Sie un te r sche ide t sich yon de r b lu td rucksenkenden W i r k u n g des I sopro te reno ls - - Aludr ins - - dadurch , dal~ sie such nach Blockierung der sogenannten f l -Receptoren bes tehen ble b t : w£hrend einer Infus ion yon Netha l id , das naeh BLACX u. ST]~PHE~SON die sympa th i s ehen f l -Receptoren b lockier t , wi rd I sopro- tcrenol unwi rksam, D o p a m i n hingegen b le ib t unve r~nder t w i rksam (Abb. 1 b). I m Gegensatz zur W i r k u n g des I sopro te reno ls erfolgt demnach

10"

136 P. HOLTZ, K. STOCK und E. WESTERMA~:

die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins nicht fiber eine Stimu- lierung der ,,fl-Reeeptoren" der GefiiBe. - - Wit Dopamin verh~lt sich Epinin (3,4-Dihydroxy-phenyl-~thylmethylamin).

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Nach BvR~ u. BAND soll die blutdrucksenkende Wirkung des Dop- amins am Kaninchen durch eine Verdrgngung yon Noradrenalin zustande kommen. Das ist vielleicht schon deshalb wenig wahrscheinlieh, weft die durch Dopamin verursaehte Blutdrucksenkung sehr schnell ein- tritt und auch kleine Dosen wirksam sind (Abb. l a und 2a). Gegen die

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Blutdruckwirkung des Dopamins 137

Hypothese spricht ferner, dal~, auch wenn Noradrenalin nach Blockierung der :¢-Receptoren mit Dibenzylin unwirksam geworden ist (Abb.2) - - selbst 20 #g i.v. (,,N") haben keine pressorische Wirkung mehr - - , Dop- amin noch blutdrucksenkend wirkt (Abb. 2 b).

Auch in diesem Versuch war Isoproterenol zum Vergleich injiziert worden. Die zusi~tzliche Blockierung der fl-Receptoren mit Nethalid, die, wie in dem Versuch der Abb. l b, die Wirkung des Isoproterenols aufhob, lieB wiederum die Dopaminwirkung unbeeinflul~t.

b) Ein wesentliches Argument ffir ihre Hypothese, die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins am Kaninchen komme durch eine

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Abb. 3 a - - c . Pressorische Wirkung von Dopamin am Kaninchen nach Vor- behandlung mit Reserpin. Kaninchen 3 kg. Zweimal je 5 m g / k g Reserp i~ s.c. 24 und 48 Std vo r d e m Versuch, Ure thanna rkose . T T y r a m i n ; A Ad- renal in ; I I soproterenol ; E Epinin . Die Zahlen in K l a m m e r n bedeuten ~g. a vor ; b wghrend einer i .v. In - fusion ~,on Noradrenal in (1 ~g /min) ; c withrend einer i . v . In fus ion vo~

H y p e r t e n s i n (1 /~g/min)

Verdr/~ngung yon Noradrenalin zustande, erblicken BURn u. RAnD darin, dal~ Dopamin nach Vorbehandlung mit Reserpin auch am Kaninchen blutdrucksteigernd wirkt, und dab eine jetzt vorgenommene Infusion yon Noradrenalin die blutdrucksenkende Wirkung wiederherstellt. Den Befund kSnnen wir best/ttigen, mSchten ihn aber anders deuten.

In dem in der Abb. 3 a dargestellten Versuch an einem mit Reserpin vorbehandelten Kaninchen ist Tyramin unwirksam und verursacht 1 ttg Adrenalin eine sti~rkere Blutdrucksteigerung als man sie am Normalt ier nach der zehnfach hSheren Dosis beobachtet. Bei einer so hohen Emp- findlichkeit der a-Receptoren wirkt dann auch Dopamin blutdrucksteigernd. Die am Kaninchen sonst erst mi t mg-Dosen erzielbare pressorische a-Receptorenwirkung t r i t t jetzt schon nach #g-Dosen auf und iiberdeckt die wohl direkt an der glatten Muskulatur der Gefgl3e angreifende - - , ,papaveringhnliche" - - depressorische Wirkung des Dop- amins.

138 P. HOLTZ, K. STOCK und E. WESTERMANN :

,,Desensibilisiert" man die naeh Reserpin iiberempfindlichen ~-Reeep- toren, indem man sie durch eine i.v. Infusion wieder mit Noradrenalin besetzt, so wirkt Dopamin auch am Reserpintier blutdrucksenkend, weil jetzt die vasodilatatorisehe Wirkung auf die glatte Muskulatur fiberwiegt (Abb. 3 b).

DaB nicht die ,,gef/~Btonisierende" Wirkung des Noradrenalins sehleehthin, sondern die Besetzung und Desensibilisierung der ct-Recep- toren dureh das infundierte Noradrenalin die Ursache ffir die ,,Umkehr" der am Reserpintier pressorischen in eine depressorisehe Wirkung des Dopamins ist, geht daraus hervor, daft die Infusion einer vergleiehbaren Dosis Hypertensin nicht in der Lage ist, die Dopaminwirkung um- zukehren (Abb. 3 c).

Nach Reserpin verh/flt sieh das Kaninehen der Blutdruekwirkung des Dopamins gegeniiber wie die normale Katze: bei der Katze reagieren die ,,~¢-Reeeptoren" der Gef~fe normalerweise so empfindlich auf Dop- amin, dal3 sehon kleine Dosen, z. B. 50 pg, pressoriseh wirken, -- und dab erst naeh Aussehaltung der ~-Reeeptoren, z. B. mit Dibenzylin, die fiir das Kaninehen ,,normale" gef/~Berweiternde, blutdrueksenkende Wirkung des Dopamins in Erseheinung tritt.

2. Die Blutdruckwirkung des Dopamins an der Katze

In dem Versuch der Abb.4a sind 5pg Adrenalin und 100pg Dop. amin ungef/~hr gleichstark pressorisch wirksam. 5 pg Isoproterenol haben eine deutliche depressorische Wirkung. Nach Dibenzylin wirken Adrenalin und Dopamin -- /~hnlich wie Isoproterenol sehon vor Dibenzylin -- blutdrucksenkend (Abb.4b). Die ,,Umkehr" der Adrenalinwirkung erkl/~rt man mit einer selektiven Blockierung der die vasoeonstrictorische Wirkung vermittelnden ~-Reeeptoren der Gef/~Be durch Dibenzylin; Adrenalin, das, im Gegensatz zu Noradrenalin, auch zu den die vasodilatatorisehe Wirkung vermittelnden fl-Receptoren eine hohe Affinit~t besitzt, wirkt deshalb jetzt rein depressorisch. -- Die nach Dibenzylin depressorische Wirkung des Dopamins mug eine andere Ursache haben: seine pressorische Wirkung an der Katze ist wohl, wie diejenige des Nor- adrenalins und Adrenalins, eine ,,~-Receptorenwirkung"; Dibenzylin als ,,~-Blocker" hebt sie auf. Seine depressorische Wirkung nach Dibenzylin ist aber offensichtlich keine ,,fl-Receptorenwirkung", wie diejenige des Isoproterenols und Adrenalins (nach Dibenzylin); denn Nethalid als ,,fl-Blocker" hebt zwar die blutdrucksenkende Wirkung des Isoprotere- nols und Adrenalins auf, nicht jedoch diejenige des Dopamins (Abb. 4c). Die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins am normalen Kaninchen (wenig emp/indliche ~-Receptoren) und an der Katze nach Dibenzylin (Ausschaltung der cc-Receptoren) bleibt auch naeh Ausschaltung der

B l u t d r u c k w i r k u n g d e s D o p a m i n s 139

/~-Receptoren durch Nethalid bestehen; sie ist demnach wahrscheinlieh eine direkt an der Gef~13muskulatur angreffende dilatatorische Wirkung.

Im Gegensatz zur depressorisehen Isoproterenolwirkung wird die nach Dibenzylin depressorische Adrenalinwirkung durch Nethalid, d.h.

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Abb. 4 a - - e . Blutdruckwirkun¢ des Dopamins an der Katze. Katze, 2,7 kg. Pernoctonnarkose (70 mg/kg i.m.), a vor; b naeh i.v. Infusion yon 3 mg/kg Dibenzylin, e naeh i.v. Infusion yon 6 mg/kg Nethalid. A Adrenalin; I Isoproterenol; D Dopamin; N Noradrenalin. Die Zahlen in Klammern bedeuten/~g

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Abb. 5 a und b. Verstdlrkung der pressorisehen Wirkung des Adrenalins an der Katze dutch Nethalid. 3~atze, 3,6 kg. Pernoctonnarkose. a v o r ; b naeh i.v. Infusion von 5 mg/kg Nethalid. A Adrenalin;

N Noradrenalin. Die Zahlen in Klammern bedeuten/~g

durch Blockierung der fl-Receptoren, nicht nur aufgehoben, sondern in eine pressorisehe Wirkung umgekehrg (Abb.4e). -- 5 ~g Adrenalin, die zu Beginn des Versuehs (Abb.4a) sehw/ieher wirksam waren als 2,5/~g Noradrenalin, sind jetzt weit wirksamer als 2,5 #g Noradrenalin (Abb.4 e). Die Erkl/~rung d/irfte sein, dag Adrenalin mit seiner viel gr6geren Mfini- t/it zu den fl-Reeeptoren naeh deren Aussehaltung der st/ixkere Vaso-

140 P . HOLTZ, K. STOCK und E. WESTERMANN :

constrictor ist und trotz Dibenzylin, das bei der gew/ihlten Dosierung und Einwirkungszeit offensichtlich keine vollst/indige und irreversible Blockade der :¢-Receptoren bewirkte, pressorisch wirkt. Dafiir spricht much der Versuch der Abb. 5, in dem Adrenalin v o r Nethalid schw/~cher pressorisch wirkte mls Noradrenmlin, nach Nethalid hingegen mindestens ebenso wirksam war wie dieses.

3. Die bhtdrucksenkende Wirkung eines 0xydationsproduktes des Dopamins an tier Katze

a) In frfiheren Untersuchungen hat ten wir gefunden, dab aus Dop- amin bei der Inkubation mit einem MAO-haltigen Organextrakt (Niere, Leber) ein an der Katze den Blutdruck senkendcr Stoff entstand, wenn

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Abb. 6 a - - d . Blutdruckwlrkung eines Oxydationsproduktes - - Monoaminoxydase ( M A O ) ]Amin - - yon Dopamin und Eiainln an der Katze. Beein/lussung dutch lqethalid. Katze, 4,1 kg. Pernoctonnarkose. a /V l%radrenal in; .D Dopamin; I Isoproterenol. b lnkubate: K Kontrol lansatz (MAO ohne Dop- amin); 1 ebenso, jedoeh mi t Dopamin + :~o 911; 2 ebenso, jedoeh mit Dopamin nach Aufnahme yon 1/2 i~ol O~ pro Mol Dopamin (siehe Text). e ~aeh i.v. Infusion yon 3 mg/kg 5Tethalid: I Isoproterenol; 1 und 2, wie unter b; d Inkubate : wie b, jedoch mit Epinin ans ta t t mi t Dopamin. Die Zahlen in

Klammern bedeuten/~g

man die phenolischen 0It-Gruppen mit Ascorbins/~ure vor der Oxydation schfitzte und dann etwa ~/2 Mol Sauerstoff pro Molekfil Dopmmin aufnehmen lieB, so dab der Dihydroxy-phenyl-acetaldehyd sich h/~tte bflden miissen (HoLTZ U. Hrz s r 1938).

Wir hmben die Versuche mit einem aus Meersehweinehenleber ge- wonnenen, sehr wirksamen MA0-Pr/~parat (Mitoohondrien) wiederholt (siehe Methoden). Die Abb.6a zeigt die dosisabh/~ngige blutdrucksteigernde Wirkung des Dopamins an der Katze: 100/~g Dopamin sind


in diesem Versueh so wirksam wie 2,5/~g Noradrenalin. -- In Abb.6b wird bei K 0,2 ml des Kontrollansatzes (Mitochondrien + Ascorbin- saure) injiziert; bei 2 die gleiche Menge des dopaminhaltigen An- satzes -- entspreehend 75/~g eingesetztem Dopamin (siehe Ylethodik) --, der in der Warburg-Apparatur 1/2 Mol 02 pro Molekiil Amin aufgenommen hatte; bei 1 0,2 ml des dopaminhaltigen Ansatzes, der gleich lange in O~-Atmosphare inkubiert worden war, in dem jedoeh die MAO dureh den Hemmstoff l~o 911 (5.10 -4 NI Benzyl-methyl-propinylamin) blockiert war, so dab Dopamin nieht oxydativ desaminiert werden konnte. Dieser Versueh mit einem gereinigten MAO-Praparat (Mito- ehondrien) bestatig~ das Ergebnis unserer friiheren Versuehe mit MAO- haltigen Rohextrakten aus Niere und Leber: unter der Einwirkung der MAO entsteht aus dem an der Katze blutdrueksteigernden Dopamin ein bluCArucksenkender Stoff. Er entsteht nieht, wenn man das Ferment bloekiert.

Die blutdrucksenkende Wirkung des aus Dopamin entstandenen Oxydationsproduktes gleieht der Wirkung des Isoproterenols (,,Aludrin") (Abb.6a ,,I" und 6b ,,2") und stimmt auch darin mit dessen Wirkung fiberein, dal3 sie nach Bloekierung der fl-Reeeptoren mit Nethalid aus- bleibt (Abb.6c), -- im Gegensatz zu der ,,Nethalid-resistenten" blur- ( drucksenkenden Eigenwirkung des Dopamins am Kaninehen und an der mit Dibenzylin behandelten Katze (vgl. Abb. l b und 4c).

b) So nahe es nun lage, das den Katzenblutdruck senkende Oxyda- tionsprodukt des Dopamins, das durch die MAO gebildet wird und nicht entsteht, wenn man dieses Ferment blockiert, mit dem Dihydroxy-phenyl- acetaldehyd zu identifizieren, so ware das, wenigstens nicht ohne weiteres vereinbar mit dem Ergebnis der folgenden Versuche mit Epinin.

H02~,--C~--C~ ~o~ ~tt~

Dopamin

H0~'~---CH2--CH ~

Epinin

+ ,/, o, HO~ I~-CH~--CttO~--

Dihydroxy-phenyl- acetaldehyd

HO~---CH~--CHO

Ho\# 1)ihydroxy-pheny|-

aoe~aldehyd

Wie Dopamin bei der Inkubation mi~ MAO unter Abspaltung von Ammonia/c, so geht Epinin unter Abspaltung yon Methylamiu in den Dihydroxy-phenyl-acetaldehyd fiber und mfiBte claim blutdrueksenkend wirken. Das ist aber nicht der Fall. Unter Inkubationsbedingungen (Auf- nahme von 1/2 Mol 03 pro Mol Amin), unter denen Dopamin in die blur-

142 P. HOLTZ, K. STOCK und E. WESTER~A~:

drucksenkende Substanz umgewandelt wird, verliert Epinin lediglich an pressorischer Wirksamkeit (Abb. 6d).

Bemerkenswert ist, daft das durch die MAO aus Dopamin gebildete 0xydationsprodukt zwar an der Katze, nicht aber am Kaninchen blutdrucksenkend wirkt. Am Kaninchen, an dem Dopamin als solches schon depressorisch wirkt, nimmt die depressorische Wirksamkeit ab, wenn

Abb. 7. Kaninehen, 2,3 kg. Urethannarkose. Intraven6se Injektion der gleiehen Inkubate wie in A b b . 6 b (siehe Text). Die Zahlen in Klammern bedeuten/~g

man in Gegenwart yon MAO z.B. 1/2 Mol O 2 pro Mol Dopamin aufnehmen 1/iBt (Abb.7). In dem in der Abb.7 dargestellten Versuch am Kaninchen wurden die gleichen Inkubate injiziert wie in dem Versuch der Abb.6b an der Katze.

Diskussion Inkubiert man Dopamin mit einem Monoaminoxydasepr/iparat

(Mitochondrien aus Meerschweinchen|eber) unter Versuchsbedingungen, unter denen das Amin durch Abspaltung yon Ammoniak in den Alde- hyd -- Dihydroxy-phenyl-acetaldehyd -- umgewandelt wird, so wirken die Inkubate an der Katze nicht mehr blutdrucksteigernd, wie Dopamin selbst, sondern blutdrucksenkend. Die blutdrucksenkende Substanz kann aber nicht der Dihydroxy-phenyl-acetaldehyd sein, da Inkubate mit Epinin, das unter den gleichen Versuchsbedingungen durch Abspaltung yon Methylamin in den Dihydroxy-phenyl-acetaldehyd iibergeht, nicht blutdrucksenkend wirken.

Einen ttinweis auf die Natur der aus Dopamin entstehenden blutdrucksenkenden Substanz gibt ein Versuch, in dem die Inkubate mit MAO auf ihre Blutdruckwirkung untersucht wurden, nachdem 1/16, 1/8 , 1/4 und 1/2 Mol 02 pro Mol Dopamin aufgenommen worden war. In der Abb.8 wurden bei 2 und 3 Inkubate injiziert, die nur 1/16 bzw. 1/s Mol 02 pro Mol Dopamin aufgenommen hatten, in denen demnach theoretisch noch 7/s bzw. 3/4 unver/indertes, pressorisch wirkendes Dop- amin h/itten vorhanden sein miissen. Die unverh/iltnism/~l~ig starke Ab- schw/ichung der pressorischen Wirkung der Inkubate 2 und 3 im Vergleich mit derjenigen eines Kontrollansatzes (1), in dem durch Zu- satz des M_AO-Hemmstoffes Mo 911 keine 02-Aufnahme erfolgt war, legt den Gedanken nahe, dal~ neben der im 02-Verbrauch zum Ausdruck


k o m m e n d e n oxydativen Desaminierung noch eine andere , n ich t o x y d a t i v e chemische R e a k t i o n an der pharmakolog i schen Inak t i v i e rung des pressorisch wi rkenden D o p a m i n s be te i l ig t ist. Das kSnnte die Kondensation zwischen d e m aus D o p a m i n durch oxyda t i ve Desamin ie rung en t s t ande- nen D i h y d r o x y - p h e n y l - a c e t a l d e h y d und noch unver~nder t em Dopamin sein u n t e r Bi ldung eines papaver in~hnl ichen Isochinol inder iva tes , - -

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Abb.8. Blutdruckwlrkung der Inkubate van M A O mit Dopamin nach Au]nahme yon 1/1A--1/2 MolOs pro Mol Dopamin an der Katze. Katze, 3 kg. Pernoctonnarkose. I.v. Injektion yon je 0,2 ml Inkubat entspr. 75 ~g eingesetztem Dopamin: 1 Dopamin + Mo 911; 2 Dopamin (~[le Mol O~); 3 Dopamia (1/~ Mol 02); 4 Dopamin (1[4~ol O2); 5 Dopamin (~[2Mol O~); 6 wie 5, jedoch i.v. Iajektion der

doppelten Menge

des Tetrahydro~paveroli~, eines reduz ie r ten und en tme thy l i e r t en Papa - verins, das 1909 yon PYM,~'~ syn the t i s i e r t wurde, und dessen b lu td rucksenkende W i r k u n g schon 1910 yon LAIDLAW beschr ieben worden is t* .

Dopamin R o S \ / ~ ~ cH~ cR

->

H--c=o 1 I I CH~ CH~

CH2 I t I S \ M \

Ho o K I OK OCH3

Dihydroxy-phenyl- Tetrahydro- Papaverin acetaldehyd papaverolin

* Anmerkung bei der Korrektur (22.10. 1963). Inzwischen konnten wit mit Hilfe der Diinnschicht-Chromatographie zeigen, dab bei der Inkubation von Dopamin mit MAO (Lebermitochondrien) -- zunehmend mit fortschreitender Inkubations- zeit-- eine Substanz entsteht, die in zwei verschiedenen Laufmittelgemischen den gleichen R:-Wert hat wie Tetrahydropapaverolin. -- Der Firma Welcome in Lon- don, ia deren L~boratorien die Substanz zuerst vort PYMAN synthetisiert worden war, danken wir aueh an dieser Stelle fiir die ~berlassung einer ausreichenden Versuchsmer ge.

144 P. HOLTZ, K. STOCK ulld E. WESTERMANN:

Es wird dann verst/indlieh, weshalb die Inkubate mit Epinin nicht blutdrueksenkend wirken, obwohl auch in ihnen dutch die MAO der Dihydroxy-phenyl-aeetaldehyd gebflde$ wird: die Methylsubstitution der NH2-Gruppe des Epinins verhindert die Kondensation mit dem Aldehyd zu blutdrueksenkendem Tetrahydropapaverolin.

DaB Brenzeateehinamine mit einer nich~substituierten NH2-Gruppe sich leieht sehon in vitro mi~ Aldehyden zu Tetrahydroisochinolin- verbindungen kondensieren, konnten wit in einer friiheren Arbeit zeigen, in der wir unter anderem Noradrenalin und Adrenalin mit Pyridoxal-5- phosphat, der phosphorylierten Aldehydform des Vitamin Be, inkubierten (HOLTZ u. WESTERMANN). Naeh kurzdauernder Inkubation hatte Nor- adrena/i~ seine pressorische und Py-5-phosphat seine Co-Fermentwirk- samkeit eingebfil3t; Adrenalin mit seiner CHa-substituierten NH2-Gruppe ging die Kondensationsreaktion nicht ein, ~ ebensowenig wie in den vorliegenden Untersuchungen Epinin.

Zusammenfassung

1. Die b]utdrucksenkende Wirkung des Dopamins am Kaninchen bleibt auch nach Blockierung der ~-Receptoren mit Dibenzylin, die zu einer vollst~ndigen Aufhebung der blutdrucksteigernden Wirkung des Noradrenalins ffihrt, erhalten. Es ist deshalb unwahrscheinlich, dab sic fiber eine Verdri~ngung pressorisch wirksameren Noradrenalins (BURN u. R~_~D) zustande kommt.

2. Die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins am Kaninchen wird, im Gegensatz zu der Wirkung des Isoproterenols (,,Aludrin"), durch Blockierung der fl-Reeeptoren mit Nethalid nicht aufgehoben. Sic kommt deshalb wahrscheinlich durch eine ,,papaverin~hnliche", an dcr glatten Muskulatur angreifende Vasodilatation zustande.

3. Nach Vorbehandiung mit Reserpin reagiert das Kaninehen, wie die normale Katze, auf Dopamin mit einer Blutdrucksteoerung; die Ursache dieser Umkehr der Wirkung wird in einer Sensibilisierung der ~-Reeeptoren dutch Reserpin (Verarmung an Noradrenalin) erbliekt. 1/~g Adrenalin ist jetzt pressorisch wirksamer als 10/~g vor Reserpin. ,,Desensibilisierung" der ~-Receptoren durch i.v. Infusion yon Nor- adrenalin stellt die blutdrucksenkende Wirkung des Dopamins wieder her, da jetzt die an der Gef~13muskulatur angreifende dilatatorische Wirkung wieder fiberwiegt.

4. Die pressorische Wirkung des Dopamins an der Katze wird, wie die Adrenalinwirkung, durch Blockierung der ~-Receptoren mit Dibenzylin in eine depressorische Wirkung umgekehrt. Anschlieflende Blockade der fl-Receptoren mit Nethalid hebt die depressorische Wirkung des Adrena- lins auf, nicht jedoch die Wirkung des Dopamins.


Die mit Dibenzylin behandelte Katze (Ausschaltung der a-Receptoren) verh~lt sich wie das normale Kaninchen (wenig empfindliche a-Recep- toren): Dopamin wirkt blutdrueksenkend; die blutdrucksenkende Wir- kung unterscheidet sich jedoch yon derjenigen des Isoproterenols nnd yon derjenigen des Adrenalins (nach Dibenzylin), indem sic durch den ,,fl-Blocker" Nethalid nicht aufgehoben wird. Auch das spricht dafiir, dal~ sic -- papaverin~hnlich -- direkt an der Gef~l~muskulatur angrefft.

5. Inkubiert man Dopamin mit einem Monoaminoxydase (MAO)- Pr~parat aus Lebermitoehondrien in O~-Atmosph~re, so wirken die In- kuba te nach Aufnahme yon 1/4 bis 1/~ Mol 02 pro Mol Dopamin an der Katze blutdrucksenkend, im Gegensatz zu dem blutdrucksteigernd wirken- den Dopamin. Der MAO-Hemmstoff Me 911 verhindert die Entstehung der blutdrucksenkenden Substanz. Die blutdrucksenkende Wirkung l~l~t sich durch Nethalid (Blockierung der fl-Receptoren) aufheben.

Unter sonst gleiehen Versuehsbedingungen entsteht die blutdrueksenkende Substanz nicht aus Epinin. Sic kann deshalb nicht mit dem aus beiden Aminen durch oxydative Desaminierung sich bildenden Dihydroxy-phenyl-acetaldehyd identiseh sein.

Es werden Grfinde dafO_r angefiihrt, dal~ die aus Dopamin bei der Inkubation mit MAO entstehende, an der Katze durch Stimulierung der ,,fi-Reeeptoren" blutdrucksenkende Substanz ein Kondensations- produkt zwischen Dihydroxy-phenyl-aeetaldehyd und noch unver/~nder- tern Dopamin ist: Tetrahydropapaverolin, ein reduziertes und entmethy- liertes Papaverin.

Summary 1. In rabbits, the blood pressure lowering action of dopamine is

affected neither by blockade of the sympathetic a-receptors with dibenzyline nor by blockade of the fl-receptors with nethalide. Therefore, it is unlikely that the depressor effect of dopamine is caused by a dis- placement of vascular norepinephrine, as proposed by BUR~ and R~'~D, nor can it be due to an isoprenahne-hke stimulation of fl-receptors. I t is postulated that dopamine exerts a "papaverine-like" action on the vessel wall.

2. After pretreatment with reserpine, rabbits respond to dopamine with an increase of the blood pressure. This reversal of the normal action of dopamine may be due to the sensitation of the a-receptors caused by the reserpine-induced depletion of norepinephrine. Following an additional infusion of norepinephrine, a desensitation of the a-receptors takes place, and dopamine then becomes depressor again.

3. In cats, dopamine, like epinephrine, is a presser agent. After blockade of the a-receptors by dibenzyline both amines become depres- ..sor. Upon an additional blockade o f the fi-receptors with nethalide, the

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depressor effect of epinephrine is abohshed while the effect of dopamine remains unchanged, indicating that , also in cats, dopamine exerts a direct "papaverine-l ike" action on the vessel walls.

4. After incubat ion of dopamine with liver mitoehondria, the amine is converted to a metaboli te with depressor act ion in the cat. This effect is apparent ly elicited by st imulat ion of the fl-receptors, since it can be prevented by nethalide. The metaboli te is not formed ff a monoamine oxydase (MAO) inhibitor is present during the incubation. However , the bloodpressure lowering metabolite, cannot be identical with dihydroxy-phenyl .acet ic aldehyde, the pr imary reaction product Of oxida- tive deamination, because epinine which is likewise metabolized by MAO to the aldehyde is not converted into a depressor agent.

Some evidence is presented tha t during incubat ion of dopamine with M A 0 a condensation product is formed between d ihydroxy-phenyl - acetic a ldehyde and dopamine itseff to yield tetrahydropapaveroline.

FrKulein HELGA T~ELE danken wit fiir ihre Mitarbeit.

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Über die Blutdruckwirkung des Dopamins