13C-Atemtests haben ein großes klinisches Potential zur nicht-invasiven Leberfunktionsmessung. Trotz zahlreicher erfolgreicher klinischer Studien fehlt es weiterhin an einer genauen Charakterisierung der Abatmungs- und Substratpharmakokinetik sowie der Reproduzierbarkeit des Atemtestes. In einer prospektiv klinischen Studie wurden gesunde Probanden mehrfach mit intravenös appliziertem 13C-Methacetin in unterschiedlichen Dosierungen und Umständen untersucht. Bestimmt wurden die 13CO2-Abatmungskinetik (delta-over-baseline; DOB in ‰), sowie die Pharmakokinetik von 13C-Methacetin und Paracetamol (mg/l) im Serum. Ein Teil der Messungen erfolgten unter Belastung auf dem Fahrradergometer, um den Einfluss einer erhöhten CO2 Produktion zu untersuchen. Insgesamt wurden 21 freiwillige Probanden ausgewertet. Für den Test wurde den Probanden 2 bzw. 4 mg/kg Körpergewicht (KG) 13C-Methacetin intravenös injiziert. Im Rahmen der Studie kam es zu keinen Nebenwirkungen oder Laborwertveränderungen. Eine Minute nach Injektion von 2 mg/kg 13C- Methacetin kam es bei allen Probanden zu einem raschen Anstieg des DOB. Das Maximum wurde nach 4-11 Minuten erreicht. Die doppelte Dosierung des Substrats ergab eine ungefähre Verdoppelung der DOB Werte. Die körperliche Belastung bei der Dosierung von 2 und 4 mg/kg KG führte zu erheblichen Veränderungen der DOB Kinetik im Vergleich zu Messungen in Ruhe. Der Serumspiegel von 13C-Methacetin bei einer Dosierung von 2 mg/kg KG zeigte innerhalb von 10 Minuten einen raschen Abfall. Es zeigte sich kein Einfluss auf den Serumspiegel bei der wiederholten 13C-Methacetin Gabe innerhalb von 2 Tagen. Nach Injektion von 4 mg/kg KG ergab sich eine identische 13C-Methacetin Substratpharmakokinetik wie bei 2 mg/kg KG. Paracetamol zeigte einen raschen Nachweis im Serum innerhalb der ersten Minuten bis zum Erreichen eines konstanten Plateaus. Der Einfluss von körperlicher Belastung im Zeitraum 50.-60. Minute hat einen Effekt auf die DOB Kinetik als Zeichen für den wichtigen Effekt des Bikarbonatpools. Bei den Messungen unter kontinuierlicher körperlicher Belastung zeigte sich bei allen Dosierungen eine andere DOB Kinetik als bei den Messungen in Ruhe. Die vorliegende Studie konnte erstmals pharmakokinetische Charakteristika des 13C- Methacetin Atemtests beschreiben. Die Maximaspiegel der Abbauprodukte (DOBmax) korrelieren eng mit dem schnellen Substratabbau im Serum und sind ein zuverlässiger und reproduzierbarer Parameter. Die neue Methodik des LiMAx- Tests, der als zentralen Parameter das DOB Maximum nutzt, ist daher eine geeignete Methode, um zuverlässige Messwerte der Leberfunktionskapazität zu erhalten.
13C-breath tests have a high clinical potential for non-invasive functional liver testing. Despite numerous successful clinical studies, there is still a lack of a precise characterisation in breath and substrate pharmacokinetics as well as in reproducibility. In a prospective clinical study, healthy volunteers were examined multiple times with intravenous application of 13C- methacetin in various dosages and circumstances. We analysed 13CO2-breath kinetics (delta-over-baseline; DOB in ‰), as well as the 13C-methacetin und paracetamol (mg/l) kinetics in blood. A part of the tests were performed under physical stress to understand the role of increased CO2 production. 21 volunteers were analysed. We injected 13C-methacetin in different dosages. Side effects or abnormal laboratory results could not been seen while performing the analysis. One minute after the injection of 2 mg/kg body weight (BW) of 13C-methacetin, we observed in every volunteer a fast increase of 13C- output in breath. Maximum level was reached after approximately 4-11 minutes. Dose duplication resulted in duplication of DOB values. Physical stress with a dosage of 4 mg/kg BW had the same effect on the kinetics of DOB as in 2 mg/kg BW. 13C-methacetin levels in serum with a dosage of 2 mg/kg BW showed a rapid decrease within 10 minutes. There was no significant influence of repetitive 13C-methacetin administration after 2 days. After intravenous application of 4 mg/kg BW, we determinded identical 13C-methacetin kinetics in serum as with 2 mg/kg BW. Paracetamol shows quick evidence in serum within the first minutes until it reaches a constant level. The influence of physical stress within the 50.-60. minute has merely an effect on the kinetics of DOB as a sign for the importance and effect the bicarbonatpool contains in 13C-related, non-invasive breath tests. In the measurements with continous physical stress we noticed a completely different kinetics of DOB in comparison to the previous tests in physical tranquillity. For the first time, this present study described important pharmacokinetical characteristics of the 13C-methacetin breath test. The maximum level of the certain metabolite (DOBmax) correlates closely with the fast metabolisation of the substrate in serum. Therefore, it is a reliable and reproducable parameter. With the new method of the LiMAx-test, which uses DOBmax as their central parameter in the assay, we have a significant tool that provides reliable data concerning accurate determination of functional liver capacity.
