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Dr. reed. H. v. der Hardt Pathologisches Institut der 1V[edizinischen Hoch- schule BRD-3000 Harmover, Roderbruehstr. 101 Deutschland

Aktivitiitsverhalten lysosomaler proteinabbauender Enzyme der Rattenleber bei der Galaktosamin-Hepatitis :

Kathepsin D, Kathepsin A und saure Carboxypeptidase*

U. STEIN, H. HEISSMEYER, G. WANGEMAI~N**~ 1:~. LESCH, W. I~:EUTTEI~ und D. KEPPLER Medizinische Klinik (Direktoren: Prof. Dr. W. Gerok, Prof. Dr. G. W. LShr), Pathologisches Institut

(Direktor: Prof. Dr. W. Sandritter) und Bioehemisches Institut (Dh'ektoren: Prof. Dr. K. Decker, Prof. Dr. H. Holzer) der Universit~t Freiburg i. Br.

Distribution and Activity o/Lysosomal Protein Catabolic- enzymes o[ Rat Liver in Galactosamine Hepatitis: Cathepsin D, Cathepsin A and Acid Carboxypeptidase.

Summary. Changes of activity and distribution in rat liver of the lysosomal enzymes cathepsin D, cathepsin A, and acid earboxypeptidase are described as a result of D-galactosamine action. Hepatitis was provoked by acute and by prolonged administration of D-galactosamine. A lysosomal pellet and a lysosomal supernatant fraction were prepared from rat liver by centrifugation according to de Duve. Total activity of the re- spective enzymes mentioned above was assayed in the liver homogenate. A loss of enzyme activities in the lysosomal pellet and an increase in the sapernatant, fraction was observed after 25 hours in acute hepatitis following D-galactosamine admi- nistration. Total activities of cathepsin D and acid earboxypep- tidase per gram liver wet weight were significantly decreased. Administration of D-galactosamine over 8 days resulted in a significant increase of the three enzyme activities in the lysoso- real supernatant fraction; as compared to the acute hepatitis, however, this increase was less marked. Total activities of cathepsin D and A per gram liver wet weight increased during prolonged D-galactosamine administration; this is interpreted as a result of liver regeneration.

D-Galaetosamine action in liver leads to more labile lyso- somes.

Zusammen/assung. In der vorliegenden Arbeit wird fiber das Verhalten der lysosomalen Enzyme Kathepsin D, Kathep- sin A und saure Carboxypeptidase bei einer akut and einer sub- akut verlanfenden Galaktosamin-Hepatitis der Ratte berichtet. Es werden Rattenlebern naeh der Methode yon de Duvc dutch Zentrifugation in ein Lysosomen-Sediment und einen Lysoso- men-~berstand fraktionier~. Ein Tel1 der Leber wird zur Be- stimmung der Gesamtaktiviti~t der oben genannten Enzyme homogenisiert. Bei der akuten Hepatitis nehmen nach 25 Std die Enzymaktivi~ten in der Lysosomen-Sediment-Fraktion ab, in der Lysosomen-tlberstands-Fraktion zu. Die Akti- vit~t dieser Enzyme pro g Leberfrischgewicht nimmt bis auf die yon ILa.thepsin A signifikant ab. Bei der subakuten Galak- tosamin-Hepatitis ist nach 8 Tagen ein signifikanter Anstieg der 3 EnzymaktivitKten in der Lysosomen-~berstandsfrak- tion nachweisbar; er ist im Vergleich zur akuten Sch~digung weniger ausgepr/~gt. Die Aktivitiiten yon Kathepsin D und A pro g Leberfrischgewicht nehmen zu; diese Zunahme ira Ver- lauf der subakuten Hepatitis kSnnte Ausdruck einer Regene- rationsleistung der Leber sein.

Unter der Wirkung yon Galaktosamin werden die Lysoso- men instabiter.

Einleitung

Nach Appl ika t ion yon D- Ga lak tosamin . HC1 k o m m t es bei der R a t t e zu einer dosisabh~ngigen und gut reproduz ie rbaren Leberseh/~digung. Sie en tspr ieh t in ihrem histologischen und kliniseh ehemischen Bi ld einer Hepa t i t i s [1 -3]. Un te r suehungen zum Galaktos- aminstoffwechsel und die auf diesen zurfiekzuffihrenden Ver~nderungen der Urae i lnuc leo t idgehal te [4 - -7 ] und der Synthese und Sekre t ion der Glykopro te ide [8, 9] s ind besehrieben worden.

* Mit Unterstfitzung durch die Deutsche Forschungsge- meinschaft.

** Die Ergebnisse wurden zum groBen Tell im Rahmen der Inaugural-Dissertation yon Gunther Wangemann gewonnen.

Kiln. Wschr. 40, 550--554 (1971)

Elekgronenmikroskopisch wurden Ver£nderungen yon Ze]lorganellen naehgewiesen [10]. Auf welche Weise diese Organetlen yon der Galak tosaminsehgdi - gung betroffen werden, is t noeh wei tgehend unklar . I n der vor l iegenden Arbe i t wird fiber das Verha l ten der Lysosomen und der a m ka t abo l en Prote ins toffwechsel bete i l ig ten lysosomalen Enzyme K a t h e p s i n D (EC 3. 4.4.23), K a t h e p s i n A (EC 3.4.2 . . . ) und saure Carboxy- pep t idase (EC 3 .4 .2 . . . ) ber iehte t .

Material und Methoden Weibliche Wistar-Ratten (Ivanovas, Kisslegg/Allg~u) mit

einem Ausgangsgewicht von 145 ± 5 g wurden mit Altromin® (Altromin, Lage/Lippe) und Wasser ad libitum ern~hrt. Die Tiere wurden in 3 Gruppen eingeteilt: 1. eine Kontrollgruppe,

49. Jg., He/t 9, 1971 U. Stein et at. : Aktivitgtsverhatten lysosomaler proteinabbauender Enzyme 551

2. eine Gruppe, deren Tiere nach einmaliger intraperitonealer Applikation yon 400 mg D-Galaktosamin. HC1 (C. l~oth 0HG, K~rlsruhe) pro kg KSrpergewicht nach 25 Std get5tet wurden und 3. eine Gruppe, deren Tiere in den ersten 3 Tagen tgglich 250 mg und in den folgenden 5 Tagen t~glich 300 mg D-Galak- tosamin-HC1 pro kg K5rpergewieht i.p. erhietten. 8 Tage nach Versuchsbeginn and 25 Std nach der letzten Galaktos- aming~be wurden die Tiere der 3. Gruppe get5tet. Die TStung erfolgte in Pentothal-Narkose (45 mg/kg K5rpergewicht), in der den Tieren schnellstmSglieh die Lebern entfernt warden und gleiehzeitig arterielIes Blur gewolmen win'de. Lebergewebe wurde in 4 %-Formalin zur histologischen Aufarbeitung fixiert. 2--3 g wurden mit 3 Vol 0,25 M Saccharose-LSstmg, pH 7,2, bei 4°C im Homogenisator nach Potter-Elvehjem homogeni- siert. Die weitere Aufarbeitnng in eine Lysosomen- und in eine Lysosomen-~3berstandsfraktion erfolgte in Anlehnung an die Methode yon de Duve [ll, 12]. Ein dritter Teil der Ratten- lebern wttrde bei 4°C mit Hilfe eines Ultraturrax (Jahnke und Kunkel, Staufen i. Br.) mit der 9fachen Menge Aqua dest. zur ~essung der Gesamtaktivitgt der oben erw~hnten Enzyme homogenisiert.

Kathepsin D wurde nach der Methode yon Anson [13] mit denaturiertem IZinder-H~Lmogtobin (Serva, Heidelberg) be- stimmt. Die saure Carboxypeptidase wurde mit der yon Mathe- son und Tattrie modifizierten Ninhydrin-Methode [14], wie in 1. e. [15] besehrieben, mit dem Substrat L-Seryl-L-Leueyl- L-Leucin bestimmt. Die Definition der Enzymeinheiten erfolgte bei 1. e. [12]. Kathepsin A wurde, wie in 1. c. [16] besehrie- ben, mit dem Substrat Z-Glu-Tyr (Benzyloxyearbonyl-L- Glutaryl-L-Tyrosin, Mann Inc., New York) bestimmt. Als eine Er~zymeinheit wurde diejenige Enzymmenge bezeichnet, die in 1 rain bei 37°C und pH 5,0 1 ~Mol Tyrosin abspaltete.

Die Bestimmung der Enzymaktivit~t yon saurer Carboxy- peptidase und Kathepsin A wurde im Gegensatz zur Kathep- sin D-Bestimmung naeh Dialyse gegen 0,1 M NaC1-LSsung iiber 2real 24 Std durehgeftihrt [15].

Der Nachweis der Sorbitdehydrogenase (SDH) und der Glutamat-Pyruvat-Transaminase (GPT) im PIasm~ der gatten erfolgte im enzymatiseh-spektrometrischen Test naeh I. e. [2], der des Bitirubins eolorimetriseh naeh 1. c. [2].

Die DNS-Bestimmungen erfolgten nach der bei 1. e. [17, 18] angegebenen Methode. Die Proteinbestimmung wurde mit dem Biuret-geagens durehgeifihrt.

Ergebnisse

Histologische Be/uncle. Die Kontrolltiere zeigten histologiseh einen typisehen Lappehenaufbau. Dege- nerative oder entziindliche Ver~nderungen waren nieht naehweisbar.

Die Tiere, die eine einmalige Dosis yon 400 mg D- Galaktosamin..HC1 pro kg K5rpergewieht erhielten und 25 Std sparer getStet wurden, entwiekelten das eharakteristische Bild einer alcuten Hepatitis. Die 5demat5s aufgeloekerten Periportalfelder wiesen eine ausgepr~gte Infil tration mit gelapptkernigen Leuko- eyten, Lympho-Hist ioeyten und Plasmazellen auf. In den Lobu]i fanden sieh disseminiert verteilt zahlreiche EinzeIzellnekrosen und kleine Gruppennekrosen mat entziindlieher l~eaktion, h/~ufig Councilman-KSrper- ehen, sowie eine diffuse Aktivierung der Kupffersehen Sternzellen. Die Leberepithelien enthielten grebe Kerne mit loekerem, randstgndigem Chromatingeriist; die Nueleoli waren in der Mehrzahl der Kerne vSllig ge- sehwunden. Eine Verfettung bestand nieht.

Die in der 3. Versuehsgruppe dureh wiederholte Galaktosamin-Applikation erzeugte Leberschadigung wird im folgenden als subakute Hepatitis bezeichnet. Auch bei diesen Tieren war die typisehe Lappehen- s t ruktur der Leber noeh erhalten. Die Periportalfelder wiesen eine gering bis m/~$ig ausgepr/~gte lympho- histiocytgre, ptasmaeellulare Infi l tration auf. Gelappt- kernige Leukoeyten waren nur noeh vereinzelt nach- weisbar. Die Kerne der Leberepithelien sehwankten in ihren GrSBen; hin und wieder waren typische Mitosen zu erkennen. Die Kupffersehen Sternzellen waren ge- ringgradig aktiviert. Vereinzelt bestanden im Paren- ehym Einzelzellnekrosen mit entziindllcher l~eaktion sowie Couneilman-KSrperehen. Eine Bindegewebsver- mehrung wurde noeh nieht beobachtet.

Lysomale Enzymaktivi tgten der Leber. Die Abnahme des Proteingehaltes in beiden mit Galaktosamin be- handelten Gruppen war signifikant: Die Wahrsehein- hehkeit p war in allen Fraktionen kleiner als 0,0005. Die unter , ,Homogenat" aufgeftihrten Proteinwerte resu]tierten aus einer Verdiinnung des Homogenates mit Aqua dest. yon 1 auf 10, so dab der mit 10 multi- pllzierte Weft den unter den besehriebenen Bedingun- gen erhaltenen 15slichen Proteingehalt yon 1 g Leber- frisehgewieht angibt.

Die DNS-Werte betrugen im Mittel bei der Kon- trollgruppe 1,8 mg pro g Leberfrischgewicht, den glei- ehen Weft zeigte die Gruppe mit der subakuten Galak- tosamin-Hepatitis. Auch die Tiere mat der akuten Galaktosamin-Hepati t is wiesen mit einem Mittet yon 2,0 mg DNS pro g Leberfrisehgewieht keinen signifi- kanten Untersehied zur Kontrolle auf.

Als ,,Sediment" wird die naeh fraktionierter Zen- trifugation erhaltene Lysosomen-Fraktion, als ,,t~ber- s tand" die dazugehSrige l~berstandsfraktion bezeich- net. Die beiden anderen Fraktionen des Leberhomoge- nares geben einmal die spezifischen Enzymakt ivi t~ten pro mg Protein und zum anderen die extrahierten Gesamtaktivit~ten in I g Leberfrisehgewicht wieder.

In der Lysosomem-Uberstandsfraktion wurden bei der akuten Hepatit is die h5chsten AktivitKtswerte bei allen 3 Enzymen gemessen (Tabelte 2 ~ und Abb. 1--3). Die Werte der snbakuten Hepatit is lagen zwi- schen den Kontrollen und denen der akuten Hepatitis. Die Differenzen der Enzymaktivi t~ten der beiden He- patit isformen waren zu ihren Kontrollen hoehsignifi- kant (Tabelle 5). In der Lysosomen-Fraktion verhielt sieh jedes der 3 best immten Fermente untersehied- lieh. W~hrend es beim Kathepsin D zu einem leiehten, allerdings nieht signifikanten Anstieg beider subakuten Hepatit is kam, blieb der entspreehende Weft des Kathepsins A ann~hernd gleieh. Die Aktivit~t der sauren Carboxypeptidase nahm dagegen signifikant im Vergleieh znr Kontrotle ab. Aueh im Leberhomoge- nat verhielten sieh nur Kathepsin D and Kathepsin A ann~hernd gleieh, wahrend es bei der sauren Carboxy-

Tabelle 1. Proteingehalt in rag~rot bei ieweils gleicher Verdi~nnung in den einzelnen Fraktionen vor der Dialyse (s. Methodik) mit Standardabweichung der Einzelwerte. ]~n der letzten Spatte wird die pro g Leber/rischgewicht extrahierte Proteinmenge angegeben.

Ats ,,Sediment" wird die Ly,sosomen-, ats ,, Uberstand" die Lysosomeni~berstands-Fralction bezeichnet

n Sediment n ~berstand n Homogenat

Kontrollen 9 7,9 :k 1,2 9 24,1 ~ 1,4 9 7,2 d= 0,9 72 ~:: 9 Akute Hepatitis 10 5,7 ! 0,7 10 19,1 d= 3,1 1O 5,4 =~ 1,0 54 ~ IO Subakute Hepatitis 8 5,4 ~= 1,0 8 19,6 ~ 1,7 8 5,0 ~ 1,0 50 =c 10

38*

552 U. Stein et al. : Aktivit~tsverhalten lysosomaler pro~einabbauender Enzyme Klin. Wschr.

5A/H__E_ ~_5_i_N___D_

,0 ,. ~. HOMOGENAI

S cht

mKontro[te ~ Subclkute- ~ u t e GQlc=ctosc~min-Hepatitis

Abb. 1. Aktivit~tsverhalten yon Kathepsin D in versehiedenen Leberfmktionen (s. Text)

~ A _uB LCARB_O_X. Y2_E_P_!LPA~g.

o1'

80, Sediment

60'

ii 20

R~ Kontrotle

E

0berstand

3.0

1,S

Mlsubo.kute -

~. Hp'mq'gen"c;'t

Z °I 16

Iokute Galactosarnin-Hepo titis

Abb. 3. Aktivit~tsverhalten der sauren Carboxypeptidase in verschiedenen Leberfraktionen (s. Text)

KATHEPSIN A

Homoaena l

k~ Kont roiie msub~ute- J ff,~ute Gal.act osamin-Hepatit is

Abb. 2. Aktivit~tsverhalten yon Kathepsin A in verschiedenen Leberfraktionen (s. Text)

peptidase nieht zu einem Anstieg der Aktivit / i ten pro g Leberfrischgewicht bei der subakuten Hapeti t is kam.

Serumbe]unde. Die Alanintransaminase (GPT) und die Sorbi tdehydrogenase (SDH) wurden im Plasma bei der subakuten Hepati t is geringgradig erhSht gemesse:n : Die GPT stieg yon normal 42 ± 8 auf 61 ~ 10 (Standard- abweichung) mU/ml, die SDH yon 3,6 =L 0,5 auf 15,8 =J= 8,8 (S. D.) mU/ml. Bei der aku~en Hepati t is betrug die Aktbd t£ t der SDH 670-L 333 (S.D.) mU/ml ; das Ge- samtbflirubin ira Plasma stieg yon < 0,20 auf l, 16 =c 0,41 (S.D.) rag/100 rM. 71 ! 9 % des Biibubins waren kon- jugiert.

Dis]cussion

Bisher seheint die Frage nieht eindeutig gekl/~rt, ob Lysosomen prim/~r einen DestruktionsprozeB der Zelle bei sonst in takten fibrigen Zellstrukturen auszul6sen verm6gen oder ob ihre Funkt ion darin besteht, den

TabelIe 2. Das Aktivitiitsverhalten yon Kathepsin D, Anzahl der Tiere (n) und Mittelwerte 4- Standardabw~eichung

n Sediment n t3berstand n Homogenat n Gesamtaktivit~t (mU/mg Prof.) (mU/mg Pro~.) (mU/mg Prot.) in mU pro g Leber-

frischgewicht

Kontrollen 9 5 ,9±I ,6 9 0,6~0,1 9 2,3 :~0,3 9 161,9~ 34,1 Akute Hepatitis 10 5,4 4- 0,7 10 1,6 4- 0,2 I0 1,9 ± 0,6 10 91,6 ± 14,5 Subakute Hepatitis 8 6,6 4- 1,9 8 1,3 4- 0,3 8 4,6 4- 0,8 8 220,5 ± 25,0

Tabelle 3. Das Aktivitiitsverhalten yon Kathepsin A. Anzahl der Tiere (n) und Mittetwerte 4- Slandardabweichung

n Sediment n ~berstand n ttomogenat n Gesamtaktivit£t (mU/mg Prot.) (mU/mg Prot.) (mU/mg Prot.) in mU pro g Leber-

frischgewicht

Kontrolten 9 8,4~- 2,9 9 0,t34-0,05 8 1,754-0,7 8 73,1±22,4 Akute Hepatitis 10 4,5± 1,4 10 1,2 i 0 , 3 10 1,35±0,18 10 65,04- 8,4 Subakute Hepatitis 8 8,0 4- 5,7 8 0,79 ± 0,25 8 3,8 4-1,3 8 103,8 4- 39,7

Tabelle 4. Das Aktivitiitsverhalten yon saurer Carboxypeptidase. Anzahl der Tiere (n) und Mittelwerte ~ Standardabweiehung

n Sediment n tJberstand n ttomogenat n Gesamtaktivit~t (mU/mg Prot.) (mU/mg Prof.) (mU/mg Prof.) in mU pro g Leber-

frisehgewicM

Kontrollen 9 74,5 4-11,0 9 0,5 :i: 0,t 9 10,7 4- 2,3 8 435,1 4- 64,8 Akute Hepatitis 10 27,2 4- 6,5 1O 2,5 4- 0,3 10 3,3 ~_ 1,2 10 153,7 =J= 48,6 Subakute Hepatitis 7 41,7 4-13,0 8 2,0 4- 0,8 8 15,9 ± 2,2 8 429,1 ± t02,2

49. Jg., Heft 9, 1971 U. Stein et al. : Aktivitgtsverhalten lysosomaler proteinabbauender Enzyme 553

Tabelte 5. Die Wahrscheinliehkeit p, mit der die Sicherheit der Di//erenzen zwischen der Kontrollgruppe und den Tieren mit aleuter und subalcuter Hepatitis in den einzelnen Fral~tionen ausgedri~clct wird

Sediment Oberstand GesamtaktivitSt pro g Leberfrischgewicht

Kontrolle/ Kontrolle/ Kontrolle/ Kontrolle/ Kontrolle/ Kontrolle/ Akute Hepa- Subakute Akute Hepa- Subakute Akute Hepa- Subakute titis Hepatitis titis Hepatitis titis Hepatitis

Kathepsin D 0,2 0,25 0,0005 0,0005 0,0005 0,0025 Kathepsin A 0,0025 0,45 0,0005 0,0005 0,2 0,05 Saure Carboxy- 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,45 peptidase

physiologischen Katabolismus der Zelle mit Auto- phagie, E n d o - u n d Exoeytose zu bew/iltigen. Hierbei wfirde ein unphysiologisches Angebot yon abzubauen- den oder zu speiehernden Substanzen sekund/*r naeh Alteration des Zellmetabolismus zur Zelldestruktion ffihren. [19, 20].

Das Verhalten der Lysosomen und eines Tells ihrer Hydrolasen interessierte uns im Zusammenhang mit der Galaktosamin-Hepati t is aus folgenden Grtinden: 1. Lebergewebe ist fiir die Lysosomenanreicherung besonders geeignet; 2. am Modell der Galaktosamin- Hepatit is sind Entztindungsreaktionen und deren zeit- lieher Verlauf gut zu beobaehten.

Die vorliegenden Ergebnisse zeigen eine Lysosomen- beteiligung bei der Galaktosamin-ttepatit is . Bei der akuten Hepati t is kommt es zu einem Abfa]l der am katabolen Proteinstoffweehsel beteiligten Enzyme Kathepsin D, Kathepsin A und saure Carboxypepti- dase in der Lysosomen-Fraktion. Entspreehend steigen diese Enzymaktivi t / i ten in der dazugeh5rigen Lysoso- men-Uberstandsfraktion signifikant gegenfiber den Kontrollwerten an. Ein signifikanter allerdings nieht so hoher Anstieg wird auch bei der subakuten Galaktos- amin-Hepatit is fiir die nieht intralysosomal gebunde- nen Aktivit/iten beobaehtet. Diese Befunde sprechcn fiir eine Labilisierung der Lysosomenmembranen. Membranlgsionen anderer Zellorganellen wurden elek- tronenoptiseh unter der Wirkung yon Galaktosamin, 25 Std nach der ersten Injektion, beschrieben [10]. Die Lysosomenbeteiligung bei der Galaktosamin-He- patitis entspricht Befunden, die frtiher mit allerdings anderen lysosomalen Enzymen (bis auf Kathepsin D) bei der mensehliehen infektiSsen und der MHV3-Hepa- titis der Maus besehrieben wurden [21, 22]. Auff~tllig ist das unterschiedliehe Verhalten der drei lysosomal gebundenen Enzymakt ivi tg ten sowohl bei der akuten wie aueh bei der subakuten Hepatit is im Vergleich zu den Kontrollen (s. Abb. 1--3). Dieser Befund kann Ausdruek eines untersehiedliehen Freiwerdens der drei getesteten Enzyme sein, zumal im Lysosomenfiber- stand die entspreehenden Aktiviti~ten umgekehrt pro- portional erscheinen.

Da die pro g Leberfrisehgewieht extrahierten Pro- teinmengen bei der Galaktosamin-Hepati t is deutlich absinken, ergeben nicht die auf Protein bezogenen Enzymeinheiten, sondern die pro g Leberffischgewicht naehgewiesenen Aktivitgtsmengen ein klares Bild der Gesamtaktivitgten, zumal die DIqS-Gehalte pro g Le- berfrischgewicht gleich bleiben. Bei der akuten Hepa- titis wird eine signifikante, quant i ta t iv unterschied- liche Abnahme der Gesamtaktivi tgt aller drei bestimm- ten lysosomalen Enzyme gemessen.

Da auch bei dieser Hepatit isform zahlreiche En- zyme aus der Leber in das Serum fibertreten [1--3, 23], nehmen wir an, dab die Abnahme der Gesamt- aktivitKt yon Kathepsin D, Kathepsin A und saurer Carboxypeptidase mit einem Ausstrom aus den ge- seh£digten Zellen zu erklg~ren ist.

Bei der subakuten Hepatit is nimmt die Gesamtakti- vitgt yon Kathepsin D und Kathepsin A signifikant zu. Die saure Carboxypeptidase, die in der lysosomal gebundenen Aktivitg, t bei dieser Hepatit is den grSBten Abfall zeigt, li~Bt keine Xnderung der Gesamtaktiviti~t gegenfiber dem Kontrollhomogenat erkennen. M6gli- cherweise wird dieses Enzym am sehnellsten aus der Ze]le eliminiert. Eine wesent]iche Inaktivierung ist naeh friiheren Untersuehungen an Zellhomogenaten kaum anzunehmen [24]. Die Ursaehen ffir die bemer- kenswerte Zunahme der Gesamtaktivitii ten der lyso- somalen Enzyme miissen in weiteren Untersuehungen abgekl~rt werden. M6g]icherweise ist diese Zunahme Ausdruek der Regenerationsleistung der Leber.

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Fiir die Verfasser: Dr. reed. Uif Stein Medizinische Univel~it~tsklinik BRD-7800 Freiburg i. ]31"., Hugstetter Str. 55 Deutschland

Gleichzeitige Bestimmung des thyreotropen Hormon- und ,,Long-Acting Thyroid Stimulator"-Gehahes im Plasma bei der Basedowschen Krankheit

JX~os FOLDES~ EI~ZS~B~T GESZTESI und ILONA TAKXCS I. Medizinische Klinik (Direktor: Prof. Dr. Imre Magyar) der Semmelweis-UniversitKt, Budapest, Ungarn

Simultaneous Determination o/ Thyrotropic Hormone and Long-Acting Thyroid Stimulator in the Plasma o/Patients with Graves' Disease.

Summary. The thyrotropic hormone conten?G of the plasma is low and for its determination the authors employed a con- centration procedure described by Adams and Kennedy. In the plasma of patients with Graves' disease, TSH could not be detected and this finding supports the view that the over- production of thyrotropic hormone does not play any role in the etiology of this disease. In the course of antithyroid treat- ment the TSH content of the plasma increased and in some of these patients long-acting thyroid stimulator could be detected simultaneously. According to these experiments TSH and LATS, the two thyroid stimulating substances, might be produced concurrently. The elevated TSH content of the plasma following antithyroid therapy could be decreased by the administration of 1-triiodothyronine and evidence is pre- sented, that the feed-back mechanism is normal in Graves' disease. I t is concluded that triiodothyronine treatment is not necessary at the beginning of antithyroid therapy, but that at a later stage adjuvant, thyroid hormone administration is recommended to suppress increased TSH secretion.

Zusammen/assung. Im Hinblick auf den niedrigen thyreo- tropen Hormongehalt im Plasma wurde zu dessert Nachweis das yon Adams und Kennedy beschriebene Konzentrierungs- verfahren angewendet. Ira Plasma. der an Basedowscher Krank- heir Leidenden konnte das thyreotrope Hormon nicht naeh- gewiesen werden. Im Verlauf der Antithyreoidea-Therapie ist jedoeh der thyreotrope Hormongehalt im Blur erhSht, nnd bet einem Tell der Kranken wurde gleichzeitig TSH und LATS ermittelt. Diese Versuche best~tigen, dal~ die bciden, die Schild- ch-iisenfunktion stimulierenden verschiedenartigen Stoffe gleich- zeitig im Organismus erzeugt werden. Der unter Wirkung der Antithyreoidea-Behandlung erhShte Plasma-TSH-Gehalt konnte durch Verabreichung yon Trijodthyronin herabgesetzt werden. All dies beweist, dal~ der feed-back-Mechanismus bet der Basedowschen Krankheit normal funktioniert. Fiir die Praxis wird die SchluBfolgerung gezogen, dal3 es sich zu Bcginn der Behandlung der Basedowsehen Krankheit erfibrigt, neben der Antithyreoidea-Therapie Trijodthyronin als Adjuvans an- zuwenden, es aber zu einem sp~teren Zeitpunkt zwecks Ver- hinderung der gesteigerten TSH-Sekr~tion nfitzlich ist, Schild- driisenhormon als Adjuvans zu geben.

Der TSH- immunoassay ist ungef~hr 10mal empfind- licher als das Maus-Bioassay, welches der Auswer tung des thyreofxopen Hormones dient, jedoch ist keine der beiden Methoden dazu geeignet, ohne eine vorherige Konzen t ra t ion den Gehalt an T S H des Plasmas bei euthyreot ischen und hyperthyreot ischen Ind iv iduen zu best immen. Aus diesem Grunde hat m a n T S H - K o n - zentr ierungsverfahren ausgearbeitet . Diese Methoden sind jedoeh sehr umst~ndlich, so da$ einsehl/~gige Un- te rsuehungen nur in wenigen F/~llen vorgenommen wurden. ~¢Vir haben un te r Anwendung des Konzen- t r ierungsverfahrens yon Adams und K e n n e d y [2, 3] bet verh/iltnism/~$ig zahlreiehen an der Basedowschen Krankhe i t le idenden Pa t ien ton den thyreotropen Hormongehal t im Plasma, dessert Verh/~ltnis zum LATS sowie den Feed-baek-Meehanismus bet dieser

Krankhe i t un te rsucht und uns bemfiht, aus den Ergeb- nissen Schluf3folgerungen ffir die Praxis zu ziehen.

Methode

Das TSH-Konzentrierungsverfahren, ausgehcnd aus 25 ml Plasma, haben wir naeh der Methode yon Adams und Kennedy durchgefiihrt [2, 3].

Die die Schilddriiscnfunktion beeinflussende Wirkung der untersuchten Plasmen bzw. Extrakte bestimmten wir auf Grund der Methode von McKenzie [7] - - nach tmserem zuvor be- sehriebenen Verfahren [5] - - an vorher mit isl j behandelten Mgusen. Den Durchschnittswert der Blutradioaktivit/it der mit dem untersneht~en Pr~iparat behandelten Tiergruppe haben wir zum Durchschnittswert der Blut-lalJ-Aktivitgt bet den mit 5 %igem Albumin behandelten Mgusen (Kontrollen = 100) ins Verhgltnis gesetzt und diese Aktivit~t der mit dem Hormon- pr~parat behandelten Tiere in Prozent angegeben. Bet der Analyse der experimentellen Befunde rechneten wir mit den

Klin. Wschr. 49, 554--557 (1971)