358 H.W. BASSI und G. F U ~ A ~ N : Der EiweiBstoffwechsel bei Mangelern/ihrung. II. Klinischc Wochenschrift

DER EIWEISS-STOFFWECHSEL BEI I)IANGELERNXHRUNG UND ]M WIEDERAUFBAU. II. ~Mitteilung,

Da.s Verh&Iten des Schwefels im EiweiBumsatz* .

"VOl:I

HANS WILHEL~I BANSI und GERItARD FUHR~ANN.

Aus der Inneren Abteilung des Allgemeinen Krankenhanses ttamburg-Langenhorn (Xrztl. Direktor: :Prof. BA~SD und der Chemischcn Abteilung des Bernhard=Nocht-Instituts fiir Schiffs=' and Tropenkrankheiten, Hamburg (Xrztl. Direktor : Pro:f. NAvcx, Abteilungsleitcr Dr. rer. nat. FV~R~[A~N)

Analog wig sich de r St ickstoff wie ein mark i e r t e s Atom durch den ganzen Stoffweehsel h indurehz ieh t und als }IaB des E iweigumsa tzes ge l ten kann , 1/~gt auch der Sehwefe| in seinem Stoffweehsel ein sehr gutes Abb i ld des EiweiGstoffwechsels erkennen. W i t befaBten uns daher auch mi t dem phys io logisehen und pa tho logisehen Sehwefelstoffwechsel . Zur ve r fe ine r ten E rkenn tn i s des Eiweigstoffweehsels is t der Schwefel besonders geeignet , da er sozusagen ein yon N a t u r

h/~ltnis yon 13--16:1 (BENEDICT, CA~CA~, FAY und MES- ])EL, LEWIS, V. WENDT, WILSON). Naeh FOL~ ist bei eiwei~]- armer Nahrung das N/S-Verh~ltnis im Urin auf 10--12 erniedrigt,, eine Festst, ellung, die wir bei umseren Versuchen ebenfalls maclit;en,

Eine st/~rkere S~Srung dieses Verh'~ltnisses in der Aus- seheidung der Stoffweehselendprodukte erlaub~ also gewisse Rtieksehlilsse auf pathologisehe Ver/i~nderungen im Eiwei6- stoffweehsel des Organismus zu ziehen,

Der dem Organismus zugeffihrte Sehwefel in seinen ver- sehiedenen Bindungsformen wird yon diesem auf versehie-

To, belle 1. Das Verhiiltnis yon organischem S zum Sticksto]/ im Eiweifl der Nahrungsmittel. (Bezogen auf die Kartenperiode und berechnet nu, ch LI~TZEL und BEI~Rn)~, STOWZ

nnd SO]~ARt']~AK und auf Grund eigener Ana, lysen.)

100 g enthalten Ig org. $ N S Die Kartenperiode enth/ilt N S

1,28 1,28 2,00

1,76

1,20 0,56 4,70 3,36 2,56

0,11 11,6 0,087 14,7 0,210 9,5

0,124 14,2

0,08 15,0 0,030 19,6 1 0,21 22,4

10,294 11,4 '0,215 II,9

5000 g Roggenbrot 5000 g Weizenbrot 200 g IIMerflocken

800 g Makkaroni usw.

10000 g Kartoffeln 3000 g ~Iagermileh 62,5 g Magermilchk~ise 500 g t:~indfleisch, mager 500 g Schellfiseh

64,0 64,0 4,0

1~,1

120,0 16,8 2,9

16,8 12,8

5,50 4,35 0,42

0,99

8,00 0,90 0,13 1,47 1,07

Roggenbrot . . . . . . Weizenbrot . . . . . . Haferflocken . . . . . . Makkaroni, Nndeln /

Suppennudeln I ' " Kartoffeln . . . . . . ~iagermilch . . . . . . Magermileh-Kase . . . . gindfleiseh, ranger . . . Sehellfiseh . . . . . . .

11 g tierisches Eiweil? pro die, 58 g pflanzliches EiweiB pro die 315,4 22,83 13,7 : 1

dene Weise verarbeitet. Die wasserl5sliehen anorganisehen Sulfate, diein LSsung praktiseh vollkommen dissoziiert sind, werden wei~gehend im Darm- kana,1 resorbiert.

Dureh die Lunge kann Sulfidsehwefel, efwa in Form von SchwefelwassersgofL auf- genommen werden/der jedoch so schnell veto Organismus zu Sulfat oxydier~ wird, dab er in niedrigen Konzentrationen relativ harmlos ist (HA~GAt~D).

Dureh die Bakterien tier Darmflora, werden zweifellos auch Sut/ide gebildet, die je- doeh naeh Uberbritt in die Blut- bahn sehr schnell zu Sulfat oxydierg "~verden (DE~Is und ~:~EED, HAGGARD).

aus schon gli ieklich mark ie r tes , e inem I so topen ent- spreehendes E l e m e n t in biologisch besonders hoch- wer t igen Aminos/~uren da rs te l l t , das in seinen ver- schiedenen Ersche inungsformen le icht erfaBt und aus- gedeu te t werden kann.

Literatur. Ausfiihrhche Arbeiten fiber den Schwefelstoffwechsel in

tote ]iegen unter anderem vor in zahlreichen Arbeiten yon LEWIS, ABDERHALDElV, HELE, SCtIMIDT und CLARK; ferner sind fiber die Physiologie tier einze]nen schwgfelhaltigen Aminosi~uren zahllose Arbeiten erschienen.

SchwefeI wird in verschiedenen Formen mi~ der Nahrung dem Organismus zugeftihrt, yon denen die weitaus wiehtigsCe der Eiweigsehwefel in den Aminos~uren Cystin (und seinen Derivaten) und Methionin ist.

Bei Zuffihrung einer gemischten Nahrung, wie wh' sie in normalen Zeiten zu uns nehmen, ist das Verh~ltnis des Ge- samtstickstoffs zum organischen Schwefel (ira fo]genden ale N/S-Quotient bezeichnet), eine konstanCe Gr5Be, die um 14--16:1 herum sehwankt. Aueh bei der derzeitigen ratio- nierten Lebensmittelzuteilnng, bei der das Schwerge~dcht absolut auf der Seite des pflanzlichen Eiweil3es liegt, ist dieses Verhgltnis nur unwesentlich erniedrigt, wie die folgende Tabelle zeigt. Sie ist naturgemaB wegen der starker Sehwan- kungen in Art und MeRge der derzeitigen Lebensmittel- zuteilung nut angen~hert, dfirfte aber im Grogen und Ganzen doeh ungefghr die Verh~ltnisse umreil~en.

Dieses N/S-Verh/~ltnis yon fund 14 :l kann man geradezu als eine biologisct)e Konstante betrachten, denn nicht nur die Zusammensetzung der Normalnahrung, sondern auch die des normalen GewebseiweiI3es zeig~ ellen N/S-Quotienten yon derselben GrSl3enordnung. So ist naeh Mo~¢cnts das N/S- Verh/iltnJs bei tier Muskelsubstanz 13,3, naeh TE~RO~E und RAZA]rJ-~AHE~Y beim Kaninehenmusket 15,6, bei dem des Sehweins 16,6. Auch hei der Ausscheidung der S~offweehsd- endprodukte im UI;in linden wir ein konstantes N:S-Ver-

* Herrn Prof. nl~u~N~n zum 70. Geburtstag zugceignet,

Alle bis jetzt aufgeffihrten Verbindungen fiihrea also zu einer Sul/atausscheidung, sie sind jedoch in der Nahrung nicht oder nur in verschwindenden 5~engen vorhanden und spielen kaum eine Rolle.

EbenfMts in Sulfate umgewandelt wird im Organis- mus der aus den schwefe lha l t igen Aminos/~uren s tam- mende EiweiBschwefel , d e r m i t e twa 8 0 - - 9 0 % den g a u p t a n t e i l des im Ur in e rsche inenden Sehwefels bi ldet . Un te r pa tho log i schen Bedingungen (Cystin- urie) kann h ie rbs i der Schwefel n ich t bis zum Sul fa t d u r c h o x y d i e r t werden und t r i t t in e iner ande ren Schwefe l f rakt ion des Urins , dem Neutra, lschwefel (s. unten) anf.

Der zum Sulfat oxydierte EiweiBschwefel wird zu- sammen mi t den zu Anfang erw/~hnten, p r a k t i s c h n ich t ins Gewicht fa l lenden Sul fa ten bei der Harn - ana lyse als Sulfatschwefel bezeichne~.

I m Ver lauf der D a r m v e r d a u u n g werden infolge bak te r i e l l e r Zerse tzung aus den Aminos/~uren m i t a roma t i s chen K e r n e n (Phenyla lan in , Tyrosin) ver- sehiedene Pheno lde r iva t e mehr oder weniger toxi - seher N a t u r gebi ldet , die in die B l u t b a h n i ibergehen und ve to O:gan i smus en tg i f t e t werden miissen. Dieser ProzeB geh t in der Leber v e t sieh, we die Phenole mi t Schwefelsaure g e p a a r t und so en tg i f t e t ~e rden . Eine analoge En tg i f tung er le iden na t i i r l i ch auch andere Pheno]e. Diese , ,gepaar ten Schwefe ls£uren" werden ebenfat ls in Sulfa.tform aus dem Organismus e l imin ier t und erscheinen im t I a r n als die F r a k t i o n der sog. ,,gepaarten" oder ,,A'therschwe/elsguren". Der Gehal t an Xthersehwefe lsguren sehwank t bei norma.ler E rn~hrung u m etwa 7 % des Gesamtsehwefe ls h e r u m

ag. 2(3, t:Ieft23/24 H. ~g. BANSI und O. Fvgm~Ix~: Der Eiweil~s~offweehsei bei Mangelernghrung. lI. 359 15, Jun i 1948

and ist a, bhgngig yon der Menge der zu entgiftenden Stoffe.

Schlisi31ieh finder sieh im Urin noeh sins dritte Schwefelfraktion, der sog. Neutralsehwe/el. Hierunter versteht man den SehwefeI, der nieht in Sulfat.form, sondern nur in unvollkommen oder gar nieht oxy- dierter Form vorliegt, etwa in Forte yon untersehwef- liger Sgure, I~hodanwasserstoffsgure, als AbkSmmling des Cystins oder Taurins, als Oxyproteins/~uren, Chondroitinschwefelsgure ~a. g. Der absolute Wert dieter dritten Fraktion ist bei normaler Ernghrung mit etwa 5% des Ges~mtsehwefels yon sinsr bemer- kenswerten Konstanz.

Die /ralctionierte Schwe/etbestimmung im Urin ge- schah in unserem Laboratorium dnrch titrimetrisehe Bestimmung nach Ausfgllung des Sehwefels ate Benzi- dinsulfat. Benzidhl bildet als sehwaehe Base Salze, die weitgehend hydrolytisch gesparlten sind und eine seharfe Titration der Sgure mit Phenolphthalein als Indicator ermSgliehen.

Der Vermeil dieser Methods liegg in ihrer selmellen and exak~en AusfiihrungsmSgliehkeit, der NaehteiI darin (wie jedoeh aueh bei anderen, z. B. der gravimetrisehen Me,bode), dab die Bestimmung der gepaarten Sehwefelsguren und des Neutralsehwefels Differenzbestimmungen sind. Bei Eiweig- minimumversuehen z.B., we der GehMt an XtherschwefeL sguren stark a:bsinkt, sind so gewisse Fehlerquellen under Umstgnden nur sehwer auszusehlieBen. Im grogen and ganzen kann die Benzidinmethode jedoch wohl als die Methods der Wahl empfohlen werden.

Wir bes~immt, en zuniiehst des N/S-Verhgltnis bei ,,nor- real" ernghrten Personen sowie bei den eingelieferten MangeI- kranken. Um sine plStzliehe Vergnderung der Stoffweehsel. lage dureh die eMoriseh h.6here und eiweigreiehere Kranken- hausverpflegung zu vermeiden, verabfolgten wir den Kranken daher w~hrend der drei ersten Tags ihres Kranker~hausauf- ent~haltes sine ,,AufnahmedNt?' mit nur 1600--2000 Calorien und einem Eiweil~gehalt yon 50 g (1/a tierisehes und ~/a pflanz- liehes EiweiB). Wie auf Grund der oben angeffihrten An- gaben fiber die Nahrung zu erwarten, ]ieg~ der N/S-Quotient aueh bei den Normalf/ttlen znr Zei~ nieht bei 14, sondern ist ]eicht auf 11--12 erniedrigg. Aus etwa 30 Versuchsperioden bei 12 Normalpersonen erhielten wir einen derzeitigen ,,Nor- mM-N/S-Quotienten" yon 11--12 (mit drier Sehwankungs- breite yon 10--15,6).

Bei den Mangelkranken tag der N/S-Quotient teitweise in derselben Grb[~enanordnung, war jedoel~, bei einer grSBeren Anzahl yon Kra~xken auf 10 und darunter erniedrigt. Die folgende Tabelle zeigt einige besonders niecMge F~tlle sines N/S-Quo$ient.en auf, in der Nebenrubrik sind die Werte fiir die Normalfiille angegeben.

Bei der Mehrzahl der Kranken lag also der N/S- Quotient um 10 oder sogar noeh darunter. Die tgg- liehe Stiekst0ffa,usseheidung der ?~Iangelkranken be- wegte sieh dabei um t2 g, so dal~ trotz der Aussehwem- mung yon 0demen sin Eiweil)verlust angenommen warden kann. Es kann aus dem niedrigen N/S-Quo- tienten gesehlossen werden, dab der Schwe/elsto/]. wechsd noch st4rker ate tier Stickstoff-Sto//wechset an. gespannt ist und, dag beim Abbau von eiwei[3hcoltiger K6rpersubstanz, die teilweise zur Deekung des Calo- rienbedarfes, teilweise abet zur Deekung des EiweiB- bedarfes yore Bestand entnommen wird, besonder6 die schw@lhcdtigen Stic, t~stoffverbindungen herangezogen werder~. Da man sieh sowieso im intermsdigren StofL weehsel vorsteHen mug, dab sehnelte Austausehvor- ggnge am EiweiBmotektit stattfinden, wobei einzelne Aminosguren ange/agert and wieder abgestogen wer- den ( D ~ ) und die Eiweil~mieellen ja untibersehbar versehieden aufgebaut sind, so muB man zu der An- nahme gelangen, de8 in stgrkerem )¢[aBe die wart-

Tabelle 2. N/ S.Q, uotient bei schweren Fiillen yon Untererniihrunff und bei Normcd~)ersonen.

R e . Ki. t~5. Dfi. Wi. ]~a.

D o . B u . Ku. 8ehu. Sie. . St.a.. Leh.. Ri. . . H e i . . . Schu. Bi. . . M e . . . .

3[angel ~lcranke

10,5 9,5 9,7

9,8 8,4

10,7 10,4 10,8 10,7 9,7

I 9 ,6 8,3 10,2 9,6 8,3 9,3 7,3 9,3 8,0 7,3 9,1

8,6

Normalpersonen (ira Durchschn i t t aus

mehreren Versuchs ,erioden)

Ax . . . . . . 12,1 Sehn . . . . . 10,2 Kll . . . . . . 11,0 K5 . . . . . . lO,3 Du . . . . . . I0,0 Sis . . . . . . I1,4 Be . . . . . . 12,3 Ri . . . . . . 13,0 Wi . . . . . . 15,6 Bet. . . . . 10,6 Sehu ..... 12,3 Pie ...... II,9

im Durchsehnitt II,7

votlen schwefelhMtigen, ja vidleieht die biologisoh hochwertigen Aminosguren tiberhaupt herausgebro- chen werden, u m b e i diesem Zerfall den Ablauf der intermedigren Stoffwechsetvorggnge zu erm6glichen. Hierbei w/irde dann sin Umbau des organisohen Ei- weiBes in der Weiss stattfinden, dab der KSrper fort- laufend an biologiseh hoehwertigen kminosguren ver- armt and ein anderes Eiweil3gefiige seines X5rper- eiweiBes erlangt. Zweifellos ist dies z. B. bei der Zu- sammensetzung des Serumeiweiges der Fall, denn wit konnten, wie yon anderen Seiten bestgtigt s~arde, bsobachtsn, dab nach einer Periode mit stark er- niedrigten Serumeiweigwerten bei unterernghrten Pa- tienten trotz Weiterbestehens dtirftiger Ernghrung eine Zeit folgte, in der bei unvergndertem Fort- bestehen der Inanition der SerumeiweiBwert ~ieder auf fast normMe I{She anstieg (RATsoHow).

Zu gleiehen Beobaehtungen kommen aueh H~R- KEX nnd Rm~stE~ in ihren Untersuchungen fiber die Zusammensetznng der. SerumeiweiBk6rper, sowie K/2H~AG der an t Iand yon Untersuehungen der Plasma- eiweigk6rper auf ihren Gehalt an einzelnen Amino- sguren zeigen .komlte, dab z .B. die Wsrte ~iir die wertvollen Aminosguren Cystin und Methionin beim I{unger6dem stark erniedrigt sind. In ghnliehe Rich- tung waist aueh unsere Beobachmng, 'dab in letzter Zeit parallel zum Anstieg des Bluteiweit3es aueh der N/S-Quotient bei I-iungerkranken vielfaeh ebenfalls auf den zur Zeit normalen Weft yon 11--12 und dariiber anstieg. Der Umbau des K6rpereiweiBes zu einem Eiweifl Nologiseh minderwertigerer, aber fiir die eingesehr~nkten K6rperfunktionen ausreiehender Art seheint sieh vollzogen zu haben, und ftir diese ein- gesehrgnkte Tgtigkeit, die Mob unter anderem in einem niedrigen Grundumsatz und allgemein ver- minderter Leistungsfghigkeit gul?ert, ist des jetzt an- gebotene Eiweig ,,vollwertig". Der Organismus, der stets bestrebt ist, seinem ibm optimalen, Iixierten Normalwert einzuhalten, hglt trotz gerhlger Sehwan- kungen seiner Plasmaeiweil3k6rper an dieser ,,Iso- proteiniimie" yon etwa 7 g-% lest und versuebt, aueh bei EiweiBmangel diesen in irgendeiner noeh nieht endgfittig geklgrten Weise dureh Bildung yon der Norm abweiehender EiweigkSrper zu kompensieren.

360 H.W. BAssi und G. Fvm~xl~¢: Der EiweiBstoffwechsel bei Mangelern/ihrung. 11. Kllnische Wochenschrift

In manehen F~Jlen, in denen es nicht gelang, eine hochgradige t typoproteinamie dureh Darreichung hochwertiger EiweiBpraparate trotz guter Resorption z u beheben, ha t ten wir direkt den Eindruck einer vielleieht zentral fehlgesteuerten Eiweii~synthese. Ein Beispiel zeigen folgende Falle, bei denen fortlaufend viol hochwertiges EiweiB (90 g, davon 60 g tierisches, bei 2400 Calorien) gegeben und den Patienten zusatz- lieh hydrolysiertes EiweiB imravenSs appliziert wurde. Trotzdem stiegen die BluteiweiBwerte kaum an.

TabeUe 3.

N a m e

Do.

Schfi.

Datum

14.47 1 4.47 19.4.47 26.4. 47

.5.47 15.5.47 29.5.47 5.5.47

13.5.47 30.5.47 4.6.47

Bluteiweil3 in %

4,75 4,72 5,22 4,90 4,37 5,60 5,46 3,70 3,30 4,75 4,47

A l b u m i n i n %

2•2 2,37

2,33 3,03 3,46

2,09

253

Globulin in %

2,50 2,85

2,04 2,57 2,00

1,21

2,34

A l b u m i n G l o b u l i n

0,89 0,83

1,14 1,18 1,73

1,73

0,91

Es wurde bereits dargelegt, dal3 der Eiwefltsehwefel quant i ta t iv bis zur Sulfatstufe oxydiert wird . Die l~enge des im Urin gefundenen Sulfatsehwefels sollte uns also ein ann/iherndes Ma, l~ fiir den exogenen EiweiBstoffweehsel geben, w/~hrend der Neuiralsehwefel uns einen Einblick in den endogenen Eiweiltstoff- weehsel gestattet . Diese ~berlegung ffir den Sulfat- schwefel trifft aber bei unserer heutigen Kostform, wo das Eiweii3 fiberwiegend nur in Form yon pflanz- lichem Eiwei$ (Brot, Kaxtoffeln, Cerealien) gegeben werden kann, nur bedingt zu.

Tabelle g.

Zufuh~ A u s s c h e i d u n g i m Ur in

Nr.

]9/I 25/I 26/1 2o/1 19/111 25/111 25/IV 151iv 21/1 22/11 14/i1 14/11I

O a l o r i e n t E iwe i2

1550 50 2000 60 2000 60 200O 7O ooo 2200 2200 90 2300 90 2400 90 2400 90 2700 115 2700 125

Eiweil3 - Schwefel

0,67 0,80 0,80 0,93 0,93 1,20 1,45 1,20 1,20 1,20 1,53 1,67

so~--s Ges.-S

0,60 0,73 0,78 1,06 0,65 1,03 0,76 0,88 0,81 0,99 1,02 1,24 0,75 1,01 0,58 0,84 0,57 0,92 0,69 0,96 0,85 1,03 0,82 1,17

Ans Tabelte 4 ist zu ersehen, dab der rein exogene Eiwei$stoffwechsel bei 2000 Calorien und 60--70 g Eiweii~ noch nicht ausbManziert ist, da zu dem Sulfat- schwefel noch der Anteil des Xthersehwefels hinzu- kommt. Ers t bei etwa 90 g EiweiB und einer CMorien- zahl von fiber 2000 ist der rein exogene Eiwei$stoff- weehsel, wie auch beim Stickstoff festgestellt, ins Gleichgewicht gekommen. Aber dieses Bild ist noch nieht ganz vollst/indig, denn die tats~chliehen Gesamt- sehwefelausseheidungen erhShen sieh ja noeh um den Anteil des 2qeutralsehwefels und vor atlem des Stuhl- schwefels. I m Stuht befinden sieh in der ~aup t saehe nicht resorbierter Eiweil]schwefel und Sulfate. Es ist verst~ndlich, da$ vor allem bei gest@ter Resorptions- fahigkeit der Organismus nicht in der Lage ist, eine

vollkommen fermentat ive AufschlieBung der vor- wiegend pflanz!iches EiweiB enthaltenden ~ahrungs- stoffe vorzunehmen, so dab betr~Lehtliche lVlengen un- resorbiertes EiweiI~ mit dem Stuhl verlorengehen. Die hierbei auftretenden Stiekstoffverluste wurden in unserer ersten Mitteihmg erw/ih~t. Die Sehwefel- verluste halten sich in den entspreehenden Grenzen; es wurden Schwefelmengen yon 0,3--1,0 g im Stuhl beobachtet, die allerdings zu einem Tell aus dem Sul- fat der ~ah rung herstammen. Hierdurch versehiebt sich das Bild erheblieh, so daB, um den Sehwefelh£ns- halt dee K6rpers auszubManzieren, erheblieh grSBere Mengen EiweiB gegeben werden mfissen, als es fiir die Ausbalanzierung des N-Stoffwechsels erforderlich ist. iDa wit zur Zeit nieht in der Lage sind, in gr6Berem ~al te leieht verwertbares tierisehes EiweiB in Form yon Milch, Fleisch, Eiern usw. zu geben, mi~sse~ die Zuhtgen an p/lanzlichem Eiweifi unverhdgtnismdiflig viol h6her sein, um ein¢ tats~chlich ausgegIichene Bihtnz im EiweifistoHwechsel zu erzielen, als es a u s d e r reinen Betrachtung des N-Stoffwechsels zu erwarten wfire. Diese Erkenntnisse erhellen die Bedeutung des tieri- schen EiweiSes, dessen biologischer Wert nich~ nur in dem Gehalt an hoehwertigen Aminos/~uren, sondern ebenfalls in s tarkem Mal~e in ihrer leiehten Verdau- liehkeit liegt.

Der ,,organische Schwefet", d .h . die Summe yon ~therschwefels/iuren und Neutralschwefel liegt, wie Tabelle 5 zeigt, bei EiweiSgaben yon 2--125 g pro die und einer Gesamtealorienzufuhr yon 800--2750 bei einer Durchschnittstagesmenge yon 0,25 g mit einer Sehwankungsbreite yon 0,18--0,36g, w/£hrend die GesamtschwefeIausscheidung sehr viol st/£rker, n/~m- lich yon 0,46--1,48 g, sehwankt.

Der Gesamtgehalt an organischem Schwefel ist also weitgehend konstant. Mit zunehmender Eiweil3-

Nr.

28/11 29/11 22/I 15/1 25/i1 1711 25/1 26/I 2o/11 25/11I 25/Iv 25/v 16/11 15/11 21/11 22/ii 23/1I 23/I 21/1 18/I 16/111 15/111 ]4/11 14/1 16/v 16/IV 14/iii

Tabelle 5.

El- C.alo- we93 men / scheidung

g I

2 2 2 2 4

55 60 60 70 90 90 90 90 90 90 9O 90 90 90

100 100 115 115 115 125 125 125

0,49 ] 0,46 / 0,561 0,56 0,59 / 0,69) 0,92] 1,06~ 1,03[ 1,00 1,00) 1,24 1,01 1,20 0,64 0,84 0,88 1,02 0,96 1,33 1,48 0,92 0,94 0,78 0,98] 1,03 / 0,991. 1,04[ 1,03 0,97 / ],lTj

Ges.- S- Aus- org. S

0,17 t o,181 0,21 }- 0,19 0,18 / 0,19) 0,22] o,28~ 0,36[ 0,28 0,27 ) g't O0~t

0.26 I 0.20 1 0.24 1 0.26 I 0.25 1 0.27 ( 0,26 0.27 I 0.30 I 0.35 I 0.24 1 0.28 1 0,27] 0,18 / o,18L 0,28 [ 0,24 0,20 I 0,35)

im Durchschnitt 0,25 g.

I org . S I SO~-S V0!~ v o m

Ges.- S Ges.-'S % %

36 64

28 72

26 74

23 77

fig. 26, Heft 23/24 H . W . BANSI utld G. FlYHlgM~NN: Der Eiweig-Stoffwechsel bei Mangelern/ihrung, I i . 3 6 ] 15. Juni 1948

gabe w/~chst der prozentuale Anteil des Sulfatschwe- fels auf Kosten des organischen Sehwefels, wie aueh zu erwarten ist, denn bei niedrigen .Eiweit~gaben karm ja nur wenig Eiweigschwefel zu Sulfat verbrannt werden. Der Sulfatanteil liegt bei praktisch eiweil]- freier Kost bei 64%, bei Gabon yon 50--70 g EiweiB bei 72%, bei 90--100g Eiweig bei 74% und fiber 100 g bei 77%. Der Normalwert yon 80--85% ffir den Suffatanteil des Urinschwefels wird nur in wenigen Fiillen erreicht, was auch mit darauf zurfickzuffihren ist, dab Nn mehr odor weniger groBer Anteil des lgahrungseiweiges bei den unterern/thrten Patienten unverdaut im Stuhl abgeht, wodureh zwangslaufig die S~.ule des Sulfatsehwefels im Urin sinken muB.

Die Fraktionierung des ,,organischen Schwefels" in ~thersehwefels~uren und Neutralsehwefel zeigte, dab das Verh/~Itnis ]~eutral-S :Nther-S etwa wie 5:4 ist. Bei den in obiger Tabelle aufgefiihrten F/~llen erhielten wir einen ann/~hernd konstanten Tages- durehschnitt an Neutralsehwefel von 0,14 g (mit einer Streubreite yon 0,10--0,20 g). Diese Sehwefelmenge von 0,14 g geht dem K6rper also t/iglich als der An- toil verloren, den wit bei der Definition des EiweiB- minimums mit dem l~{ateriatversehleig eines Ma- sehinengetriebes .vergliehen hatten. Abet diese Zahl von 0,14 g :NeutraLS sagt noeh mehr Has: Wit Ic6nnen aus ibm au] die ungefiihre ta, ts~ichliche absolute H6he des rein mechanischen Eiweifiverschleifles schlie'fien, der dutch die Bestimmung des N-Minimums alleine nieht zu effassen ist. Erinnern wit uns an das oben Gesagte fiber die Konstar~z des ~/S-Verh~Itnisses aueh in den Geweben yon 14:1, so 1/~Bt sich daraus bereehnen, dab der rein mechanische N-Verschleifi etwa 2 ¢ N, das sind au/ Eiweifl umgerechnet fund 12 g KSrpereiweifl, betriigt.

Aueh bei den Eiweigminimumversuchen erhielten wir Werte yon Neutralsehwefel, die in derselben GrSBenordnung lagen (0,12 g, 0,13 g, 0,11 g, 0,09 g, 0,08 g) ; der meehanische Eiweigversehleig ist also eine konstante Gr6ge, die unabh£ngig yon der zugefiihrten Nahrung, sowohl in ihrem EiweiB- als auch in ihrem Caloriengehalt ist. Die Zahl, um die die/q-Ausschei- dung yon 2 g pro die im Eiweigminimumversuch fiber- sehritten wird, ergibt also den Anteil an EiweiB, der auch bei eiweiBffeier Kost zur rein energetischen Ver- brennung herangezogen wird; dieser Anteil wgchst mit fallender Calorienzahl, wie bereits oben nigher ausgefiihrV.

Es mug also noehmals betont werden, dab der endo- gone EiweiBstoffweehsel nicht mit der Abnutzungs- quote yon RUBBER gleichzusetzen ist, sondern in einen ,,meehanischen" und einen ,,energetischen" An- teit unterteilt werden muB. Diese l~berlegungen dfirf- ten den Weft einer verfeinerten Betrachtungsweise des Sehwefelstoffweehsets auger~/~tlig demonstrieren.

}Vie s~e]it sich die Frage des Wiederaufbaues der zerstSrten K6rpersubstanz vom Bliekpunkt des Schwe- fels aus dar ? Der Sehwefel wird dem KSrper als EiweiB- sehwefel mit den Aminos£uren Cystin und 5{ethionin

CHNH~ ~ItNH~

Cystin Klinische Wochenschrift. 26. ffahrg.

CE~-- S -- CI:I~ I

C]:l- 2

T C/JNE~

~COOH ~ethionin

zugeffihrt, von denen dem ~ethionin eine ,,SehliisseI- funktion" als biologisch unbedingt notwendige Amino- s&ure zugeschrieben wird (Wo~Acx und Ros~, W~IPPLE u. a.), wahrend die Frage, ob Cystin eine unentbehr- liche Aminos&ure ist, zur Zeit noch umstritten seheint.

Frfiher nahm man an; dal~ Cystin eine ~,exogene" Aminos&ure ist, d. h., es muB mit der Nahrung zuge- ffihrt werden; der KSrper ist nicht imstande, Cystin aus anderen Aminos~uren und Sehwefelverbindungen zu synthetisieren. I-Ieute wissen wir aus den Ver. suchen yon TARVER und SC~IDT, sowie yon Wo- ~ACK und Ros~, dab der K6rper imstande ist, Cystin aus Methionin zu bilden, und dal~ das ~fethionin im- stande' ist, Cystin zu ersetzen, daB hingegen umge- kehrt Cystin nur etwa 1/6 der Menge des t~Iethionins ersetzen l~nn. Zweifellos ist das Cystin jedoeh nieht vSllig in der/~uhrung entbehrlich, denn es hat eine ganze Reihe physiologischer Aufgaben zu efffillen, so dab es doeh wohI ale lebensnotwen4ige Aminos£ure anzusehen ist.

~eben seiner Rolle im Redoxsystem Cystin Cystein ist das Cystin z. B. yon Bedeutung beim AuL bau des Plasm~eiwefl3es (OsBoRNE und lVIENDEL, LUCKNER, WHITE, WHIPPLE, ~ADDEN, TURNER und RowE) in dem es zu etwa 3,66% (Albumin 4,99%, Globulin 2,48%) vorlieg~ (BALINT, K~tHNAV). Bei Kungerkranken ist dieser Wert ffir das Plasmaeiweig deutlich erniedrigt, Ki2~Au land in 12 Fallen' yon HungerSdem einen Cystingehalt yon durchschnitt. lich 1,29%.

Der Chemismus, der sich bei der Entgi/tung toxi. scher Sto//wechselprodukte durch Cystin abspielt, scheint noch nieht gekl~rt zu sein. RATSCHOW ver- tritt die Ansieht, dab die Rhodanbildung beim Ent- giftungsmeehanismus eine Rolle spielt.

Die wesentliehe physiologische Bedeutung des Methionins als eine Aminos£ure mit ,,Sehlfisselfunk- tion" liegt in der F6rderung des K6rper- und Haar- wachstums (WHITE und WroTE), Verhinderung des Eiweigzerfalls nach Verbrennungen, sowie in der Lieferung yon ~ethylgruppen fiir die Cholin- und Kreatinsynthese (Du VIGNEAUD, BA~ENSe~r~E~ und VAL¥I-/qACy u. a.), ferner in seiner lipotropen Wir- kung (SINGAL und EOKSTEIN).

Bei n~herer Betraehtung des rein ehemisehen Auf- baus des Methionins kann man feststetlen, dab sieh in seinem Molekiil mehrere Faktoren gleichzeitig vor- linden, die die physiologische Wiehtigkeit dieser Ver- bindung belegen:

1. Es ist eine a-Aminos/ture.

2. Es ist ein schwefelhaltiger EiweiBbaustein.

3. Die --S--CK3-Bindung ist sehr labil; die Me- thylgruppe kann sehr leicht abgespalten werden und ist eine Hauptquelle lfir Methylierungsreaktionen im Organismus. Der K6rper ist nicht imstande, Methyl- gruppen, wie sie zur biologischen Synthese) etwa yon Kreatirl und Cholin n6tig sind, selber zu erzeugen, er ist auf Methylgruppen in der Nahrung in biologiseh labiler Form angewiesen (D~ VmlqEAU])). Bei der Kreatinsynthese konnte dureh die Arbeiten yon BORSOOK und DVBNOI~F, BLOOH und SCH6NHEI~IEI¢ U. a. bewiesen werden, dab bei der Methylierung der

23a

~62 H.W. BA~csz un4 G. ~'vmc~n~¢~¢: Der Eiwei$-Stoffweehsel bei Mangelern/ihrung. II. Kllnische Wochenschrift

aus Arginin bzw. Glykokoll gebildeten Guanidine. essigsaure

NH~ NH~

C = N H \~_ ~ - - H CH3

CH~COOH CH~COOH Guanidinoessigs~ure Kreatin

tats~tchlich 1V[ethionin die methylierende Substanz ist. WITTS fiihrte in einer kfirzlich erschienenen Arbeit

die diatetisehe V~irkung des Methionins bei Leber- eirrhose auf die labile ~ethylgruppe des Methionins, zuriick, die eine ausreiehende biologisehe Lecithin- synthese bewirkt; letzteres dient zum Fettabtrans- port aus der Leber, bei akuter Lebernekrose sell die

~7

2T z~

~a

~,~6~ ~,~ II Fu O/e &'e ~/ I~hl

~-Ausscheidung ohne Cystinzulage; N-Ausscheidung mit Cystinzulage; ~-Bilanz.

Abb. 1. ~-Ausscheidung im Urin.

8 7 6 q

g

- -S t t -Gruppe im entmethylierten Methionin oder im Cystein der wirksame Faktor sein.

In diesem Zusammenhang sei noeh gestreif~, worav_f schon AsT~v]~ hingewiesen haL, dab under den unbedingt lebensnotwendigen Aminos~uren der Nahrung sich Leucin, Isoleucin, Threoifin und Methionin befinden. Wenn wit uns diese Verbindungen in ihrem chemischen Aufbau be~raehten und ihre physiologischen Funk~ionen vergleichen, so sehen wit, dab sie en~weder eine ]l~ethy]gruppe au~erhalb der geradlinigen C-Kette tragen oder die ]~ethylg~ppe durch entsprechende Bindung mehr oder weniger labil geworden ist, un4 dal~ sis ffir einen geordneten Eiweil~stoffwechsel nnentbehrlieh sind (Tabelte naoh K~mc~v):

Leucin ]C-~a CHCH~CHNtt~COOH

Nogwendig z~m Aulbau yon Plasma- und GewebseiweitL cI~C~,.

Isoleuein ~ > CI-ICI-INH~CO01-I I CH~ Io-01

Notwendig zur Verwert~ung der Nahrungsaminos/iuren (8ehliisselfunkgion).

Threonin [ ' ~ CH(0H)CHNH~COOH

Neben Isoleuein notwendig zur Verwertung der Nahrungs- aminos~i~ren.

~¢Iethionin ~ ' ~ SCH~CH~CHNH~COOt~

FSrderung des K6rper- und Haarwachstums, Verhinde- rung des EiweiBzerfalls naoh Verbrennungen, lipotropo Wir- kung, Lieferung yon ~Ie~hylgruppen fiir Methylierungen.

Der Methylierungsfunktion dutch labile Methytgruppen komm~ also anscheinend eine gr6Bere physiologische Bedeu- tung zu, als wir bisher wissen. HIs betonte bereits 1887 die Wichtigkeit der biologischen Methylierung.

4. ~[ethionin hat als einzige biologisehe a-Amino- s/~ure (aui~er Threonin) eine C4-Kohlenstoffkette; die C4-Verbindungen sind bevorzugte Abbaustufen der Fettverbrennung (fl-Oxybuttersaure, Acetessigsaure), es tiegt in der C4-Kohlenstoffkette also ein Kreuzungs- punkt zwischen Eiwei~- und Fettstoffweehsel. Ob die lipotrope Wirkung des ~ethionins hiermit irgendwie in Zusammenhang gebraeht werden kann, steht noeh dahin.

Bei einer geihe yon Fallen mit ~fangelerni~hrung unternahmen wir eine Anzahl von Stoffweehselver- suehen derart, da[~ wir den Patienten zur Nahrung sowohl einzelne Aminos~uren als auch Aminos/~ure- gemisehe zulegten. ~Tir ~iihrten zunaehst einige Ver- suche mit Cystinzulagen durch.

Schon dutch die Arbeiten yon LEwis war bekannt, dai~ das Cystin bei Hunden bei niedrigen EiweiSgaben eine Stickstoffretention begiinstigte. LucKN~R stellte 1938 lest, dab Cystinmangel in der Kost seiner Ver- suchsratten die Ursache der Manget6deme war. Aueh RATSCHOW berichtete kiirzlieh in Beobachtungen, die zeittieh etwa mit unseren zusammen~allen, fiber den giinstigen Einflul3 yon Cystin beim HungerSdem. Die yon LEWIS beobachtete eiweiBsparende Wi~ kung konn- ten wit bisher in allen beobaehteten Fallen, bis auf einen, sowohl bei Patienten mit Mangelernahrung, als auch bei ,,normal" ernahrten Versuchspersonen beob- achten. Alle yon uns beobaehteten Patienten be- kamen naeh ihrer Einl~eferung ins Krankenhaus eine Kost yon 2400 Calorien mit 90 g Eiweif~ aul~er Fall I0 (eine Norton]person), der bei 2700 Calorien nur pflanz- iiehes Eiweil~ bekam und Nr. 11, der in seinen beiden Versuchsphasen 2700 Calorien mit 100---120 g Eiweifi erhielt. ~Vach meist 3tagiger Einstetlung bei dieser Kost bekamen die Patienten 5--8 Tage lang die gleiche Kostform, wobei ihr Urin und Stuhl auf Stick- stoff und Sehwefel untersueht wurden. Naeh Ablauf dieser Periode erhielten die Versuehspersonen bei der- selben Kostform eine Zu]age von t,0 g 1-Cystin pro die pen os fiir weitere 5--8 Tage, wobei wieder Urin und Stuhl gesammelt und analysiert wurden. In Abb. 1 sind die im Urin ausgesehiedenen Stickstoffmengen ohne Cystinzulage und mit Zulage yon je 1,0 g Cystin gegeneinander als Durehsehnitt der jewefligen Ver- suchsperiode aufgetragen, ferner die Gesamtstiek- stoffbflanzen.

Die eiweil~sparende Wirkung des Cystins geht aus allen Versuchen deutlich .hervor, bis auf Nr. 21, einen 56j~hrigen ~[ann, der in seinem Stiekstoffhaus- halt mit 9,7 g N im Urin bereits sehr sparsam ge- worden ist, nnd bei dem eine noeh weitere Stickstoff- retention dureh Cystinzulage auch kaum mehr zu erwarten ist. Die Stickstoffbilanz ist bei ihm stets positiv, sie steigt von 2,3 g ohne Cystin auf 2,5 g mit Cystin nur unwesentlieh innerhalb der physiologi- schen Sehwankungsbreite.

Nr. 10, eine ,,normal" ernahrte Versuchsperson, zeigt zwar auf den ersten Blick ebenfalls nur eine ge- tinge Sparneigung; die ~-Ausscheidung im Urin sinkt yon 10,6 auf 9,6 g, jedoeh bekam die Versuehsperson,

Jg. 26, lteft 2s/24 It. W. B~l~sI and G. Ft~mz~A~.~: Der Eiweigstoffweehsel bei Mangelernahrung. II. 363 15. ffuni 1948

die nur 45 g pflanzliehes Eiweig in der Nahrung erhielt, in der Cystinphase eine Zulage yon 25 g tIefe- EiweiB, die 4g zugelegtem Stiekstoff entspreehen wtirden. Trotz dieser ]~Iehrzulage yon 4 g N in der Nahrung, geht jedoeh der tlarnstiekstoff yon 10,6 auf 9,6 g herunter, so dab bier der Spareffekt des Cystins deutlich ~drd. Ein TeLl der EiweiBeinsparung geht woht auch auf Konto der Here, wie in unserer ersten Mitteilung bereits ausgeffihrt. Eine ,,Auf- forstung" der Ilefe mit Cystin l~Bt also augensehein- lieh bei niedrigen Eiweiggaben eine besondere Spar- wirkung erkennen. Die N-Bilanz ist in der 1. Phase wegen der Gabe yon nnr 45 g pflanzliehem Eiweil3 ( - -7 ,2g N) mit 4,65g N negativ; diese negative tlJlanz wird durch die Zulage yon 4 g N in der Nab- rung noeh nieht ganz kompensiert, wird jedoch in- folge der zus/~tzlieh dutch das Cystin eintretenden Sparwirkung mit .}.0,4.g etwa ausgegliehen.

Bei Fall 11, einem sehleehten Futterverwerter (bei 2700 Calorien und 110 g Eiweig ist die Stiekstoff- bilanz nut eben ausgegliehen), trat bereits am 1. Tag naeh Cystingabe eine sehlagartige Sparwh'kung ein. Der garn-N sank yon 16,7 g in der Vo:periode sehlag- artig auf 14,4 g und am n/Lehsteli Tage auf 5,9 g N, um sich dann auf eine mittlere Durehsehni~tshShe yon etwa 11 g einzustellen. Insgesamt ~rat bier ein Absinken des garnstiekstoffs unter dem Eilfflug yon Cystin yon 13,6 auf 10,7 g ein, w~hrend sieh die Ge- samtstiekstoffbHanz (unter Beiiicksi.ehtigung des Stuht- N) yon -}-0,2 auf q-1,9 g verbesserte. Aueh in der 2. Versuehsphase mit noeh hSheren EiweiBgaben (120 g EiweiB bei 2700 Calorien) konnte mit Cystin- zulage der ausgesehiedene Stiekstoff yon t3,3 auf 12,5 gesenkt werden bei etwa gleiehbleibender Gesamt- stickstoffbilanz (+0,7 g ohne, -}- 0,9 g mit Cystin).

Nr. 23, ein ausgesproehener Fall yon lipophiler ])ystrophie, zeigt in seinem EiweiS]haushalt eine ganz ausgesproehene ZerstSrungstendenz. Bei 2400 Calo- rien und 90 g Eiweig (= 14,5 g N) war der Patient nieht in der Lage, seiner EiweiBzerstSrung Einhalt zu gebieten; er hatte eine Sticksteffausseheidung im Urin yon durehschnittlieh 19,3 g. Seine Gesamtsgek- stoffbilalLZ zgigt mit --7,7 g d a s AusmaB seines Zer- stSrungsstoffweehsels deutlieh auf. Auch bei ihm hatte eine Cysthlzulage yon 1,0g pro die eine sofortige Wirkung. Der Urin-N sank sehleogartig yon 17,5 g am letzten Tag der Vorperiode auf 9,2 g am 1. Tag der Cystinphase und blieb dann im Laufe des Ver- suehs bei einem ])urehsehnitt yon 12,9 g stehen. Seine N-Ansseheidung im Urin zeigte aIso mit 19,3 g ohne mid 12,9 g mit Cystinzulage eine Sparwirkung von 6,4 g N. Seine Stiekstoffbilanz wurde'mit +0,4 g etwa ausgegliehen.

SehtieBlieh zeigte aueh Nr. 25, ebenfalls ein Fall yon Iipophiler Dystrophie mit Cystin gegenfiber der Vorphase eine N-Ersparnis yon 1,6 g; der Earnstick- stoff fiel yon 12,6 auf 11,0 g, w/~hrend die Gesamt- stickstoffbilanz yon +0,3 auf -}-}-2,0 g anstieg. ])er plStzliehe AbfMl der N-Ausscheidung beim ~3bergang yon der Vorphase in die Cystinperiode war aueh bier stark ausgepr~gt. Von 15,4 g i m letzten Tag der Vor- phase fieI die N-Ausseheidung anf 9,6 g, um sieh dann auf den Durchschnitt yon 11,0 g einzuspielen.

Wie sind die Cystinzulagen veto Sehwefel aus gesehen, zu wei~ten .~ Die Zulage yon 1,0 g Cystin bedeutet, dab dem K5rper etwa 0,25 g Schwefel zu-

s~tzlieh zugefiihr~ werden. Wenn dieser Sehwefel beim VerbrennungsprozeB des KSrpers mit verbraueht werden sollte, vdirde, or den Sulfatsehwefetanteil des Urins um diese 5ienge yon 0,25 g erhShen. Man kann also aus einer etwaigen Vergnderung des Sulfat- sehwefelanteils des Urins auf die Verwertung. oder Nichtwertung des Cystins im Organismtls gewisse Rtieksehliisse ziehen.

Der Sehwefelstoffweehsel unter CystineinflnB wurde bei Fall 21, 23 and 25 genau nntersueht. Die Sehwefelwerte sind in Tabelle 6 angegeben.

ProtokoI1- 3rr.

21 21

23 23

25 25

Tabelle 6.

]~ emerkungen

olme Cystin mit eystin ohne C y s t i n mit Cystin otme Oystin mit Cystin

Nr. 21 zeigte unter Cystineinwirkung keine merk- lithe Stickstoffretention, wie oben n/~her ausgeftihrt; der Sehwefelanteil des Cystins wird jedoeh, wenig- stens teilweise, vom Organismus aufgenommen. ])enn die Sulfatsehwefelfraktion des Urins ist zwar bei fast konstan~er Gesamtsehwefelausseheidung leieh~ erhSht; diese Erh6hung bel/~uft sioh jedoeh nur auf 0,06 g. 3Inn muB also annehmen, dab das Cystin im Organis- mus zum Aufbau yon KSrpereiweif~ verbraueht wird.

Fail 23 zeigt ebenfalls eine quantitative Retention des Cystinsehwefels; augerdem tritt bier aber noeh eine Seh.wefeleinsparnng hinzu. Wenn auch der Sehwefel nieh~ in gleiehem GrSl?enverh~ltnis Me der Stiekstof~ retiniert wird (denn der N/S- Quotient sinkt yon I3,0 auf 9,7 ab, d. h. es wird nioht soviel S vom Organismus zurfiekgehalten wie N), so ist die SehwefeL einsparung mit 1,48 gegen 1,33 g doeh reeht deut- lieh. Der Sutfatsehwefel f~tllt im gleiehen prozentualen Verh~ltnis yon 1,18 auf 1,06 g (w~hrend die S~ule des organisehen Sehwefels im wesentliehen konstant bMbt). ])as heiftt, dab kein Cystin zus~tztieh zu SuI- fat oxydiert wnrde, wor.ans der SehluB gezogen werden mul3, dab das Cystin zum Einbau in das K6rpereiweiB mit, herangezogen ~arde and often- siehtlieh dureh diesen Einbau aueh ,,katalytiseh" den Aufbau yon weiterem OrganeiweiB angeregt hat, denn weber sotlte sonst die oben sehon erw~hnte starke N-Retention yon 6,4 g herrfihren ?

Nr. 25 zeigt nnter CystineinfluB neben der Stick- stoffretention ebenfalls eine deutliehe Schwefelein- sparung, denn die Gesamtsehwefelausseheidung geht yon 1,24 auf 1,Oi zurfiek; es wird also auch bier das Cystin nieht verbrannt, sondern wie bei Fall 23 often- bar zum Aufbau yon KSrpersubstanz verwendet.

~Veitere Versuohe sollte uns fiber die %Virkung des Methionins AufsehluB geben, das ja neben seiner Sehwefelkomponente noeh als wirksames Prinzip die labile Methylgruppe und die C~-Kette hat. Leider sahen wir uns gezwungen, im letzten Noment die uns zur Verfiigung stehenden lViethioninmengen als Thera- peutikum fiir einen sehweren Fall yon akuter gelber Leberatrophie zur Verfiigung zu stelten, so dab wit kein 5Iethionin zur Verfiigung hatten. Wit gaben

364 H.W. BAssi und G. Fv~m~As~: Der EiweiSstoffwecl~sel bei Mangelern~hrung. II. Klinische Wochenschrift

deshalb einer Reihe yon Versuehspersonen Cystin mit Chohn kombiniert, wobei wit yon der ~berlegung ausgingen, da$ das Cystin die wirksame S-Kompo- nente, das Cholin die labilen Methytgruppen tieiern sollte. Gleichzeitig hofften wit hierdureh zu kl£ren, ob der C~-Kette im Methionin e in Einflui~ znkommt. Leider war es uns aus technischen Grfinden bisher nur mSglieh, einen Fall genau daraufhin durehzupriifen, ob dureh das Cholin eine weitere Eiwefl~ersparnis erzielt werden kann. In zwei anderen Fallen waren wir genStigt, gIeich im Ansehlul~ an die Vorphase das Gemiseh Cystin-Cholin zu geben, ohne erst eine Zwischenphase nur mit Cystin dazwisehenschieben zu kSnnen.

Das Cholin wurde in Form seines Chlorhydrates in w~r ige r LSsung gegeben in einer Menge, die 1 g

#

5

X-Ausscheidung ohne Cystin und Cholin; [~22"/~ N-Ausscheidung mi~ Cystin;

~-Ausscheidung mit Cystin and Cholin; N-Bflanz.

Abb. 2. ~-Ausscheidung bei Cystin- nnd Cystin + Cholinzulage.

Cholin entspraeh. Cystin sowohl wie die CholinlSsung warden wieder per os appliziert. Die Versuchsanord- mmg war analog wie bei den reinen Cystinversuchen; aIs Kost erhie]ten die Patienten 2400 Calorien mit 90 g Eiweil~. Die gefundenen Ergeb~fisse sind in Abb. 2 wiedergegeben.

l~r. 25 ist der Fail, der bereits bei den Cystinver- suchen angefiihrt wurde und we der Urin-l~ unter der Einwirkung des Cystins yon 12,6 anf 11,0 g sank. Es wurde an die Cystinphase mm die Versuchsperiode mit Cyst'in und Cholin angeschIossen mit dem Ergebnis, dal~ der Urin-N weiter auf 10,0 g absank, wghrend die Gesamt-N-Bilanz mit -?2,8 g u m 0,8 g hSher war als in der Cystinperiode. Dureh Zulage yon Cholin zu Cystin t ra t also eine Stickstoffretention. ein, und die Gesamtstiekstoffbflanz wurde noch st£rker positiv.

Offensiehtlieh ist also die Sg-Bindung in Kombi- nation mit labilen Methylgruppen ein wirksames Prinzip, dab eine Stiekstoffretention weitgehend be- giinstigt. Es ist zweifellos der Wirkung des Methio- nins gleichzuBetze~, das einen Eiweil~zerfalt, besonderB naeh Verbrennungen, verhindern sell. Die Ca-Kette scheint hierbei weniger eine Rolle zu spielen, denn wir haben in unserer Kombination Cystin-Cholin ja ge- wissermai3en ein um eine Ct~-Gruppe verkfirztes Methionin, also eine Cs-Kette, das S:Methylcystein (wenn das Cystin in seiner reduzierten Form betrachtet wird) vorliegen. Eiweil~sparversnche mit S-Methyl- cystein mfil~ten da~m vermutlieh ~hnliehe Ergebnisse

erwarten lassen. Wir mSehten jedoch aus diesem einen genau analysierten Fall nicht zu weitgehende Sehliisse ziehen, wenngleich unsere Vermutungen durch die beiden anderen Versuche, bei denerr die Zwisehenphase mit Cystin allein weggelassen werden muBte, in gewisser Weise gestfitzt werden.

Sowohl bei Versueh 26 wie aueh Xr. 28 war unter der Einwirkung einer kombinierten Cystin-Cholin- gabe eine deutliche Stickstoffretention feststellbar, bei Nr. 26 ging der Urin-N yon 12,7 auf 10,1, bei Nr. 28 yon 13,2 auf 10,6 zuriick, w~hrend die Gesamt- N-Bilanz bei Nr. 26 yon + 0 , 2 auf +1 ,7 bei Nr. 28 yon + 0 , 6 auf + l , l g anstieg. Beides waren wie Nr. 25 F~lle yon lipophiler Dystrophie, alle 3 F/£11e zeigten gegenfiber d~r V.orphase eine Stickstoffreten- tion yon 2,6 g.

Ebenfalls fiihrten wir Versuche, zungchst aller- dings mehr orientierender Art, mit Tyrosin durch, um eine eventuelle Beeinflussung des Eiweii3stoff- wechsels festzustellen. Tyrosin

kann beim Erwaehsenen dab Phenylalanin vertseten; es ist notwendig znm Aufbau yon Dijodtyrosin, Thyroxin und Adrenalin und fiir die Retikulocyten- reifung, sowie zur Pigmentbildung. Fiir den reinen Eiwei~stoffweehsel ist Tyrosin also nieht wichtig; wir verwendeten es aus dem Gesichtspunkt heraus, dureh eine eventuel leErhShung des Grundumsatzes den reduzierten Eiweil3aufbau anzuregem Bei einem Bilanzversueh ergab sich in Hinblick auf den EiweflL stoffwechsel ein absolut negatives Ergebnis.

Tabelle 7.

!' Urin-N Nlg ] Nr. Bi nz Ges.-S {

19/3 10,3 1--1,0 0,99 19/4 "10,3 --1,5 0,96

G~undumsatz in %

--12 ohne Tyrosin - - mit 1 g Tyrosinpro die

Es ist also bei gleicher Kost~orm kein Eiaftul~ ~uf die Urin-N-Ausscheidung and keine Verbesserung der Ges~mt- sticks~offbilur~ erkennbar. Auch der Ges~mtschwefel blieb dureh das Tyrosin unbeeinflu~t. Ein zweiter/~hnlicher Vet- such ergab das gleiche Bfld.

Diese Versuche mit Aminos~uren werden fortgese~zt, zu gegebener Zeit soil hieriiber weiter beriehte~ werden.

Zusammen/assung. Es wird fiber den Stoffwechsel des Eiwei~schwefels berichtet. Sowohl in der Nahrung als auch im GewebeeiweiB und im Urin besteht zwi- schen Stickstoff und Schwefel ein konstantes Verhi~lt- nis yon 14-- t6:1 . Die StSrung dieses Verh~ltnisses beim HungerSdem wird untersucht. Durch Bestim- mung der ~inzelnen Schwefelfraktionen im Urin und ihrer Relation zum Stickstoff wird im Eiwefl~minimum- versueh der absolute endogene Eiweil~verschlefl~ be- stimmt. Es wird festgestellt, da~ der Schwefel bei tfungerSdemkranken noeh stiirker als der Stickstoff abgebgut wird. Die sehwefelhaltigen Aminosgnren werden in ihrem Stoffweehsel bei Pat ienten mit KungerSdem und lipophiler Dystrophie untersncht. Es zeigte sich, dal~ durch Zulage von Cystin und Cystin plus einem methylierenden Agenz (Cholin) zur Nahrung eine Stickstoffretention erzielt werden konnte.

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KLINISCHE UNTERSUCHUNGEN ZUR UNTERSCHEIDUNG VON STERKOBILIN UND UROBILIN MIT DER PENTDYOPENTREAKTION.

Von

WA.LTHER STICH. Aus der I. Medizinischen Klinik der Universit~t ~Ifinchen (Direktor: Prof. Dr. K. BINGO~D).

Bei der Bearbeitung der yon BINGOnD gefundenen Pentdyopentreakt ion ha t sich die MSgtiehkeit er- geben, Urobilin und Sterkobilin zu unterscheiden (H. FISCHE~ und H. v. DOBEN~CK). Nach der 0xy- darien mit Hydroperoxyd zeigen Urobitinogen und Urobilin eine positive, Sterkobilinogen und Sterko- bilin hingegen abet stets eine negative Pentdyo- pentreaktion. ])a Propentd3~opente, welche ja be- kanntlich dutch diese Reakt ion zum Nachweis gelangen, auch aus Hi~moglobin, Verdoglobin, Bili- verdin, Bitirubin und l~[esobilirubin entstehen kSnnen, so ergibt sich bei biologischen Untersu~hungen die Notwendigkeit spektroskopischer Unterseheidung, mn die t Ie rkunf t der Propentdyopente zu erkennen. Beim Abbau des H~moglobins und seiner Derivate finden sich die 6 bekannten Propentdyopente in best immten Gemisehen. Je nach der Art der ~-Substi tnenten in den Pyrrolkernen erhatten Mr entsl?reehend e Spektra, so fiir H~min-Pentdyopent bei 525 m/t, fiir Bilirubin- Pentdyopent bei 529 m# nnd ftir Urobil in-Pentdyopent bei 522 m/~. Anf diese Weise t r i t t die Pentdyopent- reaktion Ms weitere l~eaktion zur Unterscheidm~g yon Sterkobilin und Urobilin neben die bereits be- kannte Mesobiliviolinreaktion (]~. Fzscm~R nnd H. NIENANN), welche yon BAUMeX~T~L auf die Klinik fibertra,gen wurdg und die Xnpferreaktion (H. F i s c m ~ ) , welche besonders yon W. C. ~ v ~ angewandt wurde.

Grber die Bedeutung des Naehweises yon freien Propentdyopent haben bereits BZNGOLD, HULST und GROTEPASS some neuerdings W. C. MEYER beriehtet. Sehon Bmeor.D hat te antangs H/~m-Pentdyopent und Uro-Pentdyopent unterschieden. Naeh den heutigen Ergebnissen ist jade Bilirubinurie yon einer Propent- dyopenturie begleitet, ebenso aueh die Urobilinurien, aber nicht die Sterkobilinurien. Praktisch stehen hier also Bilirubin- und Urobil in-Pe~tdyopent im Vorder- grund. Daraus ist aber nieht der SehluB zutgssig, dab Propentdyopente stets fiber Gallenfarbstoff zur Ents tehung gelangen mfissen. Von W. S~ED~n wissen Mr, dab Propentdyopente aueh intermedii~r auftreten k6nnen, um dann in Stoffe fiberzugehen, welehe keine Pentdyopentreakt ion mehr ergeben, wie es etwa beim ~esobilifuscin der t~all ist. Dutch die Untersuehu~Igen v o n BINGOLD, SIEDEL, E N G E L U . a . wird es immer wahrscheinlieher, dab im Organismus neben dem Ab-

bau zu Bilirubin pr imgr vom Blutfarbstoff noeh andere Wege ausgehen, welehe zu tieferen Derivaten fiihren.

In unseren Untersuchungen wurde nun die Pent- d.yopentreaktion zur Unterscheidung yon Urobilin und Sterkobitin im Harn und Stuhl bei klinischen l~l len angewandt. Erleichtert wird die Unterschei- dung clutch VergleichslSsungen yon Eosin A (fiir Uro- bil in-Pentdyopent bei 522 m#) und yon Erythrosin (ffir Bit irubin-Pentdyopent bei 529 m u). Um einen mSglichst guten (~berblick zu erhatten, wurden auBer- dem die EHRLIc~sehe Aldehydreaktion, die SCHLE- SINGEI~sehe Fluorescenzreaktion bzw. die Sem'YlIn~- sche Sublimatprobe, die GNELINsche Probe und in einzelnen F~llen auch zum Vergleieh die Mesobilivio. linreaktion und die Kupferreakt ion durehgeffihrt. Dureh den Vergleich der einzelnen Proben ve t und naeh 0xyda t ion mit Hydroperoxyd konnte ein guter (~berbtiek fiber Urobilin- und Sterkobilingehalt ge- wonnen werden. Hinsiohtlich der Bezeiehnung wird in vorliegender Arbeit nieht zwlsehen Chromogenen und eigentliehen Farbstoffen untersehieden, sondern wit spreehen k/lrz yon Urobilin und Sterkobi]in. I m biologisel~en Gesehehen und an frisehem Material stehen die Chromogene im Vordergrund.

Zun~chst konnte yon STIcx nachgewiesen werden, dab es sieh bei der bisher angenommenen physiotogi- sehen Urobilinurie tats~ehlieh um eine. Sterkobilinurie handelt. Da es bereits dutch WATSON U. a. klargestellt ~atrde, dag in den ]~a.eces yon Gesunden neben ganz geringen Mengen yon Ur0biHn bei weitem das Sterko- bilin iiberwiegt, darf es als erwiesen gelten, dab in Harn und Stuhl prakt isch nur Sterkobilin zur Aus- seheidung gelangt. Besonders im I t a rn des Gesunden konnte, aneh bei Anwendung von Extrakt ionsver- fahren, yon uns niemals Urobilin gefunden werden. Aus den grundlegen.den Versuehen yon B~tVMG32~TEL, weleher damit als Erster auf den biologisehen Dualis- mus yon Sterkobilin undUrobil in hinwies, wissen wit, dab das Sterkobi/inogen nnr enteral bei der bakteriei]- fermentat iven Reduktion des Gallenfarbstoff.s ent- steht, w/~hrend Urobilinogen immer eellul~r-fermen- ta t iv innerhalb der t~eduktionsfolge Biliverdin-Bili- rubin-Mesobilirubin-Urobilinogen zur Ents tehung kommt. Die physiologisehe Sterkobilinurie ents teht demnaeh durch die teilweise l~fiekresorption des im