(Aus dem Physiologischen Institut dcr Universit~t Halle a. S.)

Der Glykogengehalt des Reizleitungssystems im IIerzen. Von

S. Buadze und E. Wertheimer.

(Eingegange~ am 20. Dezember 1927.)

Die Ansicht, dab das Reizleitungssystem im Herzen reicher ist an Glykogen, als der Herzmuskel selbst, ist wohl allgemein verbreitet. Der Glykogenreichtum dieses Systems wurde direkt als eines seiner be- sonderen Kennzeichen hingestellt 1. Auch in der physiologischen Literatur ist die angeffihrte Ansicht allgemein vertreten. Um nur eine der neuesten VerSffentlichungen zu erw~hnen, mSehten wir das Maeleodsche Buch anffihren 2, worin der Glykogenreichtum des l~eizleitungssystems mit jenem in Primitivherzen (z. B. bei Squalus sucklii) verglichen wird mi t der Begriindung, da~ das Reizleitungssystem dem Primitivherzen ent- spricht.

Nun muB doeh betont werden, dal~ es dem Physiologen eigentlieh sel tsam erscheinen mul~, dal3 das Herzmuskelgewebe, das soviel an Arbeit zu leisten hat, weniger Glykogen enthalten soll, als ein Gewebe, dal~ nur der Reizerzeugung und l~eizleitung dient, beides Aufgaben, die, sower wir wissen, nicht mit einem hohen Glykogenumsatz verbunden sind. Ferner mull festgestellt werden, da~ nieht ein einziges Mal das Glykogen im l~eizleitungssystem wirklich chemisch nachgewiesen wurde; fiberall wurde der Nachweis nur f~rberisch gefiihrt. Nun ist uns in ]etzter Zeit 5fter aufgefallen, dal~ die Carminf~rbung oft l~esultate abgibt, die mit dem quanti tat iven chemischen Nachweis in offenbarem Widerspruch stehen, ja die manches Mal dh'ekt h'reffihrend sind 3. Zu irgendwelchen

I Siehe z. B. Lehrbuch der pathologischen Anatomie yon L. Aocho//. Jena: Verlag Fischer 1919. Neuestc Literatur S. JLa France, Arch. internat, de physiol. 17, 266. 1922 und 23, 163. 1924; daselbst weitere Literatur; siehe auch J. MSncke- berg, Ergcbn. d. allg. Pathol. u. pathol. Anat. 19, H. 2, S. 328. 1921; siehe be- sonders L. Ascho//. Verh. v. d. pathol. Ges. 12, 150. 1908.

2 j . j . R. Maeleod, Kohlehydratstoffwechsel und Insulin. Verlag Springer 1927. Siehe S. 138.

3 Das gleiche gilt vielleicht in noch h6herem MaBe ffir die Jodfarbung. Es wird vielen aufgefallen sein, welchen T~uschungen man schon beim einfachen Reagensglasversuch mit dieser Jodf~rbung unterworfcn ist; siehe auch M. 2~omieu, Cpt. rend. des s~ances de la soc. de biol. 96, 1230. 1927.

234 S. Buadze uud E. Wertheimer:

quanti tat iven Aussagen diirfte die f~rberische Methode schon gar nicht benutzt werden. Aus diesen Grfinden sind wir dazu fibergegangen erneute quanti tat ive Bestimmungen durchzuffihren. Fiir solehe Analysen waren wir auf die t terzen grSl]erer Tiere angewiesen. Hund, Ziege, Sehaf z. B. eignen sich nur sehlecht.

Deshalb wurde anf/~nglich versucht, das Material zur chemischen Untersuehung vom l~inderherz zu gewinnen, dessen Atrioventrikular- system nach Petersen 1 yon allen Hauss~ugetieren am kr/~ftigsten ent- wickelt und am leichtesten zug~nglich ist. Diese Absicht muBte aber bald aufgegeben werden, naehdem es sieh herausstellte, dab der Glykogen- schwund im Rinderherzmuskel mit aul]erordentlieher Sehnelligkeit vor sieh geht, so daft die Bestimmungen unsicher wurden. Wir w~hlten dann das Pferdeherz aus. t i ler gestalten sieh die Verh~ltnisse insofern schwie- riger, als die Schenkel des Hisschen Bfindels nieht nur diinner sind, sondern sie liegen auch tiefer in der Muskulatur als beim I~inde. Eine weitere Sehwierigkeit bestand darin, dab wir das Untersuchungsmaterial nicht vom mazerierten, gekoehten, fixierten oder injizierten, sondem vom lebensfrischen, sofort nach dem Tode des Tieres entnommenen Herzen gewinnen wollten. Zum Tell wurden die Widerst~nde durch die genauen Angaben yon S c h a u d e r fiber die Topographie des atrioventrikul~ren l~eizleitungssystems im Herzen des Pferdes behoben. Den Tawarasehen Knoten, dessen L~nge nach Schauder etwa 6--10 mm, dessen Breite 5--7 m m und dessen Dicke 0,6--2,5 m m betr/~gt, und den Stamm, der noch kleiner ist, konnten wir mit Sicherheit nieht herauspr/~parieren. Unser Material s t ammt daher in der Hauptsache yon den Schenkeln des Hisschen Bfindels, deren Lhnge mehrere Zentimeter betragen. Und auch hier wurden meistens diejenigen Stellen der erw/~hnten Schenkel bevor- zugt, welche entweder subendokardial, oder wenigstens nicht sehr tief in der Muskelsehicht verlaufen. So war es z. B. viel leichter, die herz- spitzenw~rts gelegene Partie des linken Schenkels zu Gesicht zu be- kommen, als die der Basis naheliegende. Die Abgrenzung des Systems yon der fibrigen Herzmuskulatur durch eine bindegewebige Hiille und seine unterschiedliche Farbe unterstfitzten uns noch in der Pr/~paration desselben. Uber die Einzelheiten sei auf die vorziigliche Beschreibung des Verlaufes des Reizleitungssystems im Pferdeherzen yon Schauder 2

verwiesen, an dessen Angaben wir uns hielten. Den zur Analyse verwandten tIerzmuskel entnahmen wir aus der

Scheidewand zwisehen beiden Ventrikeln. Die Preparat ion gesehah im Schlaehthof selbst mSgliehst rasch nach

der T6tung; es wurde dann das zu untersuehende Material sofort ge-

l G. Petersen, Arch. f. wiss. u. prakt. Tierheilk. 44, 100. 1918. 2 W. Schauder, MakroskopischeDarstellungdesatrioventrikularenVerbindungs-

bfindels im Herzen des Pferdes. Arch. f. wiss. u. prakt. Tierheilk. 44, 372. 1918.

Der Glykogengehalt des l~eizleitungssystems im Herzen. 235

wogen und in 60 % Kalilauge versenkt. Naeh der T6tung vergeht na- tfirlich immer einige Zeit (Enthi~utung usw.) bis das Herz zu bekommen ist. Wir hatten aber auch Gelegenheit das Herz sofort nach der T6tung zu erhalten, in anderen F~llen haben wir absichtlich Material benfitzt, das schon li~ngere Zeit lagerte (bis zu 14 Stunden; siehe die Tabelle). Die Temperatur im Sehlachthause war (Ende November, anfangs De- zember) mindestens 0 ~ C, gew6hnlich sogar unter 0 ~ ; der Glykogenabbau konnte also nur langsam erfolgen (siehe die Tab.).

])as Ergebnis ist absolut eindeutig. In allen F/~llen enthElt der Herz- muskel ganz bedeutend mehr Glykogen, als das Reizleitungssystem. Wir finden als Durchschnittswert beim Herzmuskel rund den 7fachen Glykogengehalt gegenfiber dem des Reizleitungssystems. Dabei ist es ganz gleichgfiltig, ob das Untersuehungsmaterial friiher oder sparer nach dem Tode des Tieres zur Anwendung kommt. Es ]iegt also kein Grund vor, etwa anzunehmen dal~ im Reizleitungssystem das Glykogen rascher abgebaut wiirde, denn das Verh/~ltnis der beiden Glykogenwerte blieb ungef/~hr gleich, ob wir sofort oder auch mehrere Stunden nach dem Tode des Tieres die Untersuchung durchffihrten.

Eines ist noeh zu beachten: bei der Pr/~paration des Reizleitungs- systems gelingt es nicht mit Sicherheit die bindegewebige Hiille zu ent- fernen; es ist daher m6glich, dab diese in manchen Fi~llen mitgewogen wurde und daher der Glykogenwert etwas zu niedrig gefunden wurde. Es isr aber ganz offensichtlich, dab dieser in Erw~gung zu ziehende Fehler nicht groB sein kann. Sicher wird dadurch das Gesamtergebnis in keiner Weise beeinfluBt.

1 Proz-Glykogengehalt des Prot.- Retz-

Nr. Herz - leitungs- muskeis systems

5 6 7 8 9

10 11 12 13

14

Gewieht des unter-

suchten Gewebes

g

0,61 0,31 0,53 0,51 0,06

0,06 ),01 0,833 0,30 0,50 0,095 0,16 D,021 0,50 D,04 0,41 D,032 0,64 D,074 0,12 D,020

0,30 0,04 0,037 0,10 0,0085

0,03 Spur

1,00 1,20 0,40 0,40 0,10 0,40 0,70 0,10 0,40 0,40 0,30 0,18 0,70

0,50

:Bemerkungen

ca. 1 Stunde nach Tod ? etwa 1/s Stunde nach Tod etwa 3/4 Stunden nach Tod etwa 14 Stunden nach Tod 3/4 Stunden nach Tod 1/2 Stunde nach Tod sofort nach Tod ca. 1 Stunde nach Tod ca. 1 Stunde nach Tod ca. 1114 Stunde nach Tod

ca. 1/s Stunde nach Tod ~c~. 3/4 Stunde nach Tod !ca. 6 Stunden nach Tod; 4Stunden bei

Zimmertemperatur gestanden und zwar in rein zerschnittenem Zustand

6 Stunden rein zerschnitten bei Zimmer- temperatur (20 ~ gestanden

236 S. Buadze und E. Wertheimer:

Wie ist nun die Verschiedenheit des mikroskopisch-f~rberischen und des chemischen Befundes zu erkl~ren ? Man mul3 daran denken, dab der Pathologe sein Material oft lange nach dem Tode erst untersucht. Wir haben gerade deswegen Versuche mit Gewebe angestellt, das schon lange lagerte und zwar sowohl in zerschnittenem Zustand, als auoh unversehrt (siehe Prof. •r. 13, 14, 4) ; die gro~en Unterschiede im Glykogengehalt des R.eizleitungssystems und des Herzmuskels bleiben in allen F~llen bestehen. Es kann einm~l vorkommen, dab bei Tieren, namentlich bei Rindern, bei denen das Herzglykogen aul3erordentlich rasch nach dem Tode schwindet, im Reizleitungssystem noch minimale Mengen yon Glykogen vorhanden sind, w~hrend im Herzmuskel mel3bare Mengen nieht mehr festgestellt werden k6nnen. Solche Ausnahmef~lle erkl~ren sich yon selbst; denn sobald im Iterzmuskel des Rindes greifbare Mengen an Glykogen vorhanden sind, dann ist in ihm mehr Ms im Reizleitungs- system. Beim Pferd haben wit solche Ausnahmen nie beobachtet. Wir kSnnen nut eine Erkl~rung abgeben, n~mlich die, da[3 die iiblichen F~rbemethoden (Karminf~rbung nach Best und die Jodf~rbung) nicht so spezifisch sind, wie gewShnlich yon morphologischer Seite angenommen wird 1. Diese Verschiedenheit ira Ergebnis der chemischen Methode und der f~rberisch-mikroskopischen ist nicht etwa alleinstehend; es seinur noch ein Fall angefiihrt, den man in der Literatur sehr h~ufig angeffihrt finder, n~m- lich dal3 bei der Resorption yon Kohlehydraten im Magendarmkanal, in der Darmwand bereits eine Synthese zu Glykogen stattfinden soll. 1Nie- reals gelingt es durch die chemische Isolierung eine solehe nachzuweisen.

Es kann keine Frage dariiber bestehen, dai] sich der Physiologe nur naeh den Ergebnissen der chemischen Bestimmung des Glykogens also in diesem Falle nach der mal3geblichen Pfliigersehen Methode richten kann. Die F~rbemethoden kSnnen uns vorl~tufig hSehstens als Fingerzeig dienen; aus ihrem Ergebnis allein k6nnen aber sichere Schliisse in bezug auf Glykogengehalt oder gar auf Glykogenmenge, wie es oft geschehen ist, nicht gezogen wurden. Es wi~re interessant der Frage nachzu- gehen, welche Substanz im Reizgleitungssystem die scheinbare Gly- kogenf~trbung hervorruft.

Wir wollten aber noch auf andere Art zeigen, dab das Glykogen des Reizleitungssystems nieht etwa dutch einen viel hSheren Stoffwechsel viel raseher schwindet. Wir haben zun~tchst einfaeh den Sauerstoff- verbrauch vom Reizleitungsgewebe mit jenem des Herzmuskels selbst verglichen. Das Material wurde in gleieher Weise beschafft, wie in den frfiheren Versuchen; es wurde im Schlaehthof in Phosphatl6sung auf- genommen und dann im Laboratorium sogleich zum Atmungsversuch

i So konnte neuerdings yon M. Romieu gezeig~ werden, dab Lecithin mit Jod eine ganz ~hnliche Farbreaktion gibt wie Glykogen, wodurch natiirlich grobe Irrtfirmer zustande kommen k6nnen (siehe Compt. rend. 96, 1231. 1927).

Der Glykogengehalt des Reizleitungssystems im Herzen. 237

angesetzt. Zur Bestimmung des 02-Verbrauchs ben/itzten wir die Barcroftsche Methode in der Modifikation yon V e r z d r - V a s a r h e l y # .

Der Versuch begann ungef~hr 11/~--2 Stunden nach dem Tode des Tieres. Es ist klar, dub absolute Werte nicht erhalten werden k6nnen; es handelt sich lediglich um den Vergleich der beiden Werte.

Nr. Dauer

des u

in Std.

1 . 1 naeh weiteren

2 2 1

nach weiteren 2

3 1 naeh weiteren

2

O~-u (in cmm)

des Herzmuske]s

3O

48 96

123 45

69

des Reizleitungs- sys tems

nicht meBbar

22,5 33,0

52,5 24,0

42,0

Gewicht des Substrates

g

0,54

0,70

0,50

Phospha t - mischung

~H

7,5

8,0

8,0

Der Sauerstoffverbrauch des Reizleistungssystcms ist also in allen F~llen deutlich geringer, als der des tterzmuskels ~. (~ber den anaeroben Stoffumsatz kSnnen wit vorl~ufig noch nichts aussagen. Es besteht die M6glichkeit dab dieser bedeutender ist, da ja nach der Annahme der Morphologen das Gewebe der Reizleitung embryonalen Charakter hat a.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, dab unsere Werte keinesfalls absolute Gr6Ben des Sauerstoffverbrauchs darstellen, es handelt sich einfach um Vergleichswerte, was schon darin zum Ausdruck kommen soll, dab wir ohne Umrechnung auf Gewichtseinheit usw. einfach die in dem betreffenden Versuch erhaltenen Werte zum Vergleich angegeben haben.

Zusammenfassung. 1. Der Herzmuskel enthMt weir mehr Glykogen, im Durchschnitt

7mal mehr, als das Reizleitungssystem. Der f~rberische Nachweis des Glykogens erweist sich damit als un-

genfigend, da mittels desselben andere l~esultate angegeben wfirden. Die gegenteiligen Angaben in der Literatur diirften dadurch erkl~rt sein.

2. Der Sauerstoffverbrauch des Reizleitungssystems ist geringer, als der des Herzmuskels.

1 F. Verzdr und B. Vasarhelyi, Biochem. Zeitschr. 151, 246. 1924. Anm. bei der Korrektur : Unterdessen haben bereits W. Kolmer und W. Fleisch-

mann (Pfltigers Arch. 218, 530. 1927) den geringeren 02-Verbrauch des Reiz- leitungssystems gegeniiber dem des Herzmuskels festgesSellt; die Autoren linden mit der Warburgschen ~r noch welt grSBere Unterschiede (zehnmal gr6Beren 03- Verbrauch der Trabekel gegeniiber dem der Purkinjeschen F~den) als wit selbst.

a Siehe z. B. J. Scha/]er, Lehrbuch der Histologie und ttistogenese. 2. Aufl. Leipzig: Engelmann-Verlag 1922. Siehe S. 292.