Int. Z. angew. Physiol. einschh Arbeitsphysiol. 26, 21--25 (1968)

Der Wirkungsgrad kSrperlicher Arbeit gesunder, junger M~inner

vor und w~ihrend oraler Trijodthyroninzufuhr

W. MOLL, H. L. KRUSKEMPER und K. H. GILLICH

Institut fiir Physiologie und Medizinisehe Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover

Eingegangen am 4. Miirz 1968

The E/fieiency o] Muscular Work o/Healthy, Young Men Be]ore and During Oral Application o/Tri-iodothyronine

Summary. t~esting metabolic rate and efficiency of muscular work has been measured before and during oral tri-iodothyronine application. When the dosis was 150 y/d, resting metabolic rate was significantly increased after 1 day and 7 days (2a = 0.02 and 2~ = 0.01 respectively). The efficiency of muscular work remained unchanged.

These results show that the increase of the metabolic rate produced by a low dosis of tri-iodothyronine is not caused by a disturbance of energy transfer and/or energy utilisation during muscular contraction.

In contrary to the findings in persons after oral tri-iodothyronine application the efficiency of muscular work was found to be decreased in 50O/o of patients with decompensated G~AvE's disease.

Zusamszen.{assung. An gesunden jungen M~innern wurde der l~uheumsatz und der Wirkungsgrad bei leichter Arbeit vor und w/~hrend einer orMen Trijodthyronin- zufuhr gemessen. Bei einer Dosierung yon 150 y/Tag war der Umsatz naeh 24 Std und nach 7 Tagen signifikant gesteigert (2a ~ 0,01). Der Wirkungsgrad blieb aueh bei diesen Versuchen unvergndert.

Die Ergebnisse maehen es unwahrscheinlich, dM~ bei der vorliegenden Dosierung dis Umsatzsteigerung auf eine St6rung der Energiefibertragung und Energieverwer- tung beim Kontraktionsvorgang zuriickgeht.

Im Gegens~tz dazu wurde bei Patienten mit dekompensiertem M. Basedow in mehr als der H/ilfte tier F~ille ein deutlich verminderter Wirkungsgrad gemessen.

Einle i tung PLUMMER U. BOOTHBY (1923) fanden, dal3 bei , ,exophthalmischem

Kropf" der Wirkungsgrad kSrperlicher Arbei t s tark verminder t ist. Die Ern iedr igung des Wirkungsgrades kSrperlicher Arbei t bei Pa t i en ten mi t schwerer Hyper thyreose wurde im folgenden wiederholt best/it igt (Lite- r a tu r s. GOLLWITZER-MEIER u. SIHO~SO~% 1930; F~]~Y, 1967).

Die Befunde lassen an einen unmi t t e ]ba ren Zusammenhang zwischen dem Gewebsspiegel des Sehilddrfisenhormons u n d dem ~u k6rperlicher Arbei t denken. Ein soleher Zusammenhang h/~tte eine augen- f~llige arbeitsphysiologisehe Bedeutung. Eine Verminderung des Wir- kungsgrades durch das Sehi lddr/ isenhormon wS~re denkbar als Ausdruek

2a Int. z. angew. Physiol., Bd. 26

22 W. MOLL, I~. L. K~i)SI~E~PER und K. H. GILLICH:

einer StSrung der Energief ibertragung auf das contracti le Substrat , sei es im Sinne einer part iel len En tkoppe lung der oxydat iven Phosphorylic- rung, wie sic in s Arbei ten verschiedentl ich ber ichtet wurde (Lite- ra tur s. HocH, 1962, Kr i t ik der Deu tung der Befunde s. KADENBACIt, 1966) oder im Sinne einer St6rung der Energieverwer tung beim Kon- t rakt ionsvorgang. Andererseits k a n n aber eine Ver/~nderung des Wir- kungsgrades bci Schi lddr/ isenkrankhei ten auch Folge einer Koordina- t ionsstSrung oder einer Ver/inderung des contract i len Substra ts sein, die in Fo rm der spezifisehen Myopathie bei einer I-Iyperthyreose a.uftreten kann . Die Befunde an Pa t i en t en lassen somit keine sieheren Sehl/isse zu, ob das Sehilddrt isenhormon einen unmi t t e lba ren Einflug auf den Wir- kungsgrad der Muskula tur hat.

Ziel dieser Arbei t war, den unmi t t e lba ren Einflug von Tr i jod thyron in auf den Wirkungsgrad gesunder Muskula tur festzustellen. I-Iierzu wurden in zwei Versuehsreihen gesunde, jnnge M/inner vor u n d w~hrend oraler Tr i jod thyron inzufuhr (100 und 150 F/Tag) untersueht .

Methodik Die Versuchspersonen waren kliniseh gesunde Studenten. Die Mittelwerte von

Alter, Gr6Be und Gewicht sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1. Mittelwerte yon Alter, Gr6]3e und Gewieht des Versuchspersonen. In den Klammern ist die Tri]odthyronintagesdosis angegeben

Zahl Alter Gr51?e Gewieht

1. Versuchsserie (100 y/Tag) 8 21,5 Jahre 185 cm 75,4 kg 2. Versuchsserie (150 v/Tag) 9 22,3 Jahre 182 em 77,4 kg

Alle Versuehspersonen waren zur Zeit der Untersuchung niiehtem. Eiweigkarenz am Vortag war nieht obligatoriseh. Alle Versuchspersonen waren Radfahrer.

Versuchszeit. Die Untersuehungen wurden in Sehiehten durehgefiihrt: Bei der ersten Versuehsserie wurde eine Gruppe jeweils naeh 8 Uhr, eine zweite jeweils naeh 10 Uhr untersucht. Bei der zweiten Versuehsserie wurde jeweils eine Gruppe naeh 8 Uhr, eine zweite jeweils naeh 9.30 Uhr und eine dritte jeweils nach 11 Uhr unter- sucht.

Trijodthyroninapplilcation. Trijedthyronin wurde in Form yon Thybon | in Tablettenform oral in Einzeldosen yon 50 Y in regelm~Bigen Abstgnden zugefiihrt.

Vorgang der Messung des Ruheumsatzes und des Arbeitsumsatzes. Die Versuehs- personen ruhten zungchst 20 rain auf dem Untersuehungsbett. Danach atmeten sic zur Gew6hnung mit einer Atemmaske. Fiir weitere 10 rain wurde mit dem Spiro- graphen Repotest 1, einem gesehlossenen System mit Gasumwglzung und automati- seher O~-Konzentrationsstabilisation, die O~-Aufn~hme registriert. Temperatur und Luftdruek wurden zur sp~teren Umreehnung der Gasvolumina notiert. Wiihrend der Untersuehung bei Ruhe wurde zur Entspannung der Versuehspersonen Musik abgespielt. Im Anschlul3 wurden die Versuehspersonen liegend an das Ergometer Ergotest 2, ein stufenlos regelbares Fahrradergometer, geschnallt. Das Ergometer

1 ttersteller Fa. Dargatz, Hamburg. Hersteller Fa. Jaeger, Wiirzburg.

Der Wirkungsgrad k6rperlicher Arbeit gesunder, junger M~Imer 23

wurde im Takt eines Metronoms mit der Frequenz yon 60 U/rain getreten. Die Leistung wurde am Ergometer so eingestellt, dal~ der Umsatz bei Arbeit auf etwa den vierfachen Wert stieg, was bei etwa 50 W der Fall war. Die Arbeit wurde 10 rain durchgeffihrt. W~hrend der Arbeit nnd w~hrend der folgenden 10 rain Er- holungspause wurde ebenfalls die Os-Aufnahme bestimmt.

Berechnungen. Mit einem angenommenen respiratorisehen Quotienten von 0,82, entspreehend einem 02-W~rmewert yon 4,79 kcal/1 02, wurde aus der Sauerstoff- aufnahme der Energieumsatz bestimmt. Die Umsatzwerte der l~uhe wurden auf die Standardwerte yon KEST~E~ U. K_~IPHSG (zit. n. MURALT, 1948) bezogen. Die Bereehnung des Wirkungsgrades erfolgte nach der Beziehung

Arbeitsleistung Wirkungsgrad = Umsatz bei Arbeit - - Ruheumsatz

Ergebnisse Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaBt. Bei einer Tages-

dosis yon 100 y war naeh 7 Tagen eine Umsatzsteigerung, aber keine Anderung des Wirkungsgrades k5rperlieher Arbeit naehzuweisen. Aller- dings war die Umsatzsteigerung nur schwaeh signifikant, was die Aus- sagekraft der Ergebnisse beeintr/~chLigt. Bei einer Dosis yon 150 y/Tag war der Umsatz naeh 24 S~d und naeh 7 Tagen signifikant gesteigert. Der Wirkungsgrad war jedoeh auch unter diesen Bedingungen unver/indert.

Diskussion Die gemessenen Werte des Wirkungsgrades kSrperlieher Arbeit zeigen

nur eine geringe Standardabweichung: Die Standardabweiehung der Differenz der Einzelwer~e war 1,3%, diejenige der Differenz des Mit~el- wertes 0,45%. Aus diesen Werten ergibt sieh, dab eine J~nderung des Wirkungsgrades yon beispielsweise 2%, also eine Senkung des Wirkungs- grades yon 18 auf 16%, eindeutig hgtte naehgewiesen werden kSnnen. Die ~Jbereinstimmung des Nutzeffektes v o r u n d w/~hrend der Trijod- thyronhlapplikation zeigt demnaeh klar, dab der Nutzeffekt k6rperlicher Arbeit durch Trijodthyronin bei einer Dosierung von 100--150 y/Tag nicht vers wird.

Aus der Konstanz des Wirkungsgrades k6rperlieher Arbeit kann ge- sehlossen werden, dab unter den vorliegenden Bedingungen auch der Wirkungsgrad der Energie/ibertragung und der Energieverwertung in der Muskulatur unver/~ndert ist. Die dureh Trijodthyronin hervorgerufene Umsatzsteigerung kann demnach nicht auf eine StSrung der Energie- fibertragung und Energieverwertung bei der Muskelkontraktion zur/iek= gefiihrt werden.

In jiingster Zeit bestimmten MAss~Y et al. (1967) den Arbeits-O2-Ver- braueh bei gesunden Versuehspersonen vor und w/~hrend hSherer Trijod- thyroninapplikation (300 y/Tag) und erhielten w/~hrend der Applikation einen nur um wenige Prozent hSheren Wert. Dieses Ergebnis stimmt mit dem unseren fiberein. Unsere Ergebnisse stehen im Gegensatz zu dem

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Der Wirkungsgrad k6rperlieher Arbeit gesunder, junger Manner 25

Befund yon FR~w (1967), dab der Wirkungsgrad der Muskelkontrakt ion am isolierten Muskel des Hundes nach Thyroxinappl ika t ion verringert ist. Die Versuehsbedingungen sind jedoch bei FREYS Versuehen yon unseren versehieden : Thyroxin wurde in hohen Dosen (2 mg/kg KG) und fiber einen l~ngeren Zei t raum gegeben. Daraus ist zu schliegen, dab Tr i jodthyronin bzw. Thyrox in bei h6herer Dosierung und bei 1/~ngerer Applika~ion Pine Verminderung des Wirkungsgrades hervorruft . MSg- lieherweise stehen hiermit die eingangs erwahnten Beobaehtungen an Pat ienten mit einer lgngerdauernden thyreogenen Umsatzs te igerung (M. Basedow) in Znsammenhang. Hier wird neben einer Umsatzsteige- rung in der Muskulatur (Ko~Tos et al., 1965) Pine Erniedr igung des Nutz- effektes gefunden. Tabelte 3 gib~ Megergebnisse wieder, welche mi t der gleiehen Versuehsanordnung gewonnen wurden, die wir aueh an den Ver- suehspersonen angewendet haben. Wie aus Tabelle 3 ersiehtlieh ist, liegt der Nutzeffekt bei den Pa t ien ten in fiber der I-Iglfte der Fglle unter 14% ; er ist wesentlieh vermindert . Unser Befund, dab der Wirkungsgrad kSrperlieher Arbeit dureh Tr i jodthyronin nieht beeintrgehtigt wird, ha t somit wahrseheinlieh nur bei den angegebenen Dosen Gfiltigkeit.

Fraulein Voss, Fraulein B/%ow und Fraulein NIE~aBER sei f/Jr die gechnische ttilfe herzlich gedankt.

L i t e r a t u r

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Professor Dr. W. MOLL Medizinische Hochschule ttannover PhysioIogisches Institut 3000 Harmover, OsterfeldstraBe 5