Die Veränderungen des Gasaustausches und Blutchemismus nach Vagotomie

IH.

Chirurgisehe Klinik Mtinehen. Experimentelle kbteilung: (Prof. Sauerbruch.)

Die Veritnderungen des Gasaustausehes und Blutchemismus naeh Vagotomie.

Zug le ich ein Be i t r ag zur F r a g e des Vag'ustodes und der Vaguspneumonie .

V o n

P. Cokkalis und R. Nissen, Assistenten der Klinik.

(~lit 14 Kurven und 3 Abbildungen.) (Eingegangen am 17. V. 1926)

~eue Untersuehungen tiber die Arbeitsbedingungen des Atem- zentrums kommen zu dem abschliel~enden Urteil~ dab seine T~tig'keit yon der jeueiligen aktuellen Reaktion des Blutes abbangig ist. Unter aktueller Reaktion versteht man die Konzentration der Wasserstoff- molektile~ welche als Ionen dissoziiert sind. Die sauere oder basische Eig'enschaft einer L~isung ist bestimmt dutch das zahlenm~{3ige Ver- haltnis zwischen dissoziierten Wasserstoff- und Hydroxylionen. Eine der wichtigsten Aufgaben des tierischen Org'~nismus besieht in der Aufrechterhaltung eines feststehenden Konzentr~tionsgleichgewichtes yon Wasserstoff- und Hydroxylionen. Wir wissen, dab die gleich- m~13ige Wahrung dieses Zustandes, den man als Isohydl"ie der KSrper- s~fte bezeichnet: dutch versehiedenurtige Regulationsvorgi~nge g'elingr und daf3 7 wie die Untersuchungen yon Sonne und Ja r lSv bewiesen h~ben~ die StSrung der Wusserstoffionenkonzentration kiinisch nur in terminal-agonMen Zusti~nden vorkommt. Die F~higkeit, eine konstante Wasserstoffionenkonzentration unter allen Umsti~nden zu behalten 7 bleibt dem Blute in erster Linie dadurch gesichert I dab es eine LiJsung mit ausreichender Pufferung ist. Man versteht unter Pufferl~isungen solche, die bei Zusatz erheblieher S~ture- oder Laugenmengen nur geringe

Die Veriinderungen des Gasaustausches und Blutchemismus usw. 19

Versehiebung der aktuellen l~eaktion aufweisen. In dem 5IaBe, wie sieh die Wasserstoffionenkonzentration naeh S~urezufuhr iindert, erkennt man den Pufferungsgrad der gegebenen L~sung. Durch das gleichzeitige Vorkommen yon sehwaehen Sauren (COs) und deren Salzen mit starken Basen (Bikarbonate) ist auch das Blut, namentlieh das Blutplasma, eine gepufferte LSsung. Verminderung der Bikarbo- hate bewirkt bei gleiehbleibender CO2-Spannung eine Versehiebung der aktuellen Reaktion des Blutes nach tier saueren Seite. Normalerweise stellt die Blutfitissigkeit eine L•sung dar, in der die basisehen Ionen in geringem )~IaBe die saueren ttberwiegen, so dab eine sehwaeh basisehe Reaktion besteht. ~Neben Salzen und S~uren, die in der BlntlSsung vorhanden sind, sorgen in erster Linie die Bestaudteile der roten Blutk(irper- ehen dutch ihre Funktion als Sauerstoff- und gohlensauretibertr@er ftir gute Pufferung und infolgedessen far konstante Blutreaktion. Auf diese Weise bleibt die feine I~egulation der chemiseh-physikalisehen Blntzusammensetzung yon der Atnlnng abh~tngig. Yermehrte oder verminderte Kohlensaureabgabe bestimmen die aktuelle Reaktion des Blutes. Damit die Kohlensgurespannung des Ar~erienblutes konstant bleibt, gesehieht dig LUftung der Lungenalveolen in einem yon der jeweiligen Kohlensgurespanuung abhangigen AusmaB. u ftir diese wichtige Funktiou des Atemzentrums ist die Wahrung seiner normalen Verbindung m[t dem Lungengewebe. Ist die harmonisehe Zusammenarbeit zwisehen Atemzentrum und Lunge irgendwie gestSrt, dann wird sich das in Xnderung. des physikaliseh-chemischen Blut- gemisehes auf~ern. u der pu-Konzentration mul~ die Folge sein. L ine solche g runds t t t z l i ehe StSrung wird e in t re t en , w e n n die h a u p t s g e h l i e h e ne rv ( i se V e r b i n d u n g zwischen L u n g e u u d A t m u n g s z e n t r u m , d ie V a g u s l e i t u n g , u n t e r - b roehen ist,

Die experimentene Physiologic hat sieh skit Jahren vergebens bemtlht,, eine eiuwandfreie Ursaehe der stets deletaren Wirkung doppelseitiger Vagusdurehschneidung zu finden.

Von don alteren Experimentalforsehern hat insbesondere Traube dig Frage eingehend bearbeitet. Er kommt zu dem SehluB, dab tier Tod naeh doppelseitiger u durch Lungenentztindung herbei- gefUhrt wird. Arts dem 1S'achweis yon ~[undschleimhantepithelien in Bronchien und Lnngenblttsehen sehlof~ or, dab nach der Vagusdureh- trennung 3Iundflttssigkeit in die Luftwege gelangt und die entztind- lichen Erseheinungen verursaeht. Den Grund dos unbehinderten Speiehel- iibertrittes land er in Schlui3unfithigkeit der Stimmritze als Folge der ~ervendurehtren~ung. Der Anschanung Traubes hat Seh i f f wider-

2*

20 III. 13. COKKALIS und R. ~'~ISSEN.

sproehen. Er faBt die hinzutretende LungenentzUndung als die Folge einer neuroparalytischen Hyperiimie auf.

Gegeniiber diesen beiden Theorien, die das Gemeinsame haben, dab sie die Ursache des Vagustodes in pathologisch-anatomischen Yer- ~inderungen der Lunge suehen, sind andere Auffassungen geltend gemacht. So hat E i e h h o r s t an eine trophisehe Sehiidigung des Herz- muskels gedacht; er erkl~rt den Vagustod als die Folge einer Herz- paralyse. In vielen Versuchen kam er zu dem Schlug, dab die Lungenver~inderungen sigh keineswegs konstant finden. Der Tod war jedesmal plStzlieh eingetreten, und bei der Sektion konnte er als regelmggigen Befund cine fettige Degeneration des tlerzmuskels feststellen. Zange r , der mit VSgeln experimentierte, land als Todes- ursache Inanition info]ge der SpeiserShrenl~ihmung. Die Ver~inderungen in der Lunge~ Hyper~imie und ()dem 7 seien auf agonale Aspiration zuriiekzuftihren. Die Versuche Z a n g e r s verdienen deswegen besondere Beaehtung, weft bei u naeh der Yagotomie die Innervation des Kehlkopfes unberiihrt bleibt. Damit ist ein gewiehtiger Beweis gegen die Traubesche Annahme erbraeht. Bemerkenswert bleibt die Auf- fassung~ zu der B la inv i l l e , wenn auch ohne sicheren experimentellen Bewcis: kam. Naeh ihm muB die Todesursaehe in einer StSrung der Gasversorgung des Blutes gesncht werden. Andere Untersucher, wie Bi l l ro th und B o d e a r t fanden die Lunge nach Vagotomie intakt 1).

Claude B e r n a r d fand die Leber yon S~iugetieren und VSgeln naeh Vagusdurehschneidung glykogenfrei; er !iugert die Vermutung~ dab naeh Vagotomie die Leber kein Glykogen mehr bilden kann. Auf anderem Wege kommt er zu einem iihnlichen Schlug wie E i eh - hors t , indem er annimmt, dab der Glykogenmangel einen verderb- lichen Einflug auf die Herztatigkeit austibt.

Wit sehen aus dieser Zusammenstellung der versehiedenen An- siehten, dab eine exakte und befriedigende Erkliirung des Vagustodes noch aussteht.

Nachdem dureh die Untersuchungen der neueren Zeit: insbesondere (lurch Arbeiten yon H a l d a n c und P r i s t l e y , die entscheidende Be- deumng der alveolen Ltiftung ftir die feine Regulation des Blutehemis- mu s sichergestellt war, muBte man daran denken, dab eine so wesentliche KoordinationsstSrung~ wie sie naeh Unterbrechung der nervSsen Verbindung yon Atemzentrum und Lunge eintritt, auf die sonst konstante Isohydrie des Blutes nieht ohne Einflug sein wtirde.

1) MR Vagotomie ist, wenn nicht ausdriicklich allders vermerkt, die d o p p e 1- seitige Durchschneidung gemeint.

Die Ver~inderungen des Gasanstausehes und Blutchemismus usw. 21

Nun haben allerdings recht grtindliche Untersuchungen yon L in d- hagen und Sco t t ergeben, dab naeh der Vagusdurchtrennung eher eine Vergr0Berung des Atemvolumens (bis zu 39o/o), als eine Vermin- derung eintritt, und wit selbst k0nnten diese Angaben bestgtigen.

Um so mehr muB eine andere MOglichkeit bedacht werden: u Untersuehungsergebnisse spreehen dafiir, dab der Gasaustausch in der Lunge nicht aussehlieBlieh auf dem Wege der Diffusion erfolgt und man ist bereehtigt, zugleich eine elektiv-seh'etorisehe T~ttigkeit der Aiveolarepithelien anzunehmen.

Die Vermutung, dab die Kohlensiiureausscheidung in den Alveolen dutch aktive Mitwirkung der Epithelzellen stattfindet, wurde zuerst yon Ludwig ausgesprochen. Viel sparer dann: als es m0glieh wurde, ver- gleichende: exakt analytisehe Messungen der Gasspannung yon Lungenblat und Alveolarluft durehzuftihren, konnten Bohr und seine Sehtiler, sowie Douglas und Haldane de1" yon Ludwig ausgesprochenen Annahme eine experimentelle Grundlage geben. Man stellte fest, dab manehmal im arteriellen Blur eine h6here Sauerstoff- and eine niedrigere Kohlens~turespannung vorhanden war~ als in der Bifurkationsluft. Das sei nut mit aktiver Alveolarzelitatig- keit zu erklaren. Zu iihnliehen Ergebnissen sind Haldane und Lorrain Smith gekommen. Aueh sie fanden in zahlreichen Fallen eine h~ihere Sauer- stoffspannung im arteriellen Blur als in der Inspirationsluft vor. DaB der Gasaustauseh unter nervSs-regulatorisehem EinfiuB steht, ist weiterhin durch die bekannte Sauerstoffsekretion in der Sehwimmblase der Fische langst festgestellt. SchlieBlieh hebt Krogh hervor, daB beim Frosehe der Gasaustauseh in der Lunge wesentlieh yon nervSsen Einfliissen abhangig ist.

Henriques hat entspreehende Versuehe bei versehiedenen S~ugetieren vorgenommen; er ist zu dem SchluB gekommen~ dab sowohl Sauerstoffauf- nahme wie Kohlens~iureabgabe yore Vagus in hohem MaBe abhitngig sind. Auf Veranlassung Bohrs stellte dann Maar eingehende experimentelle Unter- suehungen an. Vergleiehend priifte er den Gasweehsel in beiden Lungen- fliigela nach Durehtrennung des einen Vagus. Es ergab sigh, dab auf der LungenhS.lfte~ die ohne Vagus arbeitete, eine vermehrte Aufnahme yon Sauerstoff~ aber eine Verminderung der Kohlens~iureabgabe auftrat. Reizung des iN. vagus hatte die entgegengesetzte Wirkung. Diesen letzten Unter- suehungserg'ebnissen ist, soweit daraus eine sekretorisehe Funktion der AI- veolarepithelien hergeleitet wurd% insbesondere ftir die Verhaltnisse beim Menschen mehrfaeh widersprochen worden. Krogh hebt hervor 7 dab die Beeinfiui]barkeit des Lungengaswechsels nach Experimentieren am N. vagus night mit der Annahme einer Sekretionstiitigkeit erklart zu werden braueht, dafi vielmehr solche Anderung des Gasweehsels auf vasomotorisehe St0rnngen zur~ickgeftihrt werden kann. Gegen den angeftihrten Vergleich zwisehen den Vorgangen bei versehiedenen Tierarten maeht Krogh geltend, dab die anatomisehe Struktur der Lungenepithelien grundsittzlieh verschieden sei, so dal~ die SchluBfolgerung einer gleiehsinnigen Funktion keineswegs erlaubt sei. Insbesondere bestehe die Epithelbekleidung der sauerstoffsezernieren-

22 I I I . P. COKKALIS und R. bTIss~,

den Schwimmblase des Frosches aus einer dtlnnen Schicht yon platten Zellen, wobei die dutch nervSse Einfliisse regulierbare Ausseheidung der Blutgase verstandlieher erseheine.

Ein absehlieBendes Urteil, ob und wieweit sekretorisclle Vorg~inge bei dem Gasaustauseh in der Lunge in Betraeht kommen, kann zur Zeit jedenfalls noeh nieht gegeben werden. Immerhin bleibt die M0gliehkeit einer Beteiligung sekretoriseher Kr~ifte often. Man wird aber gut tun, aueh bei den einfaehen Diffhsionsvorg~ingen den jeweiligen Stand der A1veolarepithelien zu beriicksichtigen. Die neueren Ergebnisse physikaliseh-chemischer Forschung haben gezeigt, dab die T~itigkeit der Zellen in enger Abh~ingigkeit steht zunx kolloidalen Zustand ihres Protoplasmas, und dab weiterhin eine Beeinfiussung des physikaliseh- ehemisehen Zustandes aller kolloidalen Substanzen auf nerv0sem Wege m0glieh ist.

Ohne yon vornherein eine Kl~irung dieser strittigen Zellvorgiinge anzustreben, haben w~r versucht, ein Bild tiber die Beeinflussung des intrapulmonalen Gasaustausehes dureh die Vagotomie zu gewinnen. Wit hoftten dabei, in erster Linie eine Erklarun% fur den stets t0d- 1leben Ausgang der u zu finden. Eine deletnre tterabsetznng der Kohlens~nreabgabe in der Lunge wurde vermutet. Vergleiehende chemiseh-physikalisehe Untersuchungen des Blutes vor und naeh tier Nervendurehsehneidung muBten ein eindeutiges Ergeb- nis liefern.

Mit der yon Bae~'oft angegebenen Methodik bestimmte man die Gesamtkohlensaure des Arterienblutes. Dieses Verfahren hat gegentiber der Untersuehung des Blutplasmas im van Slyke sehen Apparat~ den wit in den ersten Experimenten verwandten, erhebliche Vorteile. Es liefert zuverl~issigere Ergebnisse.

Von gleiehzeitiger Prtifung tier alveol~ren CO_~-Spannung wurde abgesehen. Ihre Bestimmung ist im Tierversuehe schwierig und mit erhebliehen Fehlerquellen belastet.

Wohl kann ein sieheres Urteil tiber die Ursaehe ver~inderter physikalisch-ehemiseher Blutzusammensetzung erst naeh Vergleich der gasanalytisehen Blutwerte mit der Zusammensetzung der Alveolarluft gegeben werden. Wir haben aber ebenso wie frtihere Untersucher (Lindhagen, Seotts , s. oben) feststellen k0nnen, dab nach der Vago- t0mie das Minutenvolnmen des Gasaustausehes entweder gleieh blieb oder sieh vergrSfierte. Finder man dann naeh dem Nervenschnitt eine Zunahme tier Blutkohlens~ure, dann ist es erlaulDt, auf eine prim~ire pulmonale Dyspnoe infolge ersehwerter CO.~-Abgabe zn sehlie~en.

Die Veriinderungen des Gasanstausches und Blutehemismus usw. 23

In verscbiedenen Zeitabschnitten nach Durchschneidung beider Nn. vagi angewandt, gestattet diese Untersuehtmgsmetbode bei be- kanntem Respirationsvolumen ein einwandfreies Urteil tiber den intrapulmonalen Gasaustausch.

Unsere Versuehe wurden in Narkose ausgeNhrt, naehdem man ~orher die tibliehe Dosis "con 4 eg Morphium gegeben hatte. Wit waren uns yon vornherein dart~ber Mar, dab unter dem Einflug des Morphiums und der Narkose an und far sich VerKnderungen in der Kohlensaurespannung und COrBindungskurve des Blutes auftreten.

Henderson und Haggard kommen in ausgedehnten Untersuchungen zu dam Sehlull~ da/~ eine Neutralit~,tsversehiebu~g des Blntes im Gefolge der Narkose hanptsaehlieh attf der wahrend des Erregungsstadiums auf- tretenden Hyper,rentilafion beruhe. Der Verlust an Kohlensaure werde ausgegliehen dm'eh Abnahme tier Alkalireserve, indem saure Valenzen yore Gewebe ins Blur einstrOmen. Oebe man darauf aeht, dab die Xthernarkose m6gliehst langsam eingeleitet nnd das Erregungsstadium m6gliehst ab- geschwaeht wird, so treten nur ganz geringe Versehiebungen des Kohlen- s~uregehaltes und der Kohlensaurebindungsfahigkeit des Arterienblutes ein. Nut wenn die Narkose sehr fief wird 7 komme es infolge Herabsetzung der Empfindliehkeit des Atemzentrums zu einer ErhShung des Kohlensaure- gehaltes und der Kohlensaurekapazitat des _h_~'terienblutes. Entgegen dieser Auffassung yon Henderson und Haggard, wonaeh das Primare bei der Xthernarkose der abnorme Verlust yon Koblensam'e ist~ haben andere For= saber (van Slyke, Austin und Cullen) angenommen, dab in erster Linie eine Versehiebung des S5ure-Basengleiehgewiehtes mit Verminderung der Alkalireserve eintritt~ dab also eehte kzidose die Folge einer jeden Nar- kose ist.

Wir haben diese Frage nachgeprtift und fanden, dab durcli langere (1--2 sttindige) Narkose die Kohlens~urewerte nur wenig und

Oesamtkoh/ensdune ales ar/~rie//en B/ute&, Carot/s

l/o~. % (8ecros

Hund/V~7 lr g. ~-6,.!

HundN~2 gg, 1 r

Oesam/kohlens~iure des 8/utplasma~ K pu/m.

(vanS/yke] //al. ~/0

~8,5

p H. [Honzentra Non6- ke/?en nach Michr

7,~5

HundN93 52,2 q-7,7 7, ~g us, a_ ~__5,3_ _7,3s

Kurve 1. Die hervorgehobenen Zahlen geben die Werte nach der Narkose wieder.

gleichm~il3ig beeinfluBt warden. Beim ttunde war die Gesamtkohlen- s~ure nach 2sfi~digcr Narkose, wobei man entsprechend der Auf-

24 III. P. COKKALIS und R. ~NlSsEx.

fassung Hende r sons und H a g g a r d s anf Durehftihrung ether ruhigen Narkose aehtete~ um 5--7 Vol. ~ C02 herabgesetzt. Gleiehzeitige Mes- snngen der p~-Konzentration wiesen in zwei untersuehten Fi~llen eine leiehte Versqhiebung naeh der azidotischen Seite auf (Kurve 1).

Wir haben des weiteren an unseren klinisehen Kranken Bestim- mung tier Alkalireserve des Venenblutes kurz vor und naeh li~ngeren IXTarkosen vorgenommen. Auch hier waren die Veranderungen sehr gering; sie ktinnen praktiseh auger aeht gelassen werden. Bemerkens- wert ist, dab bet Eingriffen yon gieicher Dauer~ die in tirtlieher Be- t~iubung vorgenommen wurden, oft eine wesentliehere Abnahme der A1- kalireserve auftrat. Es ist wohl der SchluB erlaubt, dab hier seelische Einfliisse eine nieht zu verkennende Rol]e spielen and unter Umstiinden yon grSl~erem EinfluB auf die Blutneutralitlit sein k~innen, als eine ruhige, mSgliehst erregungslos durchgei'uhrte Narkose.

Beweisend sind nach unserer Ansieht die Versuehe yon Henderson. Wenn er bel Einleitung der ~arkose der Einatmungsluft Kohlensi~ure bis zu etwa 700/0 zusetzto~ so blieben die Blutneutralitiit~ Kohlensiiurespannung und Kohlensiiurekapazitiit des Blutes v(illig unveriindert.

Der abnorme Verlust yon Kohlensiiure kann auch in anderer Be- ziehung ftir (lea Verlauf bedeutun~svoll werden. Wir wissen, daft der Venendruek und infolgedessen auch tier Biutdruek ganz erheblieh yon der KohIensiiurespannung des Blutes abhangig sind. Manehe itblen Shoekwir- kungen sind sieherlieh auf diesen raschen Kohlensaureverlast zuriiekzu' ffihren.

Um die Ergebnisse jeweils ganz klar beurteilen zu kiJnnen, haben wir bet Beachtung einer ruhigen und gleichm~tf~igen Narkose stets Paralleluntersuehungen vorg'enommen.

Als Versuehstiere dienten Hunde. Zuerst wurden die Bestimmungen im Blute tier V. pulmonalis dureh-

geftthrt. Man leitete langsam die Narkose ein: erSffnete bet mittlerer Narkosentiefe dureh Interkostalschnitt den linken Pleuraraum i resezierte zwecks breiteren Zuganges die dritte und vierte Rippe::i)ndi:suehte die u pulmonalis kurz vor der Einmtindung in den link~a. V(~j-hof auf. Die Atmung blieb unter Uberdruek stSrungslos. Man a.chtete darauf: dab die erste Blutentnahme dann gesehah: wenn langefeZeit ruhige, ~leiehm~iBige Atmung vorausgeg'angen war. Die Untersuehung wurde zun~tchst in der tibliehen, yon van S l y k e zur Bestimmung der Alkalireserve angegebenen Weise durchgeftihrt.

Mit einer 10 eem-Rekordspritz% in die man vorher 0~05 kristallisiertes ~Natriumoxalat getan hatte~ punktierte man aus der V. pulmonalis 10 cem Blur. S0fort braehte man das R(ihrehen in die Zentrifuge. In dem gr

Die Veriinderungen des Gasaustausches und Blutehemismus usw. 25

wonnenen Plasma wurde mit dem van S lykesehen Apparat dis Kohlen- sauremenge bestimmt, aus weleher man an Hand der van S lykesehen Tabelle das C02-BindungsvermSgen (dis Alkalireserve) bereehnen kann.

Die Werte, welehe wir im Durehsehnitt gewannen, waren 60 Vol.O/o. Sie entsprechen bei einer durchschnittlichen Temperatur yon 21 ~ und einem Barometerstand yon 726 0749 Vol.O/o Kohlens~ure- bindungsf~thigkeit.

Jetzt wurden beide Nn. vagi freigelegt und naeb Chlor~thylver- eisung ,,reizlos, beiderseits durehsehnitten. Es trat die Ubliche lang- same und vertiefte ,,Vagusa.tmung'~ ein, die sieh lange Zeit hindureh gleiehmSl3ig hielt. Nan lieI3 15 Minuten nach der Dnrehtrennnng ~or- tibergehen and nahm dann nochmals eine Punktion der gleiehen 1Vfenge Blur aus der V. pulmonalis and Bestimmung des Kohlens~turebindungs- verm0gens vor. Nun land man gegentiber dem narkotisierten Kontroll- tier ein widersetzliehes Verhalten. W~thrend bei diesem bereits 15 Mi- nuten naeh Einleitang der Narkose die C02-Menge h e r a b g e s e t z t war, s t ieg sie bei den v a g o t o m i e r t e n Tieren um 5--7 Vol.O/o an.

Wit haben nnsere Untersuehungen dadureh vervollst~tndigt, dab mit der Bacroftsehen Apparatur die Gesamtkohlensaure des arte- rlellen Blutes bestimmt wurde. Diesmal entnahm man die Nut- probe unter Paraffin aus der A. earotis and vermied streng jede Be- rUhrung des Blares mit der Lnft. Fehlerquellen, welehe die zur Punktion der V. pulmonalis notwendige Ertiffnung des Thorax und Anwendung des Uberdruekverfahrens schaffen konnten, s011ten so ver-

70 ~ ] r :~

eo ~ +

, , I 1 I t Kurve 2. Gesamtkohlensiiure des arteriellen Blutes naeh Vagotomie (Bestimmung naeh B a er oft). ~ = Kontrolltiere in )~thernarkose. - - - ----- beidseitig vago-

tomiertes Tier in Athernarl~ose, ,~ = Durehtrennung der Nervi vagi.

mieden werden. Aueh hier l a n d man s te ts eine Znnahme der Gesamtkohlens~tnre um d u r e h s e h n i t t l i e h 5--7Voi.o/o. Diese

26 III. P. COKKALIS ulxd 1:~. NISSEN.

regelmaBige ErhShung war um so auffalliger, als, wie wit oben gesehen haben, sonst stets infolge der Narkose eine Verminderung der CO~-Menge eintrat.

Daraus ergibt sieh~ dab bei vagotomierten Tieren bereits in der ersten Stnnde naeh der Nervendurehtrennung eine relative Erh~hung" der Blutkohlens~iure in der V. pulmonalis um 12 Voll o/0 zu verzeiehnen ist (Kurve 2).

Wie ist diese Zunahme der GesamtkohlensKure aufzufassen? Von vornherein ist es unwahrseheinlich, dab die KohlensgureerhShung dutch Vermehrung bindender Substanzen im Blur, also dureh Steigerung der Alkalireserve, veranlaBt ist. Wir werden such weiter unten sehen, dab die Nieren, der zweite wiehtige Regulationsapparat des S~ure- Basengewiehtes, naeh der Vagotomie eine Neigung zur S~ureretention aufweisen. Damit entfitllt die MOgliehkeit, dab die Kohlens~urezunahme dutch ErhShung der Alkalireserve bedingt ist. gielmehr wird die Zunahme der C02 eine Folge prim~trer pulmonaler Kohlensfiureretention dutch St~rung des Gasaustausehes in der Lunge sein~ also eine eehte pulmonale Dyspnoe.

AufschluB dartiber gibt die Titration des Blutes mit Kohlens~ture bei versehiedenen CO~-Spannnngen. Sie legt die Kohlensiturebindungs- f~ihigkeit des Blutes fest, Joestimmt also das verfUgbare Alkali, das zur GO~-Bindung vorhanden ist (Alkalireserve Jaquets).

Bestimmungen der Kohlens~iurebindungskurve bei S~iugetieren sind bereits versehiedentlieh ausgeftihrt worden (Hasselbaeh, Warburg, L~iwy, Mttnzer). Hagga rd und Henderson haben in einer tleihe yon Untersuehungen die Bindungskurve des Hundeblutes aufgestellt.

Die Bindungskllrven wurden in drei Versuehsreihen festgelegt. Wie immer~ wurden aueh hier stets die Werte mit denen eines Kon= trolltieres vergliehen. Da die Ergebnisse einheitlieh sind~ geben wir nm' einen Doppelversueh aus cler Reihe wieder (Kurve 3 und 4). Nan erkennt daraus~ dug die Kohlensgurebindungskurve nach der Vagotomie gegenttber der des Kontrolltieres eine Senkung im Sinne der Hypo: kapnie erf~hrt. Wit sind bier be reeh t ig t yon .dekompens ie r tem Kohlensaurettberschul]r (van Slyke) zu spreehen. Die St~rung im Gasaustauseh, welehe naeh Vagusdurehtrennnng auftritt, ftthrt zu abnorm hoher Kohlensgurespannung im Blnte, ohne dug gleiehzeitig entspreehende Alkalimengen zurUekgehalten oder S~urevalenzen ver- mehrt ausgeschieden werden. Die naeh der Henclerson-Itassel- baehsehen F0rmel aus tier Bindungskurve berechnete aktuelle Reak- tion des arteriellen Blutes~ tier sogenannte Arterienpunkt, liegt rechts des normalen Bezirkes.

Die Veriinderungen des Gasaustausehes und Blutchemismus usw. 27

Diese Kurven ergeben eine auf 40 mm Kohlensi~urespannung redu- zierte pn yon 2,35, welshe 30 Ninuten nach der Vag'otomie auf 7~27 zurtickg'eht. Beim normalen Tiere (Kurve 4) betri~gt die berechnete p~ im Anfang 7,37, naeh ~/:sttindiger Narkose 7,35.

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70 �9 / / ~ /

/I" .~ ~.~'- 50 L ~.,~

3 0 - - / ~ ~~ I ~-

IO phy,~ikMi~h ab~onb/entel ~0~

70 20 30 ~0 50 80 70 80 90 100

Kurve 3. x = Ges~mtkoh~en~i~uremenge des ~-~erie]len I~Iutes, - - = Koblen- sitm'ebindungskurve vor der Vagotomie. - . . . . Kohlens';iurebindung-skurve 30 Ni-

nuten nach der Vagotoraie.

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~ mhy~ik~/Jsch ~bsonbien/-e

10 20 30 gO 50 6"0 70 ,~0 gO ~00 mrrt CO z- Sp~nnung

Kin're 4. • = Ges~m~kohlens~m, eme~ge beim KDntrolltier. - - = Bindungskurve im Beginn der Narkose. - - - = Bindungskurve n~oh l/2sttindiger Narkose.

In gleich~eitig ausgefUhrten Kontrollen haben wit noch mit der Konzentratiouskettenmethode yon 3'[i c h a e I i s die aktuelle Reaktion des Blutes direkt besdmmt. Stets fanden wir eine nach 30 - -60 ~[[nuten begi~nende ungleiehmtil:aig zunehmende Versebiebung der Blutreakfion

28 III. P. COKKALiS and R. NISSElV.

naeh der azidotisehen Seite. Die Werte gingen yon 7,42 bis auf 7,12 (6 Stunden naeh tier Vagotomie) herab.

Da, wie wir oben auseinandergesetzt haben, mit der Vagotomie eine Veritnderung der Ventilation~ d. h. Verringerung des Atemvolu- mens in der Zeiteinheit, nieht verknUpft ist, so war die Ursaehe der St~J- rung im Oasaustauseh der Lungenalveolen zu suehen. Wir mtissen aanehmen, dal~ die Alveolarepithelien and GefN]endothelien so weit trophiseh oder kolloidal geseht~digt oder veriindert werden, dab die zur Isohydrie notwendige Kohlensgureabgabe behindert ist. Da auger- dem die nervtise Verbindung zwisehen Atemzentrum und Lunge ge- stiJrtist, kann eine einmal aufgetretene Kohlenstiures*auung nicht durch Ityperventilation ausgegliehen werden. Auf die gewebliehen ]~olgen dieses pathologisehen Zustandes kommen wir sp~tter zurtiek.

Ftir den ganzen Organismus wird die Verschiebung tier aktuellen Blutreaktion nach der azidotischen Sei*e sehwerwiegende Bedeutung haben. Normalerweise vermag der K(irper, fUr den die Aufreehterhaltung der Isohydrie eine Existenzfrage ist, solehe lokal auftretende Sttirungen im Blutehemismus dureh reparatorisches Eingreifen der versehiedensten Organe auszugleiehen. Aber wir haben gesehen und werden noeh welter erfahren, dab diese weehselseitige, rein durehgeftihrte Regulation naeh der Vagusdurehtrennung aufhSrt. In der Hauptsaehe sind unter normalen VerhtUtnissen Lungen, Nieren- und Leberfunktion berufen, in zweekm~tgiger Zusammenarbeit die Isohydrie des Blutes zu tiber- waehen. Mit der gagotomie wird die Innervation aller dieser Organe gesch~tdigt. W i r enthalten uns, Vermutungen tiber die feineren Vor- ggnge der Innervationssttirung zu ~tuBern. Dazu sind die Forsehungs- ergebnisse der Vagusfunktion noch zu unsieher, die tatsttehliehen Fest- stellungen zu widerspreehend. Lange Zeit hat man den Antagonismus yon Vagus und Sympathikus als gesiehert betraehtet, heute wird die Gegenwirkung der beiden Nerven energiseh und tiberzeugend bestritten (v. Bergmann, Billigheimer). Wit sind der Ansieht, dab mit der Durchtrennung des Vagus in das eng and harmoniseh ineinander- geftigte Netz des vegetativen Nervensystems eine Ltieke gerissen wird, welehe auch die T~ttigkeit sympathiseher Nervenfasern beein- flussen wird. Es handelt sieh hier sieherlieh um komplexe Vorgi~nge, die sieh am ehesten denen im innersekretorisehen DrUsensystem ver- gleiehen lassen. Aueh dort bleibt die Sehtidigung einer Drtise nieht ohne Rtiekwirkung auf die Funktion der anderen. Man hat geradezu yon einer Sprengung des innersekretorisehen Drtisenringes gesproehen. Engste Koordination zwisehen Vagus und Sympathikus wird die Vor- bedingung far das Zusammenwirken aller vegetativen Organsysteme

Die Ver~inderungea des Gasaustausehes und Blutehemismus usw. 29

sein. Die Sprengung der Korrelation wird, wie in unseren Versuehen, zum Ausbleiben kompensatoriseher Vorgt~nge ftthren. Iqur liegt es in Art nervSser Gesehehnisse und ihrer StSrungen~ dab sie yon Fall zu Fall nicht gleich stark und nicht gleich schnell aufzutreten brauehen. Damit werden untersehiedliehe Ergebnisse leicht erkl~rt.

Welehe 5r t l i ehen Fo lgen hat nun zun~ehst die t terabsetzung" tier Koh lens~ureabgabe in der Lunge~ die naeh der Yagusdurch- schneidung eintritt ?

Unter physiologischen Verhaltnissen gibt das CO~-beladene Blur der Lungensehlagader seine Kohlensgure an die Alveolarluft und nimmt im alveolgren Kapillarkreislauf 02 auf. Die Arterialisierung" des in den Stromkreis der Vene Ubergehenden Blutes wird nur dadurch ein- gesehr~nkt~ dab die im Lung'engewebe selbst sich bildende C02 zur Pulmonalis hingeht. Wir stellen fur den Zustand nach der Vagotomie eine zunehmende C02-Spannung gegentiber der l~orm lest. Diese Tat- sache zeigt, da Uberproduktion yon C02 nicht in Frage kommt, dal] die Abgabe yon C02 in die A lveo la r lu f t beh inde r t ist. Dadureh komm~ es zungehst zu einer C02-Stauung im Lungengewebe. Diese C02-Stanung wird nut ganz unzureichend durch vermehrte Re- tention yon alkalischen Werten ausgeglichen. Die Folge ist eine Ver- schiebung der Blutreaktion naeh der azidotisehen Seite.

Die naehteiligen Folgen der Saurestauung im Gewebe sind be- kannt. Besonders betroffen werden die GefgBkapillaren. Sehon eine geringe Abschwaehung der alkalisehen Blutreaktion gentig't~ um Ge- f~iBdilatation zu erzeugen. Dadurch kommt es dutch Verlangsamung der BlutstrSmung (A. Fle is ch) zur Steig'erung der 5rtliehen Azidose.

Diese Folgerungen werden bestatigt nnd erweitert dutch Befunde, die bei h i s to log i sehe r Untersnchung erhoben wurden.

Zunaehst ist hervorzuheben, dab wir etwa bei der H~.lfte unserer vagotomierten Tiere bei der Sektion lediglich eine gleiehm~il3ige Hy- periimie beider Lungen fanden. Die Geflt~e sind erheblich erweitert und strotzend mit Blur geftillt (Abb. 1). Jede hamorrhagisehe oder pneumonisehe Durchsetznng der Alveolen fehlt in dieser Grnppe bIutgestauter Vagotomielungen. Eine ernstere organisehe Lungen- erkrankung, die auch nur entfernt als Todesnrsaehe in Be~raeht kommen k~nnte, wird hier vermiBt. Diese Feststellung ist far die Beur- teilung des Vagustodes yon besonderem Gewieht.

Bei der ~Iehrzahl der tibrigen Tiere trifft man neben tier immer vorhandenen Hyperiimie auf eine wechselnd grol]e hiimorrhagisehe Durchsetzung des basalen und mediastinalen Lungengewebes (Abb. 2). In den yon roten BlutkSrperehen ausgeftillten Lungenbl~sehen finden

30 III. ]~). COKKALIS und R. ~ISSEN.

sich ganz selten einmal abgel~iste Alveolarepithelien, hin und wieder ein polynukleiirer Leukocyt. Gute F~rbbarkeit und Aussehen der roten Blutk(~rperchen sprechen daftir, dab ihr Austritt aus der geschlossenen Blutbahn erst kurz vor dem Tode erfolgt ist. So sehr man an Spontan- blutungen aus einem durch Siiurevergiftung geschiidigten Gefiifirohr

Abb. 1.

denken kann, so muB man im Hinblick auf die besondere Lokalisation (ira Unterlappen) auch die M~glichkeit terminaler Stauungs-, vielleicht auch Erstickungsblutungen beri~cksichtigen. Die Ausdehnung der Blu- tungsherde ist meist nicht groB. Eine ernstliche Beeintr~chtigung tier Atmungsflache durch die H~tmorrhagie kommt kaum in Frage. In ihnen die Todesursache zu erblicken, ist nicht ang~tngig.


In dem letzten, kleinen Rest yon ,,Vagotomielungen, finden sich schliel~lieh die unzweideutigen Zeichen pneumonischer Infiltration

Abb. 2.

Abb. 3. Der Pfeil zeigt auf abgelt~ste Alveolarendothelien.

(Abb. 3). Bei auffallend geringer Fibrinbildung sieht ma~ in den L~ngenbli~schen n~ben mehr oder weniger ausgelaugten roten BIu~k~Srper-

32 III. P. COKKAIAS und R. NlSS]~N.

chen aul~erordentlich viele polynukle~re Leukocyten und zahlreiehe abgeschilferte Alveolarepithelien. Hervorsteehend ist die wechselnd starke ttiimoSiderinspeicherung in Epithelien und adventitiellen Zellen. Nach dem makroskopischen Bild mul~ man am ehesten an konfluierende Bronchopneumonien denken. Uberg~nge yon h~tmorrhagischer Durch- setzung zu pneumoniseher Infiltration werden beobaehtet. Bakterio- skopische Untersuehungen des entztindeten Lungengewebes bleiben stets ergebnislos. Fraglos kann man diese Pneumonien als Todesursache ansprechen. Ihre Entstehung im Gefolge yon Blntaustritten beansprucht allgemein-pathologisches Interesse. Diese, dutch Kohlensi~urestanung verursacbte, Gefi~alteration kSnnen wir in den drei Gruppen yon Lungenver~tnderungen bis zum Endausgang verfo]gen. Es fithrt in tier entnervten Lunge ein gerader Weg yon der GefN~dilatation zur Hgmorrhagie, zur Pneumonie. Wenn wir das letzte Stadium nut ziem- lieh selten zu sehen bekommen, so liegt das daran, dag sehon rot- her arts a n d e r e n Urs~chen der Tod eingetreten ist. Denn zweifel- los sind, wie wir sehon oben bemerkten, die Lnngenveri~nderungen nur Folge, nicht Grundlage der zum Tode fiihrenden Allgemeinseh~- digung. Damit entfernen wir uns yon den Auffassungen tier meisten Autoren, die sieh mit dem Problem tier Vaguspneumonie und des Vagnstodes besehitftigt haben. FUr eine Aspirationspneumonie, an die Tr aube glaubt , lassen sieh nieht die geringsten histologisehen Merk- male finden. Nie haben wit Speisereste im Lungengewebe gefunden. Das miiehten wir aueh im Gegensatz zu W. MUller betonen, der bak- terienftihrenden FremdkSrpern die entscheidende Rolle bei Entstehnng der Vaguspnenmonie zusprieht. Die grol~en Epithelien, die naeh Traub e aus der Nnndschleimhaut stammen, sind einwandfrei als abgesehilferte Alveolarendothelien zu erkennen. Gewisse Beziehungen finden sieh znr Ansieht yon S c h i f f , der eine durch neuroparalytiseher Hyperamie ent- standene Lungenentztindung annimmt. Nur sind wir in der Lage, die Folgen der Nervenliihmung chemisch-physikalisch und geweblich schitr- fer zu erfassen. Besonders bemerkenswert erscheint uns die Keimfrei- heir auch des echt entzUndlichen Lungengewebes zu sein. Allerdings haben wir uns lediglich mit bakterioskopischer Untersuchung begniigt, die kulturelle Prtifung leider unterlassen. Wir glatlben aber doch zu der Behauptung berechtigt zu sein, dab die Yaguspneumonie primiir eine durch Saurestauung verursachte aseptische EntzUndung ist.

Bei der Betrachtung des Werdeganges der Vaguspneumonie dri~ngt sieh der Vergleieh mit den Lungenverlinderungen auf, die auf experimen- tellem Wege zur Erzielung einer Erk~tltnngspneumonie erreieht wurden.

Die Ver~indertmgen des Gasuustausches und Blutchemismus usw. 33

Aueh hier steht die Gef~Balteration mit tlyperi~mie und Blutung ins Lungen- gewebe im Voraergrund, Erseheinungen, die wir bei der Vaguspneumonie als Vorliiufer eehter Entziindung werten durften.

Im Krankheitsbild des vagotomierten Tieres nehmen aber die Lnngenver~inderungen nut eine untergeordnete Stellung ein. Die be- h e r r s e h e n d e S e h i i d i g u n g is t w e i t e r g r e i f e n d .

Wir wissen aus anderen Vorgiingen, die im Rahmen des physiolo- gisehen Geschehens liegen, wie rein eine NeutralitStsversehiebung des Blutes ausgegliehen wird. Als Beispiel nennen wir die in der letzten Zeit yon P o r g e s , L e i m d S r f e r und M a r k o w i e i mitgeteilten Befunde tiber Veritnderungen der Kohlensiiul'espannung des veniisen Bhltes w~h- rend der Verdauung. Infolge des Siiureverlustes durch die abgesonder- ten Magens~fte verschiebt sieh die Blutneutralit~tt unmittelbar naeh der Nahrungsaufnahme zur alkalotisehen Seite bin. Die Kohlens~tnrebin- dungsf~higkeit nnd die alveol~tre Kohlensi~urespannung im Blur nehmen zu. Gleichzeitig werden dutch Atmung, Leber- und Nierentatigkeit Aus- gleichsvorg~nge eingeleite,, welehe die Blutneutralit~tt wiederherstellen. Die Ammoniakmenge im Urin, die der Indikator ftir S~iureproduktion und S~inreausscheidung im 0rganismus ist, geht zurtick. Die S~ture- abgabe dureh die Niere hat abgenommeu. Eine a ndere M~gliehkeit, die Neutralit~itsversehiebung auszngleiehen~ liegt bei der Atmung. Einen besonders auffallenden EinfluB der S~iureregulierung dureh Lungent~tigkeit finden wit beim genannten Beispiel tier S~ureverarmung im ersten Stadium der Verdauung. Dieser Vorgang ist so empfindlieh, dab man darin, d .h . aus der Ver~nderung der Kohlensgurespannung in den A1- veolen~ eine neue feine Untersuehungsmethode erblieken wollte, die Funktion der Magensehleimhaut zu bestimmen.

Wie antwortet nun der Kbrper auf die naeh Vagusdurehsehnei- dung auftretende Kohlens~urestauung? Im unversehrten Organismus wUrde diese StSrung dahin repariert werden, daft in erster Linie dureh die Niere eine vermehrte S~ureausseheidung erfolgt. Anders naeh tier Vagusdurehsehneidung, yon der eben auBer der Lunge aueh die anderen den Blutehemismus ttberwaehenden Organ% insbesondere Niere nnd Leber, betroffen werden.

Uber die Abh~tngigkeit der Nierenfunktion veto vegetativen Ner- vensystem liegen nur Vermutungen vor. E l l i n g e r hat darttber Untersuehungen angestellt und kam zu dem Ergebnis, dab die voll- st~tndige Entnervung der Niere zu absolnter Zunahme der Aussehei- dung" sauerer Werte ft~hrt. M a u e r h o f e r sah naeh Durehsehnei- dung des Vagus allein eine Abnahme der Harnazidit~t.

Archtv f. exper iment . Pa th . u. Pharmako l . Bd. 115. 3

34 III. P. COKKA.LIS und E. NISSEN.

Verh~ingnisv011 mug sehliel~lich auch die nervSse Funktionsst~rung der Leber werden. Wit wisseu arts der Pathologie azidotiseher Zu- st~inde~ da[~ die Leber bei der Regulation der Blutalkaleszeuz nine wesentliehe Rolle spielt. In ihr, als dem Nittelpnnkt des Eiweig- stoffweehsels, wird Ammoniak gebildet. Dem Ammoniak f~llt, ins- bes0ndere bei Fleisehfressern die wiahtige Aufgabe zu~ eingeftihrte oder im Stoffweehsal sich bildende S~uren zu neutralisieren. W a l t e r Bat dartiber Versuehe angestellt und kommt zu folgenden Ergeb- nissen: Bei Zufuhr yon Salzs~ure in grol]en Mengen werden 3/4 derselben, dutch Ammoniak gedeekt~ prompt im Urin ausgesehieden. Nur ein geringer Prozentsatz entzieht fixe Alkalien aug dam Blute. Innerhalb gewisser Grenzen bleibt trotz reicher Zufuhr yon S~nren die Alkalireserve unver~indert, und die Kohlens~urespan- hung nimmt um hSehstans 5.--10o/o ab. Me hrbildung und Mehraus- seheidung yon Ammoniak abet setzen eine ungeseh~tdigte Funktion der Leber voraus. Neben der Eigenschaft, die Ammoniakbildung dam Siinrestand des Organismns anzupassen, vermag die Leber auch andere intermedi~ir antstehende sauere Stoffweahselprodukte, wie Oxy- buttersiiure und Azetessigs~nra, zu zerst~ren. E m b d e n und M i e h a u d fanden, dab die AuflSsung yon Azetessigs~iure; welehe dureh die vorher mit Phloridzin geschadigte Leber geleitet wird, erheblieh gehemmt ist.

Wi t h a b e n v e r s n a h t , das Ma[~ des a u s g l e i e h e n d e n E in - g r e i f e n s yon L e b e r und Niere bei E i n t r e t e n e ines a z i d o t i - sehen Z u s t a n d e s zu pr t i fan du reh B e s t i m m u n g der H a r n - azidit~it vor und n a e h D u r e h s e h n e i d u n g des Vagus bei g l e i a h z e i t i g e r i n t r a v e n S s e r E i n f i i h r u n g yon g r S g e r e n Si iura- bzw. A l k a l i m e n g e n . Wie aus den Yersnehen Wal te rs hervor- geht, vermag dar Organismus des Fleisehfressers sofort dieser S~iure- zufuhr durch vermehrte Ammoniakbildung zu begegnen. Die zugefiihrte S~ure wird, mit Ammoniak gedeckt 7 durch die Niere ausgeschieden.

A. Szi l i hat experimentell die Frage der Siiureintoxikation ge- prUft und findet~ dal~ groBe S~uremengen intravenSs vertragen werden. Bei diesen Siiurevergiftungen wird die Hydroxylionenkonzentration des Blutes betr~ichtlieh verringert. Auch das filtrierbare Alkali nimmt bei ainer Zufuhr yon etwa 0,22 g Salzs~ure pro Kilogramm KSrpergewieht in 11/2 Stunden um durehsehnittlieh 330/0 ab. Bei Siiurevergiftungen, die zum Tode geftthrt hatten, sah Szil i eine Abnahme der Hydroxyl- ionenkonzentration um 93O/o~ das titrierbare Alkali sank um 78o/o. Gleichzeitige Untersuchungen iiber die Aziditat des Harnes fehlen.

Wir haben bei Hunden in Narkose, nachdem sic vorher mit ge- misehter gleiehm!iBiger Kost gefiittert waren, die Ammoniakwerte und

Die V e r E a d e r u n g e n des G a s a u s t a u s c h e s u n d B l u t c h e m i s m u s usw. 3 5

die Alkalireserve des Blutes festgestellt. Da es hier nur auf den Naeh- weis yon groben Ver~tnderungen ankara, begntigte man sieh mit der Festlegung des Kohlens~urebindungsvermSgens in venSsem Blutplasma naeh "can Slyke. Man bestimmte das Ammoniak naeh der 3:[ethode yon R o n e h e s e - M a l f a t t i im Urin, der innerhalb 1 Stunde nach der S~urezufuhr ausgesehieden wurde, dann infundierte man 1/s Normal- salzs~ture (in 0,85 NaC1 g'elSst) = 0,1 g Salzsaure pro Kilogramm KSr- pergewieht innerhalb 30 Minuten.

Wie zu erwarten war, gingen die Ammoniakwerte, die in der n~ehsten Smnde dureh den Urin ansgesehieden wnrden7 stark in die H~he, dagegen fand nur eine geringe Versehiebung der Alkalireserve start. Das Kohlens~urebindungsvermSgen des Plasmas nahm dnreh- sehnittlieh um etwa 15 Vol. O/o Kohlensfiure ab (s.~Kurve 5).

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Nun wurden bei einem zweiten Hund, naehdem vorher in gleieher Weise Ammoniakwerte, p a i m Urin und Alkalireserve im Blutplasma bestimmt waren, kurz vor der Infusion beide Vagi durchsehnitten.

Wit fanden in zehn Versuchen stets ein entgegengesetztes Ver- halten. Die Ammoniakwerte des in der n~ehsten Stunde ausge- sehiedenen Urins nahmen in einzelnen Fallen sogar ab, in den meisten blieben sie unbeeinfluBt. Dagegen ging die Alkalireserve stark her- unter und die Kohlens~urebindungsfKbigkeit des Blutp]asmas nahm um 25--30 Vol. O/o ab (s. Kurve 6).

In einem Teil der Versuehe wurden gleiehzeitig die Veranderungen der p~-Konzentration des Urins kolorimetriseh nach Michael i s verfolgt. Es l and sich auch hier ein ffegensatzliches Verhalten zwischen gesunden und vagotomierten Hunden. Bei den ersteren geht die p~ des Urins unmittelbar nach der S~iureinfnsion zurtiek, so einmal yon pit

3*

36 IlL P. COKK.KLIS und R. NISSEI'{,

5,9 auf 5~1. Es wird demnach nnr ein Tell der S~ure mit Ammoniak gedeckt ausgeschieden. Beim v a g o t o m i e r t e n Hund ble ib t da-

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Kurve 6. - - ~ Alkalireserve. - - - = mg Ammonium in t0 ccm Urin. . . . . . . pi~ des Urius. ~ = doppelseitige Yagotomie.

gegen als Ausdl"uck der s t a t t f i n d e n d e n S g u r e r e t e n t i o n die PE des Ur ins unve rgnde r t . In einigen Versuchen verschiebt sich sogar nach der S~iureinfusion bei unveranderter Ammoniakausschei- dung die p~ des Urins nach der alkalisehen Seite (yon 6,2 auf 7,1).

Es wurden aueh gleichlaufende Versnche gemacht, um die Yer~tnderungen nach Zufuhr einer alkalischen LSsung yon ann~thernd ent- sprechender Valenz zu verfolgen. Auch bier zeigte sieh deutlieh, dab der 0rga.nismus naeh der Vagotomie den Ausgleich nicht in normaler Weise vorzunehmen vermag. Bei Laugenzufuhr tritt im nnversehrten KSrper ~ls Zeiehen ausgleichender S~nreretention eine Abnuhme der Ammoniakausseheidung ein (N eub a u e r). Beim vagotomierten Hunde aber bleiben die reparat0risehen Vorg~nge aus. Die Ammoniakaus- scheidung h~lt sieh nach Luugenzufuhr immer anf gleicher HShe. Beim gesunden Tiere geht die Alkalireserve etwas mehr in die t i the als beim vagotomierten. Wir fanden dort naeh Infusion yon 0,6 g ~q~tr. bicarbonicum pro Kilogramm KSrpergewieht (aus einer 4o/oigen LSsung) eine Zunahme der KohlensiiurebindungsfShigkeit yon etwa 52 Vol. ~ auf 71 Vol. o/o Kohlens~nre. Beim vagotomierten Tier gingen die Werte yon etwa 50 Vol.O/~) auf 57 Vol.O/o Kohlensgure herauf (s. Knrve 7 und 8).

Die Beeinfinssung der Alkalireserve ist verschiecten, je nachdem man Siiure oder Lauge zug'efiihrt hat. Die Differenz bei Zufuhr yon Lauge zwisehen gesnnden und vagotomierten Tieren ist nicht so g'roB,


wie die entspreehende ibnahme der i lkalireserve naeh S~urezuftthr. Wahrseheinlieh wird die Uberalkalisierung des Blutes durch die an und far sich beim vagotomierten Tiere auffretende Kohlenstturestauung in tier Lunge ausgeglichen.

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- - ~ Alkalireserve. - - - = m g Ammonium in 10 ccm Urin. ~1 = doppelseitige V~gotomie.

Wir haben bis jetzt bei der Beurteilung des Verlaufes der S~ure- bzw. Laugenvergiftung nur die Neutralisation durch die Ammoniak- bildung berttcksichtigt. Sie ist in der Tat das wichtigste Mittel des 0rganismus, einer akuten Vergiftung rnit S~iure oder Alkali zu begegnen. Wie die sehSnen u W a l t e r s zeigen, besteht abet ein grunds~tzlieher Unterschied im Ver]auf der Vergiftung bei Herbi- and

38 III. P. COKKALIS und R. NISSE~.

Karnivoren. Jene sind an und fur sich gegen derartige experimentelle Vergiftungen, insbesondere mit Siiuren~ viel weniger widerstandsf~hig als die Karnivoren. Da die Ammoniakbildung in ihrem Stoffweehsel keine groBe Roile spie]t, vermSgen sic die Si~urevergiftung haupt- s~chlieh dadureh auszugleieher~, da~ dutch rasehe Steigerung des Atemvolumens und der Atemfrequenz Kohlens~ure aus dem Blute her- ausgeschwemmt wird. Bringt man pfianzenfressende Tiere im Zustand akuter Si~urevergiftung in einen Raum mit erhShtem Kohlens~ure- gehalt, so gehen sie bald zugrunde. Sie kSnnen nieht stark genug atmen, um die doppelte Belasmng bei stomaehaler oder intravenSser Shurezufnhr und Ver~nderung der Einatmungsluft dutch Kohlens~ure- vermehrung zu bewaltigen.

Dieser eindrucksvolle Versueh g ib t eine klare Vorstellung yon dem Weft der Atmung fi~r Aufreehterh~Itung der Isohydrie.

Aus der Klinik kennt man bezeichnende Verinderungen der At- mung bei azidotischen Zustgnden aller Art. Wir erinnern in erster Linie an die klassisehe Arbeit Minkowskis tiber diabetisehe Azidose~ in der tiber Herabsetzung des arteriellen CO~-Oehaltes auf 17, im Korea sogar auf 3,34 Vol, O/o berichtet wird. In tiefer Atmung versucht der Diabetiker im Korea sich der Kohlensgure zu entledigen. Kuf3maul hat diese Erseheinung als ,,groBe Atmung~ beschrieben.

Sinnfillig waren auch in unseren Untersuehungen die Ver~inderungen der Atmtmg sow0hl nach Saure- wie naeh Alkalizufuhr. Wesentliche Unterschiede zwisehen intakten und doppelseitig vagotomierten Tieren wurden festgestellt. Die Besehleunigung" und Ver- tiefnng der Atmung nach Siureinfusion bei unversehrtem Tier tritt regel- m~Big ein; derjenige, der Gelegenheit hat, diese Veranderungen der Atmung im Experiment zu beobachten, gewinnt eine eindrueksvolle VorstelIung yon tier Reaktionstheorie tier Atmungsregulation. Bei va go tomie r t e n Tieren bleibt die Atmung so gut wie unbe- einfluBt. Sie erfolgt in der sonst nach Vagusdurchsehneidung eharakteristisehen Art vertieft und deutlieh verlangsamt. Wir haben diese Verhfiltnisse am Kymographion festgehalten (s. Kurve 9 und 10).

Die Verinderung der Atmung naeh Laugenzufuhr ist nieht so anff~llig wie naeh S~nrevergiftung. Man wird annehmen, dab der Organismus besa'ebt ist, die starke Zunahme der Alkaleszenz dureh Kohlensinreretent[on gutzumaehen. Es tritt aueh in der Tat naeh sehneller Zufnhr eine Hypoventilation ein~ die jedoeh nieht zu ver- gleichen ist mit der starken Hyperventilation nach Sgurezufuhr. Es ist dies dadurch zu erklaren, dab sehon bei geringer Einsehr~inkung der Respirationsgr5Be die Kohlensaurespannung raseh ansteigt. Beim

Die Ver~inderungen des Gasaustausches und Blutchemismus usw. 39

normalen Tier aber beobaehtet man naeh Laugenzufuhr eine einwand- freie deutliche Abnahme der Atemtiefe.

Alle diese Versuche zeigen: dab bei S~ture-oder Alkalivergiftung die chemischen Regulationsvorg~tnge nach doppelseitiger Vagotomie grundsittzlieh anders verlaufen~ als im unversehrten Ktirper. Die Ver-

A6mung

Zeit 1 Sekunde

Pulskurve der

A. carotis

Kllrve 9. ~ ----Siiureinfusion beim vagotomierten Hund.

Atmung

Zeit 1 Sek.

Carotis- louis

Kurve 10. ~, = S~ureinfusion beim Kontrolltier.

sehiebung der Blutneutralitat tritt in weit starkerem Nal~e ein. Als Folge der Verb indungss t i3rung zwisehen A t e m z e n t r u m und Lunge en t fMl t die sonst so fo r t e i n se t zende I-Iype~> bzw. H y p o v e n t i l a t i o n . Die A t m u n g b le ib t du t ch Siiure- oder L a u g e n z u f u h r unberUhrt .

Dann aber wird die verh~ngnisvolle Versehiebung der Blutneu- tralitat dadureh in hohem Mage begtlnstigt (insbesondere naeh Sgure-

4 0 I I I . P , COKKALIS u n d R . NISSEN.

vergiftung), dag eine reparatorisehe Vermehrung oder Verminderung der S~ureausseheidung infotge Trennung wiehtiger EingeweidedrUsen (Leber und Niere) yon ihrer vegetativen Innervation ansbleibt.

St0rungen der Blutisohydrie waren zn erwarten. Wit haben sie dureh Bestimmung der Kohlensiiurebindungsfiihigkeit des ven0sen Blnt- plasmas mehrere Stunden naeh Ausfiihrung der Vagotomie zu erfassen gesueht. Aus teehnisehen Oriinden muBten wit auf die gleiehzeitige Be- stimmung der Gesamtkohlens~ture naeh Baeroft verziehten und uns mit der Untersuehung der Kohlens~urebindungsfiihigkeit naeh van Slyke begnUgen. Bei der Ausftihrung der Untersuehung'en hat man jeweils g!eiehzeitig mit dem vagotomierten Versuehstier bei einem zweiten, nieht vagotomierten Tier, das sonst nnter denselben experimentellen Be- dingnngen stand, die Alkalireserve beobaehtet. Neben der Narkose, auf die wit oben ausNhrlieh eingegangen sind, ist als zweite Fehlerquelle die Hnngerazidose zu berUeksiehtigen. Inanition ftihrt dutch vermehrten EiweiBzerfall zur Abnahme der A!kalireserve. Vor jeder Untersuehung wurden zwei Tiere mit ann~hernd gleiehem Alter und K0rpergewieht auf gleiche Kost gesetzt. Naeh Beginn der Versuehe hat man mit Rtiek- sieht darauf, dag vagotomierte Tier meist nur ganz ungentigend Nah- rung aufuehmen k0nnen, keine K0st mehr Verabreieht. Die gefundenen Werte beim normalen Tier zeigen eine Abnahme der Alkalireserve, die zum geringen Teil dureh die Narkose veranlaBt, haupts~eh-

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li~h aber als Hungerazidose aufzufassen ist. Sie ist, wie die Kurven zeigen, fiir die ersten 24 Stunden nur unbetr~iehtlieh. Das Kohlen-

Die Ver~nderungen des Gasaastattsehes uad Blutehemismus usw. 4].

s~turebindungsvermSgen des Blutplasmas nimmt um hSehstens 10 Vol.0/0 a b. Bei v u g o t o m i e r t e ~ T i e r e n d a g e g e n b e o b a c h t e t m a n i n n e r - h a l b 24 S t n n d e n e ine r a p i d e u n d s t ~ n d i g e A b n a h m e d e r A I - k a l i r e s e r v e his zn 25 V o l . % K o h l e n s ~ t u r e (Kurve 11 nnd 12). Die am zweiten und dritten Tag nach der Vagot0mie geNndenen Werte sil~d nieht verwendbar, da agonal-azidotisehe VerSnderungen mit hineinspielen.

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~, = Durchtrettaung des zweiten Vagus.

42 III. ~3. COKKALIS und R. NISSE~.

k ere Abnahme der Alkalireserve des Blutplasmas als beim Vergleiehstier. Die Tiere iiberstehen die einseitige Vag'otomie anstandslos. Wir wissen aus den Versuehen yon R. N i e o 1 a i d e s, dab man Vagotomierte monatelang am Leben erhalten kann, wenn dig Durchtrennung in zeitliehen Zwisehenr~umen gesehieht. Dementspreehend finder man im weiteren Yerlaufe einen l~Uekgang der Kohlensiturebindung'sf~ihigkeit auf dig ursprUngliehen, normalen Werte. Wird dann bald der zweite Yagns durehsehnitten, so nimmt rasch die CO~-Bindnngsfiihig- keit his znm Tod ab (Kin're 13).

Wir haben dann dieselben Untersuehungen angestellt, naehdem vortibergehend beide HaIsvagi dutch endoneurale Einspritzung yon Novokain-4-Atropin leitungsunfi~hig gemaeht waren. Es land sieh aueh bier die ftir die Vagotomie eharakteristisehe kbnahme der Alkalireserve, welehe aber naeh Erholung des Nerven (gewShnlieh naeh 6--7 Stunden), prompt versehwand (Kurve 14).

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30 I Kurve 14, - - = Kontrolltier. -= - - ~- tempor~ire Vagusansschaltung. 4 = endoneurale Einspritzung (Novokain-t- Atropin) in beide Nn. vaF~i.

Al le d iese E r g e b n i s s e ze igen e indeu t ig , dab ~loppel- s e i t i ge V a g u s a u s s c h a l t u n g yon s e h w e r w i e g e n d e r S t S r u n g des B l u t e h e m i s m u s g e f o l g t ist. In ihr ist die en t s ehe i - dende U r s a c h e des Y a g u s t o d e s zu e rb l ieken . Die Verhhlt- nisse bei din: Vagotomie sind eben so, and darin ]iegt die wesent- iiehe Ursaehe der St~rung, da[~ das Blut si, eh der Kohlensi~tu'e nieht in normaler Weise entledigen kann, Wir haben gesehen, daft zuerst dutch Verltnderung des Gasaustausches in den Alveolarepithe- lien eine Kohlensiturestauung eintritt. Der gesunde Organismus erh~ht bei eingetretener Kohlensiturestauung" sein C02-BindungsvermSgen dureh Retention yon alkalisehen Valenzen, durch Mehrausseheidung

Die Ver~inderungen des Gasaustausches und Blutchemismus usw. 43

yon S~uren, auch vortibergehend durch verminderte Abgabe yon sauren Valenzen aus dem Gewebe ins Blur. Es entwickelt sich dann far die Dauer der abnormen Kohlensiiurestauung eine kompensierte, mit dem Leben wohl zu vereinbarende Azidose; dann bleibt die aktuelle Reaktion des Blutes innerhalb des normalen Bezirkes. Alle diese Reparationsvorg~tnge sind, wie wir zeigen konnten, durch die Vagotomie unmSglieh gemaeht.

Versuche, derVagusazidosis dutch intraventise Zufuhr yon Natrium- bikarbonat entg'egenzuwirken, etwa analog dem u bei anderen azidotischen Zusthnden, waren erfolglos. Es spricht aueh im Sinne unserer Schlul3folgernngen: dab diese medikamentiise Zufuhr yon alkalischen LSsungen keinen dauernden Erf01g haben kann. Das Wesent- liehe der Sttirung ]iegt eben in der mangelnden Regulation, in dem Fehlen der feinen Anpassung an die jeweiligen Bedtirfnisse der Biut- isohydrie. Die Zuftihrung yon Bikarbonaten bedeutet in diesem Falle nur eine weitere Belastung des Blutes nnd seines Regulationsmecha- nismus, der eben beim vagotomierten Tier gestSrt ist.

Als Folge der intravenSsen Bikarbonatinfnsion sahen wir s0gar den tSdlichen Ansgang sehneller (dureh akutes LungenSdem) eintreten. Aus friiheren Untersuchungen ist bek.a.nnt, dab die vagotomierte Lunge nach intraveniiser Infusion zu akuter Odembildung neigt. Zur Erkliirung wird (lle veranderte GefM~durehliissigkeit herangezogen (Kraus, Jores).

Zusammenfassung. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Untersuehungen lassen sich

in folg'ende Siitze zusammenzufassen: 1. Nach doppelseitiger Vagotomie tritt durch abwegige Ti~tigkeit

der Alveolarepithelien eine entscheidende StSrung des Gasaustausches in der Lunge ein, die zn absolnter Zunahme der Gesamtkohlensiiure des arteriellen Blutes um 5--7 Vol.% ftihrt.

2. Diese Kohlensiiurestauung erfolgt bet gleichzeitiger Senkung der Kohlensi~urebindungskurve und Verschiebung der aktuellen Blutl-eaktion nach der azidotischen Seite. Es handelt sich nm eine dekom- pensierte Kohlens~iurestauun~.

3. Die Kohlensiinrestanung kann~ entgegen physiologischen u g~ngen, wegen Unterbrechung der nerv~sen Verbindung zwischen Atemzentrum und Lunge nieht dutch sinngemi~f3e ~dberventilation ausgegliehen werden.

4. Auch die andere physiologisehe Regulation der Blutisohydrie, die yon Leber und I~iere geleistet wird, bleibt aus. Diese Funktions- st~rung ist gleiehsfalls die FoIge der Vagotomie.

44 III, P. COKKALIS nnd R. ~ISSEN.

5. Die bei Siiurezufuhi" im unversehr ten Organismus auf t re tende

vermehr te A m m o n i a k b i l d u n g und -aussche idung du tch den H a r n

( W a l t e r ) w i r d nach Vagotomie vermiBt.

6. Die dekompens i e r t e Kohlens~ul-estauung des Blutes ist a ls Ur-

sache des Yagus todes zu bet rachten. Die Vaguspneumonie is t l ed ig-

l ich eine Begle i te rsche inung. Sie t r i t t als F o l g e 5rf l icher Azidos i s auf.

7. D i e E rha l tung des S i iu re -Baseng le ichgewich tes im Org'anismus

ist an die Unversehr the i t der nerv~isen Verb indung zwischen Atem-

zentrum und Lunge geknt ipf t . B e i A u s s c h a l t u n g d e r N e r v e n t r i t t

e i n e i r r e p a r a b l e S t S r u n g d e r I s o h y d r i e d e s B l u t e s e in .

L i t e r a t u r .

C. Sonne und E. Ja l ' l ( iv , Dtsch. Arch. f. klin. Med. 19i8, Bd. 124, S. 379. - - T r a u b e , Gesammelte Beitr:~ge zur Pathologie und Physiologie Bd. 1, Berlin 1871. - - Sch i f f , Arch. f. Physiol. u. Heilkunde, Jahrg. 6, l ift 7 und 8. - - E i c h - h o r s t , Berlin 1879. - - Zange r , Pfiiigers Arch. f. d. ges. Physiol. 1858, Bd. 19, lift. 1. - - B l a i n v i l l e , Th6se de Paris 1808. - - B i l l r o t h ; Dissertation 1853. - - J. S. H a l d a n e und J. G. P r i s t l e y , Journ. of physiol. 1905, Bd. 32, S. 225. - - Lindhage~a, Skandinav. Arch. f. Physiol. Bd. 4, S. 216. - - S c o t t , Journ. of physiol. 1908, Bd. 37. - - Bohr , Skandinav. Arch. f. Physioi. 1890, Bd. 2, S. 236. - - J. S. t t a l d a n e und J. L o r r a i n Smi th , Journ. of physiol. 1897, Bdl 20, S. 497 und 1897, Bd. 22, S. 23L - - A . K r o g h , Skandinav. Arch. f. Physiol. 1904, Bd. 15, S. 328. - - Hen l ' i que , Ebenda 1892, Bd. 4, S. 1 9 5 . - - ~[aar , Ebenda 1902, Bd. 13, S. 369 and 1904, Bd, 15, S. 1. - - It. W. l i a g g a r d , Journ. of biol. chem. 1919~ Bd. 39. - - van Slyke~ Ebenda Bd. 3 0 . - V. H e n d e r s o n , Amel-ic. journ, of physiol. 1910, Bd. 21, Journ. 25, 26 nnd 27. - - H.W. t t a g g a r d , Transact. of the Americ. reed. assoc. Sect. of Surgery 1918 . - - J. B a c r o f t , The respirat- ory function of the Blood. Cambridge 1914. - - van S l y k e , A u s t i n und C u l l e n , J0urn. of biol. chem. 1922, Bd. 53, S. 277. - - A. J a q u e t , Arch. f. exp. Pathol. u. Pharmakol. 1892, Bd. 30, S. 311. - - H. W. H a g g a r d und Y. H e n d e r s o n , Jonrn of biol. chem. 1919, Bd. 38, S. 71. - - I t . S t r a u b , Ergebn. d. inn. :~Ied. u. Kinderh6ilkunde 1924, Bd. 25. - - Hi iber , Physikaiische Chemie der Zelle nnd der Gewebe. Bei Wilh. Engelmann, Berlin u. Leipzig 1914. - - A. F l e i s c h , Zeitschr. f. allg. Physiol. 1921, Bd. 19, S. 269. - - O. P o r g e s , A. L e i m d S r f e r und E. h [ a r k o v i o i , Wien. klin. Woehenschr. 1910, S: 406. - - W a i t e r , Arch. L exp. Pathol. u. Pharmakol. 1877, Bd. 7, S. 148. - - S z i l i , Pfiiigel's Arch. f. d. ges Physiol. 1906, Bd. 115, S; 82. - - Abderhaldens Handbuch f. biochem. Arbeits- methoden 1910, Bd. 3, 2~ S. 773. - - ~ I i n k o w s k i , )lift. a d. Med. Klinik zu Ki~nigsberg 1888 S 174. - - R. N i c o l a i d e s , Engelmanns Arch. f. Physiol, 1905, Hft. 5/6, S. 467. - - W. 3itiller~ Arch. f. klin. Med. Bd. 74.

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