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(Aus dem physiologischen Institut zu Breslau.)

E i n B e i t r a g z u r P h y s i o l o g i e d e r N � 9

Von

Manfred Bial~ cand. med.

Mit 3 Holzschnitten.

Seitdem zuerst Meekel , dann besonders L e y d i g diœ Ab- lagerung von krystallinisehen Bestandtheilen des Harnes in den �9 Nierenepithelzellen mancher wirbellosen Thiere naehgewiesen, lag es f~r dis Physiologie nahe zu prUfen, ob aueh bei hSheren Thieren ein ~hnliches Verh~ltniss auffindbar set. Es ist wohl verst~ndlich, dass man zu diesem Zweek vorzUglich solehe Thiere untersuehte, deren Harn die specifisehen Bestandtheile nieht gel5st, sondern in lester Form enth~ilt, das sind in der Wirbelthierreihe VSgel und Reptilien.

So ver~ffentlichte v. W i t t i c h im X. Bande von V i r e h o w ' s Arehiv Beobaehtungen an Nieren verschiedener VSgel: ,,Man sieht bei ihnen nun sowohl an langsverlaufenden als an querdurch- schnittenen Kani~lchen die Lag'erung der harnsauren Salze in den das Lumen begrenzenden Drtisenzellen, bald nur als in den peripherisehen Theilen der Zelle zerstreute, das Licht stgrker breehende, unregelmlissig randliehe, gelbliehe K(irnehen, bald als kompaktere, den Kern meist verdeekende Massen, die bel auf- fallendem Lichte silbergliinzend, bel durehfallendem braunlieh er- seheinen, bald endlieh bilden dieselben eine ganz unregelmi~ssig kiSrnige, zusammenhi~ngende Masse."

An diese Beobaehtungen, die seit so lange�9 Zeit ungeprtift und unbesti~tigt dastanden, anzukntipfen, veranlasste mich Herr Prof. t I e i d e n h a i n ; ira folgendœ gebe ieh die Resultate mœ Arbeit.

v. W i t t i e h hatte auf zweierlei Weise das obenerwi~hnte Ergebniss gewonnen: 1) dur& Untersuehung friseher Nieren mittelst Zerzupfens und Absehabens, 2) dureh Untersuehung von

Ein Beitrag zur Physiologie der Niere. 117

erhiirteten Organen. Schon auf dem ersten Wege glaubte er bestimmt, sich von dem Vorhandensein harnsaurer Salze in den Zellen iiberzeugt zu haben; doch giebt er selbst zu, dass Beobach- tungen an frisehen Nieren sehr wenig beweiskriiftig sind ,wegen d~r leichten ZerstSrbarkeit der Nierenzellen and weil es i~asserst selten g'ltickt, solehe isolirt zur Beobachtung zu bringen. y Auch ich konnte beim Bearbeiten friseher Nieren nicht zu einem sieheren Entscheide tiber die vorliegende Frage kommœ Denn zerzupft man solehe tubuli, die, wie schon v. W. besehreibt, durch ihren Silberglanz die Anftillung mit Harn verrathen, dann ergiesst sieh der Inhalt derseIben, ans einer ungeheuren Menge von Harnkiigel- chen bestehend, tiber das ganze Gesichtsfeld, bedeckt die Zellen fast vollsti~ndig und es ist unmSglieh, die ursprtinglichen Lage- rungsverhiiltnisse zu erkennen. Jedesi~lls habe ich an f r i sehen Nieren nie eine zweifellose Anftillung einzelner Zellen mit Uraten beobaehten Minnen.

Um zu bestimmteren Anschauungen zu kommen, wandte ieh mieh daher, wie v. W., an die Untersuchung von in Alcohol erhi~r- teten Nieren. Dabei habe ich an dtinnen Schnitten von Nieren, die in absolutem Aleohol gehiirtet und in iaraffin eingebettet waren, �9 Gegensatz zu v. W, n i e m a l s d i e L a g e r u n g von h a r n s a u r e n S a l z e n in den E p i t h e l z e l l e n g e s e h e n , son- dern immer waren HarnkUgelchen, wo solche vorhanden waren, nur im Lumen der Kani~le sichtbar.

Um den Widerspruch zwisehen den Beobaehtungen von v. Wi t t i chs nnd den meinigen zu erkliiren, suchte ich die Bedin- gungen der Versuehe za ver~tndern; obzwar v. W. selber seine Thiere nieht in besondere, dem Untersuchungszweeke angepasste Ver- h~iltnisse gebracht hat. Es konnten an meinen negativen Ergeb- nissen vielleicht Schuld sein: 1) eine zu geringe Harnsecretion; 2) eine zu schnelle Fortschaffung des Harnes aus den seeerniren- den Zellen.

Die Harnsecretion steigerte ieh bei Taubcn durch mehrtiigige Verfiitterung von je 1 gr Harnstoff tiiglich oder dureh Ftitterung mit ttarns~ture. Die Thiere bekamen augenscheinlich starke Polyurie, schieden ira Verhgltniss zum ~�9 weit er- heblichere Mengen Harn ans, dennoeh waren in den Zellen nie Harnbestandtheile zu sehen. Bei Htihnern war ebendasselbe nach mehrtitgiger, starker Fleisehftitterung der Fall. Man kSnnte nuu

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einwenden, dass Htihner, die nieht an Fleischnahrung gew5hnt sind, in ihrem Stoffweehsel wegen der plStzliehen Kostveri~nderung nieht in der beabsiehtigten underforderlieheu Weise beeinflusst worden seien; deshalb untersuehte ieh aueh die Nieren fleisehfressender V5gel auf unsere Frage hin. Es wurden 2 Dohlen und 1 Bussard einige Tage lang nur mit Fleiseh ge` woraufaueh sie grosse Mengen Harn liessen. Aber die Untersuehung der Nieren ergab wieder negative Resultate.

Schliesslich ist zu erw~hnen, dass aueh die Aenderung des Stoffweehsels, die durch die Jahreszeit hervorgerufen wird, keine Wandlung in meinen Bildern brichte: sowohl bei Thieren, die im Sommer, als aueh bei solehen, die ira Winter geschlaehtet waren, zeigten sieh die Harnkiigelehen nur im Lumen der KanNehen.

Der zweiten MSglichkeit, die meine Resultate erkliiren konnte, dass die Urate zu sehnell aus den Zellen hinweggeschafft wtirden, suehte ieh durch Ureteren-Unterbindung zu begegnen, da ja da- durch eine Harnstauung in der Niere hervorgerufen werden musste. Trotzdessen fanal ieh die Zellen stets frei von harnsauren Salzen.

Besondœ sehlagend waren die Ergebnisse einœ Versuches, in welehem das beti'effende Thier die Unterbindung 12 Stunden tiberlebte. Es waren die Nieren dureh die Menge der in ihnen aufgespeieherten ttarnsliure makroskopiseh weisslieh, mikroskopiseh rand ieh in Uebereinstimmung mit Z a l e s k y , M e i s s n e r u. a. in den Malp ighi ' sehen Kniiueln niemals Harns~iure ausgesehiœ dagegen lagen grosse Haufen von Harnktigelehen in rien tubulis, aber nur in deren Lumen.

Da ieh auf diese mannigfaehen Arten meine Versuehsthiere in Bedingungen braehte, die ftir das Auftreten der fragliehen Er- seheinung die denkbar gtinstigsten gewesen wS~ren, und trotz dessert v. W.'s Behauptung unbest~tigt rand, so muss ieh wohl an einœ Irrthum v. W.'s glauben; es blœ mir noeh tibrig, naehzuweisen, wie ihm infolge seiner Untersuehungs-Methoden ein soleher be- gegnen konnte.

Erstlieh n~mlieh hat v.W. an dem, was er Nr Urate hielt, nie eine beweiskrrfftige Reaktion vorgenommen, er besehreibt zer- strente, das Lieht starker breehende, unregelmiissig rundliehe, gelbliehe KSrnehen. Und, wenn aueh harnsaure Salze die be- sehriebenen Eigensehaften nieht vermissen lassen, so sind dieselben doeh noeh-nieht zwingend genug, um umgekehrt derartige Dinge

Ein Beitrag zur Physiologie der Niere. 119

ft|r Urate zu erklRren. Die sieher beweisende Reaktion, die Dar- stellung von Harns~iurekrystallen dureh S~turezusatz hat v. W. nieht gemaeht oder erwiihnt sie jedenfalls nicht, obgleieh er Nieren- sehnitte in verdiinnter Essigsiiure untersueht. Ieh selber habe an I'~ierenschnitten von Kaninehen, die Harns~iure nur in minimalen Mengen, vielleieht gar nieht ausseheiden, dureh Behandlung naeh v. W.'s Methode tthnliehe, gelblieh-briiunliehe, glRnzende KSrnehen und Ktigelehen als Artefakte hervorrufœ kSnnen.

Aber selbst wenn v.W. sieh nioht hat dureh Kunstprodukte tgusehen lassen, ist doch seine Untersuehungsmœ nicht gerade geeignet gewesen, derarti` feine Verhi~ltnisse aufzudeeken. Denn er liess Vogclnieren~ die er in Alkohol und Aether gehi~rtet hatte, an der Luft troeknen und legte dann Schnitte von solehen theils in Glycerin, theils in verdtinnte Essigsaure. Bedenkt man, dass seine Pr~iparate erst getrocknet, also gesehrumpft, dann gequollen waren, dass ferner Rasiermesserschnitte nieht sehr dtinn sind, dann erscheint ein Beobaehtungsfehler sehr verzeihlich; es konnte ihm wohl begegnen, dass er infolge der damaligen, ungeeigneten Me- thode sich tiber den Ort der Harnktigelehen tiiusehte.

Meine weiteren Studien an Wirbelthieren mit breiig'em Harn, Reptilien, von denen ieh Eidechsen untersuchte, haben ebenfalls dieselben Verhiiltnisse wie bel den Vi~geln ergeben: nirgends war in den ~ierenzellen selbst eine Spur des Sekretes erkennbar.

Was Wirbelthiere mit fltissigem Harn anlangt, so konnte H e i d e n h a i n , wie er in H e r m a n n ' s Handbuch, Band V, an- giebt, ebenfalls nicht Itarnstoff oder Harnsiiure in den Epithelien durch Einlegen der Nieren in Salpetersiiure nachweisen. ~achdem sich so gezeigt hatte, dass bel den Wirbelthieren eine nachweis- bare Ansammlu~g spezifischer ttarnbestandtheile innerhalb dcr Zellen nicht stattfindet, wandte ieh mich an die Untersuehung der Wirbellosen; denn bei diesen hatten L e y d i g u.A., wo immer sie untersucht hatten, die :Nierenzellen angeftillt mit Sekret gesehen. N~iher studirte ieh die Ausseheidung bei den Landschneeken, hauptsi~ehlieh bei der Gattung Itelix pomatia. Bei derselben be- steht dis ~iere, wie sehon M e c k e l beschrieb, ,,aus einem Saek, der innen mit hervorspringenden Falten dicht besetzt ist." Auf diesen Falten sitzen dicht an einander gedriingt cylinderfiirmige Epithelzellen, deren dem Lumen zugewandte H~ilfte F, ewShnlieh von Concrementen ausgefiillt ist. Es ist also der eigentliche Zell-

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leib der Basis zugekehrt; er zeigt eine reine Granulation, 5fters sind in ihm, wie sieh ans Osmiums~iure-Pr~paraten ergiebt, grSssere nnd kleinere Fetttr(ipibhen anzutreffen. Der rundliche Kern, welcher reichlich Chromatin-Substanz enth~lt, liegt fast immer an der Grenze zwischen Protoplasma und ttarn-Concretionen.

Was diese anlangt, 8o sind die Concremente al levon gelb- lich-grauem, gli~nzendem Farbenton, grosse, geschlossene, scharf abgegrenzte Kugeln mit strahliger Struktur des RaMes, oder un- regelmiissig, bueklichte Drusen, bel welchen noch tbeilweise er- kennbar ist, dass sic aus sehr kleinœ an einander gelagerten Ktigelchen bestehen; off auch finden sich bei gut geftitterten Schnecken eine ziemliche Menge solcher kleinen Harnktigelchen einzeln in den Zellen verstreut vor.

Beztiglieh der chemischen Natur der Concretionen konnte ich zweifelhaft sein zwischen Harnsaure und Guanin, da E w a l d und K r u k e n b e r g in der ,,Zeitschrift fiir Biologie" Band 19, Seite 154 angeben, dass Helix pomatia bald den ersten, bald den zweiten Stoff ausscheidet. Es wurden also zur Entscheidung eine Anzahl Schneekennieren rein zerhackt und in destillirtem Wasser ausge- kocht. Dann zeigte sich, wie I�9 Dr. R~hm ann zu constatiren die Gtite hatte, dass das Decoct alle clic Reaktionen des Guanins ergab, welche Ktihne und S e w a l l in Band 3 der ,,Untersuch. ans dem physioL Institut zu Heidelberg" Seite 225 als charakte- ristisch ftir diesen KSrper angeben. Es secernirten also meine Exemplare eine Guanin-Verbindnng.

Wenn ich nun das Secret vorsiehtig lisse -- dies geschieht bei einem Theil der Zellen schon dureh Fixation der Nieren in w~sserigen Fliissigkeiten, z. B. PicrinsD~ure, Mtill e r ' sche Fltissig- keit, - - so bemerke ich, dass an Stelle des gelSsten Guanins nicht ein mit Fltissigkeit erftillter Raum sieh befindet, sondern dass eine Substanz zurtickgebliebœ ist, welche durch Annahme der gewShnliehen F~irbemittel sich als organisch erweist. Zm" Dar- stellung derselben fiihre ich als LSsungsmittel des Secretes auf: Wasser, Picrinsg~ure, Sublimatliisungen, Mti l ler ' sche Fltissigkeit, Osmiumsiiure; jedoch darf man die auf Objekt~ri~ger geklebten dtinnen Schnitte nicht zu lange in den Fltissigkeiten verweilen lassen; denn dann verschwindet naeh Li~snng des Guanins auch die organische Substanz, weil sie wohl ans den angeschnittenen Zellen ausgesptilt wird.

Ein Beitrag zur Physiologie der Niere. 191

Die besonderen Farbenreactionen dieses Guanintriigers sind: 1) Er g]cbt mit B 5 h fa e r 'schem und D e 1 a fie 1 d' schcm Hiimatoxylin einen andercn Farbenton als das umgebende Protoplasma. 2) Er gibt mit E h r l i c h - B i o n d i ' s c h e r LSsung eine violette, griinliche bis braunliche F~rbung, deutlich unterschieden von dcn Fi~rbung'en des Zelileibes und Kernes. 3) Li~sst man erst Jod, dann nach Ab- saugung desselben durch Filtrirpapier verdtinnte Schwefels~iure cinwirken~ d~nn fiirbt sich der orianische Rtickstand dunkel roth- br~~un, w~hrend das Protoplasma hellcr bleibt.

Dru'ch diese Reactioncn halte ich dis organischc Grundsub- stanz des Guanins ftir wohl charakterisirt gegentibcr dem Zellleib; es waltet hier wohl eine iihnliche Beziehung ob, wie bei dem Glycogentriigcr in den Leberzellen.

Diesen Tr~ger habe ich auch bel den k]einsten Guaninktigelchen gcfun- den (Fig. I); die gr0sseren Exemplare zeigen nach L0sung des Guanins eine concentrische Schichtung der Grund- substanz, mSglicherweise, weil das Gua- nin sich schichtweise 15st.

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Die Anhi~ufung des Guanins in den Zellen kann man sich auf zweierlci Art denken: Entweder schli~gt dit secernircnde Zelle durch irgend welche Mittel mehr und mehr Concremente in ihrem Leibe nieder, dabei wird auch immer mehr und mehr die protoplasmatisehe Umgebung derselben in den fremden Stoff, dessert Reaktionen ich gegeben habe, umgewandelt, bis so riel Secret ab- geschieden ist, als die einzelne Zelle aufzunehmen vermag. Oder die Nierenzelle crFahrt zuerst die Umwandlung eines Theiles ihres Leibes in die organische Grundsubstanz und darauf werden dann die Guaninconcremente abgelagert.

Ich muss hier eingehen auf die Art, wie Mecke l die An- ftillung der Zellen mit Secret zu Stande kommen li~sst; uach ihm sollen ira Zellleib sich zuerst einige KSrnchen ausscheiden, dann oin Secretbllisehen sich bilden, in welchem zahlreichere Con- cremente liegen; dasselbe wachse immer mehr und mehr und ftille sieh theilweise mit Harnbestandtheilen. Auf diese Vacuole leg't er einen grossen Werth, ohne dieselbe l~sst er die Seeretion gar nieht ver' sieh gehen, weil er in allen Zellen, die schon erheb- lichere Mengen Harn enthalten, dieselbe siihe.

12"2 M a n f r e d B i a l :

Dieser Anschauung kann ich mich nach meinen Befunden nur bedingungsweise zuneigen, denn ich habe lange Zeit hindurch bei fi'ischer Zerzupfung, wie nach sorgfiltiger Erhirtung in Aleo- hol oder Sublimat nie Zellen mit Vacuolen gesehen, sondern es lagen die grtisseren, kleineren und kleinsten Guaninkugeln direkt im Protoplasma eingebettet (Fig. II). Bei einer andern Anzahl Schnecken wiederum fand ich in allen Zellen mit Flissigkeit er- ftillte Vacuolen, die die Harnbestandtheile einschlossen (Fig. III).

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Schliesslich hatte ich auch Schnecken, deren Nierenzellen bei der gleichen Grtisse der Concretionen zum Theil mit Vacuolen ausgestattet waren, zum Te l dieselben vermissen liessen. Doch bin ich im Stande, diese scheinbare Unregelmissigkeit ira Secre- tionsvorgang zu erkliren. Diejenigen Schnecken, deren Nieren- zellen keine Vacuolen zeigten, waren wihrend der ersten sehr trockenen Monate des Sommers gefang'en worden. Als spiter hiu- figer Regen eintrat, waren in den Zellen der frisch eingefangenen Thiere iberall Vacuolen zu finden. Es geht schon daraus hervor, dass die Vacuole nicht gebildet wird, dan�9 die festen Harnbestand- thcile hineinsecernirt werden, sondern dass sie durch Wasserab- scheidung ira Innern der Zelle entsteht und unabhiingig' von der Ablagerung lester Bestandtheile ist. ~�9 beweiskriftiger dafir sind die folgenden Versuche: 1) Ich liess eine Schneckc von der Anzahl, welche nach dem langdauernden Regen gefangen war, mehrere Tage lang in einem trockenen Glasgefiss leben und setzte sie dabei m~glichst riel der Sonne aus; darnach fand ich in den Nierenzellen fast gar keine Vacuolen mehr, da das Thier riel Wasser in der trockenen Luft verloren hatte. 2) Ich spritzte einer

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Trockenschnecke 10 ccm Wasser per os in don Darmkanal, nach 24 Stundcn fand ich in einer Anzahl Zellen die sehr grossen Guanin-Kugeln umgeben von hellen Vacuolen.

Oft si~eht man b•im Zerzupfen nicht nur Zellen mit Wasser- vacuolen, in denen ttarnktigelchen sich befinden, ira Gesichts- fe]de, sondern es schwimmen auch isolirte Bl~schen, mit Concre- menton innen, umher. Danach scheint also bel der Wassersecre- tion sich das Protoplasma der Zellc in iriend einer Wcise um das in don Zelllcib secernirte Wasser zu verdichten, eino Art Membran auszuscheiden, we]che sich beim Zerzupfen mit ihrem fltissigen Inhalte loslSsen kann.

Um nicht blos die Secretion des Wassers, sondern auch die w~sseriger LSsungen andcrcr Stoffe, z. B. Farbstoffe, zu unter- suchen, injicirte ich durch den Mund in den Darm concentrirte LSsungen von S~arefnchsin. Ich rand dann in don Zellen an Stelle der rcinen Wasservacuole eine solche, die mit rothgebliebe- hem Fuchsin gefiillt war. Se, tzte ich 5 9/0 Kochsalz|Ssung zu dem Pr~parate, dann schrumpfte dic Farbstoffvacuole zusammen, weil ihr Wasser, abor nicht der Farbstoff entzogen wurdc; tSdtete ich die Zelle darch Zusatz von verdt|nnten S~uren. oder wartete ich ihr spontanes Absterben ab, dann diffandirte das Fuchsin Ubcr die ganze Zelle. In beiden Versuehen verr~th sich eine Aehnlichkeit mit don Verh~ltnissen, wie sie der gef~rbte Zellsaft innerhalb des Plasmaschlauchcs violer Pflanzcnzell™ bietet (z. B. in don Zellen der Staubfadenhaarc von Tradescentia virginica).

Ftir das indigschwefelsaurc :Natron fand ich das gleichc Ver- h~ltniss, entgegen dem Befunde K o w a l c w s k y ' s , das Indigo- carmin werde in Form von Krysta]l.en in dic Secretblaschen aus- geschieden. Es ist dieser Autor wohl auf solche Bilder gestossen, weil er in Alcohol erhfirtete Nieren injicirter Thiere untersuchte. Denn bei solchen musste der A]cohol don blauen Farbstoff in der Vacuole ausfallen.

Nachdem ich bis jctzt die Aufspeichcrung in don Nieren- zellen verfolgt habe, komme ich jetzt z u der Frage liber die eigentliche Abscheidung. Mecke l meint, dass die Harnconcre- mente ans den Zellen befreit werden durch Dehiscenz, Aufplatzen dorselben, als Grund daftir ftihrt er an, dass er ira Ausftihrungs- gang eben dieselben Secretkugeln wie in don Zellen gesehcn habe. Dem gegenUber steht die Behauptung von Vog t und Y o u n g

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ira ,Lehrbueh der vergleichenden Anatomie", die Zellen selbst wtirden mit Ftillung abgestossen. Denn man kSnne ira ductus excretorius (ifters solche sehen. Ich �9 nun cicr Anschauung von M e e k e l beistimmen aus folgenden Zwei Grtinden:

1) Wenn die Zellen total abgestossen wUrden, dann miisste man sehr reichliche Neubildungen von Zellen erwarten und infolge- dessen vide Kerntheilungen antreffen; denn es wird bei guter Fiitterung verhiiltnissm~ssig viel Harn entleert. Kerntheilungen jedoeh habe ich durehgehends vermisst, auch wenn die Pr~parate mit aller Sorgfalt und mit den die Kerntheilungs-Figuren auf das beste darstellenden Mitteln vorbereitet waren, also z. B. mit Fixation in Picrinsaure oder Sublimat, darauf folgender Auswi~sse- rung und Erhi~rtung in steigender Aleoholreihe, sowie Fi~rbung mit H~imatoxylin-Alaun oder Kalium biehrom, und Hiimatoxylin.

2) Ich finde in dem secernirten Harn der Schnecken ausser- halb des Kiirpers keine Zellen, sondern Kugeln wie in den Nieren- zellen. Zugleich kann ich auch in den Secretktigdchen desHarnes den organisehen Tr:~iger constatiren. Es wird daher bei der Secretion derjenige Theil der Zelle, welchen das Guanin und dessen orga- nische Grundsubstanz einnimmt, ausgestossen~ die Zellen also eines nicht unerheblichen Theiles ihres Inhaltes beraubt werden. Dann werden nattirlich hie und da auch einzelne Zellen zu Grunde gehen kSnnen, abgestossen und wieder ersetzt werden; aber auf keinen Fall ist eine solche Art der Seeretion anzunehmen, wie sie Vogt und Y o u n g besehriehcn haben.

Fig. I.

Fig. II.

F�9 III.

Erkl~rung der Figuren.

Nierenzellen der Helix pomatia mit der organischen Grund- substanz des Secretes.

Vorbehandlung: Picrins~ure, Wasser, steigende Alkoholreihe, Einbettung in Celloidin. F~rbung mit Delafild'schem Hxmatoxylin.

Nierenzellen von H. p. ohne u Vorbehandlung: wie vorher.

Nierenzellen von H. p. mit Vacuolen. Vorbehandlung: wie vorher.