Dber den Kohlehydratstoffwechsel der perfundiertenWarmbluterleber.1

Von

Niels A. Nielsen.

(Aus dem Mediainisch-physiologischen Institut der Universitat Kopenhagen.)

(Ausgefiihrt mit Unterstiitzung des P. Carl Petersen Fondes.)

()lIt 8 Figuren 1m Text.)

Fruhere Untersuchungen tiber den Kohlehydratstoffwechsel derperfundierten Warmbltiterleber haben zu ziemlich widersprechendenErgebnissen geftihrt.

So findet Embden (9) bei der Perfusion von Hundelebern, daBeine Glykogenbildung in diesen wahrend des Versuchs nicht stattfindet,sowie auch Bernhard (2), der Rattenlebern perfundiert, nicht imstandeist, einen Glykogenansatz in den Lebern nachzuweisen.

Dagegen behauptet Luchsinger (17) in einem einzelnen VersuchGlykogenbildung in der perfundierten Hundeleber festgestellt zu haben.Grube (15) meint jedoch: "nach der ganzen Art der Ausftihrung derVersuche kann die Leber in den Experimenten Luchsingers nachmeinen Erfahrungen nicht mehr imstande gewesen sein, Glykogen zubilden", und ist der Ansicht, daB das Versuchsergebnis auf Fehler beider Analyse zuriickzuftihren sei. Grube (13) findet selbst Glykogen­ansatz in 5 Versuchen, wo man Katzenlebern mit Schafblut perfundierthat, und in 3 von 5 Versuchen, wo Hundelebern mit Hundeblut durch­stromt wurden. Endlich hat Barrenscheen (1) Glykogenansatz in 5von 15 Kaninchenlebern, die mit Kalbsblut perfundiert wurden, und in2 mit Hundeblut perfundierten Hundelebern nachweisen konnen,

In allen den erwahnten Versuchen hat man der Perfusionsfltissigkeit1/2bis 2 Proz. Glukose hinzugesetzt. Es scheint deshalb gerechtfertigt,wenn Evans, Tsai und Young (11) die Versuchsergebnisse uber

1 Der Redaktion am 12. Dezember 1932 zugegangen.Skandlnav. Archlv. LXVI. 1

2 NIELS A. NIELSEN:

Glykogenbildung in perfundierten Lebern folgendermaBen zusammen­fassen: "Most investigators are agreed of that, unless very large amountsof glucose are added, an increase of liver glycogen cannot be demonstrated,easily if at all, with the excised liver; the effect of those large additionsof glucose might be attributed to dehydration of the tissue, and thesuggestion may arise, that nervous influences are normally involved inthe process of glycogen deposition and that the fully denervated liver,for some reason unknown, is not able to add to its glycogen."

In den 3 Versuchen mit Hundelebern, wo Grube (15) Glykogen­bildung in der Leber nachweist, hat man gleichzeitig eine Abnahme derGlukosekonzentration im Perfusionsblut gefunden. Auch Bernhard (2)hat in den soeben erwahnten Versuchen festgestellt, daB Glukose ausdem BIut verschwindet, behauptet jedoch, daB dieselbe "nicht zuGlykogen wird". Embden (9) und Bornstein und Griesbach (4)finden dagegen eine Steigerung der Glukosekonzentration im Perfusions­blut wahrend des Durchstromens der Hundeleber.

Betreffs des Milehsaureumsatzes kommen Embden und Kraus (10)zu dem Ergebnis, daB glykogenreiche Lebern Milchsaure an das Per­fusionsblut abgeben, wahrend bei glykogenfreien Lebern eine geringeMenge Milchsaure wahrend der Perfusion aus dem BIut verschwindet.Burn und Marks (5) perfundieren glykogenfreie Lebern von Hundenund Katzen und finden eine Abnahme des Milchsauregehalts imPerfusionsblut.

Der Sauerstoffverbrauch in einer perfundierten Hundeleber betrugnach den Versuchen von Bornstein und Gremels (3) etwa 1800 cernin der Stunde pro Kilogramm Leber.

In den folgenden Versuchen hat man sich darum bemuht, die Ur­sache dieser verschiedenartigen und unvereinbaren Resultate ausfindigzu machen, um womoglich ein etwas klareres Bild vom Kohlehydrat­stoffwechsel der perfundierten WarmblUterleber zu gewinnen.

Methodik.

Die Perfusionen wurden mit Benutzung der fruher beschriebenenApparatur [Nielsen (20)] unternommen, nur mit dem Unterschied,daB das Quecksilbermanometer mit einem Glasrohr, in dem das Per­fusionsblut als ManometerflUssigkeit dient, ersetzt ist.

Zur Perfusion wird arteigenes, defibriniertes BIut, das im Apparatmit Sauerstoff gesattigt und auf etwa37° erwarmt ist, verwendet. DasBlut wird stoBweise unter schwankendem Druck in die Vena portaeeingepumpt, wahrend die Durchblutung pro Minute konstant bleibt.Die Pumpe ging mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 Schlagen in der

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. 'V"AIUIBLi;TERLEBER. 3

Minute, und die Durchblutung betrug etwa 16 bis 18 cern pro Minute.Zur Perfusion einer Kaninchenleber wurden etwa 120 cern Blut, zurPerfusion einer Hundeleber etwa 500 cern Blut verbraucht; die Angabensind nul' annahernd, da die beim Beginn des Versuchs in del' Lebersich befindende Blutmenge unbekannt ist. Letztere Blutmenge wirdin einer Kaninchenleber auf 25 cern, in ciner Hundeleber auf 100 cerngesehiitzt.

Die Lebern werden wahrend des Versuehs in situ gelassen. In Xther­oder Urethannarkose wird das Abdomen mit einem Schnitt vom Proc.ensiformis bis zur Symphyse geOffnet. V. portae wird gereinigt, undman legt nun zwei lockere Ligaturen unter die Vene. V. cava info wirdauf einer kurzen Strecke gerade tiber der rechten Nebenniere gereinigtund eine lockere Ligatur urn diese Stelle gelegt. Dann wird die V. pan­creatico-duodenalis ligiert. Nun legt man eine Kantile in die V. portaeein, die Ligatur der V. cava wird gekntipft, worauf man den ThoraxOffnet und eine Kantile in die V. cava info eben tiber dem Zwerchfelleinlegt. Der Kreislauf der Leber ist nun isoliert, und die Durchstrdmungkann beginnen. Die ersten etwa 25 cern Blut werden zum Defibrinierenentfernt, indem man damit reehnet, da13 das in der Leber enthaltene,nicht defibrinierte Blut jetzt fast restlos weggesptilt ist. Ftir die Richtig­keit dieser Annahme spricht, da13 man nach dem Versuch nur ganz ver­einzelte kleine oder gar keine Blutgerinnsel mehr im Apparat vorfindet.Die Darme werden zurtickgelegt, und das Tier wird mit einem vonO· 9prozent. Koehsalslosung durehtrsnkten Tuch, wortiber ein StuckWachstuch ausgebreitet ist, zugedeckt.

Man hat sich darum bemuht, den Kreislauf der Leber so kurze Zeitwie nul' moglich zu unterbrechen; meist dauerte es 4 bis 7 Minuten.

Die Glukosekonzentration im Perfusionsblut wurde nach Hage­dorn-Jensens Methode bestimmt, und die Bestimmungen wurdenim Venenblut gemacht. Die angegebenen Werte sind Durchschnitts­zahlen von Doppelanalysen.

Die Milchsaure und die Menge der gesamten atherloslichen Saurensind im Venenblut nach den Methoden 0rskovs (23) bestimmtworden.

Del' Sauerstoffverbrauch der Leber ist nach der Bestimmung desSauerstoffgehalts im Arterien- und Venenblut, das gleichzeitig aus denbeiden bzw. zu- und abfuhrenden Gummischlauchen entnommen wurde,berechnet worden. Die Sauerstoffanalyse wurde mit Haldanes Apparat(16) gemacht.

Der Glykogengehalt wurde, wie fruher beschrieben [N i e I sen,Okkels und Stockholm-Borresen (21)], nach dem Pfluger­schen Prinzip gemessen.

1*

4 NIELS A. NIELSEN:

Versuchsresultate.Nach der obenstehenden Methode werden die Lebern mit art­

eigenem defibriniertem BIut, dem verschiedene Mengen isotonischerGlukoselOsung hinzugesetzt ist, perfundiert.

Das BIut ist mit Sauerstoff gesattigt und wird auf einer Temperaturvon etwa 37° gehalten. Die Lebern haben ungefahr dieselbe Temperaturund sind gegen Eintrocknen geschiitzt.

Es schwingt in der Mehrzahl der Versuche der Perfusionsdruck inden ersten Minuten zwischen etwa 20 em BIut wahrend der "Systole"der Pumpe und etwa 15 em BIut wahrend ihrer "Diastole". 1m Laufevon ungefahr 10 Minuten ist der systolische Druck bis auf etwa 10 emund der diastolische auf etwa 6 em gesunken. Es entspricht das annahrenddem normalen Druck in der V. portae, der nach Schmid (22) und Burton­Opitz (7) etwa 9 mm Hg betragt. Der Druck in der V. cava war etwa-+- 30 em BIut, welches ebenfalls dem normalen Wert, der nach BurtonOpitz (6) etwa -+- 2 mm Hg betragt, annahernd entspricht.

Die Durchblutung ist fast dieselbe wie unter normalen Verhaltnissen.Sie betragt nach Schmid (22) etwa 0·5 ccm bei Katzen und nach Bur­ton-Opitz (8) etwa 0·8 ccm bei Hunden pro Gramm Leber in derMinute und wurde von Grab, Jansen und Rein (12) an Hunden mitReins Thermostromuhr als etwa O'6 ccm pro Gramm Leber in derMinute gemessen. In den Versuchen wogen die Lebern etwa 50 g, unddie Durchblutung soUte demnach etwa 30 ccm in der Minute anstattetwa 16 bis 19 ccm betragen haben. Dieses Verhaltnis wird jedoch da­durch geandert, daB die Lebern, wie spater ersichtlich, nicht in ihrensamtlichen Gebieten durchblutet worden sind, so daB das Gewicht desperfundierten Teiles bedeutend geringer als das angegebene Gewicht derganzen Leber wurde.

Nach der Perfusion fand man eine leichte Hamolyse des BIutes. Umeinen Eindruck der Starke der Hamolyse zu gewinnen, hat man denHamoglobingehalt des Serums in Proz. des Hamoglobingehalts desPerfusionsblutes angegeben. Der Grad der Hamolyse betragt nachdieser Bestimmung etwa 2 bis 3 Proz.

In einigen Versuchen hat man den Hamoglobingehalt des Perfusions­blutes am Anfang und am Schluf des Versuchs bestimmt und hat dabeigefunden, daB der Hamoglobingehalt wahrend des Versuchs keinerleiAnderungen unterworfen ist.

Odem der Lebern am SchluB des Versuchs hat man in keinem Fallbeobachtet.

In den Versuchen wurden der Glukoseumsatz, die Glykogenbildung,sowiein einigen Fallen der Milchsaureumsatz und der Sauerstoffverbrauchuntersucht.

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. WARMBLUTERLEBER. 5

Versuch 1.13. V. 1930. Kaninchen, c1. 2·35 kg. 20 Stunden gehungert.

Urn 15· 00 Uhr Athernarkose. Laparotomie." 15·05 " Ligatur der V. portae. Es wird eine Kaniile in die V. portae und

V. cava info gelegt." 15·10 " ist der Kreislauf wiederhergestellt." 15·12 bis 15·14 Uhr werden zwei Leberlappchen fiir Glukosebestimmung

entnommen." 17·07 bis 17·12 Uhr wird Lebergewebe fur Glykogenbestimmung von vier

verschiedenen Stellen entnommen.

Perfusionsblut: etwa 100 cern. Nach der Perfusion: etwa 90 cern.Durchblutung: 15 cern in der Minute.

Uhr ...mg-Proz..

Glukosegehalt des Perfusionsblutes:

15·30 15·45 16·05 16·35754 720 632 504

17·05378

Glykogengehalt der Leber:

Am Anfang der Perfusion: Am Schlu/3 der Perfusion:I {Rand 2·80 Promille III {Rand 2·70 Promille

Mitte 2·85 Mitte 1· 60

II {Rand 1·95 IV {Rand 4·05Mitte 2·70 Mitte l I: 8

Man sieht, da.13 das Glykogen am Beginn des Versuchs einigerma13engleichmaJ3ig im Lebergewebe verteilt ist. Am SchluJ3 der Perfusion istdie Verteilung sehr unregelmalfig. An einigen Stellen sieht man deut­lichen Ansatz, an anderen Stellen ist die Glykogenmenge unverandertoder vermindert. Aus diesem Grunde la.13t es sich erklaren, daJ3 man amBeginn der Perfusion das Glykogen nicht so regelmadig verteilt findet,wie Grube (14) es in normalen Lebem nachgewiesen hat, denn dieProben ftir die Analyse wurden erst einige Minuten nach Beginn derPerfusion entnommen. Die unregelmalsige Verteilung ist zweifellosdarauf zuruckzufuhren, daJ3 eine Perfusion samtlicher Teile der Lebernicht vollends gelungen ist. Diese partielle Durchblutung zeigt sichnun auch dadurch, daJ3 die Lebem wahrend der Durehstromung stellen­weise frisch rot, stellenweise von graubrauner Farbung sind, und legtman einen Schnitt in eines der roten Gebiete, bekommt man eine lebhafteBlutung, wahrend ein Schnitt in eine der graubraunen Stellen fast keineBlutung erzeugt.

In einem anderen Versuch hat man am SchluJ3 der Perfusion teilsrote, teils graubraune Stucke ausgeschnitten und Glykogenansatz inden roten, aber nicht in den anderen Gebieten der Leber gefunden.

6 NIELS A. NIELSEN:

Versuch 2.14. X. 1930. Kaninchen. 1· 91 kg. 24 Stunden gehungert.

Urn 15·40 Uhr Xthernarkose. Laparotomie.15'46" Ligatur der V. portae.15'51" der Kreislauf wiederhergestellt.15· 58 bis 16· 00 Uhr die Perfusion mangelhaft, weshalb die Kanule in der

V. cava mit gutem Erfolg umgelegt wird.16·05 Uhr werden Leberstiickchen fur Glykogenbestimmung entnommen

(werden nicht zerkleinert).16'43" wird Blut zur Sauerstoffanalyse entnommen. Dadurch ver­

schwindet zu viel Blut aus dem Zylinderglas, so daf allmahlichLuft in den Apparat gesaugt wird.

16'47" wird die Leber zur Glykogenbestimmung entfernt (wird nichtzerkleinert).

Durchblutung: 17·5 cern in der Minute.

Glukosegehalt des Perfusionsblutes:Uhr . . . . 16·20 16·40mg-Proz. .. 446 412.

Mi lchsauregehal t des Perfusionsblutes:Uhr . . . .. 16·08 16·38mg-Proz. . . . 63·2 50·4

Sauerstoffverbrauch der Leber:Uhr 16'43: 0·68 cern pro Minute. Das Arterienblut mit Sauerstoff geaattigt,

Glykogengehalt der Leber:Am Anfang der Perfusion: Am Ende der Perfusion:

-L O·378 Promille Rotes Stuck: Graues Stuck:II: 0·416 V: 5'05 Promille VII: 0·405 Promille

III: 0'484 VI: 3·93 VIII: 0·431IV: 0·363

UhrSystoI. .Diasto!. .

Perfusionsdruck in em Blut:16·00 16·15

19 1115 7

16·308

4·5

Diese unregelmalsige Verteilung nach der Perfusion finden wir inden Versuchen3, 4 und 5 wieder (Tabelle 1).

Als Totalergebnis finden wir eine Steigerung des Glykogengehalts.

Versuch 14.13. VIII. 1930. Kaninchen, cr. 1· 8 kg. 24 Stunden gehungert.

Urn 14· 35 Uhr Xthernarkose. Laparotomie.14'46 " Ligatur der V. portae.14'50" der Kreislauf wiederhergestellt.14· 53 bis 14· 54 Uhr werden von zwei Leberlappen Proben fur die Glykogen­

bestimmung entnommen (sie werden zerkleinert).16·58 Uhr wird die Leber entfernt, zerkleinert.

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. WAR)IBLUTERLEBER. 7

Tabelle 1.Glykogengehalt perfundierter Lebern von normalen Tieren.

v h Ii Am Anfang der Perf. Am Ende der Perf.Anmerkungenersuc '

, 0/ I 01%0 %0,: 00 100

2·80 2·85 2·70 1·60 Sowohl am Anfang als1·95 2·70 U·8 4·05 am Ende der Perfusion

2 0·378 0·416 5·05 3·93 wurden Proben von

0·484 0·363 0·405 0·431 verschiedenen Stellender Leber entnommen

3 3·02 2·89 8·20 4·84 do.2·61 2'50 8·56 8'76

4 3·9 5·1 4·6 do.1·6 2·0 8·1

5 42·0 41·0 48·6 56·8 do.4,0'6 42·0 33·0 44·8

6 48·1 46·2 56·9· do.52·8 50·5 52·3

7 0·347 3·36 2·0 do.0·385 3·28 3·03

8 4·9 12·6 do.

9 0·77 1·67 do.0·66

10 8·3 14·7 do.9·2 9·0

U 18·3 20·7 do.18·1 25·6

12 1·17 7·25 do.1·22

Perfusionsblut: etwa UO cern,Durchblutung: etwa 16·5 ccm in der Minute. Die Leber enthalt ziemlich viele

wei.6e Knotchen,

Uhr ..rug-Pros.

GI ukosegehal t des Perfusions blutes:

15·11 15·26 15·41 15·56 16·11 16·26 16·41 16·56342 306 280 260 250 234 216 214

Glykogengehalt der Leber:

Am Anfang der Perfusion: Am SchluB der Perfusion:I {O' 17 Promille O'93 Promille

0·15 " 0·93

{0·18 " 0·93

II 0.11 " 0.87

Dieses Ergebnis wird durch den Versuch 15 bestatigt (Tabelle 2).

8 NIELS A. NIELSEN:

Tabelle 2.Glykogengehalt perfundierter Lebern von normalen Tieren.

Versuch ' Am Anfang der Perf.; 0/00 ! 0/00

Am Ende der Perf.0/00 i 0/00

13

14

15

11·111·1

0·170·18

0·170·16

0·150·11

0·120·13

10·311·6

0·930·93

0·740·58

,

0·930·87

0·700·61

Anmerkungen

Am Ende des Ver­suchs wurde die Leberherausgenommen undzerkleinert; dann wur­den Proben fiir dieGlykogenanalyse ent­nommen.

Es ergibt sieh, daf sowohl in glykogenreiehen (Versueh 5) als inglykogenarmen (Versuch 14) Lebern ein Glykogenansatz stattfindet.

Ferner sieht man, daB der Glykogenansatz sowohl bei hoher alsbei geringer Zuckerkonzentration im Perfusionsblut zustande kommt;beispielsweise ist in den Versuchen 5 und 9 die Glukosekonzentration desPerfusionsblutes etwa 0·800 Proz. am Anfang des Versuchs, wahrenddie Glukosekonzentration in den Versuchen 17 und 18 wahrend desganzen Versuchs nur etwa 0·200 Proz. ist.

Das Abwiegen des Lebergewebes fur die Glykogenanalyse wurdebei Zimmertemperatur gemacht. Wahrenddessen geschah deshalb einSchwund der Glykogenmenge, so daB die angegebenen Glykogenwertezu niedrig sind. Es unterIiegt jedoch keinem Zweifel, daf in den per­fundierten Lebern tatsachlich Glykogen gebildet worden ist. In 14 von15 Versuchen hat man nach der Perfusion eine groBere Glykogenmengejedenfalls in gewissen Teilen der Leber gefunden (Tabelle 1 u. 2). Im15. Versuch (13) wurde die Leber nach dem Versueh zerteiIt, und in derdadurch entstandenen Masse fand man ungefahr denselben Glykogen­gehalt wie in der Leber vor der Perfusion. Es laBt sich das zwanglosdadurch erklaren, daf der auf diese Weise entstandene Leberbrei eineMischung von Teilen mit groBerem und kleinerem Glykogengehalt ist,so daB wir auch bei dieser Leber annehmen durfen, daB ihr Glykogen­gehalt in gewissen Gebieten nach der Perfusion am groBten gewesen ist.Es scheint fast undenkbar, daB ein Glykogensehwund wahrend des Ab­wiegens die Ursaehe dessen sein konnte, daB wir in samtlichen 15 Ver­suchen die hochsten Glykogenwerte am Ende der Perfusion finden.

Dazu kommt, daB man in allen diesen 15 Versuchen einen Glukose­verlust aus dem Perfusionsblut nachgewiesen hat, wahrend man inanderen Versuchen, wo man bei derselben Versuchsanordnung einenGlykogenschwund fand, gleichzeitig eine Steigerung des Glukosegehaltsim Perfusionsblut nachweisen konnte, und zwar so, daB man gleichzeitig

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. WARMBLUTERLEBER. 9

mit einem gro.13en Glykogenschwund eine erhebliche Steigerung desGlukosegehalts im Perfusionsblut feststellen konnte [Nielsen (18)].

Auch die Tatsache, da.13 man in denjenigen Versuchen, wo derGlykogengehalt nach der Perfusion sowohl in perfundierten als in nichtperfundierten Teilen des Lebergewebes bestimmt worden ist, eineGlykogenbildung ausschlie.13lich in den perfundierten Gebieten vorfand,wahrend die Glykogenmenge in den nicht perfundierten Gebieten ver­mindert oder unverandert geblieben war, deutet darauf hin, da.13 in dendurehstromten Lebern tatsachlieh eineGlykogenbildung stattgefunden hat.

Endlich hat man in 3 Versuchen (16, 17 und 18) die Leberprobensofort in fliissige Luft geworfen und sie in gefrorenem Zustand abgewogen.Auch in diesen Versuchen fand man eine Steigerung des Glykogengehaltsnach der Perfusion (Tabelle 3).

Tabelle 3.Glykogengehalt perfundierter Lebern von normalen Tieren.

V h II Am Anfang der Perf. Am Ende der Perf. Anmerkungenersuc%0 I %0 0/00 I 0/00I

16 0·78 0·87 3·37 5·32 Die Proben wurden in0·64 0·72 5·99 4·58 diesen Versuchen in ge-

17 1·48 1·63 4·19 4·28 frorenem Zustand ab-

1·42 1·44 3·00 6·30 gewogen.

IDie Proben wurden von

18 1·28 1·31 3·75 3·21 verschiedenen Stellen1·34 1·29 3·42 3·17 entnommen.

Von einer dehydrierenden Wirkung der Glukose des Perfusionsbluteskann in diesen Versuchen nicht die Rede sein, da die Glukose in iso­tonischer Losung hinzugesetzt wurde. Hamoglobinbestimmungen er-.gaben denn auch wie erwahnt, da.13 das Perfusionsblut wahrend des Ver­suchs keinen Konzentrationsschwankungen unterlag. Endlich hat manin den Versuchen 17 und 18 dem Perfusionsblut iiberhaupt keine Glukosehinzugesetzt, und auch in diesen Versuchen wurde ein Glykogenansatznachgewiesen.

Der Glukosegehalt des Perfusionsblutes nimmt wahrend der Dureh­stromung allmahlieh abo Wenn man die Glukosekonzentration desPerfusionsblutes als eine Funktion der Zeit nach Beginn der Perfusiondarstellt, hat die Kurve einen geradlinigen VerIauf (Fig. 1 und 2).

Dasselbe Verhaltnis finden wir in 12 anderen Versuchen (Fig. 3, 4,5 und 6) wieder. In einigen Fallen sieht man wahrend der ersten Minuteneine geringe Steigerung der Kurve, was wahrscheinlich bedeutet, da.13noch kein rechtes Gleichgewicht im System eingetreten ist. Gegen Ende

10 NIELS A. NlELSEX:

der Perfusion nahert sieh die Kurve in einigen Fallen einer waagereehtenLinie (Versuch 7,14 und 15). Es ist das scheinbar darauf zuriiekzufiihren,daB in diesen Versuehen der Glukosegehalt des Perfusionsblutes - andiesem Zeitpunkt - ziemlich niedrig (etwa 0·200 Proz.) ist. Jedenfallsfinden wir in anderen Versuehen, wo der Glukosegehalt groBer war, denGlukoseschwund noeh dariiber hinaus eine Zeitlang unverandert,

In den Versuchen 17 und 18 hat man dem Perfusionsblut keineGlukose hinzugesetzt; die Glukosekonzentration des Perfusionsblutesist in diesen Versuehen bzw. O·200 und 0·150 Proz. und bleibt wahrenddes ganzen Versuchs unverandert,

17·02188

Uhr ...mg-Proz..

Versuch 17.22. XI. 1932. Kaninchen. 2·6 kg. 24 Stunden gehungert.

Urn 14· 55 Uhr Athernarkose. Laparotomie." 15,07" Ligatur der V. portae." 15,12" der Kreislauf wiederhergestellt." 15·14 bis 15·16 Uhr wird von vier verschiedenen Stellen Lebergewebe zur

Analyse entnommen. Die Proben wurden sofort in fliissige Luftgeworfen.

" 17·05 Uhr wird von vier verschiedenen Stellen Lebergewebe zur Analyseentnommen. Die Proben wurden sofort in flussige Luft geworfen.

Perfusionsblut: etwa 180 cern. Durchblutung: etwa 23 ccm in der Minute.

GIukosegehal t des Perfusions bl utes:. 15·32 15·52 16·12 16·32 16·42

208 206 206 202 199

Milchsauregehalt des Perfusionsblutes:Uhr . . . .. 15·32 16·12 16·42 17·02mg-Proz.. . . 62·3 25·7 14·9 10·8

Glykogengehalt der Leber:Am Anfang der Perfusion: Am Ende der Perfusion:

1·48 Promille 4·19 Promille1·63 4·281·42 3·001·44 6·30

Uhr ..Systol. .Diastol.

Perfusionsdruck in cm Blut:15·15 15·45 16·15

15 18 2012 15 17

17·002118

In beiden Versuchen findet man eine Glykogenbildung in der Leberund einen Milchsauresehwund aus dem Perfusionsblut. Spater wird eserwahnt werden, daB dieser Umstand auf eine gute Funktion der Leberdeutet. Es ist demnach unwahrseheinlieh, daB der fehlende Glukose­schwund in den beiden Versuchen auf eine mangelhafte Leberfunktion

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUl'ID. WARMBLUTERLEBER. 11

zuriickzuftihren ist, und die Versuche bestetigen demnach die Annahme,daB der Glukoseschwund aufhort, wenn die Glukosekonzentration imPerfusionsblut unter etwa 0·200 Proz. ist.

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Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 2.Perfusion einer Kaninchenleber

(Versuch 14).

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Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 1.Perfusion einer Kaninchenleber

(Versuch 1).

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Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 4.Perfusion von Kaninchenlebern.

Versuch 11: 0 - 0

8:3: x-x

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Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 3.Perfusion von Kaninchenlebern.

Versuch 5: 0 - 0

4:16: x-x

12 NIELS A. NIELSEN:

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Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 5.Perfusion von Kaninchenlebern.

Versuch 10: 0 - 0

13:15: x-x

Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 6.Perfusion von Kaninchenlebern.

Versuch 9: 0 - 0

6:7: x-x

Zu den 14 Versuchen mit geradlinigen Kurven konnen wir nochweitere 27 Versuche - 26 mit Kaninchenlebem und 1 mit einer Runde­leber -, in denen man Insulin zugesetzt hat, hinzufugen; in letzterenVersuchen wurde der Glukoseverbrauch wahrend einer Stunde vorder Insulinzufuhr bestimmt, und sein Verlauf war wahrend dieses Zeit­raums genau derselbe.

Die geradlinige Gestalt der Kurve wurde demnach im ganzen in41 Versuchen festgestellt.

In 14 Versuchen hat man steigende oder unregelmalsig verlaufendeKurven gefunden. Es ist anzunehmen, da.l3 dies entweder durch eineErkrankung der Lebern oder durch Fehler in der Versuchsanordnungverursacht ist. In einem dieser Falle fand man Luftblasen in der V. portae,in drei anderen Fallen in den Sehlauchen, die dann Luftembolienin der Leber und entsprechende Zirkulationsstorungen veranla.l3t habenkonnen, Eine der Lebem enthielt wei.l3e Knotchen: der Perfusionsdruckwar in letzterem Fall ungewohnlieh hoch (etwa 50 emBlut). Endlich wurdein einem Fall bemerkt, da.l3 die Oxydation des Blutes wahrscheinlich unzu­langlich war. .Es bleiben dann noch 8 Versuche, bei denen wir fur denabweichenden Verlauf der Kurve keine Erklarung finden konnen; es

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. WAR:\1BLUTERLEBER. 13

sci jedoch erwahnt, daB man nicht in allen diesen Fallen die V. portaeund die Schlauche in bezug auf Blasenbildungen untersucht hat.

Die Lebern sind gegentiber Kreislaufstorungen auBerordentlichcmpfindlich. In den Versuchen 19 und 20 war der Kreislauf etwa 3 bis4 Minuten unterbrochen, welches sofort eine Steigerung des Glukose­gehalts im Perfusionsblut zur Folge hatte (Fig. 7 und 8). Es ist demnachwahrscheinlich, daB eventuelle Luftembolien, mangelhafte Sauerstoff­zufuhr oder dergleichen einen abweichenden Verlauf der Kurven ver­anlassen konnen.

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8., o.1(J(JO to {}Q 120 150~

Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 8.Perfusion einer Kaninchenleber.

Bei den Pfeilen wurde die Perfusionetwa 3 bis 4 Min. unterbrochen

(Versueh 20).

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8~ aHJOo +0 80 flO 160

Min. nach Beginn d. Perf.

Fig. 7.Perfusion einer Kaninchenleber.

Bei den Pfeilen wurde die Perfusionetwa 3 bis 4 Min. unterbrochen

(Versuch 19).

Da die zirkulierende Blutmenge stets dieselbe bleibt, und da dieDurchblutung mit einer konstanten Geschwindigkeit geschieht, habenwir in der Verlaufsrichtung der Kurve ein :MaJ3 fUr den Glukoseverbrauch.Die Lebern sind fast gleich groB und wurden von fast derselben Blut­menge durchstromt, trotzdem finden wir sehr verschiedene Neigungs­grade der Kurven in den verschiedenen Versuchen, d. h. einen rechterheblichen Unterschied im Glukoseschwundbei den verschiedenen Lebern.

Der Milchsauregehalt des Perfusionsblutes nimmt wahrend desVersuchs abo

Versuch 13.18. XII. 1930. Kaninchen, r3. 2· 32 kg. 20 Stunden gehungert.

Urn 14· 30 Uhr Athernarkose. Laparotomie." 14·40" Ligatur der V. portae." 14·45" der Kreislauf wiederhergestellt." 14· 50;, wird Lebergewebe fiir Glykogenanalyse entnommen." 16· 25 " wird die Leber entfernt und zerkleinert.

Perfusionsblut: etwa 130 cern. Nach der Perfusion: etwa 110 cern.Durchblutung: etwa 19 cern pro Minute. Gewicht der Leber: 66 g.

14

Uhrmg-Proz..

NIELS A. NIELSEi\:

01 ukosegehal t des Perfusions hl utes:15·05 15·25 15·45 16·05 16·25564 606 556 532 442

16'40420

Milchsiiuregehalt des Perfusionsblutes:Uhr . . . . . 15·05 15·30 16·05 16·40mg-Proz.. .. 74 46 28 34

Andere a t he r l osl i ch e Sa ure n des Perfusionsblutes:Uhr 15·05 15·30 16·05 16·40mn . . . .. 5·8 5·1 4·9 5·5

Olykogengehalt der Leber:Am Anfang der Perfusion: Am SchluB der Perfusion:

I . 11 Prornille 1. 03 Pro mille1·11 1·16

Uhr ..Systol. .Diastol.

14·452016

Perfusionsdruck in cm Blut:14·53 15·00 15·15 15·30

24 13'5 10 1020 9·3 6·3 6·3

16·009·56

16·3010·36·3

Dasselbe ergibt sich aus den Versuchen 2, 17 und 18. Man hat dem­nach einen Milchsaureschwund wahrend der Perfusion von sowohlglykogenreichen als glykogenarmen Lebern gefunden. Au.6er in diesen4 Versuchen haben wir noch in 3 Versuchen - 2 an Kaninchenlebern,1 an einer Hundeleber - einen Milchsauresehwund nachgewiesen; inletzseren 3 Versuchen wurde an einem spateren Zeitpunkt dem Perfusions­blut Ihml1in hinzugesetzt. [Die Milchsaurebestimmungen wurden von6rskov (24), der fruher schon einige der Ergebnisse veroffentlichthat, gemacht.]

Im Versuch 20 wurde der Kreislauf zweimal etwa 3 bis 4 Minutenunterbrochen, welches sofort eine Steigerung des Milchsauregehaltsim Perfusionsblut ergab:

Versuch 20.8. XI. 1932. Kaninchen. 3 kg. 24 Stunden gehungert.

Urn 14·45 Uhr Athernarkose. Laparotornie." 15,00" Ligatur der V. portae." 15· 05 " der Kreislauf wiederhergestellt." 15·56 bis 15·59 Uhr der Kreislauf unterbrochen." 16·35 bis 16,40" der Kreislauf unterbrochen.

Perfusionsblut: etwa 160 ccm, Durchblutung: 20 com in der Minute.

Uhr ...rng-Proz ..

GIukosegehal t des Perfusions bl utes:15·25 15·35 15·45 15·55 16·05490 478 448 428 448

Uhr . . 16·35 16·50 17·05mg-Proz, . 334 344 312

16'15398

17·20264

16·25362

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. WARMBLUTERLEBER. 15

17·001310

lJhr ..Systol. .Diastol.

Milchsauregehalt des Perfusionsblutes:lJhr . " 15·25 15·55 16·05 16·15 16·35 16·50 17·05 17·20mg-Proz.. 71·4 51·0 52·7 49·3 44·2 52·7 47·6 42·5

Perfusionsdruck in c m Blut:15·15 15·45 16·15 16'45

12 12·5 II 128 9 8 9

Es ist demnach wahrscheinlich, daf man in Versuchen, wo dieDurchblutung mangelhaft oder die Sauerstoffzufuhr unzulanglieh ist,keinen Milohsaureschwund nachweisen kann. Wahrend des letztenTeiles der Perfusion sieht man bisweilen eine Steigerung des Milchsaure­gehalts im Perfusionsblut, Es ist das scheinbar auf ein beginnendesAbsterben der Leber zurtickzuftihren. Gleichzeitig kann man aber nocheinen Glukoseschwund aus dem Perfusionsblut nachweisen, weshalb esanzunehmen ist, daB das Aufhiiren des Milchsauresehwundes ein frUhesZeichen schlechter Funktion der perfundierten Leber sein mag.

Im Versuch 13 und in 2 Versuchen, wo man spater Insulin hinzu­gesetzt hat, wurde der Gehalt von anderen atherloelichen Sauren be­stimmt. Diese Sauren, die von 0rskov (25) X-Sauren bezeichnet werden,werden als der Unterschied zwischen der gesamten Menge von ather­liislichen Sauren und dem Milehsauregehalt bestimmt. Zu diesen Saurengehort auch die P-Oxybuttersaure. Die Menge dieser anderen ather­lOslichen Sauren verbleibt wahrend der Perfusion unverandert, Es istdemnach unwahrscheinlich, daB eine Bildung von P-Oxybuttersaurewahrend derselben stattfindet,

Der Sauerstoffverbrauch wurde in 2 Versuchen mit Kaninchen­lebern bestimmt. Im Versuch 2 findet man nach einer etwa 3/4Stundelangen Durehstromung einen Sauerstoffverbrauch von etwa 800 cern proStunde pro Kilogramm Leber. Im Versuch 6 findet man nach einerPerfusion von etwa 50 Minuten einen Sauerstoffverbrauch von etwa1100 cern, nach 100 Minuten einen Sauerstoffverbrauch von etwa 800 cernpro Stunde pro Kilogramm Leber. Der Sauerstoffverbrauch einer Hunde­leber betrug etwa 1800 cern pro Stunde pro Kilogramm Leber.

Diskussion.

Nach der angegebenen Methode werden die Lebern auf solehe Weiseperfundiert, daB wir den normalen Verhaltnissen moglichst nahe kommen.Die Durchblutung geschieht freilich nur durch die V~ p()rtae und nichtauBerdem noch durch die A. hepatica, aber das Blut 1st mit Sauerstoffgesattigt, so daB man mit einer hinreichenden Sauerstoffzufuhr rechnenkann.

16 NIELS A. NIELSEN:

Die Funktion unseres Praparats darf man denn auch als sehr gutbezeichnen; es geschieht in den Lebern ein Umsatz von Glukose undMilchsaure, sowie eine Glykogenbildung wahrend der Perfusion.

Wenn friihere Forscher nicht imstande waren, einen Glukose- undMilchsanreschwund aus dem Blut nachzuweisen, ist das scheinbar aufverschiedene Ursachen zuriickzufiihren. Es ist, wie von Grube (13)hervorgehoben, zweifellos von groBter Bedeutung, daB der Kreislaufam Beginn der Perfusion so schnell wie moglich wiederhergestellt wird.AuBerdem konnen wahrend der Perfusion ungeniigende Sauerstoff­zufuhr oder mangelhafte Durchblutung wegen Luftembolien oder Blut­gerinnsel in den GefaBen das Versuchsergebnis beeintrachtigen, da dasPraparat, wie oben nachgewiesen, Kreislaufstorungen gegenuber sehrempfindlich ist.

Wenn der Nachweis einer Glykogenbildung in der perfundiertenLeber anderen Forschern so groBe Schwierigkeiten bereitet hat, laBtsich das scheinbar durch dieselben Umstande erklaren. AuBerdem kanndie Tatsache von Bedeutung sein, daB das Glykogen in den Kaninchen­lebern, wo die Durchblutung zum Teil unvollstandig war, am Endeder Perfusion iiberaus unregelmalsig verteilt ist. Nimmt man Proben ausverschiedenen Gebieten der Leber, wird man in den perfundierten Teileneinen Glykogenansatz finden, wahrend der Glykogengehalt der nichtperfundierten Teile unverandert oder vermindert ist. Wenn man die.Leber vor dem Herausnehmen der Proben zerkleinert, werden dieProben vom Leberbrei aus einer Mischung von solchen Teilen mit er­hohtem Glykogengehalt und anderen mit unverandertem bzw. ver­mindertem Glykogengehalt bestehen, so daB 'ein tatsachlieher Glykogen­ansatz dadurch verborgen werden kann.

Eine Bildung von P-Oxybuttersaure findet in den perfundiertenLebern scheinbar nicht statt. Es steht das mit dem Befund von Burnund Marks (5), daB wahrend der Perfusion glykogenfreier Hunde- undKatzenlebern bedeutende Mengen von Ketonkorpern gebildet werden,im Widerspruch. Vielleicht kommt es davon, daB die Lebern in Burnund Marks' Versuchen groBe Fettmengen und nur Spuren von Glykogenenthielten.

Den Sauerstoffverbrauch finden wir bei den Hundelebern von der­selben GroBe wie in Bornstein und Gremels' (3) Versuchen. Dagegenfinden wir den Sauerstoffverbrauch der Kaninchenlebern pro Kilogrammetwas geringer. Vielleicht ist das durch eine bessere Perfusion der Hunde­lebern veranlaBt. Letztere sind namlieh wahrend der Perfusion nichtrot gefleckt wie die Kaninchenlebern, welches auf eine bessere Dureh­blutung deuten konnte, und bei der Umrechnung des Sauerstoffverbrauchspro Kilogramm des Praparats hat man mit einer Perfusion der ganzen

KOHLEHYDRATSTOFFWECHSEL D. PERFUND. WARMBLUTERLEBER. 17

Leber gerechnet, wodurch die gefundene Zahl bei den am schlechtestendurehatromten Lebern am kleinsten wird.

Die Funktion des Praparats ist scheinbar so gut, daB man es furUntersuchungen tiber die Einwirkung verschiedener Kerper auf denKohlehydratstoffwechsel der perfundierten Leber verwenden kann.Besonders gut eignet sich das Praparat fur Forschungen auf dem Gebietdes Glukoseumsatzes, indem der Glukoseschwund in der graphischenDarstellung nach einer geraden Linie verlauft, so daB eventuelle Ande­rungen im Glukoseschwund deutlich zutage treten werden.

Zusammenfassung.

1. Angabe einer einfachen Technik fUr die Perfusion tiberlebenderLebern,

2. Wahrend der Perfusion von Lebern normaler Warmbltiter fiimdie Glukosekonzentration im Perfusionsblut, wenn man sie als Funktionder Zeit nach Beginn der Perfusion darstellt, nach einer geraden Linie.

3. Wenn die Glukosekonzentration im Perfusionsblut unter etwa0·200 Proz. ist, hort der Glukoseschwund aus dem Perfusionsblut auf.

4. Die GroBedes Glukoseschwunds ist nicht dieselbe in verschiedenenLebern.

5. Der Milchsauregehalt des Perfusionsblutes nimmt wahrend derPerfusion abo

6. Die Menge der anderen atherlcslichen Sauren - a. m. 6rskovbestimmt - bleibt wahrend der Perfusion unversndert.

7. Am Beginn der Perfusion findet man das Glykogen in der LeberregelmaBig verteilt; am SchluB der Perfusion findet man in Kaninchen­lebern eine sehr unregelmalsige Verteilung des Glykogens.

8. Wahrend der Perfusion wird in der Leber Glykogen gebildet.

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