Untersuchungen tiber die Schwankungen des Kationen­gehaltes der roten Blutkorperchen1.

II. Anderungdes KaIiumgehalts derBlutkorperchen bei Bleivergiftung.

Von

VaJd. Henriques und Ssren L. 9rskov.

(Aus dem Medizinisch-Physiologischen Institut der Universitat Kopenhagen.)

(Mit I FigUI im Text.)

In einer frtiheren Arbeit hat Soren L. 0rskov (1935) tiber eineReihe von Untersuchungen berichtet, die sich mit der Permeabilitatder Blutkorperchen befassen, und u. a. gezeigt, daB sehr geringe Blei­mengen, die einer Aufschwemmung roter Blutkorperchen zugesetztwerden, ein starkes Schrumpfen der Zellen mit gleichzeitigem Austrittvon Kalium aus den Blutkorperchen in die umgebende Flussigkeit be­wirken. Urn die Verhaltnisse bei Bleivergiftung mit subletalen Dosenan Tieren zu untersuchen, wurden eine Reihe von Versuchen haupt­sachlich an Kaninchen ausgefiihrt, denen PbC12 in die Ohrvene inji­ziert wurde. Die Wirkung dieser Injektionen auf die Blutkorperchenwurde iiber langere Zeit hin verfolgt. Die erwahnte, eigentiim­licheWirkung von Blei auf Aufschwemmungen von roten Blutkorper­chen ist, soweit uns bekannt, friiher nicht beobachtet worden. Esliegt zwar eine Untersuchung von Celcov vor, in der der erhohteKaliumgehalt des Blutes bei Bleivergiftung besprochen wird, abervon einer Permeabilitatsanderung der Blutkorperchen fiir Kalium wirdnichts erwahnt. (Flury, 1934. Betreffs Literatur tiber die Blei­wirkungen sei auch auf diese Darstellung verwiesen.)

Wie 0rskov schon erwahnt hat, findet man nicht bei allen Tier­arten ein dem Kaninchenblut entsprechendes Verhalten auf Bleivergif­tung. Dieses steht vielleicht mit dem Befund in Beziehung, daB einigeTierarten (Mensch, Pferd, Schwein und Kaninchen) Blutkorperchen

1 Der Redaktion am zoo Mllrz 1936 zugegangen.

UNTERSUCHUNGEN tiBER D. SCHWANKUNGEN D. KATIONENGEHALTES USW. II. 79

haben, die reich an Kalium und arm an Natrium sind, wahrend andereTiere (Hund, Ochse) Blutkorperchen mit wenig Kalium und viel Na­trium haben. Die von 0rskov nach Bleivergiftung gefundene Aus­wanderung des Kaliums findet sich nur bei kaliumreichen Blutkorper­chen und kann an Blutkorperchen vom Hund oder Ochsen also nichtnachgewiesen werden.

Bei den vorliegenden Versuchen wurde folgende Methodik ver­wendet:

In allen Versuchen wurde der Ohrvene des Kaninchens Doppel­proben, 2 X 3 ccm Blut, entnommen. Das BIut wurde in einer gesat­tigten Ammoniumoxalatlosung (30 Teile Blut - I Teil Oxalat) auf­gefangen, und zur Bestimmung des .Hamoglobins (Sahli), Volumens(Hamatokrit}, und der Anzahl der roten Blutkorperchen und Retikulo­zyten die notwendigen Blutmengen genommen.

Mittels einer schnellaufenden Zentrifuge (8000 Umdrehungen/Min.) wurden die Blutkorperchen abzentrifugiert, das Plasma abge­saugt und die Plasmareste mit Watte entfernt. Dann wurde der Blut­kcrperchenbrei mit Wasser in einen Platintiegel gespult und nach Zu­satz von verdunnter Schwefelsaure in ein kochendes Wasserbad ge­bracht. Der Tiegel wurde danach bei schwacher Rotglut im Platinofengegliiht, die Asche in n]10 H CI aufgelost und in einen 5 ccm MeB­kolben iiberfiihrt. Hieraus wurde eine geeignete Menge zur Kalium­bestimmung nach Kramer und T'i s d a l l genommen. In allen Ver­suchen, in denen die injizierte Bleimenge nicht zu gering war, trat einehaufig sehr erhebliche Hiimolyse ein. Die Hamoglobinmenge imPlasma wurde in unseren Versuchen kolorimetrisch bestimmt. Es istmerkwiirdig, daB die Hamolyse nur zu beobachten ist, wenn das Bleidem Tier eingespritzt wird, wahrend, wie 0rskov zeigen konnte,Blutkorperchen, die auBerhalb des Organismus in einer Na Cl-Losungaufgeschwemmt sind, bei Zusatz von geringen Bleimengen nicht hamo­lysieren. Es ist naheliegend, anzunehmen, daB die von Blei gescha­digten Blutkorperchen beim Durchgang durch Leber und Milz volligvernichtet werden, sodaB Hamoglobin frei und im Plasma gelost wird.Insgesamt wurden 32 Versuche mit Bleiinjektionen ausgefiihrt. Dieverwendete Bleimenge betrug zwischen 2 und 20 mg pro kg. Wieiiberall bei der Einwirkung von Giften, traten auch bei den vorlie­genden Versuchen groBe, individuelle Verschiedenheiten auf, aber inder Mehrzahl der Falle hatte eine Menge von 5 bis 7 mg eine sehrstarke Wirkung. In einigen Versuchen wurde das Bleisalz per os zu­gefiihrt; wobei die Dosis viel groBer als bei der intravenosen Einsprit­zung gewahlt wurde, namlich 1/2 g pro kg. Bei beiden Anwendungs­formen war die Wirkung die gleiche.

80 VALD. HENRIQUES UND SI2lREN L. 0RSKOV:

Folgende Bestimmungen wurden bei den Vel'suchen vorgenom­men:

Hamoglobin in 0/0 (korr. Sahli) Hamatokrit in 0/0, Anzahl derroten Blutkorperchen im cbmm und Kaliumgehalt del' roten Blut­korperchen in mg%. Bei der Zahlung del' roten Blutkorperchen lie£sich Hay em' sche Losung eigentlimlicherweise nicht als Verdiinnungs­fliissigkeit verwenden, da durch die Anwesenheit von Blei Ausfallungund Zerstorung von vielen roten Blutkorperchen auftrat. Wir habendaher eine I%ige Kochsalzlosung als Verdlinnungsfliissigkeit benutzt.

In den vorliegenden Tabellen und Kurven wurden nicht die abso­luten, gefundenen Werte, sondern die prozentischen Anderungen vomAusgangswert angegeben. "Venn z. B. del' Kaliumgehalt in einer Be­stirnmung mit - 32.2 bezeichnet ist, so liegt die Kaliummenge 32%

unter dem Ausgangswert. Diese Art del' Berechnung erleichtert einenVergleich insbesondere fiir die Werte von Hamoglobin, Harnatokritund Anzahl del' roten Blutkorperchen. In den mit Hamolyse verbun­denen Versuchen wurde die im Plasma gefundene Hamoglobinmengevon dem Gesamthamoglobin (Plasma + Blutkorperchen) abgezogen,so daB die Werte fiir Hamoglobin immer nul' den Hiimoglobingehaltdel' roten Blutkorperchen bezeichnen. Urn eine Vorstellung libel' diedurch Blei verursachte Formanderung del' Blutkorperchen zu bekom­men, haben wir Ausstrichpraparate von kleinen BIutstropfen herge­stellt, in denen bei schnellem Trocknen die Blutkorperchen ihre natiir­Iiche Form bewahren. In einer Reihe von Versuchen wurden Mikro­photographien del' Blutkorperchen angefertigt, auf denen bei geeig­neter Vergroberung die Messung des Durchmessers del' Blutkorper­chen in einfacher Weise moglich ist. Es seien keine Zahlen hierfiir an­gegeben und nul' bernerkt, daB zwar viele Blutkorperchen mit Andeu­tung von Stechapfelform erheblich geschrumpft sind, daB man aberauch eine groBe Menge Blutkorperchen findet, die normale Form be­wahren und einen stark vermindel'ten Durchmesser haben.

Insgesamt wurden, wie erwahnt, 32 Versuche ausgefuhrt. Da alleVersuche tibereinstimmende Resultate zeigten, begniigen wir uns mitdrei Beispielen :

Versuch I.

Kaninchen; Gewicht 2·7 kg. Ausgangswerte fiir : Hamoglobin670/0; Hamatokrit = 350/0; Anzahl del' roten Blutkorperchen im

cbmm = 5·39 Million.; Kaliumgehalt der roten Blutkorperchen inmg% = 369.

Der Versuch zeigt die starke Giftwirkung des BIeis auf das Blut-.Es tritt schnell eine Hamolyse auf, die nach 4 Stunden ihr Maximum

UNTERSUCHUNGEN VBER D. SCHWANKUNGEN D. KATIONENGEHALTES USW. II. 81

Tabelle 1.

Menge IHaemo-I Hamate- Zahl der Haemoly- Reticulo- KaIiumge-Datum ~b inj. halt der

In mg. globin krit. Blutkorp, se in 0/0 zyten 0/oo Blutkorp.

21/1.1035 0 0 0 ° 2 01050 101055 + 1.5 -20.6 - 1.2 ° 3 -33. 2I ISO -10·9 -41.2 -30.3 5·1 2 -65·613 30 -27.1 -47.1 -37·4 10.2 3 -74.61445 -30.7 -50. 0 -37·5 12.2 3 -67.216'5 -41.4 -50. 0 -37.0 10.2 3 -55·9

22/1.11 0 0 -35·7 -54·4 -44·3 2.0 12 -32.6

23/1.I I 00 -39·3 -52.9 -47·5 ° 20 -15·5

erreicht, und die Anzahl der roten Blutkorperchen sowie der Hamo­globinprozentsatz fallen betrachtlich ab und sind am nachsten Tage40 bis 500/0 gesunken. Der Kaliumaustritt aus den Blutkorperchen istso erheblich, daB nach drei Stunden der Kaliumgehalt der Blutkorper­chen bis auf 1/4abgefallen .ist. Die Hamatokritwerte fallen, wie zu er­warten war, starker als die entsprechenden Werte fur Hamoglobinund flir die Anzahl der roten Blutkorperchen, aber dann, wenn dieKaliumkonzentration in den Blutkorperchen am geringsten ist, sinddie Hamatokritwerte nieht so stark gefallen, wie man hatte erwartenkonnen.

Das Schrumpfen der Blutkorperchen durch den Kaliumaustrittwurde (in grober Annaherung) auf folgende Art berechnet:

Die wassrige Phase der Blutkorperchen wird zu 50% und derNatriumgehalt zu 60 mg% angenommen, was dem osmotischen Druckeiner Losung von 1oomgOfo Kalium entspricht, Bei 300 mg% Kalium­gehalt der Blutkorperchen vor den Bleiinjektionen haben die Kationeneinen 400 mg% Kalium entsprechenden osmotischen Druck.Wennnun durch die .Bleiwirkung 200 mgOjo Kalium die Blutkorperchen ver­lassen, wird der osmotische Druck in diesen auf die Halfte sinken, dagleiehzeitig die entsprechende Menge Anionen auswandert; die wass­rige Phase wird auf die Halfte vermindert und die Blutkorperchenschrumpfen um 25%.

Versuch 2.

Kaninchen; Gewieht 2.5 kg. Ausgangswerte fiir : Hamoglobin =74 %; Hamatokrit = 40 % ; Anzahl der roten Blutkorperchen im cbmm= 5.91 Million.; Kaliumgehalt in den Blutkorperchen in mg% = 339·

Skandinav. Archiv. 74. 6

82 VALD. HENRIQUES UND SQlREN L. 0RSKOV:

Ta belle 2.

o

+ 1·4

+ 1.0

-77-4-81.7-80·5

+ 2.8

2

I

2

3

6

52

121

120

128

168

o

o

o

o

o

o

6.219.818.9

Spuren

o

-62.2

=~~:~ I-43.0

-62.2 I!

o

-59·0

-38.5-48.7-53.8

-66·7-51.6

-32.3

- 51.6 - 59·0 - 57.9

D t i\Ig. Pb. Haerno-\' Harnato-I Zahl der IHa~rnoly- ,I ReticuJ

IKal. .in

a urn injiziert globin knt Blutkorp, se III ~o lozyt. Blutkorp.___ .. .__'._.__. ....".,_, ,..._J.. __,.. ~. ",.,_,__ I_._.. , .~ ,..,' .. ~__ '" ._ .. "

6/2. I II I 00 ! 0 I

II45 20 I I~::~ I =~~:~ ,16'5 I -46. 67/2 .I I 00

8/2.I I 00

9/2 •1100

II/2.1100

12/2.I rOo

13/ 2.1100

Im Versuch 2, in dem die injizierte Bleimenge doppelt so gro13 wieim zuvor beschriebenen Versuch war, tritt starkere Hamolyse auf undder Kaliumaustritt geht soweit, daf nach Ablauf von 2 3/4 Stunden dieKaliumkonzentration auf If; des Ausgangswertes gesunken ist. Sonstist in diesem Versuch noch weniger Ubereinstimmung zwischen dernVolumen der Blutkorperchen (Verhaltnis von Hamatokritwert zur An­zahl der roten Blutkorperchen) und deren Kaliumgehalt vorhanden.

In der ersten Blutprobe nach der Bleiinjektion ist eine demKaliumverlust entsprechende Schrumpfung vorhanden, aber in denspateren Proben waren die Blutkorperchen weniger geschrumpft undam folgenden Tage waren Blutkorperchen mit normalen Volumen vor­handen, die trotzdem 360/0 weniger Kalium als zu Beginn des Ver­suches enthielten. Die Kaliumkonzentration ist zwar dann das drei­fache des niedrigsten, gefundenen Wertes und der Anstieg in derRetikulozytenzahl hat noch nicht begonnen, aber die normale Kalium­konzentration wird erst nach Ablauf von vier Tagen erreicht und dannsind 170/0 der Blutkorperchen Retikulozyten.

Versuch 3.Kaninchen; Gewicht 2.6· kg. Ausgangswerte fur: Hiimoglobin

- 80 0/0; Hamatokrit = 41 Ofo; Anzahl der roten Blutkorperchen imcbmm .-: 6.38 Million.; Kaliumgehalt der roten Blutkorperchen inmgoJo = 306.

UNTERSUCHUNGEN UBER D. SCHWANKUNGEN D. KATlONENGEHALTES USW. II. 83

Figur I zeigt etwa die gleiche Wirkung von Blei auf die Blut­korperchen, wie die beiden vorhergehenden Versuche: Del' Kaliumaus­tritt ist noch starker und die geschadigten Blutkorperchen werden ingraBen Mengen aus del' Blutbahn entfernt. Die iibrigen Blutkorper­chen sind geschrumpft. Die Schrumpfung ist abel' nicht so stark -

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Fig. 1.

Abszisse: Zeit in Tagen (vom 4. 1. bis 5. I; auch in Stunden). LinkeOrdinate: Abweichung in 0/0 vom Ausgangswert. Rechte Ordinate':Reticulozyten in 0/00' Die senkrechte, gestrichelte Linie gibt den Zeitpunkt fUrdie Injektion von 10 mgr. Ph an. 0-0-0 = Kalium; /::,.---:-/::,.-/::,. = Hama-

tokrit ; 0-0-0 = Hamoglobin , e-e-e = Anzahl der rotenBlutkorperchem - - - - - - = 0/00 Reticulozyten.

abgesehen von del' ersten Probe - wie nach dem Kaliumaustritt er­wartet werden sollte. Drei Tage nach del' Bleiinjektion ist die Kalium­konzentration wieder normal und nul' 4010 del' Blutkorperchen sindRetikulozyten.

Die vorliegenden Versuche an Kaninchen zeigen also, daB auchbei Injektion in die Blutbahn Blei einen betrachtlichen Kaliumaustrittaus den Blutkorperchen mit gleichzeitiger Schrumpfung bewirkt. DieseSchrumpfung entspricht nul' in del' ersten Blutprobe nach del' Blei-

6*

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injektion derKaliumauswanderung und ist in den folgenden Proben zugering.

Zur Erklarung dieser Beobachtung konnte man vermuten, daB dieBlutkorperchenzahlungen unrichtig sind, da vielleicht ein Teil derBlutkorperchen vor der Zahlung ausfallt. Wahrscheinlicher ist aber,daf Natrium nach und nach in die geschrumpften Blutkorperchen ein­dringt und eine Volumsteigerung bedingt. Einige orientierende Na­triumanalysen an Blutkorperchen deuten in dieser Richtung, denn derNatriumgehalt der Blutkorperchen steigt nach einer Bleiinjektion starkan und geht nach 'einigen Tagen zum Ausgangswert zuruck. baB dieseBeobachtung nicht bei den Vitro-Versuchen gemacht wurde, ist nichtverwunderlich, da die Versuche nur iiber kurze Zeit ausgefiihrt wur­den, und die Versuchstemperatur bei 22° C lag, einer Temperatur, beider die Diffusion viel langsamer vor sich geht.

Ein anderer Befund, der naher besprochen werden soll, ist die er­staunliche Schnelligkeit, mit der die Kaliumkonzentration wiedersteigt, Schon einige Stunden nach der Bleiinjektion ist der prozen­tische Fall des Kaliumgehaltes vermindert und am nachsten Tage sindzwei Drittel des Ausgangswertes erreicht und nach weiteren zwei bisvier Tagen ist der Kaliumgehalt wieder normal.

Zur Deutung seien zwei Moglichkeiten erwahnt :1. Die Blutkdrperchen erholen sich nach der Vergiftung und

konnen dann das verlorene Kalium wieder aufnehmen. Wenn vorhergroBe Natriummengen eingedrungen sind, miiBten diese gleichzeitigausgetrieben werden. Diese Vorgange erfordern eine Arbeit, die wohlkaum von den geschadigten Blutkorperchen geleistet werden konnte.

2. Die mit Blei vergifteten Blutkorperchen werden harnolysiertund aus der Blutbahn entfernt, so daf die Blutkorperchen, die sicheinige Tage nach der Bleiinjektion finden.. entweder neugebildet sindoder aus Depots stammen, in die die' Bleiwirkung nicht hingekommenist. (Es ist wahrscheinlich anzunehmen;: daB das Blei im Blut von derLeber sehr schnell entfernt wird.) Diese Annahme wiirde eine be­trachtliche Fahigkeit der Erstattung von abgebauten Blutkorperchenvoraussetzen. Die Diskussion in der vorhergehenden Arbeit zeigt aber,dafieine Erneuerung der Blutkorperchen auch in diesem Umfangewahrscheinlich moglich ist, und aus der Arbeit sieht man fernerhin,daB die Neubildung der roten Blutkorperchen viel friiher anfangt alsdie Erhohung der Retikulozytenanzahl.

Zusammenfassung.I. Mittels intravenoser Injektion oder Einfiihrung per os laBt

sich an Kaninchenblutkorperchen durch Bleichlorid eine

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Kaliumauswanderung erzeugen, so daB nur 1/4 bis 1/6 des Ka­liums in den Blutkorperchen zuriickbleibt. Gleichzeitig tritteine starke Schrumpfung der Blutkorperchen auf.

2. Die Zufiihrung von Blei bedingt Hamolyse und Anamie.3. Die Versuche deuten darauf hin, daB die Blutkorperchen bis

zu einem gewissen Grade ftir Natrium permeabel werden.4. Der Kaliumgehalt der Blutkorperchen erreicht nach wenigen

Tagen wieder den Normalwert. Die Ursache hierfiir liegtwahrscheinlich in dem Auftreten einer sehr betrachtlichenNeubildung gleichzeitig mit dem Abbau der vergifteten Blut­korperchen.

Litera tUT.

Flury, F., 1934: Handb. d. expo Pharmak. Bd. 3, 3. Tell, S. 1780,umfangreiche und griindliche zusamrnenfassende Darstellung tiber Blei,

0rskov, Se ren L., 1935: Biochem. Zeitschr, 279. 250.