.~us der Nedizinischen und Nervenklinik der Universif~t Wfirzburg. (Direktor: Prof. Grafe.)

U n t e r s n c h u n g e n f iber d i e W i r k u n g de s I n s u l i n s a n d A d r e n a l i n s a n f d ie S t i cks to f f - u n d S c h w e f e l a u s s c h e i d u n g .

Yon

Dr. B. M. Jakobson (Moseley Travelling Fellow, Harvard University) und Prof. Dr. tL Reinwein, Wiirzburg.

(Eingegangen am 3. I. 1933.)

Der Einflul3 des Insulins auf den Eiweigumsatz ist zwar schon yon versehiedenen Autoren untersueht worden, leider weichen aber die ge- fundenen Ergebnisse weir voneinander ab. So fand K u d r j a w z e w a 1 bei erwaehsenen normalen Kaninehen unter der Wirkung des Insulins eine starke Verminderung des Harnstiekstoffes, obwohl die Tiere in der- selben Weise ern~hrt wurden, hn Gegensatz zu dieser Autorin be- obaehteten S o k h e y u. A l l a n 2 bei normalen Hunden whhrend kurz- fristiger Perioden eine Steigerung des Harnstiekstoffes. Die Tagesaus- seheidung war durehsehnittlieh um 20% gesteigert. Bei pankreaslosen Tieren nahm anderseits die Stiekstoffausseheidung unter Insulin ab. Auch H a w l a y u. M u r l i n 3 bedienten sieh bei Kaninehen kurzfristiger Perioden. In der Mehrzahl der Beobaehtungen blieb die Stiekstoffaus- seheidung unver~ndert, nur in wenigen Untersuehungen wurde eine ge- ringe Zunahme der sttindliehen N-lVfenge gefunden. Hingegen fanden La b b 6 u. T he o d o r e s e o ~ bei normalen Hunden wiederum eine Steige- rung der Stiekstoffausseheidung. In ihren Versuehen fallt besonders auf, dag die Mehrausseheidung mehrere Tage anhielt. Aueh M i l h o r a t u. C h a m b e r s 5 beobaehteten zwar eine gesteigerte Stiekstoffausseheidung

1 Kndrjawzewa: Z. exper. Hed. 44, 313 (1924). Sokhey u. Allan: Biochemic. J. 18, 1170 (1924).

s Hawley u. Murlin: Amer. J. Physiol. 75, 107 (1925). 4 Labb6 u. Theodoresco: C. r. Acad. Sci. Paris 180, I, 1438 (1925). 5 Milhorat u. Chambers : J. of biol. Chem. 77, 595 (1928).

Untersuchungen fiber die Wirkung des InsLflins nnd Adrenalills. 85

bei normalen Hunden, die einige Tage gehungert hatten. Wenn abet die Hungerperiode vor dem eigentlichen Insulinversuch entsprechend lange ausgedehnt wurde, blieb die Ausscheidung praktisch unveri~ndert. Des- gleichen vermiSten sic eine Steigerung des I-Iarnstickstoffes nach Insulin, wenn die Tiere eine sti~rkere Muskelarbeit verrichtet hatten.

Abgesehen yon der Divergenz der oben kurz angefiihrten Ergebnisse, erschien uns eine neuerliehe Untersuchung der Wirkung des Insulins auf den Eiweil~umsatz geboten, da in allen angefiihrten Versuchen lediglich die 5~-Ausscheidung analysiert wurde. Wenn man die Frage eines even- tue]len Eiwcii~zerfalles untersuchen will, ist es abet, um sich vor Trug- schlfissen zu schtitzen, empfehlenswert, auch die Schwefelausseheidung mitzubeobachten.

Vor den eigentlichen Insulinuntersuchungen stellten wir wie es auch sehon )/[ i lhorat u. Chambers taten, eingehende Kontrollbeobach- tungen fiber die sttindliche Ausseheidung yon Schwefel und N an. Es wurde in diesen Untersuchungen ferner auch auf die Ausseheidungsver- hi~ltnisse wi~hrend einer verschieden langen Hungerperiode geaehtet. Die Versuchsanordnung ist ausffihrlieh in dieser Vorarbeit I mitgeteilt. Unsere Beobachtungen erstreckten sich absichtlich nut auf das priikon- vulsive Stadium, da der Eintritt von Kri~mpfen natfirlich Veriinde- rungen erzeugt, die man nieht ohne weiteres auf das Insulin beziehen kann. In Tabelle 1 haben wir die gefundenen Ergebnisse niedergelegt. Wit haben daneben in jedem Versuche fortlaufend Bhtzuckerunter- suchungen angestellt, yon denen der Ausgangswert und der Blutzueker im Augenblick des Abbruchs des Versuches ebenfalls in der Tabelle vermerkt sind.

Wie Mi lhora t u. Chambers Ianden wir in den ersten Hungertagen gegenfiber den Kontrolluntersuchungen unter dem Einflul] des Insulins eine deutliche Steigerung der 57-Ausscheidung. Bei li~ngerem Hunger nimmt diese Mehrausscheidung ab. Im Gegensatz zu der gesteigerten 5~-Ausscheidung blieb aber die S-Ausscheidung mit Ausnahme eines Ver- suches praktiseh unveri~ndert. Die geringe Vermehrung der S-Aus- scheidung liegt noch, wie es die Kontrolluntersuehungen ergeben, im Be- reich der Variationsbreite. Es handelt sich, wie es auch schon Mi lhora t u. Chambers auf Grund der Tatsache, dal~ bei li~ngerem Hungern und nach Muskelanstrengung die 57-Mehrausscheidung verschwindet, an- nehmen, nicht um einen eigentlichen Eiweii~zerfall. Die N-Steigerung ist vor allem dutch eine starkere Harnstoffausschwemmung bedingt.

Jakobson, Bernard M.: Arch. f. exper. Path. 167, 358 (1932).

86 B.M. JAKO~SO~ and H. REI~wnI~:

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Untersuchungen fiber die Wirkung des Insulins und Adrenalins. 87

Kieck u. Luck1 untersuchten die Wirkung des Insulins auf den Ei- weii~stoffwechsel dadurch, da]~ sie Ratten vor und nach einer Insulin- wirkung quantitativ auf Harnstoff und Aminosi~uren analysierten. Sie fanden in diesen u eine Zunahme des Harnstoffes und eine Ver- minderung der Aminosguren. Diese Ergebnisse sind mit den Unter- suehungen von Mi lhora t , Chambers und den unsrigen gut vereinbar, wenn man annimmt, da6 es unter der Insuliwirkung zu einer Aus- schwemmung der labilen stiekstoffhaltigen Substanzen kommt.

Dal~ es sich bei der Steigerung des Harnstoffes nieht um einen ver- mehrten Eiwei~zerfall handelt, sondern wahrseheinlieh um eine Aus- sehwemmung, konnten wir noeh durch folgenden Versuch erweisen. Wie wit in einer spiiteren Arbeit zeigen werden, kommt es bei der Wasser- diurese zu einer vermehrten 5~-Ausscheidung, die aber lediglieh als eine Aussehwemmung und nieht a]s Eiwei6zerfall gedeutet werden kann. u ursacht man nun eine solche Wasserdiurese vor dem eigentlichen Insulin- versuche und gibt in dem Augenblick, wo die Wirkung dieser Diurese abklingt, das Pankreaskormon, so kommt es nieht mehr zu einer Ver- mehrung des I-Iarnstiekstoffes. Tabelle 2 l~l~t diese Tatsaehe ohne weiteres erkennen.

Tabelle 2. Wirkung des Insulins nach vorher iger Wasserdiurese. Versuch 97. !tund I~r. 115, 10 kg Gewicht. 1 Tag ntichtern.

tIarnvolumen Gesamt-N Zeit Bemerkungen in ccm in mg

8 ~ 45'--10 h 40' 5 10 h 40 ' - - I h 10' 32

3 h 4 5 ' - - 5 I~ 45' 9 5 h 45'-- 7 h 45' 7

7 h 45 ' - - 9 h 45' 5~1 9 h 45'--11 h 10' 4,7

11 h 20'. Hund wird matt.

60 184

97 100

53 51

Blutzucker 0,064 rag%. allgemeine Kr:,impfe.

10 h 40' 200 ccm Wasser peroral.

7 h 45' 20 Einheiten Insulin.

Eine halbe Stunde sp[tter

Da die Insulinwirkung in mancher Beziehung der des Adrenalins gerade entgegengesetzt ist und wegen der innigen Verknfipfung der beiden innersekretorischen Apparate eine Hormonwirkung allein wohl nie ganz rein untersucht werden kann, haben wir zur Erg~nzung der geschilderten Untersuchungen auch die Wirkung des Adrenalins auf den Eiweil}um- satz untersucht. Diese Untersuchung erschien uns auch deshalb ange- zeigt, weil die Angaben fiber die Wirkung des 5Iebennierenhormons auf

1 Kieck u. Luck: J. of biol. Chem. 78, 257 (1928).

88 B.M. JAxo~so~ m:d It. REII~WEIN:

den Eiweil~umsatz, wie es aus den zusammenfassenden Darstellungen yon T r e n d e l e n b u r g : und Kran t z u. Means 2 hervorgeht, ebenfalls sehr wechseln. Whhrend die einen Autoren jeden spezifischen Einflu~ auf den Eiweil~stoffwechsel ablehnen, haben an@re reeht betr~tcht- liche Steigerungen des Eiweil~umsatzes beobachtet. Die versehiedenen Resultate sind sicherlieh zum Teil dureh die versehiedene Untersuehungs- art bedingt. Nur in ganz wenigen Arbeiten wurden fiber mehrere Tage gehende oder der Versuehsanordnung entspreehende Kontrollunter- suchungen durehgefiihrt. Von Einflul~ auf den Ausfall der Versuehe seheint aueh, wie es T r e n d e l e n b u r g ebenfalls hervorhebt, der je- weflige Ern~thrungszustand gewesen zu sein. Eigenartigerweise konnten wit weder in der ~lteren noeh in der neueren Literatur Angaben darfiber finden, da~ zur gleiehen Zeit auch Sehwefel und Phosphors~urebestim- mungen vorgenommen wurden.

Die UntersuChungsmethode war dieselbe, wie wit sie bei den insu- lierten Tieren und vordem bei den Kontrolluntersuehungen angewandt hatten. Der Ern~hrungszustand wurde aueh hier dadurch variiert, dal~ wir die Versuehstiere versehieden lange hungern ]ie6en. Die gefundenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 niedergelegt. Aus dieser Tabelle ist zu er- kennen, dal~ in den ersten 6 Stunden, der Zeit, wo die prim~re Adrenalin- wirkung bekanntlieh besonders ausgesproehen ist, die Ausseheidung yon Wasser, Harnstoff und Ammoniak innerha]b der fl'fiher gefundenen Variationsbreite blieb. W~hrend der ersten 6 Hungertage land sich wie bei den Insulinversuchen eine geringe Steigerung des Gesamtstickstoffes. Sobald aber die Tiere l~ngere Zeit hungerten, fand sieh mit Ausnahme eines Versuehes yon ftinf keine fiber die Sehwankungsbreite hinausgehende Stiekstoffvermehrung mehr. Es ist denkbar, da6 die unter Insulin ge- fundene vermehrte N-Ausseheidung t~berhaupt auf die Wirkung des Adrenalins zu beziehen ist, da das Pankreashormon, wie yon den meisten Autoren angenommen wird, sofort eine vermehrte Adrenalinproduktion verursaeht. Anderseits kennen wir die starke Wirkung der Nebenniere auf den Kreislauf und die Durehblutung.

l~berrasehenderweise beobaehteten wir in jedem Versuche, abge- sehen davon, in welehem Ern~hrungszustande die Tiere waren, einen deutlichen Anstieg der Schwefelausscheidung. Da die Schwefelaussehei- dung aueh in den ersten Tagen des Hungers sehr viel st:irker ist, als die des Stiekstoffes, kommt es zu einer Vermin@rung des N: S-Quotienten.

: T r e n d e l e n b u r g , P.: Handbueh d. Pharm. Bd. 2, S. 1271. Berlin: Julius Springer 1924.

2 14rantz u. Means : J. clin. Invest. 4, 225 (1927).

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Untersuchungen iiber die Wirkung des Insulins und Adrenalins.

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Untersuchungen iibei die Wirkung des Insulins und Adrenalins. 91

Bei Durchsieht der Literatur stellten wir fest, dal~ auch schon Tasaka l nach Adrenalinverabreichung einen i~hnlichen Befund erhob. Leider ist nns diese Arbeit im Original nicht zhgangig, so daI~ wit auf sie nicht naher eingehen kSnnen.

Die starke Vermehrung der Sehwefelausscheidung unter Wirkung des Adrenalins veranlaBte uns, der mSgliehen Ursache nachzugehen. Als erstes erschien es uns geboten, Untersuehungen dariiber anzustellen, ob die vermehrte Schwefelausscheidung irgendwie mit der dureh Adrenalin bewirkten Hyperglykamie zusammenhinge. Besonders in der franzSsi- schen Literatur finden sich eine Reihe yon Angaben, dab es beim Diabe- tiker zu einer vermehrten Sehwefelausscheidung kommt. B t i t t ne r e konnte diese Angabe bei schweren Zuckerkranken bestiitigen. Wir haben deshalb den Versuchstieren zuerst versehieden grol~e Mengen reiner Glukose gelOst in Wasser gegeben, naehdem wir uns fiber die Wirkung derselben Mengen reinen Wassers vorher genau orientiert batten. Wir beobachteten unter der Wasserwirkupg, tiber die in einer folgenden Mit- teilung yon dem einen yon uns berichtet werden wird, eine maBige Ver- mehrung tier Stiekstoffausscheidung, die Schwefelausseheidung dagegen blieb unbeeinfluBt. Wenn nut Zucker gegeben wurde, so kam es auch in den Fallen, wo noeh keine Glykosurie eintrat, zwar schon zu einer gewissen Vermehrung des Schwefels. Die Sehwefelmehrausscheidung wurde aber besonders deutlieh in den Fallen, wo eine Zuckerausscheidung eingetreten war. Wie es vor allem Versuch 94 auf Tabelle 4 erkennen ]al~t, ist die Vermehrung des Extraschwefels vor allem durch einen hohen Anstieg des anorganischen Schwefels bedingt. In Tabelle 4 sind alle Untersuehungsergebnisse niedergelegt.

Die Tatsache, dal~ die Schwefelausscheidung eigentlich nur dann stark erhSht ist, wenn es zum 13bertritt yon Zueker in den Ham kommt, veranlaBte uns zu untersuchen, wie sieh die Wirkung des Adrenalins auf die Sehwefelausscheidung verhi~lt, wenn Sorge daftir getragen wird, dab wi~hrend der Untersuchungsperiode das Nebennierenhormon keine Hyper- glykamie auslSst. Wit haben dies dadurch erreieht, dal~ wir den Tieren vor dem eigentliehen Adrenalinversuehe eine so grofie Menge Insulin gaben, dal~ der Blutzucker auch wahrend der Adrenalinwirkung immer unter der i~orm lag. Aus den frtiheren Untersuchungen wuBten wir ja, dal~ Insulin allein keine besondere Wirkung auf die Schwefelausscheidung besitzt. Tabelle 5 lal~t erkennen, daI~ alas Adrenalin aueh dann noch eine

1 Tasaka : zit. nach Kongrel~zbl. inn. Med. 63, 515 (1931). 2 Bf i t tne r : Verb. dtsch. Ges. i. inn. Med. 1929, 506.

92 B.M. JAim~so.x und H. REINV, TEIN :

Tabelle 5. W i r k u n g des A d r e n a l i n s auf die N- und S - A u s s e h e i d u n g bei v o r h e r i g e r V e r a b r e i c h u n g yon In su l i n .

Zeit :Blutzucker Gesamt=S in mg Gesamt-N in mg ,[ Bemerkungen in rag% pro Stunde pro Stunde I

Versueh 78. 9.5 kg Gewicht. 2 Tage niichtern. 85 9 h 00'--12 h 00'

12 h 15'

1 h 15' 3 ~ 15' 4 h 25' 5 h 35'

8 h 00'--11 h 00' 11 h 15' 1 h 00' i h 20' 2 h 30' 3 h 20' 4 h 20'

46 43 30 28

4,23

11,5

180

238

12 h 15' 34 Einh. Insu- lin subkutan.

3 mg Adrenalin subk.

Vm'sueh 3, 7,6 kg Gewicht. 2 Tage niichtern. 92 5,4

52

1 60 13.1 62 58

193 - - 40 Einh. Insulin snbk.

- - 3 mg Adrenalin subk.

255 ] - - I

deutliche Steigerung der Schwefelausscheidung bewirkt. Man kann also

wohl daraus folgern, da~ die Wirkung auf den Schwefelstoffwesehel un- abhiingig yon der Hyperglyk~mie ist. Es erscheint mhglieh, dal~ die ver- mehr te Sehwefelausscheidung zum Tell als eine Kompensation der ver- minderten Chlorausscheidung anzusehen ist. Seit den Untersuchungen yon B i b e r f e l d 1 ist bei versehiedenen Versuchstieren und aueh beim Mensehen versehiedentlich fiber eine Vermin@rung der Chloride nach

Adrenalin beriehtet worden. Aueh betreffs dieser Verminderung der Chloride unter Adrenalinwirkung ist noeh unbekannt, wieweit dies dutch eine renale Wirkung des Nebennierenhormons bewirkt wird.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

In kurzfristigen Untersuehungsperioden an normalen Tieren findet sich nach Insuliverabreichung zwar hi~ufig eine vermehrte Stickstoffaus- scheidung. Diese Stickstoffmehrausscheidung ist aber nicht als das Zeiehen eines Eiweil~zerfalles anzusehen, da zur selben Zeit eine Steige- rung der Schwefelausscheidung nicht beobachtet wurde. Da~ es sich n i c h t u m einen eigentlichen Eiweigzerfall handelt, ist auch dadurch zu

zeigen, dag nach einer vorausgegangenen Wasserdiurese Insulin keine Vermehrung der N-Ausscheidung mehr verursacht.

1 Biberfeld: Arch. f. Physiol. 119, 341 (1907).

Untersuchungen fiber die Wirknng des Insulins mid Adrenalins. 93

Auch nach Adrenalinverabreichung kommt es bei Tieren, die nicht zu lange gehungert haben, zu einer gesteigerten l~-Ausscheidung. Bei 1/~ngerem Hungerzustand nimmt aber auch bier die l~-Ausscheidung ab. Im Gegensatz zum Insulin bewirkt das Adrenalin aber eine deutliche Steigerung der Schwefelausscheidung. Eine vermehrte Schwefelaus- scheidung finder sich zwar auch dann, wenn es bei Hunden durch perorale Traubenzuckerverabreichung zu einer Hyperglyki~mie und vor allem zu einer Glykosurie kommt. Die Wirkung des Adrenalins auf die Schwefel- mehrausscheidung ist abet unabhi~ngig yon tier Hyperglyk/~mie, denn eine Schwefelmehrausscheidung ist auch dann noch festzustellen, wenn durch vorherige Verabreichung von Insulin der Blutzucker w/~hrend der Untersuchungsperiode unter die I~orm gesenkt wird.