Untersuchungen über die Wirkung einiger Antibiotica und eines Antidiabeticums auf die Nebennieren und die LANGERHANSschen Inseln des Pankreas beim Huhn

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    02-Oct-2016

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  • .4us dern Institut fur Anatomie und Physiologie der Haustiere an der Universitat Bonn

    Direktor: Prof. Dr. E. Scburmann

    Untersuchungen uber die Wirkung einiger Antibiotica und eines Antidiabeticurns auf die Nebennieren und die LANGERHANSschen Inseln des Pankreas beim Huhn*)

    Von

    W. GROTH

    Mit 9 Abbildungen

    (Eingegangen am 27. ]uni 1960)

    In der Literatur ist mehrfach auf eine Beeinflussung des Kohlenhydrat- stoffwechsels durch Antibiotica hingewiesen worden. So wurden u. a. beim Schwein (CATRON, 1954), beim Kalb (VOELKER u. Mitarb. 1955; VANDERSALL u. Mitarb., 1956) und beim Schaf (LEWENBERG u. KOLJAKOWA, 1957) nach Penicillin-, Aureomycin- bzw. Biomycingaben in alimentarer und thera- peutischer Dosis erhohte Blutzuckerwerte gefunden, die mit einer verbesserten Kohlenhydratresorption erklart wurden. Dagegen berichten KIMBEL und Mitarbeiter (1954) uber eine Verschlechterung der Kohlenhydratresorption bei Ratten nach vier- bis 16wochiger Behandlung mit Terramycin. Ferner hat man einen gunstigen Einflui3 gewisser Antibiotica auf den Diabetes mellitus des Menschen feststellen konnen (ITO u. Mitarb., 1952; COHEN u. RACHMILE- WITZ, 1953; MARVELLI, 1953), den COHEN und RACHMILEWITZ auf ein direktes Eingreifen in das endokrine Versagen zuriickfuhren. Der Glykogengehalt der Leber wird nach Untersuchung von EGER (1955) und OZAWA (1956) durch Penicillin- und Aureomycinbehandlung gesteigert. In eigenen fruheren Unter- suchungen (1959) hatte sich ergeben, dai3 beim Huhnerkuken unter dem Einflui3 von Aureomycin und Penicillin u. a. gewisse funktionsbedingte Ver- anderungen im Nebennierenmark eintreten konnen. In der vorliegenden Arbeit werden diese Befunde durch Untersuchung der Pankreasinseln erganzt. Aui3erdem werden die Ergebnisse eines weiteren, kurzfristigen Versuches wiedergegeben

    *:) Vorgetragen auf der 9. Tagung der Arbeitsgemeinschaft fur Veterinarpathologen in Munchen am 9. Juni 1960.

  • Untersuchungen uber die Wirkung einiger Antibiotica 703

    A. VERSUCHSTIERE UND METHODIK

    1. V e r s u c h : Vom 2. Lebenstage an wurde weiblichen Leghornkuken in Gruppe 1 (12 Kiiken) ein optimales Grundfutter, in Gruppe 2 (24 Kuken) ein Zusatz von Aureomycin (LOHMANN), in Gruppe 3 (12 Kuken) ein Zu- satz von Penicillin (BAYER), je 10 mg/kg Grundfutter angeboten. In den letz- t'en 4 Wochen der 13wochigen Versuchsperiade wurde der Halfte der Tiere jeder Gruppe mit dem Trinkwasser Aureomycin in therapeutischer Dosis (120 mg/l, d. s. etwa 18 mg!Tier/Tag) zugefiihrt.

    2. V e r s u c h : 4 Gruppen mit je sechs 10 Wochen alten Ka-Line-Hahn- chen. Gruppe 1 : Kontrolle, Gruppe 2 erhielt Chlortetracyclin (Aureomycin) in therapeutischer Dosis mit dem Trinkwasser (120 mg/l, d. s. etwa 11 bis 17 mg/Tier/Tag), Gruppe 3 das in jizierbare Methyltetracycl inpraparat Reverin (HOECHST) in einer Dosis von 10 mg/kg K G pro Tag intramuskular. Als inselstimulierendes Model1 diente der als Antidiabeticum wirksame Sulfo- nylharnstoff Rastinon (HOECHST), der in der 4. Gruppe 4 Tage lang an je 3 Hahnchen in einer Dosis von 250 bzw. 500 mg/kg KG per 0 s appliziert wurde. 10 Stunden nach der letzten Rastinongabe wurde aus der Flugelvene Blut entnommen und der Blutzucker nach HAGEDORN und J E N S E ~ bestimmt. Vier Stunden spater erfolgte die Totung der Tiere durch Dekapitation.

    Nach Wagung wurden die Organe fixiert: je eine Nebennierenhalfte in gepufferter Kaliumjodatlosung (Verfahren nach HILLARP und HOKFELT, 1954, 1955, zur Darstellung der noradrenalinproduzierenden Markzellen) und in Orthschem Gemisch, das Pankreas in Bouinschem Gemisch. Farbung der Neben- nierenschnitte mit Hamalaun nach MAYER bzw. mit Weigerts Eisenhiimatoxylin (KLEIN und KRACHT, 1958), Farbung der Pankreasschnitte mit Aldehydfuchsin

    Abb. 1. Lokalisation der untersuchten Pankreas-

    absmnitte

    Abb. 2. Pankreasquerschnitte

    nach GOMORI (1950) in der Modifikation nach RUNGE (MULLER, RUNGE und FERNER, 1956). Fur die Nebenniere wurden folgende Werte erniittelt: der mittlere Kerndurchmesser der hellen und dunklen Markzellen sowie der Inter- renalzellen durch Ausmessung von je 200 Kernen, das Verhaltnis der hellen zu den dunklen Zellen durch Auszahlung von 2000 Markzellen und die Inter- renal-Adrenal-Relation durch lineare Bestimmung der beiden Anteile in den Paraffin- und Gefrierschnitten. - Vom Pankreas wurden drei Abschnitte

  • 704 GROTH

    untersucht, deren Lokalisation die Abb. 1 zeigt. Planimetrisch wurden die Querschnitte der einzelnen Pankreaslappen bestimmt (Abb. 2), ferner mit dem Mikrometerokular alle Inseln der 3 Querschnitte sowie die Durchmesser von je 300 A- und B-Zellkernen gemessen. Die Werte wurden im faktoriellen Vergleich bzw. varianzanalytisch gepruft und im Duncan-Test verglichen.

    B. DIE BEFUNDE

    a) A l l g e m e i n e s : Im Nebennierenmark war die Zahl der mit Kaliumjodat gebraunten Markzellen etwa mit der Zahl der nach Chromierung ,, hellen" Zellen identisch; diese Elemente gelten als Bildungs- und Stapelorte des Noradrenalin. Ihr Anteil von etwa 30 % an der Gesamtzahl der Mark- zellen entsprach dem Noradrenalingehalt der Huhnernebenniere, der nach ERANKO (1 957) ein Drittel des Gesamt-Katecholaminbtandes ausmacht. In den jodatpositiven Zellen erschienen auch die Kerne dunkelbraun. In den Gefrierschnitten waren die Kerndurchmesser 1 bis 1,3 p groi3er als in den Paraffinschnitten, wiesen jedoch analoge Groflenanderungen auf. Fur die chromierten Paraffinschnitte ist zur Erreichung einer kontrastreichen Farbung auf eine geringe Schnittdicke (3-5 p) und eine intensive Differenzierung besonderer Wert zu legen. Das Pankreas der Aviden unterscheidet sich von dem der Sauger durch die raumliche Trennung der beiden inkretorischen Kom- ponenteii in A- und B-Zell-Inseln (CLARA, 1924; NAGELSCHMIDT, 1939; OAKBERG, 1949). Wahrend im Querschnitt a die beiden Pankreaslappen meist

    Abb. 3. Milzsegment des Pankreas eines 10 Wochen alten Hahnhens. An- haufung groBer A-Zell-Inseln. Farbung na& GOMORI-RUNGE. Opt. VergroB.

    80 X

    miteinander vereinigt waren, war eine solche parenchymatose Verbindung in den ubrigen Abschnitten (b und c) sehr selten (Abb.2). Das kleine Milz- segment spaltete sich vom dorsalen Lappen ab, war in vielen Fallen noch bindegewebig mit ihm verbunden; auch wenn es sich noch nicht vom dorsalen

  • Untersuchungen uber die Wirkung einiger Antibiotica 705

    Tierzahl

    Lappen getrennt hatte, war es durch eine Segmentierung und durch die massive Anhaufung von A-Zell-Inseln deutlich markiert. - Der ventrale Lappen enthielt mehr und groRere B-Zell-Inseln als der dorsale. Der durchsthnittliche Anteil des Inselgewebes an den Pankreasquerschnitten schwankte in den

    6 1 6 1 1 2 1 1 2 1 6 1 6

    T a b e l l e 1 B e f u n d e d e s 1 . V e r s u c h e s (13 W o c h e n a l t e H u h n c h e n )

    Antibiotica-Futterung I I ohne I I1 Aureom. I III lenic.

    I I I I I I L - Pankreas A-Zellen x 5,503 5,637 5,538 5,650 5,376 5,578 Kerngrofle p **

    PankreasB-Zelien x 5,458 5,619 5,493 5,550 5,489 5,548 Kerngrolb p *+* SX 0,0262 f 0,0252 f 0,0195 f 0,0298 & 0,0309 f 0,0280

    ReLLebergewiQt x 1,885 1,837 1,842 1,869 1,760 1,733 g/lOOg KG

    **o/+ P

  • 706 GROTH

    Abb. 5. Proliferation von A-Zellen von einer Insel (a) aus ins exkretorische Gewebe. Einige Stellen (b) konnen als Stadien einer direkten Umwandlung von Acinuszellen in A-Zellen (acino-insulare Transformation) gedeutet werden. Pankreas eines 13 Wochen alten Hiihnchens nach vierwochiger Aureomycin- hchandlung ( 1 8 mg/kgKG/Tag). Farbung nach GOMORI-RUNGE. Opt. VergroB.

    1000 x

    und ventralen Pankreaslappen. Im dorsalen und ventralen Lappen fanden sich nur ganz vereinzelt kleine A-Zell-Jnseln an dem dem Milzsegment zu- gewandten Pol. - Die A-Zell-Inseln waren im Mittel etwa 15 000 bis 18 000 / i n groi3, wahrend der Querschnitt der B-Zell-Inseln mit etwa 3000 p2 nur ein Fiinftel bis ein Sechstel dieser Werte betrug. Die A-Zellen hatten etwa die 1Jfache Grofle der B-Zellen; daraus ergab sich in den A-Zell-Inseln

  • Untersuchungen uber die Wirkung einiger Antibiotica 707

    eine lockerere Zellagerung als in den kompakten B-Zell-Inseln. Auch die mitt- leren Kerndurchmesser waren bei den A-Zellen urn 0,04 bis 0,11 p (0,7-2 /.) groi3er als bei den B-Zellen. - Ein B-Zellkoniplex hatte in der Regel einen Querschnitt von etwa 50 X 60 p; grol3ere Inseln bestanden aus mehreren solcher kleinen Komplexe. - In den gemischten Inseln, die man am haufig- sten im Milzsegment fand, stieaen die beiden Gewebsarten entweder glatt aneinander oder sie waren ineinander verflochten. In Serienschnitten konnte man verfolgen, wie der Anteil der einen Zellart nach und nach geringer wurde, bis schliefllich eine reinzellige Insel vorlag. In den gemiskten Inseln waren, worauf auch MULLER und Mitarbeiter (1956) bei der Ente hinweisen, die Kerne der A-Zellen kleiner und die a-Granulation gerin- ger als in den reinen In- seln. - Die Streuung der Kerngroflen war in den A-Zell-Inseln hoher als in den B-Zell-Inseln. Die A- Zellkerne hatten oft ein- gebuchtete Forrnen, die an Vorstadien von ami- totishen Teilungen er- innerten.

    In den meisten Pan- kreas-Querschnitten wur- den 1 bis 13 Lym- phozytenherdchen und vereinzelt auch kleine Histiozytengranulome an- getroffen. In wenigen Fallen fuhrte die Wuche- rung der lymphatischen Elemente zur Atrophie einzelner Inseln. Zymo- genhofe um die B-Zell- Inseln, wie sie in der Literatur beschrieben wer- den, waren ni&t regel- m~fiig vorhanden, und es konnte kein Zusammen- hang mit dem Funktions- zustand der betreffenden Inseln festgestellt werden. Auf Grund der Flachen- proportionen ergab sich ein Verhaltnis des B-Zell-Gewebes ziim A-Zell- Gewebe von etwa 1,16 : I. Bei den meisten Saugern betragt dlas Zahlen- verhaltnis der beiden Zellarten 4 : I . Dieser Unterschied spiegelt sich auch im Glucagongehalt des Pankreas, der nach VUYLSTEKE und DZJ DUVE (1953) beim Huhn sechsmal so hoch ist wie beim Sauger.

    b) I m e r s t e n V e r s u c h (Tab. 1, Abb. 4) schwankten die Durch- schnittswerte fur die Inseldichte und Inselgroae unregelmaaig in weiten Grenzen. In allen drei Futterungsgruppen waren nach Ciabe therapeutischer

    Abb. 6. Neubildung von A-Zellen (a) und B-Zellen im Pankreas eines weiblichen, 13 Wochen alten Huhn- &ens nach vierwochiger Aureomycinbehandlung (18 mg/ kg KG/Tag). Farbung nach GOMORI-RUIVGE. Opt.

    VergroB. 1000 x

  • 708 G R O ~ H

    rierzahl 1 1 6 1 6 6

    T a b e l l e 2 B e f u n d e d e s 2. V e r s u c h e s (10 W o c h e n a l t e H a h n c h e n )

    6

    1. Relat. Gewicht

    - Korpergewichtszunahme g x 4- 44,O

    - mg/100g KG x 14,541

    22,405 ( s x f 0,8499

    - I f f arc. sin.

    - x f 0,01447

    log GZ-Iog GI { 5;; f 0,006358

    - x 33,257 Markzellen Anzahl ?6 d. i arc. sin. { -

    Qes. M.-Zellen sx f 2,2659

    5. Helle Markzellen KerngroBe (p)

    6. Dunkle Markzellen KerngroBe (p)

    P a n k r e a s 1. absol. Gewicht

    g

    2. Relat. Gewih: mg/lOO g KG

    3. Grof3e der 3 Pankreas- Qgenchnitte (mm2)

    4. Grofle der B-Inseln i. dors. u. ventr. Pank.-Lappen (p2)

    5. B-Insel-Zahl pro cm2 Pankreas-Qerschnitt

    - x 4,415

    sx & 0,0959 - - x 4,373 -

    Sx f 0,0510

    x 3,965 Sx f 0,2191

    x 314,O Sx f 15,62

    x 81,57

    - - - - - - Sx f 6,44 - x 3121

    Sx f 245,6

    x 60,l

    - - - Sx f 8,8

    + 41,3 + 0,01432

    0,005382

    2,816 0,1074

    177,25 2,2486

    - + 0,02345

    17,146 24,462

    + 0,9295 59,27

    & 1,425

    4,278 i 0,0918

    31,325 34,035

    i 2,6096

    4,593 - + 0,1020

    4,417 f 0,0922

    3,630 rf: 0,1303

    287,7 & 12,56

    86,57

    f 5,05 2651

    f 151,l

    64,5

    i 4,6

    + 12,2 + 0,00335 f 0,007267

    2,843 & 0,0912

    173,35 2,2389

    f 0,02710

    14,169 22,115

    f 0,8399

    57,75 f 1,449

    4,390 f 0,1027

    26,612 31,057

    f 1,5997

    4,495 f 0,0990

    4,447 f 0,0922

    3,872 f 0,2430

    310,2 & 18,71

    87,42

    i 9,19

    f 220,o

    57,9

    f 3,2

    3092

    - 6,O -0,00178 f 0,003589

    2,914 & 0,0682

    227,ll 2,3562

    -+ 0,01844 15,100 22,870

    f 0,5408

    59,58 f 1,685

    4,378 f 0,0616

    35,455 36,543

    -+ 1,3221 4,512

    f 0,0831

    4,703"" f 0,0854

    3,838 f 0,2168

    315,6 f 11,85

    78,45

    f 4,82 3092

    f 188,9

    63,5

    -t 4 9

  • Untersuchungen uber die Wirkung einiger Antibiotica 709

    a) Gesamt- Qgerschnitt

    b) Milz- Segment

    F o r t s e t z u n g T a b e l l e 2

    A-Ins. B-Ins.

    A-Ins. B-Ins.

    0,902 - + 0,1640

    5,598 f 0,0263

    5,553 f. 0,0256

    0,1638 0,1910

    1,5157 0,2957

    0,642 & 0,1849

    5,710') & 0,0395

    5,6102) & 0,0215

    0,1228 0,1923

    1,1489 0,3261

    0,580 5 0,1411

    5,748" & 0,0294

    5,666"" & 0,0179

    0,1425 0,1988

    1,2893 0,4490

    0,412 It 0,1456

    5,762** -- -- 0,0418

    5,653>+ -- _ _ 0,0181

    0,0801 0,2014

    0,8492 0,2712

    * signifik. P

  • 710 GROTH

    :s $ 3 3 % mif fiere Kerngro& inp s ?

    tlntibioticagruppen war nicht signifikant. - Fur das relative Pankreas- gewicht ergaben sich keine Gruppenunterschiede. Die A: B-Relation war in den drei Versuchsgruppen geringer als in der Kontrollgruppe, doch konnten die Unterschiede wegen der hohen Streuungen nicht statistisch gesichert werden. Ein signifikanter Anstieg der Kerngrofle sowohl der A- als auch der B-Zellen war nach den Methyltetracyclin-Injektionen und nach der Rastinonappli- kation eingetreten. Beide Zellarten hatten auch in der Aureomycingruppe im Durchschnitt vergroflerte Kerne, jedoch lagen die Differenzen etwas aui3er- halb der Signifikanzgrenze von 5 '/.. Die Insulinzellen waren bei den Hahn- chen der Aureomycin- und der Rastinongruppe partiell degranuliert, wobei die normalerweise am capillarseitigen Zellpol vorliegende Konzentration der B-Granula verschwand und eine gleichmaflige Verteilung der Kornchen im Zellplasma eintrat (Abb. 8 und 9). Besonders in den Drusen der mit dem Sulfonylharnstoff behandelten Tiere zeigte sich in erhohtem Mafle eine Neu- bildung von A- und B-Zell-Inseln. Vermehrt traten in den B-Zell-Inseln extrem grofle Zellkerne auf mit Durchmessern bis zu 12 ,u. Auch waren haufig die Kernkorperchen auffallig geschwollen. Als unerwarteter Befund ergab sich fur die mit dem Antidiabeticum behandelten Hahnchen nicht ein Abfall, sondern ein signifikanter Anstieg der Blutzuckerwerte. In den beiden Anti- biotikagruppen lag der Glucosespiegel im Streubereich der Kontrollen.

    A - Zelen der Pankreasinseh (Glukagan)

    B-Zellen der Pankreasinsdn (Insuh)

    Blutzucker 1h mg%

    + I I

    @ sfofisfisch oesikherte DitXerenz zum der Kontrdyrupe

    Vers. r / sO

    B I I

    I I I I I I I I I I

    Kon frolle A ureomycin

    Rbb. 7. Befunde des 2. Versuches

  • Untersuchungen iiber die Wirkung einiger Antibiotic a

    Abb. 8. Aktivierte B-Zell-Insel, Hahnchen, 10 Wochen, nach viertagiger Be- handlung mit Aureomycin (1 1-17 mg/kg KG/Tag per 0s). Partielle Degranula- tion, fehlende polare Konzentration der p-Granula im Capillarbereich. Far-

    bung nach GOMORI-RUNGE. Opt. Vergro8. 400X

    Abb. 9. Aktivierte B-Zell-Insel, Hahnchen, 10 Wochen, nach viertagiger Be- handlung mit Rastinon (500 mg/kg KG/Tag per 0s). Partielle Degranulation, fehlende polare Konzentration der p-Granula im Capillarbereich (a); Kern- hypertrophie (c), vergronerte Kernkorperchen (b). Farbung nach GOMCIRI-

    RUNGE. Opt. Vergro8. 1OOOX

    711

  • 712 GROTH

    C. DISKUSSION Zur Beurteilung des Funktionszustandes d...

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