Ju. s6, Heft 21 C. HA~T~I, W. Kt~EI~I~nEtm und J. LUTZ: Ausscheidung yon Inulin naeh einer einmaligen Injektion 1021 1. November 1958

wird iiberpriift und diskutiert. Die Methode eignet sich gut zu laufenden Kontrollbestimmungen.

Literatur. ~ As~o~, 1~.: Pfliigers Arch. ges. Physiol. 233, 486 (1933~. - - ~ Fn~is~I~, J. H., and E. J. PopE: Arch. industr. Hyg. 9, 323 (1954). - - a WOL~SlE, J. H., and G. D.

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DIE AUSSCHEIDUNG V0N INULIN NACH EINER EIN)IALIGEN INJEKTION V o n

0. t ~ T ~ , W. K ~ I E S r ~ G und J. LuTz Aus dem Physiologischen Ins~itut der Johannes Gutenberg-Universitlit in ~ainz (Direktor: Prof. Dr. Dr. K. SOttRIEVFR)

Die glomeruI£re Fit tratmenge ist beim Mensehen weitgehend konstant und betragt rund 120 ml/min. Gegen diese heute Mlgemein vertretene Auffassung bringt J. Ft~v.y, naehdem er zusammen mit E. FInny ffir ein Fi l t ratvotumen yon etwa 14/Tag (-- 2,78 ml je l~{inute) eingetreten ist 1, seit Jahren Einwande vor, ohne seine eigene Auffassung weiter zu sttitzen.

Die direkte Best immung des glomerularen Filtrat- volumens ist nieht mSglieh, doeh wurde im Inulin ein Stoff gefunden, dessen Clearance man mit gutem I~ech~ mit der glomerularen Fil tratmenge gleiehsetzen darf. Dieses Reeht wird yon den folgenden Indizien her- geleitet :

1. Inulin ist in Gegenwart yon Plasma uneinge- sehrankt Iiltrierbar. Seine Konzentrat ion in Plasma und Pr imarharn wurde in vivo iibereinstimmend ge- funden.

2. Inulin ist eine physiologiseh inerte Substanz, dis nicht in die Zellen eindringt und die aussehlieglieh und vollstandig renal ausgesehieden wird.

3. Die Clearance yon Inulin ist unabhgngig yon seiner Plasmakonzentration.

4. Die Clearance yon Substanzen, die neben ihrer glomerulgren Fil tration auch tubular sezerniert, sowie der Stoffe, die naeh ihrer Filtration tubular reabsor- biert werden, nahert sieh, wenn das tabulate Trans- portsystem einer solehen Substanz fiberlastet oder bloekiert ist, der Inulinetearanee.

Die Brauehbarkei t yon Inulin zur Bestimmung des Glomerulusfiltrates wurde in vielen Untersuehungen yon zahlreiehen Autoren in allen Landern bestgtigt.

Man kann eine kfirzlieh yon J. FREY s verSffent- lishte Arbeit als sensationell anmutend anspreehen, da in dieser fiber eine erhebliehe Speieherung yon Inulin in den Zellen der Nierentubnli (Kaninehenversuehe) beriehtet wird. Die Menge an Inulin, die FI~EY in den Nieren angehauft land, war so fiberrasehend groB und die sich daraus ergebenden Einsehr/inkungen fiir die Bereehtigung, die Inulinelearanee mit dem glomerul~%ren Fi t t ra tvolumen gteichzusetzen, so sehwerwiegender Natur, dub wir eine Naehuntersuehung ffir erforder- lieh hielten. Wit wollen uns bewugt nut auf die Naeh- prfifung der Inutin-Anh£ufung in den Nieren vom Kaninehen besehranken und mSehten diese AJ:beit, nieht etwa als Diskussionsbeitrag zur Auffassung fiber die ,,Nierensekretion", wie sic yon E. und J. FI~EY in ihrer Monographie dargestellt wurde I, benutzen.

Einige aus der Arbeit yon FI~EY nieht entnehmbare Einzelheiten fiber das methodisehe Vorgehen and einige Versuehsergebnisse teilte uns der Autor in dankenswerter Weise persSnlieh mit.

Methodilc Die Versuche wurden an Kaninchen in Urethan-

Narkose (1,0 g/kg in einer 25%igen LSsung subeutan)

Klin, Wschr., 86. ;tahrg.

und - - in Abanderung yon FI~?Y --. in einigen Fallen in Inact in - Veronat - Narkose (25 mg/kg Inaet in + 150 mg/kg Veronal-Natrium intravenSs) durehgeftihrt. Der Btutdruck wurde in der A. femorMis mit Itilfe eines Statham-(3bertragers und einem FMlbfigelsehreiber (Firma Joens, Diisseldorf) registriert. In beide Ure- teren wurden nahe ihrer Insert ion in die Blase Poly- athylensehl/~uehe, die etwa 4 em hoehgesehoben wur- den, eingebunden (suprasymphysarer 2- -3 cm langer, medianer Abdominalschnit~). Die Tiere erhielten nach einer mindestens 30 min wahrenden Kontrol]periode eine 10%ige Inulinl6sung in physiologischer NaC1- LSsung (1 ml/kg) intravenSs dureh einen yon der ]Pemoralvene bis in dis V. eava inf. hoehgesehobenen Polyathylenkatheter , der ansehlieBend mit 1 ml phy- siologiseher NaC1-LSsung nachgespiilt ~ntrde. Zm: Ver- hiitung der Blutgerinnung wnrden 4 mg/kg Heparin in einer 500 rag-%igen LSsung intravenSs gegeben.

Die Btutentnahmen (1 ml) aus der A. femoralis er- folgten vor der Inulininjektion sowie 20, 40, 80 und 120 min danaeh. Der aus beiden Nieren getrennt auf- gefangene I-Iarn wurde in drei aufeinanderfolgenden 40-Minuten-Perioden gesammelt. 120rain post in- jeetionem wurden die Tiers dutch Luftembotie get6tet und die Nierenbeeken mit physiologiseher NaCI- LSsung in situ gespfilt; die dureh die Ureterenkatheter abfliegende Spiitflfissigkeit wurde gesammelt. Dann wurden die Nieren excidiert, mi t einem SkMpell auf- gesehnitten und mit physiologischer NaC1-L6sung ab- gespfilt, mi t einem Mulltueh abgetupft , gewogen und anschtiet~end homogenisiert. Die Inulinbest immung in Plasma, H a m , Spfilfliissigkeit and im Nierenhomo- genisat erfolgte mi t der Diphenylaminmethode.

Ergebnisse und Diskussion 1. Das Verhalten des Inulin.Plasma.Spiegels nach

einer einmaligen In]elction. Bekanntlich fallt naeh einer sinmaligen Injektion der Plasma.spiegel yon Inu- lin exponentiell ab. Einen derartigen Abfall der Inulin-Plasmakonzentration fanden wir aueh bei un- seren Kaninehen (vgl. Abb. 1). Unsere Mittelwerts- kurve aus 7 Versuchen liefert im Zeitraum yon 40 bis 120 min post injeetionem, halblogarithmisch aufge- tragen, ziemtieh genau eine Gerade. I)ie Halbwertszeit pal~t mit 43 min recht gut, zu denen yon Hund (40 min) und Menseh (47 rain).

Demgegenfiber Iiel der Plasmaspiegel yon Inulin bei dem Kaninehenversneh, den Fl~mr als Beispiel eines Einzelversuehes zu seiner Bereehnung fiber die tubulare Inulinbehandlung benutzte, mi t Werten yon 19,4 mg- %, 19,2 mg-% und 18,6 mg-% zwisehen 40 und 120 min praktiseh nieht ab. Ein derartiges, anomales Verhalten der Inulin-Plasmakonzentration naeh einer einmaligen Injekt ion weist auf eine sehwere StSrung der Nieren- funktion bin.

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1022 O. HAICTtt, W. KI~EIENBERG und J. LvTz: Ausscheidung yon Inulin nach einer einmMigen Injektion Klinische Woehensehrif~

2. Die Ausscheidung von Inulin im Ham nach einer einmaligen In]ektion. In der Abb. 2 haben wir die mi t dem t t a rn ausgeschiedenen Inulinmengen in Prozent der injizierten Dosis iiir drei aufeinanderfolgende 40- l~Iinuten-Perioden aufgetragen. Es handelt sieh kierbei um l~t te twer te aus 7 Versuehen. Naeh 120 rain sind 90 =k9 % der injizierten Dosis an Inulin ausgeschieden. Es 1/~Bt sich erreehnen, dab das restliehe Inulin zum gr5ilten Tell im Extracellul~xraum vorhanden ist.

mg lo

Abb, 1. Verhalten des Inulin-Plasmaspiegels nach einmaliger Injek~ion yon 100 rng Inulin pro Ki logramm K6rpergewicht bei Kaninchen, Mitten werte yon 7 Kaninchen innerhalb der 2 a-Grenzen. Unterbrochene Kurve:

Angegebener Versueh yon 3. FRE¥

Hierzu fehlen nns entsprechende Vergleichswerte der Freysehen Versuche, da die Gesamtausscheidung nicht bes t immt wurde. Aus der Ver6ifentlichung li~Bt sich entnehmen, dab im Mittel aus 10 Versuchen 42 % der injizierten Dosis an Inulin 120 rain nach der In- jektion in den Nieren vorhanden waren. Von dem er-

I illilE 111111

!!!!!!

*J 8g ' " ' " 7fgmin Abb. 2. Die Ausscheidung yon I n ~ n nach einer einmaligen Injektion yon 100 mg Inulin pro Kilograrnm K6rpcrgewicht bei Kaninehen. Mitten werte yon 7 Versuchen. [~m I. 1)eriode, ~ II. l~eriode, ~ III . 1)eriode

w/~hnten Beispiel eines Einzelversuches erhielten wir die Angaben, die in der Tabelle 1 den V(erten eines unserer Versuehe gegenfibergestellt sind. Man erkennt,

Yabelle I

Inuliu

Zeit l~lasmakon - Aussebei- ] zentration dung Clearance Harnmenge

rain rag-% mg/Periode ml/min ml/m]n

A ~ 12,36 125,0 5,58 31,5 8,8 0,07

1 ~ 3,19 16,75 9,55 0,034

B 40 19,4 80 19,2 19,6 2,54 0,125

120 18,6 7,1 0,95 0,065

A ~ eigener Versuch. Kaninchen 2,7 kg, Inulindosis 200rag intravenSs. B ~--- Versuch yon FREY. Kaninchen 2,16 kg, Inulindosis 200 mg in~raven6s. Erl~uterlmgen im Text.

wie bei dem mangelhaften AbfM1 des Inulin-Plasma- spiegels zu erwarten war, dab die Inulin-Clearance- werte in dem Freyschen Kaninehenversuch extrem niedrig liegen und yon der einen zur anderen Periode erhebIich absinken. I m einzelnen erreichen sie nur etwa 25 bzw. 10% der Werte, wie wir sie bei regel- reeht abfMlendem PlasmaspiegeI ianden.

Es muB hier jedoch dar~uf hingewiesen werden, dab diese Cle~rancewerte nicht absolut verbindlieh sind und nur An- n£herungswerte darstellen. Einmal muBte zwangsl~ufig die Clearance bei fallendem Plasmaspiegel bestimmt werden, zum anderen ist in diesen Versuchen die Diurese so niedrig, dab sich die ,,delay-time" stark auswirkt.

3. Der Inulingehalt der .Nieren 2 Stunden nach einer einmaligen In]ektion. I m Mittel fanden wit in 7 Versuehen im Homogenisat der I~ieren 0,13 ±0,06 mg Inulin pro Gramm Niere. Demgegeniiber land F~E¥ in der Rinde 6,28 rag/g, im Mark der Nieren 7,06 mg/g als Durchschnitt yon 10 Versuchen. Allerdings enthielten die l~ieren des Kaninehens, dessen V~erte als Beispiel eines Einzelversuches in der Arbeit bei der Bereehnung fiber die in~rarenMe Inulinverteilung herangezogen wurden, 1,33 mg/g bzw. 2,48 mg/g in Rinde bzw. Mark. ]~ei Kaninehen mit normMer Nierenfunktion (ersicht- lich am Abfall des Inulin-Plasmaspiegels und der renalen Inulin-Ausscheidung) kann nach unseren Be- funden yon einer ungewShnlieh hohen Anh/~ufung yon Inulin in den Nieren nicM die Rede sein.

In einigen F/~llen konnten wir jedoch ganz ~hnliehe ]3efunde wie FRaY erheben. Bei diesen Tieren war der Blutdruck w/ihrend des ganzen Experimentes sehr niedrig oder er fiel im VeEauf des Versuches ab. Es ist dies eine Beobachtung, die man bei narkotisierten Kaninchen h/~ufig macht. So zeigte z. B. ein Kanin- ehen yon Anfang des Versuehes an eine Hypotonie (74 m m Hg), die sieh w£hrend des Experimentes all- m/~hlieh verst£rkte (am Ende betrug der Blutdruek 35 m m Hg). In den Nieren dieses Kaninehens fanden wir 2,93 nag Inulin pro Gramm Niere. Der P]asmaspiegel betrug naeh 20 rain 46,4 mg-%, nach 40 rain 29 rag-%, nach 80 rain 23,6 rag- % und naeh 120 rain 23,2 rag- %. In der Clearaneeperiode von 40- -80ra in wurden 0,0055 ml/min in der n~ehsten Periode 0,001 ml/min t t a rn gemessen. Die Clearaneewerte yon Inulin er- reehnen sich fiir die beiden Perioden mit 0,48 bzw. 0,292 ml/min (wegen der geringen Diurese sind diese Zahlen nieht zu verwerten).

Es ist naheliegend zu sehlieBen, da$ aueh bei den Freyschen Kaninchen ein Blutdruckabfall fiir die StSrmug der Nierenfunktion und die Anhaufung yon Inulin in der Niere verantwortlieh zu maehen ist. AndernfMls miiBte man an~ehmen, dab alle unter- suehten Tiere eine I~ierenerkrankung aufwiesen. Lei- der wurde der Blutdruek nicht gemessen. Gegen die Annahme, dab ein BlutdruekabfM1 eingetreten war, spricht m m aber die gute Diurese, zumindest in dem erw~hnten Beispiel eines Einzelversuehes (s. Tabelle 1). Allerdings muB man zweifeln, ob sich durch Kathete- risierung und Spfilung der Harnblase die Mange des produzierten Harns genau ermitteln l~Bt. Man ist n/~m]ich hie ganz sicher, ob die Blase tats~chlich v611ig entleert ist, was bei so kteinen Harnmengen (absolut gesehen) zu erhebliehen Fehlern fiihren kann. Zur Be- s t immung der mit dem t Ia rn ausgeschiedenen Stoffe ist dieses Vorgehen ausreichend sicher, zur Messung des Harnminutenvolumens bei kleinen Tieren, zumal

36, ttef~ 21 K . F . D ~ n ~ c g u n d J . W A ~ n ~ A ~ : S t r u k t u r u n d Z u s ~ m m e n s e t z u n g d e n a t u r i e r t e r G a l ] e n p r o t e i n e 1023 1. ~ovember 1958

bet Grunddiurese, lassen rich nur dureh Einbinden yon Ureterenkathetern einigermaften zuverliil~ige Werte gewinnen. Der hierdureh notwendige Eingriff beein- trgehtigt offensiehtlieh die Nierenfunktion der Ver- suchskaninchen nicht (unsere Kaninchen sehieden Inulin regelrecht ans und der HarnfluB war ungest6rt). Wir liihren diese Fehlerm6glichkeit bet der Bestim- mun g des Harnzeitvolumens hier nicht ohne Grund an. F ~ gibt an, da$ ,,die Inulinkonzentration ira Blasen- harn gegenfiber der des Plasmas 14,8real erhSht war". Einen soleh niedrigen ~ e r t iiir U/P-Inulin findet man sonst nur bet einer sehr starken Diurese, die aber hier nicht vorlag (s. TabelIe 1). Dureh die Annahme eines bet der vorausgegangenen Spfilung in der Blase verblie- benen Rester an Spiilflfissigkeit wfirde remit nicht nur dieser niedrige U/P-Wert, sondern aueh der angegebene Harnflu$ bet einem wahrscheinlich hypotonen Kanin- chen verstandlich.

An dieser Stelle m6chten wir bemerken, dal~ wir mit ~mserer Methode der Harnzeitvotumen-Bestim- mung auf die einmalige Injektion von Inulin keine signifikante Xnderung der Diurese beobaehten konn- ten. Nach F ~ ¥ sell unter diesen Bedingungen eine osmotische Diurese ausgel6st werden.

Der Inulingehalt in den Nieren unseres oben heraus- gestellten, hypotonen Kaninehens ist nun tatsaehlich im Verh/£1tnis zum Plasmaspiegel am Ende des Ver- suches h6her als bet den normotonen Tieren. Auf den ersten Bliek kSnnte man Merin eine Bestgtigung fiir eine tubul~re Inulh~sekretion sehen (bet dem niedrigen Blutdruck finder keine gtomerul/~re Filtration mehr statt, und wenn jetzt mehr Inulin in den Nieren naeh- gewiesen wird, so k6nnte dieses sezerniert worden rein). Ein soleher Schlu$ w~re jedoeh voreilig und wiirde die intrarenalen Vorgi~nge einfach auBer acht lassen. Es dari ni~mlich nicht fibersehen werden, da~ bet der extrem niedrigen Diurese der in den ersten 40 rain ge- bildete H a ~ am Versnchsende noch nicht ganz ausge- schieden rein konnte, geschweige denn, dab die Harn- kan£lchen yon diesem ,,ausgespfflt" waren. Dieser H a m enthalt wesentlich mehr Inulin, weft er bet einem hSheren Plasmaspiegel gebildet worden war und ist damit ffir den erh6hten Inulingehalt der Nieren ver- antwortlich.

Fiir diese Erkl/~rung fiber das Zustandekommen ether Inulinanh~ufung in der Niere sprechen auch Beobachtungen an anderen Kaninehen, bet denen der Blutdruckabfall und die Oligurie erst zu einem spateren Zeitpunkt eintraten. Bet diesen Kaninchen fanden wir niimlieh um so viel an Inulin mehr in den Nieren, wie es bet der hSheren Lnnlin-Plasmakonzentr~tion am Versuchsende zu erwarten war. Hier bestand tiber eine

langere Zeit noch eine normale Diurese, so dab der in den ersten 40 rain gebildete H a m am Ende bereits ausgeschieden war.

Bet Kaninchen, bet denen w/~hrend des Versuches der Blutdruck abfgllt und dabei eine Oligurie eintritt, kann demnach eine ungew6hnlieh erseheinende Inulin- anh/~uiung in der Niere vorgetguscht werden. Diese ist um so stgrker, je hSher der Plasmaspiegel beim Auf- treten der Oligurie noch war. Bet Kaninehen, bet denen der Blutdruck in den Grenzen der Norm liegt und die Grunddinrese ungest5rt verlguft, kommt eine solche Inulinanh/iufung nicht vet. In beiden Fallen besteht kein Grund, eine tnbulare Speieherung yon Inulin anzunehmen.

Zusammen/assung. Die Versuche yon J. F~E¥, die eine ~xh/~uiung von Inulin in der Kaninehenniere naeh einer einmaligen Injektion ergaben, wurden mit er- weiterter Methodik nachgeprfift. Dabei ergab rich folgendes :

I. Nach einer ehnnaligen Injektion yon Inulin f/~llt die Plasmakonzentration beim Ka~dnchen etwa ebenso schnell wie bet Menseh und Hund ab.

2. Zwei Stunden post injectionem rind 90 ~ 9 % der zugeffihrten Inulinmenge ausgeschieden.

3. Der hmlingehalt der Nieren ist 2 Stcl nach der Injektion so gering (0,t3 ~0 ,06 mg/g Niere), dal3 eine Speicherung yon Inulin in den Tubutuszelten nicht angenommen werden dari.

4. Die Versuche yon F~EY, auf die er die Annahme ether Inulinanhaufung in den Tnbnluszel]en der Kanin- chenniere stiitzt, wurden an Tieren durchgefiihrt, deren Nierenfunktion erheblich gest6rt war: Der Inulin- Plasmaspiegel blieb nach ether einmaligen Injektion nahezu konstant; die Inulin-Ausscheidung bleibt in ihrer Menge und in ihrem zeitlichen Verlauf welt nnter der Norm. Die Kaninchenversuehe yon F~sx rind nicht geeignet, die Brauchbarkeit yon Inulin zur Be- stimmung des glomerularen Filtratvolumens in Zweifel zu setzen, erst recht nicht, seine Vorstellnng eines ldeinen Filtratvolumens beim Menschen yon 14/Tag zu stfitzen.

Berichtigung zu J. F~EY 2 Abb. 1, S. 14 stellt eine Ialsche Interpretation der

klassisehen Arbeit yon J. A. S r fA~o~ [Am. J. Phy- siol. 112, 405, (1935)] dar. Anstelle yon Inulin-Aus- scheidung in rag~rain wurde die Inutin-Konzentration im Harn in rag-% auf der Ordinate aufgetragen. Die Schlui3folgerungen, die F~EY darans zugunsten seiner An~schauung zieht, rind demnaeh falsch.

LReratur. ~FR~, E., u. J. FaE~: Die Funktionen der gesundenundkr~nkenNiere, S. 128. Berlin-GSttingen-I-IeideI- berg: Springer 1950. --~F~EY, J.: Klin. Wschr. 19~8, 11.

UBEIt DIE STRUKTUR UND ZUSAM)IENSETZUNG DENATURIERTER G A L L E N P R O T E I N E *

V o n

K. F. DI~T~Ic~ und J. WALZ~AFF Aus tier Chirurgischen PolikliIfik (Direktor: :Prof. Dr. H. ]~RONNER) und dem Inst i tu t fiir Histologie und experimentelle Biologie

(Direktor: Prof. Dr. B. I~01HEIS) der Universit~it ~ i iuchen

])urch frfihere Untersuchungen an der Galle und Gallenblase yon Steinkranken konnten wir naeh- weisen, dab die in der Galle enthaltenen EiweiBk6rper

* Mit Unterstfi tzung der Friedrich-Baur-Stif tung und der Deutschen Forschungsgemeinschaf~. - - ~gerrn Prof. Dr. ttANS BRONNE~ hl Dankbar- keit und Verehrung zum 65. Geburts tag gewidmet.

Serumproteine darstellen ( D I E T t ~ I C t / und STUMPF 1956, "~TALLRAFF und D~ETUIOH t957a und b). Da

a b e r im Blut die EiweiSteilchen nicht unabhangig voneinander in L6sung, sondern dureh eine ,sub- mikroskopische Struktnr" miteinander verbunden rind (~Vun~iA~¢ und ~U~DE~L¥ 1957), ersehien es

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