Acta Medica Scandinavica. Vol. XCII, fasc. IV-V, 1937.

Aus dem Kinderspital Fuglebakken, Kopenhagen. (Direktor Dr. med. Vaidemar Poulsen).

Untersuchungen iiber die Katalaseaktivitat des Blutes und ihre Abhangigkeit vom .Hamoglobin- gehalt, Anzahl der roten Blutkorperchen und

deren Zellvolumenprozent. Von

BENT ANDERSEN.

(Bei der Redaktion am 4. Mai 1937 eingegangen.)

Einleitung . Das menschliche Blut ist bekanntlich irn Stande, Wasser-

stoffperoxyd in Wasser und Sauerstoff zu spalten. Diese Eigen- schaft des Blutes ist vornehmlich der Gegenwart des Enzymes Katalase zuzuschreiben, welches sich in den Formelementen des Blutes, namlich den roten und weissen Blutkorperchen, sowie den Thrombocyten findet; das Blutplasma ist katalasefrei. K. G. Stern (1) hat gezeigt, dass die Katalaseaktivitaten der Leucocyten und Erythrocyten von der gleichen Grossenordnung sind; Iglauer (2) gibt an, dass die Leukocyten etwa dreimal soviel Katalase enthalten, wie die Erythrocyten. Die katalatische Aktivitat der Thrombocyten endlieh ist nach Untersuchungen von Iglauer und Weber (3) etwa 100 Male geringer als die der Leukocyten. Aus dieser Sachlage geht hervor, dass die wasserstoffperoxyd- spaltende Aktivitat des Blutes bei normalen Individuen ganz uberwiegend auf dem Erythrocytengehalt des Blutes beruht, da die Anzahl der roten und weissen Blutkorperchen sich normaler- 25 - Acta med. scandinau. Val. X C I I .

376 BENT hf fDERSEN.

weise wie 500: 1 verhalt. Das Hamoglobin hat, wie von Haurowitz (4) gezeigt wurde, ebenfalls katalatische Wirkung, welche jedoch im Vergleich mit der Aktivitat der eigentlichen Katalase ganz unbedeutend ist.

Ober die Bedeutung der Katalase im Organismus ist nur sehr wenig bekannt. Vieles deutet darauf hin, dass dieses Enzym an der Atmung der Zellen mitwirkt und also der Gruppe der soge- nannten nAtmungsenzyme)) apgehort, doch weiss man nichts naheres daruber. Man hat vermutet, dass die Funktion der Katalase darin bestehe, das im Organismus gebildete toxische Wasserstoffperoxyd durch Spaltung zu entfernen, oder darin, die Abgabe des Sauer- stoffs durch das Hamoglobin zu katalysieren, doch liegen keine Beweise fur diese Annahmen vor.

Die medizinische Forschung hat sich in zahlreichen Arbeiten mit der katalatischen Aktivitat des Blutes beschaftigt, und hat charakteristische Veranderungen dieser Eigenschaft bei verschie- denen krankhaften Zustanden nachzuweisen gesucht. Die Ausbeute dieser Arbeiten war jedoch sehr gering. In zahlreichen Fallen hat man gemeint, eine Verminderung der katalatischen Aktivitat des Blutes nachweisen zu konnen, so z. B. bei Kachexien verschie- dener Herkunft, bei Vitaminmangel, Tuberkulose, Tumoren, Diabetes, langwierigem Fieber u. s. w.

Die allermeisten dieser Arbeiten sind ohne Berucksichtigung eines oder mehrerer fur die Katalaseaktivitat bedeutungsvollen Faktoren ausgefiihrt worden. Zahlreiche Versuche wurden ohne Regelung von pH und Temperatur angestellt, oft war die Ver- suchstemperatur so hoch und die Wasserstoffperoxydkoncentra- tion so gross, dass wahrend der Versuchsdauer eine merkbare Zerstorung des Enzyms stattfinden musste. Als Beispiel kann eine Arbeit angefuhrt werden, bei der die Versuchsbedingungen waren: Substrat 0.2 n H,Os-Losung, Versuchszeit 2 Stunden bei 37", keine 'Regelung des pH.

Ferner wurde bei den meisten Arbeiten fehlerhafterweise an- genommen, dass zwischen der Katalaseaktivitat und der nach einer gewissen Zeit gespaltenen Wasserstoffperoxydmenge direkte Proportionalitat bestehe. Man hat sich daher damit begnugt, die nach einer gewissen Zeit gespaltene Wasserstoffperoxydmenge zu bestimmen und hat hieraus auf die Katalaseaktivitat geschlossen. Es ist nicht verwunderlich, dass man unter diesen Umstanden zu

U N T E R S U C H U N G E N ~ B E R D I E K A T A L A S E A K T I V I T ~ T D E S BLUTES USW. 377

sehr verschiedenen Ergebnissen kam, die teilweise einander wider- sprechen. Als Mass fur die Katalaseaktivitat des Blutes wird haufig die sogenannte Katalasezahl angewendet, welche angibt, wie viele Gramm Wasserstoffperoxyd von einer gewissen Blut- menge unter gewissen Versuchsbedingungen gespal ten werden. Es ist einleuchtend, dass die absolute Grosse der Katalasezahl von den Versuchsbedingungen abhangt und dass die von verschiedenen Untersuchern unter verschiedenen Versuchsbedingungen gefun- denen Werte nicht ohne weiteres vergleichbar sind. Ferner muss man annehmen, dass zwischen der katalatischen Aktivitat des Blutes und dessen Gehalt an roten Blutkorperchen ein Zusammen- hang besteht, da es vor allem die letzteren sind, welche die Katalase- aktivitat verursachen. Man wird daher bei Anamien ver- schiedenster Herkunft ganz allgemein niedrige Katalasezahlen erwarten konnen, wie z. B. bei Cancer, Tuberkulose, Nephritis u. s. w. Es braucht kaum hervorgehoben zu werden, dass ein solcher Befund keinen differentialdiagnostischen Wert hat. Diese Sachlage ist jedoch von mehreren Autoren ubersehen worden. Van Thienen (5 ) hat, ausgehend von der Erkenntnis, dass der Nachweis von Variationen der Katalasezahl ohne gleichzeitige Kenntnis der Variationen des Erythrocytengehaltes in diagno- stischer Beziehung wertlos ist, den Begriff des Katalaseindexes eingefuhrt. Diese Grosse bezeichnet die Anzahl von Milligrammen gespaltenen Wasserstoffperoxydes pro Million Erythrocyten. Der Katalaseindex variiert, wie van Thienen zeigte, bei gesunden Individuen nur wenig und zeigte sich auch bei Patienten mit Anamien verschiedener Herkunft normal, selbst wenn die Katalase- zahl niedrig war. Bei anaemia perniciosa hingegen fand van Thie- nen den Katalaseindex betrachtlich erhoht. Van Thienens Ergeb- nisse sind oftmals nachgepruft, und bisweilen bestatigt, bisweilen angegriffen worden. Hierzu ist zu bemerken, dass die angewende- ten Versuchsmethoden, wie erwahnt, in vielen Fallen zu Losung der Probleme ganz unzureichend waren. Ferner wurde die Bestim- mung der Katalaseaktivitat und die Zahlung der roten Blut- korperchen nicht mit derselben stabilisierten Blutprohe ausge- fuhrt, sondern mit verschiedenen, direkt einem Hautschnitt ent- nommenen Bluttropfchen, deren Gehalt an roten Blutkorperchen bekanntlich nicht unbetrachtlich variieren kann.

Unter diesen Umstanden schien es mir der Miihe wert, das

378 B E N T A N D E R S E N .

Studium der hier geschilderten Probleme nochmals aufzunehmen unter Anwendung einer Methodik, die unser gegenwartiges Wissen uber die Eigenschaften der Katalase berucksichtigt. Da man von vornherein keine absolute Proportionalitat zwischen der Katalase- aktivitat und der Anzahl der roten Blutkorperchen erwarten konnte, indem das Verhaltnis dieser beiden Grossen ja sowohl von der Grosse der Erythrocyten als auch von deren Katalasekonzentration abhangen muss, wurde sowohl Zahl wie Grosse der Erythrocyten (durch Hamatokritmessungen) bestimmt. Zu samtlichen Unter- suchungen (Bestimmung von Katalaseaktivitat, Hamoglobin- gehalt, Zellvolumenprozent und Erythrocgtenzahl) wurde Heparin- blut verwendet.

Methodik.

a. Hiimatologische Untersuchungen.

Samtliche Untersuchungen wurden mit Heparinblut durch- gefiihrt, welches Erwachsenen durch Venenpunktur, grosseren Kindern durch einen Stich in die Fingerkuppe, und Sauglingen durch einen Stich in die Ferse entnommen wurde. Das Blut wurde in einem kleinen Gefasse aufgefangen, in welches vorher 10 mm3 einer 5 %igen Heparinlosung einpipettiert und im Trockenschranke eingedampft worden waren. In der Regel wurden 2-4 cm3 Blut entnommen. Durch Vorversuche wurde festgestellt, dass das ver- wendete Heparinpraparat selbst in weit grosseren Mengen, als den im Versuch beniitzten, keine katalatische Aktivitat besass. Das Blut wurde meist sofort nach der Entnahme weiterverarbeitet, doch konnte es, wie durch Versuche festgestellt wurde, auch 24 Stunden ohne Aktivitatsverlust im Eisschrank aufbewahrt werden.

Die Hiimoglobinbestimmungen wurden mit Hilfe eines Universal- kolorimeters nach Hellige mit fester Lichtquelle ausgefiihrt, das nach Haldane standardisiert worden war (18.5 Vol. % Sauerstoff = 100 % Hamoglobin). Bei der Umrechnung der Hamoglobin- prozente auf g Hamoglobin in 100 cms Blut nahm ich, wie iiblich, an, dass 1 g Hamoglobin zur Bindung von 1.34 cm3 Sauerstoff befahigt ist.

Die Ziihlung der roten Blutkorperchen wurde in einer Zahl- kammer nach Biirker-Turk ausgefiihrt, wobei 1,000-2,000 Zellen gezahlt wurden. Zur Bestimmung der Zellvolumenprozente

UNTERSUCHUNGEN UBER DIE KATALASEAKTIVITKT DES BLUTES usw. 379

diente van Allens Hamatokrit (Doppelbestimmungen). Die Erythro- cyten wurden in der von Christensen und Warburg (6) angegebenen Losung aufgeschlemmt. Einige Zablungen wurden vom Rutine- assistenten des Spitales ausgefiihrt, alle anderen Untersuchungen auch die enzymatischen, habe ich selbst vorgenommen. Der durchschnittliche Hamoglobingehalt der Erythrocyten, sowie deren durchschnittliches Volumen und Hamoglobinkonzentration wurde in Obereinstimmung mit Wintrobes (7) Vorschlag in absoluten Zahlen ausgedriickt.

b. Besfimmung der Katalaseaktivitat.

Die Katalaseaktivitat wurde bestimmt durch jodometrische Titration des nach verschiedenen Einwirkungszeiten ungespalten verbliebenen Wasserstoffperoxyds. Die Methode beruht darauf, dass Wasserstoffperoxyd in saurer Losung eine aquivalente Menge Jod aus einer Kaliumjodidlosung in Freiheit setzt. Das Verfahren wurde schon vor vielen Jahren von Jolles (8) angewendet und vor kurzem von K. G . Stern (l), dessen Angaben ich mit einer kleinen Abanderung gefolgt bin, wieder aufgenommen.

Der Versuchsansafz ist folgender: 35 cm3 ca. 0.01 mol Wasserstoff- peroxydlosung (bereitet aus 0.5 cm3 Perhydrol Merck durch Ver- dunnung mit Wasser auf 500 cm3) + 10 cm3 Phosphatpuffer (5 cm3 prim. + 5 cm3 sek. Phosphat, pH 6.81) + 4 cm3 Wasser + 1 em3 Enzymlosung, im Ganzen 50 cm3.

Die EnzymIosung wurde unmittelbar vor Versuchsbeginn durch Verdiinnung (mit Wasser) und dadurch bewirkte Hamolysie- rung von 10 oder 20 mm3 Blut in einem 20 cm3-Messkolben bereitet. Zu den Versuchen diente stets 1 cm3 dieser Enzym- losung.

Die Versuche wurden bei 0" ausgefiihrt. Enzymlosung und Substrat wurden vor dem Vermischen auf 0" gekiihlt. Zur Ver- dunnung des Blutes darf nur eiskaltes Wasser benutzt werden, da die Aktivitat der Blutkatalase heim Verdunnen mit Wasser von Zimmertemperalur schnell und stark abnimmt. Genau 1,6, 11 und 16 Minuten nach dem Vermischen von Enzym und Substrat wurden der Mischung Proben von je 5 cm3 entnommen und in einen Erlenmeyerkolben einpipettiert, der 10 cm3 1 yoiger Kalium- jodidlosung, 3 cm3 33 yoiger Schwefelsaure und 3 Tropfen einer

380 BENT ANDERSEN.

gesattigten wassrigen Molybdansaurelosung enthielt. Der Zusatz der letzteren beschleunigt die Freisetzung des Iods durch Wasser- stoffperoxyd. Titriert wurde mit 0.02 n-Natriumthiosulfatlosung und jede Titration wurde im Laufe von genau 7 Minuten zu Ende gefuhrt. Als Indikator diente die ubliche Starkelosung: der Um- schlag war stets ungemein scharf. Als Nullwert wurde der Natrium- thiosulfatverbrauch einer Losung bestimmt, die sich von den an- deren Proben nur dadurch unterschied, dass sie mit 1 cms durch Kochen inaktivierter Enzymlosung angesetzt worden war.

Berechnung der Kafalaseaktivifat. Die Geschwindigkeit der durch Katalase katalysierten Spaltung von Wasserstoffperoxyd lasst sich unter gewissen Umstanden (besonders wichtig sind niedrige Temperatur und niedrige Wasserstoffperoxydkonzentra- tion) durch die Konstante der fur monomolekulare Reaktionen geltenden Gleichung ausdrucken:

wobei t die Versuchszeit in Minuten, a die im Blindversuch ver- brauchte Menge Natriumthiosulfat und a - x die nach der Zeit t zur Titration verbrauchte Natriumthiosulfatmenge bezeichnet. Die ursprunglich von Sentner (9) angegebene Charakterisierung der Katalaseaktivitat durch die Geschwindigkeitskonstante der monomolekularen Spaltungsreaktion ist spater von vielen an- deren Verfassern benutzt worden, und muss als die zur Erlangung vergleichbarer Resultate am besten geeignete Darstellungsweise bezeichnet werden. Gleich beim Beginn der vorliegenden Arbeit zeigte es sich, dass die Reaktionskonstante wahrend der Dauer des Versuches infolge von Enzymdestruktion immerhiii so stark ab- aahm, dass der Mittelwert der nach 1 , 6, 11 und 16 Minuten langeii Versuchszeiten gefundenen Konstanten nicht als befriedigendes Mass der Enzymaktivitat betrachtet werden konnte. Doch war die Abnahme der Konstanten so regelmassig, dass es moglich war, durch graphische Extrapolation deren Wert fur die Zeit 0 zu bestimmen. Dieser Wert wurde als Mass fur die katalatische Aktivitat der betreffenden Enzymlosung angesehen. Tabelle 1 zeigt an einem typischen Beispiel das Verhalten der Reaktions- konstanten unter den bei dieser Arbeit benutzten Versuchs- bedingungen.

UNTERSUCHUNGEN U B E R DIE KATALASEAKTIVITAT DES BLUTES USW. 381 Tabelle 1.

Zeit in Minuten cms Na-thiosulfat k x 10' 0 3.864 197 1 3.70 183 6 3.08 164

11 2.639 151 16 2.29 142

Da die Extrapolation auf k, zu Fehlern Anlass geben kann, wurde versucht, sie durch Anwendung von verdiinnteren Wasser- stoffperoxydlosungen zu umgehen, in der Hoffnung, den Gang der Reaktionskonstanten hierdurch zu eliminieren. Tabelle 2 gibt das Ergebniss dieser Versuche wieder. Zu allen dreien in der Tabelle angefuhrten Versuchen wurde die gleiche Probe von Hepa- rinblut in der Verdiinnung 0.1 : 20 verwendet.

Tabelle 2. Versuch 1. Versrrch 2.

Perhydrollosg. 0.01 mol Perhydrollosg. 0.005 mo: Zeit in Min. cm* Na-thiosulf. 0.02 II k x 1 0 4 cma Na-thiosulf. 0.02 n k x 10'

0 1 6

11 16

Zeit in Min 0 1 G

11 16

3.88 103 3.79 101 3.41 93 3.117 87 2.88 81

Versuch 3 Perhydrolldsg. 0.0025 mol ,ma Na-thiosulf. 0.001 II

1.90 1.855 1.645 1.46 1.31

1.94 103 1.895 102 1.695 98 1.53 94 I .393 90

k x 104 104 104 104 104 101

Die in Versuch 3 gefundene Konstanz von k bei Anwendung einer 0.0025 mo1.-Perhydrollosung konnte, wie sich bei der Unter- suchung anderer Blutproben zeigte, nur ausnahmsweise verwirk- licht werden. Er wurden daher die oben angefiihrten Versuchs- bedingungen und die graphische Extrapolation auf k, beibehalten. Die Versuche bestatigen die wohlbekannte Tatsache, dass die Reaktionskonstante innerhalb weiter Grenzen von der Wasserstoff- peroxydkonzentration unabhangig ist.

382 BENT ANDERSEN.

Wie aus den in Tabelle 3 wiedergegebenen Versuchen hervor- geht, sind die sc,hliesslich gewahlte Versuchsanordnung und die Charakterisierung der Katalaseaktivitat durch k, befriedigend fur die Zwecke der vorliegenden Arbeit. k andert sich namlich, wie man sieht, praktisch proportional mit der relativen Enzym- konzentration.

Tabelle 3. k x 10'

Relative Enzymkonz. Versuch 1 Versuch 2. Versuch 3. Versuch 4. 1 144 251 269 400 0.5 75 121 134 198 0.33 132

Bei der Ausfuhrung der vorliegenden Arbeit bin ich auf keine weiteren ernstlichen Fehlerquellen gestossen. Das Studium der medizinischen Literatur iiber Blutkatalase legt es jedoch nahe, darauf hinzuweisen, dass die Katalaseaktivitat einer Blutprobe beim Verdiinnen des Blutes mit Wasser von Zimmertemperatur recht betrachtlich und schnell abnimmt. Es ist daher wichtig, die Verdunnung unmittelbar vor Versuchsbeginn vorzunehmen, wenn man bei Zimmertemperatur arbeitet. Beniitzt man, wie oben angegeben, eiskaltes Wasser zur Verdunnung, so ist diese Fehlerquelle weniger bedeutungsvoll. Tabelle 4 gibt einen Ein- hlick in dieser Verhlltnisse.

Tabelle 4. Stehen der Blutlosung

bei Zimmertemp. bei 0" 2 Min. k x lo' = 356 3 Min. k x 104 = 315 49 J) - 303 50 D - 300

318 - i4 n - 218 go ))

Selbst wenn man bei 0" arbeitet, beobachtet man bisweilen eine langsame Inaktivierung der Enzymlosung beim Stehen, und es ist daher dringend anzuraten, alle Enzymlosungen erst unmittel- bar vor Versuchsbeginn herzustellen.

Da weitaus die meisten in der medizinischen Literatur be- schriebenen Katalaseversuche bei Zimmertemperatur, und einige sogar bei 37", ausgefuhrt wurden, habe ich einige Versuche iiber den Einfluss der Temperatur auf die Katalaseaktivitat (bestimmt wie oben beschrieben) und auf den Gang der Reaktionskonstanten

UNTERSUCHUNGEN UBER DIE K A T A L A S E A K T I V I T ~ T D E S BLUTES usw. 383

angestellt, um hierdurch einen Beitrag zum Verstandnis des Um- standes zu liefern, dass die Ergebnisse verschiedener Autoren einander so haufig widersprechen. Die Resultate dieser Versuche sind in Tabelle 5 wiedergegeben.

Tabelle 5. k x 10'

Heparinblut 0.01: 20. 0 Min. 1 Min. 6 Min. 11 Min.

0 153 149 134 122 18" 198 184 144 123 27" 208 190 141 I15 35" 218 190 129 98

Dnsselbe Hrparinblut 0,02: 20. k x lo4

0" 315 305 250 248 16' 356 365 322 295 25 ' 410 388 31 6 259 38 500 4 64 327 245

16 Min. 113 109 102 78

231 279 253 204

Wie man sieht, ist der Temperaturkoeffizient der Katalaseakti- vitat im Vergleich mit dem anderer Enzyme auffallig niedrig. Dies stimmt mit fruheren Befunden iiberein. Ferner sieht man, dass die Abnahme der Reaktionskonstanten in der Versuchsperiode sich mit steigender Temperatur immer starker auswirkt. Beide Erscheinungen sind zweifellos auf Enzymdestruktion zuriick- zufiihren, doch ist deren Ausmass nicht in jedem einzelnen Fall im Voraus bestimmbar, da die Bestandigkeit des Enzyms von ungeniigend bekannten Faktoren, wie z. B. der Gegenwart von Slabilisatoren und der Enzymkonzentration selbst, abhangt.

Die Genauigkeit der Methode betragt ca. & 5 %. Bei 5 Be- stimmungen der Aktivitat der gleichen Blutprobe fand ich fur k, die Werte 160, 162, 160, 164 und 154, im Mittel 160. Eine Betrachtung der in Tabelle 3 und Tabelle 5 (Versuche bei 0') wiedergegebenen Zahlen zeigt die gleiche Fehlerbreite.

Versuchsresultate.

Es wurden ini Ganzen 28 Personen untersucht, und zwar 9 gesunde Manner im Alter von 23-40 Jahren, 10 Kinder im Alter von 6-10 Jahren und 9 Kinder im Alter von 5-24 Monaten. Die 10 grosseren Kinder waren zum Teil gesund, zum Teil litten

384 BENT ANDERSEN.

sie an Tuberkulose: ihr Hamoglobinprozent lag in allen Fiillen innerhalb der fur das betreffende Alter normalen Grenzen. Die 9 kleineren Kinder waren zum Teil gesund, zum Teil litten sie an Storungen der Verdauungsorgane und an Rachitis; ihr Hamo- globinprozent war in allen Fallen niedrig, in den meisten Fallen sehr niedrig. Da das Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und Hamoglobinprozent oder Zellvolumenprozent sich sowohl in den verschiedenen Altersklassen, wie bei Gesunden und Kranken als ganz gleichartig herausstellte, schien es mir uberflussig, die Zahl der Versuchspersonen zu erhohen, zumal da die Ergebnisse auf einer sehr genauen Untersuchungsmethodik beruhen. Der Unter- schied im Verhaltnis der Katalaseaktivitat zur Erythrocytenzahl, der sich beim Vergleich der 3 Gruppen bemerkbar macht, ist, wie weiter unten gezeigt werden wird, leicht verstandlich und meiner Meinung nach ohne diagnostischen Wert. Da die Ergebnisse so gleichartig sind, habe ich es auch fur uberflussig gehalten, naher auf die Krankengeschichten der Kinder einzugehen.

Samtliche Versuchsresultate sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Aus der Tabelle geht hervor, dass das Verhaltnis der Katalase-

aktivitat zum Hamoglobingehalt bei den 3 Gruppen die Werte 24.1, 23.4 und 26.7 hatte. Der Unterschied zwischen dem grossten und den kleinsten dieser Werte ist so gering, dass man ihm wohl keine Bedeutung beimessen kann. Man konnte sich vorstellen, dass der verhaltnismassig hohe Katalase-Hamoglobinquotient der Gruppe 3, welche die anamischen Kinder umfasst, moglicherweise auf einer bei diesen Patienten auftretenden Leukocytose beruhe, doch hat die nahere Untersuchung dieser Moglichkeit keine Stutze fur diese Annahme ergeben. Akzeptieren wir die Hypothese, dass die physiologische Rolle der Katalase darin bestehe, die Abgabe des Sauerstoffs durch das Hamoglobin zu katalysieren, so konnte man sich vorstellen, dass die verhaltnismassig hohe Katalase- aktivitat bei Blutarmen eine fur den Organismus zweckmassige Anpassung darstellt. Eine nahere Untersuchung dieser Frage wurde eine noch weiter getriebene Verfeinerung der Methodik und die Untersuchung einer weit grosseren Anzahl von Versuchsperso- nen erfordern. Ich muss mich daher damit begnugen, festzustellen, dass zwischen der Katalaseaktivitat und dem Hamoglobingehalt des Blutes eine recht genaue direkte Proportionalitat gefunden wurde.

UNTERSUCHUNGEN U B E R DIE KATALASEAKTIVITAT D E S BLUTES usw. 385

84.5 34 354 84.5 33.1 360 84.8 33.8 374 82.4 33.7 306 85.4 33.7 340 85.9 34.2 382 85.0 33.6 324 83.0 34.2 300 86.1 33.4 312

25.4 73.0 8.6 22.7 63.0 7.5 26.3 75.6 8.9 23.6 65.5 7.9 24.6 70.8 8.3 25.4 74.6 8.7 25.0 71.4 8.4 22.4 64.0 7.7 21.2 61.3 7.1

Mittel:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

34 Jahre M 40 n M 32 n M 22 D M 31 s M 32 a M 23 D M 23 D M 23 D M

13.94 15.87 14.21 12.97 13.80 15.04 12.97 13.39 14.63

Tabelle 6.

Gruppe 1.

4.85 41 28.7 5.68 48 27.9 4.95 42 28.7 4.67 38.5 27.8 4.80 41 28.8 5.12 44 29.4 4.54 38.6 28.6 4.71 39.1 28.4 5.09 43.8 28.7

LO 6 Jahre L1 6 * 12 6 o

13 10 B

14 6 15 8 n L6 7 D

14.091 4.931 41.81 28.6

K M K K K M M M K K

11.59 4.7 11.59 4.55 12.42 4.77 13.11 5.35 11.32 4.55 13.65 4.96 12.42 4.51

34 24.7 34 25.5 34.5 26.0 38.0 24.5 33.0 24.9 38.5 27.5 36 27.5

84.61 33.8 I339 124.11 68.8} 8.1

72.4 34.1 296 74.7 34.1 300 72.3 36.0 280 71.0 34.5 298 72.5 34.3 270 77.6 35.8 330 79.8 34.5 304 81.4 37.4 236 63.2 32.6 266 85.4 33.0 252

25.5 63 8.7 25.9 59 8.8 22.6 58.9 8.1 22.7 57.0 7.8 23.9 59.4 8.2 24.2 66.5 8.6 24.5 67.4 8.4 20.4 61.9 7.6 24.7 51.0 8.1 19.9 55.9 6.5

Gruppe 3.

30.7 29.2 23.6 26.0 29.0 25.0 26.4

44.7 8.3 43.2 8.2 47.2 8.0 49.1 7.3 46.6 8.0 39.4 6.5 45.5 7.9

30.0 14.6 29.0 14.8 32.0 20.0 35.0 18.8 27 5 16.1 34.0 15.7 34.0 17.0

250 238 256 256 220 221 269 252 208

241 -

53.7 27.1 523 28.1 59.0 33.8 67.2 28.0 58.3 276 60.4 26.1 58. 30.0

I

0 11 Mom 31 12 9

32 5 ))

13 6 I)

34 18 * 35 10 1)

16 12 o

37 24 R

38 8 1)

M M K M M M K M M

8.14 8.14

10.83 9.80 7.59 8.83

10.21

5.59 5.51 5.42 5.21 4.72 5.61 5.91

386 B E N T ANDERSEN.

Diese Beziehung gilt indessen keineswegs fur das Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und der Zahl der roten Blutkorperchen, dessen Zahlenwert in den Gruppen 1, 2 und 3 68.8, bezw. 60 und 45 betragt. Eine Verminderung dieser Grosse kann auf zweierlei Ursachen beruhen, namlich auf einer Verkleinerung der Erythro- cyten oder auf einer Herabsetzung der Katalasekonzentration der roten Blutkorperchen. Die Untersuchung zeigt, dass die Verminde- rung des Katalase-Erythrocyt-Quotienten beim Ubergang von Gruppe 1 zu Gruppe 3 auf einer Mikrocytose beruht. Setzt man den Quotienten fur Gruppe 1 gleich 100, so sind die entsprechen- den Zahlen fur Gruppe 2 und 3 87 bezw. 65, und setzt man das durchschnittliche Erythrocytvolumen fur Gruppe 1 gleich 100, so erhalt es fur die beiden anderen Gruppen die Werte 89 bezw. 69. Eine Herabsetzung der Katalasekonzentration der Erythro- cyten dagegen scheint an der Verminderung des Quotienten nicht mitzuwirken, da das Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und Zellvolumenprozent in allen 3 Gruppen praktisch gleich ist.

Aus der in allen Fallen gefundenen Parallelitat (innerhalb der Fehlergrenzen) von Katalaseaktivitat und Hamoglobinmenge darf nicht geschlossen werden, dass die Katalaseaktivitat dem Hamoglobin selbst zukomme, denn es ist wiederholt (9, 10, 11) gezeigt worden, dass Katalase und Hamoglobin praparativ von- einander getrennt werden konnen. Ausserdem ist die katalatische Aktivitat des Hamoglobines allzu gering, als dass die gesamte nachgewiesene Blutaktivitat auf sie zuruckgefuhrt werden konnte. Die gefundene Parallelitat besagt also nur, dass Hamoglobin und Katalase, wenngleich stofflich verschieden, doch in gleichen Men- genverhaltnissen in den roten Blutkorperchen auftreten. - Den Arbeiten der letzten Jahre zufolge (11, 12) ist nicht daran zu zweifeln, dass die beiden Substanzen chemisch nahe miteinander verwandt sind. Stern (13) hat gezeigt, dass die prosthetische Gruppe der Katalase mit dem Protohamatin des Hamoglobins identisch ist. Die enzymatischen Eigenschaften und die Spezifitat der Katalase werden also bestimmt durch die Natur des kolloiden Tragers. Ober den letzteren wissen wir nur, dass er ein Protein, jedoch von dem nativen Globin, dem Hamoglobintrager, ver- schieden ist. Diese Verschiedenheit muss fur den ungeheueren Unterschied der katalatischen Aktivitat der beiden Substanzen verantwortlich sein. Ob das gemeinsame Vorkommen und das kon-

U N T E R S U C H U N C E N L B E R D I E K A T A L A S E A K T I V I T ~ T D E S BLUTES usw. 387

stante Mengenverhaltnis der Katalase und des Hamoglobines der Erythrocyten, rnit der chemischen Verwandschaft der beiden Substanzen oder mit der bis anf weiteres nur unvollstandig be- kannten Rolle der Katalaseim Stoffwechsel der Erythrozyten zusam- menhangt, kann durch meine Versuche nicht entschieden werden.

Wie in der Einleitung erwahnt, enthalt die medizinische Lite- ratur zahlreiche Arbeiten uber die Katalaseaktivitat des mensch- lichen Blutes, und es ist oft versucht worden, die Schwingungen dieser Grosse diagnostisch auszuwerten. Die meisten dieser Ar- beiten sind jedoch mit einer Methodik ausgefuhrt worden, die nicht unserem gegenwartigen Wissen uber die Eigenschaften der Katalase entspricht. Ich habe diese Arbeiten daher nicht zitiert und muss mich damit begnugen, auf deren Besprechung in H. v. Eulers &hemie der Enzyme)) zu verweisen. Die medizinische Autoren haben sich vor allem rnit dem ))Katalaseindex)) beschaftigt, d. h. rnit dem Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und Zahl der roten Blutkorperchen und mit den Schwingungen dieses Ver- haltnisses. Es scheint mir, dass zum Verstandnis derartiger Schwin- gungen Paralleluntersuchungen der Erythrocytengrosse unum- ganglich sind, doch sind solche Untersuchungen meines Wissens bisjetzt nicht ausgefuhrt worden. Der von verschiedenen Autoren nachgewiesene hohe Katalaseindex bei anaemia perniciosa z. B. kann sehr wohl rnit der bei dieser Krankheit auftretenden Makro- cytose erklart werden. Dementsprechend sollte man also bei mikrocytotischen Anamien einen niedrigen Katalaseindex er- warten, vorausgesetzt, dass die Katalasekonzentration der roten Blutkorperchen nicht gleichzeitig steigt. Ich habe denn auch bei einigen mikrocytotischen Anamien einen solchen niedrigen Kata- laseindex gefunden. Bacli und Levinger (14) dagegen fanden hohe Katalaseindices bei mekundaren Anamienr, also vermutlich mikrocytotischen Anamien.

Auf Grund der vorliegenden brauchbaren Literatur kann gegen- wartig unmoglich entschieden werden, ob Untersuchungen der katala- tischen Aktivitat des Blutes in atiologischer oder diagnostischer Be- ziehung wertvoll sein konnen. Es ist zu fordern, dass kiinftige Unter- suchungen die Bestimmung der Katalaseaktivitat und des Hamo- globin- und Erylhrocytengehaltes des Blutes, sowie die Grosse und Katalasekonzentration der letzteren gleichmassig berucksichtigen.

388 E ENT ANDERSEN.

Zusammenfassung.

1. Die medizinische Erforschung der Katalaseaktivitat des Blutes hat bis jetzt sehr widerspruchsvolle Ergebnisse gezeitigt. Einige Ursachen dieser Erscheinung werden in der Einleitung be- sprochen.

2. Die in der vorliegenden Arbeit benutzte Methodik wird beschrieben. Als Mass fur die Katalaseaktivitat wird die Geschwin- digkeitskonstante der monomolekularen Zerfallsreaktion des Was- serstoffperoxydes angewendet.

3. Bei 28 Personen (Erwachsene, grossere und kleinere Kinder) wurde das Verhaltnis zwischen der Katalaseaktivitat des Blutes einerseits und a) Hamoglobingehalt, b) Anzahl der Erythrocyten und c ) Zellvolumenprozent andererseits untersucht. Bei allen Personen wurde das Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und Hamoglobingehalt nahezu konstant gefunden; das gleiche gilt fur das Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und Zellvolumen- prozent. Das Verhaltnis zwischen Katalaseaktivitat und Erythro- cytenzahl dagegen war sehr inkonstant. Die Ursachen dieser Erscheinung werden besprochen.

4. Es werden einige uberlegungen uber die Konstanz des Verhaltnisses zwjchen Katalase und Hamoglobin angestellt.

Literatur.

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