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Diabetologia 2, 277-280 (1966)

Veriinderungen des (]ehaltes der freien Fetts~uren und der Ketonkbrper im Blur alloxandiabetischer Ratten nach i.v. Fettbelastung und Heparinapplikation

~tERMANN BAUL~_UNG, I~LAUS ~:~EISSEt~T und BARBARA RUDAS

Ins t i tu t fiir allgemeine und e~perimentelle Pathologie der Universi ts Wien (Vorstand: Prof. Dr. A. LI~DNEI~)

Eingegangen am 27. Jul i 1966

Changes in the serum levels of free .fatty acids and ketone bodies in aIloxan-diabetie rats after intravenous load- ing with fat and application of heparin.

Summary. Fat , with and without simultaneous heparin has been given intravenously to normal and to chronic al loxan-diabetic rats. The concentration of free f a t ty acids and ketone bodies in the blood was determined a~ several intervals after the injection. Although after the i.v. adminis t ra t ion of fat the profile of the FFA-eleva t ion in serum was parallel in both groups, the FFA-leve]s in diabetic rats were markedly lower. Addi t ion of heparin to the fat caused a dist inct rise of F F A in serum of both groups without any differences between them. F a t loading alone, leads to a moderate elevation of the blood ketone bodies in normal and diabetic rats. Combination of fat adminis t ra t ion with heparin increases the ketone body content in the blood of the diabetic as well as of the normal rats. This increase, however, is significantly higher in alloxan diabetic animals at the end of the few hours after the fat loading.

Changements du taux des _F.F.A. et des Corps edtoni- ques dans Ie sang de rats rendus diabgtiques par l'alloxane apr~s charge intra-veineuse de graisse et administration d'h@arine.

Rdsumd. Nous avons examin6 le t aux des acides gras libres (FFA) et des corps c6toniques dans le sang de ra ts normaux et de ra ts souffrant d 'un diab6te alloxanique chronique apr6s surcharge intraveineuse de graisse avec et sans hdparine. Si le profil de l'616vation des F F A apr6s l 'appl ieat ion i.v. de graisse est parall61e pour les animaux diab6tiques et les contr61es, les t aux des F F A sont net-

tement plus bas ehez les rats diab6tiques. Apr6s l 'injec- t ion simultan6e d 'h6parine et de graisse, les t aux des F F A accusent une forte 616ration, sans toutefois r6v61er aucune diff6rence significative entre les deux groupes. L ' inject ion de graisse sans h6parine provoque une c6ton6mie faible et comparable chez les animaux diabdtiques ou normaux. En pr6sence d'h6parine, cependant, la surcharge graisseuse m6ne ~ une augmentat ion suppl6mentaire du taux des corps c6toniques, augmentat ion significativement plus marqu6e chez les rats diab6tiques, une heure apr6s la sur. charge.

Zusammenfassung. Untersucht wurde das VerhMten der freien Fet ts~uren und der Ketonk6rper im Blur stoff- wechselgesunder und chronisch al loxandiabetischer l~at- ten nach i.v. Fe t tbe las tung mit und ohne Heparinappli- kation. Die Erh6hung des FFA-Serumspiegels nach i.v. Fe t tbe las tung verl/iuft bei stoffweehselgesunden und dia- bebischen g a t t e n parallel, liegt jedoeh bei letzteren deut- lich niedriger. I-Ieparin erh6ht nach einer Fe t tbe las tung den FFA-Geha l t im Serum betrachtl ich. Der Zusatz yon Hepar in zur Fet tbe tas tung fiihrt zu keinem Unterschied im Verhalten des FFA-Serumspiegels bei diabetischen und normalen l~atten. Durch die Fe t tbe las tung allein kommt es sowohl bei normalen als auch bei diabetischen Ra t t en zu einer geringgradigen Keton~imie, ohne dal~ ein Unterschied zwischen beiden Versuchsgruppen bestiinde. Der t{eparinzusatz zur Fe t tapp l ika t ion fflhrt sowohl bei normMen als auch bei diabetischen Ra t t en zu einer zu- s~tzlichen Erh6hung des BK-Spiegels, die bei diabetischen Tieren in der ersten Stunde nach der Belastung signifikant st/~rker ausgepr~gt ist.

Bekann t l i ch s ind in der e rs ten Woche nach der A l loxanapp l ika t ion , also im a k u t e n S t a d i u m des Al loxandiabe tes , der B lu tke tonk6rpe rgehMt (BK), der Cholesterin-, Gesamt l ip id- und Phospha t idsp iege l des Serums bei R a t t e n erh6ht . I m chronischen S t a d i u m normMisieren sich diese W e r t e und gleichen denen s toffwechselgesunder Tiere. I n f r i iheren Arbe i t en wurde ber ichte t , daf3 nach kurzfr is t igen, pe rora len F e t t - be las tungen chronisch d iabe t i sche l~a t ten m i t einer viel ausgepr~tgteren E rh6hung obiger W e r t e reagieren Ms normale Kon t ro l l t i e r e [10, 16, 17, 18]. Die Er- h6hung des Gesamt l ip idgeha l t e s d iabe t i scher l~a t ten t r i t t besonders deut l ich he rvor und k o m m t auch in einer s i ch tba r s t / i rkeren Lip~mie zum Ausdruck .

Verschiedene A n g a b e n aus der L i t e r a t u r bes tgt igen, dag nach l angdaue rnde r F e t t f i i t t e r u n g bei chronisch Mloxandiabe t i schen R a t t e n [2, 11] sowie nach einer i. v. F e t t b e l a s t u n g bei p a n c r e a t e c t o m i e r t e n [22, 3] oder Mloxandiabe t i schen H u n d e n [6] exogenes F e t t lang- samer aus dem Blur verschwindet . Dieses P h g n o m e n

wird h/tufig da rau f zur~ickgefiihrt, dab be im Al loxan- oder Panc reasd iabe te s sowohl die L ipopro te in l ipase (LPL) -Akt iv i t / t t des Fe t tgewebes [15, 20, 7], als auch die P o s t h e p a r i n - L P L - A k t i v i t g t des P lasmas [12] ver- minder~ ist .

Bei P a t i e n t e n m i t Diabe tes mel l i tus konn~e jedoeh keine Verminderung der P o s t h e p a r i n - L P L - A k t i v i t g t im Serum festgestel l t werden [19, 4].

Es schien uns daher in te ressant , bei ehronisch a l loxand iabe t i schen • a t t en den Ablau f der Frei - se~zung der freien F e t t s g u r e n ( F F A ) aus einer F e t t - emuls ion in rive zu un te r suchen und gleichzeit ig den EinfluB yon H e p a r i n auf diesen Vorgang zu s tudieren. I n der uns zug/~ngliehen L i t e r a t u r wurden /ihnliche Versuehe nur bei H u n d e n im a k u t e n oder s u b a k u t e n S t a d i u m des Diabe tes durchgef i ih r t [3, 6]. I n diesen S tad ien ist, wie aus den Angaben der A u to re n hervor- geh~, der F F A - G e h M t des Blutes schon vor der F e t t - infusion erh6ht . A u g e r d e m wurde die W i r k u n g des Hepa r ins n ieh t un te rsuch t .

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278 H . B A u ~ u ~ e t a l . : V e r g n d e r u n g e n d e s G e h a l t e s d e r f r e i e n F e t t s g u r e n Diabe to log ia

Eine ErhShung des FFA-Gehaltes im Blur ist die Voraussetzung fiir eine verstgrkte Ketogenese. Unge- kl/irt ist jedoeh, ob ein erhShter BK-Spiegel in quanti- tativer Abhgngigkeit zu der Erh6hung des FFA- Gehaltes steht.

Methodik

Als Versuehstiere wurden mgnnliehe Albinoratten eines Sprague-Dawley Stammes verwendet. Zur Er- zeugung des Diabetes erhielten die Tiere pro kg K6rper- gewieht 150 mg Alloxan ,,Loba-Chemie" (C4It~04N ~ ~- H~0) subeutan in 7.5%iger L6sung, die 'mit 0.9%iger KochsalzlSsung jeweils frisch zubereitet wurde. Die Fettbelastungen wurden 4--8 Wochen naeh der Allo- xanapplikation vorgenommen. Nur solehe Rat ten wurden als diabetiseh gewertet, die innerhalb yon 24 Stunden mehr als 80 ml H a m aussehieden und mehr als 20 g yon den ~d libitum angebotenen l~attenkeks 10000 (Zusammensetzung naeh L~MBECK [9] verzehrten.

Die Verabreiehung des Fettes erfolgte in die 9000 Sehwanzvene. Wir verwendeten die Fettemu]sion ,,Intralipid 20% Vitrum 'q in einer Dosierung yon 8000. 2.5 ml/100 g Tiergewieht. 7000.

tIeparin ,,Novo" wurde gemeinsam mit dem Fet t in einer Dosierung yon 50 E/100 g KSrpergewieht ~'~6ooo. appliziert.

Die Bestimmung der FFA im Serum erfolgte nach :~ der Methode yon DOLE [5] modifiziert yon T~ovT et .~ 5000. al. [21]" als Indikator diente Nilblau A [23]. ' ~ gOOO, Der BlutketonkSrpergehalt wurde im Vollblut naeh der Methode yon BEss~a?r und ANDERSON [1 ] bestimmt. 3000

Entspreehend den in der Einleitung gesehilderten zwei Fragestellungen wurden zwei Versuehsreihen durehgefiihrt: 2000.

Im Rahmen der Versuchsreihe I erfolgte die Unter- suehung des zeitlichen Ablaufs der FFA-Freisetzung. 7000. 36 stoffweehselgesunde und 42 ehronisch Mloxan- diabetische Rat ten erhielten Intralipid 20% i.v.; die o Hglfte der Tiere beider Kollektive erhielt gleichzeitig mig dem Fet t tteparin. Somit ergaben sieh vier Grup- pen. Von jeder Gruppe wurde je ein Drittel 1, 21/~ und

Ergebnisse

Der zeitliche Ablauf der FFA-Freisetzung nach Fett- belastung. ,,Intralipid 200/0 ̀~ enthielt 1850 Abs. ~Eq FFA/1.

Die mittleren FFA-Werte bei den einzelnen Grup- pen sind zu versehiedenen Zeitpunkten nach der Fettbelastung in Abb. 1 wiedergegeben.

Die Verlaufskurven des FFA-Serumspiegels bei nieht mit Heparin behandelten stoffweehse]gesunden und diabetischen ga t t en sind naeh Fettbelastung nahezu parallel. Bei den diabetisehen Tieren liegt jedoeh der FFA-Spiegel deutlieh niedriger als bei den stoff- weehselgesunden. Der Untersehied ist nur eine Stunde nach der t~ettbelastung statistiseh wahrscheinlich (p < 0,05).

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7 2 2,5 3 Sfunden nach der Fe#be/as[uny

Abb. 1. Verlauf des :FFA-Serumspiegels nach i.v. Fettbelastung

_ _ normale Ratten 4 Stunden naeh der i.v. Belastung durch Entbluten _ _ normale ltatten mit tteparin behandelt getStet und die Konzentration der FFA im Serum be . . . . . . . . . . . . diabetische l~aten stimmt.

Die Uberpriifung des FFA-Gehaltes yon ,,Intra- lipid" ergab eine gute ~bereinstimmung mit dem Literaturwert [13].

Im Rahmen der Versuehsreihe I I untersuehten wit den zeitliehen Ablauf der Ketongmie naeh Fett- belastung. Wit verwendeten 22 Kontrollen und 20 diabetisehe Ratten. Die Gruppeneinteilung war die- selbe, wie in der Versuehsreihe I. Bei jedem Tier wurde 1, 21/2, 4, 8 und 24 Stunden naeh der Fettbelastung retrobulbgr Blur entnommen und der BK-Gehalt be- stimmt.

1 , , i n t r a l i p i d 20 % V i t r u m " e n t h g l t in 100 m l d e r E m u l - s i o n 20 g S o j a b o h n e n S 1 , 1,2 g E f l e c i t h i n u n d 2.5 g G ly - ee r in . W i r e r h i e l t e n d a s P r g p a r a t d u r c h d ie F r e u n d l i c h k e i t y o n D r . E . MOSETTm, W i e n .

--:.::-.:-..-. diabetische Ratten mit Heparin behandelt

Bei den mit Heparin behandelten Rat ten sind keine deutliehen Unterschiede im Verlauf des FFA- Serumspiegels bei diabetisehen und Kontrolltieren naeh Fettbelastung festzustellen. I-Ieparin fiihrt zu einer betrgehtliehen initialen ErhShung des FFA- Spiegels. 21/2 Stunden naeh der l%ttbelastung ist der FFA-Spiegel jedoch unter jene Werte abgesnnken, die bei den nieht mit Heparin behandelten Tieren ge- funden wurden. Der zeitliche Ablauf der Kiitoniimie nach Fettbelastung.

Die Ergebnisse dieser Versuehsreihe sind aus der Abbildung 2 zu ersehen. Die Mittelwerte der ]3K- Bestimmungen sind in mg% Aeeton angegeben. Die Ketongmie naeh einer i.v. Fettbelastung ist weder bei

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Vol. 2, No. ~, 1966 I-I. B~u~uNa et al.: Ver~nderungen des Gehaltes der freien Fetts~uren 279

den Kontrolltieren noeh bei den Mloxandiabetisehen Rat ten besonders hoeh. Mit Ausnahme der 4-Stunden- werte ist der mittlere BK-Gehalt bei beiden Gruploen ann~hernd gleieh. Das bei den Kontrolltieren 8 Stunden naeh der Fettbelastung auftretende Maximum der Keton/~mie (8.7 rag% ~: 1.3), wird bei den diabetisehen Tieren 4 Stunden frfiher beobachtet und liegt etwas h6her (9.2 mg~o • t.0). Diese Untersohiede erwiesen sieh jedoeh als nieht signifikant.

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Abb. 2, Ve r l au f des BK-Spiegels naeh i .v . Fe t tbe las~ung

_ _ normMe R a t t e n . . . . . . . . . no rma le l~at ten m]t Hepa r in behande l t

- d iabeth ische l t a t t e n : : : : - - : . : : : : d iabet ische R a t t e n mi t t I e p a r i n behandel~

Die gleiehzeitige Verabreichung yon Fet t und t teparin bedingt sowohl bei den Kontrolltieren als aueh bei den diabetisehen l~atten eine bedeutende und zu den meisten Zeitpunkten des Verlaufs signifikante Er- h6hung des mittleren BK-Gehaltes. W/ihrend aber bei den Kontrollen diese Erh6hung 8 Stunden naeh der Applikation am st/~rksten ausgepr~gt ist, sehen wit bei den diabetisehen l~atten 7 Stunden frtiher einen besonders hohen Anstieg des mittleren BK-Gehaltes.

Eine Seunde naeh der Belastung mit Fet t bestehen bezfiglieh des Ketonk6rperspiegels signifikante Unter- schiede zwisehen den gleiehzei~ig mit Heparin be- handelten diabetisehen Tieren und allen iibrigen (p < 0.02).

D i s k u s s i o n Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dag bei stoff-

wechselgesunden und ehronisch Mloxandiabetischen Rat ten der FFA-Spiege] nach Fettbelastung ungef~hr den gleiehen zeitliehen Verlauf aufweist. Obwoh] nur nach einer Stunde ein signifikanter Unterschied zwi- schen den FFA-Konzentrationen diabetischer und stoff- wechselgesunder Tiere besteht, ist bemerkenswert, dab die FFA-Werte diabetiseher Rat ten zu jedem Zeitpunkt der Untersuchung deutlich tiefer liegen. Eine Erk]~rung ftir diesen Befund w~re, dab die lipolytische Aktivit~t des Serums diabetiseher Tiere geringer ist a]s die stoff- weehselgesunder. Wie in der Einleitung erw//hnt, wird diese M6glichkeit in der Literatur h/~ufig diskutiert [6, 22].

Auch KESSLEn [6] beobachtete bei diabetisehen Hunden nach Fettinfusion den gleichen zeitlichen Ver- lauf des FFA-GehMtes wie bei den Kontrollen. Aller- dings waren die yon ihm gefundenen FFA-Werte bei den diabetischen Tieren zu jedem Zeitpunkt hSher als bei den Kontrollen. Im Gegensatz zu uns verwendete KESSLER Ms Kontro[len mit Insulin behandelte dia- betisehe Hunde. CASTILLO et M. [3] besehreiben bei panereateetomierten Hunden sehon vor der Fett- infusion einen fiber dem NormMwert dreifaeh erhShten FFA-Gehalt, der sieh bis zu 6 Stunden naeh Fett- applikation nieht ver/~nderte.

Wird zusammen mit Fe t t t teparin verabreieht, so finden wir keinen Untersehied zwisehen den FFA- Konzentrationen diabetiseher und stoffweehselgesun- der Ratten. Dies bedeutet, dab der Heparin-Effekt bei Mloxandiabegisehen I~atten in vollem Umfang auftritt.

In einer frfiheren Arbeit wurde besehrieben [20], dag es bei Mloxandiabetisehen Rat ten naeh perorMer Fettbelastung zu einer ausgepr~gteren Keton/~mie kommt Ms bei stoffweehselgesunden. Die vorliegenden Versuehsergebnisse weisen darauf hin, dab naeh i.v. Fettapplikation keine wesentliehen Untersehiede im VerhMten des BlutketonkSrperspiegels bei diabetisehen und normMen Rat ten auftreten. Far diese Divergenz haben wir zun/~ehst keine Erkls ~rir haben bei diabetisehen Tieren naeh i.v. Fet tzufuhr die Ent- stehung einer besonders intensiven Ketons er- wartet. Allerdings bestehen sieherlich zwisehen dem Zustand des Fettes im Blur naeh der Resorption und einer ktinstliehen Fettemulsion betr/~ehtliehe Unter- sehiede. KeRN und QumsEY [8] stellten lest, dag kfinstliehe Fettemulsionen kein ideales Substrat ffir das lipoly~isehe Enzymsystem darstellen. Dureh die An- nahme einer sehleehteren Verwertung yon Fett- emulsionen kSnnte aueh das Ausbleiben einer ver- stgrkten Keton/imie bei diabetisehen Tieren naeh i.v. Fettbelastung erkl/~rt werden.

Ein Zusammenhang zwisehen Keton/~mie und Er- hShung des FFA-Spiegels wurde in neuerer Zeit yon O~TKO und ZILV~S~IT [l~] diskutiert. Die vor- liegenden Ergebnisse zeigen, dal3 alle MaBnahmen, die zur Erh6hung des FFA-Spiegels im Blut ftihrten, aueh eine Vermehrung des BK-Gehaltes hervorriefen. Aller-

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dings vermiBten wir eine s t renge gegensei t ige Ab- hi ingigkei t dieser beiden Blu tbes tand te i l e .

U n t e r Verwendung y o n H e p a r i n k o m m t es sowohl bei a l loxand iabe t i schen als auch bei no rma len R a t t e n zu einer bet r / /cht l ichen Versti~rkung der durch die F e t t - be las tung bed ing ten Erh6hung des FFA-Serumsp iege l s . D~bei k o m m t es zu e inem s igni f ikanten Un te r sch ied im Verha l t en der B K - W e r t e be i Mloxandiabe t i schen und no rma len Tieren. Das st / i rkere Ans te igen des B K - Spiegels bei d iabe t i schen g a t t e n u n t e r diesen Bedin- gungen deu t e t en tweder auf eine v e r m e h r t e Ke toge- nese oder eine v e r m i n d e r t e Ut i l i sa t ion der K e t o n k 6 r - pe r hin.

Jedenfa l l s is t die d iabe t i sche Keton/~mie eine kom- p lexe l%esultante, die n ich t al lein yore F F A - S e r u m - spiegel b e s t i m m t wird.

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Dr. BARBARA RUDAS Ins t i tu t ffir allgemeine und experimentelle Pathologic der Universi tgt Wien Wghringer Str. 13 1090 Wien, Austr ia


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