Über den Einfluß der Niereninsuffizienz auf Knochenbildung und Knochenresorption

Zusammenfassung An 5/6-nephrektomierten Ratten mit akuter Niereninsuffizienz wurden Knochenbildung und Knochenresorption durch Tetracyclin- und Alizarin Rot-Markierung quantitativ bestimmt. Die Knochenbildung ist im Kurzzeitversuch (72 Std bzw. 6 Tage) bei 5/6-nephrektomierten Ratten genenüber scheinoperierten und paargefütterten Kontrolltieren hochsignifikant reduziert (22% bzw. 16,5%). Ein Rückgang der Knochenbildung kann unabhängig von einer Niereninsuffizienz durch exogen ausgelöste Acidose (NH₄Cl) oder Serum-Harnstofferhöhung (Harnstoff im Trinkwasser) nicht hervorgerufen werden. Es wird daraus geschlossen, daß metabolische Acidose und Azotämie auf die bei Ratten mit akuter Niereninsuffizienz nachgewiesene Reduktion der Knochenbildung keinen Einfluß haben. Eine geringe Reduktion der Knochenbildung um 6% nach 5/6-Nephrektomie läßt sich bei parathyreoidektomierten Tieren statistisch nicht sichern. Da die Resorptionsrate bei 5/6-nephrektomierten Ratten während einer Versuchsdauer von 6 Tagen trotz einer Hyperplasie der Nebenschilddrüsen mit Vermehrung der Osteoklasten nicht gesteigert ist, muß die celluläre Resorptionsleistung der Osteoklasten bei Ratten mit akuter Niereninsuffizienz gedrosselt sein.

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Bone-formation rate and bone-resorption rate in renal insufficiencyAn experimental study on the pathogenesis of renal osteopathy

Summary Bone-formation rate and bone-resorption rate were measured with a tetracycline and alizarin red labelling technique in rats with acute renal insufficiency (5/6-nephrectomy). In short term experiments (72 h and 6 d) bone-formation rate is significantly reduced (–22%) in 5/6-nephrectomized animals as compared with sham-operated, pair-fed controls. The reduction of the bone-formation rate was no longer significant in parathyroidectomized animals with renal insufficiency. The reduction is not caused by acidosis and elevation of serum urea (NH₄Cl-acidosis and administration of urea in drinking water).In spite of the hyperplasia of the parathyroid glands and the increase of osteoclasts in uremic rats the rate of bone resorption was somewhat decreased in 6 day experiments. This result suggests that bone resorption in renal insufficiency is reduced at the cellular level.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Morphometrische,elektronenmikroskopische und physikalisch-chemische Untersuchungen über die experimentelle Osteoporose bei chronischer Acidose

Zusammenfassung Bei 10 epithelkörperchenintakten und bei 10 parathyreoidektomierten Ratten wurde durch Ammoniumchloridgabe im Trinkwasser in einem 6wöchigen Versuch eine chronische Acidose erzeugt. Je 10 epithelkörperchenintakte und parathyreoidektomierte Ratten dienten als Kontrollen. Zur Bestimmung der Oberflächen- und Volumenanteile der Spongiosa wurden die Tibiametaphysen unentkalkt histologisch aufgearbeitet und mit einem richtungsunabhängigen Punktzählverfahren quantitativ ausgewertet. Von den Femora wurden physikalisch-chemische Knocheneigenschaften bestimmt (Dichte, Aschgehalt, Calciumgehalt). Elektronenmikroskopisch erfolgte außerdem die Beurteilung der Struktur der Osteocyten und der periosteocytären Matrix.Die chronische Acidose erzeugt in gleicher Weise bei den epithelkörperchenintakten und parathyreoidektomierten Tieren eine Osteoporose mit gesteigerter osteoklastärer und osteocytärer Resorption. Das Osteoid bleibt in seinem Volumen und in seiner Oberflächenausdehnung unbeeinflußt. Durch eine erhöhte osteocytäre Osteolyse kommt es zu einer starken Demineralisation bei teilweise erhaltener organischer Knochenmatrix. Die Veränderungen treten unabhängig von der Anwesenheit funktionierender Epithelkörperchen auf. Der Wirkmechanismus des Parathormons auf das Knochensystem und den Säure-Basenhaushalt wird diskutiert.

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Morphometric, electron microscopic and physico-chemical investigation in experimental osteoporosis induced by chronic acidosis in the rat

Summary 10 parathyroidintact (INT) and 10 parathyroidectomized (PTX) rats received 2% ammoniumchlorid in drinking water in a 6 weeks' experiment. 10 INT and 10 PTX animals served as untreated controls. For determination of the volume and the surfaces of the spongeous bone the tibia metaphysis was undecalcified prepared for microscopic examination. These sections were determined with a special integration eyepiece undependent of direction. In addition, some physico-chemical properties of the femur such as density, ash and calcium content were measured. By electron microscopy the structure of the osteocytes as well as of the periosteocytic matrix was investigated.Chronic acidosis causes in the same manner in parathyroidintact and parathyroidectomized animals an osteoporosis due to increased osteoclastic resorption. The volume and the surface extent of the osteoid, however, remained unchanged. Ash and calcium content per dry volume and per fat free substance of the femur were decreased after treatment with ammoniumchlorid. In electron microscopy the osteocytes showed an increased number of cell organelles and a demineralization of the surrounding matrix. Increased osteocytic osteolysis in chronic acidosis induces a higher removal of bone mineral than resorption of the organic components of bone. The observed bone changes are independent of the presence of functioning parathyroid glands. Thus can be concluded that in this experimental model chronic acidosis mimics the effect of parathyroid hormone on bone resorption. The relatio nof parathyroid hormone to the acid-base-balance of the organism is discussed.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Über die willkürliche Aufnahme von Salzlösungen

Zusammenfassung Bei Verabreichung von NaCl, KCl, MgCl₂, NH₂Cl und CaCl₄ in 1/50 molarer Konzentration an Ratten wählen weibliche Ratten am meisten NaCl, und eine metabolische Belastung durch Insulin oder Glucose ruft bei ihnen keine Veränderung des Appetits auf NaCl hervor. Die männlichen Ratten wählen nicht so stark die NaCl-Lösung aus und bei ihnen verstärkt die Belastung durch Laufen den Konsum von NaCl. Wenn den Ratten nebst den obenerwähnten Salzlösungen gleichzeitig 1/25, 1/12,5, 1/6,25 und 1/3,125 molare Kochsalzlösung angeboten wurde, dann wählten die Tiere die 1/6,25 molare NaCl-Lösung in einem weitaus stärkeren Maße. Die metabolische Glucose- und Insulinbelastung führte auch hier bei den weiblichen Ratten zu keiner Veränderung in der Auswahl dieser Lösung; die männlichen Ratten nahmen bei der Belastung durch Muskelarbeit wieder mehr Lösung zu sich.     

Zur Pathogenese der durch Alkohol induzierten Fetteinlagerung in die Leber

Zusammenfassung 1. In der vorliegenden Arbeit sollte geprüft werden, ob für die Fetteinlagerung in die Leber durch akute Alkoholzufuhr vorweigend eine Neusynthese von Fettsäuren in der Leber oder eine Mobilisierung von Fettsäuren aus dem peripheren Fettgewebe verantwortlich ist. Hierzu wurde der Einfluß von Alkohol auf den Gehalt von Metaboliten und Coenzymen des Fett- und Kohlehydratstoffwechsels unter verschiedenen Ausgangsbedingungen in der Rattenleber und auf Metabolitspiegel im Blut bei der Ratte und beim Menschen gemessen.2. Die durch die Alkoholoxydation selbst bedingten Stoffwechseländerungen in der Leber (deutliche Zunahme der Reduktion des cytoplasmatischen NAD-Systems der Leber, gemessen an den Quotienten Lactat/Pyruvat,-Glycerophosphat/Dihydroxyacetonphosphat, NADH/NAD und Anstieg des Acetyl-CoA-Gehaltes) sind bereits sehr früh nach einmaliger Alkoholgabe zu beobachten.3. Die Triglycerideinlagerung in die Leber erfolgt im Vergleich hierzu erst relativ spät und geht parallel dem Anstieg der freien Fettsäuren im Plasma, die in den ersten Stunden nach der Gabe von Alkohol zunächst abfällt.4. Unter proteinarmer Kost (0,5% Protein) nimmt die Aktivität der Alkohol-Dehydrogenase in der Leber stark ab. Nach 3 Wochen beträgt sie nur noch 15% des Wertes der Kontrolltiere. Unter diesen Bedingungen ist die Alkoholoxydation, gemessen an der Abnahme des Blutalkoholspiegels nach einmaliger Alkoholabgabe, stark verlangsamt. Hierdurch ist bei gleicher Alkoholdosis die Alkoholkonzentration im Blut eiweißarm ernährter Ratten stärker und über längere Zeit erhöht als bei normal ernährten Tieren. Auch beim Menschen ist der Alkoholabbau, gemessen an der Alkoholelimination im Blut, unter eiweißarmer Kost deutlich verringert.5. Bei proteinarm ernährten Ratten bleiben, wie bei der verminderten Oxydationskapazität für Alkohol zu erwarten, die Stoffwechseländerungen in der Leber durch die Äthanoloxydation (Zunahme der Reduktion des cytoplasmatischen NAD-Systems, Anstieg des Acetyl-CoA-Gehaltes und der-GP-Konzentration) aus oder sind stark reduziert. Die Triglycerideinlagerung in die Leber ist dagegen noch ausgeprägter als bei den normal ernährten Kontrollen. Auch die Ketokörperkonzentration und der Quotient-HOB/AcAc nehmen in der Leber und im Blut stärker zu als bei Normaltieren.6. Die Hemmung der Ausschüttung der lipolytisch wirksamen Catecholamine durch Adrenalektomie oder Gabe von-Receptorenblockern vermindert die alkoholinduzierte Triglycerideinlagerung in die Leber. Stoffwechseländerungen durch die Alkoholoxydation selbst, wie der Anstieg der Quotienten Lactat/Pyruvat und NADH/NAD in der Leber entsprechen dabei den Befunden der Kontrolltiere.7. Über 12 Std dauernde Alkoholeinwirkung führt bei Ratten, die Standardkost erhielten zu einer deutlichen Zunahme langkettiger Acyl-Co-Ester in der Leber. Bei proteinarm ernährten Ratten ist die Akkumulation langkettiger Acyl-CoA-Ester in der Leber unter Äthanol noch erheblich ausgeprägter. In den beiden Fällen erfolgt die Zunahme auf Kosten von freiem CoA. Die starke Zunahme des Gehaltes an Acetyl-CoA-Ester läßt eine feed-back-Hemmung der Fettsäuresynthese am Ort der Acetyl-CoA-Carboxylase vermuten.8. Bei hyperthyreoten Ratten ist die Oxydationskapazität für-Glycerophosphat (-GP) um eine Größenordnung gegenüber Normaltieren erhöht. Diese Stoffwechseländerung bietet eine Möglichkeit, den Einfluß von-GP auf die Triglycerideinlagerung zu untersuchen, da-GP rascher oxydiert wird und für die Triglyceridsynthese weniger zur Verfügung steht. Wie zu vermuten, wird der Anstieg des-GP-Gehaltes in der Leber nach Alkoholgabe durch Hyperthyreose vermindert. Gleichzeitig ist die Triglycerideinlagerung durch Äthanol deutlich geringer als bei euthyreoten Tieren.9. Beim Menschen verhalten sich die Redoxquotienten Lactat/Pyruvat,-HOB-AcAc, sowie weitere Stoffwechseleffekte, im Blut nach oraler Alkoholgabe analog den bei den Tierversuchen beobachteten Veränderungen.10. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß akute Alkoholzufuhr nicht zu einer gesteigerten Fettsäuresynthese in der Leber führt. Die Fettsäuren für die akute alkoholinduzierte Triglycerideinlagerung stammen wahrscheinlich vorwiegend aus dem peripheren Fettgewebe, wo sie durch indirekte Alkoholeinwirkung vermehrt freigesetzt werden. Der starke Anstieg des-GP-Gehaltes ist zusammen mit dem vermehrten Fettsäureangebot entscheidend für die bevorzugte Triglyceridsynthese.Die Ergebnisse wurden z.T. bereits an anderer Stelle veröffentlicht [2–6]. Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Fluorescenzmikroskopische Beobachtungen an der lebenden Rattenschilddrüse

Zusammenfassung Bei fluorescenzmikroskopischen Untersuchungen ließ sich die Gewebsstruktur der lebenden Schilddrüse von Ratten mit den Fluorochromen Acridinorange und dioxypyrendisulfosaurem Natrium differenziert darstellen. Im Fluorescenzbild waren in Nachbarschaft der Gefäßbannen rot leuchtende, granulierte Zellen zu beobachten, die histologisch und histochemisch als Mastzellen charakterisiert werden konnten. Die unter Hormongaben in Erscheinung tretenden histomorphologischen Veränderungen am Schilddrüsenparenchym und -kolloid wurden fortlaufend fluorescenzmikroskopisch verfolgt. Während der Aktivierung der Schilddrüse durch thyreotropes Hormon fand sich eine Abnahme der Bindungsfähigkeit des Kolloids für dioxypyrendisulfosaures Natrium sowie entsprechend den bisher an Hand histologischer Schnittpräparate geäußerten Vorstellungen eine Verbreiterung bzw. Erhöhung des Epithels. Mastzellen ließen sich bisher außer bei der Ratte nur noch in der Schilddrüse vom Fuchs nachweisen. An der Ratte war erne Beeinflussung von Form und Zahl dieser Zellen durch thyreotropes Hormon oder Methylthiouracil nicht festzustellen.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.Die fluorescenzmikroskopischen Untersuchungen wurden im Pathologischen Institut der Westf. Wilhelms-Universität zu Münster (damaliger Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. H.Siegmund ) ausgeführt.     

Zur Frage der Beeinflussbarkeit der Bromsulfophthaleinprobe durch die Serumeiweissfraktionen

Zusammenfassung Im Schrifttum liegen widersprechende Angaben über die Beeinflussung der Bromsulfophthaleinprobe durch eine gleichzeitig bestehende Hypalbuminämie vor. Wir haben daher in 463 Fällen quantitativ die Gesamtproteine, Albumine und Globuline bestimmt, die Serumeiweißfraktionen elektrophoretisch weiter aufgetrennt und die Bromsulfophthaleinprobe mit dem subjektiv und objektiv gut verträglichen PräparatHepartest-Casella (WZ) durchgeführt. Bei 10 fieberfreien Nephrose-Patienten mit einer Hypalbuminämie von 11–21% war die Bromsulfophthaleinprobe, auch bei mehrfachen Kontrolluntersuchungen, stets negativ; es fand sich also keine Beeinflussung der Bromsulfophthaleinprobe durch eine extreme Hypalbuminämie. Die übrigen 453 Blutseren stammten von lungentuberkulösen Kranken, die entsprechend ihrem Serumalbumingehalt in 5 Gruppen aufgeteilt wurden. In allen Gruppen war die Prozentzahl der positiven Bromsulfophthaleinproben nahezu gleich groß, etwa 30–38% der Fälle. Es fand sich weder ein markanter Übergang von normalen Bromsulfophthaleinproben zu positivem Ausfall innerhalf dieser Gruppen, noch eine stetige Zunahme der positiven Bromsulfophthaleinproben mit fallender Serumalbuminkonzentration. Entscheidend für den positiven Ausfall der Bromsulfophthaleinprobe ist nur die durch Leberzellschaden bedingte pathologische Zusammensetzung der Serumalbumine (Hepatitis-Albumin) und die gestörte exkretorische Funktion der Leberzelle.     

Die Harnstoff- und Elektrolytkonzentrationen im Nierenmarkgewebe nach zweitägiger Infusion hypertoner Harnstoff- und NaCl-Lösungen

Zusammenfassung Um die gegenseitige Beeinflussung von Harnstoff und NaCl bei der Bildung eines konzentrierten Harns zu untersuchen, werden Ratten 2 Tage lang NaCl-Lösungen mit wechselndem Harnstoffgehalt infundiert. Sodann werden der Harn sowie das Gewebe der Nierenrinde, des äußeren Marks und des inneren Marks auf ihren Gehalt an Kalium, Natrium und Harnstoff analysiert.Es wird gefunden, daß die Konzentrierfähigkeit der Rattenniere unter diesen Versuchsbedingungen für NaCl bei gleichzeitiger Zufuhr von Harnstoff geringer wird. In der Niere steigen NaCl und Harnstoffkonzentrationen unter allen Infusionsbedingungen von der Nierenrinde zur Nierenpapille hin an. Bei Infusion reiner NaCl-Lösungen entsprechen die NaCl- und Harnstoffkonzentrationen im Harn denen in der Papille. Bei Infusion von harnstoffhaltigen NaCl-Lösungen sind im Harn die NaCl-Konzentrationen höher und die Harnstoffkonzentrationen niedriger als im Papillengewebe.Diese Ergebnisse schließen aus, daß die hohen Harnstoffkonzentrationen im Nierenmarkgewebe durch einfache Diffusion des Harnstoffes aus den Sammelrohren in das Nierenmarkgewebe zustande kommen. Es wird die Möglichkeit diskutiert, daß die Harnstoffkonzentrierung unter den hier wiedergegebenen Versuchsbedingungen durch Gegenstromdiffusion in dem Vasa recta-System verursacht wird. Der Konzentriereffekt hierfür könnte durch einen Wasserfluß aufgrund osmotischer Kräfte von dem Blutgefäßsystem in die Henleschen Schleifen zustande kommen, wenn der Harn in den Henleschen Schleifen durch Aufnahme von NaCl, das aus den Sammelrohren stammt, hyperton wird.     

Histologische Untersuchungen bei experimenteller Pneumocystis-Pneumonie

Zusammenfassung Bei 77 unterschiedlich alten Ratten konnte durch langandauernde Resistenzschwächung mit hohen Cortisondosen nach der Methode vonWeller (1) eine Lungenpneumocystose bzw. eine regelrechte Pneumocystis-Pneumonie erzeugt werden. Diese Befunde traten sowohl bei den vorher mit pneumocystenhaltigem Lungenmaterial infizierten als auch bei den lediglich mit Cortison resistenzgeschwächten Kontrollratten auf. Letzteres spricht für die Aktivierung einer von vornherein bei Ratten vorhandenen, latenten Pneumocystisinfektion und gegen die Möglichkeit einer Übertragung des Parasiten von Mensch auf Tier unter den gegebenen Versuchsbedingungen.Die Intensität der in vielen Fällen vorhandenen interstitiellen Entzündung steht in indirektem Verhältnis zum Grad der Resistenzverminderung und der Schwächung der mesenchymalen Reaktionen durch Cortison.Die in den Rattenlungen auftretenden Formen von Pneumocystis Carinii sind identisch mit den bei der Pneumocystis-Pneumonie des Säuglings beschriebenen. Sie machen in den Lungenalveolen einen Vermehrungscyclus durch. Das Vorkommen von Pneumocystis Carinii in Alveolarzellen wird als Ergebnis einer Phagocytose gedeutet.Pneumocystis Carinii ist strukturell, größenordnungs- und wachstumsmäßig von Hefe zu unterscheiden und wird als ein Protozoid aufgefaßt.

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Summary In 77 rats of various ages a pulmonary pneumocystosis or a regular pneumocystis-pneumonia could be produced by lowering their resistance with high doses of cortisone according to the method ofWeller (1). These pulmonary changes were seen in rats infected with pneumocystis-containing lung material from human cases as well as in control animals treated only with cortisone. Obviously an activation of a latent pneumocystis-infection of the rats occurs.The animals with the lowest resistance show only pneumocystosis of the lungs; the animals with higher resistance a chronic interstitial inflammation (pneumocystis-pneumonia).The forms of Pneumocystis Carinii in rat lungs are identical with the forms described in pneumocystis-pneumonia of infants. In the alveoli the parasites reproduce in a certain cycle. The appearance of Pneumocystis Carinii in alveolar cells is interpreted as a result of a phagocytosis.Pneumocystis Carinii can be distinguished easily by structure, size and type of growth from several yeasts examined for comparative purposes. It is believed to be a protozoan.

     

Über den Askorbinsäuregehalt der Rattenorgane bei Avitaminose B

Zusammenfassung Durch Verabreichung einer Nahrung, die von Vitaminen der Gruppe B frei war, kommt es bei Ratten zur Herabsetzung der Askorbinsäuresynthese, die sich ihrerseits durch verminderten Gehalt in den Organen dokumentiert. Die größte Abnahme wurde in der Leber festgestellt, eine geringere im Gehirn, in der Ileumwand und in den Hoden. Die Nebennieren hatten relativ keinerlei Abnahme des Askorbinsäuregehaltes aufzuweisen. Bei durch Verhungern eingegangenen Ratten war der Gehalt an Askorbinsäure in den untersuchten Organen normal.     

Renales Kallikrein-Kinin-System und Blutdruckregulation

Zusammenfassung Das mit dem Urin ausgeschiedene Kallikrein scheint in der Niere gebildet zu werden. Hauptbildungsort von Kallikrein in der Niere ist das distale Tubulussystem vom juxtaglomerulären Apparat bis zu den Sammelrohren. Die Infusion von Kininen in die Nierenarterie führt zu einer Zunahme des renalen Blutflusses sowie zur Diurese und Natriurese, wobei ein Teil der Wirkung der Kinine offenbar durch Prostaglandine vermittelt wird. Bisher ist jedoch nicht klar, welche physiologische Wirkung dem Kallikrein-Kinin-System für die Natrium- und Volumenhomöostase bzw. für die Blutdruckregulation zukommt. Die Bildung und Ausscheidung von Kallikrein wird durch Mineralocorticoide gesteigert und durch Spironolactone vermindert. Die Diuretika Furosemid, Bumetanid und Bendroflumethiazid steigern die Kallikrein-ausscheidung. Urin-Kallikrein ist in vitro in der Lage, die Säure- und Kryoaktivierung von inaktivem Renin zu beschleunigen. Es ist jedoch noch unklar, ob Nierenkallikrein eine physiologische Rolle bei der Umwandlung von inaktivem Prorenin in enzymatisch aktives Renin spielt.Bei spontan hypertensiven Ratten wurde sowohl eine erniedrigte, eine normale wie eine erhöhte Kallikrein-Ausscheidung beschrieben. Ratten, die aufgrund einer genetisch bedingten Empfindlichkeit gegenüber Kochsalz unter gesteigerter Natriumzufuhr eine Hypertonie entwickeln, weisen eine stark erniedrigte Kallikrein-Ausscheidung auf. Bei Patienten mit primärem Aldosteronismus liegt eine erhöhte, bei einem Teil der Patienten mit stabiler essentieller Hypertonie eine erniedrigte Kallikrein-Ausscheidung vor. Bei Patienten mit labiler essentieller Hypertonie scheint jedoch die Kallikrein-Ausscheidung im Normbereich zu liegen. Diese Befunde lassen vermuten, daß die verschiedentlich bei Patienten mit essentieller Hypertonie festgestellte Erniedrigung der Kallikrein-Ausscheidung eher eine Folge des Hochdrucks als dessen Ursache darstellt. Offenbar spielt das renale Kallikrein-Kinin-System keine primäre Rolle in der Pathogenese der Hypertonie.