Die β-Laktamase-Inhibitoren und ihre klinische Bedeutung

Zusammenfassung Zu den verschiedenen Möglichkeiten der Überwindung einer -Laktamase-bedingten Resistenz von Mikroorganismen gehört der Einsatz von Enzyminhibitoren, die selbst keine nennenswerte eigene antimikrobielle Aktivität aufweisen, jedoch in Kombination mit einem Breitspektrumantibiotikum vom -Laktamtyp synergistisch wirken. Auf diese Weise gelangen -Laktam-resistente Bakterien erneut in das Wirkungsspektrum von Substanzen wie Penicillin G oder Ampicillin, die aufgrund steigender Resistenzentwicklung in den letzten Jahren ihre therapeutische Effizienz zu verlieren drohen. 6--Bromopenicillansäure und die sogenannten Olivansäuren weisen eine bemerkenswerte Hemmpotenz gegenüber verschiedenen -Laktamasen auf. Die mikrobiologischen und bisher vorliegenden pharmakokinetischen Daten eines Penicillansäuresulfons, das ebenfalls signifikante Hemmeigenschaften verschiedener klinisch relevanter -Laktamasen besitzt, werden diskutiert. Von Clavulansäure, einem Stoffwechselprodukt vonStreptomyces clavuligerus mit -Laktamstruktur konnte ebenfalls gezeigt werden, daß es ein progressiver Hemmstoff der -Laktamasen vom Richmond-Typ II-V ist. Neben den bisher vorliegendenIn-vitro-Untersuchungen werden auch Ergebnisse klinischer Studien mit der Kombination Clavulansäure und Amoxicillin erwähnt.

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Inhibitors of -lactamases and their clinical significance

Summary One of the various possibilities of overcoming bacterial resistance due to -lactamase production is with enzyme inhibitors. These have no remarkable intrinsic antimicrobial activity, but act synergistically in combination with a broad spectrum antibiotic of the -lactam type. Thus -lactam resistant bacteria are once again within the antibacterial spectrum of substances like penicillin G or ampicillin, which have been in danger of losing their therapeutical effectiveness in recent years due to an ever increasing development of resistance. 6--bromopenicillanic acid and the so-called olivanic acids exhibit remarkable inhibitory properties against several -lactamases. Microbiological and pharmacokinetic data published recently on a penicillanic acid sulfone, which also shows significant inhibitory properties against several clinically relevant -lactamases, are discussed in this paper. Clavulanic acid, a recently discovered product ofStreptomyces clavuligerus with a -lactam structure, acts as a progressive inhibitor of Richmond type II-V -lactamases. In addition to microbiological and enzyme-kineticin vitro data, results of clinical studies with the combination clavulanic acid and amoxicillin are summarized.

     

Perspectives of beta-lactamases inhibitors in therapy of infections caused by Escherichia coli or Klebsiella with plasmidic resistance to third generation cephalosporins

Summary New plasmidic -lactamases inactivating so far stable cephalosporins, aztreonam and cephamycins restrict the use of these antibiotics in therapy of infections, e.g., byEscherichia coli and Klebsiella. Thus, combinations of -lactamase inhibitors and -lactam antibiotics were investigatedin vitro with regard to their therapeutic perspectives. Minimal inhibitory concentrations and the kinetics of killing in a pharmacodynamic model were determined. Extended broad spectrum betalactamases (EBS--lactamases) representative both for the TEM- and SHV-type were included. None of the available fixed combinations of penicillins and -lactamase inhibitors appears useful for therapy of infections caused by producers of EBS--lactamases. In contrast, combinations of piperacillin and tazobactam or sulbactam plus cephalosporins (cefoperazone, cefotaxime, ceftazidime) or aztreonam are highly active (both by their MICs and bactericidal activity) against TEM-type EBS--lactamases, but less promising for the SHV-type EBS--lactamases, and plasmidic cephamycinase. Of the -lactams available, the monobactam carumonam and the carbapenems (imipenem, meropenem) remain safe in infections caused byE. coli and Klebsiella EBSBase producers.

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Therapeutische Perspektiven von -Laktamase-Inhibitoren bei Infektionen durch Escherichia coli oder Klebsiella mit plasmid-determinierter Resistenz gegenüber Drittgenerationscephalosporinen

Zusammenfassung Neue plasmid-kodierte -Laktamasen inaktivieren bisher stabile Cephalosporine, Aztreonam und Cephamycine. Sie schränken damit die therapeutische Sicherheit dieser Antibiotika bei Infektionen zum Beispiel durchEscherichia coli oder Klebsiellaarten ein. Deshalb wurden die therapeutischen Perspektiven von Kombinationen aus -Laktamase-Inhibitoren und -Laktam-Antibiotikain vitro analysiert. Die minimalen Hemmkonzentrationen (MHK) wurden gemessen. Zu einem pharmakokinetischen Modell wurde die Abtötungskinetik bestimmt. Einbezogen wurden Enzyme sowohl aus der TEM- als auch der SHV-Reihe. Keine der beiden zugelassenen festen Kombinationen aus Penicillinen und -Laktamase-Inhibitoren erwies sich als erfolgversprechend für die Therapie von Infektionen durch Stämme, welche -Laktamasen mit erweitertem Spektrum produzieren. Demgegenüber waren Kombinationen aus Piperacillin und Tazobactam oder Sulbactam mit Cephalosporinen (Cefoperazon, Cefotaxim, Ceftazidim) oder Aztreonam sowohl aufgrund ihrer MHK-Werte als auch ihrer bakteriziden Aktivität im pharmakodynamischen Modell hochaktiv gegenüber TEM--Laktamasen mit erweitertem Spektrum, jedoch weniger wirksam bei Stämmen mit neuen Enzymen der SHV-Reihe und plasmid-kodierter Cephamycinasen. Unter den derzeit vorhandenen -Laktam-Antibiotika kommt anhand ihrerIn-vitro-Aktivität dem Monobactam Carumonam sowie den Carbapenemen (Impipenem, Meropenem) auch ohne -Laktamase-Inhibitor die größte therapeutische Sicherheit bei Infektionen durchE. coli und Klebsiella-Stämme mit der Fähigkeit zur Synthese von -Laktamasen mit erweitertem Spektrum zu.

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Symposium 2nd Biennial Conference on Chemotherapy of Infectious Diseases and Malignancies, Montreux, March 5^th–8^th, 1989.

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Supported by Pfizer GmbH, Karlsruhe, FR Germany.     

Biochemical characteristics of extended broad spectrum β-lactamases

Summary Extended broad spectrum -lactamases such as TEM-3 (CTX-1), TEM-5 (CAZ-1), TEM-10 and RHH-1 were purified and found to have lower specific activities than the TEM-1 or TEM-2 -lactamases. Total hydrolytic activity in crude extracts was also lower for the extended broad spectrum enzymes. These -lactamases hydrolyzed not only penicillins such as carbenicillin, cloxacillin and piperacillin, but also cephalosporins and monobactams. The most notable differences in substrate profiles between the extended broad spectrum enzymes and TEM-2 enzymes occurred with oxime-containing antibiotics. Although all the extended broad spectrum enzymes described above hydrolyzed cefotaxime, ceftazidime and aztreonam, the four enzymes could be easily differentiated: TEM-3 hydrolyzed cefotaxime preferentially, TEM-5 and RHH-1 hydrolyzed ceftazidime approximately three times faster than cefotaxime, whereas TEM-10 hydrolyzed ceftazidime 42 times faster than cefotaxime. All the enzymes were inhibited well by clavulanic acid, with I₅₀ values ranging from 4.3 to 12 nM, compared to 130 nM for TEM-2. Inhibition by sulbactam was also better for the extended broad spectrum than for the TEM-2 -lactamases, with I₅₀ values of 12–940 nM for the extended broad spectrum enzymes, compared to 1600 nM for the TEM-2 -lactamase.

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Biochemische Eigenschaften der Breitspektrum--Laktamasen mit erweitertem Wirkungsspektrum

Zusammenfassung Breitspektrum--Laktamasen mit erweitertem Wirkungsspektrum wie TEM-3 (CTX-1), TEM-5 (CAZ-1), TEM-10 und RHH-1 zeigten in gereinigter Form geringere spezifische Aktivität als -Laktamasen vom Typ TEM-1 oder TEM-2. Auch in Rohextrakten war ihre hydrolytische Gesamtaktivität vergleichsweise geringer. Sie hydrolysierten nicht nur Penicilline wie Carbenicillin, Cloxacillin und Piperacillin, sondern auch Cephalosporine und Monobaktame. Bei Antibiotika mit Oxim-Seitenkette waren die Substratprofile mit Enzymen vom TEM-2-Typ und Enzymen mit erweitertem Wirkungsspektrum am eindeutigsten verschieden. Trotz ihrer gemeinsamen Eigenschaft, Cefotaxim, Ceftazidim und Aztreonam zu hydrolysieren, waren Unterschiede zwischen -Laktamasen mit erweitertem Wirkungsspektrum leicht nachzuweisen: TEM-3 hydrolysierte vor allem Cefotaxim; Ceftazidim wurde durch TEM-5 und RHH-1 etwa dreimal so schnell hydrolysiert wie Cefotaxim und durch TEM-10 42mal so schnell. All diese Enzyme waren durch Clavulansäure gut zu hemmen, dabei lagen die I₅₀-Werte zwischen 4,3 und 12 nM, die für TEM-2 hingegen bei 130 nM. Auch Sulbactam hatte gegenüber den -Laktamasen mit erweitertem Wirkungsspektrum stärkere Hemmwirkung als gegenüber TEM-2 -Laktamasen, mit I₅₀-Werten von 12–940 nM im Vergleich zu 1600 nM.

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Supported by Pfizer GmbH, Karlsruhe, FR Germany.     

Epidemiology of extended spectrum β-lactamases

Summary -lactamases play a major part in resistance, as recently redemonstrated by the emergence of extended spectrum -lactamases. Since its discovery in FR Germany, SHV-2 has been reported from four continents and CTX-1 (TEM-3) was established in at least 26 French hospitals. More than 12 other enzymes have been individualized. The newest aspect of resistance was probably underestimated because most strains of enterobacteria (mainlyKlebsiella pneumoniae) appeared susceptible to oxyimino--lactams as suggested by MICs or diameters of inhibition zone sizes. The double-disk synergy test between amoxicillin/clavulanic acid and oxyimino--lactams was useful to easily detect two susceptibility patterns (CTX, CAZ). Extended spectrum -lactamases isolated among nosocomial isolates of enterobacteria (urines, blood, wound, sputum cultures) mostly from intensive care units have spread through hospitals. If outbreaks were described, numerous serotypes were identified inKlebsiella pneumoniae. In France the distribution of extended spectrum -lactamases showed that CTX-1 (TEM-3) was well distributed among ten species unlike SHV-type enzymes (SHV-2, SHV-3, SHV-4) preferentially detected inKlebsiella pneumoniae. A majority of strains produced CAZ-type enzymes inEscherichia coli. Some isolates produced two extended spectrum -lactamases. In Tunisia extended spectrum -lactamase producing strains were mainly identified among pediatric isolates ofKlebsiella pneumoniae, Salmonella andEscherichia coli; SHV-2 was predominant but recently CTX-1 and two other types with an isoelectric point of 6.35 and 5.4 (phenotype CTX) were individualized. Because plasmid-encoded, this mechanism was spreading in France among enterobacteria with other resistance markers (e.g. netilmicin, amikacin) for CTX-1 unlike SHV-2. The transferability of extended spectrum -lactamases appeared to occur less frequently from isolates of enterobacteria issued from Tunis and particularly for the first isolates ofSalmonella wien. The transmissible resistance to other antibiotics such as aminoglycosides was demonstrated in 1988. It seems highly likely that the use of newer antibiotics favors the appearance of extended spectrum -lactamases.

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Epidemiologie der Breitspektrum--Laktamasen

Zusammenfassung -Laktamasen spielen in der bakteriellen Resistenz eine entscheidende Rolle; dies bestätigte sich erneut mit dem Auftreten von Breitspektrum--Laktamasen. Nach Erstentdeckung in der Bundesrepublik wurde SHV-2 in vier Kontinenten nachgewiesen; in mindestens 26 französischen Krankenhäusern trat CTX-1 (TEM-3) auf. Mehr als 12 weitere Enzyme wurden identifiziert. Die Bedeutung dieser neuesten Resistenz-Form wurde wahrscheinlich unterschätzt, da die meisten Stämme von Enterobakterien (vor allemKlebsiella pneumoniae nach Ergebnissen der MHK-Bestimmungen oder Hemmhofdurchmesser gegen Oxyimino--Laktame empfindlich zu sein schienen. Zwei Empfindlichkeitsmuster (CTX, CAZ) lassen sich mit dem Doppel-Blättchen-Synergismus-Test von Amoxicillin/Clavulansäure und Oxyimino--Laktamen ohne Schwierigkeiten nachweisen. In den Krankenhäusern haben sich Breitspektrum--Laktamasen ausgebreitet, die bei nosokomialen Enterobakterien-Stämmen (aus Urin-, Blut-, Wund- und Sputumkulturen), vorwiegend aus Intensivstationen, zu finden sind. Bei Ausbrüchen vonKlebsiella pneumoniae-Infektionen fanden sich zahlreiche Serotypen. Untersuchungen zur Verteilung der Breitspektrum--Laktamasen in Frankreich zeigten, daß CTX-1 (TEM-3) unter zehn Spezies verbreitet ist, während sich die Enzyme vom Typ SHV (SHV-2, SHV-3, SHV-4) vorwiegend inKlebsiella pneumoniae nachweisen lassen. BeiEscherichia coli bildeten die meisten Stämme Enzyme vom Typ CAZ. Manche Isolate bildeten zwei Breitspektrum--Laktamasen. Breitspektrum--Laktamasebildung durchKlebsiella pneumoniae, Salmonella undEscherichia coli wurde in Tunesien vor allem in Isolaten aus der Pädiatrie nachgewiesen; am häufigsten fand sich SHV-2, kürzlich wurden aber auch CTX-1 und zwei andere Typen mit isoelektrischem Punkt von 6,35 und 5,4 (Phänotyp CTX) identifiziert. Da diese Enzyme durch Plasmide kodiert sind, breitete sich dieser Resistenzmechanismus in Frankreich für CTX-1 zusammen mit anderen Resistenzmarkern aus (z. B. Resistenz gegen Netilmicin, Amikacin), was für SHV-2 nicht der Fall war. Bei Enterobakterien-Isolaten aus Tunis, vor allem den erstenSalmonella wien-Isolaten, war die Übertragbarkeit von Breitspektrum--Laktamasen offensichtlich seltener. 1988 wurde übertragbare Resistenz gegen andere Antibiotika wie Aminoglykoside festgestellt. Es scheint sehr unwahrscheinlich, daß die Verwendung neuerer Antibiotika das Auftreten von Breitspektrum--Laktamasen begünstigt.

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This study was supported in part by a grant to A. P. (N° 87-33403E) from the Caisse Nationale de l'Assurance Maladie des Travailleurs Salariés.

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supported by Pfizer GmbH, Karlsruhe     

Comparative in vitro activities of amoxicillin-clavulanate,ampicillin-sulbactam and piperacillin-tazobactam against strains of escherichia coli and proteus mirabilis harbouring known β-lactamases

Summary Strains ofEscherichia coli (N=124) andProteus mirabilis (N=29) harboring known -lactamases were analyzed as to their susceptibility to ampicillin, amoxicillin, and piperacillin alone and in combination with sulbactam, clavulanate, and tazobactam. With TEM 1-producingE. coli, a correlation between specific -lactamase activity and the MIC of piperacillin and ampicillin-sulbactam was observed. These strains also showed significant differences in susceptibilities to the various combinations, suggesting that, at least in strains resistant to one combination, several -lactam/-lactamase inhibitor combinations should be tested in the laboratory. All combinations tested enhanced the activity of the -lactam towards TEM 1-producingE. coli, piperacillin-tazobactam being the most active. The drugs were less active to OXA 1 enzymes; solely with piperacillin-tazobactam 90% of strains were within the therapeutic range of the drug. Sulbactam acted synergistically to chromosomally encoded -lactamases, whereas amoxicillin-clavulanate was inactive. Piperacillin and piperacillin-tazobactam inhibited all strains producing chromosomally encoded -lactamases at concentrations within the therapeutic range of the drugs. In contrast, TEM 2 ofP. mirabilis was not sensitive to ampicillin-sulbactam, but to the other combinations; here again piperacillin-tazobactam was the most active.

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Vergleich der In-vitro-Aktivitäten von Amoxicillin-Clavulansäure, Ampicillin-Sulbactam und Piperacillin-Tazobactam gegenüber Stämmen von Escherichia coli und Proteus mirabilis mit bekannten -Laktamasen

Zusammenfassung Wir untersuchten die Empfindlichkeit vonEscherichia coli (N=124) undProteus mirabilis-Stämmen (N=29) mit bekannten -Laktamasen gegenüber Ampicillin, Amoxicillin und Piperacillin, allein und in Kombination mit Sulbactam, Clavulansäure oder Tazobactam. Bei TEM 1-produzierendenE. coli-Stämmen fanden wir eine Korrelation zwischen der spezifischen -Laktamase-Aktivität und der MHK gegenüber Piperacillin oder Ampicillin-Sulbactam. Diese Stämme zeigten auch erhebliche Unterschiede in der Empfindlichkeit gegenüber den untersuchten Kombinationen. Daher ist zu empfehlen, wenigstens bei Stämmen, die gegenüber einer Kombination resistent sind, mehrere -Laktamase-Inhibitor-Kombinationen zu untersuchen. Alle eingesetzten Kombinationen zeigten Synergismus gegen TEM 1-produzierendeE.-coli-Stämme, dabei war Piperacillin-Tazobactam am aktivsten. Gegenüber OXA 1--Laktamasen waren alle Kombinationen weniger wirksam. Nur Sulbactam in der Kombination mit Ampicillin zeigte Synergismus gegen chromosomal kodierte Enzyme, Amoxicillin-Clavulansäure war nicht aktiv. Piperacillin und Piperacillin-Tazobactam waren wirksam gegenüber allen Stämmen mit chromosomal kodierten -Laktamasen, dabei lagen die minimalen Hemmkonzentrationen im therapeutisch nutzbaren Bereich. Demgegenüber war Ampicillin-Sulbactam inaktiv gegen TEM 2-produzierendeP. mirabilis-Stämme, die anderen Kombinationen waren wirksam, dabei zeigte Piperacillin-Tazobactam die höchste Aktivität.

     

Incidence of strains producing extended spectrum β-lactamases in Argentina

Summary The incidence of strains producing transferable -lactamases capable of hydrolyzing third generation cephalosporins or aminothiazole-oximino substituted monobactams in five Buenos Aires hospitals during a four month period was studied. These enzymes were categorized by 1) MIC 1 mg/l for third generation cephalosporins; 2) MIC < 0.06 mg/l for third generation cephalosporins combined with clavulanic acid or sulbactam; 3) sensitivity to imipenem or cephamycins (excluding permeability mutants); and 4) transferable resistance by conjugation. -lactamases hydrolyzing aminothiazole-oximino substituted monobactams were produced by 17.2% of Enterobacteriaceae from intensive care unit patients; 3.6% from inpatients of other units and 1.2% from outpatients. Producers were mainlyKlebsiella spp. (45/46) resistant to aminoglycosides (most of them AAC 3 — AAC 6 producers). Three strains had a an isoelectric point of 6.0, two of 6.5 and three of 7.7. TEM-1 -lactamase (isoelectric point 5.4) was detected in 6/8 strains. An inocolum effect was observed in 40/46 strains. AKlebsiella pneumoniae strain preserved since 1982 also produced a transferable -lactamase hydrolyzing aminothiazole-oximino substituted monobactams.

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Vorkommen von Bakterienstämmen mit erweitertem Breitspektrum -Laktamasen in Argentinien

Zusammenfassung Während einer Zeit von vier Monaten wurde an fünf Krankenhäusern in Buenos Aires nach dem Vorkommen von Stämmen mit Bildung übertragbarer -Laktamasen gesucht, die Cephalosporine der dritten Generation oder aminothiazol-oximino-substituierte Monobaktame hydrolysieren. Kriterien für die Selektion dieser Enzyme waren 1) MHK-Werte von 1 mg/l für Cephalosporine der dritten Generation; 2) MHK-Werte von < 0,06 mg/l für Drittgenerationscephalosporine in Kombination mit Clavulansäure oder Sulbactam; 3) Empfindlichkeit gegenüber Imipenem oder Cephamycinen; 4) Resistenz übertragbar. Zur Bildung von -Laktamasen mit hydrolytischer Aktivität gegen Aminothiazol-oximinosubstituierte Monobaktame waren 17,2% der Enterobacteriaceae-Isolate von Intensivpflegepatienten befähigt, 3,6% der Isolate von Patienten von anderen Stationen und 1,2% der Isolate von ambulanten Patienten. Die meisten der Stämme, die diese Enzyme bildeten (45/46), waren aminoglykosidresistenteKlebsiella spp. (Synthese von AAC 3-AAC 6). Der isoelektrische Punkt lag bei drei Enzymen bei 6,0, in zwei Fällen bei 6,5 und in drei Fällen bei 7,7. Sechs von acht Stämmen bildeten TEM-1 -Laktamase. Bei 40 der 46 Stämme wurde ein Inokulumeffekt festgestellt. Die Bildung übertragbarer -Laktamasen mit hydrolytischer Wirkung gegen Aminothiazolyl-oximino-substitutierte Monobaktame wurde in einem bereits seit 1982 gelagertenKlebsiella pneumoniae-Stamm nachgewiesen.

     

A new plasmidic cefotaximase from patients infected withSalmonella typhimurium

Summary Salmonella typhimurium strains resistant to most -lactams, co-trimoxazole, tobramycin and gentamicin were isolated from patients in two hospitals in Buenos Aires, Argentina, beginning in August 1990. The patients were suffering from meningitis, septicaemia or enteritis. Therapy including ampicillin, ceftriaxone and gentamicin failed. The strains produced a plasmidic (pMVP-4) extended broad-spectrum -lactamase which is more active against cefotaxime than against ceftazidime (V_max for cefotaxime 350 times higher than for ceftazidime). This cefotaximase demonstrates similarity to the previously described CTX-ase-M-1 fromEscherichia coli, but it is distinctly different from CTX-ase-M-1 by its isoelectric point (7.9 for CTX-ase-M-2 in comparison with 8.9 for CTX-ase-M-1) as well as in its lower susceptibility to the -lactamase inhibitors sulbactam, clavulanic acid, tazobactam and BRL 42715. Thus, the -lactamase produced byS. typhimurium strains from Argentina appears to represent a new member (CTX-ase-M-2) of a novel group of plasmidic extended broad-spectrum -lactamases designated as cefotaximases.

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Neue plasmidische Cefotaximase von Patienten mit Salmonella typhimurium-Infektion

Zusammenfassung In zwei Hospitälern in Buenos Aires, Argentinien, wurden von August 1990 anSalmonella typhimurium-Stämme mit Resistenz gegenüber den meisten -Laktamantibiotika, Co-trimoxazol sowie Tobramycin und Gentamicin isoliert. Klinische Diagnosen bei diesen Patienten waren Meningitis, Sepsis oder Enteritis. Antibiotische Therapie mit Ampicillin, Ceftriaxon und Gentamicin blieb erfolglos. DieS. typhimurium-Stämme produzieren eine plasmidische (Plasmid pMVP-4) -Laktamase mit erweitertem Breitspektrum (EBS--Lactamase), welche gegenüber Cefotaxim deutlich aktiver ist als gegenüber Ceftazidim (V_max für Cefotaxim 350 mal größer als für Ceftazidim). Diese Cefotaximase ist verwandt mit der Cefotaximase ausEscherichia coli (CTX-M-1), von der sie sich jedoch im isoelektrischen Punkt (7,9 bei der CTX- ase-M-2 gegenüber 8,9 bei der CTX-ase-M-1) sowie in ihrer Hemmbarkeit durch Sulbactam, Clavulansäure, Tazobactam und BRL 42715 eindeutig unterscheidet. Die beiS. typhimurium-Stämmen in Argentinien gefundene neue -Laktamase wird als zweites Enzym einer neuen Gruppe von -Laktamasen mit erweitertem Breitspektrum vom Cefotaximase-Typ betrachtet.

     

Thein vitro inactivation of thirteen β-lactam antibiotics by other mechanisms than adsorption to faecal substance

Summary We have investigated the antibiotic inactivating capacity of intestinal contentsin vitro in faeces. In the presently reported study the influence of -lactamase catalyzed hydrolysis on the antimicrobial activity of 13 commonly used -lactam antibiotics was investigated, while the influence of non-specific adsorption of antibiotics to faecal compounds was also taken into account. The following antibiotics were tested: benzylpenicillin, amoxicillin, amoxicillin/clavulanate, cloxacillin, piperacillin, temocillin, cefuroxime, cefamandole, cephradine, cefotaxime, ceftazidime, aztreonam and imipenem. Faecal samples were obtained from 30 healthy volunteers. Six different concentrations of each antibiotic were added to 1 g of faeces. After 24 h of incubation at 37°C the remaining amount of active antibiotic was determined by means of a growth inhibition assay. The contribution to the test results of non-specific adsorption to macromolecules was calculated by means of a model and the inactivation data were subsequently corrected. The amount of antibiotic non-specifically bound to faecal macromolecules varied from 0% to 80% of the amount of antibiotic initially added to the faeces. A considerable difference was found in the degree of inactivation of several antibiotics. However, in contrast to earlier investigations, the results of this study show that in a normal population the influence of -lactamase catalyzed hydrolysis on the activity of -lactam antibiotics is apparently very small when compared to the influence of non-specific adsorption of -lactam antibiotics to faecal compounds.

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Inaktivierung von 13 -Laktamantibiotika durch Mechanismen, die nicht auf Adsorption durch Bestandteile der Faeces zurückzuführen sind

Zusammenfassung Die Fähigkeit des Darminhaltes, Antibiotika zu inaktivieren, wurdein vitro untersucht. In der vorliegenden Studie wurde neben der unspezifischen Adsorption von Antibiotika an Stuhlbestandteile vor allem der Einfluß der -Laktamase-vermittelten Hydrolyse auf die anti-mikrobielle Aktivität von 13 gebräuchlichen -Laktamantibiotika untersucht (Benzylpenicillin, Amoxicillin, Amoxicillin/Clavulansäure, Cloxacillin, Piperacillin, Temocillin, Cefuroxim, Cefamandol, Cephradin, Cefotaxim, Ceftazidim, Aztreonam und Imipenem). Die Stuhlproben wurden von 30 gesunden Probanden gewonnen. Jedes Antibiotikum wurde in sechs verschiedenen Konzentrationen jeweils zu 1 g Faeces gegeben. Nach 24 h Inkubationszeit bei 37°C wurde mittels Wachstumshemmtest die Restaktivität des Antibiotikums bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit dem Faktor der unspezifischen Adsorption an Makromoleküle (Berechnung nach entsprechendem Modell) korrigiert. Von der ursprünglich zugegebenen Antibiotikamenge wurden 0 bis 80% unspezifisch an Makromoleküle der Faeces gebunden. Zwischen dem Inaktivierungsgrad der Antibiotika bestanden beträchtliche Unterschiede. Im Vergleich zur unspezifischen Adsorption an Stuhlbestandteile erwies sich in dieser Studie — im Gegensatz zu früheren Untersuchungen — der Einfluß der Hydrolyse durch -Laktamasen auf die Antibiotikaaktivität bei gesunden Personen als sehr gering.

     

Glycosaminoglycano-Hydrolasen im menschlichen Serum

Zusammenfassung Von 200 klinisch gesunden Probanden wurden — in 6 Altersgruppen — die Normalwerte der Serum-Glykosaminoglyzanohydrolasen: Hyaluronidase, -Glukuronidase und -Azetylglukosaminidase ermittelt. Dabei fand sich eine hohe Enzymaktivität der 3 lysosomalen Enzyme im Säuglingsalter und eine Abnahme der Enzymaktivität in der Altersgruppe: 1–15 Jahre. Während die Hyaluronidase zwischen 1 und 80 Jahren etwa gleiche Aktivitäten zeigte, fand sich bei der -Glukuronidase und der -Azetylglukosaminidase ein deutlicher Aktivitätsanstieg mit höherem Lebensalter, der jedoch nur bei der -Azetylglukosaminidase die Enzymaktivität in der ersten Altersgruppe erreichte.Für die -Azetylglukosaminidase wurden pH-Optimum, optimale Substratund Enzymkonzentration bestimmt.

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Summary In the serum of 20 healthy persons, devided into 6 different age-groups, enzyme activity of Hyaluronidase, -Glukuronidase and -Acetylglucosaminidase was determined. High enzymatic activities of the three lysosomal enzymes was found in the first year of life where upon the enzyme activity dropped between twenty and thirty years. Hyaluronidase activity remained relatively constant between twenty and eighty years. In contrast -Glukuronidase and -Azetylglukosaminidase activity increased with advancing age. While -Glukuronidase of aged persons nerver reached the level of the first year activity, the values for -Acetylglucosaminidase can be equivalent in very old and very young persons.In the specific case of -Acetylglucosaminidase pH-optimum, optimal substrate and enzyme-concentration was determined.

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1 m U=freigesetztes Phenolphthalein bzw. Phenol je 1 ml Serum und Min bei 37°C.

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Mir Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Resistance to third generation cephalosporins: the current situation

Summary Newer -lactam antibiotics, notably the third generation cephalosporins (3 GC) have been designed for providing high intrinsic potency against a large variety of microorganisms. Bacterial resistance can occur however, and nowadays, clinicians are concerned by novel situations where even most recently developed compounds can be ineffective. A first situation is generated by bacteria which produce great amounts of chromosomal cephalosporinase. The resistance emerges during therapy, in hospital isolates which are classified as susceptible with conventional susceptibility testing. The prevalence of 3 GC resistance among these gram-negative rods with inducible -lactamase seems to increase in some institutions but the significance of susceptibility testing in this regard is doubtful. It is probably more important to note that the prevalence of gram-negative rods with inducible -lactamases remains stable. A second problem arose with the abrupt development of plasmid mediated -lactamases markedly active against 3 GC. This resistance is underestimated because some strains fall into susceptibility range of 3 GC as determined by MICs or inhibition zone sizes. These extended spectrum enzymes are now distributed over four continents and represent a growing threat.

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Resistenz gegen Cephalosporine der dritten Generation: Gegenwärtige Situation

Zusammenfassung Neuere -Laktamantibiotika, vor allem die Cephalosporine der dritten Generation, wurden im Hinblick auf hohe intrinsische Aktivität gegen ein breites Erregerspektrum konzipiert. Dennoch können Bakterien gegen diese Substanzen resistent werden, und die Ärzte stehen besorgt vor der Situation, daß selbst die neuesten Substanzen wirkungslos sein können. Das eine Problem ist die Produktion chromosomal kodierter Cephalosporinasen in großen Mengen durch bestimmte Bakterien. Die Resistenzentwicklung tritt unter der Therapie auf, betroffen sind Krankenhausstämme, die bei konventioneller Empfindlichkeitstestung sensibel sind. Diese gramnegativen Bakterien mit induzierbarer -Laktamase scheinen in einigen Kliniken zuzunehmen, die Resistenztestung ist in dieser Hinsicht jedoch von fraglichem Wert. Wichtiger erscheint die Feststellung, daß die Prävalenz von gramnegativen Bakterien mit induzierbarer -Laktamase stabil bleibt. Ein zweites Problem ergab sich aus dem plötzlichen Auftreten plasmid-kodierter -Laktamasen, die beträchtliche Wirkung gegen Cephalosporine der dritten Generation haben. Diese Resistenz wird unterschätzt, da einige Stämme noch im Empfindlichkeitsbereich der Cephalosporine der dritten Generation bei MHK-Bestimmung oder im Hemmhoftest liegen. Diese Breitspektrum-Enzyme haben sich inzwischen über vier Kontinente ausgebreitet und stellen eine zunehmende Bedrohung dar.

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Supported by Hoechst AG, Frankfurt/Main.     

The antigenicity of human hemoglobins

Summary The correlation of the antigenicities among native hemoglobins and their subunit chains were investigated by the absorption of antisera and the combination of urea added immunoelectrophoresis with double diffusion. Alphachain showed identity with Hb-F but partial identity with -chain and Hb-A. Beta-chain showed identity with Hb-A but -chain and Hb-F showed partial identity with this chain. Gamma-chain showed identity only with Hb-F and its antigenicity was considered as being different from those of - or -chains.The lines of -, -and -chains were reconfirmed from the facts that the appearance of them depended always on the existence of anti-Hb-A or anti-Hb-F antibodies in the absorbed antisera and the minor component lines of

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Zusammenfassung Die Zusammenhänge der Antigenität zwischen nativen Hämoglobinen und deren Unterketten wurden mit der Absorption der Antiseren und der Kombination der Harnstoff-Immunelektrophorese und Doppeldiffusion untersucht. Die -Kette zeigte Identität mit Hb-F, aber nur partielle Identität mit der -Kette und Hb-A. Die -Kette war in ihrer Antigenität mit Hb-A identisch, die -Kette und Hb-F waren teilweise identisch mit der -Kette. Die -Kette zeigte die Identität mit Hb-F; es wird angenommen, daß ihre Antigenität verschieden von der -oder -Ketten ist.Für das Auftreten der Linien der -, - und -Ketten müssen Anti-Hb-A-oder Anti-Hb-F-Antikörper in den absorbierten Antiseren vorhanden sein, außerdem fusionieren die schwächeren Linien der Doppeldiffusion nicht mit irgendwelchen Linien der Unterketten. Auch gereinigte - oder -Ketten wurden zur Feststellung ihrer Linien benutzt.

     

Overexpression of Epidermal Growth Factor Receptor in Peutz-Jeghers Syndrome

Peutz-Jeghers syndrome is characterized bygastrointestinal hamartomatous polyposis, mucocutaneouspigmentation, and a predisposition to cancer. Theetiology of this syndrome is unknown. We investigated the expression of epidermal growth factorreceptor (EGFr), transforming growth factor-(TGF-), transforming growthfactor-₁ (TGF-₁) andtransforming growth factor- receptor (TGF- RII) between normal and Peutz-Jeghers smallbowel tissues. In addition, immunoprecipitation byphosphotyrosine antibodies followed by EGFr westernblotting was measured and compared between aPeutz-Jeghers hamartoma and normal duodenal tissue. EGFrexpression was increased 2.5-fold in normal andhamartomatous tissue of Peutz-Jeghers patients comparedto normal small bowel tissue. In Peutz-Jeghers tissues, the major EGFr immunoreactive band wasincreased size from 170 to approximately 200 kDa. Usingan antibody specific for activated EGFr, this largersize band was predominant in Peutz-Jeghers tissue.Immunoprecipitation of a hamartoma by a phosphotyrosine specificantibody followed by western blotting for EGFrdemonstrated this 200-kDa band. Expression ofTGF-, TGF-₁, TGF- RII wasnot significantly different between normal and Peutz-Jeghers tissues. Inconclusion, EGFr was overexpressed in normal andhamartomatous small bowel tissue of Peutz-Jegherspatients, which suggests that EGFr in Peutz-Jegherstissue is persistently activated or highly stimulatedby endogenous ligands and also suggests a possible rolefor EGFr in the pathogenesis of Peutz-Jeghers syndrome.     

Comparative nephrotoxicity among aminoglycosides and beta-lactam antibiotics

Summary Five hundred thirty-seven elderly male patients with complicated urinary tract infections who received treatment with aminoglycosides (gentamicin, tobramycin, sisomicin, or netilmicin) or -lactam antibiotics (ticarcillin, amoxicillin, or cefamandole) were reviewed with respect to nephrotoxic reactions. Nephrotoxicity was defined as a 31% increase in serum creatinine during treatment for patients with pretreatment creatinine clearances 30 ml/min, or an 18% increase in those patients with a pretreatment creatinine clearance < 30 ml/min. Renal toxicity correlated with advanced age and reduced renal function in the aminoglycoside groups. For patients with pretreatment creatinine clearances 30 ml/min, treatment groups were comparable for all relevant clinical and therapeutical features. Among these treatment groups, tobramycin was the least nephrotoxic of the aminoglycosides. Nephrotoxicity, as defined above, was lower for the -lactam antibiotics than for the aminoglycoside groups combined; however, the decrease was not significant. The mean serum creatinine, however, increased significantly in all patients following aminoglycoside treatment and this increase was significantly higher than in the -lactam group.

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Vergleich der Nephrotoxizität von Aminoglycosiden und -Lactam Antibiotika

Zusammenfassung 537 ältere männliche Patienten mit komplizierten Harnwegsinfektionen, die mit Aminoglycosiden (Gentamicin, Tobramycin, Sisomicin oder Netilmicin) oder -Lactam Antibiotika (Ticarcillin, Amoxicillin oder Cefamandol) behandelt wurden, wurden im Hinblick auf nephrotoxische Reaktionen überprüft. Nephrotoxizität wurde definiert als Anstieg des Serum-Kreatinin um 31% unter der Behandlung bei prätherapeutischer Kreatinin-Clearance von 30 ml/min oder um 18% bei Patienten, die vor der Behandlung eine Kreatinin-Clearance von < 30 ml/min aufwiesen. In den Aminoglycosid-Gruppen korrelierte die renale Toxizität mit fortgeschrittenem Alter und verminderter Nierenfunktion. Bei Patienten mit einer Kreatinin-Clearance von 30 ml/min waren alle Behandlungsgruppen in sämtlichen wichtigen klinischen und therapeutischen Elgenschaften vergleichbar. Tobramycin wies in diesen Gruppen unter den Aminoglycosiden die geringste Nephrotoxizität auf. Die Nephrotoxizität war entsprechend der oben genannten Definition in den -Lactam-Antibiotikagruppen geringer als in den Aminoglycosidgruppen; jedoch war dieser Unterschied nicht signifikant. Hingegen kam es bei allen Patienten nach Aminoglycosid-Behandlung zu einem signifikanten Anstieg mittleren Serum-Kreatinin-Spiegels, und dieser Anstieg war signifikant höher als in der -Lactam-Gruppe.

     

Entwicklung neuer Antiöstrogene vom Typ des 3,3′-Dihydroxy-α,β-diäthylstilbens und ihre Prüfung am DMBA-induzierten,hormonabhängigen Mammacarcinom der SD-Ratte

Zusammenfassung Die Verlagerung der phenolischen OH-Gruppen des Diäthylstilböstrols in die 3,3-position (trans-3,3-Dihydroxy-,-diäthylstilben, Verb. Nr. III) führt unter Erhaltung der Rezeptoraffinität zu einer starken Abnhme der östrogenen Wirkung. III hemmt in vitro die östradiol-Rezeptor-Wechselbeziehung kompetitiv und antagonisiert in vivo bei der Maus die uterotrope Wirkung des Östrons. In Versuchen am DMBA-induzierten, hormonabhängigen Mammacarcinom der Ratte kommt es, unter III-Einwirkung dosisabhägig zu einer starken Abnahme von Tumorgröße und-zahl, die durch die antiöstrogenen Eigenschaften von III bedingt, ist. Der Austausch der ,-ständigen Äthylreste in III durch andere Alkylketten führt zu keiner weiteren, Steigerung der antiöstrogenen und tumorhemmenden, Wirkung.

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Abkürzungen trans-4,4-DES trans-4,4-Dihydroxy-,-diäthylstilben (Diäthylstilböstrol DAB 7) - I trans-3,3-Dihydroxy-,-dimethylstilben - II cis-3,3-Dihydroxy-,-diäthylstilben - III trans-3,3-Dihydroxy-,-diäthylstilben - IV trans-3,3-Dihydroxy-,-di-n-propylstilben - V trans-3,3-Dihydroxy-,-di-n-butylstilben - VI trans-2,2-Dihydroxy-,-diäthylstilben - DCC Dextran Coated, Charcoal - DMBA 7,12-Dimethylbenz-[a]-anthracen - TRIS Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan - EDTA Äthylendiamintetraessigsäure - E2 Östradiol - ³H-E2 Östradiol [2,4,6,7-³H]; 90–115 Ci/mmol (New England Nuclear, Dreieichenhain/Frankfurt) - PPO 2,5-Diphenyloxazol - Dimethyl-POPOP p-Bis-2-(4-methyl-5-phenyl-oxazoyl)-benzol - K _d Dissoziationskonstante des Östradiol-Rezeptor-Komplexes - K _i Dissoziationskonstante des Inhibitor-Rezeptor-Komplexes - SDS Natriumdodecylsulfat - TCA Trichloressigsäure Der Deutschen Forschungsgemeinschaft, und dem Verband der Chemischen Industrie-Fonds der Chemischen Industrie — danken wir für die Förderung dieser UntersuchungenFrau G. Braun und Frau J. Garamvölgy danken wir für ihre wertvolle MitarbeitEin Teil der Untersuchungen wurde im Institut für Pharmazie, und Lebensmittelchemie der Universität München durchgeführtHerrn Prof. Dr. Heinrich Thies zum 75. Geburtstag gewidmet     

The cooperation of cefotaxime and desacetyl-cefotaxime with respect to antibacterial activity and β-lactamase stability

Summary Desacetyl-cefotaxime, the main metabolite of cefotaxime, possesses a broad antibacterial spectrum. Its activity is lower than that of cefotaxime, but significantly surpasses that of cefazolin against gram-negative bacteria. The -lactamase stability of desacetyl-cefotaxime is higher than that of the parent compound. This -lactamase stability might be responsible for the synergistic effects of cefotaxime and desacetyl-cefotaxime occasionally seen inin vitro combination studies.

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Kooperation von Cefotaxim und Desacetyl-Cefotaxim in bezug auf antibakterielle Aktivität und -Laktamasestabilität

Zusammenfassung Desacetyl-Cefotaxim, der Hauptmetabolit von Cefotaxim, besitzt ein breites Wirkungsspektrum. In seiner antibakteriellen Aktivität ist es dem Cefotaxim zwar unterlegen, übertrifft aber Cefazolin bei den gramnegativen Erregern deutlich. Die -Laktamasestabilität von Desacetyl-Cefotaxim ist noch höher als die der Ausgangssubstanz. Diese -Laktamasestabilität ist möglicherweise der Grund für den inin vitro Kombinationsversuchen gelegentlich nachweisbaren synergistischen Effekt von Cefotaxim und Desacetyl-Cefotaxim.

     

β-Endorphin-like immunoreactivity in normal mucosa,muscle layer,adenocarcinoma, and polyp of the colon

-Endorphin-like immunoreactivity was detected in the mucosa and muscle layer of normal colon, adenocarcinomas derived from the colon mucosa, and colon polyps which were histologically confirmed to be adenoma without a focus of carcinoma or with in situ carcinoma. The contents of -endorphin-like immunoreactivity in adenocarcinomatous tissue (11.94± 1.77 pmollg wet wt) and colon polyps without focus of carcinoma (10.71 ±1.50 pmollg wet wt) were found to be significantly higher than those in the mucosal layer (6.86± 0.64 pmollg wet wt) and muscle layer (8.30 ±0.68 pmollg wet wt) of normal colon. These data suggest that the production of -endorphin-like immunoreactivity is specifically increased in some adenocarcinomas and adenomatous polyps and may be related to the alteration of bowel habits. Gel exclusion chromatography of - endorphinlike immunoreactivity revealed three peaks corresponding to -endorphin, -lipotropin, and an immunoreactive form between the two. In the mucosal layer and muscle layer of the colon, a broad major peak was eluted at the position of -endorphin, and minor peaks were eluted at the position of -lipotropin and between -endorphin and -lipotropin. In adenocarcinoma and polyp, the peak size corresponding to authentic -lipotropin was greater than that of -endorphin. This study demonstrated that -endorphin-like immunoreactivity existed at a high concentration in some colon adenocarcinomas and polyps whose elution patterns were different from those of normal colon tissue.     

Changes in the hydroxyproline,hexosamine and sialic acid of the diabetic human and β, β′-iminodipropionitrile-treated rat retinal vascular systems

Summary The retinal vasculature has been isolated from nondiabetic and diabetic post mortem human eyes by controlled trypsin digestion. Chemical analysis demonstrated increases in the hydroxyproline and hexosamine contents in diabetes. There was no general increase in the sialic acid content. These results have been related to histological preparations of sectors of the same retinas. Administration of, -iminodipropionitrile to rats caused a retinopathy characterised by endothelial cell proliferation, increased PAS-positivity and microaneurysms. Chemical analysis of retinal vascular systems from, -iminodipropionitrile-treated rats revealed increases in hydroxyproline, hexosamine and sialic acid contents.

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Änderungen des Gehaltes an Hydroxyprolin, Hexosamin und N- azetyl- Neuraminsäure in den Netzhautgefäen von menschlichen Diabetikern und mit , Iminodiproprionitril behandelten Ratten

Zusammenfassung Die Netzhautgefäße wurden post-mortal aus diabetischen und nichtdiabetischen Augen mit Hilfe einer kontrollierten Trypsin-Behandlung gewonnen. Bei der chemischen Analyse fand sich ein Anstieg des Hydroxyprolin- und Hexosamingehaltes in den diabetischen Augen. Der N-azetyl-Neuraminsäuregehalt war im allgemeinen nicht erhöht. Diese Resultate wurden in Beziehung gebracht zu den histologischen Befunden, die an den einzelnen Sektoren der gleichen Retina erhoben wurden. Verabreichung von, -Iminodiproprionitril an Ratten bewirkte eine Retinopathie unter den Zeichen einer Wucherung der Endothelzellen, verstärkter PAS-Anfärbbarkeit und Mikroaneurysmen. Die chemische Analyse der Netzhautgefäße von mit, -Iminodiproprionitril behandelten Ratten zeigte einen erhöhten Gehalt an Hydroxyprolin, Hexosamin und N-azetyl-Neuraminsäure.

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Variations de l'hydroxyproline, de l'hexosamine et de l'acide sialique dans les systèmes vasculaires rétiniens de l'homme diabétique et du rat traité par le , -iminodipropionitrile

Résumé Le système vasculaire rétinien a été isolé, par digestion trypsique contrôlée, après la mort, à partir d'yeux humains de non-diabétiques et de diabétiques. L'analyse chimique a révélé l'augmentation du contenu en hydroxyproline et en hexosamine, dans le diabète. Il n'y avait pas d'augmentation générale du contenu en acide sialique. Ces résultats ont été rapprochés des préparations histologiques de portions des mêmes rétines. L'administration de, -iminodipropionitrile à des rats provoquait une rétinopathie caractérisée par une prolifération des cellules endothéliales, une PAS-positivité augmentée et des microanévrismes. L'analyse chimique des systèmes vasculaires rétiniens des rats traités par le,-iminodipropionitrile, a révélé l'augmentation du contenu en hydroxyproline, en hexosamine et en acide sialique.

     

Zum cytostatischen Wirkmechanismus von N-Methyl-N-β-chloräthylhydrazin und seinem Benzaldehydhydrazon

Zusammenfassung N-Methyl-N--chloräthylhydrazin-HCl und sein Benzaldehydhydrazon hemmen in vitro rasch und stark die DNS- und RNS-Synthese in Asciteszellen. Sie übertreffen in Wirkungseintritt und Wirkungsstärke N,N-Dimethylhydrazin und Procarbazin. Während der Angriffspunkt des N-Methyl-N--chloräthylhydrazins direkt im DNS-Synthese-System liegt, hemmt sein Benzaldehydhydrazon auch die Aufnahme und Phosphorylierung von Nucleosiden.

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On the cytostatic mechanism of action of N-Methyl-N--chloroethylhydrazine and its benzaldehydhydrazone

Summary N-Methyl-N--chloroethyl-hydrazine and its bezaldehydhydrazone inhibit the synthesis of DNA and RNA in ascites cells in vitro faster and stronger than N,N-Dimethylhydrazine and procarbazina does. The benzaldehydhydrazone essentially inhibits influx and phosphorylation of nucleosides wheras N-Methyl-N--chloroethylhydrazine acts directly on DNA synthesis.

     

Novel R-factor borne β-lactamase of Escherichia coli confering resistance to cephalosporins

Summary Strains ofEscherichia coli resistant to ceftazidime but susceptible to other third generation cephalosporins were detected in three patients at two different locations (München, Bremen). The resistance was self-transmissible to otherE. coli strains. Resistance against ampicillin, kanamycin, chloramphenicol and sulfonamide was co-transferred. The isoelectric point (pI) of the -lactamase was similar to the pI of the AER-1 and LCR-1 -lactamases. These enzymes, however, do not confer resistance to ceftazidime. Therefore the -lactamase described is the first example for a ceftazidimase.

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Resistenz gegen -Laktamantibiotika durch eine neue, plasmiddeterminierte -Laktamase

Zusammenfassung Ceftazidimresistente Stämme vonEscherichia coli wurden von drei verschiedenen Patienten an zwei Orten (München, Bremen) isoliert. Die Stämme waren empfindlich gegenüber anderen Cephalosporinen der dritten Generation. Die Resistenzdeterminante ist auf einem R-(Resistenz-)faktor lokalisiert und wird mit Resistenz gegenüber Ampicillin, Kanamycin, Chloramphenicol und Sulfonamid cotransferiert. Der isoelektrische Punkt der -Laktamase liegt bei 5,9. Aufgrund der spezifischen Aktivität gegenüber Ceftazidim (Ceftazidimase) ist diese -Laktamase von allen bisher bekannten Cephalosporinasen verschieden.

     

Vergleichende elektronenmikroskopische Untersuchungen normaler menschlicher Pankreasinseln und eines hormonell-aktiven Inselzell-Carcinoms mit Hyperinsulinismus

Zusammenfassung Es wird über elektronenmikroskopische Befunde an normalen menschlichen Pankreasinseln sowie an einem aktiven Inselzell-Carcinom mit Hyperinsulinismus berichtet.Die - und -Granula sind sowohl in Gestalt als Größe unterschiedlich. Die Bildung der Granula hängt offenbar mit dem rauhen endoplasmatischen Reticulum zusammen. - und -Granula entstehen wahrscheinlich zunächst in Form kleiner prosekretorischer Granula an der Peripherie des Golgi-Apparates. Die zunächst nicht von einer Membran umgebenen kleinen Granula erhalten im Verlaufe ihrer weiteren Entwicklung bei Abgabe an das endoplasmatische Reticulum eine Membran. Die Mobilisierung des Insulins erfolgt durch intracytoplasmatische Auflösung der Granula. Bei der D-Zelle dürfte es sich um eine Reservezelle handeln, die in Inselzellen ungewandelt werden kann. Die acino-insulären Zellen weisen auf eine Umwandlung acinärer in insuläre Zellen hin.In dem aktiven Inselzell-Carcinom ließen sich keine typischen -Granula nachweisen. Das Insulin wird hier nicht in Granula gespeichert, sondern sofort ausgeschieden. Die weiten intercellulären Räume in dem Tumor sowie die Auskleidung von Bluträumen durch Tumorzellen hat für die Entstehung der hypoglykämischen Krisen eine große Bedeutung, da hierdurch eine schnellere Ausscheidung des Insulins ermöglicht wird.

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Summary A report of an electron microscopic study of normal human pancreatic islets and a functioning islet-cell carcinoma with hyperinsulinism.The - and -granules differ both in shape and diameter. The formation of the granules is related to the endoplasmic reticulum. The small prosecretoric granules at the periphery of the Golgi apparatus are most likely the first step in the formation of - and -granules. The prosecretoric granules are conveyed to the endoplasmic reticulum where they get an encasing membrane. The granules undergo an intracellular dissolution before the secretory products are released into the blood stream. The D-cell represents most likely an undifferentiated islet cell. The acinar-islet cells indicate a conversion of acinar into islet cells.In the functioning islet-cell carcinoma no typical granules were found. The insulin in the tumor cells is not stored in granules, but secreted in non-granular form. The wide intercellular spaces and the lining of blood spaces by tumor cells play an important part in the hypoglycaemic crisis, because a quicker release of insulin is possible.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.