Zur Biochemie der Kohlenhydrate der gesunden menschlichen Leber

Bd. 338 (1964)
63
Zur Biochemie der Kohlenhydrate der gesunden
menschlichen Leber
Von
Paul Schmitz-Moormann
Aus dem Pathologischen Institut der Universität Köln
(Direktor: Prof. Dr. N. Schümmelfeder)
(Der Schriftleitung zugegangen am 1. April 1964)
Während das Leberglykogen in den letzten Jahren in zahlreichen
Arbeiten untersucht wurde und wir heute einen guten Einblick in seinen
Aufbau, seinen Stoffwechsel und seine Funktion haben, sind die Kenntnisse über weitere in der Leber vorkommende hochmolekulare Kohlenhydratverbindungen gering. Nur zum Gehalt der Leber an Heparin
finden sich in der Literatur einige Angaben1' 2. Weitere hochmolekulare
Kohlenhydratverbindungen wurden aus der Leber bisher nicht dargestellt. Dabei bildet die Leber einen Großteil der kohlenhydrathaltigen
Eiweißverbindungen des Blutes3, auch ist auf Grund von Enzymisolierungen4 und autoradiographischen Untersuchungen5 bekannt, daß in
der Leber saure Mucopolysaccharide synthetisiert werden. Zudem konnte
Svennerholm 6 zeigen, daß die gesunde menschliche Leber je 100g
12 mg gebundene ^-Acetyl-neuraminsäure enthält, die nach Blix 7 vorwiegend in Mucoide eingebaut ist.
Ziel der eigenen Untersuchung war es, die Zuckeranteile der in der
gesunden menschlichen Leber vorkommenden Mucoverbindungen zu
isolieren und chemisch zu charakterisieren. Damit sollten Vergleichswerte für entsprechende Untersuchungen an krankhaft veränderten
menschlichen Lebern gewonnen werden.
Methodik
Als Ausgangsmaterial standen zwei makro- und mikroskopisch gesunde
menschliche Lebern zur Verfügung, von denen eine von der Pfortader aus mit
Leitungswasser unter leicht erhöhtem Druck blutleer gespült wurde.
"~
l
2
A. P7charles u. D. A. Scott, J. biol. Chemistry 102, 425 [1933].
Z. Stary in E. Lehnartz u. B. Flaschenträger, Physiologische Chemie,
1. Aufl.,
Bd. II/2a, S. l, Springer-Verlag, Heidelberg 1956.
3
H. Popper u. F. Schaffner, Die Leber. 1. Aufl., Verlag G. Thieme,
Stuttgart
1961.
4
W. Bauditz u. H. Greiling, Ber. ges. Physiol. exp. Pharmakol. 215,
23 [I960].
5
B. C. Curran, J. Pathol. Bacteriol. 74, 347 [1957].
6
L. Svennerholm, Biochim. biophysica Acta [Amsterdam] 23, 652 [1957].
7
G. Blix u. S. Gardell in Hoppe-Seyler/Thierfelder/Handb. d. physiol.- u. pathol.- ehem. Analyse, 10. Aufl., Bd. IV/1, S. 662, Springer-Verlag, Heidelberg 1960.
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
[
P. S c h m i t z - M o o r m a n n ,
α
-·
#
£
r·!; ^
^
•5
Er>S
Rf
/}
>-·
*1 1g.
ST
3
il
«2,
s?
3
§.
es
»t»,
a
et-
l
1
e
Λ
$-
1
a
CD (W CD
P-
|
|
|
?il
sei
|.^
§.^ g"
»S^
lg|
B
|Vg
e
P-
1
r·*·
W
r- ·
W
rH·
C?
H
00
HJ
W
hij
3
ST
CD
g·3
P-
ST
CD
§rg
P-
P-
3.
P
2-
S'
CD
b
^
CD
H
S
il.
O- p- P
2.
o
bd & ^
S- H ^
p £3·*2
s·P
CD
P
i
CD
CD'
ε
|
o"
ί
1
s
>
1
S"
§
tc
*°
CD
ζ
-
1
p
CD
3"
(W
OQ
CD
CD
p
3 •5W·
*
1
^
^
5*
S
a
Ξ
a
5
2.
·
H
1
o g
2.
^
P
PJ p.
01!s·
?l
g
C
§*
§
S
o"
P
P^
£B
s
^
^
ιE lE §1
®
H «
a
CD gj;
<J
o^
|
et-
p
i
1
|
Ρ
p
(W
CD_
ί
hvH
i
to
i ?! If&
ί
>
D- g.
S 11
ι
*i
g
'S QP3
S- CD
Q^
G>
*
^MS SLϊΐ
i^ »gr
!i|
CD
S"
p:
e
^
crq
s^
" Βa B
lS 5g?
S. 2. 3
ι
2E iι iϊ ii
ϊ ί
&
^
CD
P p p^
1
g s·
»
f- B
1 &s
£
1
CD
CD
i_j
«0
Ia
1
aa
SP
ff
§·
;
&
CD
(K5
*$·&
§§-:
s
E
^
φ
Hg ^
CfQ
cT
|
1
0
P*
o
g_
g-
_(.
CD
>.y
IP
W
X
δ*
y
°"
CD
g·g
g^
N»
§~ t
^o
"ο'-ο
rf>. hj«?
A
0
S
|l
ϊ
f 11 1
'S
0 P *
g ^.
|
1
1 g,
p oo V
/—i·
t_<.
w
ST
vx
CD
>-i
„ 0 3
l
ι-ί
H^w E
w
W
P1
o
U
rf
<—!· ,
Λ
O,
P'|^ oT
5
^
Φ
O
g-
1 i"
P
-g
S
r
^
2S
1
tf
#
<—!· .,
O
P
P
3
#
<-!· ^
ϊ ι
O
^
Bd. 338 (1964)
P-
g:
1!
1
^
s-
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
Bd. 338 (1964)
Kohlenhydrate der gesunden menschlichen Leber
65
Das Lebergewebe wurde mechanisch von seinem Bindegewebsanteil befreit
und mit physiol. Kochsalzlösung bzw. Harnstofflösungen steigender Konzentration
extrahiert, wobei nach ihrer Löslichkeit unterscheidbare Fraktionen A—G gewonnen wurden (Tab. 1). Aus diesen Fraktionen wurden die uronsäure- und die
neuraminsäurehaltigen Mucoide mit Hilfe einer Papainverdauung freigesetzt und durch Phenolextraktion8 der durch Dialyse und Alkoholfällung gewonnenen Rohmucoide präparativ dargestellt. Der bei der Papainverdauung verbleibende Rückstand wurde ebenfalls mit Phenol extrahiert (Methode s. 1. c.9), um
die eventuell noch vorhandenen Mucoide zu isolieren.
Analytische Untersuchungen
Papierelektrophorese: Jeweils 2—4 mg der zu untersuchenden neuraminsäurehaltigen Mucoid-Fraktion wurden in 0,05 mZ Wasser gelöst, in mehreren
Portionen auf den Papierstreifen (Schleicher & Schtill 2043 b) aufgetragen, wobei
das überschüssige Wasser im kalten Luftstrom abgedunstet wurde. Die weitere
Vorbereitung der10Papierstreifen und die Durchführung der Elektrophorese erfolgte
nach Wunderly . Die Streifen wurden nach der Elektrophorese mit Amidoschwarz, mit dem Perjodsäure-Schiff- und mit Bials-Reagenz angefärbt.
Die S ticks t off-Bestimmung erfolgte nach der von Pregl11 für die Mikroanalyse modifizierten Kjeldahl-Methode.
Neuraminsäure wurde mit B i als-Reagenz bestimmt12. Bei den Fraktionen aus der Kochsalz- und Harnstoffextraktion sowie bei den Rückständen der
Papainspaltung war eine direkte Bestimmung der Neuraminsäure nicht möglich,
da ihr Gehalt zu niedrig war, die Farbreaktion also durch mitreagierende Substanzen verfälscht wurde. 200—-400 mg dieser Fraktionen wurden mit der 50fachen
Menge 0,05r& H2S04 l Stde. bei 75—80° hydrolysiert, das Hydrolysat mit Barytwasser gegen Methylrot als Indikator neutralisiert und filtriert. Der Rückstand
wurde 2mal nachgewaschen, Filtrat und Waschwasser vereinigt, auf eine kombinierte Kationen-(Dowex 50X8, H®-Form, 50mesh; 10 X l cm) und Anionenaustauschersäule (Lewatit MIH, Acetatform, 100 mesh, 10 X l cm) gegeben und
mit etwa 500 ml Wasser nachgewasehen. Von der Anionenaustauschersäule wurde
die Neuraminsäure mit 0,3^ Ameisensäure eluiert, das Eluat im Rotationsverdampfer (Wasserstrahlpumpen-Vakuum, 40°) zur Trockne eingedampft, mit wenig
Wasser quantitativ in ein Reagenzglas übergeführt und im C02-Strom
zur Trockne
eingedampft. Im Rückstand wurde die Neuraminsäure bestimmt12 und als NAcetyl-neuraminsäure berechnet, da sie in der Leber nur in dieser Form vorkommt6.
Uronsäuren, Zucker und Aminozucker: 10—200mg Substanz wurden
mit der SOfachen Menge 5proz. Salzsäure 3 Stdn. unter9 Rückfluß gekocht. Aus dem
Hydrolysat wurden mit Blei- und Silberacetat die Cl· -Ionen, mit H2S die Schwerinetallionen entfernt. Das klare Filtrat wurde auf eine kombinierte KationenAnionenaustauschersäule (s. oben) gegeben. Die Neutralzucker wurden mit
500 mZ Wasser eluiert und das Eluat im Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde quantitativ in ein 10~mZ-Meßkölbchen übergeführt, das bis zur Marke aufgefüllt wurde. Die Uronsäuren wurden von der
Anionenaustauschersäule mit 0,3n Ameisensäure eluiert, die Aminozucker von
der Kationenaustauschersäule mit 2n HC1 und wie die Neutralzucker in 10-mZMeßkölbchen übergeführt. Bei den Uronsäuren und Neutralzuckern wurde jeweils
8
9
E. Buddecke, diese Z. 318, 33 [I960].
P. Schmitz-Moormann, Virchow's Arch, pathol. Anatom. Physiol. klin.
Med. 10334, 95 [1961].
Ch. Wunderly, Die Papierelektrophorese, 2. Aufl., Sauerländer & Co,
Aarau11und Frankfurt/Main 1959.
F. Pregl, Die quantitative organische Mikroanalyse, 3. Aufl., Springer,
Berlin12 1930.
E. Klenk u. H. Faillard, diese Z. 299, 191 [1955].
Hoppe-Seylers Zeitschrift f. physiol. Chemie. 338
5
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
66
P. Schmitz-Moormann,
Bd. 338 (1964)
an 3 ml der Reduktionswert nach Somogyi 13 bestimmt, die restlichen 7 mZ
wurden im C02-Strom zur Trockne eingedampft, der 14Rückstand in einem Tropfen
Wasser aufgenommen und papierchromatographisch bestimmt. Bei den Aminozuckern wurden
jeweils 2 mZ zur Bestimmung des Höitosamingehaltes nach Morgan
und Elson 15 verwandt. Eine papierchromatographische Identifizierung der
Hexosamine war nicht möglich, da die Lösungen reichlich anorganische Salze,
besonders NH4C1 enthielten, die sich sehr störend auswirkten. Die Hexosamine
wurden daher säulenchromatographisch16 identifiziert und quantitativ bestimmt.
Die Monosaccharide wurden nur an den neuraminsäurehaltigen MucoidFraktionen bestimmt, und zwar bei der bluthaltigen Leber an Frakt. B und C, bei
der blutleeren auch noch an Frakt. D und G; bei den übrigen Mucoidfraktionen
war die Ausbeute so gering, daß auf diese Bestimmung verzichtet werden mußte.
Fucose und Hexuronsäure wurden kolorimetrisch 17 · 18 , Galaktose und
Mannose quantitativ aus Papierchromatogrammen19 bestimmt.
Saure Mucopolysaccharide: Die uronsäurehaltigen Mucoid-Fraktionen
der bluthaltigen und der blutleeren Leber wurden zusammengefaßt, da die einzelnen Fraktionen zu klein waren. Die Bestimmung erfolgte nach 1. c.8.
Die Bluttrockenmasse wurde nur bei den Lebereiweiß-Fraktionen bestimmt. Aus 200—400 mg der Substanz wurde durch mehrmaliges Aufkochen in
saurem Phosphatpuffer alles Eisen, das nicht an Hämoglobin bzw. Hämin gebunden
war, entfernt20. Im Rückstand wurde das Gesamteisen bestimmt21 und aus diesen
Werten der Hämoglobingehalt und die Bluttrockenmasse berechnet.
Ergebnisse
L Das Eiweiß der gesunden menschlichen Leber
Tab. 2 zeigt, daß das Lebereiweiß zum überwiegenden Teil leicht
oder mäßig löslich ist. Dabei bestehen beträchtliche Unterschiede zwischen dem Löslichkeitsverhalten der bluthaltigen und der blutleeren
Leber, die auch nicht verschwinden, wenn man die Werte der bluthaltigen Leber entsprechend ihrem Gehalt an Bluttrockenmasse korrigiert
(Tab. 2b). Demnach muß beim Ausspülen der Leber mit Wasser neben
Blut auch Organeiweiß (etwa 90g; s. Tab. 2c) ausgewaschen worden
sein.
Es ist im übrigen zu berücksichtigen, daß in der bluthaltigen Leber diese
Proteine ebenso wie das Bluteiweiß als Schutzkolloide gewirkt und beim Zentrifugieren die Sedimentierung von an sich schwerer löslichen Eiweißanteilen verhindert haben. Zudem war eine völlige Auftrennung der einzelnen Fraktionen bei
der Aufarbeitung nicht möglich, da hierzu das Schwerefeld der benutzten Zentrifuge nicht ausreichte.
Als Zucker- und Zuckerabkömmlinge enthalten die verschiedenen
Leberfraktionen JV-Acetyl-neuraminsäure, Glucuronsäure und Iduronsäure, Galaktose, Glucose, Mannose, Fucose und Pentoseii sowie Glucos"" M. Somogyi, J. biol. Chemistry 117, 771 [1937].
P. Schmitz-Moormann, Virchow's Arch, pathol. Anatom. Physiol. klin.
Med. 15
334, 351 [1961].
W. T. J. Morgan u. L. A. Elson, Biochem. J. 27, 1824 [1933].
16
S. Gardell, Äcta ehem. scand. 7, 207 [1955].
17
Z.Dische, J. biol. Chemistry 171, 725 [1947].
18
Z. Dische u. L. B. Shettles, J. biol. Chemistry 175, 595 [1948].
19
P.
G. Spiro, J. biol. Chemistry 235, 2860 [I960].
20
G. Brückmann u. S. G. Zondek, J. biol. Chemistry 135, 23 [1940].
21
H. Borei, Biochem. Z. 314, 359 [1943].
14
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
Bd. 338 (1964)
67
Kohlenhydrate der gesunden menschlichen Leber
amin und Galaktosamin. Sie machen etwa 1—2% der Trockensubstanz
aus. Die quantitativen Verhältnisse ergeben sich aus Tab. 3.
Tab. 2. Verteilung des Gesamteiweißes der bluthaltigen und der blutleer gespülten
menschlichen Leber bei der Extraktion mit physiol. Kochsalzlösung und Harnstofflösungen steigender Konzentration (s. Tab. 1.) Angaben in g Ausbeute bzw.
in Prozent der Leber-Trockensubstanz.
a) Gesamteiweiß. Außer Eiweiß enthalten diese Fraktionen noch Kohlenhydrate,
die aber nur l—2% der Gesamtmasse ausmachen. Fette sind darin nicht mehr
vorhanden; sie wurden bei der Entwässerung mit Aceton herausgelöst. — b) Hier
wurde die Eiweißverteilung auf das aschefreie Parenchymeiweiß (ohne Bindegewebe) berechnet, bei der bluthaltigen Leber wurde zudem die Bluttrockenmasse
abgezogen. — c) Aus der Relation Feuchtgewicht-Trockengewicht der bluthaltigen
und dem Feuchtgewicht der blutleeren Leber wurde der beim Ausspülen entstandene Verlust an Organeiweiß berechnet und entsprechend dem Verteilungsverhältnis in der bluthaltigen Leber den beiden ersten Fraktionen der blutleeren
Leber zugeschlagen.
1b
%
Eiweiß-Fraktion
bluthaltig blutleer bluthaltig blutleer
c
blutleer
g
%
E. Schwer lösl. II . . g
o//o
F. Schwer lösl. III .. g
%
G. Unlösl
g
%
A. Gerüstbindegew. . . g
o//o
142,1
57,2
86,5
34,9
4,6
1,9
0,8
0,3
0,9
0,4
94
1,0
10,7
4,3
56,5
38,1
58,5
39,5
8,2
5,5
2,6
1,8
0,9
0,6
60
4,0
15,6
10,5
114,1
62,7
61,5
33,8
3,5
1,7
0,6
0,3
0,6
0,3
23
1,2
55,3
44,6
53,9
43,0
7,4
5,9
2,3
1,8
0,6
0,5
58
4,6
108,7
59,6
57,8
31,3
7,4
4,1
2,3
1,3
0,6
0,4
5,8
3,3
Gesamtmenge
Trockengewicht . . g
Feuchtgewicht . . g
248,0
1410
148,3
1360
182,6
125,3
182,6
B. Leicht lösl
C. Mäßig lösl
D. Schwer lösl. I ...
g
o/
/o
g
%
II. Die Mucoide der gesunden menschlichen Leber
Die Ausbeute bei der präparativen Darstellung der Mucoide betrug
0,2—0,4% der Eiweißfraktionen. Dabei entfiel ein Drittel auf die Fraktion der „sauren Mucopolysaccharide", während zwei Drittel aus „neuraminsäurehaltigen Mucoiden" bestanden (Tab. 4).
Mit der Phenolextraktion des bei der Papainverdauung verbleibenden Rückstandes wurden nur geringste Mengen an Mucoiden gewonnen; somit werden bei
der Papainspaltung bereits praktisch alle Mucoide freigesetzt, die sich mit Phenol
extrahieren lassen.
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
68
P. Schmitz-Moormann,
Tab. 3. Chemische Zusammensetzung
Fraktion
Bluthaltige Leber
B. Leicht lösl.
C. Mäßig lösl.
D. Schwer lösl. I
E. Schwer lösl. II
F. Schwer lösl. III
G. Unlösl.
Blutleere Leber
B. Leicht lösl.
C. Mäßig lösl.
D. Schwer lösl. I
E. Schwer lösl. II
F. Schwer lösl. III
G. Unlösl.
Bd. 338 (1964)
der nach Tab. l erhaltenen Fraktionen
II
Zucker *
b
neutral
I
N-Acetylneuraminsäure
a
sauer
0,084
0,017
0,020
0,021
0,030
0,052
0,016
0,019
0,013
0,082
0,053
0,014
0,41
0,23
0,60
1,01 > '
0,91
1,18
0,16
0,15
0,21
0,17
0,23
0,25
0,052
0,05
0,05
0,06
0,03
0,12
0,074
0,097
0,032
0,038
0,036
0,094
0,055
0,029
0,036
0,046
0,016
0,027
0,605
0,528
0,658
0,747
0,827
1,84
0,46
0,23
0,19
0,13
0,16
0,17
0,15
0,07
0,02
0,03
0,01
0,06
c
basisch
Glucos- Galaktosamin
amin
Bei den Uronsäuren und neutralen Zuckern wurde der lleduktionswert bestimmt, die Aminozucker
Tab. 4. Ausbeute an neuraminsäure- und uronsäurehaltigen Mucoiden bei der
Papainspaltung des Lebereiweißes. Angaben in mg/100 g Fraktions-Trockensubstanz.
Fraktion (s. Tab. 1)
Bluthaltige Leber
Uronsäurehaltige Mucoide . .
Neuraminsäurehaltige Mucoide
Blutleere Leber
Uronsäurehaltige Mucoide . .
Neuraminsäurehaltige Mucoide
B
C
D
. .
. .
41
148
0
167
152
250
. .
. .
135
551
86
204
22
167
E
190
285
F
G
—
130
280
22
2482
1. Ur on säur ehaltige Mucoide (sog. saureMucopolysaccharide)
Die uronsäurehaltigen Mucoid-Fraktionen der blutleeren und der
bluthaltigen Leber bestanden überwiegend aus Eiweiß und enthielten
nur geringe Mengen an sauren Mucopolysacchariden; bei der bluthaltigen Leber waren es 10%, bei der blutleeren nur 5% der Trockensubstanz (Tab. 5). Dabei waren Hyaluronsäure, Chondroitin, Chondroitinsulfat und Heparin in etwa gleichen Mengen vorhanden. Der Gesamtgehalt an sauren Mucopolysacchariden beträgt bei der blutleeren Leber
nach diesen Werten etwa 7 mg. Ein ähnlicher Wert ergibt sich für
die bluthaltige Leber. Da auch die nicht untersuchten Leberfraktionen
noch saure Mucopolysaccharide enthalten und es bei der präparativen
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
Bd. 338 (1964)
Kohlenhydrate der gesunden menschlichen Leber
69
gesunder menschlicher Leber. Alle Angaben in % der Fraktions-Trockensubstanz.
Stickstoff
Eisen
Asche
Quotient
a:b:c
Quotient
1:11
8,45
8,15
4,04
1,87
1,18
11,52
0,0533
0,0749
0,0234
5,4
1:25:13
1:12:11
1:45:20
1:12:3
1:17:5
1:84:26
1:7
0,0265
2,39
4,81
23,3
32,15
39,4
11,45
9,65
9,10
7,15
3,59
11,95
0,0151
0,0131
0,0109
0,0181
0,0433
0,1000
2,25
7,87
9,95
13,0
29,9
3,35
1:12:4
1:18:10
1:19:6
1:16:3
1:52:10
1:68:8
—
—
1:11
1:44
1:67
1:40
1:30
1:12
1:8
1:29
1:25
1:26
1:24
wurden als Hexosaminc bestimmt.
Darstellung der uronsäurehaltigen Mucoide, wie die Analyse der dabei
abgetrennten Verunreinigungen und Rückstände ergab, ebenfalls zu
Verlusten an sauren Mucopolysacchariden gekommen ist, wird der Gesamtgehalt der Leber an sauren Mucopolysacchariden etwas höher liegen, aber kaum 10 mg übersteigen. Für die Trockenleber ergibt sich
daraus ein Gehalt an sauren Mucopolysacchariden von 5 mg, für die Frisch leber von 0,8 mg pro 100 g.
Tab. 5. Analysendaten der uronsäurehaltigen Mucoide, die aus den verschiedenen
Eiweißfraktionen der bluthaltigen (aus Frakt. B und D) und der blutleer gespülten
(aus Frakt. B und C) gesunden menschlichen Leber gewonnen wurden. Angaben
in % der uronsäurehaltigen Mucoid-Fraktion-Trockensubstanz.
Hyaluronsäure
Bluthaltige Leber
Blutleere Leber
2,7
1,6
Chondroitin Chondroitinsulfat
2,1
0,6
2,2
2,0
Heparin
3,3
1,1
Errechnet man aus dem so bestimmten Gehalt der Leber an sauren Mucopolysacchariden ihren Uronsäuregehalt und vergleicht diesen mit den Uronsäurewerten,
die bei der Analyse der verschiedenen Leberfraktionen gefunden wurden (Tab. 3),
so zeigt sich, daß die an den einzelnen Leberfraktionen bestimmten Uronsäurewerte
durchschnittlich um eine Zehnerpotenz zu hoch liegen und somit ein völlig falsches
Bild über den Gehalt der Leber an sauren Mucopolysacchariden geben. Wir führen
diesen Fehler auf eine Mitreaktion der sauren Aminosäuren zurück, die sich bei der
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
70
P. Schmitz-Moormann,
Bd. 338 (1964)
analytischen Untersuchung von den Urönsäuren nicht abtrennen ließen. Dafür
spricht, daß auch bei den neuraminsäurehaltigen Mucoiden die die Urönsäuren
enthaltende Hydrolysatfraktion, die papierchromatographisch keine Zucker enthielt, einen deutlichen Reduktionswert aufwies und sogar bei der Hexuronsäurebestimmung nach D is ehe positiv war (Tab. 6).
2. Neuraminsäurehaltige Mucoide
Die aus der gesunden menschlichen Leber gewonnenen Fraktionen
der neuraminsäurehaltigen Mucoide enthalten 10—35% Kohlenhydrat,
und zwar JV-Acetyl-neuraminsäure, Galaktose, Mannose, Fucose, Glucosamin und Galaktosamin, jedoch keine Hexuronsäuren und keine
Glucose. Die weiteren quantitativen Verhältnisse ergeben sich aus Tab. 6
und 7.
Auf Grund ihrer unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeit im
elektrischen Feld und der unterschiedlichen Anfärbbarkeit der im Pherogramm auftretenden Banden lassen sich die neuraminsäurehaltigen
Mucoide in drei Gruppen unterteilen: l. Ein im elektrischen Feld schnell
wanderndes Mucopeptid, das sich in erster Linie im leicht und mäßig
löslichen Lebereiweiß und in geringerer Menge im schwer löslichen Eiweiß findet; 2. ein langsam wanderndes Mucopeptid, das nur im schwer
löslichen Lebereiweiß vorkommt; und 3. ein Mucoproteid, das sich nur
aus dem unlöslichen Lebereiweiß gewinnen läßt. Neben diesen Mucopeptiden bzw. -proteiden enthalten alle Mucoidfraktionen noch einen Eiweißanteil, der sich bei der präparativen Darstellung der Mucoide nicht
abtrennen ließ und der im Pherogramm an der Auftragungsstelle liegen
blieb. Die elektrophoretisch identischen Mucoide zeigen auch in ihrer
chemischen Zusammensetzung Übereinstimmungen (Tab. 6, letzte
Spalte), jedoch sind sie nicht chemisch identisch (Tab. 6 und 7).
Tab. 6. Chemische Zusammensetzung der neuraminsäurehaltigen Lebermucoide.
Alle Angaben in Prozent der entsprechenden Mucoidfraktion.
Fraktion
(s. Tab. 1)
Bluthaltige Leber
B
G ...
D
Blutleere Leber
B
c
D
E
G
a)
Zucker*
N-Acetylneuramin- sauer** b) neutral c) basisch
säure
Stickstoff
Quotient
(abger.)
a:b:c
10,4
9,5
2,1
0,10
0,0
0,37
8»*9
12,0
9,0
10,8
11,2
8,27
6,33
4,98
10:8:10
10:13:12
10:43:39
5,9
11,3
7,6
5,6
3,0
0,83
0,29
.0,17
5,16
10,5
6,10
4,93
12,6
8,03
7,20
4,56
10:9:8
10:9:11
10:8:10
0,0
4,63
2,30
14,45
10:15:8
* Bei den säur m und neutr üen Zuckern wurde der E,eduktionswer t bestimmt, ( Lie basischen
Zucker wurden als H exosamine be stimmt,
** Papierchronlatographisch enthielten d ese Fraktion en keine Zuc cer, vor alleni keine Hexuronsäuren, sondern Aminosäuren
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
Bd. 338 (1964)
Kohlenhydrate der gesunden menschlichen Leber
71
Tab. 7. Kohlenhydratgehalt der neuraminsäurehaltigen Mucoid-Fraktionen
(Trockensubstanz), die aus den verschiedenen Eiweißfraktionen der bluthaltigen
und der blutleer gespülten gesunden menschlichen Leber gewonnen wurden.
Fraktion
Bluthaltige Leber
B ...
%
Mol*
c. . . %
Mol*
Blutleere Leber
B. . . %
Mol*
C . . . %
Mol*
D. . . %
Mol*
G. . . %
Mol*
N-Acetylneuramin- Galaktose Mannose
säure
Fucose
Glucosamin
Galaktosamin
10,4
10
9,5
10
4,0
8
6,7
12
2,8
6
4,1
8
2,4
5
2,0
4
9,2
20
10,3
19
1,6
4
0,9
1
5,9
10
11,3
10
7,6
10
3,0
10
2,6
8
5,2
8
2,5
6
3,0
16
2,0
6
4,0
6
2,6
6
1,2
7
1,1
5
2,0
3
1,4
4
0,8
4
4,9
14
11,6
17
8,0
18
<0,1
—
1,0
1
<0,1
—
2,3
10
* Bezogen auf Neuraininsäure = 10.
Über den absoluten und relativen Mucoidgehalt der einzelnen Mucoid-Fraktionen lassen sich an Hand unserer Analysendaten keine direkten Aussagen machen.
Ein direkter Vergleich der verschiedenen neuraminsäurehaltigen Mucoid-Fraktionen ist auch aus methodischen Gründen nicht erlaubt. Man kommt aber zu vergleichbaren Werten, wenn man aus den Analysendaten der verschiedenen neuraminsäurehaltigen Mucoid-Fraktionen den Gesamtgehalt an Kohlenhydraten (Neuraminsäure, Neutralzucker und Hexosamine) berechnet. Berücksichtigt man weiterhin die Ausbeute bei den verschiedenen Mucoid- und Eiweißfraktionen, so läßt sich
die Gesamtmenge des in jeder Leberfraktion in Form von neuraminsäurehaltigen
Mucoiden vorkommenden Kohlenhydrats berechnen.
Die gesamte blutleer gespülte menschliche Leber enthält 103 mg
in neuraminsäurehaltigen Mucoiden gebundenes Kohlenhydrat, die bluthaltige Leber 104mg. (Die Verteilung auf die verschiedenen Eiweißfraktionen ergibt sich aus Tab. 8.) Davon entfallen bei der blutleeren
Leber 85% auf das im elektrischen Feld schnell wandernde Mucopeptid,
etwa 1% auf das langsam wandernde Mucopeptid und 14% auf das
Mucoproteid, das nur irn unlöslichen Lebereiweiß vorkommt.
Demgegenüber entfallen bei der bluthaltigen Leber auf das schnell wandernde
Mucopeptid 99% und auf das langsam wandernde 1% des gesamten in neuraminsäurehaltigen Mucoiden gebundenen Kohlenhydrats; das Mucoproteid ließ sich
gar nicht nachweisen. Man muß daher annehmen, daß sich das diese Mucoide enthaltende Eiweiß bei der Kochsalz- und Harnstoffextraktion der bluthaltigen Leber
auch in die ersten Fraktionen gelöst hat. Dort überwiegt das schnell wandernde
Mucopeptid, so daß sich das Mucoproteid bei der elektrophoretischen Untersuchung
gar nicht darstellt.
Die bluthaltige Leber hat eine aschefreie Trockenmasse von 228 g, die blutleere Leber von 125 g. Während die Trockenmasse der bluthaltigen Leber also
l,7mal so groß ist wie die der blutleeren, enthält sie nur l,01mal soviel in neuraminsäurehaltigen Mucoiden gebundenes Kohlenhydrat. Das zeigt einmal, daß das Blut
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
72
P. Schmitz-Moormann,
Bd. 338 (1964)
der bluthaltigen Leber nur geringe Mengen an Mucopeptiden bzw. -proteiden enthalten kann, zum ändern, daß .beim Ausspülen keine wesentlichen Mengen an
neuraminsäurehaltigen Mucoiden verlorengegangen sind.
Tab. 8. Gehalt der verschiedenen Eiweißfraktionen der bluthaltigen und der blutleer
gespülten menschlichen Leber an in neuraminsäurehaltigen Mucoiden gebundenem
Kohlenhydrat.
a) mg mucoidgebundenes Kohlenhydrat je 100 g Fraktion. — b) mg in neuraminsäurehaltigen Mucoiden gebundenes Kohlenhydrat. — c) Prozentualer Gehalt der
einzelnen Fraktionen an dem Gesamtgehalt der Leber. — Bei den eingeklammerten
Werten war die Ausbeute an neuraminsäurehaltigen Mucoiden so gering, daß eine
Einzelzuckerbestimmung nicht durchführbar war. Hier wurde der Kohlenhydratgehalt durch Schätzung aus dem Neuraminsäure-Gehalt ermittelt.
Fraktion
(s. Tab. 1)
B
C
D
E
F
G
. . .
. . . .
a
bluthaltig
b
c
a
blutleer
b
c
41,0
52,0
(20,0)
58,3
45,0
(1,0)
56
43
(1)
82,6
66,0
34,0
(42,0)
46,7
38,6
2,8
(1,0)
45
37
3
(1)
238,0
14,3
14
In der Verteilung auf die verschiedenen Leberfraktionen verhalten
sich die neuraminsäurehaltigen Mucoide wie das Lebereiweiß; nur im
unlöslichen Leberanteil finden sich relativ mehr neuraminsäurehaltige
Mucoide als in den anderen Leberfraktionen.
Insgesamt enthält die Leber etwa 110 mg in Mucoiden gebundenes
Kohlenhydrat; davon entfallen 8% auf uronsäurehaltige Mucoide und
92% auf neuraminsäurehaltige Mucoide.
Die Untersuchung wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Zu besonderem Dank bin ich Herrn Prof. E. Kleiik
verpflichtet, in dessen Institut ich den Großteil dieser Untersuchung durchführen
durfte. Für technische Hilfe danke ich Frl. H. Martin.
Zusammenfassung
Eine bluthaltige und eine blutleer gespülte gesunde menschliche
Leber wurden mit 0,9proz. Kochsalzlösung und mit Harnstofflösungen
steigender Konzentration extrahiert. Aus den anfallenden Fraktionen
wurden die Mucoide dargestellt und analysiert. Die Lebern enthalten je
100 g Trockensubstanz etwa 4 mg Kohlenhydrate in Form von uronsäurehaltigen Mucoiden und 50 mg in Form von neuraminsäurehaltigen
Mucoiden. Als uronsäurehaltige Mucoide finden sich zu etwa gleichen
Teilen Hyalur on säure, Chondroitin, Chondroitinsulfat und Heparin. Bei
den neuraminsäurehaltigen Mucoiden lassen sich nach dem elektrophoretischen Verhalten und der chemischen Zusammensetzung drei Formen
unterscheiden.
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM
Bd. 338 (1964)
Kohlenhydrate der gesunden menschlichen Leber
73
Summary
A healthy human liver containing blood and one washed free from
blood were extracted with 0,9% sodium chloride solution and with urea
solutions of increasing concentration. The mucoids of the resulting
fractions were prepared and analysed. The liver contained, per 100 g.
dry weight, about 4 mg. of carbohydrate as uronic acid-containing
mucoids and 50 mg. as neuraminic acid-containing mucoids. The uronic
acid-containing mucoids consisted of approximately equal amounts of
hyaluronic acid, chondroitin, chondroitin sulphate and heparin. On the
basis of electrophoretic behaviour and chemical composition, three
forms of neuraminic acid-containing mucoids were distinguished.
Dr. P. Schmitz-Moormann, Pathologisches Institut der Universität, 5 KölnLindenthal, Josef-Stelzmann-Straße 9, Lindenburg.
Unauthenticated
Download Date | 5/11/16 7:12 PM