Histologische, histochemische und chemische Untersuchungen an

Mit dem Fortschreiten der Erkrankung wird in unserem Falle schließlich gerade jenes System, dessen
Aktivierung
das Virus zunächst
bewirkte,
der Poliomyelitisgruppe mithin im Rahmen entsprechender Reaktionen des ZNS.
auf das
Zur Kennzeichnung des eiweißproduzierenden Sy-
schwerste geschädigt, wobei die Defekte in den Zel-
stems mag die Vermutung
len, die der Nekrose entgehen, im Cytoplasma wieder
daß es in seinen cytoplasmatischen Anteilen mit der.
besonders auffällig sind. Verlorengegangen
ausgesprochen
werden,
ist an-
von C l a u d e 2 4 aus Zellhomogenaten isolierten sub-
scheinend vor allem die Fähigkeit zur Nachbildung
mikroskopischen Granulafraktion identisch ist, über
von Nucleinsäure, ganz ähnlich wie es auch für die
deren
dauergeschädigte
be-
etwas bekannt ist. Ausgezeichnet ist diese Fraktion
Im ganzen hat die Erkrankung Ähnlichkeit mit den
Anteil mit fallender Teilchengröße noch zunimmt. Da
motorische
Vorderhornzelle
kannt ist.
Vorgängen,
Verteilung
im
Zellplasma
allerdings
kaum
durch ihren hohen Gehalt an Ribonucleotiden, deren
die sich an Vorderhornzellen
einer Infektion mit Poliomyelitis-„Erregern"
während
Chantrenne
abspie-
Enzymgehaltes
2 5
gleichzeitig
eine
Abnahme
findet, werden Angaben
über
des
den
len. Beide Virusgruppen besitzen ja enge verwandt-
Wirkungsmechanismus gerade der nucleinsäurereich-
schaftliche Beziehungen. Auch bei der
Erkrankung
sten Einheiten ebenso unsicher wie entsprechende Aus-
der Vorderhornzelle ist der Erkrankungsbeginn durch
sagen über die Wirkung ähnlich großer und ähnlich
gesteigerte Aktivität des hier besonders umfangreich
zusammengesetzter
ausgebildeten,
gezeichnet,
dieses
eiweißproduzierenden
Systems
während in den Spätstadien
System die schwersten
Schäden
aus-
wiederum
davonträgt.
Der Muskel bleibt in seiner Reaktion auf ein Virus
24 A. C l a u d e ,
Science [New York] 97, 451 [1943];
W. S c h n e i d e r u. G. H o g e b o o m , Canc. Res. 11,
1 [1951].
Viruskörper.
Frau P a u l e E h m und Fräulein H i l d e g a r d D ü r w a l d danken wir für die sorgfältige Durchführung der
histologischen Arbeiten und der Impfungen, Fräulein
C a r l a P i e n i t z . für die Erledigung der phototechnischen Arbeiten.
25 H. C h a n t r e n n e ,
sterdam] 1, 437 [1947].
Biochim. biophysica acta [Am-
Histologische, histochemische und chemische Untersuchungen
an der Skeletmuskulatur von Säuglingsmäusen und saugenden Meerschweinchen zur Frage der Pathogenität von Coxsackie-A-Viren
V o n ROLAND G Ä D E K E u n d H E L M U T W A L T E N B E R G E R *
Aus der Universitäts-Kinderklinik Freiburg i. Br., Direktor: Professor Dr. W. K e l l e r
(Z. Naturforschg. 7 b, 524—531 ] 1952[; eingegangen am 27. August 1952)
Es wurden vergleichende morphologische, histochemische Untersuchungen sowie flammeiiphotometrisehe Bestimmungen von Kalium und Natrium an der Muskulatur von saugenden
Mäusen und Meerschweinchen durchgeführt, die mit Coxsackie-A-Virus infiziert worden waren.
Bei den Säuglingsmäusen wurde aui3er den bekannten destruktiven Skeletmuskelveränderungen im Verlaufe der Infektion ein Abfall des Muskelkaliums und ein Anstieg des Muskelnatriums festgestellt. Bei den saugenden Meerschweinchen blieben markante morphologische
Veränderungen am Skeletmuskelgewebe aus; dagegen fanden sich 2 Tage nach der Virusinfektion ebenfalls signifikante Senkungen der Kaliumwerte und eine Vermehrung des Muskelnatriums.
Die Befunde werden als Zeichen einer funktionell und anatomisch inapparenten Muskelgewebsläsion durch die Virusinfektion gedeutet.
Z
wei wesentliche, von den Entdeckern der Cox-
Virusstämme des A-Typs sind: 1. ihre hochgradige
sackie-Viren
Pathogenität für neugeborene bzw. saugende Mäuse
1
beschriebene, und von allen Nach-
untersuchern bestätigte biologische Eigenschaften der
G. D a l l d o r f u. G. M. S i c k l e s , Science [New
York] 108, 61 [1948]; G. D a 11 d o r f, G. M. S i c k 1 e s ,
H. P l a g e r u. R. G i f f o r d , J. exp. Med. 89. 567
[1949].
1
* Die mitgeteilten Untersudiungen wurden durch das
B ad \ s e h e K o m i t e e z u r E r f o r s c h u n g u n d
H e i l u n g d e r s p i n a l e n K i n d e r l ä h m u n g sowie durch die N o t g e m e i n s c h a f t d e r D e u t s c h e n W i s s e n s c h a f t unterstützt.
Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschung
in Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der
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und Hamster mit Auslösung von progressiven L ä h mungen der Extremitäten und des Rumpfes, welchen
2. schwerste destruktive Skelettmuskelveränderungen
in der Art einer Z e n k e r sehen Degeneration
zu-
grunde liegen. Diese charakteristischen Effekte beinhalten sowohl in bezug auf die Gewebsempfänglichkeit als auch auf das Wirtsspektrum jener
Virus-
gruppe bemerkenswerte Einschränkungen: Die Viren
sind myotrop,
und
sie entfalten
ihre
pathogenen
Eigenschaften anscheinend nur bei wenigen W a r m blüterspezies und auch dort nur in bestimmten Altersberöichen.
Sowohl
die
bisherigen
Untersuchungs-
ergebnisse am Versuchstier als auch die gegenwärtig
nur
vereinzelt
funde
bei
vorliegenden
menschlichen
morphologischen
Be-
Coxsackie-A-Virus-Erkran-
k u n g e n 2 und einige klinische Krankheitsbilder
des
Menschen stützen das Postulat einer Myotropie dieser Viren. Zweifel an einer ausschließlich auf den
Menschen einerseits und auf die Säuglingsmaus bzw.
den Säuglingshamster andererseits beschränkten Pathogenität können schon im Rahmen allgemeinbiologischer Vorstellungen geltend gemacht werden;
sie
werden verstärkt durch die Beobachtung der mannigfaltigen Intensitätsabstufungen menschlicher Erkrankungen, welche daran denken lassen, daß die Coxsackie-A-Viren
auch
auf
andere
Warmblüter
eine
pathogene Wirkung ausüben könnten, welche lediglich zu weniger drastischen Manifestationen wie bei
Säuglingsmäusen und -hamstern führt und sich dadurch dem exakten Nachweis entzieht. Einen positiven Hinweis für derartige Vermutungen ergaben bereits Befunde 3 an jungen Ratten (R o u 1 e t) und an
dem nordafrikanischen Nager meriones shawi (Lep i n e), bei welchen nach Infektion mit CoxsackieA-Viren
kleinste
herdförmige
entzündliche
degenerative Skeletmuskelveränderungen
werden
konnten.
welche Weise
Die
Frage,
inwieweit
eine Pathogenität
der
und
beobachtet
und
auf
Coxsackie-A-
Viren auch für andere, bisher nicht für infektionsempfänglich gehaltene Laboratoriumstiere nachweisbar wäre, veranlaßte uns zu vergleichenden morphologischen und
chemischen
Untersuchungen
an
der
Skeletmuskulatur von Säuglingsmäusen und saugenden Meerschweinchen, welchen Coxsackie-A-Viren inokuliert worden waren.
2 E. F r e u d e n b e r g ,
F. R o u l e t u. R. N i c o l e ,
Anh. paediatr. 178, 150 [ 1 9 5 2 ] ; P . L e p i n e , G . D e s s e
u. V. S a u t t e r , Bull. Acad. nat. Med. Paris 136, 66
[1952]; O. V i v e l l u. R. G ä d e k e , Ergebn. Hygiene
27, 512 [ 1 9 5 2 ] ; 0 . V i v e l l , R. G ä d e k e , D. R o l a n d
u. K. S i e v e r s , Dtsch. med. Wschr. 77, 983 [1952].
Material
und
Methodik
Von 59 saugenden weißen Mäusen aus insgesamt 14
unter gleichen Zuchtbedingungen gehaltenen Würfen
(4—7 Jungtiere pro Wurf) wurden 41 Säuglingsmäuse
am 3. Lebenstag mit dem D a l l d o r f sehen CoxsackieA 2 -Virusstamm infiziert. Die Inokulation erfolgte subcutan mit 0,1 ccm einer in physiologischer NaCl-Lösung
1 : 5 verdünnten virushaltigen Muskel-Gehimgewebsaufschwemmung fortlaufender Passagen. Die restlichen
18 Tiere der gleichen Würfe wurden als Normalkontrollen
gesondert mitgeführt.
28—30 Stdn. nach der Infektion, zu einem Zeitpunkt
des Auftretens erster geringer Lähmungserscheinungen
der hinteren Extremitäten, erfolgte die Tötung von 16 infizierten und 8 Kontrolltieren in Chloroform; 44—48 Stdn.
post infect., als die Tiere weitgehend gelähmt waren,
wurden die restlichen 25 infizierten und 10 Kontrolltiere
getötet. Um einen möglichst gleichbleibenden Blutgehalt
des Muskelgewebes zu erreichen, erfolgte zuerst eine
weitgehende Entblutung der Tiere bis zur fahlen Muskelblässe. Bei der danach vorgenommenen Ablösung aller
größeren Muskeln der oberen Anteile der hinteren Extremitäten (Adduktoren, Quadriceps, Wadenmuskeln),
der mm. psoas sowie der Muskeln des Schultergürtels und
der oberen Anteile der vorderen Extremitäten wurde darauf geachtet, daß diese Manipulation möglichst unter
gleichen Zeitspannen (etwa 4—5 Min. pro Tier) und
unter gleicher Raumtemperatur durchgeführt wurde.
Einen Teil des Muskelmateriales fixierten wir sofort
zur folgenden histologischen Untersuchung in 5-proz.
Neutral-Formol und stellten danach Paraffin- sowie Gefrierschnittserien her, welche mit HE., G o l d n e r s Trichromfärbung, A z a n , S c h a r l a c h r o t gefärbt wurden. Zur histochemischen Eisenbestimmung erfolgte die
Anwendung der B e r l i n e r b l a u - sowie der T u m b u 11 b 1 a u - Reaktion, letztere mit und ohne vorherige
Behandlung mit Ammoniumsulfid. Ferner führten wir an
zahlreidien Sdmitten die histochemischen Nachweismethoden für Kalium nach C a r e r e - C o m e s und für
Calcium nadi K r e t i n durch.
Die verbliebenen größeren Muskelmengen wurden von
je 2—6 Tieren zur flammenphotometrischen Kalium- und
Natriumbestimmung in Quarztiegeln gepoolt und gewogen. Zur Gewährleistung eines möglichst gleichbleibenden durch Austrocknung bedingten Flüssigkeitsverlustes
der Muskelgewebsanteile achteten wir darauf, daß das
Zeitintervall zwischen jeweils dem Präparationsbeginn
des ersten Tieres jedes Pools und der Wägung der ganzen gesammelten Muskelgewebsmenge einheitlich blieb.
Nach der Wägung wurde das Muskelgewebe durchschnittlich 7—8 Stdn. bei 120° C getrocknet.
Danach erfolgte Trockenverasdiung im Heraeus-Muffelofen zwischen 600—700° C. Durch die konstante Einhaltung dieser Temperaturbereiche wurde gewährleistet, daß
die zu untersuchenden Kalium- und Natriummengen
nicht in die flüssige Phase übergehen konnten und dadurch infolge Verdampfung Verluste eintraten. Da sich
3 F. R o u l e t , Vortrag Med. Ges. Basel vom 25. 10.
1951 ; P . L e p i n e , L. C h a u m o n t u. J. B l u s s o n ,
Ann. Inst. Pasteur 82, 648 [1952].
©
die Verasehungsdauer in solchen Temperaturstufen durchschnittlich zwischen 6—7 Stdn. bewegte, beschleunigten
wir die Oxydation der organischen Bestandteile durch
Hinzufügen von konz. HNO., p.a. ( H i n s b e r g - L a n g 4 ) .
Das endgültige, weißpulverige Veraschungsprodukt wurde
in 2-n. HCl aufgenommen und auf 1 : 10 bis 1 : 150 mit
der gleichen 2-/2. HCl aufgefüllt. Bei Berücksichtigung der
in der Literatur 5 angegebenen Normal-Muskelwerte an
Kalium und Natrium mußten wir hierdurch in den Konzentrationsbereich unserer für die flammenphotometrische
Bestimmung zur Verfügung stehenden Eichlösungsreihen
gelangen; diese waren sowohl für Kalium als auch für
Natrium in je 6 Konzentrationsstufen von 1—6 mg% abgestimmt und enthielten entsprechende Zusätze der jeweiligen Begleitionen, um der gegenseitigen Emmissionsanregung von Kalium und Natrium bei den Messungen
gerecht zu werden. Die Messung der Werte erfolgte nach
der Methode von L u n d e g a r d h und S c h u h k n e c h t
mit dem Z e i ß - (III) - Flammenphotometer unter Verwendung des K 77 - Filters für die Kaliumbestimmung
und des Na59-Filters für die Natriumbestimmung.
Der Untersuchungsreihe von Säuglingsmäusen wurde
eine Serie von insgesamt 20 saugenden Meerschweinchen
gegenübergestellt. Wir infizierten 12 dieser Tiere am
3. Tage nach der Geburt mit 1,0 ccm der gleichen 1 : 5
verdünnten virushaltigen Muskel-Gehirnbreiaufschwemmung von Mäusepassagen des Coxsackie-A.,-Stammes.
8 Tiere liefen als Normalkontrollen mit. Die 1. Gruppe
von 4 infizierten Meerschweinchen und 4 Kontrolltieren
wurde 27 Stdn. post infect., eine 2. Gruppe von 5 infizierten Tieren sowie 4 Kontrollen nach 51 Stdn. Infektionsdauer und schließlich die verbleibenden 3 infizierten
Tiere 71 Stdn. nach der Virus-Inokulation getötet und
untersucht. Die Untersudiungsgänge und ihre Methodik
entsprach in allen Einzelheiten der bei den Säuglingsmäusen geübten Technik; lediglich die flammenphotometrische Kalium- und Natriumbestimmung der Muskulatur wurde im Gegensatz zu den Gruppenuntersuchungen bei den Säuglingsmäusen bei jedem Meerschweinchen getrennt vorgenommen, da von den einzelnen Tieren
hinreichend große Muskelmengen zur Verfügung standen.
K. H i n s b e r g u. K. L a n g , Medizinische Chemie, Urban & Schwarzenberg, München u. Berlin 1951.
5 A. C o n s t a n t i n o , Biochem. Z. 37, 52 [1911];
G. F a h r , Z. Biol. 52, 72 [1909]; W. H e u b n e r , in
Handb. d. normalen und pathol. Physiol. d. Menschen,
Bd. XVI/2, S. 488 ff., Springer, Berlin 1931; J. K a t z ,
Pflügers Arch. ges. Physiol. 63, 1 [1896]; A. M a g n u s L e w , Biochem. Z. 24, 363 [1910],
aller infizierten Säuglingsmäuse bot nach 2 8 — 3 0 Stdn.
4
Ergebnisse
Während alle mit dem Coxsackie-A 2 -Virusstamm inokulierten
Säuglingsmäuse
in typischer Weise
mit
deutlichen Lähmungserscheinungen erkrankten, blieben die infizierten Meerschweinchen weitgehend unauffällig. Bei einigen der Tiere wurde das Fell am
2. T a g e nach der Infektion merklich struppig, auch
ließen sie zum Teil eine mäßige Atmungsbeschleunigung erkennen; darüber hinaus schienen 2
Meer-
schweinchen ebenfalls vom 2. Tag nach der Infektion
ab die hinteren Extremitäten etwas nachzuschleppen,
ein Befund, dessen Nachweis jedoch erheblich der subjektiven Beurteilung des Betrachters unterworfen war.
Im anatomischen Verhalten erwies sich makroskopisch die Skeletmuskulatur der infizierten Säuglingsmäuse gegenüber den Normalkontrollen vorwiegend
blaß, brüchig und mürbe, bei den Meerschweinchen
wich der Aspekt des Muskelgewebes anatomisch nicht
vom Normalverhalten ab.
Der
histologische
Befund
der
Skeletmuskulatur
das von zahlreichen Untersuchern bereits
ausführ-
lich beschriebene Bild einer „hyalinen Schwellung''
eines großen Teiles der Muskelfasern, nach 4 4 bis
48 Stdn. zusätzlich eine weitgehende schollige Auflösung größerer Faseranteile mit Zurückbleiben der
leeren Sarkolemmschläuche sowie das Vorliegen eines
Prot-Nr.
und Zahl
der Tiere
SmKd
23-25
Flammenphotometrie
MuskelNaKgewicht
Gehalt
Gehalt
in g
in mg°/o
in mg°/o
0,114
677,1
3
SmKh
51—54
zellarmen
interstitiellen
Muskeloedems.
Weiterhin
waren häufig zahlreiche, teils in den geschwollenen
Muskelfasern
Histiocyten
eingelagerte,
teils von
und Adventitiazellen
ortsständigen
der Gefäße auf-
genommene kleine schollige Körperchen nachweisbar,
welche sich in der Turnbullblau-Reaktion —
0,121
auch
516,5
ohne vorherige Behandlung der Gewebsschnitte mit
529,9
Na mg°/o
4
SmKi
60—64
0,217
191,3
0,246
122
5
SmKq
88—93
6
Mittelwert:
157
K mg°/o
574
Streuung (o):
+ 34,6
± 72,5
Mittl. Fehler:
± 24,5
+ 42
Tab. 1. Übersicht der Versuchsergebnisse bei Säuglingsmäusen, a) Normal-Kontrolltiere. Die Kontrolltiere verhielten
sich während der Versuthsdauer normal, makroskop. und mikroskop. Muskeluntersuchung o. B.
Flammenphotometrie
MuskelNaICgewicht
Gehalt
Gehalt
in g
in mg % in m g %
Prot.-Nr.
und Zahl
der Tiere
Infekt.Dauer
Verhalten
der Tiere
Muskelmakroskop.
Muskelmikroskop.
SraAjC
28 h
geringe Strecklähmg. der hinteren
Extremit.
blaß-weißlich,
sehr feucht
hyaline
Faserschwellung
0,108
347,2
28 h
geringe Strecklähmg. der hinteren
Extremit.
blaß-weißlich,
verquollen
hyaline Schwellung,
interstit. Ödem, beginnende Faseraufl.
0,066
267,0
28 h
Streckkrämpfe der
hinteren Extremit.
blaß-weißlich,
verquollen
hyaline
Fasersch wellun g
0,083
30 h
Torsionsdystonien,
Strecklähmg. hint.
Extremit.
blaß-weißlidi,
zundrig
hyaline
Faserschwellung
0,107
29 h
- Ataxien u. Streckkrämpfe der hint.
Extremit.
blaß, feucht,
etwas mürbe
fragment. Faserlös.,
hyaline Schwellung
0,172
48 h
Lähmg. d. hinteren
Extremit. Ataxie,
Torsionsdystonien
blaß, geschwollen, hyaline Faserschwg.
mürbe
Auflös., interst., Öd.,
basophiles, Fe 2 haltiges Pigment
0,087
172,4
44 h
völlige Lähmung
der Extremit.
blaß, geschwollen, hyaline Faserschwg.
mürbe
Auflös., interst., Öd.,
basophiles, Fe 2 haltiges Pigment
0,065
192,3
45 h
völlige Lähmung
der Extremit.
blaß, gesdiwollen,
sehr ausgedehnte
mürbe und leidit
Faserauflösung,
zerreißlich
reichlich Fe 2 -haltig.
basophiles Pigment
0,069
115,9
45 h
Strecklähmung der
hinteren Extremit.
Torsionsdvstonien
blaß, geschwollen, ausgedehnte hyaline
sehr feucht
Schwellung, teilw.
Faserauflösung
0,083
48 h
völlige Lähmung
der Extremit.
blaß, feucht,
sehr mürbe
fragmentäre Faserauflösung, interstit.
Öd., Fe.»-Pigment
0,147
275.5
48 h
völlige Lähmung
der Extremit.
blaß, feucht,
sehr mürbe
fragmentäre Faserauflösung, interstit.
Öd., Fe 2 -Pigment
0,160
195.6
32- 34
3
SmA.e
35, 36
2
SmA.jg
42—44
3
SmA.g
48—50
3
SmA_.h
55—59
5
SmAjb
10, 11
2
SmAoc
14, 15
2
SmAod
26—31
6
SmA2g
45—47
3
SmA.k
65-70
6
SraA.r
94—99
6
253
361,4
336,4
238,4
343,4
Nach 28
Na
mg°/o
Mittelwert:
Streuung (Ö) :
Mittl. Fehler:
Fortsetzung von Tab. 1. Übejsicht der Versuchsergebnisse bei Säuglingsmäusen, b) Infizierte Tiere.
Ammoniumsulfid — kräftig blau anfärbten, dagegen
und Lipoidstoffe enthielten. In der
in der Berlinerblau-Reaktion nicht tingiert
nach C a r e r e - C o m e s
In den
gleichen Lagebezirken
fanden
wurden.
sich
häufig
kleine Tröpfchen, welche sich mit Scharlachrot
färbten. Es handelte sich somit dabei um
an-
Gewebs-
Zerfallsprodukte, welche ionisiertes 2-wertiges Eisen
Kaliumfärbung
stellten sich die
Muskel-
fasern kräftig orangefarben dar, lediglich in den Auflösungsbereichen war die Anfärbbarkeit herabgesetzt.
Die
einen
Calciumdarstellung
positiven
Befund.
nach
Bei
Kretin
den
ergab
nie
Kontrollmäusen
konnten w e d e r Muskelfaser-Schwellungen noch -Un-
liehe und geringgradige rundzellige und leukocytäre
t e r g ä n g e gesehen werden. Die histochemischen Eisen-
Zellansammlungen
reaktionen, die F e t t f ä r b u n g sowie die
gering aufgelockerten Muskelsepten und Interstitien
stellungen
verliefen immer negativ;
Calciumdar-
die Kaliumfär-
im
Bereich
kleiner
Gefäße
der
zu Gesicht b e k a m e n , w ä h r e n d sonstige nennenswerte
bung e r g a b stets eine kräftige orangefarbene Muskel-
Abweichungen
fasertingierung.
ten
nicht
vom
beobachtet
feingeweblichen
wurden.
Normalverhal-
Insbesondere
waren
auch bei den histochemischen Reaktionen auf Eisen,
Lipoide, C a l c i u m und Kalium keine abnormalen Be-
700
§
funde zu erheben.
w w
WM
600
^500
SÄ
V
Die Ergebnisse
"
-
K
Na
t
•
vZ/z/zyvzr//-/-/-/}
y y / y y •^ y y y y y y y / A
-
•
•
300
••
•
ZOO
•
100
Normal28-30
11-18
werfe Sfdn. nach d. Jnfekf.
•
•
•
•
den
infizierten
K
-
•
V
¿ / ¿ y y y y y y y j j .
-
i
Normalwerte
Normal- 28-30
H-18
werte Sfdn. nach d. Onfektion
Meerschweinchen
verlief
die
histologische Untersuchung des Muskelgewebes insofern unergiebig, als wir lediglich bei 3 Tieren, welche
5 1 Stdn. post infect. zur Untersuchung kamen, spär-
Flammenphotometrie
MKa
9
MKn
77
MKn
78
MKn
79
MKp
85
MKp
87
MKu
107
MKu
108
Muskelgewidit
in g
NaGehalt
in mg°/o
i
i
i
27
51
71
Sfdn nach der Onfektion
Normalwerte
27
51
71
Stdn nach der Onfektion
Abb. 2. Flammenphotometriseh bestimmte Kalium- und
Natriumwerte in der Skeletmuskulatur von mit CoxsackieA-Virus infizierten saugenden Meerschweinchen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Infektion, o Normale
Kontrolltiere, • infizierte Tiere. Schraffierter Bereich mit
waagerechter Linie: a der Normalwerte und Mittelwert.
lium- und N a t r i u m b e s t i m m u n g e n aus der Muskulatur
der infizierten sowie der n o r m a l e n
Säuglingsmäuse
sind in der T a b . 1, die der Meerschweinchen in T a b . 2
aufgeführt.
Dabei
auch in
Prot.-Nr.
Na
•
V T / 7 7 7 7 7 7 7 7 S
Abb. 1. Flammenphotometriseh bestimmte Kalium- und
Natriumwerte in der Skeletmuskulatur von mit Coxsackie-A-Virus infizierten Säuglingsmäusen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Infektion, o Normale Kontrolltiere, • infizierte Tiere (Poolwerte). Schraffierter Bereich
mit waagerechter Linie: o der Normalwerte u. Mittelwert.
Bei
Ka-
.
ß
WO
der flammenphotometrischen
zeigt
sich bei
den
Säuglingsmäusen,
der A b b . 1 dargestellt ist, d a ß
wie
gegenüber
den Muskelpools der Normalkontrollen das Kalium in
KGehalt
in mg°/o
dem
Skeletmuskelgewebe
der
infizierten
Tiere
28
bis 3 0 Stdn. nach der Virusinokulation signifikant abfällt; dieser Kaliumsturz wird nach 4 4 — 4 8 Stdn. noch
338,1
1,146
—
2,077
56,6
2,013
94,4
447,1
1,845
85,4
339,5
2,227
29,2
336,8
2,275
50,9
413,2
1,185
23,2
384,3
1,15
43,5
331,3
—
deutlicher.
Gegensinnig
verhält
sich
das
Muskel-
N a t r i u m , welches sehr beträchtlich nach 2 8 — 3 0 Stdn.
u n d m e h r noch nach 4 4 — 4 8 Stdn. ansteigt.
-
Na m g %
K mg°/o
370
55
Mittelwert:
Streuung (o):
+ 24,4
+
Mittl. Fehler:
+
±
9,3
40
15
Tab. 2. Übersicht der Versuchsergebnisse bei saugenden Meerschweinchen, a) Normal-Kontrolltiere. Die Kontrolltiere
verhielten sich während der Versuchsdauer normal, makroskop. und mikroskop. Muskeluntersuchung o. B.
Prot.-Nr.
MA.t
103
MA.t
104
MA2t
105
MAjt
Infekt.Dauer
Verhalten
der Tiere
Muskelmakroskop.
27 h
unauffällig
normal
normal
1,162
32,3
335,6
27 h
unauffällig
normal
normal
1,245
70,3
309,2
27 h
unauffällig
normal
normal
0,987
63,3
367.8
normal
1,106
45,3
geringe leuko-lymphocytäre Zellansammlungen um die
Septengefäße;
sonst o. B.
geringe Rundzellund Leukocytenansammlungen in
Septen; vereinzelte
hyaline
Sdiwellungen
kleiner Faserabschnitte
geringe leuko-lymphocytäre Zellansammlungen um die
Septengefäße; s.o.B.
1,075
27 h
unauffällig
normal
51 h
unauffällig
normal
MAoO
51 h
struppiges Fell,
etwas beschleunigte
Atmung; zieht
hintere Extremit.
etwas nach
normal
MA..O
51 h
etwas struppigesFell.
beschleunigte Atm.,
sonst o. B., zieht
hintere Extremit.
etwas nach
etwas struppigesFell.
beschleunigte Atm.,
sonst o. B., zieht
hintere Extremit.
etwas nach
unauffällig
normal
106
MA.a
7"
81
82
MA..O
83
51 h
MA.,o
84
51 h
MA,s
71 h
MA.s
MA.s
10Ö
101
102
Flammenphotometrie
MuskelNaKgewicht
Gehalt
Gehalt
in g
in mg°/o in mg°/o
Muskelmikroskop.
283,0
220.9
0,674
103,9
140,9
0,797
138,0
163,1
normal
geringe leuko-lymphocytäre Zellansammlungen um die
Septengefäße; s.o.B.
1,481
108,9
256,6 -
normal
geringe leuko-lymphocytäre Zellansammlungen um die
Septengefäße; s.o.B.
0,917
111,8
256,3
etwas struppigesFell,
Atmung gering
beschleunigt
normal
2,145
51.3
263,0
71 h
unauffällig
normal
vereinzelte kleinste
Schwellungsherde
einzelner
Faserabschnitte
normal
2,072
43.4
241,3
71 h
gering struppiges
Fell, sonst o. B.
normal
kleinste,Leuko- und
Lymphocytenansammlungen um die
Gefäße der Interstit.
2,365
31,7
264,3
Nach 27 h
Na
K
mg°/o mg°/o
Mittelwert :
53
Streuung (n) :
±15
Mittl. Fehler:
±
324
Nach 51 h
K
Na
mg0/«. mg9/o
100,6
±34,5 ± 1 3
7,5 ± 17,3 ±
Nach 71 h
Na
K
mg°/o
mg°/o
207,5
±47,5
6,6 ± 2 1
42
256
±7,4 ±10,6
±4,3 ±
6
Fortsetzung von Tab. 2. Übersicht der Versuchsergebnisse bei saugenden Meerschweinchen, b) Infizierte Tiere.
Das in Abb. 2 dargestellte Verhalten der Muskelkalium-
und
Natriumwerte
der
Meerschweinchen,
wie sie auch in der Tab. 2 mitgeteilt sind, zeigt deut-
lich gleichartige Verschiebungen. Gegenüber den Normalwerten ist das Muskelkalium bei den mit Coxsackie-A 2 -Virus
infizierten
saugenden
Meerschwein-
chen 27 Stdn. post infect. gering, aber noch inner-
2 T a g e post infect.), an welchem die vitalen Reaktio-
halb der Fehlerstreuungsbreite vermindert. Dagegen
nen sowie die geweblichen und chemischen Befunde
stellt sich ein significanter Abfall 51 Stdn. nach der
an der Skeletmuskulatur bei den
Infektion ein und hält 71 Stdn. post infect. noch an.
massiv vom
Eine außerhalb des Streuungsbereiches der Normal-
neugeborenen Meerschweinchen nach einer Infektion
werte liegende Steigerung des Muskelnatriums der
mit
Meerschweinchen konnte lediglich 51 Stdn. nach der
und Natriumverschiebungen im Sinne einer Läsion
Virusinoculation nachgewiesen werden.
dieser Gewebe auftreten, ohne daß stärkere Störun-
Normalverhalten
Coxsackie-A 2 -Viren
im
Säuglingsmäusen
abweichen,
auch
Skeletmuskel
bei
Kalium-
und
gen im Verhalten der Tiere oder im morphologischen
mit
Gefüge ausgeprägt waren. Daß derartige Ionenver-
durchaus
schiebungen tatsächlich Ausdruck einer „Läsion" sind,
übereinstimmten, liegen die W e r t e bei unseren Säug-
ergibt sich daraus, daß der Ausgleich des physiologi-
Während
die von uns gefundenen Kalium-
Natriumwerte
der normalen
Meerschweinchen
den Bestimmungen anderer Untersucher 5
lingsmäuse-Versuchen
merklich höher. Hierfür muß
schen
Kalium/Natrium-Ungleichgewichtes
in Gewe-
die Tatsache verantwortlich gemacht werden, daß bei
ben mit einer Nivellierung der osmotischen Potential-
unseren Präparationen Ansammlungen kleinster Ge-
differenz zwischen intra- und extracellulärem Raum-
websstückchen mit relativ großer Oberfläche zur Ver-
einhergeht; man muß nach dem jetzigen Wissen vor-
fügung standen, deren sofort einsetzende Austrock-
aussetzen, daß der unterliegende Grund solcher Stö-
nung in der Luft eine Konzentration der in ihnen
rungen eine Herabsetzung des Zellstoffwechsels ist 7 .
gelösten
Stoffe bedingte.
Wir
gingen
trotz
dieser
Da
die Erregbarkeit
des
Skeletmuskels
wesentlich
Einsicht bei unseren Bestimmungen vom Naßgewicht
von seinem Kaliumgehalt beeinflußt wird, sind der-
des Muskelgewebes aus, da der Kalium- und Na-
artige Ionenverschiebungen in diesem Gewebe von
triumgehalt
besonderer funktioneller Bedeutung. E s ist in diesem
nicht
auf
auf die tatsächliche
die
Trockensubstanz
Muskelmasse
der
und
strukturell
oft
Zusammenhang
erwähnenswert,
daß
in
unserem
weitgehend aufgelösten Muskulatur zu beziehen war.
Untersuchungsgut
D a unsere unter stets gleichen präparativen Bedin-
gedeuteter Schwäche der hinteren Extremitäten be-
gungen gewonnenen Ergebnisse Vergleichswerte dar-
sonders niedere Muskelkaliumwerte festgestellt wor-
stellen,
den waren.
fallen
solche
Abweichungen
für
unsere
Fragestellung nicht wesentlich ins Gewicht.
gende
Besprechung
der
den
Untersuchungsergebnissen
mitgeteilten
mit
an-
Aus unseren Befunden kann demnach geschlossen
werden,
Aus
bei 2 Meerschweinchen
Befunde
daß die Coxsackie-A-Viren
Meerschweinchen
eine
auch auf sau-
pathogene
Wirkung
entfalten, welche lediglich bei den üblichen, verhältnismäßig groben Kriterien der Beurteilung
inappa-
geht hervor, daß bei Säuglingsmäusen, welche mit
rent bleibt und weder auf vitale Funktionen über-
einem
greift noch das morphologische Gefüge des Wirts-
Virusstamm
des
Coxsackie-A 2 -Typs
infiziert
worden waren, parallel zu den durch diese Infektion
gewebes
bedingten schweren funktionellen und
gegen die Norm verändert. Die Erfassung
schen
Muskelläsionen
mit
morphologi-
histochemisch
baren Zeichen des Myoglobin-Abbaues
nachweis-
(Freiwerden
—
die
subanatomischen
Skeletmuskulatur
Coxsackie-A-Virusinfektionen,
liegenden
licher Abfall des Muskelkaliums eintritt. Gleichartige
wie sie auch aus den
Befunde
von K a u s c h e ,
bereits
Gifford
und
Dall-
wesentlich
solcher
Muskelgewebs - Irritationen
von F e 2 und histiogenen Lipoiden) auch ein erhebhaben
—
Untersuchungen
wie sie bei den
aufgezeigt
wurden
nach
vorund
Phosphatase-Untersuchungen
Landschütz
und
Sauthoff
8
d o r f 6 erhoben, welche weiterhin eine deutliche Ver-
zu entnehmen sind, lassen noch keinen Rückschluß
minderung des Muskel-Kreatinins festgestellt hatten.
auf die Art der Auseinandersetzung
Darüber hinaus fand sich bei unseren Untersuchungen ein Ausgleich der physiologischen Differenz des
Kalium- und Natriumspiegels, wie er bei Gewebsläsionen
ganz
allgemein
erfolgt.
Interesse ist nun, daß zu einem
Von
besonderem
Zeitpunkt
o R. G i f f o r d u. G. D a l l d o r f ,
Biol. Med. 71, 589 [1949],
(etwa
Proc. Soc. exp.
zwischen
den
Viren und dem Muskelgewebe zu. Sie demonstrieren
lediglich eine dem Skeletmuskel gegenüber verschie-denartigsten
Noxen
zur
Verfügung
stehende
Re-
7 J. P i c h o t k a ,
in Symposion über Probleme d.
Hypophysen-Nebennierenrindensystems. Freiburg i. Br.
7. bis 10. 6. 1952.
8 G. A. K a u s c h e ,
Ch. L a n d s c h ü t z u. R. S a u t h o f f . Z. Naturforschg. 6 b. 445 [1951].
aktionsweise, ebenso wie die bei der Säuglingsmaus
muskelschädigungen unterscheiden, welche z. B. nach
zu beobachtenden
Erfrierungen, H e p a r i n g a b e n 9
veränderungen
morphologischen
sich
nicht
Muskelgewebs-
wesentlich
von
Skelet-
9J. P i c h o t k a
u. R. B. L e w i s , USAF School of
aviation Med. Proj.No. 21-23-006, Rep.No. 7; Texas Rep.
Biol. Med. 9, 613 [1951]; R. B. L e w i s (unter J. P i c h o t k a ) , Amer. J. med. Sei. 222, 300 [1951],
und unterschiedlichen
anderen Noxen zur Beobachtung kommen. Das erfaßbare formale und funktionelle Substrat wird durch
die Organisation des biologischen Gefüges bestimmt,
wobei der gleiche Effekt von mannigfaltigen
Aus-
gangspunkten erzielt werden kann.
Untersuchung von Derivaten des Hydrazins
auf ihre cytostatische Wirkung am Ascitestumor der Maus
V o n KLAUS SIMON
Aus dem Institut für Angewandte Chemie der Technischen Hochschule München,
komm. Dir. Prof. Dr. St. G o l d s c h m i d t ,
und der Medizinischen Universitätspoliklinik München, Dir. Prof. Dr. W. S e i t z 1
(Z. Naturforschg. 7b, 531—536 [1952]; eingegangen am 3. September 1952)
1. Der Ascitestumor der Maus erwies sich als hervorragend geeignet zur Testung cytostatischer Substanzen.
2. Für eine Reihe bisher nicht untersuchter Stoffe konnte cytostatische Wirkung gesichert
werden. Die Hydrazinderivate 7, 13 und 26 sowie CoCl 2 und Isonicotinsäure-hydrazid scheinen
zur Behandlung von Tumoren geeignet.
3. Eine Beziehung zwischen Struktur und Wirkung konnte trotz systematischer Abwandlung
der Verbindungen nicht gefunden werden. Hingegen erscheint ein „kolligativer" Effekt 3 3
als möglich.
4. Eine Parallelität zwischen bakteriostatischer und cytostatischer Wirkung wurde nicht
festgestellt.
Z
iel der vorliegenden Arbeit war, einen Überblick
über die Wirksamkeit einer Reihe von Derivaten
des Thiosemicarbazids und des Phenylhydrazins zu
gewinnen,
wobei cytostatische
mit Erfolg verwendet wurde. U m gleichmäßige E r gebnisse zu erzielen, wurde dabei nach folgendem
Schema verfahren:
Effekte im Vorder-
grund des Interesses standen. Hieraus ergab sich die
M ethodik
F r a g e nach einer Methode, welche ohne den schwer-
Weiße Mäuse im Alter von 50—60 Tagen und einem
Gewicht von 20 ± 3 g wurden nach Geschlechtern getrennt 6 . Zur Haltung bewährten sich emaillierte Kessel
(Durchm. 30 cm). Das Futter bestand aus 1 Tl. Garnelen.
4 Tl. Sonnenblumenkernen und 20 Tin. Haferkörnern.
Jede Maus bekam täglich 7 g dieser Mischung sowie
10 ccm Vollmilch 7 .
Die Tiere wurden durch intraperitoneale Injektion von
0,2 ccm frisch entnommenen Ascites beimpft 8 . Versager
fälligen
Apparat
genetischer
Untersuchungen
aus-
kommt und unabhängig von den Zufällen ist, welche
bei der Arbeit mit soliden Tumoren in Kauf genommen werden müssen.
Zur Erreichung dieses Ziels erschien die Mitosezählung am Ascitestumor der Maus besonders geeignet 2 , wie sie von B r o d e r s e n
3
und anderen 4 - 5
K. H. B a u e r , Das Krebsproblem, Springer 1949.
H. B r o d e r s e n , Strahlentherapie 73, 196 [1943].
4 G. D o m a g k , Strahlentherapie 83, 565 [1950].
5 G. A. K a u s c h e , Chr. L a n d s c h ü t z u. R. S a u t h o f f , Z. Naturforschg. 7b, 33 [1952],
6 Herrn J o b s t (Zool. Inst. d. Univ. München) danke
ich sehr für einen Reinzuchtstamm weißer Mäuse.
7 In Anlehnung an eine Mitteilung der B a y e r w e r k e ,
Leverkusen 1942.
8 Für die Überlassung von Ascitestieren bin ich Herrn
Prof. Dr. W. P r i g g e , Direktor des Paul-Ehrlich-Institutes, Frankfurt a. M., zu besonderem Dank verpflichtet.
2
Herrn Prof. Dr. St. G o l d s c h m i d t und Herrn
Dr. E. H e l m r e i c h danke ich auch an dieser Stelle
verbindlichst für Anregungen und Beratung bei der vorliegenden Arbeit. Die geprüften Substanzen wurden
größtenteils auf Veranlassung des verstorbenen Direktors
des Inst. f. Angew. Chemie d. T. H. München, Herrn Prof.
Dr. A. A l b e r t , durch Herrn Dipl.-Chem. D. B a y e w
dargestellt (Diss. 1952). Ihre biologische Prüfung wurde
nach dem Ableben von Herrn Prof. A l b e r t vorgenommen. Hierzu standen E.R.P.-Mittel zur Verfügung, für
deren Gewährung wir zu Dank verbunden sind.
1
3