Ein Verfahren zur Ermittlung des absoluten Transportvermögens des Blutes im Fließgleichgewicht

Kiinische 732 F.H. Dosm: Ermittlung des absoluten Tra.nsportvermSgens des Blutes im Flieggleichgewich~ Wochenschrift

Zusammen]assung. Es gelang, aas der Euglobul in- f r ak t ion des menschl iehen Norma l se rums ein in der E lek t rophorese zwisehen der g~- a n d /~l-Globulin- f r ak t ion wanderndes Pro te in m i t hohem Reinhei ts - g rad zt~ isolieren. Das P ro te in sed iment ie r t in de r Ul t razent r i fuge mi t S~o/°~6,3 und enth~l t nttr wenig gebundene K o h l e n h y d r a t e tmd keine Neuramin- saure. Wie mi t Hilfe der Immunoe lek t rophorese naeh O s s ~ i ~ gezeigt werden konnte , i s t es m i t dem yon ~/[(~LLER-EBEI~HARD besehr iebenen fi~A-Globulin iden- t iseh. ] )as fi~A-Globulin s teh t in Beziehung zur C'3- Komponen te . Es seheint an der pa tho logisehen Erh6hung der l ~ e s t - ~ - F r a k t i o n ( S c ~ w ~ o ~ a ) be- te i l ig t zn sein.

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Ein Veriahren zur Ermittlung de s absoluten Transpertvermiigens des Blutes im Fliellgleichgewieht*

V o n

F. H. Dosm

Aus der Kinderklinik der Jus tus Liebig-Universit/it Giel~en (Direktor: Prof. Dr. F. H. hOST)

H6aLEIN 6 h a t vor 11 J a h r e n in dieser Ze i t schr i f t am Beispiel des Bi l i rub in t ranspor tes gezeigt, dab es auf einfaehe Weise mSglJeh ist , d ie Tr / igerh lnkt ion des

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Wk2 ~=S~

CO- C*~

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i b b . 1, Wiederherstellung der Konzentrat ion c* des Flie~gleichgewichtes nach Belastung durch unterschiedliche Appllkation rait jeweils der gleichen Dosis des gleichen Stoffes. ]~u rven I I I un4 I I : nach einfacher intravenhser Injektion bzw. nach intravea6ser Daaerinfusion; Kurve I:" nach Ein-

T verleibmlg fiber den l~.esorptionsweg. ]~rmittlmlg des absoluten lhnsatzes fiber das Blat a a Hand der Produkte aus Konzentrat ion und Zeit. Umsatz (Transport) des zur Belastung verwendeten Stoffes: S~; Umsatz (Transport)

des im Fliei~gleichgewieht befindliehen Stoffes: S~. S~= S~

Blutes k ine t i seh zu erfassen und zu r ech t genauen Auskfinf ten fiber das E ins t rhmen eines Metabo l i t en in die Kreis lauff l / iss igkei t und desgleichen fiber sein Auss t rhmen zu gelangen, insgesamt somi t das F l ieg- gleiehgewicht ( s teady s ta te) des ins Auge gefaBten Stoffes im Blur vollstfi~ndig zu besehreiben. Mein Mi ta rbe i t e r OTTO s h a t sparer durch Un te r suchungen an zah]reiehen K i n d e r n Normwer te geschaffen und darge tan , dab es mi t der I~ethode le ieht gel ingt , in Fa l l en unk la re r Hyperb i l i rub in~mie zu erkennen, ob dieselbe auf ve rmehr t e r P r o d u k t i o n des Farbs tof fes , ve rminde r t e r E l imina t ion oder auf der K o m b i n a t i o n dieser beiden Vorgange beruht . I m Pr inz ip fug t die

* 1Viitgeteilt in einem Vortrag auf dem KongreB fiir Labo- ratoriumsmedizin am 29. April 1961 im Henry-Ford-Bau der Freien Universit~i~ in Berlin-Dahlem.

Methode nach tIh]~L~I~ auf dem Gedanken, dem vor- bes tehenden FIieBgleichgewicht des BiI i rubins du tch in t raven6se I n j e k t i o n des Farbs tof fes (v ie naeh der a l ten Methode naeh v. B E e G ~ A ~ * nnd EILBOmT 5) eine S thrung aufzuzwingen, um ans der Gesehwhldig- kei t , m i t weleher sich der s t e a d y s ta te wieder einstel l t , auf m a t h e m a t i s e h e m Wege den Bi l i rnb innmsa tz fiber das Blur zu ermi t te ln . D a s Verfahren ergibt jedoch hinsiehtI ich des Umsatzes ledigl ieh relative Mageinhei- ten in bezug anf den tatsi~chliehen vor l iegenden s t eady sta~e des Bil i rubins, n~mlich:

a) E ins t r6mgeschwindigke i t des Bi l i rubins in das Btut (MaBeinheit : mg Bi l i rubin je 100 ml P l a sma und Stunde) ,

b) Auss t r6mgesehwindigke i t des Bi l i rubins aus dem Blur in die E] imina t ionss t£ t t en (Mageinhei t : bio- logische Halbwer tsze i t ) .

%Vie wertvo]l das Verfahren naeh Hh~LSIN sich in der ZwJschenzeit uns am K r a n k e n b e t t anch erwiesen haben mag, uns sehwebte se i tdem die F rage vor, ob es auch mhglieh sei, w iederum am Beispiel des B i l l rubins zu zeigen, welche absoluten Mengen dieses Meta- boliten wiihrend des Fliefigleichgewichtes durch das Blur als Transportorgan tatsiichlich umgesetzt werden, t I i e rzu bed ien ten wir uns de r gleiehen, in t ravenhsen Be- las tungsprobe , freil ich w a nd t e n wi t eine andersar t ige I n t e r p r e t a t i o n der beobaeh te t en Blutsp iegelwer te des Bi l i rubins an.

Diese geh t yon der K onz e p t i on aus, dag die F1/i- chen, die bei E in t r agung yon Spiegelwerten eines m i t dem Blur transportierten Stoffes in ein Konzentra- tions/Zeitdiagramm yon der Konzentrationskurve so- wie den Koordinaten bzw. der Abszisse begrenzt wer- den, einen Magstab ffir die in einem bestimmten Zeit- abschnitt im Blur umlaufenden (transportierten) Men- gen an b e t r a e h t e t e m Stoff dars te l len. Diese Beziehung gi l t u n a b M n g i g davon, ob die K o n z e n t r a t i o n s k u r v e einer m a t h e m a t i s e h e n Ana lyse zugiingig is t ~ oder n icht 4, sofern n u t hinsicht l ieh des un te r such ten Stoffes ein Diffusionsgteiehgewicht (im s t eady s ta te) oder ein

Jg. 40, Heft ~4 F . H . DOST : Ermittlung des absoluten Transportvermhgens des Blutes im Fliel3gleichgewicht 733 15. Jul i 1962

, ,Abflul3gMchgewicht ' '7 (bei Belastungsproben) zwi- sehen Kreislanfflfissigkeit a nd Geweben angenommen werden kann.

Zwingt man dem vorbestehenden FlieBgleiehge- wieht eines Stoffes eine wohlbemessene Sthrung auf, indem man (s. Abb. 1) dem Organismns eine bes t immte Dosis des gleichen Stoffes entweder dm'eh einfaehe intraven6se Injek~ion oder dutch intravenhse Dauer- infusion, schliel31ich auf dem Weg fiber die Resorpt ion einverleibt, so erh~lt man Kurvenverl~ufe zwar unter- sehiedlieher Art, welehe als solehe ~,3,s aueh wieder- holt mathemat i seh formnliert worden sind, deren Flgehenintegrale untereinander jedoeh stets GMch- heir aufweisen ~, sofern nur die gesamte verabreiehte Dosis tatsgehlich aueh im Blur ersehienen ist. (Hier- auf beruht eine einfaehe Me,bode zur E r m i t t h m g der Votlstgndigkei$ eines Resorp~ionsvorganges~.) - - Das Fl~ehenintegral kann, wie wir frfiher in dieser Zeit- sehrift gezeigt haben a, dnreh ein Reehteek dargestellt werden, welches in Abb. 1 wiedergegeben ist und, wie ersiehtlieh, bei beliebiger Belastungsart die Flgehe S~=(co--e*)/1% aufweist. Es bedeuten c*: Konzen- t ra t ion des Stoffes im FlieBgMehgewicht (,,Nfiehtern- wer t" ) ; %: , ,Anfangskonzentra t ion" des Stoffes naeh dessen intravenhser Gabe; /c~: Et iminat ionskonstante (Clearanee-Konstante, Slope, relative Umsatzra te , turnover ra te usw.) des Stoffes.

Alles weitere ergibt sich ebenfalls aus Abb. 1: U m n£mlich diejenige absolute Menge an bet raehte tem Stoff kennenzulernen, we]che im FlieBgleiehgewieht durch das Blur tatsaehlieh t ranspor t ier t wird, ist offenbar nunmehr die Flaehe S e - c*t' gesueht, die den gleiehen Inha l t wie die Flaehe S~ auhveist. Aus dem Ansatz :

c * t ' - - (%--c*) (1) /%

ergibt sieh : t ' - - (Co--C*) (2)

wo V diejenige Zeit darstellt, in weleher die gleiehe Menge an endogenem Bflirubin innerhalb des s teady state dureh das Bht t t ranspor t ier t worden sein muB, wie sie der zur Belastung verwendeten Dosis (exogenen) Bilirubins entsprieht.

Beispiel*. Einem zehnj&hrigen Kind mit einem K6rpergewicht yon 4 0 k g warden 100rag freies (unkonjugiertes) Bilirubin (Bilirubin , , H o m b u r g " ) in- t ravenhs verabreieht. Es wurden fo]gende Bilirubin- werte im Serum ermit te l t :

Unkonjugiertes Zeit :Bilirubin

(min) (rag- % )

0,32 (c*) 1. Vor der Belastung 2. Im Verlauf der Belastung

a) 8 b) 12 c) 17 d) 22,5 e) 27,5 f) 0 (extrapoliert,

s. Abb. 2)

3,74] 3,20/ 2,67} (c---c*) 2,321 i,s6) 4,9 (Co--C*)

Halbwertszei t (graphisch aus Abb. 2) des freien Bilirubins : 20 min.

* Durchfiihrung des Versuehs durch meinen Mitarbeiter Dr. E. GLADTKE.

In 2 _ _ 0,693 _ _ 0,035 (min-~). /c2(Bil) ~ Halbwertszeit(Bii ) 20

Mit G1. (2) ergibt sieh:

t' - - 4,9 -- 440 (rain). 0,035.0,32

Es sind mithin innerhalb einer Zeit yon 440 rain insgesa.mt 100 mg Bilirubin endogener Herkunf t w~,h- rend des s teady state aus den Produkt ionss t~t ten in das Blur eingestrhmt nnd durch dasselbe den Elimina- tionsst&tten zugeffihrt worden. Der Bil i rubinumsatz fiber das Blur betr£gt daher in vorliegendem Beispiel insgesamt 328 mg w£hrend 24 Std oder 8,2 mg je kg Khrpergewieht wghrend dieser Zeit.

Zusammen]a~,sung. 1. Die Fl~ehen unterhalb der Blutspiegelkurve eines Stoffes stellen einen Magstab ffir die vom Blur als Transpor torgan nmgesetz ten absoluten Mengen dieses Stoffes dar.

rxg%

- -

z~ 5 Io zS ' 2 0 z3 min 3O

Abb. 2, KonzentrationsabfaH des nichtkonjugierten (freien) Bilirubins ]lD~ Serum nach in~ravenhser :Belashlng mi~ 100 mg :Bitirubin , t t ombm'g" bei einem 40 kg schweren gesunden M~dchen. Ermit t lung der Daten zur Bestimmung des Bilirubin-Vmsatzes (Transportes) fiber das :Blur. Abszisse: Minuten nach intravenhser Injektion, arithmetisch. Ordinate: rag-% freies

:gilirubin, c--c* entspricht Abb. 1, Xurve I I I , logarithmisch

2. St6rt man das Flieggleiehge~deht eines Stoffes dutch zus/~tzliehe (exogene) Belastung mit einer be- kann ten Dosis desselben, so ergibt sieh naeh Eint ragen der Blutspiege]werte in ein Diagramm dureh einen einfaehen Fli ichenvergMeh die Mhgliehkei~ zur Er- mit t lung der absoluten Mengen des be t rachte ten Stof- fes, die w/thrend einer bes t immten Zeit dureh das Blur im FlieBgleiehgewieht (steady state) umgesetz t bzw. t ransport ier t werden.

3. Dies wird am Beispiel des Bilirubins gezeigt.

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Kiln. Wschr., 40..YM~rg.