Aus dem Pharmakologischen Institut der Universit~t Mfinchen.

Stud ien zur Darmmotil i t[tt .

IH. Mi t t e i lung : Der T o n u s u n d d i e D e h n u n g s k u r v e d e s r u h e n d e n D a r m e s .

Von W. Straub und Eva Leo.

Mit 7 Textabbfldungen. (Eingegangen am 2. X. 1932.)

Die vorhergehenden Mitteilungen befassen sich im wesentlichen mit Fragen der t)eristaltik. Auf ~nderung des Tonus, d. h. der Ruhel~nge des Muskelelementes, wurde geschlossen, wenn die Schwingungsmittel- punkte der peristaltischen Wellen sich auf der Ordinate im Laufe des Versuches hoben oder senkten.

Es ist aber nicht gesagt, da~i der Tonus nur bei laufender Peristaltik sich ~uBert, sondern im Gegenteil anzunehmen, dal~ er schon in jener Phase der sukzessiven Ftillung des Darmes eine wichtige Rolle spielt, die vor dem kritischen Ausbruch der Peristaltik liegt.

Einblick in diese TonusverhMtnisse gewinnt man, wenn man rechne- risch die Beziehung zwischen hydrostatischem Ftillungsdruck und den durch ihn erzielten Volumenzuwachs des Darminhaltes erfassen kann. Dazu ist aber die in den vorherigen Mitteilungen benutzte Versuchs- anordnung geeignet, denn sie erlaubt es, mit Hilfe der Spritzengraduierung und der Volumeneiehung des Manometers zu messen, wie groB das in den Darm eingetretene Volumen ist. Bringt man n~mlich in dieses System, Manometer--Darm, mit der zwischen beiden liegenden Spritze ein gemessenes Volumen Fliissigkeit in das System, so verteflt sich dieses Volumen in das Darmlumen und in das Manometer. Da das Manometer auch auf Volumen geeicht ist, ergibt sich der gesuchte Darmvolumen- zuwachs einfach dadurch, da6 man von dem aus der Spritze entleerten Gesamtvolumen den mel~baren Volumenzuwachs im Manometer sub- trahiert. In praxi werden sich alle Erscheinungen zwischen zwei Extre- men bewegen. Der eine Fall ist der, dal~ das ganze aus der Spritze ent- leerte Volumen in den Darm hereinli~uft, ohne am Manometer etwas zu

Studien zur Darmmotilit~tt. III. 19

findern. In diesem Fall hat man es mit einem tonuslosen kollabierten Darmstiick zu tun. Der andere, dag der gesamte entleerte Spritzeninhalt in das Manometer geht. In diesem Fall ist das Darmstiick gegen den vorgelegten hydrostatisehen Druck absolut tonisch. Um ,,die Dehnungs- kurve des ruhenden Darmes" zu erfassen, wird dann so vorgegangen, dag sukzessive gleiehe Volumina aus der Spritze in das System gesehickt werden , und die ~nderung des Fiillungszustandes des Darmes nach der oben angedeuteten Berechnung ermittelt wird. Unter Voraussetzung einer idealen Elastizit~t der Darmwand witrden dann Dehnungskurven zu erwarten sein, die entweder linear oder paraboliseh oder hyperboliseh verlaufen, lnit anderen Worten, die Fiillungen kSnnen gleieh sehnell, oder langsamer oder sehneller wie die Drueke waehsen. Wenn der Tonus hoeh ist, also z. B. das Darmvolumen auf die vorgelegten Drueke lange Zeit sieh gar nieht hndert, wiirde die Dehnungskurve oberhalb des Ordi- natennullpunktes beginnen. Wenn aber umgekehrt der Spritzeninhalt zun~ehst ohne Druckhnderung einl~uft, die Kurve erst entfernt vom Abszissen-Null beginnt, so ist das als die Dehnungskurve eines anf~nglieh kollabierten Darmstiiekes zu bezeiehnen.

Methodik. Die Versuehstiere, aussehlieglich Neerschweinehen, wurden mit l g

"ithylurethan/kg Tier narkotisiert, naeh 1 Stunde laparotomiert, die Kantile seitlieh dureh die Bauehwand in eine stets 5 em lange Darmsehlinge eingeftihrt, beim Dtinndarm aus dem mittleren jejunalen Anteil, beim Diekdarm aus der Mitre des die Kotballen ftihrenden Darmabsehnittes entnommen. In beiden F~llen erfolgt die Einbindung der Kan~ile am analen Ende. Das so vorbereitete Versnehstier bleibt 1 Stunde lang mit gesehlossener Bauehdeeke unbenutzt. Es ist hngstlieh darauf zu aehten, dal3 vom Momente der ErSffnung der Baueh- deeke an sehr raseh operiert wird. Man bemerkt falsehes Operieren (Ab- ktihlung) an dem Auftreten einer wilden Peristaltik whhrend der Operation. Von einem solehen Darmsttiek bekommt man keine gesetzm~13igen Dehnungs- kurven. Ebenso ist peinlieh genau auf eine exakte Ermittlung des Nullpunktes im System zu sehen, indem man vor Beginn des Versuehes das Manometer- Null auf die Niveauh~he der Darmkantile bringt. Die Fallung des Darmes mug mit grol~er Exaktheit vorgenommen werden. Die gewShnliehe Graduierung der Spritzen reieht nieht aus. Wir haben uns infolgedessen einer Spritze be- dient, deren Stempel dureh eine Nik~ometersehraube vorwiirts getrieben wird. Die jeweiligen Fallungszuwaehse betrugen stets 0,5 ecru Volumen. Dieses Volumen yon 0,5 ecru entsprieht im benutzten Manometer einer ttShe yon 1,4 era. Danaeh sind alle mitzuteilenden Kurven zu lesen. Bei der Wieder- entleerung der Sehlinge geht man am sehonendsten so vor, daft man vor dem Darm den Sehlaueh abklemmt, und erst dureh Saugen mit der Spritze das Manometer auf Null bringt, dann erst die Klemme 15st und langsam den Darm leer saugt.

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2 0 W . STRXUB u n d E. LEo:

Physiologischer Teil. Diinndarm.

Die Dehnungskurve des ruhenden Dtinndarmes ist in ihrer reinsten Form in Abb. 1 a gegeben. Die Kurve verl~uft nach Art einer Parabel

0 ~

D~rm-llo/um in cc~ Abb. 1. Dehnungskurven des nor- malen Diinn- und Dickdarmes (yon zwei verschiedenen Tieren). Ordinaten in allen Kurven : Druck in Zentimeter Wasser ausgedrtickt, Abszissen : Darm- volumen in Kubikzentimeter. Ein Pfeil am Ende der Kurven bedeutet in alien Kurven Ein-

setzen der l'eristaltik.

bis zu dem Punkt, in dem der peristaltische Re- flex ausgelSst wird, d. h., die Ftillungen wachsen anfangs langsamer als die Drucke. Die ersten 1,5 cm Druck bewirken iiberhaupt noch keine Fiillung. Abweichungen davon haben wir hSch- stens in dem Sinne beobachtet, dab eine An- nhherung an ein lineares Verh~ltnis auftritt; abet niemals wurde eine Kurve yon hyperboli- schem Charakter registriert. Im Laufe zuneh- mender Inanspruchnahme tritt eine ~nderung der Art ein, wie in Abb. 2 gezeigt wird. Die Dehnungskurve verliiuft sehr flach und beinahe linear. Die Darmfiillung beginnt aber bei nahe- zu demselben Druck wie bei der ersten Ermitt- lung (Abb. 2a). Die Peristaltik setzt erst bei wesentlich grSBerer Ftillung ein, die allerdings schon bei sehr geringem Druckzuwachs er-

reicht wird. Unter diesen Umstanden kann dann auch ein Ftillungs- rest im Darm zurtickbleiben, der beim Druck Null nicht mehr heraus- fiiel~t. Es ist auffallend, dab unter solchen pathologischen Umsti~nden die

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~z

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Darm-/lolum /n cc~

Abb. 2. Dilnndarm: a) normal, b) in ermiidetem Zustand,

Ftillung ganz kritisch verli~uft (Abb. 2b), so da6 der Anschein erweckt wird, als ob an einem bestimmten Punkt plStzlich eine Sperrung hinweggeraumt wird. Doch ist zuzugeben, dab auch andereDeutungen mSglich sind. Jedenfalls kann ein Darm- sttick, das seine typische Form der Deh- nungskurve eingebiiBt hat, nicht mehr als normal gelten. DaB es sich in einem sol- chert Zustande um eine Schi~digung des jeweiligen Darmstiickes und nicht des ganzen Tieres handelt, beweist Kontroll-

versuch an einer anderen Schlinge desselben Tieres, die wieder eine ganz normale Dehnungskurve gibt.

Um die eventuelle Bedeutung des intraabdominalen Druckes zu be- werten, habea wit den Druck der Bauchdecke auf die Bauchhiihle gemessen,

Studien zur Darmmotilit~it. III. 21

und zwar durch Einlagerung und Ftillung eines kollabierten Gummikondones. Es ergab sich ein hydrostatischer Druck yon 1,5 cm Wasserdruck. Dieser Abdominaldruck ist noch unterhalb der Drucke, die zur effektiven Ftillung des Darmes ben6tigt werden.

Dickdarm. Die Dehnungskurve des Diekdarmes verli~uft im Gegensatz zu der

des Dtinndarmes angeni~hert hyperboliseh (Abb. lb). Die Fiillung des Darmes beginnt meist bei einem etwas hSheren Druck als beim Diinn- darm, was iibrigens zu den Beobachtungen der vorhergehenden Arbeit paint. So l~l~t sich die Dehnungskurve des ruhenden Dickdarmes v i e l welter verfolgen, da die absoluten Drucke bis zum Einsetzen der Peri- staltik ein Vielfaches hSher sind als die beim Diinndarm.

Pharmakologischer Tell. Unsere pharmakologischen Messungen wurden zuni~chst nur in der

Absicht einer Orientierung unternommen, ob die schon bekannten allge- meinen Erscheinungen der untersuchten Gifte auch an den Dehnungs- kurven grundsi~tzlich zu beobachten sind. Wir haben deshalb nur zwei Beispiele herausgegriffen, das Morphin als l~hmende Substanz und Prostigmin, als fSrdernde. Die beiden Substanzen sind in den vor- herigen Arbeiten nur in ihrer unmittelbaren Wirkung auf die Peristaltik geprtift worden. Hier wird auf Elastizit~tt und Tonus untersucht.

I. Morphin. Diinndarm.

Am Dtinndarm wird schon durch subkutane Injektion yon 4 mg Morphin pro Kilogramm Tier die Beziehung Druck--Volumen aufge- hoben. Man kann uicht mehr you einer Dehnungskurve sprechen. Wenn der initiale Widerstand iiberwunden ist, verlauft die Ftillung nahezu geradlinig (Abb. 3a, b, c). Der Darm hat also seine Elastizit~t so gut wie eingebii6t. Der Kurvenverlauf ist fast identisch mit dem des er- miideten Darmes (s. Abb. 2b). Bemerkenswert ist, dal~ bei diesen sehr starkea Einwirkungen auf Tonus und Elastiziti~t der peristaltische Reflex noch erhalten ist. Er trit t nur bei wesentlich grSl]erer Ftitlung auf, aber ungefahr beim gleichen Fiillungsdruek wie in der Norm. Z.B. ist aus Abb. 3b zu entnehmen:

Tabelle.

Fiillung Druck in ccm in cm

Normal . . . . Nach Morphin . . 1 Nach Morphin . . 2

a. 0,3 b. 2,2 c. J~8

7,8 9,3 7,8

22 W. STaxUB und E. LEO:

Diese Wirkung ist grundst~tzlich fliiehtig und ihre Dauer proportional der DosengrSl~e. Die Darmftillung wird sehr oft erst bei hSheren Anfangs- drueken als in der Norm effektiv (Abb. 3 a, b), bei der im Normalzustand

~g

" ~ 5 ~

0 ~I 0,~ op ~ ~ ~8 ~7 ~8 0,,9 ~ _~,~ ~z ~ ~ ~5 ~8 ~7 ~,8 ~ ~0 ~

Abb. 3. Dtinndarm: a) normal, b) nach 2 mg Morphin, c) 10 Minuten sparer, d) nach 7 ~' Prostigmin.

die Ftillung bei 2,8 cm Wasserdruck begann, nach Morphin erst bei 5,7. Wir haben diese Erscheinung der Zunahme des initialen Widerstandes

z I

M / - - -

~83,d _ ,~2 ~ 7 . . . . . 7- '

2 - - I f 0

- ]

gcefm-Yolum in r Abb. 4. Dickdarm: a) normal, b) nach 5 mg rC~orphin, c) 2 Stunden sp~ter. Im Darm bleibt be lm Druck Null :Rest-

fiillung yon 0,28 ccm. ist also nicht in dem Ma~e gestSrt wie

beim Dtinndarm. Die Dehnungskurve vedtiuft angent~hert linear naeh oben. Zum Unterschied vom Dtinndarm dagegen ist schon bei den kleinsten Dosen der peristaltische Reflex gel~hmt. Dieser Reflex ist also im Dickdarm weniger morphinresistent als im Diinndarm. Der Anfangswiderstand gegen die Ftillung ist beim Dickdarm anseheinend

unter Morphinwirkung fast regelmtil~ig beobaehtet, wollen aber yon einer Deu- tung hier noch absehen.

Unter der ~orphinwirkung sinkt der Nullpunkt des Systems, d. h. es bleibt beim Normal-Null noch ein Restvolumen im Darm (1,3 eem im Versueh 3e), das erst durch einen Unterdruck yon - 3,4 Wasser entleert wird. Aueh dies sei vor- erst ohne Deutung als Tatsaehe erw~hnt.

D i c k d a r m .

Beim Dickdarm ist unter den klein- sten Morphindosen die Beziehung Druck Volumen noeh erhalten. Die Elastizitiit

Studien zur Darmmotilit/it. III. 23

nicht in dem Nal~e gesteigert wie beim Dfinndarm. Die oben fiir den Dtinndarm beschriebene Senkung des Nullpunktes ist zwar auch beim Diekdarm vorhanden, im Vergleich zur gleichen Erscheinung am Dtinn- alarm aber unbedeutend.

II. Prostigmin. Diinndarm.

Eine Veri~nderung der Dehnungskurve durch Prostigmin wurde nicht beobachtet, dagegen stets ein Waehsen des initialen Widerstandes. So begann in einem Versueh am Diinndarm naeh 87 Prostigmin/kg die Fiillung bei der ersten : ~ L~ !

D ehnungskurve bei 4,2 e m, bei der n ~ P r o s t i g m i n w i r k u n g anl ehsten ~z!12 ..... ~ ~ibc~4.~ .... mit 5,7, bei der dritten mit 9,8 gegen 2,9 em -i WasserdruekhShe im Normalzustand. @

Dickdarm. Fiir die Diekdarm

vergleiehe Abb. 5a und 6, die grunds~tzlieh die ~ - gleiehe Wirkung wie am Diinndarm zeigt.

Wie sehon in den friiheren Arbeiten mitge- i ~Ii~ i teilt, sind die Prostigmindosen aueh fiir die Elasti- ; ~ ! zithts-nndTonuswirkungenaul~erordentliehnied- J iQ = : - [ rig. 4 y Prostigmin pro gilogramm Tier haben ~ k I sehon eine siehere Wirkung im Sinne der obigen o o/9~r~.~o/ume, z o,s 0,~ o,5~ cc~8 ~z Feststellungen. Abb. 5. Antagonismus Prostig-

min ~ Morphin. Dickdarm: So wenig eharakteristiseh die Prostigmin- ~) ~o~m~l, b/~cn 5 yero~tig-

min, c) nach l i n g Morphin. wirkung am normalen Darm ist, so ausgepri~gt ist sie am ermiideten. Man beaehte Abb. 6, in der die normale Dehnungs- kurve dutch Ermtidung in die Form (Abb. 6b) verwaudelt wurde. 10 y/kg Prostigmin braehten rasch den dem Normalzustand sehr ange-

2 y . . . .

8 ~ ~ - - ~ . . . . I i - ~ - ~ , ~ T i - ~ ~ - -

. ~ % % 3 - [ i i i ~---=+.---+- . . . . +--

- - : : i ;ifti V-l ...... Jbb. 6. Jntagonismus Prostigmin -~ Morphin. Dihmdarm : a) normal, b) ermfidet, c) nach 5y Pro-

stigmin; d) und e) nach 1 mg Morphin. Zunehmendes Restvolumen im Darm nach Morphin.

24 W. STRAUB und ]~. LEO: Studien zur Darmmotilitiit. III.

niiherten Zustand (Abb. 6c)zustande. Der vSllig unelastisch gewordene l)arm hat seine friihere Elastiziti~t wieder bekommen.

Antagonismus Morphin--Prostigmin. Der Antagonismus Prostigmin--Ermtidung hat sein Analogon im

Antagonismus Morphin--Prostigmin. Abb. 3 d zeigt, wie der Tonus- und Elastiziti~tsverlust nach 2 mg Morphin am Dtinndarm durch 14 y/kg Prostigmin wieder hergestellt wird. Ftir den Dickdarm gilt das gleiche

17 16-

~5

D~,rrn-l~lum I~ ccr~

Abb. 7. Antagonismus ~r Dickdarm: a) normal, b) nach 1 mg ~Iorphin c ) u n d d) nach 8 u Prostigmin. Wiederauftreten der Peristaltik erst in d).

(Abb. 7). Man beachte in beiden Fallen die gesetzmi~l~ige parabolische bzw. hyperbolische Form der restituierten Dehnungskurven.

Der Antagonismus ist reziprok. Der durch 10 ~,/kg Prostigmin ge- schaffene Zustand wird durch 1 mg Morphin aufgehoben und sogar in den Morphinzustand verwandelt (Abb. 6c).

Z u s a m m e n f a s s u n g . 1. Durch Messung der Beziehung Fiillungsdruek und Darmvolumen

wird die Dehnungskurve des ruhenden Dtinn- und Dickdarmes ermittelt, 2. Die Dehnungskurve hat ftir den Dtinndarm parabolischen Charak-

ter, fiir den Dickdarm hyperbolisehen. 3. Morphin und Prostigmin veri~ndern die Dehnungskurven in

charakteristischer und spezifischer Weise. 4. Zwischen Morphin und Prostigmin besteht ein reziproker Anta-

gonismus.