398 A. W~G~E~: ~Jber Hirnganglioside bei Tay-Saehsseher Erkrankung Klin. Wsehr.

Zusammen/a~sung. Es wird fiber ein einfaches Ver- fahren ber ichte t , das die pos topera t ive Uberwachung yon P a t i e n t e n m i t imp lan t i e r t em Schr i t tmacher ohne ope ra t iven Eingriff ges ta t t e t . Des Verfahren be ruh t auf der Messung des E l ek t roden -Myoka rd -Wide r - s tandes . Ans dem e rmi t t e l t en W i d e r s t a n d s w e r t kann auf die bes tehenden geizverh/~Itnisse gesehlossen werden. Darf iber hinaus eignet sich die Methode zur Differenzierung eventuel l au f t r e t ender S tSrungen am kfinst l ichen ge i z sys t em.

Summary. We repor t abou t a s imple m e t h o d which is a l lowed to pos tope ra t i v control of the pa t i en t s wi th i m p l a n t e d cardiac pacemakers wi thou t surgical mani- pula t ion . The me thod bases on the measu remen t of the hear t -e lec t rode-res is tance . F r o m the resis tance-

value can be judged abou t the present s t imula t ion s ta te of the hear t . I n add i t ion we are able wi th the app l ica t ion of this m e t h o d to recognize fau]s in the ar t i f ic ia l s t i rnula t ionsys tem.

Literatur. [1] S E ~ ¢ , ~., I~. ELMQUIST, J. LANDEGREN, S. 0. P ~ n s o ~ , and G. W~LL~tM-OLso~: Amer. Heart J. 65, 731 (1963). - - [2] CmtnD~c~:, W. M.: Ann. N. Y. Acad. Sei. l l l , 3, 1075 (1964). --- [3] C~nL~o~, I~. A., t~. W. S~ssm~s, and J. S. G a ~ T ~ : J. thorac, cardiovase. Surg. 48, 684 (1964). - - [d] SC~L~Ln~C~, M., M . N ~ s s ~ , g . P ~ u . E. S. Bffc~nL: 82. Tagg der dtseh. Ges. ffir Chirurgie, 21.--24. 4. 1965 Mfinchen.

Professor Dr. E. S. B/2c~aL Chirurgische Klinik der Stgdtischen Krankenanstalten 1 Berlin 47, t~udowerstr. 56

[~ber IIirnganglioside bei Tay- Saehsscher Erkrankung*, * *

A. W ~ n n Abteilung ~fir Stoffwechseluntersuchungen (Leiter: Prof. Dr. H. Wn~CKE~) der Medizinischen Universitiits-Poliklinik Heidelberg

(Direktor: Prof. Dr. It. PLffGGE)

E. KLENK klgr te 1937 die chemische N a t u r der bei der famili/~ren amauro t i sehen Id io t ic (Tay-Sachs) irn Gehirn akkumul i e r t en Substanz. Es hande] t sich um ein Glykol ip id , des gleichfalls von K L ~ : 1935 erst- mals isol ier t und 1942 als Gangl iosid bezeichnet wurde. I m normalen rnenschlichen Erwaehsenengehi rn be- tr~tgt der Antei] der Ganglioside ca. 1% der aceton- ge t rockne ten t I i rnsubs tanz , w£hrend er bei der Tay- Sachsschen E r k r a n k u n g bis auf 10% ve rmehr t sein kann. Als Baus te ine tier Ganglioside wurden yon KL]~NK Sphingosin, Stearinsi~ure, Galaktose , Glucose, Ga lak tosamin und Neuramins£ure e rkannt . Die Kl~- rung der S t r u k t u r erwies sich ]edoch als schwierig, da nach neueren Erkenn tn i s sen die Ganglioside ein Ge- rnisch aus mehreren Kornponen ten darstel len, die sich vorwiegend irn molaren Verh/i l tnis ihrer Baus te ine unterscheiden. Der Beweis ffir die tIeterogcnit /~t der Ganglioside wurde durch SV~N~R~OL~ 2s, 2,, ~0 und K u ~ u. Mitarb. ~, ~ un te r Verwendung einer Cellu- loseacetatsi~u]e gefiihrt . Den l e t z tgenann ten Auto ren gelang es d a m i t berei ts , eine homogene Gangliosid- K o m p o n e n t e zu gewinnen und ihre S t ruk tu r fo rme l zu kl/~ren. Eine wesentl iche Bereieherung der Gangliosid- Ana lyse ergab jedoch die yon W ~ C K ~ u. Mitarb . (1960) benfi tzte Di innsch ieh tchromatograph ie auf Kieselgel und Kieselgels / iu lenchromatographie . W ~ : - KER U. Mitarb. wiesen mi t dieser Methode nach, dab sieh die Ganglioside des normalen menschl ichen Ge- hirns in rnindestens vier H a u p t f r a k t i o n e n auf t rennen. Du tch K v ~ " u. Mitarb. e°, KLENK u. Mitarb . ~a und SV~XNE~OL~ a~ wurden diese ge funde im wesent- l ichen best/~tigt. Die vier F r a k t i o n e n untersche iden sieh in ihrer molaren Zusammense tzung wie folgt :

SDhin- Stearin- Glucose Galak- Galak~os- Neur~min- gosin s~ure rose amin s~ure

G~ 1 1 1 2 1 3 2 GI I 1 1 1 2 1 2

G Iv

*Die Arbeiten wurden an dem Thannhauser-Forsehungs- laboratorium in Boston unter Leitung yon Iterrn Prof. Dr. S c ~ T begonnen, dem ffir seine Unterstfitzung bestens ge- dankt wird.

Die Sequenz und Bindung dieser Baus te ine wurden durch K T : ~ u. Mi ta rbfa , 22, SVENNERtIOLM as und K L E ~ 5 , 1G wei tgehend ana lys ie r t ; en tsprechende St ruktur for rne ln wa rden vorgesehlagen.

I n der vor l iegenden Arbe i t sell fiber eigene Unter - suchungen znr Dars te l lung und qnan t i t a t i ven Bauste in- Analyse von Gangl iosiden ber ich te t werden, die an einem an famil i~rer amauro t i scher Id io t i c T y p Tay- Sachs ve rs to rbenen K i n d gewonnen warden . Die Untersuchungsergebnisse wurden mi t denjenigen ver- glichen, die vom Gehirn eines gleichaltr igen, an Pneu- rnonie vers to rbenen Kindes erhoben worden waren.

Methodil~ Pr@aration der Ganglioside. Die unmittelbar naeh der

Sektion tiefgefrorenen Gehirne wurden zur Verarbeitung vor- siehtig aufgetaut, yon den Meningen befreit, homogenisiert und gefriergetrocknet. Des Pulver wurde fiber 24 Std mit Methanol im RfiekfluB extrahiert. Das Filtrat wurde fiber Nacht bei 40 C aufbewahrt. Der jetzt abgesetzte Niederschlag wurde durch erneute Filtration gewonnen, in Chloroform- Methanol 2 : 1 aufgenommen und entsprechend der yon FOLC~ u. Mitarb.7, s, 9 und yon BoGoc~ 1 beschriebenen Methode weiter aufgearbeitet.

Es war aufgefallen, dal3 beim Tay-Sachs-Gehirn im Gegen- satz zu den normMen ttirnpr~iparaten ein nicht unbetr~eht- licher Teil..neuramins~urehaltiger Glykolipide im Chloroform- Methanol-Uberstand verblieb bzw. bei der yon FoLc~ ange- gebenen Phasenverteilung zur Reinigung der Ganglioside wieder in die organische Phase gehen. Diese L5sungen wurden daher im Rotationsverdampfer getrocknet, mit Aceton aus- gewaschen und der acetonunlSsliehe R(ickstand s~ulenchro- matographisch auf Kieselgel G getrennt. Der neuraminsiiure- hMtige Anteil wurde dann naeh dem Vorschlag yon KLn~K ~4 in Pyridin fiber A1203 gereinigt.

Qualitative Analyse. Sphingosin: dfinnschichtehromato- graphisch, ascendierend auf Kieselgel G mit Methanol und auf silikonisierten Kieselgel-Platten mit Aceton-Nitrfl : Eisessig : H20 = 70:10: 25. Papierchromatographisch deseendierend auf Wh~tman-Papier Nr. 1 mit Butanol : Eisessig: H20 = 12 : 3 : 5 ffir 16 Std. - - Ninhydrinspray.

Fetts~uren: gaschromatographiseh (Research specialities modules 600 series. Poly~thylen Glykol-Suecinat-S~ule 5% auf S T Chrom WAW 80/100 Mesh) **%

** Eine vorl~iufige Mitteilung eines Teils der Untersu- chungen erfolgte auf dem Federation Meeting in Atlantic City 1963.

*** Ffir die Durchffihrung dieser Untersuchungen danke ich D. SCOTT, N. E. C.H. Boston/Mass.

gg. Jg., Heft 7, 1966 A. W~G?cJ~B: Uber Hirnganglioside bei Tay-Saehsseher Erl~'ankung 399

Zuckerkomponenten: p~pierchromatographisch descen- dierend. Whatman Nr. 1 mit Pyridin : Butanol: H20 = 4: 6: 3 ffir 18 Std. Entwickelt mit Silbernitrat.

Quantitative Analyse. Sphingosin: Naeh KIETA und SCI~B~IDT. 10 mg Gangliesid wurden in 4 ml methanoliseher Schwefels/~ure (1 N I-I2SO 4 in Methanol) flit 5 Std im l~eflax hydrolysiert. D~s Hydrolysat wurde dann in ein 10 ml Meg- k61bchen gegeben und mit absotutem Athanol auf das Volumen aufgefiillt. 2 ml dieser LSsung, 1 ml 2 N KOK, 2 ml It20, 10 ml Digthyl~her wurden in ein graduiertes (zur Kontrolte der J~therschicht) R..6hrehen mit Glassehliff gegeben und ge- sehfi~telt. 3 ml der Athersehich~ warden entnommen and zur Troeknung gebraeht. Der gfickstand in 2 m195 %igem Athanol aufgenommen and 1 ml HeO, 1 ml Aeetatpaffer pH 5,5 and 2 ml eines frischen Ninhydrinreagens (400 mg Ninhydrin - - 60 mg Hydrindantin × 2 H.zO - - 15 ml Athylen-Glykol-Mono- methyl~than --- 5 ml Acetatpuffer pH 5,5) hinzugefiigt. Das Gemisch wurde geschiittelt, 15rain in einem kochenden Wasserbad gekocht, abgekiihlt, in ein 25 ml 5{egk61bchen ge- geben und mit 50%igem 24thanol aul das Volumen gebracht. Die Extinktion wird bei Wellenl/~nge 570 m4x gemesscn. (Leer- wert: 2 ml Athanol 95%, 1 ml H~O, 1 ml AeeSatpuffer pH 5,5 und 2 ml Ninhydrinl6sung. Standard 100 y Sphingosin.)

Fettsguren: Hydroxamsguremethode Each SNYDEa. Hexosen: Die Differenzierung yon G}_ucose and Galaktose

wurde zun~ehst Each der Cystein-hiethode yon D~scnE durch- gefiih~.

Hexosaminbestimmang naeh ELso~ und 1VIonQ~ ~. Zur Kontrolle dieser Befunde wurden 20 mg Gangliosid

90 min in 1,4 ml 3n I-IC1 hydrolysiert, das Hydrolysat mi~ einem Anionentauseher neutralisiert. Nach Filtration and Waschen des Austausehers wurde das Volumen mit Aqu~ dest. aM I00 ml gebraeht. 50 ml davon wurden mit dem Amberlite Dmvex I g 50 ausgeseh/ittelt und so das GMaktosamin eli- miniert. In diesem Ansatz (B) wie in dem nieht mit AalbeMit.e behandelten (A) wurde die Gesamtreduktion naeh der Methcde yon NELSON und die Glucose enzymatisch mit Glucoseoxydase (Worthington Biochemical Corp.) bestimmt. Aus der ])ifferenz der Gesamtreduktion yon B and A win'de auf den Galaktes- amingehalt, aus der Differenz des dutch l~eduktion bestimmten ttexesegehattes in B u n d dem enzymatiseh gemessenen Glueoseanteil das Verhgltnis von Glucose und Galaktose er~ reehnet.

Ffir die Bestimmung der gesamten Neuramins~ure wurde die Methode yon S v ~ J ~ o ~ B ~ , fiir die Bestimmung der freien Neuramins~ure die Thiobarbitursgure-h'Iethode Each WARBE.W benfitzt.

Diinnschichtchromatographie der Gaag]ioside auf Kiesel- gel G mit Chloroform : Methanol: HeO = 61 : 32 : 7 als F]ieB- mittel ~, ~. Sprfihreagens 10 ml 1,6 % ige wgl3rige Orcinl6sung -~ 75 ml 60 % ige H~SO~ Platten fiir ca. 20 rain in Troekenschraak bei 400 C stetlen.

Sgulenchromatographie: Kieselget G wtmle in Chlorolorm- Methanol angeriihrt und in eine S~iule yon 3 cm Durchmesser geffillt, so daft eine SgulenhShe yon etwa 40 cm entstand. Pro Chromatographic warden 300rag Ganglieside in 3--4ml Chloroform-Methanol 2:1 in die Oberfliiehe einsickern lassen, die Oberfl~Lche durch Filterpapier abgedeckt und die Ganglio- side dann mit Chloroform-Methanol-H~O 61 : 32: 7 frM¢tioniert. Sammelperiode 30 rain. Menge pro Fraktion etwa 4 ml, Dauer bis zur Elation der langsam wandernden Fraktion etwa 1 Woche. Jede zweite Fraktion wurde chromatographisch kontrolliert. Die homogen erseheinenden Gangliosidfraktionen wurden vereinigt and im Rotationsverdampfer zum Troekuen gebracht. Der R.tiekstand wurde in Chloroform-Methanol 2:1 gelSst, gefiltert, erneut getrocknet, in I-IzO aufgenommen und gefriergetrocknet. Die NiscMraktionen jedes Durchganges warden vereinigt and rechromatographiert.

Ergebnisse Der Ganghosidgehal t des norraalen kindl iehen Ge-

hirrts bet rug 1% des Trockengewichtes, lag d~mit also h6her als der des Gehirnes yon Erwaehsenen. I n dem Tay-Saehs-Gehi rn wurde mi t der oben besehrieber~en Methode ein Gangliosidgehalt yon 8,9 % des Troeken- gewiehtes gefunden. Die Ganglioside waren nahezu frei yon Phospha t idbe imengungen (P - - 0 , 0 5 % ) . Ab- gesehen yon der sehon erwghnten gr6Beren Affinit/~t der Ganglioside veto Tay-Sachs-Gehirn zu organisehen

L6sungsmit te ln , zeigten beide Pr'~.para~e weitgehend ghnliehe physikalisehe Eigensehaften.

Bei der qual i ta t iven Methode erwies sieh der SphingosimAntei l beider Ganglioside Ms ehromato- graphiseh identiseh. Ats Fetts/~ure wurde in beiden FNlen zu mehr als 90% Stearins~ure gefunden. Der Antei l der fibrigen Fe t t sguren - - Behens/~ure 3,5/4,8 %, Araehidons/iure 1,5/1,8 %, Palmitins~m~e 2,0/0,7 % - - zeigte keirm signif ikanten Differenzen.

Die Ergebnisse der Zuekerbes t immung sind in Tabelte 1 zusammengefagt . I n ~Tbereinstimmung mi t

Tabelle 1. Kohlenhydratanalyse der nicht/raktionierten normalen und Tay.Sachs-Ganglioside. (Zu beachten ist der geringere Kohlenh ydra# , insbesondere Neuraminsguregehalt der Gangliosid-

2r@aration au8 Tay-Sachs-Gehirn)

Ganglioside vor~

normalem kindliehen

Gehim

Tay-Sachs- scher

Erkrankuag

I-Iexo- sen

%

30,9

25,4

Galak- rose

20,0

1,32

G~la.k Glu- Cos- cose aulin % %

10,9 9,5

12,2 9,8

N-acetyl- nettramin-

$~uro %

27,0

20,0

Ges~mt- kohlen- hy(lrate

%

66,4

55,2

• '% , ~

TS

GIv

GIII Gy[ G1

A B Abb. 1. Diinnsehichtehromatographische Trennullg -con Gangtiosiden eines Patien~en rait Tay-Sact~sscher ]~rkrankung (A) and eines neurologiseh normalen gleichaI~rigen tt[indes (1~). tiiieselgeI G, Laufmittel: Chloro-

form: Me thanol: H= 0 61 : 32 : 7, Orcinolspray

anderen Unt.ersuchern ~4, 25, so wurde bei den T~y- Sgchs-Gangliosiden eJn etwas geringerer Kohlen- hydrat , insbesondere Neuramins~uregehaIt gefunden.

Bei der df innschichtehromatographisehen Unter- suchung der beiden Ganglioside (Abb. 1) zeigte das

28*

400 A. WAG~ER: (~ber Ilirnganglioside bei Tay-Sachsscher Erkrankung Klin. Wschr.

Tabelle 2 Anteil der siiulenchromatographisch getrennten Fralctionen am Ausgangsgemisch. (Die Summe der fraktionen G I - - I V im Gangliosidgemisch des Tay-Sachs-Patienten entspricht bei einer Gangliosidausbeute von 8,9% etwa dem Anteit [1,1%], den

diese Ganglioside am normalen kindlichen Gehirn haben.)

G I . . . . . . . .

GII . . . . . . . . G nr . . . . . . . . G I V . . . . . . . .

T.S . . . . . . . . . Nieht getrennter Rest

(meistens I I I + I1 und I I d- I) . . . .

Riickgewinnung . . . .

Normales kindiiches Tay- Sachs-

Oehirn Oehirn

%

12 1,8 21 2,8 28 2,6 24 3,9 - - 86,2

15 2,7 79,5 87,0

mit einem Rf-Wert yon 0,09, 0,12, 0,16 und 0,29, w£h- rend bei den Tay-Sachs-Gangliosiden diese Fraktionen nut angedeutet waren. Hier dominierte eine sehneller wandernde Yraktion mit einem gf -Wer t yon 0,36. Um aueh die langsam wandernden Komponenten der Tay- Sachs-Ganglioside mit den korrespondierenden Frak- tionen der normalen Ganglioside vergleichen zu k6n- nen, haben wir insgesamt 6 g Ganglioside s/iulenchro- matographisch getrennt. Die nach Chromatographie und Reehromatographie der unsauberen Gemisehe iso- lierten Fraktionen erwiesen sieh ehromatographisch als weitgehend homogen (Abb. 2). Ihr prozentualer An- tei] am gesamten Ausgangsmaterial ist in Tabelle 2 auf- geffihrt. Bei der qua]itativen Analyse waren alle Bau- elemente des Ausgangsgemisehes in jeder Fraktion pr/~sent (s. auch Abb. 3). Die Ergebnisse der quanti- tat iven Analyse dieser Fraktionen And in der Tabelle 3 und 4 zusammengefaiR.

Tabelle 3. Kohlenhydratanalyse der Gangliosid/ra]ctionen G I - - I V YOn normalem und Tay- Sachs.Gehirn. (Die ,,no ~uden Ganglioside G I--IV des Tay-Sachs-Gehirns weisen die gleiche

Zusammensetzung au/ wie die aus normalem lcindlichen Gehirn.)

Normale juvenile Hirnganglioside Ganglioside yon Tay-Sachs-Gehirn

N-acetyl- N-acetyl- N-acetyl- N-acetyI- Galaktose Glucose galaktos- neuramiu- Galaktose Glucose galaktos- neuramin-

amin s~ure amin s~ure % % % % % % % %

d

GI* 13,1 5,6 5,0 28,1 12,0 6,0 I 5,5 26,6 GII 16,1 7,5 10,0 26,4 15,8 7,5 I 10,6 26,0 GIH 16,0 7,4 10,8 26,4 16,0 7,6 10,4 22,4 Giv 18,9 10,9 11,6 17,4 17,3 9,1 13,4 16,0

".: G I war noch mit Aminos~uren verunreinigt. - - Fiir den niedrigen Galaktosamingehalt haben wir keine befriedigende Erkl~rung.

Fue.

\

Gluc.

Gal.

i

Ref, G I GII GIII Giv TS Ref.

Abb. 3. Papierchromatographische Darstellung der Zuckerkomponenten der hydrolysierten Gangliosidfraktionen you Tay-Sachs-Gehirn. Whatman Nr. 1, Laufmittel: Pyridin: Butanol: H~O 4 : 6: 3, descendieren4 ftir 18 Std, entwickelt rnit Silbernitrat. Qualitativ enth~lt das TS-Gangliosi4 die

gleichen Zuckerkomponenten wie die norma]en Ganglioside

Wirlcung der Neuraminidase. Bei der Inkubat ion mit Neuraminidase (Behring-Werke Marburg) konnten wir bei den langsam wandernden Fraktionen der Tay- Sachs-Ganglioside ~hnlich wie bei den Gangliosid-

GI GII Gill GIV TS Abb. 2. Chromatographische Kontrolle der s~ulenchromatographisch iso- lierten Gangliosidfraktionen -con Ta:c-Saehs-Gehirn. (Silt Ausnahme 4er

Fraktion GI wurden homogen wandernde Fraktionen isoliert)

normale Gangliosid des kindlichen Gehirns die charak- teristische AuReilung in vier Gangliosid-Fraktionen

Giuc-N

GaI-N

44. Jg., Heft 7, 1966 A. WAa~R: tTber Hirnganglioside bei Tay-Saehsscher Erkrankung 401

Tabelle 4. Quantitative Analyse der bei /amiliiir amaurotiseher Idiotic Tay-Sachs abnorm vermehrten 2'ralction ( T.S.)

Sphingosin . . . . . . .

Stearins~ure . . . . . .

Galaktose . . . . . . .

~ l l l c O S e . . . . . . . .

tIexosen Tot. • . . . . .

N-aeetyl-galaktos~min . .

N-aeetyl-neuramins~ure . Stiekstoff . . . . . . .

%

18,9

19,0

13,7

11,4

25,1

13,2

21,8 2,9

Molares Verhgltnis

1,0

1106

112 1,0

2,2

0,95

i l l l

Fraktionen des normalen Gehirns etwa 2 (bei G 1) bzw. 1 Mol (G 2 -~ 3) Neuramins~ure a pro Mol Gangliosid abspalten. Aus der quantitativ dominierenden Tay- Sachs-Fraktion wurde dureh Neuraminidase praktisch keine Neuramins/~ure freigesetzt.

Diskussion Die bereits bekannten Untersehiede im Kohlen-

hydrat- insbesondere Neuraminsguregehalt der Gan- glioside von Tay-Sachs-Patienten und yon normalen Gehirnen 2,14, 25, so finden dureh die besehricbenen chromatographisehen Untersuehungen eine Erklgrung. Bei der fami]igren amaurotischen Idiotic, Typ Tay- Sachs, dominiert eine verhgltnism/~gig schnell wan- dernde Fraktion, die im normalen Mndliehen Gehirn nicht oder jedenfalls nut in Spuren vorhanden ist. Diese abnorm vermehrte Fraktion entMlt qualitativ zwar die gleichen Bau-Elemente wie die normalen Ganglioside. Quantitativ finden wir bier nur 1 Mol Neuramins/~ure pro Gangliosidmolekfil; der wesent- lithe Unterschied gegen/iber den normalerweise vor- kommenden Gangliosid-Fraktionen liegt ]edoch in dem Fehlen eines Mol Galaktose. Zu gleichen Ergebnissen waren SVENNERHOLlV[ 33 u n d KLENK U. Mitarb} ~ ge- kommen. JATZJ~]~WITZ u. Mitarb. maehen darauf auf- merksam, dag diese biochemische Abnormitgt nur f/ir die infantile Form der amaurotischen Idiotic zutrifft. Bei einem Patienten mit einer spgtinfantilen Form der amaurotisehen Idiotic fanden sic eine Vermehrung der hier als Giv, yon KuItN u. Mitarb. als ,,Stamm- gangliosid" bezeichneten Gangliosidfraktion. Der et- was niedrigere Hexose- und Neuramins/iuregehalt der bei unserem Fall yon infantiler amaurotischer Idiotie abnorm akkumulierten TS-Fraktion maehen deren hShere Affinit/tt zu organisehen L6sungsmitteln ver- st£ndlich. Das Vorkommen yon nur einem Mol nicht- endst/~ndiger Neuraminsgure in dieser Fraktion gibt eine ausreiehende Erkl//rung f/ir die schon yon ROS~X- BERO U. C~A~GAFF 1959 beobaehtete nnd damals als pathogenetisch bedeutsam gehaltene geringe Frei- setzung yon Neuramins/~ure bus den Tay-Sachs-Gan- gliosiden mit Hilfe yon Neuraminidase. Naeh der quantitativen Auswertung der S~ulenchromatographie beruht die Gangliosidvermehrung im Tay-Saehsschen Gehirn allein auf der Anwesenheit dieser um ein Mol Galaktose grmeren Fraktion. Bemerkenswert ist je- doch, dab die vier langsamer wandernden ,,normalen" Gangliosid2raktionen zusammen 13,8% des ursprfing- lichen niehtfraktionierten Tay-Saehs-Gangliosid-Ge-

Klin• Wschr., 44. ffahrg.

misehes bildeten und dab sich damit ihr Anteil an dem ursprfinglich extrahierten Gehirn auf 1,1% errechnet. Dies bedcutet, dab auch bei der Tay-Sachsschen Er- krankung diese vier ,,normalen" Ganglioside in nahezu der gleiehen Menge wie im normalen kindlichen Gehirn vorhanden sind. Die qualitative und quantitative Ana- lyse liigt weiterhin erkennen, dab sic sieh yon den korrespondierenden Gangliosid-Fraktionen des nor- malen tlirns nicht wesentlieh unterscheiden. Das mo- lare Verhgltnis yon Galaktose zu Glucose ist auch hier etwa 2:1, der Neuraminsgure-Anteil betrggt in der G 1-Fraktion 3, in der G 2- and G 3-Fraktion 2 und in der G 4-Fraktion 1 Mol. Im Gehirn der an Tay-Sachs- scher Erkrankung leidenden Kinder geht also die Fghigkeit zur Synthese normaler Ganglioside keines- wegs ab. Theoretisch besteht zwar die M6glichkeit, dab dennoch die Synthese gestSrt ist, indem dutch einen enzymatischen Defekt die Anlagerung des zweiten Mol Galaktose beeintrgchtigt wird und sieh die um ein Mol /trmere Vorstufe vor der Barriere staut• Die offenbar normale Quantit/~t der ,,normalen" Gangliosid-Frak- tion im Tay-Saehs-Gehirn nnd die Beobaehtung, dat3 sich bei der Chromatographic yon Gangliosiden ans dem Gehirn alter Mensehen eine, wenn aueh quanti- tat iv bedeutungslose Fraktion mit gleiehem Rf- findet, best/~rken uns eher in der Annahme, dab die Ganglio- sid-Vermehrung im Gehirn yon Tay-Sachs-Patienten durch einen gest6rten Abbau der normalen Gangliosid- Fraktionen bedingt ist. Auch die Beobachtnng, dag yon den vier ,,normMen" Gangliosidfraktionen Gi--iv des Tay-Sachs- Gehirnes Giv mit 35 % gegeniiber 24 % im normalen kindlichen Gehirn einen relativ hohen Anteil hat, sprieht f/ir diese These. Dabei darf noeh- mals daran erinnert werden, dab JaTZK~WITZ bei einem Falle yon spgtinfantiler Form der amaurotischen Idiotic eine Akkumulation eben dieser ,, Stammganglio- sid-Fraktionen" und des entsprechenden neuramin- s~urefreien Glykolipids gefunden hatte. Die Unter- suchungen yon SA~DHO~F U. Mitarb., die mit Mito- chondrienfraktionen aus Milz-, Nieren-, abet auch Hirngewebe neuramins/~urefreie Ceranfidoligosaccha- ride stufenweise zur jeweils um eine Hexose /irmere Verbindung abbauten, zeigen jedenfalls, dab der Weg in vivo gangbar und ein entsprechender Block bei der Tay-Sachssehen Erkrankung m6glieh ist.

Zusammen/assung. Die Vermehrung der Ganglio- side bei der Tay-Saehsschen Erkrankung beruht naeh ehromatographisehen Untersuehungen auf der Akku- mulation einer Fraktion, die normalerweise nur in Spuren vorkommt. Diese Fraktion unterseheidet sieh yon den vier Gangliosidfraktionen, die den Hauptanteil normaler Gangliosidpr~parationen ausmachen, dutch das Fehlen eines Mol Galaktose im Gangliosidmolekiil.

Die vier normalerweise vorhandenen Gangliosid- fraktionen mit dem molaren Galaktose-Glueosever- hgltnis 2:1 haben much bei der Tay-Sachsschen Er- krankung mit ca. 1% den gleichen quantitativen An- teil am Hirntroekengewicht wie im normalen kind- lichen Gehirn. Es liegt also offenbar kein Defekt in der Produktion normaler Ganglioside vor• Uber die Ur- saehe des gest6rten Abbaues oder der Metabolisierung der abnorm akkumulierten Gangliosidfraktion mit dem molaren Galaktose-Glucoseverhgltnis von 1 :I k6nnen keine Aussagen gemaeht werden.

Summary• Thinlayer- and columnehromatographic studies on brain gangliosides of Tay-Saehs-disease indicate, that the

402 J. SCHIRIVIEISTER et al. : Der intrarenale Nitrofurantoin-Transport am Menschen Klin. W~chr.

increase of gangliosides in Tay-Sachs brain is due to the accumulation of a fast moving fraction. In normal child brain only traces of this fraction are detectable. The quantitative analysis displays as building blocks sphingosin, stearic acid, galactose, glucose, galactosamin and N-acetylmeuraminic acid in a molar ratio of 1 : 1 : I : i : 1 : i , thus indicating that the T.S.-ganglioside is different from the normal gangliosides by the lack of one mol galactose.

The normal tri-di- and monosialogangliosides account for 1% of the dry weight of the Tay-Sachs-brain. This is about

the same percentage as it is in normal child brain. Quantitative studies of the "no rma l" gangliosides of Tay-Sachs brain showed them identicM with gangliosides of normal child brain.

One therefore may assume, that in Tay-Sachs-disease the formation of gangliosides is normal and that the accumulation of gangliosidcs is due to a defective degradation of the mono- sialoganglioside G IV.

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Dr. A. W~z~n~ Medizinische Poliklinik 6900 Heidelberg

Der intrarenale Nitrofurantoin-Transport am 1Vlenschen

J . SCHIXM]~ISeE~*, F . STEFA~I, I{. WILLMAN:N a n d W. HALLAUER

Medizinische Universit~tsklinik t~reiburg i. Br. (Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. L. IfEILSIEYEI~)

I n de r B a h a n d l u n g bak te r i a l l e r I n f e k t i o n e n de r Nie ra u n d d e r a b l e i t e n d e n I I a r n w e g e h a t das Ni t ro - f u r a n t o i n ( F u r a d a n t i n ® ) 1 e inan fe s t en P l a t z gawonnen , wel l die h o h e n H a r n k o n z e n t r a t i o n e n dieser S u b s t a n z zu de r a n g e s t r e b t e n a n t i b a k t e r i e l l e n W i r k n n g ff ihren. A n T i e r e n b r a c h t e n U n t e r s u e h u n g e n f iber den in t r a -

* Auszugsweise vorgetragen an der 5th Interscience Con- ference on AntimicrobiM Agents and Chemotherapy, 20. Okt. 1965, Washington, D. C.

1 Wir danken der Fa. C.F . Boehringer, Mannheim, ffir Versuchsmengen yon Nitrofurantoin zur Infusion (Furadan- tin®-DTI).

r e n a l e n A u s s c h e i d u n g s m o d u s d ieser S u b s t a n z u n t e r - schiedl iche Ergebn i s se . A n de r Ratte l ieBen sich die g lomeru l / i re F i l t r a t i o n u n d zus£ tz l iche t u b u l ~ r e Se -ln'e- t i o n ze igen sowde eine tubu l / i r e R f i e k r e s o r p t i o n wahr - sehe in l ieh m a e h e n [13]. Am Hund w u r d e die t u b u l g r e R f i e k r e s o r p t i o n gesicher~ [20, 6]. W o o D ~ u r g a t M. (1961) f a n d e n a b e t m i t t e l s C l e a r a n a e - U n t e r s u a h u n g e n a m H u n d ke ine t ubu l~ re Sekre t ion , die sp/~ter je- doah fi ir I I u n d a n d H u h n y o n BuzA~D at al. (1962) geze ig t wurde . Ff i r d e n Menschen k o n n t e an or ien- t i e r e n d e n V o r u n t e r s u e h u n g e n eine tubul/~re S e k r e t i o n y o n N i t r o f u r a n t o i n (Nf) n a c h g e w i e s e n w e r d e n [15, 8a].