Die Beeinflussung der renalen Wasser- und Salzausscheidung normaler und hypophysektomierter Ratten durch Nebennierenrindenhormone

Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 228, 578--595 (1956)

Aus dem Pharmakologischen Institut der Universit~t Mainz (Direktor: Prof. Dr. G. KUSCHI~SKY)

Die Beeinflussung der renalen Wasser- und Salzausscheidung normaler und hypophysektomierter Ratten

durch 5Tebennierenrindenhormone

Yon

H. BRUNNER~ G. KUSCHINSKY und G. PETERS* **

Mit 1 Textabbfldung

(Einflegangen am 4. Februar 1956)

Die Nebermie renr indenun te r funk t ion geh t immer mi t einer S t6rung der Wasseraussche idungsf~higke i t e inher ; C. H. B~ATTY, R. M. BoEcK u. R. D. PETERSON (1954) haben sogar einen auf dieser Ta t saehe auf- gebau ten empfindl ichen Test fiir die Vol ls t~ndigkei t der Adrena lek tomie bei de r R a t t e ausgearbe i te t . E ine ~hnliche StSrung der Wasser - ausscheidungsf~higkei t ve ru rsach t der Ausfal l des H y p o p h y s e n v o r d e r - lappens . Es schien in te ressan t zu untersuchen, ob und wie wel t d ie S tSrungen des Wasser - und Salzhaushal tes hypophysen lose r Tiere m i t denen ad rena l ek tomie r t e r Tiere i ibere ins t immen, oder ob der Ausfal l ande re r als de r ad renocor t i co t ropen H y p o p h y s e n f u n k t i o n eine Rolle spielt . We i t e rh in erschien es wichtig, den Einflul~ der zur Subs t i tu t ions- t he rap i e bei hypophysen losen und nebennierenlosen Tieren verwende ten hohen Dosen der Nebenn ie renr indenhormone auf die Wasser - und Minera lausscheidung normale r Tiere zu untersuchen, u m pharmakolo - gische W i r k u n g e n der Steroide von ihren Subst i t ionseffekten ab t r ennen zu kSnnen.

Methodik 1. Hypophysektomierte Ratten. Vor der Operation wurden die Tiere an die Ver-

suchsbedingungen gewShnt. Zu diesem Zweck wurden sie zweimal im Abstand yon einer Woche in Diuresek~fige gesetzt und erhielten durch die Magensonde zweimal je 10 ml Wasser; aul3erdem wurden ihnen zweimal je 1--3 ml isotonische Kochsalz- 15sung s.c. injiziert. - - Hypophysektomie an ungef~hr 150 g schweren m~nnlichen

* Ausgefiihrt mit Unterstiitzung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. ** Ein Teil der Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen wurden yon

einem yon uns (H. B.) als Kurzreferat der Tagung der Deutschen Pharmako- iogischen Gesellschaft hi Graz (1955) vorgelegt.

Die Beeinflussung der renalen Wasser- und Salzausscheidung usw. 579

und weiblichen Ratten parapharyngeal in/~thernarkose nach D. J. INGLE (1942)1. Nach der Operation ffir die ersten 3 Tage neben Wasser ad lib. 10°/oige Saecharose- 16sung, vom 4. Tag ab st~ndig als Trinkfliissigkeit Wasser und 2~oige Kochsalz- 16sung zur freien Auswahl. Die Tiere wurden zu je 6---7 in einem Stall bei 28 ° C 12--14 Wochen gehalten. Zum Versueh wurden diejenigen ausgew~hlt, die eine deutliehe Genitalatrophie zeigten (c~) und 8 Woehen nicht an Gewicht zugenommen hatten (~ und ~). Ratten eines Stalles wurden dabei naeh Zufallskriterien den einzelnen Behandiungsgruppen zugeteilt.

Je 8 Tiere erhielten 1. 25 mg/kg Cortisonacetat-Kristallsuspension 1 t~glich s.c., 2. 20 mg/kg Desoxycorticos~eronaeetat (DOCA) in 01 s.c. ~glich 1, 3. 0,5 mg Thyroxin s.c. taglich 2, 4. 0,5 ml physiol. KochsalzlSsung t~glich s.c. Am 5. und 10. Tag dieser Behandlung wurde die maximale Dinrese (siehe un~en)

bei Wasserbelastung, am 12. Tag bei Belastung mit isotonischer KochsalzlSsung bestimmt. Die letzte Hormongabe wurde dabei jewefls etwa 9 Std vor Versuehs- beginn verabreicht und den Ratten gleichzeitig das Futter entzogen, w~hrend sie Wasser und 2~oige NaC1-LSsung ad lib. weiter erhielten.

Naeh Absehlul~ der Versuche wurde die Hypophysektomie auf Vollst~ndigkeit autoptisch kontrolliert.

2. Normale Ratten. Die Versuchstiere wurden zun~chst in der besehriebenen Weise an die Versuehsbedingungen gewShnt. Je 10 m~nnliehe und 10 weibliehe Ratten erhielten die oben angegebene Dosis Cortison oder DOCA oder phys. NaC1- LSsung t~glieh s.c. Maximaldiuresen wurden zu den gleiehen Zeitpunkten wie bei den hypophysektomierten Tieren bestimmt. Diese Tiere erhielten zur freien Aus- wahl dauernd V~asser und phys. NaC1-L6sung bei sonst gteiehen Bedingungen wie die Hypophysenlosen.

3. Bestimmung der maximalen Diuresegeschwindigkeit. Zur Harnsammlung wurden die Ratten einzeln in Metallgef~i3e mit nicht angreffbaren Metallboden- sieben fiber Glastriehter gesetzt.

A1s MaB der renalen Ausseheidungsf~higkeit for Wasser wurde die maximale Diuresegeschwindigkeit gew~hlt: In friiheren Untersuehungen an normalen Ratten hatte sich gezeigt, dal3 die maximale Geschwindigkeit der renalen Wasseraus- seheidung mit Steigerung der oralen Wassergabe (Magensonde) bis zu einer be- stimmten Gr6Be der letzteren zunimmt und bei weiterer Steigerung gleiehbleibt. Die kritische oral gegebene Wassermenge betr~gt bei Zufuhr yon Wasser ungef~hr 10 ml/Ratte, bei Zufuhr yon isotonischer Koehsalzl6sung ungef~hr 6--7 ml/Ratte. Sie ist nicht signifikant abhangig vom K6rpergewicht oder vom Geschleeht der Tiere (H. B~UNNER, G. Kvscmms]~Y, G. PETERS 1956b).

Zur Bestimmung der maximalen Diuresegeschwindigkeit einer Ratte mull daher mit der Magensonde eine Wassermenge gegeben werden, die grol~ genug ist, um wghrend der Beobachtungszeit eine Wasserbelasttmg oberhalb der kritischen Grenze aufrechtzuerhal~en. Als maximale Diuresegesehwindigkeit bezeichnen wir die gr6Bt~ innerhalb einer Gesamtbeobachtungszeit yon 2 Std auftretende Wasseraus- scheidungsgeschwindigkeit.

1 Wit danken Dr. L. THER und Fraulein Mi3~c~ vom Pharmakologischen La- boratorinm der Farbwerke Hoeehst for Unterweisung in der Technik des Eingriffs.

Wit danken den Farbwerken Hoechst, der Ciba AG., Wehr/Baden, und der Sehering AG., Berlin for die freundiiehe ]~berlassung gr6Berer Versuehsmengen yon DOCA nnd Cortison und der Deutsehen Hoffmann La Roche AG., Grenzaeh/Baden for Versuehsmengen yon Thyroxin.

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580 H. BRUNNER, G. KUSCHINSKY und G. PETERS:

Zur Bestimmung der maximalen Diuresegeschwindigkeit gaben wir normalen Ratten zu Versuchsbeginn im Abstand yon 10 rain 10 und 8 ml destilliertes Wasser dureh die Magensonde. Der Urin der ersten 20 rain yon der 2. Wassergabe ab wurde verworfen. Von diesem Zeitpunkt an wurde alle 10 min nach Blasenentleerung dutch ])ruck auf den Unterbaueh und Zug am proximalen Schwanzende 2 Std lang die Urinmenge abgelesen. Aus diesen 10 min-Werten einer Ratte wurde der h6chste ohne Riicksicht auf die zeitliche Lage im Versuch ausgew~hlt. Um die M6glichkeit einer Verf~lschung dieses Maximalwerts dutch unvollst~ndige Blasenentleerung in der Vor- oder in der Maximal-Periode auszuschliei~en, wurden zu diesem maximalen 10 min-Wert die Diuresen der beiden unmittelbar vorangehenden und der folgenden 10 min-Periode hinzugezghlt; der erhaltene Wert wurde schliel]lich in Milliliter pro Stunde umgerechnet.

Die Bestimmung der maximalen Diuresegeschwindigkeit nach oraler Gabe yon isotonischer NaC1-L6sung wttrde in der gleichen Weise vorgenommen; die gegebene Fltissigkeitsmenge betrug hier 7 + 5 ml.

Hypophysenlose Ratten erhielten auch zur Bestimmung der maximalen Diurese- geschwindigkeit nach Gabe yon Wasser nur 7 ~- 5 ml destiUiertes Wasser, weil gr6Bere Wassermengen St6rungen des Allgemeinzustandes und Durchfglle hervor- riefen. Wegen der geringen Diurese der hypophysenlosen Tiere lag trotzdem die im K6rper verbliebene zusgtzliche Wassermenge w~hrend der ganzen Versuchsdauer tiber der kritischen Grenze.

4. Bestimmung der Ionen. In dem yon der 30.--150. min nach der ersten W~sserung gesammelten Urin wurde Na + und K + flammenphotometrisch, CI' nach der Methode von G. KUSCHINSKY U. H. LANGECKER (1947) bestimmt. Eine Um- rechnung der ausgeschiedenen Ionenmenge auf Kilogramm K6rpergewicht wurde nnterlassen, da sich zeigte, da[3 eine derartige Transformation die Streuung erh6ht und somit eine Abhgngigkeit der Werte yore K6rpergewicht nicht anzunehmen ist (H. BRUN~ER, G. KUSCHINSK¥, G. PETERS 1956).

Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte nach der Zweigruppen- streuungszerlegung nach G.W.S.~EDECOR (1950), wobei eine Wahrscheinlichkeit fiir die ~Jbereinstimmung zweier Mittelwerte <: 0,05 a]s signifikanter, eine Wahr- scheinlichkeit ~ 0,01 als hochsignifikanter Untersehied gewertet wurde.

Ergebnisse

Die maximale Diuresegeschwindigkeit normaler R a t t e n nach der angegebenen W~sserung betr~gt 7,18 _+ 0,26 (Mittelwert ! Standard- abweichung des Mittelwertes : x +_ s~) ml /Ra t te /S td . (AIs Durchschnit ts- wert yon 93 Tieren aus 6 Versuchstagen wghrend eines Zei traumes von 11/4 Jahren) . Die St reuung der Werte zwischen verschiedenen Versuchs- ~agen ist n icht gr6I~er als die S t reuung zwischen den R a t t e n eines Ver- suchstages, Eine 5tggige Behandlung mi t DOCA oder Cortison bedingt bei normalen Versuchsra t ten eine eindeutige Steigerung der Geschwindig- keit der max ima len Diurese gegeniiber den Kontrol len, die tgglich 0,5 ml physiol. Kochsalzl6sung s. c. e rhal ten haben. Allerdings liegt auch die maximale Diuresegeschwindigkeit dieser Kont ro l len signifikant hSher als der Durchschni t t swer t f iberhaupt n ieht , ,behandelter" Tiere.

Die Steigerung der maximalen Diuresegeschwindigkeit bei den Kontrolltieren kann nicht auf einem GewShnungseffekt an die orale Wassergabe beruhen, da wiederholte Wasserbelastungen in Abst~nden von 3--8 Tagen nicht zu einer Steigerung der


Maximaldiurese fiihren (H. BRUNIqER, G. KUSCKIZqSK¥, G. PETERS 1956b). Ob die t/~gliche s.c. Injektion einer klemen Menge physiol. KochsalzlSsung oder das s.c. Stechen an sich hierfiir verantwortlich sind, mull n~her untersucht werden.

Nach 12t~giger Behandlung ist die maximale Diuresegeschwindigkeit der mit DOCA behandelten Tiere (sowie die der Kontrollen) wieder auf den Vorbehandlungswert handelten Tieren bleibt die maximale Diurese- geschwindigkeit eindeu- rig gesteigert.

Die Ausscheidungs- geschwindigkeit hypophysenloser Rat ten nach Wasserbelastung (Abb. 1) liegt wesentlich niedriger und wird durch 5t~gige DOCA-Behand- lung erheblich, durch Cortison innerhalb der- selben Zeit signifikant mehr gesteigert. Bei 10ti~giger Behandlung bringt Cortison keine weitere Besserung mehr, w~hrend unter DOCA- Medikationnunmehr der Wert Cortison-behandelter Tiere erreicht wird.

Die durch DOCA oder Cortison gesteigerte Maximaldiurese erreicht in keinem Fall die Normalwerte unbe- handelter intakter Tiere.

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Abb. 1. Maximale Diuresegeschwindigkeit normaler und hypophysektomierter ~a t t en unter Nebennierenrinden- steroidbehandlung. Der jeweilige Mittelwert ist dutch einen starken Querstrich bezeichnet, yon ihm ist nach oben und unten jeweils eine Standardabweichung des Mit~elwerts (s~) aufgetragen. Normalwexte: 7,18 ± 0,26 ml]Ratte/Std (n = 93) fitr lmbehandelte Normaltiere, 0,33 =t= 0,05 ml]Ratte]Std (n = 17) ftir lmbehandelte hypophysektomier~e Tiere bei Wiisserung mit Wasser; 4,06 4- 0,16 ml/Ratte/Std (n = 89) fiir unbehandelte Normaltiere, 1,24 =t= 0,19 ml/Ratte/Std (n = 19) fltr hypophysektomIerte Ratten bei Wiisserung mit isotonischer KochsalzlSsung. Die Anzahl der Tiere in den behandelten Gruppen betr~gt jeweils 8, mit Ausnahme der cortisonbehandelten hypophysektomierten Ratten nach 12t~igiger Behandlung (hier n = 6). ,5 . Tag" = 5. Tag der Steroidbehandlung; ,12. T a g " = 10.--12. Tag der Steroid-

behandlung

Der I)urchschnitt der maximalen Diuresegeschwindigkeit normaler Rat ten - - an 98 Tieren in 6 Versuchen an 6 verschiedenen Tagen w~hrend 11/4 Jahren ermittel t - - betr~gt nach W~sserung mit 7 und 5 ml 0,9%iger NaC1-LSsung 4,06 ~ 0,16 ml/Rat te /Std. Die Ausscheidungsgeschwindig- keit nach 5t~giger Behandlung mit DOCA oder Cortison unterscheidet sich nicht von derjenigen der Kontrolltiere. E s mu{~ allerdings hervorgehoben werden, dab auch hier die Kontrolltiere, die lediglich t~g- lich 0,5 ml physiol. NaC1-LSsung s. c. erhalten haben, eine hShere

582 H. BRUNNER, G. KUSCHINSKY und G. PET~.RS:

Ausscheidungsgeschwindigkeit als ganz unbehandelte Tiere erreichen und dab diese auch hier bei weiterer Fortsetzung der ,,Behandlung" am 12. Tag nich~ mehr vorhanden ist. - - Erst nach 12t/igiger Behandlung 1/~Bt sich bei den mit DOCA behandelten, nicht aber bei den mit Cortison behandelten Normaltieren, eine Steigerung der Wasserausscheidungs- geschwindigkeit nach Gaben yon isotonischer KochsalzlSsung erzielen: Die maximale Diurese liegt jetzt ebenso hoch wie die un- behandelter Tiere, die einen Wasserstol3 erhalten haben (7,13 ! 0,53 bzw. 7,18 ± 0,26 ml/Ratte/Std). Es 1/~13t sich nicht entscheiden, ob die erreichte Diurese einer echten Wasserdiurese entspricht, die sich ja bekanntlich bei normalen Ratten, im Gegensatz zum Hund, durch orale Gaben yon isotonischer KochsalzlSsung nicht erzielen 1/~Bt (H. BRV~CER, G. KUSCHINSK¥ u. G. PETERS 1956a).

Die Ausscheidungsgeschwindigkeit hypophysenloser Ratten nach Gabe von isotonischer KochsalzlSsung liegt mit 1,24 ~ 0,19 ml/Ratte/Std wesentlich niedriger als der Wert der Normaltiere. Jedoch scheiden diese Tiere isotonische SalzlSsung schneller aus als Wasser. Sie gleichen damit den adrenalektomierten Tieren, ffir die W. R. BRISTOr~ u. V. A. DRrLL (1952) eine Abh~ngigkeit der Wasserausscheidung vom Salzgehalt der gegebenen Fliissigkeit nachgewiesen haben.

Nach 12 t/~giger Behandlung bewirkt sowohl DOCA als auchCortison (dieses signifikant mehr) eine Steigerung der Ausscheidungsf~higkeit. Die Steroide normalisieren die maximale Diuresegeschwindigkeit nach Gabe yon 0,9 % NaC1 vollst~ndig. Infolgedessen ist bei mit DOCA oder Cortison behandelten hypophysenlosen Rat ten die maximale Diuresegeschwindig- keit nach Gabe yon Wasser oder yon 0,9% NaCI-LSsung gleich grol3.

Schon eino einmalige s.c. Injektion yon 50 mg/kg Cortison bewirkt innerhalb yon 2 Std eine geringere, aber signifikante St~igerung der Maximaldiurese nach Gabe yon 0,9% NaC1 auf 2,28 ~= 0,33 ml/Ratte/Std (8 Versuchstiere).

Thyroxin hat in der angegebenen Dosis bei 5--10 t~gigerBehandlung der hypophysenlosen Rat ten weder einen Einflul] auf die Diurese noch auf die Salzausscheidung.

Die Na+-Ausscheidung nimmt bei allen behandelten, intakten, mit 0,9%iger KochsalzlSsung gew~sserten Gruppen im Vergleich zu un- behandel~en Tieren zu. Da diese Steigerung in gleicher Weise wie bei Steroidbehandlung bei den mit 0,9% NaC1 s. c. behandelten Kontroll- tieren vorhanden isg, kann sie nichts mit der Wirkung der Steroide zu tun haben. Ihre Ursache bleib~ zun~chst unerkl~rlich.

Bei hypophysenlosen Tieren ist die Na+-Ausscheidung nach W/~sserung mit Wasser trotz der fehlenden Wasserdiurese nicht geringer als bei in$akten Tieren. Dem entspricht eine wesentliche Steigerung der

+ Na -Konzentration im Harm Nur bei oraler Gabe yon 0,9% NaC1- LSsung zeigt sich eine Verminddrung der Na+-Ausscheidungsf~higkeit


nach Hypophysektomie (s. Tab. 1). DOCA und Cortison steigern die Na +- Ausscheidungsf~higkeit der hypophysenlosen Rat ten bis auf die bei normalen Tieren beobachteten Werte. Diese Steigerung l~Bt sich aber nut bei W~sserung mit 0,9~/o NaC1 nachweisen, bei mit Wasser gew~sserten Tieren bleibt die an sich normale Na+-Ausscheidung nach der Steroid- behandlung weiterhin unver~ndert ; dem entspricht im Hinblick auf die gesteigerte Diurese ein Absinken der Na+-Konzentration im H a m unter der Behandlung.

I~ach W~sserung mit Wasser ~ndert sich weder die K+-Konzentration noch die K+.Ausscheidunff normaler Rat ten unter I~ebennierenrinden- steroidbehandlung.

Nach Na+-Belastung scheiden normale Rat ten bei stark erhShter K+-Urin-Konzentration ein Mehrfaches der K+-Menge aus, die sie unter Wasserbelastung verlieren, obgleich den Tieren kein K + zugeffihrt worden ist. I m akuten Versuch fiihrt also die Zufuhr yon Na + zum Ver- lust yon K +. Auf diesen Effekt haben die Steroide keinen Einflul~.

Die K+-Ausscheidung hypophysenloser Rat ten ist gegenfiber Kon- trolltieren ebenso stark oder starker reduziert als die Na+-Ausscheidung (Tab. 2). Die K+-Konzentration im H a m ist bei hypophysenlosen Tieren nach oraler Gabe yon Wasser ebenso hoch wie nach W~sserung mit 0,9~oiger KochsalzlSsung. Die Behandlung mit DOCA oder Cortison bedingt - - unabh~ngig yon den W~sserungsfl i issigkeiten- keine signifikante Steigerung der K+-Ausscheidung im Harn: Die K+-Ausscheidung folgt also hier in ihrem Verhalten nicht der Na+-Ausscheidung, Da die Diurese durch die Steroide gesteigert wird, nimmt die K+-Konzentration im Harn unter der Behandlung ab.

Die Chlorid-Ausscheidung mit Wasser gew~sserter Tiere erf~hrt ebenso wie die Na+-Ausscheidung am 5. Behandlungstag mit BOCA oder Cortison - - und in gleichem )/Ial~e bei Behandlung mit t~glichen s. c. Injektionen yon 0,9O/o NaC1-LSsung (Kontrollen) eine Steigerung. Am 10. Behandlungstag unterscheidet sich dagegen die Cl'-Ausscheidung nicht mehr yon den Ausgangswerten. Eine Erkl~rung ist auch hier nicht m6glich.

Die Cl'-Ausscheidung hypophysenloser Tiere weicht yon der Norm in gleicher Richtung und in gleichem Ausmal~ wie die Na+-Ausscheidung ab (Tab. 3). Wie die Na+-Ausscheidung l~l~t sich auch die Cl'-Ausscheidung nach Gaben yon 0,9°/oiger Kochsalzl~isung dutch BOCA oder Cortison steigern: Im Gegensatz zur Na+-Ausscheidung wird jedoch die Cl'-Aus- scheidung nicht ganz normalisiert. Bei den mit Wasser gew~sserten hypophysenlosen Tieren ist die Cl'-Ausscheidung im Gegensatz zur Na+-Aus- scheidung verringert. Ein Wiederansteigen unter der Steroidbehandlung l~Bt sich nicht sicher nachweisen (Tab. 3).

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590 IX. BRUNNER, G. KUSCHINSKY und G. PETm~S:

W~hrend des gesamten Versuchs n a h m e n die i n t a k t e n m~nnl ichen Tiere 15,5 :J: 2,9 g (x -~- s~) zu, w~hrend die g le ichbehande l ten i n t a k t e n Weibchen n ich t zunahmen ( a u f - - 0 , 5 ! 2,8 g). Die mi t DOCA behandel- t en i n t a k t e n M~nnchen n a h m e n n ich t s t a rke r zu als die Kont ro l l t i e re (14,0 ± 2,5 g). Bei den Weibchen f i ihr te die Behand lung mi t DOCA zu einer s igni f ikanten Gewichtszunahme (9,0 ~ 2,8 g). Die Behand iung mi t Cort ison f i ihr te in j edem Fa l l zu s t a rken Gewichtsver lus ten (M~nnchen - - 3 9 , 5 4- 3,9 g, Weibchen - - 2 8 , 3 -4- 3,7 g).

Das an sich in beiden Geschlechtern ohne Unte rsch ied wesentl ich reduz ie r t e Gewicht de r hypophysen losen R a t t e n (132,5 ~ 5,1 g, 26Tiere) fiel nach 12t~giger Cor t i sonbehandlung um 29,4-~-2 ,0 g (8 Tiere) ab, bl ieb dagegen bei den mi t DOCA oder Thyrox in behande l t en Tieren ebenso wie bei den Kon t ro l l en unver~nder t .

Diskussion

Die wasserausscheidungsfSrdernde W i r k u n g yon Cortison (und auch yon DOCA) in den hier gegebenen re l a t iv hohen Dosen bei normalen R a t t e n s teh t im E ink lang m i t d iure t i schen Wi rkungen beider Gruppen yon Nebennie renr indens te ro iden , die yon W. R. Boss , C. M. OSBORN U. A. RENZI (1952): (Submaximale Wasserd iurese bei R a t t e n - - DOCA und Cortison), J . O. DAvis u. D. S. HOWELL (1953: Submaxima le Wasser - d iurese be im H u n d - - DOCA und Cortison), O. V. SER~K U. C. H. BEST (1952) sowie W. W. SWI~(~LE u. a. (1953) (Spontandiurese bei H u n d e n - - Cortison) und schlie~lich L. HfiDON u. Mitarb . (1953: Spontand iurese be im t t u n d - - Cortison) beschr ieben wurden. Besonders hervorgehoben werden mul~ aber die S te igerung der - - im Gegensatz zu den aufgeff ihr ten Diureseformen und zur Diurese unserer mi t 0 , 9 ~ i g e r NaC1-LSsung ge- w~sserten R a t t e n - - durch d iure t i sch wi rksame P h a r m a k a k a u m be- einflul~baren maximalen Wasserdiurese .

Eine Na+-(und Cl ' - ) re t in ierende Wirkung , die m a n un te r der Wir- kung yon DOCA - - aber auch yon Cort ison - - e rwar ten sollte, l~Bt sich un te r unseren aku t en Versuchsbedingungen nicht nachweisen.

Die nahezu vollst~ndige Aufhebung der Wasserdiurese bei unseren hypophysektomierten Ratten (Abb. 1) ist schon friiher bei hypophysektomierten Ratten (W. R, Boss, C. M. OSBORN, A. A. RENZ~ 1952; G. CREW, E. M. K. GEILI~G 1943) und ttunden (D. P. E~A~LE, S. J. FARBER, R. C. ])EBoDo, M. KURTZ, M. W. S~- KOFF 1953) sowie Menschen mit den klinischen Zeichen einer Hypofunktion des Hypophysenvorderlappens (A. A. G. L~.wIs 1953; V. WYNN, O. GARROD 1955) be- schrieben worden. Sie gteicht der Hemmung der Wasserausscheidung nach Adrenal- ektomie bei Ratten (C. H. BEA.TTY u. a. 1954, W. R. BOSS, J. H. BIRNIE, 1%. GAUI~T 1950, W. R. BmSTOL, V. A. D ~ I ~ 1952, C. CAV,~LLERO, E. DorA, L. RossI 1954, W. D. LOTSPEIC~ 1949, I. C. JO~ES 1955, D. DEXTER, H. B. STO~ER 1953, D.F . COLE 1954) and Hunden (K. E. ROBERTS, R. F. I~TTS 1952, J. C. ROEMMELT, O. W. S~TORIUS, R. F. PITTS 1954; W. W. SW~GLE U. a. 1953b) und bei der Nebenniereninsuffizienz des Menschen (Literatur bei A .A .G . LEWIS 1953 und


H. W. S~T~ 1951). Auch die geringere Beeintr~chtigung der Wasserausscheidung nach W~serung mit isotonischer NaC1-LSsung, die wir bei hypophysenlosen Rat~n gefunden haben, entspricht dem yon W. R. BRISTOL U. A. V. DRILL (1952) be- schriebenen Verhalten nebennierenloser Ratten.

Hervorgehoben werden muB aber, dal~ auch nach Gabe yon 0,9% iger NaCLL6sung die Wasserausscheidung gegenfiber normalen intakten Rat ten wesentlich - - und in etwas st~rkerem MaB als bei den adrenalektomierten Rat ten yon W. R. BRISTOL U. A. V. DRILL (1952) - - verringert war. Die WasserausscheidungsstSrung kann daher nieht einfaeh aiR Folge der Na+-Verluste des Organismus nach Adrenalektomie oder auf Grund der Nebennierenrindeninsuffizienz nach Hypophysektomie erkl~rt werden.

Die Wasserausseheidungsst6rung bei Ausfa]l der Nebennierenrinden wird h~ufig mit der unter diesen Bedingungen regelm~Big naehweisbaren (I. A. MIRSKY, G. PAULISCH, M. STEIN U. R. JINKS 1954; C. CAVAL- LERO U. a. 1954) Vermehrung yon antidiuretisch wirksamem Material (Vasopressin) im Blut in Zusammenhang gebracht. Das Auftreten einer gleichartigenWasserausscheidungsstSrung nach Hypophysektome spricht gegen diese Deutung.

In jiingster Zeit wurde nachgewiesen, dab Rich bei der l~atte nach Hypo- physektomie der Hypophysenstiel in ein morphologisch hypophysenhinterlappen- ~hnliches Gebflde umorganisiert (D. C. BILLENSTIEI~, T. F. LEVEQUE 1955), das auch Vasopressin in die Blutbahn abgibt (C. W. LLOYD u. a. 1954, 1955). Die Vaso- pressin-Sekretion dieses Ersatz-Hypophysenhinterlappens kann aber nicht als Ursache der Diuresehemmung der hypophysektomierten Ratten angesehen werden; denn nach Hypophysektomie ist auch die Wasserausscheidung nach W~sserung mit 0,9~oiger NaC1-LSsung wesentlich verlangsamt. Wir konnten aber kiirzlich zeigen (H. BRUNNER, G. KUSCHINSKY, G. PETERS 1956a), dab Vasopressin unter diesen Bedingungen keine oder nur eine ganz geringftigige antidiuretische Wirkung ausiibt.

Die partiell normalisierende Wirkung des Glucocorticoids Cortison und des Mineraloeortieoids DOCA auf die Wasserausseheidung hypophysenloser Rat ten war in unseren Versuchen vSllig gleiehartig: ])as zeitlich sp~tere Einsetzen der DOCA-Wirkung kann ebenso gut durch die verschiedenen pharmazeutisehen Zubereitungen der verwandten Pr~parate (51ige LSsung yon DOCA, Kristallsuspension yon Cortisonacetat in Wasser) wie durch Unterschiede in der Wirkung beider Hormone erkl~rt werden. Vielleieht wird auch die Wirkungslosigkeit yon DOCA - - im Gegensatz zu Cortison - - bei den WasserausscheidungsstSrungen der menseh]ichen und tierischen Nebennierenrindeninsuffizienz (Editorial, Lancet 1954) nur dutch den versp~teten Wirkungseintritt yon DOCA vorget~uscht. - - Die Verbesserung der Wasserausscheidung dutch DOCA und Cortison in unseren Versuchen steht fibrigens in ~bereinstimmung mit ~hnlichen Ergebnissen yon W. R. Boss, C. M. OSBORN 11. A. A. RENZI (1952) mit DOCA uud einem w~Brigen Nebennierenextrakt.

592 I-I. ]3RUI~NER, G. KUSCHINSKY und G. PETERS:

Die Steigerung der Diurese hypophysektomierter Rat ten durch DOCA und Cortison muB aus folgenden Grfinden als Substitutionswirkung angesehen werden, t rotzdem die Hormone bei intakten Rat ten einen gleieh- sinnigen pharmakodynamisehen Effekt haben: 1. Die Besehleunigung der Diurese durch DOCA und Cortison ist bei hypophysektomierten Rat ten - - vor ahem nach W~sserung mit 0,9°/0iger NaC1-LSsung - - viel starker als bei intakten Ratten. 2. Bei hypophysektomierten Rat ten nimmt die Besehleunigung der Diurese unter DOCA-Behandlung vom 5. bis zum 12. Tag zu, bei intakten Kontrollen dagegen ab.

Wir haben kiirzlich dargelegt (H. BRVNNER, G. KUSCHINSKY u. G. PETERS 1956a), dab bei normalen Rat ten nach Gabe yon isotoniseher oder hypotoniseher NaCI-LSsung innerhalb der folgenden 2 Std Wasser und Salz etwa gleieh sehnell ausgeschieden werden. Bei hypophysenlosen Ra t t en ist dagegen die Fi~higkeit, eine gegebene NaC1-Menge (W~sserung mit 0,9% NaCI) auszuscheiden, nur auf etwa die H~lfte der Norm, die Wasserausscheidung dagegen auf ungef~hr 1/4 herabsetzt, so dab die Na +- Ausseheidung jetzt etwas schneller als die Wasserausscheidung erfolgt (Anstieg der Na+-Kozentration im Harn); die Cl'-Ausscheidung scheint im gleichen Sinn wie die Na+-Ausscheidung verschoben zu sein. Cortison und DOCA normalisieren die Salz- und Wasserausscheidung bei W~sserung mit 0,9%iger NaC1-LSsung und damit das Salz/Wasser-Verh~ltnis. Bei dem Versueh zur AuslSsung einer Wasserdiurese (W~sserung mit Wasser) scheiden hypophysenlose Ra t ten ebenso viel Na +- und Cl' aus wie intakte Tiere: Die Behandlung mit DOCA und Cortison steigert diese zu Salzverlusten ffihrende Salzausscheidung bei Wassergabe bei unseren hypophysektomierten Ra t ten nieht. Dieser Befund steht im Widerspruch zu der yon D. F. COLE (1954) nach Versuehen an adrenalektomierten Ra t ten getroffenen Feststellung, dab diese Tiere - - im Gegensatz zu normalen - - nach Sustitutionsbehandlung mit DOCA und Cortison Wasser nurmehr unter gleichzeitigen Salzverlusten auszuscheiden vermSgen. Die Divergenz diirfte eher auf Differenz in der Methodik (5-Std-Harnsammelperioden bei D. F. COLE) als auf Unter- schiede zwischen Nebennieren- und hypophysenlosen Rat ten zuriick- zufiihren sein.

Bei normalen Rat ten ist die GrSBe der K+-Ausscheidung im Harn direkt yon der GrSBe der Na+-Ausscheidung abh~ngig: Steigerung der Na+-Ausscheidung dureh orale Zufuhr von Salz (H. BRUNNER, G. KU- SCHINSK¥ U. G. PETERS 1956a; I. C. JONES 1955) oder durch Vaso- pressin (H. BRUNNER, G. KUSC1YINSKY U. G. PETERS 1956a) fiihrt zu einer Steigerung der K+-Ausscheidung. Naeh der Hypophysektomie ist zwar die K+-Ausscheidung nach oraler Gabe yon Wasser nicht immer signifikant gesenkt, es fehlt aber immer die signifikante Steigerung durch orale Gabe von 0,9% NaC1 ans ta t t Wasser, die beim intakten


Tier b e o b a c h t e t wird. Die K+-AusscheidungsfSrderung dutch gesteigerte Na+-Ausscheidung - - die man zur Zeit noch ebenso gut durch den ~ B~RI~ERschen Austauschmeehanismus (R. W. BV.RLIN~R, T. J . KENI~ED¥ jr. u. J. ORLO~F 1954) wie dutch Konkurrenz yon Na + und K + am tubuI~ren Riickresorptionsmechanismus erkl~ren kann - - lieB sich unter unseren Versuchsbedingungen dutch die Behandlung mit DOCA oder mit Cortison nicht widerherstellen.

Im Gegensatz dazu fanden D. SELmN (1954) bei normalen Ratten 8o/or~ nach grol]en DOCA-Dosen einen Anstieg der Ausscheidung yon Kalium (sowie S~ure und Ammoniumionen) im Ham und D. S. HOWELL U. J. 0. D~ws (1954) eine voriiber- gehende Steigerung der K+-Ausscheidung normaler Hunde durch DOCA, Cortison und ACTH (J. O. DAVIS, D. S. HOWELL 1953).

. S u m m a r y

1. Hypophysec tomy causes a sharp drop in the maximum rate of diuresis after oral hydra t ion with water in rats. Daily subcutaneous injections of 25 mg./kg, cortisone acetate or of 20 mg./kg. DOCA for a period of twelve days produce a similar increase of the maximum ra te of diuresis though normal values are not at tained. After a shorter period of t rea t - ment (5 days) cortisone does, but BOCA does not ye t a t ta in i ts full effect. - - In normal in tac t ra ts cortisone and DOCA in the same d o s e s

administered for the same periods cause smaller but definite increases of the maximum rate of water diuresis.

2. The maximum ra te of diuresis after oral hydra t ion with 0.9 per cent saline is considerably diminished in hypophyseetomized rats. Treat- ment with cortisone or DOCA results in full normalisation. - - In in tac t ra ts BOCA or cortisone cause a small increase in the maximum rate of diuresis after hydra t ion with saline.

3. Dai ly subcutaneous injections of 0.5 mg. thyroxin per ra t do not influence the diuresis of hypophyseetomized rats.

4. The abi l i ty of hypophysectomized ra ts to excrete a load of NaC1 administered orally as 0.9 per cent saline is normalised by cortisone as well as by BOCA in the dosage s ta ted above. On the other hand DOCA or cortisone do not increase the salt loss during water diuresis.

5. While in in tac t ra ts any increase in ur inary excretion of sodium causes an increase in ur inary excretion of potassium, this relationship is not valid in hypophysectomized ra ts either unt rea ted or t reated: with cortisone or DOCA.

6. A comparison of the results of the present s tudy with results of other investigators leads to the following conclusions:

a) There is no difference between the inhibition of diuresis caused by hypophyseetomy and by adrenalectomy, i:

Arch. exper. Path. u. Pharinakol., Bd. 228 39

594 H. BRUNNER, G. KUSCH~NSKr und G. PETERS:

b) I t does not appear possible to at t r ibute the inhibition of diuresis in a~lrenalectomized and hypophyseetomized animals to an increased secretion or to a delayed destruction of pi tui tary antidiuretic material (vasopressin).

e) The loss of neurohypophyseal secretion does not appear to influence the renal functions of hypophysectomized rats.

Literatur BEATTY, C. H., R. M. BOECK and R. D. PETERSON: Water tolerance test for

functioning adrenal cortical tissue in the rat. Amer. J . Physiol. 177, 287 (1954). - - BERLINER, R. W., T. J . KENNEDY jr, and J. ORLOFI~: Factors affecting the trans- port of potassium and hydrogen ions by the renal tubules. Arch. internat. Pharmaco- dynamie 97, 299 (1954). - - BILLENSTIEN, D. C., and T. F. LEVEQUE: The reorgani- zation of the neurohypophyseal stalk following hypophysectomy in the rat. Endo- crinology (Springfield, Ill.) 56, 704 (1955). - - Boss, W. R., C.M. OSBORN and A. A. RENZI : Effects of adrenal cortical extract on renal function in hypophysectomized rats. Endocrinology, (Springfield, Ill.) 51, 66 (1952). - - BRISTOL, W. R., and V. A. DRILL: Saline hydration and diuresis after adrenalectomy. Endocrinology; (Springfield, Ill.) 50, 677 (1952). - - BRUNNER, H., G. KUSCHINSKY U. G. PETERS: Die Wirkung yon Vasopressin auf die renale Wasser- und Salzausscheidung der Rat te bei Ver~nderungen der Salzkonzentratinn des Trinkwassers und nach Nieren- parenehymresektinnen. Arch. exper. Path. u. Pharmakol. 228, 434 (1956a). - - BRUNNER, H., G. KUSCHINSKY U. G. PETERS: Die maximale Geschwindigkeit der renalen Wasserausscheidung bei der Rat te und ihre Begrenzung. In Vorbereitung (1956b). - - CAVALLERO, C., E. DOrA and L. RossI: Antidiuretic activity in the neurohypophysis of rats after adrenalectomy and replacement therapy. J . of Endo- crin. 10, 228 (1954). - - CHEW, G., and E. M. K. GEILr~(~: Antidiuretic effect of posterior pituitary extracts in completely and partially hypophysectomized rats. Proc. Soc. Exper. Biol. a. Med. 52, 152 (1943). - - COLE, D. F.: Effects of deoxy- corticosterone acetate and cortisone on the excretion of hypotonic saline by adrenalectomized rats. J . of Endocrin. 11, 261 (1954). - - DxvIs, J . O., and D. S. HOWELL: Comparative effect of ACTH, cortisone and ]:)CA on renal function, electrolyte excretion and water exchange in normal dogs. Endocrinology (Springfield, Ill.) 52, 254 ( 1 9 5 3 ) . - DAvis, J . O., D. S. HOWELL, G. L. LAQU~UR and E. C. PEIRCE I I : Renal hemodynamic function, electrolyte metabolism and water exchange in adrenalectomized-hypophyseetomized dogs. Amer. J. Physiol. 176, 411 (1954). - - DE BODO, R. C., and M. W. SINKOFF: The role of growth hormone in carbohydrate metabolism. Ann. NewYork Acad. Sci. 57, 23 ( 1 9 5 3 ) . - DEXTER, D., and H. B. STONER: The role of the adrenal medulla in water diuresis in rats. J . of. Physiol. 118, 486 (1953). - - EARLE, D. P., S. J. FARBER, R. C. DE BODO, M. KURTZ and M. W. SII~KOFF : Effects of ACTH, cortisone and hydrocortisone on renal functions in hypophysectomized dogs. Amer. J . Physiol. 178, 189 (1953). - -Ed i to r i a l : Renin. Lancet, 266, 1278 (1954). - - H~DON, L., L. L. VAN I~EN, J . MAC~IE~ et J . TuI~- CHI~TI: Effets de la corticostimuline et de la cortisone sur le m~tabolisme du chien normal. J . de Physiol. 45, 127 (1953). - - HOWELL, D. S., and J . 0. DAvis: Relation- ship of sodium retention to potassium excretion by the kidney during administration of desoxycorticosterone acetate to dogs. Amer. J . Physiol. 179, 359 (1954). - - INGLE, D. J . : In E. J . FXRRIS and J . H. GRIFFITH Ed.: The Ea t in Labaratory Investi- gation, S. 435, Philadelphia: J. B. Lippincott Co., 1949. - - JONES, L C. : The effects of adrenalectomy on the rat with diabetes insipidns. J . of Endoerin. 10, X I (1955), - - KUSCHINSKY, G., u. H. LANGEeKER: Eine mercurimetrische Bestimmung des

Die Bceinflussung der renalen Wasser- und Salzausseheidung usw. 595

Chlorids im Ham. Biochem. Z., 818, 164 (1947). - - LEwis, A. A. G. : The control of the renal excretion of water. Ann. Roy. Coll. Surg. 18, 23 (1953). --LLOYD, C. W., and S. P/EROG : Studies on the antidiuretic activity of blood and hypothalamus of hypophysectomized rats. Endocrinology (Springfield, Ill.) 56, 718 (1955). - - LLOYD, C.W., E. LOEWY, S. PIEROG, K. BRADWICK and R. SOSTHEIM: Presence of antidiuretic material in blood of hypophysectomized rats. Proc. Soc. Exper. Biol. a. Med. 85, 33 (1954). - - LOTSPEICH, W. D." The effects of adrenalectomy on the renal tubular reabsorption of water in the rat. Endocrinology (Springfield, Ill.), 44, 314 (1949). - - M m s K Y , I. A., G. PAVLISCH, M. STEIN and R. J1NKS: The antidiuretic activity of the plasma of adrenalectomized, hypophysectomized and adrenalectomized-hypophysectomized rats. Endocrinology (Springfield, Ill.), 54, 691 (1954). - - ROBERTS, K. E., and R. F. PrrTS: The influence of cortisone on renal function and electrolyte excretion in the adrenalecgomized dog. Endocrinology (Springfield, Ill.), 50, 51 (1952). - - ROEMMELT, J . (]., O. W. SARTORIUS and R. F. PrrTs: Excretion and reabsorption of sodium and water in the adrenalectomized dog. Amer. J . Physiol. 169, 124 (1954). - - SELDIN, D.." zitiert nach R. W. BERLINER, T. J . KENNEq DY jr. u. J . ORLOFF, 1954. : - SEREK, 0. V., and C. H. BEST: Intramuscular cortisone administration to dogs. Proc. Soe. Exper. Biol. a. Med. 80, 594 (1952). - - S~ITH, H. W. : The Kidney. Structure and Function in Health and Disease. New York: Oxford University Press, (1951). - - SNEDECOR, G. W. : Statistical Methods Applied to Experiments in Agriculture and Biology. Ames, Iowa: The Iowa State College Press (1950). - - SwrsGLE, W. W., E. J. FEDOR, M. BEN, R. MAXWELL, C. BARKER and G. BA~LOW: Induction of diabetes insipidus in adrenalectomized dogs with cortisone. Proc. Soe. Exper. Biol. a. Med. 82, 571 (1953a). - - SWINGLE, W . W ; , G. BXRLOW, E. J . FEDOR, M. BEN, P. MAXWEZ~, E. COLLINS and C. BARKER: Ef- fect of increasing cortisone dosage on serum electrolytes, plasma volume and arterial pressure of adrenaleetomized dogs. Amer. J . Physiol. 178, 4 (1953b).

Prof. Dr. G. KUSCHINSKY, Mainz, Pharmakol. Inst i tut d. UniversitSt

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Die Beeinflussung der renalen Wasser- und Salzausscheidung normaler und hypophysektomierter Ratten durch Nebennierenrindenhormone