Die Verteilung von Wasser, Natrium und Kalium im Organismus der Ratte nach einer großen oralen Wassergabe

Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 233, S. 19--38 (1958)

Aus dam Pharmakologisehen Institut der Universit~t Mainz (Direktor: Professor Dr. G. KUSCKII~SKY)

Die Yerteilung yon Wasser, Natrium und Kalium im 0rganismus der Ratte

nach einer gro~en oralen Wassergabe

Von H. BRUNNER~ Go KUSCHINSKY und G. PETERS ~

Mit 4 Textabbildungen

(Eingegangen am 29. Juli 1957)

Nachdem sich herausgestellt hat te (BRuNN]~R, KUSCHINSKY U. P~TE~S 1958), da~ nach akuter oraler Wassergabe die Geschwindigkeit der Diurese bis zu einer Grenze yon 5,0--7,0 ml /Rat te yon der Menge des Uberschul~wassers abh~ngig ist, bei grSferen Wasserbelastungen aber nicht mehr zunimmt, und daft die Diuresegeschwindigkeit nicht yon d e r Menge des vorhandenen funktionsf~higen Nierenparenchyms begrenzt wird, waren die folgenden Fragen zu klgren:

1. I s t der begrenzende Faktor fiir die Geschwindigkeit der Wasser- diurese die Geschwindigkeit der Wasserresorption aus ~iem Magen-Darm- Trakt, oder die Wasseraufnahmef~higkeit des Blutes oder irgendeines Speicherungsorgans ?

2. In welchen KSrpergeweben wird resorbiertes Wasser gespeichert, bevor es durch die Nieren ausgeschieden wird ?

3. Nach dem Ausfall von Teilen des Nierenparenchyms i ibernimmt der fibriggebliebene Nieren~eil pro Gewichtseinheit eine sehr viel gr61~ere Wasserausscheidung als vorher. Auf welchem Weg wird das fibriggebliebene Nierenparenchym zur Steigerung der Wasserausscheidung angeregt ?

4. Treten beim Durchgang grol~er Wassermengen durch den KSrper aufe r den besehriebenen m~figen Mineralverlusten Mineralverschie- bungen im Organismus auf?

5. Beeinflu~t der Ausfall yon Teilen des Nierenparenchyms die Wasser- und Mineralverteilung im Organismus ?

Zur Beantwortung dieser Fragen wurde bei einer grSl~eren Reihe yon Ra~ten vor und zu verschiedenen Zeitpunkten nach einer groflen Wasser- gabe der Wasser-, Natrium- und Kaliumgehalt einer Reihe von Geweben und Organen sowie Wasser-, Natrium-, Kalium-, Chlorid-, H~moglobin-, Gesamteiwei~gehalt des Blutes und der I-I~matokritwert best immt.

* Mit Unterstiitzung der Deutsehen Forschungsgemeinschaft. 2*

20 H. BRUNNER, G. KUSCKINSKY und G. PETERS:

Methodik Insgesamt 75 R a t t e n im Gewicht yon 170--300 g (40 ~ und 35 c~) wurden

entweder ohne Wassergabe oder zu verschiedenen Zei tpunkten nach der Gabe yon 10 -? 8 ml destillierten Wassers mit der Magensonde (im Abstand yon 10 rain) in leiehter Athernarkose aus beiden Carotiden entblutet . Die Tiere erhielten bis zum Vorabend der T6tung Latz -Rat tenfu t te r und Leitungswasser ad libitum, vom Abend bis zum n£chsten Tag nur noch Leitungswasser ad libitum. Die ohne ~rasser- gabe en tb lu te ten Tiere ~qlrden fiir 10--30 rain vor der En tb lu tung in einen Raum yon 28 ° C gebracht ; diejenigen Tiere, die Wasser erhielten, wurden yon der W~sserung bis zur En tb lu tung in Diuresek~fige in einem Raum bei 28 ° C eingesetzt; die Harnmenge v o n d e r Wgsserung bis zur En tb lu tung wurde gemessen. En tb lu te t wurden 17 Tiere ohne Wassergabe, 8 Tiere 40 min, 14 Tiere 60 rain, 7 Tiere 80 rain, 12 Tiere 100 min, 7 Tiere 120 min und 10 Tiere 140 min naeh der ersten Wassergabe. ])as Blut einer Ra t te wurde jeweils fiber 0,2 ml ~ 1000 E Heparin 1 aufgefangen.

Eine Probe wurde sofort gewogen und zur Best immung des Wassergehalts bis zur Gewichtskonstanz (48--72 Std) bei 100--110°C getrocknet. Eine weitere Probe wurde zur Best immung des H~matokri twertes im Hi~matokritrShrchen 10 min lang bei 3000 Umdrehungen zentrifugiert. Im Plasma wurden Natr ium, Kal ium und Chlorid nach friiher beschriebenen Methoden (]~RUNNER, KUSCKINSKY, Mi)NCI~OW u. PETE~S i956), der Gesamteiweil3gehalt nach dem Biuretverfahren yon KINGSLEY in der Modifikation von ~EINHOLD (1953) best immt. Eichkurven ffir das Biuretverfahren wurden mit I-Iilfe yon Verdfinnungen aus -~¢Ienschenplasma und aus dem vereinigten Plasma yon 5 Ra t t en der sp/~ter zu den Versuchen verwandten Gruppe aufgestellt, nachdem der Eiweil3gehalt der Proben nach dem Makro- Kjeldahl-Verfahren bes t immt worden war. Die Eiehkurve fiir menschliches Plasma unterschied sieh nicht yon derjenigen fiir l%attenplasma. In einer weiteren Blutprobe wurde das H~moglobin als reduziertes H~imoglobin photometrisch bes t immt; die Photometer -Eiehkurve wurde an Hand yon mehreren Blutproben mit bekanntem Gesamteisengehalt (Best immung nach WO~rG) aufgestellt.

Sofort nach der En tb lu tung wurde die BauchhShle er6ffnet, Magen, Dfilmdarm und Dickdarm getrennt jeweils an beiden Enden abgebunden, herausgenommen und gewogen. Jedes der drei Organe wurde dann der ganzen L/rage nach auf- gesehni t ten; der Inha l t wurde sorgf/~Itig ausgedriiekt und in einem Sch/ilehen aufgefangen. Das vom Inha l t befreite Organ wurde erneut gewogen; die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Gewicht als Gesamtgewicht des Inhal t s angenommen. Nach dieser W~gung wurde eine Probe der Wand des Organs mit der Sehere rein zerkleinert und der Wassergehalt yon Wand und Inha l t getrennt wiederum dureh Trocknen bis zur Gewichtskonstanz bei 100--110°C bestimmt. Aus Wassergehalt und Gesamtgewicht des Inha l t s wurde die Wassermenge im Lumen yon Magen, Dt inndarm und Diekdarm ausgerechnet. Nach der En tnahme des Magen-Darm-Trakts wurden Leber, Milz, Herz und Lunge entnommen, jeweils schnell gewogen, eine Probe oder das ganze Organ mi t der Schere fein zerkleinert, die Probe wiederum gewogen und zur Wassergehaltsbestimmung getrocknet. Schliel31ieh wurde als Probe de~ Muskulatur die ganze Mnskulatur einer h in teren Ext remi t~ t vom Beckengfirtel bis zur Aehillessehne sorgf~ltig vom Skelet abpr~pariert , fein zerkleinert, gewogen und zur Trockengewichtsbe- s t immung bei 100--110°C zur Gewichtskonstanz getroeknet. Als Probe vom Skelet wurde der linke Femur mi t der Knochenschere in sehr kleine Teilchen zerbroehen und gleiehfalls das Trockengewicht best immt. Als Probe der Haut wurde ein

1 Ffir die l~berlassung yon Versuchsmengen yon t tepar in danken wit den Fi rmen Hoffmann-La Roche, Grenzach/Baden, und NOVO, Kopenhagen, Vertretung C. H. Boehringer Sohn, Ingelheim/Rhein.

W~sser, Natrium und Kalium im Organismus der Rat te nach oraler Wassergabe 9.1

grSBerer, nicht enthaarter H~ut- ~ ] ]~ppen aus der linken Hiift- I gegend zerldeinert und getroeknet. - - Zur Bestimmung des N~trium- und K~liumgeh~lts wurden die getrockneten Org~ne oder Gewebe mit M5rsern zu -~ einem feinen homogenen Pulver verrieben, das anschlieBend unter h~ufigem Umsehiitteln 48 Std l~ng mit 20 Teilen 0,75 n HNO~ zu einem Teil Troekenpulver bei -j- Zimmertemperatur extr~hiert wurde. Der N~trium- und K~liumgehalt wurde naeh p~s- sender Verdfinnung flammen- "~ photometrisch bestimmt. (FI~m- ,. menphotometer -Zusatzger~t zum Beckman- DU- Spektrophotome- ter.) Chloridbestimmungen in Gewebsextrakten mit verschie- "~ denen argentimetrischen und merkurimetrisehen Methoden fiihrten zu stark streuenden und zum Teil widerspreehenden Er- gebnissen, fiber die ~n ~nderer Stelle berichtet werden soll.

In gleieher Weise wie die intakten Versuchstiere wurden 58 R~tten der gleiehen Provenienz und Gruppen untersueht, bei denen 5--10 T~ge vor dem Ver- such e i n e - meist die l i n k e - Niere in _~thernarkose entfernt worden w~r. Von diesen 58 Tieren wurden 15 ohne Wassergabe entblutet; die [ibrigen erhielten im 10 min-Abst~nd 10 q- 8 ml Wus- set; 13 yon ihnen wurden 40 rain, 13 60 rain, 10 100 rain und 7140 mJn nach der ersten W~sser- gabe entb]utet.

Mittelwerte und Standardab- weichungen der Mittelwerte wurden nach konventionellen statisti- sehen Methoden ausgerechnet. Alle Mittelwertsvergleiche wurden n~eh der Zweigruppen-Streu- ungszerlegung (SNEDECOR 1950) ~usgefiihrt. Die Versuche wurden zwischen September nnd De- zember 1956 durchgefiihrt.

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2 2 IT. BI%UNNER, G. KUSCKTNSKY u n d G. PETERS:

E r g e b n i s s e

D i e W a s s e r r e s o r p t i o n a u s d e m M a g e n - D ~ r m - T r a k t e r f o l g t b e i i n t a k t e n

u n d e i n s e i t i g n e p h r e k t o m i e r t e n T i e r e n m i t d e r g l e i c h e n G e s c h w i n d i g k e i t ,

Intok/ I E/nse/~ nephre~fom/er! o I ~

+ T

17 Ske/e/musKe/ 15 Zke/elmuske/ l

t -L i ~ i I L

%HzO T

71~" ' ~2 ' I 15 Leber

, I I I I ! 7Q I I I ! r i

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~ ' 1 - N/ere S 15 N/ere 78

11 I I I I I l i i I ! i ] i I

57~ 53

Konlr 20 #0 gO 80 100 120 rain Kontc 20 ~0 gO ~0 100 fZOmin

~ b b . i a

zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Gabe yon 10 + 8 ml dest. H~O dutch die Magensonde. Alle Werte in Prozent Wasser im Feuehtgewicht. Angegeben sind ~ittelwerte "~+ s~. Kontr.: Wassergehalt der Gewebe bei gleich vorbehandelten l%atten, denen oral kein zusiitzliches Wasser gegeben wurde, l%[it * = P < 0,05, * * = P < 0,01, ** * = P < 0,001 sind ]eweils die Signifikanzen der Unterschiede der Mittel- werte gegenilber den nicht mit Wasser behandelten Tieren angegeben; oberhalb des l~Iittelwer ts bei Zn- nahme gegenttber den Kontrollen, unterhalb des ~Iittelwertes bei Abnahme gegentiber den Kontrollen. Zu jedem Mittelwert ist die Zahl der Bestimmungen angegeben. Bei den einseitig nephrektomierten l%at ten ist in einem rechteckigen l%ahmen in der oberen reehten Eeke ]eder eiazelnen K~u've angegeben, ob bei Streuungszerlegung eiN signiflkanter Unterschied zwischen dem Wassergehalt der Gewebe oder Organe yon einseitig nephrektomierten Tieren gegentiber intukten l%atten zu alien Zeiten v o r u n d nach der Wassergabe nachgewiesen werden konnte: Ein leerer ~echteckiger l%ahmen bedeutet des Fehlen eines signiflkanten Unterschiedes; beim Bestehen eines signifikanten Untersehiedes ist der

Grad der Signifikanz mit * = P .~ 0,05, ** = P < 0,01, *** = P < 0,00t ~ngezeigt

Wasser, Natrium und Kalium im Organismus der Ratte naoh oraler Wassergabe 23

Von den mit der Magensonde gegebenen 18,0 ml Wasser sind im ganzen Magen-Darm-Trakt 40 min nach der ersten Wassergabe bei intakten Tieren noch 36,0 ± 8,8% (bei einseitig nephrektomierten 31,7 -b 7,7%)

80 /n/ak/ i E/nse/h~ ,,ze,~hregtorniert

t/erzm as~'el

7 7 ~ ~ I I I ~ ~ [ /

//e/'zmuske/

I ~ i I 1 1

j5

%HzO

7# I ***

10 M#z

OloHz O" I Lunge • ,_

%H20 I I

3s I ; ~ ~ Znocllen

33 I I I ~ ~ I 1 I ] I I I

Han/r.20 zlO GO 6'0 /00 120min KanlnZO 40 6"# 80 lOB I20min

A b b , 1 b

vorhanden, nach 60 min 16,6 ~- 10,0% (16,2 ~ 8,3%), nach 100 min 0 ~ 4,4% (10,9 ! 7,1%), nach 140 min - - 3,5 ± 6,0% (-- 1,4 ± 4,2%). ~ber die Verteilung und Resorption des mit der l~Iagensonde gegebenen Wassers in den einzelnen Abschnitten des Magen-Darm-Trakts unter- richter Tab. 1. - - Auch in dieser Beziehung bestehen zwischen intakten und einseitig nephrektomierten Tieren keine wesentlichen Unterschiede ; es hat den Anschein, als ob bei den einseitig nephrektomierten Ratten die l~agenentleerung zun/~chst etwas schneller und sparer etwas lang- samer als bei den nicht operierten Tieren erfolgt. Das zus~tzlich gegebene

24 l-I. BRUNNER, G. KUSCHIlX=SKY und G. PETERS:

Wasser scheint das Diekdarmlumen in keiner der beiden Gruppen zu erreiehen.

1)as resorbierte Wasser bewirkt zun/~chst einen signifikanten, aber anseheinend kurzdauernden Anstieg des WassergehMtes der Leber (nbb. 1).

Der Wassergehalt der Leber liegt auf dem H6hepunkt der Steige- rung - - 40 min naeh der ersten Wassergabe - - bei einseitig nephrektomierten Rat ten nieht hSher als bei intakten Kontrolltieren. Wohl abet ergibt sieh zu den versehiedenen Zeitpunkten naeh der oralen Wasser- gabe ein signifikanter Untersehied zwisehen einseitig nephrektomierten und intakten Versuehstieren (Abb. 1), der offensiehtlieh dureh den langsameren AbfM1 des naeh der Wgsserung angestiegenen WassergehMts der Leber bedingt ist.

Aueh der Wassergehalt des Blutes ist 40 min naeh der ersten Wasser- gabe gegeniiber dem Ausgangswert bereits signifikant gesteigert (Abb. 2), erreieht sein Maximum abet erst um die 60. min naeh der ersten Wasser- gabe - - d. h. etwa zu dem Zeitpunkt, zu dem aueh unter diesen Umst/~n- den meist die Maximaldiurese erreieht wird (BRu~ER, KUSCItlNSKY u. PETERS 1958). Der Zunahme des Wassergehaltes des Gesamtblutes entsprieht eine Verdiinnung des H/~moglobins (Abb. 2, linke Spalte) und des Plasma-Gesamtproteins. Dagegen 1/iBt sieh keine signifikante Ver- ringerung des H/imatokritwertes naehweisen, so daft angenommen werden mug, daft Wasser aueh in die Erythroeyten eingedrungen ist. In Tab. 2 sind diejenigen Wassermengen angegeben, die 60 rain naeh der ersten Wassergabe in 100ml des urspriingliehen Vollbluts, bzw. Plasmas eingedrungen sein miissen, um den festgestellten Verdiinnungsgrad der Troekensubstanz und des H/imoglobins im Blur bzw. des Gesamt- proteins im Plasma zu erzielen. Die Wassermengen sind nieht signifikant voneinander untersehieden; eine versehiedene Verteilung des Wassers auf Plasma und Erythroeyten lieg sieh somit unter den gew/~hlten Ver- suehsbedingungen nieht naehweisen.

Bei einseitig nephrektomierten Rat ten (Abb. 2, reehte Spalte) n immt der Wassergehalt des Blutes bis zur 60. rain naeh der Wassergabe st/irker zu als bei normalen Tieren. Der gleich grogen Maximaldiurese (BacN~ER, KUSCHII~'SKY U. PETERS 1958) entsprieht hier eine st/~rkere Zunahme des Blutwassergehaltes: die Untersehiede sind signifikant (P < 0,01). Vor der Wassergabe und zu anderen Zeitpunkten nach der Wassergabe ist das nieht der Fall; wohl aber 1//ftt sieh bei Streuungszerlegung zeigen, dab der Wassergehalt des Blutes bei den einseitig nephrektomierten Tieren zu allen Zeiten vor und naeh der Wassergabe hoeh signifikant gegeniiber den normalen Tieren gesteigert ist. Es daf t daher wohl angenommen werden, dab bei einseitig nephrektomierten Rat ten der Blutwasser- gehalt sehon ohne die zus/~tzliehe Wassergabe gegen/iber normalen

Wasser, Natrium und Kahum im Organismus der Ratte nach oraler Wassergabe 25

Kontrolltieren leicht gesteigert ist und durch Wassergabe nicht nur starker, sondern auch ffir l~ngere Zeit zunimmt. Aus Tab. 2 ergibt sich, dab die bis zur 60. min nach der ersten Wassergabe ins Blur einstrSmende Wassermenge bei einseitig nephrektomierten Tieren nicht grSBer ist a]s

85, /n/ak/ I ~/TSe/?ig nep/2rek/om/~r/ %Hz0 Wassergeb~//#ex Blu/es [ °/oHzO]

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25~- 14- 7 13 I

, ~ , o l I i i I i I I t I I i I I l~onln 20 GO 6"0 80 700 IZOmin /(onln 20 GO £0 30 700 120mm

Abb. 2. Wassergehal t des Blutes , H ~ m a t o k r i t w e r t , H~tmoglobingehalt des Blutes und P lasma- Gesamtprote in bei normalen und einsei t ig nephrektomier ten R a t t e n v o r u n d nach der Gabe yon

10 d- 8 ml tt_.O per os: Ze ichen u n d B e z e i c h n u n g wie in Abb. 1

bei intakten Tieren, die erreichten hSheren Wasserspiegel also wohl auf einen schon vor der Wassergabe bestehenden hSheren Wassergehalt des Blutes zurfickzuffihren sind. Der Hiimoglobingehalt des Blutes bei einseitig nephrektomierten Ratten liegt bereits vor der ,,Wgsserung" signifikant niedriger als bei normalen Tieren; eine signifikante Abnahme nach der Wassergabe l£Bt sich nicht nachweisen. Dem niedrigeren H~mo- globingehalt entspricht ein niedrigerer H~matokritwert, der gteichfalls

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

nach der Wassergabe n icht weiter absinkt . Die Senkung des H/imato- kri twertes und des H/imoglobingehaltes des Blutes bei einseitig nephrektomier ten R a t t e n ist grSBer, als es der aus dem Wassergehalt errechneten Blu tverdf innung (vor der Wassergabe) entsprechen wiirde. - - Der Plasma-EiweiBgehalt bei einseitig nephrektomier ten R a t t e n ist dagegen gegenfiber den Kon t ro l l en n icht signifikant verr ingert ; die Abnahme des P lasma-Gesamtpro te ingehal t s nach der Wassergabe ist n icht signifikant st/irker als bei i n t a k t e n Tieren, wobei die MSglichkeit often bleibt, dab sich ein eventueU vorhandener Unterschied wegen der relat iv groBen S t reuungen nicht nachweisen 1//Bt (Abb. 2, rechte Spalte, und Tab. 2).

Tabelle 2. Wasserau/nahme in Vollblut bzw. Plasma von normalen und einseitig nephrektomierten Ratten 60 rain nach der Gabe yon 10 ~- 8 ml H~O per os

Normale ! Einseitig nephrektomierte

Ratten

Vollblut

Trockensubstanz . . . . . ~ 6,8 4- 1,6 6,2 4- 1,3 H~moglobin . . . . . . . , 7,5 ± 3,6 (5,1 =t= 1,8)

! Plasma

Gesamtprotein . . . . . . 9,3 -f- 3,1 9,3 -V 2,4

Die Werte geben die aufgenommene Wassermenge pro 100 ml Vollblut bzw. pro 100 ml Plasma an. Sie sind errechnet unter der Annahme, dal~ mit dem Wasser ins Blut weder Eiwei[~ noch It/~moglobin noch iiberhaupt Trockensubstanz in nennenswerten Mengen eindringt. Als Wassergehalt vor der Wassergabe ist der Mittelwert der Kontrollen angenommen. Eingeklammerte Werte bedeuten, dal3 sich ein signifikanter Konzentrationsunterschied zwischen Kontrollen und 60 rain nach der ersten Wassergabe getSteten Tieren nicht nachweisen liel~, d.h. dab eine signifil~ante Verdiinnung nicht eintrat. Die eingedrungenen V~assermengen sind berechnet als: Wasseraufnahme pro 100 ml urspriinglichen Blutes oder Plasmas 100 x Mittelwert der Konzentration der Indicatorsubstanz (Trockensubstanz, H/~moglobin, Gesamtprotein) vor der Wassergabe: Mittelwert der Konzentration der Indicatorsubstanz 60 rain nach Wassergabe ~: s~.

ELKINTO~, DANOWSKI U. WINKLER (1946) haben eine Reihe yon Formeln aufgesteUt, die gestatten, aus Ver~nderungen der H~moglobin-Konzentration im Blut und des I-Ii~matokritwertes Schltisse auf Ver~nderungen des Gesamtblut- volumens, Erythrocytenvolumens und Plasmavolumens zu ziehen. Diese Formeln sind unter der Voraussetzung giiltig, dab 1. wahrend des Eintritts der beobachteten Ver~nderungen die Gesamterythrocytenzahl im strSmenden Blur konstant geblieben ist, und 2. die untersuchte Blutprobe ftir das ganze zirkulierende Btut repr~sentativ ist. Da die 2. Voraussetzung sicher, die 1. wahrscheinlich fiir unsere Versuchs- bedingungen zutrifft, schien die Anwendung der Formeln fiir unsere Versuchs- ergebnisse gerechtfertigt.

Die Formeln fiir die Ver/~nderungen sind: 1. Gesamtblutvolumen:

B V~ Hb 1 B V 1 - - Hb2

Wasser, Natrium und Kalium im Organismus der Ratte naeh oraler Wassergabe 27

2. Vohmen der Erythrocyten E V2 Hkr~ Hb 1 EV1 - - Hkrl Hb2

3. Plasmavolumen P V~ 1 - - H k r 2 Hb 1 P V I - - 1--Hkrl Hb2

Hb = H~moglobin in g-% ; Hkr = H~tmatokrit Ms Dezimalfraktion yon 1,00.

Bei Zugrundelegung der Mittelwerte vor und 60 min nach der W~sserung ergeben sieh die in Tab. 3 angegebenen Ver£nderungen.

TabeUe 3. Veranderungen yon Gesamtblutvolumen, Volumen der Erythrocyten und Plasmavolumen 60 rain nach der oralen Gabe yon 10 q- 8 ml dest. Wasser8

Nach Normale Ratten einseitiger Nephrektomie % %

Gesamtblutvolumen . . . . . . . . Volumen der Erythroeyten . . . . . Plasmavolumen . . . . . . . . .

+ 6,9 + 4,8 ÷ 8,0

+ 5,2 + 3,8 + 11,5

Bereehnung der Ver~nderungen unter Zugrundelegung der Formeln yon ELK~TO~, DA~OWSKI U. WI~XL~.R (1946) auf Grand der Mittelwerte der Kontrolh gruppen und der 60 min naeh der ersten Wassergabe get6teten Gruppe. Formeln siehe Text.

Die grSl~ere Zunahme des Blutwassergehalts w~hrend der Wasser- diurese bei einseitig nephrektomierten Ratten seheint demnaeh vor allem mit einer st~rkeren Zunahme des Gesamtplasmavolumens gegenfiber normMen Kontrolltieren einherzugehen.

Gleiehzeitig mit dem Wassergehal~ des Blutes nimmt der Wassergehalt des Skeletmuskels und des Herzmuskels zu, wobei der erhShte Wasser- gehalt l~nger naehweisbar bleibt als die Hydr~mie (Abb. 1, Tab. 4). Die Skeletmuskulatur nimm~ nach einseitiger Nephrektomie insgesamt mehr Wasser auf und hi~lt es li~nger als bei intakten Tieren (Abb. 1), obwohl die auf dem HShepunkt der Wasseraufnahme eingetretene Wassermenge bei einseitig nephrektomierten und intakten Ratten nieht signifikant untersehieden ist (Tab. 4).

Der Herzmuskel enth~lt an sieh sehr viel mehr Wasser als die unter- suehte Skeletmuskulatur der Extremit~ten. Die Zunahme des Wasser- gehalts w~hrend der Wasserdiurese ist naeh einseitiger ~Iephrektomie nicht sti~rker als bei intakten Tieren.

Aueh der Wassergehalt der Nieren nimmt gleiehzeitig mit dem yon Skeletmuskel und Blur zu und bleibt etwa ebenso lange erhSht wie derj enige des Skeletmuskels. Ein zeitliches Nachhinken der Zunahme des Wasser- gehalts der Nieren gegeniiber der Hydr~mie konnte somit nicht naeh- gewiesen werden. Aueh der Zeitpunkt der maximalen Diurese f~llt unter den gewi~hlten Bedingungen (BRu~N]~R, K~rSCHI~SKY U. PETWRS 1958)

28 g . BRUNNER, G. KUSCHINSK¥ und G. PETERS:

sowohl mi t dem Ze i tpunk t der max ima len Hydr/~mie als auch mi t dem Z e i t p u n k t der grSBten Ste igerung des Wassergeha l t s der Nieren zusammen. - - Der Wasse rgeha l t des Nierengewebes zu allen Zei ten nach e iner Wasse rgabe is t bei einsei t ig nephrek tomie r t en R a t t e n gegenfiber normalen Tieren s ignif ikant ges te iger t (Abb. 1); aueh hier is t aber die Wasse rau fnahme je Gewichtse inhei t Nierengewebe auf ihrem H6he- p u n k t bei den einsei t ig nephrek tomie r t en Tieren n ich t gegenfiber normalen Tieren erh6ht (Tab. 4).

Tabelle 4. Zeitpunkt der gr6flten Wasserau/nahme und GrS/3e der Wasserau/nahme verschiedener Rattengewebe nach der oralen Gabe von 10 -~- 8 ml Wasser

Zeit nach Einseitig 1. Wassergabe Normale Rat ten nephrektomierte

~-M[inuten Ratten

Skeletmuskel . . . . . . . . 60 6,4 -j: 1,4 7,0 ± 0,8 Herzmuskel . . . . . . . . 60 4,9 ± 0,2 5,8 i 1,1

Leber . . . . . . . . . . . ~ 40 6,5 ± 2,4 5,9 ± 1,6 Milz . . . . . . . . . . . ~ 40 / i 2,2 ± 0,7

L u n g ~ : . _ . . : . . . . . . i __40 .. . . . . . 4 , 4 ~ 1 , S 4 , 5 ± 1 , 3

Niere . . . . . . . . . . . 60 9,0 -4= 1,8 8,9 ± 1,4

Zeitangaben in Minuten nach der ersten Wassergabe. Wasseraufnahme in Milliliter Wasser pro 100 g urspriinglichen Gewebes. Mittelwerte ~ ± s~. Versuchs- zahlen wie in Abb. 1. Rechnung, Zeichen und Bezeichnungen wle in Tab. 2.

F i i r die Milz 1/~Bt sich bei normalen Tieren nach der oralen Wasser- gabe keine s ignif ikante Zunahme des Wassergeha l t s nachweisen. Bei e insei t ig n e p h r e k t o m i e r t e n Tieren n i m m t der schon an sich h6here Wasse rgeha l t der Milz nach der Wasse rgabe signif ikant zu, wobei die Zunahme ihr Max imum, /~hnlich wie bei der Leber , schon nach 40 min und somit vor dem Z e i t p u n k t der Maximald iurese er re icht (Abb. 1).

Auch das Lungengewebe erre icht bei normalen l~a t ten berei ts 40 min nach der e rs ten Wasse rgabe seinen h6ehsten Wassergehal t , der dann aber schnel l wieder abf/fllt (Abb. 1). Nach 140 rain kann der Wasse rgeha l t des Lungengewebes gegeni iber den Ausgangswer ten sogar gesenkt sein. Nach einsei t iger Neph rek tomie l iegt der Wasse rgeha l t der Lunge nach oraler Wasse rgabe dagegen s ignif ikant hSher als bei normalen Tieren; seine Zu- und A b n a h m e erfolgt synchron mi t dent Ver lauf des Wasse rgeha l t s von Blur und Herzmuske l .

An H a u t und Knochen lassen sich nach Wasse rgabe weder bei in tak- t en noch bei einsei t ig neph rek tomie r t en R a t t e n Ver i inderungen des Wasse rgeha l t s nachweisen. Der Wasse rgeha l t der H a u t sowohl ,,gewi isser ter" als auch n ich t , ,gew/isserter" R a t t e n schwank~ auBerordent- l ich s ta rk , so dab der Naehweis von Ver/~nderungen rech t sehwer sein di i r f te .

Wasser, Natrium und Kalium im Organismus der Rat te naeh oraler Wassergabe 29

A u c h de r W a s s e r g e h a l t de r W ~ n d e des Magens , des D i i n n d a r m s u n d

des D i c k d a r m s n i m m t sowohl be i i n t a k t e n als a u c h bei e inse i t ig n e p h r e k -

t o m i e r t e n R a t t e n n a c h d e r W a s s e r g a b e s ign i f ikan t zu.

An Hand der gemessenen Harnvolumina, der in Tab. 4 zusammengesteUten Werte der Wasser~ufnahme verschiedener Organe und des ermittelten Wassergehalts der verschiedenen Anteile des Magen-Darm-Trakts (Tab. 1) lassen sich Bflanzen fiber den Verbleib der per os gegebenen 18,0 ml /Rat te Wasser zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Wassergabe aufstellen. Eine genaue Bereehnung der Bflanzen ist alIerdings unm6glieh und exakte Streuungsangaben daher sinnlos; In Tab. 5 sind nur die aus den Versuchsgruppen-Mittelwerten errechneten, yon den versohie- denen Organen und Geweben aufgenommenen bzw. abgegebenen Wassermengen eingesetzt.

Tabelle 5. Verteilung yon per os gegebenen 18,0 ml/ Ratte dest. Wassers auf Organe und Kfrpergewebe v(m Ratten 60 und 140 rain nach der Wassergabe

Zeit nach 1. Wassergabe 60 rain 140 min

H a m . . . . . . . . . . . . . . Mageninhalt . . . . . . . . . . . Magenwand . . . . . . . . . . . I)tinndarminhalt . . . . . . . . . . Diinndarmwand . . . . . . . . . . . . Dickdarminhalt . . . . . . . . .

5,2 1,5 0,1 (0,2) 0,9 0,7 (0,6) 0,6

15,7 0,2 0

--0,3 0

- -0 ,8 Dickdarmwand . . . . . . . . . . Blur . . . . . . . . . . . . . . . Leber . . . . . . . . . . . . . . Milz . . . . . . . . . . . . . . . Skeletmuskulatur . . . . . . . . . Herzmuskel . . . . . . . . . . . Hau t . . . . . . . . . . . . . . Lunge . . . . . . . . . . . . . . . Niere . . . . . . . . . . . . . . Skelet . . . . . . . . . . . . . .

0,1 0,8 0,2 0 4,6 0 1,3 0

(o,1) o,1 0,1

(0,5) 0 (0,2) 0

1,6 (0) 0 (3,9) 0,4 (o) o

o,1 (o,1) o,1 0 --0,8

(o)

(o)

(0,3)

(0,1) (0)

(O) (o,8) (o) (o,1)

Insgesamt . . . . . . . . . . . . 16,1 (17,2) 16,3 (17,0)

1,9 (o,8) Nieht wiedergefunden . . . . . . . . 1,7 (1,0)

Die angegebenen Mittelwerte (ml/Ratte) sind errechnet aus dem mittleren Gewieht der Organe der nicht gewiisserten Versuehstiere und dem Mittelwert der Wasseraufnahme 60 bzw. 140 rain nach der ersten Wassergabe (Abb. 1 und Tab. 4). Dabei wurde das Gewicht der Gesamtblutmenge zu 6,7% des Kfrpergewichts der Kontrolltiere, des Gesamtgewicht der Skeletmuskulatur zu 40% des Kfrpergewichts der Kontrolltiere und das Gewieht des Skelets zu 28% des mittleren Kfrpergewichts der Kontrolltiere eingesetzt. In Klammern sind die Differenzen zwisehen dem Mittelwert des Gesamtgewichts eines Organs 60 bzw. 140 rain nach der Wassergabe und dem Mittelwert des Gesamtgewiehts des gleiehen Organs vor der Wassergabe (KontroUtiere) angegeben.

W ~ h r e n d 60 m i n n a c h d e r e r s t en W a s s e r g a b e e t w a g le ich groBe A n t e i l e i m H a m a u s g e s c h i e d e n u n d i n d e r S k e l e t m u s k u l a t u r g e s p e i c h e r t

s ind u n d s ich d ie f ibr ige W a s s e r m e n g e unge f~h r g le ichm~Big a u f d i e

30 H. B~u~ER, G. KUSCHINSKY und G. PETERS:

verschiedenen KSrpergewebe verteilt, ist nach 140 min fast die ganze gegebene Wassermenge ausgeschieden und allenfalls noch ein kleiner Rest in der Skeletmuskulatur fibriggeblieben. Der extrarenale Wasserverlust scheint recht gering zu sein, da er wahrscheinlich nur einen Tell der nicht wiedergefundenen Wassermenge ausmacht.

Der Natr iumgehalt des Plasmas fgllt sowohl bei intakten als auch bei einseitig nephrektomierten Tieren in dem MaB ab, in dem Wasser ins Plasma aufgenommen wird (Abb. 3 und Tab. 6). Der Chloridgehalt des Plasmas betrggt vor der Wassergabe bei den intakten Rat ten 9,25 ± 0,17 (17 Bestimmungen) m ~ q % und bei einseitig nephrektomierten Ra t ten

.,r m.Ac ~+ u% Na+

s W ~* ~a

~Aqu%

I I I I i I I I /(gn/f. 20 4/0 6'0 8g 100 720min /(ant/?. 2.0 fxO 6'0 80 700 fZgmin

Abb. 3. P lasma-Nat r ium- und Kaliumspiegel in tak te r und einseitig nephrektomierter R a t t e n vor und zu verschiedenen Zeiten nach der oralen Gabe you 10 + 8 ml / t t a t t e dest. Wassers. Alte Angaben in m ~ q/100 ml Plasma. Angegeben sind Mittelwerte ~ ± sx. Die durch ausgezogene Linien verbundenen Mittelwerte sind die yon in tak ten Ra t t e n ; die durch gestrichelte Linien verbundenen Werte die yon einseitig nephrektomier ten Tieren, Versuchszahlen jeweils unter den Streuungsangaben. Bezeichnung der Signifikanzen der Unterschiede der Mit te lwerte gegeniiber dem Mit te lwert der nicht ,,gewgsserten" Gruppen wie in Abb. 1. Bezeichrmng der Signifikanz des Unterschieds aller Werte yon in takten Ra t t en

gegen0ber allen Werten von cinseitig nephrektomier ten l~at ten wie in Abb. 1

10,31 ~ 0,51 (9) mXq-~,. Er ist weder auf der HShe der Hydrgmie [bei in takten Ra t t en 8,78 ~ 0,20 (14) und bei einseitig nephrektomierten Tieren 9,53 ~ 0,32 (9)] noch zu irgendeinem anderen Zeitpunkt nach der Wassergabe gegenfiber dem Ausgangswert signifikant gesenkt. Auch der Plasma-Kaliumspiegel (Abb. 3 und Tab. 6) n immt auf der H5he der t tydrgmie und wghrend des ganzen Verlaufs der Wasserdiurese nicht entsprechend der Wasseraufnahme des Blutes ab. Es mug daraus geschlossen werden, dab die nach einer groBen oralen Wassergabe ins Plasma eindringende Fliissigkeit zwar guBerst natr iumarm ist, aber nicht viel weniger Chlorid und Kalium enthglt als das Plasma.

Auch im Skeletmuskel, im Herzmuskel, in der Leber und in der Niere kommt es nach der Wassergabe zu signifikanten Abnahmen des Natrium- und des Kaliumgehalts (Abb. 4). Trotz der unterschiedlichen Wasser- aufnahme lassen sich signifikante Unterschiede im Verhalten der intakten und der einseitig nephrektomierten Ra t ten hier wegen der relativ groBen Streuungen nur im Fall des Kaliumgehalts der Nieren im gesamten Beobachtungsmaterial nachweisen; aul]erdem liegt der Kaliumgehalt

Wasser, Natrium und K~lium im Organismus der Ratte naeh oraler Wassergsbe 31

des Herzmuskels nicht gew£sserter einseitig nephrektomierter Ra~ten signifikant niedriger als bei normalen Tieren. Auch der Na~riumgehalt des Lebergewebes ist 60 min nach der ersten Wassergabe bei einseitig nephrektomierten Rat ten signifikant niedriger als bei intakten Tieren. - -

Na + 25

ra~qu% Shelelrnushel I ]

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,/,o I 13 1 I I I I q I '71

/¢on/n 20 qO a"O dO 700 120min

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7,0 _ -

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I "~,.~e 7 T 7 8 °"°1- I i ''~ ~ , I I

t¢on/r. 20 ~0 6"0 80 ZOO 120 rain

Abb. 4. Natrium- und Kaliumgehalt verschiedener K~rpergewebe intakter und einseitig nephrektomierter Rat ten zu verschiedenen Zeiten nach der oralen Gabe yon 10 + 8 ml/Rat te dest, Wassers. Atle Werte sind in m~q/100 g 1~rischgewich~ (Feuch~gewicht) angegeben. Zeichen und Bezeichnungen

wie in Abb. 3

Die Abnahme der Natrium- und Kaliumkonzentration je Gewichtseinheit Feuchtgewicht entspricht in den untersuchten Geweben im allgemeinen der Wasseraufnahme (Tab. 6).

In Tab. 6 ist fiir normalc Rat ten jeweils diejenige Natrium- und Kaliumkonzentration in den frischen KSrpergeweben berechnet, die man auf Grund der Wasseraufnahme auf der H6he der Hydr~mie bzw. auf der

32 H. BRVN?CER, G. KUSCtfINSK¥ und G. PETERS:

HShe der Wasse rau fnahme des un te r such ten Gewebes e rwar ten mfil~te, wenn sich der Gesamtmine ra lbe s t and des un te r such ten Gewebes n ich t ver / indern wiirde. Aus der Tabel le e rg ib t sich, dab die Ske le tmusku la tu r au f der H6he der Hydr / imie anscheinend N a t r i u m abg ib t ; eine siglfifikante Abgabe yon K a l i u m liel~ sich n icht nachweisen. F i i r die H e r z m u s k u l a t u r

Tabelle 6. Erwarteter und ge/undener Natrium- und Kaliumgehalt verschiedener K6rpergewebe yon l~atten a~l/ dem H6hepunkt der Hydr~mie nach einer groflen oralen

Wassergabe I

Zeit nach 1.] .Natr ium m:~q-°o Ka l ium m.~q-% Wasse rgab¢ ]

5I inut en ] e r w a r t c t gc funden e r w a r t e t gefundeI~

Plasma . . 60 13,84 ~ 0,22 13,93 -!: 0,18 0,40 --_ 0,01 0,431-4: 0,01 Skeletmuskel 60 1,98 _4- 0,03 1,831~ 0,05 8,99___ 0,10 8,31 ~ 0,30 Herzmuskel . 60 4,14 ~ 0,02 3,99 ~ 0,10 7,53 -~ 0,04 6,431:_ 0,34 Leber . . . . 40 2,75 ± 0,06 2,80 : : 0,16 8,28 ± 0,18 7,271- 0,27 Niere . . . 60 4,43 ~_ 0,06 4,74 ~ 0,15 6,02 ± 0,10 5,94 ~ 0,17

Alle Angaben in mAq/100 g Frischgewebe. Die erwarteten Wertc sind jeweils aus dem Mittelwert der nicht ,,gew~sserten" Kontrollgruppe und den in Tab. 3 und Tab. 4 angegebenen Gr611en der Wasseraufnahme der verschiedenen Gewebe errechnet. Mit 1 sind diejenigen gefundenen Mineralkonzentrationen bezeichnet, die sich signifikant yon den auf Grund der Wasseraufnahme erwarteten Werten unter- scheiden. (P ~ 0,05). Versuchszahlen siehe Abb. 3 und Abb. 4.

1/tBt sich dagegen zum gleiehen Ze i t punk t naeh der Wasse rgabe eine K a l i u m a b g a b e nachweisen. Lebergewebe g ib t auf dem H S h e p u n k t seiner Wasse rau fnahme K a l i u m ab, woraus sich viel le ieht das K o n s t a n t b l e i b e n des P las lna -Kal iumspiege l s erkl/ir t . Alle angef t ihr ten Ver/~nderungen s ind r e l a t iv schnell reversibel . - - Bei einsei t ig neph rek tomie r t en l~a t ten ver / indern sich die N a t r i u m - und K u l i u m k o n z e n t r a t i o n e n der KSrper - gewebe nach or~len Wasserg~ben in nahezu gleichem AusmaB wie bei no rma len R a t t e n ; au f eine Wiede rgabe der einzelnen W e r t e kann deshalb verz ich te t werden.

Die Vergnderungen der Na t r i um- und K a l i u m k o n z e n t r a t i o n e n in der Magen-, D i inndarm- und D i c k d a r m w a n d en tsprechen im wesent l iehen der GrSBe der Wasse rau fnahme und sollen deshalb n icht angef i ihr t werden.

Diskussion Die Wasse r reso rp t ion aus dem ?¢Lgen-Darm-Trak t der R a t t e erfolgt

sehr schnell. D a 30 rain nach der Gabe yon 18 ml Wasse r (d. h. 40 min nach den ers ten 10 ml) schon fiber 50% der gesamten gegebenen Menge aus dem M a g e n - D a r m - T r a k t ve rschwunden sind, muB die grSBte I{esorp- t ionsgeschwindigke i t vor diesem Z e i t p u n k t erre icht werden. Zwischen tier m a x i m a l e n Wasse r resorp t ion und der Maximalhydr / imie , die m i t der m a x i m a l e n Diuresegeschwindigkei t zusammenf/~llt, bes~.eht somi t ein

Wasser, Natrium und Kalium im Organismus der Ratte nachoralerWassergabe 33

Z e i t a b s t a n d von e twa 30 min, der sich einersei ts dadu rch erkl/~rcn di irf te , dab Wasse r zun/£chst in de r Leber au fgenommen wird und yon d o r t ers t , n achdem ein gewisser S/£ttigungsspiegel e r re icht ist, an das Blur abgcgcben wird. Andererse i t s scheint der Anst ieg 4er Hydr / /mie d a d u r c h verz5ger t zu werden, dal~ sich das ins Blur e ingedrungene Wasse r gleichzei t ig a u f d i e Ske l e tmusku la tu r (und die H e r z m u s k u l a t u r sowie das Nierengewebe) ver te i l t .

Der (nach den bei Umrechnung au f das K5rpe rgewich t r ech t hoch erscheinenden Wasse rgaben in unseren Versuehen) je Ze i te inhe i t aus dem Magen u n d Df inndarm resorb icr te Teil de r gegebenen Gesamtmenge is t k a u m kle iner als be im Menschen nach sehr viel k le ineren Wasse rgaben (LEE, CODE U. ScrrOLm~ 1955).

Der Zeitpunkt des Eintritts der maximalen Hydr~mie schein$ bei der Ratte sp~ter zu liegen als beim Menschen bei einmahgen groBen Wassergaben (MARx 1935) ; beim Menschen 1/~Bt sich eine ttydr~mie bei ,,WasserstoBversuchen" in der Regel nur innerhalb der ersten 15--30 rain nach der ,,W/~sserung" nachweisen - - ein Umstand, der dazu geffihrt hat, dab manche Untersueher (HALDA~CE U. PRIESTLEY 1915; PRIESTLEY 1915; PRIESTLEY 1921) das Auftreten einer HydrKmie nach einem WasserstoB beim Menschen entweder ganz bestritten haben oder nur ganz geringffigige Zunahmen des Wassergehalts des Blutes fanden. Der Unterschied im Zeitpunkt des Auftretens der Maximalhydr~mie zwischen Mensch und Ratte mu[~ abet nicht unbedingt ein Artunterschied sein, sondern kann ebenso gut dutch die verschiedene GrSl]e der angewandten Wassergaben bedingt sein. Bei Hund und Kaninehen (U~D~.R~LL U. PACK 1923; BAYLISS U. FE~. 1930; SMIRK 1932; H~LLEI¢ U. SMIRK 1932; SMIRK 1933) scheint jedenfalls die Hydr~mie zumindest ebenso lange nachweisbar zu bleiben wie bei der l~atte, wenn auch fiber den Zeitpunkt ihres Beginns und ihres Maximums keine Angaben vorliegen.

A u f de r t tShe der t t y d r ~ m i e bes tehen in unseren Versuchen keine Unte r sch iede zwischen dem Grad der Blu tverdf innung, der aus der G e s a m t t r o c k e n s u b s t a n z oder dem Hi tmoglobingeha l t des Blurs e r rechne t werden kann. Auch die Verdf innung der Gesamtplasmaeiwei l3e is t n i c h t s ignif ikant gr5$er, so dab eine Ungle ichhe i t der Ver te i lung yon Wasse r auf P l a s m a u n d E r y t h r o c y t e n n ich t nachgewiesen werden kann . Von fr i iheren Un te r suche rn (BAYLISS U. FEE 1930; SMIRK 1933) wurden wesent l iche Unte r sch iede in de r B lu tve rd f innung beschrieben, je nachdem, ob sie aus Ver/~nderungen des H~moglob ingeha l t s des Gesamt- eiweil~es oder aus ande ren Ind ices berechne~ wurde. Bei der r ech t grol]en S t reuung dieser W e r t e sei dahinges te l l t , ob sich diese Unte r sch iede auch als s t a t i s t i sch signifikan~ erwiescn hi~tten.

D a nach groBen Wasse rgaben die G e s a m t t r o c k e n s u b s t a n z des Blutes , H~moglobin , P lasmaeiwei i t und P l a s m a n a t r i u m die gleiche Verd i innung er fahren und andere r se i t s de r H/~matokr i twer t n i ch t a b n i m m t , m u g gefolger t werden, dab sich das ins Blur e indr ingende Wasse r ann/ ihernd gleichm£~ig au f P l a s m a und EryChrocy~en ver te i l t . E in ~hnliches Vcr- ha l t en war schon yon SMIRK (1932) ffir P l a s m a und E r y t h r o c y t e n von

Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 233 3

34 I:[. BRUNNER, G. KUSCHINSKY und G. PETERS:

nich t narkot is ier ten Kan inchen nach grol3en Wassergaben beschrieben wordcn.

Da eine gleiche Geschwindigkeit der Wasserdiurese bei i n t ak t en und bei einseitig nephrektomier ten R a t t e n erreicht wird, nachdem die Hydr/ imie bei den einseitig nephrektomier ten Tieren signifikant h6her anges~iegen ist als bei den normalen Vergleichstieren, scheint der Schtug er laubt , dal3 die Wasserausscheidungsleis tung der Nieren - - d . h . die Wasserausseheidung je Gewiehts- oder Volumeneinhei t Nierengewebe - - vom Grad der Hydramie abh£ngig ist. Aus diesem Schlug folgt, dab die Gr613e der Wasserdiurese bei gleiehbleibendem funkt ionstf icht igen Nie renparenehym dureh den Grad der Hydr/ imie bedingt wird. Gegen diese A n n a h m e sind yon friiheren Unte rsuehern eine Reihe yon Einw/~n- den erhoben worden.

Sehon erw/~hnt worden ist, dab yon manchen Untersuchern beim Mensehen nach grSBeren oralen Wassergaben iiberhaupt keine Hydr/imie gefunden werden konnte; es hat sich gezeigt (MARx 1935), dab in diesen Untersuchungen die Hy- dr~tmie zum falschen Zeitpunkt gesueht wurde. Auch bei einzelnen Ratten (HELLER U. SMIRK t932) wurde trotz des Auftretens einer ~'Vasserdiurese keine nachweisbare Hydr/~mie festgestellt, obwohl bei einer grSBeren Zahl yon Ratten unter den gteiehen Bedingungen naeh der g]eiehen nieht besonders groBen (50 ml/kg) Wassergabe eine leiehte Hydr~mie gefunden wurde. Auch dieser Einwand ist nicht stichhaltig, weft einerseits der Zeitpunkt der Maximalhydr~mie von Ratte zu Ratte sehwankt und deshalb bei der Untersuchung verpal3t worden sein kann, und weft andererseits wesentliche Unterschiede von Tier zu Tier im Ansprechen auf einen gleiehen Grad yon Hydr~mie zu bestehen scheinen: jedenfalls sind die Streuungen der Werte fiir die Diuresegeschwindigkeiten immer grSBer a]s diejenigen der Blutverdiinnungen. Das Bestehen eines zeitlichen Abstands vom Zeitpunkt der Maximalhydr~mie bis zuln Zeitpunkt der maximalen Wasserdiurese, der bei Hunden (BAYLISS U. FEE 1930 ; RlOCI~ 1930), Mensehen (SMIRK 1933), Kaninehen, Meerschweinehen und Ratten (SMIRK 1932; HELLER U. SMIRK 1932) gefunden wurde, ist gleiehfalls und wohl offensiehtlich zu Unreeht als Argument gegen das Bestehen eines Zusammenhangs zwisehen Hydr~mie und Wasserdiurese angeftihrt worden. SehlieBlieh wurde bei Kaninchen (SMIRK 1932) gefunden, dab naeh einer groBen Wassergabe die innerhalb yon 3 Std gemessene Diurese nieht dem Grad der Hydr/imie 90 rain naeh der Wasser- gabe korreliert war, wobei sogar fast eine negative Korrelation zu bestehen sehien. Daraus wurde geschlossen, dab nieht die Hydr/~mie die Diurese bedingt, sondern dab eine schlechte Wasserausseheidungsf~higkeit die Ursaehe einer ausgepr/~gten Ityclr/~mie sein muB. Dieser SchluB erseheint nieht gerechtfertigt: eine Korre- lation zwisehen dem Grad der Hydrgmie zu einem bestimmten Zeitpunkt naeh einer Wassergabe und der insgesamt im Verlauf yon mehreren Stunden ausge- schiedenen Wassermenge ist a priori nieht zu erwarten; sie kSnnte allenfalls zwisehen der zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessenen Hydr/~mie und der Gr6ge der Diurese der unmittelbar vorangegangenen oder unmittelbar darauf folgenden Minuten bestehen.

Auch in unseren Versuchen lieB sich insgesamt weder bei den i n t ak t en noch bei den einseitig nephrektomier ten Tieren eine Korre la t ion zwischen der yon der Wassergabe bis zur E n t b l u t u n g ausgesehiedenen Harnmenge und der dann gefundenen Hydr/~mie naehweisen, was naeh dem Gesagten

Wasser, Iqatrium und Kalium im Organismus der Ratte nach oraler Wassergabe 35

wenig /iberrascht. DaB eine t terabsetzung der Wasserausscheidungs- f/~higkeit der Nieren zu einer Steigerung der Hydr~mie ffihrt, stimmt mit unseren Befunden und mit der Folgerung, dab die GrSBe einer Wasser- ausscheidung ~e Einheit/unktionsti~chtigen Nierengewebes yore Grad der Hydr/imie abh~ngig ist, fiberein. Im gleiehen Sinn spricht die Tatsaehe, dab in unseren Versuehen bei denjenigen 12 intakten oder einseitig nephrektomierten Versuehstieren, die nach einer Harnsammelperiode yon 40 rain (ab 2. Wassergabe) entblutet wurden, eine schwache (r ---- 0,55), aber signifikante (P < 0,05) Korrelation zwischen der Itarnmenge je Gramm Nierengewebe und dem Wassergehalt des Blutes zur Zeit der Entblutung bestand. Bei grSBerem zeitlichen Abstand zwischen dem Beginn der Harnsammelperiode und der Entblutung wird dis Korrelation zwisehen der Diuresegesehwindigkeit im Augenbliek der Blutentnahme und der ge- rade herrschenden Hydriimie verschleiert (siehe S. 34).

Der SehluB, dab der Wassergehalt des Blutes die GrSBe der Wasserdiurese bestimmt, sagt nichts dariiber aus, ob dieser Effekt durch eine direkte Beeinflussung der l~ieren oder auf dem Umweg fiber (]as supraoptico-hypophys~re System zustande kommt. ),uch die MSglichkeit, dab die GrOBe der Wasseraufnahme anderer Organe, z. B. der Skeletmuskulatur oder abet aueh der Lunge, einen EirdiuB auf die GrSge der Wasserdiurese hat, kSnnen wit nieht aussehlieBen.

Die VerKnderung des Wassergehalts der Iqieren nach einer ~Vassergabe zeigt in unseren Versuehen keinen zeitlichen Abstand gegeniiber den Sehwankungen der Hydr~mie und des Wassergehalts der Skeletmuskulatur. Der ~Vassergehalt der l~Iieren diirfte in erster Linie durch die Menge der zum Zeitpunkt der Entnahme in den Tubuli vorhandenen Primer- und Endharnmengen bestimmt sein (BRV~NER, KUSC~SK¥, PETERS U. VOR~ERR I958). Der synchrone Verlauf der Kurven des Wassergehalts des Bluts und der Nieren spricht somit nicht ffir das Vorhandensein eines grSl3eren zeitlichen Abstands zwischen Hydr/imie und Wasserdiurese.

Wenn das Verteilungsvolumen yon Chlorid als MaB der ExtracellulKr- flfissigkeit im Organismus angesehen werden darf, spricht die Tatsache, dab auf der HShe der ttydr~mie und der Wasseraufnahme der KSrper- gewebe und Organe der Plasmachloridspiegel nicht abnimmt, gegen eine Zunahme des Extracellul/~rraums und somi$ ffir eine bevorzugte intra- cellul/~re Aufnahme yon Wasser in Organen und Geweben. Ein gleich- zeitiges Eindringen yon l~atrium mit Wasser in die KSrpergewebe 1KBt sich in unserep Versuchen nicht nachweisen (Tab. 6); die Skeletmusku- latur scheint sogar fiber den Verdfinnungseffekt hinaus auf der HShe ihrer Wasseraufnahme l~atrium abzugeben. - - Es erscheint mSglieh, dab zwischen der Kons$anz des Plasmakaliumspiegels trotz der Hydri~mie und dem reversiblen Kaliumverlust des Lebergewebes beim Wasser- durchgang ein Zusammenhang besteh$.

Auff/~llig ist die Tatsaehe, dab die hier gesehilderten Ver/~nderungen des l~atrium-Kaliumbestandes der versehiedenen KSrpergewebe groBe ~hnlichkeit mit denjenigen Ver/~nderungen zeigen, die bei der Ratte naeh akutem Mineralentzug dureh Injektion yon GlucoselSsung in die

3*

36 H. B~US;NEE, G. KUSCmNSKY und G. PETERS:

BauchhShle auftreten (WooDBURY 1956). Auch dann nehmen Skelet- muskel und Herzmuskel Wasser auf, wobei die Natrium- und Kalium- konzentration abnimmt, wiihrend andererseits die Haut aueh hier kein Wasser aufnimmt. Zum Unterschied yon den Verhiiltnissen nach groBen Wassergaben nimmt beim Mineralentzug allerdings auch der Knochen Wasser auf; der wesentlichste Unterschied ist aber der, dab beim Mineral- entzug keine Hydr~mie und keine Diuresesteigerung auftritt. Auch aus diesem Vergleich scheint zu folgen, dab der Wassergehalt des Blutes die Diurese bestimmt.

Da bei intakten und bei einseitig nephrektomierten Ratten die Wasserresorption aus dem M~gen-Darm-Trakt mit glcicher Geschwindig- keit erfolgt und auf dem Umweg fiber verschiedene Grade der Hydr/imie zu gleich schneller Diurese ffihrt, mu[3 der begrenzende Faktor ffir die Geschwindigkeit der Wasserdiurese nach einer akuten oralen Wassergabe die Geschwindigkeit der Wasserresorption aus dem Magen-Darm-Trakt sein. Die Steigerungen der Geschwindigkeit der Wasserdiuresc unter diesen Bedingungcn, die sich z. B. durch Training (BRu~NER, KUSCHINSKY U. PETERS 1958) erzielen lassen, dfirften somit als Folge einer Beschleu- nigung der Wasserresorption aus dem Magen-Darm-Trakt anzusehen sein. Au[~erdem mul~ an die MSglichkcit gedacht werden, dal~ physiologische oder pharmukologische Eingriffe die Geschwindigkcit der Wasserdiurese durch eine Beeinflussung der Nieren - - ctwa cine Senkung der Hydr~mie- ,,Schwelle" der Nieren ffir das Einsetzen einer Wasse rd iu rese - senken kSnnten. Welche der beiden MSglichkeiten zutrifft, mul~ in j edem Einzelfal l untersucht werden.

Summary 75 normal and 57 unilaterally nephrectomized rats were killed by

exsanguination either before or at varying time intervals after an oral hydration with 18 ml of water per rat. The following estimations were made: The concentration of water, sodium and potassium in various organs and tissues; the water content of the stomach as well as of the small and large intestine; the concentration of water and hemoglobine in blood; the I~.B.C. volume; the concentration of protein in plasma.

Hydration produced an increase in the concentration of water in blood and a corresponding decrease in blood hemoglobine and plasma protein concentration with a maximum at approximately 60 minutes after hydration. There was no change in R.B.C. volume at any time after hydration. The time of maximum hydraemia coincided with the time of maximal water diurcsis. The increase in the concentration of water in blood was significantly larger in unilaterally nephrectomized than in normal animals. There was an increase in total blood volume as well as in plasma volume at the time of maximal diuresis.

Wasser, Natrium und Kalium im 0rganismus der Ratte naeh oraler Wassergabe 37

W a t e r abso rp t ion f rom the gu t occured wi th equal ve loc i ty in n o r m a l a n d in un i l a t e r a l l y neph rec tomized ra ts .

The wa te r con ten t of skele ta l muscle, card iac muscle and of the k i d n e y increased a t the same t ime as in the blood. The increase in t i ssue wa te r of ske le ta l muscle and k idney , b u t no t of cardiac muscle, was s ignif icant ly g rea te r in un i l a t e ra l ly nephrec tomized t h a n in no rma l ra ts . Before m a x i m a l h y d r a e m i a was reached, a t r ans i en t increase in the concen t ra t ion of wa te r in l iver t issue was observed. No change occured in t he w a t e r con ten t of t he skin and of the bone.

A t the he igh t of h y d r a e m i a the sodium concen t ra t ion in p l a sma was d imin i shed cor responding ly to the b lood d i lu t ion , while t he chlor ide and the po ta s s ium concen t ra t ions were unchanged . The fal l in sod ium and po tas s ium concen t ra t ions of body t issues was genera l ly r e l a t ed to the wa te r u p t a k e b y these t issues. The po tas s ium concen t ra t ion in card iac muscle and in l iver as well as the sodium concen t ra t ion in ske le ta l muscle decreased more t h a n t h e y would have b y mere d i lu t ion .

Al l changes r eve r t ed to n o r m a l 120 to 140 minu te s a f te r h y d r a t i o n . The conclusion was reached t h a t af ter acu te oral h y d r a t i o n the r a t e of wa te r diuresis per un i t of func t iona l k i d n e y t issue depends on the degree of b lood di lu t ion . I n un i l a t e ra l ly nephrec tomized r a t s the degree of b lood d i lu t ion increases, while the r a t e s of diuresis and of wa te r abso rp t ion f rom the gas t ro in t e s t ina l t r a c t r ema in unchanged . The r a t e of wa te r diuresis a f te r single oral wa te r doses therefore seems ~o be l imi t ed by the r a t e of wa te r absorp t ion from the gut.

Wir danken Fraulein R. E~GEL f'fir eifrige und selbst~ndige technisehe Mit- arbeit bei den vorliegenden Untersuchungen.

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Prof. Dr. G. KUSCHINSKY, Pharmakolog. Inst d. Univ. Mainz

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Die Verteilung von Wasser, Natrium und Kalium im Organismus der Ratte nach einer großen oralen Wassergabe