Institut f i r Physiologie der Haustiere, Hochschule fiir Landwirtschaft, Prag (Direktor: Prof. hlVDr. Z . Sova, Dr. Sc.)

Tageszeitliche Aktivitatsschwankungen der Asparaginsaure- (SGOT) und Alauintransferase (SGPT)

im Serum von Hahnchen

Von

K. KOUDELA, 2. SOVA und J. HOFMAN

Mit einer Abbildung und einer Tabelle

(Eingegangen a m 2. Aupust 19691

Einleitung und Literaturiibersicht Die physiologischen Prozesse im tierischen und menschlichen Organismus

haben einen periodischen und rhythmischen Verlauf (ASCHOFF, 1965 ; BUNNING, 1964; MILLS, 1966).

Bei Hausvogeln hat der Tagesrhythmus der Ovulation und des Eier- legens praktische Bedeutung. Den EinfluG des Lichtes auf den Tagesrhythmus der Ovulation wies in seiner klassischen Studie ROWAN (1926) nach, wahrend NALBANDOV (1958) und WILSON et al. (1958, 1962, 1964, 1965 u. 1967) in einer Reihe von Arbeiten den Mechanismus des Ovulations- und Eierlege- Rhythmus erforschten. Das Licht wird aber nicht nur als Synchronisator (sog. Zeitgeber) der Ovulation, sondern auch anderer aviarer Tagesrhythmen (WIN- GET et al., 1965) angesehen. Aui3erdem stimuliert es das Wachstum und die Entwicklung der Geschlechtsdrusen von Vogeln (BENDT, 1964) sowie die Nahrungsaufnahme und die Gewichtszunahmen von Mastkuken (HAARTSEN u. WEERDEN, 1967).

Auch die Enzymaktivitat ist wahrscheinlich von der Photoperiodik ab- hangig (WOLFSON, 1963; WINGET et al., 1967). Die Ansichten der einzelnen Autoren iiber den Einflui3 des Tagesrhythmus auf die Enzymaktivitat sind allerdings nicht einheitlich. MASSARAT (1964) z. B. konnte im Verlauf des Tages keine Veranderungen der Aktivitat der Aspartat- und Alanin-Amino- transferasen und der Milchsaure-Dehydrogenase feststellen. Statistisch un- signifikante Unterschiede in der Aktivitat der Aldolase, der Milchsaure- und Xpfelsaure-Dehydrogenasen und der Aspartat-Aminotransferase wurden in Proben von Seren gesunder Menschen bei nachtlicher Entnahme von VETER et a]. (1961) festgestellt.

Bedeutend ausgepragter sind aber die Schwankungen der Aktivitat ver- schiedener Gewebesysteme im Verlauf des Tages (GLICK et al., 1961; PILSUM u. HALBERG, 1964; RAPOPORT et al., 1966; WURTMAN u. AXELROD, 1967; CIVEN et al., 1967 u. WURTMAN et al., 1968).

472 KOUDELA, SOVA und HOFMAN

Die Regulationsmechanismen des Tagesrhythmus der Aktivitat der Enzyme sind nicht verlafllich klargelegt. Hervorgehoben wird der EinfluG von endogenen Induktoren, vor allem hinsichtlich des Tagesrhythmus' des Niveaus der Glukokortikoide (CIVEN et al., 1967; RAPOPORT et al.? 1966), ferner hin- sichtlich des Tagesrhythmus' der grundlegenden plasmatischen Metaboliten, z. B. der Gesamteiweiflstoffe, der Aminosauren in den Geweben und im Serum (SQIBB, 1966), der Glukose und der Mineralstoff e (BAHORSKY, BERNHARDIS, 1967) bzw. der gleichlaufenden Wirkungen des Photoperiodismus (WURTMAN

08.00 lL.00 20.00

u. AXELROD, 1967). Beim Studium der Aktivitat der Enzyme des Haushuhns in der fruhen

7.65 0,783 10.2L"h 421 7,08 0,19 0,086 44,32% 8.35 0,756 9,05 8,89 7,80 0.30 0,040 43,03 6,32 0,354 5,60 6,57 6,07 0,14 0.014 32,81

Postinkubationsperiode widmeten wir uns'ebenfalls dem Tagesrhythmus der Aminotransferasenaktivitat im Blutserum und in Gewebehomogenaten Weifler Leghornkuken.

Material und Methoden In den Versuch wurden insgesamt 50 Weifle Leghornhahnchen eingereiht,

die vom vierten Lebenstag an einem regelmafligen Wechsel von Licht und Dunkelheit (Dunkelheit von 18.00 bis 06.00 Uhr) ausgesetzt wurden. Wah- rend der ersten drei Tage wurden die Hahnchen ununterbrochen belichtet, vom vierten Tag an wurden sie an ein reguliertes Belichtungssystem adaptiert. Die Lichtstarke betrug 48 Lux. Die Hahnchen wurden unter optimalen Bedingun- gen aufgezogen, das Futter (komplette Mischung K) und Wasser wurde ihnen ad libitum vorgelegt. Die Tiere wurden in Gruppen zu je zehn Stuck in sechs- stundigen Intervallen (08.00; 14.00; 20.00; 02.00 und 08.00 Uhr) durch Dekapitation getotet. Zur Bestimmung der Aktivitat der Aminotransferasen des Aspartats (SGOT) und Alanins (SGPT) mittels der photometrischen Methode nach REITMAN-FRANKEL (1 957), modifiziert von BERGMAYER und BERNT (1962), wurde Blutserum benutzt. Die Aktivitat der Enzyme wird in Mikromolen des Pyruvats, resp. des Oxalazetats (I ml Serum/37' C/I h) an- gegeben und statistisch ausgewertet.

02.00 08.00

Ergebnisse Die SGOT- und SGPT-Aktivitat bei zwolftagigen Hahnchen der Weii3en

Leghornrasse schwankt im Verlauf des Tages (Tab. 1).

6.87 1,062 15,45 7,63 6,11 0,22 0,133 60,79 6,LO 0,987 15,L2 7,lO 5.69 0,lL 0,039 28.17

Tabelle 1 Tagesschwankungen der Aktivitat von Aspartat- und Alanin-Aminotransferasen

in1 Serum bei Hahnchen (pMol/l m1/37' C/1 Std.) I Zeit 1 SGOT I SGPT

I

I I I I I 1 I X S V X 5 V

Die Aktivitat der beiden Aminotransferasen kulminierte um 14.00 Uhr, die minimale Aktivitat der beiden Enzyme konnten wir ubereinstimmend um 20.00 Uhr verzeichiien (Abb. 1).

Durch die Varianzanalyse bei zweifacher Gruppierung stellten wir bei 1 O/oigem Signifikanzniveau statistisch signifikante Unterschiede in der SGOT-

Aktivitatsschwankungen der Asparaginsaure- (SGOT) und Alanintransferase (SGPT) 473

Aktivitat fest, und zwar zwischen den um 14.00 und 20.00, 02.00 und 08.00 sowie den um und 20.00 Uhr erhobe- nen Werten. Mittels des gleichen Testes konnten wir statistisch hochsigni- fiante Unterschiede zwi- schen der um 14.00 und 20.00 Uhr als auch zwi- schen der um 14.00 und 08.00 Uhr ermittelten SGPT-Akivitat nach- weisen.

H 1 1

0.4 I -i----- 08 00

cl LJ

I-

I4 00

0 GOT

GPT

20 00 02 00 08 00

Abb. 1 . Aktivitatstagesrhythmus yon Aspartat- und Alanin-Amhotransferasen im Serum bei Hahnchen

Diskussion Den Tagesrhythmus der Aminotransferasen-Aktivitat begann man erst

im Jahre 1967, und zwar vor allem in den Geweben, intensiver zu studieren. Abgesehen von unserer Arbeitsgruppe, befaBte sich bisher niemand mit diesem Problem bei Kiiken (KOUDELA, SOVA, VOSYKOVA, VOSYKA, HOFMAN, 1967). Es zeigte sich, dai3 der Photoperiodismus die Aktivitat der beiden Amino- transferasen wesentlich beeinflu&. Wahrend bei den dauernd bestrahlten Hahnchen (Infrarotlampen Tesla 147; 225 V, 250 W) die Aktivitat um 01.00 Uhr kulminierte (KOUDELA, SOVA et al., 1968), erreichten bei periodi- scher Belichtung die Enzymaktivitaten ihr Maximum etwa 10 bis 11 Stunden friiher.

Unsere Ergebnisse stehen im Einklang mit den Ergebnissen der GOT- und GPT-Aktivitat in Gewebehomogenaten (Leber, Brustmuskel). Diese Befunde stehen in einem kausalen Zusammenhang. Die Erhohung der Aktivitat der Gewebeaminotransferasen bedingt ein Abschwemmen der Enzyme in das Plasma.

Die individuelle Variabilitat der SGOT-Aktivitat in den einzelnen Inter- vallen war bedeutend kleiner als die Variabilitat der SGPT, welche sich durch bedeutende individuelle Schwankungen auszeichnete.

Die Feststellung des Tagesrhythmus’ der Serumaminotransferasen-Aktivi- tat hat eine unleugbare praktische Bedeutung. Die Ergebnisse weisen namlich darauf hin, dai3 man bei der Bewertung der Aminotransferasen-Aktivitat im Blutserum von Kiiken, aui3er den derzeit bekannten Faktoren, welche die Aktivitat in vitro und in vivo beeinflussen, auch den Tagesrhythmus in Be- tracht ziehen mui3. Der moglichen Verzerrung der Ergebnisse bei Bestimmun- gen der Serumaminotransferasen-Aktivitat kann man durch Entnahme des Materials t u r gleichen Tageszeit vorbeugen.

Zusammenf assung Die Aktivitat der Aspartat- und Alanin-Serumaminotransferasen zwolf-

tagiger Weii3er Leghornhahnchen zeigt tageszeitliche Schwankungen. Die Snzymaktivitat kulminierte um 14.00 Uhr, die minimale Aktivitat stellten wir um 20.00 Uhr fest. Im Vergleich mit dem Tagesminimum war das Tages- maximum statistisch hoch signifikant.

474 KOUDELA, SOVA und HOFMAN

Summary Diurnal fluctuations in the levels of SGOT and SGPT

in the serum of cockerels The activity of serum aspartate and alanine amino-transferase showed

diurnal variations in 12-day-old White Leghorn cockerels. Maximal activity occurred at about 14 hours and minimal activity a t about 20 hours. In compa- rison with the daily minimum, the daily maximum was statistically highly significant.

RCsumC Variations horaires de I’activitb

de la transfbrase aspartique (SGOT) et de l’alanine-transfkrase (SGPT) dans le drum de jeunes coqs

L’activitk de la transfkrase aspartique et de l’alanine-transfkrase dkter- minCe chez de jeunes coqs Leghorn blancs hgCs de 12 jours prksente des variations horaires. On observe une activitk enzymatique maximum vers 14.00 h et une activitk minimum vers 20.00 h. En comparaison avec le mini- mum journalier, le maximum journalier est fortement significatif.

Resumen Oscilaciones en las horas del dia de la actividad

de las transferasas asparraginica (SGOT) y alaninica (SGPT) en el suer0 sanguine0 de pollitos

La actividad de las seroaminotransferasas aspirtica y alaninica de pollitos de la raza Leghorn blanca, de 12 dias de edad, presenta oscilaciones horarias a lo largo del dia. La actividad enzimdtica culmin6 a las 14.00 h, mientras que la actividad minima la apreciamos a las 20.00 h. En comparacibn con el minimo diario, el mhximo diario era estadisticamente, harto significante.

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Anschrift des Autors: Doz. Dr. K. Koudela, CSc. University of Agriculture Dept. of Animal Physiology, Praha 6 - Suchdol, Tschechoslowakei.