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Virchows Archiv B Cell Pathology Zell-pathologie

, Volume 2, Issue 1, pp 125–143 | Cite as

Die Ultrastruktur und Biochemie des Herzmuskels der Ratte im Thiaminmangel und nach einer Gabe von Thiamin

  • Anton Bózner
  • Hans-Jürgen Knieeiem
  • Hubert Meessen
  • Hans Reinauer
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Zusammenfassung

Bei Albinoratten wurde durch Entzug von Thiamin aus der Nahrung ein schwerer Thiaminmangel erzeugt. Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Herzmuskel zeigten eine ausgeprägte Vermehrung und Vergrößerung der Mitochondrien. Die Mitochondrien enthielten keine Granula. Die Vermehrung der Mitochondrien konnte durch quantitative Analysen bestätigt werden. Das Verhältnis von Mitochondrien zu Myofibrillen stieg in der ersten Versuchsserie von normal 0,534 auf 0,856, in der zweiten Versuchsserie stieg der Quotient Mi/Mf von 0,55 auf 1,39. Diese quantitativen Ergebnisse waren statistisch signifikant. Bei den biochemischen Untersuchungen fand sich ein starker Abfall der Aktivität der Pyruvatdehydrogenase im Herzmuskel, der Leber und im Gehirn.

Nach einer einmaligen Gabe von 150 μg Thiamin/100 g Körpergewicht auf der Höhe des Thiaminmangels kam es zu einer Rückbildung der morphologischen Zellveränderungen im Herzmuskel und zur Normalisierung der Enzymaktivität. 4 Std nach Gabe von Thiamin traten die Granula in den Mitochondrien wieder auf. Nach 12 und 24 Std wurden zahlreiche verschiedene, vorwiegend lamelläre Degenerationsformen der Mitochondrien als Ausdruck der Rückbildung der Mitochondriose beobachtet. Das Auftreten von zahlreichen Polysomen und von mit Ribosomen besetztem Ergastoplasma in den Herzmuskelzellen 12 Std nach Thiamingabe bestätigten die biochemischen Befunde, welche eine intensive Proteinsynthese bereits 4 Std nach Thiamingabe erkennen ließen. Nach Gabe von Thiamin kam es auch zu einem Anstieg der Aktivität der Pyruvatdehydrogenase. Die biochemischen Ergebnisse zeigen, daß es nach Gabe von Thiamin zu einer Enzymneusynthese im Sinne einer Enzyminduktion durch ein Coenzym kommt.

Die Bedeutung der morphologischen und biochemischen Befunde und ihre Ähnlichkeit mit den Befunden bei der alkoholischen Myokardiopathie werden diskutiert.

Ultrastructure and biochemistry of the myocardium of the rat in thiamine deficiency and after injection of thiamine

Summary

Severe thiamine deficiency was produced in albino rats by withdrawal of athiamine from the food. Electronmicroscopic studies of the myocardium revealed a marked increase and enlargement of mitochondria, a so-called mitochondriosis. The mitochondria did not contain granules. The increased number of mitochondria was confirmed by quantitative analyses. The mitochondria myofibril ratio was increased in the first series of the experiment from 0.534 (normal) to 0.856; in the second series the quotient Mi/Mf rose to 1.39. The quantitative results were statistically significant. Biochemical studies demonstrated a marked decrease of pyruvate dehydrogenase activity in heart, liver and brain tissues.

A single dose of 250 μg thiamine/100 g bodyweight given at the height of thiamine deficiency caused regression of the morphological changes and a normalisation of the enzyme activity. Four hours after the injection of thiamine the granules in the mitochondria reappeared. After 12 and 24 hours several different, mostly lamellar degenerated forms of mitochondria were found in the myocardial cells as signs of regression of the mitochondriosis. Multiple polysomes and ribosomal ergastoplasm appeared in the myocardial cells 12 hours after injection of thiamine, confirming the biochemical results which revealed intensive protein synthesis already 4 hours after thiamine injection. The biochemical data suggest that after thiamine medication in thiamine deficient rats the new synthesis of the enzymes may be caused by a enzyme induction.

The significance of the morphological and biochemical findings and the similarities to the changes in alcoholic myocardiopathy are discussed.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1969

Authors and Affiliations

  • Anton Bózner
    • 1
  • Hans-Jürgen Knieeiem
    • 1
  • Hubert Meessen
    • 1
  • Hans Reinauer
    • 2
  1. 1.Pathologisches Institut der Universität DüsseldorfDeutschland
  2. 2.Physiologisch-Chemisches Institut der Universität DüsseldorfDeutschland

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