Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Phalloidintoleranz neugeborener Ratten, Mäuse und Kaninchen

Summary

• 1. Doses of phalloidin that kill adult animals (20 μg/g) are tolerated by newborn rats, mice and rabbits without producing external signs of disease. The livers of newborn animals, however, show the same lesions that were described in adult animals, namely vacuolization of the endoplasmic reticulum and considerable decrease in glycogen. The alterations are marked after 35 min and reach their peak at 4 h. During reparation, between 7 and 48 h, moderately dense, spherical, membrane-limited bodies (diameter ∼0.2 μ), presumably lipid, appear in the cytoplasm. After 24 h, membranebound ribosomes and small quantities of glycogen reappear. 48 h after poisoning, numerous large droplets of lipid appear in the cytoplasm and the number of autophagosomes increases. 12 days after poisoning the fine structure of the liver appears normal.

• 2. The nucleus, cell membranes, Golgi apparatus, mitochondria, microbodies and lysosomes (with the exception of an increased number of autophagosomes at later periods) were not altered morphologically after phalloidin poisoning.

• 3. The ultrastructure of the kidney, pancreas, heart muscle and diaphragm was not altered in adult rats and mice after phalloidin poisoning.

• 4. After treatment with the polypeptide antamanid, phalloidin has little effect on the liver of adult mice.

• 5. Phalloidin-vacuoles do not show a positive reaction for acid phosphatase, whereas lysosomes do. Lysosomes, therefore, do not appear to be involved in the origin of these vacuoles.

• 6. According to the “toxication-hypothesis”, phalloidin is assumed to be rendered toxic by drug-metabolizing enzymes. The activity of these enzymes is considerably reduced in rats fed a protein-free diet, but contrary to the “toxication-hypothesis”, the lesions of the liver of rats kept on a protein-free diet are as severed after phalloidin poisoning as those of rats fed a normal diet.

Zusammenfassung

• 1. Neugeborene Ratten, Mäuse und Kaninchen überleben Phalloidindosen, die den Tod erwachsener Tiere mit Sicherheit herbeiführen (20 μg/g) ohne äußerlich erkennbare Krankheitszeichen. Trotzdem zeigt die Leber dieser Phalloidin-„resistenten“ neugeborenen Tiere nach Vergiftung die gleichen Veränderungen, wie sie bei erwachsenen Tieren beschrieben wurden, nämlich Vacuolisierung des endoplasmatischen Reticulums und starken Glykogenschwund. Die Veränderungen sind bereits nach 35 min ausgeprägt, ihren Höhepunkt erreichen sie nach etwa 4 Std. Während der Reparation treten im Cytoplasma zwischen der 7. und 48. Std mäßig elektronendichte, runde, vermutlich lipidhaltige Körperchen (Durchmesser etwa 0,2 μ) auf, die von einer Membran umschlossen sind. Nach 24 Std sind membran-gebundene Ribosomen und kleine Glykogenareale wieder häufiger vorhanden. 48 Std nach Vergiftung treten im Cytoplasma zahlreiche große Lipidtropfen auf. Die Zahl der Autophagosomen ist erhöht. Etwa 12 Tage nach Phalloidinvergiftung erscheint die Leberfeinstruktur wieder normal.

• 2. Zellkern, Zellmembranen, Golgi-Apparat, Mitochondrien, Microbodies und Lysosomen (abgesehen von der Vermehrung der Autophagosomen in späteren Vergiftungsstadien) waren nach Phalloidinvergiftung morphologisch nicht verändert.

• 3. Niere, Pancreas, Herzmuskel und Zwerchfell zeigten nach Phalloidinvergiftung erwachsener Ratten und Mäuse normale Ultrastruktur.

• 4. Die Phalloidinwirkung auf die Leber erwachsener Mäuse war nach Vorbehandlung mit dem Polypeptid Antamanid stark abgeschwächt.

• 5. Die histochemische Reaktion zum Nachweis der sauren Phosphatase war nur über Lysosomen positiv, über den Phalloidin-Vacuolen dagegen stets negativ. Eine Mitbeteiligung von Lysosomen an der Entstehung der Vacuolen ist deshalb unwahrscheinlich.

• 6. Nach einer Hypothese soll Phalloidin durch Enzyme des Drogenstoffwechsels erst in den eigentlichen Giftstoff umgewandelt werden. Durch proteinfreie Diät wird die Aktivität dieser Enzyme bei der Ratte beträchtlich vermindert. Im Widerspruch zur „Giftungshypothese“ zeigten eiweißfrei ernährte Ratten nach Phalloidinvergiftung ebenso schwere Leberläsionen wie normal ernährte Tiere.