Über den Mechanismus der Wirkung des Reserpins auf den Glykogengehalt der Organe

Zusammenfassung

Untersuchungen an Mäusen über die durch Reserpin verursachte Zunahme des Glykogengehaltes der Organe und den zugrunde liegenden Mechanismus haben zu folgenden Ergebnissen geführt:

1. Nach der subcutanen Injektion von 5 mg/kg Reserpin kommt es zu einem Anstieg des Organglykogens, der in Skeletmuskulatur, Herz und Leber nach 12 Std mit 100 bzw. 174 bzw. 300% sein Maximum erreicht und im Gehirn nach 18 Std 100% beträgt. Von dieser Zunahme des Glykogengehaltes ist nur die Fraktion des „freien“, mit Trichloressigsäure extrahierbaren Glykogens betroffen.

2. Versuche mit ¹⁴C-Alanin ergaben, daß der in Gehirn und Leber nach Reserpin erfolgende Anstieg des Glykogengehaltes mit einer vermehrten Gluconeogenese verbunden ist, d. h. mit einer erhöhten Inkorporierung von ¹⁴C in das Organglykogen. Hiervon war auch die Fraktion des „gebundenen“ Glykogens betroffen, obwohl ihr absoluter Glykogengehalt nach Reserpin unverändert blieb.

3. Die Fraktion des „gebundenen“ Glykogens stellt wahrscheinlich den Anteil des Gewebsglykogens dar, in dem zuerst der enzymatische Auf- und Abbau stattfindet. In ihr ist nach Injektion von ¹⁴C-Alanin die spezifische Aktivität primär (1–3 Std p.i.) höher als in der Fraktion des „freien“ Glykogens, nimmt aber unter Reserpin auch schneller ab: bereits nach 6 Std, bei den Kontrolltieren erst nach 9 Std (vgl. Abb. 7). Der mit einer vermehrten Gluconeogenese verbundene Glykogen anstieg nach Reserpin in Gehirn und Leber geht daher offensichtlich auch mit einem erhöhten Glykogen umsatz einher.

4. Die nach Reserpin gesteigerte Gluconeogenese ist in der Leber mit einem erhöhten Einstrom von Aminosäuren verbunden, im Gehirn jedoch mit einem verminderten exogenen Aminosäureangebot, wie Versuche mit ¹⁴C-α-Aminoisobuttersäure (AIB) als Modellsubstanz für körpereigene, einem aktiven Transport unterliegende Aminosäuren ergaben.

Iproniazid wirkte umgekehrt wie Reserpin, indem es die ¹⁴C-AIB-Konzentration im Gehirn erhöhte.

5. Die Frage einer Mitbeteiligung von Nebennierenrindenhormonen am Zustandekommen der beschriebenen Reserpinwirkungen wird diskutiert.

Summary

Experiments in mice were carried out to elucidate the mechanism by which reserpine increases the glycogen content in several organs.

1. 12 hours after the injection of reserpine (5 mg/kg) the glycogen content of the sceletal muscle, heart muscle and liver reached maximum values (100, 174 and 300% resp. above the controls). The glycogen content of the brain was increased by 100% (18 hours after reserpine injection). This accumulation was found only in the fraction of “free” glycogen (TCA extractable fraction).

2. Following a single injection of ¹⁴C-alanine reserpine increased the incorporation of radioactivity into the glycogen of brain and liver, indicating that the accumulation of glycogen in these organs is due to an enhanced gluconeogenesis. Increased specific activity was found in the fraction of “free” glycogen as well as in the fraction of “bound” glycogen, although the amount of “bound” glycogen was not increased by reserpine.

3. Changes in specific activity following the injection of ¹⁴C-alanine first occured in the fraction of “bound” glycogen, indicating, that this fraction of glycogen is metabolized predominantly: at first (1–3 hours) the specific activity is higher in the “bound” than in the “free” fraction, while lateron (6 hours) the distribution is reversed (higher specific activity in the “free” than in the “bound” fraction). After pretreatment with reserpine this reversal in the distribution of specific activity takes place earlier (after 3 hours) which is due to an accelerated decrease of specific activity in the fraction of “bound” glycogen.

Thus, the reserpine induced increase of glycogen in brain and liver is due to gluconeogenesis and probably associated with an increased metabolic turnover of glycogen.

4. Experiments with ¹⁴C-α-aminoisobutyric acid — a model substance for endogenous amino acids subject to an active transport through cell membranes—have shown, that the reserpine induced gluconeogenesis is accompanied by a rapid influx of amino acids into the liver, while the influx into the brain is significantly lowered.

Iproniazid, in contrast to reserpine, enhanced the AIB transfer into the brain.

5. The significance of the data presented is discussed regarding a possible involvement of adrenocortical hormones in these actions of reserpine.