Einfluß der Kühllagerung und des Gefrierens von Rinder- und Schweineleber auf Aktivität und subcelluläre Verteilung einiger Mitochondrien-Enzyme

Summary

The subcellular distribution of the mitochondrial enzymes lipoamide dehydrogenase (LIPDH), citrate synthase (CS), andβ-hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase (HADH) in bovine and porcine liver tissue was studied by measuring the enzyme activities in a phosphate buffer extract of tissue (total activity) and in liver press-juice (cell plasma). In slaughter-fresh liver most of the activity was located in the mitochondria. During storage of liver under refrigeration (+2 °C) for several days a large decrease in total LIPDH activity and a lesser decrease in HADH activity, but no change in CS activity were observed. There was no or only little release of the three enzymes into the cell plasma during storage; this indicates that storage of liver at +2 °C was not accompanied by a marked damage of mitochondria.

Freezing (− 20 °C) and thawing of bovine and porcine liver caused some losses of the total activity of HADH and particularly of LIPDH but no changes in CS activity. There was a considerable increase in the activities of LIPDH, CS, and HADH in the press juice after freezing and thawing of liver tissue. Apparently freezing of liver results in damage to the mitochondria and, therefore, in a partial release of the three enzymes from the inner membrane of the mitochondrion into the cell plasma. By storage of liver under refrigeration the mitochondria became more sensitive to freezing and thawing. Prolonged frozen-storage of liver resulted in an increased release of LIPDH, CS, and HADH into the cell plasma.

The development of an enzymatic method for differentation between unfrozen and frozen/thawed liver based an these results is discussed.

Zusammenfassung

Durch Bestimmung der Aktivitäten der Mitochondrien-Enzyme Lipoamiddehydrogenase (LIPDH), Citratsynthase (CS) undβ-Hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase (HADH) in einem Phosphatpuffer-Extrakt des Gewebes (Gesamtaktivität) und im Leberpreßsaft (Zellplasma) wurde die subcelluläre Verteilung dieser Enzyme in Rinder- und Schweineleber studiert. In schlachtfrischer Leber war der weitaus größte Teil der Aktivität der drei Enzyme in den Mitochondrien lokalisiert. Während mehrtägiger Kühllagerung der Leber (+2 °C) kam es zu einer starken Abnahme der LIPDH-Gesamtaktivität und zu einem geringeren Verlust der HADH-Aktivität, während sich die CS-Aktivität nicht änderte. Es waren keine oder nur geringe Zunahmen der Enzymaktivitäten im Leberpreßsaft im Verlauf der Kühllagerung zu beobachten. Daraus geht hervor, daß durch Lagerung von Rinder- und Schweineleber unter diesen Bedingungen keine nennenswerte Schädigung der Mitochondrien eintritt.

Gefrieren (−20 °C) und Auftauen von Rinder-und Schweineleber brachte einen gewissen Verlust der Gesamtaktivität von HADH und besonders von LIPDH, nicht aber von CS mit sich. Durch Gefrieren und Auftauen kam es stets zu einer beträchtlichen Zunahme der Aktivitäten von LIPDH, CS und HADH im Leberpreßsaft. Offenbar führt Gefrieren der Leber zu einer Schädigung der Mitochondrien und damit zu einer partiellen Freisetzung der drei Enzyme aus ihrer Bindung an die innere Membran des Mitochondrions in das Zellplasma. Kühllagerung der Leber steigerte die Empfindlichkeit der Mitochondrien gegenüber Gefrieren. Gefrierlagerung bedingt ebenfalls eine erhöhte Freisetzung von LIPDH, CS und HADH in das Zellplasma.

Die Anwendung dieser Ergebnisse auf die Entwicklung einer enzymatischen Methode zur Unterscheidung zwischen ungefrorener Leber und Gefrierleber wird diskutiert.