Aktivität und subcelluläre Verteilung einiger Mitochondrien-Enzyme im Skeletmuskel. III. Einfluß des Gefrierens und Auftauens von Rindermuskel

Summary

Samples of bovine muscle were frozen at −20° C before and after onset ofrigor mortis and subsequently thawed at room temperature. The changes in the extractable activity of the mitochondrial enzymes aconitase (AC), fumarase (FU), glutamic dehydrogenase (GLDH), malate dehydrogenase (MDH), and succinic dehydrogenase (SDH) by freezing and thawing were determined. Freezing and thawing did not cause significant changes in the extractable activities of all the enzymes investigated, but did increase the SDH activity in the non-centrifuged muscle homogenate.

The subcellular distribution of the mitochondrial enzymes was investigated by determination of the enzyme activities in the press-juice of the intact muscle. Freezing of the muscle before and after onset ofrigor mortis and subsequent thawing caused a release of AC, FU, and MDH from the mitochondrial membranes. GLDH, an enzyme of the mitochondrial matrix also went into the sarcoplasma when freezing the tissue before the onset ofrigor and thawing; afterrigor this enzyme was already released without freezing. The release of these enzymes indicates some damage of mitochondrial membranes due to freezing and thawing. A complete disintegration of the membranes, however, did not occur because the activity and the subcellular distribution of SDH was not changed by freezing and thawing. Repeated freezing and thawing of the tissue resulted in an increased release of AC only. These results are discussed with regard to electron microscopic studies of other authors.

The influence ofrigor mortis (without freezing) on the activity and subcellular distribution of the mitochondrial enzymes was the same as observed in a previous investigation.

Zusammenfassung

Proben desM. Longissimus-dorsi des Rindes wurden vor und nach Eintreten desrigor mortis bei −20° C eingefroren und bei Zimmertemperatur aufgetaut. Die Änderung der mit Phosphatpuffer extrahierbaren Aktivität der Mitochondrien-enzyme Aconitase (AC), Fumarase (FU), Glutamatdehydrogenase (GLDH), Malatdehydrogenase (MDH) und Succinodehydrogenase (SDR) durch Gefrieren und Auftauen wurde studiert. Gefrieren und Auftauen führten zu keiner wesentlichen Änderung der extrahierbaren Aktivität der untersuchten Enzyme, jedoch zu einer Zunahme der SDH-Aktivität im nicht zentrifugierten Muskelhomogenat.

Durch Bestimmung der Enzymaktivitäten im Preßsaft des unzerkleinerten Muskels wurde die subcelluläre Verteilung der Enzyme ermittelt. Gefrieren des Muskels vor und nach Eintritt desrigor mortis und Auftauen bewirkten eine Freisetzung von AC, FU und MDH aus ihrer Bindung an die mitochondrialen Membranen. GLDH, ein Enzym der mitochondrialen Matrix, trat bei Gefrieren des Gewebes vor Eintritt desrigor mortis und Auftauen in das Sarkoplasma über; nach Eintritt desrigor mortis war GLDH bereits ohne Gefrierenfreigesetzt. Die Freisetzung der Enzyme beruht offenbar auf einer Schädigung der Mitochondrien-membranen durch Gefrieren und Auftauen. Eine völlige Desintegration der Membranen scheint jedoch nicht einzutreten, da weder die subcelluläre Verteilung noch die Gesamtaktivität von SDH durch den Gefrierprozeß verändert werden. Wiederholtes Gefrieren und Auftauen hatte nur bei AC eine verstärkte Freisetzung des Enzyms zur Folge. Diese Resultate werden im Hinblick auf elektronenmikroskopische Befunde anderer Autoren diskutiert.

Der Einfluß desrigor mortis (ohne Gefrieren) auf Gesamtaktivität und subcelluläre Verteilung der Enzyme war der gleiche wie er in einer vorangehenden Untersuchung beobachtet worden war.