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Klinische Wochenschrift

, Volume 45, Issue 5, pp 244–251 | Cite as

Untersuchungen über Muster und Verteilung von Enzymen in der Schleimhaut des Gastrointestinaltraktes

III. Mitteilung Elektrophoretische Charakterisierung in multiplen Formen vorkommender Enzyme der Magen-, Dünndarm- und Rectumschleimhaut und vergleichende Serumanalysen
  • U. E. Klein
  • H. Chr Drube
  • H. -Th. Hansen
  • H. Mielke
Originalien

Zusammenfassung

Durch elektrophoretische Trennung von Homogenaten in Acrylamidgel wurden unspezifische Esterase-, LDH-, alkalische Phosphatase-und Leucinaminopeptidasemuster mehrerer Abschnitte des Magen-Darmkanals untersucht. Zu Vergleichszwecken wurden auch Seren von Normalpersonen und Lebercirrhosekranken entsprechend analysiert.

1. In allen Abschnitten des Magen-Darmtraktes fanden sich zahlreiche wasserlösliche Esterasefraktionen, die sich in eine schnell und eine langsam anodisch wandernde Gruppe zusammen fassen ließen. Die Esterasen des Normalserums stimmten mit keiner der Darmfraktionen in Beziehung auf ihre Wanderungsgeschwindigkeit überein.

2. Die LDH-Fraktionen der verschiedenen Magen-Darmabschnitte wiesen ebenfalls eine spezifische Verteilung der Intensität auf die fünf Isoenzymfraktionen auf.

3. Leucinaminopeptidaseaktivität fand sich entgegen histochemischen Befunden auch in geringem Maße in den Homogenaten der Magen- und Rectumschleimhaut. Die verschiedenen Darmabschnitte wiesen drei unterschiedlich schnell anodisch wandernde Leucinaminopeptidasefraktionen mit lediglich abschnittsspezifisch wechselnder Intensität auf. Die in der Einzahl vorkommende normale Serumleucinaminopeptidase stimmte in der Wanderungsgeschwindigkeit mit einer der Darmfraktionen überein.

4. Bis zu drei Fraktionen alkalischer Dündarmphosphatase waren im Jejunum vorhanden, eine dieser Fraktionen war auch in allen übrigen untersuchten Darmabschnitten nachweisbar. Diese fand sich außerdem zusätzlich im Serum von Patienten mit Lebercirrhose. Unter allen analysierten Fermentfraktionen der Gastrointestinalschleimhaut ist sie die einzige, die bisher mit genügender Sicherheit auch im Serum identifiziert werden konnte. Auf ihre unmittelbare praktisch-diagnostische Bedeutung wird hingewiesen.

Summary

In homogenates of different parts of the mucosa of the gastrointestinal tract non specific esterases, LDH isozymes, alkaline phosphatases and leucineaminopeptidase patterns were analyzed electrophoretically in acrylamide gel. For comparison sera of normal persons and patients with cirrhosis of the liver were investigated in the same way.

1. In all parts of the gastrointestinal tract numerous water soluble esterase fractions were found. They comprised a fast and a slowly anodically moving group. The esterases of normal serum did not coincide with any of the gastrointestinal esterases as far as their migration velocity was concerned.

2. The LDH fractions of each analyzed section showed also a specific pattern of distribution of intensities on the five isozyme fractions.

3. Leucine aminopeptidase activity was also found contrary to results of histochemistry in homogenates of the mucosa of stomach and rectum. Three anodically migrating leucine aminopeptidase fractions with solely differing staining intensities were found in the different parts of the gastrointestinal tract. The migration velocity of the single normal leucine aminopeptidase fraction of the serum coincides with that of one of the fractions from the gut.

4. The alkaline phosphatases of the small intestine could be separated into maximally three fractions in the jejunum. One of these fractions could be detected in all parts of the gastrointestinal tract. In addition to a normal serum phosphatase it was also found in the serum of patients with cirrhosis of the liver. This is the only enzyme analyzed and so far safely identified in the serum. Its immediate diagnostic significance is indicated.

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Literatur

  1. [1]
    Aldridge, W. N.: Serum esterases. I. Biochem. J.53, 110–117 (1953);Google Scholar
  2. [1a]
    Serum esterases. II. Biochem. J.53, 117–124 (1953).Google Scholar
  3. [2]
    Allen, J. M., andR. L. Hunter: A histochemical study of enzymes in the epididymis of normal, castrated and hormon replaced castrated mice separated by zone electrophoresis in starch gels. J. Histochem. Cytochem.8, 50–57 (1960).Google Scholar
  4. [3]
    Amelung, D., L. Hofmann u.L. Otto: Untersuchungen zur Haltbarkeit der Fermentaktivität im Serum. Dtsch. med. Wschr.91, 851–853 (1966).Google Scholar
  5. [4]
    Augustinsson, K.-B.: Arylesterases. J. Histochem. Cytochem.12, 744–747 (1964);Google Scholar
  6. [4a]
    Multiple forms of esterase in vertebrate plasma. Ann. N.Y. Acad. Sci.94, 844–860 (1961).Google Scholar
  7. [5]
    Barron, K. D., andJ. Bernsohn: Brain esterases and phosphatases in multiple sclerosis. Ann. N.Y. Acad. Sci.122, 362–399 (1965).Google Scholar
  8. [6]
    Baume, P. E., J. E. Builder, B. H. Fenton, L. G. Irving, andD. W. Piper: Isoenzymes of lactate dehydrogenase in human gastric mucosa and gastric carcinoma tissue. Gastroenterology50, 781–786 (1966).Google Scholar
  9. [7]
    Beckman, L., andJ. D. Regan: Isozyme studies of some human cell lines. Acta path. microbiol. scand.62, 567–574 (1964).Google Scholar
  10. [8]
    Behal, F. J., B. Asserson, F. Dawson, andJ. Hardman: A study of tissue aminopeptidase components. Arch. Biochem.111, 335–344 (1965).Google Scholar
  11. [9]
    Bergmann, F., R. Segal, andS. Rimon: A new type of esterase in hog kidney extract. Biochem. J.67, 481–486 (1957).Google Scholar
  12. [10]
    Blanco, A., andW. H. Zinkham: Soluble esterases in human tissues: characterization and ontogeny. Bull. Johns Hopk. Hosp.118, 27–39 (1966).Google Scholar
  13. [11]
    Boyer, S. H., D. C. Fainer, andE. J. Watson-Williams: Lactate dehydrogenase variant from human blood: evidence for molecular subunits. Science141, 642–643 (1963).Google Scholar
  14. [12]
    Dubach, U. C.: Organspezifische Diagnose mit Hilfe von Isoenzymen der Serum-Lactatdehydrogenase. Schweiz. med. Wschr.92, 1436–1442 (1962).Google Scholar
  15. [13]
    Ecobichon, D. J., andW. Kalow: Some properties of the soluble esterases of human liver. Canad. J. Biochem.39, 1329–1332 (1961).Google Scholar
  16. [14]
    Ecobichon, D. J., andW. Kalow: Properties and classification of the soluble esterases of human skeletal and smooth muscle. Canad. J. Biochem.43, 73–79 (1965).Google Scholar
  17. [15]
    Eränkö, O., M. Härkönen, A. Kokko, andL. Räisänen: Histochemical and starch gel electrophoretic characterization of desmo-and lyo esterases in the sympathic and spinal ganglia of the rat. J. Histochem. Cytochem.12, 570–581 (1964).Google Scholar
  18. [16]
    Fishman, W. H., S. Green, andN. J. Inglis: 1-Phenylalamine: an organ specific stereo-specific inhibitor of human intestinal alkaline phosphatase. Nature (Lond.)198, 685–686 (1963).Google Scholar
  19. [17]
    Frič, P., andZ. Lojda: Lactate dehydrogenase isoenzymes of jejunal enterobiopsies in nontropical sprue. Clin. chim. Acta12, 111–113 (1965).Google Scholar
  20. [18]
    Harris, H., D. A. Hopkinson, andE. B. Robson: Two dimensional electrophoreses of pseudocholinesterase components in normal human serum. Nature (Lond.)196, 1296–1298 (1962).Google Scholar
  21. [19]
    Heinkel, K., u.N. Henning: Die Probeexcision aus dem Rectum und der Mundhöhle durch Saugbiopsie. Münch. med. Wschr.1955, 1182.Google Scholar
  22. [20]
    Hermans, P. E., W. F. McGuckin, B. F. McKenzie, andE. D. Bayrd: Proc. Mayo Clin.35, 792–807 (1960).Google Scholar
  23. [21]
    Hess, B.: Isozyme in der klinischen Diagnostik. Verh. dtsch. Ges. inn. Med.70, 603–612 (1964).Google Scholar
  24. [22]
    Hess, A. R., R. W. Angel, K. D. Barron, andJ. Bernsohn: Proteins and isozymes of esterases and cholinesterases from sera of different species. Clin. chim. Acta8, 656–667 (1963).Google Scholar
  25. [23]
    Hodson, A. W., A. L. Latner, andL. Raine: Isoenzymes of alkaline phosphatase. Clin. chim. Acta7, 255–261 (1962).Google Scholar
  26. [24]
    Hunter, R. L., andC. L. Markert: Histochemical demonstration of enzymes separated by zone electrophoresis in starch gel. Science125, 1294–1295 (1957).Google Scholar
  27. [25]
    Keiding, N. R.: The alkaline phophatase fractions of human lymph. Clin. Sci.26, 291–297 (1964).Google Scholar
  28. [26]
    Klein, U. E.: Zur Organspezifität multipler alkalischer Serumphosphatasen. Gastroenterologia (Basel) (im Druck).Google Scholar
  29. [27]
    Klein, U. E.: Dünnschichtelektrophorese in Acrylamid- und Stärkegel auf mikroskopischen Objektträgern. Clin. chim. Acta15 (1967).Google Scholar
  30. [28]
    Klein, U. E., H. Chr. Drube u.H. Th. Hansen: Untersuchungen über Muster und Verteilung von Enzymen in der Schleimhaut des menschlichen Gastrointestinaltraktes. II. Histochemische und ergänzende Isoenzymuntersuchungen. Klin. Wschr.45, 95–101 (1967).Google Scholar
  31. [29]
    Klein, U. E., H. Löffler u.E. Leuckfeld: Elektrophoretische Trennung von Milchsäuredehydrogenase-Isoenzymen, unspezifischen Esterasen und alkalischen Phosphatasen aus menschlichen Blutzellen. Klin. Wschr.44, 637–640 (1966).Google Scholar
  32. [30]
    Komma, D. J.: Characteristics of the esterases of human cells grown in vitro. J. Histochem. Cytochem.11, 619–623 (1963).Google Scholar
  33. [31]
    Kraus, A. P., andC. L. Neely jr.: Human erythrocyte lactate dehydrogenase: Four genetically determined variants. Science145, 595–597 (1964).Google Scholar
  34. [32]
    Kreisher, J. H., V. A. Close, andW. H. Fishman: Identification by means of 1-phenylalanine inhibition of intestinal alkaline phosphatase components separated by starch gel electrophoresis of serum. Clin. chim. Acta11, 122–127 (1965).Google Scholar
  35. [33]
    Lewis, A. A. M., andR. L. Hunter: The effect of fat ingestion on the esterase isozymes of intestine, intestinal lymph and serum. J. Histochem. Cytochem.14, 33–39 (1966).Google Scholar
  36. [34]
    Maarner, J. L.: GOT, GPT and LDH in the jejunum. Enzymol. Biol. Clin.2, 61 (1963).Google Scholar
  37. [35]
    Markert, C. L., andR. L. Hunter: The distribution of esterases in mouse tissues. J. Histochem. Cytochem.7, 42–49 (1959).Google Scholar
  38. [36]
    Markert, C. L., andH. Ursprung: The ontogeny of isozyme patterns of lactate dehydrogenase in the mouse. Develop. Biol.5, 363–381 (1962).Google Scholar
  39. [37]
    Melnick, P. J., andS. H. Lawrence: Histochemical enzymetechnics applied to starch gel electrophoresis. Ann. Histochim.6, 511–518 (1961).Google Scholar
  40. [38]
    Morton, R. K.: The purification of alkaline phosphatase of animal tissues. Biochem. J.57, 595–603 (1954).Google Scholar
  41. [39]
    Moss, D. M.: Properties of alkaline phosphatase fractions in extracts of human small intestine. Biochem. J.94, 458–462 (1965).Google Scholar
  42. [40]
    Paul, J., andP. Fottrel: Tissue specific and species-specific esterase. Biochem. J.78, 418–424 (1961).Google Scholar
  43. [41]
    Pearse, A. G. E.: Histochemistry, theoretical and applied, 2nd. ed. London. Churchill Ltd. 1960.Google Scholar
  44. [42]
    Pilz, W., u.H. Hörlein: Untersuchungen über Fermente des menschlichen Blutes. VIII. Die mögliche Rolle der Arylesterase I im menschlichen Fettstoffwechsel. Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem.335, 221–228 (1964).Google Scholar
  45. [43]
    Pilz, W., H. Hörlein u.C. Stelze: XII. Die Rolle einer Arylesterase-Fraktion aus der Leber im menschlichen Fettstoffwechsel. Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem.345, 65–79 (1965).Google Scholar
  46. [44]
    Planteydt, H. T., andR. G. J. Willighagen: Enzyme histochemistry of gastric carcinoma. J. Path. Bact.80, 317–324 (1960).Google Scholar
  47. [45]
    Poulik, M. D.: Starch. gel electrophoresis in a discontinuous system of buffers. Nature (Lond.)180, 1477 (1957).Google Scholar
  48. [46]
    Raymond, S., andY. I. Wang: Preparation and properties of acrylamide gel for use in electrophoresis. Analyt. Biochem.1, 391–396 (1960).Google Scholar
  49. [47]
    Richterich, R., P. Schafroth, andH. Aebi: A study of lactic dehydrogenase isoenzyme pattern of human tissues by adsorption eluation on DEAE-Sephadex. Clin. chim. Acta8, 178–192 (1963).Google Scholar
  50. [48]
    Riecken, E.O., J.S. Stewart, C.C. Booth, andA.G.E. Pearse: A histochemical study on the role of lysosomal enzymes in idiopathic steatorrhea before and during a gluten free diet. Gut7, 317–332 (1966).Google Scholar
  51. [49]
    Schobel, B., u.F. Wewalka: Die Heterogenität der Leucinaminopeptidase, Untersuchungen von Organen und Serum bei Leber-, Gallen- und Pankreaserkrankungen. Klin. Wschr.40, 1048–1056 (1962).Google Scholar
  52. [50]
    Schobel, B., N. Stefenelli, F. Wewalka u.J. H. Holzner: Über die sog. Leucinaminopeptidase der Duodenalschleimhaut und des Duodenalsaftes. Klin. Wschr.42, 628–634 (1964).Google Scholar
  53. [51]
    Secchi, G. C., andN. Dioguardi: Multiple forms of serum and liver esterases in the normal state and in cirrhosis of the liver. Enzymol. biol. Clin.5, 29–36 (1965).Google Scholar
  54. [52]
    Shaw, Ch. R., andA. L. Koen: Hormone induced esterase in mouse kidney. Science140, 70–71 (1963).Google Scholar
  55. [53]
    Shnitka, Th. K., andA. M. Seligman: Role of esteratic inhibition on localization of esterase and the simultaneous cytochemical demonstration of inhibitor sensitive and resistant enzyme species. J. Histochem. Cytochem.9, 504–527 (1961).Google Scholar
  56. [54]
    Sielaff, H. J.: Die Bedeutung der bioptischen Untersuchung des Intestinaltraktes für die Diagnose und Therapie intestinaler Störungen. Internist (Berl.)2, 479–489 (1961).Google Scholar
  57. [55]
    Smithies, O.: Zone electrophoresis in starch gel and its application to studies of serumproteins. Advanc. Protein Chem.14, 65–113 (1959).Google Scholar
  58. [56]
    Starkweather, W. H., L. Cousineau, H. K. Schock, andC. J. Zarafonetis: Alterations of erythrocyte lactate dehydrogenase in man. Blood27, 63–73 (1965).Google Scholar
  59. [57]
    Tashian, R. E.: Multiple forms of esterases from human erythrocytes. Proc. Soc. exp. Biol. (N.Y.)108, 364–366 (1961).Google Scholar
  60. [58]
    Tashian, R. E.: Genetic variation and evolution of the carboxylic esterases and carbonic anhydrases of primate erythrocytes. Amer. J. hum. Genet.17, 257–272 (1965).Google Scholar
  61. [59]
    Taswell, H. F., andD. M. Jeffers: Isoenzymes of serum alkaline phosphatase in hepatobiliary and skeletal disease. Amer. J. clin. Path.40, 349–356 (1963).Google Scholar
  62. [60]
    Vesell, E. S.: Polymorphism of human lactate dehydrogenase isozymes. Science148, 1103–1105 (1965).Google Scholar
  63. [61]
    Vesell, E. S., andA. G. Bearn: Isozymes of lactic dehydrogenase in human tissues. J. clin. Invest.40, 586–592 (1961).Google Scholar
  64. [62]
    Vesell, E. S., andE. G. Bearn: Localization of a lactic dehydrogenase isozyme in nuclei of young cells in the erythrocyte series. Proc. Soc. exp. Biol. (N.Y.)111, 100–104 (1962).Google Scholar
  65. [63]
    Watanabe, K., andW. H. Fishman: Application of the stereospecific inhibitor 1-phenylalamine to the enzyme morphology of intestinal alkaline phosphatase. J. Histochem. Cytochem.12, 252–260 (1964).Google Scholar
  66. [64]
    Wattenberg, L. W.: Histochemical study of aminopeptidase in metaplasia and carcinoma of the stomach. Arch. Path.67, 281–286 (1959).Google Scholar
  67. [65]
    Weiser, M. M., R. J. Bolt, andH. M. Pollard: Isozyme patterns of the human gastrointestinal tract in the normal state and in nontropical sprue. J. Lab. clin. Med.63, 656–665 (1964).Google Scholar
  68. [66]
    Wieland, Th., u.G. Pfleiderer: Differente und multiple Formen von Enzymen. Angew. Chem.74, 261–300 (1962).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1967

Authors and Affiliations

  • U. E. Klein
    • 1
  • H. Chr Drube
    • 1
  • H. -Th. Hansen
    • 1
  • H. Mielke
    • 1
  1. 1.I. Medizinische Universitätsklinik KielGermany

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