Einfluß einer Hyperglykämie auf die Sauerstoff- und Glucoseaufnahme von Implantationstumoren (DS-Carcinosarkom) in vivo

Summary

Investigations on tissue-isolated implantation tumors of rats (DS-Carcinosarcoma) have been made to determine the influence of increased arterial glucose concentration on the glucose and oxygen uptake of tumor tissue under in vivo conditions.

After increasing the arterial glucose concentration by continuous intravenous infusion resp. single injection of a 5.5% glucose solution, the tumor blood flow, the blood pressure, the glucose and oxygen uptake of the tumor tissue as well as the parameters of the respiratory gas exchange, and the lactate and pyruvate concentrations within the arterial and tumorvenous blood of the narcotized, spontaneously breathing animals were determined.

Results:

• 1. The glucose uptake of the tissue is increased by the continuous and the single glucose supply as well. The glucose uptake reaches final values at an arterial glucose concentration of 500–600 mg-%. The rate of the final values is influenced by the arterial CO₂ pressure resp. pH.

• 2. The increase of the mean glucose concentration within the tumorous blood — basing on normal conditions — results in an initial reduction of the O₂ uptake of the tumor tissue (Crabtree effect). Rate and duration of this respiratory inhibition depend on the injected quantity of glucose. The O₂ uptake being inhibited the lactate output of the tumor tissue increases jerkily; the lactate-pyruvate-ratio is likewise.

• 3. After the initial inhibitory phase the O₂ uptake of the tumor tissue increases above the preceding value with physiological CO₂ partial pressure within the arterial blood. The CO₂ pressures increasing there results an inhibition of the Crabtree effect.

Zusammenfassung

Um den Einfluß erhöhter arterieller Glucosekonzentrationen auf die Glucose- und Sauerstoffaufnahme von Tumorgewebe unter in vivo-Bedingungen zu bestimmen, wurden Untersuchungen an gewebsisolierten Implantationstumoren von Ratten (DS-Carcinosarkom) durchgeführt.

Nach Steigerung der arteriellen Glucosekonzentration durch kontinuierliche intravenöse Infusion resp. einmalige Stoßinjektion von 5,5%iger Glucoselösung wurden die Tumordurchblutung, der Blutdruck, die Glucose- und Sauerstoffaufnahme des Tumorgewebes sowie Blutgasdaten und Lactat- und Pyruvatkonzentrationen im arteriellen und tumorvenösen Blut der narkotisierten, spontan atmenden Versuchstiere bestimmt.

Ergebnisse:

• 1. Sowohl bei kontinuierlicher, als auch bei einmaliger Glucosegabe steigt die Glucoseaufnahme des Gewebes an. Bei arteriellen Glucosekonzentrationen von 500–600 mg-% erreicht die Glucoseaufnahme Endwerte. Die Größe des Endwertes wird beeinflußt vom arteriellen CO₂-Druck bzw. pH-Wert.

• 2. Steigerung der mittleren Glucosekonzentration im Tumorblut — ausgehend von Normbedingungen — führt zu einer initialen Erniedrigung der O₂-Aufnahme des Tumorgewebes (Crabtree-Effekt). Ausmaß und Dauer dieser Atmungshemmung sind abhängig von der injizierten Glucosemenge. Während der Hemmung der O₂-Aufnahme steigt die Lactatabgabe des Tumorgewebes sprunghaft an; gleichsinnig verhält sich der Lactat-Pyruvat-Quotient.

• 3. Bei physiologischem CO₂-Partialdruck im arteriellen Blut steigt die O₂-Aufnahme des Tumorgewebes nach der initialen Hemmphase über den Ausgangswert hinaus an. Bei höheren CO₂-Drucken resultiert eine Hemmung des Crabtree-Effektes.