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Abgrenzung von nieren- und serumfraktion derAlaninaminopeptidase (Aminosäure-arylamidase im urin unter pathologischen bedingungen)
BRIEF
314
NOTES
Abgrenzung von Nieren- und Serumfraktion der Alaninaminopeptidase (Aminoslure-arylamidase im Urin unter pathologischen Bedingungen) Zur optimalen diagnostischen Nutzung von Enzymbefunden im Urin ist die Kenntnis der Herkunft dieser Enzyme von wesentlicher Bedeutung. Eine sichere Zuordnung ist schwierig oder sogar unmiiglich, wenn es sich urn Enzyme handelt, die sowohl im Nierengewebe und den ableitenden Harnwegen als such im Blutplasma vorkommen’. Es ist allerdings von vornherein unwahrscheinlich, dass beim Nierengesunden Enzyme nut hohem Molekulargewicht aus dem Blut in nennenswerter Menge in den Urin gelangen. Das gilt aber nicht unter pathologischen Bedingungen. 41s Quelle einer erhiihten Enzymmenge im IJrin kommen hier grundsatzlich Niere und Blutplasma in Frage. Beide Anteile wurden unseres Wissens bisher nicht sicher getrennt erfasst. Uns gelang eine Trennung bei der Alaninaminopeptidase (Molmasse ca. 300000). Die Ausscheidung dieses Enzyms im Urin wurde wiederholt zur Erkennung von Nierenschaden bestimmt. Im menschlichen Organismus sind 5 Isoenzyme der Alaninaminopeptidase (ANAase) nacllweisbar2-5. Dabei ist diagnostisch von Vorteil, dass in jedem Organ (mit Ausnahme gelegentlich des Pankreas) stets nur eine ANAase-Fraktion auftritt. Normalserum enthalt nur das Isoenzym I mit der griissten anodischen Beweglichkeit, welches offenbar der Leber entstammt. In der Niere hingegen findet sich das Isoenzym3, das nach histochemischen Untersuchungen6 nahezu ausschliesslich im Tubulusapparat lokalisiert ist. Agargel- und Immunelektrophorese wurden nach4,5 durchgeftihrt, ebenso die Identifizierung der Enzymfraktionen und Enzym-Antienzym-Prazipitate. Verwendet wurde das frtiher charakterisierte Antiserum gegen ANAase,5. Die ANAase-Bestimmung in vitro erfolgte nach’. Der Urin wurde zentrifugiert (5 min roooxg) und der ijberstand nach Dialyse gegen 0.154 M NaCl zur Enzymbestimmung eingesetzt. Zur Elektrophorese wurde ein aliquoter Teil des Urins auf ca. 1/5o des Ausgangsvolumens eingeengt. Die Einengung erfolgte im Dialysierschlauch im kalten Luftstrom. Zwischenzeitlich wurde mehrmals gegen 0.154 M NaCl dialysiert. Im Normalurin findet sich - ebenso wie in der Niere ~ stets nur das Isoenzym 3 (Abb. Ia). Damit ist nachgewiesen, dass unter physiologischen Bedingungen erfassbare ANAase-Mengen aus dem Serum nicht in den Urin gelangen, die normale ANAase (0.2~1.S U/S Std.; vg1.8*9)entstammt der Niere. Bei bestimmten Nierenerkrankungen nimmt die ANAase-Ausscheidung mit dem Urin zu (Lit. bei’). Wie die Abb. rb zeigt, kann durch Schadigung der Glomerularmembran such das Serum-lsoenzym in den Urin tibertreten. Der Urin stammt von einer z5-jahrigen Patientin mit nephrotischem Syndrom (Eiweissausscheidung 6.6 g/z4 Std.). Die Gesamt-ANAase-Ausscheidung im Urin ist mit 6.6 U/S Std. erhoht. Im Zymogramm sind deutlich z Fraktionen, im Immunelektropherogramm z fusionierende Prgzipitationsbanden sichtbar, von denen eine dem normalerweise vorhandenen Isoenzym 3, die andere dem aus dem Serum filtrierten Isoenzym I entspricht. Dieser Befund dtirfte von grundsatzlicher Bedeutung sein. Er erbringt den Nachweis, dass bei Schadigungen der Glomerularmembran such hiihermolekulare Enzymproteine dieses Filter passieren und eine erhohte Enzymausscheidung nicht unbedingt a!lein den Tubuli entstammen muss. Die tubulare und die Serumfraktion Ciin. Chivn. Acta,
zz.1 (1969) 314-315
RRIEF
NOTES
Abb. 1. Alanin-aminopeptidase Versuchsperson; (b) Patientin undi. vg1.4
im Urin. Zymogramm und Immunelektropherogramm (a) normale mit nephrotischem Syndrom. Einzelheiten vgl. Text, Methodik
der ANAase lassen sich im Z~xllogramln eindeutig trennen, so dass eine quantitative Auswertung angeschlossen werden kann. Fiir gewissenhafte technische Mitarbeit danken wir Frau G. Herbst und Frau R. Unterfranz.
~nst~t,~~t fiir ~l~n~scl~e 3~~&he~~~ der Ha&
ad. Saale, Leninallee
~n~veys~t~t,
JGRG E. PETERS
2
_~ORBERT
Kvankenhaus
Weidenfilan
fiir Urologic wad Clzirwgie,
HORST
HaUe ad. Sanle (D.D.R.) I
2 2 1
_5
6
7 8
g
REWELD
INGEB~RGSCHNEI~ER
ma
BATTKE
REINHARDJ.HASCHEN
H. MATTENHEIMIZR, in F. W. SCHMIDT (Hrsg.), Praktische Enxymologie, H. Huber, Bern und Stuttgart,1968. N. REHFELD, J, E. PETERS, H. GIESECKE, L. BEIER UND R. J. HASCHEN, ActaBiol. Med. Ger., I9 (1967) 809. N. REHFELD. 1. E. PETERS, H. GIESECKE UND R. 1. HASCHEN. ibid., IQ (1967) 819. J. E. PETERS, N. REHFELD UND R. J. HASCHEP~‘,&in. China. Acta, 17 1;967j >16. .1. . E. PETERS, N. REIIFELD, L. BEIER mm R. 1. HASCHEN, ibid., 19 (19GX) 277. iv. RFHFELD UN~J R. SCHULTKA, Acta Histochsm., 28 (1967) 327. ’ ” W. FARR, N. REHFELD, D. REICHELT UND R. J. HASCHEN, Z. Med. Labovtechnik, g (1968) 78. N. REHFELD UNU J. E. PETERS, Vortrag auf der 1. Gemeinschaftstagung deu Gese2lschaften ulzd Avb~itsgemeinschaften in der Deutschen Gesellschaft fiir experimentelle Medizin, Leipzig, j.1o.rg68. J, E. PETERS UND N. REHFELD, ibid.
Eingegangen den 27. Dezember,
I$% Clin.
Chim.
ACta,
24
(1969)
314-315
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Abgrenzung von Nieren- und Serumfraktion der Alaninaminopeptidase (Aminoslure-arylamidase im Urin unter pathologischen Bedingungen) Zur optimalen diagnostischen Nutzung von Enzymbefunden im Urin ist die Kenntnis der Herkunft dieser Enzyme von wesentlicher Bedeutung. Eine sichere Zuordnung ist schwierig oder sogar unmiiglich, wenn es sich urn Enzyme handelt, die sowohl im Nierengewebe und den ableitenden Harnwegen als such im Blutplasma vorkommen’. Es ist allerdings von vornherein unwahrscheinlich, dass beim Nierengesunden Enzyme nut hohem Molekulargewicht aus dem Blut in nennenswerter Menge in den Urin gelangen. Das gilt aber nicht unter pathologischen Bedingungen. 41s Quelle einer erhiihten Enzymmenge im IJrin kommen hier grundsatzlich Niere und Blutplasma in Frage. Beide Anteile wurden unseres Wissens bisher nicht sicher getrennt erfasst. Uns gelang eine Trennung bei der Alaninaminopeptidase (Molmasse ca. 300000). Die Ausscheidung dieses Enzyms im Urin wurde wiederholt zur Erkennung von Nierenschaden bestimmt. Im menschlichen Organismus sind 5 Isoenzyme der Alaninaminopeptidase (ANAase) nacllweisbar2-5. Dabei ist diagnostisch von Vorteil, dass in jedem Organ (mit Ausnahme gelegentlich des Pankreas) stets nur eine ANAase-Fraktion auftritt. Normalserum enthalt nur das Isoenzym I mit der griissten anodischen Beweglichkeit, welches offenbar der Leber entstammt. In der Niere hingegen findet sich das Isoenzym3, das nach histochemischen Untersuchungen6 nahezu ausschliesslich im Tubulusapparat lokalisiert ist. Agargel- und Immunelektrophorese wurden nach4,5 durchgeftihrt, ebenso die Identifizierung der Enzymfraktionen und Enzym-Antienzym-Prazipitate. Verwendet wurde das frtiher charakterisierte Antiserum gegen ANAase,5. Die ANAase-Bestimmung in vitro erfolgte nach’. Der Urin wurde zentrifugiert (5 min roooxg) und der ijberstand nach Dialyse gegen 0.154 M NaCl zur Enzymbestimmung eingesetzt. Zur Elektrophorese wurde ein aliquoter Teil des Urins auf ca. 1/5o des Ausgangsvolumens eingeengt. Die Einengung erfolgte im Dialysierschlauch im kalten Luftstrom. Zwischenzeitlich wurde mehrmals gegen 0.154 M NaCl dialysiert. Im Normalurin findet sich - ebenso wie in der Niere ~ stets nur das Isoenzym 3 (Abb. Ia). Damit ist nachgewiesen, dass unter physiologischen Bedingungen erfassbare ANAase-Mengen aus dem Serum nicht in den Urin gelangen, die normale ANAase (0.2~1.S U/S Std.; vg1.8*9)entstammt der Niere. Bei bestimmten Nierenerkrankungen nimmt die ANAase-Ausscheidung mit dem Urin zu (Lit. bei’). Wie die Abb. rb zeigt, kann durch Schadigung der Glomerularmembran such das Serum-lsoenzym in den Urin tibertreten. Der Urin stammt von einer z5-jahrigen Patientin mit nephrotischem Syndrom (Eiweissausscheidung 6.6 g/z4 Std.). Die Gesamt-ANAase-Ausscheidung im Urin ist mit 6.6 U/S Std. erhoht. Im Zymogramm sind deutlich z Fraktionen, im Immunelektropherogramm z fusionierende Prgzipitationsbanden sichtbar, von denen eine dem normalerweise vorhandenen Isoenzym 3, die andere dem aus dem Serum filtrierten Isoenzym I entspricht. Dieser Befund dtirfte von grundsatzlicher Bedeutung sein. Er erbringt den Nachweis, dass bei Schadigungen der Glomerularmembran such hiihermolekulare Enzymproteine dieses Filter passieren und eine erhohte Enzymausscheidung nicht unbedingt a!lein den Tubuli entstammen muss. Die tubulare und die Serumfraktion Ciin. Chivn. Acta,
zz.1 (1969) 314-315
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Abb. 1. Alanin-aminopeptidase Versuchsperson; (b) Patientin undi. vg1.4
im Urin. Zymogramm und Immunelektropherogramm (a) normale mit nephrotischem Syndrom. Einzelheiten vgl. Text, Methodik
der ANAase lassen sich im Z~xllogramln eindeutig trennen, so dass eine quantitative Auswertung angeschlossen werden kann. Fiir gewissenhafte technische Mitarbeit danken wir Frau G. Herbst und Frau R. Unterfranz.
~nst~t,~~t fiir ~l~n~scl~e 3~~&he~~~ der Ha&
ad. Saale, Leninallee
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JGRG E. PETERS
2
_~ORBERT
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INGEB~RGSCHNEI~ER
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BATTKE
REINHARDJ.HASCHEN
H. MATTENHEIMIZR, in F. W. SCHMIDT (Hrsg.), Praktische Enxymologie, H. Huber, Bern und Stuttgart,1968. N. REHFELD, J, E. PETERS, H. GIESECKE, L. BEIER UND R. J. HASCHEN, ActaBiol. Med. Ger., I9 (1967) 809. N. REHFELD. 1. E. PETERS, H. GIESECKE UND R. 1. HASCHEN. ibid., IQ (1967) 819. J. E. PETERS, N. REHFELD UND R. J. HASCHEP~‘,&in. China. Acta, 17 1;967j >16. .1. . E. PETERS, N. REIIFELD, L. BEIER mm R. 1. HASCHEN, ibid., 19 (19GX) 277. iv. RFHFELD UN~J R. SCHULTKA, Acta Histochsm., 28 (1967) 327. ’ ” W. FARR, N. REHFELD, D. REICHELT UND R. J. HASCHEN, Z. Med. Labovtechnik, g (1968) 78. N. REHFELD UNU J. E. PETERS, Vortrag auf der 1. Gemeinschaftstagung deu Gese2lschaften ulzd Avb~itsgemeinschaften in der Deutschen Gesellschaft fiir experimentelle Medizin, Leipzig, j.1o.rg68. J, E. PETERS UND N. REHFELD, ibid.
Eingegangen den 27. Dezember,
I$% Clin.
Chim.
ACta,
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