(Aus dem Physiologischen Institut der Universit~t Halle a. d. S.)

Das Wesen der Wirkung des Vitamin-B-Komplexes.

V o n

Emil Abderhalden und Ernst Wertheimer.

Mit 14 Textabbildungen.

(Eingegangen am 15. Miirz 1932.)

Den gro6en Fortsehritten in der Erforsehung der AusfM1serschei- nungen, die mit dem t~ehlen bestimmter Vitamine in der Nahrung ver- knfipft sind, und den grol3en Erfolgen, die den Bestrebungen, die stoff- liehe Natur der einzelnen Vitamine aufzukl~ren, besehieden waren, steht ein auffMlend geringes Wissen in Hinsieht auf das Wesen der einzelnen Vitaminwirkung gegenfiber, und das wenige, was festgestellt ist, ist zum Teil umstritten. Besonders widerspruehsvoll sind die Angaben fiber das Wesen der Wirkung des Vitamin-B-Komplexes. Die vor 12 Jahren im hiesigen Insti tut in der genannten Riehtung in Angriff genommenen Untersuchungen gingen yon der Erseheinung aus, dag vor dem Auf- treten der fiir die sog. Vogelberiberi eharakteristisehen Erscheinungen die K6rpertemperatur entweder Mlm~hlich oder aber sehlagartig ab- fMlt 1. Es ergab sieh die Frage, worauf dieser Temperatursturz, der ein untrfigliehes Zeiehen ffir den Beginn der typisehen B-Avitaminose ist, und der niemMs vermiltt wird und sieh durch Zufuhr des Vitamin-B- Komplexes wieder beseitigen l~gt, zurtiekzuftihren ist. Gasweehselver- suehe zeigten, da[~ ein direkter Zusammenhang zwisehen Temperatur- abfall und einem Absinken des Gesamtgasweehsels besteht. Neben dem Gesamtgasweehsel wurde aueh der Gewebsgasweehsel untersucht 2. Aus den erhaltenen Ergebnissen wurde der Sehlul3 gezogen, dab der Vitamin- B-Komplex /i~r den Ablau/ yon Oxydo-Reduktionsvorgiingen eine bestimmte Bedeutung hat s. Der in Frage kommende Bestandteil des Vitamin-B- Komplexes erhielt die Bezeichnung Atmungssto[[.

1 Emil Abde,rhalden, Pfltigers Arch. 178, 260 (1920). 2 Vgl. die erste Arbeit: E. Abderhalden u. K. Schmidt, Pflfigers Arch. 185, 141

(1920) und insbesondere die zahlreichen Arbeiten yon E. Abderhalden u. E. Wert- heimer, PfIfigers Arch. 194, 647 (1922) und folgende B~nde.

Vgl. hierzu auch die neueste Arbeit auf diesem Gebiete aus dem hiesigen [ns~itut: E. Abderhalden u. V. Vlassopoulos, Pflfigers Arch. 226, 807 (1932).

Pfliigers Archiv f. d. ges. Physiol. :Bd. 230. 11

156 E. Abderhalden und E. Wertheimer:

An dem Vorhandensein einer mit dem Abfall der KSrpertemperatur verkniipften Einschr~nkung des Gaswechsels bei B-Avitaminose kann ein Zweifel nieht mehr bestehen. Zur Diskussion geste]lt ist zur Zeit nur, ob dieses Absinken fiir die genannte alimentare Dystrophie charakte- ristiseh ist, oder aber ob es in Beziehung zur verminderten oder ganz aufgehobenen Nahrungsaufnahme steht, d. h. mit anderen Worten, ob es eine Begleiterscheinung einer vorhandenen Unterern~hrung bzw. des Hungerzustandes ist. Die letzte Arbeit, in der dieses Problem zur Er- 5rterung gestellt ist, stammt yon P. E. Galv~to und D. M. Cardoso 1. Ob- wohl die im hiesigen Insti tut und yon anderen Forschern (Hess u. a.) teils unabhangig, tells in Nachpriifung unserer Ergebnisse ausgeffihr- ten Untersuehungen fiir das Vorhandensein einer Beziehung zwischen dem Mangel an Vitamin B und dem Abfall des Gasweehsels und dem damit verkniipften Temperatursturz spreehen, haben wir im Anschlul~ an die erw~hnte Arbeit yon Galv~to und Cardoso noehmals verglei- ehende Untersuehungen fiber das Verhalten des Gasweehsels im Hun- gerzustand und bei B-Avitaminose, insbesondere in Hinsieht auf die Wirkung der Zufuhr des Vitamin-B-Komplexes durchgefiihrt. Wir be- stimmten bei Tauben die Kohlens~ureabgabe naeh Haldane. Wichtig ist dabei, dal~ der Gaswechselk~fig ffir die Versuehstiere mSgliehst klein ist, und diese w~hrend der Durehfiihrung des Versuchs im Dunkeln ge- halten werden. Unter diesen Versuehsbedingungen verhalten sieh die Tauben in der l~egel vollkommen ruhig. Zun/iehst verfolgten wit noeh- reals den Gaswechsel yon Tauben, die aussehlie[31ieh geschliffenen Reis erhielten. Wiederum lief~ sieh ein Abfallen der KSrpertemperatur und ein Sinken des Gasweehsels vor dem Auftreten der bekannten Krampf- erseheinungen feststellen. Gibt man unmittelbar vor ihrem Auftreten oder naeh diesem 0,2 g Trockenhefe, dann steigt sowohl die KSrper- temperatur als aueh der Gasweehsel wieder an. Zugleieh gehen die eharakteristisehen Kr~mpfe zuriiek. Wird welter gesehliffener l~eis ver- fiittert, dann kSnnen Temperatur und Gaswechsel sehr bald wieder fallen. Es entwickelt sich dann oft die chronisehe Form der Vogelberiberi unter Ausbleiben yon typischen Krampferseheinungen. In anderen F~llen kommt es zu eharakteristisehen Kr~mpfen. Jedesmal gehen diese naeh Eingabe yon Hefe zuriiek, und gleiehzeitig steigen KSrpertemperatur und Gasweehsel wieder an. Es ist ohne Zweifel die Hefewirkung auf KSr- pertemperatur nnd Gasweehsel ganz eharakteristiseh. In Abb. 1 und 2 ]assen sieh die gesehilderten Erscheinungen eindeutig erkennen 2. Ver- abreieht man Hefe bereits dann, wenn der avitaminotisehe Zustand noch nieht vo]l entwickelt ist, dann ist ihre Wirkung nicht so ausgepr~gt - - jedoeh trotzdem eharakteristiseh - - , wie wenn bereits ausgesprochene

i Pfliigers Arch. 229, 422 (1932). Hier finden sich weitere Literaturangaben, 2 Bei den Abbildungen bedeutet H Verabreichung yon 0,2 g Hefe per os.

Das Wesen der Wirkung des Vitamin-B-Komplexes. 157

Symptome der Avitaminose vorhanden sind. In Abb. 3 ist ein solehes Beispiel wiedergegeben. ])as Versuehstier zeigte, Ms mit der Hefezufuhr eingesetzt wurde, nur ein ]eichtes AbfMlen der Telnperatur und des Gasweehsels. Im tibrigen waren noeh keine besonderen Ersehei- nungen vorhanden.

Ganz entspreehende Versuehe fiihrten wir an Tauben dureh, die ohne Nahrung belassen wurden. Der Gasweehsel sank Mlmghlieh ab. Ist er jedoeh bereits am I. Hungertag niedrig, dann kann ein weiteres Abfallen ausbleiben.

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Vgl. hierzu Abb. 5 und 9. Die KSrpertemperatur der Hungertiere zeigte kein tibereinstimmendes VerhMten. In manchen Fgllen fiel sie nur ge- ringfiigig ab, ein Verhalten, das bei in Kgfigen gehMtenen Tauben aueh sonst zu beobachten ist. In anderen Fi~l- 4g __ I A ._ I I I za@ I zo~g_ ~roa lenwar der Abfall der zA ~o~g__ ~j~oC~_q~_~__aa, z o C _ q _ ~ , X ~ ) ~ c

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des Gaswechsels bis zur Norm, wie das bei Beriberitauben im Krampf- stadium der Fall ist. Bei den Hungertieren setzte die Steigerung der KohlensBureabgabe erst dann rasch ein, nachdem Nahrung zugefiihrt worden war.

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158 E. Abderhalden und E. Wertheimer:

Gegen die Deutung der mitgeteilten Beobaehtungen im Sinne eines lorinzipiellen Unterschiedes zwischen dem reinen Hungerzustand und dem durch Fehlen des Vitamin-B-Komplexes in der Nahrung hervor- gerufenen k6nnte eingewendet werden, dab bei den Reistauben die Hefe- zufuhr die Ausnfitzung der t~eisnahrung begiinstigt hat und dadurch einem trotz Verffitterung vorhandenen Hungerzustand ein Ende gesetzt worden ist. Um diesen Einwand zu prfifen, wghlten wir Reistauben,

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abb. 9. abe. 10.

die im Krampfzustand keine Nahrung erhielten. Aueh bei diesen fanden wit naeh Hefezufuhr ein rasehes Ansteigen des Gasweehsels und der K6rpertemperatur . Gibt man in diesem Stadium Nahrung, dann be- obaehtet man in vielen Fgllen kein weiteres Ansteigen des Gasweehsels, ja er kann sogar etwas absinken. Vgl. hierzu Abb. 11--15.

Auf Grund der mitgeteilten Beobaehtungen glauben wit sehliegen zu dtirfen, dab die Ursaehe des Gasweehsel- und Temperaturabfalls bei reinem Hunger und bei der B-Avitaminose eine versehiedene ist, wobei

Das Wesen der Wirkung des Vitamin-B-Komplexes. 159

selbstverst~ndlieh bei der letzteren namentlich dann, wenn die Nahrungs- aufnahme und ihre Ausniitzung gelitten haben, neben dem reinen B- Avitaminosezustand aueh ein solcher der Unterern~hrung vorhanden sein wird. !m tIungerzustand besteht eine Einschri~nkung des Umsatzes als Einstellung des Organismus gegeniiber dem Iehlenden Angebot yon Nahrungsstoffen yon auBen. SobMd man solehe zufiihrt, steigt der Stoff- wechsel wieder an. Bei der B-Avitaminose wirkt sich das Fehlen eines Stoffes aus dem Vitamin-]~-Komplex aus, und zwar im Sinne einer StSrung yon Oxydo-l~eduktionsvorg~ngen und dariiber hinaus, wie wir in einer bald zum AbschluB kommenden weiteren Arbeit zeigen wer- den, eines mangelhaften, ja vielleieht aufgeh0benen Glykogenumsatzes. Sobald das iehlende Vitamin zur Stelle ist, steigt der Stoffumsatz augen- blieklich an, und zwar vollkommen unabh~ngig yon der Zufuhr yon Nahrungsstoffen yon auBen. Inwieweit der nach Zufuhr des Vitamin- B-Komplexes wieder in Gang kommende Glykogenabbau bei der Wieder-

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Abb. 11. Abb. 12. Abb. 13, Abb. 14. Abb. ]5.

anfachung des Stoffwechselgetriebes eine maBgebende Rolle spielt, hoffen wir in weiteren Versuchen entseheiden zu k5nnen.

Es spricht sehr vieles dafiir, dab die im Gefolge des Fehlens yon Vitamin B 1 auftretenden Krampferscheinungen nnd sonstigen St5rungen in Zusammenhang mit dem gestSrten Kohlenhydrat-Zwisehenstoffweehsel stehen. Es ist wiederholt an die MSgliehkeit der Wirkung bestimmter Ab- bauprodukte gedaeht women. Es sei an die Mitteilung erinnert, dM~ bei B-Avitaminose eine Anhi~ufung yon Milehsi~ure namentlich im Zentral- nervensystem stattfinden solP. Neuerdings hat Vogt -Mol l e r 2 die t typo- these aufgestellt, dab Methylglyoxal als stSrendes Moment in Frage komme. Ffir diese Annahme konnten wir keine Anhaltspunkte gewin- nen. Wir spritzten Tauben, die kurz vor dem Ausbruch yon Krgmpfen standen, ti~glich 100 mg Methylglyoxal ein. Es gliickte nieht, das Auf- treten des fiir die B1-Avitaminose charakteristischen Zustandes zu be- schleunigen.

1 H. W. Kinnersley u, R . A . Peters, Biochem. J. 23, 1126 (1929). 2 p . Vogt-Moller, Biochem. Z. 233, 248 (193]).

160 Abderhalden u. Wertheimer : Wesen d. Wirkung d. Vitamin-B-Komplexes.

Zusammen~assung. Das Sinken des Gaswechsels, verkniipft mit einem AbfMlen der

K6rpertemperatur , is~ ein charakteristisehes Symptom ffir das Fehlen des Vit~min-B-Komplexes (Vitamin-B1) bei der Taubenberiberi. Seine primi~re Ursache ist nicht der Zustand der Unterern~hrung oder des Hungers, es handelt sich vielmehr um die Auswirkung des Fehlens eines fiir die AufreehterhMtung des Grundumsatzes erforderlichen Stoffes. Der Zellstoffwechsel ist tiefgehend gestSrt, und zwar in Zusammenhang mit einem Versagen yon Oxydo-Reduktionsvorg:~tngen. Die Annahme von Galv~to und Cardoso, wonach der eingesehr~nkte Gasweehsel im Hungerzus~and und im Krampfzustand yon Reistauben auf dieselbe Ursache zuriickzufiihren sein soll, ist nieht hMtbar.