Arch. exper. Path. u. Pharm~kol., Bd. 229, S. 469--475 (1956)

Aus tier 5~edizinischen Universit~ts-Poliklinik Freiburg i. Br. (Direktor: Prof. Dr. H. SABRE)

Monophasisehe Immunpathogenese der experimentellen Nephritis-5~ephrose bei Jungtieren

Yon

A. MOENCH und K. ROTHER

Mit 2 Textabbfldungen

(Eingegangen am 8. Juli 1956)

Die immunbiologischen Reaktionsablgufe bei der experimentellen Nephritis-Nephrose naeh MAsuoI sind noch immer umstri t ten. Nach KAY kommt es bei Injekt ion yon Entenserum mit Antik6rpern gegen Kaninchenniere (sog. , ,Nephrotoxin") in der Niere des betreffenden Empfgnge~%ieres zu einem sogenannten ,,harmless complex" zwischen Kaninchenniere (Antigen) und zugefiihrtem AntikSrper (siehe Abb. 1). Der mitinjizierte Entenserumanteil wirkt seinerseits als unspezifisches he- terologes Antigen. In einem Interval l yon 5--10 Tagen werden, wie KAY nachwies, im Organismus des betreffenden Tieres AntikSrper gegen das zugeffihrte Entenserum gebildet. Diese gehen mit dem ,,harmless com- plex" in der Niere des Tieres eine zweite Antigen-AntikSrper-Reaktion ein, die letzten Endes erst zum Entstehen der Nephritis ffihrt. Neben dem Haupta rgument der Latenzzeit zwischen Injektion des heterologen Antinieren-Serums (ANS) und Ausbruch der Erkrankung konnte KAY seine Hypothese auf folgendes Experiment stfitzen: er verhinderte dutch RSntgenganzbestrahlung der Kaninchen die Bildung yon AntikSrpern gegen das zugeftihrte Enteneiweil~ (s. Abb. 1), worauf die Nephritis aus- blieb. Gab er abet diesen rSntgenbestrahlten Tieren naehtri~glich ein Anti-Enteneiwei$-Scrum yon anderen Kaninchen, so flammte die Ne- phritis auf.

Diese 2-Phasen-Hypothese ist in der Folgezeit yon vielen Unter- suchern gestfitzt worden, wobei als Haupta rgument tibereinstimmend die 4- bis 10-t~gige Latenz angefiihrt wurde sowie das Zusammentreffen des Ausbruches der Nephritis mit dem Auftreten eines vom Empf~Lnger- tier akt iv gebildeten, gegen das zugeffihrte Fremdeiweift geriehteten AntikSrpers (z. B. S ~ R E 1952, ROT~n~ 1953). Eine besonders detaillierte Studie fiber die experimentelle Nephritis nach Rinderalbnmin-Injektion k o m m t zum gleichen Ergebnis (G~MVT~ jun. 1953).

33*

47{} .\. MOEXOH ulul K. l<~}'Pi~:P:

Den zustimniende,l stehen jedoeh a, uch e i n s e h r g n k e n d e U n t e r s u o i i u n -

7(}1/ gegeniiber. So l, 'itt z. B. bei t{at ten die Nephritis initerhalb l0 Std naeh Injekt ion des AN8 auf (Hv:YMA>'X u. Ltr.XD 1948 ; PFEIFFER, SCU6FF- LIN¢;, BRUCH U. SPTELMANN 1953), wodurch {tie (~iiltigkeit des Kav- Meehanismus von vornherein auf Kaninehen als Versuohstiere besehr~%nkt wird. I n diesem Zusammenhang liegt es vielleieht nahe, die bei Kanin- chert fehlende lineare Koppehmg zwisehen Antik6rper-Titer gegen das zugefiihrte Fremdeiweig (~emessen in mg N, Methode naeh HEIDELBER-

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Abb. 1. Schcmatische I)arbtellung der Arboi tshypothese yon KAY. Einzelheiten

siehe :r~xt

(;ER) und 8chweregrad der Erkrankung (RoTum¢ 1953) Ms Argument gegen die Hypothese KaYs anzufiihren, ~v~s aber ~ms allgemeinen (4rfinden ebensouenig als Einwand gelten k~mn ~vie aueh die gelege,itlieh zu beobaehtende voriiber- gehende Proteimlrie ~m~ orsten und zweiten Tag (Mo~:Nctf 1952), (tie als Ausseheidungsproteimu'ie deutbar ist. Eine wesentliehe Er sch f t t e rung bringt vielmehr die Arbeit I{ATItES (1955). (tie das zugrunde liegende Experilnent KaYs nicht zu reduzieren vermochte. Zw~r lieg sich die Masu(;I-Nephritis dureh ll,6ntgenbestrMllung verhindern. der entscheidende zweite Teil des Ex- perimentes aber, n~hnlieh die naeh- triigli,he Ausl6sung dm'('h lnjektion eines Anti-Enteneiweil3-Serums miLL tan~ so dab :m~n wohl annebmen mul l die l{6ntgenbest rahhmg babe die ent-

ziindliehe l{eaktionsfahigkeit der Tiere an sich ausgeschaltet. Die ~ider- spruchsvollen Ergebnisse und die Unsieherheit in der ])eu~ung ver- anlM3ten uns, die Giiltigkeit der Kavschen Hypothese an sehr jungen Kaninchen zu iiberprfifen, bei denen wir in friiheren Versuehen die mangelhaf te aktive Imnmnisierbarkei t kennen~elernt hMten.

M e t h o d e

Es kamen 4 - 6 Woetlen alte Kaninehen-Jungtiere bciderlei Gescifleehtes zur Untersuehung. Das Anti-Nieren-Serum stand uns in Troekenamputlen zur Verftigung (Methode bei MOE~CH, ROTUER, SaRTOmUS u. KI~O~EBERG, 1955). Das Gewieht der Tiere betrug im Durehsehnitt 600- -700 g. Sie erhielten eine einmMige Injektion yon 0,5 ema/100 g Antinierenserum (ANS) i.v. (also insgesamt a-a ,5 em~' je Tier). Im Versueh waren insgesamt 16 Jungtiere von drei versehiedenen Wiirfen. l f iervon hatten vier Tiere zur Kontrolle lediglieh Entenserum erhalten. Die TJere wurden in Einzelstoffweehselkgfigen geha}ten. Untersueht wurden zungtehst die

Monophasische Immunpathogenese der experimentellen Nephritis-Nephrose 4:71

Ausgangswerte. T/iglich wurde das Verhalten des KSrpergewichts, sowie das AuG treten pathologischer Harnbefunde beobachtet (Sediment, Sulfosalicylprobe, evgl. ESBACH).

Am 5., 10., 15. sowie Todestag wurden folgende Bestimmungen ira Blutserum durchgefiihrt :

1. Bestimmung des Gesamtproteingehaltes im Serum (JACOBSON-LINDER- STROM-LA~G).

2. Papierelektrophoretische Trenmmg des Serumeiwei[3es nach der Methode von GRASSMANI"~ und HAbTI~IG).

3. Gesamtcholesterh~bestimmung im Serum (ScIt~tIDT-THo~i~). 4. Na, K, Ca (flammenphotometrisch nach RIEHM). 5. nut am Todestag: Rest-N (KJELDAHL). Vom 3. bis zum 15. Tage wurden auBerdem alle zwei Tage 1,5 cm a Blut ent-

iloinineD ftir 6. Die Antik6rperbestimmung gegen das zugefiihrte Enteneiweil~ (quantitative

Methode nach HEIDELBERGER). Fehlergrenze bei der yon uns benutzLen Mikro- modifikation +_ 0,005 mg N.

Histologisch wurde am 10. Tage die in Xther-Normalnarkose herausgenommene li. Niere und am T6tungstag die re. Niere untersucht. Methodik: Fixation: 10°/oiges neutrales Formalin. Gefrierschnitte: ungef/irbt zum Nachweis doppeIbrechender Lipoide sowie nach Sudan lILH6matoxylin.

Paraffinschnitte: H/~matoxylin-Eosin, GOLDNER, Azan.

Ergebnisse Alle 17 Jungt ie re , die Ant in ie rense rum b e k o m m e n ha t t en , e rk r ank t en

zum Teil schwer, wobei die k l in ischen S y m p t o m e zwischen 6. l ind 8. Tag pos t inj. e insetzten. Hins icht l ich der Ergebnisse der obeu angegebenen Un te r suchungsme thoden zeigten 7 Tiere klinisch und histologisch am 10. Versuchs tag beziiglich aller K r i t e r i e n 1 - - 5 das Bi ld der doppel- b rechenden Lipoidnephrose , 81 Tiere das Bi ld der p ro l i fe ra t iven Nephr i t i s . Diese Beobach tungen ver te i l t en sich auf die drei im Versuch gewesenen Wfirfe folgendernmf~en :

1. W u r f : 9 Tiere, h iervon 2 als Kon t ro l l e nur mi t En t ense rum be- hande l t . Nephr i t i s 5 x , L ipoidnephrose 2 x .

2. W u r f : 6 Tiere. H ie rvon 1 als Kont ro l l e nu t mi t En t ense rmn be- hande l t , die fibrigen 5 Tiere e r k r a n k t e n an Nephr i t i s .

3. W u r f : 6 Tiere, eins als Kont ro l le . 5 Tiere erkrankLen an Lipoid- nephrose.

Fo lgende his tologische Untersch iede bes tehen zwischen prim/~r l ipoid- nephro t i scher und nephr i t i scher Ver laufsform: Die L ipo idnephrose liiBt am 10. Versuchs tag ein Zur i i ck t re ten der p ro l i fe ra t iven Ver/~nderungen im Glomerulabere ich erkennen. Dagegen t r i t t die s t~rkere E x s u d a t i o n yon Eiweif] in den K a p s e l r a u m deut l ich in Erscheinung. Die Tubul i zeigen bei der Nephr i t i s noch einen wei tgehend i n t a k t e n Ep i the lbesa tz , bei der L ipo idnephrose dagegen in wechselndem AusmaB zum Teil

1 2 der mit ANS injizierten Jungtiere zeigten histologisch am 10. Tage nut geringe Ver/~nderungen, mehr im Sinne einer ,,Herdnephritis".

472 ~ . )IOENCH u n d K . ]'1OTHER:

Abb. 2a. Kaninchenjungtier, 10. Tag nach Antinierenserumgahe: Lipoidnel~hrose (Iix. 10% Formalin, |)~traflinsehllitl. 11 E. Allot!hromat 25,0, Optovar 1,6, Ocular -,, Klembihl, VergriiBerung 320 * )

Ahb, 2h. Knninchenjungtier, 10. Tag naeh Antinierenserum~abe: i/rolifi~rative Nephritis

Monophasisehe Immunpathogenese der experimentellen Nephritis-Nephrose 473

op t i s ch leere Vaeuo len , e infach- u n d d o p p e l b r e c h e n d e L ipo ide in den

T u b u l u s e p i t h e l i e n .

W/~hrend auf Abb . 2 a u n d 2 b das h i s to log i sche B i ld der e r k r a n k t e n N i e r e n zur D a r s t e l l u n g kommt. , ze ig t die Tabe l l e d e n w/~hrend de r K o n -

t ro l l e in zwe i t / tg igem A b s t a n d f e s tges t e l l t en H 6 c h s t w e r t des A n t i k 6 r p e r - t i t e r s gegen n o r m M e s E n t e n s e r u m e i w e i g , gemessen in m g N. Diese r

H S e h s t w e r t lag gew6hn l i eh zwi sehen 9 . - - 1 3 . T a g n a c h A n t i n i e r e n s e r u m - gabe . D ie e n t s p r e e h e n d e n h i s to log i sehen N i e r e n b e f u n d e s ind in s te igen-

d e m S e h w e r e g r a d m i t ff bis q }~+'-- ve r ze i ehne t . Z m n Verg le i eh is t

Tabelle 1. Vergleichende Untersuchung der Antik6rper-Titer gegen Ente bei ~[astrci- Nephritis-Nephrose des Kaninchens gegen,aber den histologischen Veriinderungen

Schweregrad Tag des hOchst, des

Tier -Nr . h6chster Ti ter T i tc rs nach Inj . histologischen

Befandes

I. Kontrolle Jm~gtiere @ normales Entenserum

262 0,000 mg N/0,5 cm :~ 260 0,000 mg N,"0.5 em :~ 111 + + 261 0,10"3 mg N,:0,5 cm :~

II. Jungtiere ~ ANS: Nephritis

74 0,000 mg N/0,5 cm :~ 76 0,036 mg N/0,5 em ~ 79 i 0,000 mg N/0,5 cm a

103 i ~ Tbg. 104 + Tbg. 105 ~; 112 =- Tbg.

III . Jungtiere + ANS: Lipoid-Nephrose

146 0,011 mg N/0,5 cm 3 147 0,009 mg N/0,5 em 3 148 0,012 mg N/0,5 cm a 149 0,022 nag N/0,5 em u 150 0,020 mg N/0,5 em a

i

i

] 4. Tag 15. Tag

10. Tag

14. Tag 14. Zag 10. Tag 14. Tag

9. Tag 9. Tag 7. Tag

12. Tag 14. Tag (Todes-

tag)

~J

÷ +

4 - + +4-+-+-

÷ ÷ + 4- 4-

+ + +

4 - + 4 - + + 4 -

+ 4 - + + + ÷

IV. Kontrolle tmsgewachsene Tiere + ANS: in allen Fiillen Nephritis:

872 : 0,069 mg N/0,5 cm 3 8. Tag ] 4- q- 4- 864 li 0,092 mg N/0,5 em 8 7. Tag 1 4- ~-

I M 5 I 0,072 mg N/0,5 cm 3 11. Tag K 875 [ 0,035 nag N/0,5 cm a 5. Tag I 4- 4-

Serologische Methode: Quantitative Erfassung und BestimInung der im Blute kreisenden Antik6rper nach HEIDELBERGEm ]Die angegebenen ~Verte beziehen sieh auf mg AK-N pro 0,5 cmz Serum. ;; kein Titer ermittelt. -}- = nur pr~zipitiert, keine Stickstoffbestimmung durchgefiihrt. Nur bei 16 der insgesamt 21 im Ver- suche gewesenen Jungtiere war aus technischen Griinden der Antik6rpertiter be- st immt worden.

474 A. MoE~e~ und K. R O T ~ :

das Verhalten des Titers bei einer Gruppe von ausgewaehsenen Tieren angegeben (aus ROTHElz 1953).

Die Tabelle stellt dem AK-Titer gegen das zugefiihrte Enten-EiweiB (zweite Phase KnYs, siehe Einleitung) den Sehweregrad des pathologiseh- anatomischen Nierenbefundes gegeniiber. Man erkennt die in der Mehr- zahl der FKlle praktiseh ausgebliebene Sensibilisierung gegen das zu- gefiihrte nierenantikSrperhaltige Enteneiweil~, obwohl schwere und sehwerste Nierenl~sionen beobaehtet wurden. In 2 FKllen (149, 150) fanden sieh niedere Titer, die jedoeh im Vergleieh mit der Kontroll- gruppe ausgewaehsener Tiere gering sind. Als wesentliches Ergebnis soll besonders auf die schweren Nieren]~sionen der Tiere 74 und 79 hinge- wiesen werden, bei denen sich Antik6rper im strSmenden t~lut mittels Immunpr/~eipitation tiberhaupt nieht nachweisen lieBen. Wesentlieh ist ferner die Feststellung, dab beide &mgtiergruppen, ob nephritisehe oder prim~r-lipoidnephrotische Verlaufsform, im Gegensatz zu den aus- gewaehsenen Tieren wesentliehe AntikSrper-Titer gegen das zugefiihrte Enteneiweig gleicherma[3en vermissen liegen.

Nach der migglfiekten Reproduktion des grundlegenden KAYsehen Experimentes dureh RATHE (siehe oben) seheinen unsere Ergebnisse aueh die Beweiskraft der yon KAY und Nachuntersuchern (u. a. wir selbst) herangezogenen AntikSrper-Titer der zweiten Phase zu ersehfittern. Ebenso entsprieht aueh die typische Latenz-Zeit zwischen Injektion des Anti-Nieren-Serums nnd klinischer Manifestation der Erkrankung nieht unbedingt der Zeitspanne bis zum Anftreten der Antik6rper gegen Entenserum (siehe Tier 74 und 79). MAslzGIS ursprfingliche Ansicht, da[t die eigentliehe Nieren-Antinieren-Ret~ktion (die der ersten Phase KAYs entsprieht) nieht nnr lokalisierend, sondern unmittelbar selbst pathogen wirke (siehe Schema Abb. 1), gewinnt damit wieder an Gewieht.

Zusammenfassung

1. Durch Injektion eines heterologen Antinieren-Serums gelingt es, beim Kaninchen-Jungtier einmal eine reine Nephritis, das andere Mal eine reine primSre Lipoidnephrose zu erzeugen. Dieser alternative Ver- lauf ist yore Ausbildungsgrad der aktiven AntikSrperbildung gegen (t~s zugeffihrte Fremdeiweig unabh~ngig.

2. Bei klinisch und pathologisch-anatomiseh sehwerer Erkrankung unserer Jungtiere (Kaninchen) war die in 2 t~igigen Intervallen qualitativ oder quanti tat iv ermittelte aktive AntikSrperbildung gegen das Anti- nierenserum (zweite Phase KaYs) minimal oder blieb ganz aus, wShrend bei ausgewaehsenen Tieren hohe Titer nachweisbar waren. Dami~ erhebt sich die Frage, ob der Auffassung KAYS entsprechend der :FremdeiweiBcharakter des Entenserums im MAsvGI-Versueh tats~ehlich

Monophasische Immunpathogenese der experimentel len Nephri t is-Nephrose 475

e in i n t e g r i e r e n d e r F ~ k t o r b e i m Z u s t a n d e k o m m e n d e r N i e r e n e r k r a n k u n g

des K a n i n c h e n s is t .

3. D i e n r s p r i i n g l i c h e A u f f a s s u n g MASUGIS, d~l~ d ie e i g e n t l i c h e

N i e r e n - A n t i n i e r e n - R e a k t i o n u n m i t t e l b a r p a t h o g e n wi rke , g e w i n n t

w i e d e r a n B o d e n .

L i t e r a t u r

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Doz. Dr. A. MOENC~ u. Dr. K. ROT]tEll , Med. Univ.-Poliklinik, Freiburg i. Br., H.-Herder-Str . 6