Die räumliche Ordnung der Stoffwechselprozesse im Metazoenorganismus

Abstract

After absorption most food substances are converted into numerous metabolic products. The quantitative proportions of these products are controlled not only by intracellular but also by extracellular mechanisms. The extracellular regulation of metabolism may be effected by uneven distribution of metabolites within the body. The various organs of a metazoan differ in enzyme equipment and accordingly in direction of metabolism. Mechanisms which influence the distribution of metabolites among different tissues will thus modify the proportions of metabolic products. Under defined physiological conditions there is a specific spatial pattern of metabolism. This pattern may be studied (1) by comparing reaction velocities or enzyme activities in the various organs or (2) by directly observing the distribution and conversion of metabolites with the aid of radioactive tracers. Both methods support each other. The spatial pattern of metabolism is known to a certain degree only for mammals. Thus we have recently begun corresponding studies on the earthwormLumbricus terrestris, the snailHelix pomatia and the crayfishCambarus affinis. Some results of the investigations are described in this paper: (1) The synthesis of hemoglobin in the earthworm probably takes place in the chloragogenous tissue (Delkeskamp, unpubl.). (2) The endogenous respiration of the various tissues of the earthworm has been determined (Urich, unpubl.; cf. Fig. 1b). (3) The activities of some enzymes of glycolysis, pentose phosphate shunt and tricarboxylic acid cycle have been measured in the various organs of the crayfish (Keller, unpubl.; cf. Fig. 2).

Zusammenfassung

1. Es wird ein Arbeitsprogramm zur Erforschung der räumlichen Ordnung der Stoffwechselprozesse im Körper von drei repräsentativen Vertretern verschiedener Tierstämme dargestellt und mit Literaturdaten und Untersuchungsergebnissen aus dem Institut des Verfassers illustriert.

2. Wegen der unterschiedlichen Enzymausstattung der verschiedenen Organe hängen bei den Metazoen die Mengenverhältnisse der im Stoffwechsel gebildeten Produkte von der Verteilung der Nährstoffe im Körper ab.

3. Zur Erforschung der räumlichen Ordnung des Stoffwechsels stehen zwei Methoden zur Verfügung:a) Vergleich von Reaktionsgeschwindigkeiten bzw. Enzymaktivitäten in allen Organen eines Versuchstieres in vitro;b) Studium der Verteilung und Umwandlung radioaktiver Tracer in vivo.

4. Zur Illustration der unter 3a genannten Methode wird über folgende Untersuchungen berichtet:a) Eisen- und Porphyrinstoffwechsel beiLumbricus terrestris (Delkeskamp, unpubliziert);b) Endogene Gewebsatmung beiLumbricus terrestris (Urich, unpubliziert; Abb. 1b);c) Enzyme der Glykolyse, des Pentose-phosphatweges und des Citronensäurecyclus in den Geweben vonCambarus affinis (Keller, unpubliziert; Abb. 2).