Neuere Ergebnisse der Entwicklung und Anwendung ... - FAN GmbH

wendbar ist, wenn der markierte Kohlenstoff des Substrats (wie im Falle des 13 C–Harnstoffs)
direkt in Kohlendioxid umgewandelt und mit der Atemluft ausgeschieden wird. Insbesondere
bei endogenen Substraten wie Kohlenhydraten, Proteinen, Aminosäuren, Glyceriden und Carbonsäuren
ist dies jedoch in der Regel nicht der Fall. Der mit 13 C markierte Kohlenstoff tritt
bei solchen Substraten vielmehr zunächst in körpereigene Pools ein, erfährt dort eine Isotopenverdünnung
und wird erst dann metabolisiert und mit der Atemluft ausgeschieden. Je größer
die körpereigenen Pools sind, in die das Substrat bzw. seine Metaboliten eintreten, um so
größer wird die Isotopenverdünnung sein, die das 13 C des Substrats erfährt.
Wir stellen hier ein Modell des Kohlenstoff–Stoffwechsels vor, mit dessen Hilfe auch bei
13 C–Atemtests mit Substraten, die in körpereigene Kohlenstoff–Pools eintreten, bevor sie zu
Kohlendioxid abgebaut und ausgeatmet werden, Stoffwechsel–Parameter berechnet werden
können, die zu einem tieferen Verständnis des Kohlenstoff–Stoffwechsels beitragen können
und darüber hinaus eine Eliminierung der Einflüsse der physischen Konstitution des Probanden
auf die mit solchen Atemtests gewonnenen Meßergebnisse erlauben (Wetzel K und Fischer
H 1998a).
Das Modell (Abb. 9) unterscheidet zwischen einem Kohlenstoff–Pool A der Menge MA, der
rasch mit dem für den Atemtest verwendeten 13 C–markierten Substrat, mit dem gegebenenfalls
mit der Nahrung aufgenommenen Substrat natürlicher Isotopenhäufigkeit a0 des 13 C und
mit biochemisch ähnlichen, ebenfalls mit der Nahrung aufgenommenen Stoffen natürlicher
Isotopenzusammensetzung in Stoff- und Isotopenaustausch tritt, und einem viel größeren
Kohlenstoff–Pool B der Menge MB, der mit dem Pool A im Stoff- und Isotopenaustausch
steht. Es wird angenommen, daß der Austausch zwischen den Pools A und B durch wechselseitige
Umwandlung der diesen Pools zugehörigen Stoffe zustande kommt, die mit Geschwindigkeiten
v1 bzw. v2 abläuft, die kleiner sind als die Geschwindigkeit wA, mit der dem
Pool A zuzuordnende Stoffe mit der Nahrung aufgenommen und mit der Atemluft, dem Urin
oder dem Faeces ausgeschieden werden.
Größe und stoffliche Zusammensetzung des Pools A werden von der Natur des Substrats abhängig
sein. Bei Triglyceriden als Substraten wird der Pool A wohl hauptsächlich von Mono-,
Di- und Triglyceriden, Glycerin und Fettsäuren, möglicherweise auch von Carbonsäuren
kleineren Molekulargewichts, α–Hydroxycarbonsäuren, α–Ketocarbonsäuren und einigen
Aminosäuren rekrutiert werden. Werden 13 C–markierte Aminosäuren oder Proteine als Substrate
benutzt, so wird der Pool A aus Aminosäuren, α–Ketocarbonsäuren, Peptiden und vielleicht
auch einigen Carbonsäuren zusammengesetzt sein. 13 C–markierte Mono-, Di-, Oligo-
und Polysaccharide als Substrate werden in einen Pool A eintreten, der hauptsächlich aus
Mono-, Di- und Oligosacchariden zusammengesetzt ist, während 13 C–markierte Carbonsäuren
als Substrate einen hauptsächlich aus Carbonsäuren, α–Hydroxycarbonsäuren und α–Ketocarbonsäuren
bestehenden Pool A vorfinden werden.
Der Stoffstrom v1 kommt durch Vorgänge wie Synthese von Triglyceriden aus Glycerin und
Fettsäuren, Aufbau von Eiweißen aus Aminosäuren oder die Synthese von Polysacchariden
aus Monosacchariden bzw. deren Vorstufen, der Stoffstrom v2 durch in umgekehrter Richtung
ablaufende Prozesse zustande.
31