Archives of
RDeesermatq.logical
Arch. Dermatol. Res. 264, 339-343 (1979)
arch 9 Springer-Verlag 1979
Fetts iureverteilung der Haarlipide bei der Psoriasis vulgaris W. Stodtmeister, H. P. Nissen, C. Schirren 1 und H. W. Kreysel 2 Universitfits-Hautklinik, Abtlg. ftir Andrologie (Vorstand: Prof. Dr. C. Schirren), D-2000 Hamburg-Eppendorf,MartinistraBe 20, Bundesrepublik Deutschland 2 Universit~its-Haut-und Poliklinikder Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universit/it (Direktor: Prof. Dr. H. W. Kreysel), D-5300 Bonn
Fatty Acid Composition of Lipids from the Hair in Psoriasis vulgaris Summary. The composition of fatty acids of hair lipids and the sum of hair and scalp lipids from subjects with Psoriasis vulgaris and a control group was determined by gas liquid chromatography. The analyses indicates that the percentage compositions of lauric acid was distinctly higher by Psoriasis vulgaris. Key words: Fatty acids - Psoriasis vulgaris - Hair lipids
Zusammenfassung. Bei der gas-chromatographischen Untersuchung der Fetts/iureverteilung ds Haarfettes und der gemeinsam analysierten Kopfhaut- und Haarlipide bei einem Kollektiv yon Patienten mit Psoriasis vulgaris wurden gegentiber einem Kontrollkollektiv yon Hautgesunden eine signifikante Erh6hung der Laurins~iure festgestellt.
Sehliisselwiirter: Fettsfiuren - Psoriasis vulgaris - Haarlipide Ausgehend yon den Untersuchungen Unnas [25, 30] und Cederkreutz [3], die einen hohen Cholesteringehalt der Psoriasisschuppen festgestellt hatten, glaubte Gr/itz [10] in der Psoriasis die cutane Manifestation einer Fettstoffwechselst6rung im Sinne einer Cholesterinose zu sehen. Dieser Auffassung hat im wesentlichen Greither [9] widersprochen. Dennoch ist es das Verdienst yon Griitz, dutch seine Untersuchungen einen Anstol3 ffir die umfassende Erforschung der Hautlipide bei der Psoriasis gegeben zu haben. In der Zusammensetzung des Lipidmantels finden sich folgende Abweichungen: 1. Erh6hter Anteil des freien Cholesterins [4, 7, 25, 30, 32]; 2. Verschiebung des Cholesterinesters/Gesamtcholesterin Quotienten [16,17, 18,32]; Sonderdruckanj?agen
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Prof. Dr. H. W. Kreysel (Adresse siehe oben) 0340-3696/79/0264/0339/$1.00
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3. Verminderte Veresterungsf~ihigkeit der Haut bei Untersuchungen mit 14CTracern [5]; 4. Erh6hter Phosphorlipidgehalt der Schuppen [4,/2]; 5. Vorhandensein unbekannter Lipoide bei elektronenmikroskopischen [26] und UV-spektroskopischen [23] Untersuchungen; 6. Erh6hter Anteil freier FettsS.uren am Gesamtlipidgemisch im Stratum conjuncture [2]; 7. Erh6hter Anteil langkettiger freier Fettsfiuren im Stratum conjunctum nicht befallener Haut beim Psoriatiker [1,2,/2-14]. Diese Angaben m6gen exemplarisch verdeutlichen, dab eine St6rung im Lipidmantel der Haut zum festen Bestandteil bei der Psoriasis vulgaris geh6rt. Der behaarte Kopf ist ebenso wie andere Lokalisationen eine besondere Pr~idilektionsstelle dieser Erkrankung. Hierffir spricht ganz besonders, dag im Haarfollikel, aber auch beim follikelfreien Gewebe in den Ostien der Schweil3drfisen, spezifisch histologische Substrate nachweisbar waren [19,27]. Da fiber u des Haarfettes kaum, bzw. keine Angaben im Schrifttum vorliegen, stellte sich ffir uns die Frage, ob in der Verteilung der FettsS_uren in den Lipiden zwischen Hautgesunden und Psoriatikern eine unterschiedliche Verteilung besteht. Kasuistik Untersucht wurden die Haar-. und Kopfhautlipide eines Kollektives von /7 Hautgesunden (9 M/innern, 8 Frauen) u n d / 7 Psoriatikern (8 Mfinnern und 9 Frauen) im Alter zwischen 20 und 40 Jahren. Zwei Proben des Haarfettes wurden jedem Probanden abgenommen, nachdem 6 Tage auf eine Haarwfische verzichtet wurde. Bei Psoriatikern wurden nut Haare aus unbefallenen Kopfhautarealen zur Analyse herangezogen. Die Gewinnung der Proben erfolgte bei der Methode I in Anlehnung an die yon Gershbein [6] und Nicolaides [21] mitgeteilten Arbeitsweise, wobei yon Haaren, deren Wurzeln im Bereich des Os parietale lagen, die endstfindigen Teile eines jeden Haarschaftes in einer Lfinge von 3 cm abgetrennt wurden. Die Gewinnung der Proben ffir die Methode H erfolgte in einer Modifikation des yon Strauss [25] beschriebenen Verfahrens. Hierzu wurde ein Stahlstempel mit einer Masse yon 290g und einer waagerechten planen DruckflS,che (Durchmesser 2,8 cm), die mit fettfreiem, saugffihigem Papier bespannt war, nach Wegstreichen der Haare im Bereich des Os parietale aufgesetzt. Der Stempel ruhte
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Abb. 1. Fettsfiuren des Haarfettes bei Hautgesunden (n = 17) und bei Patienten mit Psoriasis capitis (n = 17) (prozentuale Verteilung mit Standardabweichung) 1@:1 18:2 18:3
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Abb.2, Fettsfiuren des Lipidmantels der Kopfhaut und des Haarfettes bei Hautgesunden (n = 37) und bei Patienten mit Psoriasis capitis (n = 17) (prozentuale Verteilung mit Standardabweichung)
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dabei ohne /iuBere Ffihrung senkrecht 3 min auf dem Kopf. Die Proben wurden unmittelbar nach Gewinnung mit Ather extrahiert. Eine Differenzierung nach freien Fettsgmren, Fetts/iuren der Neutralfette und der Cholesterin- bzw. Wachsester wurde nicht durchgeffihrt. Identifizierung und quantitative Bestimmung der Fetts~iureverteilung wurde mit Hilfe der Gas-Chromatographie in Form der Methylester vorgenommen. Hierzu wurden die Gesamtlipide mit methanolischer Kalilauge verseift, angesfiuert und ausgefithert. Der Atherextrakt wurde getrocknet, eingedampft und zur Veresterung mit 3 ml Methanol und 0,3 ml Bortrifluorid-Methanolkomplex versetzt. AnschlieBend wurde die L6sung 30 min unter RfickfluB und Fenchtigkeitsausschlu6 gekocht. Nach dem Abkfihlen wurden die Methylester mit Hexan extrahiert und am Vakuumrotationsverdampfer bei 30~ eingeengt. Zur Herabsetzung des L6sungsmittelpeaks wurde Hexan durch Schwefelkohlenstoff ersetzt. Die gas-chromatographische Trennung erfolgte an einer S~iulevon 3 % Silicon JXR aufGas-ChromQ 100 - 120 mesh bei 180 - 220 ~C, Temperaturanstieg 5~C/min. Einspritzblock: 250~ Flammenionisationsdetektor: 250~ Stickstoff: 25 ml/min. Die quantitative Auswertung der Chromatogramme erfotgte nach Peakfl[ichenbestimmung durch Bildung des Produktes aus H6he und Breite in halber H6he. Die ffir die Auswertung ben6tigten Korrekturfaktoren und Retentionszeiten wurden durch Einwaage der betreffenden Fettsfiuremethylester bestimmt. Die Auswertung und Signifikanzberechnungen wurden im Rechenzentrum der Universit[it Hamburg vorgenommen. Der Vergleich zwischen den Kollektiven erfolgte fiber den U-Test nach Wilcoxon, Mann und Whitney.
Ergebnisse Bei beiden Untersuchungen lieBen sich folgende Fetts~iuren identifizieren (Anzahl der Kohlenstoffatome): C10, C12, C14, Cls, C16, C16:1, C18, el8:1, C18:2, C18:3. Sowohl bei der Methode I als auch bei der Methode II wird bei der Gegenfiberstellung der Kollektive der Gesunden und Psoriatiker eine signifikant h6here Konzentration an LaurinsS.ure (C12) bei den Psoriatikern gefunden. Bei den tibrigen Fettsfiuren war ein signifikanter Unterschied nicht feststellbar (Sicherheitswahrscheinlichkeitsbestimmung P < 0,03). Die Gegeniiberstellung der Fetts/iuren der Lipide Gesunder, bzw. Psoriatikern zeigt keinen geschlechtsspezifischen signifikanten Unterschied. Diskussion Die vorliegenden Ergebnisse zeigen einen hohen Anteil an Palmitin- und Stearinsfiure sowie an unges~ittigten Fettsfiuren. Diese Ergebnisse korrelieren mit den
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M i t t e i l u n g e n a n d e r e r A u t o r e n [6, 8,11,15, 21,22]. Bei der G e g e n t i b e r s t e l l u n g der Fettsfiureverteilung H a u t g e s u n d e r u n d P s o r i a t i k e r ist a b e r aufffillig, d a b signifik a n t e U n t e r s c h i e d e n u r im Bereich der Fettsfiuren m i t weniger als 15 K o h l e n s t o f f a t o m e n bestehen. Beim P s o r i a t i k e r ist die M e n g e der Laurinsfiure sowohl im H a a r f e t t als auch in den g e m e i n s a m analysierten K o p f l l a u t - u n d H a a r l i p i d e n signifikant h 6 h e r als bei d e m Vergleichskollektiv (gesunden P r o b a n d e n ) . Welche L i p i d f r a k t i o n e n nun einen Beitrag zur E r h 6 h u n g der L a u r i n s / i u r e k o n z e n t r a t i o n leisten, lfil3t sich m i t unserer M e t h o d e z. Zt. n o c h nicht sagen. In F r a g e kfime auch eine bakterielle Beeinflussung des Laurins/iurespiegels. Eine von uns durchgeffihrte U n t e r s u c h u n g der B a k t e r i e n f l o r a e r g a b keinen Hinweis a u f e i n e krankheitsspezifische unterschiedliche bakterielle Besiedlung von K o p f h a u t u n d H a a r bei den P s o r i a t i k e r n im Vergleich z u m H a a r g e s u n d e n . D a m i t erscheint auch die H e r k u n f t der e r h 6 h t e n L a u r i n s / i u r e m e n g e im H a a r f e t t des P s o r i a t i k e r s aus l i p o p r o t e i n h a l t i gen M e m b r a n e n g r a m n e g a t i v e r B a k t e r i e n unwahrscheinlich. Diese Bakterien geh6ren typischerweise nicht zu der a u c h bei P s o r i a t i k e r n a n z u t r e f f e n d e n n o r m a l e n b a k t e r i e l l e n K o p f h a u t b e s i e d l u n g . Die U r s a c h e der K o n z e n t r a t i o n s e r h 6 h u n g der Laurinsfiure b e i m P s o r i a t i k e r liegt vermutlich in einer E r h 6 h u n g der Synthese von laurinsfiurehaltigen N e u t r a l f e t t e n bzw. Cholesterin- u n d W a c h s e s t e r n in der E p i d e r m i s u n d den T a l g d r ~ s e n selbst. Eine S t 6 r u n g dieser Biosynthese der Fettsfiuren, die n o r m a l e r w e i s e ohne U n t e r b r e c h u n g , d . h . ohne d a b die S u b s t r a t e die E n z y m o b e r f l / i c h e verlassen, bis zu einer Kettenlfinge von 16 K o h l e n s t o f f a t o men erfolgt, w/ire zu diskutieren. Als U r s a c h e n ffir das vorzeitige Verlassen des Synthesecyclus k 6 n n t e n gest6rte E n z y m a k t i v i t / i t e n in F r a g e k o m m e n .
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Fettsgmreverteilung der Haarlipide bei der Psoriasis vulgaris
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Eingegangen am 2. Mai 1978
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Arch. Dermatol. Res. 264, 339-343 (1979)
arch 9 Springer-Verlag 1979
Fetts iureverteilung der Haarlipide bei der Psoriasis vulgaris W. Stodtmeister, H. P. Nissen, C. Schirren 1 und H. W. Kreysel 2 Universitfits-Hautklinik, Abtlg. ftir Andrologie (Vorstand: Prof. Dr. C. Schirren), D-2000 Hamburg-Eppendorf,MartinistraBe 20, Bundesrepublik Deutschland 2 Universit~its-Haut-und Poliklinikder Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universit/it (Direktor: Prof. Dr. H. W. Kreysel), D-5300 Bonn
Fatty Acid Composition of Lipids from the Hair in Psoriasis vulgaris Summary. The composition of fatty acids of hair lipids and the sum of hair and scalp lipids from subjects with Psoriasis vulgaris and a control group was determined by gas liquid chromatography. The analyses indicates that the percentage compositions of lauric acid was distinctly higher by Psoriasis vulgaris. Key words: Fatty acids - Psoriasis vulgaris - Hair lipids
Zusammenfassung. Bei der gas-chromatographischen Untersuchung der Fetts/iureverteilung ds Haarfettes und der gemeinsam analysierten Kopfhaut- und Haarlipide bei einem Kollektiv yon Patienten mit Psoriasis vulgaris wurden gegentiber einem Kontrollkollektiv yon Hautgesunden eine signifikante Erh6hung der Laurins~iure festgestellt.
Sehliisselwiirter: Fettsfiuren - Psoriasis vulgaris - Haarlipide Ausgehend yon den Untersuchungen Unnas [25, 30] und Cederkreutz [3], die einen hohen Cholesteringehalt der Psoriasisschuppen festgestellt hatten, glaubte Gr/itz [10] in der Psoriasis die cutane Manifestation einer Fettstoffwechselst6rung im Sinne einer Cholesterinose zu sehen. Dieser Auffassung hat im wesentlichen Greither [9] widersprochen. Dennoch ist es das Verdienst yon Griitz, dutch seine Untersuchungen einen Anstol3 ffir die umfassende Erforschung der Hautlipide bei der Psoriasis gegeben zu haben. In der Zusammensetzung des Lipidmantels finden sich folgende Abweichungen: 1. Erh6hter Anteil des freien Cholesterins [4, 7, 25, 30, 32]; 2. Verschiebung des Cholesterinesters/Gesamtcholesterin Quotienten [16,17, 18,32]; Sonderdruckanj?agen
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3. Verminderte Veresterungsf~ihigkeit der Haut bei Untersuchungen mit 14CTracern [5]; 4. Erh6hter Phosphorlipidgehalt der Schuppen [4,/2]; 5. Vorhandensein unbekannter Lipoide bei elektronenmikroskopischen [26] und UV-spektroskopischen [23] Untersuchungen; 6. Erh6hter Anteil freier FettsS.uren am Gesamtlipidgemisch im Stratum conjuncture [2]; 7. Erh6hter Anteil langkettiger freier Fettsfiuren im Stratum conjunctum nicht befallener Haut beim Psoriatiker [1,2,/2-14]. Diese Angaben m6gen exemplarisch verdeutlichen, dab eine St6rung im Lipidmantel der Haut zum festen Bestandteil bei der Psoriasis vulgaris geh6rt. Der behaarte Kopf ist ebenso wie andere Lokalisationen eine besondere Pr~idilektionsstelle dieser Erkrankung. Hierffir spricht ganz besonders, dag im Haarfollikel, aber auch beim follikelfreien Gewebe in den Ostien der Schweil3drfisen, spezifisch histologische Substrate nachweisbar waren [19,27]. Da fiber u des Haarfettes kaum, bzw. keine Angaben im Schrifttum vorliegen, stellte sich ffir uns die Frage, ob in der Verteilung der FettsS_uren in den Lipiden zwischen Hautgesunden und Psoriatikern eine unterschiedliche Verteilung besteht. Kasuistik Untersucht wurden die Haar-. und Kopfhautlipide eines Kollektives von /7 Hautgesunden (9 M/innern, 8 Frauen) u n d / 7 Psoriatikern (8 Mfinnern und 9 Frauen) im Alter zwischen 20 und 40 Jahren. Zwei Proben des Haarfettes wurden jedem Probanden abgenommen, nachdem 6 Tage auf eine Haarwfische verzichtet wurde. Bei Psoriatikern wurden nut Haare aus unbefallenen Kopfhautarealen zur Analyse herangezogen. Die Gewinnung der Proben erfolgte bei der Methode I in Anlehnung an die yon Gershbein [6] und Nicolaides [21] mitgeteilten Arbeitsweise, wobei yon Haaren, deren Wurzeln im Bereich des Os parietale lagen, die endstfindigen Teile eines jeden Haarschaftes in einer Lfinge von 3 cm abgetrennt wurden. Die Gewinnung der Proben ffir die Methode H erfolgte in einer Modifikation des yon Strauss [25] beschriebenen Verfahrens. Hierzu wurde ein Stahlstempel mit einer Masse yon 290g und einer waagerechten planen DruckflS,che (Durchmesser 2,8 cm), die mit fettfreiem, saugffihigem Papier bespannt war, nach Wegstreichen der Haare im Bereich des Os parietale aufgesetzt. Der Stempel ruhte
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Abb. 1. Fettsfiuren des Haarfettes bei Hautgesunden (n = 17) und bei Patienten mit Psoriasis capitis (n = 17) (prozentuale Verteilung mit Standardabweichung) 1@:1 18:2 18:3
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Abb.2, Fettsfiuren des Lipidmantels der Kopfhaut und des Haarfettes bei Hautgesunden (n = 37) und bei Patienten mit Psoriasis capitis (n = 17) (prozentuale Verteilung mit Standardabweichung)
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dabei ohne /iuBere Ffihrung senkrecht 3 min auf dem Kopf. Die Proben wurden unmittelbar nach Gewinnung mit Ather extrahiert. Eine Differenzierung nach freien Fettsgmren, Fetts/iuren der Neutralfette und der Cholesterin- bzw. Wachsester wurde nicht durchgeffihrt. Identifizierung und quantitative Bestimmung der Fetts~iureverteilung wurde mit Hilfe der Gas-Chromatographie in Form der Methylester vorgenommen. Hierzu wurden die Gesamtlipide mit methanolischer Kalilauge verseift, angesfiuert und ausgefithert. Der Atherextrakt wurde getrocknet, eingedampft und zur Veresterung mit 3 ml Methanol und 0,3 ml Bortrifluorid-Methanolkomplex versetzt. AnschlieBend wurde die L6sung 30 min unter RfickfluB und Fenchtigkeitsausschlu6 gekocht. Nach dem Abkfihlen wurden die Methylester mit Hexan extrahiert und am Vakuumrotationsverdampfer bei 30~ eingeengt. Zur Herabsetzung des L6sungsmittelpeaks wurde Hexan durch Schwefelkohlenstoff ersetzt. Die gas-chromatographische Trennung erfolgte an einer S~iulevon 3 % Silicon JXR aufGas-ChromQ 100 - 120 mesh bei 180 - 220 ~C, Temperaturanstieg 5~C/min. Einspritzblock: 250~ Flammenionisationsdetektor: 250~ Stickstoff: 25 ml/min. Die quantitative Auswertung der Chromatogramme erfotgte nach Peakfl[ichenbestimmung durch Bildung des Produktes aus H6he und Breite in halber H6he. Die ffir die Auswertung ben6tigten Korrekturfaktoren und Retentionszeiten wurden durch Einwaage der betreffenden Fettsfiuremethylester bestimmt. Die Auswertung und Signifikanzberechnungen wurden im Rechenzentrum der Universit[it Hamburg vorgenommen. Der Vergleich zwischen den Kollektiven erfolgte fiber den U-Test nach Wilcoxon, Mann und Whitney.
Ergebnisse Bei beiden Untersuchungen lieBen sich folgende Fetts~iuren identifizieren (Anzahl der Kohlenstoffatome): C10, C12, C14, Cls, C16, C16:1, C18, el8:1, C18:2, C18:3. Sowohl bei der Methode I als auch bei der Methode II wird bei der Gegenfiberstellung der Kollektive der Gesunden und Psoriatiker eine signifikant h6here Konzentration an LaurinsS.ure (C12) bei den Psoriatikern gefunden. Bei den tibrigen Fettsfiuren war ein signifikanter Unterschied nicht feststellbar (Sicherheitswahrscheinlichkeitsbestimmung P < 0,03). Die Gegeniiberstellung der Fetts/iuren der Lipide Gesunder, bzw. Psoriatikern zeigt keinen geschlechtsspezifischen signifikanten Unterschied. Diskussion Die vorliegenden Ergebnisse zeigen einen hohen Anteil an Palmitin- und Stearinsfiure sowie an unges~ittigten Fettsfiuren. Diese Ergebnisse korrelieren mit den
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M i t t e i l u n g e n a n d e r e r A u t o r e n [6, 8,11,15, 21,22]. Bei der G e g e n t i b e r s t e l l u n g der Fettsfiureverteilung H a u t g e s u n d e r u n d P s o r i a t i k e r ist a b e r aufffillig, d a b signifik a n t e U n t e r s c h i e d e n u r im Bereich der Fettsfiuren m i t weniger als 15 K o h l e n s t o f f a t o m e n bestehen. Beim P s o r i a t i k e r ist die M e n g e der Laurinsfiure sowohl im H a a r f e t t als auch in den g e m e i n s a m analysierten K o p f l l a u t - u n d H a a r l i p i d e n signifikant h 6 h e r als bei d e m Vergleichskollektiv (gesunden P r o b a n d e n ) . Welche L i p i d f r a k t i o n e n nun einen Beitrag zur E r h 6 h u n g der L a u r i n s / i u r e k o n z e n t r a t i o n leisten, lfil3t sich m i t unserer M e t h o d e z. Zt. n o c h nicht sagen. In F r a g e kfime auch eine bakterielle Beeinflussung des Laurins/iurespiegels. Eine von uns durchgeffihrte U n t e r s u c h u n g der B a k t e r i e n f l o r a e r g a b keinen Hinweis a u f e i n e krankheitsspezifische unterschiedliche bakterielle Besiedlung von K o p f h a u t u n d H a a r bei den P s o r i a t i k e r n im Vergleich z u m H a a r g e s u n d e n . D a m i t erscheint auch die H e r k u n f t der e r h 6 h t e n L a u r i n s / i u r e m e n g e im H a a r f e t t des P s o r i a t i k e r s aus l i p o p r o t e i n h a l t i gen M e m b r a n e n g r a m n e g a t i v e r B a k t e r i e n unwahrscheinlich. Diese Bakterien geh6ren typischerweise nicht zu der a u c h bei P s o r i a t i k e r n a n z u t r e f f e n d e n n o r m a l e n b a k t e r i e l l e n K o p f h a u t b e s i e d l u n g . Die U r s a c h e der K o n z e n t r a t i o n s e r h 6 h u n g der Laurinsfiure b e i m P s o r i a t i k e r liegt vermutlich in einer E r h 6 h u n g der Synthese von laurinsfiurehaltigen N e u t r a l f e t t e n bzw. Cholesterin- u n d W a c h s e s t e r n in der E p i d e r m i s u n d den T a l g d r ~ s e n selbst. Eine S t 6 r u n g dieser Biosynthese der Fettsfiuren, die n o r m a l e r w e i s e ohne U n t e r b r e c h u n g , d . h . ohne d a b die S u b s t r a t e die E n z y m o b e r f l / i c h e verlassen, bis zu einer Kettenlfinge von 16 K o h l e n s t o f f a t o men erfolgt, w/ire zu diskutieren. Als U r s a c h e n ffir das vorzeitige Verlassen des Synthesecyclus k 6 n n t e n gest6rte E n z y m a k t i v i t / i t e n in F r a g e k o m m e n .
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Eingegangen am 2. Mai 1978
