Osmotischer Druck und Ionengleichgewicht beim Blutegelmuskel

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Zusammenfassung

Es wurde das Verhalten des Blutegelrückenmuskels in Lösungen von verschiedenem osmotischen Druck und verschiedenem Ionengehalt untersucht. In reinen Zuckerlösungen sowie in reinen Kochsalzlösungen zeigt der Muskel einen von der Größe des osmotischen Druckes abhängigen Längszustand oder Tonus. Die Druck-Längenkurve zeigt in beiden Fällen einen Wendepunkt. Der in n/10-NaCl im Gleichgewicht befindliche Muskel erschlafft bei Herabsetzung des osmotischen Druckes bis zu einer Konzentration von n/20–n/30 und beginnt von da ab sich zu kontrahieren. In Na-freier Zuckerlösung liegt der Wendepunkt bei etwa molarer Konzentration, also bei etwa zehnmal so hohem osmotischen Druck. Erhöhung der Zuckerkonzentration führt zu Erschlaffung, Verminderung zu Kontraktion.

Zusatz von Kalium zur NaCl-Lösung in einer die Isotonie nicht störenden Menge bewirkt eine wiederum von der Konzentration abhängige Längen- oder Tonusänderung, die gleichfalls einen Wendepunkt zeigt. Dieser liegt bei einer Konzentration von etwa n/250–n/200. Schwächere Konzentrationen bewirken eine Erschlaffung, stärkere eine Erhöhung des Muskeltonus. Kalzium wirkt in allen Konzentrationen erschlaffend. Es erscheint als Antagonist des Kaliums, wenn dieses kontrahierend wirkt, aber als Synergist, bei Kaliumkonzentrationen, die erschlaffend wirken.

In O2-reichem Medium bleibt die elektrische Reizbarkeit über 30 Stunden erhalten. Der Muskel zeigt ein großes Summationsvermögen, auch für einzeln unwirksame Reize. Die Erschlaffungsgeschwindigkeit steigt mit der Steilheit der Kontraktion. O2-Mangel wirkt tonusvermindernd und erschlaffungsbeschleunigend. Hypotonie erhöht, Hypertonie vermindert die elektrische Reizbarkeit. Kalium hat wenig Einfluß, Kalzium erzeugt eine starke Herabsetzung der Reizbarkeit. Tonus und Reizkontraktion sind mithin von einander völlig unabhängige Erscheinungen.

Summary

The behaviour of the dorsal muscle of leech in solutions of different osmotic pressure and different ions has been investigated. In pure sugar solutions as well as in pure solutions of sodium chloride the permanent state of length (tonus) of the muscle depends on the osmotic pressure of the solution. The curve representing the relation between pressure and length reveals in both cases a turning point. The muscle beeing in equilibrium in n/10-NaCl solution relaxes with diminishing osmotic pressure untill a concentration of n/20–n/30 is reached. With further diminution starts a contraction.

In sodium free sugar solutions the turning point lies at approximatly molar concentrations that is at osmotic pressure ten times higher. Increase of sugar concentration leads to relaxation and its diminution to a contraction.

Addition of potassium to the NaCl solution without disturbing the isotonic condition produces also a change of the state of length or the tonus. This change too depends on the concentration and shows a turning point at a K-concentration of about n/250–n/200. Lower concentrations produce a relaxation and higher ones a contraction.

Calcium has a relaxing effect in all concentrations. It is an antagonist of potassium as far as the latter one produces a contraction, but acts as its Synergist in K-concentrations leading to a relaxation.

In a medium rich in oxygen the electrical excitability of the muscle may be preserved for more than 30 hours. The muscle shows a great power of summation even for single shocks not effective by itself. The velocity of relaxation increases with the steepness of the contraction. Lack of oxygen diminishes the tonus and accelerates the relaxation. Hypotonic solutions increase while hypertonic ones diminish the electrical excitability. Potassium has little influence whereas calcium produces a strong diminution of excitability.

Therefore tonus and contractions by stimulation are entirely independent phenomena.

Karl von Frisch zum 60. Geburtstag gewidmet.