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Die mechanische Reaktion des Froschskeletmuskels auf Ca++ und andere divalente Kationen in der Außenlösung

  • Gerfried Gebert
Article

Zusammenfassung

Frisch excidierte Frosch-Sartorien zeigen beim Eintauchen in Ringer-Lösung eine kurzzeitige Kontraktur, deren Spannung vom Ca++-Gehalt der Lösung abhängt. Die Schwelle liegt bei ca. 0,3 mmol/l CaCl2 (individuelle und jahreszeitliche Schwankungen). Die maximale Spannung in isotonischer CaCl2-Lösung beträgt bei Ganzmuskeln ca. 200 g/cm2 und bei Einzelfasern ca. 1800 g/cm2. Durch Berieselung von in situ verbleibenden Sartorien läßt sich die Kontraktur ebenfalls auslösen, mit Durchströmung über die Blutgefäße dagegen nicht. Sr++ und Ba++ haben die gleiche Wirkung wie Ca++. Mg++ wirken in hohen Konzentrationen (10 mmol/l) hemmend. Co++ hat keinen Einfluß. Zusatz von Lokalanaesthetica oder Strophanthin sowie Lähmung mit Flaxedil verändern die Ca-Kontraktur nicht. Coffein verstärkt die Hemmung durch Vorbaden des Muskels in Ringer geringfügig.—Vorbaden der Sartorien in Ringer-Lösung hemmt die Ca-Kontraktur in Abhängigkeit vom Ca++-Gehalt der Vorbadelösung. Froschplasma wirkt etwa wie Ringer mit 0,2 mmol/l CaCl2. Erhöhung der KCl-Konzentration im Vorbad auf 12 mmol/l beeinflußt die Hemmung nicht, Ersatz des Na durch Cholin oder Tris setzt sie herab. — Aus den Befunden wird gefolgert: 1. Die Ca++-Permeabilität der Membran des Froschskeletmuskels in vivo ist so hoch, daß auch geringe Erhöhung der Ca++-Außenkonzentration durch den Ca++-Mehreinstrom eine Verkürzung auslöst, 2. Die extracelluläre Flüssigkeit des Frosches hat wahrscheinlich eine andere ionale Zusammensetzung als das Plasma. 3. Die Muskelfasermembran kann als Reaktion auf Steigerung der Ca++-Außenkonzentration innerhalb einiger Minuten ihre Ca++-Permeabilität stark herabsetzen.

Summary

Freshly excised frog sartorius muscles go into a contracture when they are dipped into Ringer's solution. The contracture tension depends on the Ca++ content of the solution. The threshold concentration is about 0.3 mmole/l CaCl2 (individual and seasonal variations). The maximum tension in isotonic CaCl2 solution is about 200 g/cm2 in whole muscle and about 1800 g/cm2 in single muscle fibres. The contracture can also be produced by direct application of Ringer's solution with relatively low CaCl2 content to the surface of sartorius muscles in situ, but not by perfusion with Ringer's solution through the blood vessels. Sr++ and Ba++ have the same effect like Ca++. Mg++ in high concentration (10 mmole/l) diminishes the contracture. Co++ is ineffective. Addition of local anesthetics or ouabain and paralysing by flaxedil do not influence the Ca-contracture. Caffeine increases a little the inhibition by prebathing in Ringer's solution. — 5 min prebathing in Ringer's solution with normal CaCl2-concentration, lower CaCl2 concentration or without CaCl2 leads to a remarkable inhibition of the Ca-contracture, the degree of which depends on the Ca++ content of the prebathing solution. Prebathing in blood plasma of the frog causes inhibition as great as prebathing in Ringer's solution with 0.2 mmole/l CaCl2. Increase in the KCl-concentration to 12 mmole/l has no effect on the inhibition by prebathing, but substitution of Na by choline or tris reduces it markedly. — The following is concluded from our results: 1. The Ca++ permeability of frog skeletal muscle in vivo is relatively high. Therefore already a slight increase in the outer Ca++ concentration induces a contraction by the augmented Ca++ influx. 2. The ionic composition of the extracellular fluid of the frog muscle probably is different from that of the blood plasma. 3. The membrane of the muscle fibres is able to diminish its Ca++-permability markedly within a few minutes as a response to an increase in the outer Ca++-concentration.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1967

Authors and Affiliations

  • Gerfried Gebert
    • 1
  1. 1.Physiologisches Institut der Universität TübingenGermany

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