Versuche anNitella zur Frage einer elektroosmotischen Komponente der Saugkraft

Zusammenfassung

An Zellen vonNitella mucronata sind Glukoselösungen mit geringen Salzzusätzen plasmolytisch wirksamer als reine Glukoselösungen von gleichem osmotischem Wert. Diese größere Wirksamkeit der Lösungsgeimsche von Salz und Glukose beruht offenbar auf Verringerung oder Ausschaltung einer elektroosmotischen Komponente der Saugkraft der Zellen.

Messungen der Spannung zwischen dem elektrisch negativen Zellinneren und dem Außenmedium zeigen, daß geringe Salzkonzentrationen, die allein diese Spannung nur wenig herabsetzen, bei gleichzeitiger Anwesenheit von soviel Glukose in der Lösung, daß die Gesamtkonzentration etwas unter der grenzplasmolytischen liegt, die Spannung sehr stark herabsetzen. Soweit die bisherigen Versuche zeigen, beginnt dieser Effekt ungefähr bei denselben Konzentrationen der Salzzusätze, die auch die plasmolytische Wirksamkeit der Lösungen erhöhen.

Bei der Einwirkung eben noch nicht plasmolysierender Mischlösungen von Salz und Glukose treten Aktionspotentiale auf. Wenn die Repolarisation der Aktionspotentiale unvollständig wird, kommt es zur verstärkten Spannungsabnahme, bis die Spannung an der Zellgrenzfläche ungefähr auf dem Wert bleibt, der dem Gipfelwert dieser Aktionspotentiale entspricht. Nach der Auffassung von Tasaki und Hagiwara (1957), von zwei stabilen Spannungen an der Zellgrenzfläche kann man sagen, daß diese Mischlösungen von Salz und Glukose zunächst Aktionspotentiale auslösen, deren Gipfelwert ja der zweiten Gleichgewichtsspannung entspricht, und daß, bei genügend wirksamen Mischlösungen, die Spannung schließlich ganz auf den Wert der zweiten Gleichgewichtsspannung verlegt wird.

Die gegenüber ihrem osmotischen Wert gesteigerte plasmolytische Wirksamkeit der Mischlösungen von Salz und Glukose beruht darauf, daß diese Mischlösungen eine elektroosmotische Komponente der Saugkraft der Zellen vermindern oder ausschalten, und das bewirken sie dadurch, daß sie die elektrische Spannung an der Zellgrenzfläche senken, von der die elektro-osmotische Komponente der Saugkraft abhängt.

Summary

On cells ofNitella mucronata glucose-solutions with small additions of salts are plasmolytically more effective then pure glucose-solutions of the same osmotic value. This enhanced effectiveness of the glucose-salt-mixtures is probably caused by deminution or elimination of an electroosmotic component of the suction force of the cells.

Measurements of the potential between the electrically negative cell-interior and the outside medium show that low salt-concentrations which alone deminish this potential only little deminish the potential strongly, if at the same time so much glucose is present in the solution, that the total concentration is somewhat below that of incipient plasmolysis. As the experiments show till now, this effect begins approximately at the same concentrations of the salt additions, which augment also the plasmolytic efficiency of the solutions.

Under the influence of just not yet plasmolysing salt-glucose-mixtures actionpotentials arise. If the repolarisationphase of the actionpotentials gets incomplete, the potential decreases more, till the potential at the cell-boundary reaches approximately the value corresponding to the peak-value of these actionpotentials. According to the assumption of Tasaki and Hagiwara (1957) of two stable potentials at the cell-boundary one can say, that the salt-glucose-mixtures at first release actionspotentials, whose peak-values correspond to the second equilibrium-potential, and that, with sufficiently efficient mixtures, the potential is finally brought totally at the value of the second equilibrium-potential.

The augmented plasmolytic efficiency of the salt-glucose-mixtures as compared to their osmotic values depends on a deminishment or elimination of an electro-osmotic component of the suction force of the cells by these mixed solutions, what they bring about by lowering the electric potential at the cell-boundary, from which the electroosmotic component of the suction force depends.