Die Abhängigkeit der Reizzeiten bei der elektrischen Erregung von der Länge der erregten Gebilde

Zusammenfassung

An Vorticellen lassen sich zwei sehr verschiedene Chronaxien nachweisen, kurze, die man aus gewissen Gründen dem Köpfchen, und lange, die man dem Stiel zuordnen kann. Die Chronaxien verhalten sich zueinander ungefähr wie die Quadrate der Längen von Köpfchen und Stiel.

Bei Internodialzellen vonNitella verkürzt sich beim Verkürzen der Zellänge durch Abbinden die Chronaxie ungefähr proportional dem Quadrat der Zellänge, wenn sich die Kathode immer an demselben intakten Zellende befindet.

Diese Befunde stützen die Ansicht vonUmrath (1925, 1928, 1942, 1959), daß die Reizzeiten bei der elektrischen Erregung den Quadraten der Zellängen proportional sind, wobei sich aber für die in der Theorie der elektrischen Erregung vonNernst (1899, 1908) als Diffusionskoeffizient eingeführte Größek ein Zahlenwert ergibt, der für einen Diffusionskoeffizienten zu groß, beiNitella viel zu groß ist. Man kann nachUmrath (1928, 1942, 1959)k als Beweglichkeit elektrisch polarer, grenzflächenaktiver Molekeln im Plasmalemma interpretieren und so die mathematischen Formulierungen der Theorie vonNernst (1899, 1908) und vonHill (1910) übernehmen.

Beim Vergleich verschiedener Organismen mit sehr verschiedenen Zellängen zeigt sich eine Zunahme der Chronaxien mit zunehmenden Zellängen, aber nicht proportional den Quadraten der Zellängen, so daßk mit zunehmender Zellänge zunimmt. Das wird vonUmrath (1959) dahingehend gedeutet, daß einer hohen Beweglichkeit grenzflächenaktiver Substanzen im Plasmalemma mit zunehmender Zellgröße zunehmender Selektionswert zukommt. Extrem großek-Werte kommen bei den Skelettmuskeln und Nerven der Wirbeltiere vor, bei denen sie auch für eine rasche Erregungsleitung von Bedeutung sein dürften.

Summary

In Vorticellae two very different chronaxies can be demonstrated, short ones, which for certain grounds can be ascribed to the head, and long ones, which can be ascribed to the stalk. The chronaxies are approximately in the same proportion as the squares of the lengths of the head and stalk.

If internodial cells ofNitella are shortened by tying them off, the chronaxie is shortened about as the square of the cell-length, provided that the cathod is always situated on the same, intact end of the cell.

These findings support the view ofUmrath (1925, 1928, 1942, 1959), that in electrical excitation necessary times of current flow are proportional to the squares of the cell-lengths. But if one calculates the numerical value of the diffusion-coefficientk, introduced byNernst (1899, 1908) in the equations of his theory of electrical excitation, it is too great, inNitella much too great, for a diffusion-coefficient. AfterUmrath (1928, 1942, 1959) one may interpretek as the mobility of electrically polar, surfaceactive molecules in the plasmalemma and in this way take over the mathematical formulations of the theory ofNernst (1899, 1908) andHill (1910).

In comparing different organisms with widely different cell-lengths it results an augmentation of the chronaxie with increasing cell-length, but not proportional to the square of the cell-length, so thatk increases with increasing cell-length.Umrath (1959) explains this by assuming, that with increasing cell-length the selection-value of a high mobility of surfaceactive substances in the plasmalemma is increased. Extremely great values ofk are encountered with skeletal muscles and nerves of vertebrates, where they may be of importance for fast conduction of excitation.