Summary
An increase of the ATP-splitting rate of glycerin extracted fibres of rabbit psoas muscle is observed during sinussoidal stretch and release in ATP-concentrations from 0.5 to 2 mM Mg-ATP, but not in 5 mM. This elevation of the ATP-cleavage rate is not due to a higher myofibrillar enzymic activity produced by sinussoidal stretch but to an increase of the ATP-supplied and ATP-splitting fraction of the muscle fibre produced by an increased diffusivity of ATP at a low ATP-concentration insufficient to ascertain a complete ATP-supply of the fibre. For a reduction of the concentration difference “ATP outside to inside” the fibre bundle from 5 to 3 mM is found. Insect fibrillar flight muscles however show an increase of both the ATPase activity and the concentration difference from 1.9 to 3 mM ATP when they are driven to oscillate and work by sinussoidal stretch and release. The elevation of both ATPase activity and ATP-concentration difference can only be due to an increased myofibrillar enzymic activity of the insect flight muscle during sinussoidal stretch and release. The diffusion coefficient of ATP into the muscle fibre is 2×10−7 cm2/sec for rabbit psoas muscle and 4×10−7 cm2/sec for insect fibrillar flight muscle.
Zusammenfassung
Bei ATP-Sättigung (5 mM Mg-ATP) von glycerinextrahierten Muskelfasern des Psoasmuskels des Kaninchens bewirkt sinusförmige Dehnung und Entdehnung keine Erhöhung der ATP-Spaltungsrate, jedoch wird bei ATP-Konzentrationen von 0,5–2 mM eine solche beobachtet. Diese Erhöhung der ATP-Spaltungsrate beruht nicht auf einer Erhöhung der Enzymaktivität durch sinusförmige Dehnungen, sondern offenbar auf einer Vergrößerung des ATP-spaltenden Querschnitts durch eine Verbesserung des ATP-Einstroms in die Faser bei einer ATP-Konzentration, die für eine vollständige Sättigung der Muskelfaser mit ATP nicht ausreicht. Denn bei sinusförmiger Dehnung findet man eine Erniedrigung der Konzentrationsdifferenz „ATP außen” nach „ATP innen” von 5 auf 3 mM Mg-ATP. Umgekehrt findet man bei extrahierten Fasern von Insektenflugmuskeln unter Arbeitsleitung eine etwa 70% ige ATPase-Steigerung und eine Erhöhung der Konzentrationsdifferenz von 1,9 auf 3 mM Mg-ATP, wenn die Faser sinusförmig gedehnt wird. Diese gleichzeitige Erhöhung von ATPase-Aktivität und Konzentrationsdifferenz beim Insektenflugmuskel muß durch eine Erhöhung der Enzymaktivität des Actomyosins bedingt sein. Die Bestimmung des Diffusionskoeffizienten von ATP in die Muskelfaser ergibt beim Kaninchenpsoasmuskel einen Wert von 2 · 10−7 cm2/sec und beim Insektenflugmuskel einen von 4 · 10−7 cm2/sec.
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Mannherz, H.G. ATP-Spaltung und ATP-Diffusion in oscillierenden extrahierten Muskelfasern. Pflugers Arch. 303, 230–248 (1968). https://doi.org/10.1007/BF01890903
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