Chemische, physikalische und biologische Eigenschaften der Saponine

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Chemische, phys ika l i sche und bio logische E igenscha f t en de r Saponine

Von Ludwig Kofler (Innsbruck)

Eingegangen am 24. Dezember 1928

Die Saponine bilden eine Gruppe pflanzlicher Glykoside, die sich durch eine Reihe von gemelnsamen Eigenschaften yon anderen Glykbsiden unterscheiden. Trotzdem schon vor etwa 100 Jahren aus mehreren Pflanzen Saponine - - allerdings in unreiner Form - - gewonnen und als eigene KSrper- klasse beschrieben wurden~ sind heute unsere Kenntnisse fiber die Saponine noch vielfach unsicher und lfickenhaft. Dies ist zum Teil durch die Schwierigkeit der Gewinnung chemisch reiner einheitlicher Substanzen begrfindet~ zum Tell sind viele Widersprfiche in der Literatur insbesondere auf physiologischem und medizinischem Gebiete auf die ausdriicklich oder stillschweigend gemachte Voraussetzung zurfickzufiihren, daft die einzelnen Saponine in allen ihren Eigenschaften fibereinstimmen. Diese falsche Voraussetzung kommt auch in neueren Arbeiten vielfach schon dadurch zum Ausdruck, dat~ der Autor schlechtweg von Saponin spricht ohne genauere Ang~tben fiber t terkunft und Natur des verwendeten Pr~parates. Diese Gepflogenheit hatte zu noch zahlreicheren Widersprfichen ~fihren mfissen, wenn nicht die meisten Autoren aus ~ui~eren Grfinden immer ein und dasselbe Saponin benutzt h~tten, n~mlich das Saponin pur. albiss. Merck. Die mit diesem Pr~parat gewonnenen Versuchsergebnisse wurden nun hiiufig als allgemeine Eigenschaften der Saponine betrachtet und erst wenn durch Zu~all oder Absicht ein Autor ein anderes Saponin heranzog~ erwies sich die Unzul~ssigkeit der Verall- gemeinerung. Im Laufe der folgenden Ausftihrungen werden sich mehrere derartige Beispiele ergeben wie z. B. die bekannte Rywosch-Reihe .

Wenn es auch notwendig schien, auf die hitufig zu wenig beachteten Unterschiede zwischen den einzelnen Saponinen hinzuweisen~ so bleibt daneben trotzdem die Berechtigung einer einheitlichen Betrachtung der Saponingruppe bestehen. Die wichtigsten g e m e i n s a m e n E i g e n s c h a f t e n sind die folgenden: die Saponine sind Glykoside, die aus Kohlenstoff~ Wasserstoff und

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Sauerstoff bestehen. Sie s ind oberflachenaktiv und bilden i n wasseriger LSsung beim Schfitteln einen haltbaren Schaum~ sie wirken hamolytisch~ tSten Fische noch in grot~en VerdUnnungen~ reizen in Pulverform zum Niesen; intraven~s injiziert wirken sie schon in kleinen Dosen giftig, yon der intakten Darmwand werden sie nicht oder nur in sehr geringer Menge resorbiert~ sie fSrdern die Darmresorption mancher Arzneimittel und Gifte. Das Solanin stimmt in vielen Eigenschaften mit den Saponinen fiberein~ unterscheidet sich aber in mancher Richtung~ z.B. durch seinen Stickstoff- gehalt und die Alkaloidnatur seines Aglykons.

Die meisten Saponine sind nur in a m o r p h e m Zustand bekannt, nur wenige konnten bisher in k r i s t a l l i s i e r t e r Form erhalten werden~ z. B. Digitonin, Zyklamin, Hederin~ Jego-Saponin und Primulas~ure. W~sserige LSsungen der Saponine sind kolloidal und dialysieren nicht oder nur sehr schwer. Das fehlende oder geringe DialysiervermSgen ist u. a. auch von Bedeutung bei der Untersuchung und Verarbeitung von Saponinpflanzen. So spielt bei der Extraktion yon saponinhaltigen Pflanzenteilen der Feinheitsgrad eine wesentliche Rolle. Bei der in den Apotheken fiblichen Bereitung des Decoctum Senegae aus der nur grob zerkleinerten Droge wird nur halb so viel Saponin extrahiert wie bei Verwendung einer rein gepulverten Droge [ K a r s m a r k (1), K o f l e r und Adam (2)]. In ausgelaugten Riibenschnitzeln land A n d r l l k (3) noch 61,2~ des urspr[inglich vorhandenen Saponins. Es geht dabei offenbar vorwiegend das Saponin aus den angeschnittenen~ nicht aber aus den intakten Zellen in LSsung. Dies lafit sich mit ttilfe von Blut- gelatine auch an mikroskopischen Pr~paraten zeigen. Eine in Blutgelatine eingebettete abgezogene Epidermis einer Saponinpflanze erzeugt einen h~molytischen Hof, Die mikroskopische Untersuchung ergibt, daft die H~molysewirkung nur yon den erSffneten Zellen am Rand des Epidermisstiickes ausgeht~ die Blutk5rperchen fiber oder unter den intakten Zellen bleiben auch nach Stunden unverandert [F i scher (4)]. Ein wesentlicher Untersehied zwischen lebenden und abgetSteten Zellen bezfiglich der Saponindurchl~ssigkeit besteht nicht.

Die meisten Saponine sind in Wasser leicht 15slich, nur einzelne sind sehwer 15slich oder unlSslieh. K o b e r t (5fi) unterschied zwischen n e u t r a l e n und s a u r e n S a p o n i n e n bezw. S a p o n i n s ~ u r e n ; doch wurden diese Be- griffe in der Folgezeit in verschiedenem Sinne gebraucht. K o b e r t kam durch die sogen. Bleimethode zu der erw~hnten Einteilung. Versetzt man n~mlich SaponinlSsungen z. B. einen wasserigen Drogenauszug mit neutralem Bleiazetat~ so werden manche Saponine ausgef~llt~ andere bleiben in L5sung und kSnnen aus dem Filtrat durch Zusatz yon basischem Bleiazetat ausgef~llt werden. Die durch neutrales Bleiazetat gef~llten Saponine bezeichnet K o b e r t als saure Saponine oder Saponinsauren, die durch basisches Blei- azetat gef~tllten als neutrale Saponine. Nach der Darstellung S i e b u r g s

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unterscheidet jedoch Kob e r t drei Gruppen yon Saponinen. Nach Sie b u r g s (7) Auffassung w~ren als Saponinsiiuren jene Saponine zu bezeichnen, die nur in Form ihrer Alkaliverbindungen wasserlOslich sind, auf Zusatz yon Mineral- s~uren aber ausfallen; die wasserlOsliehen werden nach ihrem Verhalten gegen neutrales und basisches Bleiazetat in saure und neutrale Saponine eingeteilt. Aus diesen und ~hnlichen Literaturstellen ergibt sich, dat~ keine vOllige Einheitlichkeit fiber die Begriffe Saponinsi~uren, neutrale und saure Saponine herrscht. Solange die Konstitution der Saponine nicht bekannt ist und wir daher nur auf LOslichkeit und Verhalten gegen Alkalien und Si~uren an- gewiesen sind, l~fit sieh wohl keine befriedigende Einteilung geben. Aus praktischen Grfinden scheint es vorl~ufig zweckm~fiig, zwischen saaren und neutralen Saponinen zu unterscheiden und die Bezeichnung Saponins~ure als gleichbedeutend mit saurem Saponin zu betrachten. Die neutralen sind demnaeh die in Wasser und in angesguertem Wasser leicht 15slichen Saponine; die SaponinsAuren oder sauren Saponine sind in Wasser schwer 15slich oder unliJslich, liJsen sich aber in verdfinnten Alkalien und werden durch SAuren aus diesen LOsungen ausgefallt.

In heit3em, verdiinntem Athylalkohol sind die Saponine fast ausnahmslos 1Oslich und fallen beim Abktihlen aus. Je konzentrierter der Alkohol ist, um so schwerer 10st er die Saponine; in konzentriertem Alkohol sind die meisten Saponine nahezu unlOslieh. Ahnlich verhitlt sich Methylalkohol, der jedoch im allgemeinen ein etwas besseres L~sungsmittel darstellt. In Ather, Petrol~ther~ Chloroform, Benzol, Schwefelkohlenstoff und anderen Fettl•sungs- mitteln sind die Saponine praktisch unlOslich. Einzelne Saponine machen aber davon eine Ausnahme, so enthiflt die Zuckerrfibe neben einem in Ather unlOslichen auch ein in ~xther 15sliehes Saponin [van der H a a r (8)].

Die Saponine sind o b e r f l ~ c h e n a k t i v e Substanzen, jedoch zeigen die einzelnen Saponine betrAchtliche Unterschiede. Zeichnet man die Oberfliichen- spannungs-Konzentrationskurven (,--e-Kurven), tr~gt man also die Ober- fl~chenspannungen als Ordinaten, die Konzentrationen als Abszissen auf, so sind die Kurven gegen die Konzentrationsachse konvex, ithnlich wie dies ffir die wi~sserigen LOsungen sehr vieler organischer Stoffe bekannt ist. Die ~--cKurven zweier Saponine zeigen h~ufig einen Schnittpunkt, ein Urn- stand, der auch physiologisches Interesse besitzt [Kof ler (9)]. Es lag n~mlich der Gedanke nahe, dat3 bei den Saponinen ein Zusammenhang zwischen Oberfli~chenaktivitKt und physiologischer Wirkung bestehe. Wood- w a r d und A l s b e r g (10) verglichen die Wirkung von 12 verschiedenen Saponinen auf die OberflAchenspannung des Wassers mit ihrer hi~molytischen Kraft und fanden, dab kein Parallelismus besteht. Noch mehr spricht gegen einen Parallelismus zwischen Toxizit~t und Oberfl~chenaktivitat der Saponine folgender Versuch K o f 1 e r s: Die Oberfl~chenspannungs-Konzentrations- kurven des Sapindus- und Roi3kastaniensaponins zeigen zwischen 0,1~ und

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1 ~ einen Schnittpunkt. In 0,1 prozentiger LSsung ist das Sapindus Saponin starker oberfl~tchenaktiv, in 1 prozentiger LSsung das Rottkastaniensaponin. Es wurde nun bei beiden Saponinen in 0,1 prozentiger und 1 prozentiger LSsung die Giftigkeit gegentiber kleinen Fischen in einer bestimmten Ver- suchsanordnung ermittelt. Dabei wirkte das Sapindus-Saponin sowohl in 0,1 prozentiger, als auch in 1 prozentiger LSsung stiirker giftig, als das Rofl- kastaniensaponin in denselben Konzentrationen. Ginge die physiologische Wirkung parallel der Oberfl~tchenspannungserniedrigung, so miifite in 1 prozentiger LSsung das Rofikastaniensaponin giftiger sein. Ahnliches sieht man auch beim Vergleich anderer Saponine.

Das S c h a u m v e r m 5 g e n ist eine der am litngsten bekannten Eigen- schaften der Saponine bezw. Saponindrogen. Daraus erkliirt sich die Tatsache, daft saponinhaltige Pflanzen seit den iiltesten Zeiten und unabhi~ngig von- einander in verschiedenen Erdteilen als Waschmittel verwendet werden [BShmer(11), K o b e r t (6,12), R o s e n t h a l e r (13), W o o d m a n (14)]. Ebenso erfolgt der Zusatz yon Saponinen zu Limonaden, zum tiirkischen Honig und zu FeuerlSschmitteln usw. wegen der hohen Schaumkraft. Saponinschiiume sind vom kolloidchemischen Standpunkt viel weniger untersucht als Seifen- schaume. Im wesentlichen lassen sich die bei den Seifenschiiumen gefundenen Tatsachen auch attf die Saponinsch~ume iibertragen; es sind aber doch auch einzelne Abweichungen bekannt. Nach Boys (15) sind die Blasen der Saponin- 15sungen viel starrer als Seifenblasen. Glyzerinzusatz verringert die Starrheit der Saponinhiiutchen; glyzerinhaltige SaponinlSsungen nahern sich in ihrem Verhalten den SeifenlSsungen, ohne sie zu erreichen. Die Schaumbildung kann auch durch andere gleichzeitig in LSsung befindliche Stoffe weitgehend beeinflufit werden. Alkohol verhindert das Schaumen yon SaponinlSsungen, die Menge des hierzu erforderlichen Alkohols ist bei gleichem Prozentgehalt der verschiedenen Saponine ungleich [ 0 v e r t o n (16)]. Bei LSsungen eines und desselben Saponins ist die zur Aufhebung des SchaumvermSgens erforderliche Alkoholmenge bis zu einem gewissen Grade yon der Saponin- konzentration abhi~ngig, jedoch so, daft die Alkoholmenge viel la~gsamer als die Saponinkonzentration steigt. Es handelt sich nach O v e r t o n beim Alkoholzusatz in der Hauptsache um den Ubergang der unechten inhomogenen SaponinlSsung in eine echte homogene Ltisung. Dabei will Ov e r t o n allerdings auch in den nicht schi~umenden wasserig-alkoholischen L(isungen der Saponine die MSglichkeit des Vorkommens von Doppelmolektilen oder einfachen Molekiilkomplexen nicht ausschliefien. Zusatz von Milch vermag schon in einer Verdtinnung von 1:2000 das Schi~umen -con SaponinlSsungen zu verhindern [Eichhol tz (17)]. Saponin- und SeifenlSsungen beeinflussen sich gegenseitig in ihrem SchaumvermSgen, die diesbeziiglichen Verhaltnisse scheinen aber noch nicht vollstiindig gekli~rt zu sein [Boys (15), F r e u n d l i c h (1S), S t e f f a n (19)]. Dutch chemische Einwirkung verschiedener Agentien

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(Behandlung mit Brom oder Barytwasser) kann das SchaumvermSgen ebenso wie andere physikalische Eigenschaften der Saponine weitgehend verandert werden [S ieburg und B a c h m a n n (20)].

Die Saponine wirken als S c h u t z k o l l o i d e , eine Eigenschaft~ die zur Herstellung yon Emulsionen usw. auch praktisch verwendet wird. We d e k in d und K r e c k e (21) bestimmten vom Agrostemma-Saponin die Goldzahl nach Z s i g m o n d y und fanden in einer 2prozentigen wasserigen LSsung eine Gold- zahl yon der GrSi~enordnung 4 bis 10. Verglichen mit anderen Schutz- kolloiden (Na-Kaseinat, Albumin, Dextrin, Agar-Agar usw) iibt Saponin eine der Goldzahl entsprechende Wirkung als Schutzkolloid aus [ B a r t s c h (22)]. Nach T r a u b e und R a c h w i t z (23) besitzt Saponin ebenso wie Seife und andere oberflachenaktive Stoffe~ die eine geringe Haftintensitat an Wasser haben~ eine geringere Schutzkolloidwirkung als oberfl~cheninaktive Stoffe (Gelatine, Dextrin~ Albumin)~ denen eine starke Haftintensitat eigen ist. L i m b u r g (24) fand jedoch die Bestandigkeit yon ParaffinSlemulsionen durch Saponin au6erordentlich stark erhSht. Er nimmt an t da6 sich um die ()l- teilchen herum ein sehr resistentes Saponinhautchen bildet. Gegeniiber der stabilisierenden Wirkung dieses Hautchens tritt die LSsung der Teilchen und die Leitfi~higkeit der LSsung vollkommen in den Hintergrund. Nach Beob- achtungen von G u t b i e r , H u b e r und H a u g (25), ferner yon G u t b i e r und R h e i n (26) ist die Schutzkolloidwirkung der Saponine gegentiber Suspensoiden (kolloides Gold und Selen) geringer, als ihren allgemeinen kolloidchemischen Eigenschaften nach zu erwarten ware.

Die Gegenwart von Saponin begiinstigt das D u r c h t r e t e n f e i n e r N i e d e r s c h l a g e d u r c h F i l t e r . Dies la6t sich durch den bekannten Vor- lesungsversuch mit Tierkoble leicht zeigen und macht sich unangenehm bemerk- bar beim Abfiltrieren saponinhaltiger Fltissigkeiten, z. B. von Bleisulfid-Nieder- schlagen. Zusatz yon Alkohol beeintriichtigt diese Wirkung der Saponine ebenso wie das SchaumvermSgen. Ultrafilter werden durch Vorbehandlung mit Seife oder Digitonin ffir tt~tmoglobin durchgfingig ( B r i n k m a n und S z e n t Gy i i rgy i (27). Diese erhShte Permeabilitat ist reversibel und nicht durch Erweiterung der Filterporen bedingt, sondern wahrscheinlich durch Entspannung gewisser Spannungen an der Grenzflache zwischen Wasser und Kollodium. Die Filtrierbarkeit des reinen Wassers wird dutch Behandlung des Filters mit den oberflaehenaktiven Stoffen nicht oder nur in geringem Grade erhiiht. Dagegen wird die Diffusion von Kalziumchlorid durch Kollodium- membranen dureh Saponin gehemmt [Earl R. Nor i s (28)].

Saponin erhSht auch die Durchlassigkeit pflanzlicher Zellen, wie Boa s (29) an dem Austritt von Anthozyan und Gerbstoff zeigen konnten. Die Gegen- wart von Salzen verstarkt diese Wirkung des Saponins. Boas fiihrt auch die Beeinflussung der Hefegarung durch Saponin auf Permeabilitiitsanderungen zurtick. Auch S e i f r i z (30) deutet die Beobachtung, da6 Elodeazellen durch

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Behandlung mit Saponin ffir Alkohol empfindlicher werden, als ErhShung der Permeabilitat durch das Saponin.

Saponine bilden mit C h o l e s t e r i n und P h y t o s t e r i n e n A d d i t i o n s - v e r b i n d u n g e n , wie in einwandfreier Weise zuerst yon Wi n d a u s (31) fiir Digitonin, Zyklamin und Solanin nachgewiesen wurde. Wahrend bei den drei genannten Saponinen sieh je ein Molekfil Saponin mit einem MolekfiI Cholesterin verbindet, treten beim Dioscin, dem Saponin von Dioscorea Tokoro zwei Molektile Cholesterin mit drei Molekfilen Saponin in Verbindung [Yagi (32)]. Die Saponin-Cholesteride wirken nieht hamolytisch, daher verlieren SaponinlSsungen durch Behandlung mit Cholesterin ihre h~molytische Wirkung [Ransom (33)]. Cholesterinbindung hebt bei allen diesbeziiglich untersuchten Saponinen die H~molysewirkung auf [K o f I e r und S e h r u t k a (34)], eine Ausnahme bildet nach eigenen unverSffentlichten Untersuchungen das Hederin, ein Saponin aus dem Epheu. Dureh Behandlung mit Cholesterin werden auch manche andere Wirkungen der Saponine aufgehoben, die Toxi- zitat ffir Fische, die Wirkung auf das isolierte Herz und die spgter zu be- sprechende resorpti0nsfSrdende Wirkung. Die Toxizitgt nach intravenSser Injektion wird jedoeh durch Bindung an Cholesterin nicht aufgehoben [Bayer uud GaisbSck (35)].

Die F~llung der S~erine dureh Digitonin erlangte als analytische Methode auch eine praktische Bedeutung. W i n d a u s wahlte fiir seine Ver- suche das Digitonin. weft es leicht und schSn kristallisiert und weft seine Formel innerhalb enger Grenzen festgestellt war. Der hohe Preis des Digi- tonins liege andere billigere Saponine ffir praktische Zwecke als Cholesterin- fallungsmittel empfehlenswerter erscheinen. Die bisher untersuchten Saponine konnten aber das Digitonin nicht ersetzen, weft sie tells in konzentrierterem Alkohol zu schwer 15slich sind, tells deshalb, weft die F~llung des Chole- sterins keine quantitative ist und die Verbindungen weniger best~ndig sind, als das Digitonincholesterin. Cholesterinester hindern nicht die H~molyse und geben keine Fiillung mit Digitonin [ H a u s m a n n (36), A b d e r h a l d e n und Le C o u n t (37), W i n d a u s (31)]. Bestrahlung mit ultraviolettem Licht beeinflut~t das BindungsvermSgen des Cholesterins ffir Saponine [Hess und S h e r m a n (38)]. Zwei Stunden lang bestrahltes Cholesterin bindet Digitonin schneller als das unbestrahlte und verzt~gert die H~molyse starker. Wird die Bestrahlung fiber 10 Stunden ausgedehnt, so verschwindet die Wirkung wieder. Beim Ergosterin nimmt die Digitoninfallbarkeit parallel mit der Dauer der Bestrahlung ab [Rosenhe im und W e b s t e r (39), J e n d r a s s i k und K e m ~ n y f f i (40)]. Gleiehzeitig nehmen beim Bestrahlen in Gegenwart yon Luft Ergosterin und Cholesterin h~molytische Eigenschaften an [Fis eher (41)].

Eine grofie Schwierigkeit bei allen Arbeiten mit Saponinen liegt in der Beschaffung reiner, einheitlicher, unveriinderter Substanzen yon konstanter Zusammensetzung. Zahlreiche Widersprfiche oder Unklarheiten in der Lite-

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ratur sind auf diese Schwierigkeit zuriickzufiihren. Die Gewinnung und R e i n i g u n g der Saponine wird durch verschiedene Umst~nde erschwert. Die meisten Saponine lassen sich, wie erw~hnt, nicht zur Kristallisation bringen, die w~sserigen LSsungen sind kolloidal und halten Mineralstoffe, Pflanzen- farbstoffe usw. mit grofler Zahigkeit lest. Wir besitzen h~iufig kein Kriterium flit die Reinheit und Einheitlichkeit der Substanz, zumal die meisten Saponine, namentlich die amorphen keinen scharfen Schmelzpunkt zeigen und chemische Reaktionen zur ausreichenden Charakterisierung nicht zur Verfiigung stehen. Besonders die so hiiufige Verunreinigung durch Kohlenhydrate 1M~t sieh oft schwer feststellen, da dutch etwas energischere Maflnahmen leicht aus dem Saponinmolekiil selbst Zucker abgespalten werden kSnnen. Dazu kommt noch ein weiterer Umstand, der schon lange bekannt ist, aber zum Teil immer wieder iibersehen wird, zum Teil sich nicht umgehen l~fit: bei vielen der gebr~tuchlichen Darstellungsmethoden erleiden die Saponine mehr oder weniger tier greifende Ver~tnderungen, die sieh in ge~tnderter LSslichkeit und in der Abschw~chung der physiologischen Wirkungen iiufiern. Die ange- deuteten Schwierigkeiten bei der Gewinnung und t~einigung sind die Ursaehe dafiir, daft bei chemischen Untersuchungen h~tufig auf die Reindarstellung des Saponins selbst verzichtet und direkt das oft leichter kristallisierende Sapogenin gewonnen wird und dal~ ferner fiir physiologische Versuche in tier Regel ein k~tufliches Saponin herangezogen wird.

Das am meisten verwendete Saponin ist das schon erw~thnte Saponin pur. albiss. Merck, das nach Angaben der Fabrik aus levantinischer Seifen- wurzel hergestellt wird. Das Praparat zeichnet sich dureh mehrere Eigen- schaften vor den meisten anderen Handelssaponinen aus: es ist von weii~er Farbe, in Wasser vollstandig 15slich, wenig hygroskopisch und relativ niedrig im Preise. Ein weiterer Vorteil des Pr~tparates ist die ziemlich konstante Zusammensetzung und Beschaffenheit. Boas (42) hatte allerdings einmal bei Versuchen mit Itefe ein v(illig inaktives Pr~parat in H~nden. Der grSflte Fehler des Saponin pur. albiss. Merck ist sein Name, der bei den meisten Autoren die Meinung hervorruft, daft es sich um ein vollst~ndig reines Pr~- parat handle. Dementsprechend finder man in der Literatur haufig angegeben, daft ,,Saponin purissimum albissimum Merck" zur Verwendung gelangte oder ,,Saponin album purissimum" oder ,,Reines Mercksches Saponin". Nun ist abet das Saponin pur. albiss, keineswegs ein reines Saponin. Merck (43) selbst sagt bei ErSrterung der Schwierigkeiten der Gewinnung und Reinigung: Die ,,meisten Handelssaponine sind daher keine absolut reinen Saponine, sondern sind anzusehen als gereinigte Pflanzenextrakte, die mehr oder weniger Kohlenhydrate enthalten. Ein gereinigtes Pflanzenextrakt, das stets noch Kohlenhydrate enthMt, stellt auch das Saponin album Merck dar". Welches yon den im Handel befindlichen Praparaten unter dem Saponin album Merck gemeint ist, l~fit sich aus dem zitierten Jahresbericht nicht entnehmen. Tat-

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sachlich trifft diese Bemerkung aber auch auf das Saponin pur. albiss. Merck zu, denn dieses Pr~tparat enth~lt reichliche Mengen yon Verunreinigungen wie Kohlenhydrate und Mineralsubstanzen [Rosentha ler (44), Kawash ina (45), Kof le r und Dafe r t (46)3. Ftir manche Zwecke kSnnen diese Verun- reinigungen vernachl~tssigt werden, bei gewissen Untersuchungen kann aber die Unreinheit des Praparates und der Name leicht zu Irrtfimern Anlat~ geben, z. B. bei Versuehen, in denen der Einflul~ von Kohlenhydraten oder verschiedenen Ionen auf den Ablauf der H~molyse verfolgt werden soll.

Die F~higkeit der Saponine, noch in groiSer Verdiinnung Hamolyse hervorzurufen, ist wohl ihre bekannteste biologische Eigenschaft und wurde seit ihrer Entdeckung durch K ober t (47) zum Gegenstand sehr zahlreicher Untersuchungen gemacht. Diese Arbeiten entsprangen zum Teil der Absicht, aus der Saponinh~molyse durch Vergleich mit anderen Hamolyseformen Ein- blick in das Wesen der H~molyse und den Bau der Erythrozyten zu erhalten; zum Tell dienten diese Arbeiten zur Charakterisierung, zum Nachweis und zur quantitativen Bestimmung der Saponine in Drogen, Genui~mitteln usw.

Den Anstoi~ zu eingehenderem Studium der Saponinh~imolyse bildete die wichtige Beobachtung Ransoms (33), dais die h~molytische Wirkung tier Saponine d u r c h S e r u m und Choles te r in aufgehoben wird. Diese Ent- giftung beruht, wie schon oben erw~thnt, in erster Linie auf der Bildung einer Additionsverbindung zwischen dem Cholesterin und dem Saponin.

Neben dieser auf einen chemischen Vorgang zurtickfiihrbaren Beein- flussung des Hamolysevorganges durch das Cholesterin vermSgen auch die t ibr igen Serumkol lo ide die BlutkSrperchen vor der Saponinhamolyse zu schtitzen. Der Mechanismus dieses Schu~zes besteht vermutlich in einer Bindung des Saponins an die Kolloide des Serums, wie dies at~ch fiir andere oberfl~chenaktive H~molytika angenommen wird [J aris ch (48), P o n der (49), B r inkman und Szent GySrgyi (50)]. Eine direkte Proportionalitat zwischen den Wirkungen verschiedener Mengen yon Saponin und dem hemmenden Serum besteht nicht; kleine Mengen besitzen ein relativ grSfieres Hemmungs- vermSgen [Frei (51), Ponder (49)]. Die Erkl~rung des Unterschiedes zwisehen dem Verhalten grSt~erer und kleinerer Serummengen kann man nach Ponde r darin suchen, daft die zwischen dem Saponin und dem Serum entstehende Adsorptionsverbindung die Reaktion zwischen dem Saponin und den Erythrozyten beeinflut~t. Das relativ grSt~ere NeutralisationsvermSgen kleiner Serummengen kSnnte aber nach Kof le r und L~z~r (52) zum Teil auch in der Pufferwirkung des Serums begrtindet sein, wodurch eine Ver- schiebung der sauren Reaktion tier SaponinlSsung nach der alkalischen Seite und dementsprechend eine Verringerung tier H~molysewirkung verursacht wird. Zur Austibung der Pufferwirkung sind schon kleine Serummengen ausreichend.

Nach Ponder (53) ist im Gegensatz zu der bisher herrschenden Auf- fassung bei der Saponin- und Gallensalzh~molyse die hemmende Wirkung

Protoplasma. VII 8

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der Lipoide im Vergleich zu der der Proteine sehr klein, da letztere in groBer Menge vorhanden sind. P o n d e r nimmt die Entstehung yon 10sen Adsorptions- verbindungen zwischen Proteinen des Serums und dem Hiimolytikum an. Beim Trocknen des Serums geht ein Teil der h~molysehemmenden Kraft verloren. P o n d e r land eine einfache Beziehung zwischen der Menge des auf die Erythrozyten wirkenden (%) und des durch die hemmende Substanz

1

unwirksam (x) gemachten tti~molytikums x - - A . c 2 n , wobei A und n Kon- stanten bedeuten. Bei der von P o n d e r gewahlten u variiert der Weft der Konstanten; besonders gilt dies bei Verdfinnung des angewandten

1 Serums. Wenn m die angewandte Serummenge bedeutet, ist --x ~ A . % n "

m Die Resultate und die Formel P o n d e r s wurden yon K e n n e d y (54) best~ttigt.

Die Literaturangaben fiber den Einflut~ y o n L e c i t h i n auf die Saponin- h~molyse sind vielfaeh widersprechend [ K o b e r t (6), B e r n a r d (55)]. Die Versuchsergebnisse scheinen wesentlich y o n den verwendeten Mengenver- h~ltnissen und yon der Reihenfolge des Zusatzes abhiingig zu sein [Arrhe- n ius (56), F r e i (51), L u g e r , W e i s - O s t b o r n und E h r e n t e i l (57), Eh ren - t e i l und W e i s - O s t b o r n (58)].

H i i m o g l o b i n iibt einen hemmenden Einflufi auf die Saponinhiimolyse aus [F re i (51), P o n d e r (49)].

B e i Untersuchungen fiber die gleichzeitige Wirkung zweier Hiimolysine fand A r r h e n i u s (56), daft Saponin und N a t r o n l a u g e oder A m m o n i a k sich in ihrer h~molytischen Wirkung verst~rken, F t i h n e r und G reb (59) sahen mit Saponin-Ammoniak an ungewaschenen BlutkSrperchen eine Ab- schw~chung, an gewaschenen eine Summation oder auch Versti~rkung der Einzelwirkung. Nach W a l b u m (60) entfaltet Saponin die geringste Hiimolyse- wirkung bei schwach alkalischer Reaktion; bei Verschiebung der Reaktion nach der sauren oder alkalischen Seite steigt die H~molysewirkung an un4 geht schliei~lich in die S~ure- bezw. Laugenh~molyse fiber. Ffir Kaninchen- und Rinderblut liegt das Maximum der Resistenz, also der Punkt der schw~chsten Saponinh~molysewirkung bei pR - - 7,7, fiir Hammelblut bei pn ~--- 7,5. D e r Versuch mit PferdeblutkSrperchen zeigte einen etwas anderen Verlauf, indem die Wirkung von pH - - ca. 6,5 bis pu = 8,5 dieselbe ist; die Wasserstoffionenkonzentration ist also bier innerhalb eines verhaltnisma~ig breiten Spielraumes ohne Einflut~.

Zu einem andern Verlauf der Kurve kommt Mond (61), der angibt~ die Wirkung des Saponins auf die BlutkSrperchen steige proportional mit der Abnahme des plI an. Das l~esistenzmaximum liegt bei pu - - 10,0, der Aufstieg nach beiden Seiten erfolgt geradlinig. Abgesehen davon, dat~ das Resistenzmaximum nach Mond viel weiter nach der alkalischen Seite verschoben ist als bei W a l b u m , besteht noch der wesentliche Unterschied, dai~

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W a l b u m im Gegensatz zu Mond vor dem B e g i n n der L a u g e n h ~ m o l y s e e ine Z o n e de r V e r s t a r k u n g der Saponinhamolyse bei zunehmender Alkali- tat land. Wa lbum gibt den Namen seines Saponins nicht an, Mond verwendete ein solches der Firma Kahlbaum und betont, dai~ es notwendig sei, immer mit demselben Pr~parat zu arbeiten, um vergleichbare Resultate zu erzie]en.

Die Versuche yon K o f l e r und L~z~r (62) ergaben, daft beide Kurven richtig sind und dai~ es nur darauf ankommt, welches Saponin heraagezogen wird. Die Autoren untersuchten unter Verwendung yon gewaschenen Rinder- blutkSrperchen eine grSi~ere Anzahl yon Saponinen in tool/15 Phosphatpuffer- gemischen im Bereiche von p~ : 5,6 bis 10,3 und bestimmten den hamoly- tischen Index~ d. h. die Verdiinnung der SaponinlSsung, die in einer 1 prozentigen Blu~kSrperchenaufschwemmung eben noch totale H~molyse hervorruft. Dabei liei~en sich deutlich zwei G r u p p e n y o n S a p o n i n e n unterscheiden. Zum Typ u s I gehSren Saponin put. albiss. Merck, Sapotoxin, Gypsophilasaponin, Digitonin, Zyklamin, Smilacin, Primulas~ure, Elatiorsaponin und Quillaias~ure. Diese Saponine entfalten bei schwach alkalischer Reaktion die geringste H~molysewirkung, bei Verschiebung der Reaktion nach der sauren oder alkalischen Seite nimmt die H~molysewirkung zuerst langsamer, dana rascher zu und geht sehliei~lich in die S~ure- bezw. Laugenh~molyse fiber. Das Re- sistenzmaximum der Erythrozyten gegenfiber den Saponinen des Typus I liegt zwischen pH 8,7 und 9,6. Auf das Resistenzmaximum der Erythrozyten folgt vor dem Eintritt der S~ure- und Laugenh~molyse eine deutliche Zone der Verst~rkung der H~molyse durch die saure bezw. alkalische Reaktion: Ein ganz anderes Verhalten zeigen die zum T y p u s II gehSrigen Saponinsubstanzen: Saponin gereinigt K a h l b a u m , Senegin Merck , Senegasaponin K a l m a n n , Sapindussaponin und die Saponine aus Spinat and Futterrfiben. Bei diesen Saponinen nimmt die Hamolysewirkung bei Verschiebung der Reaktion nach der alkalischen Seite rasch ab uad verschwindet bei etwa p~ : 10,5 un- mittelbar vor Beginn der Laugenh~molyse fast vollst~ndig. Eine Verst~rkung der Saponinhamolyse durch die alkalische Reaktion tri t t hier vor dem Beginn der Laugenh~molyse nicht ein.

Es war naheliegend zur Erkl~rung ffir das abweichende Verhalten des Typus I u n d II an einen Einflul~ der Reaktion auf die Oberfl~chenaktivit~t der SaponinlSsungen zu denken. Schon frfiher wurde jedoch nachgewiesen, dai~ ein Parallelismus zwischen der Oberfl~chenaktivitat und der H~molysewirkung der einzelnen Saponine nicht besteht [Woo d w a r d and A 1 s b e r g (10), K o f l e r (9), W a s t l (63)]. Der Einflui~ der Wasserstoffionenkonzentration auf die Oberfl~chenaktivit~t in dem fiir die H~molyseversuche in Betracht kommenden Bereich erwies sich bei den meisten Saponinen als sehr geringffigig und bietet keine Erkl~rungsmSglichkeit fiir das hamolytische Verhalten der Saponine [Kof le r und L~z~r (52)].

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116 Sammelreferate

Die Ursaehe fiir das Verhalten der Saponine des Typus II ist wahrscheinlich nicht im H~molysevorgang selbst zu suchen, sondern im chemis c h e n B a u der hierher gehSrigen Saponine. Es ware denkbar, dat~ das Molekifl dieser Saponine in alkalischer Reaktion eine Umlagerung erf~hrt, die die Ursache ffir das Verschwinden der H~molysewirkung ist. Um eine tiefgreifende Anderung im Saponinmolek~il kann es sich dabei allerdings nicht handeln, denn die inaktive Seneg in-und SapindussaponinlSsung lai~t sich durch Ans~uern jederzeit wieder hgmolytisch wirksam machen [ K o f l e r und Lhz~r].

Beziiglich der Wirkung der N e u t r a l s a l z e fand M i c u l i c i c h (64) bei alleiniger Verwendung yon RinderblutkSrperchen, daft in der Anionenreihe das Sulfation die Saponinh~molyse am meisten, das Jod- und Rhodanion am wenigsten fSrdert und dai~ aueh die Kationenreihe umgekehrt wird.

H S b e r und N a s t (65) stellten ~hnliche Versuehe, aber unter Heran- ziehung verschiedener Tierarten mit Saponin pur. albiss. Merck und Sapo- toxin an. Dabei ordneten sich die Alkaliionen je naeh der Tierart verschieden in Reihe und Gegenreihe. Es lassen sieh zwei Gruppen von Tieren unterscheiden, die einander gegeniiberstehen: die eine bestehend aus Pferd, Schwein, Kaninchen, Meerschweinchen, die andere bestehend aus Ziege~ Mensch, Rind und Hammel; ihnen gegenfiber bflden die Kationen Reihe und Gegenreihe. Zwisehen beiden Gruppen stehen die BlutkSrperchen yon Hund und Katze, bei ihnen sind die Kationen als ~bergangsreihe wirksam oder es beeinflussen alle gleichstark die H~molyse. Vergleicht man die BlutkSrperchen der verschiedenen Tiere beziiglich ihres Gehaltes an Phosphors~ure, Kalium und Natrium, so stehen wieder Pferd, Schwein und Kaninchen in einer, Rind, Hammel und Ziege in einer andern Gruppe, w~hrend Hund und Katze eine Zwischenstellung einnehmen. H S b e r und l~ast sehen daher den Grund der versehiedenen Resistenz der einzelnen Erythrozytenarten nicht so sehr im Lipoidgehalt, sondern in der Zusammensetzung der Binnensalze. Mit Riick- sieht auf die Anderung der Resistenzreihe je nach der Natur des verwendeten Saponins w~re es notwendig, die Versuche yon H S b e r und N a s t auch mit einer gr~i~ereu Anzahl anderer Saponine durchzufiihren.

Zu Ergebnissen~ die im Widerspruch zu denen yon H S b e r und Nas t stehen, kam K e nn e d y (66) bei ~hnlichen Untersuehungen unter Verwendung der Versuchsanordnung yon P o n d e r . Es wurde jedesmal ein Versuch durch- gefiihrt, bei dem in der LSsung nut NaC1 vorhanden wary und 'ein zweiter Versuch bei dem das NaC1 teilweise durch gleiche molekulare Mengen anderer Salze vertreten war. Die Salze MgCl2, KC1, CaC12, RbC1, SrC12 und BaC12 wirkten bei Schaf-, Katzen und Menschenblut verglichen mit NaC1 beschleunigend auf die H~molyse. LiC1 dagegen wirkt nut bei Sehafblut beschleunigend auf die H~molyse~ bei Katzen- und Mensehenblut hemmend. Betr~chtliche Abweichungen yon den anderen Blutarten land K e n n e d y beim

Sammelreferate 117

Kaninchenblut, bei dem LiC1, KC1, RbC1 und BaCle keinen Unterschied gegentiber NaC1 zeigen, MgC12 und SrCl~ beschleunigend, CaC12 hemmend auf die Hiimolyse wirkt. Kennedy hebt hervor, daft augenscheinlich der Einflut3 der Ionen in keinem Zusammenhang mit ihrem Molekulargewicht stehe.

Mond (61) land als gemeinsame Erseheinung in der Einwirkung der Salze auf den Hiimolyseablauf mit und ohne Saponin, dai~ jedes Ion die Ge- schwindigkeit des H~tmoglobinaustrittes in charakteristischer Weise beeinflui3t, und dat~ die Kurven, die daraus resultieren sich teflweise tiberschneiden und so zur Umkehr der Ionenwirkung mit der Zeit fiihren. Die Salze KC1, NaC1 und NaBr beeinflussen den Hamolyseverlauf bei Gegenwart yon Saponin prinzipiell in qualitativer Beziehung nicht ~iel anders als ohne Saponin, insbesondere steigert KC1 sowohl bei saurer wie bei alkalischer Reaktion den Farbstoffaustritt. Abweichend ist das Verhalten von Ca" und S0"4, die in allen Versuchen entgegengesetzt wirken. Bei Abwesenheit yon Saponin zeigt SO" 4 in saurer Reaktion die st~rkste Hemmung, Ca" eine schwache Steigerung. Bei der Saponinh~molyse dagegen steigert SO"~ in der 1W~he des isoelektrischen Punktes besonders im Anfang sehr stark, wahrend die Ca" viel schwiicher wirken. Nach Mond hemmt bei alkalischer Reaktion Saponin in kleinen Konzentrationen in LSsungen von NaC1, NaBr, KC1 und Na~SO 4 deutlich den H~moglobinaustritt~ in CaC12-LSsung ist dies abet nicht der Fall. Wird die Saponinkonzentration erhSht, so fallt die hemmende Wirkung fort und die H~molyse-Geschwindigkeit iibersteigt schnell diejenige in den gew~ihnlichen BlutkSrperchensuspensionen.

L~flt man ein Saponin auf BlutkSrperchen in isotonischen LSsungen yon N i c h t e l e k t r o l y t e n einwirken, z. B. in RohrzuckerlSsung, so wirkt das Saponin schwi~cher hiimolytisch als in SalzlSsungen [Kagan (67), Handovsky (68)]. Die Steigerung der Hi~molyse in LSsungen, die gleichzeitig Rohrzucker und Salz enthalten, nimmt mit steigender Salzkonzentration zu. Rohrzucker vermindert nach Handovsky den Dispersitiitsgrad des Protoplasmas und macht es so ftir das oberfl~chenaktive Gift weniger empfindlich, Salze er- hShen den Dispersitiitsgrad des Protoplasmas wieder und machen es damit empfindlicher. Nach den Untersuchungen yon Kennedy (54), Ponder (69), Ponder und Kennedy (70) wirken auch alle anderen Zuckerarten hemmend auf die Saponinh~molyse. Zwischen Hammel- und MensehenblutkSrperchen bestehen diesbeztiglich quantitative Unterschiede. Nach Fu j imor i (71) hemmt 0,4--0,6~ Traubenzucker zwar Hiimolyse durch Sapotoxin, bei zahlreichen Blutarten z. B. yon Ziegen; nicht aber von Mensch und Hund.

Eine besondere Form der Hemmung zeigen Na rko t ika (Alkohol, Ather, Amylenhydrat, Urethan) und ()lseife. Sie hemmen in kleinen, selbst nicht 15senden Dosen die Hiimolyse, was den Endeffekt anbelangt [Arrhenius (56)]. Der Eintritt der Wirkung bei hohen Saponinkonzentrationen ist beschleunigt. Daher erscheint die hi~molytisehe Wirkung des Saponins bei Gegenwart der

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genannten Stoffe zu Beginn des Versuches gefSrdert, w~hrend die Hemmung erst am Ende des Versuches deu~lich wird [Jarisch (72)].

Aut~er den schon genannten Substanzen beeinflussen noeh viele andere Stoffe die Resistenz der Erythrozyten bezw. den Ablauf der Saponinh~molyse.

Rywosch(73) teilte im Jahre 1907 Versuche fiber die Res i s tenz des Blutes ve r sch iedene r S~uget ie re gegen h~molytische Agenzien (Azeton, Chloroform, Siiuren, Laugen, Saponin und Wasser) mit und gab dadurch Ver- anlassung flit eine Reihe yon Erkl~rungsversuchen des H~molysevorganges. Rywosch ordnete in einer Tabelle die Tiere naeh der Stiirke ihrer Resistenz gegen jedes einzelne Hamolytikum und sah, dat~ es deutlich ausgesprochen schwache bezw. starke Blutarten im Verh~ltnis zu allen geprfiften h~imo- lytischen Agenzien nicht gibt. Dem einen Hi~molytikum gegenfiber zeigt eine bestimmte Blutart eine verhaltnism~it~ig hohe Resistenz, einem andern Hiimo- lytikum gegenfiber geringe Resistenz. Nur in einem Punkt liet~ sich eine Gesetzmat~igkeit erkennen. Es zeigte sich n~mlich, dat~ zwischen der Saponinh~molyse und der H~tmolyse durch Hypotonie ein deutlicher Ant- agonismus besteht: je resistenter eine Blutktirperchensorte gegen Saponin ist, desto empfindlieher ist sie gegen Hypotonie und umgekehrt. Ftir die Saponin- hiimolyse lautete die R ywo sch-Reihe b eginnend mit der widerstandsf~higsten Blutart: Hammel, Ziege, Rind, Katze, graue Maus, Schwein, graue Ratte, Hund, weit~e Ratte, Kaninchen, Meerschweinchen. Ffir die H~molyse durch Hypotonie verliiuft die Reihe umgekehrt, nur die Stellung des Kaninchen- blutes ist etwas verschoben. Einige Jahre spfiter teilte Rywosch mit, dat~ zwischen dem Verhalten der Blutk0rperchen gegen Saponin und Wi~rme ein Parallelismus besteht. Die gegen Saponin resistenteren Blutarten waren auch resistenter gegen Wi~rme. Nach Osakowats (74) sind MilzblutkSrperchen gegen Saponinhi~molyse resistenter als Blutktirperchen aus dem kreisenden Blut, gegen Hypotonie ist das Verhalten umgekehrt.

Diese Erscheinung yon Reihe und Gegenreihe veranlafite mehrere Erkl~irungsversuche. Rywosch selbst macht darauf aufmerksam, daft die- jenigen Blutarten am resistentesten gegen Saponin sind, deren Stroma reicher an Cholesterin ist. Als weiteren Beweis ffir diese Ansicht ffihrte Rywosch spii~er noch die Beobachtung an, daft durch Cholesterinffitterung bei Ratten die Resistenz der Erythrozyten gegen Saponin vermehrt, gegen Wasser dagegen herabgesetzt wird. Denselben Standpunkt nehmen K. Meyer (75) und andere ein. Bezn~k (76) dagegen fand bei beri-berikranken Tauben die Resistenz der Erythrozyten gegen Saponinhi~molyse verringert, obwohl der Cholesteringehalt der Erythrozyten fiber die Norm vermehrt ist.

Por t (77) schreibt ebenfalls dem Cholesteringehalt tier BlutkSrperchen eine Rolle zu, zieht aber noch eine weitere Erkl~irungsmSglichkeit heran. Wenn man namlich die Tiere naeh dem Phosphorsiiuregehalt ihrer Erythrozyten (nach den Analysen yon Abderhalden) ordnet, so stimmt die Reihenfolge

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mit der Saponinresistenzreihe fiberein und verl~uft der Hypotonieresistenzreihe entgegengesetzt. Die BlutkSrperchen sind nach Po r t also umso widerstands- ~higer gegen Saponin, je weniger Phosphorsaure, umso widerstandsf~higer gegen tIypotonie, je mehr Phosphorsaure sie enthalten. Die Beobachtung von Rywosch und der Hinweis von P o r t gab HSber und Nast Ver- anlassung zu den oben erw~hnten Versuchen fiber die physiologische Be- deutung der Binnensalze. Neuerdings wurde die Richtigkeit der Rywosch- Reihe yon Ponder (78) best~tigt.

Rywosch verwendete ffir seine Versuche nur das Saponin pur. albiss. Merck, fibertrug aber seine Resultate ohne weiteres auf die Saponinh~molyse fiberhaupt. Hierin folgten ibm alle spateren Autoren, die sich mit der Saponinhamolyse und der Rywosch-Reihe beschaftigten. Untersuchungen yon Kof ler und L~zs (79) ergaben jedoch, dai~ die Rywosch-Reihe n ich t a l lgemein als Ausdruck der Res is tenz d e r B l u t a r t e n gegen Saponin- h~molyse bezeichnet werden daft, sondern nur fiir das yon Rywosch verwendete Saponin pur. albiss. Merck gilt. Prf i f t man namlich die Res i s tenz der Blutar~en gegenfiber anderen Saponinen , so erh~l t man andere Reihen. So lautet z. B. die Resistenzreihe ffir Digitonin beginnend mit der widerstandsfahigsten Blutart: Ratte, Hund, Mensch, Pferd, Kaninchen, Meerschweinchen, Schwein, Hammel~ Rind. Beim Vergleich der verschiedenen Saponine lassen sich keinerlei Gesetzmai~igkeiten erkennen. Die bisherige Annahme, dai~ Hammelblut besonders resistent und Meer- schweinchenblut besonders empfindlich gegen Saponinhamolyse sei, trifft nicht allgemein zu. Dem Digitonin und Smilacin gegenfiber ist Hammelblut sogar empfindlicher als Meerschweinchenblut. Durch die Feststellung, dai~ die Rywo sch-Reihe nur ffir ein bestimmtes Saponin gil% werden die daraus tfir die Saponinh~molyse abgeleiteten Schlui~folgerungen hinfallig.

Der Mechanismus der Saponinhiimolyse wird seit Ransom yon den meisten Autoren als Einwirkung des Saponins auf die Lipoide der Erythro- zyten erkl~rt. Dureh chemische oder physikalische Verbindung des Saponins mit dem Cholesterin oder Lecithin wird die Struktur des Erythrozyten ge- stSrt; eine Folge dieser St~rung ist die Auslaugung des I-Iamoglobins und AuflSsung der BlutkSrperchen. Im einzelnen gehen die Deutungsversuche jedoch auseinander und zwar namentlich in zwei Punkten. Erstens wird teils dem Cholesterin , tells dem Lecithin und neuerdings den Proteinen [Ponder (80)] eine gr~fiere Bedeutung als Angriffspunkt des Saponins zu- geschrieben. Zweitens wurde je naeh der Annahme oder Ablehnung einer Membran der Angriffspunkt des Saponins haupts~chlich in diese oder in alas Stroma des Erythrozyten verlegt. Neuere Arbeiten neigen dazu, der Blut- kSrperchenhfille wieder grSi~ere Bedeutung beizumessen.

In t ravenSs e i n g e s p r i t z t wirken die Saponine schon in verhaltnis- mai~ig kleinen Dosen tSdlich. Nach hohen Dosen, z. B. 0,1 g Sapotoxin bei

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einer Katze effolgt der Tod nach 1 oder 2 Minuten durch Ateml~hmung. Nach kleineren Dosen, bei denen die Tiere erst nach mehreren Stunden zu- grunde gehen, ergeben sich bei der Sektion auger den Zeichen der Erstickung Ver~nderungen vorwiegend im Gebiet des Verdauungstraktes und des Herzens. Nach Kobe r t (81) findet vom Blute aus eine Ausscheidung der in fiber- letalen Dosen eingespritzten Saponine durch die Darmschleimhaut statt. Anders ist das Bild nach einmaliger Injektion der kleinsten tSdlichen Saponin- dosis, die z. B. pro kg Katze fiir viele Saponine ein bis wenige Milligramm betriigt. Die Tiere bleiben mehrere Tage (bis 6) am Leben und zeigen in den ersten Tagen nichts Auffallendes. Vom zweiten oder dritten Tage an werden die Tiere traurig und apathisch, verlieren die Frefilust, zeigen aber grofien Durst. Die Tiere werden immer schwacher, bis endlich der Tod unter Kollapserscheinungen eintritt. Ganz ahnliche Vergiftungserseheinungen zeigen Tiere, die mehrere Injektionen subletaler Dosen in grSfieren Abst~nden erhielten. Als unmittelbare Todesursache nahm Kober t eine Sch~digung und Lahmuug des Zentralnervensystems an. Ein strenger Beweis fiir diese Ansicht konnte aber bisher noch nicht erbracht werden.

Trotz der verh~ltnism~fiig zahlreichen Angaben und Arbeiten fiber h i s to log i sche Organve r~nde rungen lafit sich noch kein befriedigendes Bild der chronisch verlaufenen Saponinver~ftung gewinnen. Die Ubersicht fiber die bisher vorliegenden Versuchsergebnisse wird hier auch dadureh wesentlieh erschwert, dal~ die einzelnen Autoren nicht selten verschiedene Saponine verwendeten und die mit einem Saponin gewonnenen Resultate ausdrficklich oder stillschweigend auf alle Saponinsubstanzen ausdehnten. K o l l e r t und Rezek (82) konnten zeigen, da~ selbst die Saponine aus nahe verwandten Pflanzen, wie der Primula officinalis und Primula elatior betr~ehtliche Unterschiede im histologischen Vergiftungsbild hervorrufen. Seit den Untersuchungen von Isaac und MSekel (83) werden die Knochenmarks- ver~nderungen als im Mittelpunkt der Vergiftung stehend betrachtet. K oller t und Rezek fanden jedoch, dab bei manchen Saponinen die Knochenmarks- veranderungen sehr geringffigig sind, dagegen die Schadigungen anderer Organe im Vordergrund des Vergiftungsbildes stehen. Gemeinsam scheint allen Saponinvergiftungen das Auftreten degenerativer Veranderungen in den parenchymatSsen Organen zu sein (Koller t und Rezek). Die beiden ge. nannten Autoren erwarten erst auf Grund vergleichender Untersuchunger~ mit vielen Saponinen die MSglichkeit der Feststellung, ob die gemeinsamen oder die abweichenden Zfige der verschiedenen histologischen Bilder fiber- wiegen.

IntravenSse Zufuhr kleiner Mengen Saponin verursaeht eine betrachtliche S t e ige rung des Cholester in- [Pohl (84), Hueck (85), Wacker und Hueek (86), Lasch (87), Kol le r t , Kof ler und Susani (88)], und Fibr inogen- geha l t e s des Serums [Kollert , Kof ler und Susani (88)], begleitet voa

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einer A b n a h m e des K S r p e r g e w i c h t e s . Auf die Periode der Cholesterin- vermehrung scheint eine Periode mit vermindertem Cholesteringehalt des Serums zu folgen [Kol le r t und Gr i l l (89)]. Das KSrpergewicht der injizierten Tiere weist gesetzmiii~ige Schwankungen auf, die einen feinen Indikator fiir die gesetzte Schiidigung darstellen. Die Hypercholesterini~mie, die damit parallelgehende Vermehrung des Fibrinogens im Serum und der Gewichtssturz lassen sich am besten a]s Folge einer allgemeinen Gewebsschiidigung erkl~ren [Kol le r t , K o f l e r und Susan i (88)]. Ein grofier Tell des im Serum vermehrt auftretenden Cholesterins scheint nach den Versuchen yon I-Ian- d o v s k y und Trosse l (90) aus dem Skelettmuskel zu stammen.

Vielfach wird in der Literatur und auch in neuesten Lehr- und Hand- biichern die Toxizit~tt der Saponine nach intravenSser Injektion auf ihre h~tmolytische Wirkung zurtickgeffihrt. Diese Ansicht, daft eine nach intra- venSser Saponininjektion auftretende H~imolyse die unmittelbare Todesursache darstelle, ist sicher falsch. Dies geht aus zahlreichen Beobachtungen und einigen einfachen Uberlegungen hervor. Das Cholesterin und die anderen Plasmakolloide des Blutes reichen vollstiindig aus, um die letale Dosis Saponin ffir die Erythrozyten zu entgiften. Wichtig ist in diesem Zusammenhang die Beobachtung von GaisbSck und B a y e r (35), daft auch Injektion von Saponincholesterid~ also die fiir Erythrozyten entgiftete Verbindung tSdlich wirkt. P a scho rukow(91 ) , Kunkel(92) , I s a a c u n d M i i c k e l ( 8 3 ) , W a e k e r und H u e e k (86)~ F i e g e r (93), sahen nach Injektion verschiedener Saponine tiberhaupt keine Anzeichen einer Hamolyse. Wenn dagegen einzelne Autoren [Brandl (94), H a n d r i c k (95), M o n t a g n a n i (96)] Zeichen einer Hiimolyse in vivo beobachten konnten~ so handelt es sich dabei offenbar um die von Ga i sbSck und B a y e r hervorgehobene erste Phase der Giftwirkung, bei der am Orte der Einspritzung die Bedingungen zu einer sozusagen lokalen H~molyse dadurch gegeben wird, daft einer konzentrierten SaponinlSsung eine verh~ltnismiii~ig geringe Plasmamenge gegenfibersteht. Die bei chronischer Saponinvergiftung im Blutbild auftretenden Ver~nderungen (Reduktion der Erythrozytenzahl und des H~moglobingehaltes~ Normoblastose usw.) ist nicht durch ZerstiJrung fertiger roter BlutkSrperchen verursacht~ sondern durch direkte Giftwirkung auf den medullaren und extramedull~iren h~matopoetischen Apparat [Isaac und MSckel (83), P a p p e n h e i m und Szecsi(97), K a g a n (98), Gaisb~ick und B a y e r (35)].

Wahrend Saponine nach intravenSser oder subkutaner Injektion schon in kleinen Dosen giftig wirken, werden per os yon den meisten Saponinen sehr vie l grSf le re Dosen ohne Vergiftungserscheinungen vertragen. Die auf oralem Wege tSdliche Dosis betr~gt stets ein Vielfaches der intravenSs t(idlichen Dosis. Das Verh~ltnis zwischen der intraven~s und oral tSdlich wirkenden Dosis weehselt yon Saponin zu Saponin sehr betr~ichtlich [Kofler und S c h r u t k a (34)]. Die geringe Giftigkeit yon oral verabreichten Saponinen

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ist zum Teil darauf zurilckzufilhren, daft sie die intakte Darmwand nicht oder nur in sehr geringen Mengen zu passieren vermSgen, zum Tell darauf, daft die Saponine von den Darmfermenten hydrolytisch gespalten werden. K ob e r t und seine Schiller glaubten eine Resorption von Saponin bei intakter Darm- wand und eine Ausscheidung yon Saponin oder Sapogenin im Harn nachgewiesen zu haben. Diese Angaben konnten yon G a i s b S c k (99), K o l l e r t , K o f l e r und H a u p t m a n n (100), B a y e r und G a i s b S c k (101) nicht bestatigt werden. Eine Resorption yon Saponinen bei intakter Darmwand liefl sich weder auf direktem oder indirektem Wege im Blute, noch durch Nachweis yon Saponin oder Sapogenin im Harn feststellen. Schon der Umstand, daft die Tiere in den Versuchen K o b e r t s und seiner Schiller am Leben blieben, l~fit den Nachweis yon Saponin im Harn als schwer mSglich erscheinen, denn selbst bei grSfleren Tieren kSnnten nur ganz wenige Milligramme des Saponins auf einmal im Blute kreisen und in die Tagesmenge des Harns ilbergehen.

Grof ie S a p o n i n d o s e n sch~digen die Darmwand, werden durch die geschadigte Darmwand resorbiert und ffihren zu tSdlichen Vergiftungen.

Die Frage, ob k l e i n e S a p o n i n m e n g e n bei l a n g e d a u e r n d e r Z u f u h r Sch~digung hervorrufen, beansprucht vom Standpunkt der Lebens- mittelgesetzgebung auch ein praktisches Interesse, weil Saponine als Schaum- erzeugungsmittel zu Nahrungs- und Genufimitteln z. B. Brauselimonaden zugesetzt werden. Frilher herrschte in dieser Frage eine sehr strenge Auf- fassung, die vor allem auf die alteren Arbeiten K o b e r t s zurilckzuffihren war. Spater milderte aber K o b e r t selbst seine Ansichten sehr wesentlich, w~hrend die Lebensmittelgesetzgebung auch heute noch in vielen L~ndern auf dem einmal eingenommenen strengen Standpunkt verharrt. Uber dieUnsch~dlichkeit

kleiner, l~ngere Zeit hindurch zugefilhrter Saponinmengen liegen in der Literatur wichtige Angaben vor [ K o r n a u t h (102), L o h m a n n (103), K o l l e r t , K o f l e r und Gr i l l (104), K o f l e r (105)]. Mehrere Wochen hindurch dreimal taglich in einer Menge yon 0,1 g zu.gefilhrtes Saponin pur. albiss. Merck rief aueh bei schwachlichen Personen keine sichtbare Sch~digung hervor~ in manchen Fallen wurde eine geringfilgige Gewichtszunahme festgestellt. In diesem Zusammenhang muff darauf hingewiesen werden, daft manche in Europa und anderen L~ndern in groi~en Mengen als N a h r u n g s - und F u t t e r m i t t e l v e r w e n d e t e n P f l a n z e n S a p o n i n e e n t h a l t e n . Hierher gehSrt die Zucker- und Futterrilbe und viele Spinatsorten. Die saponinreichen Samen der Reismelde, Chenopodium Quinoa~ bilden in Chile und Peru das Hauptnahrungs- mittel filr Millionen yon Menschen [ K o b e r t (106)]. Die stiffen Frilchte yon Samuela carnerosana, die in Mexiko wie Datteln oder Feigen gegessen werden, enthalten 10~ Saponin [Blach und K e l l y (107)]. Die im Orient in grofien Mengen genossene Halwa, der sogen, tilrkische ttonig, wird unter Zusatz yon Abkochungen der levantinischen Seifenwurzel hergestellt [Hei-

Sammelreferate 1~3

duschka und Zywnev (108), Okolov (109)]. Hier liegt also ein seit Jahr- hunderten durchgefahrter Versuch der oralen Saponinzufuhr vor, ohne darl jemals fiber eine schKdigende Wirkung berichtet wurde. Dabei ist zu beachten, daft sich in der Halwa dasselbe Saponin findet wie in dem sozusagen klassischen Saponin pur. albiss. Merck, das wie erwahnt ebenfalls ausder levantinischen Seifenwurzel hergestellt wird.

Die Saponine des Spinats, der Zucker- und Futterriibe, der Reismelde usw. werden mitunter als sogenannte N a h r u n g s m i t t e l s a p o n i n e den anderen ,,giftigen" Saponinen gegenfibergestellt. In dieser Gegenfiberstellung liegt dcr Fehler, daft Ung!eiehes mitcinander verglichen wird. Denn die Ungiftigkeit der Nahrungsmittelsaponine grfindet sieh auf die bekaunte Unschadlichkeit des Spinats, der Futterriibe usw., die Giftigkeit der andern Saponine auf die Hamolysewirkung in vitro, die Toxiziti~t ftir Fische, die Toxizitat bei der ][njektion usw.

Prfift man die Nahrungsmittelsaponine in derselben Weise, intravenSs~ gegenfiber BlutkSrperchen, Fischen usw., so sieht man, daI~ sie ebenso stark toxisch wirken, wie viele ,giftige" Saponine. Umgekehrt besitzen wir~ wie erwKhnt, keine Beweise far die Schadlichkeit lange dauernder Zufuhr kleiner Mengen ,giftiger" Saponine. Will man sich ein Urteil fiber ein einzelnes Saponin bilden~ so mfissen mehrere biologische Wirkungen geprfift und mit denen anderer Saponine verglichen werden. Denn es zeigt sich haufig~ daft die einzelnen biologischen Wirkungen nicht parallel gehen, namentlich ist die Hamolyse allein kein zuverlassiges Marl far die Toxizitat eines Saponins. Obgleich es nach dem Gesagten nicht berechtigt ist die Nahrungsmittel- saponine als besonders ungiftige Gruppe den giftigen Saponinen gegenfiber zu stellen, so kann man doeh einzelne Saponine als giftiger und andere als weniger giftig bezeichnen. Zu den starker wirkenden Saponinen gehSren das Digitonin und die Primulasaure. Das Agrostemma-Sapotoxin steht in der Literatur und in den Lehrbfichern der Toxikologie im Rule einer ganz besonderen Toxizit~t. Der Vergleich mit andern Saponinen ergibt jedoeh, dart diese Auffassung nicht begrfindet ist, und das Agrostemma-Sapotoxin nicht giftiger ist als viele andere Saponine. Umgekehrt geniert das Saponin der Guajakrinde seinen Ruf als ganz ungiftiges Saponin nieht mit vollem Recht. Allerdings fehlt dem Guajak-Saponin die H~molysewirkung nahezu ganz; intravenSs ist es far Mause aber etwas starker giftig als das Ror- kastanien- und Sapindus-Saponin [Kofler und Schru tka (34)]; in einem Versuch von GaisbSek und Bayer (35) wurde ein Kaninehen durch in- travenSse Injektion yon 0,96 g Guajak-Saponin schon nach 21/2 Stunden getStet.

Zum Schlur sei noch auf eine bemerkenswerte erst vor kurzem auf- gefundene Eigenschaft der Saponine hingewiesen: Sap onine sind ims tande , e inzelne Arzne imi t t e l und Gif te vom Darm aus l e i ch te r resor-

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b ierbar zu machen. Diese Tatsache wurde zuerst fiir Strophanthin und Digitoxin festgestellt [Kofler und Kaurek (110)]. In Froschversuehen wird die Wirksamkeit yon oral verabreichtem Digitoxin oder Strophanthin auf das 50 bezw. 33 fache gesteigert, wenn gleichzeitig eine kleine an sich unschadliche Dosis (0,5--1~ der letalen) Saponin verabreicht wlrd. Es liet~ sich beweisen, dat~ diese weitgehende Toxizit~tssteigerung auf einer FSrderung der Darmresorption durch das Saponin beruht. Bei Ausdehnung der Versuche auf andere Substanzen konnte bei manchen Stoffen eine deutliche Steigerung der Resorption unter dem Einflufi yon Saponinen festgestellt werden, wahrend bei anderen Stoffen kein Einflut~ erkennbar war. Besonders eindrucksvoll ist der Einflufi der Saponine bei Kurare und Magnesiumsulfat. Wahrend bekanntlich Kurare allein per os infolge langsamer Resorption und relativ rascher Ausscheidung unwirksam ist, tritt bei Frtischen nach gleichzeitiger oraler Verabreichung yon Kurare und Saponin typisehe Kurarevergiftung auf [Kofler und Fischer (111)]. Magnesiumsulfat per os bewirkt schon in verh~ltnism~t~ig kleinen Gaben bei M~usen und FrSschen Narkose, wenn es gleichzeitig mit Saponin gegeben wird [Kofler und F ischer (112)]. Eine resorptionsfSrdernde Wirkung der Saponine konnte ferner bei Hypophysen- pr~paraten [Petschacher (113)], Aspirin, Kalziumsalzen [Lasch (114), Berger , Tropper und Fischer (115)] und Ferrosalzen festgestellt werden. Die Angabe yon Lasch und Briigel (116), dat~ die Resorption yon Insulin, ferner yon Traubenzucker durch Saponin gefSrdert werde, konnte nicht best~tigt werden [Elzas (117), Dingemanse und Laqueuir (118); Pe t schache r und Nageeb (119)].

Eine Erkl~rung fiir diese auffallende Wirkung der Saponine l~t3t sich vorl~ufig nicht geben. Die Anderung der Darmresorption kann nicht auf einer ]~nger dauernden Schadigung der Darmwand beruhen, denn die Saponine wirken nur dann resorptionsfSrdernd, wenn sie gleichzeitig oder kurz vor der anderen Substanz eingegeben werden [Kofler und F i scher (111)]. Die Wirkung der Saponine kann aber auch nicht als eine Reizwirkung etwa im Sinne der Gew~irze betrachtet werden, denn in vergleichenden Froschversuchen wurde die Resorption yon Strophanthin durch Pfeffer und Paprika nicht gefSrdert. Pe t schache r und Felder (120) fiihrten magengesunden Versuchs- personen durch die Duodenalsonde Saponin zu und fanden den Duodenalsaft vermehrt, dunkler gef~rbt und starker diastatisch wirksam. In gleicher Weise durchgeffihrte Versuche mit Pfeffer liei3en diese Wirkungen nicht erkennen. Durch Bindung des Saponins an Cholesterin wird die resorptionsfSrdernde Wirkung aufgehoben.

In den vorliegenden Ausfiihrungen konnten nur einige der wichtigsten Eigenschaften der Saponine, die tin allgemeines biologisches Interesse besitzen, hervorgehoben werden. Eine ausftihrlichere und vollstandigere Dar- stellung findet sich in meinem Buche ,,Die Saponine", Springer, Wien 1927.

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Chemische, physikalische und biologische Eigenschaften der Saponine