Studien über die Quellung von Organen

Aus dem Pharmakologischen Institut der Universit~it Rostock. (Direktor: Prof. Dr. Keese r . )

Studien fiber die Quellung von 0rganen.

Von

Dr. reed. H. A. Oelkers, Assistent am Institut.

(Eingegangen am 19. XIL 1931.!

Veranlassung fiir die nachstehenden Untersuchungen gab die wieder- holt von uns gemachte Beobachtung, dab bei der Durchstriimung yon Froschpr$iparaten mit Ringerliisung die Organe der Tiere stark quollen mit Ausnahme des Herzens, das sich anscheinend nicht an der Wasser- aufnahme beteiligte. Orientierende Versuche, die wir unternahmen, er- gaben, dab in der Tat Herzmuskelstfickchen yon Rana esculenta in Froschringer ihr Gewicht nicht anderten, wahrend Stfickchen aus der Oberschenkelmuskulatur dieser Fr~ische rasch schwerer wurden. Bei weiteren Versuchen land sich dieses abweichende Verhalten des tterzmuskels auger beim Frosch auch bei Warmblfitern (Kaninchen, weil~e Mause). Bei Durchsicht der Literatur fiber das Verhalten yon Muskeln in verschiedenen SalzlSsungen fanden wir keine Angaben fiber ein derartiges unterschiedliches Verhalten yon Herz- und Extremitatenmuskulatur. Dagegen fanden wir, da~ die yon uns beobachtete erhebliche Zunahme des Extremi- tatenmuskels in RingerlSsung in Widerspruch steht zu den Angaben yon Autoren, die das gewichtsmal3ige Verhalten yon einzelnen Muskeln bzw. Muskelstfickchen in SalzlSsungen untersuchten. 5Tach der zusammenfas- senden Darstellung yon S. M. l~e u s chl o s z 1 ergeben die bisher hierfiber angestellten Versuche im wesentlichen, dal~ Muskeln in physiologischer Kochsalz- oder in RingerlSsung ihr Gewicht nicht andern (erst nach 6 bis 12 Stunden wurde eine geringe Gewichtszunahme beobachtet), nut in hypotonischen LSsungen wurde Wasseraufnahme festgestellt - - allerdings nicht yon Win te r s t e ine , nach dessen Angaben zerschnittene Muskeln

1 In Bethe Bergmanns Handbuch der normal, u. pathol. Physiol. 1925, Bd. 8, Teil I, S. 133.

2 W i n t e r s t e i n , Biochem. Zeitsehr. 1916, Bd. 75, S. 48.

Studien tiber die Quellung yon Organen. 583

auch in stark hypotonischen Liisungen nicht oder doch nur sehr wenig an Gewicht zunehmen.

Diese Befunde sind jedoch schwer mit der alten Beobachtung in Ein- klang zu bringen, da~ bei Versuchen, bei denen Frosch- und Siiugetier- priiparate mit physiologischen Salzliisungen durchstriimt werden, eine Ge- websquellung auftritt. S t arli n g ~ fiihrte diese Wasseraufnahme tier Ge- webe auf den osmotisehen Druck der Gewebskolloide zuriiek, und seine Untersuchungen tiber den kolloidosmotischen Druck des Serums und dessen mutma~liehe Bedeutung fiir die Entstehung und Resorption yon ()de- men fiihrten dazu, dal~ spaterhin den DurchstrSmungsfltissigkeiten viel- faeh Kolloide zugesetzt wurden, um die Gewebsquellung zu vermeiden (vgl. z. B. E l l inge r und Heymanne) .

Es mufl daher als nahezu selbstverst~ndlieh erseheinen, dab Muskeln bzw. Muskelsttickchen in Ringerliisung quellen, und nur die Gewichts- konstanz yon Herzmuskelsttickehen erscheint auffallig. Da jedoeh die Befunde, die zahlreiehe Autoren (s. oben) mitteilten, yon denjenigen ab- weichen, die wir bei den erwahnten Vorversuehen erhielten, so unterzogen wir die Frage der Wasseraufnahme und -abgabe yon Muskeln in versehiedenen SalzlSsungen noch einmal einer Prtifung und aehteten hierbei besonders auf ein etwaiges unterschiedliches Verhalten yon Herz- und Ex- tremitatenmuskulatur.

Wit arbeiteten mit der Torsionswaage yon H a r t m a n n und B r a u n und gingen bei den Messungen so vor, da~ wit die einzelnen Muskelstticke an einem vorher abgewogenen Silberdraht befestigten, das Gewicht des Muskelstiickes an dem Draht sofort und naeh einmaligem raschen Ein- tauehen in die jeweils untersuchte Liisung feststeUten, dann das hIuskel- sttick mit dem Draht in die Liisung einlegten, in bestimmten Zeitabstan- den vorsiehtig herausnahmen und yon neuem wogen. Dureh die Feststel- lung des Muskelgewichts vor und nach dem ersten schnellen Eintauchen in die LSsung erhielten wir einen Anhalt tiber das Gewicht der an der Oberfl~che des Muskels haftenden Fliissigkeitsmenge, das dann bei der Berechnung der Gewiehtsveranderung beriicksiehtigt wurde. Dieses Vor- gehen seheint uns mit geringeren Fehlerquellen behaftet als das meist yon frtiheren Untersuchern vorgenommene, bei dem das betreffende Muskel- sttiCk vor ieder Wagung mit Filtrierpapier abgetupft wurde.

Es seien zunaehst die Versuche besprochen, die das unterschiedliche Verhalten yon Herz- und Extremitatenmuskulatur zeigen. In den naeh-

1 S t a r l i n g ; Journ. of physiol. 1896, Bd. 19, S. 312. E l l i n g e r u n d H e y m a n n , Arch. f. exp. Pathol. u. PharmakoL 1921,

Bd. 90; S. 336.

38*

5 8 4 H . A . 0ELKERS:

stehenden Tabellen wird das Gewicht der einzelnen Muskelstiicke bzw,

ganzen Muskeln mi t dem Draht , an dem sie befestigt sind, angegeben,

in der n~chsten Kolumne folgt das Gewicht nach dem E in t auchen in die

betreffende LSsung, darauf das Gewicht der Muskula tur nach Abzug des

Gewichtes des Drahtes und der nach dem einmaligen E in t auchen yon der

Oberflache aufgenommenen Fliissigkeit ( = ,,korrigiertes Gewicht"), so-

dann die Gewichtsi~nderungen in Mill igramm und schlie$lich in Prozent

des Anfangsgewichtes der Muskulatur .

T a b e l l e 1.

Gewicht Gewicht nach Korrigiertes /Xnderungen ~[nderungen Zeit und Draht Eintauchen Gewich(5

in mg in % m m~ in mg in mg

a) Rana esculenta, Herzmuskelstiiek in 0,6% iger Kochsalzl~sung.

0 Minuten 87 98 66 - - - - 15 , 102 70 -4- 4 + 6:1 1 Stunde 102 70 + 4 -r- 6,1 2 Stunden 102 70 + 4 + 6,1

18 ,, 102 70 + 4 + 671

bl Muskelstiick aus dem Oberschenkel desselben Frosches in 0,6%iger Kochsalzliisung.

0 Minuten 138 168 116 -- - - 15 246 194 + 78 + 67 1 Stunde 297 245 -t-129 +111 2 Stunden 295 243 +127 +109 8 301 249 +133 ~ +115

18 ,, 300 248 +132 +115

T a b e l l e 2.

Gewicht Gewicht nach Korrigiertes Xnderungen Xnderungen Zeit und Draht Eintauchen Gewicht

in mg in mg in mg ] in mg in %

a) Das herauspr/iparierte Herz (ohne Vorhlife) eines Frosches

0 Minuten 283 299 249 I - - 15 287 237 -- 12 1 Stunde 285 235 -- 14 2 Stunden 286 236 -- 13

18 ,, 284 234 -- 15

b) Derselbe Frosch, Muskelstiick aus dem Oberschenkel in

0 Minuten 15

1 Stunde 2 Stunden

18 ,,

87 102 43 - - 125 66 + 2 3 144 85 + 4 2 156 97 + 5 4 148 89 + 4 6

in Froschringer.

- - 4,8 - - 5 , 6

- - 5 , 3

- - 6 , 0

Frosehring~r.

+ 53,5 + 97,5 + 125,5 + 107,0


Tabe l l e 3.

G e w i c h t t Gewicht nach Korrigiertes ~nderungen ~nderungen Zeit und Draht [ Eintauchen Gewicht in mg in % i n mg in mg in mg

a) Stiick aus dem Herzmuskel eines Kaninchens in Ringerliisung. 0 Minuten

15 1 Stunde 2 Stunden

18 ,

286 - - 0,75 - - 0,38 - - 1,5 +1.1

299 9.96 9.97 9.94 301

aus 227 286 287 302 348

266 264 2 265 1 262 4 269 - r3

dem 0berschenkel in Ringer. 1 8 6

245 -}- 59 246 -}- 60 261 q- 75 307 -F-121

b) Muskelsttick 0 Minuten 209

15 ,, -{- 31,7 1 Stunde -{- 32,2 2 Stunden ~ 40,0

18 . q- 65,1

Aus den Tabellen ist zu ersehen, dal~ die Muskelstiickchen des Ober- schenkels in Froschringer rasch an Gewieht zunehmen, in 2 Stunden um mehr als 100%, w}ihrend das Herzmuskelstiick im ersten Versuch unge- fiihr sein Gewicht beh~lt; im zweiten Versueh, bei dem das Gewicht des ganzen Herzens in der RingerlSsung best immt wurde, findet sich sogar eine leichte Abnahme des Gewichtes, die sieh wahrscheinlich durch Her- ausdiffundieren yon Blutresten aus der Herzkammer erkl~t .

Weitere Versuche wurden an Kaninchen vorgenommen, bei denen es mSglich ist, mi t grS~eren Muskelstiieken zu arbeiten; kleine Versehieden- heiten in der Menge der anhaftenden Fltissigkeit spielen daher hier eine geringere Rolle. Auch bei diesen Versuchen, von denen wir die Tabelle 3 und 4 mitteilen wollen, land sieh derselbe Unterschied im Verhalten der Herz- und Extremit}itenmuskulatur.

Der Herzmuskel behielt ungefahr das Ausgangsgewicht, nahm eher etwas ab, w}ihrend der Extremitatenmuskel rasch Wasser aufnahm und nach 15 ~inuten bereits um 30% schwerer war als zu Beginn des Versuches.

In einer weiteren Versuehsreihe prtiften wir das Verhalten yon Herz- muskulatur in hypotonischen KoehsalzlSsungen. Es zeigte sich, dal~ in 0,6, 0,45 und 0,3%igen NaC1-LSsungen die Zunahme des Gewichtes geringer war als die von Extremitatenmuskulatur in 0,9%iger NaC1-Liisung; auch in Aqua destillata betrug die Gewiehtszunahme in 18 Stunden nur 47,9%. - - In einem anderen V.ersuch nahmen zwei Herzmuskelsticke in Aqua destillata in 24 Stunden um 25 bzw. 31,5% zu, wi~hrend gleichzeitig zwei Stiickchen der Oberschenkelmuskulatur um 64,5 bzw. 59,1% schwerer wurden.

5 8 6 H . A . OELKERS :

Tabel le 4.

Gewicht Gewicht nach Korrig|ertes ~nderungen ~nderungen Zeit und Draht Eintauchen Oewicht

in mg in % in lng [ in mg in mg

a) Herzmuske l s t i i ck e ines K a n i n c h e n s in 0 , 9 % i g e r Kochsa lz l t i sung .

0 M i n u t e n 152 186 15 181

1 S t u n d e 182 2 S t u n d e n 181

18 ,, 182

b) MuskelstUck aus dem 0 b e r s c h e n k e l

0 Minuten 211 231 15 295

1 S tunde 825 2 S t u n d e n 387

18 ,, I 392

130 125 5 -- 3,8 126 - - 4 - - 8,1 125 5 3,8 126 - - 4 - - 3,1

in 0,9% iger KochsalzRisung. 198 253 -{- 64 ~ 3 3 , 9

283 ~ 94 -i- 49,6 345 -~- 156 -+- 82,6 350 ~ 161 § 85.1

Weiter verglichen wir das Verhalten von Herz- und Extremiti~ten- muskulatur in einigen hypertonischen SalzlSsungen. Herzmuskelstticke verloren in 0,2 m NaCI-, KC1- und K~S04-LSsung nur sehr wenig an Ge- wicht, in 0,2 m CaC12-LSsung war sogar nach 18 Stunden eine geringe Gewichtszunahme zu verzeichnen. - - Extremitiitenmuskeln yon Kanin- chen nahmen selbst in 1 m und in 2 m NaC1-LSsung deutlich an Gewicht zu. Stticke der Herzmuskulatur verloren in I m, 2,5 m und 5 m Koch- salzlSsung an Gewicht, und zwar war der Gewichtsverlust nach 1 2 Stun- den am grSl~ten (18 19%), sp~ter nahmen sie wieder ein wenig Wasser aufl Anders verhielten sich die Stticke der Oberschenkelmuskulatur; in 1 m u n d in 2,5 m LSsung nahmen sie etwa in derselben Weise an Gewicht zu, wie wenn sie in einer physiologischen KochsalzlSsung gelegen hatten (Gewichtszunahme in 18 Stunden etwa 80% des Ausgangsgewichtes). In 5 m NaC1-LSsung (-- 29,3% NaC1) war das Muskelsttickchen nach 1 Stun@ ein wenig leichter, nahm dann aber ebenfalls zu und war nach 18 Stunden 19% schwerer als zu Beginn des Versuches. Dieser Befund ist um so auf- fi~lliger, als das Muskelstiick in dieser hochprozentigen SalzlSsung zunachst an der Oberfl~che schwamm und erst im Verlauf einiger Minuten durch das Gewicht des Drahtes, an dem es befestigt war, und wohl auch durch das allm~hlich eindringende Wasser zum Untersinken gebracht wurde.

Anders als Muskelstiicke, die den Tieren unmittelbar nach dem Tode entnommen wurden, verhielten sich lV[uskelstticke eines Kaninchens, die in 2,5 und 5 m NaC1-Liisung eingelegt wurden, nachdem bereits Toten- starre eingetreten war. Diese ~uskulatur nahm zuniichst an Gewicht ab,

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nach 18 Stunden hatte aber ein in 5 m NaC1-LSsung eingelegtes Muskel- sttick sein Anfangsgewicht wieder erreicht und sogax um eine - - allerdings an der Grenze der Fehlerbreite liegende - - Kleinigkeit tiberschritten. In 2,5 m Kochsalzliisung nahmen solche Muskelsttickchen zunaehst auch etwas ab, behielten aber doch ungefahr ihr Gewieht und waxen nach 18 Stunden um 33,7% schwerer als zu Beginn des Versuehes.

Nach den gesehilderten Versuehen verhalt sich somit der Herzmuskel yon Warmbltitern in ~bereinstimmung mit den bei Friischen gemaehten Beobachtungen hinsichtlich Wasseraufnahme und -abgabe in Salzliisun- gen anders als die quergestreifte Extremitatenmuskulatur: wahrend diese letztere in isotonischen, hypotonischen und hypertonischen Salzliisungen ihr Gewieht erheblich vermehrt, zum Teil nahezu verdoppelt, in Ringer und in schwach hypertonisehen Salzliisungen sehon nach 15 lYIinuten meist um etwa 30% zunimmt, andert die Herzmuskulatur in den als physio- togisch bezeichneten Salzkonzentrationen ihr Gewicht nicht, nimmt in hypotonisehen Liisungen ein wenig zu, aber selbst in Aqua destillata noeh nicht um 50% in 18 Stunden, und nimmt in hypertonisehen Liisungen etwas an Gewicht ab. Es zeigte sieh in unseren Versuchen stets, dal~ die Quellungs- und Entquellungsbreite des Herzmuskels im Vergleich zum Extremitatenmuskel gering ist. Die kfirzlich von Ort und Markowi tz 1 mitgeteilte erhebliche Gewichtszunahme von mit Ringer- und anderen LSsungen durchstrSmten Herzen konnte yon uns in mehreren Versuchen nicht bestatigt werden. Die Gewichtsiinderungen (naeh unseren Versu- chert meist Gewichtsverluste) hielten sieh innerhalb der Fehlergrenze der Mel3methode.

In physiologiseher Beziehung wird der Iterzmuskel trotz seiner Quer- streifung zur glatten Muskulatur gereehnet. Wir prtiften daher weiter, ob sich aueh an der Uterusmuskulatur des Kaninchens ahnliche Verhalt- nisse wie beim Herzen finden wtirden. Diese Vermutung trifft jedoch nieht zu. In Ringer- undin 0,9%iger Koehsalzliisung nimmt Uterusmusku- latur in ahnlicher Weise an Gewieht zu, wie es quergestreifte Muskeln tun.

Unsere Befunde an Herzmuskelsttickchen entsprechen also etwa dem, was in der Literatur tiber alas Verhalten yon ~uskeln in versehieden konzentrierten SalzlSsungen mitgeteilt wird. Indessen beziehen sich diese Literaturangaben auf das Verhalten der Extremitatenmuskulatur, das naeh unseren Befunden yon dem der Herzmuskulatur abweieht. Extre- mitatenmuskeln nehmen in SalzlSsungen nach kurzer Zeit Wasser auf, miigen diese Salzliisungen hypo- oder hypertoniseh sein. Nach einigen

i Ort und M a r k o w i t z , Americ. journ, of physiol. 1931, Bd. 96, S. 541.

588 H . k . 0ELKERS:

Versuchen hat es sogar den Anschein, als ob unter Umstanden die Wasser- aufnahme in hypertonischen L(isungen rascher und weitgehender erfolgt als in stark hypotonischen LSsungen oder in Aqua destillata. Es wtirde sich demnach die Muskulatur ahnlich verhalten, wie es yon S chade l ftir das QuellungsvermSgen des kollagenen Bindegewebes angegeben wurde.

Eine MSglichkeit, die yon den unseren abweichenden Befunde anderer Autoren zu erklaren, schien uns zun~chst darin zu liegen, da~ frtihere Untersucher die Gewichts~nderungen ganzer, unverletzt herauspraparier- ter Muskeln, und zwar hauptsachlich des Frosches, in verschiedenen Salz- liisungen gepr~ft batten, w~thrend unsere bisher mitgeteilten Ergebnisse an Muskelsttickchen gewonnen worden sind. Wit ftihrten daher unsere Versuche such an Muskeln von Fri~schen und wei~en M~usen aus, wobei die Muskeln unter m(iglichster Vermeidung von Verletzungen herauspra- pariert wurden. Auch bier nahmen die Muskeln in den untersuchten Lii- sungen zu, wenn auch langsamer und zum Teil auch weniger stark als Muskelsttickchen.

Es mull hier bemerkt werden, dab auch schon yon anderen Autoren eine Gewichtszunahme des Muskels in isotonischen und hypertonischen LSsungen beobachtet wurde. So berichtet 0 v e r t o n e, da~ Muskeln unter Umstanden auch in einer 5%igen I~aC1-LSsung Wasser aufnehmen. Ab- de rha lden und Gelhorn a stellten fest, da~ in isotonischen Gemischen yon CaCle und MgC12 eine nicht unbedeutende Wasseraufnahme erfolgen kSnne, und Rubner4 fand bei Muskeln, die 2 Tage in einer 7%igen Am- moniumchlorid- oder in einer 10%igen Natriumchloridliisung gelegen hatten, Gewichtszunahmen bis zu 13,9%. 1%uerdings berichtet auch Bu cci- ardi~ tiber Gewichtszunahme yon Froschmuskeln in RingerlSsung und Pferdeserum, in hypo- und hypertonischen LSsungen. Doch galten bis. her solche Befunde Ms Ausnahmen, und im wesentlichen wurde die An- nahme vertreten, da]~ quergestreifte Muskeln in isotonischen SalzlSsungen langere Zeit keine Gewichtsver~inderung erfahren (N e u s chlo s z, a. a. 0.),

Bei unseren Untersuchungen batten wit bereits haufiger LSsungen yon CaCle verwendet, ohne da~ die Muskelsttickchen sich hierin anders verhalten batten als in LSsungen anderer Salze yon etwa ~quiva!enter Konzentration. Wir waxen daher tiber eine Angabe yon Loeb s tiber- rascht, dal~ Muskeln in isotonischen CaCl~-LSsungen in 18 SturMen um

i S c h a d e und M e n s c h e l , Kolloid-Zeitschr. 1922, Bd. 31. S. 171. 2 0 v e r t o n , Pfitigers Arch. f. d. ges. Physiol. 1902, Bd. 92, S. 115. a A b d e r h a l d e n und G o l h o r n , Ebenda 1922. Bd. 196, S. 584. 4 R u b n e r , Abhandl. d. Preuss. Akad. d. Wissensch. 1922. 5 B u c c i a r d i , Boll. soc. itM. biol. sperim. 1930, Bd. 5, S. 579, 574 u. 641. 6 L o e b , Pfliigers Arch. f. d. gem. Physiol. 1899, Bd. 75, B. 303.

Studien tiber die Quellung von Organen. 589

20% ihres ursprilnglichen Gewichtes abnehmen, ~hnliches beriehtet Loebs Schiller W e b s t e r 1, nach dem Ca bereits in n/20 Ltisung auf das Gewicht yon Muskeln verringernd wirken soll. Da Loeb und W e b s t e r diese Beobachtungen am intakten Muskel gemacht hatten, prtiften wir in Erg~nzung unserer an Muskelstilckehen erhaltenenen Befunde aueh das gewichtsm~ige Verhalten von ganzen Froschmuskeln in CaCI~-LS- sung. Hierbei zeigte sich, dafl der Gastrocnemius eines Frosches in 0,1 n CaC12-L6sung in den ersten 2 Stunden um 18,2% an Gewicht zunahm, nach 18 Stunden aber urn 12,1% abgenommen hatte; auch ein anderer Gastrocnemius, der in eine 0,1 m CaCle-L6sung gebracht worden war, zeigte nach 15 )Sinuten eine geringe Gewichtsvermehrung und nahm dann im Verlauf von 18 Stunden ebenfalls um 12% ab. Zwei gleichzeitig an- gesetzte Muskelstilckehen desselben Frosches, die in 0,1 und 0,2 m CaCle- Liisung eingelegt worden waren, zeigten wie in frtiheren Versuehen eine deutliche kontinuierliche Zunahme des Gewichtes. In weiteren Versuchen nahmen Gastrocnemii, die in 0,05 und in 0,1 n CaC12-LSsung lagen, im Verlaufe yon 1/4, 1 und 4 Stunden deutlich an Gewicht zu; naeh 18 Stun- dea land sieh jedoch ein deutlicher Rilckgaag des Gewichtes bis unter das Ausgangsgewicht.

Es mul~ nach unseren Versuchen angenommen werden, dal~ der intakte Muskel sich in den versehiedenen Salzliisungen, besonders abet in CaCle-LSsungen, anders verh~lt als herausgeschnittene Muskelstilekchen. Die Gewichtsvermehrung geht bet intakten Muskeln viel langsamer vor sich und ist auch meist geringer als bet einzelnen Muskelstilckchen. Viel- leicht liegt dies daran, dal~ die Muskelfascien dem Eindringen der verschiedenen Ionen und damit dem Salzaustausch besonderen Widerstand leisten, oder auch daran, dal~ die intakte Fascienumhiillung der Quellungs- tendenz des Gewebes rein mechaniseh entgegenwirkt. Vorerst liiI~t sieh diese Frage nicht entscheiden. Besonders schwer zu verstehen ist die Ab- nahme des Gewichtes des intakten Muskels nach anfanglicher Zunahme in hypertoniseher CaC12-LSsung. Da .~hnliches hie bet einzelnen Muskel- stilckchen beobachtet wurde, scheint die Annahme m6glich, dal~ die Mus- kelfascien bet li~ngerem Verweilen in CaCl~-Ltisungen schrumpfen und dal~ hierbei aus dem Muskel Flilssigkeit herausgeprel~t wird.

Schliel~lich dehnten wir unsere Untersuchungen auf die Prtifung des gewichtsm~l~igen Verhaltens von Stilckehen verschiedener Organe (Leber, Nieren, ]i/Iilz) von Froseh, Kaninchen und weil3en Miiusen in verschiedenen Salzl6sungen aus und beobachteten hierbei ahnliche Gewichtszunahmen, wie wir sie bet der Extremitatenmuskulatur gefunden hatten.

L Webster, Public. of the Univ. of Chicago 1902, Bd. 10, S. 105.

590 H.t. OELKERS:

~berbliekt man die bisherigen Untersuehungen, so ergibt sieh, dab die yon uns daraufhin untersuehten Organe und l~uskeln in hypo-, iso- und hypertonischen LSsungen Wasser aufnehmen - - mit Ausnahme der Herzmuskulatur, die nur in hypot0nisehen Li~sungen an Gewicht zunimmt. Diese Befunde waren nach den erw~hnten Beobaehtungen bei Durehstrti- mungsversuehen im Grunde zu erwarten gewesen. Seit den Untersuehun- gen S ta r l ings (a. a. O.) und anderer Autoren-der jiingsten Zeit (vgl. Krogh 1) muBte es wahrseheinlieh erseheinen, dab die Wasserau/nahme und -abgabe der Gewebe in erster Linie yon dem EiweiBgehalt der um- spiilenden Fliissigkeit und nieht yon deren Gehalt an Kristalloiden ab- h~ngt. Diese Anschauung ftihrte zu den zahlreiehen Untersuehungen fiber die Bedeutung des kolloid-osmotisehen Druekes ftir die 0dementstehung und -resorption (vgl. die zusammenfassende Darstellung von KylinU). Es lag daher nahe, unsere Untersuehungen auf das gewiehtsmaBige Ver- halten von iguskel- und Organsttiekehen im Eigenserum auszudehnen. Aus den in dieser Richtung angestellten Versuehen ergibt sieh, dab l~uskeln und Organe yon Ka~inchen aueh in dem eigenen Blutserum dieser Tiere an Gewieht zunehmen bzw. quellen. Eine Ausnahme hiervon maeht wieder der Herzmuskel, dessen Gewicht sieh nieht ~ndert, und ebenso die ]~ilz. Die anderen Organe (Leber, I~ieren) nehmen ebenso wie die Extre- mit~tenmuskeln deutlich an Gewieht zu. Das Maximum der Gewichts- zunahme war dabei meist naeh 2 Stunden erreieht und betrug bei den verschiedenen Gewebssttieken 25--45% des Ausgangsgewichtes. Wenn man also die Annahme maeht, dab Muskeln und Organe in physiologisehen und hypertonisehen Salzl5sungen quellen, weil die Kristalloide raseh perme- ieren und sieh so der Salzgehalt der AuBenlSsung raseh mit dem im Mus- kel-oder Organinnern befindliehen Salzgehalt in das Gleiehgewicht setzt (verschiedene Beobaehtungen bei unseren Versuchen sprechen allerdings gegen eine solehe Au[fassung), so dal~ die osmotisehen Anziehungskrafte der Organkolloide alsbald allein zur Wirkung kommen, so muB man wei- terhin annehmen, daB der EiweiBgehalt des Serums eines Tieres nieht aus- reieht, um diese Krafte zu paralysieren, bzw. es mtiBte mit anderen Wor- ten der EiweiBgehalt der versehiedenen Organe und der yon ihnen aus' getibte osmotische Druek hSher sein als der des Serums. Naeh Durchsicht der Literaturangaben tiber den Gehalt verschiedener Organe und Muskeln an EiweiB kSnnte dies in der Tat der Fall sein, doch ist tiber die osmotische Wirksamkeit dieser OrganeiweiBkSrper niehts Sicheres bekannt. Wir beabsiehtigen daher, uns mit diesen Fragen zu befassen.

1 Krogh, Kapillaren, Berlin 1929. 2 Kylin, Kiln. Woehenschr. 1931, S. 1034.


Bei allen yon uns beobachteten Gewichtszunahmen yon Yluskel- und Organsttickchen in den verschiedenen SalzlSsungen oder im Serum besteht natiirlich die MSglichkeit, dal~ diese Gewichtsvermehrungen nicht dutch Quellung der betreffenden Gewebe, sondern durch kapillare Einlagerung yon Fliissigkeit zwischen die Gewebselemente bedingt sein kiinnten. Da- fiir spricht vielleicht, dal~ bei unseren Versuchen die Gewichtszunahmen in den verschiedenen LSsungen meist um so schneller und weitgehender erfolgten, je lockerer die betreffenden Gewebsstticke ~ul~erlich erschienen. Ebenso schien uns mit einer solchen Annahme die Beobachtung gut ver- einbar, da~ auch aul3erlich ganz ~hnlich erscheinende und gleichschwere Muskelstiickchen, die bUS einem Muskel stammten, trotzdem in derselben SalzlSsung oft sehr verschieden stark an Gewicht zunahmen ein Be- fund, der uns auch davon Abstand nehmen lie~, auf Unterschiede hinsichtlich Quellungsbegiinstigung oder -hemmung durch verschiedene isotonische SalzlSsungen im Sinne der Hofmeis terschen Reihen zu fahnden, da es uns nicht mi~glich schien, etwaige sich hierbei ergebende Unterschiede mit Sicherheit als Kunstprodukte auszuschliel~en. Aller- dings zeigten sich auch bei Gelatinebl6ckchen, deren Quellung wir ebenfalls durch W~gung kontrollierten, mitunter in derselben LSsung nicht unerhebliche Unterschiede, obwohl sich hier durch eine gleichm~ilige Her- stellung (Ausstanzen aus einer Gelatineplatte) am ehesten Unterschiede in der Oberfl~chengestaltung, die wohl in erster Linie diese Verschieden- heiten in der Wasseraufnahme bedingen dtirften, vermeiden lassen.

Daftir, da] doch Quellungsvorg~nge die Ursachen der Gewichtszu- nahmen sein diifften, scheint uns am meisten die Beobachtung deutlicher Dickenzunahme der einzelnen ~uskelfibrille in den untersuchten Salz- liisungen bei mikroskopischer !gessung zu sprechen.

In weiteren Versuchen prtiften wir den Einflul~ yon Coffein auf die Wasseraufnahme der lguskeln und Organe. ~-ber die Wirkung yon coffeinhaltigen L6sungen auf die quergestreifte l~uskulatur ist eine grol~e Anzahl von Arbeiten erschienen, aus denen im wesenflichen hervorgeht, dal~ das Coffein und andere Purinderivate in starkeren Konzentrationen zu einer Starre der Muskulatur yon Friischen ftihrt, die vielfach mit der W~rme- oder der Totenstarre der Muskeln verglichen wurde (s. hiertiber die zusammenfassende Darstellung yon I. Bockl). Gewichtsanalysen des Muskels in coffeinhaltigen LSsungen wurden unseres Wissens nicht ausgefiihrt; die meisten Autoren besch~ftigten sich mit der Feststellung mikroskopischer Veranderungen.

1 Bock, In tteffters Handb. d. exp. Pharmakol. 1920, Bd. 2, Teil I, S. 508.

592 H.A. 0ELKERS:

Muskelstiickchen des Frosches verlieren nach unseren Versuchen in eoffeinhaltigen Salzl(isungen (Ringerliisung und 0,3%ige KochsalzliJsung mit einem Zusatz yon I g Coffein. pur. auf 100 ccm Fltissigkeit, sowie 1%ige Coffeinl(isung) erheblich an Gewieht (urn 30--40% in 18 Stunden). Bei diesen Versuchen fiel auf, da~ die Gewichtszunahme nach dem ersten kurzen Eintauchen in die coffeinhaltigen L(isungen verhaltnismafiig gro~ war. Bei .den frtiheren Versuchen betrug die Gewiehtsvermehrung naeh diesem Eintauehen bei ahnlich grol~en Muskelstiickchen nur etwa 20 bis 30 rag. Da beim Eintauchen in coffeinhaltige Liisungen die Zunahme des Gewichtes erheblieh gr~i~er war (50--80 rag), so mu~te an die Miiglich- keit gedacht werden, dal~ diese erste Steigerung des Gewichtes nicht nur durch die an der Oberflache der Muskelsttickchen haftende Fltissigkeit, sondern au]~erdem dureh besondere Eigenschaften der coffeinhaltigen Lii- sung, wie etwa sehr rasch vor sich gehendes Eindringen in das Muskel- inhere verursacht wtirde. Die Annahme trifft offenbar zu, denn die Mus- kelsttiekchen nahmen in tier coffeinhaltigen Ringerliisung in der ersten halben Minute recht erheblich an Gewicht zu; hieran schlie~t sich ein Absinken des Gewichtes weir unter das Ausgangsgewicht an. Di~ anf~ng- liche Gewichtszunahme war hierbei grii~er als bei anderen gleichzeitig i~ Kaltbltiterringerliisung eingelegten Muskelsttickehen in derselben Zeit; bei diesen Sttiekchen betrug die Zunahme des Gewichtes in ~ r ersten halben Minuten 5--10%, wahrend entspreehend grol~e Muskelsttickchen in coffeinhaltigen Liisungen 24,7 28% in dieser Zeit zunahmen. Wir glauben nicht, da~ das Verhalten der Muskelstiiekchen in den coffeinhaltigen Lii- sungen dutch die Annahme einer zun~chst quellenden, dann entquellen- den.Wirkung des Coffeins auf das Muskeleiweil~ erklart werden kann, da sich ftir die Annahme einer Beeinflussung des Hydratationszustandes yon Eiwei~kiirpern dutch Coffein (Ell inge r 1) bei verschiedener Versuchs- anordnung kein Anhalt finden liel~ (Oehme 2, Brtihla, Krogh und Na- kazawa 4 u. a.). Die yon einigen Autoren (vgl. bei Bos a. a. 0.) unter dem Mikroskop bei Zusatz yon Coffein beobachtete Kontraktion yon Mus- kelfasern, die eventuell den Gewichtsverlust durch Herauspressen yon Fltissigkeit aus dem Muskelinnern hiitte erklaren kiinnen, konnte von uns nicht mit Sicherheit festgestellt werden. Dagegen beobachteten wir Kon- traktionsvorgange an einzelnen Fasern bei Zusatz k0nzentrierterer L~sun-

Ell i~ger~ H e y m a n n ~nd K l e i n , Arch. f. exp. Patho] u. Pharmako). 1901, Bd. ill, S. 1.

2 0 e h m e , Ebenda 1924, Bd. 102~ S. 40. 8 Bri ihl , Biochem. Zeitschr. 1929, Bd. 212, S. 291. 4 Krogh und Nakazawa , Ebenda 1927, Bd. 188~ S. 241.


gen yon CaC12, gelegentlich auch bei Zugabe yon anderen SalzlSsungen. In allen diesen Liisungen nahmen jedoch die Muskelstiickchen stets an Gewicht zu. Ein anderer Befund scheint uns dagegen fiir die Erkl~rung des Verhaltens yon Froschmuskeln in CoffeinlSsung geeignet: bei unseren samtlichen Versuchen, die wir an Muskelstiickchen yon Friischen in coffeinhaltigen LSsungen anstellten, beobachteten wir, dab sich diese LSsun- gen bereits nach kurzer Zeit durch Austritt von Eiwefl~ aus dem Muskel triibten; nach mehreren Stunden hatte sich hierbei am Boden des Gef~l~es ein Belag yon feinen Eiweil~flocken niedergeschlagen, der zum Teil vielleicht aus Eiweii~ bestand, das yon der Oberflache der Muskulatur ab- brSckelte. Parallelversuche an Muskelstiickchen in coffeinfreien Salz- ]Ssungen zeigten eine derartige Triibung der Fltissigkeit nicht. Wir halten es daher ftir wahrscheinlich, dal~ C0ffeinzusatz zu einer Zerstiirung yon Membranen der Froschmuskulatur fiihrt, die zun~chst rasches Eindringen yon Fliissigkeit, dann aber einen Zerfall und damit Leichterwerden des Muskels bedingt.

In der beschriebenen Weise scheint nur der Extremitatenmuskel des Frosches angegriffen zu werden, denn Herzmuskelsttickchen, Stiickchen yon Leber und Niere des Frosches sowie •uskelsttickchen yon Kaninchen und wei~en Mausen verhielten sich in coffeinhaltigen Liisungen nicht anders als in coffeinfreien.

Wit unternahmen sodann noch einige Versuche, um zu priifen, wie sich lebende FrSsche in hSher konzentrierten Salzliisungen verhalten. Die Wasserregulationsverhi~ltnisse des Frosches sind besonders yon OVer- ton 1 und yon Durig 2 studiert w0rden. Aus den Untersuchungen dieser Autoren geht hervor, da~ der Frosch in der Trockenheit austrocknet und, wieder in Wasser gebracht, den Wasserverlu~t alsbald ausgleicht, und zwar sG, da~ das ursprtingliche Kiirpergewicht erhalten bleibt. Wird einem Frosch die Kloake abgebunden, so nimmt cr dauernd Wasser auf und wird 5dematSs, ebenso wie tote FrSsche im Wasser 5dematSs werden. Unsere Absicht, diese Versuche am lebenden Tier in stark hypertonischen Kochsalzliisungen nachzumachen, scheiterte abet daran, da~ die Tiere in diesen Liisungen sehr rasch zugrunde gingen. Kleinere, etwas unter- ern~ihrte Tiere starben in 0,5 tool. Kochsalzli~sung nach einem kurzen Exzitationsstadium bereits nach 10--15 Minuten. Sehr gro~e, in gutem Ernahrungszustand befindliche Friische (80 100 g schwer), die wir dann fiir diese Versuche benutzten, vertrugen den Aufenthalt in 0,5 und i tool.

I 0 verto n, Verhandl. d. physiol, med. Ges. zu Wfirzburg 1904: N. F., Bd. 36. Durig, Pfltigers Arch. f. d. ges~ Physiol. 1901, Bd. 85: S. 401.

594 l~. A. Or~K~RS:

Kochsa]zliisungen etwas li~nger, sie reagierten jedoch auch nach 5--10 Mi- nuten bereits nur noch sehr schwach auf augere Reize und waren nach langstens 11/2 Stunden, meist sehon naeh 1/2 Stunde tot. Dabei verloren die FrSsche innerhalb 1/2 Stunde etwa 3--4% des ursprtinglichen KSrper- gewichtes; nach 1 Stunde betrug der Gewichtsverlust meist 5--6%, hielt nach dem Tode der Tiere zunaehst welter an, war nach 7--10 Stunden maximal 10--15%, worauf dann wieder eine langsame Zunahme bis .fiber das Anfangsgewicht hinaus erfolgte, das nach 20 24 Stunden, oft frfiher, manchmal spater wieder erreicht wurde. Die einzelnen Tiere verhielten sich bei diesen Versuchen sehr verschieden. Auch in 2 mol. Koehsalz- liisung war der anfangliche Gewichtsverlust nieht grfl3er und naeh 8 bis 10 Stunden wurde wieder Wasser aufgenommen. Im wesentlichen verhielten sich also die Tiere nieht viel anders als die einzelnen Muskeln, nur ist der Verlauf der anfanglichen leichten Abnahme, die bei Muskelstfick- chert und aueh bei ganzen Muskeln oft nicht zu beobachten war, und der folgenden Zunahme des Gewichtes ein viel langsamerer.

Unsere bisherigen Versuche gestatten zunachst nicht, alle festge- stellten Befunde zu deuten. Wir beabsichtigen jedoch unsere Unter- suehungen nach verschiedenen Riehtungen bin auszudehnen, da sic uns einerseits ffir die Muskelphysiologie wiehtig erscheinen und auSerdem wohl zu Problemen fiihren, die mit tier Frage der Odementstehung in Zusammenhang stehen; sehlieglieh mug auch an die MSglichkeit gedaeht werden, da$ die beobachteten Quellungsvorgange von Organen in physiologischen Lfsungen StSrungen bei verschiedenen in der biologischen Methodik iiblichen Versuchsanordnungen verursaehen kiinnen.

Zusammenfassung .

1. Der Herzmuskel yon FrSschen und Kaninchen verhiilt sich in verschiedenen Salzliisungen anders als der Extremiti~tenmuskel.

2. Wi~hrend Extremitatenmuskulatur in allen untersuchten Salz- 15sungen sehnell an Gewicht zunahm, behielt der Herzmuskel in isotonischen Salzlfsungen sein Gewicht lange Zeit (18 Stunden) unverandert bei, nahm in hypotonischen LSsungen und in Aqua destillata an Gewicht zu und in hypertonischen LSsungen ab.

Auch versehiedene innere Organe (Leber, Niere) quollen wie die Ex- tremitatenmuskulatur in verschieden konzentrierten SalzlSsungen. Intakte Muskeln verhielten sich anders als ~uskelstiickchen; sie quollen ebenfalls, wean auch langsamer, in physiologischen SalzlSsungen und verloren in starker hypertonischen Liisungen voriibergehend an Gewicht.


3. Muskel- und Organstfickchen von Kaninchen nahmen im Eigen- serum ebenfalls und zum Tell erheblich an Gewicht zu. Ausnahmen bil- deten der Herzmuskel und die Milz.

4. Froschmuskeln nahmen in coffeinhaltigen LSsungen an Gewicht ab. Bei naherer Untersuchung dieses u fand sich in den ersten Sekunden eine rasche Fliissigkeitsaufnahme, dann erst Gewichtsabnahme, die yon einem Hinausdiffundieren yon Eiwei• aus dem Muskel in die L~isung begleitet war. Froschleber und Froschnieren nahmen in coffein- haltiger Ringerliisung ebenso an Gewicht zu wie in coffeinfreier. Auch die Gewichtszunahme yon Kaninchenmuskeln in physiologischen Salzliisun- gen konnte durch Coffeinzusatz nicht verhindert werden.

5. Wurden lebende FrSsche in hiiher konzentrierte KochsalzlSsungen gebracht, so starben die Tiere innerhalb yon 10 Minuten bis zu 11/2 Stun- den. Das Kiirpergewicht nahm in den ersten Stunden um 10--15% ab,

darauf erfolgte wieder eine langsame Zunahme bis fiber das Anfangs- gewicht hinaus.

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Studien über die Quellung von Organen