(Aus der medizinisehen Klinik Lindenburg der Universitgt KSln :Geheimr. Moritz~ und der ehemisehen Abteilung des pathologisehen Instituts der Charit6, Berlin

[Prof. Ronal. )

Untersuehungen fiber die elektrisehe Ladung tier Blutktirpere]len.

Von Dr. reed. Erich Gabbe,

Assistent der Klinik.

(Eb~gegangen am 15. Dezember 1922.)

Versuche fiber die Senkungsgeschwiudigkeit der BlutkSrperchen, die durch die Forschungen yon Fdhraeu~l), HSber ~) und seinen Schiilern:~, 4) angeregt wurden, fiihrten uns dazu, die Frage des Zusammenhangs zwischen der Senkungsgesehwindigkeit und der elek- t.risehen Ladung der BlutkSrperehen einer Untersuchung zu unter- ziehen. HSber hatte angenommen, daft eine Herabsetzung der elek- t.risehen Ladung die wiehtigste Ursache flit die ErhShung der Sen- kungsgeschwindigkeit sei. Fdhraeus ~) teilte einige Beispiele mit, in denen Suspensionsstabilitiit und GrSl~e der Ladung der Blut- kSrperehen einander paral]el gingen. Derselbe Forscher;") kam aber sp5ter zu einer geringeren Bewertung der elektrischen Ladung fiir die Deutung der Unterschiede in der SuspensionsstabilitSt, und Linzenmeier '), StarlingerS) und v. Oeltingen ~) stellten ffir die Evkl5rtmg die Menge und Dispersitgt der leieht f~llbaren Eiweil.~- kSrper des Biutplasmas in den Vordergrund. Uns schien die Frage naeh den Beziehungen zwisehen Suspensionsstabilit~it und elektriseher Ladung der BlutkSrperehen eines weiteren Studiums wert, weil die Annahme eines nahen Zusammenhangs zwisehen diesen beiden Eigen- schaften naeh den Ergebnissen der Kolloidehemie naheliegt.

In dem ersten Absehnitt dieser Mitteilung beriehten wir fiber die Teehnik der Ladungsmessung und fiber unsere Erfahrungen mit der Methode unter Beriicksiehtigung der endosmotisehen StrSmungen der Fliissigkeit. Uber verglei(~hende Versuehe in bezug auf die Senkungsgesehwindigkeit und Ladung der BlutkSrperehen berichten wit im 2. Absehnitt. Es sei im voraus erw~ihnt, daft wir irgend- ~elehe Beziehungen zwisehen den mit diesen beiden Methoden an

E. Gabbe: Untersueh. fiber die elektrisehe Ladung der Blutkfrperehen. 325

denselben B lu tp roben zu e rhebenden Wer t en mi~ der angewand ten Technik n icht haben feststellen kSnnen. U m den Gr i inden fiir dies Verhal ten nhherzukommen, haben wir Versuche angestell~, in denel~ wir den EinfluB der versehiedenen Anionen und K a t i o n e n von Neu- t ra lsa lzen auf die Ladung pri i f ten; auf Grund der so e rhobenen Befunde liegt die Ve rmu tung nahe , daft die Ladung, welche im Kataphoreseapp~ra t gemessen wird, meis~ n ieht i ibe re ins t immt mi~ der Ladung , welehe die BlutkSrperehen in ihrem eigenen P lasma ha, ben, so daft also ein Para l le l i smus zwisehen Senkungsgesehwindig- kei t und Ladung bei A n w e n d u n g der bisherigen 3letho(lik auc'h nieht

zu e rwar ten ist. l ]ber diese Versuehe ber iehten wir im 3. Absehnit t . Anhangsweise werden noeh einige Modellversuche mitgetei l t .

l. Ube r die Techn ik der K a t a p h o r e s e und L a d u n g s u m s s m l g an B lu tk / i rpe rchen .

Die elektrische Ladung der Blutk6rperehen wurde zucrst yon £;llie:) und H6bcr s) im kataphoretischen Versucb beobachtet und yon H6ber beson- ders im Hinblick auf Fragen der Ionenpermeabilit~it der Plasmahaut studiert; dieser Forscher bediente sieh dabei eines zu diesent Zweeke k(mstruierten Apparates, der aus 2 Kalomelelektroden besteht, die mit einer mikroskopisehen Kammer yon 1 mm H6he in Verbindung stetmn; Kammcr und Vcrbindm~gs- rohre zu den Elektroden werden mit der Flfissigkeit gefiillt, in der die Blut- kSrperchen untersucht werden sollen. Um (lie GrSl~e dcr Ladung zu messen, wurde yon Kozawa ~) und F+~hrae~+~ +) (tie Umladbarkeit der Zellen duvch Lanthannitrat benutzt, und zwar wurde diejenige Konzentration an La(NQ):~ festgesteilt, die gerade hinreichte, um die an sich negativ ~eladenen Blut- k5rperchcn positiv umzuladen; die La-LSsungen werden mit einer Mischung yon isotonischer Rohrzueker- und Kochsalzl6sung (10: 1) hergestcllt; der Salz- zusatz dient zur ErhShung der Leitfiihigkeit. Die Blutk5rperchen werden in winziger Menge mittels Glascapillare in die Flfissigkeit in der Kammer ver- rieben und sodann das Deekglas aufgelegt. F~hrae~s hie]t es naeh den ]3(> funden von Kozawa fiir zweckmfiBig, die kataphoretische Wunderungsrichtung stets zu konstantenl Zeitpunkt nach Einbringen der BlutkSrperchen in die La- LSsung festzustellen; er whhlte hierzu die Zeit yon 6 Min. nach dem Zusatz der Zellen. Auf diese Weise stellto F,Thrae,s lest, dab (tie BlutkSrperchen yon graviden Frauen, die durch cine verminderte Suspensionsstabilitiit ausge- zeichnet sind, auch eine geringero elektrische Ladung aufwcisen Ms die Blut- kSrperchen yon M~nnern.

Michaelis ~°) hat eine einfachere Vorrichtung fiir kataphoretische Unter- suchungen angegehen; bei dieser wird der Strom der uuf 2 Seiten offenen Kammer dutch 2 mit kochsalzlmltiger Agargallerte geffillte GlasrShren zuge- leitet. Wir haben zu unseren Versuchen stets diesen Apparat benutzt, da er Reihemmtersuehungen sehr erleichtert.

Bei derartigen kataphoretischen Versuchen treten infolge der positiven Aufladung des Wassers gegen die Glaswand elektrosmotische WasserstrSmungen auf, die yon Ellis u) und Powis ~) zuerst an Olemulsionen, yon Putter ~:~) dann auch an Bakteriensuspensionen studiert wurden; es ist wichtig, diese StrSmungen in den der oberen und unteren Kammerwandung zuniichstliegenden Fliissigkeitsschichten zu beaehten, da sie der eigentlichen Wanderungsrichtung

o O ~ . , .6 E. Oabbe:

der suspendierenden Teilehen entgegengesetzt geriehtet sind, d. h. bei negativer Ladung yon Teilehen und Glaswand zur Kalhodo ziehen; der dann in der Mitte der Kamnler zur Anode ziehende Fliissigkeitsstrom wird als einfaeher Rfickstrom des Wassers gedeutet, alas sieh an der Kathode angestaut hat; die einwandfreie Beobachtung der Kataphorese der Teilehen ist nut in den ruhen- den Wassersehiehfen mSglieh, und diese befinden sieh in */.; und ~/-, der Kammertiefe yon der oberen Glaswandung an gereehnet.

Unsere Beobaehtungen gibt die Tabelle I x~ieder. Die BlutkSrperehen (Citratblut, hergestellt dureh Zusatz zu 4 Teilen Blur, 1 Teil Natr. eitr.-LSsung yon 5 %)) wurden mit der 12 faehen Menge ~ proz. RohrzuekerlSsung a.usgewasehen, naeh Abzentrifugieren mit. 8proz. RohrzuekerlSsung auf das urspriingliehe Vo- lumen gebraeht und mit der jeweiligen Suspensionsflfssigkeit im Verh:,iltnis 1 : 5 0 bis I :100 verdiinnt,. Mit dieser Aufsehwemnmng wurde die mikrosko- pisehe Kammer, deren Deekglas mit Vaseline auf den Stiitzen festgeklebt war, yon der Seite gefiillt.

Tabelle I .

Die kataphorctisehe Bewegung der BlutkSrperehen in den versehiedenen Schiehten der mikroskopisehen Kammer.

Zeit ]~ewegungsrichtung und Ge- Sus ~ensionsfiiissigke, it ~ er- } m 8ek. i sehwindigkeit der Blut-

Nr. <lfi~- , ha th , k6rperehen I der Blutk6rperchen nullg Stron,- 0.25 lll[[I in Sek/inden

I I I sehlllB O, l d l O,2d O,Sd O , 8 d 0,9(I

i i0,21°/(NaCI*) . . . . . [1]:100 15 !0,85°/o Na(;'l . . . . . . . . 1:100

4 [[0,21°/oNaC1 *) : ~"/,a.,:,La(N():~)a 1:100 5 1'0,21°/oNaCl : m'~r,.2oLa(NOa);~ . 1:100

(; { ' 0,21 o/.) NaC1 ~ ,~o La (NO:~)~ 1 : 100

7 {; 021°,,',,NaC1%'::,:,La,(N(),) a { 1:100

~{iio,elo/,,x.c~: =~,,L~(XO2,, { ~:~oo

- - a 1 4 ' a 2 0 - - a 9 [ a 7

m

15 - - a 1 7 a13 15 - - a15 a19 1.5 - - a 1 0 a 10

,) ) 30 a k41 k :,~ 90 a 30 30 a k '38 k 30

1 O 0 , a ,):.'"~ :;0 a k4.5 k~¢

l O f ) - - - - - a 32

~alt ; ! a l 0 ' a 9 [ a 1 2 a18 i a24

i a 1 6 a13 a l 0 a l 0

[k40 a ? 4 a '_)5 a 2I) k 40 ~ 22 a, 27 a l8 k45 ~'27 a 28 a '22

d = Tiefe dcr Kammer = 0,29 ram, a : • anodiseh, k = kathodisch.

Nr. 1, 2 u n d 3 de r T a b e l l e I b ( z i e h e n sieh au f e ine S u s p e n s i o n

de r B l u t k S r p e r e h e n in 8proz . R o h r z u e k e r , 0,21 proz. 0 , 8 5 p r o z . K o c h -

sMzlSsung ; an d iesen w u r d e n ich t n u r in de r mi t . t l e ren F l t i s s igke i t s -

, ,ehicht, sonde rn a u e h in den R a n d z o n e n s te t s e ine a n o d i s e h e i v a n -

d e r u n g s r i c h t u n g b e o b a c h t e t ; e ine k a t h o d i s c h e W a n d e r u n g , ~vie sie

P u t t e r bei B a k t e r i e n in der obe ron u n d u n t e r e n Gre~lzsehieht f and ,

w a r n i e h t v o r h a n d e n . D i e G e s c h w i n d i g k e i t war in e iner l l~ohrzucker-

15sung (Nr. 1) a m I l a n d e a m grSBten u n d in der Mi t t e g e r i n g e r ; in

K o c h s a l z l S s u n g war die B e w e g u n g in d e r M i t t e sehne l l e r ais a m

g a n d e , bei Z u s a t z yon L a n t h a n i t r a t zu r K o c h s a l z l S s u n g in e iner

K o n z e n t r a t i o n , die zur U m l a d u n g n i e h t a u s r e i e h t e , wa r die Ge-

*) Hergestellf aus I Tell 0,850/0 NaCI i 3 Teilen g°/o Rohrzucker.

Untersuchungen iiber die elektl'ische l,adung der BlutkSrperchen. 327

sehwindigkeit wieder :,ihnlieh wie in dot l/ohrzuckerl6sung am l lande grSBer als in der Mitre (Nr. 4) oder in allen Schiehten etwa gleieh groB (Nr. 5); wurde die Lanthannitratkonzentrat , ion so weir erh6ht, dag eine Umladung dev Zellen zust~nde kam (Nr. 6, 7 und 8), dann konnte folgendes festgestellt werden; in der obersten Fliissigkeits- sehieht (0,1d). aus des sonst die Blutk/Srperchen meist so schnell herabsanken, dag sie in dieser nieht mehr zur Beobaehtung kamen, waren jetzt einzelne K6rperehen zu sehen, welehe sieh anodiseh be- wegten, aueh in der nnteren Grenzsehicht (0,~.t d) war die Bewegung anodiseh, in der Mitre jedoeh (0,2 d bis 0,S d) ~a r jetzt die Wande- rung kathodiseh. !~0 his 10!) Sekunden naeh Einsehaltung dos Stromes h6rte die kathodisehe Wanderung der BlutkSrperehen in den mitt- leren Sehiehten auf und diese begannen wieder anodiseh zu wandern; es ist deutlich naehweisbar, da6 dies nieht auf einem Herabsinken der KSrperehen in die unterste anodiseh uandernde Sehieht beruht; vielmehr finder die Pdchmngsumkehr in den vorher kathodis('h ~andernden Sehiehten start, von denen die bei 0,2 d allerdings nieht mehr zu erkennen sind, da die 131utkSrperehen aus dieser herab- gesunken sind.

Es liegt nahe, die Abweiehungen der Tabelle I I I yon den Be- funden yon Putter, die wit an Bakterien vollauf best~[tigen konnten, auf den grSBeren Durehmes~er und eine st:~rkere Ladung der Blut- karperehen zu beziehen. Doeh m6ehtea wit eine Erkl;irung der Einzelheiten unterlassen, da uns diese naeh dem heutigen Stande unserer Kenntnisse noeh nieht in befriedigender Weise durehfiihrbar zu sein seheint. Es mul~ jedoeh aus unseren Befunden gefolgert werden, (tab fiir die Feststelhmg der kataphoretisehen Wanderungs- riehtung nur die Beobaehtung wShrend der ersten 60 Sekunden linch Einsehaltung des Stromes maggebend sein darf.

Ferner haben unsere Versuehe einen EinfluB der Zeit bei der Einwirkung der Umladungsfliissigkeit auf die Blutk6rperehen nieht erkennen lassen. Tabelle lI gibt ein Beispiel hierfiir. Wir h~ben demgemgg die W~mderungsrichtung racist sofort naeh Verreiben der Blutk[irperc'hen in der La-haltigen Rohrzm:ker-Koehsalzlasung unter- sueht.

Tabelle II . Einflul.l der Zeit auf die Umladung der Blu/k6rperchen.

i

L a d u n g n a c h S t u n d e n

L a - K o n z c n t r a t i o n [l . . . . . . . . . t) ! 1 / ~ 1 9

. i : _

!,

tll 1~9~ P ~ . ; _i . i .

Zu den verschiedenen Zeitcn wurden der gleiehen La-haltigen Suspension Proben e I l ~ ; l ~ o ~ l l l n e n ,

328 E. Gabbe:

2. V e r g l e i c h z w i s c h e n e l e k t r i s c h e r L a d u n g u n d S e n k u n g s - g e s c h w i n d i g k e i t d e r B l u t k S r p e r c h e n .

Mit de r g e s c h i l d e r t e n T e c h n i k h a b e n wi t an 22 B l u t p r o b e n d ie

e l e k t r i s c h e L a d u n g d e r B l u t k S r p e r c h e n u n d zug le ich die S e n k u n g s -

g e s c h w i n d i g k e i t b e s t i m m t . D a s B l u r w u r d e wah l los l c i ch t e r u n d

s c h ~ e r e r E r k r a n k t e n aus d e r C u b i t a l v e n e e n t n o m m e n u n d sofor t

m i t ~/~ V o l u m e n 5 proz. N a t r . c i t r . -LSsung v e r s e t z t . D i e Sonkungs -

g e s c h w i n d i g k e i t w u r d e d u r c h E in f i i l l en diesos C i t r a t b l u t e s in senk-

r c c h t a u f g e s t e l l t e G l a s r S h r c h e n yon 5 m m l i ch t e r W e i t e bis zu r H S h e

y o n 1 0 c m u n d Ab lesen t ier H 6 h e d e r o b e n s t e h e n d e n P l a s m a s c h i c h t

nach 1/~, 1 u n d 3 S t u n d e n in Mi l t ime te rn b e s t i m m t . D i e F g l l e s ind

n a c h der Gr~ifte de r S e n k u n g s g e s c h w i n d i g k e i t g e o r d n e t . E i n P a r a l l e -

l i smus zwi schen S e n k u n g s g e s c h w i n d i g k c i t u n d L a d u n g is t n i c h t zu

e r k e n n e n : bei 14 F g l l e n b e g i n n t <lie U m l a d u n g be i d e r K o n z e n t r a -

t i on m/a;~; u n t e r d i e s e n b e f i n d e n sich F~illo m i t n i e d e r e r w ie a u c h

m i t g a n z h o h e r S e n k u n g s g e s c h w i ~ d i g k e i t ; 1 F a l l we i s t e ine deu t l i ch

s t g r k e r e , 7 ~ e i s e n e ine sch~'i~chere L a d u n g auf ; aber diese 7 ver -

Tabelle I l i . Vergleich zwischen Senkungsgeschwindigkeit und elektrischer Ladung.

Senkung d .B . -K. Ladung in m m nach Stundml in LaINO):~ 1 m :

Nr. Diagnose ~ 1/~ i 1 3 l.(14611298 ~$65 576 3,44 zsd

1

2 3 4 5 ti

7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2O 21 22

Mitralinsuff . . . . . . Grippe . . . . . . . Grippe . . . . . . . Hypertonie . . . . . Arteriosklerose . . . Gastritis ac . . . . . Mitralinsuff . . . . . . Griope . . . . . . . 0steoarthritis . . . . Tbc. pulm . . . . . . Tabes dots . . . . . . Gastroptose . . . . . Bronehit. Emphys. Typhus abd . . . . . Typhus abd . . . . . Tabes ineip . . . . . . Arythmia perp . . . . Typhus abd . . . . . Endoe~rditis . . . . Typhus abd . . . . . Typhus abd . . . . . Tbe. pulm . . . . . .

1 47 0 { 2 9

k 32 0 3 12 44 l 4 14 50 1 5 18 55 ] 6 20 25 2 7 22 18 2 7 46

1 8 27 3 11 26 5 2 0 46 8 22{ 44 8 2 3 ! 47 9 26 50 9 27 45 8 28 50 ] 29 42

12 29 44 12 3qL 52 14 35 61 12 35 58 38 57 64 43 57 64

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Untersuchungen fiber die elektrisehe Ladung der Blutk5rperehen. 329

te i len sieh auf die verseh iedenen Senkungsgeschwind igke i t en ziem- lieh gleiehmiiBig; naeh dem Ausfa l l dieses Ergebnisses b le ib t n u t iibrig, en tweder der e lek t r i sehen L a d u n g eine u n t e r g e o r d n e t e iRolle bei dem Z u s t a n d e k o m m e n der B lu tkSrpe rehensenkung zuzusehre iben oder anzunehmen , dab durch diese Methode die im P l a s m a vorhan- denen Unte r seh iede in der L a d u n g n ieht r ieht ig wiedergegeben werden.

Die Ladung der Zellen, die bei kataphoretisehen Versuehen zutage tritt, ist naeh dem heutigen Stande unserer Kenntnisse als dureh ein Adsorptions- potential bedingt aufzufassen ivgl. Jlichaelis1% Naeh den Versuehen yon Michaelis und Rona It') fiber die Adsorption von Salzen dutch Kohle mfissen wit zwar annehmen, dab die Anionen und Kationen eines Salzes stets in iiquivalenter Menge adsorbiert werden; die verschiedene Adsorbierbarkeit der einzelnen Ionen maeht sieh dabei in der Weise geltend, dab die Adsorption eines Salzes eine additive Eigenschaft der Adsorbierbarkeit seiner Ionen ist. Dies sehliegt jedoeh nieht aus, dab dureh die Adsorption doch die Ladung der adsorbierenden Teilchen gogndert wird. Man kann sieh vorstellen, dal~ die r/iumliche Anordnung der adsorbierten, entgegengesetzt geladenen Ionen entsprechend der versehiedenen Adsorbierbarkeit eine versehiedene ist, so dab es zur Bildung einer Doppelsehieht kommt. Rona und Mb:haelis~*~) spreehen daher von einer Aufladungsadsorption. Ferner geht aus den Untersuehungen yon Freundlich und Rot~a ~) fiber das elektrokinetisehe Potential (;-) im Ver- gleieh mit der Phasengrenzkraft (t) hervor, dab wir die Doppelsehieht des ~-Potentials als relativ welt in die Flfissigkeit hineinreiehend zu denken haben; dieselbe liegt dabei nieht direkt an der Wand des festen KSrpers, sondern zwischen der diesem fest anhaftenden und der bewegliehen Ft/issigkeitssehicht, also mit beiden Belegungen mitten in der Flfissigkeit. Daher ist das ~-Poten- tial aueh im wesentlichen yon der Fliissigkeit abhiingig und nieht yon der Be- sehaffenheit des festen KSrpers. Dies Ergebnis der neueren Forsehung pagt gut zu den Befunden, dab die Senkungsgesehwindigkeit der Blutk6rperehen fast Mlein yon der Besehaffenlleit des Plasmas abhSmgig ist und nleht yon der der Blutkiirperehen, und liigt einen nahen Zusammenhang zwisehen Ladung und Senkungsgesehwindigkeit als sehr wohl denkbar erseheinen.

Wiihrend wir die Senkungsgesehwindigke i t der Blu tk6rperehen , jeweils in einer besonde ren F l i i s s igke i t , nt tm| ieh in ihrem eigenen P lasma , un tersuehen , ist die Suspensionsf l i iss igkei t bei der Messung der L a d u n g s te ts die gleiehe ( l~ohrzueker, KoehsalzlSsung). Es is t dahe r der G e d a n k e nahe l i egend , dab die im P l a s m a v o r h a n d e n e n L a d u n g s u n t e r s e h i e d e be i d iesem Vorgehen ve rschoben werden , so dab ein Pa ra l l e l i smus zwisehen S tab i l i t i i t und L a d u n g nieht nach- gewiesen werden kann. Um beur t e i l en zu kSnnen , wie welt der konstan~e Salzgehal~ der Umladungsf l / i s s igke i t von Einfluft auf die L a d u n g ist, wurden d ieVersuehe des fo lgenden Absehn i t t s un te rnommen .

3. D e r Einf luB d e r S a l z e au f d ie e l e k t r i s c h e L a d u n g d e r B l u t k i i r p e r c h e n .

E ine sys temat i sche Un te r suchung des Einflusses der Neu t r a l s a l ze auf die e lek t r i sche L a d u n g der B.-K. fehlt bisher; diese i s t Vor- bed ingung , um in die Vorg~inge, die im Blu te die L a d u n g beein-

~30 E. Gabbe :

f lussen, w e l t e r e i a z u d r i n g e n . So i s t es b i s h e r n o c h n i c h t s i c h e r -

ges te l l t , ob w i t u n t e r d e m E i n f l u g d e r Sa lze d e r A lkMi - u n d E r d -

a l k M i m e t a l l e e ine A n d e r u n g d e r L a d u n g d e r B l u t k S r p e r c h e n a n z u -

n e h m e n h a b e n .

Nach der Ha)'@sehen Regel wird die Ladung kolloider Teilehen nur durch die entgegengesetzt geladenen lonen der Salze beeinfluBt, d. h. sic wird ver- mindert , die Stabi]itgt der Teilchen wird herabgesetzt . Im Falle der Blut- kSrperchen w:~ire das g]eiehe zu erwarten, das Gegenteil kommt aber zur Be- o~,achtung: die B.-K. agglutinieren leicht in RohrzuekerlSsung und zeigen eine sehr grol?e Suspeusionsst, abilititt in KoehsalzlSsung [Giirbe~'l;), .Ba~glS)~; man hat sieh daher bis heute geseheut, diese Erseheinung mit eincr 2Amderung der elektrisehen Ladung in Zusammenhang zu bringen. Andrerseits seheint (tie yon Li~ze~e ier 4) und Ileescl~ ~") gefundene ersehwerte Umladbarke i t der B.-K. in SalzlSsung fiir eine Zunahme der Ladung in Gegenwart yon NaC1 7.u spreehen. Coldter '-'°) gibt die Deutung, dal.~ (lie RohrzuckerlSsung aus der Luft mehr CO,_, absorbiere als eine Sa!zlSsung, so dab die Ladung der B.-K. in der ZuekerlSsung dem isoelektrisehen Punkt nSher sei und daher die Um- ladung leiehter erfolgen kSnne a]s in Salzl5sung. Diese Ansieht wiirde also auf die Annahme eines Ladungsuntersehieds der B.-K. in Zueker and in Salzliisung hinaushmfcn, ohne die Ann~hme eines direkten Einflusses des Koehsalzes au~ die Ladung der BlutkSrperehen zu erfordern. Neuere Untersuehungen yon (;!tema~t '-~) bei der Elektroendosmose und yon Loeb '-e) an Kollodiummem- b ranen zeigten aber, (lab die negative Ladung wm Membranen aueh dureh die Auionen yon Neutralsalzen verstl irkt werden k~mn, wenn nSmlieh das Salz in niedriger Konzentra t ion vorhanden ist. Diese ist zwar noeh erheblieh geringer a!s die physiologiseher SalzlSsungen, so daf3 es fraglieh ist, ob diese den gleiehen Einflug auf die Ladung ausfiben k6nnten. Die Wirksamkei t abet aueh der physiologisehen Salzkonzentrat ionen in der angegebenen Rieh tung erhellt aus den Befunden von Miclladis und ]/o~aea), welehe eine Versehie- bung des Fiil lungsoptimums f/Jr Wasserstolt ionen beim denaturier t~n Albumin dutch Salze, dureh NaC1 z. B. naeh tier sauren Seite, fanden.

Wi t w~ihiten folgende Vers~chsa~wrd~u*,g: 5,0 ecru mensehliehes Ci t ra tblut (4,0 Blut :- 1,0 Natr. eitr. 5t~/0) wurden mit

50 eem S proz. gohrzuekerlSsung versetzt; naeh Zentrifugieren und Abpipet t ieren der obenstehenden LSsung wurde der Bodensatz auf 5,0 ecru aufgefiillt und ge- sehiittelt; yon dieser Suspension yon Blutk6rperehen wurde 0,05 eem zu 5,0 ecru der betreffenden Salzl6sung, deren Einflul3 auf die Ladung un te rsueh t werden sollte, zugesetzt. Darauf wurden sogleieh 5 Mikro-Reagensgl/isehen mit je 0,9 eem dieser 100faeh verdi innten BlutkSrpsrehensuspension besehiekt a n d hi~rzu je 0,l der versehiedenen Lanthanni t ra t -Konzen t ra t ionon zugesetzt; mi t dieser Misehung wurde die Kataphoresekammer gef[illt und die Wanderungs- r ieh tung festgestellt.

In den Tabellen sind nur Umladungen mit La-Ionen mitgeteilt, die ange- gebenen Konzent, rat ionen sind die endgiiltigen in den BlutkSrperehensuspen- sionen; es sei bemerk t , (tag bei Umladung mit A1C] a dieselben Resul ta te er- hal ten wurden, nur sind die jeweils nStigen A1-Konzentra.tionen geringere, en tspreehend der stgrkeren Adsorbierbarkei t des Al-Ions im Vergleieh zum La-Ion. Die Reihe der La-Konzentrat ionen wurde so gew~ihlt, dal3 der La- Gehal t jeder LSsung '-',a der niiehst st~irkeren betr~igt. Die in den Tabel len angegebenen Werte yon ph wurden stets elektrometriseh gemessen. Die Ta- bel len IV bis IX geben Beispiele wieder yon gersuehen, (lie mit dem Blur

Unte r suchungen fiber die elektr ische Lgdung der Blu tkSrperchen . 331

yon Gesunden oder leicht Erkrank ten angestelt~ w u r d e n ; mi t j ede r e inzehlen Versuchs~nordnung wurden wenigs tens drei wei tere Versuche ~ngestel l t ; dabei erwiesen sich die in den Tgbel len wiedergegebenen Resul ta te als gu t reprodu- zierbar.

Tabette I 1". U m l a d u n g bei verseh iedenem NaC1-Gehal t .

Misch(ing der SalzliistNlg

s°/o Rohrzucke r , Teile: 100 .(t0 i 75 i 50 25 -- "';7 -NaC1-LSsung , Teile: - - 10 ~ 25 ! 50 75 100 also NaC1 in 0. : 0,0 o,S i 2,1 i 4,2 6,3 8.4

- - i

i

La (NO::):, molar 1 :

973O ~;490 4325 2880 1!)2o 120~ S55 570

255 170

75

'i

[

L I

ph (elektrm ~etr.~ 5.~iS 5,7t) i;.45 i 6.47

-. anodische ) Wanderungs r i eh tung . i

kathodisehe )

Tabelle V. Um t ad u n g bei ve rseh iedenem Na..:SO~- Gehal t .

7.01

I i 31[stilling tier Nalz](~isllll

,~o o Rohrzueker , Teile: ]00 (.~0 75 50 25 "/; - Na~S0~-Losung, Teile: - - 10 25 -m 75 101) also N%SO I in ' ~: 0.1~ 0,10 0.25 qL51 O.7f; 1.01

l .a (NO:~):~ 97:10 --- l l l o l a r 1 : 1i490

4325 28~0 1!~20 1280

,',71)

2:,5 170 ]15

75

ph (e lektrometr . ) 5,~iS i 5,75 , 5,90 i ~:;, 3"~t 6,40 i 6,61

332 E. Gabbe :

Tabelle VI. Umladung bei verschiedenem Anionengehalt I.

L Art des Natriums~rlzes

' 8 ° / ° R ° h r - CNS J Br N(~a C1 Acetat S() 4 " zuqker

'7-Salzl5sung, Teile: 1 1 1 1 ] 1 ] ~°/o Rohrzucker, Teile :]l 4 3 :~ 3 3 :3 3 :t

La (NO~)¢~ 32 840 molar 1 : 21880

14590 9730 6490 4325 28,~0 1 920 1 280

~55 570 380 255 170 115

75 ph*) (elektrometr.) 5,$2 6,87 6.77 ~ I 6,52 6,7ti ~;,(5:;

Tabelle VII . Umladung bei verschiedenem Kationengehalt I.

Rinffer~ Art des Chlorides

15sung Na l K : Li NH~ Mg Ba Ca

"/7-Salzl6sung, Teile : ,~°/o Rohrzucker, Teile:

La (NOa),3 32 840 molar l : 21880

14590 9 730 6490 4325 2 ~80 192O 1 80 ]i

~55 570 II

4 3 I 3

i :

I

1 1 3 3

+ (+) +

(-i) i

Tabe l l e IV u n d V ze igen die U m l a d u n g m i t L a - I o n e n in Gegen- w a r t v e r s c h i e d e n e r K o n z e n t r a t i o n e n y o n NaC1 bzw. Na~SO~ u n d zugle ich i n Ro h rz u ck e r l Ss u n g . Die f o l g e n d e n T a b e l l e n ze igen den Salzeinf iuB bei V a r i a t i o n der A n i o n e n (Tab. VI u. V I I I ) u n d K a t -

*) der betr. Suspension vor La-Zusatz.

Untersuchungen fiber die e/ektrische Ladung der Blutk6rperchen.

Tabelle VIII. Umladung bei versehiedenem Anionengehalt II.

333

La (N0~):~ 14 590 molar 1 : 9730

6490 4325 2880 1920 1280 855 570 :I 38o 255 170 , 115 75 5O 33

[[ g% t / ( h r -

I zueker C N S J

!

A r t des Nat r iumsa lzes in D,/7-L6sung

Br ~'():~ (?1 [ Ace ta t ! 804

i

2 -

+

Tabelle IX. Umladung bei verschiedenem Kationengehalt II.

La(NQ):~ 14590 molar 1 : 9730

6490 4323 2880 1920 1280 855 570 38O 255 170 115

8 °/o Rohr - zucker

Ringer- 16sung

+

Art des Chlorides in n/7-LSsung

Na K Li NtI4 Mg Ba Ca

N- . . . . . A~ m

ionen (Tab. V I I u. IX) bei zwei versch iedenen S a l z k o n z e n t r a t i o n e n : die Versuehe zeigen i i b e r e i n s t i m m e n d : Bei Gegenwar t yon Salzen sind zur U m l a d u n g um so hShere L a - K o n z e n t r a t i o n e n erforder l ieh, je grSger die vo rhandene Sa l zkonzen t r a t i on ist. Von den einzelnen Ionen de r Salze haben nur die Anionen einen Einf lug auf die Um- l adba rke i t ; diese lassen sieh gu t in die HoJmeistersche Anionenre ihe e inordnen; dabe i s ind zur U m l a d u n g in Gegenwar t yon SO 4 d ie hSehsten, yon C N S - die ger ings ten L a - K o n z e n t r a t i o n e n erforder l ieh. Bei der Reihe der K~ttionen is t ein Einf lug auf die U m l a d b a r k e i t

:334 E. (Jabbe :

nieh~ erkennbar; selbst die zweiwer~igen Kationelt verhalten sich nieh~ anders als die einwertigen.

Es ist zunikehst die Frage zu beantworten: Bind wit bereehtigt, den Einfluft der Salze auf die Umladbarkei t als Verst~irkung der elektrisehen Ladung dutch die Salze zu deugen. Zunaehst k5nnte im Sinne Uouller8 (20 s. o.) daran gedaeht werden, die Wasserstoff- zahl (t~) der be~reffenden Fliissigkeiten zur Erkl-~irung heranzuziehen. Ta~sgehlieh haben die Blutk5rperehensuspensionen in reiner Rohr- zuekerliSsung die hgehste h; ihro leiehte Umladbarkei t k5nnte also sehr wohl damit zusammenhitngen, dab die h der L5sung dem iso- elektrisehen Punkt der Blutk6rperehen n:~iherliegt. Anders steht es jedoeh mi~ dem EinfluB der versehiedenen Anionen; hier sind t30- ziehungen zwisehen der h der L5sung und der Umladbarkei t nieht erkennbar (vgl. Tab. VI u. VIii). Die Un~ersehiede in der Umlad- barkei t miissen hier also auf die Anionen selbst bezogen werden, d .h . auf die versehiedene Adsorbierbarkei~ der Anionen. Damit isL abet nieht gesagt, dab aueh in den La-freien Suspensionen die Ladung dutch die versehiedenen Anionen in versehiedenem Grade beeinfluftt wird. Denn bei Gegenwart stark adsorbierbarer Ionen ist auch die Adsorption der schwach adsorbierbaren erhSht [Michaelis und t?onaa:')]; es muB demnaeh die ersehwer~e Umladung in Salzgegenwart wenigstens zuta Teil auf die erh6hte Adsorption der Anionen in Gegenwart des Lanthansalzes bezogen werden. Fiir (lie Deutung der Untersehiede zwisehen den versehiedenen Anionen kommen abet nut die spezifisehen Un~ersehiede der Anionen in 13etraeht.

Da diese Untersehiede in der Adsorbierbarkeit so deutlieh hervor- greten, ist es wohl bereehtigt, anzunehmen, dab die Menge und Ad- sorbierbarkeit der Anionen aueh in den lanthanfreien Suspensionen der Blutk6rperehen fiir die GrSBe des elektrokinetisehen Potentials an deren Oberfl~ehe von groBem Einfluft ist. Hierfiir sprieht auch, dab .Rad~ma "-4) und .Run~trdm ~:') bei der Untersuehung des hemmen- den Einflusses der Salze auf die Blutk6rperehenagglutina~ion die Anionen in derselben l~eihe von steigender Wirksamkei~ fanden, wie sie aus unseren Versuehen hervorgeht. Wenn wir demnaeh den EinfluB der Salze auf die 131ugk6rperehenladung als Versgi~rkung der Ladung dureh iiberwiegende Anionenadsorption auffassen, so stehen hiermi~ aueh die Resultate yon Gydrgy a°) im Einklang, weleher einen Untersehied in der Senkungsgesehwindigkeig der Blutk6rperehen nieht feststellen konnte, wenn diese in versehiedenen isotoniBche~ Salzl6sungen suspendierg waren. In den iso~onisehen Salzl6sungen ist die Ladung, aueh bei sehwaeh adsorbierbaren Anionen, als so erheblieh versg~rk~ anzunehmen, daft die Agglutination der Blut- k6rperehen vol lkommen aufgehoben isg, so daft die Untersehiede

Untersuehungcn fiber die elektrische Ladung der Blutkfrperehen. 335

zwischen den versehiedenen Anionen nieht mehr zur Geltung kommen. Demen~sprechend war in den Versuchen yon Gydrgy ~'~) die Sen- kungsgesehwindigkei~ aueh eine sehr geringe.

Wenn unsere Versuehe einen spezifisehen Einflu6 der Art der Kationen nieht erkennen lassen, so liegt zun/iehsb die Deutung nahe, dag bei der Umladung die ein- und zweiwertigen Kationen dureh die viel stgrker adsorbierbaren La-Ionen yon der Oberflfehe ver- dr ingt werden und daher nieht zur Wirkung kommen. Demnaeh wgre naeh den voJl Ro~a und Michaelis is) gefundenen Gesetz- mfBigkeiten bei den grogen Untersehieden in der Wirksmnkeit der Anionen aueh das Auf~reten spezifiseher Untersehiede der Kationen trotzdem zu erwarten, wenn die Elektroaffini~ft des Adsorbens sieh ebenso neutral verhielte wie die Kohle. Das ist nun offenbar bei den Blutkfrperehen nicht der Fall; bei diese~l ist anseheinend die Adsorptionsfiihigkeit ffir Kationen geringer anzunehmen als die far Anionen. Far diese Auffassung spreehen aueh die erwfhnten Ver- suche yon Ra(l,smct 2~) und Runslrdme"), welehe einen konstanten gesetzm5Bigen Einflug der versehiedenen ein- und zweiwer~igen Kat- ionen auf die Agglutination nicht feststellen konnten. Die ver- sehiedene Adsorptionsf5higkeit der Blutkfrperehen fiir Anionen und Kationen kommt ja aueh in der Lage des isoelektrisehen Punktes bei f h 4,7 Mar zunl Ausdruck. Diese Eigensehaft diirfte mit dec ehemisehen Besehaffenheit der Blutkfrperehenoberfl/iehe zusammen- hiingen. Die Bedeutung dieser Besehaffenheit mag dutch einen Modellversueh, der in Tabelle X wiedergegeben wird, erlfutert werden.

Tabelle X. Modellversuch; Umladung in Rohrzueker- und KoehsMzlfsung.

i~a (NO~) 3 molar 1 :

'I Kaolin Tierkohlc ] Lecithin [ Cholesterin

I s % i ~ . s % I . / I 8 % ~ I 8 % ~, ', Rohr- / 7 Rohr- t ~, ] Rohr- I ~7 # Iloiar- I . /7

9730 6490 4325 2880 1920 1280 855 570 380 255 170 115 75 50

+

m

÷

A- +

± ÷

I ;J

u

+

336 E. GM)be :

Es wurden Suspensionen hergestellt von Kaolin, Tierkohle, Lecithin und Cholesterin (die beiden letzten naeh Porges und Xeuba~ere~), nnd zwar einer- 8eits in 8proz. RohrzuekerlSsung, andrerseits in ~,~7-Koehsalz; dann wnrde dio Umladungsf/ihigkeit mit Lanthannitrat im Kataphoreseapparat untersueht. Kaolin und in geringerem Grade Tierkohte zeigen in der SaIzl6sung eine ver- st/irkte Aufladung; wghrend nun abet die Aufladung des Leeithins in der Salz- 15sung nur eine sehr geringe ist, zeigt das Cholesterin in der Salzl6sung eine sehr viel st~irkere Aufladung. Dies entspricht den Befunden von Porges und ~Yeubauere~): das Lecithin wird sehon allein dureh eine nur wenig h6here Koehsalzkonzentra£ion umgeladen und die im isoelektrisehen Punkte t.riibe LSsung peptisiert, w/ihrend das Cholcsterin erst bei weiterer Zunahme des Salzgehaltes irreversibel ~msf:dllt.

Es wird angcnommen, dab an den Bestandteilen der BlutkSrperehenober- fliiehe Lecithin und Cholesterin einen groBen Anteil haben; insbesondere finder sich das freie Cholesterin fast nur in den BlutkSrperehen und nur zu sehr ge- ringem Anteile im Plasma. Es w~ire also denkbar, dab die FS~higkeit der BlntkSrperehen zu der starken Anionenadsorption mit dem Gehalte der Blut- kSrperehenoberfliiehe an freiem Cholesterin in Zusmnmenhang steht.

Es liegt nahe, an dieser Stelle an die Befundo yon HSberS) zu erinnern, welcher Leeithinteilehen sowohl in Rohrzuekcr wie in KoehsalzlSsung dureh Einleiten yon CO.,, leieht umladen konnte, w~ihrend letzteres bei den BluV k6rperehen nieht gelang. Daboi ist jedoeh zu beriieksiehtigen, dab f/Jr die BlutkSrperchen in Koehsalzl6sung unter dem Einflug yon COe das Eindringen yon Cl-Ionen ehemiseh naehgewiesen ist !Lit. vgl. HSbere~)!; es d/irfte sieh hier um einen besonderen Vorgang unter dem Einflusse der H-Ionen handeln, der mit den Aufladungsadsorptionen in SalzlSsungen nieht identiseh ist. Denn die zur Aufladung nStigen ]onenversehiebungen sind analyfiseh nieht naeh- weisbar.

Auf Grund dieser Kataphoreseversuehe an Salzl6sungen kSnnen wir uns jetzt sin Urtei l b i lden iiber die im 2. Absehni t t mi tgete i l ten Befunde. Der EinfluB des Salzgehaltes der Fliissigkeit , in der die :Blutk6rperehen im Kataphoreseappara t suspendier t sind, erseheint so grof~, dab es nieht verwunder l ich ist,, wenn der eharakterisgisehe Einflul3 des Blutplasmas, der die Senkungsgesehwindigkei t der Blut- k6rperehen bes t immt , fiir die L a d u n g der Zellen im Kataphorese- appara t s tark zuriiektri t t*). Es ist demnaoh mit der angewand ten Methodik ein Paral le l ismus zwisehen Senkungsgesehwindigkei t und Umladba rke i t gar nieht zu erwarten. Jedoeh k a n n auf Grund d i e s ~ m a n g e l n d e n U b e r e i n s t i m m u n g die lqiehtigkeit der yon Hdber auf- gestel l ten Theorie eines nahen Zusammenhangs zwisehen Senkungs- gesehwindigkeit und elektriseher L a d u n g der BlutkSrperehen nieht angezweifelt werden; es mug vielmehr angenommen werden, dab die L a d u n g der BlutkSrperehen, welehe bei der U m l a d u n g der B[ut-

*) Nach Abschlu~ der Versuche hSren wir, dab HSber (Vortr. auf d. Vers. deutsch. Naturf. u. Arztc, Leipzig Sept. 1922) auf Grund neuer Studien eine Herabse~zung der negativen Ladung der BlutkSrperchen durch die schw~eher negativ geladenen Gtobuline (bes. Fibrinogen) des Plasmas annimmt. Vgl. a. H6ber, R., u. Mend, 1~. : l(lim Woehenschr. 1922, 1. Jahrg, Nr. 4~.), 2412.

Untersuchungen fiber die elektrische Ladung der BlutkSrperehen. 337

kSrperehen mit La-Ionen bestimmt wird, nieht dieselbe ist wie die~ jenige, die die BlutkSrperehen in ihrem eigenen Plasma haben.

Aueh zeigen die nfitgeteilten Versuehe an dem EinfluB des Salz gehaltes der Fliissigkeit die iiberragende Bedeutung der Zusammen setzung der Suspensionsfliissigkeit fiir die Ladung. Es ist daher zu erwarten, dab die Bestimmung der Ladung, welche die BlutkSrperchel~ in ihrem eigenen Plasma haben, nut mSglieh sein wird, wenn die BlutkSrperehen bei der Umladm~g in einer l~'liissigkeit suspendiert sind, welehe die Ladung in derselben Weise beeinfluBt wie das eigene Plasma. Die hierzu n6tigen Eigensehaften werden eharakterisiert dureh die Dielektrizitgtskonstante der Fliissigkeit bzw. der adsor- bierenden Grenzsehieht an der Zelloberfl/iehe. Es kSnnte daher fiir die hier aufgerollten Fragen die Bestimmung der DielektrizitS, ts- konstante des Blutplasmas wichtig werden. Unsere Kenntnisse von dem Einflug yon Kolloiden auf diese physikalisehe GrSBe sind bisher sehr gering. Die Ausfiillung der hier vorhandene Liieke ist neuer- dings von Keller"') und Errera a°) angebahnt worden.

Zusammenfassung.

1. Eine vergleichende Untersuchung der Senkungsgesehwindigkeit der BlutkSrperehen im eigenen Plasma und der Umladbarkeit dureh Lanthanionen der in NaCl-haltiger l~ohrzuekerlSsung suspendierten BlutkSrperchen liiBt keinerlei gesetzmiiBige Beziehungen zwisehen den dureh diese beiden Methoden feststellbaren GrSBen erkennen.

2. Die erschwerte Umladbarkeit der BlutkSrperehen in LSsungen yon Salzen der Alkali- und Erdalkalimetalte (ira Vergleieh zur Sus- pension in RohrzuekerlSsung) ist teils auf die infolge geringeren CO:-Gehaltes kleinere Wasserstoffzahl der SalzlSsungen zu beziehen, teils auf eine Verst~irkung der negativen Ladung der BlutkSrperehen.

3. Auf (tie Ladung ist die Art der Anionen von spezifischem EinfluB, w~ihrend ein 5hnlieher EinfluB der Art ein- und zweiwertiger Kationen nieht nachweisbar ist.

Die Anionen ergeben, naeh ihrer F~ihigkeit zur Aufladung ge- ordnet, die Hofmeistersehe geihe; l%hodanid verst5rkt am wenigsten, Sulfat am meisten die negative Ladung.

4. Auf Grund dieser Versuehe wird die mangelnde i)bereinstim- mung zwisehen Senkungsgesehwindigkeit und Umladbarkeit darauf bezogen, dab die Ladung, welehe die BlutkSrperehen in ihrem eigenen Plasma aufweisen, dutch Verdiinnen mit einer konstant zu- sammengesetzten Umladungsfliissigkeit gegndert wird.

Z. L d. g. exp. Med. X X X I I L O2

3 3 8 E. Gabbe: Untersuch . fiber die elektrisehe Ladung der BlutkSrpereh(,11.

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