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Heft ~2 Kurze Originalmitteilungen. 283 t952 (Jg. 39) phorese der Puffer an der Kathode PH 9--10, all der Anode 8 erreicht, empfiehlt es sich, 5fter Teile des Puffers gegeneinander auszutauschen. Lfil3t man das Eiweil3gemisch wesentlieh lfinger als 24 Std laufen, so fliegen die Fraktionen anodisch wieder zusammen. Wir habea die Diagramme nach den Trocknen nicht ganz angef/irbt, sondern die LaMe der Fraktionen an dell R~indern mit Ninhydrin siehtbar gemacht. Da die Fronten sehr geradlinig, senkrecht zur Wanderungs- richtung verlaufen, kann man die Fraktionen an dell Stellen, an denen sieh kein EiweiB befindet, auseinanderschneiden. Das ge- trocknete Filterpapier wird dann zerschnitten, eluiert und auf eine Konzentration yon I his 2 g-% EiweiB eingeengt. Die elektrophoretische Analyse der so gewolmenen Serum- eiweiBfraktionen im Mikroelektrophoreseapparat nach Ax~- WmLER hat gezeigt, dab die Methode praktisch reine Serum- eiweil3ffaktionen in einer Gesamtmenge yon 200 bis 300 mg liefert. Die so gewonnene Menge erlaubt die Durchfiihrung einer quantitativen Aminos~ureaualyse der einzelnen Frak- tionen auf papierchromatographischem Wege. Medizinische Klinik und Poliklinik der UniversitiCt G6ttingen (Direklor: Prof. Dr. R. Sct~o~). FRITZ HARTMANN und HANS JOACHIM MI)LLER. Eingegangen am 2~. Mai 1952. 1) GRASSMANN, W. : Naturwiss. 38, 200 (1951). e) WIELAN~, TH.: Naturwiss. 35, 29 (1948). a) CREMER, H. D., u. A. TISELIUS: Biochem. Z. ~20, 373 (1950). ~) Tu~s~, F., u. H. J.E~E~K~L: Naturwiss. ~7, 93 (1950). ~) SVENSSON, I-t., U. I. BRATTSTEN: Ark. Kemi [Stockh.] 47, 401 (1949/50). Weitere bedingte Reaktionen bei Riickenmarksfr~schen. Meine kurze Originalmitteilung tiber bedingte Reflexe bei Rtickenmarksfr6schen ~) hat dutch D. TRINCKER eine unge- w6hnlich scharfe Kritik erfahren2), ohne dab die bereits Mai 195t erschienene ausfiihrliche Darstellung s) Berticksichtigung fund. Wieweit, abgesehen yon Definitionsfragen (,,Irradia- tion", ,,bedingter Reflex"), die Unterschiede in den Befunden yon methodischen Fakten beeinfluBt sind (TRI>~CKER geht oifensichtlieh bei der Verwendung yon frischen Rfickenmarks- pr~tparaten gegentiber lange iiberlebenden Rtickenmarkstieren von anderen Voraussetzungen aus), k6nnela erst vergleichende Untersuchungen zeigen. b mmlm mmlmT~-~ -t2~2 ========.= ................... = ...... , ===M===== ====, ==H, ~ ==, ] .............. l m ~ ...... , =,,, =,, ,~,,,, = = Fig. f. Reizantwortspektren (Rzsp.) des Versuchsfieres Re 1. a: Rzsp. des untrainierten Frosehes ; b : Rzsp. des trainierten Frosches; c : Rzsp. des trainierten Frosches nach 100 Hemmungskombinationen; d: Rzsp. desselben Frosehes nach t00 Passivbewegungen ohne Kombination mit einem Reiz. Um.die F~higkeit des Rtickenmarkes zur Bildung bedingter Reaktionen erneut zu zeigen, sollen weitere Versuche, die methodisch besonders leicht reproduzierbar sind, dargestellt werden : Die t~gliche Wiederholung einer Serie yon t00 schwachen Kratzreizen, die im Intervall yon 10 sec auf den Rticken oder die Flanke yon gut ausgeheilten und lange tiberlebenden Rtickenmarksfr6schen a) appliziert werden, ftihrt zu einer Zu- nahme der Rate der Wischrefiexe yon anfangs 3 bis t5 bis auf 50 his 80 Wischbewegungen je Serie nach etwa 5 bis 8 Ta- gen. Neben dieser Zunahme zentralnerv6ser Erregbarkeit zeigt sich eine Veriagerung der urspriinglich nur nach Summa- tion auftretenden 1. Reizbeantwortung innerhalb der Serie yon etwa den 4. bis 7. Reiz auf dell t. Reiz der Serie. Die Lage der Reizantworten ist graphiseh darstellbar in einem ,,Antwortspektrum" der Reizserie: Jedes Quadrat stellt einen Reiz dar, der bei ausgeffillter Fl~che beantwortet wurde, bei leerer Fl~che unbeantwortet blieb. Ist ein I~tickenmarksfrosch naeh 8 Tagen gut trainiert (2. Antwortspektrum), so wird im allgemeinen sofort der t. Reiz der Serie (Fig. f b), selten erst der 2. Reiz beantwortet (Erfahrung yon etwa 200 Reizserien). Eine Hemmung der Wischbewegung kann man experimen- tell dadurch hervorrufen, dab man wS,hrend der Applikation des Kratzreizes das Bein, nit den der Wischrefiex erfolgen soll, mit einem um das FuBgelenk gebundenen Faden in Streckstellung abzieht. Durch die propriozeptorische Er~ regung der passiven Streckung wird das Bein vom Frosch sofort wieder angezogen, die ~rischbewegung wird jedoch nicht nachgeholt. Es wurde nun nach einer Serie von 100 Kombinationen yon Kratzreiz mit hemmender Beinbewegung sofort im g!eichen Intervall unter Fortlassung der hemmenden Passivbeweguug welter gereizt. Dabei zeigte sich, dab die Hemmung noch auf die ersten Reize der nicht mehr nit einer hemmenden Bewe- gung kombinierten Reizserie welter wirkte (3. Antwortspek- trum). Erst nach dem 9- his 13. Reiz trat die erste Wisch- bewegung wieder ein (Ergebnisse yon je 2 Versuchen bei 3 Rtickenmarkstieren). Die erste Wischbewegung erschien da- mit nach einer weft gr6Beren Zahl yon unbeantworteten Rei- zen, als sie bei der ersten Reizserie eines untraiuierten Frosches auitritt (s. oben). Danach folgten die Reizantwortei1 abet noch nicht, wie bei trainierten Fr6schen iiblich, ill einer ununter~ brochenen Reihe yon 10 bis t 5 Wischbewegungen, sondern es erschienen immer nut erst einzelne Reizantworten, die yon einem oder mehreren unbeantworteten IReizen unterbrochen wurden (Fig. t c). Die naheliegende Erkl~trung, n~imlich eine Ermtidung der sensorischen Elemente anzunehmen, trifft sicher nicht zu, denn ohne Erholungspause (es ist ja alle 10 sec der Kratzreiz ausgetibt worden) erschien nach t5 bis 25 Reizen nun doch die ununterbrochene Reihenfolge yon 10 bis t 5 Reizantworten. Doch auch eine Ermiidung der zentralnerv6sen Anteile ist nicht fiir die verz6gerte Beantwortung der Reizserie veraut- wortlich zu machen, delm schlieBlich entsprach die Gesamt- zahl der Wischbewegungen innerhalb der Reizserie dem nor- malen Niveau eines gut trainierten Frosches. Eine vortiber- gehende Ermtidung durch die passive Bewegung ist ebenso wenig die Ursache der Hemmung zu Begiun der Reizserie. Wurde n~mlich den Rtiekenmarksfr6schen im gleichen Inter- vall t 00mal das Bein passiv gestreckt, ohne dabei die Rticken- haut zu kratzen, so wurde bei der unmittelbar folgenden Reiz- serie sofort auf den 1. Reiz nit einer Wischbewegung geant- wortet. Es erschien eirl Reizantwortspektrum (Fig. ld), das durchaus dem eines gut trainierten, sonst unbeeinfluBten Rtickenmarksfrosches entsprach. Die yon Re 1 dargesteIlten Reizantwortspektren bestXtigten sich in j eweils 2 Versuchen bei weitereu 2 Rfickenmarksfr6schen. Diese Ergebnisse lassen allein den SchluB zu, dab die Igombination eiues Reizes mit einer Hemmung eine ~Virkung hervorrief, die als bedingte Reaktion noch bei den folgenden, ohne Hemmungskombination applizierten Reizen die \u bewegung verhinderte. Zoologisehes Institul der Universit~t Miinsler (Direktor: .Prof. Dr. B. R~NSCH). LUDWIG FRANZISKET. Eingegangen am 19. April 1952. i) FRANZlSK~T, L.: Naturwiss. 37, 93 (t950). ~) TRINCKER, D.: Naturwiss. 39, 92 (1952). a) FRANZlSKE% L.: Z. vergl. Physiol. 33, t42 (1951). Ober die mutagene Wirksamkeit einiger kanzerogener, zytostatischer und antibiotischer Agenzien. Die bisherigen Ergebnisse der chemischen Mutationsfor- schung lassen erkennen, dab sehr verschiedene und anschei- nend beziehungsIos nebeneinanderstehende chemische Sub- stanzen mutagen wirkeu. Auch bei einer Reihe kanzerogener Agenzien 1) sowie bei einem Sulfonamid ~) konnte eine zumin- dest schwache mutationsf6rdernde Wirkung nachgewiesen werden. Vermutlich kommen mutagene Substanzen auch ill der nattirlichen Umwelt der Organismen und in den Organis- men selbst vor3). Im Rahmen von Untersuchungen zum Wirkungsmechanismus kanzerogener und zytostatiseher Stoffe und tiber die Ursache chemoresistenter Bakterienvariallten erschieI1 daher eine Priifung der mutagenen Wirksamkeit ver- schiedener kanzerogener, tumorwirksamer und antibiotischer Substanzen gerechtfertigt. In einer ersten Versuchsanordnung wurde die Ausl6sung rezessiv-geschlechtsgebundener Letal- faktoren bei Drosophila durch die (bereits als Mutagene be- kannten) Verbindungen ~'thylurethan und Tri-(2-chlor~thyl)- amin sowie durch das Vitamin K-Derivat 2-Melhyl-l.4- naphthohydrochinon, durch 4.4-Diamidinostilben dureh den kanzerogenen Azofarbstoff 4-Dimethylaminoazobenzol sowie durch die Antibiotika Streptomycin und Aureomycin nXher untersuch• Alle Substanzen wurdeu intraabdominaI verabreicht, wie es zuerst M. VOGT 4) angegeben hat. Nach Ermittlung ihrer Toxizit~t wurden von den in isotonischer KCI- bzw. 61iger

Weitere bedingte Reaktionen bei Rückenmarksfröschen

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Heft ~2 K u r z e Or ig ina lmi t t e i lungen . 283 t952 (Jg. 39)

phorese der Puffer an der Kathode PH 9--10, all der Anode 8 erreicht, empfiehlt es sich, 5fter Teile des Puffers gegeneinander auszutauschen. Lfil3t man das Eiweil3gemisch wesentlieh lfinger als 24 Std laufen, so fliegen die Fraktionen anodisch wieder zusammen. Wir habea die Diagramme nach d e n Trocknen nicht ganz angef/irbt, sondern die LaMe der Fraktionen an dell R~indern mit Ninhydrin siehtbar gemacht. Da die Fronten sehr geradlinig, senkrecht zur Wanderungs- r ichtung verlaufen, kann man die Fraktionen an dell Stellen, an denen sieh kein EiweiB befindet, auseinanderschneiden. Das ge- trocknete Filterpapier wird dann zerschnitten, eluiert und auf eine Konzentration yon I his 2 g-% EiweiB eingeengt.

Die e l ek t rophore t i sche Ana l y se der so gewolmenen Se rum- e iweiBfrakt ionen i m Mikroe lek t rophoreseappa ra t n a c h Ax~- WmLER h a t gezeigt, dab die Me thode p r a k t i s c h reine Serum- eiweil3ffakt ionen in einer G e s a m t m e n g e yon 200 bis 300 m g liefert. Die so gewonnene Menge e r l aub t die D u r c h f i i h r u n g einer q u a n t i t a t i v e n A m i n o s ~ u r e a u a l y s e der e inze lnen F rak - t i onen auf p a p i e r c h r o m a t o g r a p h i s c h e m Wege .

Medizinische Klinik und Poliklinik der UniversitiCt G6ttingen (Direklor: Prof. Dr. R. S c t ~ o ~ ) .

FRITZ HARTMANN u n d HANS JOACHIM MI)LLER. Eingegangen am 2~. Mai 1952.

1) G R A S S M A N N , W . : N a t u r w i s s . 3 8 , 2 0 0 ( 1 9 5 1 ) . e) WIELAN~, TH.: Naturwiss. 35, 29 (1948). a) CREMER, H. D., u. A. TISELIUS: Biochem. Z. ~20, 373 (1950). ~) Tu~s~ , F., u. H. J .E~E~K~L: Naturwiss. ~7, 93 (1950). ~) S V E N S S O N , I- t . , U. I . B R A T T S T E N : A r k . K e m i [ S t o c k h . ] 47 , 4 0 1

(1949/50).

Weitere bedingte Reaktionen bei Riickenmarksfr~schen. Meine ku rze Or ig ina lmi t t e i lung tiber bed ing te Ref lexe bei

R t i c k e n m a r k s f r 6 s c h e n ~) h a t d u t c h D. TRINCKER eine unge - w6hn l i ch schar fe Kr i t i k erfahren2) , ohne dab die bere i t s Mai 195t e r sch ienene ausf i ihr l iche Da r s t e l l ung s) Ber t i cks ich t igung fund. Wiewei t , abgesehen yon Def in i t i ons f r agen ( , , I r radia- t ion" , , ,bedingter Ref lex") , die Un t e r s ch i ede in den B e f u n d e n yon m e t h o d i s c h e n F a k t e n bee inf luBt s ind (TRI>~CKER geh t o i fens ich t l ieh bei der V e r w e n d u n g yon f r ischen R f i ckenmarks - pr~tpara ten gegent iber l ange i iber lebenden R t i c k e n m a r k s t i e r e n v o n a n d e r e n V o r a u s s e t z u n g e n aus), k6nnela ers t verg le ichende U n t e r s u c h u n g e n zeigen.

b m m l m mmlmT~-~ -t2~2 ========.= . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = . . . . . . , = = = M = = = = = = = = = , = = H , ~ = = , � 9

] . . . . . . . . . . . . . . l m ~ . . . . . . , �9 � 9 = , , , = , , , ~ , , , , = � 9 =

Fig. f. Reizantwortspektren (Rzsp.) des Versuchsfieres Re 1. a: Rzsp. des untrainierten Frosehes ; b : Rzsp. des trainierten Frosches; c : Rzsp. des trainierten Frosches nach 100 Hemmungskombinat ionen;

d: Rzsp. desselben Frosehes nach t00 Passivbewegungen ohne Kombinat ion mi t einem Reiz.

Um.d ie F~higke i t des R t i c k e n m a r k e s zur B i ldung bed ing te r R e a k t i o n e n e rne u t zu zeigen, sollen weitere Versuche, die m e t h o d i s c h besonders le icht r ep roduz ie rba r sind, darges te l l t w e r d e n :

Die t~gl iche W i e d e r h o l u n g einer Serie y o n t00 s c h w a c h e n Kra tz re izen , die im In t e rva l l y o n 10 sec au f den Rt icken oder die F l a n k e yon g u t ausgehe i l t en u n d lange t iber lebenden R t i c k e n m a r k s f r 6 s c h e n a) appl iz ier t werden, f t ihr t zu einer Zu- n a h m e der R a t e der Wischre f i exe yon a n f a n g s 3 bis t5 bis au f 50 his 80 W i s c h b e w e g u n g e n je Serie n a c h e twa 5 bis 8 Ta- gen. N e b e n dieser Z u n a h m e zen t r a lne rv6se r E r regba rke i t zeigt s ich eine Ve r i age rung der urspr i ingl ich n u r n a c h S u m m a - t ion a u f t r e t e n d e n 1. R e i z b e a n t w o r t u n g inne rha lb der Serie y o n e twa d e n 4. bis 7. Reiz au f dell t . Reiz der Serie. Die Lage der R e i z a n t w o r t e n is t g r aph i seh dars te l lbar in e inem , , A n t w o r t s p e k t r u m " der Reizser ie: Jedes Q u a d r a t s tel l t e inen Reiz dar, der bei ausgeff i l l ter Fl~che b e a n t w o r t e t wurde , bei leerer Fl~che u n b e a n t w o r t e t blieb. I s t ein I~ t ickenmarksf rosch naeh 8 T a g e n gu t t r a in ie r t (2. A n t w o r t s p e k t r u m ) , so wird im a l lgemeinen sofor t der t . Reiz der Serie (Fig. f b), se l ten ers t der 2. Reiz b e a n t w o r t e t (E r f ah rung yon e twa 200 Reizser ien) .

E ine Hemmung der Wischbewegung k a n n m a n expe r imen- tell d a d u r c h he rvor ru fen , dab m a n wS, h r end der App l ika t ion des Kra tz re izes das Bein, n i t d e n der Wischre f i ex erfolgen soll, m i t e i nem u m das FuBge lenk g e b u n d e n e n F a d e n in S t recks te l lung abzieht . D u r c h die p ropr iozeptor i sche Er~ r egung der pa s s iven S t r eckung wird das Bein v o m F rosch

sofort wieder angezogen , die ~ r i s c h b e w e g u n g wird jedoch n ich t nachgeho l t .

Es wurde n u n n a c h einer Serie von 100 K o m b i n a t i o n e n yon Kra tz re i z m i t h e m m e n d e r B e i n b e w e g u n g sofor t im g!eichen In te rva l l u n t e r F o r t l a s s u n g der h e m m e n d e n P a s s i v b e w e g u u g wel ter gereizt . Dabe i zeigte sich, dab die H e m m u n g noch au f die e rs ten Reize der n ich t m e h r n i t e iner h e m m e n d e n Bewe- gung kombin i e r t en Reizserie wel ter wi rk te (3. A n t w o r t s p e k - t rum) . E r s t n a c h d e m 9- his 13. Reiz t r a t die ers te Wisch - bewegung wieder ein (Ergebnisse yon je 2 V e r s u c h e n bei 3 R t i ckenmarks t i e ren ) . Die ers te W i s c h b e w e g u n g erschien da- m i t n a c h einer weft gr6Beren Zahl yon u n b e a n t w o r t e t e n Rei- zen, als sie bei der e r s ten Reizserie e ines u n t r a i u i e r t e n F rosches au i t r i t t (s. oben). D a n a c h fo lgten die Reizantworte i1 ab e t noch n icht , wie bei t r a in ie r t en F r6schen iiblich, ill e iner ununter~ b rochenen Reihe yon 10 bis t 5 W i s c h b e w e g u n g e n , sonde rn es e rsch ienen i m m e r n u t e rs t einzelne Re izan twor t en , die yon e inem oder m e h r e r e n u n b e a n t w o r t e t e n IReizen u n t e r b r o c h e n w u r d e n (Fig. t c).

Die nahe l i egende Erkl~trung, n~imlich eine E r m t i d u n g der sensor i schen E l e m e n t e a n z u n e h m e n , t r i f f t s icher n i ch t zu, denn ohne E r h o l u n g s p a u s e (es is t ja alle 10 sec der Kra tz re i z ausge t ib t worden) e rschien n a c h t5 bis 25 Reizen n u n doch die u n u n t e r b r o c h e n e Reihenfo lge yon 10 bis t 5 Re i zan two r t en . Doch auch eine E r m i i d u n g der z en t r a lne rv6sen Ante i le is t n ich t fiir die verz6ger te B e a n t w o r t u n g der Reizser ie v e r a u t - wor t l ich zu m a c h e n , de lm schlieBlich e n t s p r a c h die G e s a m t - zahl der W i s c h b e w e g u n g e n i nne rha lb der Reizser ie d e m nor- ma l en N i v e a u eines g u t t r a in i e r t en Frosches . E ine vort iber- gehende E r m t i d u n g du rch die pass ive B e w e g u n g is t ebenso wenig die Ur sache der H e m m u n g zu Beg iun der Reizserie. W u r d e n~ml ich den R t i e k e n m a r k s f r 6 s c h e n im gle ichen In t e r - vall t 00mal das Bein pa s s iv ges t reckt , ohne dabei die Rt icken- h a u t zu k ra tzen , so wurde bei der u n m i t t e l b a r fo lgenden Reiz- serie sofort auf den 1. Reiz n i t einer W i s c h b e w e g u n g gean t - wor te t . Es erschien eirl R e i z a n t w o r t s p e k t r u m (Fig. ld) , das d u r c h a u s d e m eines gu t t ra in ie r ten , sons t unbee in f luBten R t i ckenmarks f rosches en t sp rach . Die yon Re 1 darges te I l t en R e i z a n t w o r t s p e k t r e n bes tXt ig ten sich in j eweils 2 V e r s u c h e n bei wei te reu 2 Rf i ckenmarks f r6 schen .

Diese Ergebn i s se lassen allein den SchluB zu, dab die Igombina t ion eiues Reizes m i t e iner H e m m u n g eine ~Virkung hervorr ief , die als bed ing te R e a k t i o n noch bei den folgenden, ohne H e m m u n g s k o m b i n a t i o n appl iz ier ten Reizen die \u b e w e g u n g ve rh inde r t e .

Zoologisehes Institul der Universit~t Miinsler (Direktor: .Prof. Dr. B. R~NSCH).

LUDWIG FRANZISKET. Eingegangen am 19. April 1952.

i) FRANZlSK~T, L.: Naturwiss. 37, 93 (t950). ~) TRINCKER, D.: Naturwiss. 39, 92 (1952). a) FRANZlSKE% L.: Z. vergl. Physiol. 33, t42 (1951).

Ober die mutagene Wirksamkeit einiger kanzerogener, zytostatischer und antibiotischer Agenzien.

Die b isher igen Ergebn i s se der c h e m i s c h e n Muta t ions fo r - s c h u n g l assen e rkennen , dab sehr ve r sch iedene u n d ansche i - n e n d bez iehungsIos n e b e n e i n a n d e r s t e h e n d e c h e m i s c h e Sub- s t a n z e n m u t a g e n wirkeu. A u c h bei e iner Re ihe k a n z e r o g e n e r Agenz ien 1) sowie bei e inem Su l fonamid ~) k o n n t e eine zu m in - des t s chwache m u t a t i o n s f 6 r d e r n d e W i r k u n g nachgewie sen werden . V e r m u t l i c h k o m m e n m u t a g e n e S u b s t a n z e n a u c h ill der na t t i r l i chen U m w e l t der O r g a n i s m e n u n d in den Organis - m e n se lbs t vor3). I m R a h m e n von U n t e r s u c h u n g e n z u m W i r k u n g s m e c h a n i s m u s kanze rogene r u n d z y t o s t a t i s e h e r Stoffe u n d tiber die U r s a c h e chemore s i s t en t e r B a k t e r i e n v a r i a l l t e n erschieI1 dahe r eine P r i i fung der mutagenen W i r k s a m k e i t ver - sch iedener kanzerogener , t u m o r w i r k s a m e r u n d an t ib io t i s che r S u b s t a n z e n gerecht fe r t ig t . I n einer e r s t en V e r s u c h s a n o r d n u n g wurde die A u s l 6 s u n g r eze s s iv -ge sch l ech t sgebundene r Le ta l - f ak to r en bei Drosoph i l a du rch die (bereits als M u t a g e n e be- k a n n t e n ) V e r b i n d u n g e n ~'thylurethan u n d Tri-(2-chlor~thyl)- amin sowie du rch das V i t a m i n K - D e r i v a t 2-Melhyl-l.4- naphthohydrochinon, d u r c h 4.4-Diamidinostilben du reh den k a n z e r o g e n e n Azofa rbs to f f 4-Dimethylaminoazobenzol sowie du rch die A n t i b i o t i k a Streptomycin u n d Aureomycin nXher un te r such•

Alle S u b s t a n z e n w u r d e u i n t r a a b d o m i n a I ve rabre ich t , wie es zuers t M. VOGT 4) angegeben ha t . N a c h E r m i t t l u n g ihrer Tox iz i t~ t w u r d e n von den in i so ton ischer KCI- bzw. 61iger