Zur Kenntnis der Stoffwechsolenzyme der Nervenfaser. Von

Torsten Thunberg (Lurid).

(Teilweise nach Vereuchen von and. med. Bertil Bringe.)

I. Einleitung.

In seiner Schrift ,,Uber Stoffwechsel und Ermudbarkeit der peri- pheren Nerven" hat H a b e r l a n d t l vor einigen Jahren eine ausfuhrliche geschichtliche Darstellung der Entwicklung unserer Vorstellungen und Kenntnisse auf dem in dem Titel seiner Schrift angegebenen Gebiet gegeben. Unter Hinweisung auf diese Schrift sollen hier nur einige Hauptpunkte der Entwicklung dieses Gebietes, sowie einige spiltere Arbeiten angefiihrt werden.

Die iiuDerliche IJhnljchkeit qer Erregungsfortpflanzung im Nerven mit der Leitung des elektrischen Stromes in einem Metalldraht, als auch der Umstand, daB infolge der Kleinheit der in Betracht kommenden Werte ein Stoffwechsel im Nerven uberhaupt nicht nachgewiesen werden konnte, und vor allem die allgemeine Ansicht, daD der periphere 'Nerv bei seiner Tiitigkeit keiner Errnudung unterliegen sou, haben die peri- phere Nervenfaser lange in einer Ausnahmestellung in der allgemeinen physiologischen Auffassung placiert. Man war recht unsicher, ob der Nervenfaser iiberhaupt ein Stoffwechsel zukomme.

Hierin ist indessen allnilihlich eine Wendung eingetreten. Es gelang Gartena (1903) als erstm, einen sicheren Beweis fiir die h i i d b a r k e i t des peripheren marklosen Nerven (Nervus olfactonus des Hechtee) zu bringen. Die Gartensehe; Befunde fanden spliter (1907) ehe v d e

L. Haberland, Sammlwng MtatomiecJcet und phy8bbgk6b' v@b@fbd

2 8. Garten, Beitrdge ZUT Phydologie dea Irra;rklo9en Nerveg Md U M -

--

Aufecztze. von Gaupp u. Trendelenburg, Jena 1910. Heft %.

suchmgm am Riednerwn &a €leechtea. Fiischer, Jena 1803. 18'

276 TORSTEN THUNRERG:

&,stktigung durch B u r i a n l , welcher die marklosen Mantelnerven der Cephalopoden untersuch te. h markhaltigen Nerven gelang es F roh l i ch2 als erstem (1904)

Ermiidungserscheinungen nachzuweisen, allerdings nur unter den ab- normalen Bedingungen einer bis zu bestinimtem Grade vorgeschrittenen Xarkose oder Erstickung.

Das Studium der Ermudungserscheinungen der markhaltigen Berven ist nachher von Prohl ich und T a i t 3 (1904), Thorner4(1908 bis 1912), H a b e r l a n d t 6 (1910/11) und C. T ige r s t ed te (1912) fort- gesetzt worden.

Die durch diese Untersuchung festgestellte Ermiidbarkeit des Nerven kann zwar als ein entscheidender Beweis fur einen Stoffwechsel des Nerven nicht angesehen werden. Man kann es ja nicht als aus- geschlossen ansehen, daB der Nerv unter Einwirkung der Reize all- miihlich physikalisch verandert wird, wodurch der Reaktionsniechanismus verandert wird. Sowohl die Ermudbarkeit, als die Erholung ware in dieser Weise als durch eine reversible physikalische Zustandsanderung zu erkliiren.

Mehr beweisend fur das Vorhandensein eines Nervenstoffwechsels sind die Beobachtungen iiber das Sauerstoffbediirfnis des Nerven.

v. Baeyer ' (1903) und Frohl ichs (1904) haben die wichtige Tatsache gefunden, daB den peripheren Nerven ein gewisses Sauerstoff-

1 R. Burien , Epukement et Restauration ou nerf etudib chez les cephala- pod-. Archives Internat. de Physiol. 1907. T. V. p. 123.

2 Fr. W. Frohlich, Ermiidung des markhaltigen Nerven. Zeitschr. f . aUg. PhyeiOl. 1904. Bd. 111. S. 468.

* Fr. W. Frohlich u. J. Ta i t , Zur Kenntnis der Erstickung und Nar- kose des Wermbluternerven. Zeitschr. f. allg. Physiol. 1904. Bd. IV. S. 105.

4 W. Thorner, Die Ermiidung des markhaltigen Nerven. Ebenda. 1908. Bd. VIII. S. 630. - Derselbe, Weitere Untersuchungen uber die Ermudung des merkheltigen Nerven. Ebenda. 1909. Bd. X. S. 29 und 1910. Bd. X. S. 351.

6 L. Haber landt , Versuche uber die Ermudbarkeit des markhaltigen Nerven. Pflugers Archio. 1911. Bd. CXXXVII. S. 435. - Derselbe, Weiterr Untersuchungen uber die Ermudbarkeit des markhaltigen Nerven. Arch. 1.

6 C. Tigers ted t , Studien uber die Ermudung der markhaltigen Nerven

7 H. v. Beeyer, Daa Sauerstoffbedurfnis des Nerven. Zeitschr. f. a&.

* Fr. W. Frohlich, Daa Sauerstoffbediirfnis des Nerven. Ebenda. 1904.

,(Anat. u.) PhyeiOl. 1910. SuppL-Bd. CCXIII.

des Fmsches. Zeitschr. f . Biol. 1912. Bd. LVIII. 451.

Physiol. 1903. Bd. 11. S. 169.

Bd. 111. S. 131.

'

ZUH KENNTNIS DER STOFFWECIISELENZYME usw. 277

bediirfis eigen ist, was durch die Beobachtung, daB er seine Funktions- ftlhigkeit bei vollsttlndigem Sauerstoffmangel verliert, um sie bei darauf- folgender Sauerstoffzufuhr wieder zuriickzugewinnen, bewiesen wurde. Fur die Annahme eines Stoffwechsels des Nerven spricht auch dic Be- obachtung B o r u t t a u s l (1920), dalj man die Dauer des uberlebens des Nerven verlangern kann, wenn der zur Aufbewahrung dienenden Ringerschen Losung Zucker (bis 5 Proz.) zugesetzt wird.

Zu diesem indirekten Beweis v. Baeyer und Frohl ich habe ich2 dann 1904 den direkten Beweis erbracht, daB der Nerv in derselben Weise wie die iibrigen Gewebe des Korpers Sauerstoff aufnimmt und Kohlensawe abgibt. Dank der Empfindlichkeit des von mir kon- struierten Mlkrorespirometers war es sogar unter gar nicht optimalen Bedingungen moglich, einen Gasaustausch des isolierten iiberlebenden Nerven gasometrisch zu messen. Zuerst habe ich mit Kaninchennerven gearbeitet. Bei der zweiten Tagung der deutschen phgsiologischen Ge- sellschaft (1905) habe ich niit einem vereinfachten Mikrorespirometer die Sauerstoffaufnahme des Proschnerven demon~triert.~ Der Apparat war so empfindlich. dab man damit die Sauerstoffaufnahme der Nervi ischiadici von zwei oder drei E’roschen wahrend einer Stunde zeigen konnte.

Die nachste Mitteilung auf dieseni Gebiet riihrt von Ruytendi jk4 (1911) her. Er brachte die Nerven in sauerstoffhaltige Ringerlosung und bestimnite nach Winkler die Sauerstoffkonsunition. Der Sauer- stoffverbrauch der Froschnerven war in dieser Weise leicht zu bestimmen. Sie verbrauchten indessen bei der Erregung durch Induktionsschliige nicht nachweisbar mehr Sauerstoff als in der Ruhe. Der groSe Trige- minusnerv gewisser Fische, u. a. von Gadus Morrhua, verbrauchte aber bei elektrischer Reizung bedeutend niehr Sauerstoff.

H a b e r l a n d P hat ungefahr gleichzeitig (1911) unter Anwendung

H. Boruttau, Beitriige zum Stoffwechsel der peripherischen Nerven. Ber. d. gm. Physiol. 1920. Bd. 11. S. 167.

T. Thunberg, Der Gasaustausch des isolierten Nerven. Zentpalbl. f. Phpiologie. 1904/05. Bd. XVIII. S. 563.

Derselbe, Eine einfache Anordnung, urn die Sauerstoffzehrung kleinerer Organismen oder Organe zu demonstrieren. Ebenda. 1905/06. Bd. XIX. S. 308.

4 F. J. Buytendijk, Zentrulblatt f . Physiol. 1911. Bd. XXIV. S. 811. - Derselbe, On the consumption of oxygen by the nervous system. Proceed. Koninkl. Akad. v. 1Vetten.d. Amsterdam 1911. Bd. XIX. S. 615.

5 L. Heberlcndt, t b - r den Gaswechsel des markhaltigen Nervcn. Arch. f . (Anat. u.) P h y W . 1911. S. 419.

278 TOHSTEN THUNSERG:

der Modifikation meines MikrOreSpirOmeterS, welche von W i dmarl i beschrieben wurde, die Sauerstoffaufnahme bei Ruhe und auch bei T&t&rkeit des .Nerven bestimmt. Bei tetanischer Erregung der Newen erschien die Sauerstoffaufnahme in einer Anzahl von Versuchen merklich gesteigert. Der respiratorische Quotient war sowohl bei Ruhe als bei Tetanisierung etwa 0 9.

2 Jahre spatter (1913) hat Tash i ro l niit der Herausgabe einer Anzahl Mitteilungen iiber die Kohlensaureproduktion der Nerven be- gonnen. Die von ihm benutzte Methode grundet sich auf der fischei- nung, da5 ein Baryttropfen im abgeschlossenen Raum vollig klar bleibt, solange der Kohlensauregehalt des Raumes nicht eine gewisse (sehr kleine), aber genau bestimmbare Grenze erreicht hat. Erst dann entsteht eine Triibung, deren Auftreten mikroskopisch verfolgt werden kann. Die Bestimmung des Kohlenshuregehalts eines Gasraumes wird in der Weise ausgefuhrt, da6 man das Gas bis zu dem Grenzwert fur die Trubung des Baryttropfens verdiinnt.

Als Material fur marklose Nervenfasern dienten besonders die aus den Scheren von Labinia caniculata, fur markhaltige der Ischiadicus des Frosches. tfberhaupt atmen alle Nerven, motorische und sensible, markhaltige und marklose, von Wirbelloseii und Tlrirbehieren, wahrend der Ruhe Kohlensaure aus. Werden die Nerven durch Warme oder Narkotica getotet, sinkt die Kohlensaureproduktion bis auf Null. Tatige Eerven atmen mehr Kohlensaure aus.

In Vereinigung mit Adams hat Tashi ro die Einwirkung von Narkotica weiter untersucht. Rei schwacher Konzentration gewisser Narkotica wird die C0,-Produktion vermehrt, bei starkerer Konzen- tration beeintrachtigt. Auch haben sie die Kohlensaureabgabe in Luft mit derjenigen in einer Wasserstoffatniosphare verglichen. Sie ist kleiner im Wasserstoff. Die steigernde '1Virknng- elektrischer Reizung wird in einer Wasserstoffatniosphiire verniibt.

* Shiro Tashiro, Carbon dioxide production froiii nerve fibres when resting and when stimulated. The Am. Journ. of Physiot. 1913. Vol. XXXII. 5. 107 u. 137. - Derselbe u. H. R. Adams, Carbon dioxyde production from :the nerve fiber in a hydrogen atmosphere. Ebenda. 1914. Vol. WXIV. S. 405. - Dieselben, Studies on narcosis. I. Effect of ethyl urethane and chloral hydrate on the CO, production of the nerve fiber. Intern. Zeitschr. f. physika2.- chem. Biol. Vol. I. S. 450. - Dieselben, Anaesthesia and respiration, Journ. Bhl. Chem. 1920. Vol. XLVII. p. 41.

ZUR KENNTNIS DER STOFFWECHSELENZYXE usw. 279

Die Frage nach der Whkungsweise der Narkotioa ist sptlter such von Shuichi Niwal studiert worden. Eine Kokainchloridlasung steiged

' bei schwacher Konzentration die Kohlensaureabgabe des isoliedell Froschischiadicus (Rana pipiens) und vermindert sie bei stkkerer Ken- zentration.

Die von Tash i r o angewendete Methode der Kohlensaurebestimmung ist in der letzten Zeit von N. K. Adam2 kritisiert worden. Bei der n'achprufung der von Tash i ro angewendeten Methode war es ihm und einer Mitarbeiterin unmijglich, die Grenzkonzen tration der Trubung des Baryttropfens geniigend genau zu bestimmen. Die Methode scheint ihm qualitativ empfindlich, aber fur quantitative Versuche kaum an- wendbar zu sein. Es erscheint nach Adam wahrscheinlich, daI3 die Bildung der Barytkristalle wie die Kristallbildung in einer ubersattigten Losung von der Anwesenheit von Nuclei abhangig ist. Mit einem modi- fizierten Mikrorespirometer gelang es ihm, die Sauerstoffaufnahme des Froschnerven gut zu bestimmen. Dagegen konnte er selbst bei 'Ir bis

stundiger Reizung keine die Fehlergrenze iiberschreitende Atmungs- steigerung beobachten.

Unter Fortsetzung ihrer bekannten Untersuchungen uber den Stoff- mechsel der nervosen Zentralorgane haben Hirschberg und Winter - s t einS weiter auch den Stoffwechsel des peripheren Nervensystems untersucht. Wie das isolierte Froschriickenmark, so bewirkt nach diesen Untersuchungen auch der Nervus ischiadicus des Frosches einen Umsatz von Zucker in der umgebenden Losung und verbraucht Fettstoffe und stickstoffhaltige Substanzen der eigenen Gemyebe. Alle diese Vorgange werden auch beim Xerven durch elektrische Reizung sehr bedeutend gesteigert. Auch vom Nerven werden unter den Monosachariden in der Ruhe Galaktose, bei Reizung Glukose am meisten umgesetzt. Von den zu der umgebenden Losung zugesetzten N-haltigen Substanzen er- wiesen sich auch beim Kerven Alanin, Lecithin, Protagon und Cerebrin ale die besten Stickstoffsparer.

Shuichi Niwa, .lourn. of Phumt. Bd. XII. S. 323. Neil Kensington Adam, Kote on the oxygen consumption of amphi-

bian niuscle and nerve. The Biochemical Journal. 1921. Vol. XV. p. 368. - Derselbe, A Modification of the Barcroft and Winterstein microrespimmeters. The Biochemicul Journal. 1920. Vol. XIV. p. 679.

Else Hirschberg u. Hans Winterstein, ffber den Stoffwechsel des peripheren Nervensystems. Hoppc - Seylers Zritschr. f. physiol. Chemie. 1919. Bd. CVIII. S. 27.

TORWEN THUNBEKG: 280

In der letzten Zeit hat endlich T a s h i r o l die Ammoniakbildung des Nerven unter Anwendung einer Mikromethode studiert. Auch die Ammoniakbildung wird nach ihm durch Reizung gesteigert.

Wie aus der obigen 1)arstellung hervorgeht, kann das Vorhandcn- sein eines Stoffwechsels in den peripheren Xerven als sichergestellt an- gesehen werden. Es schien mir unter solchen Verhaltnissen an der Zeit zu sein, einen weiteren Schritt zu versuchen und den naheren Mechanismus des Stoffwechsels zu studieren. Insbesonderc intereseierte es niich zu untersuchen, ob die allgemeine Auffassung des oxydativen Abbaus, welche ich, von der W i e l a n dschen Oxydationstheorie ausgehend, ent- wickelt habe, tluch fur den Kervenstoffwechsel zutreffend ist.

Ein Kriterium der Richtigkeit der Wielandschen2 Oxydations- theorie kann dadurch erhalten werden, da13 man untersuclit, ob die Nervensubstanz aktiven Wasserstoff produziert, was sich bei Ab- wesenheit von Sauerstoff durch Entfarbung von Methglenblau zeigt. Eine solche Entfarbung ist zu erwarten, teils wenn frisch ausprapariertc Nervensubstanz in Reaktion mit Methylenblau gebracht wird (,,Spontan- entfarbung"). teils nach Verlust des Spontanentfarbungsvermogens oder Senkung desselben, wenn gewisse Substanzen zugesetzt wrden, welchc RIS ,,Wasserstoffdonatoren" fungieren konnen.

Samtliche hier mitgeteilten Versuche wurden nach meiners, in einer fruheren Mitteilung angegcbenen Methodik ausgefuhrt.

II. Verenche yon oand. med. Ber t i l Bringe iiber das waeserstoff- aktivierende Vermogen der Kaninchennerven.

Die ersten Versuche wurden angestellt, uiii das Vorhandensein cines cventuellen Spontanentfarbungsvermiigens festzustellen. In der Tat gclang es ohnc Schmierigkeit, ein solches zu zeigen. Wenn man niinilich Kervensubstanz unter SauerstoffabschluB iiiit einer Methylenblau- losung von angemesseneni Gehalt zusamnienbringt, wird die Losung bald entfarbt. Die folgendc Tabelle mag dies illustrieren.

Shiro Tashi ro , Studies on Alkaligenesis in Tissues. I. Ammonia Pro- duction in the nerve during Excitation. Am. .Journ. Physiol. 1922. Vol. LX. p. 519.

* Heinr ich Wie land , uber den Mechanismus d. Oxydationsvorgange. h'rgebn. (1. Physiologic. 1922. Bd. XX. S. 477. Siehe auch meine Darstdung in Hammars tens ' Lehrbuch d. physio2. C h i e . 1921. 9. Aufl. S. 702ff.

T. Thunberg , Zur Kenntnis d. intermediaren Stoffwechsels und d. dabei wirksamen Enzyme. Dies Archiv. 1920. Bd. XL. S. 1.

Zuii I ~ N N T N I S DER STOFFWCHSELENXYME usw. 28 1

Tebel le 1. Die Nervi ischiadici und brachiales eines j u g e n Kaninchens wurden

ausprapariert, mit einer Scheere zu einem Brei gescbitten und in Portionen von je 0.2 g aufgewogen. Zwei Vakuumrohren, wie sie in diesem Arohiv, Bd. XXXV, S. 165 beschrieben sind, wurden in folgender Weise beschickt:

. . . . . . . . . 2 Rohre 1 Methylenblaulosung 1 : 5000, ccm 0 .1 0 .2 Wasser ccm 0 . 9 0.8 Nervensubstanz g 0 . 2 0 . 2

. . . . . . . . . . . . . .

Die Rohren wurden nachher evakuiert und in ein Wasserbad von 350 eingesetzt. Bald begann die blaue Losung ihre Farbe zu verlieren. Die En t fa rbungsze i t war fur das Rohr 1 5 Minuten, fur das Rohr 2 10 Minuten.

Um zu untersuchen, ob diese Entfarbung von termolabilen Sub- stanzen abhangig ist und also wahrscheinlich durch Enzyme bedingt mird, wurden die folgenden Versuche angestellt.

Tabel le 2. Kaninchennerven wurden zerschnitten und von dem dadurch ent-

standenen Brei Portionen von je 0 .2 g abgewogen. Solche Portionen wurden wahrend 20 Minuten der Einwirkung einer Wasserbadtemperatur von 45 bzw. 50, 55 und 60° ausgesetzt. Nachher wurden sie unter Sauer- stoffabschlufl in Vakuumrohren bei 35O mit Methylenblaulosung zu- sammengebracht . Rohre . . . . . . . . . . . . 1 2 3 4 5

Wasser . . . . . . . . . . . ccin 0.8 0.8 0.8 0-8 0.8

Entfarbungsze i t , in Minuten 10 28 >60 >120 >120

Behandlungstemperatur . . . . 45O BOO 55O 60°

Methylenblaulosung 1 : 5000 . . ) ) 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 2

Sach diesem ltesultat hat man, besonders wenn nian die friihercn Yersuche mit Muskulatur berucksichtigt, Recht, zu schliehn, daS das wasserstoffaktivierende Vermogen der Xervensubstanz seine Lhache in Enzymen hat.

Es wurden nun Versuche angestellt, um zu ermitteln, ob die organischen Sauren, welche das wasserstoffaktivierende Vermogen der Muskulatur steigern konnen. auch auf die Xervensubstanz ahnlich ein- wirken.

Die Versuche wurden indesseii ohne Auswaschung der Donator- substanzen, welche fiir die Spontanentfarbung verantwortlich sind. ausgefuhrt. Ihre liesultatc waren nicht eindeutig.

282 TORSTEN THUNBERG:

~II, Veraaohe iiber dar w8arerrtofhktiderende Vermiigen der Meereohweinohennerven.

Zuerst wurde die Geschwindigkeit der Spontanentfarbung unter- sucht. Auch bei Anwendung grol3er Tiere und recht sorgfaltiger Pra- parierung war es kaum moglich, mehr als 0.5 g Nervenmasse zu erhalten, da es notig war, Verunreinigungen der Nervenfaser durch fremde Ge- webe m entfernen. Im allgemeinen war die Ausbeute noch kleiner als 0.5 g. Um unter solchen Verhaltnissen vergleichende Versuche zu er- moglichen, wurde zu jedem Versuchsrohr gewohnlich nur 0.1 g Nerven- brei verwendet. Die Totalquantitat der Losung, in welche der Nerven- brei gebracht wurde, betrug, wenn nichts anderes angegeben ist, nur 0.5 ccm. Um einen Nervenbrei zu erhalten, der nicht klebrig ist wnd so das Aufwiegen der verschiedeiien Portionen erleichtert, wurde vor dem Zerschneiden ein Tropfen Wasser zugesetzt.

Tabelle 3. Bei den in diesen und den folgenden Tabellen angefiihrten Versuchen

wurde dem Reaktionsgemisch etwas Kaliumphosphatlosung (0.87 g K,HPO, in 10ccm Wasser) zugesetzt teils deshalb, um bei den Versuchen iiber die Wirkungen der Donatorsubstanzen die Reaktion zu regulieren, teils um in den Kontrollrohren die eventuelle Salzwirkung der Donatorsub- stanzen in der Hauptprobe auszugleichen.1 Temperatur des Wasser- bades 350 C.

Inhalt des Rohrs: Methylenblau 1 : 10000 Phosphatlosung . . . 9 , 0.1

Nervenbrei . . . . . g 0.1

C C l l l 0.1

Wasser . . . . . . . J J O a 3

Entfarbungszei t . Minuten 5

Xachdem sich die Methylenblaulosung entfkbt hatte, wurde sic durch offnen des Rohrs nach Entfernung des Wassers in der seitlicheii Zuleitungsrohre und Schiitteln mit Luft wahrend 1 Minute regeneriert. Xachher wurde das Rohr noch einmal evakuiert, in das Wasserbad gestellt und die Entfiirbungszeit bestimmt. In dieser Weise m r d e der Versuch mehrmals wiederholt. Die folgende Serie von Entfarbungs- zeiten wurde dabei erhalten: 5‘- 6’- 7‘- 7.5‘- 13’- 16’- und 16’.

In einer friiheren Abhandlung habe ich die eigentiimliche Empfind- lichkeit. welche gewisse der von mir beschriebenen Dehydrogenasen

l D k Archiv. Bd. XL. S. 71.

ZUR KENNTNIS. DER STOFFWECHSELENZYME usw. 283

gegenuber starker Kiilte zeigen, dargetan. Wenn gewisse Enzyme, welche far das Entfarbungsvermogen der Nervensubstanz Methylenblau gegeniiber verantwortlich sind, sich durch dieselbe Kryolabilitiit aus- zeichnen, muS man auch bei einer Rehandlung der Nervenmasse mit starker Kalte eine Herabsetzung der Entfarbungsgeschwindigkeit be- obachten konnen. Dies war auch der Fall.

Tabel le 4. 0.1 g Nervenbrei nebst 0.3ccm Wasser wurde in eine Vakuumrohre

gebracht. Nach dem VerschlieBen der Rohre wurden sie wahrend 20 Mi- nuten in eine Mischung von Kohlensiiureschnee und Ather gehalten. Demnach wurden die Rohren herausgenommen, aufgetaut, mit Methylen- blaulosung und Phosphatlosung versetzt und auf Entfiirbungsvermogen gepriift. Gleichzeitig wurde das Entfarbungsvermogen zweier Kontroll- proben bestimmt. Rohr . . . . . . . . . 1 2 3

Nervenmasse. . . . . . g 0.1 0.1 0.1 Methylenblau (1 :1OOOO) . ccm 0 . 1 0.1 0.1 Phosphatlosung . . . . 3 , 0 . 1 0.1 0.1 Wasser . . . . . . . . ,) 0 .3 - 0 . 3 Entfarbungsze i t . . . 10‘ 16.5’ 12’

(Kontrolle) (Hauptprobe) (Kontrolle)

Bei Wiederholung wurden die folgenden Werte erhalten: 12.5’-18‘--13’

lch habe in einer friiheren Abhandlungl gezeigt, daD der Beiizolring eine schadliche Wirkung auf die Oxydationserscheinungen der Zellen ausabt. Bei meinen diesbeziiglichen Versuchen fand ich namlich, dall cine grooe Anzahl sonst chemisch indifferenter Benzolderivate den vitalen Oxydationserscheinungen gegenuber sehr aktiv ist. Daraus habe ich den SchluD gezogen, Ciall beim Ablauf der Oxydatioiiserscheinungen eine mit dem Benzolringe leicht reagierende Atomgruppe, vielleicht eine Sulfhydrylgruppe, eine wichtige Holle spielt. Sach der Entdeckung der Dehydrogenasen und ihrer Bedeutung fur die vitalen Oxydations- erscheinungen liegt es nahe, anzunehmen, daI3 die Empfindlichkeit des Protoplasmas gegenuber Benzolderivaten auch von einer ahnlichen Enipfindlichkeit der Dehydrogenasen abhangt. Uni einen ersten Beitrag zu dieser Frage zu liefern, sei hier die folgende Tabelle iiber den Einflull des Phenols in verdunnter Losung auf das Spontanentfarbungsvermogen des Kervenbreis mi tge teil t .

Diea Archiv. Bd. XXIX. S. 1.

284

Tabel le 5 . Rohr . . . . . . . . . 1 2 Nethylenblau 1:lOOOO . ccni 0.1 0.1 Phosphatlosung . . . . ,> 0.1 0.1

. . . 0. 1 Phenol l/m normal 7 7

. . . . . . . . 0.2 Wasser ,, 0 . 3 Nervenbrei . . . . . . g 0.1 0.1 E n t f a r b u n g s z e i t . . . Min. 7 11

-

Uei Wiederholung des Versuches wurde die Kontrollprohc in 8 bzw. 9 Minuten abgefarbt, die Hauptprobe (niit Phenol) in 14 bzw. 18 Minuten.

Ich gehe jetzt zu Versuchen iiiit Servensubstanz iiber: welche durcli Wasserbehandlung ihres Spontanentfarbungsvermogens mehr oder weniger beraubt war. nurch Zusatz von gewissen Stoffen zu der so be- handelten Kervensubslanz habe ich nachher versucht, das Entfarbungs- vermogen zu aktivieren. Die Versuche schlieBen sich also eng an die- jenigen an, welche ich friiher iiber Inaktivieriing und Reaktivierung der Gewebsatinung veroffentlicht habe.1 Sie beabsichtigen die Stoffe aufzufinden, welche den Zellen aktiven Wasserstoff liefern konnen. Fur diese Stoffe verfugen also die Zellen iiber Enzyme und das Auffinden dieser Stoffe gibt daher auch teils fur das Entdecken von Zwischen- gliedern im Stoffwechsel, teils fur die Art der Enzyme, uber welche die Gewebe disponieren, Anhaltspunkte. Fiir die nahere Motivierung dieser Anschauungen muD indessen auf meine friiheren Arheiten2 verwiesen werden.

Urn das Verfahren hei diesen Ina,ktivierungs- und Eeaktivierungs- versuchen zu beleuchten, sei hier ein Versuchsprotokoll etwas vollstandiger mitgeteilt. Es handelt sich um die eventuelle reaktivierende Wirkung teils von Bernsteinsaure, einer Sul)stanz, deren Bedeutung als Zwischen- glied in dem intermediaren Stoffwechsel jetzt als sirhergestellt angesehen werden kann, teils von Glyzerinphosphorsaure, deren atmungssteigernde Wirkung zuerst von Me y e r h o f und deren Verniogen, Methylenbjau bei Anwesenheit von Muskelsubstanz zu entfarben, im hiesigen La-

Dies Archiv. 1911. Bd. XXV. S. 37 und 1920. Bd. XL. 8. 1. Dies Archiv. 1920. Bd. XL. S. 1. Siehe auch Arch. internat. de Physiol.

1921. Bd. XVIII. S. 601 und Arch. Nkerhnd. de Physiol. 1922. Bd. VII. p. 240. O t t o Meyerhof, nber die Atmung der Froechmuskulatur. Pfliigers

Archiv. 1919. Bd. CLXXV. S. 20.

ZITR KENNTNIS DER STOFFWECBSELENZYME usw. 285

horatorium von Ahlgrenl aufgefunden worden ist. Bt4de Substanzen sind als 0 . f S-Kaliumsalze angewendet worden.

Tabel le 6 . Die herauspraparierten Meerschweinchennerven wurden durch Zer-

schneiden in einen Brei verwandelt, wonach dieser wilhrend 3 Minuten vorsichtig mit 5 ccm zweimal destilliertes Wasser geschiittelt wurde. Hierauf wurde der Brei zur Entfernung des Waschwassers durch feines Seidenzeug filtriert und mittels Filtrierpnpier getrocknet. Drei Portionen von j e 0.1 g wurden abgewogen. Sie wurden in folgender Weise in drei Vakuumrghren verteilt :

Rohr . . . . . . . . . 1 2 3 Methylenblau 1 : 10000 - ccm 0.1 0 . 1 0.1 Phosphatlosung . . . . 9 ) 0 . 1 0.1 0.1

- 0 . 1 - Glyzerinphosphorsaure . 9 9 . . . . . 0.1 Bernsteinsaure 7 9

Wasser . . . . . . . . . 3 , 0.3 0.2 0.2 Nervenbrei . . . . . . 0.1 0.1 0.1 Entfiirbungszeit . . . . Min. 34 16 24

1 - -

Bei Wiederholung des Versuchs wurde die Entfiirbungszeit zu 44'- 18'- 24' bestimmt.

Das Resultat dieses Versuches war also, dad sowohl die Bernstein- saure wie auch besonders die Glyzerinphosphorsaure ein kriiftiges reaktivierendes Vermogen zeigt.

In ahnlicher Weise wurden auch Milchsaure, Zitronensaure, Glutaminsiiure 'und a-Ketoglutarsaure als Aktivatoren erkannt. Dagegen ubten die Oxalsaure und die Malonsaure eine verlangsamende Wirkung auf die Entfarbung aus. Die Fumarsaure wirkt auch als Aktivator, aber die Reakti6n kommt zum Stillstand, ehe die Entfiirbung vollstandig 'ist.

Schon die hier angefuhrten Versuche zeigen, daB die Substanz der peripheren Nerven in mehreren Beziehungen dieselben enzymatischen Fiihigkeiten besitzt, welche fruher fur die Muskulatur festgestellt wurdea Weitere Untersuchungen sind indessen notig, um zu entscheiden, wieweit diese qualitativ und quantitativ ubereinstimmen.

Die wasserstoffaktivierende Fahigkeit der peripheren Nervensubstanz is€ jedenfalls so ausgepragt, daB diese Substanz fur das Studium der Dehydrogenasen ein in mehreren Beziehungen vorzugliches Material darstellt. Weitere Umstiinde, welche hierzu beitragen, sind die weiDe Farbe der Nervensubstanz, ein fur eine farbenanalytische Methode nicht

Gunnar Ahlgren. Personliche Wtteilung.

286 TORSTEN THUNBERG: ZUR KENNTNIS D. STOFFWECHSELENZYME usw.

zu unterschatzender Vorteil, sowie die Schnelligkeit, womit eine In- aktivienlng oder genauer ausgedruckt, eine Schwachung des Spontan- entf&rbungsvermSgens durch Wasserextraktion bewvirkt werden kann. Die notigen Wassermengen sind so klein, daS auch die Waschfliissigkeit quantitativ auf das Vorhandensein vielleicht extrahierter Enzyme gepruft werden kann. Die Nervensubstanz erscheint also recht zweckmaDig fur die Priifung der verschiedenen theoretischen Moglichkeiten zur Er- klarung der inaktivierenden Wirkung ; inwieweit also ein Auswaschen von Donatorsubstanzen, Enzynien oder sonstigen fur die enzymatischen Reaktionen notigen oder bedeutungsvollen Stoffen einwirkt, und in- wieweit die Wasserbehandlung durch Veranderung des kolloidalen Zustands von EinfluB ist, Moglichkeiten, auf deren Bedeutung im hiesigen Laboratorium vor sich gehende unveroffentlichte Untersuchungen der Herren Ahlgren , Lehniann, Gri jnval l und Svensson hin- gewiesen haben.

IV. Zueammenfaeaung. Der oxydative Stoffwechsel der peripheren Xervenfaser kann mit

Vorteil mittels der von mir angegebenen Methylenblaumethode studiert werden. Wie alle anderen respirierenden Gewebe, besitzt auch das peri- phere Nervengewebe die Fhhigkeit, Wasserstoff zu aktivieren.

L) Mehrere Substanzen,fwelche im Stoffwechsel der Muskulatur eine Rol1e:als intermediiireLProdukte zu spielen scheinen (speziell Glutamin- silure, a-Ketoglutarsaure, Bernsteinsaure, Fumarsaure, Milchsaure), ver- halten sich der Nervensubstanz gegenuber in ahnlieher Weise. Die Kervensubstanz besitzt fur die Oxydation (Dehydrogenisierung) dieser Stoffe eingestellte Enzyme.

Weit entfernt davon, daB die Nervensubstanz einCGewebe ohne Stoffwechsel ist, besitzt sie sogar fur gewisse Stoffwechseluntersuchungen spezielle Vorzuge. Resonders kommt hier die Leichtigkeit in Betracht, woinit sie inaktiviert und reaktiviert werden kann.