Zur Renntnis der Wirkung �9 yon (70z und Oz auf die Elektrolytpermeabilit t

der roten Blutk6rperchen. Von H. R o h o n y i und A. Ldr~ in t (Budapest).

(Aus dem physiologischen lnstitut der K6nigl. ungar. Universit~lt Budapest. Direktor: F ranz Tangl.)

(E in~egangen a m 92,8. August 1916.)

Die physikalisch-chemischen Orundzfige der Ver~inderungen, die durch Einwirkung von Kohlens~ure auf Blut in der Zusammensetzung yon Serum und Blutk6rperchen zustande kommen, sind bisher noch nicht gen~igend aufgekl/irt. Gegen die Theorie, in welcher man diese Erscheinungen zusammenfaBt (Ionenpermeabilit/itstheorie yon Ko e p p e l), spricht teils, dab sie sich den Tatsachen nicht vollkommen anpath, tells, dab gegen sie theoretische Einwande m6glich sind. Bevor wir diese Schwierigkeiten und die Art, diese zu vermeiden, besprechen, halten w i r e s ffir notwendig, die experimentellen Ergebnisse hier kurz zu schildern.

Der erste, der eine Ver~inderung in der Zusammensetzung des Serums nach Kohlens/iureeinwirkung auf Blut beschrieben hat, war Z u n t z 2 ) ; e r w a r es, der im Jahre 1867 d ieEntdeckungmachte , dab nach Kohlens~lureeinwirkung auf Blut die Menge des titrierbaren Alkalis im Serum zunimmt.

Einige Jahre sp/iter beobachtete H a m b u r g e r 3) ein Abnehmen des Chloridgehaltes des Serums. v. L i m b e c k 4) zeigte nachher, dag die Blutk6rperchen unter dieser Einwirkung anschwellen. Dann verwies

1) K o e p p e , Pfliiger's Arch. 67, 189 (1897). '~) Z u n t z , Diss. Bonn (1867). 8) H a m b u r g e r , Zeitschr. f. Biol. 28, 405 (1895). ~) v. L i m b e c k , Arch. f. exper. Pathol. 35, 309 (18951.

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378 KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEFTE BAND VIII, HEFT 11--12

( 3 / i r b e r I) auf die Tatsache, dab die Veranderung des Chlorids und Karbonats keine Veranderung der Quantitht und Relation der Alkali- Metalle (K und Na) nach sich zieht. Alle diese Ver/~nderungen sind reversibel, d. h. das Chlorid und Alkali erlangt nach Durchleitung yon Luft dutch das Blut seine urspr/ingliche Quantit~it. Solche Ver/inderungen k6nnen auch dutch andere S~.uren hervorgerufen werden.

Diese Wahrnehmungen faflte Ko e p p e in seiner Anionpermeabili- ffttstheorie der roten Blutk6rperchen zusammen, in einer Theorie, die sp/iter von H a m b u r g e r und anderen ausgebaut wurde, und welche eine allgemeine Auffassung geworden ist.

Der Ausgangspunkt dieser Theorie stammt von Z u n t z und besagt, dab das Serum und die Blutk~rperchen ,indiffusibles Alkali" enthalten und zwar so, dab sich in dem Blutk6rperchen mehr Alkali befindet als im Serum; dieses wird dutch S~iuren, so auch durch Kchlensaure, vom EiweiB abgespaltet und wird diffusibel. Nachdem in den Blutk6rperchen mehr Alkali frei wird, wird deren osmotischer Druck gr61]er als der des Serums. Die Membran der Blutk6rperchen, die f/ir Molek/ile impermeabel, aber permeabel f/it Anionen is t , I/iflt eine Ausgleichung nur zwischen Anionen und zwar in der Richtung der Anionen-Konzentrationsgefalle zu. Des elektrostatischen Zuges der Kationen wegen k6nnen sich die Konzentrationsgef/ille nur so ausgleichen, dab sich die Karbonat-lonen mit anderen Anionen austauschen, deren M6glichkeit im Vorhandensein eines entgegenge- setzten Konzentrationsgef/illes der Chlorid-lonen gegeben ist.' Das Anionen-Gleichgewicht zwischen Serum und BlutkOrperchen wird also zustande kommen, indem vom Serum an Stelle des aus dem Blut- k6rperchen austretenden Karbonats Chlorid tritt. Das Anschwellen der Blutk6rperchen ist dutch das Anwachsen des osmotischen Druckes, beim Freiwerden des indiffusiblen Alkalis bedingt.

Um zu erl~.utern, dab durch Einwirkung yon Kohlens/iure auf Blut ein eigenartiger Anionenaustausch zwischen Blutk6rperchen und Serum statffindet, setzt diese Theorie voraus: 1. dab die Blutk6rper- chen eine mit spezifischer physiko-chemischen Eigenschaft versehene Membran besitzen. 2. dab diese Membran eine Ausgleichung der Differenz des osmotischen Druckes der Molekfile und Kationen nicht zul~Bt, sondern bl0B zwischen den Anionen einen Umtausch gestattet. Dariiber, welche s p e z i f i s c h e physiko-chemische E i g e n s c h a f t dieses eigentfimliche Verhalten verursacht, oder welcher physiko-che--

1) f3 ii rb e r, Sitzungsber. d. physik.- med. Oes. W/irzbur R (1895).

ROHONYI u. LORANT, ZUR KENNTNIS DER WIRKUNO VON CO2 UND 02 379,

mische P r o z e B es ist, welcher bei den erwiihnten Ver~inderungen in der Membran vorgeht, sind in der Theorie fiber die Ionenpermeabilit/it keine Aussprfiche zu linden, so daft dieser Begriff eigentlich nichts weiter bedeutet, als die zusammenfassende Benennung einer Reihe ihrem Herkommen nach unbekannter Erscheinungen. Abgesehen yon der Inhaltslosigkeit dieses Begriffes, ist dieser auch nicht zur einheit- lichen Beschreibung der Erscheinungen geeignet, denn, wie immer der Begriff auf die Tatsachen angewendet werden mag, sind einzelne Widersprfiche nicht gut zu vermeiden.

1. Es ist unerkl/irlich, wieso die bekannte Differenz zwischen der Chlorid-Konzentration des roten Blutk6rperchens und zwischen jener des Serums bestehen kann (ira Pferdeblutk6rperchen befindet sich bloB 40 Proz. des Chlorids des Serums), wenn die Blutk6rperchen-Membran eine freie Anionendiffusion zulfiBt. S n a p p e r 1) hat zwar versucht, diese Tatsache, auf Grund jener Experimente, welche H a m b u r g e r bezfiglich der Ver/inderung d e s Volumens der roten Blutk6rperchen in den verschiedenen Salzl6sungen vornahm, in der Theorie einzu- schalten, und stellt auf (3rund derselben lest, dab 40 Proz. des Wasser- gehaltes der Blutk6rperchen an EiweiB gebundenes Wasser ist, welches nicht als L6sungsmittel dient; der in den Analysen nachgewiesene Cl-(3ehalt der roten Blutk6rperchen ist deshalb bloB scheinbar kleiner, als der des Serums, in der Wirklichkeit aber ist dieser, wenn die Konzentration der intraglobularen Flfissigkeit berficksichtigt wird, mit demselben Ziemlich gleich.

Wie weit diese Annahme richtig ist, wollen wir hier nicht unter- suchen, wir konstatieren bloB, daB, indem solcherart der Unterschied des CI-Oehaltes zwischen Serum und Blutk6rperchen eine Auslegung findet, zugleich ein wesentlicher Punkt der K o e p p e ' s c h e n Theorie aufgegeben wird, dab n/imlich die zufolge Einwirkung der S~iure er- folgende Cl-Wanderung v o n d e r Differenz des CI-Gehaltes des Blut- k6rperchens und des Serums bedingt ist.

2. Ein anderer Mangel der K oe.ppe'schen Theorie besteht darin, daft dieselbe keinen AufschluB darfiber zu geben vermag, warum die Chlorid-Wanderung eine entgegengesetzte Richtung einschl/lgt, s0bai d die Kohlens[iure aus dem Blute wieder vertrieben wird (Reversibilit[it). ~ Besteht n/imlich der EinfiuB der Kohlensaure darin, dab ihm zufol~ge

1) j. S nap p e r, Ueber den Chlorgehalt des Blutr -und. seine Vettdlu~ng~ auf Serum und BlutkOrperchen. Biochem. Zeitsehr. 51, 61 (1913).

26*

3 8 0 KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEFTE BAND VIII, HEFT 11-12

die ursprfinglich bestandene Konzentrations-Differenz des Chlorids zwischen den Blutk6rperchen und dem Serum sich ausgeglichen hat, so darf hinsichtlich des Chlorids eine neuerliche Wanderung nach keinerlei Richtung mehr erfolgen, m6ge auch welche Ver/inderung immer im Verb/iltnisse anderer Ionen entstehen, denn das Konzentrations- gef~tlle hat hinsichtlich derselben aufgehSrt.

S n a p p e r selbst beschreibt in einer anderen Abhandlung ~) neue Erscheinungen, so zum Beispiel die Chlor-Aufnahme der roten Blut- k6rperchen bei Anwesenheit yon Schwefels~iure und Natriumsulfat usw., welche mit der vom ,indiffusiblen Alkali" ausgehenden Theorie im Widerspruche sind. Er kommt zum Schlusse, dab zufolge der Ein- wirkung der S~[uren (Kohlens/iure) eine Ver/inderung der Permeabilitiit der Blutk6rperchen-Membran erfolgt, welche darin besteht, dab die Blutk6rperchen ffir Cl-Ionen durchg~ingig werden. Es ist aber evident, dab diese ,Erkl~irung" noch weniger AufschlutB bietet als die ur- spr/lngliche Auslegung.

Unter solchen Umst~inden schien es uns notwendig, die Grund- hypothese tier K o e p p e ' s c h e n Theorie einer eingehenderen Unter- suchung zu unterziehen, und haben sich deshalb unsere Experimente in erster Reihe dahin gerichtet, festzustellen, o b d e r , B 1 u t k 6 r p e r- c h e n - M e m b r a n " i r g e n d e i n E i n f l u l ~ b e i d i e s e n E r s c h e i - n u n g e n z u z u s c h r e i b e n i s t ; w e n n j a , w o r i n d i e s e r E i n f l u f l b e s t e h t , im a n d e r e n F a l l e , w e l c h e a n d e r e n B e s t a n d t e i l e d e r B l u t k 6 r p e r c h e n h i e r b e i in F r a g e k o m m e n d i i r f t e n ?

Unsere Experimente betreffs Kl~irung der Rolle der ,Blutk6rperchen- Membran" nahmen wir derart vor, dab wir priiften, ob die erwahnten Elektrolyt-Wanderungen zwischen BlutkBrperchen und Serum auch dann auftreten, wenn wir die Blutk6rperchen-Membran bzw. die Struktur des Blutk6rperchens zerst6rten. Dies erzielten wit in der Weise, dab wir die yon ihrem Serum losgetrennte Blutk6rperchenmasse hamoly- sierten, und den h~imolysierten Blutk6rperchenbrei (Blutk6rperchen- L6sung) in eineu Dialysator gegeben, dem Serum gegen/iber in os- motisches Gleichgewicht brachteri. Mit diesem Systeme nahmen wir dieselben Untersuchungen vor, welche Z u n t z, K o e p p e und H a m - b u r g e r mit dem Blut anstellten. Die Einrichtung unserer Experimente

war folgende:

a) S n a p p e r , Aenderung der Perrneabilitat der roten BlutkOrpercheu durch Saurezusatz. Biochem. Zeitschr. 51, 63 (1913).

ROHONYI u LORANT, ZUR KENNTNIS DER WIRKUNO VON COj UND 02 381

Frisch defibriniertes Rinderblut wurde zentrifugiert, das Serum yon dem Blutk6rperchenbrei abgehoben, dann beide mit destilliertem Wasser auf das vierfache Volumen verdfinnt. Um die dadurch ver- ursachte H/imolyse vollstandig zu machen, wurden die L6sungen eine Stunde lang in einem Thermostat von 37 o C gehalten; in einem Tell der Experimente wurde noch Saponin oder Aether zugesetzt. Wir haben uns dann mit Hilfe des Mikroskops fiberzeugt, dat~ die H~molyse vollst~indig war. Das Serum wurde in zwei Teile geteilt und durch die eine Hiilfte wurde 02 (O~-Serum) durch die andere wurde Kohlen- siiure (COs-Serum) geleitet. Die Durchleitung dauerte eine bis ein- einehalbe Stunde. Gleichzeitig wurde auch die Blutk6rperchenl6sung geteilt und 02 (O2-Blutk6rperchenl6sung) bzw. CO2 (CO~-Blutk6rper- chenl6sung) durchgetrieben. Die so gewonnene O~-Blutk6rperchen- 16sung wurde in eine Kollodiummembran oder Fischblase gebracht und gegen das O2-Serum dialysiert. Ueber das Serum und die Blutk6rperchenl6sung wurde Toluol geschichtet und diese Systeme wurden w~ihrend der Zeit der Dialyse im Eisschrank aufbewahrt. Die Dialyse dauerte 36 Stunden. Wit haben uns mehrfach iiberzeugt, dab das Elektrolytgleichgewicht nach dieser Zeit jedenfal!s eingetreten ist. Wir haben in von Zeit"zu Zeit herausgenommenen Proben das elektrische Leitverm6gen bestimmt und fanden, daf~ dasselbe nach 36 Stunden konstant war. Nach Eintritt des Oleichgewichtes wurde das Volumen der Blutk6rperchenl6sung und Inhalt der Dialysier-Hulse bestimmt und abgemessen, dann in je 25 ccm der /iuf~eren (Serum) und inneren (Blutk6rperchenl~sung) L6sung der Chloridgehalt bestimmt. Die Bestimmung erfolgte nach der Methode V o l h a r d s , nachdem die Eiweif~k6rper mit K~MnO4 und Salpeters~iure zerst~rt und die L6sung mit Ferroammoniumsulfat entfarbt wurde.

Die experimentellen Ergebnisse fassen wir in den folgenden Tabellen zusammen. Die Zahlen der Tabellen zeigen, wieviel ccm n/20 AgNO3 zur Titrierung der Chloride von je 25 ccm Fltissigkeit (entsprechend 5 ccm ursprfinglichen Serums oder Blutk6rperchenbreis) beansprucht wird. Sie sind Mittelwerte yon je d r e i Chlorid-Be- stimmungen, die untereinander h6chstens urn 1 Proz. differierten.

382 K O L L O I D C H E M I S C H E B E I H E F T E BAND YIII, H E F T 11--12

o

H~tmolyse mit destilliertem Wasser.

T a b e l l e I.

' Nummer des Experimentes

ccm n/20 AgNO~ ccm n/20 AgNOs

09- Serum

8,94 8,90 9,32 9148

02- BlutkOrper- chenl6sung

8,48 8,46 8,06 8,13

C O2- Serum

8,02 8,12 8,22 8,30

C O~- Blutk6rper- chenl6sung

9,27 8,93 8,99 8,96

11.

H/imolyse mit Saponin.

Nach der fiinffachen Verdfinnung des Blutk6rperchenbreis mit destilliertem Wasser wurde zu 1000 ccm L6sung ein (3ramm Saponin zugesetzt, gr/indlich durchgesch/ittelt und auf eine Stunde in den 37 0 C TermoStat gebracht. Gleichzeitig wurde auch das Serum ffinffach verdfinnt. Durchstr6mung der L6sungen mit 02 und Kohlens~iure, Dialyse, Analysen wie in den vorigen Experimenten.

T a b e l l e 1I.

Nummer ccm n/20 AgN08 des

Experimentes C02-Serum CO~-Blutk6rper- chenlOsung

ccm n/20 AgNO a

Os- Serum 02- Blutk0rper- chenl6sung

9,15 9,27 9,45 8,98

10,68 [ 11,38 10,67 [ 11,44

III.

H/imolyse und Ausschfitteln der Stromata mit Aether.

Nach der fiinffachen Verdfinnung wurde die Blutk6rperchenl6sung in einen grot~en Scheidetrichter gebracht und mit einem Drittel Volum Aether ausgesch/ittelt. Die Blutk6rperchen 16sten sich voll- st~indig au[. Die Stromata wurden yon dem Aether aufgenommen; in den Dialysator kam dann die vollkommen klare untere Schicht. Dialyse, Durchleitung usw. wie in den vorigen Versuchen.

ROHONZI m LORANT, ZUR KENNTNIS DER WIRKUNO VON CO~ UND 02 ;~83

T a b e l l e III.

Nummer ccm n/20 AgNO 8 ecru n/20 AgNOa des 02 BlutkOrper- C O3 Blutkorper-

Experimentes O2 Serum chenlosung " CO2 Serum chenl6sung

1 8,91 8,30 8,37 8,70 2 8,93 8,18 8,30 8,51

: 3 9,33 9,03 8,76 9,33

Aus den Daten dieser Tabellen (I, II und III) m6ge vorl/iufig die :Tatsache festgestellt werden, dab in einem mit Kohlens~iure durch- s t r6mten System ein anderes Chlorid-Oleichgewicht zustande kommt, als in dem mit Oxygen durchstr6mten System. Der Unterschied besteht darin, daft w/ihrend die Chlorid-Konzentration des Serums, .des mit Oxygen durchstr6mten Systems in jedem Palle die Chlorid- Konzentration der L6sung der roten Blutk6rperchen iiberwiegt, beim mit Kohlens/iure durchstr6mten System sich dieses Verh~iltnis umkehrt, indem die Chlorid-Konzentration des Serums kleiner, als die der roten Blutk6rperchenl6sung ist. Diese Tatsache kann auch derart ausgedrfickt werden, daft zufolge der Einwirkung der Kohlens~iure Chlorid vom 'Serum abgeht und in die rote Bluik6rperchenl6sung /.ibergeht. Diese Tatsache hahen wir stets in gleicher Weise wahrgenommen, wie immer ~wir die Blutk6rperchen h~imolysierten; als besonders wichtig heben wir hervor, dab wit bei mit Aether vorgenommener H/imolyse und :.auch n a c h E n t f e r n u n g d e r S t r o m a t a d i e s e l b e T a t s a c h e b e o b a c h t e n k o n n t e n . : ~ Auffallend ist es, dab auch bei dem mit Oxygen durchstr6mten System, trotz des dialytischen Gleichgewichtes, die Chlorid-Konzen- tration des Serums nicht mit ]enem der h/imolysierten BlutkSrperclien- masse identisch ist; im Gegenteil, die Daten lassen iibereinstimmend darauf schlieBen, dal~ die Chlorid-Konzentration des Serums gr6fler ist, als die der roten Blutk6rperchenl6sung. Wit unterlassen es, die Ursache davon eingehender zu erkl/iren, und verweisen bloB auf die Experimenie, die R 6 n a vornahm, als er ein /ihnliches Gleich- gewicht des Serums gegenfiber einer NaC1 L6sung untersuchte, wobei er fand, dab die Kochsalzl6sung, die mit Serum in bezug auf ihren Chlorgehalt im osmotischen Gleichgewichte steht, stets deutlich mehr Chlorid enthalt als das Serum l). Als Erkl~irung dieser Erscheinung nahm R 6 n a an, dab die Eiwei~stoffe des Serums einen gewissen

�9 .~): R6na, Bi0chem. Zeitschr. 29, 501 (1910). :

384 KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEPTE BAND Vlrl, HEPT 11--12

, toten Raum" in der L6sung einnehmen, das Volum des LOsungs- mittels also um den Teil des toten Raumes kleiner ist, als das Volum des Serums. Die wirkliche Konzentration des NaCI im Serum kann also mit der der /iuBeren NaCI L6sung gleich sein. In unseren Experimenten zeigt die hinsichtlich des EiweiBes viel konzentriertere Blutk6rperchenl6sung dem auf EiweiB dfinneren Serum gegen/iber ein iihnliches Verhalten.

Bevor wit auf die ausffhrliche Auslegung des zufolge Einwirkung der Kohlens/iure zustandegekommenen Chlorid-Gleichgewichtes fiber~ gehen, wollen wir jene Versuche besprechen, welche wir yon einem /ihnlichen Gedanken ausgehend zur Prfifung des Verhaltens des , t i t r i e r b a r e n A l k a l i s " bei der Dialyse vonBlutk6rperchen und Serum anstellten. Wir wollten n/imlich priifen, ob bei Dureh- leitung yon COs die im Serum yon H a m b u r g e r usw. beobachtete Z u n a h m e d e s t i t r i e r b a r e n A l . k a l i s auch nach Zerst6rung der Blutk6rperchen wahrnehmbar ist?

Die Einrichtung unserer Versuche war ganz dieselbe wie bei den oben beschriebenen Chlorid-Versuchen. In die Dialysier-Hfilse kam die Blutk6rperchenlOsung, die AuBenfliissigkeit war das Serum. Dann wurde O3 resp. COs durchgeleitet und das Ganze bis zum Eintritt des osmotischen Gleichgewichtes in den Eisschrank gestellt. Titriert wurde dann das Serum. (Von der Feststellung der titrierbaren Alkalinit/it der h/imolysierten B I u t k 6 r p e r c h e n haben wit in An- betracht der Schwierigkeiten, mit welchen dies verbunden gewesen w/ire, und well die Beantwortung unserer Frage auch ohne dem m6glich war, abgesehen.) Die Bestimmung der ,,titrierbaren Alkalinit/it ~ des Serums geschah durch eine neue Methode, die wir im naehstehenden Anhange ausffhrlich beschreiben.

T a b e l l e IV.

Nummer ccm n/20 H~SO4 O~- Serum C Ou- Sernm

1 2 3 4 5 6

5,00 5,16 5,20 5,30 5,16 5,20

6,25 6,25 6,38 6,36 6,78 6,80

Die Ergebnisse dieser Versuche fassen wir in der vorstehenden Tabelle zusammen. Die Zah~len zeigen, wieviel ccm n/20 H2 SO4

ROHONYI u, LORANT, ZUR KENNTNIS DER WIRKUNO VON CO2 UND O I 3 8 5

zur Neutralisierung von 25 ccm des ffinfiach verdfinnten Serums ( ~ 5 ecm ursprfingliches Serum) n6tig waren. (Die Zahlen sind Mittel- werte yon Doppelbestimmungen.)

Aus den Daten dieser Tabelle geht /ibereinstimmend hervor, daiS d i e t i t r i e r b a r e A l k a l i n i t / i t d e s S e r u m s d e s m i t O ~ d u r c h - s t r 6 m t e n S y s t e m s k l e i n e r i s t , a l s d i e d e s CO2 S e r u m s .

Dies ist dieselbe Vedinderung, welche y o n H a m b u r g e r hin- sichtlich des mit O x y g e n u n d K o h l e n s ~ i u r e d u r c h s t r O m t e n n a t i v e n B 1 u t e s geschildert wurde, und die er derart ausdr/ickte, dab zufolge Einwirkung der CO2 die titrierbare Alkalinit/~t des Serums. zunimmt.

IV.

Diskussion und Zusammenfassung.

Diese unsere Experimente lassen es evident erscheinen, dab im BIute die bei Durchleitung der Kohlens/iure wahrgenommene Erscheinung der Chlorid- und Alkaliwanderung auch dann entsteht, wenn durch eine geeignete Einwirkung (dutch H~molyse) die Struktur der roten BIutk6rperchen und mit derselben auch die ,Blutk6rperchen-Membran" zerst6rt wird. Hieraus folgt, dab alle aufgestellten Hypothesen, welche bei Auslegung der in Frage stehenden Erscheinungen die Voraussetzung irgend einer Eigenschaft der Blutk6rperchen-Struktur, besser gesagt der Membran zum Ausgangspunkt hatten, unhaltbar sind.

Unsere Experimente, namentlich jene, bei welchen nach mit Aether effolgter H~imolyse auch die Lipoide der Stromata und der Blut- k6rperchen entfernt wurden, ffihren zum Ergebnis, dab die in den roten BlutkOrperchen zufolge Einwirkung yon Sfiure wahrnehmbaren Ver~inderungen durch eine gewisse spezifische Eigenschaft der E iwe iB- s t o f f e der ro tenBlu tk6rperchenbeding ts ind . D i e s e s p e z i f i s c h e E i g e n s c h a f t b e s t e h t d a r i n , d a b d i e E i w e i B s t o f f e d e r r o t e n B l u t k 6 r p e r c h e n n a c h S ~ t t i g u n g m i t K o h l e n s ~ u r e C h l o r n a t r i u m zu z e r s e t z e n u n d C h l o r - I o n a u f z u n e h m e n ve r m 6 g e n, was zur Folge hat, dab das entstehende Natriumkarbonat die Alkalinit~it der L6sung steigert.

Die Zersetzung neutraler Salze durch A d s o r b e n t i e n ist in der Kolloidchemie eine bekannte Erscheinung. Zum ersten Male hat v a n B e m m e 1 e n i) die Wahrnehmung gemacht, dab die m~t einer Braunstein-Suspension durchgeschfittelte Kaliumsulfat-L6sung sauer

a) van B e m m e l e n , Journ. f. prakt. Chem. 23, 324 (188t).

, 3 8 6 ,, KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEFTE BAND VIII, HEFT 11--12

wird, was er derart auslegte, dab der Braunstein das K~SO~ zersetzte, K O H adsorbierte und H~SO~ freimachte. Sodann wurde yon ge- wissen gut dissoziierenden Farbstoffen (Fuchsin, KristaUviolett) nachge- wiesen, dab einzelne Adsorbentien (Kohle, Baumwolle, usw.) in v e r - s c h i e d e n e m MaB'e das Kation und Anion adsorbieren; das Farb- stoffkation wird meistens quantitativ adsorbiert, das Anion verbleibt .teilweise in der L6sung zurtick. Der EinfluB einer Stiure auf die lonenadsorption wurde an dem System: Blutkohle- K J 0 3 - Essigsfiure studiertl); es hat sich herausgestellt, dab die Jodat-Ionen weit st~irker aus einer sauren; als aus einer neutralen KJO3 L6sung adsorbiert werden. Setzt man statt Stiure Kalilauge zu KJO3, so wird dieser Stoff nicht adsorbiert.

Der ausschlaggebende EinfluB der Elektrolyte auf die s u s p e n- :s o i d e n und emulsoiden K o 11 o id e htingt, wie bekannt, je nachdem das Kolloid positiver oder negativer Ladung ist, vom Anion bezw. vom Kation des Elektrolyts ab2). Diese Tatsache Rihrte zur SchluBfolgerung, .dab koagulierende Sole das Kation und Anion des Elektrolyts in ver- Schiedener Menge enthalten. Dies wurde sodann von L i n d e r und P i c t o n durch Analyse des ausgeffillten Ass Sa- Sols auch nach- gewiesen: das As~S~ adsorbierte die Kationen der neutralen Salze in 'tiquivalenten Quantittiten, wtihrend gleichzeitig die L6sung sauer wurde. Sole positiver Ladung werden demgemtiB das Anion des Elektrolyts adsor- bieren, wtihrenddem die LSsung alkalisch wird.

Die M 6 g l i c h k e i t , dab auch die EiweiBstoffe des Serums neutrale Salze zu zersetzen vermSgen, kommt zum ersten Male in einer Abhandlung von R 6 n a und G y 6 r g y 3) zur AussPrache. Die iGenannten unternahmen ihre Experimente mit den EiweiBstoffen des !S e r u m s, indem sie Serum gegen Na CI L6sung bekannter Konzentration dialysierten. Sie gelangten aber zu dem Ergebnisse, dab die durch Einwirkung der Kohlenstiure gegen das Serum erfolgende CI' Wanderung n i c h t dadurch entsteht, d a b die EiweiBstoffe des Serums das Koch- Salz zersetzen; diese Annahme, deren Plausibilittit die Autoren sonst :zugeben, halten sie schon deshalb nicht f/it richtig, weil bei der mit ~der Kohlenstiure im Serum erlangten H+-Konzentration (0,34><10 -~) die elektrische Umladung des Serum-EiweiBes noch nicht zustande

' 1) K. E s t r u p , Einige Studien zur Elektrolytadsorption. Koll,-Zeitschr 14, 8 (1914). L~. 9) F r e u 11 d I i c h, Kapillarchem. S. 350 u. ff. . : i ;

8) R6na und O y 6 r g y , Beitrag zur Frage der lonenverteilung im Serum Biochem. Zeitschr. 56, (1913). ~ . . . . . . . ~ :

ROHONYI u. LORANT, ZUR KENNTNIS DER WIRKUNO VON COs UND 02 "{87

kommt. (Der iso-elektrische Punkt des Serumalbumins ist 2 x 1 0 -b, der des Globulins 3,6x10-6.) Anstatt dessert trachteten sie, die auf die Dialyse der Kolloidsalze bezi~glichen bekannten Erwtigungen yon D o n n a n auf diese Erscheinung anzuwenden, allerdings ohne die Verwendbarkeit derselben nachgewiesen zu haben, was sie auch selbst

gestehen.

Der iso-elektrische Punkt des H ~ i m o g l o b i n s ist wie bekannt, 1,8 x l 0-7; die Positivierung des Htimoglobins tritt also bereits bei viel kleineren H+-Konzentrationen ein, als dies bei dem Serum-Eiweit~ der Pall ist. D i e s e n U m s t a n d v o r A u g e n h a l t e n d , i s t d i e M 6 g l i c h k e i t g e g e b e n , d i e im B l u t e n a c h E i n w i r k u n g d e r K o h l e n s t i u r e e i n t r e t e n d e n , v o n u n s b e s p r o c h e n e n E r s e h e i n u n g e n d e r a r t a u s z u l e g e n , d a b d a s d u r c h E i n w i r k u n g d e r K o h l e n s a u r e mi t p o s i t i v e r L a d u n g v e r - s e h e n e H t i m o g l o b i n d a s N a C 1 z e r s e t z t , u n d d a s C l - l o n a d s o r b i e r t , w / i h r e n d d i e L 6 s u n g d u r c h d a s e n t s t a n d e n e Na_oCO a a l k a l i s c h w i rd .

V*

Anhang.

E i n e n e u e M e t h o d e z u r B e s t i m m u n g de r , t i t r i e r b a r e n Alkal in i tY. t" des S e r u m s

u n d e i w e i f ~ r e i c h e r F l i i s s i g k e i t e n .

Der Maf~stab fiir die ~titrierbare Alkalinitiit ~ des Serums ist bekanntlich jenes Siiurequantum, welches yon dem Serum neutralisiert werden kann; die S~iure wird gr6fleren Tells durch die SerumeiweiB- k6rper, kleineren Tells durch die alkalischen Salze des Serums ge- bunden. Zur Bestimmung dieser Alkalinitiit des Serums sind im all- gemeinen die in der Titrimetrie iiblichen Farbstoff-lndikatoren nicht geeignet, teilweise weil sich deren Umschlagspunkt im stark eiweif~- haltigen Medium verwischt zeigt, teilweise aber well die meisten Indikatoren ihre Farbe in Gegenwart von Eiweit~k6rpern bei einer ganz anderen Hydrogen-lonen-Konzentrat ion wechseln, als wenn

,Eiweig nicht vorhanden istt).

1) SOrensen , Biochem. Zeitschr. 21, 131 (1900).

3 8 ~ KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEFTE BAND VIII, HEFT 11--12

Die meist gebrauchte Methode ist die Tropf-Titrierung auf Lakmoid-

n Papier. Zum Serum wird so lange 20 Weinsiiure gesetzt, bis ein

Tropfen des Gemisches von Serum und Siiure auf Lakmoid-Papier getropft, deutlich sauer reagiert l). Der Uebergang ist aber derart un- bestimmt, dab 5 ccm Serum priiziser als bis zu einer Abweichung -q- 10 Proz. nicht titriert werden k6nnen; andererseits z~ihlt auch Lakmoid nach S 6r e n s e n zu jenen Indikatoren, deren Umschlagspunkt vom Eiweit~ verschoben wird.

Wir haben aus diesen Gr/inden zur Messung der titrierbaren

Alkalinit~it des Serums eine neue Methode ausgearbeitet, die wir bei unseren Experimenten auch anwendeten. Diese Methode ist auf die bekannten Tatsache begriindet, dab die Eiweit~stoffe in Gegenwart yon Kalium-Ferrizyanid, schon bei ganz minimalem H+-Gehalt, ausgefiillt werden. Wit titrierten also das Serum in der Weise, dab wir Kalium- Ferrizyanid zum Serum gaben und aus einer Burette so lange n /20 H2SO42) hinzutropften, bis das klare Serum sich zu tr/iben begann.

Um uns yon der Zuverl/issigkeit dieser Methode Ueberzeugung zu verschaffen, haben wir folgende Kontroll-Titrierungen unternommen:

1. Wir prtiften, bei welchem Grade der Azidit~it die in Gegenwart des Kalium-Ferrizyanid erfolgende Fallung des EiweiBes entsteht, d. h. wir untersuchten die Empfindlichkeit unseres Indikators.

Zu diesem Zwecke titrierten wir 10 ccm n/20 N a O H mit Phenol- phthalein; sodann haben wir zu weiteren 10 ccm derselben n/20 Lauge anstatt Phenolphthalein f/inf bis zehn Tropfen 4prozentige Ovalbumin- (Merck)-LOsung und 10 bis 15 Tropfen konzentrierte Kalium-Ferri- zyanidl6sung gegeben und mit u/20 H2SO4 wieder titriert.

10,0 ccm n/20 Natronlauge verbrauchten mit Phenolphthalein titriert im Mittel 9,64 ecru der n/20 H~SO4; mit Albumin-Ferri- zyanikalium titriert, wurden 9,46; 9,38; 9,40; 9,41; 9,46; d. h. im Mittel 9,42 ccm der S~iure verbraucht. Wie hieraus hervorgeht, zeigen die durch unsere Methode erlangten Ergebnisse den Ergebnissen der Phenolphthalein-Titrierung gegeniiber eine Abweichung yon nur drei Proz., so zwar, dab der Umschlagspunkt unseres Indikators ein wenig gegen die alkalische Reaktion verschoben erscheint.

1) Loewy, Arch. f. ges. Physiol. 58, (1894). ~) Die zur Titrierung verwendete Schwefels~iure enthielt 0,9 Proz. Na CI;

das Serum haben wit bei der Titriemng stets mit einer 0,gprozentigen NaCI- L6sung verdiinnt.

ROHONYI u. LORANT, ZUR KENNTNIS DER WIRKUNO VON CO2 UND O~, 389

2. Wir prfiften, ob bei Hinzugabe yon Lauge (Na2 CO3) bekannten Quantums zum Serum, durch unsere Methode die Lauge quantitativ zur/icktitrierbar ist.

Zu diesem Behufe nahmen wir Pferdeserum, bestimmten durch unsere Methode dessert Alkalinitiit, sodann gaben wit zu je 5 ccm desselben Serums verschiedene Mengen n/10 Nag COs LSsung bekannten Triers und titrierten dasselbe wieder.

5 ccm Serum verbrauchten yore verwendeten n/20 HgSO 4 im Mittelwert 4,19 ccm.

a) Wir gaben zu 5 ccm Serum 5,45 ccm n/10 Na~COs. Nach Phenolphthalein-Titrierung hat 1,00 ccm n/10 Na2CO~ LSsung 1,88 ccm des verwendeten n /20 H2SO 4 entsprochen; demnach mufiten 5,45 ccm n/10 Na2CO~ 10,24 ccm n/20 H~SO4 entsprechen. 4,19 Q- 10,24 = 14,43. Der berechnete Weft der gesamten Alka- linit~it des titrierten Serums war also 14,43 ccm. Der Mittelwert d e r m i t unserer Melhode ausgeffihrten Titrierung, welche Werte mit einer Abweichung yon zwei bis drei Proz. ergab, war 14,37 c c m

n/20 H2 SO4.

b) 5 ecm Serum + 6,87 ccm n/10-Na~oCO3.

6,87 ecru n/10-Na2CO3 entsprechen 6,87 -+- 1,88 = 12,91 n/20 H~SO4, 4,19 + 12,91 = 17,10.

Der berechnete Weft ist also 17,10 ccm n/20-HuSO4.

Der durch Titrierung gefundene Mittelwert war 17,09 c c m .

Zu den nachfolgenden ~ihnlichen Titrierungen verwendeten wit andere S~iure und anderes Serum:

Der Mittelwert der Serumtitrierungen ist 4,80 ccm n 20-H~SO~; 1,00 ccm der S~iure hat, yon dem auch vorher gebrauchten n 10-Na~ COs, 2,11 n 20-H2 SO4 entsprochen.

a} 5 ccm Serum + 6,13 Na~COs.

6,13 x 2,11 : 12,95 + 4,80

Berechnet: 17,75 ccm. Gefunden: 17,47 ccm.

b) 5 c c m S e r u m + 5,33 n/10-Na~COs.

5,33 x 2,113 : - 11,27 + 4,80

Berechnet: 16,07 ccm. Gefunden: 15,90 ccm n/20-H2SO~.

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Aus diesen Daten geht iibereinstimmend hervor, da6 durch unsere Methode die zum Serum gegebene Lauge quantitativ zurficktitriert werden kann.

3. Wir pr/iften, ob unser Indikator empfindlich gegen Kohlens/iure ist. Wir zerteilten Pferdeserum in zwei Teile und leiteten durch den einen 03, durch den anderen Kohlens/lure durch; sodann titrierten wir je 5 ccm von beiden Teilen.

5 ccm des O2-Serums verbrauchten 4,85 4,74 ccm n/20-H~SO4; 4,80

5 ccm des Kohlens/iure-Serums

4,78 4,82 ccm n/20-H~SO4. 4,72

Wie hieraus ersichtlich, wird das Ergebnis der Titrierung vom CO2 nicht beeintrtichtigt, unser lndikator ist also gegen COz nicht empfindlich; dies ist deshalb wichtig, well ein gegen COs empfind- iicher Indikator zur Titrierung der Alkalinittit des Serums nicht ge-

eignet ist. Diese Methode haben wir auch zur Bestimmung der titrierbaren

Alkalinit~it yon 1 ccm S e r u m erprobt und hierbei gefunden, da6 bei Titrierung mit n/50-Stiure die Ergebnisse untereinander, sowie mit den bei Titrierung einer gr66eren Menge Serums (5 ccm) erreichten Ergeb- nissen gut fibereinstimmen.