UNIVERSITY OF CALIFORNIA MEDICAL CENTER LIBRARY SAN FRANCISCO
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Biochemische Zeitschrift.
Beiträge zur chemischen Physiologie und Pathologie.
Herausgegeben von
E. Buchner-Würzburg, P. Ehrlich- Frankfurt a. M., F. Hof- meister-Straßburg i. Els., C. von Noorden-Wien, E. Salkowski-
Berlin, N. Zuntz-Berlin unter Mitwirkung von И. Assell-Ontania, ka Asher- Bern, 3. Bang- Land, G. Bertzand- Paris, A. fie. Bette, Р. Biumen- Oe Berlin, A. egene Rom, F. Bottaszi-Noapel, G. Bredig-Karlisrube 1. B., A. Durig-Wien, Р. Ebrlich-Bresiau, ©. Embdea-Frankfurt a. Main, В. Fierner-New York, 8. Pränkel-Wien, В. Frennd-Wien, U. Vriedemans-Berlin, B. Frietmmsaa-Berlin, 0. v. Fürtk-Wien, G. Gale stii- Neapel, Н. J. Hamburger-Groningen, A. Helfter- Berlin, V. Reng. Paris, W. Heubaer-Göttingen, R. Höber-Kiel, М. Bacoby-Beriin, R. Hobert-Rostock, М. Humagaws-Tokio, Р. Landell- Buenos-Aires, Ia Langsteln-Berlin, Р. A. Levene-New York, L. von Liebermann- Budapest, I. Loeb-New York, W. Loeb-Berlin, 4. Leewy-Berlin, A. Magam-Levy-Berlin, J. A. Мезёй- New York, L. Marchlewski-Krakau, P.Mayer-Karlsbad, 3. Meisonkeimer- Berlin, L. Michaelig- Berlin, J. Motgenroth-Berlis, W. N Berlin, W. Ostwald-Leipzig, W. Pallsdin-St. Peters- Durg, W. Paali- Wien, R. Pitifler- Breslau, Б. P. Piek- Wien, 3. Pohi-Breslau, Ch. Porcher-Lyon, 4 Rochmana- Breslau, P. Rona- Berlin, В. Balaskin-St. Petersburg, N. Bieber-St. —— B. H.
И. Siegfried А Btarng- London, 3. Bieklase-Prag, А. Biutser-Königsberg i. Pr, nee andereläs-Gent, W
München, a 3. Traube-Charlottenburg, A. 3, J. V beowski-Prag, А. Webl-Danzig, 3. Wobigemuth- Berin.
Redigiert von C. Neuberg-Berlin.
Vierzigster Band.
Anastatischer Neudruck
Verlag von Julius Springer. 1912,
Druck von Oscar Brandstetter in Leipsig.
Inhaltsverzeichnis. Sekte Vandereide, A. J. 3. Gärungs- und Proteolyseerscheinungen bei mit Jodo- form, Bromoform, Chloroform und Aceton versetzten Hefezellen 1 Römer, Paul Н. Zur Schardinger-Beaktion der Kuhmiloh ..... 5 Уба, Wähelm und Walter Dietrich. Die Beteiligung des Methylalkohols und des Äthylalkohols am gesamten Stoffumsats im tierischen Organismus ........ EE 15 Prey, Brust. Die Chloräthylkonzentration im Bluto des Warm- und Kaltblüters bei Eintritt der Narkose ......„....„ 20 Heffier, А. Über das Verhalten des Atropins im Organismus deg Kaninchens ....... DEET 86 Беби, А. Beiträge zur Kenntnis der Atropinresistenz des Kaninchens 48 Sauerland, F. Über die Resorption von Arzneimitteln aus Salben bei Anwendung verschiedener Salbengrundlagen.. . . . . . 56 Бейше, A. und Frits Sachs, ——— Untersuchungen über Btzo- phanthus-Gluooside . . . 2... . пв ЖЛ ж, ж ач 83 Meyer, Kurt. Zur Antitrypeinverminderung beim Diabetes . . 125 Reach, Рейх. Untersuchungen über das Verhalten der Fette bei Torpedo während der Gravidität . . . 2 2 020 e 0.000. 128 Fränkel, 8. Über Lipoide XV: Hiller, Aladar. Uber das Trocknen von Geweben und Biut für die Darstellung von Lipoiden . . . . 188 Gröavell, Helga. Über die reduzierenden Körper im Harne der Wöch- nerinnen . . ee ж ДФО Kisch, Brune. Uber dió Oberflächenspannung. der lebenden Plasmahaut bei Hefe und Schimmelpiken ...... een а 6 ДОВ Schippers, J. 0. Über eine einfache Methode zur Herstellung von led thinsemulsionen, nebst nachheriger Bestimmung ihrer Stärke . 189 Welt, COberles 9. L. Die Ausscheidungszeit von Stickstoff, Schwefel und Kohlenstoff nach Aufnahme von Eiweißsubstanzen und ihren Spaltungsprodukten. L. ...... * . . 198 Well, Charles 9, L. Die Аара. топ Stickstoff, Schwefel und Kohlenstoff nach Aufnahme von Eiweißsubstenzen und ihren
Spaltungsprodukten. П. ............ ser . 284 Шой, Jacgues und Hardeiph Wastensys. Über die Abhängigkeit de
Zahl der Herzschläge vom Partialdruck des Sauerstofls . . 277 Marchlewski, L. Studien in der Chiorophyligruppe. XV.. . . . . . 296
Piacussehn, (дну. Beeinflussung von Fermenten duroh Kolloide. П. 807
Bäckmsun, J. Zur е der Glykolyse ............. 814 Leimdörfer, Altred. Über den respiratorischen Stoffwechsel des Dia- betikers verschiedener Kostform . . » - а... 2 2 2 ern. 826
Röder, Ferdinand. Über die Verschiebung des chemischen Gleichge-
wichtes durch Bewegungsenergie . . . ........ Fenyvessy, B. v. Über die Regeneration durch Hitze inaktivierter
КошрешеМе................ . 858 ierg, Н. Die Rollo der Elektrolyt ba der Wirkung einiger tierischen
Fermente ............. . 857 Bieery, Н. und J. Gaſa. Untersuchungen über die Иа, Galak-
tano und Cellulosen angreifenden Enzyme . . . . .. .. . e 870 isar, Guido. Studien über Lipolyse ............... 890
Boysen-Jensen, Р, Über synthetische Vorgänge im pflanzlichen Orga- nismus. I. Die Rohrzuokersyntheee. . . . . . - Mayer, Paul. - "Über Bronztranbonstare-Ghoosurio und Wer das Ver-
halten der Brenztraubensäure im Tierkörper . ; ‚ Mi Mayer, Paul. Zur Darstellung von Gluooson ........ .. 456 Harden, Arthur und William J. Young. Der Mechanismus der alko- |
ҺоНвоһеа бёгзд...................... 458
Chick, Frances. Die vermeintliche Dioxyasetonbildung während der ‘alkoholischen Gämng und die Wirkung von Tierkohle und von u. MethylphenylIhydrazin auf Dioxyaoceton . ee A . 479
Stein, Georg т. Über die Bildung von Milhsãure bei der antissp- tischen Autolyse der Leber .......
Neuberg, Cari und Johannes Herb, Über ein Fällungsmittel für Amino-
Säuren .........,....... „..,.4. 498 така, W. und W. Bietrieh. Berichtigung . ‚—.....2.....,.щ
Autorenverseichnis ............ e... . BI
Gärungs- und Proteolyseerscheinungen bei mit Jodoform, Bromoform, Chloroform und Aceton versetzten Hefezellen.
Von
А. J. J. Vandevelde (Gent). (Aus dem höheren Gärungsinstitut, Gent.) (Eingegangen am 15; Februar 1912.)
In früheren Untersuchungen!) ließ sich feststellen, daß organische Flüssigkeiten und Extrakte leicht sterilisiert werden können, wenn sie mit Jodoform, Bromoform und Chloroform enthaltenden Dimethylketonauflösungen versetzt werden. Eine schwache alkoholische Gärung wurde von mir gleichwohl be- obachtet, wenn eine große Menge Hefe in eine mit Aceton und dodoform usw. versetzte zuckerhaltige Flüssigkeit eingebracht wurde.
Folgende 4 Flüssigkeiten wurden bereitet: a) 3g Rohr- zucker, 50 g Wasser, 3 g Hefe und 5 com Aceton; b) 3 g Rohtzucker, 50 g Wasser, 3 g Hefe, 5 oom Aceton mit 0,15 g Jodoform; о) 3 g Rohrzuoker, 50 р Wasser, 3 g Hefe, Boom Aceton mit 0,15 g Bromoform; d) 3 g Rohrzucker, 50 g Wasser, 3 g Hefe, 5 com Aceton mit 0,15 g Chloroform. Die Hefe, demselben frischen Preßhefestück entstammend, wurde mit den Flüssigkeiten zerrieben und bei einer Untersuchungs- temperatur von 18° gehalten.
1) A. J. J. Vandevelde, Nouvelles recherches sur les fermonta solubles du lait. Mem. Cour. Acad. Belgique 1907. Biochemische Zeitschrift Band 40. 1
2 А. J. J. andere: Die folgenden Volumina Kohlensäure ließen sioh messen:
Nach Stunden в e j d oom com оош oom 3 -45 45 0 5 2l 260 285 5 10 30 305 340 10 15 50 335 406 15 25 70 e * = 30 92 Е 415 30 50 116 2 = 35 60 140 = 420 0 | 90
Da die theoretische Kohlensäuremenge 746 com betrug, konnten also mit Aceton und Jodoform nicht */, der bereohneten Mengen erreicht werden; mit Chloroform und Aceton wurden 90 com freigemacht, und mit Bromoform und Aceton nur 50 ост. |
Von einer einfachen Wirkung der Hefesymase ist hier nicht immer die Rede; wenn aus den gärenden Flüssigkeiten a und ò kleine Mengen in sterilisierte Bierwürze ausgesät wurden, so entstand nach 2 Tagen bei 25° eine normale Gärung. Bei e und d, also mit Aoston-Bromoform und Chloroform, konnte ich wohl die Anwesenheit von Hefezellen feststellen, aber eine slkoholische Gärung nach dem Aussäen in Bierwürze nicht hervorrufen.
Bei Anwesenheit der Mischung Chloroform-Dimethylketon, die die Gärkraft der Hefezelion stark herabdrückt und diese Zellen ohne scheinbare Zerstörung tötet, habe ich die Proteo- lyse unter dem Einfluß von verschiedenen Reagenzien unter- sucht. In den drei Versuchsreihen wurde 1. die Zusammen- setzung der Stickstoffverbindungen der frischen Preßhefe, 2. die- selbe nach einer Wirkung verschiedener Reagenzien während 16 Stunden bei 37° ohne Chloroform, und 3. nach 75 Tagen Aufbewahrung bei 37° mit Chloroform-Aoeton bestimmt.
Es wurden je 25g derselben frischen Preßhefe benutzt, mit den folgenden Stickstoffmengen (Dosierungen nach dem Kjeldahlschen Verfahren und den im Handbuch der Biochem. Arbeitsmethoden beschriebenen Scheidungsmethoden)?):
1) Handbuch der biochemischen Arbeitsmethoden. Methoden zur Untersuchung der Verdauungsprodukte von Е. Zunz. 1910, 8. 930,
Gärungs- u. Proteolyseerscheinung. bei m. Jodoform usw. vers. Hefesellen. 3
Je 25 g dieser Hefe wurden mit den folgenden Substans- mengen versetzt:
g oom com ост
а)! 9б — — — — — 125 b)i 26 б == — == — 120 ail 25 5 5 — — — 118 ai 25 — — 5 — — 120 ail 26 — — б 5 — 116 DI 25 25 — — — — 100 р 25 — — 26 — — 100
)1 25 — — — = 5 120 DI 25 — — — — 25 100
Nach 16 Stunden Aufbewahrung bei 37° wurde die Ver- ` teilung des Stickstoffs festgestellt, und dann wurden 90 com der 9 Flüssigkeiten mit 10 oom 10°/,igem Chloroformketon versetzt, bei 37° 76 Tage aufbewahrt und die Stickstoffverteilung nach dieser Zeit neu bestimmt. Die folgenden, für 25 g Preßhefe berechneten Zahlen, wurden gefunden:
Nach 16stündiger Aufbewahrung:
Gerinn- А. | Amino- — Gesamt- ton-
Flüssigkeiten barer |bum säuren-
| stiokstoff | S орао stiokatoff 8010800 | „ңер a) | Wasser allein 0,498 | 0,297 | 0,003 | 0,129 | Mis HA ..... 0,498 | 0243 | 0063 | 0150 | 0,042 с) B0 CH Pepsin . 0,498 0,243 0,043 0,192 0,020 Wl + Trypsin ‚| бае bës | 0000 | oteo | 0064
6 4 А А » % Ар: (Rei л... 0,498 | 0,952 | 0036 | 0,105 | 0,095 h) [5 Weinsäure.. . . | 0,498 | 0,985 | 0,039 | 0,096 | 0,078 0) [95 Weinsäure . . | 0,498 | 0,267 | 0,033 | 0,138 | 0,060
1) Normal-Salzeäure. з) Pepeinauflösung von 1 g in 10 ccm 0,8®/,iger Kochsalzlösung. з) Normal- NaCO}.
4) Trypsinauflösung von 1 g in 10 ecm 0,9°/, iger Koohealziöeung. 5) Normal- Weinsäure,.
%) Kochsalzlösung: von 0,9 Vol.-%/, in Wasser.
1°
4 А.Ј.Ј. Vandevelde: Gärungs- und Proteolysseescheinungen usw. Nach 75tägiger Aufbewahrung mit Chloroformketon:
Gerinn- Al- Amino- ез barer |bumosen- ee т säuren- Stickstoff! stickstoff stiokstofl
Daraus läßt sich schließen: |
In Wasser allein (einfache Autolyse) nimmt mit der Zeit der gerinnbare Stickstoff von 0,342 bis 0,297 und bis 0,174 ab; die Pepton- und Aminosäurenstiokstoffimengen sind größer, als es bei einer echten Autolyse zu erwarten ist.
Unter dem Einfluß von Salzsäure entstehen im Anfange _ Albumosen, die später in Peptone übergehen. Mit der Säure- konzentration nimmt die Umsetzung zu. Mit oder ohne Pepsin wurden nahezu dieselben Ergebnisse erhalten, und es seheint also die katalysierende Kraft des Pepsins unbedeutend zu sein.
Mit Natriumcarbonat ist die Proteolyse bei den minderen Konzentrationen stärker; bei der Konzentration 6 N bilden sich große Mengen Aminosäuren; wirkt Trypsin mit dem alka- lischen Carbonat zugleich, so wird die Proteolyse stark kata- lysiert und nach 75 Tagen fast die ganze gerinnbare Protein- menge in Peptone und Aminosäuren umgesetzt.
WMeinsaure wirkt wie Salzsäure, ein Einfluß der Konzen-
tration läßt sioh hier nicht nachweisen. |
Während dieser chemischen Umsetzungen bleiben die Hefe- zellen scheinbar unverletzt; die Zellenmasse ist gleichwohl mehr körnig. Die Gärungsfähigkeit verschwindet jedoch bei den untersuchten Flüssigkeiten sehr schnell; jedenfalls wurden Hefe- _ proben aseptisch in Bierwürze ausgesät, und zwar nach 1, 13 und 30 Tagen, ohne eine Zellentwicklung und ohne eine alko- holische Gärung hervorrufen zu können.
Zur Schardinger-Reaktion der Kuhmilch. Von
Paul Н. Römer. (Aus dem Institut für Hygiene und experimentelle Therapie zu Marburg.) (Eingegangen am 13. Februar 1912.)
In einer im 32. Bande dieser Zeitschrift veröffentlichten Arbeit?!) über die Schardinger-Reaktion der Kuhmiloh berührt W. Rollmann u. а. auch Fragen, die ich in Gemeinschaft mit Sames?) 2) bearbeitet habe.
Ein Teil der Untersuchungsresultate Bullmanns deokt sich mit den von uns gefundenen Tatsachen. So fanden wir in Übereinstimmung mit Smith’), daß der von Koning‘) empfohlene Alkalizusatz zur Milch als Mittel zum Nachweis „gebundener‘‘ Reduktasen bei Anwendung der Schardingerschen Probe unzweckmäßig, um nicht zu sagen unrichtig ist, da auf diese Weise nicht die entfärbende Kraft eines gebundenen En- zyms, sondern lediglich die bei alkalischer Reaktion in Er- scheinung tretende Reduktionskraft des Milohzuckers erkannt wird. Bewiesen wurde die Berechtigung dieses Einwandes da- durch, daß auch gekochter Milch durch Zusatz genügender Mengen von Alkali — in unseren. Versuchen 8 Tropfen n-Na- tronlauge zu 10 ccm Milch — ihr Entfärbungsvermögen gegen-
1) Rullmann, Die Schardinger-Reaktion der Milch. Diese Zeitschr. 88, Heft 5 und 6.
з) Römer und Sames, Beiträge zur Schardingerschen Reaktion der Kuhmilch. Zeitschr. f. Untersuchung d. Nahrungs- u. Genußmittel 20, Heft 1, 1910.
з) Sames, Über einige Farbreaktionen zur Unterscheidung der er- hitzten von der rohen Kuhmiloh. Milchwirtschaftliches Centralbi. 1910, Heft 10. |
6) Koning, Milohwirtschaftliches Oentralbl 1907, 41.
6 | р. Н. Römer:
über dem Schardingerschen Reagens zurückgegeben werdet. kann. Inu dieser tatsächlichen Feststellung, daß Zusatz von Alkali — Rollmann benutzte Natronlauge, Ammoniak, Am- moniumphosphat, zwei- und dreibasisches Natriumphosphat — auch hitzesterilisierter Milch Entfärbungskraft gegenüber dem Schardingerschen Reagens wieder verleihen kann, stimmt also Rullmann mit uns überein.
Aus dieser gesicherten Feststellung ergibt sioh übrigens als erste Einschränkung des praktischen Wertes der Schardingerschen Reaktion, daß ihr posi- tiver Ausfall nicht mit Sicherheit Rohmilch beweist, wenn die untersuchte Milch auffallend stark alka- lisch reagiert.
Eine weitere — wenn auch praktisch vielleicht nicht eo wichtige — Einschränkung des Wertes der Schardinger-Reaktion zur Unterscheidung von roher und erhitzter Milch ergibt sioh sodann aus unserer Feststellung, daß gekochte Milch nach Zu- satz von 0,2 bis 0,3 ccm frisch bereiteter 1°/,iger Ferrosulfat- lösung (zu 10 ccm Milch) wieder prompt das Schardingersche Reagens entfärbt. Beide Beobachtungen — Entfärbung des Sohardingerschen Reagens duroh gekochte und stark alkalisierte, sowie gekoohte und mit Ferrosul- fat in der bezeichneten Weise versetzte Milch — lehren also, daß wir bei einer Miloh, deren Gewin- nungsweise und wattere Schioksale wir nioht kennen, nioht ohne weiteres in der Lage sind, auf Grund des positiven Ausfalls der Schardingerschen Reaktion die Diagnose Rohmilch zu stellen. Die weitere Feststellung Rullmanns!), daß in der Milch auch thermostabile Stoffe vor- handen sind, die Entfärbung des Schardingerschen Reagens be- wirken können, schränkt die Bedeutung des positiven Ausfalls der Schardingerschen Reaktion als Beweismittel für das Vor- .handensein von Rohmileh dagegen kaum ein. Denn nach Rullmanns Mitteilung wirken diese thermostabilen Stoffe in
der Regel erst nach 1 Stunde entfärbend auf das Reagens. ‘ Die Schardinger-Reaktion, in der üblichen Weise angestellt und
| 1) Rollmann, Über den Enzym- und Streptokokkengebalt asep- tisch entnommener Milch. Arch. f. Hygiene 73.
Schardinger-Reaktion der Kuhmilch. 7
beurteilt, ist aber in spätestens‘ 20 Minuten abgelaufen. Im ganzen ergeben sich aus den Ermittlungen Rullmanns bis hierhin keine prinzipiellen und speziell keine für die Praxis der Milchuntersuchung wichtigen Widersprüche zu unseren Fest- stellungen. Anders steht es mit zwei weiteren Punkten.
Ebensowenig nämlich, wie wir auf Grund der oben erwähnten beiden Feststellungen den positiven Ausfall der Sohardinger-Resktion als beweisend für Rohmiloh ansehen können, verrät uns der negative Ausfall der Reaktion eine stattgehabte Erhitzung der Milch. Zu dieser Schlußfolgerung wurden wir durch unsere Beobachtung geführt, daß es uns willkürlich möglich war, von ein und derselben Kuh einmal eine Milch zu ermelken, die prompt die Schardinger-Reaktion gab und ein andermal nicht. Wir zeigten, daß die Anfangsmilch, d. h. „die nach dem Wegmeiken des allerersten Strichs aus den 4 Zitzen bei der übliohen Melkzeit gewonnenen ersten 50 bis 100 ccm Milch“, fast ausnahmslos das Schardingersche Reagens nioht entfärbt, während die Endmilch, d.h. „die zuletzt ermolkenen 100 ccm Milch“, ohne Ausnahme die Reaktion gibt. Wenn man aber in der Lage ist, willkürlich einmal entfärbende und ein ander- mal nioht entfärbende Milch zu ermelken, so ergibt sich dar- aus ohne weiteres zum mindesten die theoretische Berechtigung der Behauptung, daß negativer Ausfall der Schardinger-Reaktion Rohmilch nicht ausschließt. Dabei bleibe zunächst dahin- gestellt, ob in der Praxis ein solches relatives Überwiegen nicht entfärbender Anfangsmilch vorkommen kann, daß eine Handels- Rohmilch negativ nach Sohardinger reagiert. Diese unsere durch zahlreiche Einzelprotokolle belegte Behauptung von dem prinzipiell verschiedenen Verhalten der Aniangs- und Endmilch fand Rollmann bei seinen Untersuchungen nicht bestätigt, da er immer mit Rohmilch Entfärbung erzielte und „hierbei stets nur mit Anfangsmilch Versuche gemacht wurden und niemals ausgemolken wurde“.
Dieser lebhafte Widerspruch in den beiderseitigen und beiderseits offenbar zahlreichen Untersuchungen veranlaßte mich, die früberen Untersuchungen von neuem aufzunehmen.
Die in allen Versuchen gleiche Technik war die folgende: Die ein- zelnen Milchproben wurden von uns selbst am Morgen des in der Ta-
8 P, Н. Römer:
belle bezeichneten Tages zur üblichen Melkzeit ermolken in sterilen Glas- kölbohen. Dabei wurde von den wahllos herausgegriffenen Kühen genau n der oben beschriebenen Weise Anfangsmilch und Endiniloh getrennt aufgefangen. Sofort nach Ankunft im Laboratorium — in der Regel 1 Stunde nach dem Ermelken — werden weite Reagensgläser mit den Milchproben beschickt, und zwar mit je 10 com jeder Probe 3 Reagens- gläser. Hierauf wird zu dem ersten Reagensglas 1 com dee Sohar- dingerschen Reagens zugesetzt, gut gemischt, mit 2 com flüssigen Pa- raffins überschichtet und in eia Wasserbad von 50° eingestellt. Die Milch дев zweiten Reagensglases wird lediglich mit Paraffin überschichtet, die des dritten einmal aufgekocht, dann genau wie das erste mit dem Reagens und Paraffin beschickt und hierauf beide in dasselbe Wasserbad eingestellt. Das Schardingersche Reagens war in folgender Weise her. gestellt: 5 oom gesättigte alkoholische Lösung von Methylenblau (Dr. Grübler) werden gemischt mit 5 com käuflichen Formalins (40°/,iges Formaldehyd) und dann zu 190 com destillierten Wassers zugesetzt. Die Beobachtung der Röhrchen dauerte 20 Minuten.
Das Resultat meiner neuen Untersuchungen enthält die nachfolgende Tabelle I. |
Tabelle I. Datum des y ersu ch вй Kuh-Nr е Anfangsmilch Endmiloh 13. VL 11 97 Nioht entfärbt Entfärbt nach 3 Min. А 185 D » „ n 4 e ge 187 1 Spur heller bt е w S. Së 133 Nicht е bt Le и ЧЕЧ ” 204 ә nm ” „ 4 e e 261 pr » H „ 3 „ 15. VI. 11 209 Spur heller bt 8 ИЩ. ЖЕЕ e 207 Nicht entlärbt Nicht ganz entfärbt, nach X Min. noch leichter blauer Schimmer. > = 5 n Entfärbt nach De Min. Sé 99 S LA) э [11 S 116 | Fast entfärbt, nach С Ge 20 Min. nur noch leicht. blauer Schimmer „ 289 Nicht entfärbt „ » 5 „ 9? 8944 » TU LO ДД 5 11 16. VL 11 227 ” 29 ( Д1 „э 3 9? ge 885 "Враг heller gefärbt * „ 4 Є * 72 Nicht enttärbt | ge „ 3 2
Von 16 Anfangsmilchen entfärbten also keine Spur 12, spurweise 3 und nur 1 fast ganz. Doch entsprach auch bei dieser letzten die Art der Entfärbung nicht der prompten Ent- färbung, wie ich sie bei den Endmilchen sah. Von den 16 End-
Schardinger-Reaktion der Kuhmilch. 9
milchen entfärbten 16 prompt und nur 1 Milch zeigte unvoll- ständige Entfärbung. Unter Hinzunahme der schon früher untersuchten und in Gemeinschaft mit Sames beschriebenen Anfangsmilchen und Endmilchen kommen wir zu dem in Ta- belle II zusammengestellten Ergebnis.
Tabelle П. Nicht voll-
kommene Spur langsameEnt- Entfärbung färbung
Rasche
ошо Keine
Entfärbung
Das vorstehende Ergebnis ist sehr eindeutig und spricht für sich selbst. Wir können daraus mit Bestimmtheit die von uns schon früher behauptete geradezu gesetzmäßige Diffe- renz von Anfangsmilch und Endmlich im Verhalten gegenüber dem Schardingerschen Reagens ersehen.
Die gegenteilig lautenden Ergebnisse von Rullmenn ver- mag ich nicht vollkommen zu erklären. Vielleioht ist es nioht ausgeschlossen, daß Differenzen in den Rinderrassen eine Rolle spielen, obwohl es mir nicht wahrscheinlich dünkt, da auch . unsere eignen Untersuchungen Rinder sehr verschiedener Rassen betrafen. Weahrscheinlicher dünkt es mich, daß Rullmann und wir nicht über den Begriff der Anfangsmiloh einig sind. Wir selbst verstehen — wie wir in unserer damaligen Publi- kation such ausführten — unter Anfangsmilch „die nach dem Wegmelken des allerersten Strichs aus den 4 Zitzen bei der üblichen Melkzeit gewonnenen ersten 50 bis 100 eem Milch“. Die Untersuchungen Rullmanns sollen zwar nach seiner An- gabe auch nur Anfangsmilch betreffen, er versteht aber unter Anfangsmilch anscheinend jede Milch, bei der nicht ausgemolken wurde (vgl. 8, 461 seiner Arbeit). Vermutlich beruhen hierauf die Differenzen, und das Mißverständnis wäre bei genauer Durch- sicht unserer Arbeit zu vermeiden gewesen.
Noch in einem anderen Punkt liegt ein Mißverständnis seitens Rullmanns vor. Er hat vielfach Milohproben unter- sucht, die von Schlachthaustieren stammten, bei denen nach
wm P. H. Römer:
seiner Ansicht infolge des Nichtmelkens eine Stauungsmastitis wahrscheinlich ist, und auch diese Milohproben gaben stets die Schardingerschoe Reaktion. Diese Beobachtung soll ebenfalls im Widerspruch mit Angaben von Sames und mir stechen. Wir fanden nämlich, daß Staumilch, d. h. einige Stunden über die Melkzeit hinaus im Euter gestandene Milch, bei einigen Untersuchungen nicht die Schardingersohe Reaktion gab. Dabei ist nun zunächst zu berücksichtigen, daß diese unsere Stau- milch sich mit der Stauungsmastitismilch von Rullmann ohne weiteres nicht vergleichen läßt. Hinsu kommt aber, was Rull- mann offenbar überseben hat, daß wir unsere Beobachtungen über die Niohtentfärbung des Schardingerschen Reagens durch Staumilch bei einigen Versuchen als zufällige betrachten und nicht durch die Stauung bedingt. Wir sagten damals wörtlich: „Wir glaubten bereits, daß diese Stauung der Milch im Euter die Ursache für die Nichtentfärbung des Schardinger- schen Reagens wäre, können aber nunmehr die Sache einfacher aufklären.“ Diese Aufklärung verschaffte uns die getrennte Untersuchung von Anfangsmilch und Endmilch, und jene Ver- suche, in denen Staumilch nicht entfärbte, betrafen eben zu- "fällig Anfangsmilchen.
Der von uns nachgewiesene gesetzmäßige Unterschied im . Verhalten von Anfangsmilch und Endmilch gegenüber dem Schardingerschen Reagens gibt zunächst — wie ich schon oben ausführte — nur theoretische Berechtigung, das Fehlen der Schardinger-Resktion einer Milch als nicht unbedingt beweisend für stattgehabte Erhitzung anzusehen. Unter praktischen Ver- hältnissen, d. h. der Milch des Handels, die sich naturgemäß aus einer Mischung von Anfangsmilch, Mittelmilch und End- milch zusammensetzt, braucht der theoretisch berechtigte Ein- wand gegen die Zuverlässigkeit der Schardingerschen Reaktion keine Gültigkeit zu haben. In der Tat gibt Rullmann an: „Ich habe mit frischer Milch immer positive Resultate er- halten“. Auch diese Feststellung steht mit unseren Be- obachtungen im Widerspruch; wir wiesen darauf hin, daß wir bei der Untersuchung unserer Marburger Handelsmilch recht häufig Rohmilchen fanden, die als solche durch andere Ferment- reaktionen identifiziert wurden, gleichwohl aber mit dem Sohar- dingerschen Reagens nicht reagieren. In der Literatur liegen
Schardinger-Reaktion der Kuhmiloh. 11
bereits ähnlich gehende Beobachtungen von Brand!) und Schern®) vor. Trotzdem überdies die damaligen Unter- suchungen von Sames und mir sich über eine nahezu !/, Jahr lang dauernde tägliche Untersuchung der Marburger Handels- milch erstreckten, glaubte ich mich gleichwohl auf Grund der obigen Feststellungen Rullmanns zu erneuter Nachprüfung unserer eigenen Beobachtungen verpflichtet.
Die Milch für meine Untersuchungen kaufte ich direkt auf der Straße von den Kutschern der Milohwagen, die teils von größeren Gütern, teils von Bauernhöfen die Miloh zur Stadt bringen. Es wurde stets am Morgen’ ermolkene Miloh noch am gleichen Morgen untersucht. Die Untersuchungen wurden in der gleichen Weise ausgefübrt, wie. die obigen Versuche mit Anfangsmilchen und Endmilchen. Weiter wurde die Benzidin- und Quajao-Wasserstoffsuperoxyd-Resktion der Milch zur Er- kennung ihres Rohmilchcharakters jedesmal angewandt. | Die Benzidin-Resktion wurde in der Weise ausgeführt, daß zu
5 сеш Kuhmilch 1 Tropfen einer 2°%/,igen alkoholischen Benzidinlösung
zugesetzt wurden, der nach dem Auflösen des Benzidins noch 2%, einer `
30°%/,igen Essigsäure zugesetzt war. Dann wurden vorsichtig б bis 10 Tropfen einer 0,2°%/,igen Wasserstoffsuperoxydlösung aufgeschichtet. Auf roher Milch bildet sich dann eine blaugefärbte Schicht.
Die Guajac-Wasserstoffsuperoxyd-Reaktion wurde folgendermaßen ausgeführt: Zu б ост Milch wird mit einem Tropfglas 1 Tropfen Соајас- Harztinktur zugesetzt und dann 5 Tropfen 0,2%/,igen \Vasserstoffisuper- oxyds vorsichtig aufgeschichtet. Es tritt dann Blaufärbung in den obersten Robmilchpartien auf.
Das Resultat meiner Untersuchungen enthält die nach- folgende Tabelle III.
Von den in folgender Tabelle III untersuchten 18 Handels- milchproben, die auf Grund des Ausfalls der Benzidin- und Gusjac - Wasserstofisuperoxyd - Reaktion sämtlich Rohmilchen waren, entfärben prompt und in typischer Weise lediglich 10 Proben, unvollständig entfärbt 1 Probe und überhaupt nicht 7. Zum mindesten für unsere Marburger Verhältnisse muß ich also die Behauptung aufrechterhalten, daß auch bei Handels- milch der negative Ausfall der Schardinger-Roaktion
1) Brand, Über die praktische Bedeutung der Reduktionsfähigkeit der Milch. Münch. med. Wochenschr. 1907, S. 17. з) Schern, diese Zeitschr. 18, 261, 1901.
12 P. H. Römer:
Rohmilch nicht ausschließt. Wir würden in den aller- größten Irrtum verfallen, wenn wir hier bei uns in Marburg auf Grund des negativen Ausfalls der Schardinger-Reaktion die Diagnose „erhitzte Milch“ stellen wollten. Wie die Verhältnisse in anderen Städten liegen, müssen erst besondere Unter- suchungen lehren. Bemerkenswert scheint mir aus der unten angeführten Tabelle III, daß die wiederholten Untersuchungen der Milch desselben Besitzers, z. В. H. in R. am 13. VI., 13. VII., und 18. VII., steta dasselbe Resultat (entfärbende Milch) gaben, ebenso die der Milch von G. in G. vom 12. VII. und 14. VII. (nicht entfärbende Milch). Bemerkenswerterweise stammt diese letzte Milch von einem kleiner Bauer, die erste von einem größeren Gut. Soweit unsere kleine Tabelle hierüber überhaupt ein Urteil erlaubt, stammen die nicht entfärbenden Milchproben fast ausschließlich aus kleinen канша; die entfärbenden von größeren Gütern.
Tabelle IH. `
. V. IK.inM. Niobt entfärbt positiv 13. VI. | H. „ R. | Entfärbt nach 8 Min. № Е 19. „ IW. „ W. s 9.76: 5 5 ji 20. „ IW. „ M. Nicht entfárbt e й 91. „ 1 Е. „М. 5 j 22. „ IH. О. Unvollständig "entfärbt de А 24. n 8. „ D. Nicht entfärbt Е = 12. VII. | G. „а. К Е 13. „ іН. p R Entfürbt nach 6 Min. x l4. p IG. „с. Nicht entfärbt » * 18. „ |Н. К. | Entfärbt nach 8 Min. S 20 n S. n A. n 5 n n » 25. „ 18. „ В. 8 S 26. „ S. „ V. ý Е 2.5 8. „ Н. = Ў 29. n S. „ Н. 2 „б „ » n 1. ҮШ. |СЬ. „ W. Nicht entfárbt S e зз „ |E. „S. | Entfärbt nach 4 Min, А Е
Wir haben aus allen diesen Erfahrungen die praktische Konsequenz gezogen, für die Entscheidung der Frage, ob in einem gegebenen Fall Rohmilch oder erhitzte Milch vorliegt, sich nicht mit der Schardinger-Resktion zu begnügen, sondern
Schardioger-Reaktion der Kuhmiloh. 13
such Oxydasen- und Peroxydasen-Reaktion in der oben be- schriebenen Form mit zu verwenden, Auch hier widerspricht - Pullmaenn, da er unsere Vorsicht, die die Heranziehung mög- lichst aller drei Reaktionen empfiehlt, jedenfalls die alleinige Verwendung der Schardingerschen Reaktion widerrät, für über- trieben hält. Nach seiner Ansicht erfordere ев schon einen sehr gewiegten Kenner der einschlägigen Verhältnisse, wenn ein Milchproduzent oder Händler beispielsweise einer gekochten Miloh durch geeignete Zusätze Entfärbungskraft gegenüber dem Schardingerschen Reagens verleihen wolle. Der Zusatz von Natronlauge, der in dieser Richtung hin verhängnisvoll wirken kann, ist indes in der Milohverfälschungspraxis ein so beliebtes Mittel, daß schon aus diesem Grunde unsere Vorsicht kaum als übertrieben gelten kann. Der negative Ausfall der Schardinger- schen Reaktion beweist, wie gerade unsere Marburger Unter- suchungen lehren, noch weniger eine stattgehabte Erhitzung. Hier meint Rullmann, daß die Heranziehung anderer Methoden, wie Keimzählung und Katalaseprobe, dem erfahrenen Milch- kenner es leicht ermöglicht, eine Entscheidung zu fällen. Ganz abgesehen davon, daß also auch Rullmann für diesen Fall Heranziehung weiterer Methoden für erwünscht hält, und weiter abgesehen davon, daß wir die von uns empfohlenen Methoden — Benzidin- und Guajacreaktion — für viel einfacher halten, scheinen mir überdies die von Rullmann vorgeschlagenen Methoden nicht einwandfrei. Denn auch hitzesterilisierte Milch kann eine positive Katalasereaktion geben, wenn nur wieder genügende Bakterien in ihr zum Wachstum gekommen sind. Ebensowenig vermag eine Keimzählung zu entscheiden, ob die nachgewiesenen Bakterien Rohmilchbakterien oder erst in der erhitzten Milch ausgewachsen sind; zum mindesten erfordert das eine recht umständliche Identiüzierung der gewachsenen Kolonien.
Auf Grund meiner erneuten, in dieser Arbeit niedergosogten Untersuchungen folgere ich somit, дай negativer Ausfall der Sohardinger-Reaktion Rohmilch nicht ausschließt, da
а) die Anfangsmilch fast ausnahmslos auch im Rohzustand das Schardingersche Reagens nicht entfärbt, und
b) unsere Marburger Handelsrohmilchproben nicht selten keine Schardingersche Reaktion geben.
14 Р. Н. Römer: Schardinger-Reaktion der Kubmilch.
Unter Hinweis weiter auf die früher von uns ermittelten Tatsachen komme ich zu der weiteren praktischen Schluß- folgerung, daß positiver Ausfall der Sohardingersohen Reaktion nicht unbedingt beweisend für Rohmilch ist, da |
a) gekochte und künstlich genügend alkalisierte Milch das Schardingersche Reagens entfärbt und |
b) gekochte und unter den oben beschriebenen Bedingungen mit Ferrosulfatlösung beschickte Milch positive Schardingersche Reaktion gibt.
Insgesamt ergibt sich somit, daß der Ausfall der Schardingerschen Reaktion allein niemals mit Sicher- heit — und auf Sicherheit kommt es hier an — den Schluß auf eine stattgehabte Erhitzung oder auf den genuinen Charakter der Milch erlaubt.
Die Beteiligung des Methylalkohols und des Äthylalkohols am gesamten Stoffumsatz im tierischen Organismus.
Von Wilhelm Völts und Walter Dietrich.
(Aus der ernährungsphysiologischen Abteilung des Instituts für Gärungs- gewerbe der Königlichen Landwirtschaftlichen Hochschule zu Berlin.)
(Eingegangen am 14. Februar 1912.)
Während wir über die Verwertung des Athylalkohols im tierischen Organismus gut unterrichtet sind, liegen diesbezüg- liche experimentelle Untersuchungen über andere Alkohole und speziell auch über den Methylalkohol unseres Wissens nicht vor. Vom Methylalkohol wissen wir auf Grund der Untersuchungen von J. Pohl!) nur, daß derselbe im Tierkörper (Mensch und Hund) zum Teil zu Ameisensäure oxydiert wird, die in einer gewiesen Quantität in den Harn übergeht. Es erschien uns von Inter- esse, durch Respirationsversuche an Hunden mit dem von dem einen von uns?) bei analogen Versuchen über den Athylalkohol früher benutzten Apparat, der eine quantitative Trennung des exhalierten Alkohols von dem Harnalkohol gestattet, festzustallen, ob und in welchem Umfangs sich der Methylalkohol am Stoff- wechsel beteiligt. Hierzu war eg außer der Bestimmung des durch Harn und Atmung ausgeschiedenen Alkohols noch erforderlich, den eventuellen Methylalkoholgehalt des Tierkörpers unmittelbar nach Abschluß der Respiretionsversuche zu ermitteln.
Zu diesem Zweck wurden die Tiere mit Cyankalı getötet und in einer etwa 30 1 fassenden kupfernen Blase mit Wasser so lange destilliert, bis keine Biohromat Schwefelsäure reduzierenden Stoffe mehr übergingen. Es war dazu notwendig, ein Quantum von са. 30 1 überzudsstillieren. Die Destillation mußte also mehrfach unterbrochen und von neuem Wasser in die Blase gegossen werden. Bei alkoholfreiom Regime
1) J. Pohl, Über die Oxydation des Methyl- und Äthylalkohols im Tierkörper. Areh. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 81, 281 bie 302, 1893.
2) W. Völtz und A. Baudrexel, Über die vom tierischen Orga- nismus unter verschiedenen Bedingungen ausgeschiedenen Alkoholmengen, Arch. f. d. ges. Physiol. 188, 85, 1911.
16 | W. Völtz und W. Dietzich:
wurden aus Hundekadavern sehr geringe Mengen Bichromat-Scohwetel- ‚säure rejluzierender Substansen erhalten. Hierfür ein Beispiel:
Versuch am 23. V. 1911.
Eine Spitshündin von 7 kg Gewicht wurde getötet und der Kadaver solange mit Wasser destilliert, bis Bichromat-Schwefelsäure reduzierende Stoffe in das Destillat nicht mehr übergingen.
Es wurden gefunden an reduzierenden Stoffen:
Im Magen, entsprechend Äthylalkohol . . . 0,03 ост Im Darm . 0.023 „ In den übrigen Organen, entsprechend Äthylalkohol 0,112 „ t entsprechend Äthylalkohol . . . . . . 0,165 com bzw. Methylalkohol . . oo oo 2 een. 0,075 „
Da bei den folgenden Versuchen die Zufuhr ca. 13 com Methyl- alkohol betrug, so würde der oben angegebene Wert nur rund 0,6°/, der Zufuhr ausmachen; wir haben infolgedessen von einer Korrektur der analytischen Daten Abstand genommen, da dieser Wert innerhalb der Fehlergrenzen der Bestimmungsmethode liegt.
Der exhalierte Methylaikohol wurde durch Zurücktitrieren der Bi. . chromat-Schwefelsäurevorlagen gegen eine 0,5°%/,ige Methylalkohollösung festgestellt,
A. Zwei Vorversuche.
Für die quantitative Bestimmung des Methylalkohols haben wir die an der ernährungspbysiologischen Abteilung vielfach benutzte!) Nioloux- sche Methode entsprechend modifiziert. Während 1 g Kaliumbichromat bei Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure 0,2632 сот Äthylalkobol охудіегіе, brauchten wir sur Reduktion von 1 g Bichromat 0,123 com Methyl- alkohol?) (von 17 bis 189). Wir stellten den Titer der Bichromatlösung so ein, daß 1 com der Lösung durch 0,005 ccm Methylalkohol reduziert ‚wurde. Die betreffende Lösung enthielt 40,66 g Kaliumbichromat in 11. Das Optimum für die Titration der methylalkoholhaltigen wässerigen Lösungen lag bei einem Gehalt von 0,05°/,. und bei annähernd dieser Kon- zentration wurden sämtliche Titrationen ausgeführt.
_ 1. 10 сот einer 10°/,igen Methylalkohollösung, entsprechend 1 ост Methylalkohol, wurden sorgfältig unter 500 g gehacktes Fleisch gemischt, das mit са. 21 Wasser in einen Kolben gespült und bis zur negativen Reaktion destilliert wurde. Im Destillat wurde gefunden 1,00 oom Methylalkohol.
2. 30 com einer 19,ісеп Methylalkohollösung, entsprechond 0,3 com Methylalkohol, wurden mittels Pipette auf dem Boden des Respirations- apparates verteilt. Nachdem durch den Apparat und die Vorlagen
1) Wilhelm Völtz (Referent, Rudolf Förster und August Baudrexel, Über die Verwertung des Bierestraktes und des Bieres im menschlichen und tierischen Organismus. Arch. f. d, ges. Physiol 184, 133 bis 258, 1910.
з) Weil der Äthylalkohol durch Bichromat-Schwefelsäure nur zu Essigsäure, der Methylalkohol dagegen vollständig oxydiert wird.
Beteilig. d. Mothylalkohols u. des Äthylalkohols am ges. Stoffumsatz. 17 22 Stunden lang Luft gesaugt war, wurden im Apparat und den Vor-
wiedergefunden е 0,29 ост Methylalkohol.
Weitere diesbezügliche analytischen Daten für den Äthylalkohol siehe Arch. f. d. ges. Physicl. 134, 183 und 184, 1910.
B. Hauptversuche.
Wir führten an einem Hunde zwei 48stündige Bastin, tionsversuche, Nr. 1 und 2, und ап einer Hündin einen 48stün- digen Bespirationsversuch, Nr. 3, durch, weil es sich gezeigt hatte, daß nach so langer Zeit und sogar noch später Methylalkohol in Harn und Atmung zur Ausscheidung gelangt. Bei den Ver- suchen Nr. 1 und 2 erfolgte die Gewinnung дев exhalierten, wie auch des im Harn ausgeschiedenen Methylalkohols in zwei Fraktionen von је 24 Stunden. Beim dritten Versuch wurde sowohl der Mothyi- alkohol der Atmung, als auch der des Harnes nicht gesondert in 2 Fraktionen, sondern für 48 Stunden zusammen bestimmt. Beide Tiere wurden nach Beendigung des zweiten, bzw. dritten Versuches getötet zwecks Bestimmung des noch in den Organen vorbandenen Methylalkohols.
1. Versuch am 12. I. 1912.
Einem 6,5 kg schweren ausgewachsenen männlichen Hund, der ebenso, wie das folgende Versuchstier, zuvor niemals Athyl- oder Methylalkohol erhalten hatte, wurden 22,965 ccm Methyl- alkohol in ca 40°/ iger Lösung, entsprechend 2 cem pro Körper- kilogramm, mittels Schlundsonde in den leeren Magen gebracht; seit 22 Stunden hatte das Tier kein Futter erhalten. Unmit- telbar nach der Alkoholaufnahme wurde der mit Harntriohter ermierte Hund in den Apparat gebracht, und es gelangte zu- nächst ein 24stündiger Respirationsversuch zur Ausfübrung. Nach Abtiauf dieser Zeit überzeugten wir uns davon, daß, im Gegensatz zu den Versuchen mit Athylalkohol, noch eine beträcht- liche Menge Meihylalkohol durch die Atmung ausgeschieden wurde. Dieser Umstand veranlaßte uns, den Versuch weitere 24 Stunden fortzusetzen. Zuvor setzten wir dem Tier in dem Apparat Wasser vor, von dem es jedoch nichts aufnahm. Nach der 48. Stunde wurde der Harn noch 12 weitere Stunden gesammelt und auch hierin noch 0,37°/, der Zufuhr an Methylalkohol gefunden.
Die übrigen analytischen Befunde über die Ausscheidung des Methylalkchols enthält die
Biochemische Zeitschrift Band 40. 2
18 W. 7516 und W. Dietrich: Tabelle I.
In Atmung und Harn
Ba. |In °/, deg com Zufuhr
1.24.| 184 | 1419 | oan | 1,571) | 2044
15,76
25.—48. 0,735 6,67 0,280 2,16 1,018 7,83 Innerhalb | | |
48 Std. 2,575 19,86 0,484 3,73 3,059 23,59
2. Versuch am 22. I. 1912.
Derselbe Hund, der jetzt 6,35 kg wog, und der am Ver- suchstage nicht gefüttert war, erhielt in den leeren Magen 12,984 сот Methylalkohol in са. 40°/ iger Lösung, entsprechend 2,05сот pro Körperkilogramm. Sogleich nach der Einnahme wurde das Tier in den Respirationsapparat gebracht und die Alkohol- ausscheidung in Atmung und Harn während zweimal 24 Stunden gesondert bestimmt, Zwischen dem Apparat und der ersten Bichromat-Schwefelsäurevorlage wurde ein mit oa. 50 com de- stilliertem Wasser beschicktes Rohr eingeschaltet, um etwa durch die Atmung ausgeschiedenen Aldehyd zu absorbieren. Die Prü- fung auf Aldehyd fiel absolut negativ aus. Der im Wasser enthaltene Methylalkohol wurde natürlich quantitativ bestimmt. Übrigens hatte das Tier ca. 30 Stunden nach der Methyl- alkoholzufuhr са. 50 ост schleimige Flüssigkeit erbrochen, die mit dem Kadaver destilliert wurde.
Die erhaltenen Werte enthält die Tabelle II.
Tabelle II.
1) Die Werte für den Methylalkoholgebalt der Harne sind bei den, vorliegenden Versuchen alınorm niedrig, weil der Hund infolge des ` Aufenthaltes im Respirationsapparat während 24 Stunden nur einmal urinierte. Da infolgedessen der Methylalkohol längere Zeit nicht nach. außen gelangte, wurde die Hauptmenge von der Blasenwandung resorbiert,. wie nuch nicht publizierte Versuche von une beweisen. Nach reichlicherer :Wasseraufnahme, und wenn die Tiere häufiger urinieren, gelangen bie zu 15"/, der Zufuhr an Methylalkohol und darüber zur Ausscheidung im Harn. Der Nachweis für die Resorption des Athylalkohols durch die Blase ist bereits früher von uns erbracht worden (W. Völtz, V
in der 9. Sitzung der Berl. physiol. Ges. am 7. Juli 1911, Ref. in D . Klinik“ Nr. 33, 1911; ferner siehe im Arch. f. d. ges. Physiol. 1912).
è
Beteilig. d. Methylalkohols u. des Athylalkohols am ges. Stoffumsate. 19
48 Stunden nach der Einnahme des Methylalkohols wurde der Hund durch Cyankali getötet, die aus dem Körper ent- nommene, übrigens leere Harnblase wurde mit dem Harn der 24. bis 48. Stunde zusammen destilliert, und ebenso der übrige Kadaver zur Gewinnung des noch in ihm vorhandenen Methyl- alkohols. Es war dazu. erforderlich, ein Quantum von 29,8 kg Wasser überzudestillieren. Die im Kadaver ausgeführte Analyse ergab: | |
4,88 com Methylalkohol, entsprechend 37,6°/, der Zufuhr.
Von der eingenommenen Alkoholmenge wurde also wieder- erhalten: | e In den Ausscheidungen . . . 3,098 ocm == 23,86°/,
Somit wären im Organismus innerhalb 48 Stunden verbrannt
Lë > 12,984 — 7,978 = 5,006 com Methylalkohol,
bzw. 38,5°/, der Zufuhr. | Pro Kilogramm Lebendgewicht und Stunde hatte das Tier somit 0,0164 com Methylalkohol oxydiert, eine Quantität, die 0,0687 Cal. Цеѓегі!). Da der gesamte Stoffumsatz bei ca. 6 bis 7 kg schweren Hunden pro Kilogramm Lebendgewicht und 24 Stunden nach Zuntz (siehe 8. 25) oa. 50 Cal. beträgt, entsprechend 2,08 Cal. pro Körperkilogramm und Stunde, so würde sich der Methylalkohol bei dem vorliegenden Versuch nur zu 3,3°/,, also in sehr geringem Umfange am Gesamtetofl- wechsel beteiligt haben, sofern die von uns nicht wiedergefun- dene Quantität vollständig im Tierkörper oxydiert worden wäre. Das ist jedoch nach den Untersuchungen von Pohl (l. о.) an Hunden und am Menschen nicht der Fall. Pohl konnte stets nach der Aufnahme von Methylalkohol Ameisensäure im Harn nachweisen. Wir werden demnächst feststellen, welche Mengen ameisensaurer Salze unter den von uns gewählten Versuchs- bedingungen durch die Nieren sezerniert werden. Unter der Voraussetzung, daß die von uns nicht wiedergefundene Quan- ttät Methylalkohol im Organismus des Hundes in Ameisensäure übergeführt und im Harn ausgeschieden wäre, würde noch ein
1) Das spezifische Gewicht des von uns angewandten Methylalko- hols („Kahlbaum‘“) bestimmten wir bei Zimmertemperatur zu 0,786.
CN
20 W. Völte und W. Dietrich:
Viertel der Calorien des Methylalkohols durch die unvollständige Oxydation- zu Ameisensäuroe den Körper verlassen, wio die
folgenden Daten beweisen. Le CH,.OH liefert bei vollständiger Verbrennung 5,331 CaL
l g H.COOH „ S 1,41 „ 1 р СН,.ОН liefert bei der Oxydation zu H. соой alio ru. e, .9,990 Oal.,
entsprechend 75°/, дег Calorien des Methylalkohols. Unter dieser Vor- sussetzung würde sich somit der Methylalkohol nicht zu 3,39%, sondern zu 2,59, am Gessmtstoffwechsel beteiligt haben. In Wirklichkeit dürfte der Wert aber näher an 3,3°/, liegen, weil wohl schwerlich der gesamte nicht wiedergefundene Methylalkohol zu Ameisensäure oxydiert und zur Ausscheidung gelangt sein dürfte.
3. Versuch am 1. П. 1912.
Einer 6,75 kg schweren Hündin wurden 13,5 com Methyl- alkohol, entsprechend 2 ocm pro Körperkilogramm, mit Wasser verdünrt mittels Schlundsonde in den leeren Magen gegeben, das Tier sogleich mit Hamtrichter armiert und in den Respira- tionsapparat gebracht. Der ausgeatmete, sowie der im Harn ausgeschiedene Methylalkohol wurde in diesem Falle für die 1. bis 48. Stunde insgesamt bestimmt. Die folgende Tabelle III enthält die betreffenden analytischen Daten.
Tabelle III.
en — e. теа. таи a — —
———— — ———— —— —— — — — mn mn
In der Atmung In Atmung und Harn Stunde Та %, der Sa. |а ®/, der oom | Zufuhr a com Zufuhr
8. | — 23,1 | 0,316 | 2,3 | 3439 | 25,4
Zur Ermittelung des noch im Tierkörper vorhandenen un- verbrannten Methylalkohols wurde die Hündin unmittelbar nach Beendigung des Respirationsversuches getötet und nach Ent- nahme der Blase, die mit dem Harn zusammen auf Methyl- alkohol untersucht wurde, wie bei dem vorigen Versuch dastil- Шегі. Bis zur negativen Reaktion mußten 30,6 kg Destillat gewonnen werden; die Alkoholbestimmung darin ergab:
Im Kadaver . . 4,85 ccm Methylalkohol = 35,93°/, der Zufuhr In den Ausschei- dungen . . . 3,439 ,, = == 95,47%, » 2
iso wurden | wiedergefunden 8,289 ccm Methylalkohol = 61,4°/, der Zufuhr
Beteilig. d. Methylalkohols u. des Äthylalkohols am ges. Stoffumsatz. 21
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2 W. Уби und W. Dietrich:
drei Versuche eine gute Übereinstimmung konstatieren. Bei den folgenden Erörterungen gehen wir daher von den Mittelwerten der zwei resp. drei Versuche aus, die die folgende Übersicht enthält: | |
In der Atmung | Im Urin | Summa | | Stund | ° | °/ 7 | | — 85 е
Zunächst ist die auffallende Tatsache zu konstatieren, daß die Aussoheidung des Methylalkohols in Harn und Atmung naoh 48 Stunden noch nioht beendet ist. Wir fanden, daß nach 2tägiger Versuchsdauer immer noch die Bichromat-Vorlagen durch exhalierten Methylalkohol reduziert wurden, und auch im Harn des zweiten Versuches wurden in der ersten Hälfte des dritten Tages nach der Zufuhr von Methylalkohol noch 0,37°/, des eingebrachten Methylalkohols nachgewiesen. Nach Abschluß der 48stündigen Respirations- versuche 2 und 3 wurden daher auch noch in dem Kadaver der Versuchstiere sehr beträchtliche Mengen Methylalkohol, nämlich rund 37°/, der Zufuhr, wiedergefunden. Diese Tat-
sache ist um so bemerkenswerter, als durch die Atmung weit `
größere Quantitäten Methyl- als Athylalkohol unter im übrigen gleichen Bedingungen ausgeschieden wurden. Der niedrigere Siedepunkt des Methylalkohols (66°) gegenüber dem des Athyl- alkohols (78°) dürfte diese Befunde bis zu gewissem Grade erklären, sodann kommt hierfür aber sehr wesentlich in Betracht, daß der Methylalkohol, wie unsere Versuche be- weisen, nur in sehr geringem Umfange im tierischen Or- ganismus oxydiert zu werden vermag, während unter ana- logen Bedingungen са. 95°/, des Athylalkohols innerhalb ungefähr 20 Stunden verbrannt werden würden (Tabelle V). . Es muß daher bei regelmäßiger Einverleibung von größeren Quantitäten Methylalkohol zu einer Ansammlung desselben in den Geweben kommen, trotzdem der Organismus durch Atmung und Harn weit größere Quantitäten Methylalkohol zu entfernen .
Beteilig. d. Methylaikohols u. des Äthylalkohols am ges. Stolfumsstz. 23
vermag als AÄthylalkohol. Von dem Mothylalkohol wurden bei unseren Versuchen am ersten Tage 13,8°/,, am zweiten Та. 7°/, und insgesamt 21,5°/, (Mittel aus 3 Versuchen) exhaliert, während im Harn an beiden Tagen је 1,5°/,?) zur Ausscheidung gelangten. Insgesamt wurde nach der Zufuhr von2com pro Körperkilogramm also rund !/, des Methylalkohols innerhalb zwei Tagen durch Harn und Atmung aus dem Körper entfernt. Da relativ große Mengen Methyl- alkohol schon von den in Ruhelage befindlichen Hunden ex- haliert wurden (rund !/, der Zufuhr), so unterliegt es keinem Zweifel, daß diese Quantität durch Erhöhung der Atemfrequenz, sei es infolge Muskelarbeit oder hoher Außentemperatur, ferner durch stärkere Transpiration noch sehr gesteigert werden kann. Der eine von uns?) hat für den Athylalkohol naoh- gewiesen, daß bei Muskelarbeit im Vergleich zur Ruhe die exhalierten Alkoholmengen bis zum 10fachen des Ruhewertes betragen. Auch könnte durch größere Flüssigkeitsaufnahme und Diuretioca die Sekretion von Methylalkohol durch. die Nieren gesteigert werden.
Wir haben analoge Untersuchungen über die Beteiligung дев Äthylalkohols am Stoffumsatz ebenfalls durchgeführt, nach- dem wir uns davon überzeugt hatten, daß es gelingt, eine in den Magen gebrachte Quantität Athylalkohol durch Destillation des unmittelbar nach der Zufuhr getöteten Tieres nahezu voll- ständig wieder zu erhalten. Hierfür ein Beispiel:
Versuch am 27. II. 1911.
Einer ca. 5!/, kg schweren Hündin wurden 30 сот einer 37,84°/,igen alkoholischen Lösung == 11,35 com Athylalkohol, entsprechend ca. 2 com pro Körperkilogramm, in den Magen ge- bracht, und das Tier sofort getötet und mit Wasser destilliert, Es wurden 36 kg Destillat gewonnen. Die Bestimmung des Athyl- alkohols darin ergab 11,127 eem oder 98°/, der eingebrachten Menge. Der kleine Verlust von 2°/, ist höchstwahrscheinlich
1) Siehe auch die Armerkung auf Seite 18.
з) W. Völts und A. Baudrexel, Über die vom tierischen Organis- mus unter verschiedenen Bedingungen ausgeschiedenen Alkoholmengen. П. Mitteilung. Einfiuß der Musivlarbeit auf die Ausscheidung des Alko- hols in Atmung und Бего. Arch. f. d. ges. Physiol. 142, 47 bis 88, 191).
24 W. Völte und W. Dietrich: |
a) Beteiligung des Methylalkehols am
2
susgewachsener
2.1 | Нара, 6,35 kg | 1912 | “8 * 2,04 | 2,802 | 21,58 | 0,296 | 2,28 | 3,098 | 23,86 | 3 | ausgewachsene |1]. П. | Hündin, 6,75 kg | 1912 | 48 [1350 | 20 | 2,124 |23,14 | 0,315 233 | 3,439 |254 | | b) Beteiligung des Äthylalkehobs гар Hund, !/, Jahr, | 3. IV. j 7,5 (А 791] | 10 [1514 | 202 | 0,57 | 3,76 | 0,57 | 3,76 | 114 | 78
Hund, 2/, Jahr, | 30. У. 8,22 kg 1911 | 10 [|1696 | 2,06 | 0,58 | 3,42 | 0,24 | 142 | 0,82
4% Hund, !/, Jahr, | 15. V. us 19111 15 11431 | 2,20 | 0,57 | 3,98 | Blass leer | 0,57 | 348
10,57 kg 1912 Hund (Spitz), |27. VI. 3/ Jahr, 10,1 kel 1911 | 15 |20:59 | 2,04 | 0,53 ; | Spitz-Hündin, lı2.VII. 37, Jahr, 9,7 kg | 1911 | 15 20,02 | 2,05 | 0,83
Hund, ca.*/‚Jabr,| 8. L | ү 22,45 | 2,12 | 0,95 | 4,23 0,267 | 1,19 | 1,217| 56
-
2,58 | 0,12 | 0,58 | 0,65 | 3,16
4,14 | 0,07 | 0,35 | 0,00 | 440
darauf zurückzuführen, daß nach der Einbringung des Alkohols | in den Magen bis zum Erhitzen des Kadavers im Deestillations- | apparat eine gewisse Zeit verstrich, während der ein geringer | Teil des Alkohols zur Resorption und Oxydation gelangt war. | Die Beteiligung der beiden Alkohole am gesamten Stoff-
umsatz ist aus den vorstehenden Tabellen Va und Vb ersichtlich. Wir haben für den Methyl- und den Athylalkohol unsere Re- sultate über die in Harn und Atmung innerhalb bestimmter Zeitabschnitte ausgeschiedenen Quantitäten, über die hiernach zur Oxydation im Tierkörper noch disponiblen und über die im Kadaver noch vorgefundenen Mengen zusammengestellt. Aus der Differenz der zugeführten Quantitäten, die übrigens in allen Versuchen pro Körperkilogramm nahezu übereinstimmend 2 ocm betrugen, einerseits, und der unverbrannten Mengen anderorseits, ergaben sich die in Rubrik 13 eingetragenen Werte über die im Organismus verbrannten Alkoholmengen in Kubikzentimetern und in Prozeut der Zufuhr.
— — — — ge B СӘНАН.
Вей. d. Methylalkohols u. des Athylalkohols am ges. Stoffumsatz, 25
——— ————— —————— En nn e mn Den nen m mn —
ю | n Im | зз |14 | 15 [16][17
Ako noch | Unverbrannt Ozydierter Alkobol EX disponibel | im Kadaver аш: | рхо Stunde 483 ‚in Organism. | wiedergef, — im ganzen | ‚го Kilo Lebendgew. EFE o| © com | °/„ | eem | fie | ocom | °/, | com | eem Cal. | Cal.
‚geamten Stoffumsetz im Tierkörper. ‚ 9886| 76,14 | 4,88 | 37,6 7978| 61,46 10061] 74,6 | 4,85 | 35,9 H 61,4
фмалцеп Stoffumsatz im Tierkörper. "1.00 | 98,48 | 3,71 | 24,5 | 4,85 | 832,021 10,29 | 67,98
5,006! 38,5 [0,1043
5,211 38,6 {0,1086 0,0161 = 0,0675
0,0164 — 0,0687 | 2,08
1,028 |0,137 = 0,772 | 1,87 | 41,3
1614 | 95,16 | 4,37 | 25,771 5,19 | 80,621 111,77 | 69,39 | 1,177 }0,143 =: 0,806 | 1,87 | 48,1
13,74 | 96,02 | 0,47 | 3,28| 1,04 | 7,261 13,27 | 92,74 | 0,885 | 0,136 == 0,766 | 2,08 [ 86,8 2,233] 94,58 | 2,84 | 12,65 | 4,057 | 18,07 | 18,393) 81,93 } 1,226 | 0,116 — 0,654 | 1,87 | 85,0 1994 | 06,84 | 225 | 10,93 | 290 | 14,09 | 17,69 | 85,91 | 1,179 |0,117 == 0,659 | 1,87 | 85,2 ‚1912 | 95,51 | 2,25 | 11231 3,15 | 18,721 16,87 Las 1,124 |0,116 =: 0,654 | 1,87 | 35,0
Um nun festzustellen, in welchem Umfange sich die Alko- hole am Gesamtstoffwechsel im Tierkörper beteiligen, haben wir die von Zuntz!) an Hunden verschiedener Größe experimentell ermittelten Werte für den Ruhestoffweobsel zugrunde gelegt, und zwar für die oa. 6 kg schweren Hunde einen Gesamt- umsatz pro Kilogramm Lebendgewioht und 24 Stunden von 50 Calorien, für die 8 bis 10 kg schweren Hunde einen solchen von 45 Calorien. | |
Bei den Athylalkoholversuchen baben wir die Tiere 10 Stun- den (Versuche Nr. 1 und 2), bzw. 15 Stunden (Versuche Nr. 3 bis 6) nach der Alkoholzufuhr getötet und die Kadaver auf Alkohol untersucht. Es stellte sich hierbei heraus, daß nach 10 Stunden noch rund 25°/, des Athylalkohols unverbrannt in den Geweben vorhanden waren, nach 15 Stunden in einem Fall
1) N. Zuntz: Einfluß der Geschwindigkeit, der Körpertemperatur
und der Übung auf den Stoffverbrauch bei Ruhe und bei Muskelarbeit. Arch. f. d. ges. Physiol. 95, 192 bis 208, Tabelle 8. 202.
28 W. Völts und W. Dietrich:
(Versuch Nr. 3) 3,3°/, und bei den übrigen 3 Versuchen im Mittel rund 12°/,, so daß man aus diesen Befunden folgern kann, daß nach der Zufuhr von 2 com Athylalkobol pro Körper- kilogramm der gesamte Alkohol abzüglich der geringen Quantitäten, die in Harn und Atmung zur Ausscheidung gelangen, innerhalb ca. 20 Stunden vollständig im Organismus oxydiert wird.
Nun bieten die letzten Rubriken Nr. 16 und 17 der beiden Tabellen besonderes Interesse insofern, als wir aus denselben ersehen, in welchem Umfange sich beide Alkohole am Gesamt- stoffwechsel beteiligen. Der Methylalkohol war hierzu nur in sehr untergeordnetem Maße befähigt, derselbe nahm nämlich in maximo zu 3,3°/, am Stoffumsatz teil, einem Wert, der infolge - дег Ameisensäurebildung noch etwas zu hoch ist. Dagegen wurden bei den 10stündigen Athylalkoholversuchen rund 42°/, des gesamten Stoffumsatzes durch den Athyl- alkohol gedeckt, bei den löstündigen Versuchen be- teiligte sich der Äthylalkohol unter den Nährstoffen zu rund 35°/, am Gesamtstoffwechsel. Die bei längerer Versuchsdauer geringere Beteiligung des Athylalkohols am Stoff- umsatz ist darauf zurückzuführen, daß die dem Organismus zur Verfügung stehende Quantität allmählich kleiner wird.
Wir verfügen über weitere, nooh nicht publizierte kürzere Athylalkoholversuche, in denen sich der Alkohol zu einem noch höheren Prozentsatz am Stoffwechsel beteiligt hat, als bei den vorliegenden 10stündigen Versuchen.
Zuntz?) hat aus den Versuchen von Wolfers aus den respiratorischen Quotienten berechnet, daß sioh der Athylalkobol .zu einem sehr hohen Prozentsatz am Stoffwechsel beteiligte; ег fand nämlich, daß 71°/, des verbrauchten Sauerstofis der Alkoholverbrennung diente. Dieses Ergebnis steht vollkommen im Einklang mit unseren a ii des im Organismus verbrannten Alkohols.
Man könnte auf Grund der SCH gemachten Derlegungen einwenden, daß die 48stündigen Methylalkoholversuche nicht streng vergleichbar wären mit den 10 bzw. löstündigen Athyl- alkoholversuchen. Ein solcher Einwand wäre nicht SES ER
1) N. Zunts, Umsatz der Nährstoffe in Oppenheimers Handbuch
| der Biochemie usw. 4, 1. Hälfte, 8. 850, 1911.
Beteilig. d. Methylalkohols u. des Athylalkohols am ges. Stoffumsatz. 27
denn nach 48 Stunden waren von dem verabreichten Methylalkohol noch rund 37°/, im Organismus vor- handen, nach den l10stündigen Athylalkoholversuchen ` nur 25°/,, nach den Iöstündigen Athylalkoholver- suchen nur rund 12°/,, so daß ein strenger Vergleich der Methylalkoholversuche mit den Athylalkoholversuchen im Gegen- teil dann am besten durchführbar sein dürfte, wenn ebenfalls noch der gleiche Prozentsatz Athylalkohol, also 37°/, der Zufuhr, im Organismus disponibel wäre, und das würde ungefähr 7 bis 8 Stunden nach der Zufuhr von са. 2 com Athylalkohol pro Körperkilogramm der Fall sein, zu einer Zeit, bis zu der sich der Äthylalkohol nach unseren Versuchen zu ungefähr 50°/, am Giesamtstoffwechsel beteiligt. Hiernach würde, bezogen auf den Energiegehalt,: der Methylalkohol etwa nur bis zu '/,, im Vergleich zum Äthylalkohol zur Oxydation im Tier- körper herangezogen werden; aber wenn wir auch unsere hier mitgeteilten lOstündigen Athylalkoholversuche mit den Methylalkoholversuchen vergleichen, so beteiligt sich letzterer doch nur zu ?/,, und gegenüber den l5stündigen Athylalkohol- versuchen nur zu 1/,, der für den SES gefundenen Werte am Stoffumsatz. |
Zusammenfassung der Resultate.
1. In 48stündigen Respirationsversuchen wurden nach einer Zufuhr von 2 oom Methylalkohol pro EE ausgeschieden, und zwar innerhalb des |
1. Tages 15,3°/, der Zufuhr‘), und zwar in der Atmung i. М. 13,8°/,, im Urin i. М. 1,6°/,; |
2. Tages 8,5°/, der Zufuhr’), und zwar in der Atmung i. М. 7,0°/,, im Urin i. M. LB, |
und insgesamt innerhalb 48 Stunden 24 3", ges Zufuhr®), und zwar in der Atmung: i. М. 21,5°/,. im. Urin i. М. 2,80/.
Im Kadaver waren noch vorhanden . . 36,8°/, d. Zuf,
Insgesamt wurden wiedergefunden . . 6l „ » »
Somit waren also innerhalb 48 Stunden | im Tierkörper oxydiert worden. . 39 „ „ »
1) Mittel aus 2 Versuchen. 2) Mittel aus 3 Versuchen.
28 W. Völts u. W. Dietrich: Beteiligung des Methylalkehols usw.
Pro Körperkilogramm und Stunde wurden 0, 016; ccm Methyl- alkohol oxydiert, entsprechend 0,068 Calorien.
Der Methylalkohol beteiligte sich nur in sehr geringem Umfange am Stoffumsatz, nämlich zu rund 3°/,.
Da von dem zugeführten Methylalkohol innerhalb 48 Stunden 39°/, oxydiert, und nach dieser Zeit noch 37°/, im Kadaver ‚vorhanden waren, läßt sich schließen, daß nach einer Zufuhr von 2 сот Methylalkohol pro Körperkilogramm in einer Dosis die vollständige Elimination desselben unter den gewählten Versuchsbedingungen erst nach 3 bir 4 Tagen erfolgt sein dürfte. Hiernach muß die Aufnahme größerer Mengen Methylalkohoe! an einer Reihe von Тоссо zu einer Anhäufung dieses Giftes im Organismus und zum Tode führen.
Es gelingt übrigens durch Steigerung der — und Transpiration (Muskelarbeit, Erhöhung der Temperatur), Auf- nahme großer Wassermengen und durch Diuretica die Aus- scheidung des Methylalkohols außerordentlich zu beschleunigen).
2. Unter analogen Versuchsbedingungen fanden wir für den Äthylalkohel, daß innerhalb 10 bis 15 Stunden rund 2 dis 4°/, der zugeführten Quantität in der Atmung und 0,4 bis 3,8%, im Urin ausgeschieden wurden. 10 Stunden (2 Versuche) nach der Zufuhr waren im Kadaver noch rund 25°/,, 15 Stunden nach der Zufuhr (4 Versuche) noch 3 bis 12°/, vorhanden, so daß also nach einem Alkoholgenuß von са. 2 oom pro Körperkilogramm der Alkohol 20 Stunden später, abzüglich der geringen in Harn und Atmung ausgeschiedenen Mengen, im Organismus vollständig oxydiert sein dürfte. Pro Körper- Kilogramm und Stunde wurden bei den 10 війпӣіреп Athylalkohol- versuchen 0,14 com Äthylalkohol, entsprechend 0,8 Calorien, bei den löstündigen Versuchen 0,12 ocm Äthylalkohol, entsprechend 0,7 Calorien, im tierischen Organismus oxydiert. Unter sämt- lichen im tierischen Stoffwechsel abgebauten Nähr- stoffen beteiligte sich der Athylalkohol bei den 10stündigen Versuchen zu rund 42°/,, bei den löstün- digen zu rund 35°/..
1) Über die diesbezüglichen Untersuchungsergebnisse wird in Kürze - in einer zweiten Mitteilung berichtet werden.
Die Chloräthylkonzentration im Blute des Warm- und Kaltblüters bei Eintritt der Narkose.
Von
Ernst Frey. (Aus dem ‚pharmakologischen Institut der Universität Jena.)
(Eingegangen am 19. Februar 1912.)
Durch die Arbeiten von Overton?!) wissen wir, daß bei Eintritt der Nerkose das Plasma des Warm- und Kaltblüters gleiche Mengen von Äther, bzw. von Chloroform enthält. Wenn man bei der Dosierung dieser gasförmig zur Verwendung kom- menden Narkotika die Menge des der Einatmungsluft bei- gemengten Stoffes bestimmt, die grade zur Narkose erforderlich ist, so braucht der Warmblüter scheinbar größere Mengen, weil sein Blut als höher temperierte Flüssigkeit weniger davon löst als das des Kaltblüters. Nach Overton werden Kaulquappen bei 17° narkotisiert, wenn die gie umgebende Luft 0,07 g Athor- dampf enthält; Hunde verfallen in Narkose, wenn die Luft 0,2 g Äther enthält. Nun absorbiert ein bestimmtes Quantum Wasser bei 17° aus einer Luft mit 0,07 g Äther geradesoviel Ather als bei 38° апа einer Luft mit 0,2 g Äther im Liter. Es enthält also das Blut bei Warm- und bei Kaltblüter die- selbe Menge Äther, wenn die Narkose eintritt. Ganz ähnlich liegen die Dinge bei Chloroform. Die zur Narkose nötige Menge Äther beträgt 0,3°/,, vom Chloroform sind 0,027°/, im Blut- plasma erforderlich.
Beim Studium der Chloräthylnarkose, das König auf Veranlassung von Rionka vornahm, stellte sich heraus, daß
1) Overton, Studien über die Narkose. Jona 1901, S. 20.
30 Е Юу:
auch von diesem narkotisch wirkenden Gase der Warmblüter höhere Prozente in der Inspirationsluft zur Narkose nötig hat als der Kaltblüter. Wenn es sich dabei um Verschiedenheiten der chemischen Organisation handelte, die diese verschiedene Empfindlichkeit bedingte, so würde man den Unterschied gerade in entgegengesetzter Richtung vermuten, indem das höher organisierte Tier auch die größere Empfindlichkeit gegen das Gift aufwiese, etwa wie gegen Morphin. Da sich aber hier bei der ChloräthyInarkose Unterschiede zwischen Warm- und Kalt- blüter zeigten, die denen bei der Äther- und Chloroformnarkose dem Sinne nach gleich liefen, so lag die Vermutung nahe, daß auch hier die physikalischen Bedingungen der Löslichkeit bei verschiedenen Temperaturen der Grund für die verschiedenen zur Narkose nötigen Mengen des Gases sind.
Es soll also im folgenden die Frage experimentell geprüft werden, ob die verschiedene Löslichkeit bei wechselnder Tem- peratur die Unterschiede der narkotisch wirksamen Dosen bei Warm- und Kaltblüter erklärt. Dazu war erstens ein möglichst genaues Bestimmen der narkotischen Grenzdosis bei Warm- und Kaltblüter nötig, sodann die Ermittlung der Absorption von Chloräthyl durch Wasser bei den in Betracht kommen- den Temperaturen; denn quantitative Angaben über die Lös- lichkeit des Chloräthyls in Wasser habe ich nicht finden können.
Zur Ermittlung der narkotisohen Dosis ging ich so vor, daß ich Frösche oder Mäuse in eine große Glasflasche brachte, in die ich Chlorätbylgas hineindrückte. Dabei war die Öffnung der Flasche nach unten gerichtet, der Stopfen derselben mit Hg überschichtet, demit jede Berührung des Gases mit Gummi oder Kork vermieden wurde; denn, wie wir später sehen werden, nimmt Gummi nicht unbeträchtliche Mengen Chloräthyl auf; ebenso war der Abschluß in der zuführenden Glasröhre mit Hg gesichert. Diese ging dabei bis oben zum Boden der Flasche, damit sich Gas!) und Luft eut mischen. Die Korrektur des geringen Überdruckes wird später erfolgen. Das Gas lieferte eine Bombe, der Gasstrom verdrängte Hg in einer Bürette oder Pipette; darauf wurde das Gas unter Atmosphärendruck
1) Chloräthylgas ist schwerer als Luft.
Chloräthyikonzentration im Blute bei Narkose. 31
gemessen und in die Flasche gedrückt. Für die kurzen Zeiten war der Sauerstoffvorrat für die Tiere ausreichend.
Frösche werden bei 1,5°/, Chloräthylgas der Luft etwas ruhiger, atmen aber nooh und machen bei unbequemen Lagen Bewegungen. Bei 1,8°/, dagegen bleiben sie in jeder Lage und nach Herausnahme aus der Flasche sind sie auf Kneifen reaktionslos. Danach liegt die narkotisierende Dosis für den Frosch bei 1,8°/,.
Mäuse werden bei 3°/, torkelig, schlafen auch zeitweise, sind aber durch Schlagen an die Flasche erweckbar und richten sich auf, laufen auch dann noch herum. Веі 3,6°/, bleiben sie in jeder Lage und reagieren in keiner Weise auf äußere Reize. Die narkotisierende Dosis für die Maus beträgt also 3,6°/,.
Diese Dosen beziehen sich auf einen Druck, der beim Frosch um 1,8, beim Kaninchen um 3°/, höher liegt als der Atmosphärendruck. Sie stimmen mit den Ermittlungen von König überein; er fand für den Frosch 1,85°/,, für das Ka- ninchen 3 bis 4°/, als narkotisierende Dosis, und zwar mit einer anderen Methode, die langdauernde Versuche gestattete. Dabei treten krampfhafte Bewegungen an der Grenze der Nar- kose auf’).
Zur Bestimmung der Absorption des Chloräthyligases in Wasser ging ich so vor, daß ich in einer Flasche Chloräthylgas mit Wasserdampf sättigte und dann frisches Wasser in die Flasche hineinfüllte, dann wurde aus dem Zuwachs oder Ver- lust nach dem Schütteln das Volumen bestimmt, das von dem Wasser aufgenommen worden war. Zur Ablesung des Volumens war der untere Teil der Flasche mit Hg gefüllt, das durch einen Gummischlauch mit einer Bürette in Verbindung stand; es wurde dann auf Niveaugleichheit eingestellt, abgelesen, darauf das Wasser hineingedrückt, umgeschüttelt und wieder bei der jetzigen Niveaugleichheit abgelesen. War der Stand des Hg- 'Meniskus in der Bürette vor und nach Einfüllen des Wassers gleich, so hatte das Wasser so viel Gas aufgenommen, als sein eigenes Volumen betrug. Mußte man die Bürette heben, damit Niveaugleichheit eintrat, so hatte das zugegebene Wasser mehr Gas
1) Overton (S. 104) sah bei Froschlarven ebenfalls Bewegungen beim Beginn der Narkose, was die Feststellung der Grenzdosis erschwert.
32 E. Frey:
absorbiert, als sein Volumen betrug usw. Dabei kam eine Flasche mit zwei Öffnungen oben und einer am Boden zur Verwendung; die untere stand in Verbindung mit der Bürette, eine der oberen mit einer Capillare, die auf den Boden reichte und zum Zufüllen des Wassers diente, die andere trug ein Thermometer. Die Dichtungen besorgten Gummistopfen, eingefüllt wurden nahezu 100 ccm Wasser. Da es sich herausstellte, daß die Gummistopfen Chloräthylgas absorbieren, wurde zur Sicher- stellung dieser Messungen noch eine andere Reihe von Bo- stimmungen angestellt, wo jede Gummidiohtung vermieden wurde, und zwar mit Hilfe einer Waschflasche, deren Zuleitungen eingeschmolzen waren und immer von Hg ausgefüllt waren. Das Zugeben von Wasser konnte dabei nur mit einer Rekordspritze durch einen Einstich in den Schlauch geschehen und daher wurden jeweils nur 10 ccm Wasser zugefüllt, auch fehlte die Kontrolle eines Thermometers im Innern des Gefäßes. Aber die Messungen zeigen, daß die auf die erste Weise angestellten Bestimmungen innerhalb der Abweichungen, die sie selbst unter- einander aufweisen, richtig sind; offenbar trat eine Änderung der Absorption der Gummistopfen, nachdem sie schon längere Zeit mit dem Gas unter denselben Bedingungen in Berührung standen, in der kurz. Zeit der Messung nicht mehr ein. Auf- merksam wurde ich auf diese Absorption des Gummis, als einmal ein Gasvolumen in einer Bürette, unten durch Hg ab- geschlossen, über Nacht stand, es war am andern Tage ver- schwunden, und zwar betrug der Druckunterschied, gegen den es absorbiert war, 20 ccm Hg. Ich gebe nun die Absorptions- versuche in Tabellenform wieder, für unsere Zwecke ist die dabei erreichte Genauigkeit ausreichend. Bei höherer Temperatur wurde der ganze Apparat in Wasser dor entsprechenden Tem- peratur versenkt.
Dabei ist zu bemerken, daß unter Löslichkeit nach Ostwald die Menge Gas verstanden wurde, die 1 ccm Wasser aufnimmt, das Volumen des Gases auf diess jeweilige Temperatur bezogen. Der Druck ist dabei gleichgültig, da die Absorption mit dem Druck wächst, das Volumen des Gases aber dafür in dem gleichen
Maße abnimmt; ebenso fällt die Reduktion auf Trockenheit weg, `
da dio Wasserdampftension nur den Druck beeinflußt, der gleich- gültig ist. Drückt man die Löslichkeit als Absorptionskoeffizient
Chloräthyikonzentration im Pilote bei Narkose. | 33
nach Bunsen aus, so hat man das aufgenommene Volumen des Gases auf 0° zu berechnen, der Barometerdruck sowie die Dampfspannung des Wassers kann unberücksichtigt bleiben, da sich beide Werte wieder herausheben, wenn man berechnet, wieviel von dem Gas — das Volumen aber jetzt auf 0° und 760 mm umgerechnet — 1 com Wasser aufnimmt, wenn das Gas selbst einen Druck von 760 mm ausüben würde. Aus dem Absorptionskoeffizienten folgt dann der Prozentgehalt in Gramm. Die Verhältnisse der Berechnung gestalten sich also einfacher els bei dem Vergleich der Löslichkeit von Äther oder Chloro- form bei verschiedehen Temperaturen, da dort die wechselnden Dampfspannungen der Flüssigkeiten zu berücksichtigen sind. Hier aber handelt es sioh um ein Gas, denn Chloräthyl siedet sohon bei 12,5%.
Die Absorption von Chloräthylgas in Wasser bei ver- schiedener Temperatur.
Löslichkeit| Absorptions- АБ nach koeff. nach |— g in 100 com Ostwald: | Bunsen: 1 com | 100 ост 1 ост abs. jabe. bei 760 то | -= 9, V bei {0 F bei 0%
217,7 2,177 2,049 0,5854 218,9 2,189 2,061 0,5819 8 2,202 9, 0,5887 919,0 2,190 2.052 0,5869 220,6 2,206 2,069 0,5912 219,9 2,199 2,062 0.5869 217,1 2,171 2,023 0,5780 159,2 1,592 1,604 0,4583 164,0 1,640 1,507 0,4306 140,9 1,409 1,269 0,3626 149,1 1,497 1,348 0,3853 131,8 1,318 1,187 0,3392 33,5 1, 1, 0,3436 108,9 1,089 0,9557 0,2730 102,1 1,021 0, ‚2580 98,8 0,988 0,8671 0,2477 108,2 1,062 0,9238 0,2638 106,2 1,062 0,9320 0,2602 95,6 0,956 0,8390 0,2397 120,9 1,209 1,059 0, 107,8 1,078 0,9439 0,2697 99,1 0,991 0,8677 0,2479
Biochemische Zeitschrift Band 40. 8
34 > Е. Frey:
20,0 | 100 | 21,3 | 2130 | 913 1,984 0,5669 . 20,0 | 100 ‚8 0 | 908 1,038 0,5536 20.0 | 100 | 210 | 2100 | 210 1,956 0,5589 200 | 100 | 904 | 204,0 | 204 1,902 0,5430. 200 | 100 | 20,9 | 209,0 | 2,09 1,947 0,5563 20,0 | 100 20,3 | 2080 | 2,03 1,891 0.5408. 200 | 100 | 210 | 2100 | 210 | 0, 20,0 | 100 | 21,6 | 2160 | 216 2,012 0,5749 200 | 100 | 214 | 2140 | 214 1,084
20,0 | 100 | 926 | 226,0 | 2,26 2,105 0,6015 200 | 100 | 207 | 2070 | 207 1,9285 | 0,5510 20,0 | 100 19,4 | 194,0 | 1,9 1,807 0,5164 40,0 | 100 11,9 | 119,0 | 1,19 1,038
ү 10,0 11,0 | 1100 | 110 0,9592 ` | 0,2740 40,0 | 100 11,7 | 117,0 | 117 1,020 0,2915 40,0 | 10,0 114 | 114,0 | 114 0,9941 0,2840 A | 10,0 11,7 - | 117,0 | 117 1,020 0,2915 40,0 | 10,0 107 | 1070 | 107 0,9330 |0 40,0 | 100 111 | 1110| Lu 0,9679 | 0,2702
Es löst also Wasser bei der Temperatur des Warmblüters. so viel Kubikzentimeter Chloräthylgas, als sein eigenes Volumen beträgt, während bei Zimmertemperatur ein Quantum Wasser- das doppelt so große Quantum Gas aufnimmt. Durch Bteigerung der Temperatur von der Zimmerwärme bis auf die des Warm- blüters wird demnach die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Chlorätbylgas auf die Hälfte herabgesetzt. In Gewichtsprozenten ausgedrückt, beträgt die Löslichkeit des Chloräthyls in Wasser bei Zimmertemperatur 0,5679°/,, bei der Temperatur des Warm- blüters 0,2709°/,, wenn ich den Durchschnitt aus den Be- stimmungen zugrunde lege. Diese Prozentzahlen gelten für den Druck von 760 mm, d. h. für den Fall, daß der Partialdruck des Chloräthyls eine Atmosphäre beträgt Wird дег Atmosphbären- druck nur zum Teil von Chloräthyl, zum anderen Teil von Luft gebildet, wie in den Narkoseversuchen, so nimmt das Wasser demcntsprechend weniger auf, proportional dem Partialdruck oder dem Prozentgehalt der Luft. Da aber die Tiere während der Narkose nicht unter Atmosphärendruck standen, sondern.
Chloräthyikonsentration im Bluto bei Narkose. 35
unter einem etwas höheren Druck, so löst sich noch etwas mehr Gas, und zwar soviel mehr, als der Druckzuwachs beträgt, also soviel Prozent mehr, als ich Gas in die Flasche hinein- drückte, d.h. beim Frosch 1,8; bei der Maus 3,6°/..
Wir können nun den Prozentgehalt an Narkotikum im Plasma der Tiere berechnen, da uns die narkotisierende Dosis einerseits, die Löslichkeit andererseits bekannt ist?!).
‚Für den Frosch betrug die .narkotisierende Dosis 1,8°|, Chloräthylgas in der umgebenden Luft, Bei Zimmertemperatur beträgt die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Chloräthyl 0,5679°/,, wenn das Gas den ganzen Atmosphärendrüok reprä- sentiert. Es löst sich also bei nur 1,8°/, Chloräthyl der Laft in dem mit ihr in Berührung stehenden Wasser 0,01022°/,; nun herrschte in den Narkoseversuchen ein um 1,8°/, erhöhter Atmosphärendruck, es kommt also noch 1,8*/, hinzu, d. h. unter diesen Bedingungen löst sich 0,01040°/, Chloräthyl in Wasser. Demnach enthält das Blutplasma des Frosches, wenn ег in Narkose verfällt, 0,01040°/, Chloräthyl. (Da eine Luft mit 1,5°/, Chloräthyl noch nicht genügt, um den Frosch za nar- kotisieren, so reicht ein Prozentgehalt von 0,00863°/, Chlor- äthyl im Plasma des Frosches noch nicht aus, den Kaltblüter zu betäuben.) | |
Eine Maus verfällt in Narkose, wenn die Luft 8,6°/, Chlor- äthyl enthält. Da die Löslichkeit des Gases bei der Blut- temperatur der Maus 0,2709°/, beträgt, enthält ihr Blutplasme bei Eintritt der Narkose 0,01010°/, Chloräthyl. (Dagegen ge- nügen 0,00836°/, Chloräthyl im Plasma der Maus noch nicht, das Tier in Narkose zu versetzen; denn es wurde bei einem Prozentgehalt der Luft von 3°/, Chloräthyl noch nicht nar- kotisiert.) |
Bei Eintritt der Narkose beträgt also der Chloräthylgehalt des Biutplasmas bei dem Frosch 0,0104°/,, bei der Maus 0,0101°/,, d. h. Warm- und Kaltblüter verfallen in Narkose, wenn ihr Plasma die gleichen Mengen Chloräthyl enthält.
1) Overton gibt für Kaulquappen 1:3000 bis 4000 Wasser an. Camus und Nicloux (Journ. de physiol. её de pathol. génér. 10, zit. nach Mailys Jahrb. 1910) fanden im Gesamtblut des Hundes 0,025°%, als der Lidreflex erloschen war. |
A8
Über das Verhalten des Atropins im Organismus | des Kaninchens.
Nach von Dr. phil. G. Fickewirth angestellten Versuchen mitgeteilt von A. Heffter.
(Aus dem pharmakologischen Institut der Universität Berlin.) (Eingegangen am 21. Februar 1912.)
Die Untersuchungen, über die nachstehend berichtet wird, sind seit etwa 3 Jahren abgeschlossen. Außere Gründe haben ihre Mitteilung bis jetzt verzögert. Sie wurden veranlaßt durch die auffallende Angabe Dragendorffs!), daß bei einem Kaninchen, das 10 Tage lang je 0,06 Atropin erhalten hatte, sich im Muskelfleisch „ein sehr reichlicher Gehalt an Atropin“ vorfand. Dieser ohne Analogon dastehende Befund der Speiche- rung eines Alkaloids in der Muskulatur forderte um so mehr sur Nachprüfung auf, als in der forensischen Literatur eine Vergiftung durch atropinhaltiges Kaninchenfleisch*?) eine gewisse Rolle spielt. Zugleich sollte auch die Ausscheidung des Atropins sus dem Organismus einer Untersuchung unterzogen werden, da die Ansichten darüber, ob das Alkaloid vollständig oder nur zu einem Teil im Harn wieder erscheint, recht geteilt sind. Die Untersuchungen von Wiechowski?) haben gezeigt, daß Hunde etwa !/, des eingeführten Atropins innerhalb 48 Stunden im Harn ausscheiden*). Die von diesem Autor angewandte
1) Pharmaz, Zeitschr. für Rußland 1866, 8. 92.
2) Dittrich, Handbuch der ärztl. Sachverständigentätigkeit 7, 9. НАНЫ 8. 602.
3) Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmokol. 46, 155.
4) Vor kurzem hat auch Cloötte (Arch. f. experim. Pathol. u. Plammakol. 64, 427, 1911), von anderen Gesichtspunkten ausgehend, die Ausscheidung des Atropins bei Kaninchen und Katzen untersucht.
А. Hoffter: Verhalten des Atropins im Organismus des Kaninchens, 37
Methode erlaubte nicht, festzustellen, ob die dadurch bestimmte Basenmenge reines Atropin war oder ob daneben noch andere Basen vorhanden waren. Die Anwesenheit des ersteren wurde durch die Vitalische Reaktion und die Wirkung auf das muskarinisierte Froschherz festgestellt. Auf Tropin wurde der Harn erfolglos untersucht.
Bei unseren Untersuchungen bemühten wir uns, ein Ver- fahren einzuschlagen, bei dem ein Erhitzen der atropinhaltigen Flüssigkeiten bei alkalischer oder saurer Reaktion wegen der leichten Zersetzlichkeit des Alkaloids möglichst vermieden wurde und bedienten uns daher der folgenden quantitativen Methode.
Die zur Untersuchung gelangenden Organe werden fein zerhackt und zerrieben, dann in der Kälte mehrmals mit absolutem Alkohol ausgezogen und ausgepreßt. Die vereinigten Extrakte dampft man im Vakuum ein und nimmt den Rüock- stand wiederum mit absolutem Alkohol auf. Die filtrierte Lösung wird im Vakuum vom Alkohol befreit und der Rück- stand mit schwach schwefelsäurehaltigem Wasser ausgezogen. Nach dem Filtrieren macht man mit Natriumcarbonat alkalisch und verfährt weiter, wie unten beim Harn beschrieben ist.
Zur Bestimmung des Atropins im Blut verrührt man ез mit etwa 3 Raumteilen absolutem Alkohol, preßt den aus- geschiedenen Niederschlag ab und zieht den Rückstand wieder- holt mit Alkohol aus.
Der möglichst frisch entleerte Harn wird mit Natrium- carbonat alkalisch gemacht und im Kutscherschen Extraktions- apparat so lange mit Ather behandelt, als die über dem Harn stehende ÄAtherschicht noch Alkaloidreaktion gibt. Hierzu ist ein mehrtägiges Extrahieren erforderlich. Nach Beendigung der Extraktion wird die ätherische Lösung durch ein trockenes Filter in einen Meßkolben gegossen und Gefäß und Filter mit Ather einige Male nachgespült. Dann füllt man bis zur Marke auf. Zur quantitativen Bestimmung benutzt man einen ab- gemessenen Teil (etwa ?/,) der ätherischen Lösung. Von der abgemessenen Menge destilliert man, um das im Äther gelöste Ammoniak zu entfernen, etwa die Hälfte ab. Der Rückstand wird in einem Scheidetrichter mit 25 bis 50 com */, „Salzsäure kräftig durchgeschüttelt und letztere nach dem Absetzen in eine Stöpselflasche gebracht. Die ätherische Lösung wäscht
38 A. Heffter:
man noch mal mit einigen Kubikzentimetern destilliertem Waser nach, die man ebenfalls in die Stöpselflasche fließen läßt. Nachdem man ір saure Flüssigkeit mit einer etwa 1 om hoben Atherschicht bedeckt und einige Tropfen ätherische Jod- eosinlösung zugefügt hat, titriert man die überschüssige Salz- säure mit %/, -Natronlauge zurück. 1 ccm gebundener Sa Salzsäure entspricht 2,89 mg Atropin.
Die Brauchbarkeit der Methode wurde auf versshiedene Weise erprobt. Zunächst wurde duroh mehrere Versuche fest- gestellt, daß normaler Kaninchenharn, in der beschriebenen Weise mit Ather behandelt, wesentliche Mengen basischer Substanzen an diesen nicht abgibt.
Atherisches Extrakt aus 100 сот Harn verbrauchte:
a) 0,23 com ™/ „Salzsäure b) 021 „ » Ferner zeigten Kontrollbestimmungen an normalem Ka- ninchenharn, der mit gewogenen Atropinmengen versetzt war, daß die Methode hinlänglich genaue Resultate lieferte.
Zugesetztes Gefundenes
Harnmenge Atropin Atropin in Proz. g g 250 0,0411 0,0398 95,4 250 0,0411 0,0410 99,7 250 0,0411 ` 0,0424 103,1 250 0,0411 0,0403 98,0
Im Mittel wurden demnach von dem im Harn gelösten Atropin wiedergefunden 99°/,, во daß das Verfahren als brauch- bar zu bezeichnen ist. |
A. Wird Atropin im Organismus gespeichert?
Zur Prüfung der obenerwähnten Angabe Dragendorffs haben wir vier Kaninchen längere Zeit mit Atropinsulfat ge- füttert. 24 Stunden nach der letzten Gabe wurden die Tiere durch Verbluten getötet.
` Versuch 1. Kaninchen 1870 g. Erhielt am 29. und 30. X. 07 је 0,05, 31. X. bis 7. XI. je 0,1, 8. bis 11. XI. je 0,27
Verhalten des Atropins im Organismus des Kaninchen. 39
Atropinsulfat, im ganzen 1,88 Atropinsulfat = 1,57 freie Ваве. Gewiehtsverlust während- des Versuches 120 g. Getötet am 12. XI. 07.
60 g Blut: Quantitativ nicht bestimmbare Spuren von Atropin (durch die Vitalische Reaktion und die Papillenresktion am Katrenauge) nachgewiesen.
856g Leber: Befund wie beim Blut.
87 g Muskeln: Atropin nicht nachweisbar.
Versuch 2. Kaninchen 1940 д. Fütterung wie in Versuch 1. Gewichtsabnahme 160 g. Getötet am 12. XI. 07. 66 р Blut: Nur qualitativ bestimmbare Spuren von Atropin.
44 g Leber: gleicher Befund.
123 g Muskeln: Atropin nicht nachweisbar.
Versuch 3. Kaninchen 3530 g. Erhielt am 9. ХП. 07 0,25, 10. bis 20. XII. je 0,2, also total 2,45 Atropinsulfat = 2,04 freie Base. Gewichtsabnahme 480 g. Getötet am 21. XII. 07.
93 g Blut: Nur qualitativ nachweisbare Spuren von Atropin.
74 g Leber: Atropin nicht nachweisbar.
214g Muskeln: Atropin nicht nachweisbar.
Versuch 4. Kaninchen 3355 g. Erhielt am 7. I. 08 0,814, am 8. und 9. I. 0,1217, am 10. und 11. I. 0,1623, am 12. I. 0,1217, am 13. I. 0,1623, am 14. und 15. I. je 0,2029, am 16. I. 0,2435, am 17. I. 0,2841, am 18. I. 0,3362, am 19.1. 0,4203, am 20. I. 0,6304, am 21. I. 0,5043, aiso im ganzen 3,7580 Atropin- sulfat = 3,1296 freie Base. Gowichtsverlust 335 р. Себеб am 22.1. 08.
84 g Blut: Nur qualitativ nachweisbare Spuren von Atropin. 62 g Leber: Gleicher Befund. 217 д Muskeln: Atropin nicht nachweisbar.
In diesem Versuche wurde auch in der Niere das Aikaloid qualitativ nachgewiesen.
Wir haben also bei unseren Versuchen die Angabe Dragen- dorffs, daß sich bei mehrere Tage hindurch mit Atropin ge- fütterten Kaninchen das Aikaloid im Muskelfleisch in erheblichen Mengen vorfindet, nicht bestätigen können. Obwohl unsere Tiere die 3 bis 6fache Menge des von Dragendorff verfütterten Atropins erhielten, erwiesen sioh die Muskeln in allen Versuchen
völlig frei von Atropin.
40 A. Heffter:
Was die Leber anlangt, so ist wiederholt z. B. von Vamossy!) behauptet worden, daß- in diesem Organ eine Speicherung des Atropins stattfindet. Der genannte Forscher hat relativ kurze Zeit nach der Vergiftung (60 bis 120 Minuten) die Tiere getötet. Jussewitsch"), der erst 6 bis 7 Stunden nachher die Leber nach gründlicher Durchspülung entnahm, fand sie ganz oder fast ganz frei von Atropin und gelangt zu dem Schlusse, daß das Alkaloid nicht im Lebergewebe selbst, sondern in dem darin enthaltenen Blute vorhanden sei. Diese Ansicht halten wir auf Grund eines in der nachfolgenden Mit- teilung beschriebenen Versuches nicht für zutreffend und glauben, daß bei starker Überschwemmung des Blutes mit Atropin sicher das Alkaloid in das Lebergewebe übertritt, aber nur vorüber- gehend, wie die folgende Darlegung zeigt. Trotz einer Atropin- zufuhr, die diejenige in den Versuchen der genannten Forscher um das Mehrfsche überschritt, haben wir niemals quantitativ bestimmbare Mengen in der Leber auffinden können. Ja in dem Versuch 3 war nach Verfütterung von 2,45 Atropinsulfat überhaupt kein Alkaloid in der Leber nachweisbar. Unsere Versuche bestätigen somit vollständig die Angabe von Cloötta?), der bei chronischer suboutaner Darreichung nur Spuren von Atropin in der Leber auffinden konnte. Es ist zu betonen, daß bei unserer Versuchsanordnung mit stomachaler Darreichung des Alksloids die Gelegenheit für die Speicherung in der Leber wesentlich günstiger war.
Im Віабе haben wir in Übereinstimmung mit Dragen- dorff, Jussewitsch und Cloötta immer Atropin nachweisen können, allerdings auch nur in sebr geringen Mengen.
B. Die Ausscheidung des Atropins im Harn.
Die Ausscheidungsverhältnisse des Atropins im Harn sind bei dem Kaninchen des Versuchs 4 eingehend verfolgt worden. Bei der spärlichen Harnsekretion, die das Tier zeigte, konnte der Harn nioht täglich untersucht werden. Über den Verlauf der Ausscheidung gibt folgende Tabelle Auskunft.
1) Arch. intern. de pharmaoodyn. 18, 155, 1904. 2) Verhdi. d. phys.-med. Ges, zu Würzburg 20, 1886. 3) Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 64, 427, 1011.
Verhalten des Atropins im Organismus des Kaninchens. 41
| Versuch 4 (Ausscheidung). Das Kaninchen wog am Beginne des Versuches 3335 g und verlor während des Versuches 335 g an Gewicht.
Verfütterte Menge Im Harn wieder- Tag Atropinsulfat auf gefundene Menge . А t Atropin 1 0,0676 nur qualitativ nachweisbar 2 0,1014 3 0.101 0,0167 4 0,1352 0,0218 5 0,1352 6 0,1014 0,1090 7 0,1352 8 0,1690 0680 9 0,1690 0, 10 0,2028 0,0865 11 0,2366 12 нн. — 18 0, 14 0,5250 15 0,4200 0,0286 16 — | 3,1298 1,4667 == 46,87 °/, der eingeführten Menge.
Das Tier hat demnach bis zu 24 Stunden nach der letzten Atropingabe, als es getötet wurde, 46,87°/,, also fast die Hälfte des eingeführten Alkaloids im Harn ausgeschieden. Damit war die Ausscheidung sicher noch nicht beendet. Wie andere Ver- suche gelehrt haben, lassen sioh nach bis zu 8 Tagen nach der letzten Zufuhr durch Ätherextrektion Spuren von Alkaloid (durch Kaliumquecksilberjodid nachweisbar) dem Harn entziehen. Indessen dürften diese quantitativ nioht bestimmbaren Mengen das oben erhaltene Resultat kaum wesentlich ändern.
Dieser Versuch lehrt also, daß der Kaninchenorganismus ebenso wie der des Hundes einen Teil des eingeführten Giftes zu zerstören vermag. Durch Untersuchung des Kotes, der immer atropinfrei gefunden wurde, haben wir uns davon über- zeugt, daß auf diesem Wege kein Atropin den Körper ver- lassen bat.
42 А. Hoffter:
Unsere quantitative Methode gab nur darüber Auskunft, daß im.Harn eine gewisse Menge in Ather löslioher Basen ent- halten war. Die Anwesenheit von Atropin wurde durch den positiven Ausfall der mit dem Atherextrakt angestellten Vitali- schen Reaktion und dessen Wirkung auf die Katzenpupille festgestellt. Es war aber noch za untersuchen, ob nicht neben dem Atropin etwa Spaltungs- oder Umwandlungsprodukte im Harn vorhanden waren. Zu dieser Untersuchung, die sich sehr mühsam und langwierig gestaltete, dienten zunächst die zur quantitativen Bestimmung nicht verwendeten Teile der äthe- rischen Harneztrakte des Versuches 4. Außerdem wurden zur Gewinnung weiteren Untersuchungsmaterials noch eine Anzahl von Kaninchen .teils mit Atropin gefüttert, teils suboutan da- mit gespritzt.
Die Verarbeitung der ätherischen Flüssigkeit geschah in der Weise, daß zunächst der Äther ahdestilliert und der Rück- stand in sehr verdünnter Säure gelöst wurde. Die mit Natrium- carbonat alkalisoh gemachte Lösung wurde neuerdings mit Ather behandelt, der Ather verjagt und der Rückstand mit wenig verdünnter Salzsäure aufgenommen. Diese Lösung schied auf Zusatz von Goldchlorid einen braungelben, teils amorphen, teils krystallinischen Niederschlag A ab. Die davon abgetrennte Mutterlauge B wurde im Vakuumexsiocator weiter konzen- triert.
Der Niederschlag A konnte durch Behandeln mit kaltem Wasser nur teilweise in Lösung gebracht werden; ein amorphes braunes Goldsalz blieb ungelöst. Aus der heißen Lösung schieden sich teils біре, allmählich zu Krystalldrusen erstarzende Tropfen ab, teils traten tafelförmige Krystalle auf. Die Trennung dieser beiden Goldsalze gelang durch fraktionierte Krystallisation nur schwierig und war mit großen Verlusten verbunden. Die sich aus einer heißen Lösung zuerst aussoheidenden Krystalitafeln konnten durch wiederholtes Umkrystallisieren ganz rein von fremden Beimengungen erhalten werden. Durch ihren Schmelz- punkt (156°) und die Bestimmung des Goldgehaltes wurden sie als Hyoscyaminchloroaurat erkannt, dessen Schmelz- punkt Ladenburg!) zu 159 bis 160° angibt.
1) Liebigs Annal. 206, 282. r
Verhalten des Atropins im Organismus des Kaminohens. 43
0, 0835 Substanz lieferten 8,0261 Au. Berechnet für C,,H,0,N.HAuCl, 31,26%, Au. Gefunden ........ .. 31,34°/„ Au.
- Det uns zuerst sehr überraschende Befund des Hyoscyamins im Harn fand darin seine Aufklärung, daß wir in dem ver- fütterten Atropinsulfat (Merck) durch Polarisation und durch Darstellung des Goldsalzes ebenfalls Нуовсуатіп nachweisen konnten. Schon 1899 hat Hesse!) auf den Hyoscyamingebalt des offizinellen Atropins hingewiesen.
Während die Reinigung dieser Goldverbindung, wenn auch mit einiger Mühe, zum Ziele führte, konnten die aus den Mutterlaugen erhaltenen Krystalle nicht in einer zur Analyse hinreichenden Menge frei von Beimengungen erhalten werden. Durch vielfaches Umkrystallisieren erhielten wir wenigstens во viel, als zur Schmelzpunktbestimmung hinreichte. Das eigen- tümliche Verhalten, sich aus den Lösungen in allmählich kry- stallinisch erstarrenden öligen Tropfen auszuscheiden, hatte. es schon wahrscheinlich gemacht, daß in diesen Krystallen Atropin- chloroaurat vorlag. Der bei 136° ‚gefundene Schmelzpunkt bestätigte diese Vermutung. Hesse hat ihn für das Atropin- goldsalz bei 136 bis 138° angegeben.
Das in heißem Wasser nicht lösliohe amorphe, harzartige Goldsalz konnte auf keine Weise sur Krystallisation gebracht werden. Es wurde daher mit Schwefelwasserstoff zerlegt. Nach dem Abfiltrieren des Goldsulfida und Eindampfen der Lösungen hinterblieb ein sehr leicht lösliohes krystallinisches Hydrochlorid, das bei 230 bis 240° schmolz. Da es nur in geringen Mengen erhalten wurde, konnte eine Analyse nicht vorgenommen werden. Goldchlorid gab eine amorphe Fällung, mit Platinchlorid wurde eine gut krystallisierende, bei 200° schmelzende Verbindung erhalten. Atropin lag in dieser unbekannten Base sicher nicht vor, obwohl das Hydrochlorid die Vitalische Reaktion gab. Einer Katze ins Auge gebracht, wirkte die Base reydriatisch und erzeugte starken Speichelfluß.
Die Mutterlauge B schied bei weiterem Einengen im Ex- sioocator zunächst noch Krystalle ab, die unterm Mikroskop das Aussehen der Hyoscyamin- und Atropinchloroaurate zeigten.
1) Liebigs Annal. 809, 76.
44 A. Hefiter:
Bei weiterer Konzentration traten dann neue Krystallformen
auf, farnkrautartige Gebilde, die offenbar einem anderen Gold-
salz angehörten. Es gelang, eine zur Analyse hinreichende
Menge zu sammeln, die durch Umkrystallisieren aus heißem
Wasser schließlich in gut ausgebildeten derben Krystallen er-
halten wurden. Diese Goldverbindung schmolz bei 212°. 0,0977 Substanz lieferten 0,0397 Au.
Berechnet für C,H,,ON.HAuCl, 40,98°/, Au. Gefunden ......... 40,64°/, Au.
Der Goldgehalt wie der Schmelzpunkt zeigen, daß das Chloroaurat des Tropins vorliegt, das nach E. Schmidt?) bei 210 bis 212° schmilzt.
Etwas bequemer kann man, wie wir später fanden, diese Alkaloide aus dem Harn durch fraktionierte Extraktion erhalten. In der ersten Ätherfraktion durch 6 bis 8stündiges Behandeln des Atropinharns erhalten, sind die im Äther leichter löslichen Basen Atropin, Hyoecyamin und Tropin enthalten, die wiederum durch Auskrystallisieren der Goldsalze getrennt werden. Die weitere Ätherextraktion des Harns ergibt dann bei mehrtägiger Behandlung die unbekannte Base, die in Äther ebenso wie in den anderen üblichen Lösungsmitteln sehr wenig löslich ist. Auch nach diesem Verfahren gelang es indessen nicht, diesen Körper in größerer Menge zu erhalten.
Von den aufgefundenen Basen nimmt das Tropin das größte Interesse in Anspruch. Dieser Befund weist darauf hin, daß das Atropin im Organismus einer Verseifung unterliegt. Zunächst haben wir uns im Hinblick auf die vergeblichen Ver- suche Wiechowskis, das Tropin im Harn nachzuweisen, über- legt, ob durch das von uns benutzte Verfahren die Entstehung von Tropin aus Atropin bewirkt sein könnte, etwa durch den Einfluß des dem Harn zugesetzten Natriumcarbonats während der Ätherextraktion. Wir stellten folgenden Kontrollversuch an:
100 com normaler Harn, mit 0,5 käuflichem Atropinsulfat versetzt, wurden nach Sodazusatz in bekannter Weise extrahiert und die im Ätherextrakt erhaltenen Basen mit Goldchlorid ge- fällt. Nur Hyosoyamin- und Atropinchloroaurat wurden erhalten,
1) Liebigs Annal, 208, 215.
Verhalten des Atropins im Organismus des Kaninchens. 45
die oharakteristischen leichtlöslichen Krystalle der Tropingold- verbindung konnten nicht nachgewiesen werden.
Besonders sei hervorgehoben, daß die Harnportionen immer frisch nach der Entleerung untersucht wurden. Frühere Er- fahrungen hatten uns gelehrt, daß im faulenden Harn das Atropin einer Zersetzung unterliegt. Diese Tatsache sei gegenüber den in der Literatur vorhandenen Angaben!) aus- drücklich betont. | `
250 com Kaninchenharn, mit 0,5 Atropinsulfat versetzt, wurden 3 Monate der Fäulnis überlassen. Nach dem Extra- hieren, Reinigen und Fällen mit Goldchlorid wurden reichliche Mengen von Tropinchloroaurat erhalten. Atropin selbst konnte nur mit Hilfe der Vitalischen Reaktion nachgewiesen werden.
Menschenharn, in gleicher Weise mit Zusatz von Atropin- sulfat der Fäulnis überlassen, enthielt ebenfalls Tropin, aber nur wenig neben viel Atropin.
Bei Einhaltung der obenerwähnten Versuchsbedingungen dürfen wir nicht bezweifeln, daß Atropin wirklich im Organis- mus des Kaninchens gespalten wird. Wir haben versucht, den Ort der Spaltung festzustellen. Zunächst lag es nahe, da die Tiere das Atropin durch Fütterung erhielten, den Spaltungs- рготеВ in den Darmkanal zu verlegen. Dieser Gedanke wurde aber dadurch widerlegt, daß auch bei subcutaner Einverleibung des Atropins die Tiere Tropin ausschieden. Wir haben darauf versucht, durch frischen Leberbrei die Spaltung zugesetzten Atropins zu erzielen. Trotz verschiedenartiger Versuchsanord- nungen und -dauer gelang dies nicht. Diesen negativen Ver- suchen darf indessen in Anbetracht der Schwierigkeit, neben viel Atropin kleine Mengen Tropin mit Sicherheit nachzuweisen, kaum eine entscheidende Bedeutung beigelegt werden, zumal die Versuche Cloöttas erkennen lassen, daß die Leber ein gewisses Zerstörungsvermögen für Atropin besitzt. |
Unsere Versuche hatten ergeben, daß im Kaninohen- organismus ein ziemlich großer Teil des Atropins der Zerstörung enheimfällt. Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ist an- zunehmen, daß dieser Abbau des Atropins über das Tropin
2) Kratter, Beitr. z. Lehre von den Vergiftungen. Leipzig 1905. 8. 116.
46 A. Hefter: .
führt, d. h. daß zunächst das Atropin in seine Komponenten gespalten wird, die dann dee Oxydation unterliegen. Es war noch nachzusehen, wie sich diese Komponenten hinsichtlich ihrer Oxydierbarkeit im Organismus verhalten. Zunächst seien die Versuche mit Tropin geschildert.
Versuch б. Kaninchen, 1860 g, erhält per ов 2 ‚015 Tropin- sulfat == 1,495 Tropin. Der innerhalb 48 Stunden entleerte Ham wurde wie in den Atropinversuchen behandelt. Ein Teil des ÄAtherextraktes diente zur titrimetrischen Bestimmung. Es wurden in dem Harn gefunden 0,6568 Tropin == 43,93°/, der eingeführten Menge. Aus dem Rest des Ätberextraktes wurde das Goldsalz der Base dargestellt. Nach einmaligem Um- krystallisioeren war dasselbe genügend rein zu: Analyse, wie der Schmelzpunkt 209° zeigte.
0,2181 Substanz lieferten 0,0897 Au.
Berechnet für C,H,,ON.HAuCl, 40,98°/, Au. Gefunden ......... 41,13°/, Au.
Versuch 6. Kaninchen, 1780 g, erbält an zwei folgenden Tagen in den Magen je 0,5016 g Tropinsulfat, also im gangen 0,7445 freio Base. Im Harn. dieser und der zwei folgenden Tage wurden gefunden 0,1155 Tropin, entsprechend 16,5°/, der eingeführten Menge.
Wie diese Versuche zeigen, wird das Tropin je nach der Größe der Einfuhr zur Hälfte oder zu 5/, verbrannt. Sie geben uns einen Hinweis, auf welchem Wege das eingeführte Atropin im Kaninchenorganismus abgebaut wird. |
Ferner ist versucht worden, den anderen Paarling, der bei der Atropinepaltung entsteht, die Tropasäure, in dem nach Atropinfütterung entleerten Harn aufzufinden. Das ist uns in mehreren Versuchen nicht gelungen; wohl aber konnten wir zeigen, daß verfütterte Tropasäure im Organismus zum Teil verbrannt wird, Einem Kaninchen wurde l g der Säure als Natriumsalz in den Magen gebracht. Aus dem. alkoholischen Harnextrakt der folgenden 2 Tage erhielten wir durch Äther- ausschüttlung bei saurer Reaktion Krystalle, die nach mehr- maligem Umkrysiallisieren unter dem Mikroskop den Habitus der Tropasäurekrystalle und ihren Schmelzpunkt (118°) zeigten. Im ganzen wurden zwischen 3 und 4 dog der Säure wieder-
Verhalten des Atzopins im Organismus des Kaninchens. 47 .
erhalten. Hieraus geht hervor, daß das Tropasäuremolekül den oxydierenden Einflüssen des Organismus nicht widersteht.
Schlußfolgerungen.
1. Bei längerer stomachaler Zufuhr von Atropin findet im Organismus des Kaninchens keine Speicherung des Alkaloids, weder in den Muskeln noch in der Leber, statt.
2. Von dem per os eingeführten Atropin (und: Hyoseyamin) wird ein Teil unverändert ausgeschieden, daneben findet sich im Ham eine nicht bestimmbare Menge Tropin sowie sehr
kleine Mengen einer unbekannten Base. Die Gesamtmenge aller Basen beträgt etwa die Hälfte des eingeführten Atropins.
3. Der Kaninchenorgenismus vermag Tropin in nicht un- bedeutender Menge zu verbrennen. Auch verfütterte Tropa- skure verschwindet zum Teil im Organismus. Das Verschwinden des Atropins dürfte so zu erklären sein, daß es zunächst ver- seift wird und die Komponenten oxydiert werden. .
4. Bei der Harnfäulnis wird ein Teil des Atropins ge- spalten. a |
Beiträge zur Kenntnis der Atropinresistenz des Kaninchens.
Nach gemeinschaftlich mit Dr. G. Fickewirth angestellten Versuchen mitgeteilt von A. Heffter.
(Aus dem pharmakologischen Institut der Universität Berlin.) (Eingegangen am 21. Februar 1912.)
Es ist bekannt, daß viele Tiere gegen gewisse Pflanzen- gifte viel weniger empfindlich sind als der Mensch. Man pflegt in solchen Fällen von Immunität zu reden. Es scheint aber ratsam, diese Bezeichnung auf die „antigenen“ Gifte zu be- schränken und die geringere Empfindlichkeit für die Wirkungen nichtantigener Gifte als Toleranz oder Resistenz zu bezeichnen.
Bei der Resistenz höherer Tiere gegen Giftwirkungen muß unterschieden werden die Resistenz gegen nicht tödliche Mengen, die sich in dem fehlenden oder abgeschwächten Auftreten ge- wisser Organwirkungen zu erkennen gibt, und die Resistenz gegenüber Gaben, die bei einer anderen Tierspezies sicher töd- lich sind.
Als eins der bekanntesten Beispiele einer derartigen Tole- ranz gilt das Verhalten gewisser Herbivoren gegenüber dem Atropin. Wiederholt, zuletzt von Lewin?), ist gezeigt worden, daß man Kaninchen längere Zeit mit Tollkirschenblättern füttern kann, ohne außer mäßiger Pupillenerweiterung auffallende Ver- änderungen zu beobachten. Ahnliches will man auch bei Schafen, Ziegen und Meerschweinchen gesehen haben. Diese Resistenz ist natürlich keine absolute, wie man schon lange weiß, und sie ist auch nicht, wie Lemattre®) wollte, nur auf die stomachale Applikation beschränkt. Denn auch bei suboutaner Einspritzung
1) Lewin, Deutsche med. Wochenschr. 1899, 87. 2) Arch. génér, de méd. 1864, Juli-August.
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A. Hefter: Atzopinresistenz des Kaninchens. 49
vertragen Kaninchen ungewöhnlich große Dosen, ohne Ver- giftungserscheinungen zu zeigen. An Erklärungsversuchen dieser merkwürdigen Erscheinung hat es nicht gefehlt. Daß ihre Ur- sache nicht in einer besonders schnellen Ausscheidung des Giftes zu suchen ist, hat schon Herrmann!) gezeigt, denn eine Unter- bindung der Nierengefäße verstärkt die Wirkung des Atropins bei Kaninchen nicht. |
Nach Calmette?) sollen die Leukocyten. das Atropin fest- halten und verhindern, daß es zu den giftempfindlichen Organen hingelangt, eine Hypothese, deren Unhaltbarkeit Ellinger®) erwiesen hat.
Die von Albertoni*) formulierte Annahme einer cellularen Resistenz, d. h. einer geringeren Erregbarkeit der nervösen Ele- mente bei den gegen Atropin empfindlichen Tieren, bezieht sich wesentlich auf die Abschwächung der Wirkungen auf gewisse Funktionen, nicht auf die Resistenz gegenüber der tödlichen Dosis, die nach dem genannten Forscher bei Kaninchen und Hund ungefähr gleich sein soll.
Neuerdings hat Fleischmann’) gezeigt, daß dem Kanin- ohenblut oder -serum eine ziemlich bedeutende entgiftende Wirkung für Atropin zukommt, und daß ferner das Entgiftungsvermögen des Blutes verschiedener Tierarten der natürlichen Resistenz der Tiere gegen Atropin zu entsprechen scheint. Demnach würde diese Eigenschaft beim Kaninchen nicht cellular sein.
Gelegentlich der in der vorhergehenden Abhandlung ge- schilderten Untersuchungen haben wir einige Beobachtungen ge- macht, die, wie mir scheint, sich auf Grund der Fleischmann- schen Befunde erklären lassen und für die Richtigkeit dieser Anschauungen sprechen.
Zunächst hielten wir es für notwendig, die sioher tödlichen Atropingaben bei verschiedener Applikation zu bestimmen, da hierüber nur wenige und unbestimmte Angaben vorliegen.
2) Lehrb. d. experim. Tozikol. 1874, 8. 336 f.
з) Jubiläumsband zur Feier des 50 jährigen Bestehens der Société de Biologie 1899.
8) Zeitschr. f. Biol. 24, 228, 1901.
. 4) Arch. f. experim. Pathol. а. Pharmakol. 15, 268, 1882.
5) Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 63, 518, 1910; Zeitschr. f. klin. Med. 78, Heft 3/4.
Blochemische Zeitschrift Band 60. ` 4
50 A. Heffter:
Die suboutan verabreichte tödliche Dosis ist für das Kanin- chen nach Falck?) höher als 0,7 pro Kilogramm, während nach Cloötta®) 0,5 „meist letal“ sind. Für den Hund fand Heubach?) suboutan 0,136 Sulfat pro Kilogramm in sechs Dosen innerhalb 25 Stunden tödlich, während Falck 0,196 als tödliche Dosis bezeichnet. Nach Cloötta°) sind subcutan für Katzen 0,03 pro Kilogramm die kleinste tödliche Gabe, während Hunde „eher etwas mehr‘ als Katzen vertragen sollen. Daß nach Albertoni die letale Dosis beim Kaninchen fast die gleiche sein soll wie beim Hunde, wurde schon oben erwähnt.
Tabelle I. Versuche an Kaninchen. a) Darreichung per ов.
Gewicht e | —. des Tieres | Atropinsulfst Bemerkungen — überbaupt) pro kg
Vermiad. Nahrungsaufnahme, } herabgesetzteHarnsekretion. Wie oben, am 2. Tage Läh- mungssymptome. od am 3. Tag durch Atemlähmung. үке nach 24 Stunden unter
Lähmungserscheinungen.
чо
4,200 3,570 b) Subcutane Darreichung. 8 2070 1,038 0,5 Lähmungserscheinungen. Blei- 9 1790 1,039 0,6 } Leben.
0 1970 1,280 0,65 Nach 10 Minuten zunehmende Lähmung. Tod nach zwei Stunden unter Kräm fen.
11 2835 1,985 0,70 Ebenso. Tod nach 26
о) Intravenöse Darreichung. 12 1270 0,0635 | 0,050 | Krämpfe. Erholung. 13 ? ? 0,050 | Ebenso. 14. 1600 0,109 0,068 | Krämpfe. Tod nach 15 Sek. 15 1360 0,095 0,070 | Krämpfe. Tod nach 12 Sek. 16 1305 0,0915 0,070 | Krämpfe. Erholung. | 17 1320 0,0925 0,070 | Ebenso. 18 1380 0,0995 | 0,072 | Ebenso. 19 1255 0,0930 0,074 | Tod nach 10 Sek.
1) Lehrb. d. prakt. Toxikol. Stuttgart 1880, 8. 251.
2) Arch. f. experim. Pathol. u. Phbarmakol. Schmiedeberg-Fest- schrift 1908, 8.121.
з) Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 8, 47, 1878.
Atropinresistenz des Kaninchens. 51
Aus den in дег obigen Tabelle angeführten Zahlen ergibt sich, daß die letale Dosis pro Kilogramm Kaninchen
bei stomachaler Darreichung . . 1,4 bis 1,5 „ subcutaner S . . 0,65 „0,7 „ intravenöser n . . 0,068 „ 0,074
Atropinsulfat beträgt.
Bei der Betrachtung dieser Zahlen ist besonders das Ver- hältnis zwischen der subcutanen und intravenösen Dosis auf- fällig. Während die letalo stomachale Menge wenig mehr als das Doppelte der subcutanen beträgt, ähnlich wie es Maurel?) für andere Alkaloide (Chinin, Coffein, Strychnin) fand, ist das Verhältnis zwischen der subcutanen und intravenösen Dosis auffallend groß. Die bei Einspritzung in die Venen tödliche Menge ist zehnmal kleiner als die bei subcutaner Appli- kation, während Maurel sie beim Coffein und Strychnin 1 bis 2 mal und nur beim Chinin 7 mal kleiner fand.
Bei der Feststellung der intravenös tödlichen Menge zeigte sich noch eine wichtige Tatsache. Wie die Tabelle ergibt, sind einige Tiere nach Mengen von 68 und 70 mg pro Kilogramm gestorben, während andere die gleichen Mengen, ja sogar 72 mg ertragen haben. Zu diesen Versuchen haben wir 2 bis 5°/,ige Lösungen verwendet, von denen entsprechend große Volumina injiziert wurden. Dabei konnte die Injektion nicht immer mit der gleichen Schnelligkeit vor sich gehen. Hierin ist die Ursache des verschiedenen Verlaufs der Versuche zu suchen. Wählt man konzentrierte Lösungen, von denen nur kleine Volumina zu injizieren erforderlich sind, so erhält man gleichartige Er- gebnisse, wie folgende Versuche zeigen, bei denen eine 33,33*/ ige Lösung von Atropinsulfat verwendet wurde.
Versuch 20. Kaninchen, 1350 g, erhält 0,2 com in die Ohrvene == 0,06677 = 0,049 Atropinsulfat pro Kilogramm.
Krämpfe. Erholung. i Versuch 21. Kaninchen, 2270 g, 0,2 ccm = 0,1334 — 0,059 g Atropinsulfat pro Kilogramm. Krämpfe. Tod nach 10 Sek.
Versuch 22. Kaninchen, 1610 р, 0,3 com = 0,100 = 0,062 g
Atropinsulfat pro Kilogramm. Tod nach 8 Sek.
1) Compt. rend. Soc. Biol. 66, 782, 1909. 4*
БӘ i A. Hofiter:
Wenn die tödliche Menge sehr rasch ins Blut gelangt, so erfolgt der Tod sicher bei der gleichen Dosis. Darauf, daß in diesen beiden Versuchen die tödliche Dosis niedriger gefunden wurde, ist kein Gewicht zu legen, da die genaue Abmessung einer so konzentrierten Lösung sehr schwierig ist.
Bevor wir die Abhängigkeit der Wirkung von der Kon- sentration der Lösung und der Geschwindigkeit der Injektion besprechen, wollen wir unsere Versuche am Hunde und dessen Empfindlichkeit gegenüber letalen Dosen kurz schildern. |
Tabelle II. Versuche an Hunden. a) Suboutane Darreichung.
Gewicht . Versuchs- Atropinsulfat des Tieres Bemerkungen nme з _ jüberhaupt! pro kg | 23 2750 9,600 0,222 | Heiserkeit, Erbrechen, Parese, | Trismus, Коп. Krämpfe, Er- holung. 24 5700 1,710 0,297 | Wie oben. 4 Моп, Krampf- | anfälle, Erholung. О 25 7720 3,100 0,401 | 3 heftige Krampfanfälle, Im | 3. Anfall Tod 3 Std. nach der Injektion. 96
3100 1,550 0,5 Nach 1 Stunde beginnende Kräm
b) Intravenöse Darreichung.
в | sso | 000 | oor | Tod unter Sne im Hin Diese Ergebnisse sind nach zweierlei Richtungen bemer- kenswert. Sie zeigen zunächst, daß bei suboutaner Zufuhr des Giftes hinsichtlich der tödlichen Gaben der Hund etwa um das Doppelts empfindlicher ist als das Kaninchen, daB sich die be- kannte Resistenz des Kaninchens also auch bei dieser Appli- kationsform bemerklich macht. Dagegen ergibt sich, daß bei intravenöser Zufuhr die tödliche Dosis für beide Tier- arten gleich groß ist und von einer geringeren Empfindlich-
keit des Kaninchens nichts wahrzunehmen ist. Schon bei der Feststellung der Dosis, die bei intravenöser Einspritzung für das Kaninchen tödlich ist, war uns aufgefallen, daß bei langsamer Injektion trotz auftretender Krämpfe die
Atzopinresistens des Kaninohens. 58
Tiere größere Mengen vertrugen, ohne zu sterben, als bei rascher Zufuhr. Folgende Versuche lassen das deutlich erkennen.
=. Versuch 29. Kaninchen, 12% g schwer, erhält in die Vena jugularis innerhalb 27 Minuten langsam 14,8 com einer 1°/ igen Atropinsulfatlösung = 0,148 Atropinsulfat == 0,121 g pro Kilo- gramm (das 1,7fache der tödlichen Dosis). Totale Lähmung, ist binnen 1 Stunde gänzlich erholt und frißt.
Versuch 30. Kaninchen, 1350 g schwer, erhält innerhalb von 14 Minuten intravenös 14,8 com derselbeu Lösung == 0,148 g Atropinsulfat = 0,109 pro Kilogramm (1, Bache tödliche Dosis). Bleibt am Leben.
Versuch 31. Kaninchen, 1450 g schwer, erhält innerhalb von 25 Minuten 16,6 com derselben Lösung = 0,166 Atropin- sulfat = 0,114 pro Kilogramm (1,6 fache tödliche Dosis). Das Tier stirbt nicht und wird nachher durch Verbluten getötet.
. Es wird also intravenös die 1,5 bis 1,7 tödliche Dosis er- . tzagen, wenn die Zufuhr auf 14 bis 27 Minuten verteilt wird. Hierdurch ist es auch zu erklären, daß bei subcoutaner Zufuhr, also bei allmäblicher Zunahme des Atropingehaltes des Blutes, das Kaninchen erheblich größere Mengen als der Hund verträgt.
Das durch die Untersuchungen Fleischmanns und Cloöttas festgestellte Entgiftungsvermögen des Kaninchen- serums, das dem Hundeserum abgeht, zeigt den Weg, auf dem der Kaninchenorganismus allmäblich in das Blut übergehende Atropinmengen unwirksam zu machen imstande ist. Diese Einrichtung versagt naturgemäß dann, wenn die Atropinkonzen- tration im Blut bei intravenöser Injektion so rasch erhöht wird, daß die giftempfindlichen Zellen geschädigt werden, ehe der entgiftende Bilutbestandteil wirken kann. Hierdurch erklärt sich, daß die Atropinresistenz des Kaninohens gegenüber dem Hunde bei Einspritzung in den Kreislauf nicht zum Ausdruck kommt, Sie mscht sich um so stärker bemerklich, je lang- samer die Resorption des Gifts stattfindet, also besonders bei interner und suboutaner Darreichung. Hier ist bei dem all- mäbliohen Übertritt ins Blut durch dessen entgiftende Eigen- schaft ein gewisser Schutz gegen das Anwachsen bis zur tödlichen Konzentration gegeben.
Welcher Art der ist, der sich im Blut und nach Cloötta auch in der Leber abspielt, wissen wir
54 | A. Heffter:
nioht. Nach den Ergebnissen der in der vorstehenden Arbeit mitgeteilten Versuche darf man. woll vermuten, daß es sich um eine Abspaltung von Tropin, also einen Verseifungs- prozeß, handelt. |
Die entgiftende Wirkung des Kaninchenserums ist ja an sich ‚ nicht allzu groß. Nach Fleischmanns letzten Angaben!) ent- giftet 1 ccm 0,1 mg vollständig in etwa 20 bis 30 Minuten. Demnach würden im Blute eines. 1500 g schweren Kaninchens — die Blutmenge zu !/,, des Körpergewichts, das Serum zu 3/, der Gesamtblutmenge berechnet == 50 g — nur б mg Atropin unwirksam gemacht werden. Wie aus den vorher zitierten Versuchen bervorgeht, verträgt aber das Kaninchen bei lang- samer intravenöser Injektion wesentlich größere Mengen über die als letal festgestellte _ a hinaus. Es müssen also noch andere Einrichtungen bestehen, die neben der Zerstörung im Blute dem Ansohwellen zur tödlichen Tonzentration entgegen wirken. Wir wissen, namentlich durch die Untersuchungen von Heymans und seiner Schüler, daß manche Gifte sehr rasch sus dem Blute verschwinden. Wir baben nachgesehen, ob das auch beim Atropin der Fall ist. Das Kaninchen im Versuch 31 wurde sofort nach der Atropininjektion verblutet und die im Blut und einigen Organen vorhandene Atropinmenge bestimmt. Die Methode war die gleiche, die in unserer vorhergehenden Mitteilung beschrieben isi. Es wurden wiedergefunden:
508g But. ........ 0,009 Atropin 4g Ham ........ 0,004 - 108g Мегеһп........ 0003 „ 42 д Leber ........ 0,010 „ Sg Lunge ... 2.2.2... 0,008 „, 95 g Magen u. Inhalt. . . . 0,009 ,, 170 g Darm u. Inhalt . . . . 0,018 „
560g Muskeln . ...... nur qualitativ
nachweisbar
Die Blutmenge des 1450 g schweren Kaninchens dürfte nach der gewöhnlichen Schätzung etwa 72 g betragen haben. Das würde einem Atropingehalt von 0,013 im Gesamtblut ent- sprechen. Kontrollbestimmungen mit Blut, dem bekannte Mengen
1) Arch. f. klin. Med. 78.
Atropinreaistens des Kaninchens. 56
Atropin zugesetzt worden waren, lehrten, daß durchschnittlich 80°/, des Alkaloids wiedergefunden werden konnten. In An- betracht dieses Analysenfehlers würde die im Blute vorhandene Atropinmenge auf ungefähr 0,016 zu schätzen sein. Das ent- spricht dem zehnten Teil der in die Vene gespritzten inenge. Wie die in den Organen gefundenen Werte zeigen, erfolgt beim Atropin der Übertritt in die Gewebe mit einer sehr großen Ge- schwindigkeit. Dieser Vorgang, der auch bei der Injektion der Kalisalze!) und wahrscheinlich bei vielen anderen Giften bei langsamer Injektion entgiftend wirkt, gewinnt natürlich erst in Verbindung mit der dem Kaninchenorganismus eigenen Fähig- keit, Atropin unwirksam zu machen, Bedeutung für die ange- borene Resistenz.
Zusammenfassung.
1. Es werden die tödlichen Atropinmengen am Kaninchen für stomachale, suboutane und intravenöse Darreichung fest- gestellt. Dabei ergibt sich ein auffallend großer Unterschied zwischen der subcutan und der intravenös tödlichen Dosis. Diese ist etwa 10 mal kleiner als jene.
2. Aus dem Vergleich mit den für den Hund tödlichen Atropinmengen ergibt sich, daß eine größere Resistenz des Kaninchens nur für die subcutane, nioht aber für die intra- venöse Darreichung besteht. Bei jener ist fast die doppelte Dosis erforderlich, die den Hund tötet. Dieser Unterschied wird zurückgeführt auf die von Fleisohmann nachgewiesene Eigenschaft des Kaninchenblutes, Atropin zu entgiften.
3. Ев wird gezeigt, daß das in den Kreislauf injizierte Atropin sehr rasch durch Übertritt in die Gewebe aus dem Blute verschwindet.
1) Tetons Hald, Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 53, 227, 1905.
Über die Resorption von Arzneimitteln aus Salben bei Anwendung verschiedener: Salbengrundlagen. Von F. Sauerland. (Aus dem pharmakologischen Institut der Universität Berlin.) (Zingegangen em 21. Februar 1912.) Mit 4 Figuren im Text.
Die Frage der Resorptionsfähigkeit der menschlichen Bpi- dermis für Arzneistoffe ist schon mehrfach Gegenstand experi- menteller Untersuchungen gewesen. Versuche, die in dieser Richtung unter Anwendung von Salben gemacht worden sind, heben aber bisher zu einem übereinstimmenden Resultat nicht geführt. Man huldigt im allgemeinen der Anschauung, daß aus Fettsalben chemische Stoffe besser resorbiert werden, als aus Paraffin- und Giycerinsslben. Versuche hierüber haben aber gezeigt, daß unter Umständen das Gegenteil richtig ist.
Nimmt man als Maß der Resorptionsfähigkeit der Haut für den wirksamen Bestandteil einer Salbe dessen quantitatives Verhalten bei der Ausscheidung im Harn, so ist man bei der Wahl der Arzneistoffe zu derartigen Versuchen auf Körper angewiesen, die einerseits ohne Schädigung der Epidermis re- sorbiert werden, andererseits im Harn qualitativ oder quanti- tiv leicht nachweisbar sind. Als solche haben sich auf der einen Seite bisher nur Jothion, auf der anderen Seite Salioyl- säurepräparate erwiesen, da bei Jod und Salicylsäure PER Methoden für den Harnnachweis existieren.
Zwar ist die Frage der Resorption von Jod aus Jod- kalisalben durch die menschliche Epidermis eingehend zuerst von Lion!) und dann von Hirschfeld und Pollio*) mit ver- schiedenen Grundlagen unsersucht worden. Es ergab sich ein wesentlicher Unterschied zwischen Vaselin-- Vasogen- und Schweinefettsalben einerseits, und Lanolin-, Resorbin- und Adeps
1) Lion, Die Resorptionsfähigkeit des Jodkali aus verschiedenen Salbengrundlagen. Festschr. f. Kaposi 1900, S. 653.
2) Hirsohfeld und Pollio, Über die Resorption von Jod aus Jodkalisalben. Arch. f. Dermatol. u. Syphilis 72, Heft 2, 163, 1904.
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— —
У, Sauerland: Resorption von Arzneimitteln aus Salben. 57
Lanae-Salben andererseits, Bei Lanolinselben fiel der Jod- nachweis im Harn und Speichel stets negativ aus. Später hat Fauconnet?!) Versuche mit anderen Salbengrundlagen unter- nommen und gefunden, daß FHetron-Jodkalisalben sich wie Lanolinsalben verhalten, während Naphthalan, Ungt. refrigerans, Ungt. Glyoerini, Cereum und Ceratum cetacei die Jodresorption begünstigen. Dooh liegen hier verwiokelte Verhältnisse vor, da, wie Heffter?) bewiesen hat, nicht Jodkali als solches re- sorbiert wird, sondern zunächst eine Spaltung des Jodkaliums auf der Haut durch Peroxyde, die im Talgdrüsensekret entstehen, stettfindet und erst dann freies Jod zur Resorption gelangt.
Für den einfachen Vorgang einer Resorption kommen wesentlich die Jothion-Versuche von Wesenberg’) in Betracht. Diese betroffen einerseits die Resorption des reinen Arznei- mittels, andererseits Mischungen mit Alkohol und mit Launo- linum anhydrium. Die Applikation auf die Haut wurde im letzten Falle in mehreren Versuchstagen täglich wiederholt, die Ausscheidung nach der von Anten*) bei seinen Resorptions- versuchen mit Jodkeli nach interner Darreichung verbesserten Methode für den Jodnachweis im Harn täglich nur einmal be- stimmt. Als Resultat ergab sich, daß Jothion bis zu etwa 60°/, von der Haut aus zur Resorption gelangen kann. Eine genauere Beobachtung des zeitlichen Ausscheidungsverlaufes bei Anwendung von Salben wird bei Wesenberg aber vermißt.
Auch spätere Arbeiten wie die von В. Lipschütz’) und Nagelschmidt®), und die Arbeit von Sophie Lifschitz’),
2) Fauconnet, Zur Kenntnis der Resorptionsvermögen der nor- malen und kranken Haut und der Vaginalschleimhaut für verschiedene Salbengrundlagen und für wäsuerige Lösungen (mit spezieller Berück- sichtigung der Jodkalisalben). Deutsches Archiv f. klin. Med. 86, 317.
£) Heffter, Bemerkungen zu der Arbeit von Hirschfeld und Pollio.. Arch. f. Dermatol. u. Syphilis 72, Heft 2.
з) Wesenberg, Die peroutane Jodapplikation. Therap. Monatsh. 19, 199, 1905.
- 4) Antèn, Über den Verlauf der Ausscheidung des Jodkaliums im Harn. Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 48, 331, 1902.
5) В. Lipsohütz, Über outane Darreichung von Jodpräparaten. Arch. f. Dermatol. u. Syphilis 74, 265, 1905.
в) Nagelsohmidt, Über die Resorption und klinische Anwendung von Jothion. Therap. Monatsh. 23, 485, 1909.
т) Sophie Lifschitz, Über die Jodausscheidung nach großen Jodkaliumdosen und bei соќапег Applikation einiger Jodpräprarate. Aroh. f. Dermatol, u. Syphilis 75, 353, 1905.
58 F. Sauerland:
die nach Antens Methode den Harn täglich nur einmal unter- suchte, lassen ein Urteil über die Zeit- und Mengenverhält- nisse bei der Resorption aus verschiedenen Balbengrundlagen nioht zu.
Salicylsäureverbindungen wurden schon eher als Jod- präparate bei percutanen Resorptionsversuchen in Salben auf die Haut appliziert. Be hat Bourget?) bereits 1893 Versuche mit Salicylsäuresalben gemacht. Seine analytische Methode des Balioylsäurenschweises im Harn ist aber sehr umständlich und nur für die Untersuchung des ganzen Tagesharnes, wie sie Bourget ausführt, zu verwenden. Seine Resultate bei Be- nutzung verschiedener Salbengrundisgen ergeben ein Zurück- stehen des Vaselins und Olyoerins gegenüber den fetten Balben- grundlagen. Da Acidum salicylicum verwendet wurde, blieb eine Reizung der Haut nicht aus. Ein einwandfreies Urteil über die Resorptionsverhältnisse bei verschiedenen Salben- körpern läßt sich daher aus Bourgets Versuchen nicht ableiten.
In neuerer Zeit hat Impens?) Versuche mit einigen Bali- oylsäureestern gemacht und unter Verwendung einer einfacheren Methode als seiner Zeit Bourget festgestellt, daß der Mono- giykolester der Salioylsäure, das Spirosal, am besten von der menschlichen Haut (zu 15,9°/,) resorbiert wird. Salbengrund- lagen wurden aber nioht verwendet, und nur die Tagesharne analysiert, | | |
Um besser als die angeführten Voruntersucher zu einer einwandfreien Beurteilung der Zeit- und Mengenverhältnisse bei der Resorption von Arzneistoffen aus Salben unter Verwendung verschiedener Salbengrundlagen zu gelangen, unternahm ich es daher auf Veranlassung von Herrn Geh.-Rat Heffter, an der menschlichen Epidermis die peroutane Resorption zu untersuchen.
‚ Es kamen entsprechend den weniger guten Resorptions- verhältnissen anderer Stoffe und der Schwierigkeit ihres Nach- weises im Harn nur 2 Versuchsreihen in Betracht: Versuche mit Jodpräparaten und mit Salicylsäureverbindungen. Bei den
1) Bourget, Über die Resorption der Salioyleäure durch die Haut und die Behandlung des akuten Gelenkrheumatismus, Therap. Monatsh, 7, 531, 1803.
2) Impens, Über die poroutano Resorption einiger Ester der Sali- oylsäure. Arch. f. d. ges. Physiol. 120, 1, 1907.
Resorption von Arzneimitteln aus Salben. | 59
Versuchsreihen standen genügend empfindliche Methoden für den Harnnachweis zur Verfügung.
Bei der Wahl der einzelnen Mittel mußte darauf Wert gelegt werden, daß eine Hautreizung bei Applikation als Salbe nicht eintrat, was Bourget unterlassen hatte, um die Re- sorption durch entründete Epidermis nicht zu alterieren und die Versuche vergleichbar zu machen. Es kam deshalb als Jodpräparat nur Jothion zur Anwendung, dessen Unschäd- lichkeit für die menschliche Epidermis, von Wesenberg auch für das unverdünnte Präparat behauptet wird. Zu gleicher Zeit aber wies Sophie Lifsohitz nach, daß 50°/,ige Jothion- lanolinsalben unter Umständen noch Reizung verursachen können, während bei Anwendung 25°/,iger Salben eine Haut- . aflektion stets ausblieb.
Von den Salioylsäureverbindungen waren als nicht haut- reizend Methylium salioylicum und Spirosal anzusehen (Impens). Das therapeutisch selten angewendete Saligenin wurde in 2 Versuchen in derselben Weise benutzt, aber wegen seiner irritierenden Wirkung auf die Haut später aufgegeben.
Als Salbengrundiagen sollten untereinander verglichen werden nur die praktisch am häufigsten verwendeten Präparate Adeps suillus, Vaselinum flavum americanum, Adeps Lanao cum aqua.
Um einen Vergleich des zeitlichen Verlaufes der Resorption sus verschiedenen Salbengrundlagen unter gleichzeitiger Be- Obschtung der Mengenverhältnisse ап der Hand des Ausschei- dungsverlaufes anstellen zu können, mußten folgende Versuchs- bedingungen erfüllt werden:
1. Gleiche Konzentration sämtlicher Salben. Diese wurde zu 25°/, gewählt. |
2. Applikation gleicher Salbenmengen, godur eine gleich große Resorptionsfläche zustande kam. Es wurden stets 3 g aufgetragen.
3. Gleiche Zeitdauer der Resorption. Die Salben blieben genau 24 Stunden liegen.
4. Möglichst genaue Beobachtung der Zeit- und Mengen- verhältnisse in jeder Phase des Versuches. Es wurde daher der Harn 2stündig gelassen und auf seinen Gehalt an Jod bzw. Salioylsäure quantitativ untersucht. |
60 | F. Sauerland:
Die Versuchsanordnung gestaltete sich folgendermaßen: Die oben angeführten Arzneimittel wurden vor jedem Versuch frisch mit einer der 3 Grundlagen als 25°/,ige Salben an- gerieben und in der Menge von 3 g auf die Haut mit einem Spatel ohne Druck so dünn wie möglich aufgetragen. Über der Salbe wurde ein Ocolusivverband mit Mosetig-Battist an- gelegt. In allen Versuchen wurde der Verband am 1. Ver- suchstage morgens 6 Uhr nach Entleerung des Nachtharnes angelegt und genau 24 Stunden liegen gelassen. Mit Ausnahme des letzten Versuchs (Saligenin und Vaselin) war die Epidermis in allen Fällen gegenüber der normalen vollkommen unver- ändert. Die Stelle des Verbandes wurde bei Verbandabnahme mit Wasser und Seife vorsichtig gereinigt und getrocknet.
Die Harnuntersuchung wurde in der Regel in Pausen von
2 Stunden, beginnend um 8 Uhr morgens vorgenommen, mit einer Sstündigen Pause in der Nacht. Die Versuche sind sämtlich Selbstversuche.
A. Versuche mit Jodsalben. і. Analytische Methode.
-Zur Bestimmung der erwarteten kleinen Jodmengen im Harn wurde die von Anton verbesserte Baumannsche Methode benutzt. Dieses co- lorimetrische Verfahren gestattet, noch Bruchteile von Milligrammen Jod in wenigen Kubikzentimetern Harn nachzuweisen und eignet sich für Ausscheidungsversuche durch ihre Einfachheit und Kürze. In mehreren Vorversuchen konnte ich mich von ihrer Genauigkeit überzeugen. Dee allgemeine Gang der Methode (das Genauere siche bei An te n) ist folgender;
Nach Veraschung einer abgemessenen Harnmenge mit Kaliumhydrat und Salpeter, Lösung des Rückstandes in Wasser und Filtration wird aus der ev. entspreohend verdünnten Aschenlösung in einer der be-
sonders für diesen Zweck konstruierten Schütteltrichter (Howald?) mit
verdünntem H,SO, das Уса in Freiheit gesetzt. Man setzt 10 eem Schwefelkohlenstoff hinzu, der das Jod unter Rotfärbung aufnimmt. In einem zweiten gleichgroßen Schütteltrichter werden eine der Menge des Harnaschenfiltrates entsprechende Quantität einer gesättigten Na- triumsulfatlösung, ferner je 10 Tropfen verdünnten H SO, und einer
1% /,igen Natriumnitrit-Lösung sowie 10 осш Schwefclkohlenstoff vereinigt опа mit so viel 0,2°%/, „iger Jodkaliumlösung aus einer Bürette versetzt, daß in beiden Sohütteltrichtern Farbengleichheit entsteht. Mehr als 2 mg Jod in 10 eem Schwefelsunlenstoff dürfen nicht miteinander verglichen
1) Howald, Vorkommen und Nachweis von Jod in den Haaren. Zeitschr. f. pbysiol. Chem. 23, 209, 1897.
Resorption von Arzneimitteln aus Salben. 61
werden, da die Rotfärbung bei größeren Jodmengen eine su intensive wird, so daß Farbengleichheit für das Auge bereits eintritt, ehe die Jod- mengen in den beiden Zylindern einander gleich sind.
2. Versuche. | Es wurde verwendet das im Handel befindliche Jothion (Bayer, Elberfeld), Dijodisopropylalkohol, CH, J.CH(OH).CH, A, mit 80°), Jod. Mit 3 g 25°/,iger Salbe waren also im ganzen 600 mg Jod aufgetragen. Die Tabellen enthalten die Harnmengen von 2 zu 2 Stunden mit Sstündiger Nachtpause, die durch Analyse gefundenen Milligramme Jod und die auf die aufgetragene Menge von 600 mg Jod berechneten Prozente.
Versuch 1. Jothion und Adeps suillus. 11. V. bis 12. V. 1911, linker Oberarm.
2 4 6 8 10 12 14 16 24 28 28 30 32 34 36 38 40 48 50 52 54 56 58 60 84 108
созот ii ZZ Pausen 6stündig.
62 | F. Sauerland:
Versuch 2. Jotbion und Adeps Lanao. 22. V. bis 23. V. 1011, linker Oberarm.
Nach 178 Sta. | Гл | 18,08
Versuch 3. Jothion und Vaselin. 12. VI. bis 13. VI. 1911, rechter Oberarm.
Jod Stunden me aufgetragene Monge осш mg Die 2 90 0,83 0,14 4 198 1,29 1,22 6 126 13,91 8 174 12,41 2,07 10 123 18,08 3,01 12 123 21,70 3,62 14 96 16,93 16 18 13,49 2,25 2А 161 35,50 5,92 30 487 57,35 9,53 36 493 16,33 2,72 48 396 14.57 2,43 54 166 4,23 0,71 72 855 SE 021 7 1 78 678 =» e 84 230 = нан
Nach 84 Std. 239,05 | 39,83
— — —— = —
Eure.
Resorption von Arfeimitteln aus Salben. 63
Bei Verbandabnahme war die Haut in allen 3 Versuchen vollkommen unverändert,
Im ganzen wurden RN, bei:
1. Adeps suillus
nach 60 Stunden 158,77 mg == 26,49°/, Jod. 2. Adeps Lange
nach 78 Stunden 108,36 mg == 18,08°/, Jod. 3. Vaselin
nach 72 Stunden 239,05 mg -+ 39,83°/, Jod.
Um dem Leser eine bessere Übersicht über die in den einzelnen Versuchen in gleichen Zeiten ausgeschiedenen Mengen за geben, sind in der folgenden Tabelle die Ausscheidungs- mengen der 3 Versuche von 6:6 Stunden, bzw. wenn eine Analyse nach 6 Stunden nicht gemacht war, von 6:12 Stunden nebeneinander angegeben.
Jod Stunden Adeps suillus Varelin Adeps Lanse mg mg mg
6 12 22,03 12,72 12 61,47 14,22 30 24 93,76 140,14 59,55 30 130,43 197,49 16,66 36 146,17 213,82 86,07 48 1 99,00 54 157,82 232,02 103,04 60 158,77 237,80 104,90 72 — 239,05 107,91 D — — 108,36
Man ersieht daraus, daß das Verhältnis von Vaselin zu Lanolin und Schweinefett in jedem Falle zugunsten des Vaselins ausfällt. Es wurde bei Vaselin annähernd die 2,3fache Menge des Lanolins in gleichen Zeiten ausgeschieden. Man muß hier allerdings von den Zahlen der ersten 6 Stunden absehen. Gegenüber dem Schweinefett wurde durch Vaselin in gleichen Zeiten die 1,öfache Menge zur Ausscheidung gebracht. Ver- gleicht man Schweinefett und Lanolin, so ergibt sich eine Überlegenheit des ersteren, etwa in demselben Maße wie bei Vaselin: Sohweinefett, da etwa die 1,öfache Menge beim Schweinefettversuch in gleichen Zeiten ausgeschieden wurde,
64 F. Sauerland:
auch hier abgesehen von den Zahlen der ersten 6 Stunden. Denselben Unterschied ergeben nun auch die Endresultate der Versuche 1 bis 3, da ja das Ende der Ausscheidung praktisch überall auf den gleichen Zeitpunkt fällt.
1. Adeps suillus == 26,49 >< 1,5 ergibt 39,74, d. i. annähernd die Prozentmenge des Vaselins (39,83°/,).
2. Adeps Lange = 18,08 >< 2,3 ergibt 41,58, d. i. annähernd die Prozentmenge des Vaselins (39,83°/,).
3. Адере Lange = 18,08 >< 1,5 ergibt 27,12, d. i. annäbernd die Prozentmenge des Adeps suillus (26,49*/,).
Über die zeitlichen- und Mengenverhältnisse der Aus- scheidung orientiert untenstehende Kurve, die alle 3 Ver- suche nebeneinander graphisch darstellt. Die Zeit ist in zwei- stündigen, den Analysen entsprechenden Zwischenräumen auf der Ahzissse und die Milligramme sind auf der Ordinate auf- getragen. In den 8stündigen Nachtpausen bzw. den 6stün- digen Tagespausen des 2. Versuchstages bei den Versuchen 2 und 3 sind die, in 2stündigen Pausen in die Kurve ein- gezeichneten Milligrammwerte gefunden durch ensprechende Division der, nach diesen Pausen analytisch gefundenen Zahlen. Dadurch erhalten die Kurven allerdings an diesen Stellen ein nicht ganz dem wirklichen Ausscheidungsverlauf entsprechendes Aussehen. |
Resorption von Armeimitteln aus Salben. 65
Aus den 3 Kurven ist erstens übereinstimmend ein doppel- tes, auf gleiche Zeiten fallendes Maximum der Ausscheidung, liegend bei 10 bis 12 und bei 26 bis 30 Stunden zu ersehen. Dazwischen liegt die Nachtpause des 1. und 2. Tages mit einem, in allen 3 Fällen vorhandenen tiefen Minimum bei 20 Stunden. Nach dem 2. Maximum fallen alle 3 Kurven zur Horizontalen fast genau übereinstimmend ab, so daß nach 62 Stunden die Ausscheidung „praktisch“ in allen 3 Fällen beendet ist. Im ganzen fällt dann noch die ähnliche Form der 3 Kurven untereinander auf.
Zweitens sieht man aus der Kurvenhöhe, die proportional der ausgeschiedenen Menge ist, das Prävalieren des Vaselins, das Zurückstohen des Lanolins, wie es die Tabelle zahlenmäßig angab. Е
Die Dauer der Ausscheidung des Jothions wird durch die verschiedenen Salbengrundiagen kaum beeinflußt. Sie beträgt etwa 62 Stunden und ist bei Lanolin am größten (78 Std.), bei Schweinefett am kleinsten (60 Std.). Dazwischen steht Vaselin (72 Std.).
Der Beginn der Ausscheidung liegt bei allen 3 Salben- grundlagen innerhalb der 2 ersten Stunden.
В. Versuche mit Salicylpräparaten. 1. Analytische Methode.
Zum quantitativen Nachweis der Salicylsäure im Harn wurde von Bourget ein umständliches Verfahren mit Überführung in Tribrom- pheno! benutzt (Verfahren von Elion): Der angesäuerte Harn wird mit Äther 2mal ausgeschüttelt, der Äther mit 5°/,iger Natronlauge extrahiert, die Lösung eingedampft, der Rückstand mit H,SO, angesäuert. Dann 'setzt man Stärke, Jodkalium und Bromwasser, schließlich schwefligsaures Natron bis zur Entfärbung binzu. Nach Destillation mit Dampfdruck kommt das gebildete Tribromphenol zur Wägung.
Impens verfährt nach der Methode von Freyer, die von Fre- senius und Grünhut modifiziert worden 111).
ln eine salzsaure Bromsalzlösung läßt man unter Umrühren die etwa 1°/,ige Lösung der zu untersuchenden Substanz zufließen, fügt
1) Fresenius und Grünhut, Kritische Untersuchungen über die Methoden zur quantitativen Bestimmung der Sulicylsäure. Zeitschr. f. anal. Chem. 1899, 298.
Biochemische Zeitschrift Band 40. 5
66 F. Sauerland:
nach Bildung des Niederschlages Jodkalium-Lösung hinzu und titriert das ausgeschiedens Jod mit */,„-Natriumthiosulfat-Lösung, unter Beob- achtung bestimmter, von den Verfassern angegebener Vorsichtsmaß-
Diese beiden Verfahren leiden an dem Übelstande, daß sie zu einer größeren Versuchsreihe, wo viele Analysen an einem Tage auszuführen sind, nicht verwendet werden können. Hat man nicht Tagesharne, sondern 2stündige, also kleine Harnmengen, in denen immer nur kleine Quantitäten von Salioylsäure enthalten sind, zu untersuchen, so beein- flussen die relativ großen Fehlerquellen obiger Methoden die Resultate so stark, daß man den genaueren Verlauf der Ausscheidung mit ihrer Hilfe kaum verfolgen kann. Außerdem sind im Harn störende Substanzen, die die Phenolreaktion beeinflussen, niemals sicher auszuschließen.
' Harvey!) beschreibt eine oolorimetrische Methode, die nicht zeit- raubend ist: |
Man schüttelt den Harn mit Äther © mal aus, den Äther mit a/ie- bis ®/s-Natronlauge, neutralisiert und bestimmt coolorimetrisch. nach Zusatz einer 1°/,igen Lösung von Eisenalaun. Bei der Ausführung dieses Verfahrens in mehreren Vorverauchen überzeugte ich mich aber, daß ein genaues quantitatives Arbeiten hiermit nicht möglich ist. Man erhält zum Schluß stets eine mehr oder weniger opake, violette Flüssigkeit, die oolorimetrisch mit klaren violetten Kontrollösungen nicht vergleichbar ist. Dieser Übelstand ist auf den Zusatz der Natronlauge zurückzuführen, die aus dem zugesetzten Eisensalz Ferrohydroxyd ausfällt, selbst wenn genau nach der Vorschrift hinterber neutralisiert wird. Es muß also, um klare Lösungen zu erhalten, die Anwesenheit von ОН Іор in der Verglichslösung umgangen werden. |
Eine Methode, die diesen Übelstand nicht besitzt, ist der qualitative Salicylsäurenachweis im Harn nach Spaeth®). Spaeth vermeidet die ` Benutzung der Natronlauge, indem er den Äther direkt mit der ver- dünnten Eisenalaunlösung ausschüttelt. Störende Stoffe aus dem Harn, die in den Äther beim Ausschütteln übergehen, werden zurückgehalten bei Verwendung eines Gemisches von 3 Teilen leicht siedendem Petrol- äther und 2 Teilen Chloroform. Spaeth verwendet dieses Verfahren aber nicht zur quantitativen Bestimmung, sondern empfiehlt die Freyezsche Methode.
Ich habe nun versucht, den Gedanken, der der quali- tativen Methode von Spaeth zugrunde liegt, zu einem quan- titativen Verfahren zu verwenden, das bei seiner Einfachheit schnell die Ausführung einer größeren Analysenzahl mit not-
1) Harvey, The Analyst 28, 1903; durch Chem. Oentralbl. 2, 397, 1908 u. Pharmazeut. Jahresber. 1608, 289. i
3) Spaeth, Süddeutsche Apotheker-Zeitg. 1906, Nr. 2 u. 3 duroh Pharmazeut. Zeitg. 1906, 118.
Resorption von Arzneimitteln aus Salben. 67
:wendiger Genauigkeit bei geringen Quantitäten von Salicylsäure erlaubt. T |
Das Verfahren gestaltet sich genau folgendermaßen: Eine genau abgemessene Menge Harn (10 oom oder entsprechend mehr in den ersten Stunden eines Versuchs), resp. der ganze, · genau gemessene Harn, entsprechend den erwarteten Mengen . Salicylsäure, wird in einem Sohütteltriohter mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert und mit festem Ammoniumsulfat bis etwa zur Sättigung versetzt, wozu ungefähr die dem jeweilig ver- wendeten Harngewicht entsprechende Gewichtsmenge (МН,), .80, notwendig ist. Dann wird mit dem doppelten Volumen eines . Gemischee von 3 Teilen leicht siedenden (30 bis 50°) Petrol- äthers und 2 Teilen Chloroform ausgeschüttelt. Bei großen Harnmengen muß man fraktioniert ausschütteln; sich bisweilen einstellende Emulsionsbildung kann fast stets durch erneuten Zusatz von festem Ammonsulfat behoben werden. Bei großen Mengen Salioylsäure ist das Ausschütteln eventuell zu wieder- holen. Das Petroläther-Chloroform-Extrakt (resp. die vereinigten Auszüge), das bei kleinen Salicoylsäuremengen (bis etwa 20 mg auf 10 com Harn) jetzt sämtliche Salioylsäure nach einmaligem Ausschütteln enthält, wird durch ein Faltenfilter gegossen. Der Auszug wird in einem Schütteltrichter mit 5 bis 10 bis 20 com destilliertem Wasser, dem man б bis 10 Tropfen einer 1°/ igen Eisenalaunlösung (zur Haltbarmachung enthält diese auf 100 oom 1 bis 2 Tropfen verdünnter Schwefelsäure) zugesetzt hat, aus- geschüttelt. Bei kleinen Balioylsäuremengen geht jetzt sämt- liche Salioylsäure in die wässerige Eisenalaunlösung, diese violett fürbend. Bei größeren Salioylsäuremengen muß auch diese Extraktion wiederholt werden, bis keine Violettfärbung mehr eintritt. Das wässerige, violett gefärbte Extrakt (bzw. die vereinigten Fraktionen) werden in einem Meßzylinder auf ein beliebiges Volumen so aufgefüllt, daß die Farbe der Flüssigkeit einen gerade violetten, klar durchsichtigen Ton gegen weißen Hintergrund zeigt; das ist der Fall, wenn auf 100 com Flüssig- ‘keit nicht mehr als 0,5 bis 1,0 mg Salicylsäure vorhanden ist. In einen 2. Meßzylinder von genau gleichem lichten Durch- messer füllt man nun annähernd so viel destilliertes Wasser, als die Flüssigkeit in dem 1. beträgt und fügt genau so viel Tropfen von der Eisenalaun-Lösung hinzu, als vorher beim
5*
68 F. Sauerland:
(eventuell wiederholten!) Ausschütteln des Petroläther-Extraktes gebraucht worden waren. Dann läßt man aus einer Bürette so viel einer wässerigen Natriumsalioylat-Lösung von 0,1:1000 (die 0,0862 mg Salicylsäure im Kubikzentimeter enthält) hinzu- fließen, als zur Erzielung der gleichen Färbung notwendig ist. Der Vergleich geschieht vor einem weißen Hintergrund in auf- fallendem Licht. Aus dem Verhältnis der Kubikzentimeter Flüssigkeit in den beiden Zylindern und der verbrauchten Menge Natriumsalicylat-Lösung läßt sich der Gehalt des Harnes an Salicylsäure berechnen.
Die Titration ist bald nach den Ausschütteln mit der Eisenalaun-Lösung vorzunehmen, da «die Violettfärbung nach längerem Stehen an der Luft einen mehr rötlichen Farbenton ennimmt und sich vor allem durch Bildung von Fe(OH), aus dem überschüssigen Eisen nach einiger Zeit trübt.
Bei ganz geringen Salicylsäuremengen (0,01 mg auf 10 com Harn) erbilt man nur eine leicht rote Färbung in 5 bis 10 cem Eisenalaun-Lösung, so daß eine genaue quantitative Bestimmung in diesen Mengen kaum möglich ist. Die Genauigkeit der Methode geht aus den unten angeführten Vorversuchen IV und V hervor, bei denen 95 und 98%, Salicylsäure wieder- gefunden wurden.
Bei der quantitativen Isolierung der Salicylsäure aus dem angesäuerten Harn durch Ausschütteln mit Ather stört nach Spaeth das Übergehen von Säuren und Farbstoffen. Ich ver- wendete daher wie Spaeth das doppelte Volumen eines Potrol- äther-Chloroform-Gemischer, konnte aber in den Vorversuchen, von denen einzelne unten wiedergegeben sind, die Salicylsäure quantitativ erst durch 4 bis 6 maliges Ausschütteln aus dem Harn entfernen (Vorversuch I bis III). Dieser Übelstand, der das Verfahren sehr verlängert und bei Verwendung größerer Harnmengen wegen der großen Flüssigkeitsquantitäten erschwert, konnte beseitigt werden, wenn dem Harn nach dem Ansäuern die etwa gleiche Gewichtsmenge von festem Ammonsulfat zu- gesetzt wurde (bis zur Sättigung des Harnes). Wie die Vor- versuche zeigen, ging dann bei nicht allzu großen Salioylsäure- mangen schon beim ersten Ausschütteln sämtliche Salicylsäure in das Petroläther-Chloroform-Gemisch, ein etwaiger Rest mit Sicherheit stets beim zweiten Male (Vorversuch IV und V).
Resorption von Arsneimitteln aus Salben. 69
Vorversuche.
L 10 eem angesäuerter Harn, der durch interne Darreichung von са. 0,5 е Natr. salico. salicylsäurehaltig war, wurde ohne Zusatz von Ammoniumsulfat mit dem Petroläther-Chloroform-Gemisch behandelt. Zur quantitativen Entfernung der Salicylsäure mußte 6 mal ausgeschüttelt werden. Die wässerige Extraktion war bereits beim 2. Male farblos.
U. Beem Harn, enthaltend 0,5 mg Natr. salio., angesäuert, müssen ohne Zusatz von Ammoniumaulfat zur quantitativen Entfernung der Salicylsäure 4mal ausgeschüttelt werden. Die Extraktionen mit 10 com destilliertem Wasser und 10 Tropfen Eisenalaun-Lösung werden 2 mal ausgeführt. Beim 2. und 3. Mal ist keine Spur von Violettfärbung vor- handen. Es wurden 80°/, Salicylsäure wiedergefunden.
IIL 5 com Harn, enthaltend 0,2 mg Natr. salic., wie bei Versuch II behandelt: 100°/, wiedergefunden.
IV. 5 com Harn, enthaltend 0,5 mg Natr. salio., werden genau der oben beschriebenen Methode entsprechend untersucht: 08°/, Salicylsäure
wiedergefunden. | У. 10 com Harn, enthaltend 0,2 mg Natr. salic, werden wie Ver- such IV behandelt: 95°/, Salicylsäure wiedergefunden.
2. Versuche.
Zu den Resorptionsversuchen mit Salicylsalben wurden nacheinander verwendet:
1. Methylium salicylicum, Salicylsäuremethylester,
C,H,.(OH).COOCH,. 2. Spirosal, Salicylsäuremonoglykolester, C,H,.(OH).CO.OCH, ..CH,OH. 3. Saligenin, Salicylalkohol, C,H,.(0OH).CH,OH.
Als Salbengrundiagen kamen wie bei den Jothionversuchen auch hier nacheinander in Anwendung: Adeps suillus, Vase- linum flavum americanum, Adeps Lange cum aqua.
Sämtliche Salben waren 25°/,ig und vor jedem Versuch frisch bereitet. Die Applikation auf die Haut geschah in Mengen von 3g in derselben Weise wie bei den Jothionsalben.
a) Versuche mit Methylium salicylicum. Mit den 3 g 25°/,iger Salbe waren 750. mg Methylium salicylicum — 680,25 mg Salicoylsäure aufgetragen.
70
ee
PR Sauerland:
— 4. icum und Адере suillus. 1911, linker Oberarm.
Salioylsäure
БУЙ. bis 6. VIL 1911, linker Oberarm. Stunden ES
aufgetragene Menge 06 -Yo
a A в 8 10 12 14 16 24 26 Nach 26 Std. Stunden
—
эо SS
> sch ©
Versuch 5. salicylioum und Vaselin. VILI 1911, rechter Oberarm.
Salioylsäure aufgetragens Menge
no u © еә Nä
111111
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se SS
3,37 | 0,49 Versuch 6. Methylium ealicylioum und Adeps Lanas. 13. УП. bis 14. . 1911, rechter Oberschenkel. Salioylsäure Stunden | aufgetragene Mengo mg °% 2 = 22 4 0,12 0,02 - 6 0,44 0,07 8 0,06 0, 10 0,04 0,005 12 0,01 0,001 14 — — 16 = — Nach 16 Std. 0,67 | 0,11
Resorption von Arzneimitteln aus Balben; 71
Bei Abnahme der Verbände dieser 3 Versuche war die Haut wie bei den Jothionversuchen vollkommen unverändert. Im ganzen wurden ausgeschieden bei:
1. Adeps suillus
nach 16 Stunden 2,70 mg == 0,40°/, Salioylsäure. 2. Vaselin |
nach 14 Stunden 3,37 mg == 0,49°/, Salioylsäure.
3. Adeps Lanae nach 12 Stunden 0,67 mg = 0,11°/, Salioylsäure.
Ein Vergleich der 3 Tabellen ergibt zunächst, daß eine äußerst geringe Ausscheidung im Harn stattgefunden hat; bei den Versuchen 4 und 5 ist überhaupt nur innerhalb 4 Stunden eine meßbare Ausscheidung erfolgt, und zwar erst nach Ver- lauf von 14 und 12 Stunden. Versuch 6 zeigt allerdings ein früheres Auftreten von Salicylsäure im Harn (schon nach 4 Stunden), doch sind hier die quantitativen Mengen noch geringer. Ein Vergleich der in gleichen Zeiten nach dem Auf- tragen der Salben ausgeschiedenen Mengen, dargestellt durch ` die folgende Tabelle, ergibt entsprechend den Jothionversuchen ein Prävalieren des Vaselins gegenüber dem Sohweinefett und Lanolin und des Schweinefettes gegenüber dem Lanolin.
Auf einen zahlenmäßigen Vergleich der Milligramme der obigen Tabelle muß wegen der Kleinheit der ausgeschiedenen Mengen und wegen der Kürze der Zeit verzichtet werden.
Ebensowenig kann der Vergleich der Prozente (bei Vaselin 0,49, Schweinefett 0,40, Lanolin 0,11) einen Schluß zulassen auf die quantitativen Ausscheidungsverbältnisse bei den ein- selnen Salbenkörpern.
Betrachtet man in der folgenden Kurve (Fig. 2) das zeit- liche Verhalten der Ausscheidung, so läßt sich ein Maximum
72 F. Sauerland:
und Minimum zu den verschiedenen Tageszeiten wie beim Jothion nicht nachweisen, offenbar nur wegen der Kürzederganzen Ausscheidungsdauer. Die Kurvenhöbe gibt die schon in den Tabellen zum Ausdruck ge- kommenen Differenzen der ausgeschie- denen Mengen wieder. Die absolute Ausscheidungsdauer ist bei Vaselin und Schweinefett 4 Stunden, bei Lanolin das doppelte, nämlich 8 Stun- den. Als einzige Besonderheit fällt die Differenz im Ausscheidungsbeginn auf. Das am wenigsten zur Ausschei- | dung bringende Lanolin beginnt zu- erst {schon innerhalb der 3. und e А Moth dës == НН 4, Stunde), es folgen Vaselin (inner- 2 á ш u halb дег 11. und 12. Stande) und уме. fay, Bohweinefett (innerhalb der 13. und
~ Adeps Lanas. 14. Stunde).
b) Versuche mit Spirosal. 3,0 g 26°/ ige Salbe enthielten 750,0 mg Spirosal — 568,5 mg Selioylsäure. Im übrigen die gleiche Versuchsanordnung wie früher. Versuch 7.
Spirosal und Adeps suillus. 17. VII. bis 18. УП. 1911, linker Oberarm.
Resorption von Arsneimitteln aus Бајер. 13
Versuch 8. Spirosal und Vaselin. 24. VIL bis 25. VII. 1011, rechtee Oberarm.
— — ——— —
Salioyleäure Stunden SE aufgetragene Menge
com mg Die
2 87 _ —
4 122 0,08 0,01
6 93 0,23 0,04
8 13 1,13 0,20 10 95 8,50 1,50 12 88 1,32 0,23 14 88 16.68 9,74 16 103 19,36 2,12 24 181 26,79 4,71 26 94 1,42 0,25 28 130 1,43 0,25 30 57 ‚42 0,07
32, 56 0,34 0,
м 52 0,07 0,01 36 66 = — 38 67 — — Nach 38 Std 09,67 | 12,19
Versuch 9. Spirpsal und Adeps Lens, 28. УП. bis 29. УП. 1911, rechter Oberschenkel.
Die Haut war bei Verbandabvuahme in allen 3 Fällen voll- kommen unverändert.
+4 F. Sauerland:
Im ganzen wurden ausgeschieden bei: 1. Adeps suillus nach 26 Stunden 0,96 mg = 0,17°/, Salicylsäure, 2. Vaselin naoh 34 Stunden 69,67 mg =12,19°/, Salicylsäure, 3. Адерз Lange _ nach 30 Stunden 87,64 mg == 15,42°/, Salicylsäure. Gegenüber dem Methylium salioylicum ergibt sich im ganzen eine wesentlich größere Ausscheidung. Vergleicht man die Ausscheidung in gleichen Zeiten nach Anlegung des Ver- bandes in der folgenden Tabelle, so ergibt sich eine konstante zehlenmäßige Differenz zwischen den 3 Versuchen, wie es bei Jothion der Fall war, auch hier nicht.
Stunden
Man kann nur konstatieren, daß die beste Ausscheidung bei Adeps Lanae, eine etwas schlechtere bei Vaselin und die geringste bei Schweinefett stattgefunden hat. Dasselbe ergeben die Prozentzablen der aufgetragenen Menge in den Tabellen der Versuche 7 bis 9.
Die zeitlichen Verhältnisse der 3 Versuche stellen sich aus der folgenden Kurve abgeleitet folgendermaßen dar (Kurve 8.8.75). Wie bei Jothion hat auch hier der Vaselinversuch ein doppeltes Maximum der Ausscheidung, das in der 10: und 14. Stunde auftritt. Auf dieselben Zeiten fallen 2 Maxima der Lanolinkurve; dem ersten dieser beiden Maxima geht hier noch ein 3. Maximum in der 6. Stunde voraus. Im abfallenden Teil ist wieder große Ähnlichkeit der beiden Kurven vorhanden. Nach 30 Stunden ist die Ausscheidung durchschnittlich beendet.
Wesentlich anders verläuft die Kurve des Schweinefettes. Sie erhebt sich kaum über die Abszisse und läßt daher in ihrem Verlaufe ein Maximum und Minimum der Ausscheidung
Resorption von Arzneimitteln aus. Salben. 75
nicht erkennen. Nach der Tabelle des Versuches 8 liegen die Maxima der Ausscheidung in der 12. und 20. Stunde, also an wesentlich anderen Punkten als die Maxima der beiden anderen Kurven. | |
Die Kurvenhöhe wiederholt die Unterschiede der Mengen- verhältnisse, wie sie aus den Tabellen schon ersichtlich waren. Die abeolute Ausscheidungsdauer ist am größten bei Vaselin (30 Stunden). Es folgt Lanolin (28 Stunden) und Schweine- fett (16 Stunden). Der Beginn der Ausscheidung verläuft in derselben Reihenfolge wie bei Methylium salicylicum: zuerst beginnt Lanolin (schon innerhalb der 2 ersten Stunden), es folgen Vaselin (innerhalb der 3. und 4. Stunde) und Schweine- fett (innerhalb der 9. und 10. Stunde). `. |
Ш ТТ ТАТЕ ШТ.
— — ҮЕ — ан ра иан н ШЕН E — т 26 £8 30 32 Ze я
Fig. 3. Spirosal.
о) Versuche mit Saligenin.
Es kam zur Anwendung Saligenin vom Schmelzpunkt 859, das ich selbst durch Emulsinwirkung aus Salicin dargestellt und aus Benzol umkrystallisiert hatte. Der in den Hand- büchern angegebene Schmelzpunkt ist 86°.
3,0 g 25°/, iger Salbe enthielten 750 mg Saligenin == 835,28 mg Balioylsäure. Die Anordnung entsprach den früheren Versuchen.
76 F. Sauerland:
Versuch 10. Saligenin und Adeps suillus. 31. VIL bis 1. VIIL 1911, linker Oberarm.
Bei Verbandabnahme war die Haut wie in allen früheren Versuchen vollkommen unverändert.
Versuch 11. Saligenin und Vaselin. 31. X. bis 1. XI. 1911, linker Oberschenkel.
Der 3. Versuch mit Adeps Lanae-Salbe konnte leider nicht an gestellt werden. Schen am 8. VIII. hatte sich, wahrscheinlich als Folge von Versuch 10, eine akute Dermatitis am linken Oberarm gebildet, die unter starker ödematöser Schwellung zur Bildung einer neuen Epi- dermis führte. Im Anschluß an Versuch 11, der nach völliger Abheilung der Affektion vom 8. VIIS. angestellt wurde, trat ebenfalls eine akute
Resorption vun Arzneimitteln aus Salben. 77
Hautentzündung am linken Oberschenkel auf, nur mit dem Unterschied, daß diese sish bereits einstellte, bevor der Verband am 1. XI. 1911 ent- fernt worden war und zu einer viel heftigeren Hautaflektion (mit Blasen- bildung) führte als der Versuch 10. Es mußte also eine gewisse Über- empfindlichkeit eingetreten sein. Über den genaucn Verlauf der Haut- aflektionen und Versuche zur Feststellung der erworbenen Über- empfindlichkeit wird an anderer Stelle (Вегі. klin. Wochenschr.) ausführ- lich berichtet.
In den beiden ausgeführten Versuchen wurden im ganzen ausgeschieden bei:
1. Adeps suillus
nach 26 Stunden 21,67 mg = 2,58°/, Salicylsäure, 2. Vaselin nach 16 Stunden 1,54 mg = 0,18°/, Salioylsäure.
Ein Vergleich der beiden Saligeninversuche ergibt eine bessere Ausscheidung bei Schweinefett, etwa um das 10fache bei Betrachtung der absolut ausgeschiedenen Mengen. In gleichen Zeiten ist an der Hand der folgenden Tabelle eine besondere Übereinstimmung in der Ausscheidung bei Vaselin und Schweinefett nicht zu finden.
Dagegen findet sich nach der folgenden Kurve (s. 8. 78) auch hier, wie bei Methylium salicylioum und Spirosal ein Unterschied im Beginn der Ausscheidung. Adeps suillus be- ginnt sofort, Vaselin erst innerhalb der 7. und 8. Stunde.
Die absolute Dauer der Ausscheidung ist 26:8 Stunden.
Die Kurvenhöhe zeigt die Differenzen der ausgeschiedenen Mengen. Der Verlauf der Kurve ergibt 3 Maxima in beiden Fällen, die allerdings hier nicht auf gleiche Zeiten fallen.
Zusammenfassung.
Um nach den vorliegenden Resultaten die eingangs ge- stellte Frage nach dem zeitlichen und quantitativen Verhalten
18 = Е. Sauerland:
der Resorption zu diskutieren, ist zunächst zu entscheiden, ob die Ausscheidung im Harn direkt proportional der cutanen Resorption gesetzt werden darf. Dies ist zu bejahen aus folgen- dem Grunde: | |
In dem Jothion und den Salicylsäurepräparaten wurden Körper verwendet, die bei der Ausscheidung ihren Weg fast
— ШИИ UO UU ШИШИШИ HA | rt, i
| ПИЛИ ПИЛИ! ШИШИШИ TI:
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Fig. 4. Saligenin. Adeps suillus. Vasel. йат.
ausschließlich durch die Nieren nehmen. Die wechselnden Mengenverhältnisse im Harn bei ein und demselben Präparat können daher ihre Urszche nur in mehr oder weniger guter Iesorvtion haben. Außerdem ist die vom Körper retinierte Menge unabhängig von der eingeführten Quantität nur bei Jod eine individuell koustante Größe. Юлө nenuen:werta Ozy-
Resorption von Arzneimitteln aus Salben. 79
dation bei Salioylsäure kommt nicht in Betracht. Man ist also berechtigt, den Grad der Resorption direkt aus der im Harn ausgeschiedenen Menge zu erschließen.
Ein Vergleich der Ergebnisse der beiden Versuchsreihen zeigt, daß ein wesentlicher Untersehied zwischen Jothion und den Salioylsäurepräparaten besteht. Die guten Resorptions- verhältnisse des Jothions sind bei: den Salioylsäureestern und dem Saligenin nicht vorhanden. Von dem als Jothion ein- geführten Jod kam bis zu 40°/, zur Ausscheidung, von der Balioylsäure im besten Falle (Spirosal) nur 15,4°/..
Vergleicht man mit den Endresultaten der Jothionversuche (Vaselin 39,83, Ad. япш. 26,49, Ad. Lanae 18,08°/,) die Aus- soheidungsresultate der 4 ersten Versuche von Wesenberg, die mit unverdünntem Jothion angestellt wurden, so ergibt sich, daß gegenüber der von Wesenberg als Mittel seiner 4 Versuche berechneten Menge von 29,1 und 14,5°/, meine Versuche den Schluß auf eine Begünstigung der Resorption bei Anwendung von Salbengrundlagen zulassen. Wesenberg bringt willkürlich auch für die outane Resorption 25°/, in Anrechnung, die nach Antens Versuchen durchschnittlich nach interner Darreichung im Körper zurückgehalten wurden. Wesenberg erhält dadurch als Endresultat eine Gesamt- resorption bis zu 50°/,. Eine solche Rechnung ist aber wegen der individuellen Verschiedenheiten, die, wie Heffter!) nach- gewiesen hat, bei der Jodaufspeicherung eine Rolle spielen, nicht angängig. Außerdem hat Wesenberg durch Auftragen von 3 bzw. 2g reinen Jothions (gleich 2142 und 1435 mg Jod) gegenüber den von mir aufgetragenen 600 mg Jod eine viel größere (3 bis 2fsche) Resorptionsfläche geschaffen, die natür- lich eine größere Menge zur Resorption kommen 1586.
Demgegenüber haben aber meine Versuche eine bei weitem bessere outane Resorption des Jothions bei Anwendung von Salbengrundlagen aufzuweisen als bei Benutzung des unver- dünnten Arzneimittels. Absolut ist die Resorption schon bei
Vaselinsalbe größer als bei unvermischtem .Jothion, nämlich 39,83°/„ gegenüber 32,29°/, des besten Falles (Шу bei Wesen- berg. Und relativ muß such für Adeps suillus und Lanse
1) Hefftor, Über Jodwirkung. Med. Klinik 1910, Nr. 8.
80 F. Sauerland:
eine bessere Resorption als bei reinem Jothion angenommen werden (mit den Zahlen 26,49°/, Schweinefett und 18,08 Ad. Lange gegenüber Wesenberga Zahlen: 32,29, 25,82, 15,06 und 13,93°/,, im Mittel bei seinen 2 Versuchspersonen 29,1 und 14,5°/,), da Wesenberg die 2 bis 3 fache Menge auf- getragen hat.
Was in derselben Beziehung die Resultate von Impens bei cutaner Anwendung des reinen Methylium salicylicum und des Spirosal ergeben haben, ist folgendes: Impens rieb 2g Gaultheriaöl ein, hiervon wurden 9,4°/, resorbiert. Die Appli- kation von 2g unverdünntem Spirosal ergab 15,9°/,, von 2g Spirosal aa Spiritus 20°/,.
Meine Versuche, bei denen wesentlich geringere Mengen (ca. 0,7 g des Mittels) aufgetragen wurden, ergaben auf Salicyl- säure berechnet: 0,49, 0,40, 0,11°/, beim Methylester und 18,42, 12,19, 0,17°/, beim Giykolester. Es scheint demnach, als ob die Salbengrundlagen bei den Balicylsäureestern einen hemmen- den Einfluß auf die zur Resorption gelangende Menge ausüben.
Weiterhin zeigen nur die Jothion- und Methylium sali- cylicum-Versuche übereinstimmend, daß Vaselin die Resorption am meisten, Lanolin am wenigsten begünstigt, und daß Schweine- fett in der Mitte steht. Die Versuche mit Spirosal und Sali- genin weisen dagegen ganz andere Verhältnisse auf: Spirosal wird am besten aus Adeps Lanae, Saligenin durch Schweinefett von der Haut resorbiert.
Es ergibt sich also, daß nicht nur die Natur der Salben- grundlage, sondern auch die (chemischen und physikalischen) Eigenschaften des zugefügten Arzneistoffes die Resorptionamenge beeinflussen.
Die Dauer der Ausscheidung ist in. den Jothionversuchen ungefähr 62 Stunden für alle 3 Salbengrundlagen, während sich in den Salioylversuchen durchweg geringere Ausscheidungs- zeiten zeigen, so Methylium salicylicun mit 8 und 4 Stunden bei Adeps Lanae einerseits und Vaselin und Scohweinefett andererseits; Spirosal mit 30 Stunden bei Vaselin, 28 Stunden bei Adeps Lange und 16 Stunden bei Adeps suillus; Saligenin mit 26 Stunden bei Adeps suillus und 8 Stunden bei Vaselin. Die verschiedenen Salbengrundlagen haben also keinen durch- weg konstanten Einfluß auf die Ausscheidungsdauer.
Besorption von Arzneimitteln aus Salben, al
Der Beginn der Ausscheidung variiert ebenfalls: die Jothion- versuche lassen einen Unterschied bei den еіп: apen Salben- grundlagen nicht erkennen, da der Beginn stets in die 2 ersten Versuochsstunden fällt. Dagegen zeigt Methylium salicylioum die Reihenfolge: Lanolin 4 Stunden, Vaselin 12 Stunden, Schweinefett 14 Stunden; desgl. Spirosal: Lanolin 2 Stunden, Vaselin 4 Stunden und Schweinefett 10 Stunden; während Saligenin mit: Schweinefett 2 Stunden, Vaselin 8 Stunden ab- weicht. Ein konstanter Einfluß der Salbenkörper auf den Be- ginn der Ausscheidung ist also hieraus nicht ableitbar.
Die Ergebnisse der Versuche seien in folgendem zu- sammengefaßt:
1. Die aus Salben zur Resorption gelangend» Menge eines für die Haut indiflerenten Arzreistoffes ist abhängig von seiner Natur und von der Natur der verwendeten Salbengrundlagen.
2. Dasselbe gilt bezüglich der Dauer und des Begiunes der Ausscheidung.
3. Jothionsalben mit Adeps suillus, Vaselin, Adeps Lanae lassen bis zu 40°/, der aufgetragenen Menge zur Ausscheidung gelangen. Dabei begünstigt Vaselin die Resorption gegenüber Adeps Lanae um das 2,3fache, gegenüber Adeps suillus um das 1,6fache. Schweinef. tt läßt 1,5 mal mehr als Адерв Lanae zur Resorption kommen. Die Dauer der Ausscheidung ist durchweg fast gleich, nämlich annähernd 62 Stunden. Die Ausscheidung beginnt stets innerhalb der 2 ersten Stunden.
4. Salben mit Methylium salicylicum lassen nur bis zu 0,5°/, der aufgetragenen Menge zur Ausscheidung gelangen. Dabei begünstigt Vaselin die Resorption mehr als Adeps auillus und Adeps Lanae Ebenso verhält sich Adeps suillus geçen- über dem wasserhaltigen Wolifett. Die Dauer der Ausscheid.ng ist bei Adeps Lanae 8 Stunden, bei Varelin und Adeps sui.lus 4 Stunden. Der Beginn der Ausscheidung verläuft in Aer Reihenfolge Lanolin, Vaselin, Schweinefett innerhalb der 3 und 4., 11. und 12. und 13. und 14. Stunde nach dem Auftragen der Salbe.
5. Spirosalsalben lassen bis zu 15,4°/, der aufgetragenen Menge zur Ausscheidung gelangen. Dabei begünstigt Адерв Lanae die Resorption am meisten, Es folgen Vaselin und
Schweinefett. Die Dauer der Ausscheidung ist am größten Biochemische Zeitschrift Band 40. 6
82 F, Sauerland: Resorption von Arzneimitteln aus Salben.
mit 30 Stunden bei Vaselin, am kleinsten mit 16 Stunden bei Schweinefett, dazwischen steht mit 28 Stunden Lanolin. Der Beginn der Ausscheidung verläuft in der Reihenfolge Lanolin, Vaselin, Schweinefett innerhalb der 1. und 2., 3. und 4. und 9. und 10. Stunde nach Applikation der Salbe. | 6. Saligeninsalben mit Schweinefett und Vaselin lassen bis zu 2,5°/, der aufgetragenen Menge zur Ausscheidung ge- langen, dabei begünstigt Adeps suillus die Resorption mehr als Vaselin (etwa um das l0fache). Die Dauer der Ausscheidung ist am größten bei Schweinefett, 26 Stunden, am kleinsten bei Vaselin, 8 Stunden. Der Beginn der Ausscheidung verläuft in der Reihenfolge Schweinefett, Vaselin, innerhalb der 1. und 2. und 7. und 8. Stunde. | |
7. Eine Erklärung für das wechselnde Verhalten der Salben- grundlagen einerseits und der wirksamen Bestandteile anderer- seits aus ihren ohemischen und physikalischen Eigenschaften haben meine Versuche nicht erbracht.
Vergleichende Untersuchungen über Strophanthus- ‚ Glucoside.
Von
A. Hefiter und Fritz Sachs. (Aus dem Pharmakologischen Institut der Universität Berlin.) (Eingegangen am 21. Februar 1912.) Mit 1 Tafel: |
Bevor Fraser!) im Jahre 1870 seine grundlegenden Mit- teilungen über das Komb&-Pfeilgift (Strophanthus hispidus) ver- öffentlichte, war man nur durch einige flüchtige Beobachtungen über die Herzwirkung von Extrakten aus Früchten und Samen unterrichtet, welche angeblich in Afrika die Quelle des Kombé- und Inde-Pfeilgiftes darstellen sollten. Als das „Herstellungsmate- rial für. das Komb6-Pfeilgift“ wurden Fraser durch die Vermittlung verschiedener englischer Forscher die Pflanzenteile (Früchte, Samen usw.), an denen er dann seine eingehenden Untersuchungen durchgeführt hat, zur Verfügung gestellt. Oliver, der gerade Strophanthus Komb6 als eine besondere Art neben Strophanthus hispidus aufgestellt hat, später aber die Komb6-Pflanze nur als eine Varietät von Hispidus ansah, hatte die von Fraser untersuchten Drogen zum Teil in Händen und identifizierte sie mit Hispidus. Die Kenntnisse von den Stro- phanthusarten waren zu damaliger Zeit eben unsichere. Dieser Übelstand, besonders, daß man nicht in der Lage war, zwischen Str. Kombé und Str. hispidus hinreichend zu differenzieren, fällt auch noch bei späteren Arbeiten nicht minder störend ins Gewicht, insofern als man z. B. bei chemischen Untersuchungen
1) Fraser, On the Kombé arrow-poison (Strophanthus hispidus D.C.) of Afrika. Proo. Roy. Soc. of Edinburgh 7, 99, 1869/70, Tho Journ. of Anat. and Physiol. 7, 139, 1873.
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nicht sicher entnehmen kann, welche Strophanthusart als Ausgangs- material vorgelegen hat. Heute sind bekanntlich die Botaniker in der Lage, zwischen beiden Arten streng zu scheiden, und das Deutsche Arzneibuch läßt in den letzten beiden Ausgaben im Gegensatz zu früheren nur die Komb6samen als offizinelle zu. Trotzdem war bis vor wenigen Jahren infolge von Ver- fälschungen, welche im Handel mit der Droge vorkamen, einwand- freies Samenmaterial nicht sicher zu beschaffen, und demzufolge war wieder die Herkunft von Substanzen, die bei neueren Unter- suchungen aus Strophanthussamen gewonnen worden waren, in Zweifel gezogen. Indessen kann man, wenn man kritisch die vorhandene Literatur überblickt, besonders wenn wir unsere eigenen Untersuchungsergebnisss mit zur Beurteilung heran- ziehen, mit einiger Sicherheit aussagen, ob Kombé- oder His- pidussamen als Ausgangsmaterial der einzelnen Untersucher an- zusprechen ist. Um zunächst auf Fraser zurückzukommen, во hat Cilg*), dem später das Frasersche Material vorgelegen hat, festgestellt, daß es sich nicht um Hispidus-, sondern haupt- sächlich um Kombösamen gehandelt hatte. Fraser war, nach- dem er schon im Jahre 1870 aus dem alkoholischen Extrakt der Samen den wirksamen Bestandteil, den er Strophanthiu benannte, abgetrennt und die physiologische Wirkung studiert hatte, viele Jahre hindurch mit der Strophanthusfrage beschäf- tigt und legte im Jahre 1891 seine Ergebnisse in extenso in einer Monographie піедег?). Er gewann sein Strophanthin in reinem Zustande, indem er die wässerige Lösung des Alkohol- extraktes mit Gerbsäure fällte, den Niederschlag mit Bleioxyd zersetzte, das Strophanthin mit Alkohol aufnahm, mit Ather fällte, die Ätherfällung wiederum in Alkohol löste und nach Filtration die Lösung im Vakuum über Schwefelsäure eintrooknen ließ. Nach diesen Angaben von Fraser werden wohl die Stro- phanthine des Handels (mit Ausnahme des Gratus-Strophan- thins Thoms) im allgemeinen dargestellt. Fraser beschreibt
1) Ernst Gilg, Die Strophanthusfrage vom botanisch-pharmako- gnostischen Standpunkt. Ber. d. Deutsch. pharmazeut. Ges. 14, 90, 1904.
2) Fraser, Strophanthus hispidus: ite natural history, chemistry and pharmacology. Aus Transactions of the Royal Society of Edin- burgh 85, Teil IV, 955 und 86, Teil II, 343. Monographie Edin- burgh 1891. |
Untessuohungen über Strophanthus-Gluooside. 85
das schließlich von ihm erhaltene Produkt als eine farblose, opake, zerbrechliche, krystallähnliche Masse, welche unter dem Mikroskop kleine, unregelmäßige krystallinische Platten zeigt. In den einschlägigen Handbüchern findet sich das Komb£@-Strophan- thin, offenbar unter Zugrundelegung der Fraserschen Angaben, als feines Krystallmehl reep. als krystallinisches Pulver beschrieben. Nach der von Fraser gegebenen Abbildung unterliegt es aber gar keinem Zweifel, daß das schließlich rein erhaltene und unter- suchte Produkt ganz во, wie die bei uns im Handel befind- lichen Strophanthine (g-Stroph. ausgenommen) eine amorphe Masse darstellte. Andererseits muß zugegeben werden, daß Fraser offenbar auch krystallisiertes Strophanthin gesehen hat, und zwar in Form von Nadelbüscheln, welche er erhielt, weun er das alkoholische Extrakt ohne weitere Behandlung direkt bis zur Sirupkonsistenz konzentrierte. Diese Krystalle ließen sich jedoch nicht gut weiter verarbeiten, einesteils infolge ihrer leichten Löslichkeit, andererseits fiel, wie Fraser schreibt, bei wiederholtem Umkrystallisieren das Strophanthin meist nicht mehr krystallinisch aus. Um es nochmals zu wiederholen, stellt also das von Fraser tatsächlich isolierte Produkt eine amorphe Masse dar. Dieselbe ist sehr bitter, leioht löslich in Wasser, schwerer in absolutem Alkohol, unlöslich in Äther, ist stick- stofffrei, gibt mit konzentrierter Schwefelsäure Grünfärbung, verfärbt sich bei 146°, schmilzt gegen 173°, verbrennt ohne einen Rückstand zu hinterlassen. Die elementare Zusammen- setzung ist С = 55,45°/,, Н = 7,56°|,. Die wässerige Lösung reagiert sauer, reduziert nicht Fehling. Durch verdünnte Säuren wird das Strophanthin in einen reduzierenden Körper („Glucose“) und in eine schön krystallisierende Substanz, das Strophanthidin, gespalten. Die Untersuchungen von Fraser wurden später von Feist!) bestätigt und ganz bedeutend er- weitert. Feist stellte sein Strophanthin nicht selbst dar, son- dern bezog es von C. F. Boehringer & Söhne, die es nach der 1) Franz Feist, Strophanthin und Strophantidin (Vorl. Mittlg.). — Derselbe, Ursprung und gegenseitige Beziehung der Strophanthus- glucoside (2. Abhandlung über Strophanthin und Strophanthidin). — Der- selbe, Strophanthin und Strophanthidin (3. Abhandlung). — Derselbe, Über den Spaltzucker des Strophanthins (4. Abhandlung, Strophanthin
und Strophanthidin). — Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 81, 534, 1898; 88, 2063, 2069, 2091, 1900, ferner Apoth.-Zeit. 1900, 469 und 477.
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Fraserschen Methode aus grünem Samen gewannen, der zu 95°/, einheitlich war, d.h. auf dem Querschnitt mit konzen- trierter Schwefelsäure Grünfärbung gab. Offenbar handelte es sich auch hier also hauptsächlich um Samen von Strophanthus Kombe. Das Strophanthin wurde teils als „feines Krystall- пер“, teils als spröde Masse geliefert. Es scheint uns indessen nicht zweifelhaft, daß auch hier ein amorphes Präparat vor- gelegen hat, wie man es bei der Fraserschen Darstellungsweise erhält, und wie es auoh noch heute von der genannten Firma in den Handel gebracht wird. Es besitzt nach Feist die von Fraser angegebenen Eigenschaften und ist optisch aktiv, [a] = -+ 10,12°. Speziell wurden die Spaltungsprodukte unter- sucht, das Kohlenhydratspaltstück als ein komplizierter Zucker, Strophanthobiosemethyläther, erkannt und die Eigenschaften des Strophanthidins und dessen Derivate eingehend beschrieben. Schon lange bevor Feist mit seinen Arbeiten hervortrat, hatte man in Frankreich begonnen, sich mit der Strophanthus- chemie zu beschäftigen. Im Jahre 1877 beschrieben Hardy und Gallois!) eine krystallinische Substanz, ein Herzgift, das sie aus „Strophanthus hispidus“, dem Іобе-, Onaye- oder Gombi- Pfeilgift der Pahouins erhielten, und dem sie den Namen Stro- phanthin beilegten. Sie extrahierten die Samen mit salzsaurem Alkohol, nahmen das zur бігордіске eingeengte Extrakt in Wasser auf und verdampften die Lösung im Vakuum, wobei sich reichlich weiße glänzende Krystalle abschieden, die weder Alkaloid- nocoh Glucoosidreaktionen gaben. Aus den Hasrschöpfen der Samen isolierten sie mit dem gleichen Verfahren ein Alka- loid, Ineine, das sich als ungiftig erwies. Ob Hardy und Gallois Samen von Strophanthus hispidus oder Strophanthus Kombé in den Händen hatten, darüber ist es nicht möglich . eine Entscheidung zu treffen, da die Autoren selbst nicht zwi- schen den beiden Arten differenziert haben. Ja, es ist sogar wahrscheinlich, daß ihnen keine von beiden Arten, sondern vielmehr eine dritte, nämlich Strophanthus glaber von Gaboon (neuerdings mit Strophanthus gratus identifiziert), vorgelegen hat, wie dies von späteren Untersuchern (Catillon, Blondel, 1) E. Hardy et N. Gallois, Sur le principe actif du Strophan-
thus hispidus ou Inee. Compt. rend. del’Acad. d. So. 84, 261, 1877 und Journ. de Pharm. et de Chim. IV. Serie, 25, 177, 1877.
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Arnaud) angenommen wird. Zudem war ihre Methode insofern unzulänglich, als sie die Samen mit salzsaurem Alkohol extra- hierten (Fraser, Arnaud). So bestand die Gefahr, daß sie schon bei der Darstellung das Glucosid spalteten und schließ- lich Strophanthidin erhielten. Auf diese Weise wäre es erklär- lich, daß ihre krystallinische Substanz keine Glucosidreaktionen gab. Das Alkaloid konnte von Fraser?), der in den Haar- schöpfen von Strophanthus Komb& danach fahndete, nicht wiedergefunden werden. Wohl aber gelang Catillon?) dieser Befund in den Haarschöpfen von Samen, die Blondel für Strophanthus glabre de Gabon erklärte. Aus den Samen selbst erhielt Catillon ein Strophanthin, das dem von Hardy und Gallois beschriebenen sehr ähnlich war und sich mit konzen- trierter Schwefelsäure rotbraun färbte, während ein aus Kombe- samen dargestelltes grün reagierte. Er stellte auch aus ver- schiedenen anderen Arten (Hispidus, Niger usw.) Strophanthine dar und fand, daß auch diese alle mit Schwefelsäure grün re- agierten?). In krystallinischer Form aber erhielt er das Strophanthin nur aus Strophanthus glaber von Gaboon, und zwar in Tafeln, einmal auch aus einer Komb£probe in Nadeln. Die übrigen Kombeproben und alle anderen untersuchten Sorten lieferten aber stets ein amorphes Produkt. Neben dem Strophanthin fand Catillon*) in den Samen von Stro- phantus Kombé einen N-haltigen Körper, den er als ein Amid auffaßte und dem er nach einem Selbstversuch die diuretische Wirkung des Strophanthus zuschrieb. Das Ausgangsmaterial ist von Catillon, ebenso wie die Eigenschaften der von ihm studierten Körper nicht näher beschrieben. Trotzdem erscheinen uns seine Untersuchungen mit Rücksicht auf die späterer Autoren und auch auf unsere eigenen recht bemerkenswert, besonders da von ihm der Unterschied zwischen krystallisierten und amorphen Strophanthinen zum erstenmal deutlich hervor- gehoben wird. | 2) Fraser, Monographie Edinburgh 1891.
3) Gatillon, Blondel, Booété de Therapeutique. Journ. de Pharm. et de Chim., V. Serie, 17, 220, 1888.
3) Catillon, Sur les graines de Strophanthus, Société de Théra- peutique,. Journ. de Pharm. et de Chim., V. Serie, 17, 334, 1888.
t) Catillon. Société de Thérapeutique. Journ. de Pharm. et de Chim., V. Serie, 19, 86, 1889.
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Nach Catillons spärlichen Angaben erscheint es nicht aus- geschlossen, daß das Strophanthin, welches er aus Strophanthus ` glaber von Gaboon isolierte, identisch war mit dem später von Arnaud eingehend studierten Ouabain, das der letzt- genannte Autor zunächst in dem von den Somalis als Pifeilgift benutzten Holze von Acocanthera Опађаіо auffand!) und dann in größerer Ausbeute als Bestandteil der Samen von Strophanthus glaber von Gaboon wiedergewann?). Arnaud hat diese Sub- stapz ganz exakt als eine wohl charakterisierte, schön in Tafeln krystallisierende Verbindung von Glucosidnatur beschrieben, die auch in ihren sonstigen Eigenschaften, Schmelzpunkt, optische Drehung, elementare Zusammensetzung deutlich von dem Fraser- schen Strophanthin unterschieden ist. Vor allom wird auch durch Hydrolyse mittelst Säuren neben Rhamnose als Kohlenhydrat kein krystallisiertes Strophanthidin, sondern nur ein rotes Harz abgeschieden. Außerdem färbt sich die Substanz, wie später erst Thoms zeigte, mit konzentrierter Schwefelsäure nicht grün, sondern rot. Durch neuere Untersuchungen von Thoms?) und Gilg*) ist der Körper zu hoher Bedeutung gelangt. Thoms entdeckte ihn nämlich als Bestandteil der zur Herstellung des Enae6-Pfeilgiftes der Kamerunneger verwandten Samen; Gilg stellte fest, daß dieselben von dem in unserer Kolonie Kamerun heimischen Strophanthus gratus abstammen, und andererseits gelang ihm auch, sie mit Strophanthus glaber von Gaboon zu identifizieren. Das aus den Samen von Strophanthus gratus rein erhaltene krystallisierte Produkt stimmte in seinem chemi-
3) Arnaud, Sur la matière cristallisee active des flöches empoi- sonnées de Çomalis, extraite du bois d’Ouabalo. Compt. rend. de l’ Acad. d. Bc. 106, 1011, 1888.
з) Arnaud, Sur la matière стувіаШабе active, extraite des semences du Stropbantbus glabre de Gabon. Compt. rend. de l’Acad. d. So. 107, 1162, 1888; vgl. ferner Arnaud, Recherches sur l’ouabaine und: Sur les produits de dédoublement de l’ouabaine par hydrolyse. Compt. rend. de l'Acad. d. Sc. 126, 346, 1208, 1898.
з) Thoms, Chemische Untersuchungen des Pieilgiftes der Kameran- neger Enaet. Apoth.-Zeitg. 15, 763, 1900. — Ders., Die Strophanthusfrage vom obemischen Standpunkt. Ber. d. Deutsch. pharmazeut. Ges. 14, 104, 1904. ·
4) Ernst Gilg, Über einige Strophanthusdrogen. Ber. d. Deutsch. pharmazeut. Ges. 12, 182, 1902; forner a. а. O. Ber. d. Deutech. phar- maseut, Ges. 14.
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schen Verhalten nach Thoms’ Untersuchungen mit Arnauds Ouabain vollkommen überein, und wurde entsprechend dem Vor- schlage von Thoms als Gratus-Strophanthin bezeichnet. Da das Ausgangsmaterial aus unserer Kolonie leicht rein zu be- schaffen ist (die Gefahr der Verwechslung und Verfälschung be- steht hier nicht so sehr wie bei anderen Strophanthusarten) und die physiologische Wirkung der Substanz selbst sich ähn- lich der des Komb#-Strophanthins und klinisch verwertbar er- wies!), so stellt die Einführung des Gratus-Strophanthins eine außerordentlich wertvolle Bereicherung unseres Arzneischatzes dar. In der Tat ist das Gratus-Strophanthin das einzige krystallisierte Strophanthin, welches heute im Handel erhältlich ist, und welches allein dank seiner Krystallisierbarkeit den An- forderungen der Reinheit, die an ein solches Präparat zu stellen sind, gerecht wird. Es sei hier bemerkt, daß Thoms außer dem krystallisiorten auch ein amorphes, mit Sohwefel- säure rot reagierendes Strophanthin aus Strophanthus gratus isoliert hat. |
Übrigens hatte im Jahre 1888 schon Gleef? die physio- logische Wirkung des Arnaudschen Ouabains untersucht und sie verglioben mit derjenigen eines Strophanthinpräparates, welches Arnaud aus Strophanthus Komb6 (bezogen in sehr gutem Zu- stande von Thomas Christy, London) dargestellt hatte. Dieses Strophanthin ist von Arnaud sehr eingehend beschrieben?) und möglicherweise identisch mit dem von Catillon beobach- teten krystallisierten Strophanthin aus Kombesamen. Arnaud stellte es dar, indem er aus dem alkoholischen Extrakt der Samen den Alkohol, zuletzt im Vakuum, verdampfte, nach Ab- trenneri des oben schwimmenden Öles und Filtration auf dem Wasserbad Bleisubacetat und Bleioxyd zusetzte, nach noch- maliger Filtration mit H,S entbleite und das Filtrat bei 50° zu einem nicht zu dicken Sirup eindampfte. Die zum nächsten
1) Vgl. H. Schedel, Die Strophanthusfrage vom pharmakologischen u. klinischen Standpunkt. Ber. d Deutsch. pharmazeut. Ges. 14, 120, 1904.
2) E. Gley, Sur la toxicité comparée de l’onabaine ct de la stro- phenthine. Compt. rend. d. PAoad. d Sc. 107, 348, 1888.
3) Arnaud, Sur la composition élémentaire de la strophanthine
cristallisées, extraite du Strophanthus Kombé. Compt. rend. de l'Acad. d. Sc. 107, 179, 1888.
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Tage krystallisierte die Masse aus. Die Krystalle wurden bei 60° abfiltriert und mehrmals aus kochendem Wasser umkry- stallisiert. Sie werden von Arnaud als Krystallflitter, um ein Zentrum gruppiert, von glimmerartigem Aussehen beschrieben und besitzen intensiv bitteren Geschmack. Durch ihre zweifel- lose Krystallform, ihre geringe Löslichkeit in Wasser, die optische Drehung, [(aJn==-+ 30°, ferner durch die elementare Zusammensetzung, С == 60,46°/,, Н = 8,07°/,, sind sie scharf von dem Fraserschen Strophanthin geschieden. Dagegen haben sie mit letzterem die Eigenschaft gemeinsam, mit konzentrierter Schwefelsäure grün zu reagieren, wie später Thoms?) feststellte, dem das Arnaudsche Originalpräparat vorgelegen hat. Bei der Hydrolyse mit Säuren liefert die Substanz einen reduzieren- den Körper, die Ausscheidung von Strophanthidin wird indessen von Arnaud gar nicht erwähnt. |
Zehn Jahre später (1898) stellten Kohn und Kulisch®) mittelst des Arnaudschen Verfahrens ein Strophanthin dar aus Samen, über deren Zugehörigkeit zu Komb6 resp. Hispidus sie keine sichere Entscheidung treffen. Wie sie angeben, handelte es sich jedoch um grünen Samen, der mit konzentrierter Schwefel- säure Grünfärbung gab, und den Prof. Hartwich in Zürich für identisch oder zum mindesten überaus ähnlich mit dem von Feist zu seinen Untersuchungen benutzten Kombesamen hielt. Das von ihnen erhaltene krystallinische Produkt stimmte in seinen Eigenschaften überein mit einem käuflichen, von Merck bezogenen Präparat, „Strophanthin сгувё.“, das nach Angabe der Firma aus Kombesamen gewonnen worden sein sollte. Diese Angabe wurde von der Fabrik jedoch später dahin berichtigt, daß das Strophanthin nicht aus Kombé-, sondern vielmehr tatsächlich aus Hispidus-Samen dargestellt war. Natürlich ist es heute nicht mehr möglich, diese Angaben sach- lch zu prüfen. Und so bleibt der Eindruck der Unsicherkeit bezüglich der Herkunft des erwähnten Marckschen Präparates besteben. Kohn und Kulisch erklärten übrigens nach ihren
1) а. а. О. Ber. d. Deutsch. pharmazeut. Ges. 14.
2) Leopold Kohn und Viktor Kuliscrh, Zur Kenntnis des Strophanthins. Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 31, 514, 1598; Sitzungeber. d. mathemat.-naturw. Klasse d Kaiserl. Akad. d. Wissensch., Abt. IIb, 107, 437, 1898.
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Untersuchungen sowohl das Meroksche Präparat wie auch das von ihnen selbst dargestellte für identisch mit dem Arnaud- schen Strophanthin. Dies können wir jedoch nicht anerkennen, da nach den Angaben der Autoren selbst ihr Strophanthin gerade in den primitivsten Eigenschaften erheblich von dem- jenigen Arnauds abwich. So färbte es sich z. В. mit kon- zentrierter Schwefelsäure zunächst nicht grün, sondern rot, ein Widerspruch, der möglicherweise in der Technik der Reaktion seine Erklärung finden könnte. Wenn Kohn und Kulisch aber ihr Strophanthin optisch inaktiv fanden, während das Arnaudsche die Polarisationsebene erheblich nach rechts dreht, so scheint es uns kaum möglich, die Identität der beiden Prä- parate, die heute offenbar ganz allgemein anerkannt wird, auf- rechtzuerhalten, trotzdem in manchen Punkten gute Über- einstimmung besteht. Kohn und Kulisch haben übrigens bei Spaltung mit Salzsäure ein krystallinisches Strophanthidin er- halten, welches offenbar mit dem aus dem Fraser-Feistschen Strophenthin abgespaltenen nicht identisch ist. Es besitzt, abgesehen von den Unterschieden im Schmelzpunkt und der elementeren Zusammensetzung, eine Methoxylgruppe, während das Frasersche Strophanthidin von Feist!) methoxylfrei be- funden wurde,
Feist, der die Identität der Strophanthine von Arnaud und Kohn und Kulisch nicht anzweifelt, will diese im Gegen- setz zu dem von ihm studierten Fraserschen Produkte als „Pseudostrophanthin“ bezeichnet wissen*).. Das Pseudostro- phanthin soll, abgeschen von dem verschiedenen Verhalten gegen- über konzentrierter Schwefelsäure, im Schmelzpunkt usw., haupt- sächlich dadurch charakterisiert sein, daß es bei der Hydrolyse mit Säuren schwerer gespalten wird, erst durch 2,4°/,ige Salz- аёого beim Kochen, während das echte Strophanthin schon durch 0,5°/,ige Selzsäure bei 70° zerlest wird. In der Tat führten ja Kohn und Kulisch die Spaltung mit 2,4°/„ НС] bei Siedehitze aus. Es ist aber nicht zu ersehen, daß sie auch versucht Laben, mit schwächerer Säure und bei niederer Tem- peratur das Btrophanthin zu zerlagen. Gerade also die schwere Spaltbarkeit scheint uns als charakteristisches Merkmal für das
1) а, а. О. Бег. d. Deutsch. chem. Ges. 33, 2069, 1900.
з) Vgl. Bor. d Deutsch. chom. Ges. 33, 2033.
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Pseudostrophanthin nicht genügend begründet zu sein. Zudem rechnet Feist den echten Strophanthinen ein von Schuchardt angeblich aus Hispidus dargestelltes Präparat zu, welches aber mit konzentrierter Schwefelsäure sich rot färbte, während die Rot- färbung doch gerade für das Pseudostrophanthin charakteristisch sein sollte. In nicht recht einleuchtender Weise will Feist diesen Gegensatz eventuell mit dem Alter des betreffenden Schuchardtschen Präparates erklärt wissen!). Wir sahen ferner, daß nach einer Feststellung von Thoms das Arnaudsche Prä- parat wiederum mit Schwefelsäure Grünfärbung gibt, eine Tat- sache, die Feist noch nicht bekannt war. Die Scheidung zwischen Strophanthin und Pseudostrophanthin scheint uns also nicht recht präzise durchgeführt zu sein. Es ist daher ver- ständlich, wenn sich Thoms?) entschieden gegen diese Ein- teilung aussprach. Dazu veranlaßte ihn insbesondere der Um- stand, daß ев mehr als zwei verschiedene Strophanthine gibt. Thoms hat, abgesehen von dem schon erwähnten Gratus- strophanthin, ein Strophanthin aus Hispidussamen untersucht, auf das wir später zu sprechen kommen werden. Ihm gelang ferner die Isolierung eines solchen aus Strophanthus Emini’), das durch seine Eigenschaften wieder vollkommen von allen anderen Strophanthinen unterschieden ist. Im Hinblick auf die Vielheit der in Betracht kommenden Substanzen verwirft er darum die prinzipielle Scheidung in Strophanthin und Pseudo- Strophanthin und schlägt vor, die einzelnen Strophantbine je nach den Stammpflansen, die sie liefern, mit Gratus-, Kombe- etrophanthin usw. zu bezeichnen. Sein е hat allgemeine Anerkennung gefunden.
Die von Thoma geforderte Ge hat sioh in den neueren Handbüchern bereits eingebürgert. Leider hat bei der Umbenennung aber die Klarheit der Materie etwas Schaden gelitten, dadurch, daß man nun die von früheren Untersuchern beschriebenen Substanzen jeweils dem Komb6- bzw. Hispidus- Strophanthin zuordnete*), trotzdem, wie wir ja sahen, das
1) Vgl. Apoth.-Zeitg. 15, 1900.
2) Vgl. Ber. d Deutsch. pharmazeut. Сев. 14, 104, 1904.
Daa О. Ber. d. Deutsch. pharmazeut. Ges. 14, 104, 1904.
t) Vgl. Abderhalden, Bioch. Handlexikon 2, 1911. — E. Schmidt; Lebrbuch der pharmazeut. Chemie, 5. Aufl., II.2. 1911.
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside. 93
Ausgangsmaterial von den Autoren selbst meist nicht genügend sicher definiert war. Daß als Komb£-Strophanthin die von Fraser und Feist untersuchte Substanz sich beschrieben findet, scheint uns zwar durchaus berechtigt. Anders steht es mit dem Hispidus-Strophanthin. Als solches findet sich in den ein- schlägigen Werken das Arnaudsche verzeichnet und mit diesem identifiziert auch das Strophanthin von Kohn und Kulisch. Diese von Feist: unter der Bezeichnung Pseudostrophanthin zusammengefaßten Substanzen hat ınan offenbar ganz willkürlich als Hispidus-Strophanthin aufgefaßt, denn abgesehen von den unsicheren Angaben bezüglich des von Kohn und Kulisch mit dem ihrigen identifizierten Merokschen Präparates weisen die Notizen von Arnaud einerseite, von Kohn und Kulisch andererseits hinsichtlich der von ihnen. benutzten Samenart viel mehr auf Komb& als auf Hispidus hin.
Merkwürdigerweise wird zu dem Arnaudschen Präparat ein Strophanthin in nahe Beziehung gebracht, das von Thoms sus Hispidussamen dargestellt wurde, nach den in der Literatur niedergelegten Daten aber unstreitig von dem Arnaudschen wesentlich unterschieden ist. Es wurde von Thoms?!) und Karsten*®) näher studiert. Diese Untersuchungen stammen aus einer Zeit, wo bei uns von den Botanikern bereits streng zwischen Hispidus- und Kombe&samen geschieden wurde. Offen- bar bestand das Material der letztgenannten Autoren im wesent- lichen aus Hispidusdrogen, wenn auch seino absolute Reinheit, wie Thoms gelegentlich erwähnt, nicht außer Zweifel stand. Das Strophantlin wurde dargestellt, indem die entfettete Droge mit Alkohol extrahiert, der Alkohol verdampft und der Rück- stand mit Wasser ausgezogen wurde; die wässerige Lösung wurde mit Bleiessig versetzt, aus dem Filtrat das Blei durch Ammoniumsulfat gefällt und sodann durch weiteres Eintragen von Ammoniumsulfat im Überschuß das Strophanthin aus-
ı) H. Thoms, Über das Vorkommen von Cholin und Trigonellin in Btropbanthussamen und über die Darstellung von Strophanthin. Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 81, 271, 1898; ferner a. a. O. Ber. d. Deutsch. pharmareut. Сев. 14, 1904. |
2) W Karsten, Über das Vorkommen von Strophanthin, Cholin und Trigonellin in der Wurzel von Strophanthus hispidus. Ber. d. Deutsch. pbarmazeut. Ges. 12, 241, 1902.
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geschieden. Es wurde auf diese Weise von N-haltigen Ver- unreinigungen befreit und schließlich durch wiederholtes Auf- nebmen mit absolutem Alkohol und Fällen mit Ather gereinigt. Das so erhaltene Produkt stellt ein amorphes, neutral reagie- rendes, stickstofffreies, stark bitteres und sehr toxisches Pulver dar, leicht löslich in Waser und Alkohol, unlöslich in Ather, das bei 170° schmilzt. Die Elementaranalyse ergab einen nur wenig geringeren Kohlenstoffgehalt (О == 59,65°/,), als er dem Arnaudschen Strophanthin entspricht. Mit konzentrierter Schwefelsäure trat im Gegensatz zu dem Fraserschen Komb#- Strophanthin Rotfärbung ein. Von dem letzteren zeigte es ferner insofern ein abweichendes Verhalten, als es bei der Hydrolyse mit Säuren neben dem Kohlenhydratspaltstück kein krystallinisches Strophanthidin, sondern ein amorphes, hellgelbes Pulver lieferte.
Außer diesen Untersuchungen sind wir über das Strophanthin aus echtem Hispidussamen nur sehr spärlich unterrichtet. Hart- wich?) will es auch in den Händen gehabt haben. Nach seinen Angaben soll es sich aber wie die Samen selbst mit kon- zentrierter Schwefelsäure nicht rot, sondern grün färben. Auch Catillon war früher, wie schon erwähnt, zu dem gleichen Resultate gekommen. Wie man sieht, läßt unsere Kenntnis von dem echten Hispidus-Strophanthin also noch mehr zu wünschen übrig, als es für das Komb&-Strophanthin der Fall ist.
Die französische Pharmakopöe vom Jahre 1908, welche Samen von Strophanthus hispidus als offhizinelle Sorte aufführt, schreibt auch ein Strophanthin vor, als Glucosid dieser Samen, welches seinen Eigenschaften gemäß teils den Angaben Arnauds, teils denen von Kohn und Kulisch entapricht, bis auf den Schmelzpunkt (185°), der wiederum mit demjenigen des Gratus- Strophanthins übereinstimmt. In der Annahme, das Arnaud- sche Strophanthin zu erhalten, ersuchten wir eine größere Pariser Apotheke um Zusendung der offizinellen Substanz, bekamen je- doch nur ein amorphes Produkt geliefert, wie es auch bei uns von den Fabriken in den Handel gebracht wird. Dieser Um- stand läßt allerdings, wie wir speziell aus unseren eigenen Unter- suchungen zu schließen berechtigt sind, die Möglichkeit offen,
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1) Apoth.-Zeitg. 1901, 183; zit. nach Jahresber. d. Pharmazie 1901, 34.
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daß es sich in der Tat um ein Hispidus-Strophanthin handelt, "während ein solches von den Eigenschaften, wie sie die fran- zösische Pharmacopöe vorschreibt, offenbar aus Hispidussamen nicht darstellbar ist. Derartige krystallisierte Produkte sind jedenfalls, abgesehen von den Originalpräparaten, die Catillon, Arnaud, Kohn und Kulisch selbst dargestellt hatten, über- haupt nicht wieder erhalten worden, weder aus Hispidus-, noch sus Kombösamen, und der Handel weist heute eben, abgesehen von dem krystallinischen Gratus-Strophanthin, nur amorphe Strophanthine auf, die nach den Angaben der Fabriken zum Teil aus Hispidus-, zum Teil aus Kombesamen dargestellt sein sollen.
In manchen neueren Arbeiten liest man zwar gelegentlich von „krystallisiertem Komb6-Strophanthin“, so z. В. in einer Abhandlung von P&debidou!); die Präparate selbst sind aber nicht näher beschrieben, so daß es zweifelhaft erscheint, ob sie wirklich in krystallisierter Form vorgelegen haben. Man muß wohl annehmen, daß es sich in solchen Fällen nur um ein scheinbar krystallinisches, in Wirklichkeit aber amorphes Stro- phantbin gehandelt hat, wie ев auch Fraser in Händen hatte, und wie es heute von den Fabriken käuflich zu haben ist. Ein krystallisiertes Strophanthin scheint neuerdings übrigens Iwanow?) erhalten zu haben. Die Krystalle werden als kleine Nadeln und Fäden beschrieben. Da jedoch über die Herkunft der angewandten Droge nichts ausgesagt wird, außerdem die Substanz selbst nur mangelhaft beschrieben ist, so besitzen die Untersuchungen keinen erheblichen Wert.
Wenn wir nun nach diesem historischen Überblick, dessen wir mit Rücksicht auf die in der hier behandelten Frage herrschen- den Unklarheiten und auf den Mangel einer exakten Darstellung in den einschlägigen Werken nicht entraten zu können glaubten, uns ein Bild zu machen suchen von dem gegenwärtigen Stand der Strophanthus-Chemie, so finden wir, daß, abgesehen von dem wohlcharakterisierten Gratus-Strophanthin, wir eine gesicherte Kenntnis eigentlich nur besitzen von dem amorphen Strophan-
1) J. Pödebidou, Etude des toxicit6a des strophanthines selon les voies d'administration, Compt. rend. de ГАсва. d. So. 149, 306, 1909.
2) Iwanow, Zur Frage der Herstellung von krystallisiertem Stro- phanthin. Farmaz. Journ. 45, 637, 1906; zit. nach Chem.-Zeitg. 1006, II. Repert. S. 434.
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thin aus Kombesamen durch die eingehenden Untersuchungen von Fraser und Feist. Hinsichtlich der übrigen Strophan- thine sind wir auf teila vereinzelt dastehende, teils gegensätz- liche Befunde angewiesen. Dieser Mangel macht sich besonders bemerkbar bei dem wirksamen Glycosid von Strophanthus hi- spidus. Um die hier vorhandene Lücke auszufüllen, ent- schlossen wir uns zu den vorliegenden Untersuchungen. Es galt zunächst, das Strophanthin aus Strophanthus hispidus zu isolieren und seine chemischen Eigen- schaften zu untersuchen. Dabei erschien es uns zweck- mäßig, zumVergleich auch dasStrophanthin der Komb6- samen selbst darzustellen, um nebeneinander an ein- wandfreien Präparaten die cohemischen Charaktere beider Substanzen studieren und die eventuell auf- tretenden Unterschiedefestlegenzukönnen. Diesschien uns um. so теһг der Mühe wert, als derartige ver- gleichende Untersuchungen, welche eingehender Kritik standhalten, überhaupt nicht existieren.
L Strophanthus hispidus,
Unsere Hispidus Droge erhielten wir durch das Kaiserliche Gouvernement direkt aus Togo überwiesen. Wir gelangten so in den Besitz ganzer Früchte. Herr Prof. Gilg in Berlin war во liebenswürdig, das Material einer Früfung zu unterziehen und stellte fest, daß es sich um einwandfreie Früchte von Strophan- tbus hispidus P. D. C. handelte. Wir möchten an dieser Stelle nicht unterlassen, dem Kaiserlichen Gouvernement in Lome für die Bemühungen, durch welche uns eine einwandfreie Hispidus- Droge zur Verfügung gestellt wurde, Herrn Prof. Gilg für seine freundlichst erteilte Auskurft nochmals unsern verbindlichsten Dank auszusprechen. Die Samen wurden bei uns im Institut ausgelesen, von dem Pappus befreit und sodann durch die Firma Caesar & Loretz in Halle entfettet und gepulvert. Bei der weiteren Darstellung hielten wir uns an die Methode, weiche Thoms zur Isolierung seines Hispidus-Strophanthins an- wandte!).
3,3 Kilo der entfetteten und gepulverten Samen wurden mit 8 1 94°/,igem Alkohol ca. 6 Stunden lang erhitzt, dar-
1) Vgl. Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 31, 271.
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside. 97
auf das alkoholische Extrakt abgetrennt. Diese Extraktion wurde 3mal wiederholt, bis schließlich der abfließende Alkohol nur wenig gefärbt war. Aus den gesammelten alkoholischen Filtraten wurde der Alkohol abdestilliert und der Rückstand mit 31/, 1 heißem Wasser aufgenommen. Der schwach sauren, stark gefärbten, trüben Lösung wurde auf dem Wasser- bad Bleiessig zugesetzt, bis sich die wässerige Flüssigkeit klar von dem zu Klumpen zusammengebackenen Niederschlag ab- gesetzt hatte. Aus dem amphoter reagierenden und schwach angewärmten Filtrat wurde das überschüssige Blei durch Schwefel- wasserstoff ausgefällt, und nach nochmaliger Filtration der Schwefelwasserstoff durch Luftdurchleiten vertrieben. Die во erbaltene klare und fast farblose wässerige Lösung reagiert deut- lich sauer. Um die Säure abzustumpfen, wird sie mit einem reichlichen Überschuß von Calciumcarbonat versetzt. Sodann wird auf dem Wasserbad bis zum dünnen Sirup eingedampft, wobei die ‘Reaktion zunächst amphoter und dann alkalisch wird. Es wurde hierbei besonders darauf geachtet, ob sich etwa während des Einengens der Flüssigkeit Krystalle aus- schieden. Dies war jedoch auch bei mikroskopischer Unter- suchung nicht zu konstatieren. Nachdem die Flüssigkeit bis auf ein geringes Volumen eingeengt war, wurde die Lösung von dem ungelösten Caloiumcarbonat abgesaugt. Bei einer zweiten, genau in der gleichen Weise verarbeiteten Portion von Samen, welche uns in losem Zustande durch das Kaiserliche Gouverne- ment von Togo übersandt wurden und nach Feststellung von Herrn Prof. Gilg ebenfalls absolut reines Material von Stro- phanthus hispidus P. D. O. darstellten, wurde speziell untersucht, ob etwa der abgesaugte Calciumcarbonat-Rückstand Strophan- thin-Krystalle eingeschlossen enthielt. Er wurde zu wieder- holten Malen mit Wasser ausgekoocht. Weder ließen aber die erkalteten Filtrate ein krystallinisches Produkt ausfallen, nooh ‚ konnte nach dem Eindampfen derselben krystallinisches Stro- phanthin nachgewiesen werden. Zwar schied sich bei dem Ein- dampfen eine spärliche Menge krystallinischer Substanz (ab- gestumpfte Prismen) ab. Dieselbe erwies sich aber bei näherer Untersuchung als eine Caleium-Verbindung, offenbar mit einer organischen Säure. Aus dem vom Caloiumcarbonat abgessugten wässerigen Sirup wurde nunmehr das Strophanthin mit großen Biochemische Zeitschrift Band 40. 1
98 A. Heffter und Frites Sachs:
Mengen Ammoniumsulfat ausgesalzen. Es fiel als pulveriger Niederschlag aus, der sich durch Zentrifugieren leicht abtrennen ließ. Nach völligem Abtropfen der überstebenden Balzlösung wurde der Rüokstand bei Zimmertemperatur mit 94°/,igem Alkohol aufgenommen, die alkoholische Lösung filtriert und das Filtrat im Vakuum zu einem dicken Sirup eingedampft, der wiederum (bei etwa 40°) mit 94°/,igem Alkohol aufgenommen wurde. Naoh erneuter Filtration wurde die alkoholische Lösung zunächst im Vakuum eingedampft und sodann die Masse über konzentrierter Schwefelsäure im Vakuumexsiccator eingetrocknet. Das Gewicht der noch verfärbten in amorphem Zustande er- haltenen Substanz betrug ca. 75g, die etwa 3,3 kg der ent- fetteten Samen entsprechen. Die Ausbeute an Rohprodukt stellt eich demnach auf са. 2,3°/, Um die Substanz zu reinigen, wurde sie in Alkohol absolutus gelöst, ins Kalte gestellt, da- mit das Strophanthin event. auskrystallisieren sollte; es gelang uns jedoch nicht, Kristallisation zu erzielen, vielmehr schieden sich in der Kälte nur harzartige Verunreinigungen ab, von denen abfiltriert wurde. Das klare Filtrat wurde sodann mit reichlichen Mengen Ather gefällt, das ausgeschiedene Strophan- thin abgesaugt und mit viel Äther nachgewaschen. Auf diese Weise vermeidet man es, daß die Masse nach dem Ver- dunsten des Athers harzig zusammenbackt. Das Aufnehmen in Alkohol und Fällen mit Äther wurde schließlich noch mehr- mals wiederholt. |
Das so erhaltene Hispidus-Strophanthin ist ein amorphes, rein weißes, stäubendes Pulver von intensiv biiterem Geschmack, leicht löslich in Wasser und Alkohol, unlöslich in Äther. Die Menge des gereinigten Produktes betrug schließlich ca. 55 g nach dem Trocknen im Vakuum übor Calciumchlorid. Die getrocknete Substanz wurde für die weiteren Untersuchungen über Chlor- calcium verwahrt. Sie gab, in Wasser gelöst, mit Bariumchlorid und Salzsäure keine Fällung, war also frei von Ammonium- sulfat; sie fiel aus der wässerigen Lösung bei Zusatz von ammoniakalischom Lleiessig und gab, -mit Gerbsäure versetzt, einen im Überschuß löslichen Niederschlag. Die Substanz re- agierte ferner neutral auf Lackmus und erwies sich als stick- stofifrei; sie verbrannte auf dem Platinblech, ohne einen Rück- stand zu hinterlassen. Mit konzentrierter Schwefelsäure betupft,
Untersuchungen über Strophanthus-Glucoside. 99
färbt sie sich intensiv grün. Wir möchten bemerken, daß wir zu dieser Reaktion stets eine Schwefelsäuremischung verwandten, welche aus 80 Volumteilen konzentrierter Säure und 20 Volum- teilen Wasser zusammengesetzt war, da wir mit dieser Mischung reinere Farbentöne erhielten als mit unverdünnter konzentrierter Schwefelsäure 1).
Eine recht schöne Farbenreaktion auf Strophanthin stellt übrigens auch die Liebermannsche Cholesterinprobe dar. Löst man eine kleine Messerspitze in etwa 2 com Essigsäureanhydrid und läßt dann einige Tropfen konzentrierte Schwefelsäure unter Sohütteln zufließen, so tritt vorübergehend Rotfärbung auf, der, eventuell erst nach schwachem Erhitzen, eine schöne reine Grün- färbung folgt. Diese Probe ist, wie hier hervorgehoben sei, in gleicher Weise charakteristisch für das Strophanthidin.
Des weiteren wurde die optische Aktivität des von uns dargestellten Präparates geprüft. Die spezifische Drehung be- trug in 3,4840 уо] -°/,івег Lösung in destilliertem Wasser
[«]ь = + 13,9°.
Der Sohmelzpunkt der Substanz ist äußerst unscharf. Nach zahlreichen Bestimmungen können wir nur mit einiger Sicherheit angeben, daß die Masse etwa bei 160° zu sintern beginnt. Bei 190° ist sie noch nicht geschmolzen.
Wenn das über Calciumchlorid aufbewahrte Strophanthin. zwischen 100° und 105° erhitzt wird, verliert es 4,29°/, Wasser. Das so getrocknete Präparat besitzt einen Kohlenstoffgehalt. von 57,27°/, und einen Wasserstoffgehalt von 8,19°/,. |
0,2100 g getrocknete Substanz lieferten 0,1567 g H,O und 0,4405 g СО», entsprechend 8,35°/„ H und 57,21°/, С.
0,1471 g getrocknete Substanz lieferten 0,1053 g H,O und 0,3092 g СО,, entsprechend 8,029, H und 57,33°/, С.
Bei der Methoxylbestimmung nach Zeisel lieferten 0,3059 g (im Vakuum über CaCl, getrooknet) 0,1010 g AgJ, entsprochend 4,36°/, CH,O®).
1) Zur Prüfung der Strophanthussamen wurde ebenfalls vorge- schlagen, die Schwefelsäure, wenn auch in einem etwas anderen Ver- bältnis, zu verdünnen (vgl. Schaub, Apoth.-Zeitg. 23, 920, 1908), und dieser Vorschlag hat auch in dem Deutschen Arzneibuch, б. Ausg., Auf- nahme gefunden.
2) Von der Aufstellung chemischer Formeln nehmen wir hier, wie such bei den später in dieser Abhandlung folgenden Analysen mit Vor-
7°
ww A. Heffter und Fritz Sachs:
Deg Umstand, daß das von uns dargestellte His- pidus-Strophanthin mit Sohwefelsäure Grünfärbung gibt, deutet darauf hin, daß diese Substanz zu dem rot reagierenden, angeblich ebenfalls aus Hispidus- samen dargestellten Strophanthin von Thoms in fer- nerer Beziehung steht, ale zu dem Fraserschen Pro- dukte, mit dem es auch in seinen sonstigen bisher beschriebenen Eigenschaften, wenn auch nicht voll- kommen, so doch einigermaßen übereinstimmt.
Weitere Aufklärung versprachen wir uns von dem Ver- halten bei der Hydrolyse mit verdünnten Säuren. Bei unseren diesbezüglichen Versuchen richteten wir uns im einzelnen voll- kommen nach den Angaben Feists!). Es wurden jeweils 3 bis 5 g Strophanthin mit der öfachen Menge 0,5°/, iger Salzsäure im Wasserbad allmählich erwärmt. Bei etwa 75° begann die Lösung sich zu trüben und nach wiederholtem Schütteln schied sich das Strophanthidin krystallinisch ab. Wir setzten das Erhitzen zwei Stunden bei einer Temperatur von gp bis 80° fort, da wir uns überzeugten, daß sich auf diese Weise noch eine weitere Menge Strophanthidin ausschied und wir so eine bestmögliche Ausbeute erhielten. Das Gemisch blieb über Nacht im Eisschrank stehen, dann erst wurde das Stro- phanthidin abgesaugt. Die Ausbeute betrug (im Mittel unserer Bestimmungen) nach dem Trocknen im Vakuum über CaCl, etwa 38 bis 39°/„ der angewandten Menge Strophanthin. Das Filtrat reduzierte stark Fehlingsche Lösung. Unsere Versuche, das Kohlenhydrat in kryatallinischer Form zu erhalten sowie ein Osazon darzustellen, schlugen fehl. Leider fehlte es uns an dem nötigen Material, um diese Bemühungen weiter fortzusetzen.
Das Strophanthidin stellte von vornherein schon ein fast rein weißes Pulver dar, das unter dem Mikroskop Krystalle. teils von Prismen-, teils von Wetzsteinform zeigte. Es wurde zu wiederholten Malen umkrystallisiert durch Lösen in ab-
bedacht Abstand, da einesteils meist mehrere Möglichkeiten gegeben sind, andererseits die Kenntnis der Konstitution der verschiedenen Strophan- thine und ihrer Spaltprodukte unserer Ansicht nach nicht ausreicht, um bei so komplizierten Verbindungen die Richtigkeit der gewählten Formel mit Bicherheit zu garantieren.
1) Vgl. Ber. d. Deutsch. chem. Сев, 88, 2069.
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside, 101
solutem Alkohol, Kochen mit Knochenkohle und nachträglichen Zusatz von heißem Wasser. Bo erhält man größere Krystalle, rhomboedrische Tafeln und zu Rosetten angeordnete Prismen, während durch Zusatz von kaltem Wasser kleinere Krystalle ausgeschieden werden, die sich physikalisch etwas anders zu verhalten scheinen, worauf gelegentlich der Elementaranalyse zurückzukommen sein wird. Die gereinigte Substanz, welche wie das Stropbanthin im Vakuum über CaCl, getrocknet und über CaCl, verwahrt wurde, entsprach hinsichtlich Löslichkeit und ihrer sonstigen allgemeinen Eigenschaften den Angaben Feists; sie färbte sich mit Schwefelsäure burgunderrot, gab dagegen bei Austellung der Cholestolreaktion gleiche Farbentöne wie das Strophanthin, worauf oben schon hingewiesen wurde. Ев sei bemerkt, daß sie Fehlingsohe Lösung außerordentlich schwach reduziert. Diese Reduktion kann man allerdings nur beobachten, wenn man ganz geringe Mengen Fehlingsches Reagens an- wendet. Unter solchen Bedingungen wird übrigens auch durch das ungespaltene Strophanthin, ebenso wie durch die weiteren von uns beschriebenen Strophanthine und Strophantbidine alkalische Kupferlösung schwach reduziert.
Der Schmelzpunkt des Strophanthidins ist wohl leichter zu bestimmen als der des Strophanthins, aber auch unscharf. Die Substans wird bei 169 bis 173° pastos, schmilzt etwa zwischen 178 und 180° und sohäumt unmittelbar danach auf. Das Aufschäumen zwischen 178 und 180° ist am deutlichsten zu erkennen und am meisten ohgrakteristisch. |
Die spezfiische Drehung beträgt zirka + 41°. Eine 2,0740 vol.-°/ іре Lösung in Alkohol absolutus ergab [с]р == -}- 40,85°; eine 1,9880 vol.-°/ ige Lösung in Methylalkohol [0] = + 41,00°.
Bei der Methoxylbestimmung nach Zeisel lieferten 0,3030 g Substanz (im Vakuum über Cai, getrocknet) 0,0112 g AgJ, entsprechend 0,49°/, CH,O. Das a —— ist mithin als methoxylfrei anzusprechen.
Der Kohlenstoffgehalt beträgt 66,67°/,, der Wasserstoff- gehalt 7,93°/, für die im Vakuum über konzentrierter Schwefel- säuro getrocknete Substanz. |
0,1620 g Substanz (im Vakuum über Schwetelsäure bis zur Gewichts- konstans getrocknet) lieferten 0,3960 g OO, und 0,1148 g H,O.
102 A. Heffter und Fritz Sachs:
Die Zahlen entsprechen denen, welche Feist für ein bei 110 his 125° getrocknetes Präparat gefunden hat, während seine über Schwefelsäure getrocknete Substanz einen geringeren Kohlenstoffgehalt, nämlich ca. 64°/,, aufwies. Wir glauben, daß diese Differenz zurückzuführen ist auf die Art, wie man das Strophanthidin auskrystallisieren läßt. Wie schon oben er- wähnt, scheidet es sich bei Zusatz von kaltem Wasser zur alkoholischen Lösung in etwas anderer Form aus, als wenn man heißes Wasser verwendet. Ein solches mehr kleinkrystal- linisches Präparat lieferte uns nun in der Tat, über Sohwefel- säure getrocknet, mit den Feistsohen Zahlen gut überein- stimmende Werte, so daß wir den Eindruck gewannen, als ob das Strophanthidin je nach der Form, in der es auskrystalli- siert, das eingeschlossene Wasser beim Trocknen mehr oder weniger leicht abgibt. Auf diese Weise glauben wir den etwas abweichenden. Ausfall unserer oben erwähnten Analyse erklären zu dürfen. Die sonstigen Eigenschaften unseres Stro- phanthidins stimmen aber im großen und ganzen во gut mit den Feistsohen Angaben überein, daß wir an der Identität des von ihm aus Boehringerschem Komb6- Strophanthin dargestellten Strophanthidins mit un- serem aus Hispidus gewonnenen nicht zweifeln.
Die Tatsache, daß beide Strophanthine das gleiohe Strophanthidin liefern, bringt auch dieGlucoside selbst in nahe Beziehung. Feists Angaben über das Kohlenhydrat- spaltstück können wir ja zunächst nicht bestätigen, müssen aber selbst die Möglichkeit offen lassen, daß viellei„ıt auch dies bei weiterer Untersuchung, zu der leider das Material mangelte, ge- glückt wäre. Die Ausbeute an Strophanthidin ist bei unseren Spaltungsversuchen geringer als bei den Feistschen (Feist erhielt 50 bis 52°/,), stimmt andererseits wieder mit der von Fraser ausKomb$-Strophanthin erhaltenen einigermaßen überein.
Von dem Thomsschen Hispidus-Strophanthin ist das unserige, abgesehen von der Grünfärbung mit Schwefelsäure, durch die Abspaltbarkeit eines krystal- linischen Strophanthidins streng untersohieden. Aller- dings arbeitete Karsten, welcher die Hydrolyse dea nach Thomas dargestellten Hispidus-Strophanthins beschreibt!), mit 10°/,iger
1) Vgl. Karsten, Ber. d. Deutsch. pharmarout. Ges. 12, 241, 1902.
Untersuchungen über Stzophanthus-Gluooside. 103
Balssäure. Möglicherweise war diese Säurekonzentration zu stark. Schon Fraser bemerkt, daß er bei höherer Konzentration der Säure das Strophanthidin nur in amorphem Zustande erhielt. Ob aber hierauf der mangelnde Befund eines krystallinischen Produktes bei Karsten beruht, oder ob er nicht vielmehr auf die Ver- schiedenheit seines Strophanthins von dem unserigen zurückzu- . führen ist, entzieht sich unserem Urteil. Wenn wir nun auch nicht behaupten wollen, daß unser · Stzophanthin aus Hispidussamen geradezu identisch mit dem Fraser-Feistschen ist, so müssen wir doch bedenken, daß es sich hier um amorphe Produkte handelt, deren absolute Reinheit ja nicht mit solcher Sicherheit, wie bei krystallisierten Substanzen, zu verbürgen ist. Es kann in beiden Präparaten ein chemisch vollkommen identischer Körper zugrunde liegen dessen Eigenschaften durch geringe Verunreinigungen ein wenig modifiziert werden. Auf diese Weise wären gewisse Ab- weichungen im ohemischen Verhalten ev. zu erklären. Mit Sioherheit können wir aber behaupten, daß unser aus Hispidussamen gewonnenes Strophanthin seinen Eigenschaften nach zum mindesten dem Kombe6-Stro- phanthin von Fraser-Feist ohemisch außerordentlich nahe verwandt ist,
In dieser Auffassung wurden wir bestärkt, als wir ein seibstdargestelltes Komb6 -Strophanthin zur vergleichenden Untersuchung herangezogen.
IL Strophanthus Kombé.
Wir bezogen unser Ausgangsmaterial von der Firma Oaesar & Loretz, Halle, welche anerkanntermaden einwands- freien Kombesamen in den Handel bringt‘). Es wurde der „Semen Strophanthi Kombé deolesat. titr. pulv. mittel- fein‘ der genannten Firma zu unseren Untersuchungen verwandt. Die Droge wurde, von unbedeutenden Modifikationen abgesehen, in entsprechender Weise verarbeitet wie der Hispiaussamen, 80- daB ез überflüssig ist, auf die Methode der Darstellung hier noch einmal einzugehen. Bemerkt sei, daß bei der Fällung mit Ammoniumsulfat die Masse verharzte, an den Wänden des
1) Vgl. H. Modeen, Über Somen Stropbanthi. Apcth.-Zeitg. 28, 596, 1908.
104 A. Heffter und Fritz Sachs:
Gefäßes kleben blieb, und die Salzlösung einfach durch Ab- gießen von dem ausgeschiedenen Strophanthin getrennt werden konnte. Die Ausbeute an Rohprodukt betrug etwa 43 g pro 2 kg Droge, db 2,2°/„ ist also annähernd gleich der aus Hispidussamen gewonnenen. Die Werte sind natürlich nur approximative, da der Gehalt an Strophanthin nicht quanti- tativ bestimmt wurde. Nach wiederholtem Umlösen in Alko- hol, zum Teil unter Kochen mit Knochenkohle und Fällen mit Ather blieben uns schließlich nur 16 g reine Substanz, die immer noch eine schwach gelbliche Färbung zeigte. Sie rein weiß zu erhalten, war uns hier nicht möglich. Im Vakuum über CaCl, getrocknet, zeigte sie in ihrem allgemeinen Verhalten die gleichen Charakteristika wie unser Hispidus-Strophanthin.
Sie stellt ein amorphes Pulver dar, ist leicht löslich in Wasser und Alkohol, unlöslich in Ather, frei von Stickstoff, gibt mit Schwefelsäure eine intensive reine Grünfärbung, bei der Cholestolprobe entsprechende Farbantöne wie das Hispidus- Strophanthin. Auf dem Platinblech verbrannt, hinterließ sie einen kaum merklichen Rückstand. Der Schmelzpunkt ist wiederum äußerst unscharf, liegt offenbar etwas höher als bei dem Hispidus-Strophantbin. Die Substanz beginnt um 170° herum zu sintern. |
Die polarimetrische Untersuchung ergab für eine 3,5768 vol.-*/,ige Lösung Ä
| [a], = + 11,87°.
Zwischen 105 bis 110° bis zur Gewichtskonstanz erhitzt, verlor die vorher über CaCl, getrocknete Substanz etwa 3,84°/, Wasser.
Für das auf diese Weise wasserfrei erhaltene Strophanthin wurde durch die Elementar-Analyse festgestellt ein Kohlenstoff- gebalt von 57,61%, und ein Wasserstoffgehalt von 7,24°/,.
0,1630 g Subst. (bei 105 bis 110° getr.) lieferten 0,3437 g OO» entsprechend 57,51%, С und 0,1050 g H,O, entsprechend 7,219, Н.
0,1766 g Subst. (bei 105 bis 1109 getr.) lieferten 0,3724 g OO, ent- sprechend 57,51°/„ С und 0,1148 g H,O, entsprechend 7,27%, Н.
Bei der Methoxyl-Bestimmung nach Zeisel lieferten 0,3134 g Substanz (im Vak. über CaCl, дет.) 0,1342 g AgJ, entsprechend 5,65°*/„ CH,O; 0,3041 g Substanz (im Vak. über CaCl, деб.) lieferten 0,1307 g AgJ, entsprechend 5,67°/, CH,O.
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside,. 106
Mit den entsprechenden für das Hispidus-Strophanthin von
uns ermittelten Zahlen verglichen, ergibt sich, daß die Werte für Kohlenstoff in beiden Präparaten ziemlich gut überein- stimmen, während der Methoxyl-Gehalt des Komb&-Strophan- thins denjenigen des Hispidus-Strophanthins und umgekehrt der Wasserstofigehalt des Hispidus-Strophantins den des Kombe-Strophanthins um са. 1°/, übertrifft. Besonderen Wert legten wir wiederum auf den Ausfall der Hydrolyse mit verdünnten Säuren. Wir verfuhren bei diesen Versuchen ganz in der gleichen Weise, wie früher beschrieben. Dabei erhielten wir wiederum ein krystallinisches Strophan- thidin, das sich meist sohon etwas früher, bei ca. 70°, ausschied. Das Filtrat reduzierte stark Fehlingsche Lösung. Über den Zucker haben wir keine weiteren Untersuchungen angestellt. Die Ausbeute an Strophanthidin war größer als beim Hispidus- Strophanthin, sie betrug im Mittel 46,5°/,, (erreichte demnach also den Feistschen Wert noch nicht). Entsprechende Diffe- renzen in der Ausbeute wurden auch beobachtet, wenn das abgespaltene Strophanthidin aus unseren beiden Präparaten vergleichsweise nach der für unsere Zweoke entsprechend ab- gekürzten Frommeschen Methode!) bestimmt wurde. Es ergab sich so für das Hispidus-Strophanthin eine Ausbeute von 4б°/„, für Komb6-Strophanthin eine solche von б0°/,.
Das Strophanthidin selbst, welches von vornherein hier nicht rein weiß, sondern als ein mehr gelbbräunliches Pulver ge- wonnen wurde, stimmte, nachdem es durch wiederholtes Um- krystallisieren gereinigt war, in seinen Eigenschaften vollkommen mit unserem aus Hispidus-Strophanthin isolierten Strophanthi- din überein. Löslichkeit, Schmelzpunkt, Reaktion mit Schwefel- säure wurden gleich befunden; ebenso die optische Aktivität. Eine 1,9532 vol.-°/ ige Lösung in absolutem Alkohol ergab eine spezifische Drehung von
[а] = + 41,28°.
Durch Eiementaranalyse wurde ein Kohlenstofigehalt von 66,84°/,, ein Wasserstoffgehalt von 8,20°/, für die im Vakuum
3) Vgl Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis. Ergänzungs- band В. 669, 1908. |
106 A. Heffter und Fritz Sachs:
über konzentrierter Schwefelsäure bis zur Gewichtekonstanz ge- trooknete Substanz ermittelt: |
0,1624 g Subst. (im Vak. über Schwefelsäure дөш.) lieferten 0,3980 g CO, und 0,1191 g H,O.
Die Methoxylbestimmung nach Zeisel ergab für 0,3340 g Subst. (im Vak. über CaCl, getr.) 0,0137 g AgJ, entspr. 0,54°/, CH,O, mithin auch hier Abwesenheit der Methoxyligruppe.
Alle diese Daten stimmen so ausgezeichnet mit den von uns für das Strophanthidin aus Hispidus- Strophanthin ermittelten überein, daß es außer Zweifel steht, daß beide Strophanthine (aus КотЬб und aus Hispidus) als Spaltprodukt das gleiche Stro- phanthidin liefern. Die Strophanthine selbst sind, ab- gesehen von unbedeutenden Differenzen in dem ohnehin recht ungensuen Schmelzpunkt und ihrem optischen Verhalten, im wesentlichen nur durch etwas abweichenden Waasserstoff- und Methoxylgehalt, sowie durch eine nicht ganz gleiche Ausbeute an Strophanthidin bei der Spaltung mit Säuren voneinander unterschieden, stimmen im allgemeinen in ihren Eigen- schaften aber doch in so weitgehendem Maße überein, daß wir unsere oben entwickelte Ansicht hinsichtlich der chemischen Zusammengehörigkeit des amorphen Kombe6-Strophanthins einerseits und des amorphen Hispidus-Strophanthins andererseits hier nochmals betonen wollen.
III. Über ein krystallisiertes Strophanthin aus Strophanthus Kombé. |
Als wir bei der Darstellung unseres amorphen Kombé- Strophanthins die wässerige Lösung des alkoholischen Extraktes der Samen nach der Fällung mit Bleiessig und dem Entfernen des Bleics mit Schwefelwasserstoff unter Zusatz einer reichlichen Menge Calciumcarbonat auf dem Wasserbad eindampften, fiel es uns auf, daß während des Einengens der hauptsächlich aus
Calciumcarbonat bestehende Bodensatz allmählich immer dicker `
und ganz zäh wurde. Man hatte den Eindruck, daß sich in der Lösung irgendeine Substanz ausgeschieden hatte, wovon wir uns auch überzeugen konnten, indem wir unter dem Mi- kroskop neben dem gekörnten Calciumoarbonat eine große Zahl
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside. 107
dünner Nadeln feststellten. Wir dampften nun, wie bei der Darstellung des amorphen Strophanthins aus Hispidus be- schrieben, weiter bis zum dünnen Sirup ein, saugten nach dem Erkalten vom Calciumcarbonat ab, wuschen mit wenig kaltem Wasser nach und kochten nun, wie wir es auch bei der Dar- stellung unseres amorphen Hispidus-Strophanthins taten, den Calciumoarbonat-Rückstand mit Wasser aus. Die heiß filtrierte Lösung schied unmittelbar, und besonders reichlich beim Er- kalten, schöne, weiße, voluminöse Krystallbüschel aus, die sich mikroskopisch als feine lange Nadeln, um ein Zentrum radial gruppiert, präsentierten. Das Auskochen des Calciumcarbonat- Bückstandes wurde so oft wiederholt, bis in dem Filtrat keine Ausscheidung mehr stattfand. Die Krystalle wurden abgesaugt, aus den Mutterlaugen wurden durch Eindampfen noch weitere Portionen erhalten. Es gelang uns, die Substanz, welche übrigens in ihrem Aussehen einigermaßen der von Arnaud?) für sein krystallisiertes Strophanthin gegebenen Beschreibung entsprach, auf dieselbe Weise auch aus einer anderen später von Caesar & Loretz bezogenen Sendung von Kombösamen wieder zu gewinnen, und zwar in einer Ausbeute von 0,4 bis 0,5°/,.
Wir versuchten nun, ob es nicht möglich ist, die Substanz auch zu erhalten, wenn man nach dem von Arnaud ange- gebenen Verfahren vorgeht. Dieses unterscheidet sich von dem unserigen im wesentlichen nur dadurch, daß die wässerige Lösung schließlich nicht erst mit Caloiumcarbonat zwecks Neutralisation versetzt, sondern direkt ohne einen Zusatz bei 50° eingedampft wird. Wir engten also eine Probe der sauren wässerigen Lösung im Vakuum zum Sirup ein und fanden am nächsten Tage die Masse іп der Tat krystallinisch erstarrt vor. Bei der weiteren Verarbeitung überzeugten wir uns, daß ев eich um dieselbe Substanz handelte, welche wir mit unserem Verfahren gewonnen batten. Allerdings war die Ausbeute un- gleich geringer. Außerdem stößt man auf einige Schwierig- keiten, wenn man die Krystalle von dem Sirup trennen will, so daß unsere Methode zur Isolierung der Substanz entschieden vorzuziehen ist.
Um den Körper rein zu erhalten, wurde die gesammelte Krystallmasse zu wiederholten Malen aus kochendem Wasser
2) Vgl. Compt. rend. de l'Acad. d. бо. 107, 179, 1888.
108 A. Hefter und Fritz Sachs:
unter Zusatz von Knochenkohle umkrystallisiert. Wie die smorphen Strophanthine, wurde sie im Vakuum über Саб, getrocknet und über Cal, verwahrt. Daß es sich tatsächlich um ein echtes Strophanthin handelte, ging, abgesehen von der an Fröschen ermittelten typischen Herzwirkung, auch aus dem chemischen Verhalten klar hervor.
Die neutral reagierende Substanz schmeckte ebenso intensiv bitter, wie das amorphe Komb6-Strophanthin. Sie erwies sich als stiokstofffrei, gab mit Schwefelsäure intensive, reine Grün- färbung. Allerdings muß hier bemerkt werden, daß mit un- verdünnter konzentrierter Schwefelsäure ein mehr dunkelbrauner Farbenton entstand, während die von uns benutzte Verdünnung ein ganz reines Grün hervorrief. Bei Ausführung der Cholestol- reaktion trat auch hier, wie früher beschrieben, zuerst Rot- und dann Grünfärbung auf. Wie sich schon bei der Darstellung zeigte, ist die Substanz schwer in Wasser löslich. Eine Löslich- keitsbestimmung ergab, daß von 100 Teilen Wasser bei 18° C 1,99 Teile unserer Substanz gelöst werden (die Löslichkeit in kochendem Wasser ist bedeutend größer). Dagegen ist sie leicht löslich in Alkohol, fast unlöslich wiederum in Ather, schwer löslich in Chloroform. Aus alkoholischer Lösung kry- ‚stallisiert sie nicht aus, bleibt vielmehr, wie dies auch Arnaud von seinem Strophanthin beschreibt, als Lack zurück, der durch Aufnehmen mit Wasser wieder zur Krystallisation zu bringen ist. Aus wässeriger Lösung wird sie durch Ammoniumsulfat als amorphe Masse ausgesalzen, durch ammoniakalischen Blei- essig niedergeschlagen. Ebenso erzeugt Gerbeäure eine Fällung, welche im Überschuß löslich ist. Beim Verbrennen auf dem Platin- blech hinterließ die Substanz nur einen minimalen Rückstand.
Der Schmelzpunkt ist zwar etwas sohärfer als bei unseren smorpben Strophanthinen, immerhin auch nur recht ungenau festzustellen. Nach unseren zahlreichen Bestimmungen können wir mit einiger Sicherheit nur aussagen, daß die Substanz bei 177 bis 181° pastos wird. Dieses Pastoswerden beschreibt auch Arnaud von seinem Stropbanthin, allerdings schon bei 166°.
Eine 1,9510 vol.-°/ ige Lösung in destilliertem Wasser wies eine optische Drehung auf von
[a]p = + 28,72°.
Untersuchungen über Strophanthus-GHuooside. 109
Der Körper dreht also auch die Polarisationsebene nach rechts, aber stärker als die amorphen Strophanthine.
Bei 106 bis 110° bis zur Gewichtskonstanz erhitzt, verlor die vorher über CaCl, getr. Substanz са. 2,38°/, Wasser und ergab, so behandelt, іп wssserfreiem Zustande bei der Elemen- taranalyse im Mittel einen Kohlenstoffgehalt von 61,93°/,, einen Wasserstoffgehalt von 7,64°/,.
0,1602 g Subst. (bei 105 bis 110° getz.) lieferten 0,3640 g CO, entspr. 61.97°/„ С und 0,1092 g H,O, entspr. 7,639/, H.
0,1805 g Bubst. (bei 105 bis 110% деш.) lieferten 0,4096 g OOs, entapr. 61,89%, С und 0,1234 g H,O, entspr. 7,66%, Н.
Веі der Methozylibestimmung nach Zeisel lieferten 0,3194 g Subst. (im Vakuum über СаСі, getr.) 0,1144 g AgJ, entsprechend 4,73°/, CH,O. _ | | |
Wenn wir das von uns dargestellte krystallisierte Stro- phanthin zu dem Arnaudschen in Parallele setzen, so finden wir. eine sehr weitgehende Übereinstimmung zwischen beiden. Das Aussehen, die Krystallform, die Löslichkeitsverhältnisse, das optische Drehungsvermögen und sonstige physikalische Verhalten sind nahezu identisch. Daß der beobachtete Schmelz- punkt, den Arnaud selbst ebenso wie auch wir als ungenau bezeichnet, ein anderer ist, besagt nicht viel. Auch darauf
. glauben wir keinen zu großen Wert legen zu sollen, daß der
von uns. gefundene Kohlenstoffgehalt den des Arnaudschen Präparates um 1°/, übersteigt. Arnaud hat die Substanz zur Analyse bei 100° getrocknet, wir bei 105 bis 110°. Wir halten es wohl für möglich, daß bei einem derartig hygroskopischen Körper durch kleine Verschiedenheiten in der Art der Vor- bereitung eine solche Differenz in dem Ausfall der Analyse bedingt sein kann. Vielleicht bat Arnaud auch kein absolut reines Präparat in den Händen gehabt, und ist auf diese Weise seine kleinere Kohlenstoffzahl zu erklären. Jedenfalls sind wir der Ansicht, daß das von uns aus Kombösamen ge- wonnene krystallisierte Strophanthin identisch ist mit dem, welches von Arnaud ebenfalls als Bestandteil des Kombe6-Strophanthus sich beschrieben findet; mit dem Strophanthin von Kohn und Kulisch können wir es aber nicht identifizieren, und zwar im Hinbliok auf die gleiohen Ge- sichtspunkte, welche uns veranlaßten, in der Einleitung unserer
110 A. Heffter und Fritz Bachs:
Abhandlung die Verschiedenheit dieses Präparates von dem Arnaudschen besonders zu betonen. Durch unsere Spal- tungsversuche gelang es uns, diese Frage noch weiter zu klären.
Während Kohn und Kulisch als Spaltprodukt ein krystalli- nisches Strophanthidin beschreiben, das durch seine Eigenschaften, speziell Schmelzpunkt, elementare Zusammensetzung, Methoxyl- gehalt streng von dem Fraser-Feistschen geschieden ist, liegen für das Arnaudscohe Präparat, abgesehen davon, daß Arnaud selbst das Auftreten eines reduzierenden Körpers erwähnt, über- haupt keine Angaben hinsichtlich des Verhaltens bei der Hydrolyse mit Säuren vor. Es schien uns daher von besonderem Inter- esse, zu versuchen, ob wir aus unserem krystallinischen Stro- phanthin irgendwelche Spaltprodukte isolieren könnten. In der Tat gelang es uns, ein Strophanthidin zu gewinnen, welches durch eingehende chemische Untersuchung mit dem Strophanthidin identifiziert werden konnte, das wir durch Spaltung sowohl des Hispidus- wie auch des amorphen Kombé Strophanthins erhielten. Zur Hydrolyse wurde auch hier verdünnte Salzsäure benutzt, allerdings mußten infolge der schweren Löslichkeit des krystalli- sierten Strophanthins etwas andere Bedingungen gewählt werden. Am vorteilhaftesten erwies es sich, unter Aufkochen eine Lösung von Strophanthin in Wasser im Verhältnis 1,6:100 zu be- reiten. Diese wurde nach dem Erkalten mit во viel Salzaäure ver- setzt, daß der Gesamtgehalt an НСІ annähernd 0,5°/, betrug. Nun wurde wie früher, im Wasserbad allmählich erhitzt. Das Strophanthidin schied sich rein weiß bei etwa 73° aus, und zwar unter den gewählten Bedingungen von vornherein krystallinisch, ohne daß es nötig war, ein Verharzen der Sub- stanz durch Umschütteln zu verhindern. Das Erhitzen wurde nach dem Ausfall des Strophanthidins nur einige Minuten fort- gesetzt, da durch einen längeren Aufenthalt im Wasserbad die Ausbeute nicht vergrößert werden konnte, das Strophanthidin aber gelblich verfärbt wurde. Nachdem das Gemisch über Nacht im Eisschrank erkaltet war, wurde das ausgeschiedene Strophanthidin abgesaugt, getrocknet und gewogen. Die Aus- beute war wesentlich größer als bei den amorphen Strophan- thinen, sie betrug 56 bis 58°/, der Ausgangssubstanz. Das Filtrat reduzierte stark Fehlingsche Lösung. Ein bei der ge-
Untersuchungen über Stzophanthus-Gluooside. 111
ringen Menge Material schon an sich nicht sehr aussichtareich erscheinender Versuch, das Kohlenhydrat zu isolieren, führte zu keinem Ergebnis, ebensowenig gelang die Darstellung eines Osazons. |
Das Strophanthidin selbst zeigte, nachdem es in der früher beschriebenen Weise umkrystallisiert war, wie sobon erwähnt, die gleichen Eigenschaften wie die aus amorphem Kombé- und Hispidus-Stropbanthin erhaltenen Produkte. Ab- gesehen von gleicher Krystallform, gleichen Löslichkeitsverbält- nissen, gleichem Verhalten beim Schmelzen usw., lieferten auch die polarimetrische Untersuchung sowie unsere analytischen Bestimmungen vollkommen übereinstimmende Werte. _
Für die optische Drehung ergibt sich in 1,9884 voL-°/ iger Lösung in absolutem Alkohol ein Wert von
[«]р = + 41,49°. |
Durch Elementaranalyse wurde ein Kohlenstoffgehalt von 66,44°/,, ein Wasserstoffgehalt von 8,07°/, fir die im Vakuum über Schwefelsäure getrocknete Substanz ermittelt:
0,1660 д Substanz (im Vakuum über konzentrierter Schwefelsäure bis zur Gewichtskonstenz getrocknet) lieferten 0,4043 g СО,, entsprechend 66,42°/, С und 0,1181 g H,O, entsprechend 7,96°/, H.
0,1617 g Substanz (ebenso getrocknet) lieferten 0,3940 g CO,, ent- sprechend 66,45%, С und 0,1181 g H,O, entsprechend 8,17%, Н.
Bei der Methoxylbestimmung nach Zeisel lieferten 0,3050 g Substanz (bei 105 bis 110° getrocknet) 0,0173 g AgJ, ent- sprechend 0,75°/, CH,O, das bedeutet Abwesenheit der Meth- oxyigruppe.
Aus allen diesen Daten ergibt sich die eindeutige Tatsache, daß unser aus dem krystallisierten Komb&- Strophanthin erhaltenes Strophanthidin identisch ist mit dem aus dem samorphen gewonnenen und ebenso mit dem Strophanthidin aus amorphem Hispidus- Strophanthin, welches, wie wir schon sahen, von dem ent- sprechenden Kombe£präparat nicht zu unterscheiden ist.
Mit dem Strophanthidin, das Kohn und Kulisch als Spaltprodukt ihres krystallipischen Strophanthins beschreiben, war aber in keinem der wesentlichen Punkte Übereinstimmung zu erzielen. Dieser Umstand veranlußt uns insbesondere, auch das Strophanthin selbst, das die beiden Autoren in Händen
112 A, Hoffter und Frits Sachs:
hatten, scharf von unserem krystallinischen Produkte zu schei- den. Vielleicht sind Kohn und Kulisch doch von einem anderen Material ausgegangen. Mit Sicherheit behaupten sie ја selbst nicht, daß es sich um Strophanthus Komb6 gehandelt hatte. Unserer Ansicht nach bleibt nur übrig zu folgern, daß ihr Strophanthin eine Verbindung für sich darstellt, die außer ihnen keiner der übrigen Autoren, die sich mit der Strophan- tbinfrage beschäftigt haben, wiedergefunden hat, und deren Herkunft in Dunkel gehüllt ist. Dasselbe gilt von dem Merok- schen Präparat, das sie in ihrer Abhandlung erwähnen. Bei den heute von dieser Fabrik in den Handel gebrachten Stzo- phanthinen handelt es sich jedenfalls um ganz andere Sub- stanzen. |
Dagegen haben wir keinen Anlaß zu bezweifeln,
daß das Arnaudsche Präparat tatsächlich aus Kombé- samen dargestellt war. Unser krystallinisches Komb6- Strophanthin, das aller Wahrscheinlichkeit nach mit dem Arnaudsohen identisch ist, liefert nun, wie wir sahen, als Spaltprodukt bei der Hydrolyse mit Säuren neben einer reduzierendun Substanz das gleiche Stro- phanthidin wie die von uns dargestellten amorphen Strophanthine Dieser Umstand deutet darauf hin, daß es zu den letzteren in sehr naher chemischer Be- ziehung steht. Ebenso lassen der gleiche Ausfall der Farbenreaktion mit Schwefelsäure, ferner der allen diesen Präparaten gemeinsame charakteristische, in- tensiv bittere Geschmack vermuten, daß das krystal- linische Strophanthin aus Kombösamen eine:seits, das : amorphe aus der gleichen Droge und aus Hispidus- samen andererseits eine sehr ähnliche Konstitution besitzen, wenn auch das wohl charakterisierte kry- stallinische Produkt durch seine physikalischen und ohemischen Eigenschaften von den a weit- gehend unterschieden ist,
IV. Vergleichende physiologische Untersuchungen, | Gewisse Beziehungen, welche zwischen den durch ihre hämo- Iytischen Eigenschaften charakterisierten Saponinsubstanzen und den Körpern der Digitoxinreihe bestehen, ließen es wünschens-
Untersuchungen über Strophanthus-Glucoside. 113 wert erscheinen, die Wirkung der Stropbanthine auf rote Blut- körperchen zu studieren. Derartige Untersuchungen liegen unseres Wissens nur vor von Vandevelde!), welcher mittels seiner wohl wenig üblichen Methode bei Gegenwart von Alkohol in der Blutkörperchen-Giftmisohung eine geringe hämolytische Wirk- samkeit des Strophanthins ermittelte. Wir nahmen diese Ver- suche auf, lediglich um festzustellen, ob die einzelnen Strophan- thine sich in ihrer hämolytischen Wirkung voneinander unter- scheiden. Untersucht wurden:
L unser amorphes Hispidus-Strophanthin,
2. unser amorphes Kombe&-Strophanthin,
3. unser krystallisiertes Komb6-Strophanthin, 4. Gratus-Strophanthin-Thoms (von Merck),
Von den ersten beiden wurden 10°/,ige Lösungen, von den letzteren in Anbetracht der geringeren Löslichkeit 1°/ ige Lösungen in 0,85°/,iger Kochsalzlösung hergestellt. Eine Reihe Reagenzgläschen wurde mit fallenden Mengen beschiokt, überall zum gleichen Volumen aufgefüllt und dann zu allen Röhrchen 1 com 5°/,ige, zweimal gewaschene Hammelblutaufschwemmung zugesetzt. Nach 2stündigem Aufenthalt im Thermostaten und weiterem Verweilen im Eisschrank bis zum nächsten Morgen wurde das Resultat abgelesen.
1) A. J. J. Vandevelde, Über die hämelytische Wirkung von Digitalin und Stropbanthin. Centralbi. f. d. Gesamtgebiet d. Med. u. ihrer Hilfswissensch. 1907, Heft 21; xit. nach Chem. Centralbl. 1906, І, 750.
Bioshemische Zeitschrift Band 40. 8
114 A. Heffter und Fritz Sachs:
Aus der Tabelle ergibt sich, daß von allen 4 unter- suchten Substanzen allein dem krystallisierten Kombé- Strophanthin eine geringe hämolytische Wirkung zu- kommt. Ein weiterer Versuch lehrte, daß auch eine Auf- schwemmung von Strophanthidin in physiologischer Kochsalz- lösung hämolytisch unwirksam ist. Wir haben diese Unter- suchungen nioht weiter ausgedehnt, wollen hier nur auf den, wie uns scheint, bemerkenswerten Befund einer Verschiedenheit des krystallinischen Strophanthins von den anderen in bezug auf ihre hämolytischen Eigenschaften hinweisen. Daß Vandevelde, der, wie wir annehmen, amorphes Strophanthin untersucht hat (die Originalarbeit stand uns leider nicht zur Verfügung), trotz- dem geringe hämolytische Wirksamkeit beobachtete, liegt 2 licherweise an der Wahl der geübten Methodik.
Die typische Strophanthinwirkung wurde für die von uns dargestellten Substanzen durch die am gefensterten Frosch be- obachteten Erscheinungen von seiten des Herzens (Peristaltik, schließlioher Stillstand in Systole) festgestellt. Das Vergiftungs- bild am Kaninchen war immer im wesentlichen das gleiche, gleichviel welches von unseren Strophanthinen verabfolgt wurde. Dabei traten das bereits von Fraser beschriebene Hängen- lassen des Kopfes und die Schwäche der vorderen Extremi- täten, Erscheinungen, welche der vollkommenen Hinfälligkeit des Tieres vorauszugehen pflegen, besonders charakteristisch hervor. In der Giftigkeit der 3 Präparate zeigten sich einige nicht sehr bedeutende Unterschiede. Sie wurde ebenfalls an Kaninchen ermittelt, welche die Substanzen, in physiol. NaCl gelöst, in die Ohrvene injiziert erhielten. Nach unseren Beobachtungen be- trägt für das krystallisierte Komb6-Strophanthin die tödliche Dosis 0,25 mg pro Kilogramm Капіпоһеп, die Dosis tolerata 0,22 mg. Die Werte stimmen gut mit den von Gley!) für das Arnaudsche Strophanthin ermittelten überein. Für das amorphe Kombö-Strophanthin ist die tödliche Dosis 0,23 mg pro Kilogramm, die Dosis tolerata 0,18 mg. Bei dem amorphen Hispidus-Strophanthin blieben die Tiere nach Injektion von 0,22 mg pro Kilogramm am Leben. Als sicher tödliche Dosis können wir aber erst
1) Vgl. Compt. rend. de l'Acad. d. So. 107, 348, 1888.
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside. 115
0,86 mg pro Kilogramm für das Hispidus-Strophanthin be- zeichnen; auf die dazwischen liegenden Dosen reagierten die Tiere zu verschieden, so daß wir hier die Grenze zwischen Dosis letalis und Dosis tolerata nicht schärfer ziehen können.
Demnach ist also die Giftigkeit des amorphen Komb6-Strophanthins ein wenig größer als die der beiden anderen von uns dargestellten Präparate, bleibt aber hinter derjenigen des Gratus-Strophanthins, für welohes von dem einen von uns früher 0,16 mg pro Kilo- gramm als tödliche Dose ermittelt worden war!), noch erheblich zurück.
Es fragte. sioh nun, ob mit der absoluten Giftigkeit, ge- messen an dem Eintritt des Todes, auch die Größe der für die Strophanthusglucoside spezifischen Herzwirkung parallel geht. Um in diese Verhältnisse einen Einbliok zu gewinnen, setzten wir das isolierte Froschherz der Einwirkung unserer Strophan- thine bei wechselnder Konzentration aus und prüften, ob die Lösungen unserer 3 Präparate bei gleichem Gehalt auch gleich starke Wirkungen erzeugten, oder ob sich hier mehr oder weniger große Unterschiede in der Intensität der Wirkung zeigten. Wir bedienten uns der von Straub und seinen Mit- arbeitern vielfach erprobten und des öfteren modifizierten Me- thode, bei welcher die Contractionen des an einer Glaskanüle ‚ suspendierten und mit Ringerlösung gefüllten Herzens in einer feuchten Kammer bei Zuleitung von Sauerstoff (durch Über- tragung mittels eines Schreibhebels auf ein Kymographion) registriert werden. Bezüglich der technischen Einzelheiten sei
1) A. Hoffter, Sind die Strophanthine des Handels pharmako- logisch gleichwertig? Therap. Monatsh. 23, 45, 1909.
Ich benutze gern die Gelegenheit, einen Irrtum, der sich in der zitierten Abhandlung findet, wieder gutzumschen. Wie mir die Firma C. F. Boeh- ringer & Söhne 1909 mitteilte, bezogen sich meine Ergebnisse mit dem Strophanthin Bochringer auf ein Präparat, das zur Zeit der Veröffentlichung meiner Versuche schon nicht mehr im Handel war. Eine mir übersandte Probe Strophanthin der neuen Fabrikation zeigte eine rein grüne Schwefel- säureresktion, ergab eine Ausbeute von 48°/, Strophanthidin und war zu 0,24 mg pro Kilogramm Kaninchen tödlich. Das Präparat erwies sich in diesen Eigenschaften wie auch in bezug auf das Drehungsvermögen mit unserem amorphen Komb£-Stropbanthin ungefähr übereinstimmend.
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116 | A. Heffter und Frits Sachs:
auf die Schilderung hingewiesen, welche Straub!) selbst in dieser Zeitschrift gelegentlich seiner Strophanthinstudien gegeben hat. Von uns wurde jedoch statt der hier angegebenen gebogenen Kanüle eine gerade, wie sie früher auch im Straubschen Laboratorium im Gebrauch war, mit einem Lumen von etwa 6 mm Durchmesser zu unseren vergleichenden Versuchen be- nutzt. Die Füllung betrug ferner nicht 1 осш, sondern nur 0,5 com. Schließlich wurde der Sauerstoff nicht unmittelbar in die Füllflüssigkeit, sondern einfach in die feuchte Kammer geleitet. Als Versuchstiere dienten ausschließlich männliche ungarische Wasserfrösche von 35 bis 60 g Gewicht. Die Tempe- ratur des Raumes, in dem experimentiert wurde, betrug zwischen 14 und 18°C an den einzelnen Versuchstagen. ` | Die auf Tafel I abgebildeten Kurven wurden durch Ver- ` Напа mit unserem amorphen Kombe-Stropbanthin gewonnen. Sie bringen einesteils die typische Strophanthinwirkung sehr an- schaulich zur Darstellung, stellen andererseits den Maßstab dar, mit dessen Hilfe wir den Vergleich mit den anderen Strophanthin- präparaten durchführen konnten. Auf die Wiedergabe der zahlreichen übrigen Kurven verziohten wir, da die Art der Wirkung bei allen Präparaten immer die gleiche war und es uns ja nur darauf ankam, ev. quantitative Unterschiede fest- zustellen. |
Kurve 1 (Tafel І) zeigt den Verlauf der Contrastionen bei einer Vergiftung des Herzens mit amorphem Komb&-Strophanthin ` in einer Konzentration von 1:200000. Wie wir sehen, werden die Hubhöhen ganz allmählich kürzer, schließlich wird nach Ablauf von ca. 10 Minuten die Contractur eine maximale, und das Herz bleibt dauernd in Systole stehen. Die Verdünnung 1:200000 stellt für das amorphe Komb£-Strophanthin die Grenze dar, bei welcher der beschriebene etwa in 10 bis 30 Minuten ein- ` tretende und bleibende systolische Stillstand erzielt wird.
Kurve 2 (Tafel I) gibt ein Bild von der Größe der Wirkung bei einer angewandten Konzentration von 1:400000. Wie der Abschnitt a zeigt, beginnen auch hier nach der Vergiftung die Exkursionen sich zu verkürzen.. Die Unregelmäßigkeiten an
1) Walther Straub, Quantitative Untersuchungen über den Che- mismus der Strophanthinwirkung. Diese Zeitschr. 28, 392, 1910.
Untersuchungen über Strophantbus-Gluooside. 117
der durch Ka markierten Stelle der Kurve, welche übrigens einen ziemlich häufigen Befund darstellen, sind zum Teil be- dingt durch Halbierung der Schlagfolge unter Vergrößerung der Ausschläge, zum Teil dadurch, daß der halbierte Rhythmus durch unvollkommene peristaltikartige Contractionen unter- brochen wurde. Dies sei nur nebenbei zum besseren Ver- ständnis der Kurve erwähnt, spielt jedoch für die uns hier beschäftigende Frage keine Rolle. Nachdem die Sohlagfolge zu ihrer ursprünglichen Frequenz zurückgekehrt ist, tritt nun im weiteren Verlauf der Vergiftung eine sebr starke aystolische Contraotur ein, nach deren Ausbildung die Ausschläge aber bald unter noohmaliger Halbierung des Rhythmus wieder etwas größer werden. Wie jedoch der Abschnitt b von Kurve 2 zeigt, welcher eine nach Unterbreohung von 15 Minuten gewonnene Fortsetzung der Kurve a darstellt, kommt es nicht zum eystolischen Stillstand. Man sieht vielmehr, daß unter Nach- lassen der systolischen Contractur die Exkursionen wieder größere geworden sind. Gelegentlich wurde beobschtet, daB trotzdem noch in der 2. Stunde nach Applikation des Giftes Stillstand eintrat, dann aber nicht in typischer systolischer Contractur des Herzens, sondern in Mittelstellung zwischen Systole und Diastole. Da dieses Verhalten aber besonders bei den anderen von uns untersuchten Präparaten nicht konstant in Erscheinung trat, so wählten wir als Vergleichswert den im Verlauf von etwa 10 bis 30 Minuten eintretenden rein systolischen · Stillstand, wie er in Kurve 1 in typischer Weise sich dargestellt findet. Wie wir sahen, entspricht dieser Wirkungswert für das amorphe Komb6-Strophanthin einer Konzentration von 1:200000, während durch eine Lösung von 1:400000 im Ver- laufe von !/, Stunde nur eine wieder von selbst bis zu gewissem ` Grade zurückgehende Contraoturwirkung erzeugt wird.
Für das amorphe Hisp:dus-Strophanthin wurde etwa der gleiche Wirkungsgrad ermittelt. Eine Konzentration von 1:200000 rief annähernd das Bild der Kurve 1, eine solche von 1:400000 das der Kurve 2 hervor.
Unser krystallisiertee Kombe6-Strophanthin — offenbar eine geringere Wirksamkeit. Hier war zur Erzeugung des bleibenden systolischen Stillstandes (entsprechend Kurve 1) eine Konzentration von 1:100000 notwendig. Zwar riefen
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Verdünnungen von 1:200000 und selbst von 1:400000 noch sehr starke Contracturwirkung hervor, — bei einem Gehalt von 1:200000 wurden vorübergehend sogar nur Vorhofspulsstionen beobachtet, die Ventrikeloontreotionen setzten dann allerdings wieder von selbst ein, — zum typischen Stillstand kam es aber erst nach Applikation einer Lösung von 1:100000.
Zum Vergleich wurde auch das Gratus-Strophanthin- . Thoms herangezogen. Dieses blieb nun in seiner Wirksamkeit merklich hinter den anderen von uns beschriebenen Präparaten zurück. Erst durch eine Konzentration von 1:25000 wurde hier der typische systolische Stillstand erzeugt (wie in Kurve 1), während eine nur halb so stark konzentrierte Lösung 1:50 000 . dem Wirkungsgrade entsprach, wie er durch Kurve 2 dar- gestellt ist. |
Die von uns für die beiden smorphen Se er- mittelten Wirkungswerte stimmen mit dem von Trendelen- burg‘) für das Boehringersche (amorphe) Strophanthin nach der gleichen Methode ermittelten recht gut überein, und kommen auch denen, welche Karatlow*) ebenfalls an dem Boehringer- schen Präparate festgestellt hatte, einigermaßen nahe. Dagegen ist in unseren Versuchen die Wirksamkeit des Gratusstrophanthins offenbar eine ungleich schwächere, als wie sie bei den mit diesem Strophanthin angestellten Versuchen Straubs°) sich zeigte‘). Straub, welcher, nebenbei bemerkt, bei Aufstellung
1) Р, Trondelenburg, Vergleichende Untersuchung über den Wirkungsmechanismus und die Wirkungesintensität glykosidisoher Hers- gifte. Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 61, 256, 1909.
2) Th. Karaúlow, Über Entgiftung glykosidischer Herzgifte durch Cholesterin in Versuchen am ausgeschnittenen Froschherzen. Diese Zeitschr. 82, 145, 1911.
) а. а О.
4) Die von Sohmiedeberg und Krailsheimer (Arch f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 62, 296 u. 305, 1910) ebenfalls für das Gratus- Strophanthin am Williamsschen Apparat ermittelten Wirkungswerte lassen sich mit den unsrigen nicht vergleichen, da gie einesteils mit einer ganz ` anderen Methode gewonnen, andererseits zu diesen Versuchen Land- frösche benutzt wurden, deren isolierte Herzen auch nach unseren Er- fahrungen sich etwas empfindlicher gegenüber der Strophanthinwirkung zu verhalten scheinen. — Kakowski (Arch. Intern. de Pharmakodynamie © de Therapie 15, 21, 1905) sah bei vergleichenden Versuchen am ` isolierten Hersen von Wasserfröschen (mit einem modifiziesten Williams-
Untersuchungen über Strophanthus-Glucoside,. 119
seiner Wirksamkeitsskala sich von anderen Gesichtspunkten leiten ließ als wir, beobachtete, soweit dies aus seinen Kurven zu entnehmen ist, selbst bei Verdünnung von 1:400000 noch Stillstand des Herzens. Den großen Unterschied zwischen seinen Befunden und den unseren vermochten wir nicht aufzuklären. Straub arbeitete ja mit einer im einzelnen von der unseren ein wenig abweichenden Versuchsanordnung. Er leitete den Sauerstoff direkt in die Füllflüssigkeit ein, benutzte außerdem eine gebogene Kanüle von größerem Lumen. Vor allem betrug die Füllung in seinen Versuchen 1 com, dementsprechend war bei gleicher Konzentration die absolute Giftmenge eine doppelt so große als in unseren entsprechenden Versuchen. Indessen hat Straub selbst ja gerade gezeigt, daß bei der Vergiftung an nur einem Herzen kein nachweisbarer Giftverbrauch in der Strophanthinlösung stattfindet, und daß die Intensität der Wirkung von der Konzentration des Glucosids abhängig und ihr proportional ist. In der Tat blieben unsere Resultate im wesentlichen dieselben, als wir uns in der Versuchstechnik vollkommen nach den Straubschen Angaben richteten und demzufolge auch die Herzen mit 1 oom Giftlösung vergifteten. Ein wenig stärker schien die Wirkung dann allerdings zu sein, indem selbst bei einer Verdünnung von 1:100000 sich im Ver- laufe von etwa 15 Minuten eine sehr starke Contractur heraus- bildete, die aber nach kurzem Bestehen ganz von selbst wieder unter Verlangsamung der Schlagfolge bedeutend zurückging. Eine Lösung von 1:50000 erzeugte unter den neugewählten Bedingungen sogar gelegentlich nach 12 Minuten einen vorüber-
Apparat) die Wirkung von Gratus-Stsophanthin bei gleicher Roggen, tration schneller eintreten, als die des Struphasthinum puriss. - (Komb6 von Merck). Demgegenüber fand wiederum Werschinin (Arch. f. ex- реш. Pathol. u. Pharmakol. 60, 328, 1909) für das am Williams-Apparat arbeitende Temporarienherz das amorphe Strophanthin Boehringer beträchtlich wirksamer als Gratus-Stophanthin, und zwar in einem Verhältnis, wie es unseren mit amorphem Kombé- und mit Gratus- Stzophanthin am Straubschen Apparate gewonnenen Resultaten ent- spricht. Wir möchten diese den ппагідеп zum Teil gleichsinnigen, zum Teil entgegengesetsten Befunde der beiden letztgenannten Autoren hier nur vermerken, ohne sie des weiteren zu diskutieren, da auch sie mit einer von der unseren wesentlich abweichenden Versuchsanordnung er- boben wurden.
120 А. Не ег und Frits Sachs:
gehenden systolischen Stillstand. Der typische bleibende Stillstand in Systole (entsprechend Kurve 1) trat, wie bei unserer früheren Versuchsanordaung, jedoch erst ein nach Applikation des Strophanthins in einer Konzentration von 1:25000. Andererseits wurde bei dieser Konzentration auch die gleiohe Wirkung erzielt, wenn die Giftlösung nur in einer Menge von 0,25 oom angewandt wurde. Diese Resultate be- stätigen von neuem die von Straub festgestellte Tatsache, daß die Wirksamkeit abhängig ist von der Konzentration der den Ventrikel umspülenden Giftflüssigkeit. Andererseits bleibt leider der Widerspruch hinsichtlich der Stärke der Konzen- tration, welche notwendig ist, um die entsprechende Wirkung zu erzeugen, zwischen den Straubschen Ergebnissen auf der einen und unseren eigenen auf der anderen Beite bestehen. Vielleicht spielen dabei noch andere Faktoren, wie die Jahreszeit, zu der experimentiert wurde (unsere Versuche wurden im Mai an- gestellt), mit Rücksicht auf das Froschmaterial eine Rolle".
Nach unseren vergleichenden Untersuchungen kommen wir jedenfalls zu dem Ergebnis, daß von unseren Präparaten die Wirksamkeit am isolierten Froschherzen die größte ist bei dem amorphen Komb6- und Hispidus- Strophanthin. (Systolischer Stillstand entsprechend
Kurve 1 bei einer Konzentration von 1:200000.) Es
1) Nachdem unsere Arbeit bereits abgeschlossen war, wurden wir aufmerksam auf eine Notiz in der Abhandlung von Holate (Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 66, 162, 1911), in welcber Schmiedebergs Untersuchungen über die Wertbestimmung der Digitalisblätter fortgeführt werden. Holste, der ebenfalls stets mit dem Williamsschen Frosch- herzepparat arbeitete, beobachtete, daß zwei in verschiedenen Versuchs- - reihen benutzte Präpamte von Gratus-Strophanthia sich nicht gleich ` wirksam erwiesen; eine von der Fabrik bezogene frische Probe hatte eine stärkere Wirkung als das bei früheren Versuchen benutzte Präparat. Soweit aus den Angaben des Autors ersichtlich, scheint die Differenz allerdings keine so bedeutende zu sein wie in Straubs und in unseren Versuchen. Jedenfalls glauben wir, diesen Befund erwähnen zu sollen, wenn wir auch nicht der Ansicht sind, daß die von uns konstatierte geringe Wirksamkeit des Gratus-Strophanthins damit in eineni Zusammen- hang steht. Das von uns benutzte Mercksche Präparat war zwar vor vor längerer Zeit schon bezogen, machte aber seinem Ausseben nach einen durchaus einwandfreien Eindruck, und vor allem bijeb seine Giftigkeit für das Kaninchen nicht hinter der festgestellten Norm zurück.
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Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside. 121
folgt dann das krystallisioerte Komb6-Strophantin mit einem entspreohenden Wirkungsgrade bei einer Kon- zentration von 1:100000. Das QGratus-Strophanthin Thoms bleibt aber bedeutend hinter den anderen Präparaten in seiner Wirksamkeit auf das Froschhers zurück, indem hier erst durch eine Konzentration von 1:25000 ein der in Kurve 1 dargestellten Wir- kungsstufe gleicher Effekt erzielt werden kann, während, wie wir sahen, seine Toxizität für das Kaninohen gerade am größten befunden wurde.
Zusammenfassende Schlußbetrachtung.
In den vorstehenden Ausführungen wurden die Resultate dargelegt, welche sich uns aus vergleichenden, teils ohemischen, teils pharmakologischen Untersuchungen an verschiedenen Strophanthusgluoosiden ergeben haben. Wir stellten fest, daß die Samen von Strophanthus hispidus ein wirksames Glucosid ent- halten, ein amorphes Strophanthin, welches nicht nur in seinem chemischen Verhalten, sondern auch nach Maßgabe seiner physiologischen Wirksamkeit dem ааз offizinellen Kombé- Strophanthussamen gewonnenen gleichartigen Produkte außer- ordentlich nahe steht. Diese Tatsache besitzt eine gewisse praktische Bedeutung im Hinblick auf die Frage, welche von beiden Drogen, Komb& oder Hispidus, in therapeutischer Be- ziehung den Vorzug verdient. Das neueste Deutsche Arznei- buch schreibt bekanntlich Kombesamen zur Arzneibereitung vor. Hierbei war wohl maßgeblich der Umstand, daß sich, die Handelsverhältnisse dieser Droge in den letzten Jahren bedeutend gebessert hatten, so daß heute ein in jeder Beziehung einwandfreies und‘ gleichmäßiges Material erbältlich ist; die Hispidusdroge war wiederum zu wenig untersucht, und über ihren therapeutischen Wirkungswert, sowie über das wirksame Gluoosid selbet war man nur unzulänglich unterrichtet. Anderer- seits ist die Hispiduspflanze im deutschen Togo zu Haus, ließe sich dort leicht kultivieren, eine Verwechslung mit anderen Strophanthusarten wäre ferner infolge ihrer oharakteristischen Merkmale viel besser zu vermeiden, ais bei Strophanthus Komb£. In Anbetracht dieser Vorzüge wurde speziell von Gilg vor- geschlagen, die Samen von Strophenthus hispidus in den Arznei-
122 A. Heffter und Fritz Sachs:
schatz einzuführen!),. Von anderer Seite?) wurden wiederum die oben erwähnten Bedenken gegen ihre Einführung geltend gemacht. Nach unseren Untersuchungen kann man wohl an- nehmen, daß: die von uns dargestellten amorphen Giucoside aus beiden Drogen im therapeutischen Gebrauch sich von gleicher Art und Stärke der Wirkung erweisen würden. Indessen wird man vermutlich bei Anwendung der isolierten wirksamen Substanz überhaupt einem krystallisierten Produkt wegen seiner größeren Reinheit den Vorzug geben. Auf der anderen Seite besitzt aber auch die Droge selbst, besonders die aus ihr dargestellte Tinotura Strophanthi, speziell bei innerer Ver- abfolgung ihre große klinische Bedeutung. Die Tatsache, daß die isolierten wirksamen Bestandteile bei Hispidus einerseits und Kombé andererseits sich so ähnlich verhalten, ist geeignet, die von verschiedenen Seiten vertretene Ansicht zu stützen, daß die aus beiden Drogen hergestellten Arzneibereitungen gleich brauch- bar bei klinischer Verwertung sich erweisen würden. Eine endgültige Entscheidung könnte natürlich nur durch ausgedehnte Beobachtungen am Krankenbett erbracht werden. Vorher wäre ee jedoch nötig, den quanti- tativen Gehalt der Hispidussamen und Kombösamen an wirk- samer Substanz miteinander zu vergleichen. Durch eine phar- makolcgische Wertbestimmung der Hispidusdroge, wie sie heute für die Kombesamen sich bereits teilweise eingebürgert hat, wäre man dann aller Wahrscheinlichkeit nach in der Lage, ein der Kombedroge in jeder Beziehung gleichwertiges Material zu liefern). Die von uns nur spproximativ festgestellten Aus- beuten an Strophanthin lassen keine unmittelbaren Schlüsse
1) Vgl. Ber. d. Deutsch. pharmazeut, Ges. 12, 182, 1902; ferner 18, 284, 1908.
2) ҮД. A. Meyer, Über Semen Strophanthi. Arch. der Pharmacie 245, 851, 1907 urd 246, 541, 1908.
2) Nach einigen orientierenden Versuchen, welche Herr Dr. Meißner- Breslau seinerzeit im hiesigen Institut ausgeführt hat, übertrifft die Wirksamkeit einer aus unserem Hispidus-Strophanthusssmen nach den Angaben des Deutschen Armeibuches bereiteten Tinktur, gemessen am Eintritt des Stillstandes des bloßgelegten Froschhersens nach Injektion in den Schenkellymphsack, diejenige einer offizinslien Komb#-Strophanthus- tinktur um ein geringes.
Untersuchungen über Strophanthus-Gluooside. 123
bezügl. des wirklichen Gehaltes an wirksamer Substanz zu, sind ‚von uns vielmehr nur als beiläufige Befunde notiert und daher im Hinblick auf den in der Fußnote hingewiesenen Ausfall einer orientierenden vergleichenden Wertbestimmung der beiden Drogen nicht von Belang.
Durch das Vorkommen eines krystallisierten Strophan- thins in den Kombesamen neben dem amorphen dürfte be- süglich der physiologischen Wirksamkeit dieser Droge wohl kaum ein prinzipieller Unterschied bedingt sein gegenüber der Hispidusdroge, aus der die Isolierung der gleichen. kry- stellinischen Substanz nicht gelang, zumal das krystalli- nische Strophanthin dem amorphen Kombé- und Hiapidus- Strophanthin offenbar sehr nahe steht.
Andererseits scheint uns die Auffindung des krystallinischen Produktes in mehrfacher Beziehung von hohem Interesse. Offenbar sind die Kombe6-Strophanthussamen durch den Gehalt an diesem krystallisierten Gluoosid auch in chemischer Beziehung wohl charakterisiert und von. den Hispidussamen, aus denen es nur möglich ist ein amorphesStrophanthin zu gewinnen, unterschieden. Außerdem dürfte die Kenntnis des krystallisierten Komb6-Strophanthins an sich eine gewisse Bedeutung besitzen. Wir sind der Ansicht, daß ев sich um das gleiche Strophanthin handelt, welches Arnaud früher in den Händen ge- habt hat. In seiner leichten Krystallisierbarkeit, welche ев ermög- licht, das Präparat jederzeit in absolut reinem Zustande zu er- ` halten, besitzt es den gleichen Vorzug, welcher auch das Gratus- strophanthin-Thoms auszeichnet vor den beiden anderen von uns untersuchten amorphen Strophanthinen. Mit den letzteren stimmt es wiederum in seinen chemischen Oharakteren viel mehr überein als das Gratus-Strophanthin. Wie wir sahen, gibt es mit konzentrierter Sohwefelsäure Grünfärbung, spaltet bei der Hydrolyse mit Säuren das gleiche Strophan- thidin ab und besitzt auch einen ebenso intensiv bitteren Ge- schmack wie die amorphen Strophbanthine. Durch diese prin- zipiellen Eigenschaften, welche jedenfalls durch eine sehr ähnliche chemische Konstitution bedingt sind, ist os wiederum von dem Gratus-Strophanthin unter- schieden, welches sich mit Schwefelsäure rot färbt, kein kry-
124 A. Hofiter u. Frits Sachs: Untersuch. über Btzophanthus-Gluooside.
stallinisches Strophanthidin liefert?) und nicht einen derartig intensiv bitteren Geschmack besitzt, was hier besonders hervor- gehoben sei. Schon Arnaud bezeichnete den Geschmack des mit Gratus-Strophanthin identischen Ouabalns als nicht wesent- lich bitter, und in дег Tat kann man sich überzeugen, daß ег von dem der anderen Strophanthine sich deutlich unter- scheidet. Er ist allerdings als schwach bitterlich gut wahr- zunehmen, während hingegen die amorphen Strophanthine aus Hispidus- und Kombesamen und ebenso das krystallisierte Komb$-Strophanthin durch ihre intensive Bitterkeit eine höchst unangenehme, geradezu widerliche Enpändung auf der Zunge hervorrufen.
Bemerkenswert ist das Verhalten des krystallisierten Kombé- Stzophanthins bei der Hämolyse. Wie wir sahen, besitzt es allein im Gegensatz zu den anderen Präparaten, wenn auch nur in geringem Maße, die Fähigkeit, rote Blutkörperchen auf- zulösen. Seine Giftigkeit für Kaninchen war annähernd gleich befunden derjenigen des amorphen Kombé- und Hispidus- Strophanthins und geringer als die des Gratus-Strophanthins. Dem letzteren erwies es sich andererseits in seiner Wirksamkeit auf das isolierte Froschherz bedeutend überlegen. Man ist natürlich nicht berechtigt, aus derartigen pharmakologischen Experimenten bindende Schlüsse zu ziehen hinsichtlich des therapeutischen Wertes der Substanz. Doch scheinen unsere Ergebnisse darauf hinzuweisen, daß das krystallisierte Stro- phanthin aus Kombesamen auch in seiner Anwendung am kranken Menschen den anderen Strophanthinpräparaten zum mindesten sich als ebenbürtig erweisen würde. Ein schließ- liches Urteil hierüber müssen wir den Erfahrungen des Klinikers überlassen.
1) Es sei erwähnt, daB auch unsere eigenen Bemühungen, aus dem Gratus-Strophanthin durch Hydrolyse mit Salzsäure krystallinisches Stro- phanthidin ebzuscheiden, erfolglos geblieben sind.
Bioche
Hetlte
Zur Antitrypsinverminderung beim Diabetes. Von
Kurt Moyer.
(Aus dem Sero - bakteriologischen Laboratorium des Stadtkrankenhauses in Stettin.)
(Eingegangen am 22. Februar 1912.)
Während eine Vermehrung des Antitrypeingehaltes im Blute bei so zahlreichen Erkrankungen vorkommt, daß eine differen- tial-diagnostische Verwertung nur mit großer Vorsicht möglich ist, findet sich eine Verminderung sehr selten. Mit einer ge- wissen Regelmäßigkeit wird sie nur beim Diabetes mellitus be- obachtet, wie von den verschiedenen Seiten übereinstimmend
hervorgehoben wurde.
Schon vor längerer Zeit habe ich!) die Vermutung ausgesprochen, daß dieser Befund mit der Insuffisienz des Pankreas in Beziehung zu bringen sei, die nach den neueren anatomischen Erfahrungen wohl der Mehrzahl der Fälle von Diabetes zugrunde liegt. Parallel mit der inner- sekretorischen Funktionsstörung des Pankreas wäre eine Verminderung der Trypeinsekretion und, von dieser abhängig, eine herabgesetzte Anti- tzypsinbildung anzunehmen.
Eine wesentliche Stütze erhielt diese Annahme durch Untersuchungen Cobliners®) Dieser Autor beobachtete bei einem Hunde nach Ex- stirpation des Pankreas eine fortschreitende Abnahme der Antitrypsin- menge im Biute bis zum fast völligen Verschwinden. Durch Verfütte- rung von Pankreassubstanz konnte wieder eine Zunahme des Antitryp- sins hervorgerufen werden, die nach Aufhören der Pankreasdarreichung einer neuen Verminderung Platz machte. Leider liegt bisher nur dieser eine Versuch vor. Mir. selbst glückte die Wiederholung nicht, da die operierten Tiere vorzeitig starben. Da es Cobliner aber gelang, seinen
1) Kurt Moyer, Berl. klin. Wochenschr. 1909, Nr. 23, 8. 1064. 2) Cobliner, diese Zeitschr. 25, 404, 1510.
126 K. Meyer:
Hund wochenlang am Leben zu erhalten, so ist eine sekundäre Beein- flussung des Antitrypsins, etwa durch Marasmus, wenig wahrscheinlich. Wir dürfen vielmehr die künstlich erzeugte Antitrypsinverminderung als eine unmittelbare Folge der Pankreasausschaltung deuten und rie zur Erklärung der beim Diabetes beobachteten Antitrypsinabnahme heran- ziehen.
Zu einer wesentlich anderen Auffassung sind neuerdings Emil Neißer und H. Königsfeld!) gelangt. Sie bringen die Herabsetzang der antitryptischen Wirkung des Diabetikerblutes mit dam erhöhten Blut- zuckergebalt in Beziehung. _ |
Zwar vermoohten sie experimentell die Hemmungswirkung normalen Blutes durch einfachen Traubenzuckerzusatz nicht zu verändern. Ließen sio aber das mit Traubenzucker versetzte Blut sechs Tage bei Brut- temperatur stehen, so ergab eich hinterher eine deutliche Verminde- rung des Hemmungsvermögens. Dieser Befund genügt ihnen zu der Behauptung, daB es möglich sei, die klinisch beobachtete Antitzypsin- verminderung beim Disbetiker experimentell im Reagensglase zu repro- duzieren. |
Es liegt auf der Hand, daß dieser Schluß ungerechtfertigt ist. Zu- nächst ist es auffällig, daß die Autoren mit Stillschweigen darüber hin- weggehen, daß durch einfachen Zuckerzusatz die Hemmungswirkung nieht beeinflußt wird. Wissen wir doch mit Sicherheit, daß wenigstens der größte Teil des Blutzuckers in frei diffusibler Form im Blute enthalten ist. Kommt ihm also überhaupt ein Einfluß auf die antitryptische Wir- kung zu, so muß diese auch bei der zuerst von den Autoren gewählten Versuchsanordnung zum Ausdruck kommen.
Sodann beziehen sich die positiven Versuche der Autoren nur auf das Gesamtblut. Beireinem Serum (Leukofermantin) war ein Einfluß des Traubenzuckers auf die antitryptische Wirkung überhaupt nicht nachweisbar. Da aber die Verminderung der antitryptischen Wirkung beim Diabetes sich im Serum findet, so verlioren die Versuche von vorn- herein jecen Erklärungswert.
Immerhin erschien es mir wünschenswert, die Beziebungen zwischen Blutzuckergehalt und antitryptischer Wirkung direkt zu prüfen, um die einmal aufgeworfene Frage endgültig zu ent- scheiden.
Der Versuchsweg war gegeben. Es war nur nötig, experi- mentell einen nicht vom Pankreas abhängigen Diabetes zu er- zeugen und festzustellen, ob sich auch hier eine Verminderung der Antitrypsinmenge im Blute zeigt. Ich wählte den Adre- nalindiabetes des Kaninchens. Von mehreren Versuchsreihen
sei eine nachstehend wiedergegeben.
1) Emil Neißer urd Harry Königsfeld, Zeitschr. f. klin. Med. 72, 44, 1911. |
Antitzypsinverminderung bei Diabetes. 127 Versuch.
Kaninchen 1 und 2 erhalten, nachdem aus der Ohrvene Blutproben entnommen sind, је 2 mg Adrenalin subcutan. Nach 2 resp. 3 Stunden werden sie entblutet.
Die Antitrypseinbestimmung im Serum wurde in der früher!) beschriebenen Weise, die Zuckerbestimmung nach Moeokel und Frank?) vorgenommen.
| Zucker- 1 оош Trypein 1: 500 0,05 | 0,03 | 0,02 | gehalt com | осш | com °/ +Serum Kaninch. 1 vor Adrenalüunjekt. | ++ +. „ т паоһ Ж ++ + e а 2 vor x
t e * nach n
Es bedeutet -}--}- starke, + ausgesprochene, — keine Trübung beim Ansäuern der Caseinlösung.
Aus der Tabelle geht eindeutig hervor, daß auch bei stärk- ster Hyperglykämie die antitryptische Wirkung des Blutes un- verändert bleibt. |
Wenn wir demgegenüber beim menschlichen Diabetes und beim Pankreasdiabetes des Hundes eine Herabsetzung des Anti- trypsingehaltes im Bhute beobachten, so ist klar, daß hierfür nicht die Erhöhung des Blutzuokergehaltes verantwortlich zu machen ist. Die einfachste Erklärung bietet vielmehr die An- nahme, daß eine durch Ausfall von Pankreassubstanz bedingte Verminderung der Trypsinproduktion eine Herabsetzung der Antitrypsinbildung nach sich zieht.
з) Kurt Meyer, diese Zeitschr. 82, 280, 1911.
з) Moeokel und Frank, Zeitschr. f. physiol. Chem. 65, 323, 1910.
Untersuchungen über das Verhalten der Fette bei Torpedo während der Gravidität.
Von Felix Resch. | (Unter teilweiser Mitwirkung von Viktor Widakowich).
Aus dem physiologischen Institut der k. k. Hochschule f. Bodenkultur in Wien.)
(Eingegangen am 24. Februar 1912.)
Gelegentlich histologischer Untersuchungen in Neapel machte Widakowich Beobachtungen über Beziehungen zwischen dem Fettgehalte der Leber und dem der Fortpflanzungsorgane bei lebendgebärenden Selachiern. Im Beginn der Gravidität erschien die Leber stets makroskopisoh und mikroskopisch fettreich. Je dotterreicher die Frucht wurde, um so mehr nahm die Leber an Fett ab. Diese auffallenden Verhältnisse schienen uns näherer Erforschung mittels chemischer Methodik wert, und wir machten uns zunächst gemeinsam an die im folgenden zu berichtenden Untersuchungen, die jedoch aus äußeren Gründen sehr bald der eine von uns (R.) allein fortsetzen mußte.
Die Funktion der Leber, als Fettdepot zu dienen, und die Beziehungen dieser Funktion zu der der Fortpflanzung sind such bisher nioht unbemerkt geblieben. Clotilde Deflandre’) hat ihre eigenen Untersuchungen sowie die anderer Autoren über die „adipogenetische Funktion der Leber“ in der Tierreihe zusammengefaßt und kommt u. а. zu dem Schlusse, daB ins-
besondere zur Zeit der Reproduktion diese Funktion der Leber
besonders ausgesprochen ist. Indes sind die Tatsachen, die hierüber bekannt sind, nur zum geringen Teil dep Erfahrungen 1) Doflandre, Journ. d. PAnat. Physiol. 40 u. 41, 1904. |
F. Reach: Verhalten der Fette bei Torpedo während der Gravidität. 129
ап Wirbeltieren entnommen. Je höher man in der Tierreibe geht, um so weniger stark sind die Schwankungen im Fett- gehalte der Leber, um so geringer an Ausdehnung sind auch die , wissenschaftlichen Untersuchungen, die über diese Frage vorliegen. Hinsichtlich der Fische kann sioh D. nur auf einige eigene histologische Untersuchungen und auf Erfahrungen von Fischern berufen. Chemische Untersuchungen scheinen von dem oben gekennzeichneten Gesichtspunkte aus noch wenig angestellt worden zu sein. Speziell die Verhältnisse bei den ja auch sonst interessanten und den Säugetieren in mancher Beziehung ähnlichen Selachiern scheinen beachtenswert zu sein. In allerjüngster Zeit, als die hier berichteten Versuche bereits seit einiger Zeit abgeschlossen waren, erschien eine vorläufige Mitteilung von Polimanti?): „Über den Fettgehalt der Leber einiger Selachier während der Zeit der Sohwangerschaft‘‘. Auf diese Untersuchungen, die sich mit den hier berichteten gegen- seitig in mancher Beziehung ergänzen, werden wir noch surüok- kommen. Auf einige gelegentliche Untersuchungen über den Fett- und Giykogengehalt der Selachierleber von Бока) sei hier nur kurz hingewiesen.
Für die eigenen Untersuchungen erschien es zweckmäßig, eine Tierart mit Saisongravidität zu wählen. Es konnten dann von einzelnen Stadien der Gravidität mehrere Individuen in der Weise verarbeitet werden, daß verschiedene Organe auf ihren Fettgehalt untersucht und die so gewonnenen Bette auch in quantitativer Hinsicht einigermaßen cobarakterisiort wurden. Ein geeignetes Objekt fanden wir im Torpedo ocellata, welcher Selachier im Golfe von Neapel sehr häufig gefangen wird und von der dortigen zoologischen Station bezogen wurde. Bei diesen Tieren’) reifen die Eier im März und April, gelangen Ende April nach stattgehabter Befruchtung in die Uteri, dort vollzieht sich im April und Mai die Teilung und Gastrulation; im August findet dann der Wurf statt, Wir erhielten eine erste Bendung von 5 Tieren (1 bis б der Tabellen) im Juni 1910. Der Befund zeigte, daß die Eier eben eet in den Uterus ge-
1) Polimanti, diese Zeitschr. 88, 1912.
а) Botazsi, Arch. ital de Biol. 48, 1908.
а) Lo Bianco, Mitte, 4. zool Ste, пери 19, wer 1900. Biochemische Zeitschrift Band 40.
130 F. Reach:
langt waren; der Fang dürfte also, nach der eben auszugs- weise wiedergegebenen Beobachtung Lo Віапсов, im Mai statt- gefunden haben. Diese Tiere werden im folgenden als „Früh- lingstorpedos‘‘ bezeichnet. Eine zweite Sendung, die sich in der Bestellung und Zusendung durch verschiedene Umstände verspätete, sollte Tiere kurz vor dem Wurfe enthalten. Die Verspätung brachte es mit sich, daß die Tiere dieser Sendung (6 bis 10) bereite nach dem Wurfe waren. In den Ovarien fanden sich dotterhaltige Eier von 10 bis 20 mm Durchmesser (,, Herbst- torpedos“). Eine dritte Sendung wurde so bestellt, daß die Tiere in der ersten Hälfte August gefangen werden sollten. Die Gravidität war jedoch nicht so weit vorgeschritten, wie zu erwarten war. Neben kleinen Embryonen enthielten die Uteri dieser „Sommertorpedos‘“ erhebliche Dottermassen.
Die Untersuchung geschah in der Weise, daß zunächst jedes Tier gemessen und gewogen wurde. Die Leber, das Ovar, der Uterusinhalt, forner eine Probe Muskulatur und Skelett des Stammes wurden zur Untersuchung herausgenommen und entweder einzeln oder in kleinen Gruppen vereinigt untersucht. Die betrefiende Probe von Muskulatur und Skelett wurde da- durch gewonnen, da8 der Schwanz des Tieres abgeschnitten und dessen Haut abgezogen wurde. Den wesentlichsten Teil der Untersuchung bildete die Bestimmung des Fettgehaltes. Die früher allgemein übliche Extraktion mit Ather ist, wie die neueren Untersuchungen gezeigt haben, mit gewissen Fehlern behaftet. Sie wird deshalb immer mehr und mehr von jenen Methoden verdrängt, die darauf ausgehen, die Fettsäuren, nach- dem sie durch Erhitzen des ganzen Objekts mit Lauge aus ihrer Verbindung mit Glycerin oder anderen Alkoholen befreit, dann extrahiert und gereinigt wurden, zu bestimmen. Das hat den Vorteil, daß verschiedene ätherlösliche, aber nicht fettartige Substanzen nicht mitbestimmt werden, und daß andererseits. aus der fast vollständig in gelöste Form übergeführten Körper- substanz die Fettsäuren wirklich vollständig entnommen werden können. Für Untersuchungen wie die vorliegende ist es außer- dem ein nicht zu unterschätzender Vorteil, daß die Körper- substanz nicht erst der mechanischen Zerkleinerung und Trock- nung unterworfen wird, sondern daß es in vielen Fällen möglich ist, das ganze Organ in einem zu verarbeiten und hinsichtlich
Verhalten der Fette bei Torpedo während der Gravidität 131
seines Fettgehaltes zu erschöpfen. So wurde denn auch hier in der Regel z. B. die ganze Leber oder wenigstens die eine Leberhälfte mit Kalilauge erhitzt und das Reaktionsprodukt ent- sprechend weiter verarbeitet. Diese Methodik der Fettbestimmung wurde zunächst von Liebermann und Szekely inauguriert und dann von Kumagawa und Buto weiter ausgebildet, die der Methode eine Form gaben, in der sie viel verwendet wird. Sehr ähnlich dem Verfahren von K. und 8. ist das von Mottram?). Nach des letzteren Vorschriften wurde hier im wesentlichsten vorgegangen. Auch bei diesem Verfahren wie bei dem von K. und 8. werden die flüchtigen Säuren beim Trocknen (im CO, Strome) verjagt. Säıntliche Angaben beziehen sich daher nur auf höhere Fettsäuren. An den Fettsäuren wurde außer ihrer Menge die Jodzahl und die Neutralisationszahl (entsprechend der Verseifungsezshl der Fette) bestimmt. Doch reichte die gewonnene Fettsäuremenge nur bei den fettreichen Objekten (Leber und Dotter) für letztere Bestimmung aus. Bei einigen Tieren wurden Teile der Leber oder des Uterusinhaltes nicht der Verseifung unterworfen, sondern zur Bestimmung von Trookensubstanz und N-Gebalt verwendet.
Es muß hervorgehoben werden, daß der Magen- und Darm- kanal jener Tiere, deren Uteri einen reichen Inhalt hatte, leer gefunden wurde. Die Herbsttorpedos hingegen hatten einen reichlichen Inhalt von Nahrungsresten, die sich zum Teil als kleine Fische erkennen ließen. |
Die Resultate der Untersuchungen sind im einzelnen aus den Tabellen zu ersehen, und das darin niedergelegte Zahlen- material kann vielleicht der vergleichenden physiologischen Chemie auch in Rücksicht auf andere Fragen als den hier be- handelten zum Baustein dienen.
Für die qualitative B:urteilung der Fette kommen ins- besondere die Jodzahlen (Tabelle I) in Betracht. Hier zeigen unsere Zahlen zwei verschiedene Arten von Fettsäuregemengen. Die eine mit hohen Jodzahlen, also vielen doppelten Bindungen, kommt stets der Leber zu. Ebenso verhalten sich die Uterin- dotter. Die Ovarien der Frühlings- und Sommertorpedos, die frei von Dotter waren, zeigten (bei sehr geringem Fettgehalte)
1) Mottram, Journ. of Physiol. 40, 1909. 9*
132 ve | Р. Beach:
ebenso niedrige Jodsahlen wie der Körperstamm (Schwanz). Bei den Frühlingstorpedos waren, wie erwähnt, dotterhaltige Eier in den Ovarien, und dieser Umstand bedingt hier die Eigenart der aus den Ovarien erhaltenen F'etteäuren, indem wir hier hohe Jodzahl finden. Die Embryonen enthielten Fett von ungefähr derselben Jodzahl wie die dotterfreien Ovarien und der Körperstamm der Muttertiere. Die Lebern der Embryonen, die zur Fettuntersuchung separiert worden waren, zeigen jedoch Fett von deutlich höherer Jodzahl, wenn sie auch in: dieser Beziehung weit hinter den Lebern der Muttertiere und dem Dotter zurückstehen.. Man wird aus diesem letzteren Umstande schließen dürfen, daß die spezifische Funktion der Leber, als Depot für eine bestimmte Fettart zu dienen, welche Funktion bei diesen Tieren im erwachsenen Zustande so ausgesprochen ist, schon im intrauterinen Leben beginnt. Daß andere Funk- tionen der Leber, wie die Gallensekretion, schon im embryo- nalen Dasein einsetzen, ist für höhere Tiere seit langem be- kannt. Auch bei unseren Torpedos fand sich in der embryo- nalen Gallenblase stets deutlich Galle vor.
Hinsichtlich der Fettmengen kann man aus den Tabellen ersehen, daß der Fettgehalt der Leber bei den Herbsttorpedos, die mutmaßlich nooh nicht sehr lange nach dem letzten Wurfe waren, ziemlich gering ist. Er beträgt im Durchschnitt са. 9 g pro Individuum. Im April gelangen, wie erwähnt, die Eier in die Uteri; unsere, offenbar kurz hernach gefangenen Frühling» tiere hatten einen bedeutend höheren Fettgehalt der Leber, nämlioh im Durchschnitt 17 g pro Individuum. Die Sommer- torpedos, die dem Wurfe bedeutend näher waren, zeigen wieder ‘einen geringeren Fettsäuregehalt: im Mittel (der hier recht schwankenden Werte) 5,7 g pro Individuum. Ähnlichen Ver- änderungen mit der Jahreszeit ist die Dotterfettmenge unter- worten. Die Ovarien der Herbsttorpedos, deren Fettgehalt fast ganz auf die Eier bezogen werden kann, enthielten im Durch- schnitt pro Individuum ungefähr 0,9 g Fetteäuren oder pro Ei 0,07 g. Die Uterineier der Frühlingstiere (1 bis б) zeigen pro Individuum 5,6 g oder pro Ei 0,66 g Fettsäaren. Bei den Herbsttorpedos endlich ist auch hier der Fettgehalt zurück- gegangen und beträgt pro Muttertier im Durchschnitt 5,0 е und pro Ei 0,5 g. Ап diesem Fettverlust kann der Übergang von
Verhalten der Fette bei Torpedo während der Gravidität. 133
Fett in den Körper des Embryo einen gewissen, aber nicht sehr erheblichen Anteil haben, da der Fettgehalt der Embryonen gering ist. Auch die Leber der Embryonen ist noch- nicht das fettreiohe Organ wie im Körper mancher ausgewachsener Tiere, Die durchschnittlich fast 1 g schweren Embryonen enthielten im Mittel weniger als 0,003 g Leberfetteäuren, während selbst. bei den fettarmen Herbettorpedos das Leberfett ungefähr 4°/„, also mehr als das 10fache wie bei den Embryonen, betrug. `
'Überblicken wir diese Verhältnisse im ganzen, so können wir wohl ungewungen den wechselnden Fettgehalt der Leber vor allem mit den verschiedenen Ernährungsarten der Tiere in Zusammenhang bringen. Äbnlich wie Tiere anderer Spezics, nimmt oflenbar auch Torpedo nur während eines Teiles des Jahres Nahrung zu eich. Wir fanden ja den Magen und Darm ` sowohl der Frühlings- als auch der Sommertiere leer. Für diese Zeit muß der Energiebedarf aus früher angehäuften Reserven gedeckt werden. Hierfür kommt wohl in erster Linie das Fett in Betracht. Die notwendigen Fettvorräte sammeln diese Tiere fast ausschließlich in der Leber an. Hierin besteht ein wesentlicher Unterschied gegenüber den Säugetieren, bei denen vor allem das Unterhautzellgewebe den Ort der Fettablagerungsstelle bildet. Es веі darauf hingewiesen, daß bei einer diesbezüglichen Versuchsreihe an Fledermäusen der Fettgehalt der Leber nach dem Winterschlafe?), also nach einer längeren Karenzperiode, nicht niedriger gefunden wurde als vorber. Die graviden Tiere errichten für die neue Generation ein zweites Depot, das sich zunächst im Eierstook befindet und dann im Uterus eine gewisse Selbständigkeit zu erlangen scheint. Daß aber der verschiedene Fettgehalt der Leber nicht etwa ausschließlich nach dem Bedarfe der neuen Generation sich reguliert, das kann man wohl insbeeondere aus den früher zitierten Untersuchungen Polimantis folgern. Er untersuchte von drei verschiedenen Selachierspezies je ein Männchen und ein Weibchen und fand bei den Männchen einen ähnlichen Fettgehalt der Leber wie bei den Weibchen.
Unter Polimantie Tieren befinden sich auch zwei Torpedos. Es sei hier einschaltungsweise erwähnt, daß seine Resultate mit den hier
1) Roaob, diese Zeitschr. 26, 1010.
134 F. Reach:
berichteten in ziemlicher Übereinstimmung sind. Bei Betrachtung der Tabellen dürfte es allerdings auf den ersten Bliok anders erscheinen. P. gibt nämlich den Fettgehalt in Prosenten der Trookensubstanz an, während ich nur von einzelnen Tieren den Trockensubstanzgehalt be- stimmt habe; deshalb sind in den Tabellen II bis IV nur die absoluten Werte eingesetzt. P.s Männchen, das der Zeit des Fanges nach ungefähr unseren Frühlingstorpedos entepricht, enthielt 76,59%, Fett in der trockenen Leber. Das Weibchen P.s steht sowohl der Zeit des Fanges als dem Stadium der Gravidität nach zwischen unseren Frühlings- und Sommertieren. Es enthielt 83,4%/, Leberfett. Rechnet man für unsere analogen Tiere die Zahlen in analoger Weise um, so ergibt sich folgendes. Bei den Frühlingstorpedos 3 und 4 enthielt die trockene Leber 86,5°/,, bei den Sommertorpedos 13 und 14 60%, Fettsäuren, was etwa 90 und 62°, Fett entspricht. | | |
Die erwähnte Selbständigkeit des Dotterfettes als Reserve- depot für die heranwachsenden Embryonen erscheint auch durch die anatomischen Verhältnisse wahrscheinlich. (Die Dotter liegen ganz locker im Uterus ohne Gewebsverbindung mit seiner Wand.) Überdies ist der Fettgehalt der Dotter für sich allein groß genug, um für die heranwachsenden Embryonen als zureichend zu erscheinen. Der Vergleich der bezüglichen Zahlen unserer Frühlings- und Sommertorpedos zeigt eine deutliche Abnahme des Fettes der Früchte, und es scheint überflüssig anzunehmen, daß das Muttertier in dieser Periode noch Fett aus anderen Quellen als dem Dotter zuschießen mußte. In dieser Beziehung dürften die Frühlingstorpedos З und 4, und die Sommertorpedos 13 und 14 miteinander gut vergleichbar sein. Es trugen die beiden Frühlingstorpedos zusammen 20 Früchte, die beiden Sommertorpedos ebensoviel. Im Frühling war der Fett- gehaltdes Dotters6,5, im Sommer 6,55 g im Durobschnitt pro Mutter- tier. Von dem Verluste von 0,95 g Fettsäuren sind nur wenig mehr als 0,05 g auf die Embryonen übergegangen, so daß fast 0,9 g Fettsäuren oder rund 8 Calorien zur Bestimmung des Energie- bedarfs der Embryonen übrigbleiben. Dabei wurden Embryonen im Gewichte von 7,3g pro Muttertier gebildet. Diese Embryonen- körper enthielten nur 4,45°/, Trockensubstanz, so daß die ge- samte. Trockensubstanz der neugebildeten Embryonen etwa !/, g ausmacht. Ich entnehme einer Arbeit von Tangl und Mituch!?), daß auf die Bildung von je 1 g Trockensubstenz bei der Ent-
1) Tangl und Mituch, Arch. £. d. ges. Physiol. 131, 1008.
\ Verhalten der Fette bei Torpedo während der Gravidität 135
wicklung des Hühnchens nur 3,6 Calorien entfallen. Tangi und Farkas?) fanden überdies den Energiebedarf bei Forellen-, also Fischembryonen, wesentlich geringer als beim Hühnchen. Es liegt mir fern aus unseren Zahlen den Energieverbrauch der Torpedoembryonen berechnen zu wollen, aber es darf aus den angeführten Zahlen gefolgert werden, daß für unsere Torpedoembryonen während der intrauterinen Entwicklung der Dotter allein den Bedarf zu bestreiten imstande war. Man wird also weiterhin annehmen können, daß die Abgabe von Fett aus der Leber der Tiere während dieser Periode für die Deckung des Erfordernisses bei der Mutter dient. Hier sei bemerkt, daß die Dotter auch recht N-reich sind.
Wir gelangen also zu der Vorstellung, daß die Leber dieser Tiere ein eigenartiges Fett aufstapelt, sei es durch Auslese der betreffenden Fettsäureester, sei es durch Fettbildung. Diese Aufstapelung beginnt bereite im embryonalen Leben. Während der Zeit der Nahrungsaufnahme wächst diese Fettmenge, um in der Karenzzeit als Energiequelle zu dienen. Dieses Fett gelangt aus der Leber in die Ovarialeier, mit diesen später in den Uterus, um dann ebenso die Energiequelle für die Em- bryonen zu bilden, wie es das Leberfett für die Muttertiere tut.
Tabelle I.
бере тше] y 5 E Я H МЕ - { Е Herbst- d 6,7 [111 [154 | — | 40 | — | — | 188 | 166 | — torpedos Aë, 9, 101 92,5| 152 | — | 47 | — | — [199 14 | — wee SKS, ele , I = Deg — |187 — 3,4 [109 f4 | _ 45 _ | — | 192| — |188,5 6 es = — | — | — | — |185 12 141 u en = Ge пос de Des 4 46 — m отгы реч Sommer ,
13,14 |128 150 | | — |бв—|—|— torpedos g И ОО онор ПО РНЕ _ р deen TE E WC el DE E E
1) Tangi und Farkas, Arch. f. d. ges. Physiol. 104, 1904
F. Reach:
136
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Verhalten der Fette bei Torpedo während der Graviditä 137
Tabelle V. Trockensubstanz und Stickstoff in Prozenten der ursprünglichen Substanz.
Über Läpoide. Von
Sigmund Fränkel. XV. Mitteilung.
Über das Trocknen von Geweben und Blut für die Darstellung von Lipoiden.
Von Aladar Eifer (Kolozsvár).
(Aus dem Laboratorium der Ludwig Spiegler-Stiftung in Wien.) (Eingegangen ат 15. Februar 1912.)
| In einer vorläufigen Mitteilung haben Sigmund Fränkel
und Aladar Elfer!) ein Verfahren beschrieben, um aus Serum ein trockenes Pulver zu erzeugen, in dem sie das Wasser an vorher entwässertes Glaubersalz binden. Für manche Zwecke (Konservierung verschiedener Immunsera und Antigene) hat sich, wie Untersuchungen von 8. Stökel aus dem R. Dörrschen Institute gezeigt haben), dieses Verfahren bewährt, wenn auch mehr nach einer anderen Richtung als die ursprünglich ge- plante war.
In Verfolgung ‘der Idee, Organe und Körperflüssigkeiten in der Weise zu entwässern, daß man ihr Wasser an entwässerte ` mit viel Krystallwasser krystallisierende Salze bindet, wurden weitere Versuche gemacht. Sowohl das Verfahren mit Glauber- salz als auch mit anderen Salzen, die sehr viel Krystallwasser zu binden vermögen, wurde nun an verschiedenen Organen durchgeprüft und wir konnten nach bestimmten Richtungen Fortschritte erzielen in der so schwierigen Frage der Entwässe-
3) Diese Zeitschr. 28, 330, 1910. з) Wiener klin. Wochensohr. 28, Nr. 43, 1910.
А. Eifer: Trooknen +. Geweben u. Blut f. d. Darst. von Lipoiden. 139
rung und Trocknung von Geweben und Flüssigkeiten behufs Extraktion von lipoiden Substanzen. Zum Teil hat Sigmund Fränkel vor einiger Zeit im Handbuch der biochemischen Arbeitsmethoden von Emil Abderhalden?!) darüber Mitteilung gemacht. Insbesondere die Frage der Entwässerung oder Trocknung von Gehirn sowie von Blut stand für uns infolge der hier im Institute laufenden Arbeiten im Vordergrunde.
Wie man іп Thudiohums Buch über Gehirnchemie sowie in Sigmund Fränkels Gehirnchemie?) nachlesen kann, haben die älteren Forscher auf diesem Gebiete zur Entwässerung vor- züglich Alkohol verwendet, ein Verfahren, bei dem man nicht nur das Wasser, sondern eine Reihe von organischen Sub- stanzen, insbesondere bei Gehirn die ungesättigten Phosphatide, und wenn man später heißen Alkohol verwendet, auch die ge- sättigten Verbindungen hersusholt. Ja, selbst das Kephalin,,. das in Alkohol in reinem Zustande unlöslich ist, geht bei Gegenwart der anderen Phosphatide und des Cholesterins zum großen Teile mit in Lösung, so daß Alkohol, kalt und heiß angewendet, nicht nur ein Entwässerungsmittel, sondern auch ein Extraktionsmittel ersten Ranges ist, mit dem man fast alle lipoiden Substanzen aus den Geweben herausholen kann, wenn auch die Anwendung desselben für diesen Zweck den großen Nachteil besitzt, daß die nachherige Trennung der einzelnen Substanzgruppen und Individuen unter den Lipoiden fast unüberwindliche Schwierigkeiten bietet, wie des weiteren bei Fränkel (1. с.) nachzulesen ist. Ebenso hat A. Erlandsen’) von der Alkoholtrooknung beim Herzen abgeraten. Ebenso- wenig konnte er mit der Vakuumtrooknung gute Resultate er- zielen. Und tatsächlich wurde seit den Untersuchungen von В. Fränkel und seinen Mitarbeitern von allen Forschern auf diesem Gebiete die Alkoholtrocknung verlassen.
Statt des Alkohols wurde bei uns vielfach als Entwässe- rungsmittel Aceton verwendet, und zwar kalt. Die in der Abhandlung 6 dieser Serie*) mitgeteilte Methode, manchmal um
1) Emil Abderhalden, Handbuch der biochemischen Arbeits- methoden 5, Teil I, 8. 613ff.
з) Asher-Spiro, Ergebnisse der Physiologie 8, 212, 1909.
3) Zeitschr. f. physiol. Chem. 51, 71, 1907.
4) Diese Zeitschr. 19, 254, 1909.
140 А. Elier:
Aceton zu sparen einen großen Teil des Wassers bei mäßiger Temperatur auf dem Wasserbade zu entfernen, wobei sehr viel Wasser aus dem Gehirnbrei sich auspreßt und einfach ab- gegossen werden kann, erwies sich aber nicht als zweck- mäßig, da die Substanzen der gesättigten Gruppen insbesonders sehr stark gefärbt waren, so daß dann späterhin deren Reinigung sioh als sehr schwierig erwies. Es wurden daher alle Versuche mit einem Material ausgeführt, das mit reinem Aceton in der Kälte entwässert war. Obgleich dieses Verfahren viele Vorteile bietet, во ist es durchaus keine ideale Methode, weil sie sehr groBe Quanten Aceton erfordert, der dann so wasserhaltig ist, daß er weiterhin nicht verwendet werden kann. Wenn man aber über genügend große Apparaturen verfügt, so kann man, wenn such mit viel Arbeit, gut vorwärts kommen und reiches ‚Gehirnmaterial aufarbeiten. Es wäre nun naheliegend gewesen, die zu verarbeitenden Materialien im Vakuum zu trocknen, und es wäre vielleicht dieses das idealste Verfahren. Doch besitzt kaum ein Institut so große Vakuumtrockenschränke, um во große Quanten von Geweben, wie man sie für diese Versuche benötigt, im Vakuum zu vertrocknen. Überdies ist das Ver- trocknen kolloidaler Substanzen im Vakuum bei mäßigen Tem- peraturen sehr schwierig, und nur auf eigens konstruierten ` Apparaten durchführbar. Das Trocknen in warmer Luft ohne Vakuum hat sich bei Gehirn wenigstens nicht bewährt, während es bei anderen weniger lipoidreichen Geweben von großem Vorteil sein kann, und V. Rubow'), sowie A. Erlandsen’) konnten auf diese Weise gute Resultate erzielen. Letzterer Forscher =. B. hat б kg Muskeln in 36 bis 48 Stunden bis zum Pulver -aufarbeiten können.
Um Cholesterin aus Gehirn zu gewinnen, hat man schon mehrfach den Vorgang beobachtet, daß man das Wasser an anorganische Salze bindet, um auf diese Weise das Gewebe in ein trookenes Pulver zu verwandeln, und insbesonders О. Rosen- heim?) und Christine Tebb*) haben in der Weise gearbeitet, daß sie Gips für diesen Zweck benutzten. Ferner hat sich
2) Arch. £ experim. Pathol. u. Phermakol. 52, 173, 1006. з) Zeitschr. f. physiol. Chem. 51, 71, 1907. | 2) Journ. of physiol 84, 104, 1906. 4) Journ. of physiol. 82, 106, 1906.
Trocknen von Geweben und Blut für die Darstellung von Lipoiden. 141
А. Windaus?!) mit Vorteil bei der Verarbeitung von Nieren auf Cholesterin und Cholesterinester des Calciumsulfates bedient. Zu diesem Zweoke ist es notwendig, der fein zerriebenen Ge- websmasse die 3faohe Menge wasserfreien Gips zuzusetzen, gut durchzuarbeiten und dann erhärten zu lassen. Man be- kommt auf diese Weise wohl sehr rasch ein trockenes Pulver, aber man vermehrt das Volumen auf das 4fache, so daß man sehr große Extraktionsapparate benutzen muß. Man kann diese Methode wohl nur mit Vorteil bei kleinen а verwenden, wie es auch А. Windaus getan hat.
Man hat vorgeschlagen, um aus Gehirn Cholesterin und auch Protagon darzustellen, den Hirnbrei mit der 1!/„Їасһеп Menge wasserfreien Natriumsulfat zu zerreiben und dann durch ein Bieb zu reiben. Zuerst hat R. Bünz*) dieses Verfahren vorgeschlagen und А. C. Lochhead und W. Cramer’) haben dieses Verfahren verwendet. Nachdem wir bereite Glaubersalz zur Darstellung von festem Serum verwendet, und zwar in der. Weise, daB wir nur 10°/, mehr als die theoretische Menge Glaubersalz zusetzen, haben wir dieses Verfahren auf eine Reihe von Geweben, insbesondere aber auf Gehirn übertragen. |
Nach den früher veröffentlichten Mitteilungen enthält Gehirn im Durchschnitt 70°/, Wasser, so daß man bei gleicher Gewichte- menge dem Bluto gegenüber mit viel weniger Glaubersalz durohkommt. Beim Serum ist es notwendig, um das ganze Wasser von 1 kg Rinderserum zu binden, 610 g geglühtes Glauber- salz zu verwenden. Wir setzen aber sicherheitshalber 670 g pro 1 kg Rinderserum ep. Nun vermögen 142 Teile geglühtes Glaubersals 180 Teile Wasser sa binden. Für 1 kg Gehirn ver- brauchen wir daher nur 600 g Glaubersalz, so daB die Be- schwerung nur 60°/, ausmacht, während die früher erwähnten Forscher das Gewebe mit der 1?/, fechen Menge, also mit 100 beschwerten.
Dieses ist kein unwosentlicher Vorteil — baft die Methode sein mag, haften ihr einige Fehler an. Ins- besondere bemerkten wir, daB es sehr schwer ist, die Bubstanz nach naeh dem Auskrystallisioren mit Glaubersals in größeren Möngen
` H Zeitschr. £. physiol. Chem. 65, 110, 1910,
2) Zeitschr. f. physiol, Chem. 46, 47, 1906. Y RANAN: JOME: он.
142 А. Eifer:
sehr fein zu pulvern, und man hat trotz des Pulverns viele große Krystalle vor sich, die Gewebe einschließen und so die Beendigung der Extraktionen mit organischen Lösungs- mitteln sehr hinausschieben. Ein weiterer Nachteil zeigt sich darin, daß die ungesättigten Phosphatide, insbesonders das Kephalin, wie schon in der Mitteilung VII dieser Serie von S. Fränkel und E. Neubauer!) gezeigt wurde, Glaubersalz in Petroläther aufzulösen vermögen, und zwar etwa 17°/, ihres Eigengewichte. |
. Wir haben uns auch in Wirklichkeit überzeugen können, daß Kephalin, das aus mit Glaubersalz getrockneten Gehirnen gewonnen war, deutlich die Reaktionen der Schwefelsäure gab. Von geringerer Bedeutung ist ein Nachteil, den wir ebenfalls bemerkten, daß bei der Extraktion mit Petroläther am Boden des Extraktionskolbens sich ein wenig glaubersalzhaltige Flüssig- keit absetzt. Man kann diesen Nachteil leicht beheben, wenn man den Petroläther von der Glaubersalzlösung abgießt und mit Petroläther nachwäscht.
Das Prinzip des Bindens von Wasser in den Geweben an wasserfreie anorganische Salze erschien uns jedoch so einladend, daß wir weiter nach einer Methode suchten, die auf demselben Prinzipe beruht, ohne aber die bei unserer Glaubersalzmethode beobachteten Nachteile zu besitzen. Wir haben mit großem Vor- teile versucht, sowohl Gehirn als auch andere Organe, ins- besonders die Leber in der Weise zum Trocknen zu bringen, daß wir sie mit etwas mehr als der berechneten Menge wasser- freien phosphorsauren Natriums behandelten. Zu diesem Zwecke verwendeten wir Dinatriumphosphat, das 12 Moleküle Krystall- wasser bindet, und fanden es zweckmäßig, dieses Salz (ge- wöhnlichee einfach saures phosphorsaures Natron) selbst im Laboratorium zu entwäsern, um kein pyrophosphathaltiges Material zu bekommen. Веі der Bereitung hielten wir uns an einige Angaben von Т. С. Whitlock und C. E. Barfield und entwässerten das Salz bei einer Temperatur von 150 bis 170°. 142 Teile des wasserfreien Salzes binden nun 216 Gewichtsteile Wasser, für 1 kg Hirn mit 700 g Wasser benötigt man also mit einem Aufschlag von etwa 10°/, insgesamt 500 g des
1) Diese Zeitschr. 21, 321, 1909.
Trocknen von Geweben und Blut für die Darstellung von Lipoiden. 143
wasserfreien Natriumphosphates, so daß theoretisch die Be- schwerung nur 50°/, wäre, während sie beim Glaubersalz са. 60°/, beträgt. .
Gegenüber der Glaubersalzmethode zeigt das Verfahren mit Natriumphosphat noch einige andere bedeutende Vorteile. Bei der Verarbeitung von Gehirn z. B. sieht man beim Zu» sammenbringen des Gehirnbreies in auf 40° vorgewärmten Reibschalen mit dem entwässerten Salz die Masse flüssig bleiben und die konzentrierte Salzlauge ist in der Masse ver- teilt. Man kann diese Salzlauge nun auf einer auf 40° vor- gewärmten Presse aus dem Gewebe auspressen und so das Volumen der festen Masse bedeutend verkleinern. Die Krystalle des Natriumphosphates mit 12 Molekülen Krystallwasser schmelzen nämlich bei 35°, und selbst nach dem Erkalten bleiben sie noch eine Zeitlang flüssig und gestehen zu einer seiden- glänzenden strahligen Masse‘). Als große Vorteile des Natrium- phosphatverfahrens gegenüber den anderen hier beschriebenen Salzverfahren wollen wir anführen, daß bei dieser Methode von Haus aus das zu verarbeitende Gewebe mit weniger Salz beschwert wird, daß man aber einen großen Teil des zugesetzten Salzes und mit ihm des Gewebewassers abpressen kann und somit sowohl das Volumen als auch. das Gewicht des zu extra- hierenden Gutes ungemein verringert. Bei der Extraktion mit organischen Solventien geht das Natriumphosphat nicht in das Lösungsmittel. Als besonderen Vorteil dieses Verfahrens wollen wir hervorheben, daß nach der Phosphatmethode getrocknete Organe und Blut sich sehr leicht zu einem ungemein feinem Pulver verreiben lassen im Gegensatze zu dem mit Natriumsulfat getrockneten. Es war von Wichtigkeit zu untersuchen, ob nicht die petrolätherischen Auszüge Natrium- phosphat enthalten, da in dieser Fraktion die ungesättigten Phosphatide gelöst sind. Um diese Frage zur Entscheidung zu bringen, haben wir petrolätherische Auszüge von Gehirn, das mit Natriumphosphat getrocknet war, mit Wasser aus- geschüttelt, und konnten in der wässerigen Lösung keine Phos- phorsäure nachweisen.
2) Gmelin-Kraut, Handb. d anorgan. Chem. 7. Auf, 2, I. Teil, В, 393.
144 A. Eifer: Trocknen v. Geweben u. Biat f. d. Darst. vom Lipoiden.
Wir gehen in der Praxis so vor, daß wir den gewogenen. und in der Maschine zerkleinerten Gewebebrei mit seinem halben Gewicht trockenen Natriumphosphates in leicht er- wärmten. Schalen, etwa bei Körpertemperstur,..verreiben und das Natriumphosphat in kleinen Portionen unter stetem Reiben zusetzen. Bei größeren Mengen hat es sich als sehr praktisch erwiesen, in großen versilberten Schalen, mittels eines elektrischen Rührwerks, Orgsnbrei mit Phosphat zu vermischen. Das ver- riebene Gut wird hierauf in warme Tücher geschlagen, auf einer vorgewärmten Presse möglichst stark abgepreßt und dann in großen Glooken über Schwefelsäure oder auch an der. Luft erstarren lassen. Man zerkleinert nun das Gut vorerst grob und läßt es dann duroh eine Fleischmaschine laufen, die sehr kleingelochte Einsätze bat, wobei es sehr leicht in ein Pulver zerfällt. Wenn noch feuchte Stellen vorhanden sein sollten, so genügt ein mehrstündiges Einbringen in evakuierte Glocken über Schwefelsäure um die ganze Masse in ein völlig trockenes, unter dem Pistill leicht zerfallendes feines Pulver zu ver- wandeln. Dieses Pulver wird nun, wenn man es ganz fein bekommen will, noch auf einer Kugelmühle verarbeitet und dann dem ExtraktionsprozeßB auf dem von Walter Halle be- schriebenen Universal Extraktionsapparat!) unterworfen. Wir bemerken nur, daß es von Vorteil ist, bei diesen Extraktionen den Kolben, in dem das Extraktionsmittel auf der elektrischen Heizplatte siedet, mit einem Asbestmantel zu umgeben.
з) Diese Zeitschr. 86, 265, 1911.
Über die reduzierenden Körper im Harne der Wöchnerinnen. Von
Helga Grönvall. (Aus dem med.-chemischen Institut der Universität Land.) (Eingegangen am 24. Februar 1918.)
Im Jahre 1856 fand Blot!), daß der Harn von Wöchne- rinnen von dem Anfang der Laktationsperiode ab Zuoker enthält, und zwar in Mengen von 1 bis 12 g p.d.
Zahlreiche Nachuntersucher haben dies Ergebnis bestätigt. Hof- meister®) definierte den Zucker als Lactose, Man nimmt allgemein an, daß diese Lactose von der Mamma aus ins Blut gelangt. Aus
ist es nicht, daß ein Teil des Zuckers, besonders im Anfang, Glucose ist und einer vermehrten Zuokerbildung der Leber entapricht.
In den folgenden Untersuchungen ist nioht allein die totale Reduktion des Harns berücksichtigt, sondern auch die Ver- teilung der verschiedenen reduzierenden Körper im Harn.
Meine Untersuchungen schließen sich also eng an die Ver- suche Lavessons?) an normalen Individuen an, wobei die Ver- teilung der reduzierenden Substanzen im normalen Harn be- stimmt worden ist. Es wurde auch dieselbe Methodik wie bei Lavesson verwendet. Die totale Reduktion vor und nach der Gärung wurde nach Bang bestimmt. Die Differenz entspricht dem Zucker, der als Traubenzucker berechnet worden ist. Durch die von mir verwendete Hefe wurde auch Lactose (mit Harn versetzt) vergoren. Weiter wurden Krestinin und Harnsäure
1) Blot, Compt. rend. de l'Acad. d. Во. 48, 676, 1856. 2) Hofmeister, Zeitschr. f. physiol. Chem. 3, 1878. з) Lavesson, diese Zeitschr. 4, 40, 1907.
Biochemische Zeitachrift Baad 40. 10
146 H. Grönvall:
bestimmt und ihr Beitrag an der Totalreduktion berechnet (vgl. Lavesson). Die Totalreduktion weniger Zucker-, Kreatinin- und Harnsäurereduktion ist die Restreduktion. Es wurden zwei Versuchsserien angestellt. Erstens wurde die Zuckerausscheidung bei verschiedenen Frauen an dem ersten Tag nach dem Partus bestimmt und zweitens wurde in 7 Fällen die tägliche Variation der reduzierenden Substanzen bei derselben Frau vor und nach dem Partus studiert. Die Ergebnisse sind im folgenden tabellarisch zusammengestellt. Die erste Versuchsserie ist deswegen von Bedeutung, weil der Zucker nach derselben Methode wie in Lavessons Versuchen bei normalen Individuen bestimmt wurde. Weiter wurde dieselbe Zahl von Frauen wie bei Lavesson untersucht (20).
Tabelle I. -
| | Davon | otale
Versuchs- rg reduktion | Zucker Zuckerquantität
Nr. ч ; in Gi | in’ ausgeschieden
сот mg | mg g
1 1200 | 996 | 11 | 1,404 2 11560 | 950 128 1,472 3 1450 ` | 189 92 1,334 4 1400 | 354 143 2,002 5 1350 | 415 192 2,592 6 1500 | 194 103 1,545 7 1200 345 180 2,160 ` 1400 | 241 146 2,044 9 1200 | 446 107 1,284 10 1200 | 39 | 10 2,280 11 1200 | 834 662 7,944 12 1500 | обо | 8 1215 13 1100 328 | 186 2,046 14 1150 339 203 2,335 15 1000 314 | 87 0,870 16 800 250 | 108 0,864 17 1500 | 324 | 174 2,610 18 1500 | omg | 106 1,590 19 750 | 40 | 360 2,700 20 900 355 | 21 1,989 Durchschnitt | 333 | 170 | 2,164
Aus den Versuchen geht hervor, daß der Harn der Wöchnerin durchschnittlich eine Totalreduktion von 0,38°/, gegenüber normalem Harn von Frauen 0,21°/, zeigt. Dieser Unterschied wird bedeutend größer, wenn man den Zucker- gehalt allein berücksichtigt (0,17°/, gegen 0,08°/,), indem bei
Reduzierende Körper im Harne der Wöchnerinnen. 147
дег Wöchnerin der Zuckergehalt beinahe 6mal größer ist. Dement- sprechend ist die total ausgeschiedene Zuckerquantität 2,16 g gegen 0,317 g normal. Die Differenzen der verschiedenen Harne sind gewöhnlich recht unbedeutend. Ausnahmsweise sind jedoch gefunden 7,9g (bzw. 0,67°/,) und andererseits 0,87 g (bzw. 0,09°/,) Zucker.
Die Harne enthalten also durchschnittlich nur 0,17°/, Zucker. Immerhin war die Almönsche Reaktion auch mit Bohmannnssons Modifikation (Reinigung mit Tierkohle) posi- tiv. Nach der Gärung aber überall negativ.
Betreffs der täglichen Variation der Zuckermenge nebet der übrigen reduzierenden Körper wurde der Harn zuerst den letzten Tag ante partum und die folgenden 6 bis 8 Tage unter- sucht. Das Kreatinin wurde nach Folin, die Harnsäure nach Folin-Schaffer bestimmt. Zucker und Totalreduktion wie oben.
Tabelle II.
Harnsäure- | Kreatinin- Rest- reduktion reduktion
reduktion
а. p.!415001 0,485 | 0,128 p.p-)12000|0,196 0,088
2. „ [1500]0,269| 0,138 0,031 | 11,1 |0,079 | 29,7 3. „ |100010,664 [0,325 0,0281 4,2 |0 43,8 4 „ |125010,265|0,136 0,026 | 9,9 [0,083 | 31,6 5. „ 1[110010,306[0,136 0,037 | 12,1 [0,119
6. „ 1100010,26010,095 ‚24 92 0,120 | 46,2 7. „ 1130010,351 10,192 0,031 0,107 | 30,4
12001 0,32 8001 0,433
я " n „ [1000]0,585 A n „ 110001 0,55
0,24 | 49,3
1) а. р. = ante partum. 3) р. р. = post partum.
10*
148 Н. Grönvall:
_ Tabelle II (Fortsetzung).
a. р. |1000|0,422] 0,273
1. p.p. | 750[0,4 | 0,36 2. „ |1400l0,512] 0,235 3. » 8001 0,4521 0,288 4, „ | 70010,519[0 5. 10001 0,319 6. „ 1100010,404 | 0,081
афи ай Шы] Бана Г SIEHE * 0,144 | 39,7 1. p-p- 0,168 | 37,9 9. „ 0,104 | 25,2 $. „ 0,349 | 33,2 A „ 0,456 | 67,6 5. 0418| 37,4 6. „ 0,225 | 46,8 7. 3 0,8661 0, 31 10,157| 62,9 в. „ | 600[0,370| 0,169 0,022 0,160 | 43,4
— 0,685] 0,31 | 45,5 10,0,5| 6,8 |0,049| 7,0 |0,291] 417
Vergleichen wir zuerst die durohschnittlichen Werte deg verschiedenen Versuche untereinander und mit den Werten beim normalen Harn nach Lavesson.
RETTET EEE
1) Restreduktion + Harnsäure.
Reduzierende Körper im Harne der Wöchnerinnen. 149 Tabelle III.
Normal. Harn [0,911 | 0,031
Es ist ersichtlich, daß die Totalreduktion und ebenso der Zuokergehalt unter den 7 Versuchen etwas variiert, selbst wenn man von den Durohschnittewerten ausgeht. Sieht man aber von der Versuchsserie Nr. 5 ab — wo nur 3 Versuche vor- liegen —, so ist die prozentische Verteilung eine recht regelmäßige, indem der Zucker 44,2 bis 55,6°/, der Totalreduktion ausmacht, die Harnsäure 5,1 bis 7,9°/, und das Kreatinin 5,5 bis 12°/,.
Mit den normalen Werten verglichen, ist der Zucker wesentlich größer und dementsprechend die Restreduktion und die Kreatininreduktion wesentlich kleiner als normal. Die Harnsäurereduktion ist trotz des Zuckers prozentisch dieselbe wie normal. Dies bedeutet, daß die Krestininmenge etwa die- selbe oder etwas kleiner als normal ist, die Harnsäuremenge aber etwas größer.
Dies bestätigen auch die absoluten Werte des Krestinins und der Harnsäure pro Тад. Bei Frauen ist normalerweise die Krea- tininmenge nach Lavesson 0,784 g. Hier wurden durch- schnittlich in den 7 Serien gefunden: 0,641 g, 0,466 g, 0,791 g, 0,476 g, 0,284 g, 0,333 g, 0,406 g. Für Harnsäurofand Lavesson 0,502 g pro Tag bei Frauen. Bei den Wöchnerinnen in den 7 Serien durchschnittlich: 0,378 g, 0,626 g, 1,258 g, 0,767 g, 0,764 g, 0,737 g, 0,682 g (vgl. auch Tabelle IV).
Das Kreatinin variiert ziemlich viel, die Harnsäureausschei- dung ist recht konstant und überall wesentlich höher als normal.
Die täglichen Variationen unter den verschiedenen Serien für den Zucker sind prozentisch nicht sehr groß. Doch scheint es, nach den ersten 2 Serien zu beurteilen, als ob die Aus- scheidung nach der Geburt ansteigt (vgl. jedoch die absoluten
150 Н. Grönvall:
Werte unter Tabelle IV). Die absolute Harnsäure- und Kreatinin - menge pro 100 сот Harn ist überall ziemlich konstant, besondors die Harnsäuremenge. Demgemäß ist die prozentische Verteilung derselben von der varisblen Totalreduktion recht verschieden.
Da aber die Harnmenge von einem Tag zum andern schwankt, muß man die absolut ausgeschiedenen Mengen der reduzierenden Körper berücksichtigen. Hier zeigt auch die Zuckerausscheidung recht große Änderungen, wie die Tabelle zeigt.
Tabelle IV.
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Reduzierende Körper im Harne der Wöchnerinnen. 151 Tabelle IV (Fortsetzung).
Durchschnitt | 23201 | 0,82 | 0,406
Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die tägliche absolute Zuckerausscheidung in den verschiedenen Serien sehr variabel ist. Ebenso sind die großen Schwankungen der Kreatinmenge bemerkbar, da sonst dieselbe normalerweise überaus konstant ist.
Es wäre von Interesse gewesen, die Ausscheidung der re- duzierenden Substanzen in der Graviditätsperiode und ebenfalls längere Zeit nach dem Partus zu verfolgen. Aus äußeren Gründen ist mir dies unmöglich gewesen.
Über die Oberflächenspannung der lebenden Plasmahaut bei Hefe und Schimmelpilzen. Von Bruno Kisch.
(Aus dem pflansenphysiologischen Institut der К. k. deutschen Univessität in Prag.)
(Eingegangen am 25. Februar 1912.) Mit 1 Figur im Text.
1. Einleitung.
In seiner Arbeit über eine Methode zur direkten Be- mung der Oberflächenspannung der Plasmahaut von Pflanzen- zellen hat Czapek!) an einem größeren Versuchsmaterial ge- zeigt, daß oberflächenaktive wässerige Lösungen der verschie- densten Substanzen derartig auf die lebende Plasmahaut der Zellen höherer Pflanzen einwirken, daß, unbeeinflußt von der chemischen Natur der angewendeten Stoffe, die Plasmahaut der untersuchten Zellen stets für die Inhaltsstoffe (Gerbstoffe, Farbstoffe) eine abnorme Durchlässigkeit zu zeigen beginnt, wenn die umgebende Lösung der untersuchten Substanzen einen bestimmten Grad der Oberflächenspannungserniedrigung erreicht hat. Der Beginn der abnormen Durchlässigkeit der Plasmahaut kann mikroskopisch sehr scharf bestimmt werden. Die untersuchten Stoffe (Alkohole, Ketone, Ester usw.) wirken ausnahmslos (wenn sie nicht durch spezifische Giftwirkungen schon in höherer Verdünnung die Plasmahaut beeinflussen) bei Erreichung einer Oberflächenspannung, die etwa 0,68 der Grenzflächenspannung Wasser-Luft (letztere gleich 1 gesetzt) beträgt. Eine noch weitere Herabsetzung der Oberflächen-
1) Fr. Czapek, Über eine Methode zur direkten Bestimmung der Oberfächrnspannung der Plasmahaunt von Pflanzensellen. Jona 1911.
B. Kisch: Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilsen. 163
spannung der umspülenden Lösune wird von der lebenden Plasmahaut der Zellen höherer Pflanzen in keinem Falle vertragen.
Die primären Fettalkokole wirken dementsprechend bei einer Temperatur von 18 bis 20°C. ebenfalls sämtlich in Kon- zentrationen, die die Grenzfiächenspannung des relativen Wertes 0,68 besitzen; also Methylalkohol bei 18 Vol.-Proz., Athylalko- hol bei 11 Vol.-Pros., n-Propylalkohol bei 5 Vol.-Pros. und n-Butylalkohol bei 1,5 Vol.-Proz.
Ein Bliok auf die vorhandene Literatur lehrt nun, daß die für gärende Hefe ermittelten Grenzwerte der Giftwirkung von Alkoholen wesentlich höher liegen müssen. Wenn man ferner die Angaben von Fühner und Neubauer!) über die Hämolyse durch wässerige Lösungen verschiedener Alkohole vergleicht, so begegnet man gleichfalls Grenzwerten, die be- deutend über den von Czapek°) für höhere Pflanzen ermittelten
Ich habe es daher über Aufforderung von: Prof. Ozapek unternommen, eingehende Versuche darüber anzustellen, welche Grenzwerte von oberflächenaktiven Lösungen von Hefezellen, Schimmelpilz-Hyphen und -Konidien eben noch schad- los ertragen werden, um hierdurch einen Vergleich mit den Verhältnissen der Zellen höherer Pflanzen zu ermöglichen. Es wer hierbei noch auf eine Reihe weiterer Momente Rücksicht zu nehmen, auf welche die eingangs angeführte Arbeit bereite die Aufmerksamkeit gelenkt hatte. Czapek hat in seiner Arbeit gezeigt, daß konzentrierte säurefreie Emulsionen von Neutralfetten übereinstimmend Oberflächenspannungswerte auf- weisen, die knapp oberhalb des toxischen Grenzwertes ober- flächenaktiver Lösungen liegen. Man darf demnach behaupten, daß die Oberflächenspannung der lebenden Plasmahaut und die Oberflächenspennung von Neutralfettemulsionen sehr nahe beieinander liegende Werte besitzen. Da nun Neutralfette überaus ` verbreitete Zeillbestandteile sind, ist die Hypothese zulässig, daß die lebende Plasmahaut ihr eigentümliches diosmotisohes Verhalten gegenüber oberflächenaktiven Lösungen einem Gehalt an Neu-
1) H. Fühner und E. Neubauer, Hämolyse durch Substanzen
homologer Reihen. Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 56, 1907. 2) Czapok, a. а. О.
154 B. Kisch:
tralfettemulsion verdankt, eine Hypothese, die noch durch eine Reihe anderer koinzidierender Tatsachen gestützt wird.
Deshalb war es nun von speziellem Interesse, den ober- flächenaktiven Grenzwert auch für die Zellen von Pilzen zu erfahren, die gegen Alkohol entschieden widerstandsfähiger sind als die Zellen von höheren Pflanzen. |
‚ 2. Methodische Bemerkungen.
In der angeführten Arbeit hat Czapek eine einfache Methode angegeben, mit Hilfe seines „Capillarmanometers“ die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit zu bestimmen. Dieses Cepillarmanometer ist im wesentlichen ein Wassermanometer, dessen kürzerer Schenkel nochmals U-förmig nach abwärts ge- bogen ist, und mit einem Capillarrohre endigt. Dieses Capillar- rohr taucht in einer beliebigen, aber bei allen Versuchen genau gemessenen Tiefe (bei meinen Messungen 2 mm) in ein Gefäß ein, das die zu untersuchende Flüssigkeit enthält. Es wird nun am Manometer die .Höhe der Wassersäule gemessen, deren Druck eben genügt, um eine Luftblase aus der СарШаге durch die zu untersuchende Flüssigkeit durchzupressen. Zum Ein- füllen des Wassers іп das Wassermanometer dient еіп Gläschen mit Glashahn, das in Klammern über dem offenen Manometer- schenkel angebracht ist. Der mit diesem Apparat bestimmte Oberflächenspannungswert Wasser-Luft wurde als Einheit an- genommen und die bei den anderen Flüssigkeiten кышип Werte auf diese angenommene Einheit bezogen.
Mit diesem Capillarmanometer sind auch in der vorliegen- den Arbeit alle Oberflächenspennungsbestinimungen vorge nommen worden. ·
Zur Bestimmung jener Konzentrationsgrenze des umgeben- den Mediums, bei der eben eine deutliche Exosmose von Zell- inhaltsstoffen eintritt, erschien die Hefe besonders durch zwei leicht nachweisliche Stoffe ihres Zellinhaltes geeignet zu gein, nämlich durch das Glykogen und durch das Invertin.
Da jedoch die geringe Glykogenmenge, die aus den Hefo- zellen in die umgebende Flüssigkeit austritt, in dieser kaum nachweisbar ist, so konnte ein genauer, vergleichender Nachweis der aus den Zellen exosmosierten Glykogenmengen nicht ausgeführt werden. Hingegen ließ sich das Invertin,
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 158
vermöge seiner Einwirkung auf den Rohrzuoker, leicht, such in kleinsten Mengen, nachweisen.
Da überdies innerhalb bestimmter Konzentrationsgrenzen die Invertinmenge einer Probe der von ihr gespaltenen Rohr- zuckermenge direkt proportional ist, so läßt sich beim Vergleiche zweier verschieden stark invertierter Rohrzuckerlösungen ein Schluß auf die relative Menge des in jedem Falle vorhandenen Invertins ziehen. |
Die Hefe für die Untersuchungen wurde in Reinkultur (Saccharomyces cerevisiae) von Prof. Král bezogen.
Um nun die einzelnen Proben eines Versuches hinsicht- lich der Exosmose des Invertins miteinander vergleichen gu können, hat man einmal zu allen Proben die gleiche Hefe- menge zu nehmen, ferner ist darauf zu achten, daß in allen Proben soviel Lösungsmittel vorhanden ist, daß die Invertin- konzentraetionen überall gleich verdünnt werden. Schließlich muß auch die Alkoholkonzentration in allen Proben einer Ver- suchsreihe gleich eingestellt werden, damit nicht die Invertin- wirkung durch den Alkohol in der einen Probe stärker ge- hemmt werde als in der anderen.
Um diesen Anforderungen — zu — ging ich bei meinen Versuchen folgendermaßen vor:
Eine in flüssiger Nährlösung, im Brütschrank gezüchtete Hefekultur wurde gut durchgeschüttelt und von der so ge- wonnenen Aufschwemmung je 2 oom abzentrifugiert. Da alle Proben einer Versuchsreihe von derselben Aufschwemmung genommen waren, го hatte ich überall annähernd dieselbe Hefe- menge. Ich habe noch, um mich zu überzeugen, wie groß etwa die Unterschiede der einzelnen Proben, hinsichtlich der in ihnen enthaltenen Anzahl von Hefezellen wären, in 3 Proben, die in der oben angeführten Art einer Hefekultur entnommen waren, in einer Zählkammer von Reichert die Menge der in ihnen enthaltenen Zellen ausgezählt. Es enthielten in 1 ccm
Probe I 875000000 Zellen „ II 873320000 , „ Ш 868000000 ,,
Wie diese Zahlen zeigen, halten sich die vorhandenen Unterschiede in der Anzahl der Zellen gewiß innerhalb der zu-
166 | ~ B. Кіе:
lässigen Fehlergrenzen. Die abzentrifogierte Hefe wurde hier- auf mit destilliertem, sterilem Wasser 1 bis 2mal ausgewaschen und von neuem zentrifugiert. Dies geschah, um möglichst die letzten Reste der den Zellen noch anhaftenden Nährlösung zu entfernen. Die so ausgewaschene Hefe wurde mit gleichen Mengen der zu untersuchenden Flüssigkeiten (z. B. Alkohol) in verschiedenen Konzentrationen versetzt, gut aufgeschüttelt und eine bestimmte Zeit lang bei Zimmertemperatur (17 bis 20°) stehen gelassen. Hierauf wurde nochmals abzentrifugiert, die klare Untersuchungsflüssigkeit abgegossen, mit Rohrzucker ver- setst und bei der gleiohen Temperatur wieder 24 Stunden stehen gelassen. Es wurden dann die Differenzen in der Rohrzucker- inversion in den einzelnen Proben polarimetrisch bestimmt. Beim Polarisieren wurden stets 1 dm lange Polarisations- röhrchen verwendet.
Wie schon erwähnt, mußte bei den Versuchen auch der Fehler vermieden werden, daß eine verschiedene Alkoholkon- zentration in den einzelnen Proben das Resultat beeinflusse. Wie das erreicht wurde, soll an einem Beispiel gezeigt werden.
Nachdem gleiche ausgewaschene Hefemengen eine be- stimmte Zeit lang mit der gleichen Menge 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8°/,igen Isobutylalkohols und eine Probe zur Kontrolle mit destilliertem Wasser bei Zimmertemperatur behandelt worden waren, wurde abzentrifugiert und је 1 сот der klaren Untersuchungsflüssigkeiten in Reagensröhrohen gegeben. Hier- auf wurden jeder Prohe 3 com einer 5°/,igen Rohrzucker- lösung zugesetzt. Nun hätten aber die verschiedenen Proben eine verschiedene Alkoholkonzentration gehabt. Um dies zu ver- meiden, wurde der Kontroliprobe 1 com 8°/,igen Isobutyl- alkohols zugesetzt, der Probe, die 1 com 1°/,igen Alkohol ent- hielt, wurde 1 com 7°/,igen Alkohols zugesetzt und so fort, bis schließlich der Probe, die 1 ccm 8°/,igen Alkohol (als Unter- suchungsflüssigkeit) enthielt, 1 com destilliertes Wasser zugesetzt wurde. In jede Probe kamon noch 7 com destilliertes Wasser, so daß schließlich alle Proben 12 ccm Flüssigkeit enthielten. Hierbei war die Rohrzuckerkonzentration überall 1,25°/,, die Konzentration des Isobutylalkohols überall 0,66°/, und auch die relativen Invertinmengen waren überall in gleicher Weise verdünnt worden, nämlich auf ?/,, ihrer ursprünglichen Kon-
Oberflöcbenspannung bei Hofe und Schimmelpilzen. 167
sentration. Во konnte nun die Invertinwirkung in den ein- zelnen Proben streng verglichen und nach dem polarimetrischen Befund wohl beurteilt werden.
Es zeigte sich nun, daß fast immer, in allen Proben, auch in der Kontrollprobe mit destilliertem Wasser, eine gewisge go- ringe Inversion des Rohrzuckers gegenüber der reinen Rohr- zuckerlösung zu verzeichnen war. Dies kann daher rühren, daß trotz gründlichen Zentrifugierens einzelne Hefezellen im Wasser suspendiert blieben und dann eine geringe Inver- sion des Rohrzuckers verursachten, oder aber ев zeigte sioh nur die bereits unter normalen Umständen in das umgebende Medium stattfindende Sekretion des Invertins?).
Sobald aber die Konzentration der Lösung, deren Einwir- kung die lebende Hefe ausgesetzt worden war, eine Oberflächen- spannung erreichte, deren Wert geringer war als 0,5 des Oberflächenspannungswertes Wasser-Luft, so zeigten die mit Untersuchungsflüssigkeit dieser Konzentrationen ver- setzten Rohrzuckerlösungen eine deutlich stärkere Abnahme ihres _ optischen Drehungsvermögens, man konnte also schließen, daß von diesen Konzentrationen an eine deutlich größere Menge In- vertin aus den Hefezellen in das umgebende Medium ausgetreten war. BeirAnwendung nooh höherer Konzentrationen von Alko- holen usw,, deren Oberflächenspannung noch bedeutend geringer war, konnte eine weitere Steigerung der exosmosierten Invertin- menge nicht beobachtet werden.
Will man die Wirkung der einzelnen Proben eines Versuchs auf das optische Drehungsvermögen einer Rohrzuokerlösung gra- phisch darstellen, so erhält man im idealen Falle eine zweimal rechtwinklig gekniokte Kurve, wie dies annähernd Fig. 1 (8. 158) zeigt, die die Darstellung der Kurve eines Versuches mit Iso- butylalkohol ist. | |
Meist weicht jedoch der aufsteigende Teil der Kurve nooh etwas mehr von der Senkrechten ab als in folgender Figur, weil
1) Über die Sekretion des Invertins aus Hefezellen sicho E. Panta- nelli, Meocanismo di Весгетіопе degli Enzimi. Annali di Botanica 8, 1006. Ferner: Pantanelli, Ulteriori richerche sull’ influenza dei col- loidi su la seoresione ө |’ azione dell’ invertasi. Annali di Botanica 5, 2390, 1907 und Seoresione reversibile dell’ invertasi. Annali di Botanica 5, 365, 1007 von demselben Autor.
158 B. Kisch:
ein Teil der Hefezellon stets etwas resistenter ist, oder auch durch andere Umstände (wie Zusammenkleben usw.) vor der Wirkung der giftigen Konzentration geschützt wird.
Um mich überdies zu vergewissern, daß nicht etwa ein Teil des aus den Zellen ausgetretenen Invertins bereits durch den zugesetzten Alkohol usw. gefällt, oder auf eine andere Weise dauernd unwirksam gemacht werde, habe ich bei jeder unter- suchten Substanz auch einen Kontrollversuch mit Hefe ge- macht, die vorher durch To- luolzusatz abgetötet worden war. Zeigte es sich bei diesen Kontrollversuchen, daß z.B. in der Kontroliprobe mit Wasser und in Alkoholen, von den geringsten Konzen- trationen angefangen bis über — die Konzentration mit der
S — | wirksamen Oberflächenspan-
Fig. 1. nung hinaus, in allen Proben
die aus den toten Hefezellen
ausgetretene Menge Invertin in gleicher Stärke nachweisbar war,
so war dies ein Zeiohen dafür, daß das Ferment von den ge-
nannten Alkoholkonzentrationen in seiner Wirksamkeit nicht ge- hemmt worden war.
Bei den meisten der angewendeten Substanzen findet inner- halb der Konzentrationen, die bei meinen Versuchen zur Ver- wendung kamen, eine solche Schädigung des Invertins nicht statt, bei einzelnen konnte sie freilich nachgewiesen werden.
Selbstverständlich war es wünschenswert, auch solche, das Invertin schädigende Substanzen in ihrem Verhalten zur Hefe und zu den Schimmelpilzen untersuchen zu können. Die Methode des Nachweises des Invertins hat auch außer dem Mangel, bei den eben erwähnten Substanzen keine Anwendung finden zu können, noch einen anderen Nachteil. Diese Methode vermag uns nämlich lediglich den Austritt des Invertins aus den Hefe- zellen anzuzeigen, keineswegs aber in jedem Falle auch etwas über das Eindringen der Alkohole usw. in die Zellen aus- zusagen. Im Falle nämlich, daß Invertin in deutlichen Mengen
‚ Obseflächenspannung hei Hefe und Sohimmelpilzen. 159
in das umgebende Medium ausgetreten ist, kann man wohl mit Sicherheit annehmen, daß das Eindringen von Giftstoffen in
` die Zellen diese Exosmose veranlaßt hat. Falls aber der Aus-
tritt von Invertin aus den Zellen nicht nachweisbar ist, so kann das seinen Grund wohl darin haben, daß die in die Zelle ‚eingedrungenen Stoffe nicht giftig wirken, es brauchen aber die giftigen Stoffe auch gar nicht in die Zelle eingedrungen zu sein; und schließlich können Giftstoffe in einem solchen Falle in die Zellen eingedrungen sein, sie können die Zellen auch dauernd geschädigt haben, aber es können dabei auch die Zellinhalts- stoffe (in besonderem Falle das Invertin) in einer Weise ver- ändert worden sein, daß sie nicht mehr imstande sind, aus der Zelle zu exosmieren. Man sieht demnach, daß man durch die Beobachtung des Invertinaustritts aus den Zellen zu bestimmten Schlüssen über die Vorgänge in der Zelle nur in dem Falle berechtigt ist, wenn das Resultat der Beobachtung ein positives ist. Im Nachfolgenden wird daher eine zweite Arbeitsmethode beschrieben, die zwar über den Austritt von Zellinhaltsstoffen direkt nichts aussagen kann, wohl aber zuverlässige Schlüsse über den Eintritt von Giftstoffen' in die Zelle zuläßt.
Um also das Invertin schädigende Substanzen doch in ihrem Verhalten zu den untersuchten Pilzen beobachten und prüfen zu können, habe ich mich daher dieser zweiten Untersuchungs- methode bedient, die ferner den großen Vorteil bietet, auch bei solohen Organismen Anwendung finden zu können, bei denen eins Exosmose von Zellinhaltsstoffen nur unter großen Schwierig- keiten oder überhaupt nicht beobachtet werden kann, z. B. bei Bakterien und Pilzkonidien.
Diese Methode findet ihre Begründung darin, daß die mit den verschiedenen Stoffen behandelten Zellen, sobald eine deut- liche Exosmose ihrer Zellinhaltestoffe eingetreten ist, dem Tode anheimfallen, und daß sie daher dauernd keimungsunfähig werden, sobald das sie umgebende Medium die Konzentration erreicht hat, bei der eine Exosmose aus der Zelle auftritt. Ich habe nun die Keimfähigkeit der untersuchten Zellen geprüft, und diejenige Konzentration, z. B. von Alkohol, beobachtet, nach deren Einwirkung auf die Hefezellen diese in Nährgelatine unter sonst günstigen Umständen nicht mehr keimten und Kolonien bildeten.
160 B. Kisch:
Es hat sich hierbei gezeigt, daß diejenige Konzentration, bei der gerade ein deutlicher Invertinaustritt aus der Zelle zu verzeichnen war, auch gerade hinreiohte, die spätere Keimung der Hefezellen auf einem günstigen Nährboden zu verhindern.
Diese zweite Methode vermag demnach, im Gegensatz zu der zuerst beschriebenen, wohl etwas über das Eindringen ver- schiedener Stoffe in die Zelle auszusagen. Denn, wenn alle Zellen in einem Versuche durch den zugesetzten Alkohol an der Keimung dauernd verhindert worden sind, ist es wohl gewiß, daß der betreffende Alkohol auch in die Zellen eingedrungen ist, gleiohviel ob wir den Austritt von Invertin aus den Zellen nachweisen können oder nicht. Vergleicht man aber die Re- _ sultate beider Methoden in einem Versuch, so findet man die auffallende Tatsache, daß Invertinaustritt und Hemmung der Keinifähigkeit immer bei der gleichen Konzentration des unter- suchten Stoffes auftreten, und zwar immer bei jener Kon- zentration (bei den verschiedensten untersuchten Substanzen), die einer bestimmten Oberfläohenspannung entspricht. Dieses Zusammentreffen der Tatsachen ist gewiß kein zufälliges und man kann wohl annehmen, daß die Veränderungen des Plasmas, die eine Exosmose der Zellinhaltsstoffe hervorrufen, auch die Ursache für den gleichzeitig eintretenden Tod der Zelle sind. So ist diese zweite Methode der Prüfung der Keimfähigkeit wohl imstande, uns auch indirekt etwas über die Veränderungen des Plasmas durch die ein- gedrungenen Stoffe auszusagen.
Bei der Untersuchung der Einwirkung verschieden konsen- trierter Säuren auf die Hefezellen und Schimmelpilze war die Methodik eine andere. Hier kam es weniger darauf an, in den einzelnen Proben eine große Menge von Hefezellen zu haben, wie dies nötig war, um das aus den Zellen ausgetzretene In- vertin bei den Alkoholversuchen in hinreichender Menge nach- weisen zu können. Hingegen war es natürlich hier wie dort unbedingt nötig, daß alle untersuchten Zellen gleichmäßig mit der Säure in Berührung kamen, damit bei der Aussaat nicht etwa dadurch, daB die Säure nicht gleichmäßig in alle Zellen eingedrungen war, falsche Resultate vorgetäuscht werden. Ioh benutzte zu diesem Zwecke ganz dünne (са. "e mm) Platis- drähte, in die gewöhnlich ein lockerer Kaotem gemacht wurde.
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmalpilzen. 161
Diese Drahtschlingen wurden durch Ausglühen sicher steril ge- macht, in eine Aufschwemmung von Hefezellen gebracht und von hier, nachdem die Zellen angetrocknet waren, in die zu untersuchende Säurekonzentretion. Zu allen diesen Versuchen waren die Platindrähte auch deshalb sehr gut geeignet, weil es mit ihrer Hilfe leicht möglich war, wenige Zellen in sioher steriler Weise von einer Flüssigkeit in die andere zu übertragen. Hierbei wird nur die ganz dünne Schicht von Hefezellen unter- sucht, die an den Schlingen kleben bleibt. Ob man die Zellen an die Platindrähte antrocknen läßt, bevor man diese in die Säure gibt oder nicht, macht, wie Kontrollversuche gezeigt haben, keinen wesentlichen Unterschied +).
Nachdem die Platinschlingen mit der Hefe eine bestimmte Zeitlang in der betreffenden Säure geblieben waren, brachte ich sie in eine flüssige Nährlösung (?/,*/, Witte-Pepton, 1°/, Fleisch- extrakt, 5°/, Rohrzucker) und ließ sie bei ca. 30° im Thermo- staten keimen.
3. Frühere Untersuchungen.
Bevor ich zur Beschreibung meiner eigenen Versuche übergehe, möchte ich noch in Kürze die Untersuchungen erwähnen, die sich bisher mit der gleichen Frage beschäftigt haben, die auch mir vorlag und deren Erwähnung mir hier von Interesse zu sein schien. Die Einwirkung des Alkohols sowie der Säuren auf die Hefe und auch auf verschiedene Schimmelpilze ist schon oft Gegenstand der Untersuchungen gewesen. Eine eingehende Zusammenstellung der hierher gehörigen Literatur findet man in Lafars*) Handbuch, sowie in der Arbeit von Czepek?).
Aus der bisher vorhandenen Literatur ist nun zu ersehen, daß bei den meisten Arbeiten, die sioh mit der Hefe befassen, nur die für den Fortgang der Gärung schädliche Konzentration bestimmt wurde, viele Versuche wurden auch nur mit dem Preßsaft der Hefe angestellt und oft blieb die Wirkung der untersuchten Substanzen auf die Lebensfäbig- keit der Hefezellen unberücksichtigt.
Hayduck*®) fand, daß die Vermehrung der Hefesellen in den gärenden Spiritusmaischen bei 2 Vol.-Proz. träge wird und bei 6 Vol- Prog. aufhört, (Hier, wie im folgenden ist unter „Alkohol“ schlechthin
1) E. Chr. Hansen hat Platindrähte schon zu ähnlichen Zwecken benutzt. Siebe Hansen, Über die tötende Wirkung des Alkobols auf Bakterien und Hefe. Oentralbl. f. Bakt. I. Abt. 45, 466.
DR Lafer, Handb. а. Mykolog. 4 und 5.
3) а. a. О.
t) M. Hayduok, Zeitschr. f. Spiritusindustr. 3, 1880.
Biochemische Zeitschrift Band 40. 11
162 B. Kisch:
immer Äthylalkohol zu verstehen.) Um die Vermehrung der Hefegellen in einer bisher alkoholfreien Flüssigkeit zu hemmen, bedarf es nach dem- selben Autor!) und E. Laurent?) wenigstens 10 Vol.-Proz. H. Müller- Thurgau?) fand dann, daB sich einzelne Hefestämme auch noch bei einem Alkoholgehalt des Nährbodens von 12 bis 12.5 Vol Dron, kräftig vermehren. Inuit) beschrieb eine Hefeart, die bei der Bereitung des Reisbranntweines Awamori wirksam ist, und erst durch 20 VoL-Prosz. Alkohol in ihrer Entwicklung vollständig gehemmt wird. Die von K. Yabe’) untersuchte Hefe, die bei der Sak6bereitung eine Rolle spielt, wird erst durch 24°/, Alkohol im Nährboden in ihrem Wachstum vollständig gehemmt. Wie verschiedene Autoren nachgewiesen haben, bedarf ев zur Hemmung der Gärung eines höheren Alkoholigehaltes als zur Hemmung des Wachstums der Hefezellen.
Während sich alle diese Versuche lediglich auf den Äthylalkohol bezogen, haben zuerst P. Regnard 6) für eine nicht näher bestimmte Hefeart und dann Yabe?) für die genannte Sakébefə auch die Wirkung höherer Alkohole, jedooh nur auf die Gärung, untersucht;
Es zeigte sich hierbei, daß die Giftigkeit der homologen Alkohole mit der Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekül zunimmt,
Bei den nachstehenden Alkoholzusätzen (in Vol.-Proz.) fanden sie, daß keine Gärung in der angelegten Kultur шоһг stattfand:
Alk k. 20 25 | 1,0 0,2 0,1 rd 3,0 1 0 0,5
Ferner wäre noch eine Arbeit von iR ЕХ zu — Nach seinen Angaben bleibt feuchte Brauereihefe 3 bis 4 Tage in ab- solutem Alkohol lebend, getrocknete Hefe unter gleichen Verhältnissen bis 11/, Jahre.
Diesen Angaben Claude Bernards widersprechen die Unter- suchungen von Е. Chr. Hansen, Dieser Forscher fand bei wesent- lich. genaueren Untersuchungsmethoden, daß alte und junge Hefesellen von absolutem und 50°%/,igem Äthylalkohol nach einer Minute getötet werden. Getrocknete Zellen halten absoluten Alkohol 2 Minuten aus,
1) M. Heyduck, ebenda 4, 1881. |
2) E. Laurent, Annalen Soc. belgo de miorosoopie 14, 1890.
3) H. Müller-Thurgau, Dritter Jahresber. d. Versuchsstat. usw. f. Obst-, Wein- u. Gartenbau in Wädensweil pro 1892/93.
¢) T. Inui, Journ. Coll. of So., Univ. Токіо 15, 1001.
5) K. Yabe, Bull. Coll. of Agricuit., Tokio 2, 1896.
6) P. Regnard, Compt. rend. de la бос. de Biol., 9. sér., 10, 1889.
7) К. Yabe, Bull, Coll. of Agricult., Tokio 8, 1897.
3) С}. Bernard, Leçons sur les phénomènes de la vie. Paris 1878.
DR Chr. Hansen, а. а. О.
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 163
60°%/,igen nicht einmal 1 Minute. Неѓеврогеп werden in 50°/,igem Alkohol nach 3 Tagen getötet, in absolutem leben sie noch nach 6 Tagen. Hansen hatte andere als die angegebenen zwei Konzentrationen nicht auf ibre Wirksamkeit geprüft. Ferner hat nooh Kurzwelly!) mitge- . Фей, daß feuchte Hefezellen mehr als 3 Tage die Einwirkung von ab- ` solutem Alkohol auszuhalten vermögen.
Wenn man von den Untersuchungen, die sich nur auf den Hefen- preßsaft beziehen, und daher für unsere Frage nicht in Betracht kommen, absicht, so ergibt eich, daß der größte Teil der bisherigen Untersuchungen sich nur mit der Hemmung der Gärung beschäftigt hat, ohne auf eine eventuelle Schädigung der Zellen Rücksicht zu nehmen. Bei den Arbeiten, bei denen auch die Hemmung der Entwicklung beobachtet wird, wurden mit Ausnahme weniger Arbeiten, wie der von Cl. Bernard, Kurzwelly und Hansen, dem Nährboden direkt die Alkoholmengen zugesetzt, so daß man nicht entscheiden kann, ob die Einwirkung des Alkohols auf die Hefezellen eine dauernde ist.?)
Von den drei genannten Arbeiten nun scheint Cl. Bernard seine Resultate, wie echon Hansen überzeugend darlegt, durch eine ungensue Technik erhalten zu haben, ebenso Kurswelly. Hansen selbst hat, wie schon bemerkt, nur die Wirkung des absoluten und 50°/ igen Alko- bols untersucht.
Eine systematische Untersuchung der Einwirkung ver- воћіедепег Konzentrationen der Alkohole auf die Lebens. _ und Keimfähigkeit der Hefezellen ist demnaoh bisher noch nicht ausgeführt worden.
Gans ähnlich liegen die Verhältnisse betreffs der Unter- suchungen über Säurewirkung auf Hefezellen. Auch hierüber gibt es in der Literatur eine große Anzahl von Angaben. Untersucht worde wieder in erster Reihe die technisch wichtigere Frage der Gärungsbemmung und vereinzelt auch die Wirkung auf die Keimfähig- keit der Hefe. In Lafara Handbuch der Mykologie ist die Literatur hierüber zu finden, ich erwähne nur die Arbeiten, die mir für dio Frage wichtig schienen. | |
Nach Duolsaux unterbleitt die Vermehrung der Hefezellen bei einem Zusatz von 0,8 g Ameisensäure auf den Liter. Nach О. Loew®) vernichtet 10/,іде Oxalsäure (also */s,3) die Gärtüchtigkeit dar Hefe und nach Н. 7111) tötet eine 10°%/,ige (also 1,581.n.) Oxalsäure die Hefe-
1) Kurswelly, Über die Widerstandsfähigkeit irockener pflanz- licher Organismen gegen giftige Stofie. Jahrb. f. wisscnsch. Botanik 88, 1903.
з) Es ist ja sehr wohl denkbar, daß die betreffenden НеѓетеПеп, aus dem alkobolhaltigen Medium in ein alkoholfreies gebracht, sich wieder erholen und auskeimen können. |
з) Osk. Loew, Münch. med. Wochenschr. 89, 370, 1892.
4) H. Will, Zeitschr. f. а, ges. Brauwssen 16, 1893.
11*
164 B. Kisch:
sollen nach 5 Minuten. Nach М. Hayduok!) beeinträchtigt die Bern- steinsäure die Hofezellen selbst іп Gaben von 0,59°/, (also */,„) nicht in ihrer Gärtätigkeit. Nach Bokorny wächst Preßhefe sehr gut in einer mit 0.02°/, ("/,ое) Fiußeäure versetzten Peptoulösung. Von Lafar®) wurde die Wirkung der Essigsäure auf 15 verschiedene Hefearten unter- sucht. Alle entwickelten noch bei 0,78%, eine Gärtätigkeit, drei sogar noch bei 10°/,. Nach Henneberger?) waren bei einem Gehalt von 0,81%, Milchsäure (nicht ganz ziel am 4. Tage 999/, der Hefezellen abgestorben. Hingegen gehen nach Wehner*) Maischen und Würzen selbat bei 1 bis 2%; iger Milchsäure noch unter reichlicher Hefeentwicklung in Gärung. Nach Вокогпу5) töten 0,5°/, (das ist °/,,) Schwefelsäure due Hefe bei l6stündiger Einwirkung. Die Salzsäure) unterdrückt die Gärtätigkeit der Hefe vollkommen bei 0,56°/, (са. */,). Drabble und Soott°®) fanden, daß НСІ, HNO,. KOH und NaOH in Konzentrationen von Lea Grammmolekäl die Fermentwirkung der Hefe verhindert, in stärkeren Dosen die Vermehrung der Hefezellen hemmt und die Zellen tötet. Schließlich sei ooch eine Mitteilung von F. Kuhn?) erwähnt, nach dem 0,02°/, Salzsäure die Gärung völlig unterdrücken.
4. Versuche mit oberflächenaktiven Lösangen. A. Hefe. a) Methyvlalkohol.
Bei dieser, sowie bei den meisten anderen Substanzen sind von Czapek die Oberflächenspannungswerte der verschiedenen Konzentrationen in seiner Arbeit nur soweit angegeben worden, als sie für die Versuche mit den von ihm untersuchten Pflanzen- zellen in Anwendung kamen. Bei meinen Versuchen mußte ich viel höhere Konzentrationen verwenden. Ich will daher bei jeder Substanz, die ich untersucht habe, die Daten be- züglich der Oberflächenspannung der von mir benutzten Kon- zentrationen vorausschicken und zum Vergleiche, soweit solche vorhanden, die von anderen Autoren mit anderen Methoden gefundenen Werte der Oberflächenspannung dieser Konzen-
1) М. Hayduck, Zeitschr. £. Spiritusindustrie 5, 183, 1889.
в) Franz Lafar, Landwirtschaft. Jahrbücher 24, 445, 1895.
3) W. Henneberg, Zeitschr. f. Spiritusindustrie 1905, 8. 271.
4) Wehner, Zeitechr. f. Spiritusindustrie 1901, 8. 137.
5) Lafar, Handb. d. Mykologie 5, 293.
6) Е. Drabble und D. G. Scott, On the ебесі of acids, alkalis and neutral salts on the fermentative activity and the rate of multi- plication of yeast cells. Biochemical Journ. 2, 840, 1907.
7) Zeitschr. f. klin. Med. 21, 1892.
Oberfilächenspannung bei Hefe und Sohimmelpilsen. 165
trationen binzusetzen. Diese zu Beginn jeder Versuchsreihe angegebenen Werte sind mit dem „Capillarmanometer‘ ап reinen Lösungen Kahlbaumscher Präparate bestimmt worden. Da der Wert der Oberflächenspannung einer Lösung aber bereite durch geringe Verunreinigungen oder durch die Temperatur merklich beeinflußt wird, ist bei den einzelnen Versuchen auch die in jedem Falle bestimmte Oberflächenspannung der Unter- suchungsflüssigkeit angegeben,
Die Oberflächenspannung der verschiedenen Konzentrationen des Methylaikohols wurde bei 17,5° С. gemessen.
Vol.® Й Oberflächen- Nach spannung ` Duclaux?)
20 0,6823 0,660 25 0,6431 0,620 30 0.5921 0,590 35 0,5509 0,560 40 0,5392 0,530 45 0,4901 0,508 50 0,4803 0,488 55 0,4607 —
Ein Vorversuch mit Hefe, die vorher mit Xylol 'abgetötet worden war, zeigte folgendes: Der Methylalkohol wurde nach ®/,ständiger Bin- wirkung auf die toten Zellen, nachdem diese abzentrifugiert waren, mit 11/.%,іқет Bohrzucker versetzt, dessen Drebungvermögen 1° 32’ betrug, nach 24stündiger Einwirkung der verschiedenen Alkoholkonzentrationen auf den Rohrzucker war sein Drehungsvermögen in allen Proben auf 1980’ abgefallen, als nur um 2 Minuten verringert. Die sbzentrifugierte Xylolbefe, die mit dem gleich konzentrierten Rohrzucker versetzt worden war, hatto in der gleichen Zeit, dessen optisches Drehungsvermögen auf 5’, also um 1° und 25’ reduziert. Da sich bei Versuch 1 etwas Ähnliches zeigte, ist wohl anzunehmen, daß das Ferment in die unter- suchten Konzentrationen des Methylalkohols nicht, oder nur in geringen Spuren in Lösung geht, ohne aber durch die Einwirkung des Alkohols dauernd geschädigt ва werden. Daß letzteres der Fall ist, ersieht man daraus, daß in den, mit Methylalkohol vorbebandelten Helezellen wirk- sames Invertin noch reichlich vorhanden ist. Da also die, aus den Zeilen in den Alkohol ausgetretene Invertinmenge in diesem Versuche sur Beurteilung der Schädigung der Zellen nicht verwendet werden konnte, bot mir lediglich die Hemmung der Keimfähigkeit ein Merkmal für die Schädigung der Hefe.
Versuoh 1. Hefezellen werden mit 30, 35, 40, 45, 50 und 56°/,igem Alkohol behandelt. Einwirkungsdauer 1 Stunde, Einwirkung des zentfi-
1) E. Duclaux, Annal. de Chim. et de Physique, 5. sér., 18, 187%. Die Zahlen sind zitiert nach Csapek, а. a. О.
166 B. Kisch:
fugierten Alkohols auf Rohrzucker 241/, Stunden. Die Oberflächen- spannung, bei 18° gemessen, betrug für 40°%/, — 0,5254, für 45%, — 0,4728, für 50%, — 0,4901, bei allen Proben bat die optische Drehung des Rohr- zuckers nach der genannten Zeit um 3 Minuten abgenommen. Es konnte also hieraus kein Schluß auf die giftige Konzentration gezogen werden. Während aber die mit 30, 35 und 40°/ ,igem Alkohol behandelten Zellen in Gelatine gebracht sehr gut gedieben und Kolonien bildeten, kamen die mit 45, 50, 55°/,igem Methylalkohol behandelten Zellen unter den gleichen Bedingungen in Gelatine nicht mehr auf. Die Keimfähigkeit der Hefe war also durch 45°/,igen Methylalkohol mit einer Oberflächenspannung von 0,4725 gehemmt worden.
Versuch 2. Methylalkohol wirkt auf Hefo bei einer Temperatur von 16° 1 Stunde lang ein.
un
Nol, Zi des Alkohole Oberflächenspannung Keimung der
in der —— — der Alkohol- vorbehandelten Hofe in flüssigkeit konzentration bei 16° Nährgelstine 20 — koimt 25 eg » 30 0,5843 А 35 0,5470 а 40 0,5294 | komn? es kommen aur ver- 2; 0,508 М einzelte Kolonien auf 60 0,4862 keimt nicht 65 0,4705 e =
Die Hemmung der Keimfähigkeit wird also auch bei diesem Ver- such durch die 45°/,ige Lösung mit einer Oberflächenspennung теа
0,5058 bewirkt. b) Athylalkohol. Die — der Oberflächenspannung wurde bei 18°
D | Oberfläch Nach
ächen- ас GE ы spannung Duolaux
16 0,6156 — 18 0,5980 —
20 0,5686 0,568 22 0,5588 — 24 0,5247 — 26 0,5148 — 28 0,4990 —
30 | 0,4811 0,490 32 0,4693 —
Versuch 3. Binwirköngsdener des Alkohols auf die Hefssellen l Stunde bei einee Temperatur von 17°. Verwendet wurden Alkobol- konzentrationen von 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 34%, Dis Ober- flächenspannung betrug für 28%, — 0,4847, für 28%/, — 0,4823, für 30%, — 0,4607, für 329, — 0,4509. Nachdem die Hefezellen abzentrifugiert
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 167
waren, ließ ich die klaren Alkoholproben 23 Stunden auf Rohrzucker einwirken. In der nachfolgenden Tabelle sind die verschiedenen Kon- zentrationen des angewendeten Alkohols in Prozenten und die durch das ausgetretene Invertin in den einzelnen Proben hervorgerufene Ver- minderung des optischen Drehungsvermögens des Rohrzuckers in Minuten angegeben. Die reine Rohrzuokerlösung drehte 48’ nach links.
Eben Klage ae А А in Minuten | g ‚ in Vol.-°/o | dem Alkohol 1 20 3 | keimt 22. 3 | P 24 3 | Я 26 5 S 28 8 | keimt nicht 30 8 | £ = 32 8 | W
Der deutliche Invertinaustritt beginnt also bei 26 Vol äi und wird noch bei 28°/, gesteigert. Ebenso wird die Keimfähigkeit durch Einwirkung eines 289/,ісеп Äthylalkohols mit einer Oberflächenspannung von 0,4823 gehemmt.
Versuch 4. Einwirkungsdauer des Alkohols auf die Hefe 1 Stunde bei 17°. Untersucht wurde wieder 20, 22, 24, 26, 28, 30 und 32°/,iger Alkohol. Die Oberflächenspannung betrug für 269%, — 0,4902, für 280/, 0,4860, für 30%, — 0,4725. Nach dem Zentrifugieren ließ ich die Unter- suchungsflüssigkeiten 22 Stunden auf Rohrzucker einwirken. Ein Beginn der Invertinexosmose war bei 26°/, Alkohol nachweisbar bei einer Ober- flächenspannung von 0,4902 und noch etwas stärker bei 28°%,. Die Keimfähigkeit war eben gehemmt bei 28°/, Alkohol.
Die reine Rohrzuckerlösung drehte 59’ nach links.
— — — — — —
Alkohol- | SER ës in [Drehungsabfall! Keinung nach der va in Minuten | Alkoholbehandlung e? 0
— mg. d EE EE ж
keimt т
3 3 " 24 3 Ж 26 4 keimt spärlich 28 6 keimt nicht 30 6
6
32
” LU D э;
о) Propylalkohol. Die Oberflächenspannung wurde bei 17° gemessen.
VoL-%/, Oberflächenspannung 9 0,5068 10 0,4803 11 0,4608
12 0,4529
168 В. Kisch:
Versuch б. Bei diesem Versuch war keine Bestimmung der Ober- flächenspannung der angewendeten Konzentrationen vorgenommen worden. Die Temperatur betrug 16°/,°. Den Alkohol ließ ioh 4!/, Stunden auf die Hefezellen einwirken. Untersucht wurde 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und a. Propylalkobol. Die deutliohe Invertinsxosmose begann bei 8°/,
und steigerte sioh noch bis 11°/,.
Die Untersuchungsflüssigkeit ließ ich 22 Stunden auf Rohrzuoker- lösung einwirken, die ein Drehungsvermögen von 53 Minuten besaß. Alkobolkonzentration in Vol, 2. . 6 6 7 8 9 10 11 12 Drehungssbfall in Minuten .... 3 з 3 3 8 1 13 13
Versuch 6. Auch bei diesem Versuch sind die Werte der Ober- flächenspannung bei den einzelnen Konzentrationen nicht bestimmt worden. Die Dauer der Einwirkung des Alkohols auf die Hefezellen betrug 41/, Stunden bei 16,59. Untersucht wurden die Konzentrationen von б bis 12°/,. Als wirksam erwies sich eine Konzentration von 10°%/. Die Hemmung der Keimfähigkeit wurde nioht untersucht.
Alkohoikonzentration in Vol, Ai, . 6 6 7 8 9 10 11 12 Drehungsabfall in Minuten .... 5 5 б 5 6 10 10 10
Die Rohrzuokerlösung, auf die die Proben 16 Stunden einwirkten, drehte 1° nach links.
Versuch 7. Der Alkohol von б bis 12°/, wirkt bei einer Tempe- ratur von 16,59 auf die Hefezellen 21/„ Stunden ein. Ein deutlicher Invertinaustritt wurde zwischen 9 und 10°/, nachweisbar, also ent- spreohend einer Oberflächenspannung von 0,5068 bis 0,4803 des Propyl- alkohols. Die reine Rohrzuckerlösung drehte 62 Minuten nach links.
Ge ö— — —— ——— — —— —— —
Alkohol- | Abfall der |, Oberflächen: konzentration | opt. Drehung — коа А in VoL-%/, | in Minuten lg e
Alkohols bei 19°
Оооо е ep ch CH Hie &
Versuch 8. 5 bis 12°/,iger Propylalkohol wirkt bei 16,59 auf die Hetezellen ein. Es zeigte eich der deutliche Invertinsustritt bei einer Konzentration von 109/,, die eine Oberflächenspannung von 0,4765 besitzt.
Es seigt sich aber auch schon bei 99/ ein deutiicher Abfall des Drehungsvermögens der Robrzuckerlösung. (Oberflächenspannung des 9%, ,igen Propylalkohols 0,4843.) Die reine Rohbrzuckerlösung drehte 48 Minuten nach links. Einwirkungsdauer der Proben auf den Rohr- sucker 181/, Stunden.
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 169
Oberflächen- ung des Al- ols bei 18°
d) Isobutylalkohol. Die Oberflächenspannung dieses Alkohols wurde bei 20° gemessen
Vol..® Я Oberflächen- Nach Nach spannung Duclaux Traube
4 0,5157 0,525 — 5 0,5039 0,489 — 6 0,4568 0,455 — 7 0,4196 0,430 — 7,4 — — 0,369 8 0,3980 0,410 —
Versuch 9. 1 bis 70/, iger Isobutylalkobol wirkt auf die Hefe bei 17° 17!/, Stunden ein. Der Invertinaustritt läßt sich bei der Einwirkung des 5°/,igen Alkohols bereits deutlich nachweisen. Die Oberflächen- spannung ist in diesem Versuche nicht bestimmt worden, ebensowenig die Hemmung der Keimfähigkeit. Einwirkungsdauer der Proben auf die Rohrzuckerlösung 231/, Stunden.
Alkoholkonzentration in У01.-0/.. 1 2 3 4 58,6 7 Drehungsabfall in Моо... з 8 8 8 14 1 М
Die reine Rohrzuckerlösung dreht 52 Minuten nach links.
Versuch 10. Isobutylalkohol von 1 bis 8°/, wirkt 22 Stunden auf die Hefezellen ein. Die Temperatur betrug 17%. Der Invertinaustrits läßt sich bereits deutlich bei der Einwirkung des 5°/,igen Alkohols auf die Zellen nachweisen. Die Oberflächenspannung dieser Alkoholkonzen- tration betrug 0,5096. |
Alkohol- Oberflächen- Drehungs- konzentration |spannung dea Al- abfall in Уо].-9/„ 1kohols bei 171/,9: in Minuten
170 | B. Kisch:
Die Untersuchungsflüssigkeit lieB ich auf die Rohzuckerlösung 221/, Stunden einwirken.
Die reine Zuckerlösung dreht 45 Minuten nach links.
Versuch 11. 3 bis 8% iger Alkohol wirkt bei 17° 17 Stunden auf die Hofezellen ein. Eine deutliche Exosmose des Invertins läßt eeh bereits bei der Einwirkung von 5°/,igem Alkahol, dessen Oberflächen- spannung 0,4950 beträgt, nachweisen. Die Keimfäbigkeit der Zellen war nach der Behandlung mit б, 7 und 8°/,igem Alkohol vollkommen unterdrückt.
Alkohol- | Oberfächen- Drehungs- konzentration en g des Al- abfa:l in Vol Sie hols bei 19° | in Minuten
_ Die Proben wirkten auf die Zuckerlösung 23 Stunden ein. Die reine Rohrzuckerlösung drehte 53 Minuten nach links.
e) Isoamylalkohol. Die Oberflächenspannung der verschiedenen Konzentrationen wurde bei 21° bestimmt. |
Oberfächen- уо1.-*» spannung Er 1,5 0,5071 — 1,6 — 0,515 2 0,4509 0,479 3 0,3725 — Versuch 12. De Kontrollversuche gezeigt hatten, daß das In- vertin im Amylalkohol nicht in genügender Menge in die Lösung geht,
mußte ich mich bei diesem Alkohol lediglich darauf beschränken, fest- zustellen, welche Konzentration bei der Einwirkung auf die Hoefezellen diese so schädigt, daß ihre Keimungesfähigkeit dauernd gehemmt wird.
Ich ließ 1/,, 1, 2 und 3°/,igen Alkohol 231/, Stunden auf Hefe- zellen einwirken. Es zeigte sich, daß die Zellen nach Behandlung mit dem 1°®/,igen Alkohol in Nährgelatine noch sohr gut auskeimten, nach Behandlung mit 2°/,igem und 3°/,igem nicht mehr. Der 2°/,ige Alkohol hatte eine Oberflächenspannung von 0,4941,
Die Temperatur betrug 21°.
Versuch 13. 1, 1!/j,, 2 und 3°,iger Alkohol wirken bei 20° 19 Stunden auf die Hefezellen ein. Die Keimfähigkeit der Hefe ist erst nach Behandlung mit dem 1!/,, 2 und 3°/,igen Alkohol gehemmt, Die Oberflächenspannung des 11/,%/,igen Alkohole beträgt 0,4960, die des
2%/ ,igen 0,4215.
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 171
f) Aceton. Die Oberflächenspannung wurde bestimmt bei 17®. Vol.-%, Oberflächenspannung 23 0,5784 24 0,5607 26 0,5450 27 0,5450 30 0,5254 32 0,5196 33 0,5156 34 0,4921 36 0,4901
Versuch 14. Bei 17° wirkt Aceton in Konzentrationen von 23, 24, 25, 26, 28, 30, 32 und 34°/, auf НеѓетеПеп 24 Stunden lang ein. Die Untersuchungsflüssigkeiten ließ ich 24 Stunden auf den Rohrzucker einwirken. Die reine Rohrzuckerlösung drehte 19 3' nach links. Es zeigte sich, daß ein deutlicher Abfall des optischen Drehungsvermögens bei der mit 34°/,igem Aceton behandelten Probe eintrat. Der 34°/,ige Alkohol hatte eine Oberflächenspannung von 0,5098.
Acston- Oberflächen- | Drehungs-
konzentration | spannung des аа] in Vol.-°/, f Acetons bei 17° | in Minute 23 Set Uer 24. — 4 25 2 | 4 26 — 4 28 0,5588 | 4 30 0,5450 d 32 — | 8 34 . 0,5098 | 10
Versuch 15. 2 Stunden lang wirkt Aceton in Konzentrationen von 28, 31, 33 und 35°/, bei 21° auf Hefezellen ein. Die Einwirkung дег Untersuchungsflüssigkeiten auf die Rohrzuckerlösung dauerte 20 Stdn. Die reine Rohrzuckerlösung hatte ein optisches Drehungsvermögen von 55 Minuten. Es zeigte sich die Wirkung des ausgetretenen Invertins deutlich nach einer Behandlung mit 33 und 35°/,igem Aceton. Die Oberflächenspannung dieser beiden Konzentrationen betrug 0,5098 und 0,4901.
-———— — —— — 0 nn
Aceton- | Oberfächen- Drehunga- > konzentration | spannung des abfall in Vol.-%/, | Acetons bei 21° | in Minuten
28 0,5586 5 31 0,5196 5 33 0,5096 9 35 0,4901 9
172 B. Kisch:
g) Methyläthylketon. Die Oberflächenspannung wurde bei 20° gemessen.
Vol.-%/, Oberflächenspannung 10 0,6078 11 0,5686 12 0,5490 13 0,5333 14 0,5215 15 0,5000 16 0,5000 17 0,4901
Versuch 16. 13, 14, 15, 17°/,iges Methyläthylketon wirkt bei 20,59 6!/„ Stunden auf Hefezellen ein. Es wurde in dieser Probe lediglich die Keimfähigkeit der Hefezellen geprüft, und es zeigte sich, daß die Konzentration von 17°/, gerade die Keimung dauernd zu bemmen vermag.
Keimung der Hefe der
Versuch 17. Methyläthyiketon von 11, 13, 15 und 17%, wirkt auf die Hefezellen bei 21° durch 2!/, Stunden ein. Die Hemmung der Keimung tritt nach Behandlung mit dem 15°/,igen Keton ein. Die Oberflächenspannung dieser Konzentration betrug 0,5196.
Kon- Oberflächen- |Keimung der Hefe zentration spannung des nach der in Vol.-°/ | Ketons bei 20° | Ketoneinwirkung
— koimt
h) Methylpropylketon. Die Oberflächenspannung habe ich bei 20° gemessen.
Vol.-%, Oberflächenspannung 4 0,5856 б 0,5478 6 0,5179 7 — 8 0,4681
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 173
Das Präparat (von Kahlbaum) reagierte in wässeriger Lösung sauer und wurde daher vor seiner Benutzung zu dem Versuche mit Natriumbicarbonat neutralisiert.
Versuch 18. Das Methylpropylketon wirkt in 3, 4, 6 und 8°, auf die Hefezellen 11/, Stunden ein, die Untersuchungsflüssigkeit auf die Rohrzuckerlösung 16 Stunden. Die reine Rohrzuckerlösung drehte 1° nach links. Durch die 8°/,ige Lösung wird die Keimung der Hefezellen sicher unterdrückt. Bemerkenswert ist in diesem Versuch, daß, obgleich die Zellen nach Einwirkung des 8% ,igen Alkohols sicher tot (keimungs- unfähig) waren, dooh in der 1!/,stündigen Einwirkungszeit des Kotons auf die Zellen keine größeren Invertinmengen aus diesen ausgetretem waren. Ein Kontrollversuch mit mit Xylol abgetöteter Hefe zeigte, daß das Keton in der angewendeten Konzentration das Invertin nicht un- wirksam machte. |
Es ist wahrscheinlich, daß die Invertinexosmose durch den Zusatse des Methylipropylketons verlangsamt wird. Obwohl sich diese sobeinbare Verzögerung der Exosmose nicht allein bei dieser Substanz gezeigt hat, möchte ich diese Tatsache nicht weiter diskutieren, bevor ich die Er- scheinung nicht genauer untersucht habe.
Vol. Oberflächen- | Drehungs- | Keimung nach des Ketons | „Радош аһа] |der Behandlung des Ketons | in Minuten | mit dem Keton
— keimt
keimt nicht
OO CH № ©з |
A. Lecithin.
‚ Da die Oberflächenspannung einer konzentrierten Lecithin- emulsion in Wasser nur beiläufig einen Wert von 0,5 der Oberflächenspannung Wasser-Luft beträgt, ich aber bei meinen ‘Versuchen Lösungen mit niederer Oberflächenspannung be- nötigte, habe ich, wie dies schon Fühner und Neubauer mit höberen Alkoholen und Estern getan haben, der Lecithin- emulsion etwas Athyläther zugesetzt, um so durch Summation der oberflächenaktiven Wirkung den Oberflächenspannungswert der Emulsion noch zu erniedrigen.
Die Oberflächenspannung habe ich bei 24° sofort nach der Herstellung gemessen.
Die reine Lecithinemulsion hatte gerade eine Oberflächen- spannung von genau 0,5000; die Lecithinemulsion -+ 5°/, Athyl- äther 0,8529; Emulsion +4 Ather auf das Doppelte mit Wasser
174 _ | B. Kisch:
verdünnt 0,4808; auf das Dreifache mit Wasser verdünnt 0,5960. | | Versuch. 19. Da die Emulsion trübe war, konnte sie nicht zur polarimetzischen Untersuchung verwendet werden, und ich prüfte nur die Keimfähigkeit der Hefe. Einwirkungsdauer 16 Stunden. Tempe- ratur 20°, l
| | Oberflächen- [= дег Konzentration spannung bei 20° | Heto
Leeithinemulsion
Lecithin -+ Äther
Lecithin + Ather 2
Еа erwies sich also eine Konzentration als wirksam, deren Ober- flächenspannung, zu Ende des Versuches gemessen, 0,4706 betrug.
B. Übersicht der Resultate.
Das auffallendste Resultat dieser Versuche ist wohl, daß ebenso, wie bei den Zellen höherer Pflanzen, so auch bei der Hefe die Lösungen verschiedener oberflächen- aktiver Substanzen immer bei jener Konzentration toxisch zu wirken beginnen, bei der ihre Oberflächen- spannung einen bestimmten Grenzwert unterschreitet. Im Gegensatz zu den von Czapek untersuchten Zellen höherer Pflanzen, die bereite durch viel niedrigere Kon- zentrationen geschädigt werden, zeigte es sich, daß die Lösungen oberflächenaktiver Stoffe die Hefezellen erst dann dauernd schädigen, wenn ihre Oberflächen- spannung geringer ist als die Hälfte der Oberflächen- spannung Wasser-Luft. Als Indicator für die Schädigung der Zellen benutzte ich hierbei die Exosmose von Inhaltsstoffen und die Hemmung der Keimfähigkeit der Zellen.
Überlegt man nun, welche Schlüsse man auf die Ober- flächeng” snnung der lebenden Plasmahaut und indirekt viel- leicht auch auf die Zusammensetzung des Plasmas der Hefe- zellen aus diesen Versuchen ziehen darf, so muß man wohl zuerst bedenken, daß jene Schicht der oberflächenaktiven Lö- sung, die mit der Plasmahaut direkt in Berührung kommt, also die eigentlich wirksame ist, sicherlich durch Adsorption eine. andere Konzentration, also auch eine andere Oberflächen-
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilsen. 175
spannung haben wird, als die umgebende Lösung selbst. Vor- ausgesetzt also, daß die Lösungen verschiedener Substanzen tatsächlich genau bei der Konzentration giftig wirken, bei der ihre Oberflächenspannung der, der lebenden Plasmahaut gleich ist, mußte man doch bei Bestimmung der letzteren eine Kor- rektur in dem angedeuteten Sinne vornehmen. Da sich nun trotzdem eine unbedingte Übereinstimmung in den Werten der Oberflächenspennung eben toxisch wirksamer oberflächen- aktiver Substanzen gezeigt hat, so muß der durch die Коп- zentrationsänderung an der wirksamen Schioht der Lösung ent- stehende Unterschied entweder bei allen Substanzen, die untersucht wurden, gleich sein, oder aber die Verschiedenheiten візі perzentuell so gering, daß sie praktisch gar nicht ins Ge- wicht fallen. Unter diesen Voraussetzungen kann man also aus den Versuchen schließen, daß auch die Ober- flächenspannung der lebenden Plasmahaut der Hefe- zellen beiläufig einem Werte von 0,5 entspricht. Es haben sich nämlich die nachfolgenden Konzentrationen von Alko- holen bei meinen Versuchen als giftig für die Hefezellen er-
Methylalkohol . Äthylalkohol Propylalkohol . Isobutylalkohol Isoamylalkohol | Es zeigt sich demnach auch, daß in der Reihe der homologen _ Alkohole die Glieder um so giftiger wirken, je mehr Kohlen- stoffatome sie im Molekül enthalten. Die Giftigkeit steigt bei- läufig nach dem Traubeschen Gesetz, demzufolge in der homo- logen Alkoholreihe die Giftigkeit der molaren Konzentrationen mit dem Quotienten 3 zunimmt. | Die größere QGiftigkeit der höheren Нотојореп der pri- mären Alkohole konnten auch schon Regnard und Yabe!) ` für die Gärungshemmung beobachten, nur haben sie hier- für andere Konzentrationen als wirksam gefunden.
1) a. a. О.
176 | B. Kisch:
Wollte man nun aus der Oberflächenspannung einen Schluß auf die Zusammensetzung des Plasmas der Hefe- zellen ziehen, so könnte man wohl nur das eine mit größter Wahrscheinlichkeit annehmen, daß jene Stoffe, die dem Plaama der höheren Pflanzenzellen seine (im Verhältnis zur Hefe) höhere Oberflächenspannung verleihen, bei dem Aufbau der Plasmahaut der Hefe nicht in gleichem Ausmaß zur Geltung kommen. Da ferner das Lecithin und das Cholesterin in ihren konzentrierten Emulsionen ebenfalls eine Oberflächen- spannung von etwa 0,5 besitzen, so ist es nicht aus- geschlossen, daß diese oder ähnliche lipoide Stoffe dem Plasma der Hefe seine besondere Widerstandskraft gegen oberflächen- aktive Stoffe verleihen, doch könnte es sich hierbei auch um Gemische von Neutralfett und Fettsäuren handeln. Die Eigenschaft der Resistenz gegen Alkohole usw. kommt aber der Hefe nicht allein zu. Diese Eigenschaft besitzt auch eine große Reihe von Sohimmelpilzen. Und wie mir einige Versuche mit Bakterien zeigten, sind auch die höchsten, bei Hefe und Schimmelpilzen angewendeten Konzentrationen nicht imstande, auch die untersuchten Bakterien zu töten. Die wenigen Ver- suche mit Bakterien, die ich bisher ausführen konnte, zeigen, daß wir bei diesen Organismen wohl ebenfalls einen anderen Aufbau ihres Plasmaleibes vor uns haben.
C. Versuche mit Schimmelpilzen.
Da es mir von Interesse war, auch andere Organismen aus der Pilzgruppe auf ihr Verhalten oberflächenaktiven Lösungen gegenüber zu prüfen, habe ich noch eine Reihe von Schimmel- pilzen, von denen es bekannt ist, daB sie ebenfalls Gärung zu erregen vermögen, untersucht.
Ich machte einige orientierende Versuche mit Aspergillus niger, Рһусотусев nitens, Muoor oorymbifer und РерісіПіот glaucum. Ich habe mich bei allen Schimmel- pilzen darauf beschränkt, die Hemmung ihrer Keimfähigkeit nach der Behandlung mit der zu untersuchenden Bubstanz zu prüfen. Soweit es sich um Konidienmaterial (Aspergillus niger) handelte, war die Versuchamethodik die Platindrahtmethode, wie ich sie bei den Hefeversuchen beschrieben habe. Da sich die Konidien aber mit Wasser nur wenig benetzen, lösten sie
Oberfläcbenspannung bei Hefe und Schimmelpilsen. 177
sich sehr leicht von den Drähten ab. Ich habe daher die Platindrähte vorher in eine sterile viscöse Flüssigkeit getaucht und dann die Konidien an die Drähte antrocknen lassen. Sehr gut kann man hierzu das Eiweiß eines frisch geöfineten Eies benützen.
Веі Phycomyces wurden ältere und junge Sporangien- träger mit den Sporen direkt in die zu untersuchende Flüssig- keit gebracht. Bei den Versuchen, die ich mit Pilzmycelien anstellte, entnahm ich einer ganz jungen (24 Stunden) Kultur ` in Nährlösung kleine Mycelrasen und brachte sie in den Alko-
hol ww. `
Nach 24 Stunden wurde dann das Pilzmaterial in Nähr- gelatine (?/,°/, Pepton, 1°/, Fleischextrakt, 3°/, Rohrzucker) gebracht. Es zeigte sich nun, daß im Verhalten der Pilze gegenüber den Lösungen oberflächenaktiver Stoffe, und wie wir noch sehen werden auch gegenüber Säuren, eine weitgehende Ähnlichkeit mit dem Verhalten der Hefezellen he- obaohtet werden kann. Die Betrachtungen, die über die Oberflächenspannung und Zusammensetzung der Plasmahaut der Hefezellen auf Grund dieses Verhaltens im Vorangehenden angestellt wurden, werden daher möglicherweise auch ш die untersuchten Schimmelpilze Geltung haben.
а) Aspergillus niger. Myoelien liegen 22 Stunden bei 22° in verdünntem Athylalkohol.
178 B. Kisch:
Myoelien von Aspergillus niger liegen bei 17° 24 Stunden in 4 bis 7%,igem Isobutylalkohol. Es wirkt bereits die geringste angewendete Konsentration, nämlioh 4°/, mit einer Oberflächenspannung von 0,5029, dauernd schädigend und ebenso die höheren Konzentrationen.
In Amylalkohol liegen Mycelien 28 Stunden bei 22°. Die Hem- mung der Keimfähigkeit zeigt sioh schon bei 2°/, mit einer Oberflächen-
spannung von 0,4665.
Vol. gi, KR Keimung
b) Phycomyoes nitens. Bei einer Temperatur von 22° wirkt Athylalkohol von 20 bis 35%, 29 Stunden ein.
о) Penicillium glaucum. Es wurde ein Versuch mit Aceton gemacht. Dauer der Ein- wirkung 21 Stunden bei 17°,
d) Mucor corymbifer. Ein Versuch mit Propylalkohol. Einwirkungsdauer 25 Stunden. Temperatur 20°. Die Hemmung der Keimfähigkeit zeigt sich bei 11%,
Oberflächenspennung bei Hefe und Schimmelpilzen. 179
Ein Versuch mit Amylalkohol ergab als wirksam eine Konsen- tration von 2 bis 3 Vol.-°/,. Dauer der Einwirkung 25 Stunden, die
. Temperatur betrug 20°.
Sohon aus diesen wenigen orientierenden Versuchen ist zu ersehen, daß sich die untersuchten Schimmelpilze ober- flächenaktiven Stoffen gegenüber ähnlich verhalten, wie die Hefezellen und ganz anders als die Zellen höherer Pflanzen. Dies zeigt sich auch bei der Einwirkung v Säuren, die ich in einer größeren Reihe von Versuchen be- obachtet habe. |
5. Versuche mit Säuren.
_ а) Hefe. | In seiner zitierten Arbeit hat Czapek gezeigt, daß ver- schiedene Säuren auf die von ihm untersuchten Pflanzenzellen stets eine Giftwirkung auszuüben beginnen, sobald ihre Normal- konzentration über */„„ beträgt. Dieselbe Konzentration ver- mag auch eine Lösung von Natriumolest eben zu neutralisieren, deren Oberflächenspannung 0,68 beträgt. Da dies aber die Oberflächenspannung ist, die Czapek auch für die Plasmahaut der höheren Pflanzenzellen ermittelt hat, so konnte daran ge- dacht werden, daß die Säurewirkung in der Zelle unter anderem ähnliche Vorgänge betrifft, etwa so, daß durch die Säure Seifen, die im Plasma als Schutzkolloide das Bestehen einer Fettemul- sion ermöglichen, neutralisiert werden und durch die nun ent- stehende Veränderung in der physikalischen Konstitution des Plasmas Schädigungen der Zellen bedingt werden.
Da nun meine Alkoholversuche zeigten, daß die Plasma- haut der Hefe und Schimmelpilze anders zusammengesetzt sein muß als die der höheren Pflanzenzellen, so war es interessant . su untersuchen, ob sich diese Pilse auch Säuren gegenüber
andern verhalten werden, und dies hat sioh, wie eg von vorn- | 19°
180 | В. Kiseh:
herein zu erwarten war, auch in der Tat gezeigt. Hefezellen und Schimmelpilze vertragen verhältnsmäßig sehr hohe Säurekonzentrationen, ohne geschädigt zu werden.
Die Untersuchungen wurden in der eingangs geschilderten - Weise unter allen Vorsichtsmaßregeln der Sterilität durchgeführt.
I. Oxalsäure.
Versuch 1. Einwirkungsdauer: 24 Stunden, Temperatur: 18%, 1 MoL in 100 200 800 1000 со 1
'Keimung . + + + + + 1 Mol. in 3200 6400 1 Keimung + +
Versuch 2. Einwirkungsdauer: 291/, Stunden, Temperatur: 16°. Mol./l Y MM MY ‘he Чо Чо Keimung — _ _ + + +
П. Salzsäure, Versueh 3. Einwirkungsdauer: 24 Stunden, Temperatur: 18°. Mol/l seo ` Thee ` jee ` jus ` Tase Io Кешш + + + + + + Versuch A Einwirkungadauer: 99 Stunden, Temperatur: 18°; Roi U No oe Um ` La Keimung + + + + +
Versuch 5. Kinwirkungslauer: 73 Stunden, Tomperstur: 17°. Мої Л | vi 1 (з,в Uns Yus о
Keimung — e + + + Versuoh б. Einwirkungsdauer: 36 Stunden, Temperatur: 18°. MoL/l vu vi KO vu
Кешш — — ~ +
ПІ. Salpetersäure.
Versuch 7. Einwirkungsdauer: 21 Stunden, Temperatur: 18°.
Mol./l vU iis ` Te 1/1256 Yo
Keimung — + + + + Уөтзпоһ 8. Die Säure wirkt 24 Stunden auf de Hefezellen bei einer Temperatur von 16°. Mol 8 be LA t/s уе 4 Keimung — — — 4 +
IV. Sohwefelsäure. Versuch 9. Einwirkung der Schwefelsäure auf die Helesellen 94 Stunden. МЛ ?/sso Also Large tesso Lg "oo Keimeng + + + + + +
Oberflächenspeannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 181
Versuch 10. Einwirkung der Säure auf die Zellen 27 Stunden bei einer Temperatur von 17%. - Roi A Г 2/10 The 1/1020 1% Keimung — + + + + Betrachtet man das Resultat dieser Versuche, во erkennt man leicht, wie sich dies übrigens auch rchon bei den Alkohol- versuchen gezeigt hat, daß innerbalb der beobachteten Grenzen die Zeit der Einwirkung auf die Zellen keinen Einfluß auf die Giftigkeit der Konzentrationen haben. Bei den Alkoholen habe ich diesbezügliche Versuche gemacht und es zeigte sich, daß die Giftigkeitsgrenze von Athylalkohol, die bei 28 Vol.-Proz. lag und die nach 2stündiger Einwirkung durch die Wirkung auf die Zellen bereits deutlich zu erkennen war, sich auch nach Stägiger Einwirkung nicht verschoben hatte. | Ferner ist aus den Säureversuchen zu ersehen, daß Bäure- konzentrationen giftig auf Hefezellen wirken, sobald sie höher sind als sl, Da sich diese Giftigkeitegrenze für verschiedene Säuren gleich gezeigt hat, könnte man an die Wirkung einer
- . bestimmten H'-Ionenkonzentration denken, doch ist es für be
stimmte Fälle nicht ausgeschlossen, daß die H-Ionen nicht das allein Wirksame bei der Giftigkeit der Säuren sind, sondern daß auch manche Anionen die Zelle schädigen können.
Daß die Hefezellen und, wie noch gezeigt werden soll, such die Schimmelpilze bedeutend höhere Säurekonzentrationen zu vertragen imstande sind, als die Zellen höherer Pflanzen, kann wohl die bereits durch die Alkoholversuche begründete Ansicht bestärken, daß die Zusammensetzung des Plasmas der untersuchten Pilze eine ganz andere ist als die höherer Pflanzenzellen.
Es bleibt nun die Frage, ob man diesen Unterschied darauf zurückführen kann, daß in der Plasmahaut der Pilze oberflächen- aktivere Stoffe vorhanden sind und ob, wenn man als solche Stoffe Lecithin, Cholesterin oder andere Lipoide annimmt, man auf Grund dieser Annahme die größere Säurefestigkeit der Pilze erklären oder experimentell begründen kann?
Soweit ich derartige Versuche gemacht habe, wird ibr Re- zultat noch im letzten Teile dieser Arbeit mitgeteilt werden. Es sei aber gleich hier darauf hingewiesen, daß die Unter- suchungen in vitro keineswegs irgendwelche beweisende Re- sultate ergeben haben oder überhaupt ergeben können.
182
skuro
B. Kisch:
b) Schimmelpilze. 1. Mycelflooken von Aspergillus niger. Oxalsäure. | Die Säure wirkt 32 Stunden bei einer Temperatur von 16°. MoL/l (bh ta "a Mo "ao Ме "be Ise to Keimung -— - + + + + + + + Phosphorsäure (H,PO,). Einwirkung der Säure auf das Pilzmyoeliam 32 Stunden bei 16°. Moi ah h 1/„ Mo No thoe soo "eo
Keimung — — ? + + + + + ? bedeutet: Es sind nur vereinzelte Kolonien aufgekommen. Salpetersäure.
L Einwirkungsdauer 32 Stunden bei 16°. МЛ !ı MY Me "eo ioo Men thooo "oo Keimung — — — + + + + + П. Eimwirkungsdauer 34 Stunden bei 17%. Mol./i bh : 3 Yır 1/35 U Keimung — + + + + Sohwefelsäure. Einwirkungsdauer 24 Stunden bei 17°. Мол 3, 1/2,5 е 1/20 KÉ Keimung — _ + + +
2. Reife Konidien von Aspergillus niger.
Oxalsäure. Einwirkungsdause 24 Stunden bei 16°. Rolf Aa у, 1% ‘he Un "ro Le "leo Keimung + + + + + + + + Phosphorsäure (H,PO,). Einwirkungsdauer 24 Stunden bei 16°, Мо.Л th "bh e ‘heo Чо "oo ` Lie oo Keimung — + + + + + + + Es sind demnach die Konidien von Aspergillus niger gegen Oxal- und Phosphorsäure widerstandsfähiger als das Мусе! dieses Pilzes.
Es kann das seinen Grund auch darin haben, daß die Säuren trota der SAstündigen Einwirkungsdauer doch durch die dicke Membran der Konidien nicht genügend hindurchäiffundiert sind.
Salpetersäure.
I. Einwirkung der Säure auf die Konidien 24 Stunden bei 16°.
Мол Vë vi Чье U Keimung — - + + П. Einwirkungsdauer 34 Stunden bei 17°. мал "bh KU ‘hir vU о Кешш — + + + +
Oberflächenspennung bei Hefe und Schimmelpilzen. 183
е) Phycomyces nitens. Salpetersäure. Einwirkungsdauer 23 Stunden bei 17°. Мол vU 1 1/1 1/35 1o Keimung — + + + + Sohwefelsäure. Einwirkung der Säure 23 Stunden bei 17°. Мої. vU vU 1/10 1/20 Las Keimung — + + + + Es zeigt sioh demnach, daß sich die untersuchten Schimmel- pilze oberflächenaktiven Stoffen und Säuren gegenüber ähnlich verhalten wie die Hefe. (Die Dauerformen der Pilze [Konidien und Sporen] scheinen freilich [vielleicht durch ihre besonders kräftig entwickelte Zellmembran] noch etwas widerstandsfähiger zu sein als die Hefezellen.) Wenn man daher schließen kann, daß die Plasmahaut der Hefe anders zusammengesetzt ist als die der Zellen höherer Pflanzen, so gilt dies auch von den untersuchten Schimmelpilzen, und :es wäre gewiß lohnend, diese Untersuchung auch auf andere Organismen der Pilzgruppe aus- zudehnen.
6. Versuche über Leeithinsäurefällung.
Da die vorhergehenden Untersuchungen immerhin den Ge- danken nahegelegt hatten, daß der oberflächenaktivste Bestand- teil der Plasmahaut bei den untersuchten Pilzen vielleicht Lecithin, Cholesterin oder ähnliche Lipoide, deren Emulsionen ebenfalls eine Oberflächenspannung von ca. 0,5 haben, sein könnten, habe ich in einer Reihe von Versuchen verschiedene Säurekonzentrationen auf eine Lecithin- emulsion einwirken lassen. Ich dachte auf diese Weise einen Aufschluß über das Wesen der Wirkung von Säuren auf die Pilze zu erhalten. Ich möchte nun im folgenden, obwohl ich auf Grund meiner Untersuchungen zu einem überzeugenden oder beweisenden Schluß betreffs der Säurewirkung nicht ge- langen konnte, das Ergebnis meiner Versuche dooh mitteilen, zumal derartige Untersuchungen an Lecithinemulsionen bisher nur von Porges und Neubauer!) und neuestens von Fein-
2) Porges und Neubauer, Physikalisch-chemische Untersuchungen über das Lecithin und Cholesterin. Diese Zeitschr. 7, 160, 1007.
14 В. Кё:
schmidt!) mitgeteilt wurden. In ihrer Arbeit, іп der sich die beiden erstgenannten Forscher hauptsächlich mit der Fäl- = barkeit von Lecithin- und Cholesterinemulsionen durch Salze beschäftigen, bringen sie nur eine Tabelle über die Einwirkung von Salzsäure und Weinsäure-auf Lecithinemulsionen. Ich führe die Tabelle aus dieser Arbeit zum Vergleiche hier an. Die Versuche sind 24 Stunden nach dem Säurezusatz beobachtet.
| | Tabelle nach Porges und Neubauer. Die 1,4°/,ige Lecithinemulsion wurde mit der gleichen Menge Säure | versetzt. -
Angaben von Porges und Neubauer?) in der Weise ber- gestellt, daß ich eine Lösung von Lecithin (Marke Agfa") in Ather herstellte und diese in Wasser verteilte. Aus der во entstandenen haltbaren Emulsion wurde der Äther durch Luft- durchleiten entfernt’). Ich stellte mir auf diese Weise eine 19/ ‚ige Lecithinemulsion in Wasser her, die ich, da sie schwach sauer reagierte, mit Natriumbicarbonat neutralisierte. Die Emulsion wurde stets mit der gleichen Menge verschieden konzentrierter Säuren versetzt und, was ziemlich wichtig erscheint, nach verschieden langen Zeiträumen wieder- holt beobachtet.
2) Vorläufige Mitteilung von J. Feinschmidt: Die Säurefockung von Leeitbinen und Lecitbin-Eiweißgemischen. Diese Zeitschr. 38, 944.
a. а. О.
К, Die so gewonnenen Lecithinemulsionen hatten stets einen Ober- Sächenspannungswert, der bedeutend höher els 0,5 war. Ich habe deshalb die Emulsion eine kurze Zeit erwärmt, worauf sie dann, auf Zimmer- temperatur abgekühlt, stets den niedrigern Wert der Oberflächenspannung
von etwa 0,5 besaß. Höchstwahrscheinlich wird beim Erwärmen die Emulsion feiner verteilt.
Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilzen. 185
Ich führe nun die genauen Versuchstabellen an.
Es bedeutet stets: ? eine ganz leichte Trübung; + deutliche Trü- bung; ++ Flockung; +++ Absetzen der Flocken, während die flocken- ` freie Flüssigkeit noch deutlich opalesciert, alə Zeichen, daß nicht alles Lecithin ausgeflockt ist; q. F. eine geradezu quantitative Fällung, die Bockenfreie Flüssigkeit ist wasserklar; — bedeutet keine Veränderung.
Die angegebenen Säurekonzentrationen sind die endgültigen, nach Zusatz der Emulsion zur Säure.
Die Temperatur war bei allen Versuchen — — von 16 bis 18°.
I. Salzsäure.
Säure Mal. | Nach 24 Std. | Nach 36 Std.
++ + +
П. Salpetersäure.
Säure МӘЛ |Nach 17 Sed. | Nach з Säure Mé H |Nach 17 Sed. | Nach з Nach 17 Std. | Nach 39 Std.
— —
1/5 9. +++ Uns * ++ ++ ++ ?
ПІ. Salpetersäure.
——
Nach 190 Std,
Säure Mel A | Nach 1 Std. | Nach 21 Std. | Nach 82 Sta.
Ya: ++ +++ Г д. Е. д. Е. 1/5 ++ +++ q. F. q. F. Uns + ++ q. F. q. F. wf ? + q. F. q. Р, 1/15 — + q. F. q. Е. Lies ? ++ д. F. д. Е ё 1/% + ++ +++ q. F. 1/100 4- + + ++ 1/120 + + + + Bi — — > = feos = | SCH E? GA 1 /® — РЕЗ — —
Bei Versuch III wurde durch Interpolation der in Versuch II fehlenden Säurekonzentrationen */,„ bis Sea ebenfalls eine Konzen- trationszone егіаорі, die nach einer bestimmten Zeit das Lecithin nicht
186 Te В. Kisoh:
ausflockt, während geringere und höhere Konzentrationen in дег gleiohen Zeit die Emulsion ausflocken.
IV. Schwefelsäure. Säure Mol./} | Nach 15 Std. | Nach 65 Std. | Nach 76 Std. | Nach 190 Std.
+++ 4. Е. q. F. q. F. dé ++ q. F. q. F. q. F. 1/3 ++ +++ q. F. q. F. dëi ++ ++ +++ q. Е: Le + + +++ q. F. Lia ++ ++ ++ . q. F. {э +++ +++ +++ q. F. Lan +++ +++ +++ +++ 1/64 +++ +++ +++ +++ Um +++ q. F. q. F. д. Е. 1/160 ++ q. Е. q. F. q. F. * ++ ++ +++ q. E.
©
V. Phosphorsäure (Н,РО,).
+ q. F.
+ q. F.
+ q. F.
? q. Е.
+ q. Е. ++ ч. Е.
+ q. Е. ++ q. Е. ++
+}
VI. Oxalsäure.
Säure Мо! Л | Nach 25 Std. | Nach 49 Std. | Nach 96 Std.
1/, q. F. Lis q. F. 106 qQ: F. Lie q. F. 1/10 д. F. 1/16 q. F. 1/20 9. Е. 1/% + 1/50 ? 1/100 де 1/200 — Un
Gleich naoh Zusatz der Oxalsäure sind die Proben !/,, und Lie, und in einem anderen, ähnlichen Versuch 1/16» 1/2 und 1/4 deutlich getrübt.
Oberflächenspannung bei Hofe und Sohimmelpilzen; 187
Sehr deutlich. geht aus diesen Versuchen hervor, daß man ganz verschiedene Resultate erhält, je nach- dem, wie lange man einen Versuch stehen läßt. Kon- zentrationen, die nach 24 Stunden noch keine Trübung erzeugen, wirken oftnach 96 Stunden sogar „quantita- tiv fällend“. Ferner konnte ich beobachten, daß die Zeit, die bis zum ersten Auftreten einer Trübung inder Probever- geht, für die verschiedenen Säuren verschieden lang ist. Kurze Zeit nach dem Beginn der Trübung beobachtet, zeigen alle Säuren typisch zwei Konzentrationen, die sich als Fällungsoptima darstellen, und zwischen diesen Konzentrationen eine mehr oder weniger weite Zone von Konzentrationen, die ‘die Emulsion überhaupt nicht oder nur sehr schwach fällen, wie dies auch schon Porges und Neubauer bei der Salz- ` säure und den von ihnen untersuchten Salzeır gefunden haben. Wie die angeführten Versuche zeigen, kann man aber diese fällungsfreie Zone bei genügend langer Einwirkung der Säuren auf die Emulsion in jodem Falle zum Ver- schwinden bringen.
Pauli!) hat betreffs der Fällung für Eiweiß insofern ähn- liche Tatsachen mitgeteilt, als er z. B. für die Fällung von Eiweiß durch Zink in den verschiedenen Konzentrationen zwei Fällungsoptima, die durch eine fällungsfreie Zone getrennt waren, fand.
Erwähnt sei noch, daB bei meinen Versuchen die Fällungen beim Neutralisieren mit Natriumbicarbonat wiederin Lösung gingen.
Von den beiden Fällungsoptima, die sich in den Versuchen stets zeigten, liegt jenes, das der höheren Säurekonzentration entspricht, zwar nicht genau, aber doch annähernd bei einem Werte, der beiläufig so hoch ist wie die für Hefezellen eben giftige Säurekonzentration sl,
Obwohl die Lecithinversuche also, das sei nochmals betont, in keiner Richtung beweiskräftig sind, könnte man sich gleich- wohl vorstellen, daß, während die Fällung des ersten Optimums (bei geringerer Säurekonzentration) das Lecithin als solches unverändert läßt"), bei der Fällung im zweiten Opti-
1) W. Pauli, Beiträge z. chem. Physiol. u. Pathol. 6, 1905. з) Wie dies Pauli für die Fällung von Eiweiß durch Neutralsalz der Alkalimetalle und des Magnesiums gezeigt hat.
188 В. Eisch: Oberflächenspannung bei Hefe und Schimmelpilsen.
mum (bei der höheren Säurekonzentration) das Leci thin chemisch verändert (verseift) wird.
Unter diesen Voraussetzungen wäre es wohl be- greiflich, daß (in Analogie hierzu) der erstere Vorgang keine dauernde Schädigung der Hefezellen verursachen würde, während letzterer den Tod der Zellen durch eine irreversible Veränderung ihrer Plasmahaut bo- dingt. |
Zusammenfassung der Resultate.
Kurz zusammengefaßt ergibt sich aus den vorliegenden Untersuchungen folgendes:
1. Hefezellen (Saccharomyces cer.) werden dauernd . geschädigt, wenn ihr umgebendes Medium eine Ober- flächenspannung besitzt, die geringer ist als die Hälfte der Oberflächenspannung Wasser-Luft.
2. Säuren wirken dauernd schädigend auf die Hefe- zellen, wenn ihre Normalkonzentration höher ist als *®/,.
3. Eine Reihe von Schimmelpilzsen verhält sich gegen oberflächenaktive Stoffe und Säuren ähnlich wie die Hefe.
4. Sporen und Konidien sind gegen schädigende Alkohole und Säuren bedeutend widerstandsfähiger als die Pilzhyphen.
5. Die durch die Einwirkung von oberflächen- aktiven Stoffen und Säuren, oberhalb ihrer giftigen Konzentration am Plasma hervorgerufenen Verän- derungen sind irreversibel.
6. Es spricht vieles dafür, daß dieses Verhalten der Hefe und der Schimmelpilze, das auffallend von dem höherer Pflanzenzellen abweicht, dadurch bedingt ist, daß in der Plasmahaut jener andere, oberflächen- aktivere Stoffe enthalten sind als in der der höheren Pflanzenzellen. Solche oberflächenaktiveren Stoffe, die in der Natur weit verbreitet sind, könnten viel- leicht Lecithin, Cholesterin (deren Emulsionen eine Oberflächenspannung von ebenfalls 0,5 der Ober- fläohenspannung Wasser-Luft besitzen) oder auch an- dere Lipoide sein.
Über eine einfache Methode zur Herstellung von Lecithin- emulsionen nebst nachheriger Bestimmung ihrer Stärke.
Von J. ©. Schippers.
(Aus dem Pathologischen Laboratorium der Universität Amsterdam.) (Eingegangen am 4. März 1912.)
Bei dem großen Interesse, das dem Lecithin jetzt in der Biologie entgegengebracht wird, mag eine einfache Methode zur Herstellung seiner Emulsionen von Interesse sein. Seine noch immer nicht genau bekannte Konstitution bringt die abweichen- den Resultate der Forscher mit sich, weil diese mit Präparaten verschiedener Herkunft und somit ungleicher Zusammensetzung gearbeitet haben.
Ich sah mich deshalb bei meinen Versuchen genötigt, mit einem reinen, aus Hühnereiern nach der Methode Erlandsens?) hergestelltem Präparate zu arbeiten. Ich habe bei дег Her- stellung die größte Sorgfalt verwendet, da bekanntlich das Lecithin sehr leicht zersetzt wird. Das fertige Präparat wurde _ in vacuo über CaCl, im Dunkeln aufbewahrt.
Emulsionen können in folgender Weise leicht dargestellt werden: Ä
Eine abgewogene Menge Lecithin wird in möglichst wenig Toluol aufgelöst und dann mit so viel Koohsalzlösung oder Wasser, als man für die gewünschte Konzentration nötig hat, während 10 Minuten kräftig geschüttelt. Es entsteht eine milchige Flüssigkeit, aus der man das Toluol mittels eines kräftigen Wasserstoffstromes in 1 bis 1!/, Stunde vertreiben kann, was man durch den Geruch kontrolliert. Nur soll man die Emulsion wiederholt schütteln, damit sich nicht zuviel
1) Zeitschr. f. physiol Chem. 51, 71, 1910.
190 | J. C. Schippers:
Lecithin an den Wänden дев Gefäßes absetzt. Zum Schluß wird die Emulsion kräftig zentrifugiert (z. B. 10 Min. bei 4500 Touren), nötigenfalls durch sorgsam gereinigte Baumwolle filtriert. Man hat dann eine jedenfalls 2 Wochen haltbare, gut homogene Emulsion, welche keine von der Bereitung herrührenden Ver- ` unreinigungen enthält, und am besten im Dunkeln aufbewahrt wird. Es bleibt aber die Konzentration der erhaltenen Emulsion oft erheblich stark hinter der beabsichtigten zurück, was aus untenstehenden Tabellen ersichtlich ist. | Diese Emulsionen wurden nach genanntem Verfahren her- gestellt, und zwar 0,250 g der verschiedenen Lecithine in je 50 com 0,9°/,ige NaCl-Lösung. Bei der nachherigen Trooken- restbestimmung. enthielten die Emulsionen pro 50 ост
von Lecithin Agfa .......... 0,202 g statt 0,250 g TT nu Onderl. Pharm. Groothandel 0,124 E v 0,250 g u о аи еее 021g „ 0250 6
ep ger eignes Präparat Nr. 2. e e 0,156 g ep 0,250 g
Dies gilt auch für andere Methoden, z. B. jene von Porges und Neubauer!), als 0,500 g der Lecithine und је 100 com 0,9°%/,ige NaO- Lösung verwendet wurden.
Es enthielten die Emulsionen pro 100 com
von Lecithin Agfa .......... 0,447 g atatt Oe % » ` Onderl. Pharm. Groothandel 0,438 g „ 0,500 g Ж » БВей.......... 0,382 д „ 085008
de > eignes Präparat Nr. 2. .. 03766 „ 0800 8
Es ist also notwendig, nach ihrer Herstellung die Kon- zentration der Emulsion zu ermitteln. Man kann das natürlich tun, indem man das Gewicht des Trockenrückstandes der Emulsion bestimmt und von diesem das Gewicht des Trockenrestes der benutzten Kochsalzlösung sbzieht.
50 com der Emulsion. werden in einer Platinschale auf dem Wasser- bade (mit Ад. dest.) bis zur Trockene eingedampft und dann im Exsiocator über CaCl, weitere 16 bis 20 Stunden getrocknet, ж. B.:
Gewicht 50 com Emulsion + Platinschale . . = 32,3932 g „ der Platinschale . . . e ... == 31,8921 g Gewicht Trockenrest der Emulsion . . . . . == 0,5011 g » D „ 50 oom NaCl-Lösung — 0,4518 g Gewicht des Lecithins in 50 ccm der Emulsion = 0,0493 g
1) Diese Zeitschr. 7, 152, 1907.
Herstellung von Lecithinemulsionen und Bestimmung ihrer Stärke. 191
De es natürlich ziemlich umständlich ist, bei jeder Emulsion die Trockenrestbestimmung vorzunehmen, habe ich versucht, die Stärkebestimmung einfacher zu gestalten, indem ich die Oxydierbarkeit des Lecithins benutzte und mittels der Jodo- metrie den durch das Lecithin verbrauchten Sauerstoff be- stimmte. Es zeigte sich ein konstantes Verhältnis zwischen den durch eine gewisse Menge der Emulsion bei der Oxydation ge- bundenen Sauerstoff und dem Gewicht des vorhandenen Lecithins. Bo braucht man von einem Präparate nur dieses Verhältnis festzustellen, um später von jeder frischen Emulsion aus dem bei der Oxydation verbrauchten Sauerstoffe die Konzentration zu berechnen. Natürlich muß man dafür Sorge tragen, daß das Präparat nicht zersetzt wird. Die Titration der Lecithin- lösung nimmt man wie folgt vor: 1090 oom der Emulsion werden mit 10 оош der folgenden Lösung (Kaliumbiohromat 5 р, 38°/,ige Salzsäure 300 com und Ад. dest. ad 11) in einer sorgfältig gereinigten Stöpselflasche mit weitem Hals während 6 Stunden auf 90° C erhitzt. Nach Abkühlung werden 10 oom einer 5°/,igen Jodkalilösung zu- gesetst und nach mindestens 2 Stunden nach Zusatz von 30 com Ag. dest. mit =/,,-Natziumthiosulfatlösung titriert. Als Indicator wird eine frisch hergestellte Stärkelösung benutzt. Hat man nun dieselbe Titration mit der benutzten Kochsalzlösung vor- genommen, dann kann man durch eine einfache Subtraktion die Menge Natriumthiosulfat ermitteln, die mit dem bei der Oxydation des Lecithins verbrauchten Валегитой überein- stimmt. |
Beispiel: Bei der Titration von 10 оста Kochselslösung benutzte Thiosulfatlösung : 25,9 — 1,5 == 24,4 40,8 — 16,— = 94,8 | Mittel 24,6 oom.
. 24,4 — 0,0 = 24,4 7.
Bei der Titration von 10 oom Emulsion I benutzte Thiosulfat- Reng: 16,1 — 0,7 — 16,4 31,85 — 16,1 = 15,75
Des in 10 ост Emulsion anwesende Lecithin kam also überein mit 24,6 — 15,57 = 9,09 ост Thiosulfatlösung. Da die Trockenrestbestimmung dee Emulsion I als Lecithingehalt in 50 сою Emulsion 0,061 g gegeben hat, stimmen also 0,051 g Lecithin überein mit 9,09 com */,,-Thiosulfat- Kenns, oder 1 оош */,,-Natriumthiosulfatiösung mit 1,12 mg Lecithin.
| миы 15,57 оош.
192 J. С Bohippers: Herst, v. Lecithinemulsionen u. Best. ihrer Stärke.
Untenstehende Tabelle zeigt, daB. für dasselbe Präparst das Verhältnis zwischen Lecithin und Thiosulfat praktisch kon- stant ist. |
D
| - Trookenrest- Natriumthiosul- | Mit 1 com Thio- Datum der | bestimmung fatlös. durch die sulfatlösung Bereitung | Lecithin іл 50ост | Anwesenheitdes | stimmen überein der der Emulsion |L.weniger bepatet Lecithin
Emulsionen g com mg 1[ 14. XIL 11 ‚ 0,0510 9,09 118. 21 14. XIL 11 0,0422 6,84 1,22 41 29. ХП. 11 0,0930 15,81 1,17 5{ 4.1.12 0,0490 ` 8,86 1,11 61 8.1.19 0,0493 8,36 1,17
Selbstverständlich soll man die bei der Jodometrie üblichen Kautelen aufs sorgfältigste beachten und von den Reagenzien größere Mengen machen, damit man immer mit den nämlichen arbeiten kann. Für die Kochsalzlösung empfiehlt es sich be- sonders, sie steril aufzubewahren, weil die Entwicklung niederer Organismen natürlich eine andere Oxydationsziffer gibt.
Man bekommt bei der Anwendung dieser Methode für die verschiedenen Lecithinpräparate auch differente Oxydations- zahlen, was sich bei der ungleichen Zusammensetzung erwarten läßt. Vielleicht kann man auf: diese Weise kontrollieren, inwie- weit sich ein Präparat zersetzt hat, und ob verschiedene nach derselben Methode hergestellten Präparate identisch sind.
Die Ausscheidungszeit von Stickstoff, Schwefel und Kohlenstoff nach Aufnahme von Eiweißsubstanzen und ihren Spaltungsprodukten.
L Die Zeit der Ausscheidung von Proteinen beim Menschen. Von Charles G. L. Wolf unter Mitwirkung von Emil Österberg.
(Aus der Chemischen Abteilung des Medical College der Cornell-Universităt, New York.)
(Eingegangen am 10. Februar 1912.) Mit 7 Figuren im Text.
Die Methode, die Dauer der Stickstoffausscheidung durch den Harn nach Nahrungsaufnahme festzustellen, gehört zu den
ältesten in der Physioiogie.
Gewise Angaben deuten darauf Мп, daß das Prinzip der Methodo sobon im Jahre 1811 von Nysten?!) und im Jahre 1815 von Сһовваѓ*) angewandt wurde. Letzterer beobachtete die Wirkung der Nahrung auf den Harn in den ersten vier Stunden nach Zufuhr derselben. Aber erst in den 60er Jahren wurde diese Methode endgültig von deutschen und englischen Forschern zur Aufklärung des Problems des intermediären Stoffwechsels herangezogen. Um dieselbe Zeit wurde die unmittelbare Wirkung der Nahrung auf die Harnzusammensetzung durch Parke?) studiert. Die älteren Forscher beschäftigten sich vornehmlich mit den Änderungen der Reaktion des Harns, die nach einer eiweißhaltigen Mahl- seit eintritt. Sie bezeichneten diese Erscheinung als „alkalische Harn- flut“, ein Ausdruck, dem wir oooh heute in englischen Handbüchern
begegnen.
1) Nysten, Recherohes de Phys. et de Chim. Path., Paris 1811. 2) Ohossat, von Parke zitiert: „The urine“, London 1860, 8. 51. 2) Parko, Lo.
Biochemische Zeitschrift Band 40. 18
194 C. G. L. Wolf:
Noch vor dieser Zeit studierte Voit?) die Stiokstoffausscheidung nach einer Mahlzeit, und swar beobachtete er sie bis zur nachfolgenden siebenten Stunde. Er entdeckte einen unmittelbaren Anstieg und den höchsten Punkt in der Ausscheidungskurve in der siebenten Stunde. Bald darauf erschien die Arbeit von Pettenkofer und Voit*), welohe die Kohlenstoff- und Stickstoffausscheidung untersuchten. Das Resultat dieser Arbeiten führte die Autoren zu der bedeutungsvollen Schlußfolgerung, daß, trotz schneller Elimination des Eiweißstickstoffs durch die Nieren, der zugehörige Kohlenstoff zurückgehalten und wahrscheinlich als Fett aufgespeichert wird. Diese Untersuchung war wirklich die erste der Kategorie, zu der auch die vorliegende gehört, und behandelte die Aufgabe, das Schicksal der einzelnen Bestandteile der Eiweißkost zu verfolgen.
Etwas früher hatte Becker?) Untersuchungen ausgeführt, die su denselben Ergebnissen wie die Voits gelangten. Zu dieser Zeit machte Ludwig“) Versuche zur Erläuterung einiger in seinem Handbuche be- handelten Tatsachen über die Dauer der Stickstoffausscheidung.
Weiter nun wurde die Aufmerksamkeit auf den Einfluß anderer Bestandteile der Nahrung auf den Verlauf der Stickstoffausscheidung gelenkt, und zu diesen Studien gehören diejenigen von Рапат 5) und Falok®). Letzterer untersuchte den Einfluß wechselnder Eiweißmengen auf die Äusscheidungskurve. Er versuchte auch, die Zeitverhältniese für die Ausscheidung von direkt in die Blutbahn eingeführtem Harnstoff, Natriumphosphat und Natriumchlorid festzustellen, um den Unterschied in der Dauer zwischen dieser Darreichungsart und der gewöhnlichen zu finden. Voit?) drückte in einer Zusammenfassung der Arbeiten jener Periode seine Verwunderung darüber aus, daß noch auf der Höhe der Verdauung die Hälfte des in den Magen eingeführten Stiokstoffs bereits als Harn- stoff von den Nieren abgesondert wurde. Noch heute ist jeder, der sich mit dieser Fragestellung beschäftigt, in demselben Maße über die Schnelligkeit erstaunt, mit der der Organismus diese höclıst kompliziert gebauten Stoffe umsetzt und sich ihrer Endprodukte entledigt.
Es entstanden um diese Zeit Zweifel in bezug auf die typische Beschaffenheit der Ausscheidungskurve, und um diese zu erkennen, wurden Untersuchungen über den Einfluß anderer Bestandteile der Nehrung angestellt. Panum zeigte als erster die Wirkung des dem Eiweiß zugefügten Fettes auf die Form der Ausscheidungskurve. 30 g Fett setzten die Höhe der Kurve herab und verschoben den Gipfel nach einer Fleischmahlzeit von 500 g von der sechsten auf die achte Stunde.
1) Voit, Physiol. cbem. Untersuchungen 42, 1857.
2) Pettenkofer und Voit, Annal. d. Chem. 52, 361, П. Suppl., 1862, 3) Becker, Studien üb. Respiration, 2. Abschn., 32, 39, 1855.
4) Ludwig, Lehrb. d Physiol., 2. Aufl., 387, 1861,
5) Panum, Nord, med. Arch. 6, Nr. 12, 1874.
6) Falck, Beiträge z. chem. Physiol. u. Pathol. 1, 185.
1) Voit, Hermanns Handb. d. Physiol. 6, 108, 1881.
Ausscheidungszeit von N, В und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 198
Daraus ging ganz eindeutig hervor, daß bei allen folgenden Unter- suchungen, die zu Vergleichszweoken herangezogen werden könnten, große Vorsicht bei der Beurteilung der Wirkung anderer Faktoren auf den Verlauf der Kurve beobachtet werden müsse. Da dieses Moment bei vielen späteren Arbeiten jedoch unberücksichtigt blieb, verlieren sio sehr viel an Wert.
Eine der bedeutendsten der etwas späteren Untersuchungen stammt von Feder!), auf die vielfach. in den gebräuchlichsten Lehrbüchern Bezug genommen wird. Feder verfolgte beim Hunde insbesondere die durch verschieden große Fleischmengen bewirkten Unterschiede in der Ausscheidungskurve und fand, daß solche ganz ausgesprochen dadurch zustande kamen. Er bestätigte gleichfalls Panums?) Behauptung, daß Fett die nach. Fleischfütterung auftretende Erhebung herunterdrücke, Dabei blieb die ausgeschiedene Stiokstoffmenge die gleiche, die Kurve wurde eben nur in die Länge gezogen.
In den nächsten 10 Jahren wurden die hauptsächlichsten Unter- suchungen auf diesem Gebiet von schwedischen Forschern ausgeführt, von Sondén und Tigerstedt’) und von Landergren®). Sie verfolgten in erster Linie die stündliohe Ausscheidung im Hungerzustande und nach Muskelarbeit. Sie glaubten, daß Muskelleistung die Stiokstoffkurve bei Ernährung und Hunger modifiziere. Die Kurve wurde aber nicht flach, wie man beim Hunger hätte erwarten können, sondern die Stiokstoff- ausscheidung stieg zwischen 10 Uhr morgens und 12 Uhr — an, um sich dann allmählich zu senken.
Nach dieser Periode wurde die Stiokstoffkurve ganz genau, nament lich auf ihre Unregelmäßigkeiten hin, von denen wir auch einige is dieser Arbeit ` besprechen werden, mit großer Ausführlichkeit und Sorg- falt studiert.
. Nach Eiwoißkost {епа man, daß bei Prüfung des Harns in kürzeren Zwischenräumen die Kurve nicht einfach nur einen Höhepunkt besaß, ` sondern daß sie sogar zweimal vor diesem schon anstieg. Die Er- örterungen über diese vorgängigen Knicke in der Kurve sind bis zum heutigen Tage noch nicht zum Abschluß gekommen.
Zu ihrer Erklärung wurden viele Wege, theoretische wie experi- mentelle, eingesoblagen. Den Gedankengang Pawlows als Ausgangspunkt nehmend, studierten die russischen ‚'orscher Rjantseff®) nnd Schepski®°) den Einfluß der einfachen Drüsenfunktion ohne Einfuhr von Nahrung in den Verdauungskanal. Bei „Scheinfütterung“ fanden sie deutliche Zu- nahme der Stickstoffmenge im Harn. Ohne diese „Soheinfütterung‘“ blieb die ausgeschiedene stündliche Menge in den untersuchten Zeiträumen
1) Feder, Zeitschr. f. Biol, 17, 531, 1881. 2) Panum, L с. з) Sondén und Tigerstedt, Skand. Arch. Physiol. 6, 151, 1885. 6) Landergren, Skand. Arch. Physiol. 7, 75, 1886. 5) Rjantseff, zit. nach Maly 26. 6) Schopski, zit. nach Maly 80, 711. 13*
196 C. G. L. Wolf:
praktisoh dieselbe. Rjantseff führte verschiedene Nährstoffe direkt in den Magen ein, um auf diese Weise die durch den Anblick und das Passieren der Speise durch den Mund hervorgerufene Drüsenerregung zu vermeiden. Die größte Menge ausgeschiedenen Stickstoffs scheint bei seinen Versuchen in der ersten und vierten Stunde aufgetreten zu sein. Brot und Milch hatten die Tendenz, der Kurve eine ansteigende Richtung > zu geben.
Ein zu dieser Zeit angestelltes Experiment gibt uns einen Einblick in die Prozesse des intermediären Stoffwechsels, wie er uns bei einfachen Stickstoffuntersuchungen versagt ist. Reilly, Nolan und Lusk?) ver- folgten die Aussobeidung von Stickstoff und Traubenzucker in 3 Stunden- perioden, nachdem sie einem durch Phlorizin vollständig diabetisch ge- machten Hunde 500 g Fleisch verabreicht hatten. Sie beobachteten nun, daß der Traubenzucker vor dem Stickstoff ausgeschieden wurde, sahen hieraus also, daß der Kohlenhydratanteil sehr schnell abgespalten, der Stiokstoffenteil des Eiweißmoleküls dagegen langsamer in Harnstoff und Ammoniak umgebildet wird.
In einer darauffolgenden Periode wollte die Forschung die sekundären Erhebungen in der Ausscheidungskurve von einem andern Gesichtspunkte aus erklären. Diese, glaubte man, rühren von dem Umstande her, daß die Verdauung und Resorption in zwei Abschnitten erfolge, die eine geht nämlich im Magen, die zweite im Vordauungskanal vor sich. Tsohlenoff®) machte unter Leitung von Drechsel zahlreiche Versuche an sioh selbst, um diesen Punkt aufzuklären. Er glaubte, daß das erste Maximum dee Absorption im Magen entepräche und fand als Bestätigung seiner Ansicht nur ein Maximum, wenn er vorverdautes Eiweiß in Form von Kersmerichs Pepton einnahm. Die herabgesetzte Ausscheidung zwischen den zwei Hökopuukten entsprach dem Übergang des sauren Coymus aus dem Magen in die Eingeweide. Die entgegengesetzte Arsinht finden wir in Graffenbsrgera Arbeit?) vertreten, Dieser fand die größte Menge des stündlich ausgeschiedenen Stickstoffs in der Nacht nash Popton- fütterung. Graffenbarger, desson Arbeit in mancher Hinsicht dee vorliegenden gleicht, gab gleiche Mengen Fibrin, Gelatine, Fleischpepton und Arparazin. In keinem Falle erschien die ganze gefütterte Menge Stickstoff im Urin wieder. Der nach Peptongenuß früh zu erwartende Höhepunkt trat erst in der Nacht ein. Niemand hat bis jetzt Graffen- bergers Ergebnisse bestätigen können, die, wie allgemein behauptet wird, nicht den wahren Saohverbalt ausdrücken. Rosemanns*) Unter- suchungen heben nur das mit den unsrigen gemein, daß die stündliohe Ausscheidung im Hunger angegeben wird. Auch finden sich darin Daten über den Einfluß von Muskelarbeit, Sherman und Натке5) eingehende
1) Reilly, Nolan und Lusk, Amer. Јошт, Physiol. 1, 396, 1808. з) Techlenoff, Korrespondenzbl. Schw. Ärste 26, 65, 1896.
з) Graffenberger, Zeitachr. f. Biol. 28, 318, 1892.
4) Rosemann, Arch. f. d ges. Physiol. 65, 343, 1897.
5) Sherman und Hawk, Amer. Journ. Physiol. 4, 25, 1000.
Aussoheidungrzeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß оку. І 197
Studien sind in manoher Hinsicht denjenigen von Rosemanu ähnlich, пог fügen sie außerdem berdeutungrvolle vergleichende Auskunft über die Ausscheidung von Stivkstof, Schwefel und Phosphor hinzu. Der zur Untersuchung gebrauchte Urin wurde in Zwischenräumen von je 3 Stunden gesammelt. Die Autoren beobachteten ein Ansteigen hei allen Kompo- nenten in der ersten Periode nach magerer Fleischkost. Der Stickstoff und Schwefel verliefen genau parallel, obgleich bei letzterem cin Sinken in der Ausscheidung während der ersten Perioden auftrat; die ?’hosphor- säure divergierte dagegen. Die Resultate zweier Versuchereiken stimmten nicht überein. Die Untersucher stellten die wichtige Behauptung auf, daß die Gesamtmenge anderer Substanzen nur in ganz geringem Maße zugenommen hsben muß, da die Verbrennungswärme des Harns nur um wenig größer war, als aus der Zunahme des durch Fleischfüttsrung be- dingten Harnstoff berechnet werden konnte. Das ist uns eiv. lahrroioher Aufschluß darüber, daB Kreatinin, Harnsäure und die Gruppe der Bestand- teile, die man als „Reststiokstofl“ zusammenfaßt, durch Eiweiöfütterung nicht wesentlich beeinflußt werden. — Die Arbeiten zwischen 1000 und heute behandeln hauptsächlich die Frage der Resorption und der Spal- tung, und mehrere Forscher haben versucht, zwischen beiden zu difforen- zioren.
Slosse!), der nach der Methode mit unterbromaaurem Natron arbeitete, verabreiohte verschiedene Nährstoffe gleichzeitig mittels einer Sahli-Glutoidkapsel. Er versuchte, einen Zusammenhang zwischen dem Indicator im Urin mit dem Apex der Kurve aufzudecken. In Übersin- stimmung mit Tschlenoff?) und Veraguth?) findet er, daß die Aus- scheidung nicht regelmäßig, sondern in Sohwankungen verläuft. Er ver- bindet das Erscheinen des Indicators im Harno kausal mit dem zweiten Ansteigen der Kurve und sieht in dieser Erhebung einen Hinweis, даб die Resorption der Nahrung im wesentliohen im Darıc erfolgt. Біовве machte auch die wichtige Beobachtung, da8 Wasser Einflu£ auf den Verlauf der Kurve ausübt, worauf wir noch später zurückkommen werden. Er stellt auch fest, daß man die unmitteibare Stickstoffaussaheiduug nicht mit don Verdsuungsprozessen in Zusammenhang bringen kann, da man mib einer „verlorenen Ausscheidungszeit“ rechnen muß. Ез ist eine der Aufgaben unserer Arbeit, über diesen Punkt Klarheit zu erlangen.
Frank und Trommsdorff*) bestimmten bei Versuchen an Hunden die Absondorung von Stickstoff und Kohlenstoff im Harn und die Kohlen- säureausscheidung durch die Lungen. Sie erörtern ganz ausführlich die Schwierigkeiten in der richtigen Deutung der gewonnenen Resultate. Drei Faktoren spielen mindestens dabei eine Rolle, nämlich: Spaltung, Resorp- tion und Aussoheidu2g, und jede muß für sich untersucht werden. Die Verfasser zeigen, daß die Kohlenstoffausscheidung durch die Lungen
1) Slosse, Travaux inst. Solvay 4, 501, 1901.
2) Techlenoff, L с.
3) Veraguth, Journ. of Physiol. 28, 270, 1898,
4} Frank und Trommsdorff, Zeitschr. f. Biol. 48, 253, 1902.
198 GG Wolf:
früher als durch die Nieren erfolgt und glauben diesen Umstand dadurch zu erklären, daß dieses Produkt verhältnismäßig leioht aus dem einfacheren Lungenmechanismus entweichen kann. Diese frühere Kohlenstoffsbgabe durch die Lungen würde mit Lusks!) Beobachtung im Einklang stehen, daß der von Eiweiß abgespaltene Traubenzucker früher als der Stickstoff beim Phlorizindiabetes ausgeschieden wird.
Vogt?) versuchte 1906 den Faktor der Spaltung zu bestimmen, indem er verschiedenartige Eiweißstoffe verfütterte. Er nahm an, daß durch den Unterschied im Bau die Eiweißsubstanzen mehr oder weniger leicht von den Verdauungsfermenten angegriffen werden würden. Die Stoffe, die er zu dieser Untersuchung verwendete, waren Fleisch, Bier- eiweiß, Serumalbumin, Nutrose und Edestin. Er fand, daß Zugabe von Fett und Kohlenhydrat zum Eiweiß das Maximum in der Kurve ver- zögerte. Nach einem peartiellen Unterbinden des Ductus pancreaticus - waren die Kurven nach Fleischfütterung in vielen Beziehungen denjenigen gleich, die sich nach Eiweiß mit Beigabe von Fett ergaben. Vogt glaubt, daß die Unterschiede in der Gestalt der Kurve, wie sie nach Hinzufügen von Fett zu Eiweiß auftreten, durch aufgehaltene Resorption hervor- gerufen werden.
Falta?) kommt in — Arbeit zu Schlüssen, die den Ansichten von Vogt entgegengesetzt sind. Seine Un.ersuchungen unterscheiden sich von denjenigen Vogts insofern, als die Stickstoffausscheidung meistens während längerer Zeiträume beobachtet wurde. Er behauptete, der Unterschied in der Ausscheidungsweise der einzelnen Proteine beruhe auf ihrem individuell verschiedenen Widerstande gegenüber dem voll- _ ständigen Фета Einige durch den anfänglichen Eiweißzerfall ge- bildete Spaltungsprodukte werden als solohe absorbiert und im Blut- strom oder in den Organen, wenn schon Tage nach der Nahrungsauf- nahme vergangen sind, abgebaut. Nach seiner Meinung besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Abbau beim Menschen und dem- jenigen des Hundes, als beim Organismus des letzteren diese inter- mediären Spaltungsprodukte nicht solange zurückgehalten werden. Darin — ee mit Feder*) überein, der den Eiweißabbau beim Hunde mit
einer „explosiven Heftigkeit‘‘ vor sioh gehend bezeichnet. Wir werden Gelegenheit haben, in einer zweiten Abhandlung über die Aussoheidungs- zeit beim Hunde darauf Bezug zu nehmen.
Bisher ist der Abbau der Eiweißstoffe hauptsächlich an der Hand der Stiokstoffausscheidung erforscht worden. Weniger oft sind gleichzeitig Analysen der Schwefel- und Stickstoffausscheidung gemacht worden, namentlich fehlt jeder Versuch, die einzelnen Stiokstofformen weiter zu verfolgen. Zweifellos ist einer der Hauptgründe dieser Einseitigkeit der
1) Reilly, Nolan und Lusk, L o.
2) Vogt, Beiträge z. chem. Physiol. u. Pathol. 8, 409, 1906. 3) Falta, Arch. f. klin. Med. 86, 517, 1906. | 4) Feder, Zeitschr. f. Biol. 17, 531, 1881. `
Ausscheidungszeit von N, S und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 199
Mangel an genauen, auch für kleine Urinmengen brauchbaren Methoden zur Bestimmung der einzelnen Bestandteile gewesen.
Um diese Zeit führte einer von uns mit seinem früheren Assistent Marriott!) die ersten Untersuchungen über die Zeitverhältnisse der Aus- scheidung aus und bestimmte darin mit Hilfe exakter Methoden ver- schiedene Bestandteile des in kurzen Zwischenräumen gesammelten Harms. Das Ziel unserer Versuche war, die Veränderung im Abbau von Stickstoff und Schwefel bei Brombensolvergiftung zu beobachten. Der Versuch wurde an einem großen Hunde ausgeführt, dem man erst Fleisch und dann außerdem genügend Brombenzol zur Deokung des mit dem Fleisch aufgenommenen Schwefels verabreichte. Wir wollten in dieser Arbeit den unmittelbaren intermediären Stoffumsatz des Schwefels und die Wir- kung des Brombenzols auf die Oystingruppe des Eiweißmolekäls verfolgen:
Ergebnis dieser Arbeit war, daß bei einer fast sofort erkennbaren Wirkung des Giftes auf den Stoffwechsel der Stickstoff früher deutlich be- .‚einflußt wurde als der Sohwefel. Die Verminderung in der Desamidie- rungsfähigkeit trat in den ersten Stunden nach einer reichliohen Fleisch- gabe mehr hervor als in den späteren Stunden der Verdauung.
Im weiteren Verlauf der Untersuchungen führte der eine von uns mit Shaffer®) einen Versuch über zeitliche Verhältnisse an einem Cystinuriker aus — seinen Stoffwechsel hatten wir schon einige Zeit näher untersucht — behufs Beobachtung des unmittelbaren Gieschickes des Eiweißschwefels.. Wir wollten feststellen, ob die Anomalien des Ei- weißstoffwechsels sich in der Schnelligkeit, mit der der Stickstoff und der Schwefel des Eiweißmoleküls abgebaut werden, kundgeben.
Wir haben leider den Fehler begangen und ibn erst später einge- sehen, daß die Analysen sowohl in der Brombenzolarbeit, wie in der Untersuchung über Cystinurie in Zeiträumen von 4 Stunden gemacht wurden, und diese sind zu lang, um einen Einblick in die feineren Ver- änderungen während der Ausscheidungszeit zu gewinnen. Bei der Cystin- urie erreichte die Absonderung von Schwefel, Stickstoff und Kohlenstoff nach Verfütterung von 50 g Casein ein Maximum in der dritten Vier- standenperiode, während die Ammoniakabgabe am Ende der zweiten die größte war.
Auch hat der eine von uns mit Lambert?) die Ausscheidungsseit in Fällen von chronischer Alkoholvergiftung untersucht, bei der man Verdauung wie Resorption als anormal bezeiohnen darf. Ein vorläufiger Bericht über die Arbeit ist bei der American Medical Association-Ver- sammlung im Jahre 1908 gegeben worden, aber die Untersuchungen als solche in ihrem ganzen Umfange sind noch nicht veröffentlicht worden. Wir fanden dabei ein deutliches Flachwerden der Stickstoffausscheidungs- kurve, obgleich die totale Absorptionsfähigkeit dieser Versuchspersonen für Eiweiß, Fette und Kohlenhydrate nicht beeinträchtigt war.
1) Marriott und Wolf, diese Zeitschr. 7, 213, 1907. з) Wolf und Shaffer, Journ. of Biol. Chem. 4, 439, 1908. з) Wolf und Lambert, noch nicht veröffentlicht.
200 С. G. L. Wolf:
Camerer jun.!) untersuchte den Zusammenhang zwischen der ge- samten Stickstoffausscheidung und der Ammoniskabgabe an sechs Indi- viduen. Die Zeiträume der Harnsammlung lagen aber weit auseinander, so daß die unmittelbare Wirkung einer Eiweißmahlzeit auf die Abgabe des Gesamtstiokstoffs und des Ammoniaks nicht genau beobachtet werden konnte. Außerdem war die verabreiohte Kost vorher nicht analysiert, man kann daher in bezug auf die Wirkung der verschiedenen Nährstoffe keine Sohlüsse zieben. Camerer stellt jedoch fest, daß die relative Menge des Ammoniakstiokstofls nach der Mittagsmablzeit, bei der wahrscheinlich das größte Quantum Eiweiß verzehrt wurde, abnimmt. Haas?) hat unter Ashers Leitung wertvolle Angaben über die Form der Ausscheidungskurve nach Eiweißsufnahme geliefert, Er studierte den Einfluß absoluter Ruhe, Muskelarbeit und besonders der zu gleicher Zeit aufgenommenen Filüssig- keiten und schreibt letzterem Moment einen entscheidenden Einfluß auf die Stiokstoffabsonderungskurve zu. Das Ausspülen des Organismus mit Wasser bringt ein Ansteigen der Stiokstoffabgabe bei gefütterten wie bei hun- gernden Tieren hervor, Er findet wie Veraguth?°), daß es zu mehr als einem Höhepunkt während der Stickstoffaungabe kommt, verweist aber darauf, daß dieser letztgenannte Beobachter bei der Erklärung seiner Befunde das mit den Speisen aufgenommene Wasser nicht in Betracht zog. Haas glaubt, daß die erste der drei Erhebungen der Ausscheidungskurve auf einem Ausschwemmen schon im Organismus vorhandener Zerfalls- produkte durch das mit der Speise aufgenommene Wasser beruht, die zweite und dritte intensiver Absorption und Abspaltung im Darm entsprechen.
Zwei Arbeiten, die die vorliegende Untersuchung speziell in bezug auf die Methoden nahe berühren, stammen von Lovene und Kober®) und Meyer). Diese Verfasser prüften die Zeitdauer, in der verschie- dene Eiweißarten und Aminosäuren in Harnstoff und Ammoniak ver- wandelt werden. Ihre Verfütterungsmethoden weichen von den unsrigen, namentlich in der Arbeit von Levene und Meyer, ab. Die Versuche erstreckten sioh über mehrere Tage, um die Verwandlung des Eiweiß- stickstoffs in Harnstoff und Ammoniak zu verfolgen. Die genannten Autoren fanden von den hier besprochenen Stoffen, daß Gelatine und Asparagin fast vollständig in Harnstoff übergeführt, während von race- mischem Alanin 32°/, der Aminosäure unverändert ausgeschieden wurden. Bemerkenswert ist noch der Umstand, daß sie bei manchen ihrer Amino- säuren eine deutliche Stiokstoffretention feststellten, was wir in unseren eigenen Untersuchungen bestätigen können. Eine der neuesten und interessantesten Arbeiten auf dem Gebiete der Ausscheidungszeit ist die von A. Loeb®). Dieser Forscher hat nicht nur die Ausscheidungszeit
з) Camerer, Zeitschr. f. Biol. 43, 13, 1902.
з) Haas, diese Zeitschr. 12, 203, 1898.
з) Veraguth, Journ, of Physiol, 1. о.
4) Lovene und Kober, Amer. Journ. of Physiol 28, 324, 1009. H Leveno und Meyer, Amer. Journ. of Physiol. 25, 214, 1009, 6) Loeb, Zeitschr. f. Biol. 55, 167, 1010.
Ausscheidungszeit von N, В und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 201
durch den Harn geprüft, sondern auch versucht, zugleich die Arbeit der Leber, wie sie durch die Gallenabsonderung gemessen werden kann, zu bestimmen. Er findet, daß die Stiokstoflabgabe durch die Galle nicht nur davon abhängt, wieviel, sondern auch in welcher Form der Stiokstoff verabreicht wird, da einige Formen, wie a B. Casein und Gliadin, die Gallensekretion weniger fördern als andere. Kleine Mengen Eiweiß können sichtlich eine schnelle Schwefelausscheidung durch die Galle bedingen, dieselbe Wirkung müßte also auch im Harn hervortreten. Der Verfasser gibt auch weiteren Aufschluß über die Frage der unmittelbaren Ammo- niakausscheidung im Urin nach Eiweißgenuß. De die Alkalinität nach der Mablzeit nioht durch Ammoriak bedingt sein kann, glaubt er, daß die später zu beobaohtende Aoidität auf einem Alkalimangel beruhe, wo- bei saure Produkte relativ in größerer Menge vorhanden sind. Diese Tatsachen werden im Laufe unserer Abhandlung nochmalige Bestätigung finden.
Stauberst) Arbeit ist aus diesem Grunde interessant, weil die Ver- fasserin die Haasschen Einwände gegen die übliche Methode bei Unter- suchungen über zeitliche Verhältnisse in Betracht gezogen hat, Sie ver- mied die Fiehlerquelle, indem sie vor Beginn dor Versuche den Orga- nismus erst mit genügend Wasser durchspülte. Verfasserin behauptet, daß sie bei Individuen von gesunder Konstitution Kurven gleicher Ge- stalt, bei soloben aber mit pathologischer Veranlagung mit oharakteri- stischen Veränderungen erhält. Sie findet auch, in Übereinstimmung mit unseren Darlegungen, daß Verabreichung von vorverdautem Eiweiß die Stiokstoffausscheidung beschleunigt, во daB die Maximumabgabe in der ersten und zweiten Stunde nach der Nahrungsaufnahme auftritt.
Obgleich das vorhandene Material über die Ausscheidungs- zeit im allgemeinen ein sehr reiches und mannigfaltiges ist, so kann man die in den verschiedenen Arbeiten zerstreut vor- liegenden Resultate wegen der so durchaus vielfältigen Ge- sichtsapunkte, aus denen sie hervorgegangen sind, unmöglich systematisch zusammenstellen. Zweierlei Lücken sind zu kon- statieren. In der einen Gruppe der Untersuchungen wurde der Harn zwar stündlich gesammelt, aber nur auf den Gesamtstick- stoff hin analysiert. In den anderen und wesentlich zahl- reicheren Untersuchungsreihen sind die Zeiträume des Harn- lassens zu weit voneinander getrennt gewesen, um uns ein deut- liohes Bild von den unmittelbaren, im Harn vor sich gehenden Veränderungen, wie sie durch die Nahrung bewirkt werden, zu geben.
Bis vor verhältnismäßig kurzer Zeit waren wir nur unge- nügend über die Beziehung zwischen der Kost und der Harn-
1) Stauber, diese Zeitschr. 25, 187, 1910.
202 C. G. L. Wolf:
EE einer 24-Stunden- Periode unterrichtet. Ein schlagender Beweis für diese Unkenntnis ist die allgemeine und verbreitete Aufnahme von Folins*) Methoden zur Analyse des menschlichen Harns in modernen Lebrbüchern. Bis zu dieser Zeit fehlte jede systematische Kenntnis über die Beziehung zwischen den Stiokstoff- und Schwefelgruppen. Daß Angaben über noch kürzere Zeiträume als 24 Stunden überhaupt nicht vorliegen, braucht kaum erwähnt zu werden. Bei der Unter- suchung, die der eine von uns in Gemeinschaft mit Marriott’) und Shaffer?) ausführte, bemerkten wir solche rapide Verände- rungen im Harn, daß jede mehr als einstündige Periode zu lang gewesen wäre, um die einsetzenden Schwankungen der durch Eiweißsufnahme bedingten Zusammensetzung des Harns scharf zu verfolgen. Ев schien uns auch richtig, während dieser Arbeit Eiweißarten, die in bezug auf ihre Struktur so viel wie möglich voneinander abweichen, zu untersuchen. Auf diese Weise konnte nähere Auskunft über die verschiedenen, garnicht oder schwer zerfalleuden Gebilde, auf die Falta hingewiesen hat, erlangt werden. In diesem Zusammenhange prüften wir eingehend — die Gelegenheit schien dafür besonders günstig — den Unterschied zwischen nativem und gekochtem Albumin in Form des ungekoohten und gekochten Hühnereiweißes. Wir verfolgten gleichzeitig den Zweck, einen ähnliohen Versuch an einem Carnivoren, über den wir noch im.zweiten Teil dieser Arbeit berichten werden, auf diese Art zu vervollständigen, daß wir den Unterschied zwischen einem Omnivoren, der an den Ab- bau des ungekochten Eiweißes ungewöhnt ist, und dem Hunde, dessen natürliche Nahrung der Fermententwicklung vor der Aufnahme nicht unterliegt, zeigen wollten. Nach den Eiweiß- versuchen folgte logisch die Untersuchung der Umsatzzeit: der einzelnen Aminosäureverbindungen wie Alanin und Aspa- ragin. Ebenso ergab sich die Notwendigkeit, die Ausscheidungs- zeit der hauptsächlichen Scohwefelkomplexe im Eiweißmolekül als Sulfate einer Prüfung zu unterziehen. In diese Kategorie gehört der Versuch mit verdautem . Eiweißalbumin mit weit vorgeschrittener, nicht mehr Biuretreaktion gebender Hydrolyse. . 4) Folin, Amer. Journ. of Physiol. 18, 117, 1905 et seq. 2) Marriott und Wolf, L o. 3) Wolf und Shaffer, L o.
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. L 203
' Da die beiden Hauptendprodukte des Stiokstoffabbaus Harn- stoff und Ammoniak sind, und da letzteres allgemein als Vorläufer des ersteren angenommen wird, machten wir Versuche zur Bestim- mung der Bildungszeit des Harnstoffs aus Ammoniumoitrat. Leider ist gerade dieser Versuch mißglückt, doch haben wir genügend Angaben daraus retten können, um zu erkennen, daß Ammoniak sich mit großer Schnelligkeit aus Harnstoff bildet. Zu dieser Gruppe gehören auch die Ammoniumohlorid- und Harnstoffversuche. Letztere erweiterten unsere Kenntnisse in bezug auf die von Jacoby erwiesene Bildung des Ammonieks aus Harnstoff.
Schließlich berichten wir noch über Versuche, die sich auf deù Einfluß von Hunger, Fett- und Kohlenhydraternährung, auf die Stickstoff-, Schwefel- und Kohlenstoffausscheidung be- ziehen. Obgleich auf diesem Gebiete die N-Ausscheidung unter- sucht worden ist, steben uns nur wenige Tatsachen bezüglich der anderen Bestandteile des Harns zur Verfügung, und gerade Versuche dieser Art sind offenbar geeignet, Aufklärung über die zweifellos bestehende Extrastickstoffabgabe nach N-freier Nahrung zu geben. Wir haben vorläufig nicht gewußt, ob dieser Extrastickstoff in demselben Verhältnis wie der des Ei- weißes abgegeben und ob eine entsprechende Menge Sohwefel zu gleicher Zeit ausgeschieden wird. Dies ist zweifellos eine wichtige Frage, denn sie sollte uns Aufschluß darüber geben, ob dieser zurückgehaltene Stiokstoff in kompliziert gebauten Verbindungen, ähnlich dem Eiweiß, oder in einfacher kon- struierten im Körper aufgespeichert wird. Speziell bei Kohlen- hydraten und Fetten sollten wir durch Vergleich des nach diesen Nährstoffen ausgeschiedenen Extrastickstoffs in bezug auf seine Struktur feststellen können, ob dieser ein Produkt von Drüsen- tätigkeit oder nur ein Rest des im Körper deponierten Stiok- stoffs ist, der mit dem zugleich aufgenommenen Wasser aus- geschwemmt wird.
Die hier vorliegenden Versuche wurden nach eingehender . Betrachtung und Verarbeitung der vorhandenen Literatur in Angriff genommen. Wir gingen von der Erwägung aus, daß ein ins einzelne gehendes Studium der unmittelbaren Aus- scheidung der Harnbestandteile nach Aufnahme stickstoffhaltiger, voneinander so viel wie möglich abweichender Nährstoffe sehr
204 C. G. L. Wolf:
wertvolle Aufschlüsse über den intermediären Eiweißstoffwechsel liefern könnte. Die wesentlichen Anforderungen, denen eine Arbeit soloher Att genügen muß, sind folgende:
1. muß der Harn in mögliohst kurzen Zeiträumen gesammelt werden,
2. müssen die analytischen Methoden exakt und zugleich für kleine Harnmengen brauchbar sein, und
3. müssen so viele Analysen derselben Probe ge- macht werden, wie es die Menge zuläßt.
Eine sehr weitgehende Erfahrung in den Methoden der Harnuntersuchungen dieser Art, in denen die Möglichkeit der Fehlerquellen von allen Seiten wohl erwogen worden waren, setzte uns in den Stand, die langen und mühseligen Reihen der schematischen, hierfür notwendigen Analysen auszuführen.
Gleich bei Beginn waren wir uns darüber klar, daß zur Erreichung der von uns gewünschten Aufschlüsse во viele Analysen wie möglich an jeder Harnprobe gemacht werden müssen. Denn bisher war der Harn hauptsächlich nur auf den Gesamt- stickstoff, gelegentlich auf Schwefel, Phosphor oder Ammoniak hin untersucht worden. |
Da wir durch Camerer?!) wissen, daß die Veränderungen іп den Puringruppen, durch Folin 1), daß diejenigen im Kreatinin im wesentlichen von der Nahrungsaufnahme unabhängig sind, begrenzten wir unsere Untersuchungen, insoweit sie sich auf den Stickstoff beziehen, auf Gesamtstiokstoff, Ammoniak und Harnstoff. Der Unterschied zwischen Gesamtstickstoff und Harnstoff plus Ammoniakstickstoff (Amidstickstof, Loewy und Wolf?) würde dann die Zersetzung in denjenigen Stoffen, die man als „Reststickstoff‘‘ klassifiziert, dartun. Außerdem beschlossen wir, den Urin auf Kohlenstoff hin zu untersuchen, denn soweit uns bekannt ist, war, mit Ausnanme von einem oder zwei Beispielen, kein erschöpfender Versuch gemacht worden, die Kohlenstoffabgabe im Harn nach Nahrungsauf- nahme zu bestimmen, und doch kann uns gerade eine nähere Angabe hierüber richtige Aufklärung über ein uns allzu wenig bekanntes Gebiet geben. Abgesehen von einer gewissen Kenntnis
1) Ceamerer, Zeitschr. f. Biol 88, 139, 1896.
2) Folin, Amer. Journ. of Physiol. L o. 3) Loewy und Wolf, diese Zeitschr. 8, 132, 1008.
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 205
betreffend Milchsäure, auch ein Kohlenhydrat im Harn, sind wir nur ganz spärlich über N-haltige oder N-freie Stoffe, die eine größere Menge Kohlenstoff enthalten als der Harnstoff, unterrichtet. Die Veränderungen in dem Kohlenstoff-Stiokstoff- verhältnis, die in gang jüngster Zeit von Magnus-Alsleben!) behandelt worden sind, berechtigen uns zu der Annahme, daß dies fast unerschlossene F'orschungsgebist ein sehr fruchtbares für ein künftiges Studium sein wird*). Es steht fest, daß unser Wissen über diese Verbindungen, die zweifellos im Harn auf- treten, noch sehr mangelhaft ist.
Die Schwierigkeiten. in der Deutung der Resultate bei Untersuchungen über die Ausscoheidungszeit sind sehr groß und nur durch Berücksichtigung aller Faktoren, die die Gestalt der Kurven beeinflussen können, dürfen wir hoffen, einen Schluß auf die Umsatzstufen zwischen Nahrungsaufnahme und Stick- stoffausscheidung zu ziehen.
Wir wissen, daß die resorbierte Eiweißmenge im Magen gering ist. Wir wissen ferner, daß der Flüssigkeitszustand der Kost wesentlich ihre Austrittszeit und -weise durch den Pförtner nach dem Dünndarm bestimmt. Bei der Besprechung eines plötzlichen Anstiegs der ausgeschiedenen Stickatoflmenge müssen wir also nicht außer acht lassen, ob die Kost mit ungewöhnlich großen Flüssigkeitsmengen oder mit wenig Wasser vermischt verabreicht worden ist. Auch psychische Faktoren sprechen bei dem Übergang der Speise aus dem Magen in die Eingeweide mit, und man kann mit Sicherheit annehmen, daß unangenehme Stoffe, oder solche, die den Magen nicht genügend reizen, um Antiperistaltik herbeizuführen, schnell denselben verlassen.
Auch der Grad der Zerkleinerung der Speise kann die Umasatzzeit beeinflussen‘).
Alle diese Faktoren stehen sichtlich ganz abseits von der Hauptfrage nach der Schnelligkeit der Verdauung und Resorption, nach Modus und Zeit des endgültigen Abbaus und der wirk-
1) Megnus-Alsleben, Zeitschr. f. klin. Mad. 68, 358, 1910.
8) Grafe, Zeitschr. £. physiol. Chem, 65, 15, 1910 und diese Zeitschr, 24, 277, 1910.
3) Cathoart, Journ. of Physiol. 42, 93, 1911.
a SCohnheim, Münch. med. Woobenschr. 1907, 2581;
906 С. G. L, Wolf:
lichen Ausscheidungszeit der Endprodukte. Diese vier letzten Fragestellungen sind nun der Hauptuntersuchungsgegenstand unserer Arbeit. Doch sind die erstgenannten Faktoren von solcher Bedeutung, daß sie die Prozesse des eigentlichen Stoff- umsatzes gänzlich verdecken können.
= Nur dadurch, daß wir die Aufnahme der verschiedenen Stoffe so weit wie möglich vergleichbar gestalteten, schien es uns möglich, die zufälligen Faktoren auszuschalten. Bis zu welchem Grade es uns gelungen ist, diese nicht zu verkennende Schwierigkeit zu überwinden, wird der Leser im Verlaufe der Darstellung beurteilen können, |
In gewissen Versuchen war es ganz und gar unmöglich, genau vergleichbare Bedingungen aufrechtzuerhalten. Um längere Perioden als stündliche hindurch das Schicksal der N-haltigen Substanzen zu verfolgen, wurde die Versuchsperson, was uns als die zweckmäßigste Methode erschien, auf eine Standarddiät eingestellt, die im Laufe der Untersuchung die- selbe blieb, ebenso wie das Frühstück. Diesem wurden die im Versuch zur Verabreichung gelangenden Extranährstofie superponiert. An den Tagen ohne Versuch wurde die Mittags- und Abendmahlzeit zur gewöhnlichen Zeit einge- nommen. An den Tagen mit Kostzulage wurde die Mittags- und Abendmahlzeit erst nach Vollendung der Ver- suohsperiode gegessen. Diese Methode der Nahrungsdar- reichung hatte den großen Vorteil, daß bei gleichbleibender Menge der Kost — nur vergrößert durch die hinzugefügten Nährstoffe — der Einfluß dieser letzteren auf die stündliche Ausscheidung nicht durch weitere Speiseaufnahme während des Versuchs kompliziert wurde.
Da wir annahmen, daß der bedeutendste Abschnitt der Ausscheidungskurve nach 16 Stunden vorüber sein würde, analysierten wir den Harn stündlich in dieser Periode. Nach Beendigung der Versuchsperiode wurde die übrige Tagesration verabrei-ht.
Die Versuchsperson war des Verfassers Assistent (E. О.), еіп Mann von 44 Jahren, von guter Konstitution und in gutem Gesundheitszustand. Er wog ungefähr 72,5 kg. Um. den Ein- fluß der Standarddiät zu kontrollieren, wurde er täglich ge- wogen.. Aus den іп den Tabellen angegebenen Gewichtazahlen
Aussoheidungszeit von N, б und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 207
geht hervor, daß das ursprüngliche Gewicht durch .die ganze Versuchszeit hindurch fast konstant blieb. |
= Die für den Versuch gewählte Kostnorm war ziemlich stickstoffarm, so daß der superponierte Stickstoff sich um so deutlicher in der Kurve zeigen konnte. Jedoch wurde Sorge getragen, daß die Kost dem calorischen Bedarf entsprach. Unter Anwendung von Meehs Formel und. der Faktoren 12,3 und 1042 betrug der Energiebedarf dieses Menschen 2223 cal. pro Tag. Die Kost bestand aus:
Nahrung Gramm Calorien Brot 180 470 Biskuite 70 280 Milch 400 275 Sahne 100 200 Reis 75 300 Rosinen 30 90 Butter 80 640 Zuoker 15 300
ummo
Der calorische Wert der Nahrung betrug ungefähr 35,2 cal. per
An den Tagen, an denen kein Versuch N wurde die Kost in die folgenden Mahlzeiten verteilt.
Frühstück um 7 Uhr morgens:
Во. з 455 з 100 g ‚Butter... 200.0. 30 g Sahne... . 22.200. 20 g Kaffee und 20окег . . . . 25g
Diese Mahlzeit enthielt 1,2 g Stickstoff und 0,116 g Sohwefel, Sie blieb, was Zeit und Zusammensetzung betrifft, während der Versuchss- periode stets die gleiche.
Das zweite Frühstück (lunch) warde um 15° Uhr eingenommen und bestand aus
| Biskuits im Gewichte von 70g Milch n ” n 400 g Diese Mahlzeit enthielt 2,84 g Stickstoff und 0,273 g Schwefel, Das Abendbrot (dinner) wurde um 8 Uhr gegessen und bestand aus:.
Brot ...... eo... 80g Butter . . А 50 g Вале... ..... .. 89g Reis .......... 75 g Rosinen... e e 30 g Kaffee und Zucker. . . . 60g
Diese Mahlzeit enthielt 2,96 g Stickstoff und 0,285 g Schwefel,
208 С. G. L. Wolf:
Wie schon vorher erwähnt, wurde an den Versuchstagen die Mittags- mahlzeit übergangen, die Biakuite und Milch wurden statt dessen beim Abendbrot verzehrt.
Die Gesamtenalyse der Nahrung des ganzen Tages ergab 7,00 g Stickstoff, 0,675 g Schwefel, 183,75 g Kohlenstoff.
Der Versuchsplan war folgender: die Versuchsperson wurde mehrere Tage auf eine Standarddiät gesetzt, während welcher Zeit das Körpergewicht und die gesamte Stiokstoffausscheidung beobachtet wurden. Wir stellten fest, daß sie sich im wesent- lichen im Stickstoffgleichgewicht befand und ihr Gewicht auf- recht erhielt.
An dem für den Versuchsbeginn gewählten Tage stand der Mann um 6 Uhr früh auf, entleerte vollständig seine Blase und sammelte den Harn einer Nüchternperiode von 6 bis 7 Uhr früh. Diese Probe diente als vergleichbarer Hungerwert für die folgenden Perioden, gehörte aber in Wirklichkeit zum vorher- gehenden Tage, deshalb addierten wir immer die Analysenresultate dieser Nüchternstunde zu denjenigen des vergangenen Tages.
Um 7 Uhr früh wurde das schon oben beschriebene Früh- stück, enthaltend 1,2 g Stickstoff und 0,116 g Schwefel, zu- sammen mit der zur Untersuchung gelangenden hinzugefügten Kost gegessen. Die Mahlzeit dauerte im allgemeinen 10 bis 15 Minuten, und um 8 Uhr wurde die erste Harnprobe des Versuchstages gesammelt. Der Harn wurde stündlich 16 Stunden lang aufgefangen. Die Zeit zum Urinieren wurde durch eine Weckeruhr kundgegeben. Da der Mann vollständig daran ge- wöhnt war, seine Blase zu bestimmten Zeiten zu entleeren, stießen wir hierin auf keine Schwierigkeiten. Das spezifische Gewicht, die Reaktion und das Volumen des Harns wurden sofort bestimmt und die ganze Probe mit destilliertem Wasser auf 150 ccm aufgefüllt. Nach einer genauen Durchsicht der in Frage kommenden Antiseptica entschlossen wir uns, keins zu gebrauchen, da ein jedes wirksames doch die folgenden Be- stimmungen hätte störend beeinflussen können. Wir sammelten also einfach den Harn in sterilisierten Flaschen, die in Kälte- räumen von fast nie mehr als 3° zeigender Temperatur auf- bewahrt wurden. Diejenigen Harnbestandteile, die leicht Ver- änderungen ausgesetzt sind, wie Gesamtstickstoff, Ammoniak und Harnstoff, wurden so bald wie möglich bestimmt. Und
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 209
zwar waren die Bestimmungen des Gesamtstiokstoffs und des Ammoniaks schon 15 Minuten nach Sammlung der einzelnen Proben im Gange. Diese Methode der so- fortigen Untersuchung hatte noch außerdem den Vorteil, daB wir den Versuch, während wir noch mit ihm beschäftigt waren, verfolgen konnten. Die Gesamistickstoff- und Ammoniak- bestimmungen waren gewöhnlich 1'/, Stunden nach Sammlung der Proben beendet. Vom Gesamtstickstoff- und Harnstoff wurden Doppelanalysen gemacht, zur Kontrolle auch hin und wieder von den anderen Bestimmungen.
Fig. 1.
Nach folgenden Methoden wurde gearbeitet: Bestimmung des Gesamtstiokstoffs nach Kjeldahl-Argutinsky; des Am- moniaks nach Folin; des Harnstoffs nach Folin; des Gesamt- schwefels, der Gesamtsulfate und alkalischer Sulfate nach Folin. Da die Kohlenstoffbestimmung in so zahlreichen, aus kleinen Mengen bestehenden Harnproben sehr viel Arbeit erforderte, mußten wir nicht geringe Zeit der genauen und schnellen Fest- stellung dieses Elementes im Urin widmen. Nachdem wir die verschiedenen Methoden praktisch geprüft hatten, wählten wir das Verfahren der Verbrennung auf nassem Wege, das zwar im wesentlichen nicht neu, doch solche vorzügliche Resultate geliefert hat, daß wir es in seinen Einzelheiten mitteilen. Fig. 1 gibt eine schematische Darstellung der Apparatur.
5 ccm Harn wurden in eine eigens konstruierte Flasche О mit 10 g pulverisiertem doppeltchromsaurem Kali vermischt. Den Apparat, dessen
Teile miteinander kommunizierten, durchströmte einige Zeit langsam ein Biochemische Zeitschrift Band 40. 14
210 C. G. L. Wolf:
Luftstrom, der durch Passieren einer mit starkem Аша! und Bimsstein ` gefüllten Röhre A von Kohlensäure befreit worden war. Die Natronkalk- röhren K und L wurden dann miteinander verbunden, der Trichter B dazwischen einen Augenblick geöffnet und 30 com Schwefelsäure in den. Trichter gegossen. Dann wurde die Verbindung mit der Beinigungsröhre wieder hergestellt, so daB die Schwefelsäure langsam in den Harn und das doppeltchromsaure Kali in die Flasche träufelte. Letztere wurde erbitzt, so daß der Inhalt 1 Stunde lang langsam kochte. Während dieser Zeit wurde ein konstanter, von OO, befreiter Luftstrom durch die Mischung hineingeblasen. Der Dampf und die Gase wurden durch einen kräftigen Kondensator D, nachdem das Wasser kondensiert und in die Flasche zurückgekehrt war, getrieben. Aus dieser pessierten sie in eine mit Glasstöpsel verschlossene und mit Glasperlen gefüllte U-Röhre Е und in eine ähnliche F, die in eine mit Eisstücken gefüllte Dewarflasche tauchte. Dies diente dazu, eine beträchtliche Menge Wasserdampf und auch flüchtige Chromohloride zurückzuhalten, Die Gase und Dämpfe passierten dann eine Röhre, die eine 15 om lange, zur Rotglut erhitzte Schicht Kupferoxyd G enthielt. Von da durohströmten sie eine Röhre mit einer 20 ош langen, auf 150° erhitzten Lage Bleiperoxyd H (Deng. stedt), dann eine Schicht Caloiumchlorid Т. Schließlich wurde die Koblensäure in Dennstedtröhren К und L, die Natronkalk und Caloium- chlorid enthielten, aufgefangen und gewogen. Die Vollständigkeit der Verbrennung wurde durch eine Palladiumohloridröhre М am Ende des Röbrenkomplexes kontrolliert. In keinem Falle wurde die Palladium- ohloridiösung geschwärzt.
Kohlenstoffbestimmungen in Zucker, Harnstoff und anderen Stoffen ergaben nach dieser Methode folgende Resultate:
Kobhlenstoffbestimmungen. Prozentgehalt
nach der feuchten Methode
— — —
Substanz
Pankreatischer 4,157 4.084 u Verdauungsbrei 4.220
Hühnereiweiß | 5,38 | 5,08
Alanin 40,36 40,37 | 40,45 | 40,32 40,30 | u Harnstoff 20,30 20,00 19,80 20.47 Normaler Harn 0,933 0,944 | 0,911 0,935 0.959 0.956 |
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 211
Die Methodo erwies sich für diese Untersuchung als äußerst brauch- ber. Erst einmal im Gange, kommt man mit ihr ohne Aufwand allzu großer Aufmerksamkeit befriedigend vorwärte. ` `
Die aus dem doppeltohromsauren Kali und der Schwefelsäure her- rührenden Koblensäuremengen wurden kontrolliert und abgerechnet. Die Gewichtszunahme der Natronkalkröhre betrug 2,8 bis 4,0 mg. Die Ge- samtzunahme der analysierten Harnproben schwankte zwischen 0,150 und 0,250 g. Die Methode kann, da sio befriedigende Resultate liefert, unbedingt für Untersuchungen dieser Art empfohlen werden.
Die Faeces.
Die — wurden während des Versuches, da es auf die eigentliche Stickstoffbilanz nicht ankam, nicht täglich gesammelt. Der N-Verlust durch den Kot wurde in der Vorperiode, die Resorption in einigen Versuchen bestimmt. Die Kotabgrenzung wurde mit Knochenkohle und stets sehr scharf ausgeführt.
Versuchsanordnung.
Der Versuchsplan war in seinen Grundzügen folgender: Es wurden erst typische Eiweißstoffe: Kalbsschnitzel, Plasmon und Gelatine untersucht, dann folgten typische Aminosäuren, Alanin und Cystin. Darauf analysierten wir ein rohes Eiweiß, nämlich ungeronnenes, ganz frisches Eiereiweiß. Dann gelangten Untersuchungen über die Ausscheidung von Harnstoff, Am- moniumohlorid und Ammoniumeitrat zur Ausführung, und schließlich solche über die Wirkung von Hühnereiweiß, das keine biuretische Verdauungsreaktion mehr gab.
Die Untersuchungen wurden eine Zeitlang unterbrochen, damit wir. die große Anzahl angehäufter Analysen vollenden konnten. |
Die zweite Reihe bringt Untersuchungsergebnisse 1. über ein Bäureamid, Asperagin, 2. den Vergleich zwischen gekochtem und dem in der ersten Reihe verwendeten ungekochten Eier- eiweiß, und 3. die Wirkung von Hunger, Kohlenhydraten und Fetten auf die Stickstoff- und Schwefelausscheidung.
Resultate. |
Da die ausgeführte Arbeit unserer Meinung nach Neues über die Aufspeicherung und Ausfuhr von Stickstoff nach reich- licher Aufnahme N-haltiger Nährstoffe bringt, wollen wir die
Frage der N-Ausscheidung vorwegnehmen und dann erst die 14*
219 С. G. L. Wolf:
Resultate, um derentwillen die Arbeit eigentlich unternommen wurde, besprechen. Auf diesem Forschungsgebiete ist in den letzten Jahren Bedeutendes geleistet worden, namentlich von Falta!), Vogt*), Hämäläinen und Helme’).
Falta hat gezeigt, daß der Zerfall großer Mengen reiner Eiweißpräparate nicht so schnell vor sich geht, wie man ge: wöhnlich annimmt. Bei leicht sich zersetzenden Substanzen konnte die Wirkung einer sehr reichlichen Aufnahme noch 3 bis 4 Tage verfolgt werden, und beim genuinen Eialbumin, das einer Stendarddiät hinzugefügt worden war, blieb die Kurve sogar 6 bis 7 Tage eine sich verjüngende, bis die Ver- suchsperson wieder das normale Stickstoffgleiohgewicoht erlangt hatte.
In der gegenwärtigen Untersuchung befand sioh die Ver- suchsperson zwar nicht sofort nach dem Genuß von verschieden- artiger Kost im Sticksteoffgleichgewicht, doch betrug die N- Abgabe am 3. Tage der Kalbsschnitzelreihe 7 g, bei der Plasmon- und Gelatinereihe dieselbe Menge schon am 2. Tage, wenn man den Harnstoff allein in Rechnung stellt.
Die im Kot ermittelte N-Abgabe ergibt ein kleines Plus in der Stickstoffbilanz bis zum nächsten Versuch.. Die Kurve (Fig. 2) fällt jedoch sehr steil ab, und nur wenig Stickstoff wird nach Verfütterung von beträchtlichen Mengen Eiweißstickstoff auf- gespeichert. Daß aber ein Teil desselben über eine ausgedehnte Zeitdauer zurückgehalten werden kann, scheint so gut wie sicher (Tab. I und П, 8. 214 bis 216).
Es ist jedoch bemerkenswert, daß Stickstoff, als Harnstoff verabreicht, auch nicht vollständig am zweiten Fütterungstage ausgeschieden wird; seine Ausscheidungskurve verläuft mit der nach Gelatine fast gleichsinnig. Wo und in welcher Form der Harnstoff retiniert wird, ist unbekannt. Doch hat vor kurzem Levene‘) die Retention von Harnstoff-Stickstoff unter gewissen Bedingungen konstatiert und zwar nach Darreichung kleiner Mengen bei Nephritikern. Auf diesen Befund gestützt, schlägt
2) Falta, L с.
s) Vogt, L o.
3) Hämäläinen und Helme, Skand. Arch. Physiol. 19, 182, 1907. t) Lovene, Journ. Exper. Med. 11, 825, 1909.
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 213
er nun diese Methode zur Bestimmung des Eiweißminimums
Es wird dem Leser nicht entgehen, daß
die Alaninkurve weniger steil als diejenige von Plasmon oder Gelatine verläuft, woraus wir schließen können, daß ein be-
trächtlicher Teil dieses Stoffes schon am Tage nach der Ver- abreichung im Körper angesetzt war.
für Nephritiker vor.
|
ù Ф
er Eieralbumin uncoagulicre
Ammoni umciiral Harnstoff Gelatine Plasmon Kalbskoteleattan Normallag
ЕНН: Е DIOU "CITT Ш ТЕ TT TO DUT OTT ULT HIT UI
Fig. 2,
81,30
214 С. G. L. Wolf: А Tabelle І. Gesamt-Stoffwechsel. Ё Stickstoff Sohwefel S х ш 8 RB 3 ep Ө 8 = 3 H E Я ses 8 { Es & ä 8 а з g і EI © e <] 0 2 М H 6 8 8 Е |AN | N un N:8| %8 dp 0: N Normaltag ..... 1160 | 9,0928; 7,8508 | 0,4514 | 7,3992 | 0,7030 | 0,5810 1% 0,1220 | 7,8470 86,34 | 4,97 | 81,87 | 7,7 82,60 Set: 40 | 0,86 A 600 | 7,0730| 5,8547 0,3114 | 5,5433 į 0,4660 | 0,3780 | 0 6,6808 82,78 | 4,42 | 78,36 6,6 81,05 18, 95 | 0,94 See At E 1569 | 8,1080 6,7780 | 0,3360 | 6,4420 10,5403 | 0,4173 | 0,1230 | 7,7690 | 83,60 | 4,10 | 79,50 | 6,7 | 77,24 | 22,76 | 0,96 Diät 4 500 g Kalbs- | . e 0.71 1187 [13,414911,4174 0,4943 10,0281 1,1678 | 0,9495 | 0,2083 [11,5700 85,15 | 3,69 ! 81,45 8,6 82,00 | 18,00 | 0,86 Normaltag . . ... 73,02 |10,5580 9,1054 0,6486 | 8,4568 [0,6513 | 0,5331 | 0,1182 | 9,4450 920 86,24 | 6,14 | 80,10 6,5 81,84 | 18,16 | 0,89 an a 72,94 0250| 6,5857 | 0,4776 | 6,1081 [0,5926 | 0,4876 | 0,1060 | 7,8108 7 83,10 | 6,03 | 77,07 7,5 | 82,27 17,73 | 0,98 ж. жошо 72,74 Я 0,3220 | б, 1840 0,5137 | 0,4436 | 0,1001 | 6,7780 498 81, 00 | 4,85 | 76,15 8,0 81,60 | 18,40 | 1,00 Diät + 100 g Plasmon | 72,91 |12,4652110,8545 0,3330 10,5218 0,8009 0,6685 | 0,1324 | 9,3503 929 87,10 | 2,67 | 84,43 6,4 83,45 | 16,65 | 0,75 Normaltag . . . .. 72,56 | 8,9373 7,7856 | 0,5027 | 7,2329 | 0,5796 | 0,4733 | 0,1063 | 8,3000 775 86,55 | 5,63 | 80,92 | 6,5 | 81,65 | 18,35 | 0,93 ZE 72,66 | 6,9008| 5,6092 | 0,3500 | 5 0,4890 | 0,0864 | 7,1800 580 81,30 | 5,07 | 76,23 7,6 83,64 | 16,46 | 1,04 J ае 72,88 | 1,8150 8,5570 | 0,3735 | 6,1835 10,5117 | 0,4230 | 0,0878 | 6,9470 | 720 83,26 | 4,74 | 78,52 6,5 82,84 | 17,16 | 0,88 Diät 4 100 g Gelatine | 73,19 114,8291|13,0913 0,5058 19,5856 0,9164 | 0,7444 | 0,1720 [191736 1267 88,26 | 3,41 | 84,84 6,2 81,22 | 18,78 | 0,82 Normaltag . . . .. 72,85 | 9,4090 8,2680 | 0,5551 7,7199 0,5590 | 0,4440 | 0,1160 | 7,8800 665 87,32 | 5,86 81 ‚46 CH 79,40 | 20,60 | 0,83 A 72,87 | 7,4496| 6,1758 | 0,4083 | 5,6775 | 0,6320 | 0,4130 | 0,1190 | 6,7460 582 82,90 | 6,69 | 76,21 7,1 77,63 | 22,37 | 0,90 Diät + 25 g Harnstoff | 72,85 |16,8319|165,8872| 0,3791 |15,0081| 0,4851 | 0,3104 | 0,1667 {10,5436 | 1088 91,37 2,25 89,12 2.8 65,86 | 34,14 | 0,63 Normalteg . . .. . 72,91 | 9,23 ‚9411 | 0,4628 | 7,4883 |0,5417 | 0,8980 | 0,1437 | 7,2630 1144 86,00 | 4.90 | 81,10 5,9 73,65 | 26,35 1 0,79 Ammoniumecitrat 222 | 9,0599 1,7404 | 0,1388 | 1,6016 | 0,1237 | 0,0785 | 0,0452] — | 84,47 | 6,74 | 77,73 6,0 63,47 | 36,53 — Normaltag . . . .. 79,68 7,7065 6 ‚3270 0,6786 | 5,6484 | 0,5832 | 0,4667 | 0,1165 | 81356 680 82,10 | 8,80 | 73,30 7,6 80,06 | 19,94 | 1,05 ko e be 73.27 | 7,4938 6,3868 | 0,5273 | 5,8593 | 0,5036 | 0,3693 | 0,1343 | 8,9046 1120 86,23 | 7,04 | 78,19 6,7 73,84 | 26,66 | 1,09 Diät -+ 1000 сот Ejer- albumin unkoagul. . | 73,81 | 9,6890 7,3109 | 0,3459 | 6,9650 | 1,1107 | 0,9293 | 0,1904 [10,1503 1118 84,14 | 3,98 | 86, 16 | 12,9 | 83,00 | 17,00 | 1,17 Normaltag e 73,70 | 8,9000| 7,3335 0,4922 | 6,8413 1 0,7373 | 0,5900 | 0,1383 110,3580 800 81,86 5,60 76,35 8,3 18,80 | 1,16
Ausscheidungszeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 215
Tabelle I (Fortsetzung).
Normaltag ..... ; жоо ауын ‚ Diät + 10,0 g Cystin . ‚Normalteg .....
р A 1 Д H е D
, Diät + 5g Ammonium- ehlorid .. 2...
|
' Normaltag . en
D
' Diät -+ 250g Eieralbu- . min verdaut ... ‚Diät + 326 Asparagin Normaltag Bungee ...... 100 8 Fort ET Normaltag ...., Mtg Eieralbumin ko-
1632
— 10,8746 8,0373 73 84,40 7,4140| 6,1580 83,06 7,0919! 5,9853
84,42 6,8300) 5,79 84,65 6.28 | 5,24 83,40 8,64 | 7,23 85,64 7,06 | 6,82 82,43 8,96 | 748 83,50 7,39 | 6,13 82,96 198 | 6,37 80,00 11,51 | 9,15 79,60 9,4% | — 944 | 7,75 82,10 8,85 | — 10,69 | 8,90 83,25 815 | — 12,76 | 11,08 86, 10 | — 9,19 | 8,03 87,40
7,0
1,88 0,98
ı 88
Ss», 2» ag! ch
sa Sse SST a
С. G. L. Wolf:
216
— ` OH" — SEA
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| 91 |$Ё'#8 | 0011 тү ө — — = | 06011606 OT 168'01008 01109961 — (0608 1900193 mamaq 8 УР? 820 9822 | 688 | 9278 ө! a — | 0000] zer 99/9'0 8808 8 85669001 — 00001 `` `` ag 2 001 890 /8'0/ | 22'9 | 0188 9688] — [0000 Jrsngoigorgegg — | 00008591, |72800 is. arme | — |00001 sfung #6°0 ©#'88|/1'15| 049 39 9% 32? 00°08 во „эл a е п fyswn
7108'0|1967'011269'0]051'0]9719'0 1020'9 [РЄ 0 #0/5'9 1786, (09301/0004
7988/0808 ol est ў5'@4 | 99° | 09°62
22:68 | 2409 | 099
45 2109'011008“211000'61 6198'01078Е'0)6129'0!0967'0|9719'0 69528 |600 Size Lamm orL'toeszij "` oëvpodeg 80% + 7а #60 ZEBI | 89°08 |08 01 It 68 Ӯ 099 { JurpmsA 99978 16111 \000°#61 691.1'0|971'0)9016'01009'0|80?1 Son L |6870 бУВУ L (+1968 gege z ocr pi urung шоо 093 + MA ESO 90°93 | F6EL | 024 OF‘9L | #801 | #998 оо) — OSL'ESI с691'0/9197'0/8019'0 — |0719'0] sara 0998°0| 2622 L вве | — 16068 | ` ppromyuomuy Zog -+ #0 #80 os‘gr | 09°98 | 00°08 FP EL |8601 | ZF FS | 3296 9 |б/8°11091/'981 7987 06/$8'1 52160970906 99027 stil є988'9 gert 0589119Р1"8 1° ``" 10184) Bor + ma 801 00°68 |00TL| 09? 9869 | EOF | 88 ®/ | 68081] — 086°00|8ЕРТ ‘0229800967 0| — |0729'0 EGGSA |088 0 61508 |91801 — бов ray 30% ae ir og A1 | 00°88 | 06'317 9108 | 86'E Ly #8 yarrodvoyun Get ot osr Gr 09098217 OGT O Ceg OU OT 1 010 Ur $ 02969 |697€'0| 6016'/, 166898 gogog glooo szi Lniungjsaogg woo 0001 + Id 290 FIFE | 9899| 892 4168 | 9 4016 goëtgot) — 1082, 881 1991:0)?61Е'0|1987'0! — |99:9'01800'91 1625'0/2/8:9118188 ut — оо” : : > yoywsy 256 + ae 28'0 8281 |2218 | erg FS F8 | TEE | 9588 989121 90L'32|0L9'972 Kito 0916 '0/LI8E 0/9838 Ugoceg 21 8809'018160'Е116с8 91 сд! ОБЕД ` ` чор 2001 + за 910 seet 9788| 099 | pré | 192 | 0148 | 0098°6 L81'311019‘122]v281'0 eeng deg o Sege o szor'T|s1ay/orjogeg‘o tee oi ege 2100119107? 81 ‚++ uoma 2 001 4 714 98'0 00'81 | 00°28 | 09'8 | SFIS | 69E | ӮІ'68 | 02, т1|29т:11109'070|2802'0:9676'0]8/91'1,001'0/9669'1126 OT rer 0 РД1Ў'11|бУ1?'&1 eege LIIL Fe) Tarmoga 3009 + mia 96'0 1068 |10241 | 99'9 08°62 | 01? | 0691, oese \osL’estloezt'olgLTFr'olgorg‘00381'0/9719°0] 077 0 [09E Ste 08018 10893010004 ` + * I BeywuuoN
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Harn Kot
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"Зопүтез1043;038101395 PUN јәяцоэв јуо}8-3019500) "II етеде,
Ausscheidungszeit von N, S und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 217
Die Ausscheidungskurve für das geronnene Eialbumin nimmt eine Einzelstellung ein, denn der Eliminationsgipfel zeigte sioh nicht am Aufnahmetage, wie bei den anderen Sub- stanzen, sondern erst am darauffolgenden Tage. In diesem Zusammenhange verdient die Resorption dieses Stoffes eine nähere Beleuchtung. Von all den in dieser Versuchsreihe ver- fütterten N-haltigen Substanzen ist das Hühnereiweiß die ein- zige, die unvollständig resorbiert wurde — nämlich nur 58,8°/, des Stioktoffs, die übrigen 41,2°/, erschienen im Kot. Es ist inter- essant, sein Verhalten mit einem fast gleichen Quantum gekochten Eialbumins zu vergleichen — hier trat vollständige Resorption ein. Es ist deshalb schwer zu sagen, ob die Erhebung am zweiten Tage durch den Umsatz des im Verdauungskanal oder anderswo unveränderten Hühnereiweißes oder durch einen reellen Ansatz dieses Proteins in den Geweben bedingt war. Gegen erstere Ansicht spricht das Verhalten der Schwefelausscheidung an diesem Punkte. Mit dieser Eiweißart geht eine unmittel- bare Sohwefelabgabe einher, die eine bedeutende Erhebung am Verabreichungstage erreicht, obgleich die Resorption des Schwefels derjenigen des Stickstofis fast identisch war — 43,0°/, des ersteren erschienen in den Faeces wieder. Diese Tatsache könnte uns zu dem Schluß führen, daß trotz einer ver- zögerten und ganz mangelhaften N-Ausscheidung die Spaltung der schwefelhaltigen Gruppen im Verdauungskanal glatt vor sich ging. An den Resorptions- und Exkretionsschwierigkeiten trugen allein die N-haltigen, schwefelfreien Gruppen die Schuld.
Normaltage.
Um uns einen Begriff über die Wirkung der den ver- schiedenen Diäten beigefüttsrten Kost im Laufe der Stiokstoff- und Schwefeleusscheidung zu bilden, wurden zwei Versuche, die wir „Normaltage‘‘ benennen wollen, angestellt. Die dabei ver- zehrte Nahrung war der an den Versuchstagen gleich, d.h. im ersten Versuche wurde das Standardfrühstück um 7 Uhr morgens, das zweite Frühstück, aus Biskuits und Milch bestehend, um 2/,1 Uhr eingenommen. Beim ersten Versuch wurde der Harn in Zwischenräumen von 2 Stunden aufgefangen (Tab. III).
Da die Form der Kurve in diesem Versuch keine ver- gleichenden Anhalts;unkte mit den anderen ergab, führten wir
218 С. G. L. Wolf:
Tabelle HI. Normaltag L
0, э э э 4,90 | 73,38 | 26,62 ‚9 0, ‚0236 |0, 0,708
4,84 | 70,68 | 29,42 , 0,0457 | 0,0361 | 0, ‚849
1,0 0, 0,0316 ‚0080 | 0
6,51 | 78,10 | 2190 | 0,9 0, ‚0509 | 0,0085 | 0,671
7 ‚97 | 76,86 23, 14| 09
7 e, bis 7 v. [8,108 | 6,778 | 0 236 6,449 | 0,5403 | 0,4173 | 0,1230 | 7,760 1669 83,6 | 41 | 79,5 | 6,66 | 77,23 | 28,77 | 0,95
noch einen Versuch aus mit der Modifikation, daß das zweite Frühstück übergangen und zusammen mit der Abendmahlzeit g 8 асг 3 @ п m я eingenommen wurde. Der
E Harn wurde lstündig ge-
| | sammelt. Bei dieser Ver-
suchsanordnung wurde weder Wasser noch. feste Nahrung bis 6 Uhr abends verabreicht, erst dann gaben wir 400 com Milch und 70g Biskuite. Die resultierenden Kurven sind besonders charakte- risiert durch ein eindenu- tigesund frühes Ansteigen, das in der zweiten Stunde
Ausscheidungszeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 219
nach der Nahrungsaufnahme seinen Gipfel erreicht, zu einer Zeit, wo der ausgeschiedene Stickstoff schwerlich schon auf den Abbau der Nahrung zurückzuführen ist. Nicht nur Stickstoff, sondern auch Kohlenstoff und Schwefel nehmen zugleich mit ersterem zu. Die Haupterhebung des Sohwefels jedoch zeigt sioh erst in der vierten Stunde, also zwei Stunden später als die des Stiokstoffs, wenn, die Ammoniakausscheidung niedrig ist (Тар. IV).
In diesem Versuch tritt uns der Umstand entgegen, daß der Gesamtsohwefel und das Gesamtaulfst nicht gleichsinnige. Kurven ergeben, denn der Hauptgipfel des Sohwefels liegt in der vierten Stunde, der des Sulfats in der zweiten. Daraus geht hervor, daß das Maximum des neutralen Schwefels in der vierten Periode erscheint, also zu einer Zeit, wo vermutlich die Endprodukte des Frühstücks ausgeschieden wurden.
Unsere Aufmerksamkeit ist während dieser ganzen Arbeit immer wieder auf die Wirkung von Wasser auf die Kurven- form gelenkt worden. Gerade dieser Versuch klärt uns über ` die Ausscheidung als solche, unbeeinflußt durch Wasserzugabe auf, da außer dem Frühstück bis später am Tage keine Flüssig- keit aufgenommen wurde. Es fällt uns auf, daß die Kurven für keine der Komponenten so eben und gleichmäßig verlaufen, wie wir erwarten könnten, wenn Wasser die einzige Ursache der Knicke in der Kurve wäre. Man kann nur annehmen, daß die stündliohe Ausscheidung von Stiok- und Kohlenstoff durch die Nieren durch eine Reihe anderer Faktoren als durch ` Wasserzufuhr beeinflußt wird. |
Hier wäre vielleicht der richtige Zeitpunkt, eine Betrachtung einzuschalten, die die plötzlichen Wendungen der Kurve in diesem und ähnlichen Versuchen teilweise erklären könnte. Es handelt sich nämlich darum, ob die Versuchsperson die Blase vollständig entleeren kann oder nicht. In unserem Falle ist letzteres ausgeschlossen, da der Betreffende durch viele an ihm ausgeführte Stoffwechselversuche große Übung im Entleeren hatte. Zur Kontrolle haben wir wiederholt versucht, durch Änderung in der Stellung usw. Urin zu bekommen, doch immer ohne Erfolg, was wohl ein genligender Beweis dafür ist, daß die Entleerung der Blase eine vollständige war. |
220 С. G. L. Wolf:
Tabelle IV. Normaltag IL
Periode 3 ER s — vk JE
-© °
°ъ N
0,0198 | 0,2652 | 0,0260 | 0,0196 | 0,0064 | 0,3518 5,33 | 70,67 | 6,94 | 75,40 | 24,60 | 0,93
6 bis 7 v. 10,3750 | 0,2850 26 76,00 sauer
7 bis 8 у. [0,9550 | 0,1800 | 0,0225 | 0,1575 | 0,0272 | 0,0165 | 0,0107 | 0,2814 | 18 70,60 | 9,02 | 61,58 | 10,66 | 60,65 | 39,35 | 1,10 | 21,25 | 25,66 .
8 bis 9 у. | 0,6241 | 0,5267 | 0,0206 | 0,5061 | 0,0397 | 0,0308 | 0,0089 | 0,5981 | 52,00 | 37,45 56 84,45 | 3,35 | 81,10 | 6,36 | 77,60 | 22,40 | 0,96 | 73,25 | 63,11
alk. Ө bis 10% у. [0,4060 | 0,3300 | 0,0035 | 0,3265 | 0,0346 | 0,0185 | 0,0161 | 0,4006 | 33,75 | 32,65 | 55 81,48 | 0,86 | 80,62 | 8,54 | 53,47 | 46,53 | 1,01 110700| 98.76 .
alk. 10 bis 11% v. | 0,4290 | 0,3570 | 0,0041 | 0,3528 | 0,0438 | 0,0227 | 0,0211 | 0,4423 | 35,
75 | 41,38. 64 83,93 | 0,98 | 82,25 | 10,20 | 51,80 | 48,20 | 1,03 | 149,16 | 137,08 A 11 bis 12% v. |0,2800 | 0,2100 | 0,0111 | 0,1989 | 0,0246 | 0,0153 | 0,0093 | 0,2656 | 23,33 | 23,20 30 7500! 0 |71,04| 8,78 | 62,20 | 37,80 | 0,95 | 166,08 | 160,98 | Bauer 12 bis 1% п. [0,3480 | 0,2370 | 0,0168 | 0,2202 | 0,0269 | 0,0157 | 0,0112 | 0,3090 | 28,75 | 25,38 31 68,70 | 4,87 | 63,83 | 7,80 | 58,36 | 41,64 | 0,90 | 194,83 | 186,68 | seuer 1 bis ën, [0,2640 | 0,1825 | 0,0186 | 0,1639 | 0,0248 | 0,0135 | 0,0113 | 0,2370 | 29,00 | 23,40 | 26 69,14 | 7,04 | 62,10 | 9,40 | 54,42 | 45,58 | 0,90 | 216,83 | 209.00 , SAUET 2 bis In. [0,2595 | 0,1820 | 0,0186 | 0,1634 | 0,0216 | 0,0119 | 0,0097 | 0,2886 | 21,02 | 20,38 21 70,14 | 7,18 | 63,96 | 8,38 | 55,08 | 44,92 | 0,98 | 238.46 | 239,4 sauer 3 bis Ahn, [0,2445 | 0,1776 | 0,0186 | 0,1590 | 0,0249 | 0,0134 | 0,0116 | 0,2443 | 20,36 | 23,49 20 72,65 | 7,60 | 65,05 | 10,02 | 53,81 | 46,19 | 1,00 | 958,81 | 25293 euer 4 bis Bn [0,2640 | 0,1860 | 0,0186 | 0,1674 | 0,0208 | 0,0148 | 0,0060 | 0,2343 | 22,00 | 196 91 70,46 | 7,05 | 63,40 | 7,88 | 71,16 | 28,85 | 0,89 |280,81 2725| sauer
5 bis @ n. 10,2190 | 0,1481 | 0,0156 | 0,1325 | 0,0189 | 0,0119 | 0,0070 | 0,2124 | 18,25 | 17,83 17 67,65 | 7,15 | 60,60 | 8,64 | 62,96 | 37,05 | 0,97 1299,06 | 290,3:
6 bis 7% n. |0,4120 | 0,3330 | 0,0143 | 0,3187 | 0,0292 | 0,0225 | 0,0067 | 0,4301 80,80 | 3,47 | 77,33 | 7,10 | 77,08 | 37,96 | 1,06
7 8% п. [0,3650 | 0,2040 | 0,0087 | 0,2853 0,0337 0,0246 | 0,0091 | 0,3893 80,53 | 2,38 | 78,16 | 9,23 | 73,00 | 27.00 | 1,07
3 bis Ga [0,4060 | 0,3306 | 3,9087 | 0,3218 | 0,0371 | 0,0316 | 0,0055 | 0,4237 41 81,40 | 2,16 | 79,25 | 9,14 | 85,80 | 24,80 | 1,04 бахет |
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß use I. 221 Tabelle IV (Fortsetzung).
; A Ju | su EES K АНЕ d d
Reaktion | o Kä Kä Ki А , la N IN De в laS
' ven ne 0,3790 | 0,2965 | 0,0105 | 0,2860 | 0,0428 | 0,0344 | 0,0084 7843 | 2,76 | 76,67 | 11,30 | 80,40 | 19,60
10 CH 11° n. | 0,3600 | 0,2830 | 0,0150 | 0,2880 | 0,0410 | 0,0325 | 0,0085 г 78,62 | 4,19 | 74,43 | 11,40 | 79,28 | 20,72 | 0,97
‚Па р. за We P v. 2,4740 | 2,1216 | 0,1188 | 2,0027 | 0,2056 | 0,1655 | 0,0400 85,70 4,80 80,90 | 8,31 | 80,52 | 19,48
` P v. bis 7 v. | 7,9841 | 6,3754 | 0,3447 | 6,0307 | 0,6971 ! 0,4961 | 0,2010 859 | 80, 4,38
1,8854 0,98
76,62 | 8,70 | 71,17 | 28,83
CH Sticks 02701-0 X
SS аке
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Fig. A Normaltag
Obgleich wir Abstand davon genommen haben, die Kurve für die stündlich ausgeschiedene Harnmenge zu zeichnen, teilen wir die Mittelwerte für dieselbe in vielen Fällen mit.
>| USN
229 C. G. L. Wolf:
Diese Kurven verlaufen zwar im großen und ganzen dem Gesamtstickstoff analog, aber nicht immer. In einigen Bei- spielen, namentlich im Hunger- und Fettversuch, gibt die Vo- lumenkurve ganz präzisen Ausdruck für die Stiokstoffkonzen- tration im Harn. Beim Asparagin mit zwei deutlich ausgesprochenen Erhebungen sind die Volumen- und die Ausscheidungskurve durchaus nioht einander par- allel. Die Flüssigkeitsausscheidung stellt eine steile Kurve dar, deren Höhepunkt zu einer Zeit auftritt, wo Stick- und Kohlenstoff ihr zweites Maximum erreichen.
Beschreibung des ersten Versuches.
Wir schreiten nun zur näheren Beschreibung des ersten Versuches, nämlich der Ausscheidungszeit nach Genuß von Kalbskotelette.. Wir wählten diese Form der Fleischkost, weil sie vorher von Hämäläinen und Helme benutzt worden war und im populären Sinne als „leicht verdauliches‘‘ Eiweiß bezeichnet wird.
Kalbskoteletten (Fig. 5 u. Tab. V).
Das um 7 Uhr morgens eingenommene Frühstück bestand aus 100 g Brot, 30 g Sahne, 250 g Kaffee, 80 g Butter, 25 g Zucker und 500 g Kalbskoteletts. Letztere waren sorgfältig aus magerem Fleisch zubereitet, von allem Fett möglichst be- freit, feingehackt und gebraten. Der gesamte zu dieser Zeit in der Nahrung aufgenommene Stickstoff betrug 18,315 g, der Schwefel 1,31 g. Das Verhältnis des Schwefels zum Stiokstoff in der Nahrung betrug 6.18°/, 1).
Darauf folgte eine Istündige Fastenperiode von 7 bis 8 Uhr, in der die N-Ausscheidung 0,203 g betrug. Die folgende Stunde zeigte keine Steigerung, eher ein Sinken der Ausfuhr im Veer- gleich zu dem ersten Wert, dafür brachte die zweite Stunde eine ganz deutliche Wirkung der Eiweißnahrung. Von dieser Zeit an war das Ansteigen konstant, bis es in der achten Stunde das Maximum erreichte. Dies entspricht den Befunden von Hämäläinen und Helme in ihren Versuchen mit dieser Eiweißart.
1) In allen folgenden Verhältnisangaben benutzten wir die Formel für
вам = 1% 8 In diesem Falle ergibt das Verbältnis von 1008 — 6,18.
Aussoheidungszeit von N, S und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 223
9 bis IM v.
70
10 bis 11» v. 104
11 bis 1% v.
7 bis 8% n. 34
8 bis 9 п. 28
9 bis 10° n. 42
10 bis 11» в.
38 П» р, bis P v.
280
0,4991 0,4907 0,3640 0,6640 0,5414 4,5080
Tabelle V. Kalbskoteletten. T- ck: ER | ИЕ: „© Prozentuale х Е Е $ FE $ ER £ © і Ausscheidung о © ; ЫЕ: ER CE 9 | 23 23 3 stündlich gesamt 8 = & g 3 | Stiok-|Schwe- 0/0 8 600,8 | О: К | stoff | fel
0,1386! 0,0223 73,13 | 12,00 0,2305! 0,0211 73,65 | 6,78 0,3111 0,0042 75,00 | 1,02 0.5033! 0,0059 77,99 | 0,91 0.4546) 0,0042 77,90 | 0,66 0,5393! 0,0068 81,64 | 1,03 0,6176! 0,0152 8156 | 2,01 0,7085| 0,0220 81,70 | 2,63 0,6113] 0,0237 85,00 | 3,29 0,5690! 0,0212 83,56 | 3,12 0,4378| 0,0254 86,25 | 5,00 0,4293! 0,0262 86,02 К 6,25 0,4910! 0,0228 86,78 | 4,65 0,3152! 0,0203 86,63 | 6,68 0,5923! 0,0364 89,20 | 5,60 0,4780 0,0271 88,30 | 6,00 4,0600! 0,1895 90,05 | 4,20
P у. bis P п. |13,4120111,6174| 0,4943
1187
86,14 | 3,69
e
0, 1140| € 56,40
61,13 | 96
0,2094! 0,0312 ' 0
66,90 | 10,0 0,3068! 0,0391 73,98 | 94 0,4974| 0,0565 76,38 | 8,7 0,4504| 0,0525 7724 | 9,0 0,5325| 0,0689 80,61 | 10,4 0,6024| 0,0822 79,55 | 10,8 0,6865! 0,0914 79,17 | 10,5 0,5876| 0,0780 81,71 | 10,9 0,5478! 0,0682 80,44 | 10,0 0,4124] 0,0547 81,25 | 10,8 0,4031 0,0528 |
86,85 | 6,3
81,45 | 8,6
‚0178 0, 0128
0 * E ; 8,7 | 71,70 | 28,30
0,1163! 0,0182 | 0,0120
0,0062 34, 00 0202 | 0,0110 64, 70 | 35,30 0,0227 | 0 ‚0164
ee 00
42,10 0,0191 33,80 0,0142 27,10 0,0166
14,27 0, 2461 — 86, 75 \ 13,24
3,4490 0,77
0,9495 | 0,2083 11,5700
Dr 00 18, 00
0,86
— — — —
1,04 | 1,61 1,71: | 2,76 2,75 | 4,37 227 | 3,46 5,02 | 7,83 3,56 | 500 8,58 | 12,83 3,19 | 4,64 11,77 | 17,47 3,60 | 6,10 15,37 | 23,67 413 | 7,27 19,50 | 30,84 4,73 | 8,08
24,23 | 38,92 3,93 | 6,90
28,16 | 45,82 3,72 | 6,03
31,88 | 51,85 2,77 | 4,84
34,65 | 56,69 272 | 4,67
37,87 | 61,36 2,68 | 4,01 40,5 | 66,37
Schwefel und Kohlenstoff erreichten ihren Höhepunkt gleich-
zeitig, aber im Vergleich zu der ausgeschiedenen Stiokstofimenge ist es auffallend, daß die Zunahme beim Schwefel sehr viel
224 C. G. L. Wolf:
größer war, namentlich wenn wir das niedrige Schwefel-Stickstoff- verhältnis in der Nahrung =: 6,18 in Betracht zieben. Im Maximum betrug das Verhältnis 10,5. Diese Tatsache könnte wohl darauf hinweisen, daß einer der ersten Prozesse bei der Verdauung und Umsetzung der Proteine vom Kalbskotelett- typus in dem frühen Ab- spalten der Cystingrupp® mit der Ausscheidung des Schwefels als gesamt- schwefelsaure Salze be- steht. Beim Kohlenstoff trifft dasnicht zu. Wegen des stark erhöhten Pro- N zentsatzes des Harnstoff- stickstoffe, von einem ‚| Fastenwert auf 56,4%), Geste PENNY нине, мнр dar
ų 6 8 D NM N V
HERRA EER
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үрү МЕГГЕ HA 41-1
Ammoniak N. 2070
Amid N. des Kohlenstoff beim Stiok- Ното. Gm stoffmaximum 79,1 °/,. Mohlensiof 045 Daher fällt d s Kohlen- stoff - Stickstoffverhältnis von einem Fastenwert
SA sed / 1,05 auf 0,85. 4005 Von diesem Punkte Fig. 5. Kalbekoteletten. ab steigt die Proportion
von Harnstoff zum Stick- stoff bis auf 85,0, einen Wert, der deutlich die relativ vermehrte Harnstofibildung offenbart. Die Fähigkeit, diese Substanz zu formieren, wächst mit der in der Zeiteinheit gebildeten Menge.
Eine der interessantesten Erscheinungen dieses Versuchs ist das Verhalten des Ammoniakstiokstoffs. Dieser zwar nicht ganz unbekannte Faktor ist noch nie so erschöpfend unter- sucht worden wie in den vorliegenden Versuchen.
Fast unmittelbar nach der Nahrungsaufnahme wird eine Abnahme des ausgeschiedenen gesamten Ammoniakstiokstoffs beobachtet. Die Kurve sinkt im weiteren Verlauf, steigt jedoch gegen das Maximum der Ausscheidungskurve des Gesamtstick- stoffs an. Während der ersten fünf Stunden nach der Mahlzeit fällt der Ammoniak im Verhältnis zum Gesamtstickstoff auf
Ausscheidungszeit von N, В und О nach Aufnahme von Eiweiß usw. L 225
einen äußerst niedrigen Wert, so daß nur 0,66°/, des Gesamt- stickstoffs in dieser Form während der fünften Stunde aus- geschieden wurden. Pawlow*) und seine Schüler haben ge- zeigt, daß bei „Scheinfütterung‘“ eine markante Abnahme der Ammoniskmenge im Urin beobachtet wird. Die russischen Forscher führen sie auf die Exkretion der Salzsäure in den Magen zurück, was die Acidität des Harns verringert. Es muß in diesem Zusammenhange hervorgehoben werden, daß der Harn während dieser Periode auf Lackmus alkalisch rea- gierte. Die „alkalische Harnflut‘ nach Nahrungsaufnahme ist vor ungefähr 50 Jahren von Roberts zuerst konstatiert worden, dessen Arbeit in den Berichten der Literarisch-philosophischen Gesellschaft von Manchester 15, 1858—59 und im Edinburgh Medical Journal 1860 erschien.
Bis vor kurzem ist nioht erkannt worden, daß eine Zu- nahme in der Alkalinität mit einer Abnahme des Ammoniaks im Harn verknüpft ist. Die Gesamtaulfate des Urins sind während eines Teiles dieser Zeit verhältnismäßig an Menge kleiner, so daß sich in diesem Versuch schwer sagen läßt, ob die verringerte Acidität von einer kleineren Menge abgegebener saurer Substanz oder von einem erhöhten Bruchteil fixer Alkalien herrührt. Da die schwefelsauren Salze relativ wie absolut im Harn zunehmen, müßte eine viel beträchtlichere Menge fixer Alkalien zu derselben Zeit ausgeschieden werden. Man beachte, da8 mit der abschüssigen Richtung der N-Ausfuhr der relative Wert des Stickstoffs ansteigt, so daß am Ende als Resultat des Stoffwechsels dieses Tages ein Verhältnis des Ammoniak- zum Gesamtstickstoff zustande kommt, das gewöhnlich als normales betrachtet wird, nämlich 3,69.
Bei Erklärung des niedrigen Gehaltes an Ammoniak im Harn nach reicher Eiweißkost haben wir beiläufig bemerkt, daß der Organismus mit der Ausgabe von fixen Alkalien, wenn diese in beträchtlichen Mengen im Körper aufgespeichert sind, nicht kargt. Nur wenn dieser Vorrat erschöpft ist, verbraucht der Körper Ammoniak im Übermaß, um die Neutralität des Harns zu bewahren. Dieser Gedanke wird durch unsere Ver- suchsergebnisse bestätigt. Nur auf der höchsten Stufe des Ei-
2) Pawlow, Die Verdauungsdrüsen. Biochemische Zeitschrift Band 40. 15
208 - C.G. L. Wof:
weißabbaues erscheinen die relativ und absolut genommenen kleineren Mengen Ammoniak im Ham. —
Es ist bemerkenswert, daß mit dem anfänglichen Zunehmen des Gesamtstickstoffs der. neutrale Schwefel nicht entsprechend wächst, denn wenn die stündliche N-Exkretion mehr als vier- mal so viel wie in der ersten Stunde beträgt, ist der Schwefel auf weniger als die zweifache Menge angewachsen. Dies zeigt deutlicher als fast irgendein anderer bis jetzt mitgeteilter Ver- ‘such die Gültigkeit der Behauptung Folins') in bezug auf die Unabhängigkeit der neutralen Sohwefelausscheidung von der Eiweißaufnahme.
Ein Vergleich der stündlichen prozentualen Ausscheidung von Stickstoff und Schwefel ist interessant, weil er die Schnellig- keit im Abbau der S-haltigen und S-freien Gruppen kundgibt.
Ein Blick auf die Tabellen und Kurven belehrt uns, daß die stündliche Schwefel- und Stickstoffabgabe zu derselben Zeit ihr Maximum erreicht; aber die Gesamtkurven über den Prozent- wert beider ergeben, daß die Ausscheidungskurve des Schwefels viel steiler als die des Stiokstoffs ist — ein Beweis, daß der schwefelhaltige Anteil bedeutend schneller umgesetzt und aus- geschieden wird als der siickstoffhaltige.
Gelatine (Fig. 6).
Die Ausscheidungszeit für die Abbauprodukte der Gelatine wurde aus dem Grunde untersucht, weil wir in diesem Stoff ein Eiweiß von ungewöhnlicher Art vor uns haben. Gelatine nimmt bekanntlich unter den Proteinen eine Ausnahmsstellung ein, da es fast kein Leucin noch Tyrosin enthält. Das größte Interesse bietet jedoch in diesem Falle der Umstand, daß der bis zu 0,7°/, enthaltene Schwefel nicht als Cystin, sondern als sogenannte Glucothionsäure gebunden ist. Deshalb erwarteten wir, daß die Ausscheidungskurven für Stickstoff und Schwefel nicht denjenigen nach gewöhnlichem Fleische ‚wie Kalbsschnitzeln analog sein würden (Tab. VI).
Die verwendete Gelatine war eine reine Probe von Tafel- gelatine. 100 g der Substanz wurden in 600 ccm heißem, mit Zitronensaft versetztem Wasser aufgelöst, und diese Lösung
1) Folin, Amer. Journ. of Physiol. 13, 98, 1905.
Ausscheidungszeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 227
wurde zur regulären Frühstückszeit getrunken. Der Stickstoff- gehalt dieser Mahlzeit betrug 16,53 g, das Schwefel-Stiokstoff- verhältnis 4,5, fast der halbe Wert des am Kalbsschnitzeltage
Tabelle VI. Gelatine. "j: G A |» | Prozen ‚8 stündlich 0 E 0 Е: 8 3 a дегани 8 8. Е & 8 E Í Stick- |Schwe- 00 | AAN] N:8 | %8| 8| O:N | stof | fel 0,0202 | 0,1308| 0,0210 | 0,0148 | 0,0062 | 0,23€ 1,13 | 66.35| 9,09 | 70,30 | 29,70 | 1,08 | 1,41 | 2,76 0,0338 | 0,3766 0,0340 | О, 0,0074 | 0,5236] 3,12 | 4,47 6,56 | 72,94) 6,59 | 78,04 | 21,96 | 1,02 | 4,53 | 7,23 0,0283 | 0,5765 0,0465 | 0,0393 | 0,0072 | 0,8117] 4,61 | 6,12 3,72 | 75,72| 6,11 | 84,50 | 15,50 | 1,07 | 9,14 | 13,35 ; 0,4628| 0,0415 | 0,0360 | 0, 0,7470] 3, 5,46 8,67 | 71,73| 6,43 | 86.70 | 13,30 | 1,16 | 13,04 | 18,81 0,0169 | 0,7211! 0,0509 | 0,0438 | 0,0071 | 0,9170 5,50 | 6,70 1,86 | 79,32| 5,60 | 86,10 | 13,90 | 1,01 | 18,54 | 25,51 0,0162 | 0,5906 0,0455 | 0,0400 | 0,0055 | 0,7140| 4,37 | 5,98 2,26 | 31,82 | 6,30 | 88,00 | 12,00 | 0,99 | 22.91 | 31,49 0,0144 | 0.5333 0,0430 | 0,0376 | 0,0054 | 0,5870 3,89 | 5,66 2,24 83,01 | 6,69 | 87,40 | 12,60 | 0,91 | 26,80 | 37,15 0,0178 | 0,4581 0,0425 | 0,0342 | 0,0083 | 0,4800 3,17 | 5,60 3,39 | 87,86] 8,10 | 80,60 | 19,40 | 0,91 | 29,97 | 42,78 0,0228 | 0 ‚4035 0,0383 | 0,0305 | 0,0078 | 0,4050] 3, 5,04 4,54 | 80,36 | 7,61 | 79,70 | 20,30 | 0,80 | 33,01 | 47,79 0,0254 | 0, 3596| 0 ‚0370 | 0, 0, 0,3878] 2,66 | 4,87 8,77 81, 76 8, 41 | 78,54 | 21,46 0,88 | 35,67 | 52,66 00245 | 0, 3223 0,0355 | 0,0272 | 0,0083 | 0,3500 4,67 6,30 82,83| 9,10 | 76,54 | 23.46 0,90 | 38,02 | 57,33 0, 0,5630 | 0,0458 | 0,0370 | 0,0088 | 0,497 3,42 | 84,24 | 6,86 | 80,75 | 19,25 | 0,74 0,0110 | 0,7016, 0,0468 | 0,0398 | 0,0070 | 0,58 1,42 | 90,80| 6,04 | 85,04 | 14,96 | 0,72 0,0143 | 0,7385 0,0487 | 0,0389 | 0,0098 | 0,574 1,77 9093| 6,00 | 79.94 | 20,06 0,71 0,5943| 0,0084 | 0,5859! 0,0423 | 0,0339 ' 0,0084 | 0,4848 1,27 88,23 | 6,37 | 80,12 | 19,88 0,73 0,0093 | 0,5004 0.0356 | 0,0286 0,0070 | 0,4091 1,70 91,00 | 6,47 | 80,35 | 19,65 0,74 0,1900 | 4.5610 0,2615 | 0,2072 | 0,0543 | 3,4940 3,72 89,90 | 5,15 | 79,23 | 20,77 0,70
v. bis 7% n. [14,8291[13,0913 0,5058 er 0,9164 1267
88,25 | 3,41
84,84 | 6,18
0,7444 | 0,1720 12,1736 81,22 | 18,78 | 0,82
15%
228 C. G. L. Wolf:
Wir berichten nichts über die Hungerperiode in diesem Versuch, weil die Versuchsperson nicht zur rechten Zeit auf- wachte. Man kann daher nicht feststellen, ob der in der ersten Stunde ermittelte Wert ein ansteigender war, doch da er mit den anderen Hungerwerten streng vergleichbar ist, kann man wohl mit Sicherheit annehmen, daß die Ausscheidung in der ersten Stunde nur um yapa zunahm. ee
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N быз \ \ Ñ \ SS T T A EN N — bake bs
die N-Abgabe rapid an, erreicht die erste Erhebung in der dritten Stunde, die zweite in der fünften. Es muB hervor- gehoben werden, daß die Bedingungen bei diesem Fütterungs- versuch besonders ins Auge gefaßt werden müssen. Eine be- trächtliche Wassermenge wurde zugleich mit dem Eiweiß zu- geführt, und dies mag die Kurvenriohtung beeinflußt haben. Der erste Gipfel tritt in diesem Versuch sehr prägnant hervor, denn in der vierten Stunde werden über 100 mg Stickstoff ausgeschieden.
Der Gesamtschwefel folgt in diesem Versuch im großen und ganzen der Ausscheidung des Gesamtstiokstoffs. Bei Prüfung
Ausscheidungszeit von N, S und С. nach Aufnahme von Eiweiß wew. I. 229
der stündlichen prozentischen Ausscheidungsmenge zeigt sich auch hier wiederum, daß die Schwefelverbindungen schneller als der Stickstoff abgebaut und ausgeschieden werden. Das Schwefel-Stickstoffverhältnis erreicht sein Maximum nach dem Höhepunkt der Kurve und beträgt zuletzt ed, während es in der Nahrung 4,5 betrug. Es hat also ein zweifacher re- lativer Abbau der Schwefelgruppen inzwischen stattgefunden.
Der Ammoniak wird in diesem Versuch nicht so erheblich reduziert wie in dem Fleischversuch; weder fällt die absolute Menge in demselben Grade, noch ist das Verhältnis vom Am- moniak- zum Gesamtstickstoff ein so niedriges. Ein allgemeiner Durchschnitt der Tagesausscheidung zeigt jedoch keine aus- gesprochene Differenz von dem beim Fleisch ermittelten Wert. Dieselbe anfängliche, in der zweiten Stunde erfolgende Steigerung in der Ammoniakabgabe tritt wie bei der Fleischkost zutage.
Die Verhältniszahlen der Ausscheidung der Gesamtsulfate zum Gesamtschwefel und vom Amidstickstoff zum Gesamtstiok- stoff sind bezüglich der Zeit nicht vergleichbar, denn die größte Oxydation erfolgt früh, schon in der vierten Stunde, eine Stunde bevor das endgültige Maximum in der Schwefel- und Stickstoff- ausscheidung erreicht wird, während die höchste relative Menge von Ammoniak- und Harnstoffstickstoff während der achten Stunde — die Ausscheidung sinkt um diese Zeit sehr tief unter das Maximum — beobachtet wird. Daraus geht klar her- vor, daß in diesem Versuch die zur Harnstoffbildung führenden Prozesse der Hydrolyse und die тог Schwefel- säurebildung führenden der Oxydation nicht parallel zueinander verlaufen.
Das niedrige C: N-Verhältnis fällt genau mit den höchsten Harnstoffwerten zusammen, so daß es den Anschein hat, wie auch in anderen Untersuchungen bewiesen worden ist, daß dieser Wert hauptsächlich die relative ausgesohiedene Harnstoffmenge anzeigt.
Bei der Gelatinezufuhr mit einer ungewöhnlichen Schwefel- verbindung war die Frage interessant, ob der Abbau dieselbe gewöhnliche Wirkung auf die Ausscheidung des Gesamt- schwefels haben würde wie bei denjenigen Eiweißarten, wo der größte Teil des Schwefels in Form von Cystinkomplexen zu-
gegen ist.
230 So С. С. 1. Wolf:
Dep Sohwefel der Glucothionsäuregruppe scheint viel voll- - ständiger oxydiert zu werden als bei den ÜUystingruppen, denn das Verhältnis des neutralen zum Gesamtschwefel ist bedeutend niedriger als bei der Fleischfütterung. Der höchste, in diesem Versuche gefundene Wert ist 23,4 gegen 35,0 im Kalbsschnitzel- versuch, während auf dem Höhepunkt der Schwefelausscheidung nur 13,3°/, des Gesamtschwefels in dieser Form abgegeben werden.
Die Punkte, in denen sich der Abbau der Gelatine von dem des Fleisohes unterscheidet, sind folgende:
L das prägnantere Erscheinen des ersten Gipfels;
2. die schwächere Tendenz in der Abnahme der ausge- schiedenen Ammoniakmenge zur Zeit der starken N-Abgabe. Dies mag seinen Grund darin haben, daß Gelatine ärmer an fixen Alkalien ist als Fleisch;
3. das relativ hohe Verhältnis zwischen ausgeschiedenem Gesamtschwefel und Gesamtstickstoff, trotzdem die Nahrung verhältnismäßig S-arm ist, und der vollständige Schwefelabbau, was, namentlich im Vergleich zur Fleischdiät, aus dem niedrigen Wert für den abgegebenen neutralen Schwefel hervorgeht.
Plasmon (Fig. 7).
Diese Substanz wurde aus dem Grunde untersucht, weil sie eine Eiweißart von wahrscheinlich gänzlich anderer Struktur als das Fleisch- und Gelatineeiweiß darstellt. Der wesentliche Unterschied besteht im Fehlen des Kohlenhydratanteils. Ез enthält einen hohen Prozentsatz Tyrosin im Gegensatz zur Gelatine, ebenso ist sein Gehalt an Phosphor ein hoher. Das Plasmon gehört im wesentlichen zum Typus der sauren Proteine; die Menge des lose gebundenen Schwefels scheint außerdem gering zu sein.
In diesem Versuche wurden 100 g Plasmon, die Natrium- verbindung des Caseins, als Zulage zum gewöhnlichen Frühstück unter beträchtlichen Schwierigkeiten verabreicht. Erst nach großer Selbstüberwindung gelang es dem Versuchsindividuum, es überhaupt zu verzehren. Das Plasmon wurde mit Wasser bis zur Konsistenz eines Breies angerührt und mit 300 ccm Milch und 50 g Zucker eingenommen. Der Gesamtstickstoff des Frühstücks betrug 12,94 g, der Schwefel 0,748 g, das 8:N- Verhältnis 5,8. Der Umstand, daß die Kost in diesem Versuch
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 231
praktisch in flüssigem Zustande aufgenommen wurde, hätte sich in dem Ausscheidungswert ausdrücken müssen, denn bekannt- lich gehen auf solche Art verabreichte Stoffe sehr schnell vom Magen in den Darm über. Da es der Versuchsperson so sehr schwer fiel, diese Menge Plasmon einzunehmen, fiel die gewöhn- liche Fettportion des Frühstücks fort, um die durch das Fett bedingte Verzögerung der Pylorusöffnung zu vermeiden. |
a Е Е ВЕ ү] HNALI UA AA OR AN kd N
Man beobachtet hier eine steilere Ausscheidungskurve für Stickstoff, Kohlenstoff und Schwefel als nach Gelatine und Fleisch, ein sehr scharfes Maximum, speziell bei Kohien- und Stickstoff in der vierten Stunde mit darauf folgender gleich- mäßiger Erhebung, die von der fünften bis zur siebenten Stunde anhält (Tab. VII). |
Das anfängliche Ansteigen des Ammoniaks in der zweiten Stunde tritt nicht so deutlich hervor, aber er sinkt, wenn die Verdauung auf der Höhe ist, jäher als bei Fleisch- und Gelatine- fütterung, und folglich nimmt der Wort bis auf 0,57°/, des Gesamtstiokstoffs ab. Der Amid- und Harnstofistickstoff ver-
C. G. L. Wolf: Tabelle VII.
Plasmon.
6 bis ™ v. | 0,2590| 0,2010) 0,0169 | 0,1841| 0,0234 18 77,90 | 6,56 | 71,34 | 8,86 7 bis 8 v. | 0,3257 0,2865|0,0220| 0,2445] 0,0288 | — — 0,3166 24 81,82 | 6,76 | 75,07| 8,23 | 74.40 | 25,60 | 0,97 8 bis Ф v. | 0,3426! 0,2747| 0,0254 | 0,2493! 0,0251 um 0,0058 | 0,3363 26 80,24 | 7,41 | 72,83| 7,33 | 76,83 | 23,17 | 0,98 9 bis 10% v. | 0,6640) 0,5837| 0,0135 | 0,5702| 0,0345 | 0,0260 | 0,0085 | 0,5965 70 . | 87,90 | 2,05 | 86,86| 5,20 | 76,36 | 24,65 | 0,90 10 bis 11% у. | 0,9878| 0,6548 0,0180 | 0,8368| 0,0480 | 0,0388 | 0,0082 | 0,7924 104 86,54 | 1,88 | 84,71| 4,96 | 82,84 | 17,16 | 0,80 11 bis 12% v. | 0,7064| 0,6303 0,0: 76 | 0,6227| 0,0431 | 0,0348 | 0, ; 64 89,22 | 1,08 | 88,14| 6,10 | 81,04 | 18,96 | 0,75 12 bis 1° n 0,7402) 0,6515| 0,0042 | 0,6473| 0,0441 | 0,0377 | 0,0064 | 0,5024 62 88,03 | 0,67 | 87,46! 5,96 | 85,62 | 14,38 | 0,68 1 bis 2% о. | 0,7317| 0,6600 0,0101 | 0,6490! 0,0496 | 0,0425 | 0,0071 | 0, 50 90,20 | 1,39 88,81| 6,78 | 85,66 | 14,45 | 0,69 2 bis 33n. | 0,6217| 0,5266! 0,0093 | 0,5173| 0,0437 | 0,0379 | 0,0068 | 0,4287 42 84,70 | 1,60 | 83,20| 7,03 | 86,90 | 13,10 | 0,69 Sbis@n. | 0,5273| 0,4457| 0,0068 | 0,4399| 0,0387 | 0,0342 | 0,0045 | 0,3894 32 84,54 | 1,08 | 83,46| 7,34 | 88.26 | 11,74 | 0,74 4 bis fa | 0,4822) 0,4039! 0.0186 | 0,3553 0,0418 | 0.0357 | 0,0061 | 0,3666 2 83,78 | 3,86 | 79,99| 8,67 | 85,32 | 14,68 | 0,76 5 bis 6 n. | 0,3214| 0,2834 0,0118 | 0,2716] 0,0264 | 0,0231 | 0,0033 | 0,2198 20 88,16 | 3,69 | 84,47| 8,22 | 87,50 | 12,50 | 0,68 6 bis ™ n. f| 0,6217| 0,5456] 0,0161 | 0,5295| 0,0451 | 0.0391 | 0,0060 | 0,3936 40 187,76 | 2,58 | 85,18| 7,26 | 86,78 | 13,22 | 0,63 7 bis 8% n. | 0,5668! 0,5161| 0,0102 | 0,5059! 0,0301 | 0,0246 | 0,0055 | 0,3575 36 91,06 | 1,79 89,27 | 5,31 | 81,84 | 18,16 | 0,63 8 bis 9 в. 0,3595; 0,3100| 0,0136 | 0,2974] 0,0203 | 0,0173 | 0,0030 ' 0,2176 32 86,48 | 8,77 62,71| 65,65 | 85,30 | 14,70 | 0,61 9 bis 10 n. | 0,7238| 0,6686| 0,0211 | 0,6475| 0.0254 | 0,0194 | 0, 0,4016 42 92,38 | 2,91 8947) 3,61 76,15 | 23,85 0,66 10 bis 11» n. | 0,4624) 0,4202] 0,0160 | 0,4033 0.0258 | 0.0178 | 0,0080 | 0,3725 62 90,87 | 2,66 ! 87,21! 5,58 69,15 | 40,85 | 0,81 11% n. bis ™ v. | 3,2800) 2,8120 oosa | Gw 0,1993 | 0,0331 | 2,6210 210 86,74 | 3,32 | 82,42| 710 | 85,75 | 14,25 | 0,80
7 v. bis P о. |12,4662110,8645| 0,3330 |10,5215
929
84,43 | 6,43
0,8009
0,6685 | 0,1324 | 9,3503 83,45 | 16,55
0,75
balten sich ganz parallel zur Gesamtstickstoffkurve, doch die relativen Harnstoffwerte sind anscheinend höher als die bei einfacher Fieischkost ermittelten. Es scheint also eine sehr
Ausscheidungsseit von N, В und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. I. 233
vollständige Desamidierung des Eiweißes vor sich zu gehen. Es ist beschtenswert, daß der Gesamtwert für Ammoniak für den ganzen Tag — 2,67 — ein niedriger ist. Die totale absolute Menge, 0,33, ist geringer als bei Gelatine oder Fleisch, was zum Teil, da Plasmon ein Natriumsalz des Caseins ist, auf die mit dem Eiweiß verabreichte Menge fixen Alkalis beruhen kann.
Dieselbe Steigerung wird in dem Verhältnis vom Gesamt- sohwefel zum Gesamtstickstoff über das ursprüngliche in der Nahrung hinaus beobachtet, der Wert erreicht jedoch nicht die bei Fleisch gefundene Höhe. Einmal fällt er sogar unter den in der Nahrung selbst, nämlich 3,51, und zwar in der sechzehnten Stunde zwischen zwei Erhebungen. Wodurch dieser niedrige Wert bedingt ist, läßt sich unmöglich sagen.
Der neutrale Schwefel unterliegt durch die Plasmonauf- nahme viel weniger Störungen als durch die anderen Eiweißdiäten. 0,0082 g neutraler Schwefel werden ausgeschieden bei Ausfuhr von 0,98 g Stickstoff! — in der Hungerperiode finden wir im Vergleich 0,0058 g Schwefel und 0,258 g Stickstoff.
Die prozentische Ausscheidung von Stickstoff und Schwefel zeigt im Vergleich zu der bei Gelatine und Fleisch ein engeres Nebeneinanderlaufen der beiden Kurven, so daß bei diesem Ei- weißtyp eine innige Übereinstimmung in bezug auf Abbau und Ausscheidung zwischen den S-armen und B-haltigen Gruppen dieses Elementes zu bestehen scheint. | |
— — — ern en m...
Die Ausscheidungszeit von Stickstoff, Schwefel und Kohlenstoff nach Aufnahme von Eiweißsubstanzen und ihren Spaltungsprodukten.
| | | П. Die Zeit der Ausscheidung von Eiweißabbauprodukten beim Menschen.
тоа Charles С. L. Wolf = unter Mitwirkung von Emil Österberg.
(Aus der Chemischen Abteilung des Medical College der Oomell-Universität, | New York.)
(Eingegangen am 10. Februar 1912.) . Mit 12 Figuren im Text.
| Uarustotf.
Um der Reihe nach die bekannten Stufen des Eiweißumsatzes bezüglich ihrer Ausscheidung zu verfolgen, beschlossen wir im Laufe der vorliegenden Versuche einige der Zwischen- und End- produkte zu verabreichen, um die für ihre Abgabe in Form von Harnstoff nötige Zeit festzustellen. Auf diese Weise glaubten wir, ung einige Klarheit über die Zeit des Übergangs von einer zur andern Abbaustufe zu verschaffen.
Natürlich müssen wegen der Bedingungen, unter denen der Mazeninhalt in die Gedärme entleert wird, und wegen des unbekannten Absorptionstaktors dieses Organs alle erhaltenen Resultate mit großem Vorbehalt gedeutet werden. Der erste derartige Versuch wurde mit Harnstoff ausgeführt. 25 g dieser in 200 com Wasser gelösten Substanz wurden bei dem ge- wöhnlichen Frühstück um 7° Uhr früh aufgenommen. Bis 6 Uhr aberds wurde keine Nahrung genossen, um 1 Uhr mittags 200 ccm Wasser und 5 Uhr nachmittags 100 com.
С. Q. L. Wolf: Ausscheidungereit von N, S und С usw. IL 235
Wie aus der Kurve erhellt, geht die Ausscheidung, um Feders Ausdruck zu gebrauchen, mit einer „explosiven Schnelligkeit“ vor sich (Fig. 1).
In der ersten Stunde steigt die Ausscheidung wesentlich über diejenige in der Hungerperiode hinaus, und in der zweiten Stunde schon wird das Maximum, das бѓасһе der stündlichen
Menge, erreicht. Daß an- dere Abbauprozesse nicht
übermäßig dabei angeregt „маа и aors IN
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Bei Durchsicht der prozentischen stündlichen Schwefelausscheidung ist jedoch zu erkennen, daß anhaltend Schwefelver- bindungen über die beim Frühstück eingenommene
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wur ТМ HI NAT I: reen eg Deg RRC kurve hervor und zwei- баб S. 0018 N — tens daraus, daß im Höhe- At ВБ ран м. punkt: дег N-Abgabe die "~er H \\ | | | | | | Gesamtachwofelmengefür WAT CT den Tag relativ eine nied- | IA BEHE rige ist (Tab. I). TIN CETAN SES жык
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Menge hinaus ausgeschie- — den wurden. Am Ende к d der fünften Stunde wurde d | BS E mehr Schwefel eliminiert, Aarnstof v. dee, a Ka р , Hohlenstog 0.023 als faktisch in der Ver- Fig. 1. Harnstoff.
suchskost enthalten war.
Daß ein extra Abbau der S-haltigen Gruppen durch die Harnstoffeinverleibung nioht hervorgerufen wurde, ergibt ein Vergleich der in anderen Versuchen erlangten Zahlenwerte. Bei der ursprünglichen Kost betrug die Schwefelausscheidung 0,54 und 0,69 g, bei Fetten und Kohlenhydraten allein 0,85 resp. 0,64 g. |
Die Ammoniakausscheidung ist interessant, weil sie eir:9 Ammoniakbildung rückwärts aus Harnstofi zeigt, was schon
C. G. L. Wolf: ` | |
Ta e. bis 7° n. a 0,3791 Fan 0,4851 | 0,3194
10,88
von Jacoby konstatiert worden ist.
91,37
2,25 | 89,12
2,88 | 65,86
0,1657 |10
34,14
0,63
Zweifelloe hat hier die
236 Tabelle I. Harnstoff. BI a 48 | sc | asgje Lgl Prozentuak + $ ` @ S A Periode Ba Ӯ Š Е S $ Е $ a; 37 Ausscheidung н 35| 43| 13, 45 | 83 1523 83 stündlich arnmenge 0 к сот s | — e g g g g 8 8 5 | Stick- |Bohwe- | 00 | AANI AANI N:8 | %8| %,5 | ON | stof | Mei 6 bis ™ v. | 0,2961! 0,2538 0,0245 0,2203 0,0245 | 0,0184 | 0,0061 | 0,2830 22 | 86,72 | 8,27 | 77,45 | 8,27 | 75,22 | 24,78 | 0,96 7 bis 8 у, | 0,6513! 0,6154] 0,0161 | 0,5083! 0,0327 | 0,0222 | 0,0108 | 0,5180 44 94,50| 2,47 | 92,03| 6,02 | 67,92 | 32,08 | 0,80 | 5,05 | 28,29 8 bis Oh e 1 1,5570| 0,0406 | 1,5164| 0,0262 | 0,0164 | 0,0098 | 0,8760] 12,83 | 22,98 122 94,36 | 2,46 | 91,90) 1,60 | 62,76 | 37,24 | 0,53 | 17,88 | 50,48 9 bis 10 v. 1 1,2710| 0,0203 | 1,2567| 0,0279 | 0,0174 | 0,0106 | 0,8330] 10,56 | 24,05 : 100 94,10| 1,50 | 92,60| 2,05 | 62,37 | 37,63 | 0,61 | 28,44 | 74,53 10 bis 11% v. | 1,1170) 1,0100| 0,0093 | 1,0007! 0,0243 | 00,147 | 0,0096 | 0,6760] 8,68 | 20,86 78 90,34 | 0,83 | 89,51| 2,18 | 60,34 | 39,66 | 0,60 | 37,12 | 95,48 11 bis 1% у, | 0,8585| 0,8080 0,0076 | 0,8004| 0,0227 | 0,0144 | 0, 0,5320] 6,68 | 19,57 44 94,10| 0,89 | 93,21| 264 | 6337 | 36,63 | 0,62 | 43,80 | 118,05 12 bis 1» n. | 0,6513 0,5880| 0,0127 | 0,5753] 0,0207 | 0,0120 | 0,0087 | 0,4295] 5,06 | 17,86 40 90,26| 1,94 | 88,32| 3,18 | 58,23 | 41,77 | 066 | 43,85 | 132,49 1 bie gp o | 0,6472 0,5860| 0,0169 | 0,5891 0,0196 | 0,0122 | 0,0074 | 0,4173] 8,03 | 1690 38 90,54| 2,61 | 87,93| 3,03 | 62,37 | 37,63 | 0,65 | 53,88 | 149,79 2 Ыз З о, [0, ‚8008| 0,0220 | 0,5785 0,0184 | 0,0108 | 0,0076 | 0,4197] 5,08 | 15,86 34 91,84| 3,36 | 88,48| 2,81 | 58,67 | 41,33 | 0,64 | 58,96 | 165,65 3 bis 4* n. | 0,6598| 0,5922| 0,0220 | 0,5702) 0,0185 | 0,0106 | 0,0080 | 0,4078! 513 | 1 36 89,75| 3,33 | 86,42| 2,80 | 56,66 | 43,34 | 0,62 | 64,09 | 181,58 4 bis 5% о. | 0,5751 0,5246| 0,0185 | 0,5051| 0,0172 | 0,0098 | 0,0074 | 0,3538 4,47 | 14,82 34 91,20| 3,38 | 87,82| 2,99 | 56,90 | 43,10 | 0,62 | 68,56 | 196,40 5 bis & n. | 0,5456| 0,5076| 0,0118 | 0,4958! 0,0169 | 0,0100 | 0,0069 | 0,3470] 4,24 } 14,57 28 93,02| 2,17 | 90,85| 3,10 | 59,40 | 40,60 | 0,64 | 72,80 | 210,97 6 bis An. 0,5774! 0,5142| 0,0171 | 0,4971| 0,0215 | 0,0129 | 0,0086 | 0,3446 34 89,07 | 2,97 | 86,10| 3,78 | 59,80 | 40,20 | 0,60 7 bis gn | 0,8120| 0,7318! 0,0110 | 0,7208| 0,0219 | 0,0122 | 0,0007 | 0,4017 54 90,12| 1,35 | 88,77| 2,70 | 55,40 | 44,60 | 0,50 | 8 bis 9 n. | 0,6133 0,5414 0,0085 | 0,5329] 0,0279 | 0,0137 | 0,0142 | 0 | 44 88,27| 1,38 | 86,89| 4,56 | 49,10 | 50,90 | 0,60 Ä 9 bis 10è n. | 0,6303} 0,5690 0,0110 | 0,5580| 0,0345 | 0,0252! 0,0093 0,4450 36 90,28| 1,76 | 88,63| 5,47 | 73,14 | 26,86 | 0,71 | 10 bis 11è n. | 0,5541| 0,5055 0,0051 | 0,5004| 0,0296 | 0,0218 | 0,0078 | 0,3494 32 91.21| 0,92 | 90,29 | 5,34 | 73,97 | 26,03 | 0,63 | 115 n. bis 7% у. | 4,2770! 3,8590 0,1276 | 3,7314| 0,1046 | 0,0832 | 0,0214 | 2,8220 | 290 90,24| 2,98 | 87,26| 2,45 | 79,52 | 20,48 | 0,66 '
Harnstoffaufnahme die Ammoniakabgabe in hohem Maße ge- steigert und gibt möglicherweise eine Erklärung über die Her- |
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. IL 237
kunft des Ammoniaks im Harn. Synohron und analog mit der rapiden Abnahme des Stiokstofis fällt auch der Ammoniak, und in der fünften Stunde steht er, relativ und absolut ge- nommen, auf derselben niedrigen Stufe wie bei Eiweißfütterung.
Die Harnstoffausscheidung bietet einige bemerkenswerte Punkte. Bei anscheinend ungewöhnlich großer susgeschiedener Menge ist das Verhältnis von Harnstickstoff zum Gesamtstick- stoff nicht so hoch, wie man erwarten möchte, nämlich nicht höher als nach aufgenommener Eiweißkost und unter dem von Scohöndorf£f!) beim Hunde wie auch unter dem von uns?) an der- selben Tierspezies unter ähnlichen Bedingungen gefundenen Werte. Selbst in der fünften Stunde mit einer Gesamtammoniakaus- scheidung von nur 0,0076 g beträgt der relative Wert nur 03°/,. Die Unvollständigkeit der Analysen 1586 uns darüber im Zweifel, welche Stoffe für den Rest dieses Stickstoffs ver- antwortlich sind. Aber es hat den Anschein, als ob gewisse Stoffe, die, wie aus der niedrigen Gesamtschwefelmenge an diesem Zeitpunkte hervorgeht, keinen Schwefel enthalten, wahrscheinlich aus der unbestimmten Stickstofigruppe mit dem Harnstoff zusammen aus dem Organismus herausgedrängt werden.
Die absolute, während dieses Versuches berechnete Menge von neutralem Schwefel ist so niedrig oder niedriger als in irgendwelchen vorangegangenen Versuchen.
Die Kohlenstoffmenge ist, wie man voraussehen kann, ge- ring, за Zeiten 0,60 und einmal sogar 0,50 betragend. Da das C:N-Verhältnis im Harnstoff 0,43 lautet, hat man hier wieder einen Beweis für die Nützlichkeit der Kohlenstoffbestimmung, um mit Hilfe dieser den als Harnstoff ausgeschiedenen Stiok- stoff zu berechnen.
Ammoniumcitrat.
Nach dem Harnstofiversuch, der die außerordentliche Schnelligkeit in der Eliminierung dieses Stoffes aus dem Körper dartat, stellten wir es uns zur Aufgabe, die Zeit zu bestimmen, nach weloher, durch Aufnahme einer ohne Desamidierung direkt
1) Sohöndorff, Arch. f. d. ges. Physi l 117, 257, 1907. 8) Wolf und Österberg, diese Zeitschr. 85, 329, 1911.
238 C. G. L. Wolf:
zur Harnstoffbildung führenden Substanz, eine Maximumharn- stoffkurve erreicht würde (Fig. 2).
Auf diesem Wege hofften wir Kenntnis über die zur direkten Harnstoffsynthese aus Ammoniak nötige Zeit zu gewinnen. Die gewählte Substanz war ein organisches Salz, nämlich Am- moniumcitrat. Dies wurde durch Neutralisieren von Citronen- s säure mit Ammoniak hergestellt und Cochenille als Indicator dabei be- nutzt. Die Lösung enthielt 4,07, Stickstoff, entsprechend 4,96°/, Am- moniak. Von dieser Lösung wurden 250 ccm zugeführt gleich einer Menge von 12,4 g Ammoniak oder 10,16 g Stickstoff. |
Leider ist dieser Versuch nicht. geglückt, denn 15 Minuten nach Auf- nahme dieser Portion Ammonium- citrat stellte sich bei der Versuchs- person Erbrechen und während des ganzen Tages mehr oder weniger Un- behagen ein. Gegen Abend jedoch hatte sie sich von den Wirkungen des Versuchs wieder ganz erholt. Das Erbroochene wurde zur Analyse nicht aufbewahrt, so daß man in bezug auf die zurückgehaltene Ammoniumecitratimenge nichts Bestimmtes aussagen kann. Der Harn wurde nur 6 Stunden lang nachher gesammelt und die hieraus ermittelten Angaben zeigen, daß ein gewisses Quantum des Citrats su- ‚rückgehalten und als Harnstoff ausgeschieden wurde; das Mazi- mum erschien in der dritten Stunde, während es beim Harn- stoff als solcher verabreicht in der zweiten Stunde erreicht wurde. In der ersten Stunde kommt eine deutliche Ammoniak- steigerung zum Ausdruck. Wenn wir dies mit den bei Am- moniumchlorid gefundenen Resultaten vergleichen, finden wir bei letzterem den Gipfel sthon in der zweiten Stunde (Tab. П).
Es ist möglich, daß die Ergebnisse auf die anormalen Be- dingungen in diesem Citratversuoh zurückzuführen sind und daß fast sofort nach der Einnahme etwas Citrat in den Dünn- darm gelangte und hier absorbiert wurde. Auch ist es nicht ausgeschlossen, daß ein Teil dieses Ammoniaks in den Blut-
Ausscheidungszeit von N, 5 und О nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 230
strom dorch die Magenwand aufgenommen und so fast augen- blicklich als Ammoniak ausgeschieden wurde.
Tabelle П.
Ammon-Citrat,
ts P em va = м ҮТ НИ Harnmenge LE EE Re 3 $23 Së
0,0842 | 0,0128 | 0,0080 | 0,0048
6 be 7 v. [|01227 | 0,1036 14 68,64 | 10,50 | 62,07 | 37,93
7 bis 8è v. 0,1819 | 0,1396 | 0,0415 | 0,0981 | 0,0176 | 0,0110 | 0,0066
18 76,73 | 22.80 | 53,93 | 9,70 | 62,00 | 38,00
8 bis v. 0,2167 | 0,1713 | 0,0330 | 0,1383 | 0,0184 | 0,0110 0 ‚0074 20 79,40 15.30 | 64.10 8, 52 59, 80 | 40,20
9 bis 10° v. [0,5964 | 0,5223 | 0,0245 | 0,4978 0,0297 0,0201 0,0096 66 87,60 411 83,49 4 98 | 67,70 | 32,30
10 bis 11° у. 0,3934 | 0,3447 | 0,0127 0,3320 0,0228 0,0143 0,0085 62 3,23 | 84,41 | 5,80 | 62,90 | 37,10
87,64 11 bis 12 у, [0,3214 | 0,2749 | 0,0110 | 0,2639 | 0,0187 | 0,0124 | 0,0063
40 85,52 | 3,42 | 82,10 | 5,82 | 66,50 | 33,50 12 bis In. [0,3511 | 0,2876 | 0,0161 | 0,2715 | 0,0165 | 0,0097 | 0,0068 С. 81,92 | 4.58 | 77,34 | 4,72 | 58,75 | 41,5
Tv. bis 1% о. {2,0599 | 1,7404 | 0,1388 | 1,6016 — 0,0786 | 0,0452 228 84, 4 6,74 77,73 63,47 | 36,58
Bei aller Unvollständigkeit zeigt der Versuch doch die Schnelligkeit, mit weloher Ammoniaksalze in Harnstoff und der aus Eiweißzerfallsprodukten gebildete Ammoniak in die neutrale Verbindung verwandelt werden.
Ungeronnenes Hühnereiweiß,
Es liegen umfangreiche und bedeutungsvolle Studien über die Wirkung des unkoagulierten Hühnereiweißes auf die Ver- dauung vor, die fast alle darin übereinstimmen, daß die Auf- nahme von Eiereiweiß im geronnenen Zustande zu einem ver- langsamten, spät einsetzenden Abbau dieses Stoffes führt. Viele Theorien sind zur Erklärung dieser Erscheinung aufgestellt _ worden, unter anderen auch die Gegenwart von verdauungs- hemmenden Antifermenten. : Die Tatsache, daB per os einge- · führtes, ungeronnenes Eiereiweiß in die Blutbahn als solches,
90 OO L. ЖоК: | oder sehr wenig modifiziert, gelangt, scheint dadurch bewiesen, daß der Harn Substanzen enthält, die auf das Serum von da- gegen immunisierten Tieren Reaktionen ergeben. Es schien daher von großem Interesse, den Ausscheidungsverlauf nach Einnahme von reichlichen Mengen ungeronnenen Eiweißes zu verfolgen. Zu diesem Zwecke wurden 1000 com vom Eigelb sorg- fältig getrenntes Eiweiß beim Morgenfrühstück verzehrt, dieses enthielt an diesem Tage 16,6 g Stickstoff und 1,95 g Schwefel. Es muß nooh hervorgehoben werden, daß in keiner Harnprobe dieses Tages Spuren von Eiweiß mittels einer sorgfältigen Probe von Natriumohlorid, Essigsäure und Erhitsen entdeckt
Die Ergebnisse einer so großen verabreichten Eiereiweiß- menge waren gänzlich von den bisher beobachteten verschieden und sind im Vergleich zu denjenigen nach einer fast gleioben Menge geronnenen Eiereiweißes höchst lehrreich. In diesem ersteren Falle herrscht zwischen Schwefel und Stickstoffabbau in keiner Beziehung Harmonie, die S-Ausfuhr hinkt der N-Aus- scheidung nach. Die Stickstoffabsonderungskurve ist keines-
Ausscheidungszeit von N, S und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 241
wegs steil und erreicht in der vierten Stunde ein Maximum, dem in der Stunde vorher ein fast gleich hoher Wert entsprach, und dem eine. Periodo mit fast demselben Niveau folgt, so daß . die Kurve an Stelle des scharfen Gipfels, der bei den anderen Eiweißfütterungen so charakteristisch zur Geltung kam, ein breites Plateau bildet. Die Ausscheidung bleibt anhaltend auf einer relativ hohen Stufe mit einer sekundären Erhebung in der achten Stunde, wo der Schwefel sein Maximum erreicht.
Da weder feste Nahrung noch Wasser bis zur 15. Stunde aufgenommen wurden, sind alle Schwan- kungen in der Kurve an diesem Tage nur allein von der beim Frühstück verfütterten Kost abhängig.
Es fällt auf, daß die an diesem Tage ausgeschiedene Stick- stoffmenge nach keiner Richtung hin mit der bei anderen Ei- weißarten erzielten vergleichbar ist. In den Faeces war eine erhebliche Menge dee durch die Eingeweide eliminierten Eiweißes vorhanden. Die Stühle waren von weicher Konsistenz, doch trat keine Diarrhöe infolge der Diät auf. An Stelle von 1,5 bis 2,5 g Stickstoff, die in den Faeces nach Nahrung mit einer ähnlichen Stickstoffmenge beobachtet wurden, ergab die Ana- lyse in diesem Falle 9,5 g, mehr Stickstoff sogar, als im Harn enthalten war (Tab. III).
Obgleich die N-Kurve derartig von der Norm abweicht, ist die Ammoniakkurve im ganzen gleich denen nach Ver- fütterung anderer Proteinarten; in der fünften Stunde erreicht das Verhältnis zum Stiokstoff wie auch die absolute Menge den tiefsten Wert.
Auf die Amid- und Harnstoffstickstoffzahlen brauchen wir nicht weiter einzugehen.
In dem 8:N-Verhältnis begegnen wir jedoch bis jetzt noch nicht gefundenen, außerordentlich hohen Werten. In der 14. Stunde war das 100 8:N-Verhältnis an einem Punkte auf 18,1 gestiegen. Es ist uns wenigstens nicht bekannt, daß andere Forscher einen Urin mit einem solch bohen Verhältnis je erhalten hätten. In unssrer ganzen vorherigen Arbeits- erfahrung sind wir nie auf solch eine Zahl gestoßen. Dieser hohe Wert und die gleichmäßig nach oben gerichtete Kurve der Schwefelabgabe erscheinen zu einer Zeit, wo- die N-Ausfuhr
im Sinken begriffen ist. Biochemische Zeitschrift Band 60. 16
C.G.L. Wolf:
Tabelle III.
A D | ы | au wm = li Sal Aa Prosentuale Periode E 338 EE EK ZE 32 Š Ausscheidung «0 Н © А
Harnmenge <3 cb ES 1: D 23 3 stündlich
Reaktion g g g — g g € | Suek. Sohe KU De AN | М %/8 | °S |C:N | stoff
6 bis 7 v. [0,1430 [0,1206 10,0186 | 0,1020 [0,0143 [0,0093 | 0,0050 10,1546] T 20 83,83 |- 12,94 | 7089 | 10,00 | 65,10 | 34,90 | 107 sauer
7 bis 8% v. 10,2707 | 0,2200 | 0,0152 | 0,2048 | 0,0222 | 0,0154 | 0,0068 | 0,3436 32 | 81,23 | 5,63 | 75,60 | 8,20 | 69,56 | 30,46 | 1,27 | 164 | 124 alk.
8 bis 9 у. [0,2453 | 0,2052 | 0,0068 | 0,1993 | 0,0209 | 0,0130 | 0,0079 | 0,3060] 1,48 | 1,07 40 83,63 | 2,40 | 81,28 | 8,52 | 62,07 | 37,93 | 1,26 | 312 | 221 alk. |
9 bis 10% v, [0,4421 | 0,3632 | 0,0108 | 0,3524 | 0,0345 | 0,0253 | 0,0092 | 0,5611 | 2,66 | 1,77 65 82,16 | 2,45 | 79,71 | 7,81 | 73,25 | 26,75 | 1,27 | 578 | 3,98 alk.
10 bis 11% v. [10,4610 | 0,3955 | 0,0059 | 0,3896 | 0,0377 | 0,0269 | 0,0108 | 0,5874 | 2,78 | 1,93 102 86,80 | 1,28 | 84,62 | 8,18 | 71,30 | 28,70 | 1,27 | 8,56 | 591 alk. | |
11 bis 12 у. [0,4356 | 0,3723 | 0,0044 | 0,3678 | 0,0451 | 0,0360 | 0,0091 | 0,5466 | -2,02 | 231 80 86,43 | 1,02 | 84,41 | 10,35 | 79,90 | 20,10 | 1,25 |1118 | 82% alk. |
12 bis 1^ n. [0,3553 | 0,3004 | 0,0034 | 0,2970 | 0,0448 | 0,0866 | 0,0092 | 0,4245 | 2,00 56 84,50 | 0,95 | 83,55 | 18,61 | 79,60 | 20,50 | 1,20 |13,7 |10,5
1 bis Ф а. 10,3468 | 0,3008 | 0,0034 | 0.2969 | 0,0467 | 0,0378 | 0,0099 | 0,4131] 2,08 | 2,40 * 86,60 | 0,97 | 85,63 | 13,46 | 80,85 | 19,16 | 1,19 115,35 | 12,98
2 bis 3 п. [0,4018 | 0,3674 | 0,0068 | 0,3506 | 0,0621 | 0,0387 0,0134 |0,44401 2,42 | 267 10 88,96 | 1,68 | 87,28 | 13,00 | 74,32 | 25,68 | 1,11 |1711 | 15469
3 bis 4% n. [0,3384 | 0,2919 | 0,0068 | 0,2851 | 0,0430 | 0.0387 | 0,0072 | 0,3796 | 2,04 50 86,25 | 2,00 | 84,25 | 12,90 | 83,55 | 16,45 | 1,12 |1981 |1784
4 bis Po |0,3342 | 0,2813 | 0,0083 | 0,2720 | 0,0518 | 0,0433 | 0,0065 | 0,3756 | 2,01 | 2,65 “ 184,20 | 2,79 | 81,41 | 15,50 | 83,50 | 16,50 | 112 |21,82 |2049
5 bis бп. | 0,3384 | 0,2897 | 0,0118 | 0,2779 | 0,0489 | 0,0408 | 0.0081 | 0,3830 | 204 | 2,51 * 85,62 | 3,50 | 82,12 | 14,45 | 83,37 | 16,63 | 1,13 |23,86 | 23,00
6 bis ™ n. |0,4103 | 0,3384 | 0,0169 | 0,3215 | 0,0551 | 0,0480 | 0,0071 |0,4418| 2,47 | 283 50 82,48 | 4,12 | 78,36 | 13,43 | 87,00 | 13,00 | 1,08 |2633 |2583
7 bis 8 п. [0,2760 | 0,2242 | 0,0177 | 0,2065 | 0,0487 | 0,0401 | 0,0086 0,3236 | 1,66 | 2,50 24 81,54 | 6,46 | 75,08 | 17,72 | 82,24 | 17,76 | 117 |27,99 |2533 Sauer
8 bis ® n. {0,2538 | 0,2157 | 0,0195 | 0,1962 | 0,0411 | 0,0316 | 0,0095 | 0,2688] 1,58 | 211 22 85,00 | 7,66 | 77,34 | 16,20 | 76,94 | 23,06 | 1,06 |2952? | 30,44
Eieralbumin unkoaguliert,
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 243
Tabelle III (Fortsetzung). Eieralbumin unkoaguliert.
— —
|
, d t 8 Kl pi D EK . Prosentuals Periode SR 53 43 58 =5 TS 5 Ausscheidung ; 21331235 ав Еа | 3 | endlich arn menge dei 3 3 5 Si 2 тш" [0a | #2 | Saas al ad [|] ess Reaktion g g g g o/a N S | 8 CN
9 bis 10° п. [0,3342 | 0,2792 00271 | 0,2321 | 0.0608 |00513 0,0093 [0,3752 | 2,01 | 3,11 83.55 75,45 | 18,15 | 84,55 | 16,45 | 1,12 |3163 | 33.65
10 bis CA n. 10,3293 02707 00190 0,2517 | 0,0563 | 0,0492 | 0,0071 | 0,3556 2,90 36.45
76,44 | 17,12 | 87,30 | 12,70 | 1,08 33, 61
P n. ie T v.] 3,1170 | 2,6065 See 2,4436 | 0,4003 | 0,3596 | 0,0497 | 3,6210 78,41 | 13,13 | 87,55 | 12,45 | 1,16
7a v. bis 7° n. | 8,6892 | 7,3109 | 0,3459 | 6,9650 | 1,1197 | 0,9293 | 0,1904 110,150: 1113 84,14 | 3,98 | 80,16 | 12,90 | 83,00 | 17,00 | 1,17 |37,8 |44,6
In den früheren Versuchen haben wir gesehen, daß die Erhebung des Schwefels mit derjenigen des Stickstoffs zu- sammenfällt. Nach Erreichung des Gipfels hört die konver- gierende Tendenz der Schwefelkurve auf, indem sie größere stündliche Prozentwerte als der Stiokstoff liefert. In diesem Versuch ist gerade das Gegenteil der Fall. Die stündlichen prozentischen Abgaben des Schwefels stehen im Anfang deut- lich unter denen des Stickstoffs, erst in der sechsten Stunde übersteigt der ausgeschiedene Schwefel den Stickstoff pro Stunde. Von diesem Punkte ab beträgt die Differenz fast 1°/,.
Bei ungeronnenem Eiweiß nimmt anscheinend der Schwefel- und Stickstoffumsatz eine Sonderstellung ein. Während der Organismus beim N-Abbau auf Schwierigkeiten stößt, gestaltet sich die Oxydation des Schwefelanteils des Eiweißmoleküls gleichmäßig, setzt zwar im Anfang mit einer gewissen Lang- samkeit ein, schreitet aber dann glatt vorwärts. Eine be- trächtliche Schwefelmenge wird hier zu einer Zeit ausgeschieden, wenn die Kurve in anderen Eiweißversuchen abwärts gerichtet ist. Daraus geht hervor, daß die Schwefelgruppen im unkos- gulierten Eiweißmolekül länger den Abbauprozessen widerstehen, doch dann geht der Umsatz dieser Komplexe, wenn erst einmal
16*.
244 С. С. L. Wolf:
die Aufspaltung begonnen hat, mit größerer Schnelligkeit vor sich. Die Art und Weise, wie der Schwefel abgebaut wird, unter- scheidet sich nicht von derjenigen in anderen Eiweißarten, denn die Werte der verschiedenen Schwefelfraktionen sind im wesentlichen dieselben wie in den übrigen Eiweißfütterungs- versuchen.
Die Anomalien in der Sohwefelausscheidung scheinen nicht durch den ungeronnenen Zustand des Proteins bedingt, denn ein verzögerter Höbepunkt tritt auch in dem später zu be- schreibenden Versuch mit gekochtem Eiereiweiß auf.
Ammoniumchlorid.
Die Substanz wurde untersucht, um die Zeit zu berechnen, die ein Ammonsalz, das nicht in Harnstoff übergeht, zur Aus- scheidung als Ammoniak erfordert.
ба in 100 ocom Wasser gelöstes Ammoniumchlorid wurden verabreicht. Das Frühstück mit dieser Zulage enthielt 2,5 g Stiokstoff und 0,116 g Schwefel (Tab. IV u. Fig. 4).
E Ze B M W V
Re
Can „ШИ И KIT E
4
IND d
А АД 2 Р
KESAS TET INI CIR: sang am ANEA аш SES NIA N et GE SR кчы «НАЕ — EE Neutral ае Fire
Fig. 4. Ammoniumohlorid.
Die N- und Harnstoffkurven verlaufen genau wio diejenigen nach der ursprünglichen Diät und scheinen durch das Am- moniaksalz nicht wesentlich beeinflußt. Dagegen zeigt dio Ammoniskkurve einen ganz auffallonden Unterschied. Am
Ausscheidungszeit von N, S und О nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 245
_ Gesam Stiokstoff
0,5626 0,4991 0,4187 0,3723 0,3003 0,2580 0,2115 0,1861 0,1946 0,1946 0,2326 0,8384 0,3723 0,8341 0,3130 .1 3,4190
8,4398 |
d
Tabelle IV.
Ammoniumchlorid.
‚2326 | 0,1903 | 0,0372 81,80 | 16,00 0,4864 | 0,0584 86,45 | 10,38 0,4420 | 0,0465
88,67
9.32
0271 | 0,0423 88.58 | 10,10
0,3236 | 0,0431 | 0
87,00 | 11.59 0,2707 | 0,0431 90,14 | 14,37 0,2178 | 0,0372 84,43 | 14.43 0,1602 | 0,0338 80,00 | 16,00 0,1416 | 0,0313 76 14 | 16,82 0,1607 | 0,0330 82,60 | 16,95 0,1629 | 0,0355 83,70 | 18,28 0,1925 | 0,0381 82.72 | 16.36 0,2876 | 0,0305
85.00
9,00
0,3214 | 0,0279
86,36
7,60
0,2919 | 0,0254
87.36
7,60
0,2665 | 0,0262
86,16
8,36
2,9340 | 0,2765
85 82
7,2292 85,64
8,09
0,8660
10,24
L
AN IN N | dé d N:8 | 1565 | 0,0245 | 0,1320 | 0.0220 | 0,42 | 12,61 | 67,81 | 11,76
% 8 выг Tv. [олов [о, 0,0145 8 63,50
0,1531 | 0,0243 65.80 | 10.45 0,4280 | 0,0396
0,1354 | 0,0169 64,00 | 7,98 0,1103 | 0,0168 69.32 | 8,46 0,1277 | 0,0169 65.65 | 8.68 0,1274 | 0,0181 65,44 | 932 0,1544 | 0,0207 66,36 | 8,90 0,2571 | 0,0307 76.00 | 9,07 0,2935 | 0,0354 78,86 | 9,52 0,2665 | 0,0333 79.76 | 9,95
0,2403 | 0,0328 |
76.30 | 10,46 2,6575 | 0,2145 77,73 | 6.27
0,3632 | 0,6108 75,40 | 7,20
ў
0, 0157 61 ,80
0230 0,0144
62.80 0,0134
Prozentuale Ausscheidung
stündlich gesams
—
Schwe- fel
0,0084 | 0,1800 36,50 0,93
O ka Ei ku u petz té Je бф © Соз 6005 620© 28838383888 SLS SISSA
81,60 | 18,50
0,4515 73,84
| 0,1593
26,06
7,4708
9,30 23,50
Ende der zweiten Stunde steigt sie zum Maximum an und ist der Gesamtstickstoffkurve ziemlich ähnlich, während bei der - Normalkost der Ammoniak auf einer niedrigeren Stufe neben `
0,89 | 100 | 90,6
246 С. G. L. Wolf:
dem Stickstoffgipfel steht als in der vorhergehenden Stunde. Es hat also den Anschein, als ob zu irgendwelcher Zeit nach Nahrungszufuhr gebildetes Ammoniak in 2 Stunden sein Maxi- mum erreichen könnte.
Alanin.
Unser nächster Versuch war darauf gerichtet, die Schnellig- keit im Abbau einer 8-freien Aminosäure zu bestimmen. Wir wählten zu diesem Zweck d-l-Alanin, das man als Typus der meisten Aminosäuren ansehen kann.
Diese Säure ist schon in einer Anzahl Untersuchungen ver- wendet worden. Stolte spritzte sie intravenös Kaninchen ein und fand sie zum Teil in Harnstoff übergeführt, bemerkte aber such ein Ansteigen des Reststickstoffs, so daß ein Teil der Amino- säure wohl unverändert ausgeschieden wurde. Auch andere Forscher beobachteten, daß das raoemische Salz der Säure teil- weise nicht umgesetzt im Harn auftritt.
Die letzten Untersuchungen über die Säure verdanken wir Levene und Меуег!), die nachwiesen, daß ein Teil des d-Alanins abgebaut und ungefähr 32°/, im Harn abgesondert wird. Die benutzte Säure war die synthetisch gewonnene dl-Verbindung. Wir konnten damals nicht die d-Modifikation, das Produkt der Eiweißverdauung, anwenden.
50 g der reinen Substanz (Kahlbaum) wurden als Beifutter zum Frühstück verabreicht, es enthielt 9,06 g Gesamtstickstoff, 0,116 g Schwefel. Bis zur 11. Stunde wurde keine weitere Nahrung aufgenommen, dann erst 300 ccm Milch, die übrige Tagesration in der 16. Stunde (Fig. 5).
Die Stickstofisteigerung erinnert an die nach Harnstoff- aufnahme erzeugte Kurve, aber damit ist auch die Ähnlichkeit zwischen den beiden Versuchen erschöpft; beim genaueren Ver- gleich ergibt sich, daß der Alaninversuch eine Kategorie für sich bildet. Zu allererst fallen die sehr niedrigen Werte für Amid- und Harnstofistickstoff auf, was sich am deutlichsten auf den Gesamtkurven ausprägt. Die allgemeine Richtung der drei ist dieselbe, aber die Prozentwerte für Amidstickstoff sinken bis auf 58,8°/,, für Harnstoff auf 56,5°/,, also muß eine sehr große Menge in anderen Formen als Harnstoff ausgeschieden
1) Levene und Meyer, 1. с.
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 247
werden. Bei indirekter Berechnung würden sich, nimmt шап
85°/, als Normalwert für diese Menge Stickstoff an, ungefähr 30°/,
Stickstoff in anderen Formen als durch Harnstoff, wahrscheinlich
als unveränderte Aminosäure selbst, ausgeschieden finden (Tab. V). 0 2 эз € wg e M н
“en ке Alanin.
Diese Berechnungsweise stimmt mit Levenes Hunde- versuch überein, in dem, wie schon erwähnt, 32°/, der Amino- säure unabgebaut ausgeschieden wurden. Dasselbe kommt bei einer Prüfung der Stiokstoff-Kohlenstoffverhältnisse zum Ausdruck. Das C:N-Verhältnis im Harn sollte mit einem zu- nehmenden S:N-Verhältnis einhergehen. Hier finden wir, даб es in der vierten Stunde auf 1,48 ansteigt. Zu derselben Zeit ist die Gesamtstickstoffeusfuhr am höchsten und der Wert für den Harnstoff-Stickstoff sehr niedrig, steht jedoch nicht auf so tiefer Stufe wie in den ersten zwei Stunden. Aus diesen Tat- sachen ist man wohl berechtigt zu schließen, daB das Alania fast sofort nach dessen Einnahme, wahrscheinlich in der ersten Stunde, in den Blutstrom gelangt, und daß ein Teil — die d-Modifikation — gleich als Fremdkörper behandelt, folglich durch den Harn ausgeschieden wird.
248 C. G. L. Wolf: Tabelle V. Alanin, , t f AR Р 38 JE е Prozentaale zs d ШЕШЕНЕ з Harnmenge 8 8 8 A stündlich Gë @| e 5 ma 2| {8 да E Reaktion 8 g 8 8 Schvwe- s Soun (чо Jan | wa |. yon Yun N:8 | 4.8 | °S |O:N | stoff | fel 6 bis av. [0.1] Ta v. 10,1184 184 | 0.0952 [0,0127 0,0825 | 0,0095 0 0,0127 | 0,0825 | 0,0095 0,0006 [0,00290 [0,1137] ` 0,0029 | 0,1137 16 80,36 10,72 69,64 8,00 69,55 30,45 . 0,96 sauer 7 bis 8% v. | 0,5922| 0,3744 | 0,0685 | 0,3059 | 0,0296 | 0,0209 | 0,0087 53 63, 23 11 ‚67 51, 66 5,00 70, 73 29, 27 25,59 sauer 8 bis Oe 0,7443| 0,4400 |. 0,0304 | 0,4096 | 0,0244 | 0,0190 | 0,0054 ked 69, 10 ‚4,09 65, 01 | 3,28 | 77,62 | 22,38 46,58 9 bis 10% v. | 0,8610 0,5092 | 0,0227 | 0,4865 | 0,0235 | 0,0186 | 0,0049 | 20,25 130 59,14 | Zus | 06,60 | 2,73 | 79,0 | eg Age 10 bis 11% v. | 0,9658 0,5683 | 0,0192 | 0,5491 | 0,0234 | 0,0176 | 0,0068 90,95 = 68,83 1,99 | 66,84 | 2,42 | 75,00 | 25,00 87,02 11 bis 12> v. | 0,6640| 0,4167 | 0,0110 | 0,4087 | 0,0188 | 0,0134 | 0,0055 16,96 Кы 62,76 1,65 | 61,10 | 2,85 | 70,65 | 29,36 103,27 12 bis 1è n. | 0,4566! 0,3045 | 0,0085 | 0,2960 | 0,0180 | 0,0125 | 0,0065 15,50 4 66,67 | 1,85 | 64,82 | 3,95 | 69,72 | 30,28 118,77 1 bis 2 п 0,3511 0,2344 | 0,0110 | 0,2234 | 0,0176 | 0,0100 | 0,0067 15,17 к) i 8,13 | 63,73 | 5,02 | 62,00 | 38,00 133,94 2 bis 3% п. | 0,8172 0,2242 | 0,0237 | 0,2005 | 0,0158 | 0,0096 | 0,0062 13,65 26 70,67 7,47 63, 20 | 4,97 | 60,80 | 39,20 147,56 3 bis 45 п. | 0,2916 0,2326 | 0,0271 | 0,2055 | 0,0142 | 0,0082 | 0,0060 19,94 24 79,71 9,28 | 70,43 | 4,37 | 58,00 | 42,00 169,80 sauer 4 bis б п. I 0,2791 0,2242 | 0,0271 | 0,1971 | 0,0129 | 0,0079 | 0,0050 11,12 22 80,33 9,70 | 70,62 | 4,61 | 61,43 | 38,57 170,92 sauer 5 bis 6 а. | 0,2580| 0,1987 | 0,0220 | 0,1767 | 0,0152 | 0,0068 | 0,0084 13,00 20 77,06 | 8,53 | 68,63 | 5,91 | 44,60 | 56,40 183,93 sauer 6 bis 7% п. I 0,2453| 0,1882 | 0,0144 | 0,1738 | 0,0142 | 0,0076 | 0,0066 12.24 20 ‚ | 76,73 | 6,86 | 70,87 | 5,79 | 53,62 | 46,38 196,16 sauer 7 bis 8% n. | 0,2413| 0,1860 | 0,0123 | 0,1737 | 0,0148 | 0,0092 | 0,0056 | 0 12,75 19 771" 5,09 | 72,01 | 6,15 | 62,40 | 37,60 208,91 sauer 6 bis 9 n. | 0,2061 0,2326 | 0,0131 | 0,2195 | 0,0194 | 0,0107 | 0,0087 | 0 78,60 | 443 | 76,17 | 6,54 | 65,30 | 44,70
EE, Een, EE EE Ааа аа
Мили. Сл. — К ea
Aussoheidungszeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. IL 240
dis ото | m ЙЧ
Reaktion ` s |e jg |e |e AN | м:8 |9,8
P e bie Ке D. '10,8746| 8,0373 | 0,4290 | 7,5993 | 73,88 | 4,03 | 69,85
red о злая lu
‚воо! 4,60 | 71,00 | 29,00 | 1,08 | 73,2 | 73,5
Cystin.
Nachdem wir im Aleninversuch die Schnelligkeit der Des- amidierung bestimmt hatten,. wollten wir die Zeitdauer fest- stellen, in der der Schwefel boi einer gegebenen Menge Cystin
. in Schwefelsäure verwandelt wird.
Cystin ist schon wiederholt an normale Menschen ver- füttert worden, bei Cystinurie von Loewy und Neuberg‘), Alsberg und Folin?) sowie von einem von uns mit Shaffer’) und schließlich von einom von uns mit Williams’).
Es ist bekannt, daß der größte Teil des Schwefels, sogar bei Cystinurie, in Schwefelsäure übergeführt wird. Wir ver- abreichten also 10 g aus Menschenhaar dargestelltes und ganz sus sechseckigen Platten bestehendes Cystin zum Frühstück. Der Gehalt an N der Mahlzeit betrug 2,37 g, an 8 2,76 g. Wie bei den Versuchen mit ungeronnenem und geronnenem Biereiweiß, erreicht auch hier der Schwefel sein Maximum lang-
1) Loewy und Neuberg, Zeitschr. f. physiol. Chem. 48, 338, 1904, з) Alsborg und Folin, Amer. Journ. of Physiol. 14, 54, 1906.
3) Wolf und Shatfer, Journ. of Biol. Chem. 4, 439, 1008.
4) Williams und Wolf, ebenda 6, 337, 1909.
250 | С. G. L. Wolf:
samer als der Stickstoff, in diesem Falle in der dritten Stunde (Fig. 6).
Da dieser Versuch sich hauptsächlich mit dem Schwefel befaßt, wollen wir diesen’ Teil der Untersuchung zuerst be- besprechen. Ein eindeutiges Ansteigen in der S Kurve zeigt sich erst in der zweiten Stunde, aber von da ab bis zur elften steigt die Ausscheidung ähnlich wie der Stickstoff beim Alanin-
2 V 6 8E O B a e M KIN
Agent N. 0,020
| SARINE Amid N = INES N Narnstaf 0,100 М — —'
ТҮЛҮГҮ? ҸӰ
LT (REE ми ш БЕ д ээ = ч жа и
“ЕСЕМ
Fig. 6. Cystin.
Schwefsl 0,026 Sulfat 5. 01098
versuch an. Hier jedoch hört die Parallelität auf, denn ein scharfes Sinken der Kurve tritt nicht ein, und die Schwefelausfuhr bleibt auf dem hohen Niveau bis zur dreizehnten Stunde, dann wird die Kurve jäh abschüssig. Bis zu diesem Zeitpunkt sind 60,7°/, des in der Nahrung aufgenommenen Schwefels ausge- schieden worden. Es ist bemerkenswert, daß im Vergleich viel mehr Stickstoff abgebaut worden ist, nämlich 87,0°/, des im Frühstück enthaltenen, so daß etwas wenigstens von dem zu jener Zeit abgegebenen Schwefel wahrscheinlich von anderen Quellen als von dem Cystin stammt. Wenn man das gewöhn- liche S:N-Verhältnis mit 100 S:N = 7,0 berechnet, dann müßte der Überschuß über 1,06 g Stickstoff (dem in der Nahrung ent.
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. П. 261
Tabelle VI Cystin. , v D t 28 =й! „з 33 | Же Е Prosentusle Periode FE gë аў EE 7 EK EK я | Ausscheidung a Harnmenge LE Ek 8:5 ck DE (LS 23 = stündlich in ccm а a | 82 | що * 2 — Reaktion e 8 g g Е g E 8 Stiok- | Sohwe- |N |N AN | N:S |S |°/,„8 |C:N fel 7 bis 8è у. [0,2580 | 0,2157 | 0,0220 | 0,1937 | 0,0302 | 0.0181 | 0,0121 | 0,2086 30 83,60 | 8,53 | 75,07 | 11,00 | 60,10 | 39,90 | 0,81 | 109 | 1,10 пег 8 bis 9° у. |0,3470|02876 | 0,0347 | 0.2529 | 0,0577 | 0.0435 | 0,0142 0,3420] 14,6 | 2,10 40 83,00 | 10,00 | 73,00 | 16,63 | 75,40 | 24,60 | 0,98 | 25,5 | 3,20 sauer 9 bis 10° v. [0,4001 | 0,3387 | 0,0232 | 0.3155 0,0894 | 0,0688 | 0,0206 i 0,3796 | 17.0 | 3,24 и 84,24 | 6,76 | 78,48 | 22,22 | 77,00 | 23,00 | 0,94 | 42,5 | 6,4 10 bis 11» v. [0,3596 | 0.3110 | 0,0212 | 0,2898 | 0.1012 | 0,0872 0.0140 | 0,3600 15,2 | 3,66 — 84,50 | 5,75 | 78,75 | 28,00 | 86,14 | 13,86 | 0,98 | 67,7 | 10,10 amp 11 bis 1% v. |0,3925 | 0.3384 | 0,0235 | 0.3149 | 0,1102 | 0,0972 | 0.0130 | 0,4110 | 16,6 | 4,00 A 86,22 | 5,98 | 80,24 | 28,07 | 88,20 | 11,80 | 104 | 743 | 14,10 12 bis 1* n. |0,3087 | 0 2454 | 0,0254 | 0,2200 | 0,1033 | 0,0890 | 0.0143 | 0,2758 | 13,0 | 3,74 42 79,50 | 8,22 | 71,28 | 33.46 | 86,14 | 13,86 | 0,89 | 87,3 | 17,84 1 bis 2 п. [0,2824 | 0,2326 | 0,0381 | 0,1945 | 0,0989 | 0,0864 | 0,0125 | 0,2480 | 11,9 | 3,58 35 82,10 | 13,43 | 68,67 | 34,96 | 87,35 | 12,65 | 0,87 | 99,2 | 21,42 sauer | 2 bis 3 n. |0,2961 | 0,2560 : 0.0381 | 0.2179 E A A АИА 12,5 | 3,51 26 86,44 | 12,86 | 73,58 | 32,73 | 85,00 | 15.00 | 0,87 | 111,7 | 24,93 sauer 3 bis 4 n. |0,2495 | 0.2072 | 0,0398 | 0.1674 | 0.1071 | 0,0933 | 0,0138 |; 0,1898 | 10,5 | 3,88 28 83,04 | 15,93 | 67,11 | 42,90 | 87,10 | 12,90 | 0,76 | 122,2 | 28,81 sauer 4 bis 5 n. [02326 | 0,1967 | 0.0347 | 0.1620 | 0,1043 | 0,0881 ooie 0,1604] 98 | 3,38 24 84,64 | 14,90 | 69,64 | 44,83 | 84,50 | 15,50 | 0,69 | 132,0 | 32,59 sauer 5 bis 6° а. |0,2411 | 0,2030 | 0,0347 | 0,1683 | 0,1038 | 0.0868 | 0,0170 | 0,1767 10,2 | 3,75 22 | 84,22 | 14,39 | 69,83 | 43,10 | 83,66 | 16,34 | 0,73 | 142,2 | 36,34 sauer | 6 bis ™ n. | 0,2791 | 0,2376 | 0,0398 0.1908 | 0.1055 ! 0,0952 0,0103 0,2618] 118 | 3,80 20 82,58 | 14.95 | 68,33 | 39,62 | 90.25 | 9,75 | 0,94 | 154,0 | 40,14 Saucer 7 bis 8* n. [10,2749 | 0,2326 | 0,0389 | 0,1937 | 0,0988 0.0909 | 0,0079 0,2160 | 11,6 | 3,58 30 84,52 | 14,16 | 70,36 | 38,30 | 91,97 | 8,03 | 0,78 | 165,6 | 43,72 sauer 8 bis 9 п. 10,2664 | 0,2220 | 0.0347 | 0.1873 | 0,1044 | 0,0916 | 0,0128 | 0,2160 | 11,2 | 3,78 32 83,36 | 13,02 | 70,34 | 39,20 | 87,70 | 12,30 | 0,81 | 176,8 | 47,50 sauer i
Tabelle VI (Fortsetzung).
| |
252 C. G. L. Wolf: | |
|
d 8 | 8 | 8 |gtiok- |Schwe 8 | 0:0 | ой | ы
nt un m:
9 bi: 1 n. [оми |0216 0,0921 | 0,1704 | 0,0907 0,0804 ооо] 0,1908 юз | зм |
25, 75 | 88,80 11, 20 | 0,89
84, 42 | 10,98
1% у ann 7,0919 5,9853 sees 2,1237 | 1,8373 | 0,2864
6,9490 | 73,44 | 30,00 | 86,60 | 13,50 | 0,88 | 87,0 | 640
haltenen) ungefähr. 0,16 g S liefern. Wenn wir diese Menge von den bis zur dreizehnten Stunde eliminierten 1,4 g abziehen, == 1,25, so finden wir, daß 45°/, des aufgenommenen Cystin- schwefels bis dahin abgebaut worden sind. Diese, im besten Falle nur annähernd richtige, Rechnung zeigt die Schnelligkeit der Oxydationsprozesse, durch die die Cystingruppe in Sulfate verwandelt worden ist. In diesem Versuch haben wir einen _ ganz ungewöhnlichen Harntypus vor uns, wenn wir ihn vom Standpunkte des S:N-Verhältnisses aus betrachten. In der Hungerperiode mit 9,4 beginnend, steigt es in der siebzehnten Stunde bis auf 50,6; mit anderen Worten: in einem gleichen Zeitraum ist halb so viel Schwefel wie Stiokstoff ausgeschieden worden (Tab. VI). | |
Wie wir bereits gesehen haben, war die Verwandlung des Alanins in Harnstoff keineswegs eine vollständige. Hier haben wir. Gelegenheit zu untersuchen, ob Cystin gänzlich in Schwefel-
. säure übergeführt wird.
Bei der Cystinverwandlung ergeben sich nicht ähnlich niedrige Werte, denn das Verhältnis des neutralen zum Gesanit- schwefel wächst nicht in dem Maße, wie man bei sogar kleinen
ausgeschiedenen Cystinmengen voraussetzen würde. Zwar steigt
der neutrale Schwefel an, aber auch auf seinem höchsten Punkt
Ausscheidungszeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 253
ist seine Menge nur doppelt so groß, wie in der vorhergehenden Nüchternstunde, während die Ausscheidung des Gesamtschwafels in der fünften Stunde 4,2 so viel wie in der Vorperiode be- trägt. Mehrere Harnproben wurden während dieses Versuchs schwach mit Essigsäure angesäuert und einige Tage in einem Kälteraum aufgestellt; sie wurden dann zentrifugiert und mikro- skopisch auf Cystin untersucht. Es fand sich keins.
Der Ammoniak bietet interessante Gesichtspunkte, indem wir hier seine Neutralisationskraft gegenüber den großen ge- bildeten Mengen von Schwefelsäure erkennen. Die Abnahme in der absoluten, stündlich ausgeschiedenen Ammoniakmenge wird bier nicht wie bei den anderen Versuchen beobachtet, denn die Werte für die Ammoniskabgabe übersteigen relativ wie absolut alle bisher ermittelten. Wir möchten darauf auf- merksam machen, daß der Harn trotz der großen Menge ge- bildeter Schwefelsäure mit einer geringen N-Ausfuhr zur Zeit der höchsten Schwefelausscheidung alkalische Lackmusresktion ergab — ein Beweis, daß Ammoniak die Produktion einer ständig neutralen Flüssigkeit bewirkt. In Salkowskis'!) Versuchen über Taurinvergiftung an Kaninchen ist es denkbar, daß die in Schwefelsäure verwandelte Taurinmenge das Alkali, das die Tiere zum Neutralisieren liefern konnten, überstieg. Darum erfolgte der Tod als Folge einer eohten Bäurevergiftung.
In einer der vorliegenden ähnlichen Versuchsreihe, über die wir nächstens in dieser Zeitschrift berichten werden, führte eine Cystingabe den Tod des Hundes einige Tage später herbei, ebenso erwähnt Wohlgemuth®), daß Cystinverfütterung töd- lich auf Hunde wirkt, Es ist mehr als wahrscheinlich, даб in diesen Fällen vitale Organe durch die gebildete Säure so schwer verletzt wurden, daß die Tiere sich davon nicht erholen konnten.
Verdautes Eiereiweiß.
Der letzte Versuch der ersten Reihe hatte die Aufgabe, die Wirkung völlig vorverdauten Eiereiweißes auf die Schnelligkeit des Abbaus zu untersuchen,
Zu diesem Zweck wurden 100 e trockenes Eiereiweiß (Merck) mit Wasser bis zum Gerinnen erhitzt und bei 37° zwei Woohen
21) Salkowski, Virchows Arch. 58, 469, 1873. з) Wohlgemuth, Zeitschr. Ё physiol. Chem. 40, 81, 1903,
254 C. G. L. Wolf:
lang mit Pepsin-Salzsäure, von denen jedes von Zeit zu Zeit hinzugefügt wurde, der Verdauung ausgesetzt.
Die Mischung wurde dann neutralisiert und eine Menge ge- löstes Natriumcarbonat hinzugefügt, um ihre Konzentration auf 0,3°/, zu bringen. Unter Hinzufügung von käuflichem aktiven Trypsin (Merck) ließ man die Mischung zwei Monate lang bei 37° digerieren. Trypsin wurde ab und zu zugesetzt, Chloroform und Toluol zur Konservierung benutzt. Noch zwei Wochen vor Abschluß der Verdauungsprobe gab die Mischung keine Biuretreaktion. Die Lösung wurde in einem Vakuum bei möglichst niedriger Temperatur verdampft und 250 сост davon zum Frühstück eingenommen. In der ganzen Mahlzeit waren 8,35 g Stickstoff und 0,682 g Schwefel enthalten. Um 1/, 10 Uhr morgens, 2?/, Stunden nach dem Frühstück, wurden 400 com Wasser verabreicht. Wie leicht zu ersehen, sind die ' Kurven in diesem Versuch von einem ganz anderen Typus als diejenigen, die wir jemals sonst erhalten haben. Der Gesamt- amidstiokstoff wie Stickstoff steigen eindeutig in der zweiten Stunde an. In der dritten ist ein ungewöhnlich steiles An- steigen bis zur maximalen Ausscheidung bemerkenswert, ebenso wie der Umstand, daß das Sinken in der vierten Stunde die Kurven auf die Höhe in der zweiten zurückführt (Fig. 7).
Man geht wohl deshalb in der Annahme nicht fehl, daß, wenn die Verdauungsprodukte in eine zur Absorption und Auf- spaltung günstige Bedingung gebracht werden, mit außergewöhn- licher Schnelligkeit, ohne vorherige Einwirkung verwertet werden. Die dritte Stunde wird durch eine N-Ausfuhr von 0,911 g charakterisiert, eine Menge, die jede bisher ermittelte stündliche Ausscheidung übertrifft, obgleich die N-Gabe am Plasmontage fast doppelt so groß wie in dem jetzigen Ver- such war. |
Die Ammoniakabsonderung ist wegen einer sehr deutlichen Steigerung in der ersten Stunde interessant. Sie ist wahr- scheinlich durch die Absorption und unmittelbare Ausscheidung der in der Eiweißverdauung präformierten Ammoniaksalze be- stimmt. Von dieser Zeit an zeigt diese Komponente die übli- chen Kurvenmerkmale nach Eiweißfütterung, nämlich ein aus- gesprochenes Sinken, das zur Zeit der höchsten Stickstoffabgabe fast das Minimum erreicht (Tab. VII).
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 255
Die Werte für Amidstickstoff und Harnstoff sind hohe und deuten auf eine sehr vollständige und äußerst schnelle Um- formung des abgebauten Stickstoffs in Harnstoff.
In diesem Versuch scheint der Schwefel in einer zur prompten Überführung in Sulfate fähigen Form gegenwärtig zu sein. Das 8:N-Verhältnis ist ungewöhnlich hoch, die beiden Maxima werden zur gleicher Zeit erreicht, und die Stickstoff- und Schwefelaus- scheidungskurven sind identisch. Der neutrale Schwefel wird überdies durch die große Schwefelausfuhrmenge beeinflußt, denn anstatt 0,007 erscheinen in der dritten Stunde 0,014.
МЕЕ 5 pig DU ШЕ И ШЕ RA оту sell IN N van oral LAN x ROT омук Gel 5007 5. 0018
-© Die Wirkung von vorverdautem Eiweiß läßt sich dahin zusammenfassen, daß alle zur Ausscheidung der Endapaltungs- produkte führenden Prozesse wesentlich durch die Vorverdauung erleichtert und beschleunigt werden. | | Um die Analysen der beschriebenen Versuchsreihe zu Ende
zu führen und einen Überblick über die gewonnenen Resultate zu erlangen, hielten wir es für ratsam, die Untersuchungen für einige Zeit zu unterbrechen. In der nächsten Serie bauten wir gewisse Stellen, die der ausführlicheren Behandlung bedurften,
©, G.. L, Wolf;
Tabelle VII. Rieralbumin verdaut, ЧЕН ЧЕ: НЕ {5195 ЁЗ a | Sg е g g
—
0,3426 | 0,2834 | 0,0448 | 0,2386 | 0 0363 |0
82, 72
13, 10 69, 62 | 10,61
0,3975 | 0,3342 | 0,0195 | 0,3147 | 0,0426
[0,9115
0,4441
[0,3849
0,3384 0,2920 0,2920 0,2961 0,2284 0,2370 0,3637 0,4314
0,6092
84,06
0,7782 85,40
0,3743 84,30
0,3278 85,20
0,2876 85,00
0,2496 86,50
0,2326 79,72
0,2390 80,72
0,1877 77,80
0,1881 79,40
0,2728 76,00
0,3723 86,30
0,5350 87,85
79,16 | 10,72 0,0910 10,60
0,0519 11,68
0,0576 14,98
0,0530 15,67
0,0460 15,97
0.0435 14,90: 0,0384. 13,00:
0,0291 12,73
0,0238 10,00
0,0375 10,80
0,0377 8,75
0.0470 7,71
4,90
0,0153 | 0.7629 1,68 | 83,72
0,0025 | 0,3718 0,57 | 83,73
0,0017 | 0,3261 0,44 | 84,76
0,0042 | 0,2834 125 | 83,78
0.0042 | 0,2454 1,45 | 84,05
0,0068 | 0,2258 3,33 | 77,40
0,0042 | 0,2348 1,43 | 79,29
0,0110 | 0,1767 4,80 | 73,00
0,0152 | 0.1729 6,40 | 73,00
0,0305 | 0,2423 8,37 | 66,63
0,0338 | 0.3386 7,84 | 78,46
0,0254 | 0,5096 6,17 | 83,88
o N ola N N:8 һ у. [0,1860 | 0,1396 | 0.0270 | 0,1117 [00185 76,04 | 15,00 | 60,04 | 9,96
Gren 76
0,0354 83, 10
0,0766
84,10
0,0441 84,90
0,0481 83,64
0.0442 83,80
00368
0,0317 73,00
0,0249 64,90
0,0233 79,90
0,0182 76,60
0,0290 77,47
0,0314 83,30
0,0368 78,30
0286 | 0,0077 | 0,3133 21,25 | 0,92
0,0072 | 0,4344 16,90 | 1,09
0,0144 | 0,8560 16,90 | 0,94
0,0078 | 0,4972 15,10 | 1,12
0,0096 | 0,3870 16,46 | 1,00
0,0088 16,70
0,0092 20,16
0,0118 27,00
0.0135 35,10
0,0058 | 0,2284 20,10
0,0056 23,40
0,0085 22,53
0.0063 | 0,3820 16,70
0,0102 | 0,6090 21,70 | 0,84
0,0132 | 0,0053 | 0,1900 71,10 28,90 1,00
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 257 Tabelle VII (Fortsetzung).
‚ ы н Di a D azs в н Prozentvale юе | 28 T ER 88 EK Ес ЕЕ 3 Ausscheidung Harnmenge і 3 | a5 С Ё 8 8 39 E а stündlich in com @ o n | що N — — g e 8 Р Е e 8 8 | Stiok- |Schwe-
o | N | N | N:8 | %8 | 9, 8 | ON | stoff | fol
9 bis 10° n. į 0,5497 | 0,4991 | 0,0279 | 0,4712 | 0,0349 | 0,0271 | 0,0078 | 0,4082 > 90 90,80 | 5,08 | 85,72 | 6,35 | 77,58 | 22,42 | 0,74
sauer 10 bis 11° n. | 0,3511 | 0,3045 | 0,0127 | 0,2918 | 0,0369 | 0,0288 | 0,0081 | 0,3314 42 84,78 | 3,61 | 81,17 | 10,60 | 78,20 | 21,80 | 0,94
sauer 11° n. bis 7» v.i 2,4918 | 2,0180 | 0,1792 | 1,8388 | 0,2033 | 0,1686 | 0,0337 | 2,3890 195 81,00 | 7,20 | 73,80 | 8,16 | 83,40 | 16,60 | 0,96
sauer T™ v. bis 7% v. 8,9614 | 7,4842 | 0,4389 | 7,0453 | 0,9105 | 0,7346 | 0,1759 | 8,4455 1085 83,50 | 4,89 | 78,61 | 10,20 | 80,68 | 19,32 | 0,94 | 63,30 | 73,50
noch weiter aus, Diese zweite Untersuchungsreihe befaßte sich mit folgenden Fragen:
L Die Wirkung der ursprünglichen Kostform in einstün- digen Perioden, um einen genauen Vergleich mit den Fütte- rungsversuchen zu ermöglichen.
2. Die Wirkung auf die stündliche Stickstoffausscheidung im Körper a) von Fett, b) von Kohlenhydraten, c) von Hunger.
3. Die Wirkung von vollständiger Gerinnung auf die Aus- scheidung von Hühnereiweiß.
4. Die Wirkung eines Säureamids verglichen mit der einer Aminosäure. Zu dem Zweoke benutzten wir Asparagin.
Diese Versuche wurden einige Zeit nach den vorhergehen- den angestellt, aber die Versuchsperson hatte annähernd das gleiche Gewicht und war in demselben Gesundheitszustand. Die einzige Abänderung in dem allgemeinen Verfahren dieser Reihe bestand darin, daß das Versuchsobjekt eine bestimmte Wasser- menge in regelmäßigen Zwischenräumen, außer in gewissen Ver- suchen, die wir näher bezeichnen, zu sich nahm. 200 com Wasser wurden pünktlich alle 3 Stunden im Laufs des Tages - zugeführt, nämlich um 7 und 10 Uhr morgens und 1 Uhr, 4 Uhr, 7 Uhr abends und 100 com um 9 und 11 Uhr abends.
Wir waren uns bewußt, daß eine abgemessene Wasserzufuhr- Biochemische Zeitschrift Band 40. 17
258 GO L. Wolf:
menge von wesentlicher Bedeutung war, da es sich bei der Prüfung der N-Abgabe nach N-freien Mahlzeiten als notwendig erwies, zu erkennen, in welchem Maße die Einfuhr dieser Wasser- mengen in den verschiedenen Versuchen zur Geltung kommt. Die Diät war täglich dieselbe wie in den vorangegangenen Versuchen. |
Asparagin.
Die Serie begann mit einer Darreichung von 32 g Asparagin mit 5,93 g N-Gehalt. Dies wurde teilweise in gelöster, teilweise in fester Form zugeführt. Der gesamte Stickstoff betrug im Früh- stück 7,13 g, der Schwefel 0,116 g. Die Einnahme dieser Menge Asparagin verursachte eine gewisse Indisposition bei dem Ver- suchsobjekt, so daß der Betreffende keine Laboratoriumsarbeit an diesem Tage verrichtete und zu Hause ruhte (Fig. 8).
у 6 8 © B we e
ei
Die nach dieser Substanz erzeugte Stickstoffkurve zeigt eine ganz ausgeprägte doppelte Erhebung, deutlicher als in allen anderen Kurven. Der erste Höhepunkt erscheint in der dritten Stunde; die Ursache hierfür können wir vielleicht in
Ausscheidungszeit von N, S und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 259
der gleichzeitigen scharf ansteigenden Scohwefelausscheidung erblicken. Da Asparagin keinen Schwefel enthält, so kann der erste Gipfel, teilweise wenigstens, nicht durch das Asparagin selbst, sondern durch das Abspalten gewisser S-haltiger Eiweiß- körper bedingt sein (Tab. VIII).
Wie in folgenden in dieser Arbeit mitgeteilten Ver- suchen gezeigt werden wird, verursacht die Aufnahme von N-freier Nahrung, Stärke und Fetten, auch eine deutliche Steigerung, so daß man den Grund hierfür teilweise auf die Ausschwemmung von im Körper deponierten Stiokstoffresten, teilweise auf die Verdauungsdrüsenarbeit beziehen kann. Im Hungerversuch sehen wir, daß Wasserzufuhr ein Ansteigen in der Stickstoff-, aber nicht in der Schwefelausscheidung hervor- ruft. Dieser Unterschied könnte methodisch zur Bestimmung verwertet werden, ob eine bekannte Stickstofisteigerung einfach auf ein Ausschwemmen dieser Substanz aus dem Organismus oder auf eine wirkliche Verdauungsfunktion zurückzuführen ist.
Die zweite Erhebung trifft in der zweiten Stunde ein; höchstwahrscheinlich fällt der wirkliche Abbau des Asparagin- stickstoffs in diese Zeit.
Asparagin unterscheidet sich in seinem Umsatz von dem- jenigen der anderen Eiweißspaltungsprodukte dadurch, daß die vorher besprochenen ungemein niedrigen Ammoniakwerte nicht vorhanden sind.
Die niedrigste Menge beträgt fast das Doppelte der Werte bei Fleisch und anderen Eiweißarten. Andererseits ist der Amidstiokstoff niedrig und folglich auch der Harnstoffwert, so daß der Schluß nahe liegt, unverändertes Asparagin oder andere im unbestimmten Stickstoff enthaltene Substanzen werden im Anfangsstadium der Verdauung in vermehrten Mengen aus- geschieden. In Levene und Kobers!) Hundeversuchen fand ` zwar eine vollständige Umwandlung von Asparagin in Harnstoff statt. Der Unterschied mag darin begründet sein, daß das Versuchsobjekt in unserem Falle nicht imstande war, eine solch große, auf einmal verabreichte Dosis des Säureamids umzu- setzen. Das C:N-Verhältnis bewegt sich in Grenzwerten, die keiner besonderen Erläuterung bedürfer..
1) Lovene und Kober, Amer. Journ. Physiol, 23, 324, 1909. kk
| 260 C. G. L. Wol: |
Tabelle УШ. Asparagin.
Periode | #8 | AS e| ат Зз ае) © | Zum Н HEERES
Zi
Reaktion g 8 8 8 g g oo N o/a N е N N:8 е1 8 % 6 0. V stoff fel
` EE на aa ge
6 bis o v. 10,1815 Р: SS 0,0168 | 0,0890 | 0,0213 | 0,0114 | 0,0099 | 0,2100 — 9,26 49,04 | 11,73 | 53,60 | 46,50 | 1,16
7 bis Е v. 0,2940 0,1920 | 0,0345 | 0,1575 | 0,0308 | 0,0178 | 0,0130 | 0,3351 28 65, 32 11,74 63,58 | 10,48 | 67,75 | 42,26 | 1,14
- sauer 8 bis 9% v, [0,4050 | 0,3045 | 0,0372 | 0,2673 | 0,0383 | 0,0229 | 0,0154 | 0,4139 30 75,80 | 9,18 | 66,12 | 9,46 69, 80 | 40,20 | 1,02
4,12
5,68
9,80 вапег
0 bis 10* v. [0,7380 | 0,6830 | 0,0270 | 0,6060 | 0,0351 | 0,0236 | 0,0115 | 0,7330 | 10,34
80 . 86,76 | 3,66 | 82,09 | 4,76 | 67,23 | 32,77 | 0,99 | 20,14 | 89,80
8,90
29,04
11,40
8,90
49,34
alk. 10 bis 11% v. [0,6345 | 0,5351 | 0,0143 | 0,5208 | 0,0255 | 0,0161 | 0,0004 | 0,5825 90 84,80 | 2,25 | 82,05 | 4,02 | 63,14 | 36,86 | 0,92
alk. 11 bis 12° v. [0,8143 | 0,7190 | 0,0192 | 0,6998 | 0,0259 | 0,0161 | 0,0098 | 0,7951
m D _ mt, S D EE mme — H TE ch
22,30
106 88,33 | 2,36 | 85,97 | 3,18 | 62,13 | 37,87 | 0,98 134,10 alk.
12 bis 1% n. [0,6345 | 0,5250 | 0,0120 | 0,5130 | 0,0227 | 0,0151 | 0,0076 | 0,5611 19,57
86 83,70 | 1,89 | 80,81 | 3,58 | 66,53 | 33,47 | 0,88 | 49,34 | 153,67
alk. 1 bis 2d n. [0,3900 | 0,2850 | 0,0135 | 0,2715 | 0,0194 | 0,0119 | 0,0075 | 0,3661 | 5,46 | 16,70
36 73,07 | 3,46 | 69,61 | 4,97 | 61,33 | 38,67 | 0,94 | 54,80 | 170,37 sauer
9 bis 3è n. [0,3750 | 0,2730 | 0,0126 | 0,2604 | 0,0178 | 0,0104 | 0,0074 | 0,4000 | 5,25 | 15,34 36 72,80 | 3,36 | 69,46 | 4,75 | 68,43 | 41,67 | 1,03 | 60,05 | 185,7! wu |
3 bis 4% n. 10,4170 | 0,3150 | 0,0126 | 0,3024 | 0,0185 | 0,0110 0,0075 | 0,4034 | 5,84 | 16,00 48 75,55 | 3,68 | 71,87 | 4,44 | 69,45 | 40,55 | 0,97 | 65,89 | 201,71 балет
4 bis 5» п. |0,3430 | 0,2310 | 0,0168 | 0,2142 | 0,0162 | 0,0009 | 0,0063 | 0,3491 | 4,81 | 14,00 34 67,35 | 3,93 | 63,42 | 4,73 | 61,10 | 38,90 | 1,02 | 70,70 |21611 sauer
5 bis 6» n. 10,2625 | 0,1740 | 0,0159 | 0,1581 | 0,0139 | 0,0056 | 0,0083 | 0,2744 | 3,68 | 12,00 20 66,30 | 6,06 | 60,24 | 5,30 | 40,30 | 69,70 | 1,04 | 74,38 | 227,11 562062
6 bis 7% n. [0,5100 | 0,3960 | 0,0255 | 0,3705 | 0,0254 | 0,0114 | 0,0140 | 0,5286 31 77,64 | 6,00 | 72,64 | 4,98 | 44,90 | 55,10 | 1,04 sauer |
7 bis 8% п. [0,4650 | 0,3090 | 0,0135 | 0,2955 | 0,0254 | 0,0145 | 0,0109 66,45 | 2,90 | 63,55 | 5,46 | 57,10 | 42,90
8 bis 9% п. | 0,6938 | 0,5580 | 0,0141 | 0,5439 | 0,0342 | 0,0232 | 0,0110 | 0,5061 58 50,40 2,03 78, 87 4,93 67, 83 | 32,17 | 0,86
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. IJ. 261 Tabelle VIII (Fortsetzung).
au “| 4u | eu] As а ‚5 Prosentanle кей | Di P | = | gesamt
E | Stiok- |Schwe- C:N | stofi fel
3,4840 2,9122 | 0,1300 Кез 2
zer 3,73 7» y. bie 7% у.]11,5087| 9,1478 | 0,4209 | 8,7289 | 0,6319 | 0,8840 | 0,2470 79,60 Е 3,66 | 76,84 5 6,60 | 60,77 So 39,23 88,0%/a| 93,7%,
Abgesehen von dem anfänglichen, oben erwähnten Wachsen in der Schwefelausscheidung brauchen wir auf die Scohwefel- werte nicht näher einzugehen. Das 8: N-Verhältnis ist niedriger als in allen Versuchen außer beim Alanin.
Hunger.
Nach dem Asparaginversuch bestimmten wir die stündliche Ausscheidung von Stickstoff und Schwefel unter dem Einfluß des Fastens. Wir wollten Gewißheit darüber erlangen, ob irgend eine der früher beobachteten Diskontinuitäten der Ausschei- dungskurve in einsm einfachen Hungerversuch beobachtet wird, oder ob die Kurve eine gerade Linie ergibt. Die regelmäßige Wasserzufuhr würde es uns außerdem ermöglichen, zu ersehen, ob Flüssigkeit die Richtung der Kurve beeinflußt.
Die Versuchsperson fastete von 8 Uhr am vorhergehenden bis 11 Uhr am folgenden Abend. 200 com Wasser wurden um 7 und 10 Uhr früh und um 1, 4, 7, 9 und 11 Uhr nachmittags getrunken. In diesem Versuch schalteten wir noch die Kreatinin- bestimmung ein. Wir wollten möglichst reichhaltigen Aufschluß über die Wirkung des Wassers auf den hungernden Organismus erlangen, insbesondere in bezug auf den sogenannten — oder Gewebestoffwechsel (Tab. IX u. Fig. 9). |
262 С. G. L. Wolf:
Der Gesamtstickstoff nimmt, wie ersichtlich, nach der ersten Stunde beständig ab. Das Ansteigen im Anfang beruht wahrscheinlich auf der größeren Aktivität des Objektes nach dem Erwachen. Die Wirkung des Wassers ist genügend deut- lich — in jeder Stunde nach Flüssigkeitsaufnahme beobachtet man eine Steigerung in der Gesamtstickstoffausfuhr, aber sonder- barerweise entzieht sich der Schwefel wie das Kreatinin diesem
| Neutral 5.00177 а | = жй ET CEET Fig. 9. Hunger.
Einfluß. Das könnte uns ein Hinweis sein, daß Kreatinin, welches such immer seine Herkunft sein möge, nicht von demjenigen Stickstoff stammt, der durch Wasser aus dem Organismus herausgetrieben wird, und daß dieser Stickstoff nicht mit der gewöhnlichen Schwefelmenge, die mit dem Hungerstickstoff aus- geschieden wird, in Verbindung steht. Das Wasser muß daher gewisse Eiweißzerfallsprodukte, die nicht mit dem Schwefel gebunden sind, aus dem Körper ausspülen. Diese Tatsache kann mit einer anderen, die schon vorher in diesem Zusammen- hange erwähnt worden ist, in Beziehung gebracht werden. Wie erinnerlich, haben wir in unserer Erörterung der Stickstoff- und Schwefelabgabe nach Eiweißkost gefunden, daß der Schwefel
Ausscheidungszeit von N, S und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 263
Tabelle IX. Hunger. el eiäelvmléml- al $ Periode E SE 25 ER EE SS ЧЕ = т Harnmenge 52 EE 53 ЕЕ J ЫЕ s| in com an n EE a Io 0 8 я і Reaktion А g g g g g lei N 0 18 |905 | 9/8 C:N 6 bis 7> v. [0,5100/0,4290'0,0420 0,3870\0,01880,0589/0,0413 0,0169 0,4507 56 84,12 | 8,23 | 75,89 | 3,69 | 11,41 | 70,98 | 29,02 | 0,88 sauor 7 bis pe, К ‚004510, 4980 0,0336 0,4644. 0 019910,0530:0,041310,0211710,5175 92 82,38 | 5,56 | 76,82. 3,18 | 8,78 | 77,94 | 22,06 | 0,86 sauer 8 bis v. [0 Zieser) 9,4470.0,019510,0609)0,038810,012310,4020 90 81, ei 3,39 |77,61| 3,38 | 8,84 | 75,90 | 24,10| 0,85 alk. | 9 bis 10% у. [0,4695|0,3900'0,0135|0,3765 0,0182 0,0466/0,0309|0,0156 0,4303 76 83,05 | 2,87 | 80,18! 3,88 | 9,90 | 66,48 | 33,52 | 0,92 alk. | 10 bis 11 v. [0,4755 0,40050,0170,3833, 0,0185 10,0379 0,0267/0,0112|0,4476 74 | 84,22 | 3,62 80,60 | 3,89 7,97 | 70,42 | 29,58 | 0,94 amph. | 11 bis 12 у. (0,4495 0,3045|0,018610, * 0 ‚01880, een ‚0246 0 01000 ‚3927 65 87,76 | 4,14 | 83, 62| 4,28 | 7,70 0,89 sauer | ! | 12 bis len. ),3595 0,2820 0,0158 0,2669|0,0182\0,0326\0,0211\0,0115\0,3526 46 | 80,00 | 4,48 | 75,52 | 5,16 | 9,25 | 64,65 | 35,35 | 1,00 sauer 1 bis 2n. |0,3655 0,2790 0,0254 0 9536i0.0185|0. 0349!0,0191/0,0158/0,3240 42 78,50 | 7,14 71,36 | 5,21 | 9,82 54,71 | 45,39 0,91 sauer 2 bis Зуп. (0 22100 25000 ‚027000, 22800 0182 0,0318\0,0176\0,0142\0,2921 34 75,00 8,26 | 69,74| 5,57 | 9,72 |55,44 | 44,56 | 0,89 sauer 3 bis #n. [0,3000 0,2325|0,0270) 205001700, 0298 0.010010 ‚0129 0,2700 28 77,50 | 9,00 6,24 | 10,56 | 56,54 | 43,36 0,96 sauer 4 bis бп. (0 21002000 0273 0 ,212710,02100,0311 B ,0167 0,01440,2970 30 76,20 8,57 |69,63| 6,67 | 9,83 | 53,70 | 46,30 0,94 sauer 5bis6n. fO ‚3000 0,2370 0,0254/0,2116/0,0182/0,0311/0,0179 Е 28 Gr 8,47 \70,53| 6,07 | 10,37 | 57,68 | 42,32 | 0,96 sauer 6 bis 7° n. |0,2850,0,2175,0,0240 0, 1935/0,01850, 0300 0.018810,01350, 2773 26 76,34, 8,42 67,92| 6,50 | 10,53 | 54,94 45,06 | 0,97 sauer 7 bis Зза. [0,31500,2400\0,0257\0,21430 ‚0182 0 032310 0189 0,0134 зва 28 (76,20 8,16 68,04 sauer | 8 bis On 9,2595 0,1005 0,0215 0,1690 0,0180, —— E 22
| 73,40 nuer EE Si
10, сла 33,53 | 0,87 | |
264 С. G. L. Wolf: Tabelle IX (Fortsetzung).
A ‚ @ rk: GE? se 5 ER б ч li ls Нечтече | $3 | <3 | S 138 53 Sd 4322| 5 Reaktion e 8 g 8 g. g g 8 g
ola М |9, |9,2 |9, N| N:8 | 9,5 | 9,8 |0:N
9 ше» 10% n. [0,29700,219010,02400,19500,01850,03280,02120,01160,2773 73,71 | 8,08 \ 66,63 | 6,23 | 11,04 | 64,82 | 35,18 | 0,93
11 CH * n. [0,255010,1755|0,021510,15400,0165610,0315|0,0197[0,0118|0,2470 68,80 | 8,43 | 60,37 | 6,12 12,36 62,56 | 37,40 | 0,97
113 р. weng 6° v.j2,9061|2,6047|0,1784|2,4263|0,1388|0,1999,0,1720|0,0279|2,4339 806 87,00 6,96 | 81,04 | 4,64 | 6,68 86,22 13,78 | 0,81 sauor |
@ у. bis 6% у. [9,441617 He 0,5874|7,1638|0,4501|0,8264|0,5793|0,2471|8,2846 1086 82, 6,23 | 75,87 | 4,77 | 8,75 | 70,10 29,90 | 0,88
schneller als der Stiokstoff ausgeschieden wird. Letzterer muß also, einige Zeit wenigstens, in einer nicht mit Schwefel ge- bundenen Form im Körper retiniert werden. Die Gültigkeit dieses Befundes wird durch die obigen Resultate bestätigt. Aus diesem Beispiele geht deutlich hervor, daß diese Komplexe beträchtlich lange, sicher über 24 Stunden lang, im Körper zurückgehalten werden. Wäre das N-haltige Material das End- produkt von umgesetztem Körpereiweiß, so müßten wir gleich- zeitig eine Schwefelzunahme erwarten, was jedoch nicht der Fall ist. Der regelmäßig und ständig vor sich gehende Zerfall von Körpereiweiß im Hungerzustand ergibt ziemlich konstante N:8-Verhältnisse. — Nach dem Hungerversuch schalteten wir eine Untersuchung mit der gewöhnlichen Normalkost ein. Dann studierten wir den Effekt von Fett allein auf die stündliohe Stickstoff- und Schwefelausscheidung.
. — Fett.
Nach einer Vorperiode von 1 Stunde wurden 100 g ge- schmolzene Butter mit einer dosierten Salzzulage verzehrt. Mit der Butter wurden auch 200 ccm heißes Wasser, eine gleiche Quantität in der vierten, siebenten, zwölften und vierzehnten Stunde verabreicht. Die Butter war absolut eiweißfrei; die Analyse ergab keinen Stickstoffgehalt.
Ausscheidungszeit von N, 8 und О nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 265
In diesem Versuch erregt die Wirkung auf den Gesamt- stickstoff, Gesamtschwefel und Ammoniak unser Interesse. Während der ersten 2 Stunden wächst der Gesamtstiokstoff an, wahrscheinlich wie beim Hungerversuch infolge des tätigeren Allgemeinzustandes des Objektes nach dem Schlafen. Sonst ist ein vorschreitendes Sinken іп der abgegebenen Stickstofimenge während der Stunden mit Wasserdarreichung zu verzeiohnen. Auch hier kommt die Wirkung des Woassertrinkens auf die Stiokstoffabsonderung zur Geltung, denn jedesmal steigt sie wenig, aber deutlich an. Das Fett scheint aber abgesehen davon keine eiweißsparende Wirkung ausgeübt zu haben. Die allgemeine Richtung der Kurve ist der beim Hunger im großen und ganzen gleich (Tab. X u. Fig. 10).
Fig. 10. Fett.
Es ist interessant, daß die Aufnahme von Butterfett, das die niederen Fettsäuren enthält, in keiner Beziehung den Ver- lauf der Ammoniakkurve geändert hat. Weder in der absoluten Menge des Ammonisks noch in seinem Verhältnis zum Gesamt- stickstoff tritt eine bemerkenswerte Veränderung auf.
7 bis 8? v. 38 sauer 8 bis 9» v. 80 sauer
9 bis 10% v.
46 sauer
10 bis И? v
44 saucr
11 bis 12° v.
38 sauer 12 bis lè? n 32 saucT l bis 2è n 34 sauer 2 bie Зв n 28 sauer З bia 4è? n 22 sauer A bis ō n 24 Bauer 5 Ык бэр 26 sauer б hir 7-р. 24 sauer 7 bis 8° n. 28 sauer 8 bis 9è n. 22 cauer
266 C. G. L. Wolf: Tabelle X. Fett.
A Bi ti X ч н ST үс
Periode 219212382 | оо | 588 S
a ЕЗ аз ЕЧ Вар A arnmenge en 8 2 2
in ccm Gë un Яа ща Go Ç
Reaktion S | в! g g
hN |N | N:8 :
e bis 7” e, [04200 10,319510.02850.2910|0,043010,0310 10,0120 | 0,3510 30 69,32 | 10,24 | 72,04 | 29,96 | 0,83 |
| 76,10 | 6,78
i
0,0315 | 0,3675 ' 0,0450 | 0,0316 | 0,0134 | 0,4280 76,44! 6,03 | 70,41 | 8,62 | 70,32 | 29,68 | 0,82
0,7500 0. 6270 0.0285 | 0,5985 | 0,0585 0,0412 0,0173 | 0,6233 83,60 | 3,80 | 79,80 7,80 | 70,40 | 29,60 | 0,83
0,5220 |0,3990 |
0,4580 ' 0,3555 | 0,0279 | 0,3276 0,0466 | 0,0310 | 0,0156) 0,4163 | 77.60 6,09 | 71,51 | 10,20 | 66,43 | 33,57 0.90
0,4815 ' 0,4005 0,0270 | 0,3735 0,0435) 0,0320 10,0115! 0,4156 | 80,201 5.41 | 74,79 | 9,04 | 73,60 | 26,50 | 0,83
0,4410 | 0.3600 0,0261 0.3339 10,0443 10.0290! 0,0153] 0,3888 — 5.93 | 75,69 | 10,00 | 65.42 | 34,58 | 0,88
0.4635 ` О, 37: | | 50,60 | 6,90 ES 9,70 е
34, 05 0,85
0.4410 0, 3406 0,0296 | 10,3169. 0,0430) 0,0254 |0,0176| 0,3617 78,56 | 6,69 | 71,87 | 9,75 | 59,00 | 41,00 0,82
0,3255 | 0,2490 | 0,0240 | 0,2250 | 0,0353 | 0,0203 | 0,0150 | 0,2961 76,50 | 7,37 | 69,13 | 10,83 | 57.48 | 42,62 | 0,90
0,3210 | 0,2495 | 0,0241 0,2254 | 0,0368 | 0,0204 | 0,0164 | 0,2871 77,70 | 7,51 | 70,19 | 11,45 | 55,60 | 44,40 | 0,89
0.3720 0.2320 0,0228 0,2592 75,80 | 6.13 69,67
0,3900 | 0,28651 0,0228 | 0,2637 | 73.55 | 6,84 Se
і 0,3345 10,2405 | 0,0238 1 0,2257 10,0303 10,0214 | 0,0089 | 0,2937 74,56 | 7,13 | 67, | 9,07 | 70,60 | 29,40 | 0,88 t 0,4170 |0,3300 | 0.0225 | 0,30. » 0,0320 |0,0214| 0,0106] 0,3330 79,16 | 5,40 | 73,74 | 7,68 | 67,00 | 33,00 | 0,80
0,3210 [0,2580 |0,0224 | 0,2356 | 0.0257 | 0,0208 | 0,0049 | 0,2096 80,37 | 6,97 73.40 | 8,00 | 80,75 | 19,25 | 0,38
0,033] | 0,0213 | 0,0118! 0,2945 8,90 | 64,20 | 35,80 | 0,79
0,0320 | 0,021 1 | 0,0109 | 0,2896 8,20 | 66,00 | 34.00 | 0,74
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 267
Tabelle X (Fortsetzung).
‚ EI ` ~ KÉ ‚м = Harnmenge EE a3 |55 | g| = sn ccm с «{ 2 Шс a | ga W 9 8 5 g g g
о o S | Yo 8 | С: №
— — — — — T r— ⸗
— 0,0226 | 0,0066 0,2765 77,40 | 22,60 | 0,84
ваџег 10 bis 11% n. | 0,4096: 0,3468 0, 0180 0,3288 [0,0358 10,0272 10,0086 0,3207 26 84,70 | 4,40 | 80,30 | 8,74 | 76,04 | 23,96 | 0,78
82,64 | 6.30 | 76,34 | 8,8%
11* n. bis 7® v.| 3,9168 3,5190 10,1734 13,3456 | 0,2201 | 0,1871 | 0,0330) 2,6980 510 89,80 | 4,40 | 85,40 | 5,62 | 85,00 | 15,00 | 0,69 sauer
7% v. bis 7% у. 110,6928| 8,9038 | 0,5766 8,3272 0,8362 | 0,6035 | 0,2327 | 8.3813 -1044 83,25 | 6,39 | 77,86 | 7,82 | 72,20 | 27,80 | 0,78
Überhaupt bietet die Einnahme von fast 900 Cal. Fett auf die Ausscheidungszeit dasselbe Bild wie einfaches Hungern. Einen Differenzpunkt bildet das Verhalten des Schwefels, denn hier in diesem Falle konvergiert er mit dem Stickstoff, d.h. er steigt und sinkt mit ihm. Ob wir berechtigt saind, diesen Schwefel dem Drüsenumsatz zuzuschreiben, lassen wir dahin- gestellt. Ein Umstand spricht dagegen; wenn wir nämlich die Gesamtkurven für die Wasserausfuhr zusammenstellen, sehen wir, außer in den späteren Stunden des Versuches, daß die Wasserkurve die Richtung der Schwefelkurve ganz genau innehält.
Geronnenes Hühnereiweiß.
Unsere Ergebnisse mit ungeronnenem Hühnereiweiß waren so frappant, daß wir es für ratsam hielten, sie durch Ver- fütterung von einer großen Gabe gekochten Eiweißes zu ver- vollständigen und zu verifizieren. Sie enthielt nicht so viel Stickstoff wie in dem früheren Versuch, aber mehr davon hätte das Versuchsobjekt nicht ohne großen Widerwillen aufnehmen können.
Das Eiweiß von 15 Eiern, nach dem Kochen 444 р wiegend, wurde vom Eigelb sorgfältig getrennt, in Wasser gekocht und mit beträchtlichem Salzzusatz gegessen. Zu gleicher Zeit
268 C. G. L. Wolf:
wurden 400 com Wasser, 200 oom während des Versuches in
der 6., 9. und 12. Stunde, 100 com in der 15. und 17. Stunde
getrunken. Das allgemeine Bild dieser Kurve (Fig. 11) ist dem-
jenigen der anderen Eiweißkurven so ähnlich, daß wir uns dabei
nicht aufzubalten brauchen. Durch einige Merkmale jedoch hebt
sie sich deutlich von den anderen Kurven ab. Die Stickstoff- “LE Tan я
und Kohlenstoffkurven sind ganz identisch. Dafür nimmt die Schwefelausscheidungskurve einen gänzlich abweichenden Ver- lauf. Während der Hauptgipfel in den Kohlenstoff- und Stick- stoffkurven in дег 3. Stunde erscheint, sehen wir ihn beim Schwefel erst in der б. Stunde, wenn der Stickstoff zur zweiten und geringeren Erhebung ansteigt. Auch beim Kohlenstoff tritt ein zwc ter Gipfel auf, in der 6. Stunde, wenn alle Be- standteile des Stickstoffes außer Ammoniak und die ver- schiedenen Fraktionen des Schwefels im Binken begriffen sind. Hier kommt besser als in den anderen Versuchen die Un- abhängigkeit der verschiedenen Kurven zum Ausdruck; die Schwefelausscheidung hinkt in diesem Versuch effektiv nach == 8 1,09— N 8,06 — 13,5 (Tab. XI).
Ausscheidungszeit von N, 8 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 269
Tabelle XI.
Eiersilbumin gekooht.
6 bis 7° v. 14
0,2950 | 0,2340 0, 79,32 | 5,74 | 73,58
0,5085
0,5070
0,4815
0,4695
0,4575
0,5160
8 8 SoN | 9% N
%,N
0169 | 0,2171 | 0,0283
9,60
0,4410 | 0,0191 | 0,4219 | 0,0394
86,72 | 3,75
82,97
0,5145 | 0,0072 | 0,5073
86,74
0,6705 | 0,0092 88,65 | 1,21
0,5160 | 0,0150 88,00 | 2,56
0,5775 | 0,0198 87,63 | 3,00
0,4950 | 0,0270 84,82 | 4,63
0,4740 | 0,0270 84,95 | 4,84
0,4530 | 0,0255 86,27 | 486
0,3705 | 0,0255 84,02 | 6,78
0,4335 | 0,0260 86,60 | 6,12
0,4065 | 0,0270 84,43 | 6,61
0,3885 | 0,0242 82,74 | 5,14
0,3885 | 0,0180 54,90 | 3,93
0,4395 | 0,0294 85,20 | 4,34
1,20 | 84,64
0,6613 87,44
0,5010 85,44
0,5577 84,53
0,4680 80,19
0,4470 80,11
0,4275 81,41
0,3450 78,24
0,4075 80,38
0,3795 78,82
0,3643 77,60
0,8705
7,76
0,0585 9,75
0,0858 11,85
0,0885 16,00
0,1073 16,26
0,0975 16,70
0,0939 16,88
0,0824 15,70
0,0719 16,30
0,0630 12,43
0,0598 12,42
0,0683 12,42
0,0526
80,97 | 11,50
0,4171 | 0,0588 80,86 | 11,40
0,0512
0,0069 | 0,2266 24,88 | 0,77 |
0,0103 | 0,4238
26,15
0,0173 29,65
0,0191 22,26
0,0115 13,00
0,0122 11,35
0,0118 12,16
0,0125 13,38
0,0148 17,96
0,0162 22,60
0,0137 21,75
0,0118 19,75
0,0110 18,92
0,0111 21,10
0,0076
87,16 | 12,85
0,83
0,5931 0,99
0,6500 0,86
0,4590 0,78
0,4950 0,75
0,5436 0,93
0,4245 0,76
0,3944 0,76
0,3428 0,75
0,3133 0,62
0,3380 0,70
0,3523 0,75
0,3048 0,67
0,3845 0,75
Prozentusle Ausscheidung
6,28
7,41 13,69
9,35 23,04
7,25 30,29
8,16 88,44
7,21 45,05
6,90 62,55 6,50 69,05
5,46 64,50
6,96 70,76
5,95 76,71
5,80 82,61
5,65 88,16
6,37 94,53
etündlich
4,30
5,37 9,67
7,87 17,54
8,12 26,66
9,85 35,61
8,95 44,46
8,62 53,08
1,56 60,64
6,60 67,24
5,78 73,02
5,48 78,50
6,35 83,85
4,83
88,68
5,36 94,04
270 C. G. L. Wolf:
Tabelle XI (Fortsetzung). |
Periodo | 481.8 | 38 | 88 Harnmenge E A E ГЕ
m com DI n un D Reaktion g Е 8
Ao N | lN N
9 bis 10è n. | 0,4915 0,3435 | 0,0137 | 0,3298 32 81,16 | 3,95 | 77,90
| sauer | 10 bis 11° n. | 0,4380] 0,3630 | 0,0195 | 0,3435 30 82,87 | 4,45 | 78,42 |
sauer
11° n. bis 7> у.] 4,2450 3,8060 | 0,1630 | 3,6420 375 89,64 | 3,84 | 85,80 sauer
7> e bis 7> v.j12,7550|11,0800| 0,4891 |10,5909: 1,3966 | 1,1642 | 0,2323 | 9,5392 1096 86,84 3,83 83, 01 11,00 | 83,36 | 16,65 | 0,75
| Bei dieser Eiweißart war der Wert für das S:N-Ver- hältnis = 13,5 viel höher als in irgendeinem Versuch vorher. Während des ersten Teiles des Tages wurden die Schwefel- werte 7,7, 9,7, 11,3 ermittelt; sie stiegen dauernd, so daß die niedrigen Anfangszahlen am Ende vollständig ausgeglichen wurden. Auch die in früheren Versuchen beobachteten sehr niedrigen Werte für das Verhältnis des Ammoniakstickstofis zum Gesamtstickstoff fallen aus, obgleich bei Beginn des Versuchstages Sans kleine absolute Mengen stündlich ausgeschieden wurden. Es ist besonders interessant, in diesem Versuch das Ver- halten des Schwefels im Eiweiß, das einen so hohen Prozent- satz Schwefel enthält, zu verfolgen. Obgleich die Kurve ziemlich flach verläuft, so kann man doch eine deutlich ver- änderte Menge des neutralen Scohwefels als Ergebnis der Hühnereiweißgabe feststellen. Der Gipfel der Kurve fällt mit denjenigen von Stickstoff und Kohlenstoff, jedoch nicht von Schwefel zusammen. Diese Schwefelfraktion scheint in diesem Versuche mehr von der Stickstoff- als von der Schwefelaus- scheidung abzuhängen. |
Kohlenhydrate.
Der letzte angestellte Versuch verfolgte die Aufgabe, die Wirkung von Kohlenhydraten auf die Ausscheidungskurve zu
Ausscheidungszeit von N, 8 und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 271
bestimmen. Die dazu benutzten Kohlenhydrate waren 123,3 g Stärkemehl aus der Pfeilwurzel, das mit Wasser zu einem "dicken Brei gekocht und mit 61,8 g Laotose versetzt wurde. Die Mischung enthielt ungefähr 465 g Wasser.
Weitere am Tage getrunkene Wassermengen waren : 200 ccm in der 7., 10. und 13. Stunde, 100 oom in der 15. Stunde. Im ganzen wurden also am Tage 1165 com Wasser zugeführt. Während des Versuches konnten zu keiner Zeit reduzierende Substanzen im Harn entdeckt werden. кол
Da die Frage der Wasserabgabe in all diesen Versuchen, namentlich in denen über die Ausscheidung nach N-freier Nahrung, eine so wichtige Rolle spielt, soll die Diurese zuerst zur Diskussion gelangen.
Während des Versuchstages wurde mehr Flüssigkeit aus- geschieden als zugeführt worden war — die Gesamtausfuhr betrug in den 24 Stunden 1632 ccm gegen 1165 оош der Einfuhr.
Die Form der Kurve (Fig. 12) ist eine merkwürdige. Während der ersten Versuchsstunden folgte sie mit gewissen Abweichungen dem Stiokstoffl. Die durch Aufnahme von Kohlenhydraten
\ 4
DK KO РАБА TI TI
e Ж E RW N Ж = Ж Ж = дА BR
272 G. L. Wolf:
und Wasser verursachte Diurese erreicht das Maximum 1 Stunde später als der Gesamtstickstoff, auch ist die Wasserabnahme eine eindeutigere. Nach der 11. Stunde, wenn die Stiokstofl- absonderung am tiefsten steht, wird das Minimum erreicht. Von jenem Momente an steigen die beiden Harnkomponenten an, so daß die Wasserabgabe auf 86 ccm pro Stunde, der Stickstoff relativ fast so hoch angewachsen ist. Bei Prüfung der Wirkung des während des Tages noch weiter aufgenommenen Wassers ergibt sich keine ausgesprochene Veränderung. So viel steht fest, daß keine Einwirkung auf die Ausfuhrkurve des Wassers und nur geringe auf diejenige des Stickstofls zu konstatieren ist. Die N- und C-Ausscheidungskurven sind beim Vergleich mit denen bei Fett und Hunger interessant. Bei Hunger wird das Maximum in der ersten, bei Fett in der zweiten und bei Kohlenhydraten in der dritten Stunde erreicht. Da die Erhebungen in der Wasserabgabe mit denen des Stickstoffs übereinstimmen, scheint die Morgendiurese in den Versuchen mit N-freier Nahrung mit der vermehrten N-Ausfuhr im Zu- sammenhang zu stehen (Tab. ХП).
Der Ammoniakstickstoff fesselt unsere Aufmerksamkeit, da uns hier Gelegenheit geboten wird, die Wirkung einer ausge- sprochenen antiketogenen Nahrung auf den hungernden Organismus zu studieren. Die Ammoniakstickstoffkurven sind im ganzen denen bei Fett so ähnlich, daß man der Darreichung von Kohlenhydraten keinen unmittelbaren Einfluß zuschreiben kann. Ihr Effekt auf das Verhältnis von Harnstoff- zum Ge- samtstickstoff entspricht nicht unseren Erwartungen. Wir wissen, daß nach Kohlenhydratfütterung der Wert für Harn- stoff fällt — in diesem Falle ist dem nicht so; die Werte sind sogar höher als die bei Fettkost ermittelten.
Die Schwefelausscheidung bietet nichts Auffallendes, außer im Vergleich zu den bei Hunger abgegebenen Mengen.
Der Leser wird sich erinnern, daß während des Hungers die Schwefelmenge trotz des deutlichen Ansteigens beim Stiok- stoff und Kohlenstoff in den ersten Stunden nach dem Er- wachen und der Wasserzufuhr dauernd abnahm. In diesem wie in dem Fettversuch nimmt der Schwefel in der zweiten Stunde ausdrücklich zu. Beim Fettversuch sprachen wir die Vermutung aus, daß das Anwachsen des Schwefels mit einem echten
Ausscheidungszeit von М, 5 und C nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 273
Tabelle XII.
Kohlenhydrate. | s9 |.s | Au un |: СИЕ = — ааа ИҢЕ Harnmenge 514.5 | 8.3 | 5: SE 4 атте | 55 AEAEE 2138223 Reaktion Š d g g 8 g g g | 1 1 | 9, М0, | М: 5 | °lo 8 | ° 8} 0:N 6 bis 7% v. [0,4065 |0,3240|0,0204 [0,303610,0402 [0,0293 10,0109 0,3590 44 79,70 | 5,02 | 74,68 | 989 | 73,00 | 27.00 | 0,88 7 bis 8» v. [0,3105 |0,300010,0189|0,281110,0395|0,0288|0,0107| 0,3436 43 80,98 | 5,10 | 75,88 | 10,66 | 72,92 | 27,08 | 0,93 sauer 8 bis 9% v. [0,5160 |0,4455 0,0168 |0,4287 [0,0425 |0,0305 1001201 0,4312 54 86,36 | 3,26 | 83,09| 8,24 | 71,72 | 28,28 | 084 9 bis 10% e [0,6090 10,5565 (0,0137 0,5428 |0,0394|0,0270|0,0124| 0,4973 94 21,40 | 2,25 | 89,15 | 6,47 | 68,53 | 31,47 | 0,82 alk. | 10.bis 11% у, [0,5850 |0,5325/0,0144|0,5181|0,0344|0,022410,0120] 0,5000 100 91,00 | 2,46 | 88,54 | 5,88 | 65,10 | 24,90 | 085 11 bis 19% v. | 0,4050 !0,3510|0,0075 10,3435 |0,0303|0,0165|0,0138| 0,3682 | 6а 86,66 | 1,85 | 84,81 | 7,48 | 54,35 | 45,65 | 0,90 al А М 12 bis 1% о. [0,3630 [0,3255|0,0087|0,3168 |0,0277 |0,0170|0,0107 | 0,2991 60 89,68 | 2,40 | 87,28 | 7,63 | 61,30 | 38,70 | 0,81 1 bis 2> а. [0,3000 10,2640 10,0075 | 0,2565 |0,0203|0,0159|0,0134| 0,2889 37 85,40 | 2,43 | 82,97 | 9,48 | 54,21 | 45,79 | 0,86 sauer | 2 bis 3% n. [0,3120 |0,2700|0,0109|0,2591 |0,0280|0,0148 |0 0132 | 0,2935 34 86,53 | 3,49 | 83,04 | 8,97 | 53,00 | 47.00 | 0,94 sauer 3 bis 4% п, [0,2775 10,9325 10,0171 10,2154 10,0224 |0,0722|0,0102| 0,2528 28 83,78 | 616 | 77,62 | 8,08 | 54,40 | 45,60 | 0,91 sauer | 4 bis 5% п. [0,2700 [0,2935 |0,0162|0,2073 |0,0203 |0,0104 |0,0099 | 0,2380 2б 82,78 | 6,00:| 76,78 | 7,51 | 51,21 | 48,79 | 0,88 sauer | 5 bis 6% n. [0,2970 [0,2460|0,0162 |0,2298 10,0262 [0,0119 10,0143 | 0,2430 26 82,82 | 5,45 | 77,37 | 8,82 | 46,28 | 54,72 | 0,82 sauer 6 bis 7° a [0,3195 |0,2775!0,0117 10.2658 10,0232 [0,0119 |0,0113] 0,2602 28 86,85 | 3,66 | 83,19 | 7,26 | 51,10 | 48,90 | 0,82 sauer А | 7 bis 8% о, {0,3705 |0,3120|0,0062 10,3058 [0,0284 [0,0150 |0,0134 | 0,2977 40 84,22 | 1,67 | 82,55 | 7,66 | 62,75 | 47,25 | 0,80 sauer | | 8 bis 9% n. [0,3330 (0,28900,0062 10,2898 10,0214 |0,0124|0,0090| 0,2602 86 86,80 | 1,86 | 84,94 | 6,43 | 57,70 | 42,30| 0,78 sauer | .
Biochemische Zeitschrift Band 40
18
27% С. С. L. Wolf:
Tabelle ХП (Fortsetzung).
nn mn С — — — —
| | Reaktion eh?
19 N | N IN | 8:8
—.
3 8 Gesamt- Stickstoff Amid Stickstoff Ammoniak-
Stickstoff
— —
— —
9 bis 10% п. {0,4686 10,4150 '0,010910,4041 |0,0275|0,0125|0,0140| 0,3120
86 ı 88,94 | 2,34 | 86,601 5,90 | 49,10 | 50,90 0,67 saner |
10 bis 11% n. [0,4230 |0.3720| 0,012010,3600 |0,0242|0,0147 | 0,0095 | 0,2977 86 87.95 | 2,94 | 86,11 | 5,72 | 60,58 | 39,47 | 0,70
БД 4,30 | 8610 | 6,93 | 74,44 | 26,56 | 0,72
sauer 11® n. bis 7? v.] 2,8600 10,6160 0,1272 2, 4888 0. 1784 0,1328 | 0,0456 | 2,1280 800 |
sauer 1* e, bie 7 v.| 9,1865 |8,0285.0,3221 | 7,7084 !0,6431 |0,4077|0,2364| 7,3814 1632 | 87,40 | 3,50 | 83,90 | 7,00 | 63,40 | 36,60 | 0,80
Drüsenstoffwechsel verknüpft sein könne, und dieselbe Hypo- these kann vielleicht auch hier zur Erklärung herangezogen werden. Außerdem ist es bemerkenswert, daß die Ausscheidung des neutralen Schwefels im wesentlichen eine gerade Linie darstellt, während zur selben Zeit die größten Schwankungen beim Stickstoff und Schwefel auftreten.
Zusammenfassung.
In der vorliegenden Arbeit ist ein Versuch gemacht worden, de Abbauzeit der verschiedenen Formen von stickstoffhaltigen Substanzen zu bestimmen und die einzelnen Bestandteile in der Harnausscheidung ihrer Bildung nach zu verfolgen.
Es wird gezeigt, даб, während Kohiensioff und Stickstoff eng miteinander verbunden sind, insofern als егаќегег ein wirkliches Maß für die Bildung des Gesamtharnstofls darstellt, der Schwefel vom Stiokstofi weit unabhängiger ist. In vielen Fällen zwar, aber nicht immer, veılaufen Stickstoff und Schwefel einander parallel. Die Ausscheidungsmaxima dieser beiden Stoffe können voneinander, wie z. B. bei dem ungeronnenen Eiereiweiß, um 24 Stunden getrenut sein.
In manchen Fällen scheiat der Schwefelanteil der erste Angriffsort für die Spaltung des Eiweißmoleküls zu sein. Die zur Ausscheidung des Schwefels als schwefelsaure Salze führenden
Ausscheidungszait von N, S und С nach Aufnahme von Eiweiß usw. II. 275
Prozesse gehen mit noch größerer Schnelligkeit als die die Harnstoffbildung herbeiführenden vor sich. Dies kommt namentlich beim Abbau des gekochten und rohen Hühner- eiweißes prägnant zum Ausdruck; bei anderen Substenzen ist der Unterschied mehr qualitativ als quantitativ. Daß der frühzeitige Schwefelumsatz nicht von der Cystingrurpe abhängt, beweist dis Tatsache, daß bei Gelatine, der die Cystinverbindung fehlt. der Höhepunkt für Schweicl früher als für Stickstoff erschaint.
Die wirkliche Desemidierungszcit eines komplexen Eiweiß- körpeis wann mit den in dieser Arbeit benutzten Methoden nicht ermittelt, werden, denn in dn Anfangsstedien der Aus- scheidung werden die sauren Abhauprodukie nicht mit Am- moniek, söndern mit fren Alkalien gebunden eliminiert, die entweder den versbreichten Nährstoffen oder dem Körper ent- stammen. Die sogenannte, nach einer reichen Eiweißmahlzeit zuftretende „alkalische Harnf!ut“ wird also durch einen Über- schuß von fixen Alkalien urd nicht von Ammoniak bedingt.
Die Avsfuhr von Armwueniak, sls Chlorid oder als Citrat “rfütter;, erfolst mit erhchlicher Schaolligkeit. Bei einer hieinch Ammoniakgabe erschei.:t «ог Gipie] in der zweiten Stunde, bzi einer größeren versucht uor Organiemus, sich sofort ihrer 21 euiieriigen, und das Mazaunum wird folglich schon in der ersten Stunde erreicht. Die Hurnstoffbildung aus Ammoniak ist eine umıken’nare Reaktion; Геі großen Mengen eingelrachten Murusinfiiu wird Ammoniak daraus gebildet.
Hürbereweiß, in roLem Zustande verabreicht, erhöht die Gei, уіегіг к> seines Abbaus, was auf die Gegenwart von Anti- fv echten „üriekzuführen ist. Sowohl beim rohen wie beim geiischten Bübnereiweißb kenn eine größere Unabhängigkeit des Scherctelumsatzeg vom Stickstoff besbachtet werden als bei der anderen hier untersuchten Proteinen. Die Vorverdauung des Eisibumins bringt jedoch diesen Unterschied zum Schwinden, und alle Eiweißbestandteile scheinen gleich leicht verdaut zu werden. Überdies bewirkt sie, daß die Abbau- wie Aus- scheidungsvorgänge in ihren Endformen äußerst unbehindert und glatt von statten gehen.
Beim vorverdauten Eiereiweiß erreicht der Ammoniak
seinen Hchepunkt vor dem Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel. 18*
276 С. 9. L. Wolf: Ausscheidungszeit von N, 8 und O usw. П.
Wir können dies teilweise durch die Gegenwart freien Am- monisks, teilweise durch die vereinfachte Dessmidierung der Verdauungsprodukte erklären.
Die Verfütterung von Fetten und Kohlenhydraten führt zu einer Steigerung in der Stickstoff- und Koblenstofiaus- scheidung, die aber schwer von der gleichzeitig auftretenden Diuruse zu trennen ist. Der Stickstofigipfel kann deshalb nicht als eine Folge der Verdauungsdrüsenarbeit angesehen werden. |
Es ist außerordentlich schwer, ja vielleicht unmöglich, aus diesen Versuchen genaue Aufschlüsse über die Zeitdauer zu erlaugen, in der die verschiedenen Prozesse des intermediären Stoffwechsels in der Stufenleiter vom Eiweiß- bis zum Harn- stoffstadium aufeinander folgen. Ein Eiweiß wie Plasmon kann seinen Ausscheidungzpgipfel in der vierten Stunde erreichen, während eine Aminosäure wie Alanin zur selben Zeit auf dem Höhepunkt der Ausfuhr steht.
Die in diesen Versuchen beobachtete Eiweißretention scheint Faltas Anschauung zu begünstigen, daß der Eiweißabbau „stufonweise‘‘ vor sioh geht. Die deutliche Zurückhaltung des Stickstoffes aus Alanin und Harnstoff soll aber nicht auf einer verzögerten Resorption, sondern auf einer zeitweiligen Auf- speicherung dieser Stoffe im Körper beruhen,
Uber die Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge s vom . Partialdruck des Sanerstoffs.
Ä Von ` Jacques Loeb und KHardolph Wasteneys.
(Aus dem Rockefeller Institute, Now York.)
(Bingegangen am 10. Februar 1912.)
Um zu emer Entscheidung darüber zu gelangen, ob die Zahl der Herzschläge durch chemische Prozesse bestimmt sei, veranlaßte Loeb im Jahre 1905 Herrn С. D. Snyder, den Temperaturkoeffizieuten für die Geschwindigkeit der Pulsationen zu bestimmen. Für chemische Vorgänge dürfen wir im al- gemeinen erwarten, daß eine Temperaturerhöhung von 10° ihre Geschwindigkeit mindestens ungefähr verdoppelt. Alle bisher - vorliegenden Beobachtungen an den Herzen von Kaltblütern — von Yung, Snyder, Robertson, Rogers — ergaben, daß der Temperaturkoeffiziert für die Zahl der Herzschläge diese Größenordnung besitzt.
Bei der Verfolgung der Frage, ob die Oxydstionsvorgänge die unabhängige Variable be: den Lebenserscheinungen sind, dürfte deshalb die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Oxydstionen und Zahl der Herzschläge in der Zeiteinheit von Bedeutung sein. Loeb hat diesen Zusammenhang schon vor 17 Jahren zum Gegenstand einer Untersuchung gemacht!). Als . Objekt dienten Fischembryonen, bei denen sich die Hoerztätig- keit bequem unter dem Mikroskop beobachten läßt. Bei den Embryonen von Fundulus stellte sioh heraus, daß, wenn men die Embryonen in eocr Engelmannschen Gaskammer beob- achtet, aus der die Luft durch einen Strom von reinem Wasser-
1) Arch. f. d. ges. Physiol. 62, 249, 1805.
278 J. Loeb und Н. Wasteneys:
stoff ausgetrieben wird, die Geschwindigkeit der Herzschläze erst rasch, dann immer langsamer abnimmt, um schließlich eine Reihe von Stunden auf einem ziemlich niedrigen Niveau an- nähernd konstant zu bleiben. Der rasch absteigende Teil der Kurve der Zahl der Herzschläge in der Zeiteinheit bei allmäh- licher Sauerstoffentziehung weist unzweideutig auf eins Ab- hängigkeit der Zahl der Herzschläge von Oxydationen bin. Der nahezu asymptotische Verlauf der Kurve nach längerer Durch- strömung ist nicht so einfach zu erklären. Man könnte daran denken, daß hydrolytische Prozesse für die Unterhaltung der Herztätigkeit in diesem Stadium des Sauerstoffmangels in Be- tracht kommen. Es ist ja möglich. daß ein und derselbe oder ein nahe verwandter Stoff durch Oxydation sowohl wie durch Hydrolyse entstehen könnte, und daß die Geschwindigkeit der Bildung dieses oder dieser Stoffe die Geschwindigkeit der Herz- schläge bestimmt. Ist nun die Geschwindigkeit, mit der diese Stoffe durch die Oxydation gebildet werden, relstiv groß, während die Geschwindigkeit der Bildung dieser odar verwandter Stoffe durch Hydrolyse relativ klein ist, so läßt sich das Ver- balten der Herzen von Fundulus bei kontinuierlicher Durch- strömung mit Sauerstoff verstehen. Die Kurve der Geschwindig- keit der Herzschläge bei stetig abnehmendem Partialdruck des - Sauerstoffs läßt sich unter dieser Voraussetzung in zwei Teile spalten. Der erste rasch abfallende Ast entspricht der Abnahme der Oxydationsprodukte, die die Herztätigkeit bestimmen. Der zweite asymptotisch zur Abszissenachse verlaufende Teil der Kurve entspricht der Unterhaltung der Herztätigkeit durch Spaltungsprodukte. In diesem Sinne hatte Loeb seine Resul- tate damals auch erklärt.
Öhrwall stellte am Froschherzen Versuche über die Ent- stehung der sogenannten Lucianischen Gruppenbildung an und fand ebenfalls, daß bei Sauerstoffmangel die EES der Herzschläge abnimmt).
Wir werfen in dieser Abhandlung die folgende Frage auf: Wenn die Oxydationen oder die Masse eines oder mehrerer be- stimmter Oxydationsprodukte die Geschwindigkeit der Herz- schläge bedingt, so müßte es gelingen, durch passend gewählte
1) Skand. Arch, £. Physiol 8, 1, 1898.
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partisldruck des O. 279
Herabsetzung des Sauerstoffdruckes die Geschwindigkeit der Herzschläge tagelang auf einem niedrigeren Niveau zu erhalten; und zwar ebenso sicher wie das durch Herabsetzung der Tem- peratur möglich ist. Um solche Versuche auszuführen, muß der Vorrat von Sauerstoff relativ groß sein, so daß man bei der Ausführung dieses Versuches auf kleine Organismen an- gewiesen ist. Wir beschlossen, diese Versuche bei den Em- bryonen von Fischen, nämlich Fundulus, auszuführen.
П.
Genauer formuliert ist uneer Problem wie folgt:
Die früheren Versuche von Loeb hatten ergeben, daß, wenn wir reinen Wasserstoff durch die Engelmannsche Kammer leiten, die Zahl der Herzschläge von Fundulus in der Zeitein- heit mehr und mehr abnimmt. Die Frage, die uns vornehm- lich interessiert, ist die, ob die zu irgendeiner Zeit in einem solchen Versuche beobachtete Geschwindigkeit der Herzschläge der Ausdruck der um diese Zeit im Herzen (oder dem Remak- schen Ganglion) herrschenden Oxydationsgeschwindigkeit ist. Wenn das der Fall wäre, so sollte folgender Versuch gelingen. Nehmen wir an, daß ein Herz zu Anfang des Versuchs mit einer Geschwindigkeit von 20 Pulsationen in 6 Sek. schlägt, und daß nach zweistündiger Durch»trömung mit einem bestimmten Gemisch von Luft und Wasserstoff die Zeit auf das dreifache erhöht wird. Wir nehmen weiter an, deii um diese Zeit der Gasstrom unterbrochen werde, und daß das Herz dauernd in dem Luft-Wasserstoffgemisch bleibe und daß das Volumen des Gases, das dem Herzen zur Verfügung steht, hinreichend groß ist. In dem Falle sollte das Horz tagelang bei gleicher Tem- perstur mit der Geschwindigkeit schlagen, die beobachtet wurde, als die Durchströmung unterbrochen wurde. Wenn das der Fall wäre, so konnte man daran denken, daß die zu irgendeiner Zeit bei Wasserstofidurchströmung beobachtete Geschwindigkeit der Herzschläge der direkte Ausdruck дег Oxydationsgeschwindig- keit im Ganglion oder Herzen ist.
Diesen Versuch haben wir ausgeführt. An ein Gasometer, das ein Gemisch von 10 Volumprozens Luft und 90 Volum- prozent Wasserstoff enthielt, wurden vier Glaszylinder, jeder von ca. 200 com Volumen, angsschlossen (von denen jeder sechs
280 J. Loeb und Н. Wasteneys:
Fundulusembryonen in 20 oom Seewasser erhielt), und außer- dem eine Engelmannsche Gaskammer, in der die Herzschläge bei der Durchströmung gezählt werden konnten. Jeder Zylinder ‚ hatte einen luftdicht eingeschliffenen Glasdeokel, in den zwei Glasröhren eingeschmolzen waren, eine zum Einführen, ` die andere zum Ausführen der Gase. Jede Röhre war mit einem luftdicht schließenden Einweghahn versehen. Wenn die Durch- strömung beendet war, so konnte man durch Schließen der Hähne jeden Zylinder luftdicht abschließen. Es wnrde nun ein kräftiger Strom des Gemisches von 10 °/, Luft und 90%, Wasserstoff 3 Stunden und 15 Minuten lang durch die Zylinder getrieben und dann die einzelnen Flaschen durch Schließen der Hähne isoliert. Die Herzen der beobachteten vier Embryonen in der Gaskammer brauchten zu Beginn des Versuches für 20 Pulsstionen 5 Sekunden (Temperatur 24,7°). Eine Stunde ‚später brauchten sie für 20 Pulsationen 13”, 16”, 17!/„” und 16” bei 23°, und 3 Stunden 15 Minuten nach Beginn der Durch- strömung 13”, 20”, 13” und 18” bei 22°. Dann wurde, wie gesagt, jeder Zylinder isoliert.
Nach 24 Stunden wurde der erste Zylinder geöffnet, 5 Embryonen so rasch wie möglich in ein Uhrschälchen gabracht und die Geschwindigkeit der Horzschläge durch Zählen fest- gestellt. Es ergaben sich folgende Zeiten für 20 Pulsationen:
161," 20” 17” 16” 16” Temperatur 22°. _
Die Zahl der Herzschläge war also unverändert geblieben.
An der Luft erreichte die Herztütigkeit alsbald wieder ihre normale Geschwindigkeit. Nach einer Stunde waren die Zeiten für 20 Pulsationen:
10%,” 10!/,' 10” 10!/” 10 m 22° und einige. Stunden später: 7" 8 8" Pr 8” арыса» 248°. Am nächsten Tage, also 48 Stunden nach Beginn des Versuches, wurde der zweite Zylinder geöffnet und die mer Zeiten wurden für 20 Puliationen gefunden: 20” 1°” 15” 16” Temperatur 22,7°. In Berührung mit Luft ging die Zeit im Laufe einiger Stunden zurück, nämlich: 9” 8" 9” 9” Tomperatur 23°.
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partialdrack des О. 281
Der dritte Zylinder wurde 2 Tage später goöffnet, also am vierten Tage nach Beginn dos Versuches, Infolge eines Zufalles dauerte ев einige Minuten, еһе die Zahl der Herzschläge fest- gestellt wurde. Für 20 Pulsationen wurde gefunden:
М” 14° 141," 191," 13” Temperatur 23°. Der Umstand, da8 die Zeiten etwas kleiner ausfielen als in den anderen Fällen, dürfte vermutlich darauf zurückzuführen sein, daß die Eier einige Minuten mit der Luft in Berührung waren, ehe die Zählung der Herzschläge stattfand.
' Als der vierte Zylinder am folgenden Tage geöfinet wurde, stellte es sich heraus, daß die Herzen der meisten Embryonen stillstanden. An der Luft aber erholten sie sioh bald und fingen
wieder an zu schlagen. | Eine Wiederholung derselben Versuche gab ganz äbnliche Resultate. Юва Gaegemisch war wieder 10 Volumprozent Luft und 90 Volumprozent Wassereżtof (durch Analyse kontroliert).
Der‘ nach 24 Stunden geöffnete Zylinder mit 9 Embryonen gab folgende Zeiten für 20 Pulsationen: | 16” 19” 16” 13” 14” 15” 13” 12” 13” Temperatur 24,9°.
Der nach 2 Tagen geöffnete Zylinder ergab: . 19,6” 21,2” 142” 18” 290” 14,4” 12,5” 18,6” 11,4”
20,8” 12,5” Temperatur 23,8°.
Der nach 3 Tagen geöffnsie Zylinder ergab:
14" 20” 1% 90” 16,4” 15,4” Temperatur 94,2%,
Bei dieser Temperatur war die normale Zeit etwa 7”.
Diese Versuche scheinen die Ansicht zu stützen, daß einem bestimmten niedrigen Sauerstoffdruck auch eine bestimmte und für eine Beihe von Tagen bei derselben Temperatur konstante er- niedrigte Geschwindigkeit der Pulsationen des Herzens entsprioht.
Eine zweite Versuchsreihe wurde mit Embryonen ausge- führt, die mit verschiedenen Mengen NaCN vergiftet waron. Die Methode bestand darin, daß wir ein, zwei oder mehr Tropfen einer 1/,„°/„їдеп Lösung von NaCN zu je 50 сот Sce- wasser zusetzten und ein oder mehrere Eier mit Fundulus- embryonen hineinbrachten. Das Seewasser mit дөп Embryonen . befand sich in Erlenmeyerschen Flaschen, die mit Guwmi-
Nach 0O | 1 |2 131141619 Tropfen !/,0°/, N
2 Stunden 11% 81/„. 15 24 1 Tage 103/3! 121, 27 4 2 Tagen 11 16 30 60 з. e 11 |15 32 40 d „ 101/, 17 35 40 5 n 91/, | 18 26 40 6 „ 1 18 68 42 1. эу 81/„| 15 64 tot 8 „ 9 14 tot · tot
282 J. Loeb und Н. Wasteneys:
stöpsel luftdicht verschlossen waren. Jede Flasche hatte ein Volumen von etwa 200 com. Der Sauerstoffinhalt war also mehr als ausreichend. Von Zeit zu Zeit, gewöhnlich einmal jeden Tag, wurden die Eier herausgenommen und mit einer Stoppuhr die Zeit bestimmt, die für 20 Pulsationen erforderlich ist. Dann wurden die Eier wieder іс dio Flasche zurück- gebracht. Hierbei wurde durch Verdunstung von HCN die Konzentration von NaCN etwas herabgssetzt.
Zur Theorie der Versuche sei folgendes bemerkt. Wir nehmen an, daß die Geschwindigkeit der Or: vdationen im Embryo u. а. der Masse der Peroxyde (OxydJationsf::rmentu) proportional ist; und daß der Zusatz von NaCN die Geschwindigkeit der Oxydationen dadurch verringert, daß ein Teii der Peroxyd- moleküle sich mit NaCN oder НСМ verbindet, wodurch die- selben von der Teilnahme an der Oxydation ausgeschlossen werden.
Wir wollen nun einige Versuchsreihen mitteilen.
Die erste Reihe gibt Versuche mit je 4 Embryonen in einer Lösung und die angegebenen Zahlen sind das Mittel aus den vier Beobachtungen. Zu je 50 ccm Seowasser waren 0, 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 24 Tropfen 1/,„°/„ KCN zugesetzt worden. Zu Boginn des Versuches waren die Embryonen 6 Tage alt.
Tabelle I.
Nach 2 Stunden hatte sich das Gleichgewicht zwischen der NaCN-Lösung und den durch NaCN beeinflußten Sub- stanzen im Ei noch nicht hergestellt; nach 24 Stunden ist das
aber der Fall. Die Kontrollfische — mit 0 NaCN — schlüpften
am 6. Tage aus, die Embryonen in deu Gefäßen mit NaCN waren am Ausschlüpfen verhindert.
94 Temperatur
Abhängigkeit der Zahl der Uerzschläge vom Pariieldruck das С. 283
Betrachten wir die Geschwindigkeit der Herzschläge in den Gefäßen mit 1, 2 und 3 Tropfen NaCN, so sehen wir, daß jeder Konzentration von NaCN eine nahezu konsta.te Ge- schwindigkeit der Herzschläge während den 8 Tagen der Be- obachtung zukommt (unter Berücksichtigung der Temperatur- unterschiede), und daß diese Geschwindigkeit um so geringer ist, je höher die Konzentraticn des NaCN.
Nimmt man das Mittel, so verhalten sich die Gesch windig- keiten der Herzschläge in 0, 1, 2 und 3 Tropfen wie
82:10,1:15,7:22,3. Der Zusatz von 1 Tropfen NaCN setzt die Geschwindigkeit nur um 25°/, herab, während das Kinzufügen von 2 Tropfen die Ge- schwindigkeit um 25°/, gegen die mit 1 Tropfen herabsetzt; uai die gleiche Differenz wird zwischen 2 und 3 Tropfen beobachtet. Zu- satz von mehr NaCN bewirkt oft Störungen oder Stillstar:d in der Herztätigkeit, dio das Resultat etwas unregelmäßig machen.
Die nächste Tabelle II enthält Versuche, in denen nur je ein Embryo in eino Lösung gebracht wurde; die Embryonen waren 7 Tage alt.
Tabelle П. | | Sekunden erforderlich für on se Чп 50 ecni Зеехгаввог - oe? копнопе! 0,5 11011,5 |20 |2,5 130 135 140 |45 | бо | "© ccm 1/лоо0/о NaCN rm een Б а — с — — EEN — 16 DOSEN 23 | 34 ! 44 | 29 | 40 |38 139 14 20 21 |2718) "22 35 | 62 | 30 | 40 |46 |54 11 1 20 12074 56 | 35 | 39 | 38 | 43 |45 1631 9 117 N 20 | 32 | 35 | 40 | 43 |411/,146 105/, 118 E 2411, 34 44,46 | 72 | 52 |68 |? епн 21 | 38 | 44 | + | 40 |a |37 ? 113 18 |20 o | +| | [а |8 |
Macht man die Korrekturen für die Temperaturen, so be- merkt man, daß in jeder der vertikalen Reihe die Zahl der Herzschläge ziemlich konstant bleibt. Durch Zusatz von 0,5 cem sel le NaCN zu 50 ccm Seewasser wird die Geschwin- digkeit der Herzschläge um 30 bis 60°/, verringert. + bedeutet, daß des Herz still stand, ? bedeutet, daß cs nicht gelang, die Herzschläge zu zählen.
Wir haben noch vier weitere Versuchsreihen derselben Art mit demselben Resultat angestellt.
mperatur
in Grad
994 IJ. Loeb und Н. Wasteneys:
Aus diesen Versuchen geht hervor, daß es gelingt, durch hestimmte kleine Dosen von NaCN bei den Embryonen von
T'undulus die Geschwindigkeit der Herztätigkeit für eine Reihe
von Tagen auf ein relativ konstantes niedrigeres Niveau herunterzudrücken. Dieses Resultat würde man erwarten dürfen, wenn die Geschwindigkeit der Herzschläge eine direkte Funktion der Geschwindigkeit der Oxydationsprozesse wäre. IV. К Die folgenden Versuche über die Abnahme der Herstätig- keit bei Durohströmung дег Gaskammer mit bestimmten Ge- mischen von Luft und Wasserstoff seien nur der Vollständigkeit halber mitgeteilt. Sie können dem Gesagten nichte Neues zu- fügen. Wenn die Geschwindigkeit der Durchströmung in allen Hëlen genau die gleiche wäre, so ließen sich solche Versuche vielleicht verwerten, um eine Beziehung zwischen Sauerstoff- druck und Geschwindigkeit der Herzschläge zu gewinnen. Ob- wohl wir dieses Ziel im Auge hatten, во ist die praktische Durchführung doch zu schwierig. Wir legen deshalb den Ver- suchen keine große Wichtigkeit bei und teilen sie nur mit, weil der eine oder andere Leser vielleicht den Wunsch haben dürfte zu wissen, wie derartige Versuche verlaufen.
Wir teilen zunächst einen Versuch mit reinem Wasserstofl-
gas mit. Vier Embryonen waren im Apparat. Der Verlauf ist in Tabelle, II, dargestellt.
_ Tabelle Ш. Nach | Sekunden erforderlich für 20 Hersschläge
—
— -am
8 81/3 83, 22,8
8 8 22,7
9 Difa 23,2 14 131), 23,2 151, 14 21 90 23,5 25 4 23,6 98 23 28,7 30 35 23,7 32 | 36 23,7 34 40 23,3 39 | 55 22,7 39 56 22,7 35 40 29 tot 94,2 tot
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partialdruck des O. 285
Man kann also sagen, daß eine etwa 2stündige kräftig Durchströmung der Engelmannschen Geskammer mit Н (obne Luft) die Zeit für 20 Herzschläge etwa auf даз bfache (von 8” auf ungefähr 40”) erhöht.
Im nächsten Versuch wurde die Gaskammer mit einer Mischung von 25 Volumprozent Luft und 75 Volumprozent Wasserstoff durchströmt. Drei Embryonen wurden verwendet, aber anfangs lag der eine Embryo ungünstig und seine Hers- schläge konnten nicht gezählt werden. Unmittelbar vor Beginn der Durchströmung waren für 20 Herzschläge Dk und В, dé erforderlich, Temperatur 23°,
Tabelle IV.
Durchströmt man also die Kammer mit einem Gemisch, das aus !/, Luft und ?/, Wasserstoff besteht, so wird dadurch die Geschwindigkeit der Herztätigkeit um etwas weniger als 50°/, verringert.
| Tabelle V. 80%, Н, 20°/„ Luft.
Sekunden erforderlich für Temperatur Nach 20 Herzschläge in Grad
Der Leser wird bemerken, daß das dritte Herz viel lang- samer schlug als die beiden anderen, es brauchte 18” statt 10” für 20 Herzschläge. Der betreffende Embryo mit zu langsamem Puls lag in der Mitte des Tropfens, während die beiden anderon an der Peripherie lagen und daher den Sauersteff dem in dem Zentrum liegenden Embryo wegnahmen. Duroh leichtes Neigen
286 J. Loeb und Н. Wasteneys:
der Rent wurde dieser dritte Embryo an die Peripherie ge- bracht und nun stieg die Geschwindigkeit seiner Herzschläge sofort auf die normale Höhe, wie folgende Messung zeigt.
Temperatur Naeh 5420’ 10” ny” LO? 24,7° TE A0 LU" 13" 11”
Wir dürfen alao sagen, daß Durchströnung der Святое mui out Сєшів von 20 Volumprozent Luft und 80 Volum- рте Waaserstoif in etw 2 Stunden die Geschwindigkeit der Могао um etwa 50°/, berabsetzt, und daß die Gese}:win- біте donn stundenlang auf dieser Höhe bleiben kann.
Der folgende Versuch g:bt die Resultate bei der Durch- ED mib einem Genisch ven 4'/, Volumen Н und 1 Vo- слеп Leit. Es wurden sechs Emeniyonea benutzt. Unmmittel- элк vor bocinon dor Durchstr'mung eitorderten 20 Herzschlize Mir Pj 8 und 7 Seikinden bei 25%. Den weiteren Verlauf
giko die Tadelle Vi,
Tabelle VI. 82 Yol. Я, 15 Vol. Loft,
aD. =" Mir P dE аыл» — >: be : арч»: та теч че
= — - ==- e ee —— —— — nn nn —
en — — — шь 2. un
| Tem peratur
зл а Sr У А Ge O е Noch | Sekunden uriorderlich für 20 Horzechiäge in as Pe VE ut u En KÉ | (Ah ac. | esaf 189, | 17 9з DR eet | LR: HR 32 |14 113 сў ES | is © Tanya In 101 25,2 салу ра le |] 29 Jay! u GE Kë | a 128 12 25.6 easy biz) ën |п |4 |39 108/4 24,5 wohl Ié (12 |40 |30 11 26
Un dia: Zeit wurde Luft zugelassen. 2 autoen Sot orgao wich das folgende Resultat: | Ten;erstur үу / |” LI LIA N3 m AJO сү? ozo 1952107 117 13/7 103,7 10%" ID 19 25 urd 12 Minuten später: эу 2 „ „ му” „ ду ә, суд Tha "E 8 NA 9 с 26,2
Aen sieht, wie rasch eich dio Herzen bei Erneuerung der Luftzufuhr erholen. Woher kommt es nun, daß so große Ver- schiedenheiten in der Zahl der Herzschläge bei demselben
e a, EEE eg —
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partialdruck des О. 287
Sauerstofidruck vorkommen, wie sie in diesem Versuch be- cbachtet werdan? In diesem Falle können wir wieder eine bestimmte Antwort auf diese Frage geben. Die beiden Em- bryonen, deren Herzen 40” resp. 30” für 20 Herzechläge breuchter, lagin wirder im Zentrum des Tropfeus, erideiten азо weniger Dauorstot! als die anderen. Wir dürfen deahslo diese beiden Herzen eicht für des Besuitat verwerten. Wir schen Cuher, dei bei dere Saunrstofldruck, der in vSiösert Yor- ıchea hurschte, die Poschwindigkeit der Hersschlöge von 8" bis 1714,7 auf 11” bis (äi pro 29 Coniractioson heruntormnog, aigo auf nicht ganz die Бабе.
k 4
Tabslle УЙ. 85 СЕ Н, 15 Volumorozent Luft,
ИРИ sekunden erforderlich für Temperstur
Nach 20 Herzschläge | in Grad 0’ 37 bi
(ld
ran
{s ch
is wer wiedsr das iu der Mitte was Troniens liegeudo Dez, dei inogsamer schlug, und des wir dobar für dos Resultat горб beuntzen cürfen. Ein Gepuset von 1б Voiumprozont Luft und 85 Yolumprozert Warser- of ertzt alse и. 2 Sin..de. die Geschwindigkeit der Kerzuelläge suf etwas weint als dis мацз herunter.
Tabelle VIII.
30 ann Н, 10 mn Luit,
Nach | Sskundea erforderlich für 26 Hersschläge Temperatur o | в, | mpfi в | в | 24,0
28’ e | J6 0 Wh | LB 24,3 Bu’ 23 | 2 |6 | 2 24,
123’ 32 20 2 j 26 24,3
9203, a | 30 | са | 28 25,0
3° 33' 46 38 32 1 25
355’ 40 | 33 | 32 25 26,5
GG 36 | о |з | 261/, 25,0
288 J. Loeb und H. Wasteneys: Mit diesem Versuche stimmt aber der folgende Versuch mit noch niedrigorem Sauerstoffdruck nicht überein.
Tabelle ІХ. 95 Volumprozent H, 5 Volumprozent Luft,
Wir haben also hier eine ähnliche Wirkung wie in Ta- belle VII mit 165°/, Luft und 85%, Н. Ob der Versuch in Tabelle VIII aus der Reihe fällt oder ob der Versuch in Ta- belle IX abnorm ist, müssen wir unentschieden lassen. Auch mechanische Hindernisse, die der Diffusion des Sauerstofls in den Tropfen in der Engelmannschen Gaskammer im Wege stehen, kommen bei diesen Versuchen in Betracht.
V.
Als Anhang teilen wir die folgenden Versuche mit, deren
. Deutung uns Schwierigkeit bereitet, weil die partiellen Sauer- stoffdrucke in diesen Versuchen relativ hoch waren. Wir
kommen auf die mögliche Erklärung des Zwiespalts zwischen
diesen und den anderen Versuchen am Ende dieses Abschnittes
zurück. | ТИК.
Wir stellten eine ausgedehnte Reihe von Versuchen in der Weise an, daß wir durch bestimmte kleine Mengen von alka- lischem Pyrogallol einen Teil des Sauerstoffs in den Beob- achtungsgefäßen absorbierten. Wir benutzten zu dem Zwecke Glasgefäße, die von Gabritschewski für Tetanuskulturen ein- geführt wurden. Dieselben bestehen aus zwei flachen Schalen, die mit einem breiten, geschliffenen Rand luftdicht aufeinander passen. Die untere Schale hat eine Rinne für die Pyrogallol- lösung und die letztere wird durch ein kleines Loch eingeführt,
Durch seitliche Verschiebung der oberen Schale wird die Kom-
— —— aan — , др
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partialdruck des О. 289
munikation des Pyrogallols mit der äußeren Luft abgeschlossen. In die Mitte dieser zwei Schalen brachten wir ein kleines Uhr- schälchen, das die Eier enthielt. Dann wurde die obere Schale so aufgesetzt, daß die Löcher in beiden kommunizierten, und es wurde eine bestimmte Menge 12°/ iger KAO mit einer Pipette einlaufen gelassen. Dann wurde eine bestimmte Menge einer 5°/ igen Pyrogallollösung eingeführt und sofort die Schale ge- dreht, so daß das Pyrogallol keinen Sauerstoff von außen ab- sorbieren konnte. Die Pyrogallollösung wurde immer dem fünf- fachem Volumen der KOH-Lösung zugesetzt.
Wir bestimmten nun empirisch diejenige Menge der Mischung, die dauernd die Zahl der Herzschläge in der Zeiteinheit auf einem niedrigen Niveau hielt, und fanden, daß das bei Zusatz von 0,3 bis 0,6 oder 0,8 com Pyrogallol, je nach der Kapazität der einzelnen Schalen, der Fall war. Wurde zu viel Pyrogallol zugesetzt, so daß zu viel Sauerstoff in der Schale absorbiert wurde, so verlief alles so wie in den Versuchen, in denen die Luft vollständig durch Wasserstoff verdrängt wurde.
Da Wasser stets aus dem Uhrschälchen, das die Eier ent- hielt, in die Rinne mit Kalilauge verdampfte, so brachten wir stark verdünntes Seewasser oder destilliertes Wasser in das Uhr- schäloben. Die Eier von Fundulus entwickeln sich in destil- liertem Wasser ebenso gut wie in Seewasser.
: Bei diesen Versuchen tritt ein Übelstand ein, der darin besteht, daß erstens die einzelnen Eier im Uhrschälchen sich gegenseitig den Sauerstoff streitig machen, und zweitens, daß der Sauerstoff nur durch eine sehr enge Spalte von nahezu mikroskopischer Dimension in das Wasser diffundiert, das die Eier enthält, wodurch ebenfalls die Sauerstoffversorgung der Eier verzögert ist. Wir kommen auf diesen Umstand am Ende des Abschnittes noch zu sprechen. Vielleicht kommen auch indi- viduelle Schwankungen im allgemeinen Zustand der Embryonen in Betracht, die das Resultat beeinflussen.
In dem in der folgenden Tabelle I dargestellten Versuch waren vier Herzen in derselben Gabritschewskischen Schale. Der Inhalt der Schale betrug 50,9 ccm; 0,5°/,iges Pyrog .:!lol und 2,5 ост 12°/, KHO waren zugesetzt. Die in derselben vertikalen Reihe stehenden Zahlen gehören nicht demselben
Herzen an, da es nicht möglich war, jeden Tag dieselben Herzen Biochemische Zeitschrift Band 40. 19
290 . J. Loeb und H. Wasteneys:
zu identifizieren. Wir geben, wie schon erwähnt, in dieser Ab- handlung nicht wie üblich die Zahl der Herzschläge in einer Minute, sondern die Zahl der Sekunden, die für 20 Herzschläge erforderlich sind!). Es wurden stets 20 Pulsstionen gesählt ш ааш ann Zeit gemessen.
Tabelle X. 0,5 ccm Pyrogallol.
Nach Tagen | Sekunden erforderlich für 20 Pulsationen | Tomporstur 1 ı vw ` 161 | 10° 5 EENEG 4 17° en e * 15 229 5 14 52 2. 16 93 6 17 68 | tot 1 22 tot 22 8 36 20,8 9 18 21,5
10 15 94 41 35 20,2
Man sieht, daß die Zahlen erheblich schwanken; wir werden aber kaum irre gehen, wenn wir die minimalen Zahlen als die maßgebenden betrachten, und die höheren Zahlen als zu hoch ansehen infolge eines der vorhin erwähnten Nebenumstände.
Bei den Temperaturen, die in diesem Versuche. herrschten, schwankte bei normaler Sauerstoffversorgung die Geschwindig- keit der Herzschläge zwischen 6” und v pro 20 Pulsationen; bei der hier herrschenden Sauerstoffversorgung aber schwankten die Zeiten zwischen 11” und 18”. Die Geschwindigkeit war um etwa 100°/, verringert. | |
Wir vermeiden nun eine Quelle der Störung (nämlich die Störung der Sauerstoffversorgung, die ein Ei erfährt, wenn: die benachbarten Eier ihm den Sauerstoff streitig machen), wenn wir nur ein Ei in jedes Kulturgefäß bringen. Wir wollen in der folgenden Tabelle die Beobachtung mitteilen, die gleich- zeitig an 8 Embryonen angestellt wurde, die in 8 Schalen (mit steigendem Gehalt an Pyrogallol) verteilt waren.
1) "Раа läßt den Zusammenhang dor Geschwindigkeit der Hersschläge mit der Geschwindigkeit der chemischen Reaktionen besser erkennen.
Tabelle XI.
Sekunden erforderlich für 20 Herzschläge in Tempe-
Nach 0,1 | 0,2 | 0,3 | 04 | 05 | 06 | 0,65 | 0,7 ‚ ratur
com 5%/,iges Pyrogallol in: Grad
o 9 в Io 1; Я. о Е о Г es 2» 15 91, в [102/1 9%, | 14 | 66 | 48 | 60 23,6 1 Tag 9 1 [131,1 101, | 27 | 50 | 58 | 58 24,2 2 Tagen 91/3 7 15 12 14 -60 tot 54 24,2 B 5 91/, 7 |153/„| 13 14 | tot tot 24,1 а. 9 71/, | 17 ? 18 24,0 E 4 10 10 131/4 | Gruppen | 20 23,6 7 & 9 7 12 16 20 25,5 <= 7 6 [111,1 201, | tot 26,0 I %. susgeschlüpft| 6 10 17 27,6 Р 6з/„ | 101/, | 94 25,3 И» 2 10 |131/, | tot 21,8
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partialdruck des О. 291
Versuch abgebrochen, weil die Eier beinahe trocken waren.
Nehmen wir das Mittel aus diesen Zahlen, so erhalten wir folgende Werte für die relativen Geschwindigkeiten der Herz- schläge in jeder einzelnen Schale:
І. 0 ccm Pyrogalol. . . . .. 9 0,2 „ M ETEO
II. 0,3 „ S жые E 13,0 04 „ er ааа чә E 15,5 0,5 „ be? Bee 18,0
III. 0,6 „ wd АУЛ ЕИ. 55 0,65 „ Ro Sg 53 0,7 „ ge e ЖО ЁЗ 57
Gruppe besteht aus den beiden ersten Reihen mit 0,1 und 0,2 ccm Pyrogallol. Wir dürfen die hier beobachtete Geschwindig- keit der Pulsationen als normal bezeichnen; die geringe in diesen Gefäßen herrschende Verminderung des Partialdruckes des Sauer- stoffs hatte keinen Einfluß auf die Herztätigkeit. In Gefäßen mit so wenig Pyrogallol ging auch die Entwicklung der Embryonen weiter, und dieselben schlüpften meist aus, während das in den Gefäßen mit mehr Pyrogallol nicht der Fall war. Die jungen Embryonen lebten bier lange, aber schlüpften nicht aus.
Die zweite Gruppe umfaßt die Versuche mit 0,3, 0,4 und 0,5 com Pyrogallol. Hier findet eine allmähliche, aber stetige
19*
292 J. Loeb und H. Wasteneys:
Zunahme der für 20 Pulsationen erforderlichen Zeit statt, die bei 0,5 com Pyrogallol etwas über 100°/, erreicht.
Die dritte Gruppe ‘umfaßt die Versuche mit mehr als 0,5 ccm Pyrogallol. Diese Gruppe ist durch einen scharfen
i Ё Sprung von den voraufgehenden Versuchen getrennt. Die Ge- -
schwindigkeit der Herzschläge fällt auf ein Achtel und die Tiere sterben bald. :
Wir wollen einen zweiten Versuch dieser Art mitteilen, in dem die Tatsache der Existenz dieses Sprunges ebenfalls klar zum Ausdruck kommt.
Tabelle ХП.
— — — — —
Sekunden, erforderlich für 20 Herzschläge in | Tempe- Nach 0,3 | 04 | 05 | 06 | 0,7 | 0,8 | ratur оош Pyrogallol
Wir haben auch hier wieder die drei Gruppen. Die erste normale umfaßt пог den ersten Embryo mit 0,3 com Pyro- gallol. In den ersten Tagen war seine Herztätigkeit etwas ver- zögert, dann wurde sie normal. Die in den erten Tagen be- merkbare Verlangsamung dürfte möglicherweise einer zufälligen mechanischen Hemmung der Sauerstoffversorgung infolge un- günstiger Lage des Embryos zuzuschreiben sein, Vom fünften Tage an ist der Embryo normal, was sich auch darin zeigt, daß derselbe ausschlüpft. Die zweite Gruppe umfaßt die Ver- suche mit 0,4, 0,5 und 0,6 ccm Pyrogallol. Hier haben wir wieder dieselbe mäßige Verlangsamung der Zahl der Herzschläge bis auf etwa die Hälfte der normalen Geschwindigkeit. Dana aber erfolgt wieder ein Sprung auf über 40” für 20 Pulsationen, wenn wir über 0,7 com Pyrogallol hinausgehen.
Abhängigkeit der Zahl der Herzschläge vom Partialdruck des О. 293
Da in diesen Versuchen die gebildete CO,von dem KHO absorbiert wurde, so kann дег Sprung n nicht auf eine Kohlen- eäurewirkung bezogen werden.
Wir kommen deshalb auf Grund dieser Versuche, die wir sehr ӨҢ wiederholten, zu dem Schluß, daß’ eine mäßige Herabsetzung des Partialdruckes des Sauerstoffs die Geschwindigkeit der Herz- schläge um etwa 100°/, oder noch mehr verringert und daß das "De, mehr als eine Woche lang mit dieser verringerten Geschwindigkeit weiterschlagen kann. Sobald aber der Partial- druck unter eine bestimmte Grenze sinkt, findet eine sehr plötz- liche Abnahme der Geschwindigkeit auf ein Sechstel bis ein Achtel statt, die zum raschen Tode des Embryos führt. Was den Grund für diesen Sprung bildet, können wir nicht angeben. Es wäre, wio schon erwähnt, denkbar, daß unterhalb eines kritischen minimalen Wertes des Sauerstoffdruckes die Oxydationugeschwin- digkeit im. Herzen so sehr sinkt, daß die Herztätigkeit nur durch Stoffe aufrecht gehalten wird, die durch Hydrolyse entstehen.
Wir müssen nun auf eine Schwierigkeit hinweisen, die ent- steht, wenn wir die Herabsetzung der Zahl der Herzschläge in diesen Pyrogsliolversuchen direkt auf die Partialdrucke des Sauerstofis zu beziehen versuchen, die іп den betreffenden Ge- Bien herrschten. Diese Partisldrucke waren nämlich relativ hoch im Vergleich mit den Partialdrucken, die in den früher erwähnten Versuchen benutzt wurden. Wir vermuten, daß der Partialdruck des Sauerstoffs in dem kleinen Uhrschälchen, in dem die Eier sich befanden, stets niedriger war als in der um- gebenden Luft, weil, wie schon erwähnt, die Luft nur an einer mikroskopischen Spalte mit dem Wasser im Uhrsohälchen. in Berührung kam, wodurch die Geschwindigkeit der Sauerstoff- zufuhr in dem Wasser verzögert wurde. Da nun die Eier fort- während etwas Sauerstoff verbrauchten, so vermuten wir, daß das Wasser des Uhrschälchens immer nur unvollständig für den Partialdruck des Sauerstofis gesättigt war, der im übrigen Ge- fäß herrschte. In dieser Sohlußfolgerung werden wir bestärkt durch die Erfahrang über den Einfluß, den die Lage des Eies im’ Uhröchälchen in diesen Versuchen hatte. In den Versuchen des II. Abschnittes fiel diese Fehlerquelle fort, da hier das Wasser, ‚in dem die Eier sich befanden, auf einer großen Oberfläche mit dem Gasgemisch in Berührung war.
294 | J. Loeb und Н. Wasteneys:
| VI. Diskussion der Resultate.
Die Bedeutung des Sauerstofis für die Herztätigkeit hat man offenbar bisher in der Physiologie für gering angesehen, was äußerlich schon daraus hervorgeht, daß dieses ganze Ge- biet in dem umfangreichen Nagelschen Handbuch mit drei Sätzen erledigt wird, die hier zitiert werden mögen: „In besug auf sein O-Bedürfnis verhält sich das Herz wie der Skelett- muskel. Auch ohne O-Zufuhr kann es noch eine Zeitlang weiter arbeiten, aber schließlich nimmt die Höhe der Contrao- tionen enorm аЬ... Am ausgeschnittenen Säugetierberzen kann der für kräftiges Schlagen nötige Bedarf an O auf lange Zeit auch ohne Anwesenheit уоп Hämoglobin gedeckt werden, wenn man die Durchströmungaflüssigkeit mit O unter Atmo- sphärendruck sättigt.‘‘ Diesen Tatsachen gegenüber weisen die hier mitgeteilten Tatsachen auf die Möglichkeit hin, daß die
Geschwindigkeit der Zahl der Contraktionen des Herzens in der
Zeiteinheit eine bestimmte Funktion des Sauerstoffdruckes oder — wenn wir die Cyannatriumversuche mit berücksichtigen —
~ der Geschwindigkeit der Oxydationen ist. Da die Geschwindig-
keit der Herzzchläge durch das Remaksche Ganglion bestimmt ist, so gewinnt man den Eindruck, als ob die im Ganglion vor- handene oder die dasselbe umspülende Masse eines bestimmten Oxydationsproduktes in jedem Zeitpunkt die Zahl der Herz- schläge in der Zeiteinheit bestimmt.
Die Beeinflussung des Herzmuskels durch Sauerstoffmangel ist hier nicht berücksichtigt. Dieselbe würde nicht in erster Linie die Zabl der Herzschläge in der Zeiteinheit beeinflussen, sondern die Energie der Contraotionen. Es mag nebenbei be- merkt werden, daß wir die Tendenz zur Bildung Lucianischer _ Gruppen bei den Versuchen an Fundulus relativ selten bemerkt
haben und nur dann, wenn die Zahl der Herzschläge in der Zeit- ‚ einheit sehr gering war.
УП. Zusammenfassung der Resultate. L Es wird der Nachweis geführt,. daß eine bestimmte Herabsetzung des Sauerstoffdruckes die Zahl der Herzschläge des Fundulusembryos in der Zeiteinheit auf */, bis 1/, herabsetzt
und daß das Herz eine Reihe von Tagen (bis zu zehn in unseren
: Versuchen) mit dieser Geschwindigkeit weiter schlagen kann.
Abhängigkeit der Zahl der Herzachläge vom Partialiruck des 0. 295
2. Wir sind noch nicht in der Lage, die Grenzwerte des Sauerstoffdruckes für diese Wirkung genau anzugeben; wir haben diese Wirkungen aber beobachtet, wenn die Luft durch ein Ge- misch von Wasserstoff und Luft ersetzt war, wobei das Partial-
. volumen der Luft ein Viertel bis ein Zehntel des Gesamtvolu- ;
mens der Mischung betrug. |
| 3. Versuche mit NaCN haben ergeben, daß bei Zusatz ge- ringer Mengen dieses Stoffes zum Seewasser die Herzen von
Fundulusembryonen tagelang mit einer verminderten Geschwin-
digkeit schlagen, und daß diese Geschwindigkeit eine Funktion
der Konzentration des NaCN in der Lösung ist.
4. Es wird ein Versuch gemacht, diese Tatsache unter der Voraussetzung zu erklären, daß die Zahl der Herzschläge durch die Masse der Konzentrationen eines Stoffes bestimmt wird, der . vornehmlich durch Oxydation gebildet wird, der in beschränktem Maße, aber auch durch Hydrolyse entstehen kann.
Studien in der Chlorophyligruppe. XV. | Ж ов L. Marchlewski.
Methoden zur Bestimmung der. Komponenten des Chlorophyils (des Neo- und Allochlorophylis). О Von
C. A. Jacobson (Reno-Nevada) und L. Marchlewski. (Vorgelegt der Akademie der Wissenschaften in Krakau.) (Eingegangen am 27. Februar 1912.)
Mit 2 Figuren im Text und 5 Tafeln.
In unserer vorigen Abhandlung!) haben wir gezeigt, daß das Verhältnis des Neochlorophylis zum Allochlorophyli kein konstantes ist, sondern in den Blättern verschiedener Pflanzen- arten, wie auch in den Pflanzen derselben Gattung, die aber unter abweichenden Verhältnissen lebten, in weiten Grenzen variieren kann. Diese interessante Tatsache könnte vom physio- logischen Standpunkte von großer Bedeutung sein, besonders wenn eine Methode zur Verfügung stände, die die Bestimmung dieses Verhältnisses in kleinen Mengen des Rohmaterials er- möglichte. Wir bemühten uns solche Methoden ausfindig zu machen und glauben unser Ziel erreicht zu haben.
Die erste Methode basiert auf den äußerst charakteri- stischen Eigenschaften der Absorptionssprektren des Neo- und Allochlorophylians im Violett und Ultraviolett. Die zweite — auf den Extinktionskoeffizienten dieser Substanzen.
Letztere Methode wurde bereits von dem einen von uns mit Malarski®) zur Bestimmung des Gesamtchlorophylis in Pflanzenteilen vorgeschlagen.
2) Diese Zeitschr. 39, 174, 1912.
2) Diese Zeitschr. 24, 319, 1910.
С. A. Jacobson u. L. Marchlewski: Stud. i. d. Chlorophyligruppe. XV. 297
Erwähnt mag werden, daß bereits Tswett”) seine ad- sorptiometrische Methode zur Bestimmung des Verhältnisses des Neochlorophylis zum Allochlorophyli benutzte und zu dem Resultäte gelangte, daß das Verhältnis ein konstantee ist.
Wie erinnerlich, haben wir zeigen können, daß die Ab- sorptionsspektren im Ultraviolett verschiedener Chlorophyllane der Brennesseln und Aoer-negundo-Blätter, wie auch anderer Pflanzen sehr beträchtlich voneinander abweichen können. Unter anderen wurde bemerkt, daß die Intensität des Bandes bei A 436,5—442,8 sehr schwanken kann, und da dasselbe im. reinen Allochlorophylian stets stark ausgeprägt erscheint, so wurde geschlossen, daß das fragliche Band in Chlorophylianen ` nur von der Allokomponente herrührt. In gleicher Art kamen . wir zu dem Schluß, daß das Band bei 2 391,8—399,7 nur vom ‚Neochlorophyllan herrührt. Letzterer Schluß konnte jedoch nicht als bewiesen gelten, da wir reines Neochlorophyllan damals nicht besaßen und daher optisch auch nicht untersuchen konnten. Diese Lücke können wir jetzt ausfüllen. Es gelang uns, Neochloro- phyllan nach zwei durchaus abweichenden Methoden im reinen Zustande zu gewinnen.
Die erste Methode zur Darstellung des Neochlorophylians benutzte das Chlorophylian der Acer-platanoides-Blätter als Ausgangspunkt, 2 g des Chlorophyllans, das nach der früher beschriebenen Methode dargestellt und gereinigt war, wurden in 2 1 Ather gelöst und unter Kühlung tüchtig mit 200 ост konz. Salzsäure durchgeschüttelt. Nach der Trennung beider Schichten wurde die salzsaure Lösung 2mal mit je 250 оош extrahiert, um etwa gelöstes Phylioxanthin zu entfernen. Die salzsaure Lösung wurde dann in 2 1 Wasser gegossen und das ganze mit 1 1 Ather erschöpft. Die ätherische Lösung wurde поп Zmal mit 250 com 10°/, HCl extrahiert, dann mit 15°/, НСІ, die das Phyliooyanin aufnahm, schließlich mit 20°/, НО, _ solange dieselbe angefärbt wurde; im Ather blieb das Neo- сШоғорћуПап zurück. Die ätherische Lösung wurde nun mit Wasser : mehreremal gewaschen, um die Säure zu entfernen, dann mit Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel ein- gedampft. Der Rückstand wurde in Chloroform gelöst, die
1) Ber, d. Deutsch. botan. Ges. 41, 1352, 1908.
дв С. A. Jacobson und L. Marchlewski:
Lösung filtriert, stark eingedampft und mit Alkohol gefällt. Neoohlorophyllan stellt eine amorphe schwarze Masse dat, die im warmen Zustande einen eichenrindeartigen Geruch besitzt. Die Lösungen sind oliv grün, während die des Allochlorophylians rotbraun erscheinen. Die folgende Tabelle gibt über die Ab- sorptionsspektren im sichtbaren Teile Auskunft.
Tabelle I.
1,5 mm 8mm 5 mm 7mm Әла 11 mm
676,5-—600,2 | 680,5 — 656,0 | 685,2— 654,0 | 687 687,7—650,5 690,0 – 647,4 20
u 6184-600, 615 —* 616,4—-599,8 | 617,7—590,4 620,8—Б598,6
667,7—588,2 | 568,1—558,2 | 570,2--556,2 er 541,2—532,7 541,5—533,0 543,1—530,7 | 543,7—531,6 | 545,0—581,6 | 545,7—6529,3 513,0—4909,2 | 513,8—497,7 | 514,5—496,5 | 514,7—496,2 | 515,9—494,4 | 517,3 4939
Platte I repräsentiert die Photographie der Absorptions- bänder der Substanz. im sichtbaren Teil des Spektrums; die
Konzentration und Schichtendicken sind dieselben wie in obiger
Tabelle. Fünf Bänder werden verzeichnet, deren Lage sehr an- nähernd mit der der Brennesselchlorophylianbänder überein- stimmt, mit Ausnahme des IV. Bandes, das im Falle des Neo- chlorophylians schmäler und besser definiert ist.
In den 3 und 5 mm dioken Schichten beobachteten wir noch eine Andeutung einer Aufhellung innerhalb des I. und V. Bandes, die auch durch die Negative verzeichnet werden; sio kommen aber weder in den Positiven noch in ihren Repro- duktionen zum Vorschein. Außerdem beobachteten wir eine Spur eines VI. Bandes hinter dem V., zwischen dem Blau und Violett, dessen Messung aber undurchführber war. Die äthe- rische Lösung zeigt dieses Band stärker und konnte gemessen werden, worüber später.
Viel interessanter ist jedoch das Spektrum des Neoshloro- phylians im Violett und Ultraviolett; auf ihm stützt sich die Methode zur quantitativen Bestimmung beider —— nebeneinander.
Platte IV repräsentiert das ultraviolette Spektrum des Neochlorophyllans, das nach obiger Methode dargestellt war.
— — ë — — — — — —— — ——— —— — — —— — — — nn —— ee nen? —
— —
Studien in der Chlorophyligruppe. XV. EH
Nur drei Bänder sind wahrzunehmen, deren Lagen in der Tabelle II verzeichnet sind. Die Messungen wurden in bezug auf die Kupferlinien ausgeführt, während die Heliumlinien im sichtbaren Spektrum zur Anwendung kamen.
Tabelle II. Neochlorophyllian-Spektzum.
Konzentration: 0,00004 pro 1 eem Chloroform.
4 394,0--408,0 | 2 400,6 421,3 4 366,4—381,3 à 391,0—4041 |1 4084—4960 А 388,8 —405,0
ALLIN -
Ein Vergleich der obigen Bänder, mit denen des Brenn- nessel- oder Platanus-ocoidentalis-Chlorophyllans oder irgendeines anderen von uns in der vorhergehenden Abhand- lung besprochenen, wird die Wee, de mit Leich- tigkeit erkennen lassen.
Eine nähere chemische Charakterisierung des Neochloro- phyllans wird später gegeben werden, hier sei nur auf seinen Methoxyl- und Phytoylgehalt hingewiesen. E wurde für vakuumtroockene Präparate:
1,6462 g gaben 0,5480 g Phytol oder 29.391, 03831912; „ 00790862 AgJ „ 3,29%, ОСН,.
Die zweite Methode der Darstellung des Neochlorophylians ging vom Neochlorophyll aus, das wir nach der Methode von Sorby mit gewissen Modifikationen erhalten haben. Das auf Sorbys Beobachtungen gegründete Verfahren von Maroh- lewski und С. A. Sohunok mußte abgeändert werden, da das von uns jetzt angewandte Rohmaterial weit mehr Allochloro- phyil enthielt als das damals benutzte.
31 kalten Alkohols von 929%, wurden auf 1 kg ge- pulverter Acer-platanoides-Blätter gegossen, 1 Stunde lang gerührt und bei 300 Atmosphären gepreßt. Die filtrierte Lösung zeigte für Natriumlicht einen Extinktionskoefflzienten von 6,32. 11 dieser Lösung wurde mit 800 com Petroleumäther ge-
300 С. А. Jacobson und L. Marchlewaki: `
schüttelt und dann 25 com Wasser zugesetzt, um die Trennung der Schichten zu erleichtern. Nachdem die Pötroleumäther- schicht entfernt war, wurde die alkoholische Lösung it 800 сот CS, geschüttelt. Die Schwefelkohlenstoffschicht wurde ab- gelassen, sie machte 850 com aus, und wurde mit dem gleichen Volumen 82°/ igen Alkohols geschüttelt. Einige Kubikzenti- meter 95°/,igen Alkohols wurden dann zugesetzt, um die Trennung der Schichten zu ermöglichen. Die Behandlung der Schwefelkohlenstofflösung mit 82°/,igem Alkohol. wurde . 3mal wiederholt, wonach nur 365 ccm der ersteren zurückblieben. Letztere Schwefelkohlenstofflösung wurde jetzt mit dem gleichen Volumen 85°/,igen Alkohols geschüttelt. Gewonnen wurden 240 com CS,-Lösung, die mit dem gleichen Volumen 87°/,igen Alkohols geschüttelt wurden. Jetzt resultierten nur 165 oom Schwefelkohlenstofflösung, die durch Zusatz des Lösungsmittels auf 200 ccm gebracht wurden und mit. 200 ccm 87°/,igem Alkohol geschüttelt wurden. Die Extraktionen mit 87°/,igem Alkohol wurden im ganzen 7mal wiederholt. Sodann wurde die CS,-Lösung. in gleicher Art бта! mit 90°/,igem · Alkohol extrahiert und schließlich бша] mit 92°/,igem Alkohol. Im ganzen. erforderte die Entfernung des Allochlorophylis 25 Ex- traktionen mit Alkohol der angegebenen Konzentrationen. Jede Phase der Extraktion wurde spektroskopisch verfolgt. Wie bereits mehrfach betont wurde, ist die Lage des ersten Neo- chlorophyllanbandes in verdünnten Lösungen nicht identisch mit dem des ersten Allochlorophylianbandes, und dasselbe gilt in bezug auf ihre Muttersubstanzen, die Chlorophylie. Der Schatten an dem stärker gebrochenen Rande dieses Bandes wird durch die Anwesenheit von Allochlorophyll veranlaßt; er kann folglich zur Beurteilung des Einflusses der Alkohol- extraktionen dienen. Das Neochlorophyli verbleibt zum großen Teil in der Schwefelkohlenstofflösung und der Alkohol nahm das ABochlorophyli auf. Die letzte CS,-Fraktion wurde zur Trockne eingedampft, der Rückstand in Alkohol gelöst und mit 10°/,iger Oxalsäurelösung versetzt. Das abgeschiedene Neochloröphylian wurde abfiltriert, mit Alkohol gewaschen und getrocknet. Platte III zeigt das Spektrum dieses Produktes im Ultraviolett. Obwohl weder das Positiv noch die Reproduktion ein Band auf der Кирѓегіпіе A==437,8 zeigen, so konnte eine
Studien in der Chlorophyligruppe. XV. 301
Spur eines solchen auf dem Negativ doch beobachtet werden, das auf die Anwesenheit einer äußerst geringen Spur des Allo- chlorophylians hinwies. Demnach mußte. die oben erwähnte Extraktion mit. 92°/, noch einigemal wiederholt werden, und eine Kontrolle des erhaltenen Produktes mit Hilfe einer Spektrumaufahme im Ultraviolett zeigt nun das erwähnte Allo- ohlorophylianband nicht mehr, im Gegenteil, die Spektren. der Necchlorophyllane, die nach beiden so grundverschiedenen Methoden erhalten wurden, erwiesen sich als vollkommen identisch. Platte II reproduziert das nach der 2, Methode er- haltene Neochlorophyllanspektrum, das, wie ersichtlich, mit Platte I übereinstimmt. Einige Prozente des Allochlorophyllans in Gemischen mit Neochlorophyllan können allerdings auch: im sichtbaren Teil des Spektrums entdeckt. werden, aber das Spektrum im Ultraviolett ist bei weiten empfindlicher.
Unsere Methode zur Bestimmung der Chlorophyllane in Gemischen basiert eben auf dieser Tatsache. Wir bereiteten künstliche Gemische von wechselnder Zusammensetzung und photographierten das ultraviolette Spektrum. Die 10 gewonnenen Platten sind hier reproduziert. `
Platte V 80%, N eochlorophyllan +10%, Allochlorophyllan
„ VI 80, „ 420 Т Т „ ҮП 70, „ +30, „ „ VII 60, ›„ +% nm nm „ IX 8, BR +50 ,, e Т X U, nm + 60 „ IT » XI 20. e +70 , 8 „ ХП 20 nm Т + 80 „ „ „ Хш 10 e ve + 20 T T XIV 0, „ +10 „ „
Ee wäre natürlich möglich, noch mehr Variationen der Mischungsverhältnisse einzuführen, aber auch die angewandten ermöglichen, die Zusammensetzung einer Mischung innerhalb 2°/, auf Grund der Liohtdruckreproduktionen!) der Photo- graphien zu schätzen, während bei Benutzung der Negative die Interpolation noch genauer ausfällt. Praktisch gestaltet
1) Vgl. Poll de l'Acad. d. бо. Cracovie 1912, Februar.
308 С. А. Jacobson und L. Marchlewski: |
. sich demnach die Bestimmung des Neochlorophylians zum Allochlorophyllan in einer untersuchten Probe Chlorophylian wie folgt: Das nach der Methode von Е. Sohunok gereinigte Chlorophylian wird bei 100° bis zum konstanten Gewicht ge- trocknet und eine Lösung in Chloroform bereitet, die pro 1 com 0,00004 g enthält. Die Lösung wird in Schichtendicken von 2, 4, 6, 8, 10 опа 12 mm photographiert, und zwar bei An- wendung einer Nernst-Lampe von 60 Kerzen. Die erhaltenen Negative oder Positive wurden dann mit den oben genan nten Platten verglichen. Besonderes Augenmerk ist auf das 1., 3. und 4. Band zu richten. Zu | Die Methode würde noch größere Dienste leisten können, falle die Isolierung des Chlorophylians umgangen werden ‘könnte. Frühere Untersuchungen machten bereits die Annahme wahrscheinlich, daß die Anwesenheit der gelben Begleiter des Chloropbylis auf das Spektrum des COhlorophyllans in so ver- dünnten Lösungen, wie sie zum Erscheinen der Bänder im Violett und Ultraviolett bereitet werden müssen, von keinem Einflusse sein werden‘). Um diese Vermutung durch das Ex- periment zu prüfen, wurde wie folgt verfahren. Ein Liter eines alkoholischen Extraktes von Acer-platanoides-Blättern wurde in zwei gleiche Teile geteilt. Der eine wurde mit 15 oom 10°/ ‚iger alkoholischer Oxalsäurelösung versetzt und über Nacht stehen gelassen. Sodann wurde die Säure durch Zusatz von CaCO, neutralisiert, um die Bildung von. Phyllocyanin zu ver- hindern?) und zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde mit Chloroform erschöpft. Erhalten wurden 302 com. 1 com dieser Lösung wurde zu 60 ccm verdünnt, wobei eine Lösung entstand, die ungefähr unseren Standardlösungen ent- sprach. Die Lösung wurde dann photographiert, wobei das Mischungsspektrum des Chlorophyllans entstand. Die andere Hälfte des Chlorophyllextraktes wurde mit 25 g KOH versetzt, die Mischung während 2 Stunden gerührt und dann langsam auf dem Wasserbade eingedampft. Der Rückstand wurde in Wasser gelöst und die Lösung mit Äther erschöpft. Die
1) Marchlewski, Die Chemie der Chloropbylie usw. Braun- schweig 1909. 2) Vgl. diese Zeitschr.: Hildt, Robel, Marchlewski 10, 131, 1908.
Studien in der Chlorophyligruppe. ХУ. . 303
ätherische Lösung wurde bei Liohtabschluß eingedampft. Der Rückstand wurde in 302 com Chloroform gelöst und 1 om auf 60 com verdünnt und endlich photographiert. Die Platte war kontinuierlich belichtet, Bänder waren nicht wahrzunehmen. Die gelben Farbstoffe haben demnach unter den eingehaltenen Bedingungen keinen Einfluß auf das Spektrum дев Chloro- pbyllans und sollten weitere Versuche zeigen, daß die Ahorn- blätter in dieser Beziehung keine Ausnahme bilden, so wäre es leicht, das Verhältnis der beiden Chlorophyllane sogar in so geringen Materialmengen zu bestimmen, wie sie in einem einzigen Blatte vorkommen. Zu diesem Ende würde es genügen, das alkoholische Extrakt mit Oxalsäure anzusäuern, die Säure durch CaCO, abzustumpfen, das ganze einzudampfen und nach Zu-
бегени einer Chloroformlösung des Rückstandes zum Photo-
graphieren zu schreiten.
Die zweite Methode zur Bestimmung des Mengenverhältnisses des Neo- zum Allochlorophyllan beruht auf den Extinktionskoef- fizienten der Chloroformlösungen. Wir haben bereits in unserer vorigen Mitteilung auf den Unterschied in den Extinktions- koeffizienten hingedeutet, die, im grünen Licht des Mono- chromators gemessen, von verschiedenen Chlorophyllanen gegeben werden. Für die quantitativen Zwecke ist das Licht des Monoohromators nicht rein genug; wir benutzten eine Quarz- amalgam-Lampe von Heraeus, die ein starkes Licht von А = 508 uu gibt (Od-Linie). Für dieses Licht wurden Extinktions- koeffizienten verschieden zusammengesetzter Gemische der beiden Chlorophyllane bestimmt. Konzentration = 0,0004 g pro 1 сот.
Extinktionskoeffizient 100°/, Neochlorophyllan 4,38 j 90 „ Neo+ 10%, Allo 4,24
„ 80 d э» + 20 nm nm 4, 14 2 70 „ Д + 30 nm nm: 3,99 „” 60 nm э + 40 nm р 3,90 IT 50 » nm +50 mg nm 3,80 ээ 40 „ d + 60 nm зэ 3,70 э» 30 ID nm + 70 nm nm 3,54 F 20, „ +80, „ 3,41 {б 10, „ 90, „ 3,33 d 0 „ э + 100 ss» 3,21
304 С. A. Jacobson und L. Marchlewski:
- Die obigen Werte wurden zur Konstruktion der in Fig. 1 veranschaulichten Kurve benutzt. Wie ersichtlich, erhält man annähernd eine gerade Linie.
6902
| BEERERUNET. ДА Ё |
__ Außerdem wurden die Extinktionskoeffizienten der obigen Lösungen im Natriumlicht bestimmt. Hier liegen die Ver- hältaisse umgekehrt wie im Cd-Licht, nämlich die Allochloro- phyllankoeffizienten sind größer als die des Neochlorophyllans. Fig. 2 ist ohne weiteres verständlich.
Jede „Kurve“ bzw. beide gleichzeitig können für den ge- wünschten Zweok benutzt werden. Das isolierte Chlorophyllan wird in Chloroform gelöst (0,4 g pro Liter) und der Extinktions- koeffizient im Cd- bzw. Na-Lioht bestimmt und das Mischungs- verhältnis graphisch interpoliert. Selbstredend kann auch Vierordts Methode in Anwendung kommen. Die Extinktions- methode ist gewiß genauer als die erste, aber sie erfordert die Benutzung sehr reiner Materialien und ist deswegen aus
praktischen Gründen weniger zu empfehlen.
Studien in der Chlorophyligruppe. XV. 305 Die Anwendung der beschriebenen Methode mag zum ` Schluß ап einigen Beispielen illustriert werden. Mit Hilfe der ersten Methode wurden die folgenden. Verhältnisse ermittelt
unter Anwendung der photographischen Platten, die das Beweis- material unserer vorherigen Abhandlung bildeten.
| | 72°/, Neoohlorophyllan Brennessel (PlatteIXuns.vorig.Abhandl. d H — —
| 12 „ Neochlorophyllan. Acer negundo (Platte УІ) . . ... з, „ Allochlorophylian
Ä IE 4 „ Neochlorophyllan Piatanus occidentalis (Platte УШ). . = б Allochlorophyllan
ke „ Neochlorophylian
Acer campestre . . . » e, 42, Allochlorophyllan Isatis Geier 0...0... (ee Aen po.-platanus purpur. ..... {87 Alochloropkuilen Galeopsis Теігаһуь . . ...... {60 e Шы ыы
Die obigen Interpolationen konnten in zwei Fällen, in denen uns noch reines Material zur Verfügung durch die Biocheraische Zeitschrift Band 40.
306 С. A. Jacobson u. L. Marchlewski: Stud. i. d. Ohlorophyilgruppe. XV.
Extinktionsmethode geprüft werden. Das Isatis-tinctoria- Chlorophylian zeigte für Cd-Lioht Æ == 3,98, woraus sich folgendes Mischungsverhältnis ergab: 66°/, Neochlorophyllan und 44°/, Allo- ohlorophyllan. Brennesselchlörophyllan gab Æ = 4,01, ent- sprechend 69°/, Neo- und 31°/, Allochlorophylian. `
Es wird gewiß von großem biologischen und physiologischen Interesse sein, die hier beschriebenen Methoden zur Unter- suchung des Mengenverhältnisses der Chlorophylle von Pflanzen anzuwendeh, die unter verschiedenen, experimentell leicht zu beeinflussenden äußeren Verhältnissen kultiviert worden sind.
| Berichtigung за dem Beitrag der gleichen Autoren in Ben 89, Heft 3/4, dieser Zeitschrift. Die dieser Arbeit beigegebenen Tafelfiguren' УШ (Tafel V) und XII (Tafel VII) sind miteinander vertauscht worden. Tafel- figur VIII muß Figur XII werden, und umgekehrt.
Biochemische Zeitschrift Band 40. Tafel П.
II
ПІ
Jacobson und Marchlewski, Verlag von Julius Springer Chlorophyligruppe XV, in Berlin,
Biochemische Zeitschrift Band 40. Tafel III.
VI
Jacobson und Marchlewski, Verlag von Julius Springer Chlorophyligruppe XV. in Berlin,
Biochemische Zeitschrift Band 40. Tafel IV.
УП
Jacobson und Marchlewski, Verlag von Julius Springer Chlorophyligruppe XV, in Berlin,
Biochemische Zeitschrift Band 40, Tafel V.
XII
Jacobson und Marchlewski Verlag von Julius Springer Chlorophyligruppe XV. in Berlin.
Biochemische Zeitschrift Band 40. Tafel VI.
XII
XIV
Jacobson und Marchlewski, Verlag von Julius Springer Chlorophyligruppe XV. in Berlin.
| Beeinflussung von Fermenten durch Kolloide. П. Wirkung von anorganischen Kolloiden auf Trypsin?),
Von Ludwig Pincussohn.
(Eingegangen am 27. Februar 1912.)
In einer ersten Mitteilung?) vor 4 Jahren hatte ich gezeigt, daß die Wirkung des Pepsins auf Eiweiß (Edestin) durch ver- schiedene anorganische Kolloide durchaus nicht angefacht wird, daß also zwischen Pepsinwirkung und der durch autolytische Fermente bedingten?) in dieser Hinsicht ein prinzipieller Unter- schied besteht. Es hatte sich stets eine Hemmung gezeigt, die am stärksten bei den schutskolloidhaltigen Metallkolloiden und Fe,0, ausgeprägt war, dooh auch für die elektrisch dar gestellten Metallkolloide deutlich bestand. Die Hemmung nahm mit fallender Konzentration ab, um endlich ganz aufzuhören. Шш In dine "Degänneigende че наша konnte nie beob- achtet werden.
Als zweites Ferment prüfte ich das Trypsin. Ich bediente mich des bekannterweise gut wirksamen Präparates Rhenania, von dem ich eine 1°/,ige Standardlösung herstellte, die nach Bedarf weiter verdünnt wurde. Zur Bestimmung der Trypein- wirkung benutzte ich das Fuldsche Verfahren.
Als Substrat dient reines Casein. 2g warden in 200 com SL NaOH durch Kochen gelöst und filtriert; die Caseinlösung ` wurde auf 1000 com aufgefüllt und sl, НО во lange zugesetzt, ~ 2) Diese Arbeit, die ich im Jahre 1908 in der experim. biol. Abt. d. Patholog. Instituts d B.rliner Universität ausführte, hatte ich zurück- gestellt. Da besonders durch die Versuche von Neuberg und Caspari (Deutsche med. Wochenschr. 1912, Nr. 8) die Beeinflussung von Fermenten durch Kolloide erneutes Interesse gewonnen bat, gebe ich sie jetzt zur Publikation. P.
з) Diese Zeitschr. 8, 387.
з) Asooli und Izar, daselbst 5, 304; 6, 192.
20*
308 L. Pinoussohn:
bis das vom Casein nicht gebundene NaOH fast abgesättigt war. Es sind zu diesem Zwecke ca. 150 ост erforderlich. Die Lösung ist unter Toluol lange im Eisschrank haltbar. Aus dieser Lösung wird mit einer 1°/,igen Essigsäurelösung in 50°/,igem Alkohol ein starker Niederschlag ausgefällt, ein solcher bildet sich aber nicht bei den Verdauungsprodukten.
Mit der auf das 20 bis 50{асһе verdünnten Trypeinlösung wurden Reihenversuche ausgeführt. Ich bediente mich der Reihe zu 6 Gliedern in geometrischer Progression, wie ich sie auch für das Pepsin angewandt hatte, d. h. ich beschiokte je 6 Röhrchen mit steigenden Mengen von Trypsinlösung, und zwar mit:
0,1 com 0,40 com 0,16 „, 0,64 „ 0,25 „ 10 „
Hierzu fügte ich je 0,5 com der zu untersuchenden Kolloid- lösung und dann je 2 оош der beschriebenen Caseinlösung. Die Röhrchen wurden !/, bis 2 Stunden in ein konstantes Wasser- bad gesetzt und nach Ablauf dieser Zeit durch Zusatz von je 0,25 com der oben beschriebenen Essigsäure die Verdauungs- grenze ermittelt. Während die Röhrohen, bei denen die Ver- ` dauung genügend weit fortgeschritten ist, klar bleiben, bildet sich in den anderen eine deutliche Trübung, bei vorsichtigem Zusetzen auch ein deutlicher Ring an der Berührungszone aus.
Geprüft wurden folgende Kulloide:
A. Chemisch dargestellte Metallkolloide mit Schutzkolloid.
1. Collargol (Argent. colloid. Heyden I, Silbergehalt 87°/,). 2. Lysargin (Argent. oolloid. Kalle).
3. Kolloidales Gold II (Goldgehalt 80°/,) K —
4. Kolloidales Arsen III (Arsengehalt 20°/,) Radebeul
5. Kolloidales Wismut IV (Wismutgehalt29°/,)
B. Elektrisch dargestellte Metallkolloide
(ebenfalls von der Chemischen Fabrik Heyden freundlichst zur Verfügung gestellt).
1. Kolloidales Silber (Argoferment).
2. Kolloidales Gold.
3. Kolloidales Platin.
Beeinflussung von Fermenten durch Kolloide. П. 309
С. Oxyde und Superoxyde. 1. Eisenhydroxyd (Bel (Ferrum dialysatum Kahlbaum). 2. Wismutoxyd (Kalle).
= Versuoh 1. Collargol und Lysargin | (chemisch dargestellte kolloidale Silberpräparate mit Schutskolloid). (0,1 bis 1,0) Trypeinlösung -+ 0,5 Kolloidlösung L 2,0 Caseinlösung. Die Verdünnungen der Kolloidlösungen beziehen sich bei den Heyden- schen Präparaten auf den Metallgehalt, bei den übrigen auf das Gesamt- gewicht. |
Collargol.
Verdünnung: 1/3000 è e o o nichts verdaut 1/10009 . 0,63 — 10 + dë 0,40 — 0,63 + dë, 0,25 — 0,40 + | Lysargin. РР nichts verdaut Uno +, - - 0,63 — 10 + Yo - - , · 0,25 — 0,40 -+ Jegen + , +. 916 — . 0,25 + -` Kontrolle: 0,5 ccm Wasser 0,16 — 0,25 +
Die beiden schutakolloidhaltigen Silberpräperate bieten überein- stimmend das Bild der Hemmung, die besonders in den stärkeren Kon- sentrationen sehr stark ausgeprägt ist. Erst bei sehr schwachen Lösungen macht sich dieser hemmende Einfluß nicht mehr geltend.
Versuch 2. Kolloidales Gold (chemisch dargestellt mit Schutzkolloid). (0,1 bis 1,0) Trypsinlösung -+ 0,5 Kolloidlösung bzw. Wasser + 2,0 Caseinlösung. | |
Verdünnung
РЧР alles —
ә .... 0,40 — 0,63 ? 10 +
Laang .... 0,25 — 0,40 +
1
Nope Я ' іолв — 0,25 ? 0,40 +
Yon: + .. 0,16 — 0,25 + Kontrolle:
0,5 ocom Wasser 0,16 — | 0,25 +
310 L. Pincussohn:
Versuch 3. Kolloidales Arsen (mit Schutkkalloid).
(0.1 bis 1,0) Trypsinlösung + 0,5 Kolloidlöeung bzw. Wasser + 2,0 Oaseinlösung.
Verdünnung: eng ‚... 0,49 — | 0,63 + 10000 • · · · | по 38 0,63 + Um: · - · 0,25 — 0,40 + Kontrolle: , 0,5 com Wasser 0,16 — 0,25 4
Es ist also beim Gold wie beim Arsen in höheren Konzentrationen Hemmung zu konstatieren, die früher beim Arsen, später beim Gold aus- bleibt. Noch etwas günstiger liegen die Verhältnisse in dieser Beziehung beim Wismut, das jedoch erst weiter unten zusammen mit dem Ві,О, ab- . gehandelt werden soll. `
Ein wesentlich anderes Bild liefern die elektrisch dargestellten kolloidalen Metalle, deren Einwirkung von der soeben betrachteten prinzipiell verschieden ist.
Versuch 4. Argoferment (elektrisch dargestelltes kolloidales Silber). (0,1 bis 1,0) Trypeinlösung + 0,5 Kolloidlösung bzw. Wasser +
2,0
Verdünnung:
1o00 -= >. 0,16 — 0,25 4 1/,оооо — - · - 0,10 — 0,16 fast + Long - - • · 0.16 — 0,25 +
2 / 100008 - ò ө e 0,10 — 0,16 + Kontrolle: Я
0,5 com Wasser 0,16 — . _· 0,25 +
Dieses kolloidale Silber zeigt also bei verschiedenen Mengen deut- lich eine Verstärkung der tryptischen ‚Verdauung, entgegen der Wirkung der schutzkolloidhaltigen Metalle und ebenso entgegen der Einwirkung desselben elektrisch dargestellten Kolloids auf die peptische Verdauung. Es besteht also ein prinzipieller Unterschied gegen die sonst erhaltenen Resultate, andererseits Ähnlichkeit mit den für das autolytische Ferment von Asooli und Izar erhobenen Befunden, Scheinber bestehen mehrere Konzentrationen, bei denen das Kolloid anfachend wirkt, eine etwas höhere und eine ganz geringe; zwischen diesen Dichten liegt scheinbar eine indifferente Phase.
Die gleichen: Erscheinungen bieten die anderen untersuchten, durch elektrische Zerstäubung gewonnenen Kolloide, wie nachstehende Ver- suche zeigen:
Beeinflussung von Fermenten durch Kolloide. П. 311
Versuch 5. Kolloidales Gold (elektrisch dargestellt). (0,1 bis 1,0) Trypesinlösung -}- 0,5 Kolloidlösung bzw. Wasser -- 2,0 Osseinlösung. | Verdünnung: Um : • • > 010 — 0,16 fast + 0,25 -+ Ye - · · · 0,10 — 0,16 + U - - + - 0,10 — 0,16 fast + 0,25 + eege. · : 0,16 — 0,25 + Kontrolle: 0,5 ocom Wasser 0,16 — | 0,25 +
Des Optimum der begünstigenden Wirkung liegt hier bei einer Konsentration von 1/10% des angewendeten Kolloids, entsprechend un- gefähr 1/„ дег Gesamtlösung. Unterhalb und oberhalb dieser Grenze nimmt die Verstärkung der tryptischen Wirkung ab, um bei einer Ver- dünnung von 1/10966 6805 zu verschwinden.
Versuoh 6. Kolloidales Platin | (elektrisch dargestellt). . (0,1 bis 1,0) Trypsinlösung -+ 0,5 Kolloidiösung bzw. Wasser 4 2,0 Osseinlösung. | Verdünnung: Yu +... 016 — 0,25 + legen . » « 0,16 — 0,25 fast + 0,40 + 1/50600 е o ө ө | 1/0000 · · Jas == MT Kontrolle: 0,5 com Wasser 0,25 — Er 0,40 +
Beim Platin liegt das Optimum der begünstigenden Wirkung also noch etwas tiefer als beim Gold, bei einer Konzentration von Lage, Ob bei diesen differentiellen Erscheinungen Äquivalentgewichte, Molekül- größe oder Wertigkeit irgendwelche Rolle spielen, soll noch später unter- sucht werden. `
Ich will hier noch einige Versuche anfügen, die mit Kolloiden nichts zu tun haben, aber als Beobachtung vielleicht nicht un- interessant sind. Ich flockte elektrisch dargestelltes Silber- und Goldkolloid von der stärksten benutzten Konzentration von 1/, ое elektrisch aus und fügte zu dem Trypsin-Caseingemisch je 0,5 com der ausgeschüttelten Verteilung der ausgefällten Metalle; der Metallgehalt dieses Volumens entsprach also dem Metallgehalt der stärksten benutzten Kolloidlösung.
312 L. Pincussohn:
Versuch 7. 1. Aufschwemmung von aus Argoferment Të ausgeflocktem Ag, 0,5 | = 0,25 — 0,40 halb 0,63 +
2. Aufschwemmung von aus kolloidalem Gold 2/5000 ausgeocktem Au, 0,5 ост
0,25 — 0,40 + 3. Kontrolle: 0,5 oom Waasser. 0,16 — . 025 +
Die Wirkung dieser fein verteilten, nicht mehr kolloidalen Motallo ist also eine hemmende: die Erklärung dürfte in einer Adsorption des Fermentes durch das Metall zu finden sein.
‚Versuch 8.
Forrum dislysatum.
(0,1 bis 1,0) Trypsinlösung -+ 0,5 Kolloidiösung bzw. Wasser + Caseinlösung.
2,0 Verdünnung:
1/5000 . o > . nichts verdaut |
1/0000 - - 0,64 1,0 fast + I/go000 · 0,40 — 0,83 +
1/ 100000 ° > 0,40 = 0,63 -+
Kontrolle: 0,5 oom Wasser 0,40 — 0,63 +
In höheren Konzentrationen etwas Hemmung, die bei geringeren Mengen der Indifferenz weicht. | Ein ähnliches Resultat liefert: `
Versuch 9. Wismut koll Heyden, Wismutoxyd Kalle (Bismon). Wismut Heyden.
Verdünnung
Um » · - · alles —
1/16000 es e e ө 0,64 — 1,0 +
3/50000 ео e ө 0,40 — 0,63 +
ha ooo - · · 0,40 — | 0,63 + `
Wismutoxyd Kalle.
Um ..-.. 0,40 — 0,63 ? 10 +
Yo • · · · 0,40 — 0,63 +
Urn + » - - 9.40 — 0.63 +
1/300000 • e o ө 0,40 — 0,63 + Kontrolle:
0,5 com Wasser 0,40 — 0,63 +
Beeinflussung von Fermenten durch Kolloide. IL 313
Bei beiden Wismutpräparaten zeigt sich also eine Hemmung, die besonders bei Bismon nur in numerisch hohen Konzentrationen besteht, bei niederen ist der Zusatz des Kolloids indifferent. Im ganzen zeigen die sulotzt betrachteten Substanzen eine schwächere Hemmung als die an- fange betrachteten, Eiweiß als Schutzkolloid enthaltenden Metalle,
Es ergeben sich also aus meinen Resultaten folgende Schlüsse :
Eiweiß als Schutzkolloid enthaltende kolloidale Metalle, ebenso wie Oxydo und Superoxyde üben auf die tryptische Ver- dauung, nach der beschriebenen Methode gemessen, einen gleich- sinnigen Einfluß aus als auf die Pepsinverdauung. Es tritt stets eine Hemmung auf, die bei genügender Verdünnung der Lösungen verschwindet, nie jedoch in eine Begünstigung um- schlägt. Dagegen üben durch elektrische Zerstäubung hber- gestellte Metallkolloide in gewissen, scheinbar für die verschie- denen Metalle oharakteristischen Konzentrationen eine anfachende Wirkung auf die Tätigkeit des Trypsins aus. |
Zur Frage der Giykolyse.
Von J. Edelmann.
(Aus — physiologisch-chemischen — der Universität zu Odessa.)
(Eingegangen am 28. Februar 1912.) Mit 12 Figuren im Text.
Die Frage über Giykolyse ist trots der vielen Mühe, die eine ganze Reihe von Forschern in den letzten 20 Jahren auf- gewandt hat, bis jetzt noch unaufgeklärt geblieben.
Das steht fest: der glykolytische Prozeß ist ein fermen- tativer.
Es gibt viele sich widersprechende Ansichten über die Frage, wo das glykolytische Ferment gebildet wird. |
Nach Lépines Ansicht, mit dessen Namen die Frage über Giyko- lyse verbunden ist, wird das glykolytische Ferment nur im Pankreas
Von einer Reihe von Forschern ist nachgewiesen, daB nicht nur das Pankreas, sondern auch alle Organe und Gewebe glykolytische Fähig- keit besitzen, und daß das Pankreasextrakt die Giykolyse verstärkt.
F. Blumenthal?) gibt an, unter Wirkung von 100 Atınosphären Druck aus den Organen einen zellfreien Baft erhalten zu haben, der zuokerserstörend wirkt.
Da die vollständige Isolierung der Organzellen von den Leukocyten unmöglich ist, und da die Organextrakte auch die Substanzen der Leuko- oyten enthalten, so wird von verschiedenen Forschern die Meinung aus- gesprochen, daß die Träger des giykolytischen Fermentes die Leukooyten
1) R. Lépine, Arch. de med. exp. et d’anat. pathol. 1891. 2) F. Blumenthal, Deutsche med. Woohenschr. 51, 1903.
J. Edelmann: Glykolyse. 315
seien, und daB das Pankreas mit seinem Sekrete die Fermentwirkung nur verstärkt.
Cohnheim!) vertzitt eine besondere Meinung, nämlich, daß die Muskeln giykolytisches Proferment enthalten und daß das Pankreas ein Aktivator für dieses Proferment bildet, _
Nach J. De Meyer?) ist das glykolytische Proferment nur in den Leukooyten vorhanden und seine Wirkung ist vom Pankreas sbhängig.
In einem Punkte sind jedoch alle Forscher derselben Ansicht, daß nämlich die Glykolyse vom Pankreas abhängig ist.
Viele Forscher behaupten, daß zur Gliykolyse die intakten Form- elemente des Blutes unentbehrlich sind.
Diese Behauptung steht in unüberbrückbarem Gegensatao ка der Angabe, daß der Organsaft, der keine intakten Formelemente enthält, giykolytisch wirken soll?).
P. Rona und A Döblin®) babai sich in ihrer letaten Mitteilung deutlich für die Notwendigkeit der intakten Formelemente bei der — lyseo ausgesprochen.
Unsere Versuche über Glykolyse mit lackfarbenem Blute, die wir hier mitteilen wollen, haben uns aber andere Resultate
Wir erlauben uns an dieser Stelle die Ergebnisse mit- zuteilen, die wir gewonnen haben bei unseren Untersuchungen über Glykolyse bei pankreaslosen Hunden, bei schilddrüsen- losen, an Tetanie zugrunde gegangenen Hunden, und bei schild- drüsenlosen Hunden, die ohne tetanische Krämpfe am Leben geblieben waren.
Versuchsanordnung.
Das Blut wurde aseptisch aus der art. femoralis in einen sterilisierten, graduierten Erlenmeyerkolben aufgefangen, in den zuvor eine Lösung gebracht war, von der 100 ocm 0,9g NaCl und 5 g wasserfreies neutrales Kaliumoxalat ent- hielten; von dieser Lösung wurde eine derartige Menge genommen, daß der Oxalatgehalt des Blutes ungefähr 2°/, betrug. Das oxalathaltige Blut wurde in ungefähr gleichen Portionen in eine Reihe sterilisierter, mit fest schließenden Glasstöpseln versehener Erlenmeyerkolben getan, die bis zur Analyse im
1) Oohnheim, Zeitschr. f. phys. Chem. 89, 42, 43, 47.
2) J. De Meyer, Journ. med. de Bruxelles 1904.
3) F. Blumenthal, 1. с.
4) P. Rona und А. Döblin, diese Zeitschr. 82, Heft 5/6, 1911.
316 | J. Edelmann:
Thermostaten bei 379 aufbewahrt wurden. Das Gewicht deg analysierten Blutes wurde in folgender Weise bestimmt: Zuerst wurde das Gewicht des Kolbens mit dem Blute ermittelt, dar- auf wurde das Blut in einen Glaszylinder gegossen, das Gewicht des Kolbens samt dem Blut festgestellt; die Differenz ergab das Gewicht des analysierten Blutes.
Die Enteiweißung geschah in allen Fällen nach der Me- thode von G. Patein und Dufou!), die Zuokerbestimmung nach Bertrand’); der EES des Blutes wurde auf 100 g berechnet.
Glykolyse im normalen Blute.
Da in dem Blute gleichzeitig mit der Glykolyse auch der virtuelle Zucker frei wird, so haben wir, um den Gang der Glykolyse anschaulicher deuten zu können, unsere Versuche so ausgeführt, daß wir den Zuckergehalt des Blutes in den ersten 6 Stunden nach der Blutentnahme öfters bestimmt haben und ‘ nachher nach Verlauf von жыш РЕНИШ wieder fest- stellten.
Versuch 1.
Zei Fig. 1. Diagramm des Versuchs 1.
2) G. Patéin und Dufou, Journ. de pharmacie et de > chemio 15, 1902. 2) Bertrand, Bull. de la société chimique 85, 1006.
Gliykolyse. 317 Versuch 2.
сз 9
Fig. 2. Diagramm des Versuchs 2. | Versuch 3.
~ Ans den ausgeführten Versuchen geht hervor, daß die Glykolyse im entnomme- nen Pilote in den ersten 3 bis 4 Stunden etwas lang- sam ist und bei verschie- denen Hunden verschiedene Intensität zeigt. Die un- gleiche Intensität der Glyko- lyse kann erklärt werden durch die verschiedene Menge des virtuellen Zuckers, der den Zuckerverlust vor der Gly- kolyse verdeckt.
4%
801 2 є 6 _ 27
Fig. 3. Diegramm des Versuchs 3.
318 J. Edelmann:
| Glykolyse im lackfarbenen Bhite.
Um lackfarbenes Blut zu erhalten haben die Forscher?) destilliertes Wasser benutzt und die Resultate der Glykolyse mit solchem Blute verglichen, zu dem physiologische Kochsalz- lösung oder Ringerlösung zugesetzt wurde. Als hämolytisches Mittel haben wir Saponin, das alle Formelemente des Blutes zerstört, benutzt. Die Untersuchung wurde unter aseptischen Kautelen ausgeführt nach der oben beschriebenen Methode; auf je 50 com Blut wurde 0,1 g Saponin Kahlbaum zugesetzt. Gleichzeitig wurde zum Vergleich der Glykolyse im -lackfarbenen Bluto auch die Glykolyse im normalen Blute studiert.
Versuch 4.
Dauer Zuckermenge in 100 g ` Verlust in %, den Versuchs norm. Blut | Sapon.-Blut | norm. Blut | Sapon.-Blut
Norm. Bint. ————— Seponin-Biut. Fig 4. Diagramm des Versuchs 4.
Eine Reihe von anderen Versuchen, deren Anführung uns unnötig erscheint, ergab die nämlichen Resultate, die wir in den Tabellen 4 und 5 feststellten. Die Ergebnisse dieser Reihe von Versuchen überzeugen uns, daß zur Glykolyse intakte Form- elemente des Blutes nicht unbedingt erforderlich sind. Die Gly- kolyse ist im lackfarbenen Blute in den ersten Stunden deutlich ver- langsamt; währt aber der Prozeß einen längeren Zeitraum, so ist der зг Betrag ı der Glykolyse fast derselbe, wie im normalen Blute.
3) 1) Р, Rona und A. Döblin, 1. с.
Glykolyse. 319 Versuch 5.
Zucokermenge in 100 g | norm. Blut | Sepon.-Blut | norm. Blut | Sapon.-Biut
Norm. Blut.
Fig. 5. Diagramm des Versuchs A
Glykolyse bei pankreasiosen Hunden.
Lépine?) war der erste, der bei Entfernung des Pankreas die Ver- hinderung der Glykolyse im Blute konstatiert hat, und diese Tatsache hielt er für einen Beweis seiner Theorie der Glykolyse.
Die Theorie von Lépine fand keine Stätze in den Arbeiten von Kraus?) Minkowski®), Seegen®) u. a., die gezeigt haben, daß bei schwerem Diabetes der Menschen und bei pankreaslosen Hunden die Gly- kolyse mit der Norm verglichen nicht verhindert vor sich geht.
Lüthje®) hat gezeigt, daß auch der pankreasiose Hund die Fähig- keit, Zucker zu verbrennen, nicht vollständig verloren hat.
J. De Meyer®) hat sich in der letzten Zeit mit dieser Frage eifrig: beschäftigt.
d 3) Lépine, Paris 1891. Kraus, Zeitschr. f. klin. Med. 21.
2) Minkowski, Berl. klin. Wochenschr. 1898.
4) Seegen, Wiener klin. Wochensohr. 1495.
5) Lüthje, Münch. med. Wochenschr. 1908.
Wës De Meyer, Annal. de la Soo. Roy. de So. med. et nat. de Brux 1906; Annales de l’Inst. Pasteur, 22, 1908.
320 J. Edelmann:
Nach — ganzen Reihe von Untersuchungen kommt er zu folgen- 1. die glykolytische Fähigkeit des Blutes wird durch Pankreas- oxtrakt verstärkt; 2. das Pankreasextrakt an und für sich besitzt keine giykolytische Fähigkeit; 3. das Pankreasgewebe wirkt in derselben Weise, wie das Extrakt; 4. die durch das Pankreas hervorgerufene Ver- stärkung der Giykolyse wird durch die Wirkung des Pankreassekretes auf die Leukooyten, oder auf das von den letzteren abgesonderte Pro- ferment bedingt. Auf Grund dieser Ergebnisse behauptet J. De Meyer, daß zur Giykolyse die Sekretion des Pankreas notwendig sei. Ich hatte die Möglichkeit, das Blut von drei Hunden zu untersuchen, an denen Herr Dr. Stawraki eine vollständige Entfernung des Pankreas ausgeführt hat.
Versuch 6. ЫЕ er] “р | кее ыш ш Tree 98,6 — | 02 | а ee „ 9, 0,09 - 76,9 nach der Operation.
Vor der Operation.
— 4 Tage nach d. Operation. Fig.6. Diagramm des Versuchs 6.
Giykolyse. 321 Versuch 7.
Ann nn ар а аан сео e ——— ——— —— — — — nn en э чөө эз — — — nm
Dauer des = Kom SP . BE rise‘ ЕСИ! 100 g Ротова
sofort. Vor — Wes 7 Std. 24
3 Tage nach der Operation. Der Hund geg 4 Tage
83,12 nach der кшш. Versuch 8. Dauer des zet Verlust | Versuchs in 100 g däi Bemerkungen Sofort 0,078 — Vor der Operation Nach 7 Std. 0,06 | e e ‚008 Sofort 0,233 13 — nach der Nach 6 Std. 0,200 „ 94 „ 0,12 Sofort 0,225 nach der Operation. Nach 6 Std. 0,226 +04 * r Hund verendete 20 Tage
„%*, 0,270 + 16,6 nach der Operetion
Vor der Operation == = 3 Tage nach d. Operation. -==еее 13 Tage n. der Operation.
Vor der Operation.
— 10 ap ap те H
Fig. 7. Diagramm des Versuchs 7. Fig. 8. Diagramm des Versuchs 8.
Auf Grund der angeführten Versuche kann mit Bestimmt- heit die Wirkung des Pankreas auf die Glykolyse konstatiert werden. Nämlich: schon die Versuche 6 und 7 zeigen, daß bei Entfernung des Pankreas sowohl der Verlauf, wie 2: ganze
Betrag der Glykolyse abnimmt. Biochemische Zeitschrift Band 40. 21
329 | J. Edelmann:
Besonders überzeugend ist der Versuch 8 mit dem Hunde, be dem wir 13 Tage nach der Operation im Blute eine scharfe
Abnahme der Giykolyse, nach 19 Tagen aber das volle Ver `
schwinden der ae konstatieren.
Die Giykolyse bei den PEN OLETE OR Hunden. | _ Das Auftreten der Tetanieanfälle und der nachfolgende Tod der Hunde war ein Beweis für die vollständige Ektomie. u von Оше a а Tetanie und — untersucht.
Versuch 9. Dauer des iZuckermenge)j Verlust Versuchs in 100 g h Bemerkungen Sofort оз | = Vor der Operation Nach 4 Std. 0,085 238 „ 6, 0,018 . 75,0 94, 0,002 97,2 ort 0,083 — 3 Stunden nach der Ope- Nach 5 Std 0,063 36,1 ration während eines star- „6. 0,072 18,3 ken Tetanieanfalles Sé „ 0,001 98,8 Sofort 0,136 | — 120 Std. nach der Operation Nach 6 Std 0,126 13 während Tetanieanfalles. - | Tod nach wenigen Stunden „ 4 „ 0,020 98,0 nach дег Blutentnahme Versuch 10.
Dauer дев |Zuckermenge| Verlust Versuchs з | inio 100 og | TA Bemerkungen
Sofort | 0,06 0,063 Vor der Operation Nach Ze Std.. 0, 028
Sofort 0,076 — [ко Stunden nach дег Ope- - Nach. 1 Std, 0,065 14,5 ration während eines star- gea E 0,047 38,2 kon Tetanieanfalls, der n 8 p 0,054 29,0 3 Stunden vor der Bilut- né, 0,050 84,2 entnahme entstanden ist. О. ыа 0,072 53 | Рой nach 9 Stunden „6 „ 0,045 38,3 | | 94 , 0,007
— T e te ЬЬ mee, — ` wer — e e
Glykolyse. | 393
Vor der Operation. — — Vor der Operation. ==. {8 Std. n. d. Operation. -еееее 40 Stund. n.d. Operation.
Fig. 9. ne Fig. 10. . Diegramm des егеда 10.
Die Glykolyse bei thyreo-parathyreoidektemierten Hunden, die die Operation überlebten.
Versuch 11. u Dauer des uokermenge | Zuckermenge Bemer Versuchs in 100 g kungen
100,0 Vor der Operstion 59,8
Tage nach der Operation,
während dieser Zeit keine гара Zuokungen (er tmungsstörungen. Prißt Milch а Brot Tage nach der Operation, keine fibrillar. Zuokungen. e D ж 0,054 63,15 Frißt Brei aus Maismehl » 8 0,061 70,7 und Fleisch GE Еу 0,049 56,55 „ 5 Ze 0,085 „ б „ 0,089 103,48 „ 24 „ 0,019 1 Versuch 12.
Die Giykolyse bei einem Hunde, der die Operation überlebte und 21*
324 J. Edelmann:
ein ganzes Jahr nach der Operation ohne die geringsten krankhaften Erscheinungen im Laboratorium lebte.
Dauer des |Zuckermenge |Zuckermenge in 100 g
"ie
— d Tage nach 4. Operation.
7 ө я » ..
Fig. 11. Diagramm des Versuchs 11
Fig. 12. Diagramm des Versuchs 12.
Wenn wir also die Resultate der Glykolyse bei den thyreo- parathyreoidektomierten Hunden zusammenfassen, konstatieren wir, daß die Abweichung von der Norm von der reicheren Ent- wicklung des virtuellen Zuckers abhängig ist, dessen Freimschung noch schärfer bei überlebenden Hunden zum Vorschein kommt.
Glykolyse. 325
Zusammenfassung.
1. Die Intensität der Glykolyse im normalen Blute ist am stärksten in den ersten 6 Stunden und nach 24 Stunden sind kaum nschweisbare Spuren von Zucker im Blute vorhanden.
2. Dem lackfarbenen Blute gebt die glykolytische Fähig- keit nicht ab; man findet nur eine Schwächung der glykolyti- schen Kraft in den ersten 2, 3 Stunden, infolge der gesteigerten Bildung von virtuellem Zucker.
3. Bei pankreaslosen Hunden ist die giykolytische Kraft des Blutes gehemmt und kann nach einem längeren Zeitraum nach der Operation vollständig aufgehoben werden.
4. Bei den thyreo-parathyreoidektomierten Hunden ist in den ersten 6 Stunden die Glykolyse im Bilute verlangsamt; nach 24 Stunden aber ist der Betrag der Glykolyse derselbe, wie im normalen Blute. Die Bildung des virtuellen Zuckers im Blute dieser Tiere ist während der ersten 5 bis 6 Stunden verstärkt, was besonders deutlich bei den überlebenden Tieren ausgeprägt ist. | |
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Über den respiratorischen Stoffwechsel des Diabetikers bei verschiedener Kostform. | Von Alfred Leimdörter.
(Aus der I. medizinischen Universitätsklinik in Wien.) (Eingegangen am 6. März 1912.) |
Die bisher durchgeführten Untersuchungen über den Energieumsatz bei dem Diabetes mellitus haben zu einer ein- deutigen Lösung der Frage, ob bei dieser Krankheit eine Änderung des Umsatzes besteht, nicht geführt. `
Wurde von Pettenkofer und Voit?) eine der Norm entsprechende Höhe des Umsstses bei dem Diabetiker konstatiert®), von Wein- EES Fällen sogar ein im Vergleich za
*) Pettenkofer und Voit!) deutsten ursprünglich ihre Versuche im Sinne einer Herabsetzung der Oxydationsprozesse. H. Leo®), welcher auf Veranlassung von N. Zuntz als erster kurzzeitige Versuche über den Gaswechsel des Diabetikers anstellte, bestritt die Deutung von Pettenkofer und Voit; er machte den Einwand, daß Р. und V. einer- seits die Muskelschwäche des Diabetikers, welche bei ihrer Versuchs- anordnung in Betracht kam, nicht berücksichtigt hätten, anderseits die Werte des 54 kg schweren, schwächlichen Zuckerkranken mit den Werten der 71 kg schweren, gesunden, kräftigen Versuchsperson verglichen, nicht aber mit denen eines normalen, aber sohwächlichen Individuums von gleichem Körpergewicht. Voit!) änderte später seine Anschauung (s. be- sondert Fr. Voit!) und zog sus seinen Versuchen den Schluß, daß der ` Gaswechsel des Diabetikers von der normalen Größe nicht abweiche.
1) Pettenkoferu.C.Voit, Zeitschr. f. Biol 3, 380, 1867; O.Voit, Physiol d. Stoffw. 8. 228, 1881; Fr. Voit, Zeitachr. f. Biol. 29, 141, 1892.
2) Weintraud, Biblioth. Med. Abt. DI, 1893.
3) Leo, Zeitschr. f. klin. Med, 19, Suppl. 101, 1891.
A. Leimtlörfer: Respirstorischer Stoffwechsel des Diabetikers. 327
Gesunden erniedrigtes Kalorienbedürfnis beobachtet, was übrigens auch bei anderen, mit starker Abmagerung einhergehenden
störungen festgestellt wurde [A. Magnus-Levy, v. Моогӣеп1)), so standen diesen Befunden die Untersuchungen von Н. І,ео?), В.866 төз),
Nehring und Sohmoll*) und L. Mohr!) gegenüber, die beim schweren .
Diabetiker den Umsatz erhöht sahen; ferner berichten Faita, Grote = Staehelin®), ebenso L. Mohr) über Steigerung des Umsatzes bei
dem panktesslosen Hunde gegenüber der Norm. A. Magnus-Lery?) fand bei zwei schweren Disbetikern den Umsatz erhöht, zieht jedoch aus den früheren Beobachtungen und den eigenen keinen endgültigen Schluß, sondern stellt die Entscheidung in der Frage der U weiteren Untersuchungen anheim. In letzter Zeit haben Benedict und Joslin®) die Frage behandelt; sie finden eine Steigerung des Umsatzes bei den schweren Zuckerkranken.
Beim leichten Diabetiker ergaben. alle Untersuchungeh keine Er- böhung des Umsatzes.
Diese Gegensätzlichkeit von einwandfreien Untersuchungen — wir haben von den Versuchen von Livierato°®), A. Robin und М. Binet!®) u. a., die zum Teil mit unzulänglichen Apparaten, zum Teil unter ungünstigen Bedingungen arbeiteten, abgesehen — legt den Gedanken nahe, daß es vielleicht Zu- standsänderungen im Krankheitsbilde des Diabetikers sind, die in einer Änderung der Größe seines Stoffwechsels zutage treten. Wissen wir doch, welch starkem Wechsel die Höhe der Zucker- · und Aoetonkörperausscheidung unterliegt, und welche Bedeutung ` diesen Faktoren für die Schwere der Erkrankung zukommt.
Es drängte sich demgemäß die Frage auf: kommt eine Änderung, eine eventuell nachweisbare Erhöhung des Umsatzes dem Diabetes mellitus an sich zu, irgendwie hervorgerufen durch die rätselhafte Stoffwechselstörung, besteht bei dieser
Ae Noorden. Die Zuckerkrankheit, 5. Aufl., S. 117, 1910.
8) Leo, Zeitschr. f. klin. Med. 19, Suppl., 101, 1891.
з) Stüve, Arbeiten aus dem städt. Krankenh. Frankfurt а. М, 4 (Festschrift), 18968.
4) Nehring und Schmoll, Zeitschr. f. klin. Med. 81, 59, 1807.
5) L. Mohr, Zeitschr. f. experim. Pathol. u. Ther. 4, 910, 1908.
6) Falta, Grote und Staehelin, Beiträge z. chem. Physiol. u. Pathol. 10, Heft 4, 1907.
7) A. Magnus-Levy, Zeitschr. f. klin. Med. 56, 83, 1906. з) Benediot und Joslin, Publ. Nr. 136 Carnegie nn of Washington 1910.
9) Livierato, Experim. Arob. 25, 161, 1889.
16) Robin und Binet, Arch. gen. 9, 283, 1898.
328 | A. Leimdörter:
Krankheit eine endogene Umsatzsteigerung (v. Noorden!), ist die Änderung bedingt durch die beim Diabetes auftretende Kachexie oder durch den Ausfall bzw. das Übergewicht ge- wisser Drüsen mit innerer Sekretion, wie wir es z. B. bei dem Morbus Basedowii oder der Akromegalie sehen, ist eine Änderung überhaupt immer da oder bloß vorübergehend durch äußere Ein- flüsse erzeugt [exogene Umsatzsteigerung, v. Noorden?)]? Diese Gesichtspunkte fanden wir bei den früheren Unter- suchungen nicht berücksichtigt. Um diese Frage in dieser Richtung einer Entscheidung näher zu bringen, wurden auf Anregung von Herrn Prof. v.Noorden die folgenden Untersuchungen ausgeführt.
Bei der großen Veränderung, der das Krankheitsbild des
Diabetikers durch äußere Umstände, wie Zusammensetzung der Nahrung, Zufuhr von Alkaälien usw., unterworfen ist, war es von vornherein gegeben, das Augenmerk.aufdieseVerhältnissezurichten.
Es. handelte sich also darum, die äußeren Bedingungen, unter denen untersucht werden sollte, genau festzulegen. Zu- nächst mußte die Einwirkung der 'strengen Diät, also der Kost- form, die der Zuckerkranke im allgemeinen als Diät für längere Zeit einzuhalten gezwungen ist, in den Kreis unserer Be- obachtungen gezogen werden. Die Patienten erhielten bei dieser Diät eine bestimmte Menge von Eiweiß in Form von Fleisch, Eiern und Fisch, ein bestimmtes Quantum von Fett (gewöhnlich 150 g Butter) und Alkohol. |
Es wurden 7 Diabetiker untersucht, deren Kranken- geschichten kurz beigefügt werden. Fälle 1 bis 5 sind schwere, Fälle 6 und 7 mittelschwere. Zuckerkranke.
Fall 1. Joh. Gr., Amtediener, 36 J. Familienanamnese belanglos. 1905 Durstgefühl, Mattigkeit, Abmagerung, Fesistellung des Disbotes. Öfters Furunculosis; seit 1008 viel Aceton im Harn. 22. IV. 1910 Auf- nehme in der Klinik. Trotz diätetischer Kuren wird Pat. nioht zucker- frei. Im Harn werden stets viel Aoetonkörper ausgeschieden. 14. VI. 1910 Come diabeticum, exitus.
Fall 2. Karl Ki., Beamter, 28 J. Anamnestisch nichte Besonderes. Seit Mai 1910 starkes Durstgefühl, Polyurie, Mattigkeit. Impotenz. Öfters Wadenkrämpfe. 21. X. 1910 Aufnahme in der Klinik. Trotz ratio- neller Diät Ausscheidung großer Zucker- und Acetonmengen.
Fall 3. Friedrich Bebe, Schlosser, 19 J. Anamnestisch nichts Wesentliches. 1907 Polydipsie, Polyphagie, Polyurie, Abmagerung, öfters
neuralgische £ Schmerzen im Kopf und in der Kreuzbeingegend. 22.1. 1910
3) у, Noorden, Die Zuckerkrankheit,: 6. Aufl., 1912.
Respiratorischer Stoffwechsel des Diabetikers. 329
Aufnahme in der Klinik. Pat. wird trotz diätetischer Behandlung nicht zuckerfrei. Der Harn enthält viel Acetonkörper.
Fall 4. Max G., Handlungsgehilfe, 29 J. Anamnestisch Nacht- schweiße, Husten. Seit August 1909 großer Durst und großer Hunger, Abmagerung, Mattigkeit. Aufnahme in der Klinik am 26. IX, 1910. Trotz Durchführung verschiedener diätetisoher Maßnahmen beträchtliche Glucosurie, Ausscheidung von viel Acstonkörpern.
Fell 5. Agn. M., 15 J. Zwei Tanten im Coma diabetioum ge- storben. Seit März 1911 Tolydipsie und Polyurie. November 1911 wird erst der Diabetes erkannt. Aufnahme in der Klinik am 15. XII. 1911. Seit März 1911 Gewichteverlust von 5 kg. Es gelingt nicht, die Pat. zuckorfrei zu machen. Stets Ausscheidung von viel Aostonkörpern.
Fall 6. Cio. Pu., 20 J. Anamnestisch nichts Besonderes. Beit Ende Januar 1910 Hunger- und Durstgefähl. 28. II. 1910 Aufnahme in der Klinik. Durch diätetische Behandlung wird Pat. zuckerfrei. Im Harn sind nur geringe Mcngen von Aceton nachzuweisen.
Fall 7. Therese Löw., 20 J. Anamnestisch nichts Wesentliches. Ende Januar 1911 Polydipsie und Polyurie. Aufnahme in der Klinik am 16. III. 1911. Durch zweckmäßige Diät wird Pat. bald zuckerfrei. Pat. scheidet bloß geringe Mengen von Acetonkörpern aus.
Methodik.
Die Untersuchungen wurden mit dem Zuntz-Geppertschen Respirationsspparat durchgeführt. Die Patienten wurden auf die Atmung längere Zeit hindurch eingeübt; die eigentlichen Versuche begannen, wenn die Kranken unter denselben äußeren Bedingungen (Diät usw.) gleichmäßige Atemvolumina aufwiesen, so daß Irrtümer, herrührend von BEER Technik, aus- geschlossen werden konnten.
Die Untersuchung selbst, betraf immer Aen Grundumsatz, d. h. Nüchternumsatz, bei vollständiger Körperruhe. Demgemäß erfolgte der Versuch frühestens 12 Stunden nach der letzten Mahlzeit, zu einer Zeit, nach welcher man auf Grund der Unter- suchungen verschiedener Autoren [A Magnus-Levy!) u. al die Verdauung schon als vollendet betrachten konnte.
I. Der Grundumsatz bei strenger Diät.
Die folgende Tabelle I gibt Aufschluß über die Höhe dos Umsatzes nach strenger Diät. (Die Tabelle enthält Mittelwerte. Die Tabellen in extenso sind im Anhang zu finden.)
Ein Bild über die Größe des Umsatzes gibt der Bauer. stoffverbrauch, speziell der Wert pro Kilogramm und Minute.
1) A. Magnus- Levy, Handb. d. Pathol. а. юле: уоп у. Noorden 1, 210, 1903.
330 A. Leimdörfer:
Ein Vergleich mit den in der Tabelle angeführten entsprechenden Werten bei Gesunden ergibt, daß der Verbrauch des schweren Diabetikers (Fall 1 bis б) erhöht ist; beim mittelschweren Zuckerkranken (Fall 6 und 7) bleibt der Umsatz auf nor- maler Höhe.
Die Größe der Steigerung selbst variiert bei den einzelnen Patienten. Dies ist auf individuelle Verschiedenheiten zurück- zuführen, wie Alter, Körperlänge und Gewicht. Bei den jüngeren Kranken, ebenso bei den Diabetikern mit geringerem Gewicht und geringerer Körperlänge ist der Sauerstoffverbrauch verhältnismäßig größer. Man wäre vielleicht geneigt, den er- höhten Verbrauch aus dem Gewichtsverlust zu erklären, der bei jedem schweren Diabetiker festzustellen ist, eine Annahme, die A. Magnus- Levy?) machte. Der Diabetiker hat nach seinen Ausführungen infolge der Abmagerung eine im Vergleiche zu seinem Gewichte größere. Körperoberfläche, da sich diese trotz der Abmagerung nur wenig ändert, demnach seinem früheren Gewichte proportional bleibt. Sein Sauerstoffverbrauch, der, auf das Kilogramm des Gewichtes berechnet, erhöht scheint, wäre auf die Körperoberfläche bezogen, auf welche es bei der Wärmeabgabe in erster Linie ankommt, normal. `
Gewiß spielt die Körperoberfläche im Kalorienumsats eine bedeutende Rolle, und die Ansicht von Magnus-Levy hat. vieles für sich. Zweckmäßiger erscheint es vielleicht, in unseren Fällen den Verbrauch auf das Kilogramm des Gewichtes zu be- rechnen, das dem Kranken entsprechend seiner Körpergröße und seinem Alter zukäme, d. h. im allgemeinen ebensoviel Kilo- gramm Gewicht, als die Körperlänge Zentimeter mehr als 1m beträgt. Tun wir das, so finden wir trotzdem (mit Ausnahme des 1. Falles) einen erhöhten Verbrauch (s. Tabelle І, drittletzte Kolumne). Die Körperoberfläche nun ist eine Funktion des Körpergewichte. À ach der Meehschen " Formel ist die Ober-
fläche — 12:312 V Körpergewicht, War eine Erhöhung des Ver- brauches im Verhältnis zum früheren Gewicht nachzuweisen, muß auch ein vergrößerter Verbrauch in bezug auf die frühere Körperoberfläche bestehen.
1) A. Magnus-Levy, l. o, S. 88. з) Moeh, Zeitschr. f. Biol. 15, 425, 1897.
331
Respiratorischer Stoffwechsel des Diabetikers.
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332 A. Leimdörfer:
Wir können somit von einer absoluten Erhöhung des Sauerstoffverbrauches nach strenger Diät sprechen, welche Erhöhung sich bis zu einem gewissen Grade unabhängig von der Körperoberfläche zeigt. Eigen- artigerweise entspricht aber der Erhöhung des Sauer- stoffverbrauches keine Erhöhung der Kohlensäure- ausscheidung. Dieselbe erweist sich, welche Berech- nungsart man immer zugrunde legt, als kaum von der Norm verschieden. Wir werden nooh weiter unten diese Erscheinung ausführlicher erörtern.
II. Grundunsatz bei Haferkuren.
Es wurde nunmehr in zweifellos schweren Fällen ein Ver- gleich zwischen Perioden strenger Diät und Gemüse-Hafer- perioden angestellt.
Die Haferkuren wurden in typischer Weise durchgeführt. ` Die Patienten hielten nach Perioden von strenger Diät 2 bis 3 Tage Gemüsediät ein, an denen ihre Nahrung aus Gemüsen, einer bestimmten Menge Fett in Form von Butter oder Speck, einer gewissen Anzahl Eiern, ev. nur Eigelb, und einer bestimmten Menge Alkohol bestand, es folgten dann 3 Hafertage (250 g Hafer, eine bestimmte Menge Butter, gewöhnlich 250 g, eine bestimmte Menge Alkohol), nach den Hafertagen kamen wieder 2 bis 3 Gemüsetage wie vor der Haferperiode.
Wie ев die folgenden Tabellen П und III veranschaulichen, komnit die Diätänderung in einer Änderung des Grundumasatzes zum Ausdruck.
Man ersieht aus den Tabellen, wie der Bauerstoffverbrauch nach Gemüsetagen, die der Haferperiode vorangingen, geringer wird, um nach Hafertegen noch kleiner zu werden, so daß er fast auf die Norm absinkt. Nach Gemüsetagen, die den Hafer- tagen folgen, ist zuweilen noch eine weitere Abnahme des Baner- stoffverbrauches zu bemerken. | |
Je geringer die Glucosurie während der Hafertage ist, je besser also die Haferkur wirkt, desto deutlicher ist die Ände- rung des Umsatzes ausgeprägt.
Bei Fell Joh. Gr. in Tabelle III traten während der Hafer- peaoriode Haferödeme auf, so daß die Werte pro Kilogramm und Minute etwas höher zu nehmen sind; immerhin ist such hier
Respiratorischer Stoffwechsel des Diabetikers. 333
Tabelle II. (Mittelwerte.) Agn. M., 15 J., 165 om.
А РЕД] Ze a а
о ЕД Ф el dé 5 EET 54 — — D о еє Б
"
,685|17,6 10,8 | + 0,93 | 5,04
4,66 | 3,20 [0,699[23,7 |2,0 | + [1,45 |4,53
strenge Diät, Mittel
‚651164,97| 3,66| ++ |1,69 | 4,36
Mittel
4,65 | 3,32 [0,719[36,8 | 3,28| ++ 2,93 | 4,54 Aus
| Vers.
| На Mittel
4,18 | 2,90 [0,696]60,0 | 1,1 | + 2,15 | 4,87 ‚15| aus | a
Gem 0,76 + 12,33 | 5,00 | Natr. bio.
|
4,02 | 3,06 [0,762|37,9
5 4,68 | 3,28 [0,705|49,53 2,71 + 12,61 4,70 15 | N
atr. bic. 3 Vers.
die Gesamtmenge des O,-Verbrauches pro Minute nach den Hafertagen erniedrigt.
Eine geringe Nachwirkung des Diätwechsels sehen wir in den ersten Tagen von strenger Diät, die der Gemüse- Hafer- periode folgt. Erst am zweiten Tage sehen wir den Umsatz deutlich erhöht. Der Sauerstoffverbrauch ändert sich dann nicht wesentlich (s. Haupttabelle: Agn. M., Versuch am 7. I. und 9. I.).
Versuchen wir es nun, für die Erhöhung des O,-Verbrauches bei strenger Diät eine Erklärung zu geben, so wären folgende Momente zu erwägen.
Vor allem müssen wir uns fragen, worin der wesentliche Unterschied zwischen den Perioden strenger Diät und den Ge-
5925
5949
4968
5327
334 A. Leimdörfer:
Tabelle III. [Mittelwerte.) Joh. Gr., 36 J., 172 cm.
ccm com ke — ЕЕ pro Minute | u. Minute Е 3 Eet Diät f Өө ү Ee
2 p > n SÉ E SÉ F D des Vortages F с2 |82 |62183 SES 258,1|158,5 | 4,44 | 2,80 [0,626] 42,9 | ++ | ++ | 4,79 255,9/178,5 | 4,49 | 3,13 10,705] 37,2 | ++ | ++ | 4,13 kein
Natr. bic, Hafertage,
240,01157,4 K4,08)| 2,65 [0,655] 126,0 | ++ | + 15,781 kein aus Natr. bic. |(Hater-] 2 Vers. — |
246,1/159,0 \4,16)| 2,69 l0,646| 252 | ++ | + [6,05 00 g 1 Vers, жы іс. strenge Diät,
251,2.166,5 | 4,38 | 2,90 |0,662| 414 | ++ + 5,96] 100g 1 Vers.
| | Natr. bic.
Max G., 29 J., 159 om.
strenge Diät, 281,5/167,5 | 5,23 | 3,35 10,641] 149,6 | ++ ++ — 15 g 50,00 { 1 Vers. | Natr. bio. | Gemüsetag, 259,41180,8 | 5,20 | 3,62 [0,696] 544 | ++ | ++] — 15 150,00 | 1 Vers. Natr. bic. Ä Hafertage, Mittel 239,51173,3 14,79 | 3,46 10,723] 118,0 | ++ | ++ | — 15 50,00] aus Natr. bic. 2 Vers. Gemüsetag, 252,81176,6 | 5,04 | 3,52 10,698] 50,6 | ++ ++ — 15 150,00 |1 Vers, Natr. bi - Karl Кі, 28 J., 178 ош. | — Mittel 258,51168,5 | 3,78 2,47 10,655] 50,00 | 1,02 | ++] — Ze, 68,00] aus e с. 2 Vers, — Mittel 263,61187,1 13,95 | 2,80 [0,710] 41,001 ++ | ++ | — 66,75] aus — Ги 2 Vers, | strenge Diät, 280,6 181,9 4,25 | 2,75 0,6451 114,00 | 2,48 | ++| — 15 66,00 | 1 Vers.
| Natr. bic.
Respirstorischer Stoffwechsel des Diabetikers. 335
müse-Haferperioden besteht. Bei strenger Diät wird viel mehr _ Eiweiß zugeführt als in den anderen Perioden, dabei ein anderes Eiweiß, nämlich Fleischeiweiß gegenüber Pflanzeneiweiß der anderen Perioden. Man könnte also zunächst daran denken, diese Mehrzufuhr von Eiweiß, speziell von Fieischeiweiß, für die Umsatzsteigerung verantwortlich zu machen. Es ist eine alte, klinische Erfahrung, daß große Zufuhr von Eiweiß, speziell von Fleischeiweiß, auf viele Diabetesfälle ungünstig einwirkt (Naunyn, v. Noorden u. а.). Gerade in letzter Zeit hat man dieser Tatsache wieder erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt und besonders die günstige Wirkung der Haferkuren auf die ver- minderte Eiweißzufuhr teilweise zurückführen wollen. In der Tat zeigen auch unsere Fälle in der Periode det strengen Diät höhere Zucker- und Acetonbildung, somit scheinbar eine Ver- schlechterung, was im Sinne der oben erwähnten Erfahrung als Reizwirkung des Eiweißes zu deuten wäre.
Es ergibt sich nun die Frage, ob die beobachtete Er- höhung des Sauerstoffverbrauches als eine direkte Folge der erhöhten Eiweiß- bzw. Fleischzufuhr angesehen werden kann, in dem Sinne, daß das Eiweiß direkt die Oxydationen steigert, oder aber, ob die große Eiweißzufuhr zunächst erhöhte Zucker- und Aocetonkörperbildung und erst dadurch erhöhten Sauerstoff- verbrauch verursacht hätte, so daß dieser als eine indirekte Folge der erhöhten Eiweißzufuhr aufzufassen wäre. `
Fassen wir zunächst die letztere Möglichkeit ins Auge. Wie jetst immer mehr begründet wird, stammen der beim schweren Diabetiker ausgeschiedene Zucker, sowie die aus- geschiedenen Acetonkörper aus Eiweiß und Fett; sie sind durch Oxydationen aus Eiweiß und Fett entstanden. Die Bildung von Zuoker aus Eiweiß findet, wie manche annehmen, auch beim Gesunden statt, doch in weit höherem Maße beim Zucker- kranken, der mit Eiweiß und Fett den ganzen Bedarf für seinen Stoffwechsel decken muß.
Es ist nun zu erwägen, ob diese Art бууй аш Kraftstoffwechsel beteiligt ist. Einer von Chauveau, Nasse, Beegen und v. Noorden aufgestellten und: jüngst durch Ver- suche von O. Porges') begründeten Theorie zufolge ist der Zucker die einzige Kraftquelle des Körpers.
2) О. Porges, diese Zeitschr. 27, 181, 1910.
336 . A. Leimdörfer:
Dieser Anschauung gemäß leistet der aufgenommene Bauer- stoff nur soweit Arbeit, als er Zucker zu Kohlensäure verbrennt, während der für die intermediären Prozesse (Zucker- Aceton- körperbildung aus Eiweiß und Fett usw.) verbrauchte Bauer- stoff dem Kraftstoffwechsel nicht zugute kommt. Es müß sich demnach dort, wo diese intermediären Prozesse erheblich ge- steigert sind, so bei der Zucker- und Acetonkörperbildung des schweren Diabetikers, eine viel größere Menge des aufgenom- menen Sauerstoffles zu dem für den direkten Kraftstoffwechsel verbrauchten Sauerstoff hinzuaddieren als beim normalen Indi- viduum, was in einer Mehraufnahme des Sauerstoffes zum Aus- drucke kommt. Da nun diese intermediären Prozesse speziell bei der strengen Diät eine intensive Steigerung erfahren, durch Gemüse- und Haferkost aber erheblich reduziert werden, so tritt der Mehrverbrauch von Sauerstoff besonders bei strenger Diät in Erscheinung. Diesem mehraufgenommenen Sauerstoff kann aber keine erhebliche Mehrausscheidung von Kohlensäure entsprechen, weil nicht der ganze durch diesen Sauerstoff oxydierte Kohlenstoff zu Kohlensäure, sondern zum Teil zu Zucker und Acetonkörpern wird und in dieser Form zur Ausscheidung gelangt. Halten wir nun in den Tabellen Nachschau, wie sich die Kohlensäursausscheidung zur Zeit der strengen Diät verhält, so zeigt ce sich, daß bei strenger Diät keine wesentliche Mehrausscheidung von Kohlensäure zu kon- statieren ist, daß der Stoffverbrauch, nach der Menge der aus- geechiedenen Kohlensäure (в. Tab. I) beurteilt, nirgends die Norm überschreitet. Es läßt sich somit die Erhöhung des Bauer- stoffverbrauches auf die Annahme zurückführen, daß die Mehrbildung von Zucker und Acetonkörpern den Mehrverbrauch bedingt hat.
Pn kleiner Teil des Mehrverbrauches läßt sich aber auch auf eine sekundäre Folge der diabetischen Acidosis zurückführen. Bei Durchsicht der Tabellen fällt nämlich eine Vergrößerung des Atemvolumens bei strenger Diät auf. Diese Vermehrung der Atmung ist nach den Untersuchungen von Porges, Leim- dörfer und Markovioi?) als eine Folge vermehrter Atemreize durch saure Substanzen zu deuten. (Es wird dies später des
——
1) О. Porges, A. Leimdörfer und E. Markovici, Zeitschr. f. klin. Med. 78, 389, 1910.
Respirstorischer Stoffwechsel des Diabetikers. 337
näheren besprochen werden.) Demgemäß finden wir während der strengen Diät eine höhere Acidosis, wie dies auch aus den Aceton- und Ammoniakwerten hervorgeht.
Was bedeutet nun dieser Zuwachs an Atemvolumen für die Erhöhung des Sauerstoffverbrauches? Die Vermehrung der Atmung setzt eine verstärkte Tätigkeit der Atmungsmuskulatur' voraus. Jede Vergrößerung der Muskelarbeit bedingt aber eine Erhöhung des Sauerstoffverbrauches. Durch A. Löwy!) wissen wir nun, daß der Mehrverbrauch an Sauerstoff für jeden mehrgeatmeten Liter Luft б ccm beträgt. Setzen wir die Mehr- atmung in Rechnung, so kommen wir zu dem Resultat, daß die Mehratmung nur wenig zur Erhöhung des Sauerstoff- verbrauches beigetragen hat. Wir sehen beispielsweise in Tabelle II das Atemvolumen von 3728 ccm auf 5261 ccm steigen, also um ungefähr 1'/, 1; wir würden demnach einen Zuwachs von 7,5 com erwarten, während er 34,2 ccm ausmacht.
Konnten wir somit darlegen, daß die Erklärung für die Umsatzsteigerung bei strenger Diät hauptsächlich darin zu suchen ist, daß zu dieser Zeit erhebliche intermediäre Prozesse _ (Zucker-Acetonkörperbildung aus Eiweiß und Fett) stattfinden, so müssen wir auf die Frage zurückkommen, ob der großen Zufuhr von Eiweiß, speziell Fleischeiweiß, nicht auch direkt: eine Rolle beim Mehrverbrauch zukomınt. Ergaben doch Unter- suchungen von Rubner, daß beträchtliche Eiweißzufubr einen spezifischen Reiz auf den Stoffwechsel auch des gesunden Organismus ausübt, was eine erhebliche Steigerung des Gas- wechsels zur Folge hat. Anderseitse wirkt nach den Anschau- ungen von Falta?) abundante Eiweißkost als Sekretionsreiz für die Schilddrüse, so daß man mit einem Hyperthyreoidiemus zu rechnen hätte, der, wie bekannt, den Stoffumsatz erhöht. Nach den Untersuchungen von Pfibram und Porges?), sowie von Rudinger*) hatte, gehäufte Eiweiß- bzw. Fleischzufuhr beim Morbus Basedowii tatsächlich einen erhöhten Gaswechsel,
1) A. Löwy, Verhdig. der Berlin. physiol. Gesellschaft, Engelmanns Arch. f. Physiol. 1891. 2) W. Falta, Ergebnisse f: inn. Med. u. Kinderheilk. 2, 82. 1908. з) F. Pribram und O. Porges, Wiener klin. Wochenschr. Nr. 46, 8. 1584, 1908. | 4) K. Rudinger, Wiener klin. Wochenschr. Nr. 46, S. 1581, 1008. Biochemische Zeitschrift Band 40. 29
338 A. Leimdörfer:
resp. N-Stoffwechsel zur Folge. Es wäre nun eine analoge Wirkungsweise beim Diabetiker zu erwarten. Ein erhöhter Stoffwechsel dokumentiert sich aber sowohl durch erhöhten Sauerstoffverbrauch, als auch durch vermehrte Kohlensäure- bildung. Wir konnten jedoch, wie schon erwähnt, keine wesentliche Mehrbildung von Kohlensäure bei strenger Diät konstatieren.
Somit ist bei unseren Versuchen eine direkte Reizwirkung der reichlichen Eiweißzufuhr auf den Umsatz nicht zu beob- achten. — Dagegen ist die Annahme einer indirekten Reiz- wirkung der gesteigerten Eiweiß-, bzw. Fleischzufuhr auf dem Wege erhöhter Zucker- und Acetonkörperbildung sowohl mit den erwähnten klinischen Erscheinungen als auch mit den modernen Tbeorien der Beteiligung von Drüsen mit innerer Sekretion wohl vereinbar (Eppinger, Falta und Rudinger!); es steht nichts im Wege, anzunehmen, daß die erhöhte Eiweißzufuhr die beim Diabetes ohnehin gestörte Wechselwirkung der Drüsen mit innerer Sekretion noch mehr aus dem Gleichgewicht bringt.
Ee würde so der vermehrte Sauerstoffverbrauch bei strenger Diät seine Ursache in der exzessiven Bildung von Zucker und Acetonkörpern haben, die Veranlassung für diese Stoffwechsel- störung aber in der Reizwirkung der reichliohen Zufuhr von Eiweiß bzw. Fleischeiweiß gelegen sein.
Angesichts der Tatsache, daß wir nur zur Zeit strengen Regimes eine wesentliche Erhöhung des Sauerstoffverbrauches finden, werden wir diese Erscheinung als eine exogene Umsatz- steigerung auffassen müssen, als eine Änderung des Umsatzes, welcher eine Steigerung der spezifischen diabetischen Erkrankung, hervorgerufen durch äußere Umstände, zugrunde liegt. Läßt "schon die klinische Beobachtung des Kranken diese Einwirkung der Diätform vermuten, so bringen die vorliegenden Unter- suchungen einen exakten Beweis für die tatsächlich Maer Veränderung des Krankheitsbildes. Ä
Kommen wir nun wieder auf die Annahme von A. Magnus- Геуу*) zurück, welcher die Möglichkeit diskutiert, daß der er- höhte Umsatz des Zuckerkranken die Folgo des Mißverhältnisses zwischen Körpergewicht und Körperoberfläche sei, so ergeben
1) Eppinger, Falta und Rudinger, Zeitschr. f. klin. Med. 66,
1, 1908. 2) 1. с. S. 88.
Respiratorischer Stoffwechsel des Diabetiker. 339
unsere unter Berücksichtigung; des reduzierten Körpergewichtes berechneten Zahlen (s. Tab. I, drittletzte Kolumne) trotzdem eine Erhöhung des Sauerstoffverbrauches; weiter müßte der Umsatz des Diabetikers auch nach Gemüse-Haferperioden ge- steigert sein, was aber nicht der Fall ist.
Anhangsweise möge hier einiger interessanter Details Er- wähnung getan sein.
Wie schon erwähnt, ist zur Zeit der strengen Diät eine Vergrößerung des Atemvolumens zu beobachten. Diese ver- mehrte Atmung war nach den Untersuchungen von Porges, Leimdörfer und Markovici!) auf Acidosis zurückzuführen. Eine Mehrbildung oder Mehrzufuhr von Säuren erzeugt nämlich eine stärkere Reizung des Atemzentrums und infolgedessen eine Erhöhung der Lungenventilation. In dem Maße, als die sauren Va- - lenzen im Blute zunehmen, veranlassen sie auf dem Wege einer er- höhten Lungenventilation stärkere Ausscheidung der Kohlensäure; es sinkt damit die Kohlensäurespannung des Blutes, was wir als eine Regulationsvorrichtung der Blutalkalescenz gedeutet haben.
Es konnte nun durch die erwähnten Untersuchungen fest- gestellt werden, daß sich die Kohlensäurespannung parallel mit der Acidosis verschiebt. Sie ist sehr niedrig zur Zeit höherer Acidosis (strenge Diät) und steigt zur Zeit geringerer Acidosis (Hafer- und Gemüsetage). Weiter ließ es sich auch zeigen, daß eine Herabsetzung der Acidosis durch Natriumbicarbonicum zu einer Erhöhung der Kohlensäurespannung führt, und umgekehrt. So war beim Patienten Joh. Gr. (Tabelle III) während der Gemüse- periode, die der strengen Diät folgte, ein Zuwachs seines Atem- volumens und eine Erniedrigung der Kohlensäurespannung zu kon- statieren; der Kranke hatte bei der strengen Diät 100 g Natr. bicarb. erhalten, das an den Gemüsetagen fortgelassen wurde. In Berücksichtigung der Tatsache, daß wir beim schweren. Dia- betiker oft eine beträchtliche Vermehrung des Atemvolumens zur Zeit der strengen Diät beobachten, die wir in der eben an- geführten Weise erklären, dürfen wir vielleicht behaupten, daß bei dieser Kostform eine sozusagen präcomatöse Atmung besteht.
Da die Kohlensäureausscheidung den Schwankungen des Sauerstoffverbrauches nicht folgt, so muß der respiratorische
ı)l.c.
340 A. Leimdörfer:
Quotient erhebliche Verschiebungen erleiden. Er sinkt bei strenger Diät auf unternormale Werte, steigt nach Gemüse- und Hafertagen, ohne jedoch, wenigstens was die Haferkost anlangt, den Wert zu erreichen, den eine derartige Diät bei normalen Individuen zur Folge hätte; er beträgt zumeist nach strenger Diät 0,60 bis 0,67, nach Gemüse-, sowie Haferkost 0,68 bis 0,75. Mitunter sinken die respirstorischen Quotienten bei strenger Diät unter 0,60, so daß man nach den Ausführungen von Magnus-Levy') an die Bildung von Zucker aus Fett denken muß.
Zusammenfassung.
1. Der schwere Diabetiker zeigt bei strenger Diät eine Er- höhung des Sauerstoffverbrauches gegenüber der Norm, dagegen keine Erhöhung der Kohlensäureausscheidung.
2. Bei mittelschweren Diabetikern besteht keine merklich nachweisbare Veränderung des respiratorischen Stoffwechsels gegenüber der Norm.
3. Nach Gemüse- und Haferkost erfolgt beim schweren Diabetiker ein Abfall des Sauerstoffverbrauches auf normalen Um- fang, die Kohlensäureausscheidung ändert sich nicht wesentlich.
4. Die Vermehrung des Sauerstoffverbrauches beim schweren Diabetiker zur Zeit der strengen Diät ist zum größten Teil auf eine Steigerung der intermediären Stoffwechselvorgänge - (Bildung von Zucker und Acetonkörpern aus Eiweiß und Fett) zurückzuführen; in geringem Ausmaße trägt die vermehrte Atmung, welche sich bei strenger Diät nachweisen läßt, zur Vermehrung des Sauerstoffverbrauches bei.
5. Der vermehrte Sauerstoffverbrauch bei strenger Diät ist als eine indirekte Folge einer Reizwirkung von Eiweiß, bzw. Fleischnahrung auf dem Wege vermehrter Zucker- und Aceton- körperbildung aufzufassen.
6. Die Mehratmung des schweren Diabetikers bei strenger Diät ist eine Folge der atemreizenden Wirkung der sauren Stoffwechselprodukte (Aocetonkörper.. Demgemäß wurde eine herabgesetzte Kohlenräurespannung bei strenger Diät festgestellt.
Es sei mir an dieser Stelle gestattet, Herrn Privatdozenten Dr. Otto Porges für die Unterstützung bei dieser Arbeit meinen wärmsten Dank auszusprechen.
1) 1, c., S. 98.
341
Respiratorischer Stoffwechsel des Diabetikers.
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Reepiratorischer Stoffwechsel des Diabetikers.
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Über die Verschiebung des chemischen Gleichgewichtes durch Bewegungsenergie. Voa ` | Ferdinand Röder (Wien): (Eingegangen am 13. März 1912.)
Das chemische Gleichgewicht ist im allgemeinen bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck ein ganz bestimmtes. Jede Änderung dieser Größen ruft eine Verschiebung des Gleichgewiohtes hervor. Diese Verschiebung des Massen- verhältnisses der reagierenden Stoffe unter dem Einfluß von Temperatur oder Druck erfolgt durch die Umwandlung von Wärme oder Volumenergie in chemische Energie. Die Be- ziehungen der strahlenden und elektrischen Energie zur che- mischen Energie sind uns gleichfalls geläufig. Noch wenig bekannt ist hingegen der Einfluß der Bewegungsenergie auf chemische Systeme. Es dürfte daher wegen der möglichen Bedeutung dieses neu entdeckten Zusammenhanges. für die Physiologie nicht unangebracht erscheinen, die Aufmerksamkeit physiologischer Kreise auf eine prinzipielle Untersuchung zu lenken, die zwei Energiearten, die stets als unabhängig voneinander an- gesehen werden, in ein Abhängigkeiteverhältnis gebracht hat.
Diese Untersuchung ist die Abhandlung Bredigs: „Uber den Einfluß der Zentrifugalkraft auf chemische Systeme‘'*). Seinen Ausführungen folgend finden wir, daß zuerst (bereits . von Gay-Lussac) die Frage aufgeworfen worden ist, welche
Veränderungen unter dem Einfluß der Gravitation in homogenen chemischen Systemen auftreten. Dann hat des Coudres darauf "hingewiesen, daß man die Betrachtungen über den Einfluß der Schwere auch direkt auf den Fall der Zentrifugalkraft über- tragen kann, welche Kraft viel geeigneter erscheint, um den Einfluß äußerer Potentialunterschiede auf das chemische Gleich- gewicht zu studieren. Aus einer Gleichung von des Coudres folgert nun Bredig, daß in einem rotierenden, gasförmigen,
Е зу Zeitschr. f. physikal. Chem. 17.
F. Röder: Verschiek. des chem. Gleichgew. durch Bewegungsenergie. 349
ursprünglich homogenen System Konzentrationsunterschiede längs des Radius auftreten müssen, derart, daß die relative molekulare Konzentration, d. i. die relative Anzahl der Molekel des Gases mit dem höheren Molekulargewicht auf 1 Molekel des leichteren Gases mit dem Radius wächst.
„Es liegt also so die Möglichkeit vor, durch fraktionierte Zentei- fugierung ein ursprünglich homogenes System beliebig weit, wenn auch nie ganz vollständig, in seine Bestandteile zu zerlegen.“
Um die sinnliche Wahrnehmbarkeit des chemischen Aqui- valentes in der gegebenen Zeit zu erzielen, bedurfte es ganz besonderer Maßnahmen, und zwar der Verwendung von Gasen mit möglichst großer Differenz der Molekulargewichte, der Ver- hinderung ungleiohmäßiger Erwärmung und des nachträgliohen Ausgleiches durch Diffusion, der Ausschaltung von Kom- pensationen usw. Das Experiment, das mit aller erdenklichen Vorsicht angestellt wurde, bestätigte vollständig die Theorie.
Es gelang, ein homogenes Gasgemenge von Jodwasserstoff und Wasserstoff durch Zentrifugalkraft um ungefähr 3°/, zu entmischen. Aus dieser Tatsache ergaben sich sofort einige Schlüsse über den Einfluß der Zentrifugalkraft auf homogene und heterogene Systeme, die in der fundamentalen Erkenntnis gipfeln:
„Ebenso also, wie wir die freie Energie eines chemischen Systems durch Dampfdruck, osmotischen Druck, elektromotorische Kraft usw. de- finieren können, ließe sie sich wohl auch durch eine Zentrifugalkraft ausdrücken.“
Es ist infolge der eigenartigen Natur der gefundenen Be- ziehung nicht zu verwundern, daß ihre Entdeckung relativ spät erfolgte. Gründet sich doch die Untersuchung chemischer Systeme vor allem auf Ruhe des Objektes. Die genannte Be- ziehung konnte also nicht leicht aus vorliegenden Tatsachen der Erfahrung abgezogen werden, sie setzte vielmehr die Idee des Zusammenbanges bereite voraus. Die Entwicklung dieser Idee vollzog sich, wie wir aus der Abhandlung Bredigs er- sehen, auf dem Wege theoretischer Vorstellungen über den Einfluß äußerer Potentialunterschiede auf das chemische Gleich- gewicht. Die Schwierigkeiten, die sich dem Nachweis bei relativ günstigster Wahl der Versuchsbedingungen entgegenstellen, lassen es weiterhin begreiflich erscheinen, daß der Ausbau der Be- ziehung nicht über ihr Fundament hinausgekommen ist. Dazu kommt die geringe praktische Bedeutung, die die Umwandlung
350 е. Röder:
von Bewegungsenergie in chemische Energie für die Chemie im allgemeinen besitzt, da ihr in der Wärme ein weitaus ein facheres Mittel zur Beeinflussung des Reaktionsverlaufes zu Gebote steht als etwa in der Herstellung gleichwertiger Ge- schwindigkeiten. Schon der Untersuehung Bredigs ist aber zu entnehmen, daß gleichen Beträgen zugeführter Bewegungs- energie је nach der besonderen Art der Kapazitätsgrößen bzw. ihrer Potentiale verschiedene Bedeutung zukommt. Denn die Steigerung der Partialdrucke, d. i. der Potentiale der Vo- lumenergie, mit denen die chemischen Potentiale. funktionell zusammenhängen, erweist sich als abhängig vom Molekular- gewicht, also von der chemischen Beschaffenheit der Kapazitäts- größen. Je nach deren Art wird daher die Änderung der Reakt; hwindigkeit (z= chem. Potential und mit ihr | — chom. Widerstan
dor Umsatz verschieden sein, so daß bei gleichen Beträgen zu- geführter Energie die Beträge des Umsatzes zwischen lim О und endlichen Werten liegen können. Ganz allgemein wissen wir ja, daß der Zutand des Gleichgewichts durch Konstante bestimmt ist, die mit der chemischen Natur der ‚beteiligten Stoffe zusammenhängen. Es ist daher nioht ohne weiteres möglich, ein Urteil über die Größe einer Zustandsänderung zu fällen, die durch einen gewissen Betrag von Energiezufuhr er- zeugt wird. Eine flüchtige Umschau unter den experimentellen Ergebnissen der letzten Jahre läßt nun tatsächlich einige Bei- spiele ausfindig machen, in denen infolge der besonderen Art der Kapazitätsgrößen nennenswerte Änderungen chemischer Vor- gänge durch Bewegungsenergie stattfinden.
In der organischen Chemie sind es insbesondere die Sauer- stoffverbindungen der ungesättigten Kohlenwassersioffe und Metallverbindungen, bei denen sich der Zusammenhang zwischen Bewegungsenergie und chemischer Energie erkennen läßt. Der Einfluß der einzelnen Energiearten auf die Dissoziation dieser Verbindungen ist von verschiedenen Autoren bestimmt worden (vgl. hierzu Engler und Weißberg, Kritische Studien über die Vorgänge der Autoxydation, 1904). Der Einfluß der Be- wegungsenergie auf die Dissoziation tritt in mehreren Versuchen hervor, von denen ich ein Beispiel!) herausgreife:
Engler und Frankenstein, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 84, 2933.
Verschiebung d. chemischen Gleichgewichts durch Bewegungsenergie. 351
„Das Peroxyd des Dimethylfulvens zeigt eine auffallende Indifferens als Oxydationsmittel im gewöhnlichen Sinne. Es gibt mit Titansäure keine Gelbfärbung, auch beim Erwärmen nicht, ein Verhalten, das auch andere Peroxyde zeigen. Gelbfärbung tritt nur ganz allmählich bei längerem Schütteln auf der Schüttelmaschine ein.“
Wie bei der Abgabe, so ist auch bei der Aufnahme von Sauerstoff die mechanische Energie die Ursache einer Be- schleunigung der Reaktion nach einer Richtung: Läßt man Sauerstoffgas oder Luft kontinuierlioh ohne Bewegung in ver- schlossener Flasche durch die б bis 7°/,ige Benzollösung des Dimethylfulvens treten, so scheidet sich das Oxydationsprodukt viel langsamer ab, als wenn die Lösung geschüttelt wird. Während in letzterem Falle nach 24stündiger Einwirkung die ‘Ausscheidung des unlöslichen Peroxyds beginnt, tritt sie in der ruhenden Lösung erst nach 11 Tagen auf, bei Einwirkung anderer energetischer Einflüsse, wie des Sonnenlichts (bei. 14°) nach 5 Tagen, der Wärme (867 im zerstreuten Tageslicht) поп 30 Stunden. |
Eine ähnliche Substitution der Wärme durch Bewegungs- energie finden wir in den Versuchen Meltzers'). Meltzer vergleicht selbst die Wirkung der Erschütterung mit der der Wärme und liefert den unzweifelhaften Beweis der Beeinflussung ohemischer Energie durch Bewegungsenergie. Die Wirksamkeit des Pepsins wird durch Schütteln von 3 bis 4 Stunden voll- ständig zerstört. Der Temperaturzuwachs der Lösungen, der durch das Schütteln bewirkt werden mag, erreicht nicht einmal 1°. Bei Körpertemperatur gehalten beträgt die zerstörte Quan- tität erst nach 12 Tagen 86°/,.
Schließlich sei noch auf einige dem Geotropismus und der Regeneration zugehörige Ergebnisse?) der experimentellen Bio- logie hingewiesen. Die Versuche wurden auch hier ursprünglich nur mit Rücksicht auf den Einfluß der Schwere angestellt, für die sich die Zentrifugalkraft als ein im gleichen Sinne wirkender Ersatz erwies. Infolge der übereinstimmenden Wirksamkeit beider Kräfte ist das Auftreten chemischer Veränderungen unter dem Einfluß einer der beiden Kräfte, das teils aus dem Ver-
2) Die mechanische Beeinflussung von Pepsin. Von A. O. Shaklee und 8. J. Meltzer, New York. Centra!bl. f. Physiol. 23, Nr L 1909.
з Vgl. J. Loeb, Vorlesungen über die Dynamik der Lebens- ersoheinungen. Leipzig 1906.
352 F. Röder: Verschieb. des chem. Gleiohgew. durch Bewegungsenergie.
halten der Organismen erschlossen, teils direkt nachgewiesen wurde, zugleich ein Beweis für die Fähigkeit der Bewegungs- energie, meßbare Änderungen in gewissen ohemischen Gebilden zu erzeugen.
Die gegebenen Fälle enthalten einen Fingerzeig, daß solche beaohtenswerte Wirkungen der Bewegungsenergie gerade in der belebten Natur wegen der besonderen Art ihrer Kapazitäts- größen zu finden sein werden. Unter den verschiedenen che- mischen Verbindungen der belebten Natur ist nun eine von ganz besonderem Interesse, da sie unter natürlichen Verbält- nissen stets einen bestimmten, aber wechselnden Betrag von Bewegungsenergie besitzt. Es ist dies die Verbindung des Hämo- chroms mit Sauerstoff. Es ist nach dem Dargelegten unzweifel- haft, daß das chemische System Oxyhämochrom Hämo- chrom -+ Sauerstoff durch die gesteigerte Bewegungsenergie des Blutes im arteriellen Anteil des groBen Kreislaufes eine Ver- schiebung nach der Seite der freien Energie hin erfährt, ähnlich wie die Sauerstoffverbindung des ungesättigten Kohlenwasser- stoffs, mit der sie die Analogie des Aufbaus verbindet. Es ist von vornherein klar, daß es sich hierbei nicht um einen sehr weitgehenden oder gar nach der Anschauung Fleischls?) vollständigen, sondern nur um einen zwar mit der Größe der mechanischen Energie variablen, aber stets prozentisch gering- fügigen Zerfall von Oxybämochrommolekülen handeln kann. Gleichwohl sind wir aber, solange nicht nachgewiesen ist, daß die Bewegungsenergie in diesem besonderen Falle keine meß- bare Zustandsänderung erzeugt, jetzt, wo wir die Tatsache der funktionellen Abhängigkeit der ohemischen Energie von der Bewegungsenergie kennen gelernt haben, nicht mehr berechtigt, diesen Faktor ohne Kenntnis seiner Größe zu vernachlässigen. Es wird Sache experimenteller Untersuchung sein, diese zu er- mitteln und damit einer Reihe weittragender Konsequenzen die Türe zu Öffnen, die sich aus der ständigen und aus der vorüber- gehenden Verbindung des genannten Systems mit anderen chemi- schen Systemen (—Plasma—Gewebe bzw. Alveolenluft) ergeben.
1) Vgl. Fleischl e Marxow, Die Bedeutung des Herzschlages für die Atmung. Stuttgart 1887.
Über die Regeneration durch Hitze inaktivierter Komplemente.
Von B. v. Fonyveasy.
(Аза dem hygienischen Institut der Universität та Ke (Eingegangen am 3. März 1912.)
In Band 38, Heft 5/6 dieser Zeitschrift berichtet M. Grame-
. nitzky über Versuche, aus denen hervorgeht, daß kurze Zeit, abor nicht bis zur völligen Inaktivierung erwärmtes Normalserum nach längerem Stehen einen beträchtlichen Teil seiner komplettierenden Wirkung zurückerhält. Im Gegensatz hierzu will Gramenitzky gefunden haben, daß das bei den künstlichen — seifehsltigen — Komplementen nicht der Fall ist und erblickt darin einen wesentlichen Unterschied zwischen beiden.
Dag ist, wie ich gefunden habe, ein Irrtum. Das künstliche Komplement verhält sich auch in dieser Beziehung wie natürliches.
. Von mehreren Versuchen, die ich ausgeführt habe, teile ich folgenden mit: |
Zur Verwendung kam hier eine von L. v. Liebermann bereits im Jahre 1907 beschriebene Kombination von Ölsäure, Natronseife und Serumalbumin, und zwar in folgendem Ver- hältnis: 5 ост einer 0,1°/,igen Lösung von Ölsaurem Natron | 2com einer konzentrierten Lösung von Serumalbumin (Merck) + 3 oom einer Ölsäureemulsion (sämtliche Reagenzien mit physiol. NaCl-Lösung bereitet) + 5 com physiol. Kochsalz-
lösung. |
1,5 oom dieser Mischung wurden mit 1,0 oom 69/,ісег Rinderbiut-
kösperohenemulsion vermischt in den Thermostaten gebracht, alle 5 Minuten Biochemische Zeitschrift Band 40. 23
354 В. v. Fenyvessy:
durchgeschüttelt und die zur kompletten Hämolyse erforderliche Zeit geneu bestimmt. Sämtliche Proben wurden duppelt angestellt.
Bei Verwendung des frischen, unerhitzten Gemisches war die Hämolyse nach 30 Minuten beendet.
Nun wurde das Gemisch 5 Minuten lang auf 56° erhitzt und ein- mal gleich nach dem Erkalten, das andere Mal nach 3stündigem Stehen (bei Zimmertemperstur) untersucht.
Das erhitzte Gemisch bewirkte (unter den beschriebenen Versuchs- bedingungen) komplette Hämolyse: gleich naoh dem Erkalten in 56 Minuten, nach 3stündigem Stehen aber sohon in 40 Minuten. Wurde die Mischung länger (1/„ Stunde lang) oder auf höhere Temperatur (60% erhitzt, so ging ihre hämolytische Wirksamkeit praktisch gans ver- loren und kehrte auch nach längerem Stehen nicht zurück, ähnlich
wie das Gramenitsky bei natürlichen Seris gefunden bat, | Es ist somit erwiesen, daß sich das künstliche, веіѓепћа! іре Komplement auch in bezug auf spontane Regeneration wie natürliches verhält.
Wenn ев М. Gramenitzky anders gefunden hat, so rührt dies offenbar daher, daß er den Versuch unrichtig ausgeführt hat, indem er zur Herstellung des künstlichen Komplementes, ап dem die Reversibilität der durch kurzes Erhitzen (auf 56°) bewirkten Inaktivierung geprüft werden sollte, ein Serum ver- wendet hat, das schon vorher eine halbe Stunde lang erhitzt („inaktiviert‘‘) war, also — nach den eigenen Angaben des Verfassers — bereits eine irreversible Zustandsänderung er- fahren hat.
Wenn diese Frage nun auch erledigt ist, so kann ich eine Äußerung von Gramenitzky nicht ohne Bemerkung lassen.
Er sagt nämlich wörtlich:
„Was die Ansicht Liebermanns betrifft, der das Komplement als eine Verbindung von Seife mit Eiweißsubstanzen (oder auch mit anderen Plasmabestandteilen) betrachtet, so basiert sie u. E. lediglieh auf mehr oder minder weitgehenden äußeren Analogien (1. с. р. 514).
Ich glaube, auch Gramenitzky wird bei einiger Über- legung zugeben, daß diese Äußerung völlig unberechtigt, ja geradezu unverständlich ist.
Wäre das Wesen der natürlichen Komplemente und der Mechanismus ihrer Wirkung bekannt und hätten sich Lieber- mann und ich einfach darauf beschränkt, die Vorgänge an sicher ganz. verschiedenen Systemen nachzuahmen, ohne zu bedenken, daß man es mit Wirkungen zu tun hat, die ihrem Wesen nach sicher verschieden sind, die also sozusagen nur zu-
` Regeneration durch Hitze inaktivierter Komplemente. 355
fällig zu gleichen oder ähnlichen Erscheinungen führen: so wäre Gramenitzkys Äußerung verständlich.
Tatsächlich verhält sich aber die Sache, wie man weiß, ganz anders, nämlich so, daß man über das Wesen der Kom- plemente gar nichts gewußt hat, und auch bis heute nicht mehr Positives weiß, als was Liebermann und ich ermittelt haben.
Wir haben an unseren künstlichen Systemen eine lange Reihe von Analogien festgestellt, und zwar zu fast allen wiohtigeren Eigenschaften bzw. Erscheinungen, die man an natürlichen Komplementen beobachtet hat; wir haben diese auch auf be- kannte chemische Prozesse zurückzuführen getrachtet und aus alledem unsere bekannten Schlüsse auf das Wesen der Komplemente gezogen. — Wir glauben nicht, daß irgend jemand diesen von uns eingeschlagenen und bisher einzig gangbaren Weg, der ja auch zu Resultaten geführt hat, für unrichtig halten könnte. |
Gramenitzkys Äußerung kann ich daher nur mit dem an und für sich löblichen Bestreben deuten, nichts ungeprüft hinzunehmen, sondern an allem die strengste Kritik zu üben. Nur muß eine solohe auch den technischen und logischen Vor- aussetzungen einer Kritik genügen.
Die Rolle der Elektrolyte bei der Wirkung einiger tierischen Fermente. | H. Bierry.
(Aus dem physiologischen Laboratorium der Sorbonne, Paris.) (Bingegangen am 9; Februar 1912.)
Noch herrscht Unklarheit in bezug auf das schwer gu er- mittelnde Wesen der Enzyme, jedoch man hat in den letzten Jahren gewisse physikalische oder physiologische Momente er- forscht, die das Entstehen dieser Agenzien bestimmen oder ihre Tätigkeit beeinflussen können. So ist bei Versuchen über Fermente, welche. die Aufmerksamkeit auf die sie begleitenden mineralischen Substanzen gelenkt hatten, die Vermutung auf- getaucht, daß diese sogenannten Verunreinigungen möglicherweise von Nutzen bei den Prozessen selbst sein könnten. Nachdem in dieser Richtung Untersuchungen aufgenommen worden waren, ist dank dem reichen, schnell anwachsenden Tatsachenmaterial die Rolle der Mineralstoffe bei dem F'ermentvorgängen in klares Licht gesetzt worden. Nunmehr steht es ganz fest, daß ein Enzym die Mithilfe einer chemisch definierten Substanz bei dem Fermentprozeß, wie er in der Terminologie allgemein bezeichnet. wird, unbedingt benötigt. In dieser Erkenntnis ist uns ein wert- voller Besitz erwachsen, der wohl am meisten dazu geeignet sein dürfte, unser Wissen in der Enzymchemie zu erweitern
und vorwärts zu bringen.
In diesem Gedankengange gebührt Arthus und Pagès!) das Ver, dienst, zum erstenmal die wichtige Rolle der Mineralsalze bei den Ferment- phenomenen der Blut- und Milchgerinnung gezeigt zu haben. Diese Ent- deokung bedeutet einen ersten Markstein auf dem Wege dieser Forschung und zugleich don Ausgangspunkt für die Arbeiten von Pekelharing
з) Arthus und Pagès, Arch, de Physiol. 1890, 331, 739. Biochemische Zeitschrift Band 40. 24
358 А Н. Bierry:
und Hammarsten. Fünf Jahre später wiesen G. Bertrand und Malldövro!) bei Gelegenheit der Pektase, einem das Pektin zur Gerinnung bringenden Ferment, auf eine ganz ähnliche Tatsache hin: die von Oslciumsalzen befreite Pektase witkt nicht. mehr auf das Pektin ein, zu ihrer Reaktivierung genügt es aber, Spuren davon wieder hinzu- zufügen. Kurze Zeit nach dem Erscheinen der Arbeiten von G. Bertrand trat die Frage in eine ganz neue Phase. 1897 entdeckte G. Bertrand die Laocase und bemerkt unter den diese Oxydase begleitenden Stoffen die konstante Gegenwart von Mangan, und zwar in varlierenden, der Tätigkeit des Fermentes proportionalen Mengen. Ja, er konnte sogar feststellen, daß einer aus der Luzerne stammenden Гассаве mit dem un- gemein geringen prozentischen Gehalt an Mangan = 1/59 соо die oxydie- renden Eigenschaften fehlen, daß sie aber duroh Hinzufügung von Mangan- sals Oxydssecharaktor gewinnt. „Aus diesen und den schon bekannten Tatsachen werden sich neue Begriffe“, schreibt Bertrand, „bilden, die der Verallgemeinerung bedürfen. Von nun ab wird man beim Studium der löslichen Fermente nicht nur die organische, sehr veränderliche Sub- stang in Betracht ziehen müssen, mit der wir allein bis jetzt den Begriff des löslichen Enzyms verbunden haben, sondern auch diejenigen, die wir vielleicht als Kofermente bezeichnen können, in diesem Falle mine- ralische, im andern organische, die in Verbindung mit der ersteren das wirklich aktive System ausmachen 2).“ |
Verschiedene Forscher schlugen nun mit einem bestimmten Ziel vor Augen die vorgeschriebene Bahn ein. Spitzer?) beweist zuerst, daß die Peroxydasewirkung der verschiedenen Organe an ihren Eisengehalt ge- knüpft ist; darauf zeigt Pottevin*) die erhebliche Erhöhung der Lipase aus Pankreasextrakt durch das Hinzufügen von Magnesium oder Calcium- salzen. Und schließlich gelingt es Magnus’), eine durch Dialyse unwirk- sam gewordene Leberlipase durch erhitzten Leberextrakt auf Fette und Ester wieder zur Wirkung zu bringen.
Bei Wiederaufnahme der Arbeiten von Oh. Richet, Langley, Bourquelot, Chittenden, Smith usw., die schon lange den Einfluß von BOL auf die Diastase des Speichele bestimmt hatten, benutzte Cole®) durch Dialyse oder durch Alkoholfällung gewonnenes Ptyalin aus dem menschlichen Speichel. Er fand, daß НСІ in sehr schwachen Dosen einen sehr günstigen, in stärkeren einen kemmenden Einfluß ausübt. Aus seinem Studium der Salze zog er den Schluß, daß ihr Einfluß wesentlich von dem Grad ihrer Konzentration bei der Wirkung auf Fermente abhängt. Sein durch Dialyse hergestellter Speichel blieb ohne
1) G. жагана und Mallèvre, Bull. soc. ohim. 18, 77, 1899. 2) G. Bertrand, Bull вос. ohim. (3) 17, 623, 1897.
5) Spitzer, Arch. f. d. ges. Physiol. 67, 615, 1897, _
t) Pottevin, Compt. rend. Acad. Sciences 186, 767, 1903.
5) Magnus, Zeitschr. f. physiol. Chem. 42, 149, 1904.
%) S. W. Cole, Journ. of Physiol. 80, 202, 1903.
Rolle der Elektrolyte bei der Wirkung tierischer Fermente. 358
Zusatz von Elektrolyten aktiv, aber seine Wirkung wurde bei Hinzu- fügung von einbasischen Säuren bedeutend verstärkt, dagegen geschwächt ` und verlangsamt unter Zuhilfenahme von zwei- und dreibasischen Säuren. Schon Nasse?!) hatte 1875 behauptet, daB die Ci-Verbindungen, Nitrate ‚oder Sulfate von Natrium und Ammonium die zuokerbildende Kraft der Amylase steigern und daraufhin die Hypothese aufgestellt, daß eine Beziehung zwischen der Fermentwirkung und der Gegenwart von Salzen bestehen müsse. Grützner?) hatte später die Wirkung von Ns-Ohlorid, -Bromid, Jodid und Fluorid verglichen. :
Dieselben Befunde erhebt Buohner für die alkoholische Gärung. 1905 filtrierten Hardon und Young?) Hefepreßsaft durch ein Martinsches Gelatinefllter und erhielten dabei ein Filtrat und auf dem Filter einen inaktiven Niederschlag, ebenso ist die abfiltzierte Flüssigkeit unfähig, die Glucose zur Gärung zu bringen. Die Spaltung des Zuckers in Alkohol und Kohlensäure findet erst: wieder nach Vereinigung der beiden Teile statt. Das Filtrat behält sogar nach dem Abkoohen die Fähigkeit, den Niederschlag zu aktivieren, auch kann letzterer durch eine Hefeab: kochung wieder wirksam gemacht werden. Buchner und Antoni) kon- stantierten dann weiter, daß die abgekochte Hefe durch andanerndes Kochen, durch Wirkung der Lipase, ferner durch Veraschung ihre Wirk- samkeit verliert, und schließlich zeigten Harden und Young, daß die Aktivierung durch das Filtrat oder die Hefeabkochung in der Gegenwart von alkalischen Phosphaten ihren Grund bat,
Dann folgten die Versuche von Larguier des Вапое1в5), welcher die Ergebnisse seiner Untersuchungen über Koloide und Mineralsäuren . auf das Studium der tryptischen Verdauung anwendete. Es ist das Verdienst dieses Forschers, als erster gezeigt zu haben, daß man durch künstliche Kinase dem inaktven Pankreassaft proteolytische Kraft zu geben vermag. Es gelang ihm, Albuminwäürfel durch Sekretinsaft unter Zusatz von Kolloiden und Erdalkalisalzen der Verdauung zu unterwerfen.
: О, Delezenne°) stellte als Gesamtresultat einer schönen Reihe von Versuchen fest, daB die Gegenwart von Elektrolyten notwendig sei, und daß die Calciumsalze ganz besonders befähigt wären, die Sensi- bilisierung herbeizuführen. Eine höchst bedeutsame Ausnahme bildet die Albuminverdauung — diese erfordert nicht das Vorhandensein von Calciumsalz. Der durch langdauernden Kontakt mit einer optimal zu-
1) O. Nasse, Arch. f. d. ges. Physiol. 2, 159 und 11, 138, 1875.
2) Р. Grützner und М. Wachsmann, Arcb. f. d. ges. Physiol. 41, 195, 1902.
з) A. Harden und W. Young, Proc. chim. Soc. 21, 189, 1906; Proc. Roy. Soo. 77, 405; 78, 369, 1906 und Annales brasserie et distillerie 10 janvier 1911. |
4) E. Buchner und W. Antoni, Zeitschr. f. physiol. Chem. 47, 227 und 46, 136, 1905. |
5) Larguier des Bancels, Compt. rend. Soc. Biol. 62, II, 130, 1906,
6) Delezenne, Compt. rend. Soc. Biol. 59, 476, 1905.
24%
360 H. Bierry:
gemessenen Menge von löslichem Calciumsalz!) wirksam gemachte Pankreas- saft kann durch Dialyse oder Fällung von diesem befreit werden, ohne jedoch die proteolytische Kraft einzubüßen. Das Calciumsalz braucht nicbt während des ganzen Verdauungsvorgangs von Eiweißsubstanz zu- _ gegen zu sein, sondern nur zur Sensibilisierung des trypsinogenen Fer- mentes des Pankreassaftes, was erst nach 2 oder 3 Stunden, und dann ` explosionsartig, vor sich geht. | | Wir wollen nun mit Beziehung auf Delezennes Versuche diejenigen von Arthus und Pagès über die Blutgerinnung betrachten. Auch hier handelt es sich um die Wirkung eines löslichen Frermentes, des Fibrin- fermentes oder Plasmase, gegenüber einem Eiweißstoff, dem Fibrinogen. Arthus und Pagès haben bewiesen, daß ein Piesma, das zugleich das Fibrinogen und die das Fibrinferment erzeugenden, d. h. die geformten Elemente erhält, nur dann gerinnt, wenn außerdem gelöste Kalksalze darin nachgewiesen werden können. Die beiden Physiologen hatten es erst für notwendig angesehen, daß das Fibrinferment nur in Berührung mit Calcium wirksam wird, und daß Caloium in gebundenem Zustand in das Fibrinmolekül eindringt. Die Untersuchungen von Pekelharing?) Hammersten?), Morawitz, Fuld und Spiro haben dazu beigetragen, diese Folgerungen) in einigen Punkten zu berichtigen. Das Calcium ist für das schon aktivierte Fibrinferment ebenso wenig notwendig, wie für das sensibilisierte Trypsin zur Spaltung von Proteinen. Die andauernde Berührung des Profibrinferments mit einem Kalksalz dient wie beim Trypeinogen nur dazu, diese Profermente in wirksame umzuformen. -Die Analogie geht sogar noch weiter): besonders bei der Aktivie- rung des Pankreassaftes wie bei der Bildung des Fibrinfermentes spielt die physikalische Beschaffenheit der Wand, mit der die Flüssigkeiten in Berührung sind, eine sehr interessante Rolle. Wenn bei der Bildung des Trypsins durch Calciumsalze die paraffinierte Wand henmend ein- wirkt, so modifiziert sie in keiner Weise das Verdauungsrermögen des endgültig geformten Fermentes. Hier könnte vielleicht die Theorie von d. Perrin von der elektrischen Ladung durch Kontakt Anwendung finden. Um für physikalisch-chemische Untersuchungen die Wirkung eines der pankreatischen Amylase hinzugefügten Elektrolyten zu studieren, habe ich in Gemeinschaft mit Giaja und V. Henri den Pankreassaft eines Hundes mittels Dialyse durch Kollodium-
säckchen gegen destilliertes Wasser von Salzen befreit. Die
1) Auch Barium- und Strontiumsalze besitzen unter gewissen Be- dingungen eine schwach aktivierende Kraft.
2) Über die Bedeutung der Kalksalze für die Gerinnung des Blutes 1891 und Centralbl. f. Physiol. 1, 1895.
з) Hammarsten, Zeitschr. f. physiol. Chem. 22, 103, 333, 1896.
4) Nach Nolf ist die Blutgerinnung keine diastatische, sondern eine rein physikalische Erscheinung.
5) C. Delezenne, Compt. rend. Acad. So. 144, 388 und 506, 1907.
Rolle der Elektrolyte bei der Wirkung tierischer Fermente. 86]
ersten Versuche in dieser Richtung ergaben höchst ermutigende Resultate. | Ä Als Beispiel führe ich einen Versuch aus unseren Proto- kollen an?): Nach 2 Stunden
Temperatur 37° gebildete Maltose 1. 50 com Stärke von 2%/, + 2ccm Pankreassaft, normal 0,525 g 2, 50 „ 2 » 2 +2 » > diealysiert sehr kleine Mengen 3. 50 Д э, ge 291, + 2 LU 39 UH --5com Meerwasser `, 222er. 0,246 g 4. 50 ccm Stärke von 2%/, + 2com Pankreassaft, dyali- siert -lg Null... 22.22 2020000. 0.2108
Eine wichtige Tatsache ist damit festgestellt: wir konnten zeigen, daß Pankreassaft durch Dialyse fast die ganze sacchari- fizierende Kraft Stärke gegenüber verliert, und daß ein kleiner Zusatz von NaCl genügt, um die diastatische Wirkung wieder zu erreichen.
Nun galt es, durch verlängerte Dialyse einen gänzüch in- aktiven Pankreassaft zu erhalten, die ihn aktivierenden Salze und ihre Optimaidosis zu bestimmen. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Versuche ausgeführt. |
Wenn man aseptisch oder in Gegenwart von Antisepticis Pankreassaft durch ein Kollodiumsäckchen gegen dastilliertes Wasser im Eisschrank dialysiert und die Dialyse verfoigt, so beobachtet man nach dem 2. oder 3. Tag im Pankrcassafte die Bildung einer Globulinfällung, die den Boden des Dialy- sators zu erreichen trachtet. Der von diesem Präcipitat be- freite Saft wird nun wieder durch ein Kollodiumsäckchen dialysiert. Man erhält auf diese Weise eine durchsichtige, farb- lose Flüssigkeit, deren elektrische Leitfähigkeit der des destil- lierten Wassers nahestekt, die mit Silbernitrat nicht getrübt wird und keine Biuretreaktion ergibt. Wenn man aber dieser Lösung kolloidales Eisenhydrat zusetzt, bildet sich ein leichter Nieder- schisg; sie muß also ein negatives Kolloid enthalten, wie Iscovesco gezeigt hat. Dieses Kolloid bleibt sogar wirksam, wenn die Dialyse sehr lange Zeit gedauert hat. Jedoch ist dieser dialysierte Saft, den man als eine Lösung sehr reiner Amy- lase ansehen kann (die ursprünglich im Baft vorhandene Maltase
1) Bierry und Terroine, Compt. rend. Soc. Biol, 26 mai 1505.
362 | H. Bierry:
hat dabei.die Membran des Dialysators!) passiert), Stärke 3) und Glykogen’) gegenüber vollkommen unwirksam. Wir komnten dies Gemisch (dialysierter Saft -+ Stärkemehl) 10 Tage bei 38° stehen lassen, ohne reduzierenden Zucker zu entdecken. Es genügte dann, 0,02 g NaCl der Flüssigkeit hinzuzufügen, um Maltose erscheinen zu sehen.
Der dialysierte Saft (K = 7 - 107° oder K == 1 - 107°) ist Stärke- mehl gegenüber unwirksam geblieben; dem Dialysat (K == 5 - 10-4) fehlte auch gänzlich jede Wirkung auf das benutzte sehr reine Glykogen (К = 2. 107$).
In Gemeinschaft mit Giaja habe ich zu erforschen ver- sucht, welche Elektrolyten den dialysierten Pankreassaft zu re- aktivieren vermögen. Verschiedene durch mehrfache Krystal- lisationen aus destilliertem Wasser gereinigte Salse wurden in äquimolekularen Dosen daraufhin untersucht. Zum Beispiel möge einer der zahlreichen angeführten Versuche folgen:
Versuchsanordnung. . Es wurde aseptisch dialysierter Pankreassaft (К —1.10-*) angesetzt. Das benütste sehr reine Stärkomehl (19,) wurde 30 Minuten lang bei 120° im Autoklaven behandelte.
1.Stärkemehl. . . . . . бот 2.Stärkemehl. . . . . . 50 com Pankreasssft. . . . . . 2:5; Pankreassaft . . . . . 2 » Мабі: aaoo eo 0,208 Stärkemehl. . . . . . 50 com 3.Stärkemehl. . . . . . 50 com Pankresssaft ...- . 2 „ Pankreassaft ..... 2 „ NN: ........,. 0,05 g KO EE 0,258 4. Stärkemebl. . . .. . 50 com 6.Stärkemehl. . . . . . 50 оош Pankreassaft . . . . . 9:7, Pankreassaft . . . . . 2 ,„ CaCl, 6Н,О . . . .. 0,37 € C.O. NH.) 4Н,О 0,31g 6.Stärkemehl . . . . . . 50 oom 7. Stärkemehl. . . . .. 50 com Pankreassaft . . . .. Zn Pankreassaft . . . . . KÉ SO. Na, 10H,0 ... 0,556 BO, er Ir, ie, ve 0,30 8 8. Stärkemehl . . . . . . 50 ccm 9.Stärkemehl. . . . . . 50 оош Pankreassaft . . . . . 2з, Pankreassaft . . . . . — RR. e 0,18 g Mel, 6Н,0. .... 0,35 g 10. Stärkoemehl . . . . . . 50 eem A1.Stärkemebl. . . . .. 50 ост Pankresssaft . . . . . SEH Pankreassaft . . . . . 2» Bal, 2Н,О..... 0,4l g SONH z - » - . .. 0,22 g
1) Bierry, Compt. rend. Boa Biol. 30 juin 1906. 2) Bierry und Giaja, Compt. rend. Acad. Se. 163, 300, 1906. з) Z.Gruzewska und Bierry, Compt. rend. Acad. So. 2 août 1909.
Wir sind bei den Versuchen aseptisch verfahren, die Enzym- einwirkung ließen wir 24 Stunden lang bei 38° vor sich gehen. Folgende Mengen wasserfreier Maltose!) wurden gefunden: МЕ 0,27 0,33 g 026 g 031 б 0 0 0 ` 0,308 0,28 g 0,25 8 0
ESonuannuun-f
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die verschiedenen Chloride sich im großen und ganzen als gleich aktiv erwiesen haben. Die Optimaldosis von NaCl für die oben angeführten Quantitäten von dialysiertem Saft und Stärke war 1°/,. | Die Flaschen 1, б, 6, 7,11 enthielten keinen reduzierenden
Zucker nach Btägigem Stehenlassen bei 38°. Wenn man dann jeder Flasche 0,06 NaCl zusetzte, so genügte dies, schon nach ` 1!/,stündiger Einwirkung Maltose in nachweisbarer Menge auf- treten zu sehen. | | |
Von den untersuchten Salzen sind nur die Halogene im- stande, den durch Dialyse unwirksam gewordenen Pankreassaft zu reaktivieren®).. In dieser Beziehung ist die Wirkung der ` verschiedenen Chloride: NaCl, КО, CaCl, МНС, BaCl, Sr, Mei, MnCl, ziemlich dieselbe. Die Bromide von Kalium und Natrium besitzen auch große Aktivierungskraft. Sulfate, Bi- carbonate, Carbonate, Oxalate, Acetate, Alkali- und Erdalkali- phosphate haben dagegen keine Wirkung.
з) Die Phenylhydrazinprobe ergab, daß sich keine Glucose ge- bildst batte.
2) Natürlich gewinnt der dialysierte, durch Einwirkung von Elektro- lyten reaktivierte Pankreassaft nur einen Bruchteil seiner saccharifizieren- den Kraft zurück. Eine gewisse Menge Amylase durchdringt in der Tat, namentlich in den ersten Augenbliecken, die Kollodiumwand, und ein andrer Teil wird durch dieselbe Wand festgehalten.
364 H. Bierry:
Für die von uns gewählten Bedingungen war die Optimal- dosis zur Reaktivierung 0,50 g Nal für 1000 осш Enzym- flüssigkeit (dialysierter Saft + Stärke). Man kann jedoch schon durch Zusatz von 0,05 g Natriumchlorid pro Liter Mischung eine Verzuckerung hervorrufen.
In der elektrischen Dissoziationstheorie nimmt man an, daß in einer höchst verdünnten Lösung die Elektrolyten in ihre elektro-positiven und negativen Ionen gespalten werden. Da wir hier bei der äußerst geringen Menge der Elektrolyten ihre vollständige Ionisation wohl voraussetzen dürfen, kann man sagen, daß die Gegenwart des Cl- oder Br-Ions zur Wirkung der pankreatischen Amylase unbedingt notwendig ist.
Es ist auch möglich, eine unwirksame Amylase nicht auf dem Wege der Dialyse, sondern durch Filtration des Pankresssaftes durch ein Kollodiumsäckchen zu erhalten. Die Filtration vollzogen wir im Vakuum mit Hilfe eines ein- fachen Apparates, der den leicht meßbaren Überdruck lange Zeit konstant erhalten kann. Erst benützten wir zum Fil- trieren Säckchen aus reinen Koilodium, dann solche aus Kollodium, dem Lecithin oder Cholesterin beigemengt ээг). Diese Säcke reißen viel weniger leicht als jene aus einfachem Kollodium. Ihr Widerstand hängt von der Dicke der Wand, die bis zu einem gewissen Grade verstärkt werden kann, ab. Веі Abfiitrieren von Enzymlösungen durch Kollodium- säckchen sieht man den Gehalt an Ferment im Innern der Lösung zunehmen, solange die Wände des Sackes die Fer- mente adsorbieren. Man braucht dann nur die Säckchen in Stücke zu schneiden und sie mit der zu spaltenden Substanz in Berührung zu bringen, um die Gegenwart von darin ab- sorbierten Fermenten festzustellen. Diese zerschnittenen Säck- chen kann man mehrere Male mit destillertem Wasser waschen, ohne daß die ihnen anhaftende Enzymwirkung merklich ver- mindert wird. Auch durch Filtration des Pankreassaftes ist es möglich, eine unwirksame, erst durch Hinzufügung von NaCl saccharifizierende Amylase zu erhalten. |
1) Bierry und S, Son«ffer, Compt. rend. Soc. Biol. 1906,
Rolle der Elektrolyte bei der Wirkung tierischer Fermente. 365
Die Amylase des Darmsaftes wird wie diejenige des Pankreas duroh Dialyse gegen destilliertes Wasser inaktiv und kann unter denselben Bedingungen reaktiviert werden.
Diese Untersuchungen sind von Preti!), Kendall und Sherman?) ausgeführt und besonders durch die Arbeiten von Lisbonne?) bestätigt worden. Letzterer hat in Deiezennes Laboratorium suf vollständig mineralfreie Stärke die durch Dialyse gereinigten Speichel- und Pankreas- amylasen einwirken lessen. Beide Amylasen verhalten sich Stärke gegenüber ganz gleich: die Phosphate‘) sind niemals zur Zuckerbildung notwendig, unter gewissen Bedingungen sogar schädlich und indifferent, wenn sie nämlich im selben Verhältnis wie in der gewöhnlichen Stärke vorhanden sind. Die Chloride sind die aktivierenden Agenzien par exellence. Aus seiner durch sorgfältige Versuche erläuterten Arbeit zieht der Verfasser die Folgerung, daß, жепп св Со1е5), Guyenot®), Slosse und Lira- bosch‘) nicht gatuaar jet, absoute Unwirksamkeit der Speichel- und Fankressamylas> zu eizielen, es doran Ing, AaB die Genannten sich vor einer Fehlerqueile ent geschützt haben: der ungenügenden Befreiung von Mineralbestandieilen des zurz Dialyse benutzten Wassers.
So können wir als Tatsache formulieren: die Speichel-, Pankreas-, Darmamylase und nach Giaja die Amylase der Wirbellosen verhalten sich nach der Dialyse ganz identisch. Der Satz gilt allgemein: die tierische Amylase ist bei Abwesenheit der Halogene unwirksam.
Dieselben Befunde können wir für die Darmsucrase er- heben. Der gegen physiologische Kochsalzlösung dialysierte Darmsaft behält seine invertierende Kraft, bei Dialyse gegen destilliertes Wasser hingegen versiegt seine Einwirkung auf Rohrzucker gänzlich, auf Zusatz von Alkali- oder Eıdalkali- chloriden kehrt aber ein Teil seiner hydrolysierenden Fähigkeit wieder zurück,
D Preti, diese Zeitschr. 4, 1, 1907.
2) E. С. Kendall und Н. C. Sherman. Journ. of Amer, Chem. Soo. 32, 1073, 1087, 1910.
3) М. Lisbonne, Compt. rend. Soc. Biol. 70, 62, 132, 207, 1911. Diss. Paris 1911.
4) Diese Ergebnissr sind gerimiet, die Rolle, welche einige Autoren und letztens Roger (Compt. rend. Soc. Biol. 65, 374, 1908) den Phos- phaten in der Verzuokerung der Stärke zuschreiben wollen, einzu- schränken.
5) S. W. Cole, 1. в.
6) Guyenot, Compt. rend. бос. Biol. 63, 769, 1907.
7) Slosse und Limboach. Arch. intern. physiol. 8, +77, 1909.
366 Н. Biere:
Versuch. Trüber Darmsaft wurde zontzifugiert, durch eine Berkefeldkerze fil- triert und gegen destilliertes en dialysiert,
1. 20, ige Saocharoselösung gp oom 2. 2°/,ige Saccharoselösung 25 eem dialysierter Darmsaft . 3 „ dielysierter Darmsaft , 3 „ = S Ne ........ 0,9065
3. Saocharoselösung.... . 250cm 4. Baocharoselösung . . . 25 com dialysiertee Dar
dialysierter Рогма. 3 „ Darmsaft. 3 „ КЄ шш» и .. 025g CaCl,, 6H,0 ‚378 б. Seccharoselösung . . ; 25 oom
GOdRBah, 4Н,0.. 0,316 Es wird beim Versuch aseptisch vorgegangen. Nach 24 Stunden ur u пасына Ош ОЕ Lösung festgestellt: Е
бырыша баас НЕ Л — 0%, i F S э „ „8... . 600/. v⸗ ээ э» в з.... 55 °/ь TT „ ө» o A e e 35%, ep 8 » »› 5 0%
Analog wird die unter gewissen Vorsichtsmaßregeln dia- lysierte Pankressmaltase auf Maltose unwirksam. Sie gewinnt auf Zusatz von Chloriden einen Teil ihrer Spaltungskraft wieder.
Versuch.
Pankreassaft wird gegen destilliertes Wasser bei 12° O 24 Stunden lang durch Kollodiumsäckohen dialysiert. - Der Saft ergibt neutrale Lackmusreaktion und wird durch AgNO, nicht mehr gefällt.
1. 2°/,ige Maltoselösung . 30 eem е, 20/ige Maltoselösung . 30 com
dialysierter Pankreassaft 3 „ dialysierter Pankreassaft 3 „
| | CaCl, 6B. ... 0,188
3. 2°/,ige Maltoselösung . 30ccm 4. 2°/,ige Maltoselösung . 30 eem dialysierter Pankreassaft 3 ,„ ` dialysierter Pankreassaft 3 „ Nat... a. 010g КЕ......... 0,128
5. 2°|„1де Maltoselösung . 30 ccm dialysierter Pankreassaft 3 „ SOB с соз. а е» > 0,156
Man läßt die Gemische bei 389 0 mit Zusatz von la und Toluol als Antiseptika 24 Stunden lang stehen.
Rolle der Elektrolyte bei der Wirkung tierischer Fermente. 367
А „ nn... 13%, R EN (EE 15%, » АИЫ К REES 129,
So tritt die Rolle der anorganischen Elemente bei den Fermentprozessen: Gerinnung, Hydrolyse, Oxydation usw. klar hervor. Bie ist nachgewiesen für die Plasmase, die Laocase, das Labferment, das Trypsin, die Pektase, die Zymase, das Pepsin, die Amylase, die Maltase und die Sucrase (Invertase). Jedoch können diese Mineralstoffe auf verschiedene Art und Weise ein- greifen. In gewissen Fällen geben sie den Anstoß zur Ent- stehung des Fermentes selbst, das trifft namentlich für das ‚ Profibrinferment und das Trypsinogen zu, die Caloium zu Fibrin ' und Trypsin aktiviert, und ebenso für die Pankreassymogene, welche die Salzsäure des Magensaftes in Amylase und Maltase umformt?). Dies sind also im Sinne A. Dastres „zsymo- plastische Agenzien“. In anderen Fällen sind sie für das schon erzeugte Ferment, dessen Funktion aber an ihre Gegen- wart gebunden bleibt, unumgänglich notwendig: das gilt für Trypsin?) (entetanden durch Einwirkung von Calcium oder von Kinase auf das Trypsinogen), für Amylase, für Maltase, für Sucrase tierischen Ursprungs, die ohne Beisein von Elektro- Iyten nicht in Aktion treten. Im letzteren Fall beruht die Wirkung und die Spezifität auf der Natur des wirksamen Metalls selbet, im ersteren auf der Gegenwart elektro-negativer Radikale.
Wenn die — von Elektrolyten zur sicheren Wir- kung der tierischen Amylase und Sucrase unbedingt vorausgesetzt werden muß, so verhält es sich anders für die entsprechenden Fermente pflanzlichen Ursprungs. So konnte ich gemeinsam
1) Die Kontrolle ist mit Hilfe der Phenylhydrazinprobe gemacht worden. | з) In ihrer Wirkung auf den Pankreassaft führt die Salzsäure des Magens die Zymogene in den Zustand aktiver Fermente über, verstärkt dann ihre Wirkung infolge eines neuen Zuschusses von Chloriden, die durch die Berührung von HCI mit Na,CO, des Pankreassaftes erzeugt werden. — Vgl. Bierry: „Untersuchungen über die bei Verdauung von Kohlenhydraten mitwirkenden Diastasen.“ Paris. 1911, 8. 134.
3) A. Frouin und A. Compton, Compt. rend. Acad. Sciences. 20. Nov. 1911.
368 | H. Bierry:
mit Giaja und V. Henri nie einen Unterschied in der Wirkung von dialysierter Malzamylase mit oder ohne Zusatz von Chlor riden feststellen. Preti und Lisbonne konnten dies bestätigen. Andererseits behauptet V. Henri, daß Hefeninvertin in reinen wie in lang dialysierten Lösungen Spaltungsvermögen und eine 8-10”* Leitfähigkeit besitzt.
Das Celciumchlorid, das wir als ausschlaggebendes Akti- vierungsmittel für die tierische Amylase kennen, vermiudert schon bei einer Dosis von 1°/, nach Duclaux?) die Wirkung der püanzlichen Amylase um die Hälfte. Dasselbe Сабі,, das деш dialysierten Darmsaft sein Spaltungsvermögen auf die Saccharose zu restituieren imstande ist, übt in den geringsten Dosen auf das Invertin pflanzlichen Ursprungs einen hemmenden Einfluß aus, der proportional mit den Mengen, in denen ев vorbanden iat, wächst?).
Sehiließüch möchte ich noch andeuten, daß die Laotase Gud das Emulsin tierischer Herkunft (Lactase aus dem Darm von Kaibaföten oder Helix-Lactase, Helix-Emulsin) dasselbe Verhalten wie die pflanzlichen Amylasen und Sucrasen auf- weisen. Diese Fermente sind mit großer Sorgialt während eines langen Zeitraumes, manchmal zwei Monate lang, dialysiert, dann mit Lactose und Amygdalin, die durch wiederholte Kry- stallisationen gereinigt waren, in Berührung gebracht worden. Die auf solche Weise dialysierten Fermente behielten aber eine sehr starke Wirkung, die durch Zusatz von Chloriden nicht erhöht wurde. | |
Diese angeführten Tatsachen zeigen, daß die beobachteten Abweichungen in der Wirkungsweise der Fermente in dem Wesen dieser Enzyme begründet sind. Die tierische und die pflanz- liche Amylase stellen zwei „Arten desselben Ferments Amy- Jose" dar.
In dicsem Befund können wir eine neue Stütze für die Anschavung der Fermentspezifität ansehen, die bis zu einem so hohen Grade ausgebildet ist, daß man bei Tieren und Pflanzen „verschiedene Arten und Gattungen derselben Diastase“ naoh- weisen kann, und deren Wirkung je nach der Umgebung und den sezarnierenden Organismen modifiziert ist.
— —
1) Duclaux, Chimie biologique 8. 183. Paris 1883. 2) Duolaux, obonda S. 180.
Rolle der Elektrolyte bei der Wirkung tierischer Fermente. 369
Schlußfolgerungen.
1. Pankreas- und Darmsaft (von Hunden) verlieren durch Dialyse gegen destilliertes Wasser jede Spaltungskraft Stärke gegenüber. |
2. Die Gegenwart des Cl- oder Br-Ions ist zur Wirksamkeit der tierischen Amylase unbedingt notwendig.
3. Dialysierter Pankreassaft greift Maltose nicht mehr an; dialysierter Darmsaft invertiert Saocharose nicht mehr. — Zusatz von Chloriden zu diesen unwirksamen Säften gibt ihnen zum Teil ihre hydrolisierende Kraft zurück.
4. Die Amylase pflanzlichen, die Lactase und das Emulsin tierischen Ursprungs behalten ihr Spaltungsvermögen, auch wenn Ghloride fehlen. .
Untersuchmgen über die Mannane, Galaktane und Cellulosen angreifende Enzyme.
Von ` Н. Bierry und J. Giaja.
(Aus dem physiologischen Institut der Sorbonne, Paris.) (Eingegangen am 9. Februar 1912.)
Die Polysaccharide sind Verbindungen von » Molekülen Monosen (Hexosen, Pentosen) unter Austritt von n — 1 Wasser- molekülen. Zu ihnen gehören alle jene Kohlenhydrate, die Schulze je nach ihrer Löslichkeit oder Unlöslichkeit in ver- dünnten und kochenden Mineralien eingeteilt hat in Hemi- cellulosen oder Cellulosen, und für welche n eine mon: un- bestimmte Größe ist.
Die Mannane und Galaktane sind eine Art von Anhydriden der Mannose und Galaktose. Sie können allein oder in weehselnden Ver- hältnissen mit den Anhydriden anderer Zuckerarten zusammen auftzeten, wie die Arabane, Dextrane, Xylane, die Anhydride der Arabinose, der Dextrose, der Xylose. Sie können auch die Stärke und Cellulose sensu proprio, die die Anhydride der d-Glucose sind, begleiten. Diese Derivate sind in der Pflanzenwelt sehr verbreitet, nicht nur als Er- haltungs-, sondern auch als Reservesubstanzen, die in den Bamenkörnern, Knollen und Wurzelfasern angehäuft sind. Sie bilden also einen großen Teil der Gewebe, welche die Tiere als Futter verwerten. Und auch für die menschliche Nahrung hat man in Amerika und in Japan Stoffe aus dem Bereich der Algen, Flechten, Pilze, Peotinsubstanzen, die Cellulosen und Hemicelluloson enthalten, herangezogen. Produkte wie Agar, Wakame, das Kombu der Japaner werden nach L. B. Mendels Angaben tonnen- weise für die menschliche Ernährung geerntet. Das Nori!), das Nama-
1) Das Nori wird aus Algen der Gattung Porphyra hergestellt. Das Konyaku ist eine Speise, die aus den getrockneten und zermahlenen Knöllchen einer Aroidea, det, Conophelius Konyaku (Amorphophallus Rivieri-Durieu) stammt. Das Nama-Konyaku ist eine Art Stärke, die man durch Kochen von Konyaku mit Kalkwusser erhält,
Das Nama-Konynku gebt pach wiedernoltem Erkalten in eine leichte und puröse Substanz über, die geschnitten das Kori-Konyaku ergibt.
К зізуаша, Bull. of the College of Agriculture. Tokyo 6, 4, 433,
1295.
Н. Bierry u. J. Gieja: Unters. über Mennane usw. angreit. Enzyme. 371
` Konyaku, das Когі-Копуака — japanische Gerichte — bestehen zum größten Teil aus Mannanen und Galsktanen.
Wir werden hier nur auf die Mannane und Galsktane eingehen und gelegentlich ные Бн ош ОЧЫ der Бана. und der Eifenbeinpalme.
Die erste dieser Substanzen wurde von Müntz?) isoliert und unter- sucht, der 1882 aus dem Luzernensamen ein Kohlenhydrat gewann, das im Wasser aufquoll und nach Behandlung mit Säuren unter anderen Zuokerarten auch Galaktose lieferte. Er nannte ge Galsktin. 4 Jahre später stellte Steiger aus dem Samen der gelben Lupine eine rechts- drebende Substanz dar, die in jeder Menge im Wasser, analog dem Dextrin, löslich war, bei der Hydrolyse aber nur Galaktose lieferte; er nannte sio f-Galaktan zum Unterschied von dem Müntzschen Galak- tin. Sohulze zeigte dann, daß das $-Galaktan, das er Lupeose genannt hatte, unter Einwirkung von verdünnten und heißen Säuren 50°/, Galak- tose und 50°, eines Gemisches von Lävulose und eines anderen оп-. bestimmten Zuokers produzierte. Es blieb neueren Forschungen?) vor- behalten nachzuweisen, daß die Lupeose kein Galaktan ist, sondern ein - Tetrasaochasid mit denselben Monosen als Hydrolyseprodukte wie die Stachyose. Anßer der Lupeose enthält Lupinus luteus und Lupinus angustifolius eine Hemicellulose, das Paragalacotoaraban, das durch koochende Säuren in Galaktose und Arabinose verwandelt wird. Lupinus hirsutus?) enthält auch ein Paragalactoaraban. (Schulze nennt a-Galaktane die im Wasser löslichen, Paragalaktane die unlöslichen Galaktane.)
Bei Behandlung der Samen von verschiedenen Palmenbäumen (Phytelephas maorocarpa R. und P., Phoenix dactylifera L, Chamaerops humilis Thunb., Lodoicea seyohellarum Labill, Eloeis guinensis Jacq.) mit verdünnter Schwefelsäure erhielt Reiss4) einen rechtsdrehenden, reduzierenden gärungsfähigen Zucker, der mit Phenyihydrazin in der Kälte ein Hydrazon ergibt und durch Bleiacetat gefällt wird. Wegen letzterer Eigenschaft hielt ihn Reiss von der Man- - nose Fischers und Hirschbergers®) verschieden und betrachtete ihn als eine neue Zuckerart: die Seminose. Er fand sie auch in den hydrolyti- schen Produkten der Samenkörner von Allium oepa L., Asparagus officinalis L., Stryohnos пох vomica L., Coffea arabica L.
1) Müntz, Über d. Galaktin. Ann. de chim. et de phys. (5) 26, 121, 1882.
2) E. Schulze, Ber. d. Deutsch. сет. Ges. Juli 1910. 8. 2230.
3) E. Schulze und N. Castoro, Zeitschr. f. physiol. Chem. 87, 41, 1902.
4) Reiss, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 22, 609, 1889.
$) E. Fischer und J. Hirschberger, Über Mannose, I. u. IL Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 21, 1805, 1888; 22, 365, 1889; III. und IV. 22, 1155, 1889; 22, 3218, 1889.
372 Н. Bierry und J. Gisja:
Fischer und Hirschberger erkannten die Seminose als identisch mit Mannose. |
- Seit diesen ersten Untersuchungen haben verschiedene Autoren neben den Mannanen das Vorhandensein von kleinen Mengen Galaktanen in den Samen von Palmen konstatiert: in Cooos nucifera L., Eloeis güinensis Jaoq., Phoenix dactylifera L. und Phoenix maoro. carpa В. und Р. (Schulze!); Arcoa catechu L, Chamaerops oxoelsa Thunb, Oenocarpus bacabs Mart., Astrocaryum vul- gare Mart.; Erythea edulis 8. Wats und басов Rumphii Willd., (Li6nard*). Jedoch soll es nach Gatin!) entgegen den Behauptungen von Schulze kein Galakten in den Samenkörnern von Phytelephas macrocarpa und Phoenix dactylifera geben. |
Eine andere Art Ceilulose, die bei der Hydrolyse Carudinoss er- gibt, ist von J. Effront*) Carubin benannt worden, die er im Eiweiß des Johannisbrotbaums (Ceratonia Siliqua) aufgefunden bat, Nach Marliöres®) Angaben soll sich das Carubin durch Säuren in Lävulose und Galaktose umwandeln. Die Erforschung des Carubin ist von A. van Ekenstein®) wieder aufgenommen worden, der aus seinen Spaltungs- produkten krystallisierte Mannose erhalten hat, und von Bourguelot und Н ёгізвеу ?), die seine fast ausschließlich aus Manno-Galaktanen bestehende Konstitution nachwiesen. Dieselben Verfasser stellten auch die Existenz von Меппо-Оајакќапећ in verschiedenen Leguminosensamen fest: im Klee (Trifolium repons L.), im griechischen Heu (Trigo- nella Foehum groeoum L.), im Cassienbaum (Cassia fistula LA Auch das Galaktin von Müntz ist ein Mannogalaktan.
Im weiteren Ausbau der Untersuchungen über hornartige Eiweiß- formen fand Goret!) die Gegenwart derselben Stoffe in den Keimen des amerikanischen Bohnenbaums (Gleditschia Triaoanthos L.), von Minette (Medicago lupulina L.), vom Schottenklee (Lotus oorni- culstus L.), vom Honigkloe (Melilötus loucantha L.), vom Indigo (Indigofera tinctoria Li Die Mannogalaktane treten auch in den Samen der Doldengewächse auf: Coriandrum sativum, Carum Carvi, Petroselinum sativum Hoffm., Phellandrium aquati- oum oder vermengt mit Arabanen in denjenigen von Aucuba
1) Sohulze, Zeitschr. f. physiol. Chem. 14, 227, 1889.
2) E. Liénard, Compt. rend. de l’Acad. d. So. 185, 593, 1902.
3) C. Gatin, Anat. u. chem. Untersuchungen über die Keimung der Palmenbäume. Diss. Paris 1906.
4) J. Eftront, Journ. pharm. et de chim. (6) 6, 210, 1897.
5) Н. Marliöre, Die Zelle. 18, 7, 1897.
6) Alberda van Ekenstein, Über Carubinose und d-Mannose, Compt. rend. 125, 719, 1897.
7) Bourquelot und Hörissey, Journ. pharm. et chim. (6) 10, 153 und 249, 1899,
8) Goret, Chem. u. physiol. Ет über hornartige Ei- weißstoffe. Diss. (pharm.) 1901.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 373
japonica 1.1). Auch begegnet man ihnen im Eiweiß der Brechnuß (Strychnos nux vomioa L.) oder der St. Ignatiusbohne (Stryohnos Ignatii Bergius?).
Wenn die Albumine gewisser Samenkörner aus Manno-Galaktanen bestehen, so enthalten andero Eiweißarten eine dieser Cellulosearten unter Ausschluß der anderen. So finden wir im Eiweiß der Dattelpalme (Phoenix dactylifera) oder der Elfenbeinpalme Mannane, aber keine Galaktane. In dem Samen des Spargels, gewisser Lilienarten oder Orchideen be- gegmen wir bald Mannanen, bald Galaktanen getrennt.
Die Mannane treten aber nicht ausschließlich in Samen als Re- servekoblenhydrate auf, sie beteiligen sich auch beim Aufbau des holzigen Gewebes der Gymnospermen (С. Bertrand)®) und von Salep, einem getrockneten Knollen gewisser Orchideenarten (Gaus und Tollens), die man im Orient zur Bereitung eines heißen Getränkes benutzt.
Die Hemicellulose von Rusous aculeatus*) ist ein Mannan und ein Araban; die von Pinus cembra ein Paragalacto-xylo-araban.
Auch die Galaktane sind sehr verbreitet: Lippmann hat ein 7-Galaktan aus der Zuokerrübenwurzel extrahiert. Nach Müntz ergeben zahlreiche Gummiarten (Kohlenhydrate, die bei Berührung mit Wasser aufquellen und klebrige Lösurgen bilden) Galaktose. Galaktan ent- haltende Bäume gehören zu den Leguminosen: Gattung Acacia und Astragulus, zu den Rosaceer (Kirschbaum, Pflaumenbaum, Aprikosen- baum, Pfirsichbaum); zu den Maivaceen (Käsebsum) und selbst zu den Butsocen (Feronia Elephantum-Corre). Die schleimigen Säfte von Carragaheen, des Hanfs, des Eibisch weisen auch Galaktane auf.
Die Pectine, den Gummi- und Schleimstoffen verwandt, liefern bei Einwirkung von Säuren Galaktose: Pectin der Quitte), der Stachelbeere usw.
Das von Meyer®) in der Wurzel von Silene vulgaris, Garoke (Caryophyleen) entdeckte Laotosin, ein krystallinisches Gebilde von der Formel C,.H40;ı + H,O ergibt bei der Hydratation Galaktose und Glucose.
Zahlreiche Flecbtenarten’): Cladonia rangiferina (Benntier- flechten), Stereaucolon pascale, Usuea barbata. Cornicularia aculeata, enthalten d-Mannose und Galaktose. Die Algen !Agar-Agar,
1) Champenois, Étude des hydrates de carbone de résorve de quelques graines d’Ombellifäres et de Cornses. Diss. (pharm.) Paris 1902.
8) Bourquelot und Laurent, Journ. pharm. et ohim. (6) 12, 313, 1909.
3) G. Bertrand, Compt. rend. de l’Acad. d. Sc. 127, 1025, 1899.
4) N. Castoro, Zeitschr. f. Phys. u. Chem. 49, 96, 1906.
s) Javillier, Journ. pharm. et chim. (6) 9, 513, 1899.
6) А. Meyer, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 17, 685, 1884.
7) Ulander und B, Tollens, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 1906,
8. 401. Biochemische Zeitschrift Band 40. 25
374 Н. Bierry und J. Giaja:
Gattung Porphyra usw.), die Pilze (Bulgaria inquinaus usw.) können Galaktose einschließen.
Die von so verschiedenen Pflanzen herrührenden Mannane können, wie sich leicht voraussstzen läßt, nicht identisch sein. Sie unterscheiden sich voneinander durch ihre Löslichkeit im Wasser, ihr Verhalten der Hydrolyse gegenüber. Ihr Endstadium Hexose:Mannose ist das gleiche für alle, das durch eine Serie von Wasseraufnahmen von unbekannter Reihenfolge herbeigeführt wird.
Ebenso stellen die Galaktane mit dem für alle gemeinsamen End- produkt Galaktose eine unendliche Mannigfaltigkeit dar.
Wir werden sehen, daß unter diesen Polysacchariden ge- wisse, und gerade die der Einwirkung von verdünnten und erhitzten Säuren gegenüber beständigsten, durch verschiedene Cytasen umgeformt werden, während andere dagegen, durch Säuren viel leichter spaltbare, diesen selben Cytasen Wider- stand bieten.
I. Pflanzliche Fermente der Mannane und Galaktane.
Brown u. Morris!) haben dargetan. daß ein bei Kälte hergestelltes Extrakt von Gerstenmalz Cellulose auflöst. Dieser selbe Extrakt, aus dem man mittelst Alkohol das wirksame Agens entfernen kann, greift die Zeliulosen aller Endospermen der Gräser, diejenigen der Kartoffel, der Mohrrübe, der Rübe, der Artischocke an, verliert aber diese Eigen- schaft durch Erhitzen. Brown und Morris beweisen hierdurch die Gegenwart einer Zellulose im Malz, das sie „eytohydrolytisches Ferment“ benennen. Es ist die erste bekannte Cytase. Sie ist den Cellulosen der Dattel-, Krifes-, Knoblauch- und Spargelsamen gegenüber wirkungslos.
bei der Dattelpalme Phoenix dactylifera oder bei Livistonia wird das Forneiweißb, zum großten Teil aus Mannanen bestehend, im Augenblick der Keumung vertinssigt. Grüs-°) hatte sehon die Existenz einer saccharıfiızierenden Cytase dıeses Kiweißea a priori postuliert, ohne sie jedoch rein darstellen zu können. J. Efiront°} gelang es, вив dem keimenden Samen des Juhann:-brotbs»umes (Caroubier) ein das Cerubin verllüssigendes und verzuckern.des Ferment zu extrahieren, das er Carubinase nannte. Nachdem Bourquelot und Hörissey*) erkannt hatten, daß das Oarubin bei der Hydrolyse keinen neuen Zucker, sondern
1) Brown und Morris, Journ. chem. Society 57, 507, 1890.
2) Grüss, Бег. d Deutsch. chem. Сов. 12, 60, 1882; Jahrb. f. wiss. Botan. 26, 379, 1894.
3) J. Effront, Über ein nenes hydrolytisches Enzym, die Carubi- nase. Compt. rend. de l'Acad. d бе. 125, 116, 1897.
t) Bourquelot und Hérissey, Јошт. pharm. et chim. (6) 11, 104 u. 357, 1900.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 375
Mannose liefert, wie van Ekenstein gezeigt hatte, führten sie auf ana- Iytischem Wege eine ganz genaue Bestimmung über die Zusammensetzung dieses Stotfes durch. In demselben Samenkorn wiesen sie ein Cellulose- ferment nach, das auf Kosten des Carubin (Manno-galactan) Mannose und Galaktose ergibt und von ihnen den Namen Seminase erhielt. Dieses Enzym!) beschränkt sich in seiner Einwirkung nicht auf die Manno- galactane der Leguminosen: Medicago sativa L., Trifolium repens L., Trigonella fenumgr®eoum L., Robinia pseudo-acacia L., Ceratonia siliqua L., es übt sie auch auf die Mannane des Salep, der Orchideen aus: Orchis militaris, Orchis montana schm., Orohis bifolia L., purpurea Huds., batifolie L., greift jedoch nicht die Mannene einer Palme Р опіх oanariensis Hort?) an.
Die Seminase tritt neben vielen Bamenkörnern auch im Asper- gillus niger und Aspergillus fuscus auf.
II. Mannanen- und Galaktanenverdauung bewirkende Fermente.
Obgleich es von weitgehender Bedeutung wäre zu wissen, ob die Mannane und Galaktane durch die menschlichen und tierischen Ver- dauungssäfte umgeformt zu werden vermögen, sind wenig Pbysiologen an dieses Problem herangetreten. Alle Autoren stimmen aber in der Erkenntnis überein, daß die Verdauungsfermente der höheren Tere keine Spaltungskraft auf die Mannane und Galaktane ausüben.
Sawamura°) hatte behauptet, daß die Darmverdauung des Sohweines und des Pferdes und der Pankreasauszug des Schweines die Verdauung der Mannane des Konyaku bis zum Mannosestadium bewirkt. Im Widerspruch dazu gelang es Frau Gatin-Grugewska und Herrn Gatint) aber nicht, die Mannane des Johannisbrotbaumes und des Salep durch die löslichen, aus den Därmen und dem Pankreas des Rindes, des Schweines und des Huhnes gewonnenen Fermente zu hydrolysieren. Die Enzyme des Darmes und Pankreas des Schweines versagen auch bei den Mannanen des Konyaku (Vama-Konyaku und Kori-Könyaku), Wir) haben gleich- falls negative Resultate bei Benützung der Mannane und Galaktane des Luzernesamens beim Käüninchen und beim Hunde erzielt. In demselben Sinne hat Saiki’) gezeigt, daß eine große Menge in Japan gebräuch- licher und Mannane enthaltender Speisen gegen die Wirkung des Speichels und der Pankreas- und Darmsäfte beständig sind. Das Paragaisktoaraban von Lupinus hirsutus, eine der durch Säuren leichtest spaltbaren Hemi-
1) H£rissey, Über die Verdauung der Mannane und Galaktane durch die Ssminase. Diss. Paris, 1903.
2) Bourquelot und Herissey, Journ. pharm. et obim. (6) 10, 193, 1901.
3) Sawamurs, Bull. of the Coll. of Agric., Tokyo, 5,2, 155, 1902.
4) Frau und Herr Gatin, Compt. rend. Soc. Biol, Mai 1905; Bull. Soc. pharmac., August 1907.
5) Bierry und Giaja, Compt. rend. Soc. Biol, Juni 1906.
6) Saiki, Journ. of Biol. Chem. 2, 251; Oktober 1906.
25%
376 H. Bierry und J. Giaje:
cellulosen, widersteht дег Diastase, der Takadiastaee, dem Ptyalin und dem Pankreatin. Mən kann zwar in dem der Verdauung unterworfenen Stoff ein Löslichwerden beobachten, jedoch in den Flüssigkeiten keine Spur reduzierenden Zuckers entdecken (E. Schulze und У. Castoro, Lei
Diese Frage, die in bezug anf die höheren Tiers erledigt zu sein scheint, ist für die niederen von Biedermann und Moritz!) wieder aufgeworfen worden. Die beiden Forscher haben die Behauptung aufge- stellt, daß der Verdauungssaft von Helix fomatia die Cellulosen und Hemicellulosen spaltet.
Biedermann und Moritz beobachteten mikroskopisch an Schnitten von Pflanzen, die man in den Verdauungssaft von Helix getaucht hatte, die Auflösung der Zellmembranen. So haben sie mit Hilfo des Mikro- skops die mehr oder weniger vollkommene Verflüssigung von Zuoker- rüben- und Radieschenwurzeln, Spargelstengeln, Salatblättern, Kartoffel- knollen, von Eiweiß der Dattel, der Lupine, des Roggens, des Kaffees durch den Saft von Helix festgestellt. Gleichfalls haben sie bemerkt, daß der Verdauungssaft von Astacus auch das Eiweiß der Dattelpaime aufzulösen imstande ist.
Aus ihren Versuchen haben die genannten Autoren die Schlußfolgerung gezogen, daß die Invertebraten eine Cytase produzieren, die die verschiedenen Cellulosen und Hemicellu- losen Lydrolysiert. |
Unserer Meinung nach kann die Existenz einer Cytase nur dann als absolut sicker hingestellt werden, wenn man bei Gegen- wart von Antiseptica verschiedene Verdauungssäfte auf chemisch genau studierte Substanzen einwirken läßt, und wenn die Spal- tungsprodukte in genügender Menge vorhanden sind, um ein- deutig spezifiziert zu werden. Nun haben aber die genannten Forscher in den sehr seltenen Fällen, wo sie die Spaltungs- produkte zu identifizieren versuchten, dies in sehr unvollkom- mener Weise getan; so haben sie z. B. konstatiert, daß die Zuckerrübenwurzel Glucose und Pentosen liefert, daß Dattel- eiweiß einen Zucker liefert, der in der Kälte sich mit Phenyl- hydrazin verbindet, und den sie auf dieses einzige Charakte- ristiknm hin als Mannose angesprochen haben. Die Arbeit von Biedermann und Moritz in histologischer Hinsicht ge- stattet nicht die Schlüsse, die diese Verfasser daraus gezogen haben.
Wenn auch die Frage bezüglich der Verdauung von Mannanen schon in den ersten Umrissen vorlag, war sie noch ein gänzlich
а--- =
1) Biedermann und Moritz, Arch. Ё. d. ges. Pbysiol. 88, 1808.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 377
unerforschtes Gebiet, was die Galaktane anbetrifft. Die Bildung von Glucose auf Kosten verschiedener Substanzen, namentlich der Runkelrübenwurzel, besagt noch nicht, daß diese Hexose von der Umbildung der darin enthaltenen Dextrane oder der Cellulosen herrührt.
In bezug auf die Verdauurg der Baumwolloellulose liegen sehr eigenartige Beobachtungen von G. Seilliöre vor. Letzterer hat gezeigt, daß diese Celluloseart, die im normalen Zustand durch den Saft von Helix nicht gespalten wird, nach Behandlung mit Schweitzers Flüssig- keit, mit Ätzalkalion oder mit Zinkohlorid in konzentrierter Lösung der Spaltung unterliegt?!).
Wir haben die natürlichen Cellulosen (Dextran der Dattel, Cellulose von Corrozo), die die Mannane begleiten und gleich ihnen am Aufbau des Eiweißes der Dattel oder von Phytelephas beteiligt sind, benutzt. Сап?) hat bei Wieder- aufnahme dieser Untersuchungen zeigen können, daß in dem im Wasser und Alkohol unlöslichen Teil dieser Eiweißstoffe sechsatomige Cellulosen bestehen, die unter dem Einfluß von erhitzten und ziemlich stark konzentrierten Mineralien (HCl, 15°/,ig) Dextrose, aber keine Galaktose liefern. Unsere Versuche bestätigen die Resultate von Gatin, denn diese gegen Säuren so beständigen Collulosen können durch den Verdauungs- saft von Helix gespalten. und in d-Glucose übergeführt werden. Niemals haben wir die Gegenwart von Galaktose be- obachtet.
Von Mollusken und Krustaceen haben wir die Fermente unter- sucht, die Mannogalaktane oder Mannane, die auf ihre chemische Beschaffenheit hin gründlich erforscht und die Vertreter der jetzt bekannten Hauptarten sind, verdauen: 1. Galaktin (Manno- galaktan des Luzernesamen :); 2. Mannogalaktan des Samens des griechischen Heus; 3. Mann..ne von Phytelephas macrocarpa (Corrozo); 4. Mannane von Phoenix dactylifera (Dattel- palme); Galaktan von Agar-Agar.
Die Mannane von Corrozo und der Dattel sind Typen der unlöslichen, die Mannogalaktane der Luzerne und des griechischen Heus dagegen der im Wasser löslichen Art.
1) G. Seilliöre, Compt. rend. Soc. Biol. 28. Juli 1906; 23. Nov, 1907; 22. Jan. 1910. 2) С. Gatin, 1. с.
378 Н. Bierry und J. Сіаја:
Der erste Teil dieser Arbeit über die Verdauungskraft des Saftes von Helix auf Galaktin ist im Juni 1906, 1. с., ein anderer Teil im Februar 1909!) veröffentlicht worden.
1. Galaktin.
Das Galaktin von Müntz ist ein Mannogalaktan; bei der Hydrolyse ergibt es gleiche Mengen Mannose und Galaktose. Seine Drehungskraft ist [а] == + 84°5 (Müntz); [a]p + 84° 26 Bourquelot und Hörissey)?).
Das Galaktin wurde nach dem Verfahren von Müntz dar-
gestellt. |
Zu diesem Zweok wird 1 kg gemahlener Luzernesamen 4 Tage in 4 1 einer neutralen 4°/,igen Bleiacetetlösung zur Verdauung angesetzt und das Verdauungsgemisch ‘mehrere Male am Tage geschüttelt. Die Flüssigkeit wird dann dekanti: ` ‘орі der Rückstand in einem weit- maschigen Tuch ausgedrückt. Die gewonnenen Lösungen werden filtriert und mit Oxalsäure (2 g Säure auf 1000 ccm Filtrat) behandelt. Nach 24stündigem Stehenlassen filtriert man das Bleioxalat ab und fügt dem klaren Filtrat 90°/,igen Alkohol im Verhältnis 1:2 zu. Es bildet sich ein weißes und flockiges Präcipitat des Galaktins, das man 24 Stunden eich setzen läßt. Das Galaktin wird darauf über einem Filter gesammelt und mit 90%/,ідеш Alkohol gewaschen; man löst es dann in Alkohol von 95°/, auf und bringt das Gemisch 20 Minuten lang in einen Rückfluß- kühler zum Kochen. Das über einem Filter aufgefangenc Galaktin wird im Vakuum über Schwefelsäure getrocknet. Das Residuum ist 3°/, ig.
Das Galaktin liefert ein weißes Pulver, das im Wasser aufquilit und sich zu Klümpchen formt. Um eine Lösung zu erhalten, muß man das Galaktin in einer kleinen Wassermenge aufschwemmen, vorsichtig erhitzen, indem men dabei nach und nach immer wieder Wasser zugießt. Die vollständige Auflösung von schwacher Konzentration wird durch Erhitzen eine halbe Stunde lang im Autoklav bei 110° herbeigeführt. Man erhält auf diese Weise opaleszierende Lösungen, die sich durch Hinzufügung einiger Sodatropfen klären.
Dieses 4 Stunden lang bei 100° getrocknete Galaktin zeigte eine Drehungskraft [c]p = — 84°. Andererseits wurden 2 g (dieses Galaktinanhydrids im Autoklav bei 110° mit verdünnter S: hwefelsäure mit allen nötigen Vorsichtsmaßregeln behandelt. Die n«utralisierte Flüssigkeit zeigte eine Reduktionskraft (Methode
+ m — — —
t) Bierry und J. Сіаја, Compt. rend. де l'Acad. d 8с. 22. Febr. 1909. |
2) Bourquelot und Herissey, Die Reservekohlenhydrate der Samen aus Luzerne und griechischem Heu. Journ. pharm. et chim. (6) 11, 589, 1900.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 379
G. Bertrand) entsprechend 1,925 g Glucose. Die Mannose wird dann іп Form eines Hydrazons, die Galaktose als Schleimsäure- nach den Vorschriften von Tollens bestimmt. Es wurden 0,935 g Galaktose erhalten.
Dieses Galaktin konnte, da es absolute Reinheit verbürgte, verwendet werden.
1. Wirkung des Magen-Darmsaftes von Helix pomatiaL.
Das Galaktin wird durch den Saft von Helix in Mannose und Galaktose gespalten. Bei 15° setzt die Hydrolyse ein, bei 38° im Brutschrank ist ihre Wirkung bedeutend energischer.
2. Versuch. Das Galaktin wurde 15 Minuten lang auf 110° gehalten, seine vollständige Auflösung fand aber unter diesen Bedingungen nicht statt:
alaktin .. .... 2g Galıktin .. .... 2g 1. ¿Saft von Helix ... 2ccm 2, | Gekocht Saft .. . 2 cem
Wasser . . . ....10 , Wasser . . . . . . . 100 „ 3 Saft а... . 2cm "Wasser ..... 100 „
Die Lösung wird unter Zuratz von Thymol uud Томо! 3 Tage lang bei 38" stehen zelaseen. Die Flaschen 2 nnd 3 enthalten keine reduzierenden Zucker. Der Fasern 1. in der das Свака fast ganz verfüssurt ist, fugt man 3 Velumen 05° agen Aikonoi hinzu, um die Albamanoide und das mbt уо асе Саја о zu entfernen Darauf tust man 24 Stunden sichen und тиет" Das Filtrat wiri Dis zum гор: zustande ил Vakuum konzentriert, Че, Snup wird von lauwarmeın Wasser wieder aufzonommen. Di во srbahene Viusoigkeit enthalt noch Кеше Mengen Minroralaktune, die cio есир der Mannose als Iiydrazon erschweren шой eine сане for ste Berechnung der Gulaktose nach Ausfall do Schleimsäurewre aue `, Jet warden, desusib entledigt шап sich ihrer mittels einizer Ürorfen Quecksilbernitrat. Man neutrahsiert durch Seda?). eutferut don @oevssülberubersenuß durch schwefiize Säure, die man weiterhin durch Roecnen cder durch CuSO, verdrängt. Man be- stimmt den gebildeten Zucker und “v let, Лаб die 2x Gmiaktin 9,29 z redu- zi renden Zucker, al- Glucose berechnet, ergeben baben. Die restierende Flüssigkeit wird in 2 Portionen getut ` der cioen fügt man essig»aures Phenyl- hydrazin, der anderen nah деп Angaben von Tollens eme ausreichende Menge HNO, (4 — 1,2) hinzu. Die Analyse ergibt 0,09 g Mannose, als Mannoschydrazon bestimmt, und 0,19 р Gaiaktose, nach der Schleim-
m u u uns
1) Über den Gebrauch des \Wuecksilbernitrats zur Klärung von zuckerhaltigen Flüssigkeiten siehe: Bierry, Untersuchungen über Kohlen- hydratverdauung fördernde Diastasen, S. 57.
380 Н. Bierry und J. Gisja:
säuremenge abgeschätzt. Da Galaktin durch Hydrolyse in Mannose und Galaktose gerpalten wird, so kann man bei bekanntem Gewicht der Mannoss die Reduzierkraft dieses Zuckers aus Tabellen entnehmen, sie von der gesamten abziehen und nach denselben Tabellen die Galaktose berechnen.
3. Versuch.
Dieselben Mengen Verdauungssaft, dieselben Dosen Galaktin werden angesetzt, doch bleiben die Gemische diesmal 8 Tage lang bei 38° stehen. Auf Kosten von 2р Galaktin haben sich gebildet: ·
1,04 g reduzierender Zucker (аш Glucose berechnet), davon sind 0,52 g Mannose und 0,49 g Galaktose.
4. Versuch. Man ordnet die Flaschen in folgender Weise an: Galaktin . . .... . 2,50 g alaktin. ...... 92,50) Ja von Haix < <.. вен 2. <Gekochter Saft. . . . 5 oom Wammer ....... 80 „ Waser ....... 80 „ з * Бэ. о pe ae ДЫ . 5 сот Wasser . . . 2... 80 „
Die Lösung bleibt, mit Toluol und Thymol versetzt, 5 Tage bei 38° stehen. In Flasche 1 finden sich (als Glucose bestimmt) 0,89 g reduzie- render Zucker, wovon 0,40 g Mannose und 0,43 g Galaktose.
In anderen Versuchen ist Fluornatrium als Antisepticum verwendet worden. Die Verdauung ging dann weniger rapid vor Sch, führte jedoch immer zur Bildung von Mannose und Galaktose.
2. Wirkung des Verdauungssaftes von Astacus fluviatilis Rond.
Die Hydrolyse des Galaktins durch den Saft von Astacus ist ganz besonders interessant. Erst greift er das Manno- galaktan der Luzerne sebr langsam an, und bei den von uns gewählten Bedingungen war es möglich, die Bildung von Ga- laktose vor derjenigen von Mannose zu beobachten. Ja, in einer gewissen Zahl von Fällen fand nur Reduktion von Ge- laktose statt. Diese Tatsache kann als Beweis angesehen werden, daß das Galaktin keine bestimmte Verbindung, son- dern ein Gemisch von fast gleichen Teilen Mannanen und Galaktanen ist. Diese beiden Substanzen verhalten sich fast identisch den fällenden Reagenzien gegenüber. Zum ersten Male begegnen wir einer derartigen enzymatischen Hydrolyse.
Die verschiedenen Mannane selbst unterliegen in ver- schiedenem Grade der Wirkung des die Fermente erzeugenden
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 381
Saftes: das Mannan aus dem Luzernesamen wird schwach ‘oder nicht im Verhältnis zur Menge des vorbandenen Astacus- . saftes angegriffen, während das Mannan aus Corrozo leicht durch denselben Saft hydrolysiert wird.
Hier ist z. B. einer unserer Versuche, die wir mit Mannan aus Cortozo und zum Vergleich damit mit Mannan aus Luzerne- samen (Galaktin) angestellt haben:
1. Versuch. 10 eem mittels einer Sonde erhaltener Magen-Darmaaft von Astacus fluviatilis Rond werden auf 20 com mit destilliertem Wasser aufgefüllt: Folgende Proben werden angesetzt:
Galaktin ...... 26 elaktin .. .... 2g d ... &oom 2. !Gekochter Saft . . . 4 ocom Destilliertes Wasser . 100 „ Dostilliertes Wasser . 100 „ 3 АҢ a жою SR 2 com | ` \Destilliertee Wasser .50 „ mozomannau . . Se mannan . . . 2g 1. < Verdauungssaft . . . &ocm 2. ¿Gekochter Saft . . . deem tilliertes Wasser . 100 „ tilliertes Wasser . 100 „ 3 Ee РР О. 20m ` ADestilliertes Wasser . 50 „ `
Antiseptica: Toluol und Thymol. Nach 5 Tagen bei 38° enthält Fiasche 1 0,20 g reduzierenden Zucker (als Glucose bestimmt), wovon 0,16 g auf Mannose, als Mannosehydrazon bestimmt, entfallen; Flasche 2 und 3 reduzieren die Fehlingsohe Lösung nicht. Bei einer 5 ccm -Probe aus Flasche 1 werden nur Spuren reduzierenden Zuckers festgestellt. Daß die Mannogalaktane aus Flasche 1 nioht umgeformt worden sind, geht daraus hervor, daß sie durch Zusatz von Kupferkaliumlösung gefällt werden.
Nach 10tägigem Verweilen entnimmt man der Flasche 1 wieder Beem: auch in dieser Probe bemerkt man keine wesentliche Vermehrung des reduzierenden Zuckers. Man versetzt dann jede der Flaschen 1, 2 und 3 mit 6 com frisch entnommenen Pankroassaftes. Hierauf läßt man sie wieder 10 Tage bei 38° stehen. Die Flaschen werden hiernsch nach dem schon angegebenen Verfahren geklärt, erst unter Zusatz von Alkohol, dann von Quecksilbernitrat. Die klare resultierende Flüssigkeit weist ein Reduziervermögen entsprechend 0,15 g Gluooee auf.
Diese konzentrierte Flüssigkeit, der man später essigsaures Phenyl- hydraszin hinzufüg‘, ergibt sogar nach 24stündigem Kontakt kein Hydrason, jedoch ein Osaron, nachdem sie 11/„ Stunden lang auf 100° erhitzt wird. Bei mikroskopischer Prüfung bietet es das charakteristische Bild des Galaktosazons dar. Über inem Filter aufgefangen, mit Wasser gewasohen, dann gereinigt (mit verdünntem Aceton, Methylalkohol), schmilzt es
382 | Н. Bierry und J. Gisja:
(scharfer Schmelzpunkt auf Maquenne Block) bei 212 bis 214°. Das aus reiner Galaktose gewonnene Galaktosazon hat denselben Schmelz- punkt. |
3. Versuch.
Hier wurden 2 g іп 100 ccm destilliertem Wasser aufgelöstes Ga- laktin mit 12 ccm Verdauungssaft von Astacus in Berührung gebracht. Nach 3 Tagen bei 38° enthält das Gemisch 0,115 g reduzierenden Zucker (als Glucose ausgedrückt). Mannose kann man darin nicht nachweisen, die Galaktose ist durch Bildung von Schleimsäure ausgezeichnet.
2. Mannogalaktan aus griechischem Hen. `
Dieses Mannogalaktan steht zu demjenigen aus Luzerne- samen in sehr naher Beziehung. Es unterscheidet sich jedoch darin von ihm, daß es, anstatt gleiche Mengen Mannose und Galaktose bei der Hydrolyse wie das Galaktin zu geben, mehr Mannose als Galaktose liefert. Es enthält folglich mehr Mannane als Gralaktane.
Es wurde auf dieselbe Weise wie das Galaktin dargestellt und gereinigt. Die zerriebenen Samen des griechischen Hem wurden in verdünntem Bleiacetat nicht nur 4 Tage, sondern 15 Tage lang der Digestion überlassen. Die Ausbeute war hier 11°;,, gegenüber 3°, beim Galaktin.
Das Mannogalaktan des griechischen Heus wird erhalten als weikes Pulver mit dem gleichen Verhalten zu Wasser wie Ga- lakun. Nach Astindiger Trocknung bei 100° hatte ев ein Drebargsyermögen [elp > 93,39 (bei 4 15° und 0,50 g Kon-
АГЫ!
і. Wirkung von Helix pamatına. Der datt ven: Helix formt dais Mannognlaktan дев griechi- sehen Hers wie des OGaiaktin in Mannose und Galaktose um.
1. Versuch.
Mannogmlaktan .. . 2g Mannogalaktan `... 2%
1 Be von Helix .. 2сп 2. hir о ‚. 2cm И 100, оне: 100 „
А fSaft 2 Gem
IW Aart L e , 400 „
Nach Stägigem Kontakt bei 38° mit Toluol und Thymol werden die Flüssigkeiten erst mit Alkohol, dann mit Quecksilbernitrat geklärt. In Flasche 2 und 3: kein raduzierender Zucker, in Flasche 1: 0,30 g (als (лосове bestimmt), wovon 0,06 g auf Mannose, 0,23 g auf Galaktose entfallen.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 383
2. Versuch. Saft und Mannogalaktane im selben Verhältnis gemischt, aber die Versuchsdauer auf 8 Tage verlängert. Danach finden
sich. 1,12 g reduzierender Zucker == 0,50 д Galaktose und 0,54 g.
Mannose.
2. Wirkung des Verdauungssaftes von Astacus fluviatilis.
Es geht alles in derselben Weise wie beim Galaktin vor sich. Je nach der Menge des vorhandenen Saftes beobachtet man Mannosebildung, resp. auch keine, während Galaktose immer zu ermitteln ist.
Versuch.
Wasser ... ren 100 ocm Verdauungssaft (von 40 Krebsen stammend) 18 „ Man läßt die Lösung, mit Antiseptica versetzt, 3 Tage bei 38° stehen. Die geklärte Flüssigkeit enthält 0,50 g reduzierenden Zuoker (als Оїасове) — 0,11 g Mannose und 0,38 g Galaktose.
3. Wirkung des Verdauungssaftes von Maja squinado. Latr. und von Homarus vulgaris. M.-Edw.
Der Verdauungssaft dieser beiden Crustaceen, der, wie wir später sehen werden, das Mannan von Corrozo spaltet, ist dem Mannogalaktan des griechischen Heus gegenüber wirkungslos.
3. Mannan von Phytelephas macrocarpa (Covrozo).
Auf Grund der Forschungen von Reiß, Fischer und Hirschberger wissen wir jetzt, daß das Eiweiß des Samet- korns von Phytelephas macrocarpa R. und Р. zum größten Теп aus Mannanen besteht. C. Gatin hat bewiesen. Чай der un lösliche Тец dieses Eiweißes von Mannanen gebildet wird, die durch 5°/,ige HO vollständig gelöst werden. Diese Mannane liefern bis 80°/, ihres Gewichts an Mannose. Außer den Mannanen enthält dieser unlösliche Bestand des Eiweißes noch etwas Cellulose, aber keine Galuktane.
Das Corrozopulver wurde mit kochendem Wasser so lange extrahiert, bis jede Spur löslichen Eiweißes daraus entfernt war. Der im Brutschrank getrocknete Rückstand ist ein weißes, sogar bei 110° im Wasser unlösliches Pulver, das, wie
A
384 H. Bierry und J. Giaja:
Gatin gezeigt hat, zum großen Teil aus Mannan, zum weit kleineren aus Cellulose besteht.
Unter der Einwirkung der Verdauungssäfte von Helix oder Astacus werden die Mannane in Mannose und die Cellulose in Dextrose übergeführt.
1. Wirkung des Saftes von Helix.
| Das mit Wasser 1/, Stunde lang auf 110° erhitste Corrozo ist weder aufgequollen, noch hat es sich gelöst.
E Gë 2g юо....... 2g 1. Es RE EEE 100 com 2. ¿Wasser . . . . ... 100 com de > Ж 2 „ Gekochter Saft . . . 2 „
Die Lösung bleibt 3 Tage, mit Toluol versetzt, bei 88° stehen. Die Flaschen werden mit Quecksilbernitrat behandelt: bei 2 und 3 erfolgt keine Reduktion der Fehlingschen Lösung. Die reduzierende Kraft von 1 weist 0,29 g Mannose auf, während man nach der be- stimmten Menge gebildeten Mannosehydrasons!) nur 0,25 g Mannose ermitteln kaun. Die Drehung stimmt also mit dem als Mannose be- rechneten Reduziervermögen nicht überein, es muß sich neben Mannose noch ein mehr rechtedrehendes Kohlenhydrat gebildet haben, nämlich Glucose. Den Beweis dafür haben wir erbracht, indem wir die Flüssig- keit, in der die Mannose in Form von Hydrason vollständig gefällt war®), 11/, Stunden aufs Wasserbad brachten. In der Wärme hat sich
1) Das nach 6stündiger Einwirkung erhalten Hydrazon wird auf einem doppelten, tarierten Filter aufgefangen, dann mit 10 ocm Eis- wasser, 10 сога 96°%/ ,igen Alkohol und 10 eem Schwefeläther gewaschen. Nach vollständige” Trocknung wird es gewogen.
Wir haben auf dem Maquenne-Block den Schmelzpunkt des Mannosehydrazons bei 218 bis 220° ermittelt (scharfer Schmelzpunkt). Dieses Mannosehydrason geht im Wasserbade in Gluoosazon über.
Da uns diese beiden Rigenschaften zur genauen Identifizierung nicht genügten, haben wir im Laufe all dieser Versuche verschiedentlich die Mannose aus ihrem Hydragon mit Hilfe der Herzfeldschen Methode (Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 28, 442, 1895) regeneriert. Dazu braucht man nur kleine Mengen Mannosehydrazon.
2) Man muß dann genan darauf achten, daß die Flüssigkeit keine Man- nose mehr enthält. Zu diesem Zweck läßt man das Gemisch: essigsaures Phenylhydrazin und zuckrige Lösung 6 Stunden lang in Berührung und filtriert es dann ab. Das Filtrat steht hierauf 6 Stunden bei Laboratoriums- temperatur, nachdom es ınit neuen Mengen Phenylhydrazrin versetzt und einigen Krystallen des Mannosehydrazon geimpft worden ist. Wenn sich in diesem Falle kein Niederschlag mehr bildet, so kann man das Filtrat aufs Wasserbad bringen und die Glucose resp. Galaktose darin bestimmen.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 385
spezifisches Gluoosazon gebildet, das nach Reinigung bei 230 bis 232° schmolz.
3. Versuch.
2,50 g Corrozo werden mit б сот Saft von Helix und SO сот Wasser in Berührung gebracht, 5 Tage lang bei 38° unter Zusutz von Thymol und Toluol stehen gelassen. 0,74 g reduzierender Zucker (in Form von Mannose) wurden gebildet, davon sind 0,52 g Mannose als Mannosehydrazon bestimmt.
2. Wirkung von Astacussaft.
Er greift das Luzernemannaen nicht an, wenigstens nicht unter ge- wissen Bedingungen, die aber seine Wirkung auf das Corrozomannan durchaus nicht hemmend beeinflussen.
| Wasser . . . . . .. 100 ост Wasser . . . . . . . 100 ост 1 ken “е ОЕ жыз 2g 2 [Caro ee Б Ж 2g aft ........ 6 ccm Gekochter Saft . . . бесш 3 fSaft ....... 6 ост ` (Wasser ...... 100 „
Bei Gegenwart von Thymol und Toluol läßt man die Lösungen 3 Tage bei 38° stehen. In 1 findot man 0,32 g reduzierenden Zucker als Mannose bestimmt; 0,27 g davon sind Mannose, der Rest Dextrose, wie man sich durch das Osazon vergewissern konnte, das mit den zur Fällung des Mannosehydrazon benützten Mutterlaugen entstand.
3. Wirkung der Verdauungssäfte von Maja squinado und Homarus vulgaris. Dem Mannan des griechischen Heus gegenüber inaktiv, greifen diese Säfte das Mannan aus Corrozo an:
тю....... 18 тто20....... 2g 1. Wasser. ...... 20 com 2. {Wasser ....... 20 com aft (Маја) . .... 10 „ aft (Homarus) . . . 20 „
Der Saft von Маја ist neutral, derjenige des Hummers dagegen reagiert. sauer. Unter Zusatz von Antiseptica läßt man die Gumische im Brut- schrank bei 38° stehen. Die Probenahmen erg: ban nach 5 Tagen in Flasche 1. . . 0,03 g Mannose (LA 7 24 Д ” 2 езе е 0,73 g ДД
4. Mannan der Dattel.
Die pulverisierten Samen von Phoenix dactylifera werden erst mit kochendem Wasser, dann mit Alkohol extrahiert.
386 Н. Bierry und J. Giaja:
Das во dargestellte Datteleiweiß, das mehrere Male mit 5°/,iger НСІ behandelt worden ist, bildet einen Rückstand, der unter Einwirkung von 15°/,iger НС] in Dextrose umgeformt wird. Der Anteil, der der Spaltung den größten Widerstand bietet, liefert zuerst nur Glucose, er muß also aus Mannanen bestehen, die mit einer kleinen Quantität Dextranen vermischt ` sind, denn die Mannane werden durch verdünnte und erhitzte Mineralien vollständig gespalten, die Dextrane sind dagegen bedeutend resistenter (C. Gatin).
Wirkung des Saftes von Helix. Dieser Saft greift die Kohlenhydrate des Datteleiweißes
sehr energisch an.
2. Versuch. Bea ЕЕ 2g Datteleiweiß . . ... 2g ] ’Saft von Helix. .. deem 2. eine Saft . . . com Wasser ...... 50 „ Wasser . ...... 50 „
Mit Toluol und Thymol versetzt, läßt man die Gemische 6 Tage lang bei 33° digerieren. Nach Ablauf dieser Zeit weist der Inhalt von Flasche 1 einen Gehalt von 1,45 д reduzierenden Zuckers auf (in Form von Dextrose bestimmt), wovon 1,30 g auf Mannose als Mannosehydrazon ermittelt, der Rest auf Dextrose entfällt. Beweis für die Richtigkeit der Bestimmung war, daß wir unter den schon angegebenen Bedingungen Glucosazon eruielten.
4. Versuch.
2 р Jratteleıweiß wurden mit 100 ccm Wasser und 2 ccm Saft bei 389 3 Tage in Berührung gebracht. Ermittelter reduzierender Zucker (als Glucose berechnet), 0,86 g, davon 0,67 g Mannose, der Rest Glucose.
5. Agar-Agar.
In Berührung mit den Verdauungssäften von Helix, Astacus, Aplysia punctata, Carcinus moenas, Homarus vulgaris, hat Agar-Agar in Geléeform niemals, auch nach wochenlangem Kon- takt, reduzierenden Zucker entwickelt.
Vergleichende Wirkung des Helixsaftes auf die verschiedenen Mannane und Galaktane.
5 ccm desselben Magen-Darmsaftes von Helix pomatia
wurden bei 38° 5 Tage lang comparationis eausa in ihrer Wir-
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 387
kung auf dasselbe Gewicht (2,50 g) der verschiedenen Mannane oder Manno-Galaktane geprüft.
Die in den Analysen ermittelten Zahlen sind in der folgen- den Tabelle zusammengestellt:
Helixsaft | | |
Datteleiweiß ОБО р |, 1,40 1,15 | Q ' 56
Waaser 80 ccm] | | |
Saft б com | i
Galaktin 2,50 g ose | ow | o3 a
Wasser 50 сеш |
Saft 6 com] | |
Mann«-Galukten K эле 0,33 0,38 ; 29 (griech. Heu) 2,50 р | 0.14 | '
Wasser 80 ecm | |
Saft 5 com | i | H
Согто20 2,50 g | 0,74 | 0,62 | ү CS
Wasser 80 ccm | | |
Saft Б сет | | |
Apar-Apar 2,50 g 0 | 0 | о | di
Wasser 80 ccm | Г
Aus dieser Tabelle ersicht man, daß das Datieleiweiß den größten Prozentsatz an reduzierendem Zucker, fast ausschließ- lich aus Mannose bestehend, hefert. Auch das Corrozo ent- wickelt einen beträchtlichen Teil Mannose. Das Dextran der Dattel und die Celiulose des Corrozo, die durch Säuren weniger leicht zersetzt, werddon, sind auch der Formentwirkung gegen- über beständiger. Aber ganz auffalieni und bemerkenswert ist der Umstand, daß die im Wasser unlöslichen Mannane des Dattelbaurnes und der Corrozo leichter durch Fermente ange- griffen werden als die löslichen.
Die Manno-Galaktane der Luzerne und des griechischen Heus werden fast in demselben Verhältnis umgewandelt. Diese löslichen Mannane, bei denen Wasseraufnahme durch Säuren leichter als bei den Dattelmannanen vor sich geht, liefern aber im Gegensatz zu letzteren weniger Mannose bei der Ferment- hydrolyse.
Das Galaktan von Agar-Agar hat auf keine Fermentwirkung reagiert.
388 Н. Bierry und d. Giaja:
Zusammenfassung.
Die mitgeteilten Tatsachen lassen die Behauptung mit Ge- wißheit zu, daß die Wirbellosen sehr energisch wirkende Cytasen abzusondern imstande sind.
Der Hepato-Pankreassaft von Helix pomatia L. greift alle ihm zur Wirkung ausgesetzten Mannane und Galaktane an. In dem Magendarmsaft von Astacus fluviatilis Rond besitzen wir ein interessantes und neues hydrolytisches Agens: in Berührung mit dem Mannogalaktan der Luzerne und des griechischen Heus veranlaßt er regelmäßig Bildung von Galaktose und je nach seinem Konzentrationsgrad auch von mehr oder minder großen Mengen Mannose. Man ist wohl in Hinsicht auf diese Tatsache berechtigt, die Mannogalaktane als Gemisch von Mannanen und Galsktanen anzusehen. Die verschiedenen Mannane allein sind mehr oder weniger für die Wirkung dieses Saftes empfänglich; das lösliche Mannan aus dem Samen der Luzerne oder des griechischen Heus wird wesentlich schwerer als das unlösliche Corrozo gespalten. Der Magendarmsaft der Meerescrustaceen ermöglicht es, einen wichtigen Unterschied zwischen diesen beiden Mannansorten festzustellen, denn während er das Corrozomannan zerlegt, ist er auf das Mannan der Lu- zerne oder des griechischen Heus völlig wirkungslos. So sehen wir die Grade der Verdauungskraft der Säfte von Helix, Astacus, Maja und Homarus auf die verschiedenen Mannane abgestuft und letztere, mutatis mutandis, zugleich durch ihr Verbalten ihnen gegenüber differenziert.
Wenn auch alle diese Mannane durch eine Reihe von Hydratationen, deren Aufeinanderfolge uns vorläufig nicht be- kannt ist!), zu demselben Körper, der Mannose, schließlich auf- gespalten werden, so sind sie bei weitem nicht identisch. Es gibt eine ganze Reihe von Mannanen und Galaktanen mit ver- schiedenem Kondensationsgrad und wohl auch ungleichen mole- kularem Bau. Ihr so vielfältiger Ursprung ließ dies voraus- schen, ebenso wie die Existenz einer gewissen Menge sie um- formender Mannanasen.
1) Wie bei Stärke entsteht wahrscheinlich Dextrin, dann eine Biose [Dimannose) und schließlich Mannose. Alle Versuche zur Reindarstellung eines Disaocharids sind gescheitert. Frau Gruzewska hat jedoch gezeigt, daß die durch H,O, angegriffenen Mannane des Ѕаіерв Dextrine bilden.
Untersuchungen über Mannane usw. angreifende Enzyme. 389
Duclaux?) sagte im Jahre 1899 voraus, daß die Cytasen reich an Zahl sein müssen, und daß es neben den Cytasen der
Hexosen auch solche der Pentosen geben würde. Seine Pro-
phegeiungen haben sich wirklich erfüllt, denn В. Seilliöre (l. с.) hat schon ein Ferment des Xylans (Pentosan), die Xylanase entdeckt, ebenso glauben wir, das Bestehen von Galaktanase und verschiedenartigen Mannanasen in den untersuchten Bäften bewiesen zu haben. Betreffs дег eigentlichen Cellulosen hat 8. Seilliöre beobachtet, daß der Saft von Helix die vor- her. mit Schweitzers Flüssigkeit behandelte Baumwoll- oellulose zersetzen kann. Auch wir haben zuvor gezeigt, daß die Verdauungssäfte von Helix und Astacus gleichfalls die natürlichen Cellulosen (Cellulose der Dattel, Dextran des Phytelephas) in Dextrose überführen können. Wir schlagen für das solche Hydrolyse dieser verschiedenen Cellu- losen bewirkende Ferment den Namen Dextrocellulase vor. Der Umstand, daß gewisse Verdauungsäfte gerade die Galaktane in den Mannogalaktanen angreifen, die Mannane aber verschonen, und daß andererseits andere Enzyme auf die "Mannane einwirken, ohne die Galaktane zu hydrolysieren, be- rechtigt zu einer Differenzierung zwischen Mannanasen und Galaktanasen. Beide sind verschieden von der Lactase, Mal- taso, Sucrase, «-Gluoosidase, Trehalase, vom Emulsin usw., da die Verdauungssäfte der höheren Tiere, die alle diese Fermente enthalten, auf die verschiedenen Mannane und Galaktane nicht einwirken. | | | 1) Duolaux, Traité de microbiologie 2, 26, 1899.
Biochemische Zeitschrift Band 40. 26
Studien über Lipolyse’). Von ` Guido Isar.
(Aus dem Institut für spezielle Pathologie innerer Krankheiten der Kgl. Universität und sus dem Laboratorium des Krankenhauses Vittorio Emanuelo zu Catania.) ` `
(Eingegangen am 3. März 1918.) Mit 26 Figuren im Text.
Von den Untersuchungen unseres Institutes über die Meiostagminreaktion susgehend, hatte ich schon seit längerer Zeit vor unserer Übersiedelung aus Pavia. die Anwendung der Stalagmometrie auf das Studium der Fermentwirkungen unter- nommen und dabei gefunden, daß die stalagmometzische Methode zahlreiche Vorteile bietet, darunter eine weitaus höhere Empfindlichkeit im Vergleich zu den beim Studium der Lipolyse bisher bekannten und angewandten Methoden. Die unausbleiblichen, mit einem Wohnungswechsel verbundenen Ar- beitsunterbrechungen zwangen mich, diese Untersuchungen aus- zusetzen, die ich erst jetzt zu vervollständigen in der Lage war. In der Zwischenzeit wurden das Studium und die Messung der Fermentwirkungen mit der stalogmometrischen Methode von Michaelis und Rona?) vorgeschlagen. Ich unterlasse es also, jene Reihe meiner Untersuchungen anzuführen, die mit denjenigen der genannten Autoren zusammenfällt, weil die Ergebnisse mit ` den ihrigen vollständig übereinstimmen und in Anbetracht der Verspätung meiner Mitteilung sie nur vollkommen bestätigen.
1) Auf dem I. Kongreß der italien, chemisch-biologischen Gesell- schaft, Turin, Oktober 1911 vorgetragen, - 2) Diese Zeitschr. 31, 345; siehe auch Rona, ibid. 88, 413,
G. Izar: Studien über Lipolyse. 391
Ich teile nun meine übrigen Versuche mit, die sich in den Studien von Michaelis und Rona nicht wiederfinden. | Die Untersuchungen , die den Gegenstand dieser bilden, haben den Zweck, die lipolytische Wirkung des Serums und der Extrakte von Organen und Geweben auf das Mono-, Di- und Triolein, und auf einige Verbindungen der Aminoskuren mit den Fettsäuren, die zuerst von Bondi!) hergestellt und von ihm „‚Lipopeptide‘‘ benannt, später auch von Abderhalden und Funk?) untersucht wurden, genauer zu charakterisieren. Bei allen diesen Untersuchungen wandte ich die stalagmometrische ‘Methode an; für einige Verbindungen der Fettsäuren mit den optisch wirksamen Aminosäuren zog ich die von Abderhalden vorgeschlagene optische Methode gleichzeitig mit heran’).
Technik. Gewinnung des Blutserums.
Das aus den Elibogenvenen beim Menschen, der Ohrvene beim Kaninchen, der Art. femoralis beim Hund, der Оегоба beim Meer- schweinchen und beim Ochsen gewonnene Blut wurde in sterilisierten Reagensgläsern aufgefangen und bei Zimmertemperatur gerinnen geo- lassen“). Nachdem man das Gerinnsel mit einer Piatinöse von den Wendungen des Gefäßes gelöst hatte, ließ man die Beagensgläser 2 Stunden lang in einem Thermostaten (37°) und darauf 1 Stunde im Eisschrank (-|- 40); man dekantierte dann das Serum іп sterilisierte Zentrifugenröhren und zentrifugierte 30 Minuten lang mit einer starken elektrischen Zentrifuge. Das in solcher Weise gewonnene Serum wag vollkommen durchsichtig und klar; die auch nur leicht mit Spuren go- lösten Hämoglobins gefärbten Sera nahm ich nicht in Verwendung.
Darstellung von Organ- und Gewebeextrakten.
Ich verwendete Organe von Hunden, Kaninchen, Meerschweinchen, die gesunden, durch Entblutung getöteten Tieren angshörten. Nur selten experimentierte ich mit Organen von größeren Tieren (Oohsen) in An- betracht der Schwierigkeit, diè Organe unmittelbar nach dem Schlachten
1) Wiener klin. Wochenschr. 1906, 8. 4; diese Zeitschr. 17, 148; ibid. 17, 553; ibid. 23, 499; ibid. 28, 510.
з) Zeitschr. f. physiol. Chem. 65, 61.
з) Zeitschr. f. physiol. Chem. 46 und folgende.
4) Es ist hier zu bemerken, daß trotz der befolgten Vorsichts- ` maßregeln aus den auf Agar ausgeführten Striohen einige spärliche Kolonien sich entwickelten; reichlich entwickelten sie sich dagegen aus der Aussaat von Darmschleimhaut und van Organen großer, im Schlacht- baus gefällter Tiere.
26*
392 5 G. lzar:
der Behandlung zu unterwerfen. Sofort nach Herausnahme worde das Organ mit einer 0,859/,ісеп Chlornstriumlösung gewaschen, entfettet, von Sehnen, Sehnenhäuten, größeren Gefäßen befreit, schließlich mit deg ` Schere zerschnitten und dann mit dem Pistell zerrieben. Nach Wägung des so gewonnenen Breies wurde ein mit 10 Volumen sterili- ‚sierter Chlornatriumlösung vermengter aliquoter Teil davon in eine sterilisierte Flasche mit geschliffenem Glasstöpsel gebracht und 5 Stunden mittels elektrischen Rührers energisch durchgemengt; nach dieser Zeit unterwarf ich die dekantierte Flüssigkeit langdauernder Zentrifugierung. In einigen Untersuchungen verwandte ich gleichzeitig Orgsnextrakte (Leber, Niere), die durch künstlichen Kreislauf mit physiologischer Lösung von Blut befreit worden waren, und Extrakte derselben anderseitigen nicht ‚gewaschenen Organe (Niere) oder eines Lappens derselben (Leber); der Vergleich zeigte, da8 gleiche Gewiohtsmengen ein gleiches lipolytisches Vermögen besitzen. Gleichfalls nur geringe Unterschiede traten in parallelen Versuchen auf, wo nach Zerreibung ein Teil des Organs mit ziemlich großen Mengen physiologischer Lösung rasch gewaschen, dann in 10 Volumina Chlornatriumlösung suspendiert und ausgeschüttelt wurde, während ein gleicher Teil direkt mit Chlornatriumlösung extrahiert wurde. Diese Ergebnisse bewogen mich, in den folgenden Versuchen das Auswaschen des Breies zu unterlassen, auch in Anbetracht des Umstandes, daß des lipolytische Vermögen. des Blutes und des Blut- serums gering ist Um schließlich festzustellen, ob die lipolytische Wirkung der Extrakte eventuell noch darin enthaltenen morphologischen Elementen zuzuschreiben wäre, wiederholte ich den Versuch mit auf 1/20 verdünnten und dann andauernd (30 Minuten) zentrifugierten Ex- trakten; die Ergebnisse wichen nicht von denjenigen ab, die ich in den ОТО ОНЕ НРУ EE cecxiolt hatte. -
Wirkung des Serums und der Organextrakte auf Triolein.
Ich verwandte für diese Versuche sowohl äußerst feine, be- ständige, mittels andauernden Ausschüttelns dargestellte und durch Dreverhoff-Papier Nr. 206 filtrierte Emulsionen von Kahlbaums Triolein in Chlornatriumlösung, als wässerige Emulsionen ver- schieden konzentrierter Athyl- oder — und Äther- lösungen. .
Bei Zugabe von wachsenden Mengen der verschiedenen 80 hergestellten Triglyceridemulsionen zur Chlornatziumlösung er- niedrigt sich die Oberflächenspannung progressiv, wie aus Fig. 1 hervorgeht, in der die Abszissen die verschiedene Kon- zentration des Trioleins und die Ordinaten die Tropfenzahl bei 20° mit einem Traubeschen Stalagmometer zu 56 Tropfen für dest. Wasser bei 18° geben. Die gesättigten Athyl- oder
Studien über Lipolyse. | 393
Methylalkobollösungen emulsionieren leicht in Chlornatrium- lösung, während die Atherlösungen oder besser die Mischungen von Ather und Triolein sich nur bei geringen Konzentrationen gut emulsionieren lassen (so kann man mit der Mischung von 1 Teil Triolein und 9 Teile Ather nur bei Zusatz von 0,1 com der gesagten Mischung zu 20 oom Chlornatriumlösung gute Emulsionen gewinnen).
39 «0 50 50 79 00-30 %0 Fig. 2. Triolein.
Fig. 1. Triolein (20%). а= wässrige Emulsion аа! 37e им.
a = in Wasser emulsioniert. i „ + неон be ен b == in Äthylalkohoi gelöst. auf 37° erhitst. е = in Methylalkohol gelöst. em , n + NaOH ы a d= in Äther gelöst, йа.
1) Tropfenzahl bei 20% mit einem Traubeschen on zu 56 Tropfen für destilliertes Wasser bei 18°.
E Konzentration der Lösungen.
3) Mit 100 bezeichnet ist: für a die wässerige Emulsion; für A und с 10°/,ige Emulsion der gesättigten Äthyl- und Methylalkohollösung in Wasser; für d Lo wässerige Emulsion der Ätherlösung (1:9).
Wie aus den Figuren hervorgeht, ist die Erniedrigung der Oberflächenspannung verhältnismäßig größer bei schwachen als bei starken Konzentrationen; so geben Konzentrationen von Ha bis !/,, der wässerigen Emulsion fast identische Werte mit denjenigen, die von der nicht verdünnten Emulsion geliefert werden. Die in der oben beschriebenen. Weise bereiteten Emulsionen halten sich bei Zimmertemperatur (ungefähr 20°) während eines ziemlich langen Zeitraumes (4 bis 6 Tage) un- verändert; einer andauernden Erhitzung auf 37° unterworfen, steigern sio nur in minimalem Grad ihre Oberflächenspannung (в. Fig. 2). Mit »/,,-NaOH versetzt und einige Zeit auf 100°
394 G. Izar:
erhitzt, steigern sie ihre Oberflächenspannung proportional der Erhitzungsdauer, ohne jedoch jemals die Oberflächenspannung des Lösungsmittels selbst zu erreichen (s. Fig. 2). Diese Zunahme der Oberflächenspannung ist von der Spaltung des Triglycerids in Glycerin und Natriumoleat abhängig, Substanzen, die die Oberflächenspannung des Lösungsmittels nur minimal verringern. Die Fig. 3 veranschaulicht das Verhalten der Oberflächen- spannung derChlornatriumlösung bei Hinzufügung von wachsenden Mengen der wässerigen (mit Triolein) Emulsion und bei Zugabe von proportionalen Natriumoleat-, Glycerin- und mit Glyoerin versetzten Natriumoleatmengen. |
20 30 %0 50 60 70 A 90 %0 Fig. 3.
3) Konzentration der Lösungen.
a == wässerige Trioleinemulsion,
2) Mit 100 See 8 ; — b = äquivalente Natriumoleicumlösung, с == äquivalente Glycerinlösung,
* = d — äquivalente Natriumoleioum- + Glyoerinlösung.
Technik der Untersuchungen mittels der stalagmometrischen Methode.
Ich versetste 95 com von der Emulsion in Chlornatziumlösung der untersuchten Substanz oder von wässerigen Emulsionen von (Äthyl- und Methyi-) Alkohol- und Ätherlösungen mit 5 com Serum oder wässerigen Extraktes der verschiedenen Organe, in unverdünntem Zustande oder mit Chlornatriumlösung verdünnt. Nach Umschütteln der Mischung be- stimmte ich sofort in 10 oom ihre Oberflächenspannung; den übrigen Teil (90 com) stellte ich in den Thermostaten bei 37 bis 38°, indem ich in verschiedenen Zeitabständen Proben von 10 ocm entnahm, und deren Oberflächenspannung bestimmte, wenn sie die Zimmertemperatur spontan, ohne künstliche Abkühlung wieder angenommen hatten!).
1) Bei der Berechnung der Dauer der Fermentwirkung sind natürlich ungefähr 60 Minuten den angegebenen Zeiten hinzuzusetzen, d. h. die er- forderliche Zeit, damit die Proben die Zimmertemperatur annehmen.
Studien über Lipolyse. 395
Wie aus den Fig. 4 bis 13 hervorgeht, besitzen das Blut und die wässerigen Extrakte der meisten untersuchten Organe in verschiedenem Grade die Eigenschaft, das Triolein in Glycerin und Oleinsäure zu spalten!), Am wirksamsten unter ihnen erscheint das Pankreas, von dem wenige Zehntel Kubikzentimeter Extrakt hinreichend sind, 95 ccm der wässerigen Trioleinemulsion in 2 Stunden zu spalten. Es folgen die Niere, die Leber, die Darmschleimhaut; an, zweiter Stelle Blut und Muskeln; minder wirksam Milz, Lunge, Hoden, Nebennieren, Schilddrüse, Thymusdrüse,. Gehirn, Ovarium.
Es treten keine erheblichen Unterschiede in der lipolytischenWirkung von entsprechenden, verschieden- artigen Tieren (Meerschweinchen, Kaninchen, Hund, Bind)gehörenden Organen zutage. DiegespalteneTrigly- ceridmenge ist der Wirkungsdauer des Fermentes nur während einer beschränkten Zeitperiode proportional, die von Fall zu Fall je nach der Wirkungsintensität und der Konzentration des F'ermentes verschieden ist; außerhalb dieser
5% % ag Minuten Fig. 4. Pankreas 5:952). S
1) Wie wir oben erwähnt haben, war der Keimgehalt der Mischungen trots Einhaltens aller zweckmäßigen Vorsichtsmaßregeln, spärlich; die relative Konstanz der aus vielfachen Versuchen hervorgehenden Wirk- samkeit der verschiedenen Organe läßt vermuten, daß die bewerk- stelligte Lipolyse wesentlich von den Organfermenten herrührt und daß der Bakterienflora eine jedenfalle nur unbedeutende Rolle zukommt. In dieser Hinsicht ist noch zu erwähnen, daß die Spaltung (siehe weiter) sohon bei 09 stattfindet,
2) In dieser und in den folgenden Kurven bedeutet Pankreas 5:95: 5 сот Pankreasextrakt + 95 com Triolein wässerige Emulsion: die Abszissen geben die Minuten der Verweildauer im Wasserbade bei 37°, die Ordinaten die Tropfenzahl bei 209 bis 219 an,
396 G. Izar:
Grenze wird die Wirkung weniger intensiv, vielleicht infolge der Gegenwart der Spaltungsprodukte; der Zusäts von neuen, frisch hergestellten Fermentmengen steigert nämlich die Menge. des in der Zeiteinheit gespaltenen Triglycerids nicht. |
Fig. 5. Dee ` Fig. 7. Leber 5:96. SES Kaninchenpankreas Ge
è == 0,01:96 езж 01:06 a = 0,001 : 95 — ne
wässerige Emulsion. b= oe тане асна в = 0,5: 95
Rind Kaninchen Fig. 8. Niere 5:95. Fig. 9. Darmschleimhaut 5:9. a ю|- < = | Hund band Копдсћел 2—5 EEN Minsien
Fig. 10. Serum 5:95
Studien über Lipolyse. 397
Fig 11. Seram. E :96
o= 1,0: %
f, т © Sp o ©
‚ Fig. 12. Muskel 5:95.
Аблет
Fig. 14. Fig. K le Kaninchenpankreas к; | 0,5 : 99,5.. == Nebenniere @—ò = wässerige Emulsi = ссии 8:05 в@'—ф' e 10°/, ige wiss. Emulsion éen Eierstock-Schilääräse. | der gesättigten alkohol. Lösung. f = Timus. In e wurden su ò und br 0.6 Pan- g = Gehirn. kreasextrakt hinzugssetst.
Die innerhalb eines bestimmten Zeitraumes ge- spaltene Triglyoeridmenge ist der zugesetzten Ferment- menge nicht proportional (Fig. 6, 15 und 16); kleine Ferment- mengen erweisen sich verhältnismäßig wirksamer als viel größere
398 G, Izar:
Dosen; die Hinzufügung von starken Mengen bewirkt keinen Spaltungszuwachs.
Fig. 16. Kaninchenserum. a —b— om Ze Emulsion der
«= 0,1: 96 +49 Naci 1 = 0,001: 90,9 »=05:6 +45 „ 2 = 0.01:99,0 є = 5:96 3 = 0,1:99,9
4 = 0,2: 99,8
A = 0,5: 99,5
Reaktionsentwicklung eine Rolle (Fig. 5, 15, 16); die Steigerung
der Oberflächenspannung ist in den wässerigen Emulsionen kontinuierlich und progressiv; in den Emulsionen von Alkohol- und Ätherlösungen geht eine paradoxe Phase voran, während der eine Erniedrigung der Oberflächenspannung stattfindet. Dieses verschiedene Verhalten steht vielleicht in Beziehung zu der Art und Weise, wie das Ferment auf das Glycerid ein- wirkt, indem es dasselbe zuerst in Digliycerid, dann in Mono- glyoerid verwandelt und schließlich auch letzteres in Fettsäure und Glycerin spaltet. Die ersten zwei Spaltungen waren durch eine Herabsetzung, die letztere durch eine Erhöhung der Ober- flächenspannung gekennzeichnet. Wenn man tateächlich der nämlichen Flüssigkeitsmenge proportionale Mengen Mono-, Di- und Triolein zufügt (die zwei ersten mit der äquivalenten Natziumoleatmenge versetzt), läßt sich ein solcher Verlauf graphisch darstellen (s. Fig. 17), weil das Monoolein die Ober- flächenspannung weit mehr als das Diolein, und dieses seiner- seits in höherem Maße als das Triolein herabsetzt. Ein ähn- liches Verhalten der Oberflächenspannung kommt dagegen bei Anwendung von verdünnteren Triglyoeridlösungen nicht zum
Studien über Lipolyse. | 399
Ausdruek oder würde vielleicht die Hinzuziehung einer ver- schiedenen Technik als die geschilderte erfordern, aus dem Umstande, weil die Fermentwirkung sich so rasch abspielt, daß sie ein deutliches Hervortreten des Phänomens verhindert; bei erheblicher Verringerung der Fermentkonzentration (s. Fig. 16) tritt aber, obschon nicht in so deutlicher Weise, ein leichter Hinweis auf ein identisches Verhalten der Oberflächenspannung auch im Falle der verdünnten Lösungen zutage. |
45 Aliga Fig. 19. . - Mintan Kaninohenserum Fig.18. Lipase (Grübler). 0,5:99,5. _ LC BER. гераль етшен os Triolein, ө = 1:99. = u * „ 20° on II „ 8 Mit 100 bezeichnet ist die 7—0 = Emulsion. = ' | ch
= lago wäss. Emulsion — ') Konzentration == Lösung. a wie 6: Serum 30’ auf Ba Lösungen, hitst.
Identische Spaltungskurven mit denen des Pan- kreas erhält man auch mit der Lipase von Grübler (s. Fig. 18). |
Die lipolytische Wirkung des Serums und der Ex- trakte von Organen tritt sohon bei 0° auf; die opti- male Temperatur ist aber 40° bis 42° (Fig. 19).
Halbstündiges Erhitzen auf 56° hebt das lipolyti- sche Vermögen des Serums und der Organe auf (Fig. 19).
Eine leicht alkalische Reaktion befördert in auf- fallander Weise die lipolytische Wirkung des Serums und der Extrakte von Organen; am günstigsten verläuft die Reaktion bei einer %/,,,- NaOH -Konzentration, Die saure Re- aktion (H,SO,, НС], CH,COOH, CH,CH(OH)CO,H, С,,Н,,0,) hemmt die Lipolyseentwicklung nicht, bis die Gesamtacidität
400
9. Izar
nicht sl, übertrifft; außerhalb dieser Grenze wird die Ferment-
wirkung merklich verlangsamt und schließlich bei viel höheren
Konzentrationen gänzlich aufgehoben (в. Fig. 20 und 21).
EN
T.
а | | ` | Fig. 20. —— |
Fig. 21; Rinderpankreas 0,5: 99,5
1 1+ 0. 2 « bis Zon m-Aciditätsgrad. 3 -- NaOH bis ! „n-Alkalinitätsgrad. d Я sp [100 ”
d Nao ” 3j ГА “+ ВО, L 350 99 .
d NaOH TT Vaad 99 & Ed LU pe 8- NaOH „ Чое әз 6 + H,30 3 6 -NaOH ,, "ka * 7+ MOH > ep KE
Wirkung von Blutserum und Organextrakten auf Monoolein und Diolein. |
Die lipolytische Wirkung von verschiedenen Organen und
7 . Fig. 22. Monoolein.
1 Kaninchenpankreas 0,5: 8 = Lipase (Grübler) 0,5: Sa Diolein.
0,5:99,5.
3 = Kaninchenpankreas 0,5: des Lipase (Grübler) 0,5:99,5.
Geweben (auch wenn sie verschiedenen Tierarten angehören) auf diese Glyoe-
ride ist mit der durch dieselben Organe
und Gewebe auf das Triolein ausge- übten Wirkung identisch (siehe Fig. 22). Auch im Fall des Dioleins kann man, wenigstens bei starken Konzentrationen des Diglycerids, die schon für das Tri- glycerid geschilderte Spaltungakurve beobachten; nicht so beim Monoolein, wo die Spaltungskurve bei jeder Kon- zentration immer abnehmend ist. Ein
%.5. analoges Verhalten wie die anderen
Fermente befolgt auch die Lipase (Grübler) in diesem Fall.
Studien über Lipolyse. 401
Darstellung von Verbindungen der Aminosäuren mit den Fettsäuren. |
Ich gewann einige solche Verbindungen durch Befolgung der von Bondil) und von Abderhalden®) geschilderten Technik; die übrigen bereitete ich nach der allgemeinen, von
Fischer zur Darstellung der Polypeptide vorgeschlagenen Methode, ındem ich unter geeigneten Bedingungen das Chlorid | der Fettsäure auf die Aminosäure reagieren ließ. |
I. Laurylchlorid.
3 g Laurinsäure werden in ein oben verengtes Einschmelsrohr nach der Meyerschen Methode mit 8 ocm Thionylchlorid zusammengebracht und die Reaktionsentwioklung durch Erhitzung auf 40° beschleunigt. Die Reaktion ist nach ungefähr einer halben Stunde vollständig: man Sieft, dann die entstandene Flüssigkeit in einen kleinen Becher und läßt im Vakuum bei +10° bis + 12° das überschüssige Thionylchlorid ver-
a) Laurylglyoin. 1,5 g Glykokoll, in 20 oom n-NaOH gelöst,
werden allmählich mit dem durch Anwendung der angegebenen Mengen gewonnenen, in wasserfreiem Äther aufgelösten Laurylchlorid vermischt, wobei: man Sorge trägt, die Mischung ummurühren und die Reaktion durch Zusatz von geringen Mengen n-NaOH alkalisch zu erhalten. So- bald die Vermischung arfolgt ist, schüttelt man die schäumende Flüssigkeit kräftig um, überläßt sie dann sich selbst einige Stunden im Dunkeln. Man dekantiert dann den Äther und säuert mit НСІ an; es bildet sich ein reichlicher flockiger Niederschlag, der nach Absetzenlassen auf ein Filter gegossen, gründlich mit Wasser gewaschen wird und zuerst mit Filtrierpapier, dann im Vakuum über Kali und H,SO, getrocknet wird. Das so erhaltene Produkt tritt in Form eines weißen krystallinischen, leicht schmierigen Pulvers vor; durch Auflösung unter Erwärmung in Benzol und Fällung mit Petroleumäther wird es gereinigt. Reines Produkt ungefähr 1,5 g; Schmelzpunkt 117,59. In BA unlöslich ; in Alkohol in der Kälte löslich; in Aceton, Chloroform, Benzol schwer löslich in der Kälte, bei Erwärmung leicht löslich; in Äther bei Erwärmung wenig löslich; in Petzoleumäther unlöslich. |
b) Laurylalanin. 1,4 g d-Alanin, in 15 com п- МаОН gelöst, werden allmählich mit dem durch die angegebenen Mengen erhaltenen, in wasserfreiem Äther aufgelösten Laurylchlorid vermischt, wobei man Sorge trägt, die Mischung zu schütteln und die Reaktion durch Zusatz von kleinen Mengen n-NaOH alkalisch zu erhalten. Sobald die Ver- mischung stattgefunden hat, schüttelt man die schäumende Flüssigkeit heftig, überläßt sie dann sich selbst während einiger Stunden im Dunkeln,
1) Diese ‚Zeitschr. 17, 143; 17, 553. 2) Zeitschr. £. physiol. Chem. 65, 61.
402 | G. Izar:
Nach Dekantierung des darüberstehenden Äthers fällt man mit НО, filtriert den Niederschlag ab, wäscht reichlich mit H,O, trocknet zwischen - Filterpapier, dann im Exsiooator und reinigt schließlich durch Fällung mit Petroleumäther aus der Benzollösung.
Reines Produkt ungefähr 1,5 g., in weißen, nadelförmigen, beim Berühren leicht schlüpfrigen Krystallen. Schmelzpunkt 104°, In H,O unlöslich; in Aceton, Äthyl- und Methylalkohol leicht löslich; in Athyl. äther und Benzol etwas weniger, aber unter Erwärmung sehr leicht lös- lich ; in Potzoleumäther unlöslioh. In Alkohol gelöst ist das Dreliungs- vermögen [xR 20° == — 412°.
II. Myristylohlorid.
2,84 g Myristinsäure läßt man in einem oben verengten Einschmeis- rohr mit 3,5 com Thionylchlorid reagieren, indem man den Reaktions- verlauf durch gelindes Erwärmen im Wasserbad (40°) unterstützt. Nach 30 Minuten ist die Reaktion vollständig. Man verdrängt das überschüssige Thionylcblorid durch Vakuumbildung bei + 10°.
a) Myristylglyoin. Dem so dargestellten, in Äther aufgelösten Myristylchlorid setzt man 1g in 16 ocom n-NaOH gelösten Giykokolls zu, wobei man Sorge trägt, die Mischung umzuschütteln und die Reaktion durch Zufügen von n-NaOH stets alkalisch zu erhalten.
Man läßt eine Stunde lang stehen, säuert mit HO an, sammelt den flockigen Niederschlag auf einem Filter, wäscht gründlich mit Wasser nach, trocknet zwischen Filtzierpapier und dann im Ехзіссаќог. Das reine Produkt gewinnt man, indem man das so dargestellte Produkt in Benzol löst und mit Petroleumäther fällt.
Reines Produkt ungefähr 2,5 g; kleine rbombische Tafeln. In H,O unlöslich; in Äther und Alkohol in der Kälte wenig, bei Erwärmung leicht löslich; in Benzol, Chloroform, Aceton in der Kälte löslich, in Petroleumäther unlöslich.
b) Myristyl-d-alanin. Einer gleichen Menge in Äther gelösten Myristylchlorids fügt man 1 g in 20 oom n-NaOH gelösten d-Alanins nach und nach hinzu, wobei man darauf achtet, die Reaktion alkalisch zu erhalten, Nach einer Stunde fällt man mit HCl, sammelt den Nieder- schlag auf einem Filter, wäscht reichlich mit H,O aus, trocknet auf Filtrierpepier und dann im Exsiocator, löst wieder in Alkohol auf und fällt mit Petroleumäther.
Reines Produkt ungefähr 2,5 g; weißes, schlüpfriges Pulver, in H,O und Poetroleumäther unlöslioh, in Alkohol löslich, weniger in Benzol, Chloroform, Aoeton in der Kälte; in Äther bei Erwärmung löslich. In _ Alkohol aufgelöst ist das n ва [a]? 20° == — 4,089,
Ш. Palmitylchlorid.
2,56 g Palmitinsäure läßt man in einem oben verengten Einschmelz- rohr mit 3,5 g Thionylchlorid reagieren und unterstützt die Reaktion
Studien über Lipolyse. | 403
durch Erhitzen im Wasserbade (40°). Nach 30 Minuten ist die Reaktion beendigt. Es hinterbleibt eine ölige, gelbliche Substanz, aus der man das überschüssige Thionylchlorid im Vakuum bei 10° verdrängt.
a) Palmitylglyoin. Dem so gewonnenen, in Äther aufgelösten Produkt fügt man allmählich unter Umrühren 1 g in 12 сот п- Маон gelöstes Glykokoll zu und setzt nach und nach n-Lauge hinzu, damit die Reaktion alkalisch bleibt, Am Ende der Reaktion behandelt man die entstehende Flüssigkeit mit überschüssigem Ather, läßt den Äther aus- scheiden und filtriert. Beim Ansäuern mit HO bildet. sich ein reichlicher flockiger Niederschlag, den man filtziert, oftmals auswäscht, zwischen Filtzierpapier und dann im Exsicoator trocknen läßt. Men krystallisiert aus Benzol um, unter Zugabe von Petroleumäther.
Reines Produkt = ungefähr 2 g; nadelförmige, konzentrisch grup- pierte Krystalle; Schmelzpunkt 121°; in H,O, Petroleumäther unlöslich; in Alkohol sehr leicht löslich; in Benzol, Chloroform, Aceton in der Kälte schwer, bei Erwärmung leicht löslich; in Ather in der Kälte un- ` löslich, bei Erwärmung wenig löslich.
b) Palmityl-d-alanin. Zu einer gleichen Menge in Äther ge- lösten Palmitylchlorids bringt man nach und nach unter Umschütteln 0,9 g in 20 ост п-МаОН gelöstes d-Alanin, indem man darauf achtet, daß die Reaktion der Mischung alkalisch bleibt. Am Ende der Reaktion entfernt man das überschüssige Chlorid mit Äther, säuert mit НО an, filtriert; den auf dem Filter hinterbliebenen Rückstand 1586 man nach gründlichem Auswaschen mit Bai aus Alkohol unter Zusatz von Petroleum- äther umkrystallisieren.
Reines Produkt ungefähr 2 g; weiße, schlüpfrige Substanz; Sohmelz- punkt 106°; in Benzol, Chloroform leicht löslich, weniger in Alkohol, nur beim Erhitzen in Äther und Aceton; in H,O und Petzoleumäther unlöslich. In Alkoliol ist sein Drehungsvermögen [x] 2 . = — 5,98°.
IV. Stearylchlorid.
2,84 g Stearinsäure läßt man in einem oben verengten Rinschmels- rohr mit 4,0 g Thionylchlorid reagieren, indem man die Entwicklung der Reaktion durch Erwärmen im Wasserbad bei 40° befördert. In einer Stunde ist die Reaktion beendigt; es entsteht eine gelbliche Sub- stanz, die im Vakuum bei + 10° vom —— Thionylchlorid be- freit wird.
в) Stearylglyoin. Dem so dargestellten, in Äther aufgelösten Stearyichlorid setzt man nach und nach 1 g in 16 ост п- МаОН auf- gelösten Glykokolls hinzu, wobei man die Mischung in Bewegung und die Reaktion stets alkalisch erhält. | Man fällt mit НС] und filtriert; der auf dem Filter hinterbliebene Rückstand wird mit Wasser reichlich gewaschen und aus absolutem Alkohol umkrystallisiert. Reines Produkt ungefähr 3 g; große, weiße Tafeln; Schmelzpunkt 145°; in H,O und Petroleumäther unlöslich, in Alkohol, Äther, Aceton, Benzol in der Kälte wenig, bei Erhitzung leichter löslich.
404 G. Izar:
b) Stearyl-d-slanin. Einer gleichen Menge Steerylchlorid fügt man 15 in 20 oom.n-Na0H gelösten d-Alanins hihzu, unter Innehaltung der oben gesagten Vorsichtsmaßregeln. Man fällt mit HO und filtriert; wäscht reichlich mit H,O den auf dem Filter gebliebenen Rückstand und krystallisiert aus absolutem Alkohol um.
Reines Produkt ungefähr 2 g; nedelförmige Krystalle; Schmelz- punkt 106°; in H,O, Petzoleumäther unlöslich; in Äther, Essigsäure, кш рини daf КЫЮ Wen EE АШЫ nad Мше Erhitzung leicht: löslich. |
Та Alkohol EES ist das Drehungsvermögen Hamer
Wirkung des Serums und der Extrakte von Organen auf einige Verbindungen von Giykokoll und d-Alanin mit Palmitin-, ` Stearin-, Laurin- und Myristinsäure,.
Bei diesen Versuchen wurde eine ähnliche Technik wie bei den Versuchen mit Triolein befolgt. 1g der untersuchten Substanz wurde unter vorsichtiger Zugabe von a) „NaOH in 100 com Chlornatriumlösung aufgelöst; zu 95 com der filtrierten Lösung fügte man verschiedene Mengen von Organextzakten oder Serum hinzu, so daß mit der Chblornatriumlösung zusammen das Gesamtvolumen 100 com betrug. Nach Umrühren der Mischung bestimmte man sofort in 10 ccm die. Oberflächenspannung; aus den übrigen, sich selbet überlassenen ‚oder im Thermostat bei verschiedener Temperatur je nach den angestellten Ver- suchen gelassenen 90 ост wurden in verschiedenen Zwischen- räumen Proben von 10 com entnommen, deren Oberflächen- spannung man dann bestimmte, wenn sie die Zimmertemperatur von selbst, ohne künstliche Abkühlung, wieder angenommen
In den Tabellen I bis XXXII sind die Ergebnisse von einigen unter den zahlreich ausgeführten Versuchen zusammen- gefaßt.
Wie aus den Tabellen I. und II hervorgeht, besitzt das Blutserum nur in minimalem Maße die Eigen- schaft, diese Verbindungen in die entsprechende Fettsäure und Monoaminosäure zu. spalten, und im Gegensatz zu den von uns gelegentlich der lipolytischen Wirkung des Serums auf das Triolein schon gemachten Beobachtungen, beginnt in diesem Falle die Spaltung nur nach einer ziemlich langen Berührungs-
— — *
Studien über Lipolyse. 405
periode, die in einigen Fällen (siehe Tabelle I, Hundeserum) auch 6 Stunden dauern kann?).
Tabelle 1.
Б com Biutserum au 0,85 °/ 0
Meerschw.
Kaninchen
Hund
Rind
Mensch
1) Die stets mit auf 56° während 30 Minuten erwärmtem Serum ausgeführte Kontrolle, d. h, mit Serum, dessen lipolytisches Vermögen zerstört war, läßt uns ausschließen, daß die Spaltung anderen Prozessen außer dem Fermentprozesse zuzuschreiben sei.
3) Tropfenzabl bei 209 mit einem Traubeschen Stalagmometer zu 56 Tropfen für dest. Wasser bei 18°,
Biochemische Zeitschrift Band 40. 97
406 G. Izar: Tabelle II.
900cm 19/,ісе Myristil-d-alaitin-Lösung A Kaninohenserum
Höheres Spaltungsvermögen besitzen dagegen die wässerigen Extrakte von Lunge, Muskeln, Darm- schleimhaut, Gehirn, Ovarium, Thymusdrüse (s. Ta- belen II bis VII); noch intensiver ist die Wirkung der Extrakte aus Hoden, Milz, Nebennieren (Tabellen IX, X, XI). Die höchste Wirkung, wenigstens unter den untersuchten Organen, weisen Leber, Niere und Schilddrüse auf (Tabellen XII, XIII, XIV), die, wie Tabelle XVIII ver- anschaulicht, in der Menge von 1 ccm wässerigen Extraktes imstande sind, in ungefähr 5 Stunden nicht weniger als 500 com der gelösten Verbindung zu spalten.
Keine Wirkung läßt sich dagegen beim wässerigen Extrakt vom Pankreas, weder auf die Verbindungen der Fettsäuren mit Glykokoll noch auf diejenigen derselben Säure mit d-Alanin bemerken (Tabelle XV).
Da ich den Verdacht hegte, daß die zur Herstellung des Extraktes befolgte Methode das Ferment nicht in Freiheit setzen oder verändern könnte, wiederholte ich die Versuche mit der Grüblerschen Lipase, deren lipolytische Wirksamkeit (Ta- belle XV) erprobt ist; doch gelangte ich auch mit ihr zu einem negativen Ergebnis.
Zwischen der Wirkung von Organen, die Tieren verschiedener Art (Meerschweinchen, Kaninchen, Hund, Kalb) angehören, läßt sich weder ein Unterschied wahr- nehmen, noch zeigen die einzelnen Extrakte ein ver- schiedenes Verhalten gegen die untersuchten Ver- bindungen.
Studien über Lipolyse. 407 Tabelle IH.
— |з [117 | 126 | 115 | 04) 9 30 | 118 { 113 | 190 111 | 93! el 92| sọ Meer- 90 |110 | 107 | 114 | 106 | el 86 | 88! 88 schweinoben 1| 150 | 102 | 104 | 108 | 90 | el s0| el 80 %0 | 96| 98| 94| 94) 80| 77| 78 | 76 360 | 92| 92| 92| 8| 78| 76| 77| 7 — |181 | 198 | 136 | 194 | 110 | 107 | 105 111 жи НАННЕ 90 Kanineben | 150 | 100 | 103 | 100 | 99| 89| 89| el e 20 | 96| 97 | 100| 92| 85| 83| el 94 aen | 94| 94! 94| 00| 84] 80! 76! 80 — |136 | 133 | 138 | 129 | 114 | 113 | 111 | 113 з0 |131 | 128 | 135 | 196 | 119 | 111 | 1111 11 — 90 1124 | 116 | 123 | 117 | 105 | 100 | 103 | 107 150 [114 |107 | 113 | 109| 99| 93| 97 | 00 940 |100 | 100 | 103 | 101 | 93! 91! 91 | оз 360 | 97| 94| 00| 94| 00! 87| sol 88 30 90 150 240 360
— |120 | 118 | 194 | 118 | 97| 94 | 9 | 91
| 30 |119 | 114 | 118 |11 | 96| 92| 93! 00
Меег- 90 111 ! 108 | 112 | 104 | 95 | 87 | 89 | 86 schweinchen | 150 103 | 106 | 106 | 97 } 90 | 82 | 83 | 8 240 97 | 99 | 92 | 92 | 83| 76 | 70 78
360 93| 93| 90| oi 81| 15| 77| 76
— [139° | 130 Ee 122 | 114 | 110 | 108 Í| 114
30 |198 | 127 | 131 | 120 | 110 | 104 106 | 112
| 90 123 | 115 | Up: 108 109 97 | 95 | 100 Kaninchen 150 [110 | 106 | 107 | 99| 03 | 92 | 89 | 109 240 97] o, 88| 92| 89| 86] 83 | 87
360 | 051 96! 92, 88| 88| 83| 19| 83
408 G. Izar:
Tabelle IV (Fortsetzung).
e EE ⸗— E ññ — sa- mmn e — — o nn —e
—— nn — —
5 ccm cm Muskeloxtrakt -+ 95 com 1°/,ig. Lösg. von
Tabelle V.
б оош Darmschleimhautextrakt + 95 оош
Studien über Lipolyse. 409 Tabelle VI.
SEssnt бб Z Ig |
410 G. Izar:
Tabelle УШ. 1 Бост бою шеше кош 1°/,ig. Lösg. von
Tabelle IX.
Beem Testikelnextrakt + 95 ccm dk Lösung von
108 | 105 103 | 97 91 | 84 | 90 88 | 73
sobweinchen
Kaninchen
Hund
| < 2154 138 | 125 | 114 | 107 | 111 | 100 | l | |
{ 119 | 199 116 | 127 1 133 1 120 | 109 | es; 1071 07 Фо 1 1068 1 114 ies! ml BI Bol 85 vu | 92| 92, 95, 94| 76| 87| 78 ТА | Bäi o, L! 74 B| 731 4 61 | 72| 651 72| 66| 60 | 64 | 67
u
Studien über Lipolyse. | 411 О. Tabelle X.
Kaninchen 60 111 | 108 | 117 | 107
Hund 60 110 | 113 | 115 | 109
Teabel!e ХІ.
| 5 госта Nehenruiwirneytraiii =- PI eom 19 ige 1 Daver | Е Aana
Keiennieren | der EE `` GE Se e die кышы E EA е „шге EEE кы ee EN ven | Versuehe 5 EEE E e, E i E EE E EE Де | 152149165. ко 21да EA | Minuton | = EE ee nn ууз И нен — ars ПЕРОН E ETE a Lean) ОРЗ ee К E E e 3 — пес осе а: оде ў . 1 — 130 1123, 12850: 120 | Ha IN ien An ; 15 торо | пе 1:15. Mm ME. 97 Mores, j 60 роз IORI ijs т эт, ju ea Ri schweinchsen il 1) | E? өк. Жык. e Ap Ку e ж Кол ш Б ët ee, ШЕ, uo A0 | уз Er з Sr “ШАБ БУЗ м ч SS * П ae 1 ! 29 Ze WI “ie i ge & d e d М 1 ex С Т WW є* ч, R > | SR O “ e Se М U 7 eege ? — k о: i we М Cat | ЖС f „ОЖ ur. э, А М, i АА; А x. || 240 83 | 77|] 89 | 86ү gl 75 | 74, Tu 3 eai то [аі aa R| от ei 74
412 G. Izar: Tabelle XI (Fortsetzung).
5 оеш Nebennierenextrakt L 95 ccm 19,160 Lösung von
tyl tearyl- alanin
м вч || Palmi ©
ж ры
=5555 833383
I Ee 3 [- 7
сот Leberextrakt + 95 oom 1°/,ig. Lösung von es * Së — Gel Р» = DN їй EE
121 | 191 | 115 | 124 | 114 | 102 | 97 117 | 119 | 115 | 119 | 100 | 99 | 93 75 | 107| ei 91| 82| 72| 77 64 | 84| 67| 74| 71| 64| 65 63| 61| ei 63! 67! ol e —| —|—!| -| ee o 119 | 130 | 125 | 121 | 104 | 106 | 107 118 | 125 | 119 | 118 | 102 | 99 | 101 80] 95 110 87| 83| 67! 7 7101771 n| 74! 63| el e 621 6 | 65| 65! 63| =| — — | 6&2) —| —| DI =| — 111 | 134 | 129 | 122 | 111 | 116 | ug 109 | 133 | 126.! 117 | 104 | 114 | 111 84 | 103 | 103 | 94 | 85 | 100 | 74 701 801 77| 80| al 79| 63 621 671 661 67! 62| 68! 61 — 1601 oi -| —– | в! — 129 | 122 | 107 | 119 | 108 | 125 | 199 129 | 116 | 92 | 100 | 105 | 191 | 121 103 | 95 | 74 | 81| 90 | 100 | 100 741 74| 63| 64| el 89| 73 631 631 — | 60| e 73 62
Hund
Rind
Studien fiber Lipolyse.
Tabelle ХШ. ech — = 3.9 a taleg Se SE KOERSCH 123 | 121 | 194 | 190 118 | 119 | 121 | 116 90 | 103 | 99 | 100 75| 82| 74| 79 67| 60| 61
62| 62| —| — 126 | 118 | 126 | 119 123 | 117 | 123 | 117 90 | 85 | 84 | IO 79| 70| 64! e 63 | 59] el 67 6l | —| — | 59 121 ! 116 | 127 | 122 116 |109 | 125 | 113 81 | 84 | 105 | 84 631 73| 86| 7 62 | 62 | 74| 61 = 60 65 — 126 | 123 | 194 | 117 119 | 118 | 121 | 112 92 | 64| 88| 9 781 10| 64| 70 67161! 61| o 63 аыр Кыс RE Tabelle XIV.
33
Palmi
Stearyl- |! gly
107 102 81 64 61
418
5 com — 9б com Lies
d-alanin
есе БЕ 122389
414 G. Izar: Tabelle XV.
— — —— — — -— e —————- — — ` — — — — — —
Din | een LE er | com 19/0 б уоп Pankreas der | Tr СРЗ
29148/39133 |ка|ъЯ | | V P B. р von ersuche E 53 ER р 5 E Б | ? Minuten 4 4.5 = KE À ба |92 ER — |118 | 191 | 1285 | 114 | 100 |. 99 | 98 | 95 15 118 120 194 | 114 | 99| 98 | 99| 95 60 [117 | 191 | 123 | 115 | 99| 97| 98) 95 Kaninchen 120. |116 | 119 | 123 | 115 | 98 | 97 | 98| 94 240 |117 | 120 | 122 | 115 | 98| 97| 97| 94 360 |116 | 118 | 123 | 114 | 97! 98 | 97 | 93 — |131 | 130 | 133 | 122 | 113 | 110 | 109 | 115 15 [130 | 129 | 132 | 122 | 114 | 110 | 108 | 114 Hund _ 60 |128 | 198 | 133 | 122 | 114 | 110 | 107 | 113 120. | 127 | 128 | 132 | 123 | 112 | 109 | 107 | 113 240 | 127 | 128 | 131 | 122 | 112 | 108 | 107 | 114 360 | 198 | 127 | 131 | 121 | 112 | 108 | 108 | 113 — |139 | 131 | 136 | 124 | 117 | 114 | 108 | 116 15 | 129 | 130 | 135 | 123 | 118 | 114 | 108 | 116 Rind 60 | 130 | 129 | 136 | 122 | 117 | 114 | 108 | 114 120 | 130 | 130 | 135 | 122 | 116 | 113 | 107 | 114 240 | 129 | 130 | 136 | 121 | 116 | 112 | 107 ! 113 360 | 130 | 129 | 135 | 122 | 115 | 112 | 106 | 113 МА 145 | 138 | 131 | 130 | 129 | 119 | 122 | 114 15 | 143 | 136 | 132 | 128 | 128 | 120 | 124 | 116 Lipase 60 | 142 | 135 | 133 | 127 | 125 | 119 | 123 | 113 Grübler 129 | 141 | 136 | 131 | 128 ! 126 | 119 | 123 | 112 240 | 143 | 135 | 130 | 126 | 125 | 118 | 123 | 112 360 | 142 | 136 | 131 | 128 | 125 | 118 | 122 | 112
Tabelle XVI.
ceme EE nn EE — — — —— un nn 2 nn —
l ост Hundsieberextrakt 4 659 com 1°/ ige Myristil-
Diuer | BAG oa ME ee, — Versuche ; Temperatur dea Wasserbades Minuten | 09 | 120 |: ms | 30° | 38 45° — — — — — лаана — * — = месароем SEE раро mn nn — { Bi | 1 | 19 | 127] 133 60. 5 IR г 190 A 2128 r HI | 98 | Di 12 $ _- | — 1 19 | 91 | 87 | 74 180 | з | 19 | ~ | я | 3 | e 24 — | — gu | 67 93 · 81 WW Р re ЧА, 60 | BE: A ss ‚80 = К oe { 8 1 5} — РА 420 | 195 195 О = [е — e
|
Wie wir bei den Versuchen mit Triolein schon bemerkt haben, ist die Menge der in einem gewissen Zeitraum
Studien über Lipolyse. Ä 416
gespaltenen Verbindung der Menge des zugesetzten Fermentes nicht proportional; kleine Mengen erweisen sich verhältnismäßig wirksamer als sehr große Mengen (Ta- bellon. u und ХУШ).
Tabelle ХҮП.
99 19 Myristil-Gl 1 Dauer com Wie, чу Dr A оош
Aug ї, Std. auf | 10 Min. auf 50° 56°
Die Fermentwirkung tritt nur bei Temperaturen oberhalb 15° zutage; die EE liegt zwischen 38 bis 40° (Tabelle XVI). |
Tabelle XVIII.
500 осо 1°/,ige Lösung von ityl-d-alanin + Hu е за
15 | 121 30 92 БЕ | ES 45 — ` 96 0: 93 60 99 DEL. esch een ыш) Ss 90 — — | 98. 90, 83 68 120 94 о эс ш. eg 180 — — | 2! 141 6 63 240 86 60] =! — — — — 300 = — | 80 661 o - 360 80 61 ee | жш» — 420 — - | 2|] a! — — — 480 | 7 Sab жоо en 540 — == БИз. 063.7 ar сы дш 600 Se -1 =; — — — — 660 6 el ЫЙА eer E Ee Se ш
Sech sstündiges Kohlen auf 50° verringert kaum merklich die Fermentwirkung der Leber, der Niere, der Schilddrüse von Hunden; !/,stündiges Erhitzen. auf 56 bis 57° hebt jede Fermentwirkung auf (Tabelle XVII und XIX).
416 | G. Izar: Tabelle XIX.
5 com Hundenierenextrakt 4 95 com 1%%,i Lösung a =
Hundeniere
Tabelle XX.
0,5 com Kaninchenniereextrakt L 99,5 com 1°/,ige Dauer der Stearyl-d-alanin-Lösung -}-NaOH bis zu einem ` Versuche alkalinitätegrad von Minuten эе | "hoo | Saa | Su | "ho */% is — 113 116 120 125 129 141 154
60 91 87 103 114 122 138 149 120 69 70 84 93 118 139 150 240 61 61 76 87 120 143 146 480 69 60 68 74 117 135 144
Eine höhere als 0,10 n-Alkalikonzentration ver- zögert merklich die Entwicklung der Reaktion: noch höhere Konzentrationen unterdrücken sie (Tabelle XX).
D с ж
Bei einigen der angeführten Verbindungen: Lauryl-d-alanin, Myristil-d-alanin, Palmityl-d-alanin, Stearyl-d-alanin, die op- tisch wirksam sind, habe ich, wie erwähnt ebenfalls das polari- metrische Verfahren angewandt.
Ich benützte ein Landoltsches Polarimeter von der Firms Schmidt und Haensch, mit 3teiligem Polarisator nach Lippich.
Studien über Lipolyse. 417
Als Beobachtungsröhren verwandte ich 100 mm lange Röhren mit Messingmantel für Woasserzirkulation und Seitenöffnung für das Тһегтпогаеќег.
Es wurde die identische Technik wie bei den stalagmıo- metrischen Versuchen befolgt; sowohl die untersuchte Lösung als die Organextrakto oder das Serum wurden, bevor sie mit- einander in Berührung kamen, im Wasserbad (37°) gelassen, bis sie die gleiche Temperatur angenommen hatten; in dem- selben Wasserbad hielt ich auch die Untersuchungsröhren, deren Mantel schon mit zirkulierendem, auf 37° erhitztem Wasser ge- füllt war.
Wf А -0 4 -03% -4 7 —— 6 D u N Š -au N т. ; 1, CRT Fig. 23.
9,5 com 2°/,ige Lauryl-d-alaninlösung!) +
21--0,5 ост Meerschw.-Leberextzakt
8 +05 „ Ae Жа
3з-+4-0,65 ,. Bundo- j
4-+- 0,5 ,„ Rinder- Se
6-+-0,5 „ Meerschw.-Nierenextrakt
6-0,5 „ ° »
7-0,5 „ Hunde н
SAAR „ Binder 95
940,5 „ Kaninch.- ы 30’ auf 56° erbitzt.
1) In 0,85°/,iger NaCl-Lösung + NaOH. 2) Abgelesene Drehung: T — 37°. Röhrchen mit 4 eem Inhalt. 3) Zeit der Ablesung.
Nachdem ich mich vergewissert hatte, daß sowohl die Flüssig- keiten als auch die Röhre eine gleiche Temperatur angenommen hatten, vermengte ich rasch die zwei Flüssigkeiten und füllte die Beobachtungsröhre, die mittels geschlossener Zirkulation von 37° warmem Wasser auf derselben Temperatur erhalten
Bd mn Р | —— ИЄ Wgl ges . 9,5 com 2*/,!ge Miristyi-d-alaninlösung + ZN 1-1 0,5 ccm Meerschw.-Nierenextzakt — I 2406., Е 2 2 Q 3-05 > Hunde- с 6108, Buse * IN e Let Кышпа y 7 + OR, Hunde- ~ 8 -4-0,6 „ Binder „+05 „ Hund» so
418 | G. Isar:
wurde. In den ersten Versuchen wurde die Ablesung?) des . Drehungswinkels sofort und jede 10’ ausgeführt; in den folgen- den Versuchen variierten die Ablesungsintervalle je nach der lipolytischen Wirkung des untersuchten Gewebes.
Fig. 25.
9,5 com 2°%/,ige Palmityl-d-Alaain-
2 8 - „ Hunde- we 4 4-0,5 „ Binder * 9 +0,5 „ Meerschw.-Hodenextzakt 6 0,5 „ nm ` 7 --0,5 „ Hunde = 8 0,5 „ә Д 9 +0,5 „ Кам . 10 -+0,5 ‚‚ Hunde- М 11 0,5 DU э
A A Fig. 26. > IQ 9,6 ocm 2°/ ige Stearyl-d-slaninlöeung + * 1 0,5 com Maerschw.ierenextsakt
2 0, n chen- D И „ге ` IN ов " Hunde 2 0 ғ, a 4406 >, Rinder- п 3 6--0,5 , Meerschw.-Leberextzakt -gu N ? 6--05 „ Kaninchen- ` „ | Р 7 0.5 n дие m 8 0,5 „ er- d -0,40 6 94-06 „ Meerschw.-Milsextrakt 10 0, 5 „ә Kaninchen- TT II A 0,5 „ Hunde- sé
— 3 60 90 120 10 100 210
1) Jede Abiesung wurde wenigstens 4mal wiederholt; die Unter- schiede zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden Ablesungen über- trafen nie Ze Grad.
Studien über Lipolyse. 419
In den parallelen Versuchen mit 2 oder 3 Mischungen wurde die Temperatur der Röhren durch geschlossene Wasser- zirkulation, das aus einem einzigen Wasserbade herrührte, be- ständig gleich erhalten; die Ablesungen erfolgten der Reihe nach unter gleichen Zeitabständen. | In den Fig. 23 bis 26 sind der Kürze wegen nur einige
unter den zahlreich ausgeführten Versuchen veranschaulicht.
Die nach dieser Methode ausgeführten Untersuchungen über die Wirkung der verschiedenen Organextrakte auf Lau- ryl-, Myristil-, Palmityl-, Stearyl-d-alanin führten zu Ergeb- nissen, die mit denjenigen der stalagmometrischen Methode vollkommen übereinstimmen; wir unterlassen ев also, die Schlußfolgerungen zu wiederholen, da sie sich mit den schon angeführten decken.
Anmerkung. Die optische Methode bietet der stalagmometrischen gegenüber den unbestreitbaren Vorteil, Ergebnisse von fast mathems- tischer Zuverlässigkeit zu liefern, und ist (bei Versuchen mit optisch wirksamen Substanzen) jedesmal zu befolgen, wenn eine absolute Ge- nauigkeit der einzelnen Ergebnisse erfordert wird; die raschere und wegen der äußersten Billigkeit der zugehörigen Apparatur allen Labo- ratorien zugängliche stalagmometrische Methode eignet sioh statt dessen besser für jene vergleichenden Versuche, die eine nur relative Genauig- keit erfordern, und wenn eine ziemlich große Anzahl Versuche angesetzt werden muß. Außerdem erweist sich die stalagmometrische Methode manchmal empfindlicher als die optische Methode, wenn, wie in unserem Falle, optisch wirksame Substanzen untersucht werden, die aber infolge ihrer geringen Löslichkeit in Wasser in den einzelnen Versuchen nur kleine Schwankungen des Drehungswinkels liefern.
Über synthetische Vorgänge im pflanzlichen Organismus. 1. Die Rohrzuckersynthese,
Von P. Boysen-Jensen. (Aus dem Pflanzenbiologischen Laboratorium der Universität Kopenhagen.) (Eingegargen am 7. März 1912.) Mit 2 Figuren im Text,
1. Einleitung. .
Im Jahre 1898 gelang ев, wie bekannt, Croft Hill’), die Reversibilität einer Enzymwirkung nachzuweisen. Er zeigte nämlich, daß Hefemaltase in einer 40°/,igen Glucoselösung Maltose zu bilden vermag, daß somit die Maltase imstande ist sowohl eine spaltende wie eine synthetisierende Wirkung aus- zuüben.
Croft Hills schöne Versuche machten bei ihrer Erscheinung großes und bereohtigtes Aufsehen, auf seiten der Chemiker, weil sie eine sehon früher von ant Hoft ausgesprochene Vermutung bestätigten, auf seiten der Pflanzenphysiologen, weil man durch diese Versuche hoffte, dem Verständnisse der synthetischen Vorgänge im lebenden Organismus näher treten zu können.
Die folgenden Jahre brachten daher von verschiedenen Seiten mehrere neue Untersuchungen. Teils wurden die Croft Hillschen Versuche von Emmerling®) nachgemacht. Es zeigte sich, daß die Sache sich komplizierter verbielt, als Croft Hill es vermutet hatte. Die Zuckerart, die sich in seinen Versuchen gebildet hatte, war nämlich nicht Maltose, sondern Isomaltose. Außerdem wurden viele andere enzymatische Vorgänge in bezug auf ihre Reversibilität untersucht. Es gelang lualtose aus Traubenzucker durch Emulsin und Fettstoffe aus den Komponenten durch Lipase zu bilden und dergleichen mehr. Sogar dem Pepsin hat man eine synthetische Wirkung beimessen wollen.
Aus dem Ergebnisse dieser Versuche kann man wahrschein- lich mit Recht schließen, daß die Reversibilität eine ziemlich
1) Croft Hill, Journ. Chem. боо. 78, 634, 1898. 2) Emmerling, Ber. d. Deutsch. chem; Ges. 84, 600, 1901.
P. Boysen-Jensen: Rohrzuckersynthese. 421
allgemein verbreitete Eigenschaft bei den enzymatischen Vor- gängen ist, und daß somit die Croft Hillschen Versuche voll- kommen ihre Richtigkeit erwiesen haben. Die Frage ist nun, wie weit wir diese Reversibilität der synthetischen Vorgänge im pflanzlichen Organismus zu erklären vermögen.
Betrachten wir erstens das Verhalten des Rohrzuckers in ‚den Keimpflanzen. Der Rohrzucker, dessen Menge während der Keimung vergrößert wird, entsteht sicher durch Synthese von den durch Hydrolyse der Stärke gebildeten und umgebildeten Monosscchariden. Nun findet sich z. В. in Keimpflanzen von Pisum ziemlich viel Rohrzucker, während man sehr geringe Mengen von direkt reduzierenden Zuckerarten nachweisen kann. Die Rohrzuckerkonzentration ist somit viel größer als die Kon- zentration der Monosaccharide. Weiter weiß man, daß der Rohrzuoker durch Invertin so gut wie vollkommen gespalten wird (man macht bekanntlich von diesem Verhältnis zur quanti- tativen Bestimmung des Rohrzuckers Gebrauch), und daß also das Gleichgewicht bei der Umbildung des Rohrzuckers bei einer sehr kleinen Rohrzuckerkonzentration und einer großen Monosac- charidkonzentration erreicht wird. Über dieses Gleichgewicht hinaus vermag Invertin keinen Rohrzucker aus den Monosac- chariden zu bilden, und man muß daher schließen, daß der Rohrzucker in den Keimpflanzen durch eine reversible Wirkung des Invertins nicht gebildet sein kann.
In Hinsicht auf die Maltose- und Stärkebildung in reifen- den Samen kann man sehr wahrscheinlich dasselbe schließen. In den Croft Hillschen Versuchen trat die Maltosebildung durch Maltase erst in einer 40°/,igen Traubenzuckerlösung auf, und außerdem mußten die Versuche über mehrere Monate aus- gedehnt werden. Eine Synthese, die so langsam vorgeht, dürfte bei weitem nicht ausgiebig genug sein, und außerdem ist auch hier die Menge der direkt reduzierenden Zuckerarten und also auch der Monosaccharide gering. Und noch weniger kann man sich die Eiweißverbindungen durch eine Enzymwirkung gebildet denken, da die synthetische Wirkung der proteoly- schen Enzyme wohl noch als ziemlich problematisch betrachtet werden muß.
Die Konzentrationsverhältnisse, die man in reifenden Samen und an anderen Stellen, wo eine ausgiebige Synthese vorgeht,
Biochemische Zeitschrift Band 40. 28
422 P. Boysen-Jensen :
findet, entsprechen also gar nicht den Konzentrationen, die man erwarten müßte, wenn Enzyme die Synthesen bewerkstelligten. Kehren wir zum Rohrzucker zurück, so ist die Konzentration des Rohrzuokers größer als die der Monossccharide. Man muß daher annehmen, daß der Rohrzucker, falls Invertin vorhanden ist (und das ist, wie wir später sehen werden, in keimenden Samen ziemlich allgemein der Fall), fortwährend gespalten wird, und daß diese Spaltung durch eine Rohrzuckersynthese, die durch andere Mittel bewerkstelligt wird, kompensiert wird.
Von welcher Art sind nun diese Mittel! `
Ober das Gleichgewicht hinaus verläuft keine Reaktion freiwillig, das heißt, eine Energiezufuhr ist nötig, um die oben genannten Synthesen zu erzwingen. | Als eine Energiequelle, der sich die Pflanze in sche Fällen bedienen könnte, liegt es nahe, den Respirationsprozeß zu betrachten, um so mehr, als die Bedeutung des Respirations- prosesses für die Pflanzen nach den bisherigen Untersuchungen nooh ziemlich dunkel ist. Da nun durch den Respirations-. prozeß fortwährend Energie freigemacht wird, ist es sehr wahrscheinlich, daB ein Teil dieser Energie für die Synthesen Verwendung finden könnte. In seinen klassischen Unter- suchungen über den Energieumsatz bei dem Respirationsprozesse zeigte Rodewald'), daß die entwickelte Wärmemenge kleiner wer, als man es aus der entwickelten Kohlensäuremenge er- warten sollte. Ein Teil der bei dem KRespirationsprozeß freigemachten Energie muß also anderswo Verwendung finden. Wozu diese verschwundene Energie gebraucht wird, hat Rode- wald nicht näher untersucht, er erwähnt jedoch, daß sie außer zum Wachstum auch zu ES Vorgängen Verwendung finden könnte.
Die Energiemenge, die für die Synthese der obengenannten Körper notwendig ist, ist vielleicht nicht sehr groß; wissen wir doch, daß der Unterschied zwischen den Verbrennungswärmen der synthetischen Verbindungen und der Spaltungsprodukte ziemlich klein ist. Hierdurch erklärt es sich auch, daß die bei den obenerwähnten Versuchen von Rodewald verschwundene Energiemenge ziemlich klein ist. Wenn er in seinen Versuchen
1) Koiewalg, 05.1.7. Jahrb. 20, 261, 1839.
Rohrzuckersynthose. | 423
die aus der aufgenommenen Sauerstoffmenge oder aus der ab- gegebenen Kohlensäuremenge berechnete Wärmeabgabe gleich 100 setzte, wurden nur 93,5, 95,4, 88,8 und 94,7 gefunden. 5 bis 10°/, der freigemachten Energiemenge haben also ‚anderswo Verwendung gefunden. |
Immerhin ist es d>ch möglich, daß größere Energiemengen als die hier erwähnten nötig aind. Die Bedeutung des Respi- rationsprozesses für die synthetischen Vorgänge könnte zum Beispiel die sein, daß durch diesen Vorgang reagierende Ver- bindungen geschaffen würden. Die dazu nötige Energie aber könnte wieder als Wärme freigemacht werden. Die von Rode- wald gewonnenen Zahlen können daher nicht ohne weiteres als Maß für die für die Synthesen nötige Energiemenge gelten. = Wir stellen somit die Hypothese auf, daß die für gewisse synthetische Vorgänge im pflanzlichen Organis- mus nötige Energiemenge vom Mespirakionspronsene geliefert wird.
Die Gültigkeit dieser Hypothese werden wir im —— untersuchen.
Wenn die erwähnte Hypothese richtig ist, muß die Rohr- ' zuokerkonzentration, da Invertin wahrscheinlich in allen Pflanzen- teilen ziemlich allgemein verbreitet ist, dadurch bestimmt sein, daß bei der betreffenden Konzentration in der Zeiteinheit gleich viel Rohrzucker gebildet und zerlegt wird, daß also Synthese und Spaltung im Gleichgewicht sind. Wenn daher die Rohr- zuokersynthese aus der einen oder anderen Ursache stockt oder vermindert wird, so werden die Dissimilationsprozesse über- wiegen, und die Rohrzuckerkonzentration wird dadurch ver- mindert werden. Um daher die Hypothese experimentell be- gründen zu können, müssen wir untersuchen, ob verschiedene äußere Faktoren, die den RespirationsprozeßB und infolge der ` Hypothese auch die Rohrzuckersynthese aufheben oder ver- mindern, ohne gleichzeitig die Spaltung des Rohrzuckers zu beeinflussen, auch eine Verminderung der Rohrzuckerkonzen- tration zur Folge haben. Kine solche Aufhebung oder Ver- minderung des Respiratiousprozesses können wir in verschiedener Weise hervorbringen, nämlich: 1. durch Einbringen der Pflanzen in einer Wasserstoffatmosphäre; 2. indem wir die Pflanzen längere Zeit bei höheren Temperaturen belassen und 3. durch
28*
494 Р. Boysen-Jensen:
Autolyse; 4. endlich kann man auch in vitro die Bildung einer nicht reduzierenden Zuokerart hervorrufen. Die Wirkung dieser verschiedenen Faktoren auf die Rohrzuckerkonzentration werden wir im folgenden untersuchen.
2. Quantitative Bestimmungsmethoden.
Die keimenden Samen (in Portionen von 20 g) wurden unter Zu- satz von 2 g Bariumoarbonat im Mörser fein zerrieben und hinterher in einem gewogenen Erienmeyerschen Kölbchen (250 oom) mit 900 g 70°%/,igen Alkohol übergossen. Nachdem die Kölbohen in einem Wasser- bade aufgekocht waren, wurden sie ungefähr 8 Tage bei Zimmertempe- ratur hingestellt und dann wieder gekocht, womit die Extraktion als be- endet zu betrachten ist. Das Gewicht der Flüssigkeit im Kölbohen ist somit 200 g (die zugesetzte Alkoholmenge) 4 der Wassergehalt des Materials + die alkohollöslicben Verbindungen im Material. Für ver- gleichende Zwecke arbeitet man genügend genau, wenn man die Summe gleich 215 g setzt. Nach erneuter Wägung und Ersatz des verdunsteten Alkohols wurden 150 g vom Extrakt abfiltriert. Das Extrakt wurde auf dem Wasserbade zur Trockne eingedampft und der Rückstand in Wasser zu 45 oom gelöst. Nachher wurden, um die Eiweißverbindungen zu entfernen, 5 com von einer 10°/,igen schwach sauren Bleiacetatlösung zugesetzt; das Volumen der Flüssigkeit ist somit 50 ocm. Hiervon wurden 40 оош abfiltriert (das Volumen des bei der Bleifällung ent- standenen Niederschlags ist ziemlich klein und wurde nicht berücksichtigt), und um das Filtrat zu entbleien, wurden 10 oom einer 10°/,igen Natrium- sulfatlösung zugesetzt. Es wurden wieder 40 ост abfiltriert, das Filtrat wurde neutralisiert und auf ein Volumen von 50 ocm gebracht. Von dieser Flüssigkeit wurden 10 com zu den einzelnen Bestimmungen ver- wendet. Um daher die Bestimmungen auf die Gesamtmenge des Materials umsurechnen, müssen die gewonnenen Zahlen mit dem Faktor
215 >x< 5 x< 5 x5 1502<42<4 е | multipliziert werden.
Die Flüssigkeit, die für die Bestimmungen verwendet wurde, ent- hält alle die im 70°/,igen Alkohol löslichen Zuckersrten. Von diesen dürften nur vier, nämlich Bohrzucker, Maltose, Dextrose und Fructose in den von mir benutzten Keimpflanzen eine größere Rolle spielen.
Die Menge des Rohrzuokers wurde mit Hilfe der Fehlingschen Lösung nach der von MeißBl-Allihn angegebenen gewichtsanalytischen Methode bestimmt. 10 com der obenerwähnten Flüssigkeit wurden zu 25 com verdünnt und die bei der Behandlung mit Fiehlingscher Lösung entstandene Kupfermenge bestimmt. Andere 10 ccm wurden mit 5 eem ajio- Schwefelsäure in einer halben Stunde im Wasserbade invertiert, darauf neutralisiert und zu 25 com angefüllt, und es wurde dann aber- mals eine Zuckerbestimmung ausgeführt, Die Differenz zwischen den
Rohrzuckersynthose. 425
nach und vor der Inversion vorgefundenen Kupfermengen wurde als Rohrszucker berechnet.
Nun wird bekanntlich auch die Maltose durch Säuren invertiert, wobei die Reduktionsfähigkeit ungefähr um das Doppelte vergrößert wird. Das indes die sehr schwache Schwefelsäurekonzentrstion, die ich ver- wendete und die für die Inversion des Rohrzuckers ausreichend ist, gar keine Wirkung auf die Maltose ausübt, zeigt folgender Versuch:
10 oom einer Maltoselösung gaben mit Fehlingscher Lösung be- handelt 10,5 mg Cu; nach Kochen mit 5 оош */,„-Schwefelsäure in einer halben Stunde wurden 10,0 mg Cu ausgeschieden.
Um zu beweisen, daß die nicht reduzierende Zuckerart, die ala Rohr- zucker berechnet wird, auch. wirklich Rohrzuoker ist, wurde, wie es unten nachgesehen werden kann, in einzelnen Fällen Polarisationsbestim- mungen ausgeführt; das Ergebnis war ganz dasselbe wie bei den Be- stimmungen mit Fehlingscher Lösung. Gleichfalls wurde auch der Rohr- zucker in einem Versuche nach Sch о1 тев Strontianfällungsmethode isoliert.
Die von der nicbt invertierten Flüssigkeit ausgeschiedene Kupfer- menge gibt die Menge der Monosaccharide und der Maltose an. Ош aber auch eine angenäherte Vorstellung über die gegenseitigen Mengenverhält- nisse dieser Zuokerarten zu gewinnen, verwendete ich die Barfodsche Lösung!), die bekanntlich nur von Monosacchariden, nicht von Maltose reduziert wird,
Die Bestimmungen mit Barfodscher Lösung wurden folgendermaßen ausgeführt: 10 com der Flüssigkeit wurden zu 25 com verdünnt und mit 25 com Barfodsoher Lösung in einem kleinen Erlenmeyerschen Kölbchen gemischt und das Ganze genau 5 Minuten in einem Wasserbade gekocht. Es scheidet sich dabei, wenn die Analyse in Pflanzenextrakten vor- genommen wird, ein voluminöser Niederschlag ab, der größtenteils bei der Abkühlung der Flüssigkeit wieder verschwindet. Der Rückstand . wird in einem Asbestfilter abfiltriert und hinterher erst mit destilliertem Wasser und dann mit kalter Fehlingscher Lösung gewaschen. Wenn der Niederschlag auf dem Filter ganz rot erscheint, ist die Operation beendet. Der Filter wird wie gewöhnlich mit Alkohol und Ather gewaschen, das Kupfer im Weasserstofistrome reduziert und gewogen.
100 mg Maltose gaben, mit Barfodscher Lösung auf diese Weise behandelt, 6,5 mg Cu. Es findet also auch durch die Maltose eine kleine Reduktion statt, und die Brauchbarkeit der Methode ist somit nur für angenäherte Bestimmungen möglich, wird aber in vielen Fällen ausreichen, umso mehr, als bessere Bestimmungsmethoden meines Wissens im Augen- blioke nicht vorhanden sind. | Um aus der ausgeschiedenen Kupfermenge die Menge der Mono-
saccharide bestimmen zu können, wurde die am Schlusse dieser Ab- handlung angegebene Tabelle berechnet. Die Reduktionsfähigkeit der Dextrose und der Fructose der Barfodschen Lösung gegenüber ist un- gefähr dieselbe. Es möge nochmals hervorgehoben werden, daß man,
1) 60 g Kupferacetat wurden zu 1 1 gelöst.
426 Р. Boysen-Jensen:
um brauchbare Zahlen zu erhalten, immer genau auf dieselbe Weise arbeiten muß,
Wenn man nun weiß, wie groß die Menge der Monossccharide in der Lösung ist; kann man leicht berechnen, wie viel Kupfer die Mono- saccharide bei der. Behandlung mit Fehlingscher Lösung ausscheiden können. Die Differenz zwischen der vorgefundenen Kupfermenge und дес von den Monosaochariden ausgeschiedenen Kupfermenge rührt von der Maltose her, und man kann. daher nach deg Weinschen Tabellen!) die Maltosemengen berechnen. |
Die Ausführung der Zuokerbestimmungen mag durch folgendes Bei- spiel, das zugleich als Beleg für die Brauchbarkeit der obenerwähnten Methode dienen kann, illustriert werden:
. Es wurde eine Lösung hergestellt, die pro 10 oom enthielt: 64,8 mg Dextrose („Kahlbaum‘), 61,2 mg reinsn krystallisierten Bohrzucker und 27,5 mg eines Maltosenpräparates, das jedoch nach direkten Bestim- mungen nur 78°/, reine Maltose enthielt. Die Maltosemengo ist somit 21,4 mg.
10 oom dieser: Lösung gaben mit Barfodscher Lösung
| 91 mg Cu — 64,0 mg Dextrose. Mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 144 mg Cu, entsprechend der Dextrose und Maltose. 64 mg Dextrose geben mit Fehlimgseher Lösung 195,6 mg Cu, Die Maltosemenge entspricht somit 144 — 125,6 — 18,4 mg Cu == 15,5 mg МаКове. i Mit Fehlingsober Lösung nach Inversion 264,5 mg Cu. Die Differens 964,5 — 144 = 120,5 mg Cu entspricht dem durch die Inversion ge- bildeten Invertzucker; diese ist 63,1 mg und die Rohrzuckermenge somit 00,0 mg.
Ein Vergleich zwischen den wirklichen und gefundenen Zahlen seigt, daß die Analyse nur bezüglich des Rohrzuckers und der Dextrose quantitativ ist. Immerhin geben aber doch die Zahlen auch einigen Aufschluß über das gegenseitige Verhältnis der Maitose und der Monosaccharide, und speziell für ver- gleichende Bestimmungen, die nur eine Vermehrung oder Ver- minderung angeben sollen, dürfte die Methode verwendbar sein.
8. Das Verhalten der Rohrzuckerkonzentratien in Wasser- stoffatmosphäre. |
In einer ‚Wasserstoffetmosphäre wird die J vollkommen’ aufgehoben; die Inversion des Rohrzuckers durch ~ 1) Weins Tabellen zur Maltosebestimmung sind auf eine Kochdauer von 4 Minuten basiert. Bei den Meißl-Allihnschen Zuckerbreimmungen wird dagegen nur 2 Minuten gekocht. Diese Kochdauer habe ich auch bei meinen Versuchen benutzt; die Weinschen Tabellen stimmen, wie ich geprüft habe, auch ziemlich genau bei dieser Kochdauer.
Rohrsuckersynthese. | - 497 Invertin wird dagegen gar nicht beeinflußt. Ist daher der Re- spirationsprozeß eine notwendige Bedingung für die Rohrzucker- synthese, so muß diese in Wasserstoffatmosphäre zum Stillstand kommen, und die fortschreitende Rohrzuckerspaltung wird dann eine Abnahme der Rohrsuckerkonzentration verursachen. Dies ist, wie wir zeigen werden, tatsächlich der Fall. | Die Versuchspflanzen, die in einer Wasserstoffatmosphäre untergebracht werden sollten, wurden in einem Erlenmeyerschen Kölbohen von 250 oom angebracht. Das Kölbohen wurde mit Wasser gefüllt und mit einem doppelt durchbohrten Kautschuk- stopfen, durch den zwei rechtwinklig gebogene Glasröhren gingen, verschlossen. Nachdem die Kölbchen mit dem Kopfe ins Wasser gestellt waren, so daß sie vollkommen abgesperrt waren, _ wurde das Wasser im Kölbchen durch einen Strom von reinem Wasserstoff vertrieben.
Versuch 1. Zwei Portionen (je 20 g) von keimenden Gerstenpflansen (8 Tage alt). Portion I wurde gleich analysiert, Portion II wurde in
EE EE . Portion І. Barfodsche Lösung: 13 mg Cu = 12,8 mg Monosaccharide, pro 206 == 143 „— H
ашшы — Inversion: 82,5 mg Cu. | EZ) (den Monosacchariden: ent- spreshend, s. oben). 50,9 mg Cu = 51,2 mg Maltose, | pro 20g: BI. č » Fehlingsohe Lösung nach Inversion: 129,5 mg Cu,
Barfodsche Lösung: 34,0 mg Ou = 25,2 mg ——— pro 20 g: 281 „ Fehlingsche Lösung ohne Inversion LCE 45,5 LU 29 156,5 mg Ou = — pro 20 g: 1235 Weg Inversion: 176,0 mg Cu, 178,0 99 LU 3024 a= 1,56 mg Invertzucker LA, Bohrzucker pro 206: 16,6 LU LU
428 P. Boysen-Jensen:
Versuch 2. Zwei Portionen (je 20 g) von keimenden Erbsen (8 Tage alt). Portion I wurde gleich analysiert, Portion II in einer Wasserstoff- satmosphäre 4 Tage belassen!).
Barfodsche Lösung ....... 0,5 mg Cu | Spuren von Monosscchariden Fehlingsche „ ohne Inversion 0,2 „ „ |Spuren von Maltose PR „ nach „ 41,0 „ „ |226 mg Rohrzucker.. Portion II Barfodsche Lösung ....... 0 mg Со] ` Fehlingsche ` ohne Inversion 0,5 „ ,, | Spuren von Maltose РА у: nach = 12,0 „ „ |63,9 mg Rohrzucker.
Versuoh 3. Vier Portionen (je 20g) von keimenden Gerstenpflansen (4 Tage alt). Portion I wurde gleich analysiert, Portion П, ПІ und IV wurden 24 resp. 48 resp. 96 Stunden in einer Wasserstoflatmosphäre belassen.
Portion I. Berfodsche Lösung ....... ‚ 7 mgOu | 103mg Monosaccharide Fehlingsche „ ohne Inversion . 42,6,, „‚ |244mg Maltose э ә, nach „ e 75,2 nm e 182 mg Rohrzuoker. Portion IL Barfodsche Lösung ....... 17,0 mg Cu | 170mg Monosaocharide Fehlingche „ ohne Inversion 76,8 „ „ |450 mg Maltose ГА » nach F 90,8 „ „ |83 mg Rohrzucker. | Portion III. Barfodsche Lösung... . . . . . 19,7 mg Со | 188 mg Monossocharide Fehlingsche „ ohne Inversion. 97,0 „ „ |622 mg Maltose Si „ nach e ‚ 107,0 „ „ |55,3 mg Rohrzucker. Portion IV. Barfodsche Lösung. . ...... 22,4 mg Cu | 206mg Monosaccharide Fehlingsche „ ohne Inversion . 116,8 „ „ |778 mg Манов ` ` ep 99 nach 9 . 118,8 em a 16,7 mg Rohrzucker.
Versuch 4. Drei Portionen (je 20 g) von keimenden Erbsen (5 Tage alt), Portion I wurde gleich analysiert, Portion П und III wurden 48 resp. 96 Stunden in einer Wasserstofiatmosphäre belassen.
Portion I. Fehlingsche Lösung ohne Inversion. 0 mg Cu TI sp nach nm e 40,9 ” e 228 mg BRohrzuoker.
gege ge — чыз —
1) In diesem und in den folgenden Versuchen sind nur die Be- sultate, nicht die Ausreohnungen angeführt.
Rohrzuckersynthose. 429
| Portion II. Fehlingsche Lösung ohne Inversion . a Т ep nach ээ e 24,9 э e 93 mg Rohrzuoker.
Portion III. Fehlingsche Lösung ohne Inversion. 0 mg Cu TI TI nach ap А 12,9 ә ээ 73 mg Rohrzucker.
Aus den Versuchen 1 bis 4 geht hervor, daß ein Auf- enthalt in einer Wasserstoffatmosphäre von einer Abnahme der Rohrzuckerkonzentration begleitet wird. Bei Gerstenkeimpflanzen sinkt die Konzentration auf са. 1/,,, bei Erbsenkeimpflanzen auf са. !/, des ursprünglichen Wertes. ·
Der folgende Versuch soll zeigen, daß die Rohrzucker- synthese sofort einsetzt, wenn die Keimpflanzen aus dem Wasser- stoff in Zimmerluft zurückgebracht werden. Die Keimpflanzen dürfen nur kürzere Zeit (etwa 24 Stunden) im Wasserstoff ver- weilen, weil sie sonst absterben oder jedenfalls beschädigt werden.
Versuch б. Vier Portionen (je 20 g) von keimenden Gersten- pflanzen (5 Tage alt) wurden 24 Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre
belassen. Darauf wurde Portion I sofort analysiert, während Portion П, П und IV in atmosphärischer Luft erst 6 resp. 24 und 72 Stunden verweilten.
Portion I. Barfordsche Lösung. . . ..... 2,2 mg Са 68,2 mg Monosacchazide Fehlingsche „ ohne Inversion . 59,0 „ |462 mg Maltose v⸗ | э nach ge . 66,5 vw |41,4 mg Rohrzucker. Portion IL Barfodsche Lösung ..... .. 6,7 mg Са TE HESE Fehlingsche nm ohne Inversion 901 „ „ 701 mg Maltose E ee nach „ 109,8 » „ 110 mg Rohrzucker. Portion DL Barfodsche Lösung . . . . . . » . 6,0mgCu 96,0 mg Monossccharide Fehlingsche ,, ohne Inversion . 65,0 „ „ |467 mg Maltose m e nach ` ” „91,06 „ „ |148 mg Rohrzucker, Portion IV. Barfodsche Lösung. . ...... 35,8 mg Cu | 299 mg Monosaocharide Fehlingsche „ ohne Inversion 191,3 „ „ | 1380 mg Maltose mm ep nach „2388 ,„ o 263 mg Robrzucker.
Während der ersten 6 Stunden nach dem Aufenthalt in der Wasserstoffatmosphäre steigt die Rohrzuckerkonzentration, wie
430 Р. Boysen-Jensen: der Versuch zeigt, stark an. In: den folgenden Tagen steigt zwar auch die Rohrzuokerkonzentration, entsprechend der. Weiterentwicklung der Keimpflanzen, aber im Vergleich mit’ den ersten Stunden ist die Vermehrung des Rohrzuckers in den Keimpflanzen nur gering. | Die Rohrzuokerkonzentration steigt i in jürgen Keimpflansen, wie oben erwähnt, unter normalen Verhältnissen von Tag zu Tag an. Werden aber die Keimpflanzen 24 Stunden in eine Wasserstoffatmosphäre gebracht, so sinkt dagegen die Rohr- suckerkonzentration; bei Sauesstoffzufuhr stellt sich aber sofort wieder eine Steigerung ein. aa Er folgenden Versuche illustriert.
Versuch б. Drei Portionen (е 20 gi von ‚keimenden Gersten- pflanzen (3 bis 4 Tage alt). Portion I wurde gleich analysiert, Portion II und III wurden 24 Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre belassen,
worauf Portion II analysiert wurde, während Portion III erst nach. einen Aufenthalt von 24 Stunden in atmospbärlscher Luft analysiert wurde,
| Portion І.
Faingebe Lösung ohne Ina . . SCH
„ mach „ . 28,6 80,5 mg Bohrsucker, Portion IL. | |
Fehlingsche Lösung ohne Inversion .. КЫ ашны PR ep „ nach „ | 40,0 68,0 mg Rohrzucker. | Portion Ш. |
Fehlingsche Lösung ohne Inversion . — Lo 99 nach TT 63,8 „ 143,0 mg Rohrzueker.
Versuch 7. EEE ist dieselbe wie in Versuch 6. Mar Warea dis Vitsiobepfsnsen Mier, nämlich 10 Tage.
Portion I. | Fehlingsche Lösung ohne Inversion . | ээ sp nach РА А 2142 „ 650 mg Bohrzucker. | п Fehlingsche Lösung choe Inrersin . мад On n „ mach „ . 2100, 205 mg Rohrrucker, Portion П. | Fehlingsche Lösung ohne Inversion . 129,0 mg Са. | pe „ nach „ ‚ 2022 „ 417 mg Rohrzuoker.
Ein _ Vergleich der Ergebnisse der beiden letzten Versuche zeigt folgendes (vgl. Fig. 1 und 2):
ei ` | Fig. 2. (Kurve «a zeigt die Menge der direkt reduzierenden Zuckerarten, Kurve с die Menge der erst nach Inversion reduzierenden Zuckerarten und Когте 5 die Totalzuokermenge, durch 2 dividiert.)
In Versuch 6 steigt die Gesamtzuckermenge während des ganzen Versuches fortwährend an. Die Rohrzuckerkonzentration sinkt іп der Wasserstoffatmosphäre nur wenig, wahrscheinlich weil noch wenig Invertin in den Keimpflanzen vorhanden ist. Die Synthese dagegen geht ziemlich schnell. Die Menge der direkt reduzierenden Zuckerarten verhält sich gerade dem Rohrzucker entgegengesetzt, indem sie in einer Wasserstoffatmosphäre stark vermehrt wird, weniger dagegen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre. Dies ergibt sich noch überzeugender aus Versuch 7. Dieser. Versuch ist mit älteren Keimpflansen ausgeführt und die Gesamtzuckermenge ist während des Versuches konstant. Die Rohrzuckerkonzentration wird hier in einer Wasserstoffatmo- sphäre sehr stark vermindert, wahrscheinlich weil die Invertin- menge größer ist. Die Menge der direkt: reduzierenden Zucker- arten ist gegenüber dem Rohrzucker umgekehrt proportional, wahrscheinlich weil der Rohrzucker in einer аа sphäre in Monosaccharide umgebildet wird.
Die beiden folgenden Versuche dienen als Belege dafür, daß die in Gersten- und Erbsenkeimpflanzen auftretende, nicht reduzierende Zuckerart Rohrzucker ist.
Versuch 8.. Zwei Portionen Gerstenkeimpflanzsen, 5 Tage alt (je 50 в). Portion I wurde gleich analysiert, Portion П 4 Tage in einer Wasserstoflstmosphäre belassen. Die Keimpflanzen wurden mit der
432 P. Boysen-Jensen:
gewöhnlichen Alkoholmenge extzahiert, das Extrakt nach Eindampfen außer mit Bleiaootat auch mit Tierkohle gereinigt. Portion L a) Bestimmung mit Fehlingscher Lösung. Fehlingsche Lösang ohne Inversion . . 133,6 mg Cu * „ nach » . . 234,0 „ vw |49,9mgRohrzucker!). b) Bestimmung durch Polarisation.
10 com der für die Bestimmungen mit Fehling benutzten Lösung wurde zu 20 com verdünnt; die dadurch gewonnene Lösung wurde im ‚Lippichschen Polarisstionsapparat im 200-mm-Rohr untersucht. Der Drehungswinkel war 1° 50. Andere 10 com wurden mit 5 оош Se: Schwefelsäure invertiert, das ganze zu 20 em verdünnt und dann polarisiert. Der Drehungswinkel war 1% 94°, Die Differenz zwischen den Drehungswinkeln ist somit 26’, in einem 100-mm-Rohr also 19.
Zu 1 g Rohrzuoker, zu 100 com gelöst, entspricht eine Drehungs- differenz vor und nach der Inversion von 52,26’; 13’ entspricht somit 0,2487 g Rohrzucker; in 20 coom findet sich also 49,9 mg Rohrzucker, dasselbe, das durch die Bestimmungen mit Fehlingscher Lösung gefunden wurde.
Poetion П. a) Bestiminungen mit Fehlingscher Lösung. Fehlingsche Lösung ohne Inversion . . 440,0 mg Cu РА wm nach » ` . . 469,5 ,, „ | 14,6 mg Rohrsucker.
b) Bestimmung durch Polarisation.
Die Drehungsdifferenz vor und nach der Inversion war 6 Minuten. Dieser entspricht ein Rohrzuckergehalt von 11,5 mg.
Versuch 9. Zwei Portionen Erbsenkeimpflanzen, je 300 g. Die eine Portion wurde sofort analysiert, die andere 4 Tage in einer Wasser- stoffatmosphäre belassen. Der Rohrzucker wurde nach Schulzes Strontian- verfahren isoliert, und zwar auf folgende Weise.
Jede der beiden Portionen wurde unter Zusats von 30 g kohlen- saurem Baryt gemahlen und mit 1000 g Alkohol (95°/,) extrahiert. Nachdem die Extraktion beendet war, wurden 1200 coom abfiltziert. Die Fällung und das Auswaschen des Niederschlages wurden in üblicher Weise ausgeführt.
Nach 2maliger Umkrystallisation lieferte
e Me ke 0,158 g >
Aus den Versuchen 1 bis 9 geht hervor, daß die Rohr- suokerkonzentration in Keimpflanzen von Gerste oder Erbse in einer Wasseratmosphäre vermindert wird. Bei Zufuhr von sauerstoffhaltiger Luft tritt sofort wieder eine Vermeh- rung ein.
1) Die Zahlen sind nicht auf die ganze Portion umgerechnet wie in den übrigen Versuchen.
Rohrzuckersynthese. 433
4. Das Verhalten der Rohrzuckerkonzentration bei höherer Temperatur.
Wie es aus Buohners Versuchen!) hervorgeht, ist die Hefezymase anderen Enzymen gegenüber gegen höhere Tem- peraturen überaus empfindlich. Dies ist auch der Fall mit der Zymase in höheren Pflanzen, und die Respirationsintensität wird daher bei längerem Aufenthalt in einer Temperatur von 35 bis 40° sehr stark beeinträchtigt. Diese Temperatur liegt weit unter dem Optimum der Invertinwirkung. Für Tem- persturen von ca. 40° gilt also, falls die obenerwähnte Hypothese richtig ist, ganz dasselbe, was oben unter dem Einflusse des Wasserstoffes auf der Rohrzuokerkonzentration gesagt wurde: Die Rohrzuckersynthese muß bei Temperaturen von ca. 40° vermindert werden, während die Rohrzucker- spaltung fortdauert. Der Einfluß der höheren Temperaturen auf die Keimpflanzen soll sich also als eine Verminderung der Rohrzuckerkonzentration manifestieren. Dies ist, wie aus den folgenden Versuchen hervorgeht, auch tatsächlich der Fall.
Versuch 10. Vier Portionen Erbsenkeimpflanzen (Wurzellänge 5 bis 6 cm), је 20 g. Portion I wurde sofort analysiert, die übrigen drei Portionen wurden im Thermostat bei 409 18 Stunden hingestellt, worauf Portion II analysiert wurde. Portion III und IV wurden aufs neue vor der Analyse bei Zimmertemperatur hingestellt, 24 resp. 96 Stunden. Bevor die verschiedenen Portionen der Analyse unter- worfen wurden, wurde eine Respirationebestimmung ausgeführt.
Portion I. Die Respirationsbestimmung gab 8,8 mg CO, pro Stunde. ee Lösung ohne Inversion . . 0,3 mg Cu * nach s . BB ve „ Portion IL Die Respirstionsbestimmung gab 2,4 mg 00, pro Stunde. Fehlingsche Lösung ohne Inversion . . 0,4 mg Са e 2 „ nab „ .. 76, 40,0 mg Rohrzuoker. Portion III. Die Respirationsbestimmung gab 4,4 mg OO, pro Stunde. Fehlingsche Lösung ohne Inversion . . 0,2 mg Cu а М „ nach * . . 20,5 „ 113 mg Bohrzuckes. Portion IV. Die Respirationsbestimmung gab 4,6 mg СО, pro Stunde. Fehlingsohe Lösung ohne Inversion. . — | „ » mach „ , 27,6 „ 151 mg Rohrzucker
2) Buohner und Hahn, Die dee 1903, В. 149.
131 mg Rohrzucker.
434 Р. Boysen-Jensen
Versuch 11 wurde auf entsprechende Weise ausgeführt. Doch wurden nur drei Portionen Erbsenkeimpflansen benutzt. Portion I wurde sogleich analysiert, Portion II und III wurden 18 Stunden bei 40° hin- gestellt, worauf Portion II analysiert wurde, während Portion III vor вилаетин Stunden bei Zimmertemperatur hingestellt wurde.
Portion І . Die Respirationsbestimmung gal 6,0 mg CO, pro Stunde. ee ш . 1,0 mg Cu
D „ nach „ . 86,5 „ Gef
Portion П. Die Respirationsbestimmung geb 1,6 mg CO, pro Stunde. Fehlingsche Lösung ohne Inversion. . 0,4 mg Са в: „” паоһ ” , e 91» » Portion ІП. Die Respirationsbestimmung gab 2,8 mg CO, pro Stunde. Fehlingsche Lösung ohne Inversion . . 0,2 mg Cu
» » nach ,, .29,3 » » P РЕЧИ
Aus den Versuchen 10 иа 1l-geht hervor, daß die Rohr- zuokerkonzentration proportional der Respirstionsintensität vermehrt oder vermindert wird in vorzüglioher Überein- stimmung mit den Folgerungen der Hypothese. |
48 mg Bohrzucker.
5. Das Verhalten der Rohrzuckerkonzentration bei Autolyse.
Bekanntlich kommt der Respirationsprozeß bald nach dem Tode der Pflanzen zum Stillstand, wahrscheinlich weil die Respirationsenzyme, besonders die Zymase, durch Stoffe, die vom Zellsaft ins Protoplasma diffundieren, zerstört werden. Die übrigen Enzyme aber, z. B. das Invertin, setzen ihre Wirksam- keit nach dem Tode der Pflanzen fort. Die Rohrzuckerkonzen- tration muß daher, wenn die Keimpflanzen getötet werden, vermindert werden, Daß dies der Fall ist, zeigen die folgenden Versuche.
Versuch 12. 3 Portionen Gerstenkeimpflanzen (5 Tage alt), je 20 g. Portion I wurde sofort analysiert, während Portion П und III 24 Stunden је in einem geschlossenen Glaso von oa. 750 com Fassung mit 10 een, Ather untergebracht wurden. Durch diese Ätherdosis werden die Pflanzun sehr schnell getötet. Nach Verlauf der 24 Stunden wurde Portion 11 analysiert, während Portion IJI außerdem 24 Stunden in atmosphfrischer Luft hingestellt wurde.
Portion 1. Barfodsche Lösung . . . .... 16,2 mg Си! 165 mg Monosaccharide Feblingsche ,„ obmelnversion 911 „ » | €30 „ Maltose
e „ nach „ 119,2 » „ :157 „ Rohrzucker
Bohrtackersynthese, | 435
| С Portion П. Barfodsche Lösung . . . .. . - 34 2 ае Cu 284 mg Monosaccharide Fehlingsche „ ohne Inversion 99,8 „ 498 „ Maltose e e nach „ 100,5 ээ 57.0 „ BRohrzuoker. Barfodsche Lösung. . . . . . .» пав а 310 mg Monosaccharide - Fehlingsche „ . ohnelnversion 177,3 „ 1210 mg Maltose ew, „» mach „ 178,8 „ „ 156,5 mg Rohrzucker.
Versuch 13. 3 Portionen Erbsenkeinipflanzen (Wurzellänge 5 bis 6 cm), je 20 g. Die Portionen wurden ganz wie in Versuch 12 behandelt.
Portion I. алрды ere chno ere nach TT 20,5 * | Portion П. Fehlingsche Lösung ohne Inversion zu i e nach ` ,, 18,0 „ >» |97 mg Rohrsucker. | Portion III. E 22,9 mg Cu Se sp Sé 37,5 ep e 81 mg Rohrzucker.
Versuch 14. 2 Portionen Erbsenkeimpflansen, den Portionen I und III in Versuch 13 entsprechend. Portion I. Fehlingsche — ohne Inversion 0,5 mg Cu * vm nah „ 28,8 „ 158 mg Rohrzucker. Portion П. — — = Inversion L ээ 99 38,0 9 Versuch 12 bis 14 beweisen, Aaf bei rasen die Rohrzucokerkonzentration, wie erwartet, fortwährend sinkt.
6. Die Bildung eines nicht reduzierenden Zuckers in vitro.
Wie ich in einer vorläufigen Mitteilung!) erwähnt habe, hann man in vitro einen normalen Atmungsvorgang synthetisch darstellen, und zwar auf folgender Weise. Die Sauerstoffatmung setzt sich aus zwei Vorgängen zusammen, eine Umbildung des Zuckers in Dioxyaceton, das dann weiter oxydiert wird. Zwei Enzyme beteiligen sich daher bei dem Zustandekommen des Atmungsvorganges: die Zymase und die Oxydase, Die Zymase
1) Р, Boysen-Jeonsen, Ber. d. Deutsch. botan. Ges. 26а, 066, 1908.
436 | Р. Воувеп - Јепвеп:
findet sich іп reichlicher Menge in Hefezellen. Die Oxydase kann man auf folgende Weise aus Grasblätter darstellen?).
50 g Grasblätter werden mit einer Schere fein zerschnitten und mit 10 g Kaliumnitrat gemischt. Das Ganze wird im Mörser mit dem Pistill so lange durchgearbeitet, bis das ganze einen Kuchen bildet, darauf mit 100 com Wasser übergossen und abermals gut umgerührt. Das tiefgrün gefärbte Extrakt wird durch ein leinenes Tuch filtriert und der Rück- stand gut abgepreßt. Ein etwas reineres Präparat kann durch Fällung des Extraktes mit Alkohol dargestellt werden; der Niederschlag wird abfiltriert und getrocknet. Indessen sind die meisten unten erwähnten Versuche mit nicht gereinigter Oxydase angestellt,
Die auf diese Weise dargestellte Oxydase färbt Guajactinktur sehr intensiv blau. Kochen der Oxydaselösung bewirkt, laß sie die Reaktion nicht mehr gibt. Eine Bestimmung der Oxydationswirkung einer auf dieser Weise hergestellten, 3fach verdünnten Oxydaselösung mit Pyrogallol nach Chodat?) gab 0,002 -1 0,003 (Versuchszeit 24 Stunden).
Man bereitet nun eine 10°/,ige Invertzuckerlösung und fügt zu 100 com 2 g Hefe, 10 com Oxydaselösung und 1 com Toluol. Der Toluolzusatz tötet die Hefezellen und bewirkt, daß diese sozusagen als Hefepreßsaft wirken®). Die Flüssigkeit wird in einem hohen zylindrischen Glase untergebracht, das mit einem doppelt durchbohrten Kautschuk- stopfen und Glasröhren derartig versehen ist, daß man mit der Saug- pumpe einen kräftigen Luftstrom durch die Flüssigkeit treiben kann. Es findet dann in der Flüssigkeit ein normaler Atmungsvorgang statt. Es wird Kohlensäure gebildet, und zwar in sauerstoffhaltiger Luft bis
zweimal so viel wie in Wasserstofflatmosphäre. Der Quotient A ist
са. 2/„ (für Hefezellen ohne Oxydasezusatz dagegen oa. 1).
Falls nun die Bildung des Rohrzuckers von dem Respi- rationsprozeß bedingt ist, muß, da Invertzucker in der oben- erwähnten Flüssigkeit vorhanden ist, eine Rohrzuckersynthese stattfinden. Dies ist, wie die folgenden Versuche zeigen, auch wahrscheinlich der Fall. `
Versuch 15. 1 g Dextrose und 1 g Lävulose wurden zu 200 eem gelöst. Nach Zusatz von 4 g Hefe und 20 com der Oxydaseläsung wurde das Ganze in zwei gleich große Portionen geteilt; zu jede der beiden Portionen wurde 1 оош Toluol zugosetzt. Durch Portion I wurde 4 Stunden ein kräftiger Luftstrom hindurchgesaugt, Portion II wurde im derselben Zeit in einen geschlossenen Behälter (also ohne Табаа) untergebracht.
Nach Verlauf von 4 Stunden warden von beiden Portionen 20 ocm abfiltriert und analysiert,
1) Sieber, Zeitschr. f. physiol. Chem. 39, 484, 1908. 2) Handb. d. bioobem. Arbeitsmethoden ПІ, 1, 55, 1910. з} Buchner und Hahn: Die Zymasegärung, 8. 69, 1903.
Rohrzuckersynthese. 437
Portion I. 10 ocm (zu 25 oom verdünnt) gaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion | 130,2 mg Cu. 10 em gaben mit Fehlingscher Lösung nach Inversion . 138,0 „ „
Portion II. 10 com (zu 25 сот verdünnt) gaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 79,4 mg Cu. 10 сот gaben mit Fehlingscher Lösung nach Inversion . 81,4 „ „
Aus dem Versuche ergibt sich folgendes: Die verbrauchte Zuckermenge ist am größten ohne Luftzutritt, wahrscheinlich weil sonst eine Säurebildung stattfindet, die die Zyınase schädigt. Die Menge des nicht unmittelbar reduzierenden Zuckers ist weit größer bei Luftzutritt als ohne solchen.
Versuch 16 wurde auf ähnliche Weise angestellt. 0,5 g Trauben- zuoker („Kahlbaum“) + 0,5 g Lävulose wurden zu 90 dom gelöst. Nach Zusatz von 2g Hefe, 10 com Oxydaselösung, 1 ccm Toluol und Be Calciumcarbonat wurde 5 Stunden lang ein kräftiger Luftstrom hindurch- gesaugt.
10 ост ergaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 139,7 mg Cu, 10 Sp Cu х 99 sg ээ nach ээ 151,7 99 H
Auch in diesem Versuche ist eine Bildung von nicht reduzierendem Zucker nachgewiesen worden.
Es gilt nun zu zeigen, daß sowohl die Zymase als die Oxydase gegenwärtig sein müssen, um eine Bildung des nicht reduzierenden Zuckers hervorzurufen. Während die Hefe keine oder jedenfalls sehr geringe Mengen Oxydase enthält und daher als reines Zymasepräparat betrachtet werden kann, enthält da- gegen das Oxydasepräparat bisweilen Zymase. Man erhält jedoch leicht ein zymasefreies Oxydasepräparat, wenn man die Oxydase 24 Stunden bei 44° beläßt. Die Zymase ist nämlich, wie schon früher erwähnt, überaus empfindlich gegen diese Tempe- ratur und wird ziemlich schnell zerstört.
Versuch 17. а) 0,5 g Dextrose -+ 0,5 g Lävulose wurden zu 90 ост gelöst. Außerdem wurden 2 g Hefe + 10 oom zymasefreie Oxydase + 1 g Toluol + 5 g Caloiumoarbonat zugesetzt. Luftstrom während 4 Stunden.
10 ост ergaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 145,2 mg Cu, 10 gp D d d „ nach ” 149,3 nm эю
b) 0,5 g Dextrose + 0,5 g Lävulose wurden zu 90 com gelöst. Zu-
satz von 10 oom Oxydase, Be Calciumcarbonat und 1 com Toluol. (Keine
Hefe!) Luftstrom wie oben. Biochemische Zeitschrift Band 40. 29
438 P. Boysen- -Jensen:
10 oom ergaben. mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 169,3 mg Ou, 10 „ eg o „ » nach eg 1604 » „
Aus dem Versuche geht hervor, daß Oxydase nicht allein, sondern nur in Verbindung mit Hefe einen nicht reduzierenden Zucker zu bilden vermag.
Versuch 18. а) 0,5 g Dextrose LL 0,5 g Lävulose wurden zu 90 oam gelöst, Zusatz von 10 com Oxydase L 2 g Hefe + 5 g Calcium- carbonat -{- 1 eem Toluol. Luftstrom während 4 Stunden.
10 ccm ergaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 126,0 mg Cu, о» » » „ „ nach » 1841 „ e
Ъ) 0,5 g Dextrose -+ 0,5 g Lävulose wurden zu 90 оош gelöst. Zu- satz von 2 g Hofe + ög Calciumoarbonat -}- 1 com Toluol. (Keine Oxy- dase!) Laftstrom während 4 Stunden. | 10 eem ergaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 125,2 mg Cu,
10 „ „ә en e 99 nach ep 124,0 „ „
Aus dem Versuche geht hervor, daß Hefe nicht allein, sondern nur in Verbindung mit Oxydase einen nicht reduzie- renden Zucker zu bilden vermag. | | |
Versuch 19. 0,5 g Dextrose 4 0,5 g Lävulose wurden zu 90 oom gelöst. Zusatz von 10 сою zymasefreier Oxydass + 2 g Hefe + 5g ~ Calciumcardonat -}- 1 eem Toluol. Die Mischung wurde 4 Stunden in einem geschlossenen Behälter ohne Laftzufuhr hingestellt.
10 com ergaben mit Fehlingscher Lösung obne Inversion 90,2 mg Cu, 10 e eg. э 9 ” nach ” 98 „ „
Aus dem Versuche geht hervor, daß weder Hefe noch Oxydase ohne Luftzufuhr einen nicht reduzierenden Zucker zu bilden vermag.
Versuch 20. Es muß noch bewiesen werden, daß der nicht reduzierende Zucker von der Dextrose und Lävulose gebildet wird und nicht von der Hefe oder Oxydase herrührt.
90 ocom Wasser + 10 ост zymasefreio Oxydass +2g Hefe + 5 с Calciumoerbonst + 1 oom Toluol wurden im Luftsteom 4 Stunden hin- gestellt.
10 oom ergaben mit Fehlingscher Lösung ohne Inversion 0 mg Cu, 10 „ sp 9р < TT nach өв O» »
Aus den Versuchen 17 bis 20 geht hervor, daß Hofe, Oxydase und Sauerstoff gleichzeitig anwesend sein müssen, um die Bildung des nicht reduzierenden Zuckers hervor- zurufen.
Es wurden außerdem mehrere Versuche angestellt, um die gebildete, uicht reduzierende Zuckerart zu identifizieren. In der
Rohrzuckersynthese. 439
Voraussetzung, daß diese Zuckerart Rohrzucker war, wurden 100 com einer Flüssigkeit von der obenerwähnten Zusammen- setzung, worin die nicht reduzierende Zuckerart gebildet war, mit 900 com Alkohol verdünnt und das Ganze mit Strontian- hydrat nach Schulzes Methode gefällt. Aus dem Niederschlag gelang es aber nicht, Rohrzucker zu isolieren. Мап wird jedoch aus diesen Versuchen nicht schließen können, daß die nicht reduzierende Zuckerart kein Rohrzucker ist. Die Isolierung von so kleinen Rohrzuckermengen, die außerdem mit großen Mengen reduzierenden Zuckerarten gemischt sind, ist mit so großen Schwierigkeiten verbunden, daß ein negativer Erfolg durchaus nicht als Beweis für das Fehlen des Rohrzuckers gelten kann.
7. Schlußbetrachtungen.
Aus dem oben Erwähnten meine ich folgendes schließen zu können:
Die Zufuhr von Sauerstoff ist eine notwendige Bedingung für die Bildung des Rohrzuckers. Dies geht aus den Ver- suchen 1 bis 9 hervor, aus denen man ersieht, daß die Rohr- zuckerkonzentration in einer Wasserstoffstmosphäre abnimmt und wieder vergrößert wird, н зоа neue zugeführt wird.
Daß der Sauerstoff nicht direkt die Eege beeinflußt, sondern indirekt, indem der Respirationsprozeß durch Sauerstoffzufuhr ermöglicht wird, geht aus den Versuchen 10 und 11 hervor, aus denen man ersieht, daß die Rohrzuoker- konzentration proportional der Respirationsintensität vergrößert oder vermindert wird. | |
Wenn man nun die nicht unwahrscheinliche Annahme macht, daß die in den Versuchen 15 bis 20 besprochene, nicht reduzierende Zuckerart Rohrzucker ist, können auch diese Ver- suche als Stütze für die Abhängigkeit der Rohrzuckerbildung
vom Reespirationsprozeß gelten.
Der Respirstionsprozeß scheint also eine not- wendige Bedingung für die Rohrzuckersynthese zu sein.
29*
440 Р. Boysen-Jensen: Rohrzuckersynthese. Bestimmung der Monosaocharide mit Barfodscher Lösung. Са | Monos. | Cu | Monos. | Cu Monos. | Са | Monos. mg mg mg mg mg mg mg mg 1 5,3 21 17,6 41 30,0 61 42,9 2 6,0 22 18,2 42 30,7 62 43,5 3 6,7 23 18,8 43 31,4 63 44,1 4 1,4 24 19,4 44 32,0 64 44,7 5 8,0 25 20,0 45 32,7 65 45,3 6 8,6 26 20,6 46 33,4 66 45,9 7 9,2 27 21,2 47 34,0 67 46,6 8 9,8 28 21,8 48 34,6 68 413 9 10,4 29 22,4 49 35,2 69 48,0 10 11,0 30 23,0 50 35,9 70 48,6 11 11,6 31 23,6 51 36,5 71 49,3 12 12,2 32 24,2 62 37,2 72 50,0 13 12,8 38 24,8 53 37,9 73 50,1 14 13,4 34 95,4 54 38,5 74 51,4 15 14,0 35 26,0 55 39,1 75 52,0 16 14,6 36 26,7 56 39,7 76 62,7 17 15,2 37 27,4 67 40,4 77 53,4 18 15,8 38 28,0 68 41,1 18 54,1 19 16,4 39 28,7 59 41,7 79 54,8 20 17,0 40 29,4 60 42,3 80 55,4
Über Brenztraubensäure-Glucosurie und über das Verhalten der Brenztraubensäure im Тіегкӧгрег!). | Von Ä Paul Mayer (Karlsbad).
(Aus der chemischen Abteilung dea Tierphysiologischen Instituts der Königl. Landwirtschaftliohen Hochschule, Berlin.)
(Bingegangen am 9. März 1912.)
Die Frage nach den Zwischenprodukten des physiologischen Zuckerabbaus ist trotz der vielen darauf gerichteten Unter- suchungen bis zum heutigen Tage nicht geklärt. Das gilt in gleicher Weise für die Lehre von der alkoholischen Gärung des Zuckers wie für den Kohlenhydratumsatz im Tierkörper. Zu der großen Reihe von Substanzen, die man aus theoreti- schen Überlegungen als eine Zwischenstufe beim Zuckerabbau in Betracht gezogen hat, ist neuerdings die Brenztraubensäure getreten [Neuberg°®), Neubauer?)]. Schon die Tatsache, daß die Brenztraubensäure in ausgesprochener Weise durch Hefe wie ein echtes Kohlenhydrat vergoren wird, deutet auf Be- ziehungen derselben zu den Zuckerarten hin. Nach den Unter- suchungen von Neuberg und seinen Mitarbeitern‘) über die sog. zuokerfreien Hefegärungen wird die Brenztraubensäure durch alle Hefen in ähnlicher Weise wie Traubenzucker gespalten, liefert aber nicht Kohlensäure und Äthylalkohol, sondern Kohlen- säure und Acetaldehyd*):
CH,.C0.COOH == СО, + CH,.COH.
1) Auszugsweire mitgeteilt in der Sitzung d. Berl. Physiol. Gesellsch. vom 1. März 1912.
2) Neuberg und Hildesheimer, diese Zeite. 81, 170, 1911.
3) O. Neubauer und К. Frombherez, Zeitschr. f. physiol Chem. 70, 826, 1911.
4) Neuberg und Karczag, diese Zeitschr. 86, 68, 1911 u. folg.
442 P. Mayer:
Es war nun von besonderem Interesse festzustellen, ob dieser für niedere Organismen (Hefen) aufgedeckte Zusammen- hang auch im tierischen Organismus zutage tritt, ~ ` Zar Erforschung einer solchen etwaigen Beziehung habe
ich eine Reihe von Versuchen über das Verhalten der Brenz- traubensäure im Organismus des Kaninchens angestellt.
Über das Verhalten der Brenztraubensäure im Tierkörper liegt in der Literatur. nur eine Angabe von J. Pohl!) vor, der in zwei an Hunden angestellten Versuchen nach Verfütterung von 1 und 2 g Brenztraubensäure weder Brenztraubensäure noch andere abnorme Produkte im Harne fand. Die von Pohl verfütterten Mengen sind indes so geringe, daß seine Ergeb- nisse zu keinen weiteren Schlüssen berechtigen. Denn wean man die bei der Verbrennung einer Substanz im Organismus entstehenden intermediären Produkte ermitteln will, ist es oft erforderlich, wie ich in früheren Arbeiten wiederholt betont habe*), so große Mengen der betreffenden Substanz einzuverleiben, daß sie nicht mehr vollständig oxydiert wird, daß also ein Teil unverändert im Harn erscheint.
A. Verhalten der Brenztraubensäure bei normal шнда, Kaninchen.
(Gemischtes Futter: Hafer, Kohl, Rüben.)
Orientierende Versuche zeigten alsbald, daß eine Ver- fütterung von Brenztraubensäure — als Natriumsalz verabfolgt — praktisch unausführbar ist. Denn die Tiere gehen bei Dosen von 10 bis 15 g ausnahmslos an akuten Schädigungen des Magendarmkanals zugrunde. Insbesondere zeigt sich eine un- gemein starke Entzündung der Magenschleimhaut.
Auch die intravenöse Zufuhr scheitert an der Empfindlich- keit der Tiere; bei Applikation von 0,5 g brenztraubensaurem Natrium sterben sie schon nach Injektion der ersten Tropfen in kürzester Zeit unter Krämpfen.
So blieb nur die Möglichkeit der Steeg Zufuhr, die sich ohne ао bewirken läßt.
1) J. Pohl, Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 87, 418, 1896. з) Р. Mayer, Deutsche med. Wochenschr. 16 u. 17, 1901; Zeitschr. f. klin, Med. 47, Heft 1 u. 2,1902; Zeitschr. f. phys. Chem. 88, 135, 1903.
Brenztzaubensäure-Oluoosurie u. das Verhalt. dee Brenstraubenskure. 443
Das Resultat dieser Versuche, deren wichtigste ich durch die nachstehenden Protokolle belege, ist nun folgendes. 1 bis 7 g Brenztraubensäure erweisen sich für 2 bis 9!/„ kg schwere Kaninchen als ungiftig. Nach Injektion von 4 bis 5 р treten höchstens Spuren Brenztraubensäure, aber sonst keine anderen Produkte in den Harn üb« Веі subcutaner Verabfolgung von mehr als 10g an Kaninche. des gleichen Gewichtes, d.h. von mehr als 4 bis be pro Kilogramm Körpergewicht, gefährdet man das Leben der Tiere, die meist innerhalb 24 Stunden zugrunde. gehen. Bei Zufuhr von 7 bis 8 g Brenztraubensäure - — als Natriumsalz verabfolgt — bleiben die Tiere fast steta am Leben, und man beobachtet folgende interessante Aus, scheidungsverhältnisse:
а) Der Harn enthält regelmäßig Traubenzuoker. Dieser ist nachgewiesen durch Reduktion, Drehung, Darstellung des Glucosazons sowie durch die Gärungsprobe. Letztere wäre für sich allein nicht beweisend, da in den Harn übergetretene ` Brenztraubensäure gleichfalls mit Hefe in Gärung gerät (siehe sub b). Die Menge der ausgeschiedenen Glucose betrug bis 2,4 g in 24 Stunden. Besonders bemerkenswert ist es, daß die Glucosurie bereits 2 Stunden nach Injektion der Brenz- traubensäure einsetzt und etwa nach 4 bis 5 Stunden ihr Maximum erreicht. So entbielt z. B. in einem Versuche der nach 2 Stunden entleerte Harn 0,2 g, und der nach weiteren 3 Stunden gelsssene Urin 2g Zucker. Dann sinkt die Höhe ‚ der Zuckerausscheidung ab und ist nach Ablauf von 24 Stunden meist beendet.
b) Der Harn der Versuchstiere enthält stets unverändertes brenztraubensaures Salz. Daß jedoch die Hauptmenge der Brenztraubensäure eine Umwandlung und Abtrennung vom Al- kali erfahren hat, geht aus der stark alkalischen Reaktion des Harns hervor. Die Anwesenheit der Brenztraubensäure im Urin wurde mit Hilfe der Alkali-Nitroprussidnatriumprobe festge- stellt, deren tief violetter Ton auf Essigsäurezusatz sie deut- lich zu erkennen gab. Außerdem habe ich wiederholt die Brenstraubensäure mit Phenylhydrazin nachgewiesen. Die Ab- scheidung des Brenztraubensäurephenylhydrazons gelingt leicht neben dem Nachweise des Traubenzuckers. Es erfolgt nämlich auf Zusatz von essigsaurem Phenylhydrasin momentan eine
444 ` P. Mayer: `
charakteristische, dichte Trübung, die sich beim Stehen in der Kälte (im Frigoapparat bei — 1°) innerhalb 12 Stunden zu ‚einem Niederschlage verdichtet, während die darüber stehende Flüssigkeit klar wird. Der abgesaugte Niederschlag liefert beim Umkrystallisieren aus verdünntem Alkohol unter Zusatz von Knochenkohle lange Nadeln des fast farblosen Brenztrauben- ‚säurehydrazons vom Schmelzpunkt 192°. Aus dem klaren Filtrat entsteht dann beim Erhitzen im Wasserbad typisches Glucosazon, das durch Umkrystallisieren unschwer rein zu er- halten ist, und dessen Schmelzpunkt bei 208 bis 205° gefunden wurde (vgl. sub a). |
c) Es lag nahe, in dem Harn nach einfachen Umwandlungs- produkten der Brenztraubensäure, z. B. nach ihrem Reduktions- produkt, der Milchsäure, zu suchen:
CH, .CO.COOH —— CH,.CHOH.COOH.
Tatsächlich geht bei erschöpfender Ätherextraktion des Harnes im Lindschen Extraktionsapparat ein Gemisch von Säuren in den Ätherauszug. Nach Verjagen des Äthers und Aufnahme des Rückstandes in Wasser erhält man eine stark saure Flüssigkeit, die in zwei Versuchen eine deutliche Links- drehung zeigte (2. В. 0,5°/, — auf Glucose berechnet — bei Lösung des Ätherrückstandes in 30 com Wasser).
Orientierende Versuche zeigten, daß die lävogyre Substanz nicht aus Glucuronsäureverbindungen besteht (negativer Ausfall der Orcin- und Naphthoresorcinprobe). Die systematische Ver- arbeitung auf Zinksalz ergab eine relativ schwer lösliche Ver- bindung vom Aussehen des Zinklactate, die die Uffelmannsche Probe und die Reaktion von Fletcher-Hopkins auf Milchsäure gab. Durch Krystallisation aus heißem Wasser wurde die Zink- verbindung rein erhalten und stellte nach Analyse (Wasser, und Zinkgehalt) sowie zufolge der optischen Inaktivität d-l- milchsaures Zink dar. | | |
Ob die öfters beobachtete Linksdrehung des ursprünglichen Ätherextraktes auf eine Beimischung von optisch aktiver Milch- säure oder einer anderen drehenden Substanz [Alaninabkömm- ling M zu beziehen ist, konnte bisher nicht entschieden werden. Es ist nicht ausgeschlossen, daß das bekanntlich leichter lös- liche aktive Zinklactat in den nicht krystallisierten Mutterlaugen
Brenztraubensäure-Gluoosurie u. das Verhalt. der Brenstraubensäure. 445
verblieben ist. Jedenfalls verdient hervorgehoben zu werden, daß die isolierte Milchsäure die Racemform darstellt.
d) Endlich ist zu erwähnen, daß der Harn der Kaninchen nach subcutaner Einverleibung von 7 bis 8g Brenztrauben- säure öfter deutliche Spuren Eiweiß enthält.
B. Verhalten der EE EEN bei Hunger-Kaninchen.
In Rücksicht auf die nachstehend zu besprechende Deutung der Brenztraubensäureglucosurie war es notwendig, das Verhalten ` der Brenztraubensäure am Hungertier zu prüfen. Aus den zuvor dargelegten Gründen mußte auch hier die Form der sub- cutanen Einverleibung gewählt werden. Zur Verwendung kamen Kaninchen, die 10 oder 11 Tage gehungert hatten. Man be- obachtet zunächst ebenfalls einen Übertritt von unveränderter Brenztraubensäure in den Harn. Traubenzucker wird jedoch, wenn überhaupt, nur in sehr geringer Menge ausgeschieden. Ich fand in einem Versuch 0,24 g Zucker in der 24stündigen' Harnmenge, während bei anderen Tieren keine Zuckerausschei- dung beobachtet wurde. _
Sehr bemerkenswert ist es nun, daß ich in der Leber ` dieser Hungertiere nach Brenztraubensäurezufuhr einen Gehalt an Glykogen konstatiert habe, der auf eine Befähigung der Brenztraubensäure zur Glykogenneubildung hinweist. Gefunden wurden in einem Versuche nahezu 1 g, in einem an- . дегеп Falle 0,65 g Glykogen. Diese Mengen übersteigen jeden- falls erheblich die Quantität Glykogen, die man in der Leber am 10. oder 11. Tage hungender Kaninchen antrifft. Denn nach den Untersuchungen verschiedener Autoren, denen sich in neuerer Zeit solche von L. Pollak?) anreihen, sowie auch nach eigenen bei Gelegenheit früherer Versuche von mir ausgeführten Gily- kogenbestimmungen findet man bei Kaninchen nach 10 bis 11tägiger Karenz keine oder höchstens unwägbare Spuren Glykogen.
C. Verhalten des Biutzuckers bei der Brenztraubensäure- glucosurie.
Für die Deutun g der Brenztraubensäuregluoosurie war
vor allem das Verhelten des Bilutzuckers zu prüfen. Die
1) L. Pollak, Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 61, 149, 1909.
446 ` P Mayer: `
Protokolle zeigen, daß stets eine ausgesprochene Hyper- glykämie zu konstatieren ist. Der normale Zuckergehalt des Kaninchenblutes bewegt sich in ziemlich engen Grenzen und ist von der Art der Ernährung ziemlich unabhängig. Er be- trägt nach zahlreichen Angaben im Durchschnitt ca. 0,1°/, [s. besonders Rose!) und Nishi’). Ich selbst habe bei 2 nor- malen Kaninchen einen Biutzuckergehalt von 0,089°/, und 0,11 °/, festgestellt.
= Unter der Wirkung der Brenztraubensäure nimmt der Blut- zuckergehalt beträchtlich zu. Gefunden habe ich Werte von .0,16°/, 0,32°/, und 0,45°/,. Einmal habe ich den exorbitanten und unerklärlichen Wert von 2,3°/, konstatiert! Das Blut, 20 bis 40 ocm, wurde dem nicht narkotisierten Tiere aus der Carotis entnommen. Die Enteiweißung geschah nach Michaelis und Rona, die Zuckerbestimmung polarimetrisch und titri- metrisch nach Pavy-Kumagawa-Suto-Kinoshita°). Beide Methoden führten zu gut miteinander übereinstimmenden Werten. Mit Rücksicht auf die sichergestellte Tatsache, daß nach wieder- holten Blutentziehungen bei Kaninchen eine Нурегріукётіе auf- tritt, sei ausdrücklich hervorgehoben, daß ich bei ein und demselben Tiere stets nur eine Blutzuckerbestimmung ausgeführt habe.
Entsprechend der für die Zuckerausfuhr im Harn ge- machten Erfahrung habe ich die höchsten Blutzuckerwerte etwe 4 Stunden nach der Brenztraubensäureinjektion beobachtet. — Sehr bemerkenswert ist es, daß auch bei den Hungertieren nach Brenztraubensäurezufuhr stets eine deutliche Hypergly- kämie auftritt, trotzdem, wie oben erwähnt, keine oder nur eine sehr geringe Zuckerausscheidung erfolgt. Ich fand 0,19, 0,2 und 0,22°/, Zucker im Blute, Werte, die allerdings niedriger sind als bei den normal ernährten Brenztraubensäure-Kaninchen.
Es erhebt sich nun die Frage: Wie ist die Brenztrauben- säureglucosurie zu deuten? Mit Sicherheit läßt sich wohl aus- sagen, daß trotz der öfters beobachteten, allerdings nur ge- ' ringen Albuminurie die Zuckerausscheidung nicht renalen Ur- sprungs ist, da der Blutzucker ganz konstant und recht erheb-
з) Rose, Arch. f. experim. Pathol. u. Pharmakol. 50, 15, 1908. з) М. Nishi, ebenda 61, 401, 1909. | | 3) Siehe Neuberg, „Der Harn“. 1, 393. Berlin 1911.
Brenstraubensäure-QGluoosurie u. das Verhalt. der Brenztraubensäure. 447
lich МЕРС ist. Die Ursache der Gluoosurie ist jedenfalls die Hyperglykämie. Da ich nun bei den glykogenfreien Tieren keine oder nur eine ganz geringe Zuckerausscheidung kon- statiert habe, und da bei den Hunger-Kaninchen der Blut- zucker nicht so hoch ansteigt wie bei den normal ernährten Tieren, so ist der Schluß gerechtfertigt, daB ein Übertritt von Zucker in den Harn nach Brenztraubensäurezufuhr erst dann erfolgt, wenn die Hyperglykämie eine bestimmte Höhe erreicht hat. Da bei hungernden Kaninchen die Harnabsonderung eine sehr geringe ist, so könnte aber auch die mangelhafte Diurese die Ursache dafür sein, daß bei den Karenztieren eine Zucker- ausscheidung in der Regel nicht auftritt. Denn die Unter- suchungen von Pollak!) über die Adrenalinglucosurie haben gezeigt, daß bei Kaninchen ein Blutzuckergehalt von weniger als 0,25°/, nur ‘dann zur Glucosurie führt, wenn gleichzeitig kräftige Diurese vorhanden ist, während bei einer Blutzucker- steigerung über 0,25°/, auch ohne gleichzeitige Vermehrung der Diurese Zucker in den Harn übertritt. | Woher kommt nun die Нурегріукёютіе nach Zufuhr von Brenztraubensäure? Liegt hier eine synthetische Bil. · Zucker vor, oder handelt es sich um eine rein toxisci.. einflussung des Zuckerstoffwechsels?
Ist die Brenztraubensäure tatsächlich eine Zwischenstuie beim Abbau des Zuckers, so ist nach allen neueren Forschungen unbedingt die Möglichkeit eines reversiblen Prozesses zuzugeben. Es braucht dabei nicht die Frage erörtert zu werden, ob die Brenztraubensäure an sich in Zucker übergehen kann oder durch Zusammentritt mit einer anderen Substanz der 8. Kohlen- stoffreibe, etwa, im Sinne der von Neuberg und Kerb?) ent- wickelten Anschauung mit Glycerin:
CIA, + C,H,0, = C,H D,
Außer dem eingangs erwähnten Verhalten zu Hefe und
der dadurch aufgedeckten Beziehung zu den gärenden Zucker-
arten sind noch andere Beobachtungen bekannt geworden, die auf einen Zusammenhang der Brenztraubensäure mit dem
1) L. Pollak, Lo з) С. Neuberg und J. Kerb, Zeitschr. f. Gärungsphysiologie 1, H. 2, 1912.
448 P. Mayer:
Kohlenhydratstoffwechsel hinweisen. In erster Linie ist ein Be- fund von Rona?) zu nennen. Копа zeigte, daß Muskelbewegungen eines überlebenden Dünndarmstückes nur in Lösungen von Traubenzucker und Mannose ausgelöst werden, und daß von allen darauf untersuchten Substanzen nur die Brenztrauben- säure diese beiden Zuckerarten zu vertreten vermag und ganz in gleichem Sinne wirkt.
Der Zusammenhang, der zwischen den Substanzen der 8. Kohlenstoffreihe und den echten Zuckern besteht, kommt für die Brenztraubensäure auch in den Versuchen von Embden zum Ausdruck. Embden und Schmitz?) fanden, daß bei der Durchströmung der Leber mit Brenztraubensäure in Form ihres Ammoniaksalzes Alanin, CH,—CHNH,— COOH, gebildet wird, dessen physiologische Beziehung zum Traubenzucker feststeht. Die umgekehrte Annahme, daß Alanin bei gewissen biologischen Prozessen wieder zu Brenztraubensäure wird, haben Neubauer und Fromherz?) in folgender Theorie zum Ausdruck gebracht: der Abbau des Alanins durch bei Gegenwart von Zucker ar- beitende Hefe, den F. Ehrlich‘) durch das Schema
СН,.СНМН, .СООН + Н,О = СО, -+ NH, + C,H,.OH wiedergibt, führt über die Brenztraubensäure, im Sinne der Gleichungen: |
a) CH,.CHNH,.COOH -- O = NH, + СН,.СО.СООН.
В) СН,.СО.СООН -+ H, = CO, + CH,.CH,OH.
Schließlich ist auch der von mir nachgewiesene Übergang der Brenztraubensäure in Milchsäure für die Frage nach dem Zusammenhang zwischen Brenztraubensäure und Kohlenhydraten von Interesse, da die Milchsäure als Isomeres des Glycerin- aldehyds in gewisser Beziehung zu den Kohlenhydraten steht. Die Tatsache, daß die Brenztraubensäure in größeren Dosen sich als giftig erweist, steht durchaus nicht im Widerspruche mit der Annahme, daß sie eventuell im Kohlenhydratstoff-
wechsel der höheren Organismen eine Rolle spielt. Denn es
2) P. Rona, Sitzungsber. d. Berl. Physiol. Ges. vom 1. März 1912. з) G. Embden und E. Sohmitz, diese Zeitschr. 29, 423, 1910. 3) О. Neubauer und К. Fromhers, Le
t) F. Ehrlich, diese Zeitschr. 2, 52, 1906.
Brenztraubensäure-Oluoosurie u. das Verhalt. der Brenztraubensäure. 449
macht natürlich einen wesentlichen Unterschied aus, ob man große Quantitäten einer Substanz auf einmal einführt, oder ob sie im Organismus allmählich und in kleinen Mengen am richtigen Orte gebildet wird.
Wenn nun auch eine ganze Reihe von Momenten dafür sprechen, daß beider Brenztraubensäureglucosurieeinesynthetische Bildung von Zucker in Frage kommt, so ist doch andererseits der Gedanke nicht von der Hand zu weisen, daß es sich um eine rein toxische Glucosurie handelt. Für eine solche würde die Giftigkeit der Brenztraubensäure sprechen, und auch die Tatsache, daß im Harn der Versuchstiere öfters Eiweiß, allerdings nur in Spuren, auftritt. Im Falle einer toxischen Glucosurie könnte man die Er- scheinungen am ehesten in Parallele stellen mit der Adrenalinglu- cosurie. Freilich hat die Nebennierensubstanz Beziehungen zu ner- vösen und funktionellen Zentren, die man beider Brenztraubensäure zunächst nicht voraussetzen kann. Dementsprechend wirken auch das Adrenalin und andere Glucosurie hervorrufende Gifte, wie Coffein, Strychnin, Morphium, Curare usw. in minimalen Dosen, während bei der Brenztraubensäure ganz erhebliche Dosen not- wendig sind, die jedenfalls jenseits der Oxydationsgrenze liegen. Durchaus in Betracht zu ziehen ist auch die Möglichkeit, daß bei einer Substanz vom Bau und der Reaktionsfähigkeit der Brenztraubensäure (Ketosäure) sich toxische Wirkungen und synthetische Neubildung kombinieren. Dies könnte auch er- klären, daß im Falle einer synthetischen Bildung der ent- standene Zucker nicht wie gewöhnlich verbrennt, sondern. aus- geschieden wird.
Wie man sieht, drängen sich so viele Fragen der Beant- wortung auf, daß die experimentellen Untersuchungen noch auf eine Reihe anderer Punkte gerichtet werden müssen. Des- halb sehe ich auch zunächst davon ab, näher auf den Mecha- nismus der Brenztraubensäureglucosurie an der Hand der neueren Forschungen über die Störungen der Kohlenhydrat- regulation (Falta, Eppinger, Rudinger, L. Pollak, Nishiu.a.) einzugehen. Diese Arbeiten haben so zahlreiche neue Gesichts- punkte für die Beurteilung der verschiedenen Glucosurien er- geben, daß man von einem weiteren Studium der Brenztrauben- säureglucosurie manche Klärung der hier aufgeworfenen Fragen erwarten darf.
450 zu P. Mayer: |
. Die Versuche, die ich mit der Brenztraubensäure begonnen habe, gedenke ich fortzusetzen onda auf die ihr verwandte Oxal- essigsäure auszudehnen. ` |
Protokolle.
1. Kaninchen von 2325 g erhält 15 g Brenztraubensäure!) per os. Das. Tier stirbt nach 2 Stunden unter Krämpfen. Die Magenschleimhaut ist stark verdickt und entzündet.
II. Kaninchen von 2100 g erhält 10 g Brenztraubensäure рег os. Exitus nach 3'/, Stunden. Starke Entzündung der Magenschleimhaut; Erosionen im Dünndarm. | |
IH. Kaninchen von 2480 g erhält 1g Brenztraubensäure in die Obrvene (12 ост Flüssigkeit). Noch bevor die BEE Menge injiziert ist, stirbt das Tier unter Krämpfen.
IV. Kaninchen von 2060 g erhält 0,5 g Brenztraubensäure intravenös (10 ccm Flüssigkeit). Bereits nach Injektion der halben Flüssigkeitsmenge verfällt das Tier in Krämpfe und stirbt in 1 bis 2 Minuten.
V.-Kaninchen von 2380 g erhält 10 g STE EE unter die Haut gespritzt und stirbt nach 21/, Stunden. Der in der Blase vorhandene Harn, 30 ccm, reagiert stark alkalisch, reduziert sehr stark, dreht 0,7°/, (auf Glucose berechnet) nach rechte, gibt deutliche Brenztraubensäurereaktion und gärt.
VI. Kaninchen von 2670 g erhält subcutan 10 g Brenz- traubensäure und stirbt nach etwa 5 bis 6 Stunden. In der Harnblase nur 5 ccm Harn, der stark reduziert.
VII. Kaninchen von 2150 g erhält subcoutan 4g Brenz- traubensäure. Der іп 24 Stunden produzierte Harn (60 сот) reagiert stark alkalisch, gibt deutliche Brenztraubensäurereaktion, reduziert ganz schwach, ist optisch inaktiv und gärt nicht. Das Tier bleibt am Leben.
УШ. Kaninchen von 2500 g erhält subcutan 5 g Brenz- traubensäure. Der 24stündige Harn enthält Brenztrauben- säure, sonst keine abnormen Substanzen. Das Tier bleibt am Leben.
IX. Kaninchen von 1980 g erhält suboutan 7 g Brenz- traubensäure.
1) In diesem und in allen folgenden Versuchen stets als Natriumsalz.
Brenstraubensäure-Gluoosurie u. das Verhalt. der Brenztraubensäure. 451
Harn (24 Stunden): 150 ocm.
Reaktion: stark alkalisch.
Reduktion: stark positiv.
Drehung: —+-0,8°/, (auf Glucose berechnet).
Gärung: stark positiv.
Brenztraubensäurereaktion: positiv.
Eiweiß: Spuren. |
Aus dem Harn wird BrenztreubensäurephenyIhydrason und d-Gluoosazon isoliert. Des Tier hat 1,2 g Traubenzucker aus- geschieden. In weiteren 24 Stunden ist kein Zucker mehr nachzuweisen. X. Kaninchen von 2460 g erhält suboutan 8 g Brenz-
traubensäure. |
Harn (24 Stunden): 130 ccm.
Reaktion: stark alkalisch.
Reduktion: stark positiv.
Drehung: -+ 1,7°/, (auf Glucose berechnet).
Gärung: stark positiv.
Brenztraubensäurereaktion: stark ров.
Eiweiß: Spuren.
Aus dem Harn wird Brenztraubensäurephenylhydrazon vom Schmelzpunkt 192° und Gluoosason vom Schmelzpunkt 208° Das Tier hat 2,2 g Traubenzucker ausgeschieden. Der erste nach Ablauf von 24 Stunden gelassene Harn zeigt noch geringe Rechtedrehung.
In Versuch IX und X wurden die Harne mit Äther er- schöpfend extrahiert. In Versuch IX enthielt der Ätherauszug eine linksdrehende Substanz (20 ccm drehten 0,3 links), in Ver- such X war nach dem Verjagen des Äthers und Aufnahme des Rückstandes in 20 com Wasser keine Linksdrehung zu kon- stetieren. In beiden Versuchen gab die wässerige Lösung des Ätherrückstandes weder die Orcin- noch die Naphthoresorcin- reaktion, dagegen sehr deutlich die Uffelmannsche Probe.
XL Kaninchen von 2300 g erhält subcutan 8 g Brenz- traubensäure. Der innerhalb 24 Stunden gelassene Harn (200 ocm) enthält 2,4 g Zucker (Drebung von 1,2°/). Der Ham wird 50 Stunden lang im Lindschen Extraktionsapparat mit Äther
452 | P. Mayer:
extrahiert. Nach Verjagen des Athers wird der Rückstand in 30 ccm Wasser aufgenommen. Diese Lösung, welche eine Links- drehung von 0,5°/, (auf Glucose berechnet) zeigt, weder die Огсіп- noch die Naphthoresorcinprobe, dagegen eine starke Uffelmannsche Reaktion gibt, wird nach den Angaben von Salkowski zur Darstellung von milchsaurem Zink verarbeitet. Es werden 0,3945 g lufttrockenes, völlig weißes Zinksalz er- halten, welches die Uffelmannsche Probe und besonders schön die Thiophenreaktion von Fletcher-Hopkins gibt.
0,2025 g verlieren bei 110°: 0,0361 g = 17,83°/, H,O.
Der erhaltene Trockenrückstand == 0,1664 g gibt 0,0663 g Zinkoxyd == == 83,83),
Dadurch ist festgestellt, daß es sich um gärungsmilchsaures Zink handelt. Berechnet Gefunden Krystallwasser . . . 2 2 2 0 220. 18,18 17,83 ZnO-Gehalt des wasserfreien Zinksalzes . 33,29 33,83
Eine Drehungsbestimmung des Zinksalzes ergibt das Fehlen jeglicher optischen Aktivität, во daß zweifellos die racemische Milchsäure vorliegt.
ХП. Kaninchen von 2150 g erhält subcutan 8g Brenz- traubensäure.e Harn nach 2 Stunden (17 ccm) dreht 1,2°/, rechts und enthält daher 0,2 g Zucker. Der 5 Stunden nach der Injektion entnommene Harn (90 com) dreht 2,3°/, nach rechts, enthält also 2 g Zucker (durch Darstellung des Glucosazons sichergestellt). Brenztraubensäure durch die Nitroprussidnatrium- reaktion und Darstellung des Hydrazons nachgewiesen. Der Harn enthält kein Eiweiß. Der innerhalb der zweiten 24 Stunden entleerte Harn enthält noch Brenztraubensäure, aber keinen Zucker.
XIII. Kaninchen von 1980 g erhält subcutan 8 д Brenz- traubensäure. Der nach 2 bis 3 Stunden entleerte Harn zeigt einen Zuckergehalt von 0,1°/,. Der 5!/, Stunden nach der Injektion entnommene Harn enthält 1,5 g Zucker. Innerhalb der nächsten 4 Stunden werden nur noch 0,15 g Zucker aus- geschieden.
XIV. Kaninchen (2420 g) erhält subcutan 8 g Brenztrauben- säure. 2 Stunden später wird dem Tier Blut entnommen, das 0,16°/, Zucker enthält. Der 3 Stunden nach der Brenztrauben-
Brenztraubensäure-Glucosurie u. das Verhalt. der Brenztraubensäure. 453
säurezufuhr entleerte Harn (50 ccm) dreht 0,5°/, nach rechts, reduziert stark, gärt. Glucosazondarstellung. Der Harn enthält 0,25°/, Zucker. — Das Tier stirbt ca. 7 bis 8 Stunden nach der Einverleibung der Brenztraubensäure.
XV. Kaninchen (2170 g) erhält subcutan 8 g Brenztrauben- säure. 2 Stunden später wird dem Tier Blut entnommen, das 0,32°/, Zucker enthält. In 24 Stunden werden nur 35 com Harn entleert, die stark reduzieren, gären und 2°/, nach rechte drehen, Ausscheidung von 0,7 g Zucker.
ХУІ. Kaninchen von 2415 g erhält subcutan 8 р Brenz- traubensäure. Der nach 2 Stunden gelassene Harn (15 сот) reduziert stark, gärt, enthält Brenztraubensäure, dreht 0,5°/, rechts, enthält also 0,075 g Zucker. Der nach weiteren 2 Stunden sezernierte Harn (30 ccm) zeigt die gleichen Eigenschaften, dreht aber 3,4°/, rechts und enthält daher 1 g Zucker. 15 ccm Harn liefern mittels essigsaurem Phenylhydrazin Brenztraubensäure- hydrazon und typisches Glucosazon. Der Harn enthält deut- liche Spuren Eiweiß. Das 4 Stunden nach der Brenztrauben- säurezufuhr entnommene Blut enthält 0,45°/, Zucker.
ХУП. Kaninchen von 2415 g erhält subcutan 8 g Brenz- traubensäure Der nach 4 Stunden entleerte Harn (60 ccm) dreht 1,6°/, rechts, enthält also 0,96 g Zucker (starke Gärung, Glucosazondarstellung). Das nach 4 Stunden entnommene Blut enthält 2,3°/, Zucker. Die titrimetrische Bestimmung ergibt 2,2°/,.
ХУШ. Kaninchen von 2750 д erhält am 11. Hungertage (1900 g) subcutan 7 g Brenztraubensäure.
Harn (21 Stunden): 60 ccm.
Reaktion: neutral.
Reduktion: schwach positiv.
Drehung: + 0,4°/, (auf Glucose berechnet). Gärung: positiv. Brenztraubensäurereaktion: stark positiv.
Da der Harn mit essigsaurem Phenylhydrazin nach Ab- trennung vom Brenztraubensäurehydrazon typische Glucosazon- nadeln lieferte, hat das Tier 0,24 g Zucker ausgeschieden.
Die 4 Stunden nach der Injektion der Brenztraubensäure vorgenommene Blutzuckerbestimmung ergab 0,2°/, Zucker im
Blute. Biochemische Zeitschrift Band 40. 30
454 P.Mayer: Brenztraubensäure-Gluooe. u. d Verh. d. Brenztraubensäure,
21 Stunden nach der Brenztraubensäurezufuhr, also am 12. Hungertage, wird das Tier getötet. Die Leber (60 g) ent- hält 0,9164 g Glykogen, d. h. 1,5°/„ des feuchten Lebergewichtes-
XIX. Kaninchen von 2640 g erhält am 10. Hungertage (1910 g) 8 g Brenztraubensäure. Der nach 4 Stunden entleerte Harn enthält keinen Zucker (optisch inaktiv, keine Reduktion, keine Gärung).
Bei der Blutentnahme geht das Tier zugrunde.
_ ХХ. Kaninchen von 3115 д erhält am 10. Hungertage (2265 g) subcutan 8 g Brenztraubensäure. Der in 24 Stunden entleerte Harn (55 ccm) reagiert sauer, enthält viel Brenztrauben- säöure (äußerst intensive Reaktion), reduziert aber nur ganz schwach und dreht nicht. Spur Eiweiß deutlich nachweisbar. Gärung schwach positiv, infolge des Brenztraubensäuregehaltes des Harns. Zucker ist nicht ausgeschieden worden.
Das 4 Stunden nach der Brenztraubensäurezufuhr ent- nommene Blut enthält 0,22°/, Zucker.
Am nächsten, also 11. Hungertage wird das Tier getötet. Die Leber (75 g) enthält 0,6488 g Glykogen, d.h. 0,86°/, des feuchten Lebergewichtes. |
XXI. Kaninchen von 2910 g erhält am 10. Hungertage (2020 g) subcutan 8 g Brenztraubensäure. Der 24stündige Harn (40 com) enthält Brenztraubensäure, keinen Zucker, eine Spur Eiweiß. Das 3 Stunden nach der Brenztraubensäurezufuhr ent- nommene Blut enthält 0,19°/, Zucker.
Zur Darstellung von Glucoson. Von Paul Mayer (Karlsbad).
(Aus der chemischen Abteilung des Tierphysiologischen Instituts der Königl. Landwirtschaftlichen Hochschule, Berlin).
(Eingegangen am 9. März 1912.)
Bei früheren Untersuchungen über die Einwirkung ultra- violetter Strahlen auf carbonatalkalische Traubenzuckerlösungen habe ich unter anderem die Bildung von Glucoson beobachtet),
Da dieser Körper auch bei anderen Reaktionen (so bei der Oxydation durch Wasserstoffsuperoxyd) als erstes Oxy- dationsprodukt der Glucose und der Fructose auftritt, lag es nahe, das physiologische Verhalten des Glucosons im Tierkörper zu studieren. Allein die Gewinnung der erforderlichen Mengen reiner Substanz ist mit nicht unerheblichen Schwierigkeiten verknüpft. Bei der Darstellung des Osons auf oxydativem Wege entstehen ausnahmslos Nebenprodukte (Säuren mit 6 und weniger C-Atomen), welche das Oson für tierphysiologische Versuche ungeeignet machen. Wirklich reine Osone sind bis- her nur nach einer Methode erhältlich, die von Fischer und Armstrong?) angegeben ist. Sie beruht darauf, daß die leicht erhältlichen Osazone in wässeriger bzw. wässerig-alkoholischer Lösung sich beim Kochen mit Benzaldehyd zu Benzaldehyd- phenylhydrazon und Oson umsetzen. Nach Abfiltrieren der festen Reaktionsprodukte und Ausäthern gelösten Benzaldehyds erhält man eine Lösung von reinem Oson, das beim Abdampfen als amorphe Masse zurückbleibt.
1) P. Mayer, diese Zeitschr. 82, 1, 1911. з) E. Fischer und E. F. Armstrong, Ber. d. Deutsch. chem. Сев.
35, 3141, 1902. 30*
456 P. Mayer:
Diese treffliche Methode ist jedoch nur anwendbar bei solchen Osazonen, die sich in heißem Wasser oder verdünntem Alkohol leicht lösen. Sie versagt aber gerade beim Gluoosazon, so daß Glucoson auf diesem Wege nicht erhältlich ist. Offen- bar ist zum Gelingen der Spaltung mit Benzaldehyd erforderlich, daß dieser mit dem gelösten Osazon in innige Berührung tritt. Dieses Ziel versuchte ich zu erreichen durch Benutzung der Beobachtung, daß heißer Benzaldehyd Glucosazon reichlich löst. Emulgiert man eine solche Lösung von Glucosazon in heißem Benzaldehyd mit siedendem Wasser, so vollzieht sich in der Tat die Abspaltung der Phenylhydrazingruppen unter Bildung von Oson.
Die Ausführung des Verfahrens gestaltet sich folgender- maßen: 2 g Gluoosazon werden іп 18 д heißsm Benzaldehyd gelöst, und diese Lösung wird in 200 ccm siedendes Wasser eingetragen. Unter Zugabe einiger Glasperlen oder Siedestäbchen erhitzt man alsdann 2 Stunden am Rückflußkühler und sorgt durch vielfaches Schütteln dafür, daß an den Glaswandungen des Kolbens kein Osazon auskrystallisiert. Nach dem Erkalten erhält man eine rötlichgelb gefärbte Flüssigkeit, in welcher ein bisweilen mit Krystallen durchsetzes Öl schwimmt. Letzteres besteht aus unverändertem Benzaldehyd, der Benzaldehyd- phenylhydrazon und unverändertes Glucosazon eingeschlossen enthält. Beim Filtrieren bleibt dieses Gemisch auf dem Filter, während die Osonlösung abläuft. Das auf dem Filter zurück- gebliebene Öl wird mit heißem Wasser in den Siedekolben zurück- gebracht und noch zweimal in der angegebenen Weise 2 Stunden lang gekocht und weiterbehandelt. Die vereinigten drei Filtrate werden erschöpfend ausgeäthert und nach dem Vertreiben des gelösten Äthers auf dem Wasserbade in der Siedehitze mit Knochenkohle entfärbt. Dabei wird, um Verluste an leicht durch Knochenkohle adsorbierbarem Glucoson zu vermeiden, 1/, Volumen Alkohol zugesetzt. Die von der Knochenkohle abfiltrierte, wasserklare Flüssigkeit liefert durch Konzentration in vacuo einen schwach gefärbten Sirup, dessen wässerige Lösung mit essigsaurem Phenylhydrazin in kurzer Zeit Glucosazon zu- rückliefert. Aus 2 g verarbeitetem Glucosazon werden во 0,6 g reines Osazon wiedergewonnen, so daß die Ausbeute an Oson rund 30°/, der Theorie beträgt,
Darstellung von Gluooson. 457
Ein öfteres Kochen des erwähnten öligen Gemisches mit Wasser erhöht die Ausbeute nicht. Die Versuche, die drei Prozeduren durch einmaliges 6stündiges Siedenlassen zu er- setzen, haben sich nicht bewährt, da ein Teil des gebildeten Osons bei längerem Sieden zerstört wird. Dies ist auch der Grund, weshalb die Vornahme der Umsetzung im Autoklaven ebenfalls ein schlechteres Resultat ergibt. Versuche, die Benz- aldehydlösung des Glucosazons durch Zugabe von Alkohol zum siedenden Wasser schneller zur Reaktion zu bringen, haben ein völlig negatives Ergebnis gehabt.
Bei den geringen Ausbeuten an Oson ist das Verfahren zur Gewinnung größerer Substanzmengen leider außerordentlich mühselig. Denn es hat sich gezeigt, daß die Ausbeuten bei Verarbeitung größerer Quantitäten Osazon noch weiter sinken; selbst dauernde Schüttelung unter Dampfdurchleitung ändert daran nichts.
| Immerhin wird das. Verfahren vielleicht der Darstellung sonst nicht zugänglicher Osone in kleinen Mengen ermöglichen.
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. Von Arthur Harden und William J. Young.
(Aus der Biochemischen Abteilung des Lister Instituts, London.) (Eingegangen am 11. März 1912.) Mit 8 Figuren im Text,
In einer Anzahl neuerer Arbeiten hat A. v. Lebedew!) eine Theorie der alkoholischen Gärung aufgestellt, nach welcher eine Hexose in Kohlensäure und Alkohol in der folgenden Weise zerlegt wird:
1. C,H,,0, = 2C,H,0,
2. 20,H,0,+2RHPO, =2C,H,0,RPO, + 2H,0
3. 20,H,0,RPO, = C,H, ‚0,(RPO,),
4. С,Н,,О,(ВРО,), + H,0 =C,H,OH -+ СО,
+ C,H,0,RPO, + ЕНРО, 5. C,H, ,O,(RPO,),+2H,0=2C,H,0H-+2C0,--2RHPO,
Diese Theorie stützt sich auf die Tatsache, daß der durch Maoerierung mit Wasser von lufttrockener Hefe dargestellte Hefesaft Dioxyaceton prompt vergärt und bei Gegenwart von Phosphat in ein Hexosephosphat überführt, das mit dem aus Glucose, Fructose oder Mannose unter gleichen Bedingungen gewonnenen identisch ist. Dies ist eine Modifikation der früher . von Iwanoff*) formulierten Hypothese, die er auf Grund seiner Untersuchungen mit Zymin und Hefanol entwickelte, daß bei der Hefegärung von Hexosen der Zucker depolymerisiert
1) A. Lobedew, Compt. rend. 153, 136, 1911; Bull. боо. Chim. 9, 678, 1911; Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 44, 2932, 1911. з) Iwanoff, Centralbi. f. Bakt., Abt. П, 24, 1, 1909.
A. Harden u. W. J. Young: Der Mechanismus d. alkoholischen Gärung. 459
wird. Die dabei entstandenen Produkte bilden dann bei . Reaktion mit Phosphorsäure ein Triosephosphat, aus welchem Kohlensäure, Alkohol und freies Phosphat entstehen. Seitdem ist nachgewiesen worden, daß die phosphororganische Verbindung ein Hexose-diphosphorester ist, aber hiervon abgesehen haben Harden und Young’) gezeigt, daB Iwanoffs Theorie den Tatsachen widerspricht, und die damals erbrachten Beweis- gründe können ebenso zur Entkräftung der von Lebedew modifizierten Theorie dienen. Auf die Gärung des Dioxyaoetons wird später eingegangen werden. Diese beiden Theorien haben das Gemeinsame, daß die Hexosephosphorsäure, Iwanoffs Triose- phosphorsäure, als ein der Bildung von Alkohol und Kohlensäure vorangehendes Zwischenprodukt angesehen wird.
Die Verfasser haben wiederholt gezeigt, daß durch Phos- phatzusatz zu einem Gemisch von Hefesaft oder Zymin und ‚einer Hexose, die mit konstanter Geschwindigkeit gärt, eine auffallende Beschleunigung in der Gärung auftritt, bis ein Maximum erreicht wird. Diese erhöhte Geschwindigkeit dauert kurze Zeit an, fällt plötzlich ab und kehrt zu ihrem urprüng- liohen Wert zurück, Die Kohlensäure- und Alkoholmengen, die in dieser Zeit im Überschuß gegen die in Abwesenheit von hinzugefügtem Phosphat auftretenden gebildet werden, sind chemisch diesem letzteren nach folgender Gleichung äquivalent: (1) 2C,H „0, + 2Na, HPO, = 200, + 2C,H,0
-+ 0,H,‚O,(PO,Na,), + 2H,O. НЕ
Nach dieser Periode findet man überdies das ganze Phos- phorsalz als Hexosephosphat vor. Die Bildung von Hexose- phosphat wird, wie man hieraus sieht, von einer alkoholischen Gärung begleitet, deren Umfang ganz genau der Menge des hinzugesetzten Phosphats entspricht. Die Gärungsgeschwindig- keit nimmt rapid ab, sobald alles freie Phosphat in Hexose- phosphat umgeformt ist, obgleich die Konzentration des letzteren gerade dann auf der Höhe ist. Wenn. die Bildung von Hexosephosphat derjenigen der Kohlensäure und des Alkohols voranginge, müßte das Umgekehrte eintreffen — die Größe der alkoholischen Gärung müßte sich dann proportional zu derjenigen des gespaltenen Hexosephosphats verhalten, wäh-
1) Harden und Young, Centralbl. f. Bakt., Abt. П, 26, 179, 1010.
460 A. Harden und W. J. Young:
rend die Gärungsgeschwindigkeit des Hexosephosphats von seiner Konzentration abhängen und am größten sein müßte, wenn letztere den höchsten Grad erreicht hat.
Die Übereinstimmung in der zugefügten Phosphat- und der darauf gebildeten Gärungsmenge ganz außer acht lassend, sucht Lebedew') diese Anomalie dadurch zu erklären, daß das Hexosephosphat selbst die Gärungswirkung hemmt, sobald seine Konzentration eine gewisse Grenze überschritten hat, Daß hierin unmöglich der Grund in der Geschwindigkeits- eabnahme unter den obwaltenden Versuchsbedingungen liegen kann, geht klar aus der Tatsache hervor, daß sich bei Zusatz von. mehr Phosphat die Erscheinung wiederholt. Die Gärungs- geschwindigkeit steigt wieder an, bis ein Extraquantum Kohlen- säure und Alkohol, jener neuen Phosphatmenge entsprechend, gebildet worden ist, fällt dann plötzlich auf denselben konstanten Wert wie im Anfang, und alles Phosphat ist dann .als Hexose- phosphat zugegen. Daher entsprechen Lebedews Gleichungen in dieser Hinsicht nicht den aus Experimenten gewonnenen Resultaten und können folglich nicht als gültig angesehen werden. Auf das aus unseren Versuchen gesammelte Beweis- material bezüglich dieser Phänomene haben wir verschiedentlich hingewiesen. Zur Orientierung über die Versuche, welche die obigen Punkte behandeln, vergleiche man (für Hefesaft) Droe, Roy. Soc. В. 77, 415, 1906 und (für Zymin) Centralbl. f. Bakt., Abt. П, 26, 181, 1910.
Reaktion des Lobedewschen Macerationssaftes mit Phosphat.
Der nach der Lebedewschen Methode, Maceration von getrockneter Hefe, dargestellte Saft zeigt dasselbe Verhalten, wie aus den folgenden Versuchen ersichtlich ist, `
Es kam die von Schroder in München hergestellte und von Lebedew*) benutzte Trockenhefe zur Anwendung. Mace- ration und Filtration wurden genau nach den Vorschriften des letzteren ausgefü::
Die Gärungsv:i-uche wurden bei 25° in Gegenwart ven Toluol in dem schon beschrielenen Apparat?) angestellt, so daß Messungen der
1) Lebedew. Ber. d. Deutsch. chem. Ges, 44, 2938, 1911. 2) Lebedew, Ber. d. Deutsch. chem. Сез. 44, 2935, 1911. з) Harden, Thompson und Young, Biooh. Journ. 5, 230, 1910.
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 461
Gärungsmengen jede 5 Minuten vorgenommen werden konnten. Alle Flüssigkeiten wurden vor Beginn jedes Versuchs mit CO, gesättigt und die Gärkolben vor jeder Ablesung tüchtig geschüttelt!).
Das freie Phosphat wurde mittels Fällung mit Magnesiumeitrat- gemisch bestimmt und als Mg, P,O, gewogen. Der durch МасегаЧоп von Trookenhefe dargestellte Hefesaft enthält ungebundenes Phosphat, so daß bei Hinzufügung von Zucker ein hoher Anfangswert der Gärung erzielt wird, der, sobald dieses Phosphat in Hexosophospat übergeführt ist, auf einen konstanten Wert heruntergeht. Das während dieser Periode über die der konstanten Geschwindigkeit entsprechende Menge gebildete Kohlendioxyd entspricht ganz genau dem freien, im Saft vor- handenen Phosphat. Wenn nach Ablauf dieser Zeit ein neues Quantum Phosphat zugesetzt wird, wiederholt sich derselbe Vorgang. Alle diese Momeonte kommen in dem im folgenden beschriebenen Versuch deutlich sur Geltung, wo drei Proben mit je 20 com Maoerationssalt im Gärschrank 20 Minuten lang angesetzt wurden.
Nr. 1 wurde dann gekocht, abfiltriert und das freie Phosphat im Filtrat bestimmt. Nr. 2 und 3 wurden mit je б com einer Lösung von 2 g Fructose versetzt, die vorher bei 25° mit CO, gesättigt worden war. Die Gärungsmengen wurden hierauf beobachtet und in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Tabelle I. com CO, in den vorhergehenden Zeit * “к Minuten Gesamtmenge Minuten 2 3 2 | 3
5 2,5 2,3 25 2,3 10 8,3 9,2 10,8 11,5 15 19,7 22,9 30,5 34,4 20 30,2 31,2 60,7 65,6 25 19,3 18,0 80,0 83,6 30 4,9 6,3 84,9 88,9 35 5,0 6,0 89,9 93,9 40 5,0 5,0 94,9 98,9
Nach 40 Minuten, als die entwickelte СО„-Мепре den konstanten Wert von 5 ocm per 5 Minuten erreicht hatte, wurde die Gärung in Nr. 2 unterbrochen, indem man den Kolben in kochendes Wasser tauchte. Die Lösung wurde filtriert und das freie Phosphat im Filtrat bestimmt,
2) Es ist von wesentlicher Bedeutung, daß die Gärlösungen vor jeder Beobachtung gehörig geschüttelt werden, da sowohl Preß- wie Maocerationssaft sich leicht mit CO, übersättigen. In einem Fall z. В. wurden aus einem gärenden Gemisch, 100 ccm Macerationssaft und 10 g Glucose enthaltond, das 10 Stunden lang ohne Schütteln gestanden hatte, nur 231 eem CO, ію dieser Zeit entwickelt. Nach Schütteln entwickelte sich jedoch sofort noch ein Plus von 452 ост СО,.
462 | A. Harden und W. J. Young:
Freies Phosphat in den ursprünglichen 20 com = 0,3199 g Mg,P,O, eh * nach 40 Minuten. . . . .. == 0,0490 g Ge | Verestert e ае а RER ae 0,2709 e Ма„Р,О, entsprechend 54,8 oom 00, bei normalen Druck und Temperatur (Mg.P,0, = 2СО,). Nr. 2 Nr. 3 Gesamtmenge von OO, in 40 Minuten. . == 94,9 om 98,9 coom Korrektur für konstanten Wert = Beem in 5 Minuten . . ee 00... ss Ai „ Ai „ Entwiockelte OO, bei 15,99 und 761,2 mm Druck auf Grund des freien Phosphate — 54,9 com 58,9 com Bei normaler Temperatur und Druck . . 512 ocom 54,9 com Dem Kolben Nr. 3 wurden nach diesen 40 Minuten 5 оош einer annähernd 0,3 molekularen Lösung Na,HPO, zugesetzt, die Fructose enthielt und bei 25° mit CO, gesättigt wurde. Alle 5 Minuten Ablesungen wie vorber.
Tabelle II.
Zeit nach Hinsu- | оош ОО, in den
fü von Phosphati vorhergehenden Gesamtmenge . Minuten 5 Minuten
Nach Ablauf dieser Zeit wurde das Gemisch gekocht, abfiltriert und das freie Phosphat wie vorher im Filtrat bestimmt.
Hinzugefügtes Phosphat ....... , = 0,1718 g Mg,P,0,;
Ursprüngliche Menge Phosphat im Hefesaft . == 0,0420 g „
Gesamtmenge . ............. = 0,2133 g рбай
Freie Phosphatmenge am Schluß EEE = 0,0507
KC EE EE EE ea == 0,1626 g CRT entsprechend 32,9 eem CO, bei normalem Druck und Temperatur.
Gesamte in 40 Minuten entwickelte CO,-Menge . . . == 77,5 oom
Korrektur für den Wert bei Abwesenheit von Phos-
phat=5x8 0...0... ...... 6... == 40,0 „
Durch Phosphatzusatz entwickelte CO,-Menge . . . . = $1,5 ост (15,929 und 761,2 mm).
Bei normalem Druck und Temperatur . . . . . . . = 3498 oom
Aus diesen Zahlen geht deutlich hervor, daß das rapide Sinken der Gärungsintensität auf einen konstanten Wert nicht
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 463
auf der hemmenden, durch Anhäufung von Hexosephosphat ausgeübten Wirkung auf den GärungsprozeßB beruht, sondern auf dem. Verschwinden von freien Phosphaten aus der Lösung infolge deren Umwandlung in Hexosephosphat. Dieser Versuch zeigt auch, daß das ungebundene Phosphat der Kohlensäure, welche infolge seines Vorhandenseins entwickelt wird, vollständig äquivalent ist.
v. Lebedews Gleiohungen sind mithin, soweit sie die CO,- und Alkoholbildung als derjenigen von Hexosephosphat folgend anstatt sie begleitend darstellen, ungenau.
Vergleich der Gärungsmengen von Hexosephosphat allein und in Gegenwart von Zucker.
Nach der schon früher geäußerten Ansicht der Autoren!) wird Hexosephosphat durch ein im Hefesaft vorhandenes Enzym (Hexosephosphatase) in Hexose und freies Phosphat gespalten. (2) CH O. POR.). + 29,0 = С,Н,,0, + 2R. HPO.
Letzteres tritt dann wieder bei vermehrten Zuckermengen in die oben (1) angegebene Reaktion. Die konstante Gärungs- menge, die bei einem Überschuß von Zucker nach Verwandlung des gesamten Phosphats in Hexosephosphat sich ergibt, wird auf diese Weise durch die Geschwindigkeit bestimmt, bei der das Phosphat gemäß der Gleichung (2) in Freiheit gesetzt wird. Daraus folgt, daß wenn man Hefesaft auf Hexose- phosphat bei Abwesenheit von Zucker einwirken läßt, die Gärungsprodukte geringer als bei dessen Anwesenheit sein müßten, da die durch Hydrolyse von Hexosephosphat ent- standene Zuckermenge nur halb so groß ist, wie sie zur Re- aktion mit dem in derselben Zeit freigewordenen Phosphat erforderlich ist.
Nach Lebedews Theorie müßte die anfängliche Gärungs- geschwindigkeit des Hexosephosphats bei Ab- wie Anwesenheit des Zuckers gleich groß sein, da das Hexosephosphat unmittelbar der Bildung von Kohlensäure und Alkohol vorangeht. In den folgenden drei Versuchen mit Macerationssäften aus drei Proben von Schroders Hefe werden diese Werte verglichen. Das Hexosephosphat wurde im Saft vorbereitet, indem man einen
1) Harden und Young, Proc. Roy. Soc. В. 80, 299, 1908.
464 A. Harden und W. J. Young:
geringen Überschuß von dem, zur Umwandlung des gesamten freien, im Saft vorhandenen Phosphats in Hexosephosphat not- wendigen Zucker hinzufügte. Wenn dieser Punkt erreicht wurde, fiel die Gärungsmenrge auf den konstanten Wert herab, blieb eine Zeit lang im Verhältnis zu dem überschüssigen Zucker auf dieser Stufe und sank dann auf den niedrigeren Hexose- phosphatwert, in dem Maße, wie sich der im Übermaß vor- handene Zucker erschöpfte. Fügte man in diesem Augenblick neuen Zucker hinzu, во wurde ein sofortiges Zurückgehen auf den höheren konstanten Wert beobachtet.
1. Versuch. Zwei Gemische mit je 20 ост Macerationssaft, 0,5 р Fruotose enthaltend, wurden im Brutschrank angesetzt und ihre Gärung beobachtet. Es wurde ein Maximum von 28 com pro 5 Minuten erreicht, das nach 25 Minuten auf 5 сот und nach 35 Minuten auf 1,5 com per 6 Minuten herabsank. Eine dritte Probe von 20 com, der man 2 g über- schüssigen Zuoker hinzugefügt hatte, ergab denselben hohen Maximal- wert, jedoch fiel dieser nur auf б ос in 5 Minuten und blieb damit konstent.
Nach 35 Minuten versetzte man die erste Probe mit 0,5 g Fructose, die zweite dagegen nicht — die Gärungen hielten an. Die Ergebnisse erhellen aus der Tabelle III (1). | 2. Versuch. 90 com Hefesaft wurden mit 5g Fructose und 15 ост einer 0,3 molaren Lösung Na,HPO, im Thermostat angesetzt, bis alles freies Phosphat gebunden und der Überschuß an Zucker aufgebraucht war. Aus diesem Gemisch wurden zwei Portionen von je 20 ccm entnommen, die eine wurde mit 5 com Wasser, die andere mit б ccm, 1 g Fructose enthaltend, versetzt. Die Resultate sind in Tabelle III (2) mammen, gestellt.
Tabelle ІП.
оош CO, in vorhergehenden 5 Minuten
3. Versuch. Drei Portionen von је 15 com Mascerationssaft wurden mit 0,5 g Glucose wie vorher im Brutschrank zur Gärung angesetzt, In jeder Probe wurde ein Maximum von 19 com per 5 Minuten erreicht, welches auf 4 com herunterging und auf diesem Werte 20 Minuten lang
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 465
sich erhielt, um dann aus Mangel an Zucker eine Tendenz zur weiteren Abnahme zu zeigen. Zu dieser Zeit wurden rugesetzt: |
Zu (1) 10 ост neutralisierte Lösung von Hexosephösphorsäure (8,5 g Säure in 100 сот);
zu (2) 15ccm der obigen Hexosephosphatlösung;
zu (3) 10 ост Heoxosephosphat —+ 0,5 g Glucose.
Alle drei Gemische wurden auf dasselbe Volumen mit Wasser auf- gefüllt. Die Gärmengen sind in Tabelle IV angegeben.
Tabelle IV.
Zeit nach Zusaig
oom CO, in vorhergehenden 5 Minuten
2,5 9,7 2,9 3,8 1,9 3,7 1,8 4,3 1,7 3,7 1,5 3,8 1,5 3,8
Aus der Tatsache, daß in diesem Versuch 15com Hexosephosphat dieselbe Menge wie 10 oom ergaben, geht hervor, daß diese Substanz in dem Gemisch überschüssig vorhanden war.
Wir ersehen aus all diessn Versuchen, daß die aus Hexose- phosphat allein entwickelte Kohlensäuremenge geringer ist, als wenn die Lösung auch Zucker enthält. Diese Versuche stiinmen also mit den Ansichten der Autoren überein, widersprechen dagegen denjenigen Lebedews.
Während die Gärung allein aus dem Hexosephosphat vor sıch geht, muß eine Anhäufung von freiem Phosphst statt- finden, da durch die Hydrolyse des Hexosephosphats nur so viel Zucker gebildet wird, als zur Reaktion mit der halben Menge in Freiheit gesetzten Phosphats erforderlich ist. In den oben angeführten Versuchen war eine geringe Ansammlung zu- stande gekommen, wie aus den hohen Werten in den Tabellen unmittelbar nach Zuckerzusatz ersichtlich ist, die fast sofort wieder auf den konstanten Wert heruntergingen. Unter diesen Bedingungen könnte man erwarten, daß die Gärungsmenge genau die Hälfte derjenigen beim Vorhandensein überschüssigen Zuokerg betragen würde. Die wirklich ermittelten Werte stehen aber unter der Hälfte des Zuckerwertes. Man kann diese Un- stimmigkeit wahrscheinlich durch die Bildung von höheren
466 A. Harden und W. J. Young:
Kohlenhydraten erklären, die bekanntlich in der Flüssigkeit stattfindet?), und durch die hemmende Einwirkung des nach der Hydrolyse von Hexosephosphat sich anhäufenden freien Рһоврћаќв?). |
Die Versuche von Euler und Ohlsen.
Euler und Ohls&n?) behaupten, einen Macerationsextrakt aus einer besonderen Hefeart dargestellt zu haben, welcher gar keine Wirkung auf Glucoselösung ausübt, bevor diese nicht erst teilweise durch ‚lebende Hefe angegoren ist. Ein solcher Extrakt ist dann fähig, aus dieser so behandelten Glucose und Phosphat Hexosephosphat zu bilden, ohne zugleich Kohlensäure zu entwickeln. Sollte diese Beobachtung Bestätigung finden, so wird es wichtig sein festzustellen, ob das produzierte Hexose- phosphat dem ganzen aufgebrauchten Zucker restlos entspricht, oder ob irgendeine andere Substanz, der Natur nach ein Zwischen- produkt zwischen Zucker einerseits und Alkohol und Kohlensäure andererseits, gleichzeitig gebildet wird. Mit anderen Worten, es besteht die Möglichkeit, erstens, daB die Gärung des Zuckers stufenweise vor sich geht: im ersten Stadium vollzieht sich synchron aus 2 Molekülen Zucker die Bildung von Нехове- phosphat und einer anderen Substanz, die weiterhin im zweiten Stadium in Kohlensäure und Alkohol zersetzt wird, und zweitens, daß дег von Euler und Ohls6n bereitete Saft nicht das zur vollständigen Spaltung notwendige Enzym enthält. Daß die Theorie der Autoren mit der Bildung eines solchen Zwischen- produktes nioht im Widerspruch steht, ist schon ausgeführt worden‘). `
Gärung von Dioxyaceton. Als die Theorie, daß wir in der Milchsäure das Mittelglied bei der Zersetzung der Zuckerarten durch Hefe in Kohlensäure und Alkohol ansehen müssen, durch Slators°) Versuche un-
1) Aarden und Young, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 87, 1052, 1904,
?) iarden und Young, Proc. Roy. боо. 80, 304, 1908.
3) Puller und OblsAn, dere Zuitschr. 37, 313, 1911; Zeitschr. f. physiol. ът. 78, 433, 19:2.
4) Herasa und Yoang, Proc. Roy. Soc. В. 82, 329, 1910.
5) Slator, Journ. Crem. Soc. Ra, 141, 1905; 83, 231, 1908; Ber. а. DoBptaob. ереп. Сез, 39, 123, 127.
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 467
haltbar wurde, kamen Buchner und Meisenheimer auf ihrer weiteren Suche nach einer Zwischensubstanz darauf, die Wirkung von Hefe und Hefesaft auf Methylgiyoxal, Glycerinaldehyd und Dioxyaceton zu erproben. Schon vorher war von G. Bertrand!) gezeigt worden, daß lebende Hefe die letztgenannte Substanz sehr langsam vergärt. Buchner und Meisenheimer?) fanden, daß Methylgiyoxal durch lebende Hefe oder Hefesaft nicht in Gärung versetzt wird, daß aber sowohl Dioxyaceton wie Glycerinaldehyd durch Preßhefe lang- sam und durch Hefesaft sehr langsam vergoren werden. Wenn Hefesaft, der im Vakuum auf die Hälfte eingeengt war, mit gekochtem, ebenfalls auf die Hälfte seines Volumens konzen- trierten Saft (Koenzym) versetzt wurde, so konnte die Mischung Dioxyaceton in 2°/,iger Lösung fast ebenso restlos wie Glucose vergären. Buchner und Meisenheimer betrachteten deshalb diesen Stoff als ein möglicherweise intermediäres Produkt der alkoholischen Gärung. In jüngster Zeit hat у. Lebedew entdeckt, daß der durch Maceration von lufttrockener Hefe gewonnene Saft auch Dioxyaceton angreift, und berichtet, daß diese Substanz in Konzentrationen bis zu 5°/, so leicht wie Rohrzucker vergoren wird. Ferner hat er konstatiert, daß dieser Macerationssaft außerdem in einer Mischung von Dioxyaoeton und Phosphat die Bildung eines organischen Phosphorsäure- esters, der mit dem aus Hexosen unter denselben Bedingungen gewonnenen identisch ist, bewirken kann. Auf diese Versuche stützt sich seine Hypothese, die wir schon oben erörtert haben. Die Beweisführung Siators betreffs der Milchsäure kann auch auf Dioxyaceton angewandt werden, so daß es, an- genommen, diese Substanz ist ein Zwischenprodukt bei der Um- bildung von Zucker zu Kohlensäure und Alkohol, mindestens so schnell wie Zucker vergoren werden müßte, vorausgesetzt, daß seine vorhandene Menge nicht den Gärungsvorgang hemmt. Die letzte Frage wird sofort erledigt, wenn man festgestellt hat, ob Zusatz von Dioxyaceton zu einer Zuckergärung die Gärintensität verringert. | 1) Bertrand, Ann. Chim. Phys. (8) 8, 181, 1904.
2) Buchner und Meiseuheimer, Ber. d. Deutsch. chem. Ges. 4%, 1773, 1910.
468 A. Harden und W. J. Young:
Solch ein Vergleich ist vor kurzem für lebende Hefe von 'Slator!) angestellt worden. Die dabei ermittelten Ergebnisse führen den genannten Forscher zu dem Schluß, daß Dioxy- aceton nicht direkt durch lebende Hefe vergoren wird und folglich kein intermediäres Produkt bei der Gärung der Zucker- arten sein kann.
DieSchlußfolgerungen, welche Buchner und Meisenheimer sowie у. Lebedew aus ihren Versuchen mit Hefepreß- und Mace- rationssaft in bezug auf die Gärfähigkeit von Dioxyaceton und Gluoose (oder Rohrzucker) zogen, sind nicht stiohhaltig, da ihre Beobachtungen nur in verhältnismäßig langen Zwischen- räumen — 3 Stunden und mehr — gemacht wurden und des- halb kein präzises Bild von dem Gang der Erscheinungen geben. Wenn dagegen in Zeiträumen von einigen Minuten anstatt Stunden beobachtet wird, wie dies in den im folgenden beschriebenen Versuchen geschehen ist, so kommt sofort ein großer Unterschied in dem Gärprozeß in den beiden Fällen zum Vorschein.
Versuche mit Macerationssaft.
Der folgende Versuch ist typisch für mehrere, in welchen die Wirkung des Macerationssaftes, der nach der v. Lebedew- schen Methode aus Schröderscher getrockneter Hefe hergestellt war, auf Rohrzucker, Dioxyaceton?) und ein Gemisch von beiden
Substanzen verglichen wurde.
Jedesmal wurden 20 ccm Saft 4 0,2 ост Toluol unter Zusatz von folgenden Substanzen angesetzt, im übrigen wurde wie in den schon beschriebenen Versuchen verfahren:
A, 1 g Rohrzuoker,
В. 1 g Rohrzucker + 1 g Dioxyacuton,
С. 1 g Dioxyaoeton.
Die Ergebnisse sind in den Kurven 4, B, С, Fig. 1 u. 2, graphisch dargestellt, welche die Koblensäureentwioklung in der Zeiteinheit an- geben. Fig. 1 zeigt ein Frühstadium des Versuches, während in Fig. 2 der Gesamtverlauf der Gärung in kleinerem Maßetabe gezeichnet ist. Aus Fig. 1 ergibt sich, daß bei Zucker (Kurve A) ein hoher Anfangs-
1) Slator, Ber. d. Deutsch. chem. Gec. 45, 43, 1912.
2) Das Dioxyaceton wurde aus Glycerin mit Hilfe des Sorbose- bakteriums hergestellt. Eine Reinkultur des letzteren war den Autoren durch die Freundlichkeit von Prof. G. Bertrand überlassen worden, die ihm hierdurch ihren besten Dank dafür sussprechen.
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 469
wert, 31,6 com in 5 Minuten, bedingt durch die Anwesenheit freien Phosphats im Saft, bald erreicht wird. Sobald das Phospborsalz in
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Hexosephosphat umgewandelt ist, sinkt er jäh ab, bis er nach 30 Minuten auf 7,2 ccm per &Minuten gelangt. Diese Menge bleibt kurze Zeit konstant, was sich bildlich in der Kurvenform zwischen 25 und 55 Minuten ausprägt. Dann nimmt die Menge, mit dem Vorrat des Rohrzuckers Schritt haltend, langsam ab, bis ein Wert von ungefähr 1,7 com per 5 Minuten erreicht wird, der von der aus Hexosephosphat entwickelten Zuckermenge abhängt. Wenn diese völlig erschöpft ist, hört die Gärung schließlich ganz auf (Fig.2). In Gegenwart von über-
schüssigem Zucker beobachtet Zet м Stunden лл "TEE; man nur die Abnahme in der Fig. 2.
Biochemische Zeitschrift Band 40. 31
470 А. Harden und W. Ј. Young:
durch den Verbrauch des freien Phosphats bervorgerufenen OO,-Menge, wie dies in den später zu beschreibenden Versuchen über die Wirkung des Konzentrationsgrades bewiesen wird.
Die Dioxyaocetongärung О verhält sich ganz verschieden. Kein hober Anfangswert ist zu verzeichnen, vielmehr eine allmählich an- wachsende CO,-Entwicklung (1,2 com in 5 Minuten), die langsam ab- nimmt und zu Ende geht, bevor die theoretisch berechnete Kohlensäure- menge produsiert ist. |
Kurve B zeigt, daß die Gegenwart von Dioxyaoeton nicht hemmend auf die Gärung des Rohrsuckers einwirkt. Es treten dieselben Ersohei- nungen wie in A auf, nur mit dem Unterschiede, daß die Gärmengen In langsamerem Tempo abnehmen, und daß Dioxyaceton neben dem Zuoker vergoren wird. Das anfängliche Maximum war 28 oom in 5 Mi- nuten, der nach Erschöpfung des freien Phosphats erreichte konstante Wert 7,3 oom in 5 Minuten wie bei A. |
Wenn Dioxyaceton ein Zwischenprodukt bei der Zucker- gärung darstellte, dann müßte der Zucker vor der Gärung erst in Dioxyaceton umgewandelt werden und folglich die Gär- intensität des Dioxyacetons unter obigen Bedingungen min- destens so groß sein wie die ermittelten Anfangswerte für Rohr- zucker.
Daß bei der Gärung von Dioxyaseton noch ein anderer Faktor als bei der Zuckergärung mitepricht, wird durch die weitere wichtige Tatsache bekräftigt, daß, wenn der Saft vor Gebrauch längere Zeit stehen gelassen wird, sein Gärvermögen gegenüber Dioxyaceton schneller als gegenüber Rohrzucker versiegt.
Die punktierten Kurven D und E in Fig. 1 und 2 stellen die Wirkung auf diese Substanren desselben Байер dar, wie er in dem vorhergehenden Versuch zur Verwendung kam, aber nach 3 Tage langem Stehen bei 0°. Die Kurven sind ein Bild der aus folgenden Gemischen entstandenen Gärungen:
D. 20 eem Saft + 1 g Rohrzucker L 0,2 com Toluol. E. 20 оош Saft + 1 g Dioxyaceton 4 0,2 eem Toluol.
Sie zeigen, daß der Hefessft Rohrzucker noch in ähnlicher Weise, aber langsamer als frischer Saft vergärt, während seine Wirkung auf Dioxyaceton nahezu Null ist.
v. Lebedew behauptet, daB Ge in Konzentrationen bis zu 5°/, ebenso schnell wie Zuoker vergärt, daß jedoch in höheren Konzentrationen die Gärung eine trägere wird. Seine Er- klärung hierfür ist, daß in höheren Konzentrationen das Dioxy- aceton eine hemmende Wirkung auf die Zymase ausübt. Zu diesen Schlüssen gelangte er, indem er das prozentisch wirklich
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. · 471
vergorene Substrat verschiedener Konzentrationen von Robr- zucker und Dioxyaceton miteinander verglich. Doch diese Vergleichsmethode ist durchaus irreführend, da bei niedrigem Gehalt die absolute Zuckermenge klein ist und darum vergoren wird, ehe noch das Enzym wirkungslos geworden ist, während bei hohem Gehalt das Enzym schon vor der gänzlichen Vergärung des Zuckers abstirbt. Dasselbe trifft auch für Di- oxyaceton zu, nur daß in diesem Falle, da die Gärungs- geschwindigkeit viel geringer als bei Zucker ist, allein bei den niedrigen Konzentrationen das Gesamtdioxyaceton vergoren wird. Unterhalb eines gewissen Verdünnungsgrades hängt des- halb die Gärung von der absoluten Menge der vorhandenen Substanz ab — bei Dioxyaoeton liegt er tiefer als bei Zucker. Ein unbedingt richtiger, Febler vermeidender Vergleich kann nur zwischen den Spannungsgeschwindigkeiten in jedem ein- zeinen Falle gezogen werden. Ein solcher ist aus den Zahlen, die Lebedew angibt, ausgeschlossen. Auch muß in Betracht gezogen werden, daß ein Teil des Zuckers in Hexosephosphat umgewandelt, weiterhin gespalten und mit geringerer Geschwin- digkeit als Zucker vergoren wird, so daß bei kleinen Zucker- mengen der wirkliche zu berücksichtigende Gärungswert nur kurze Zeit andauert,
| Die Wirkung der erhöhten. Konzentration auf die Gär- menge erläutert der folgende Versuch. Die Resultate sind in der folgenden Fig. 3 (8. 472) zur Anschauung gebracht.
Die Kurven stellen den Verlauf der Gärung von 20 com Maserations- saft (Schroder) dar, der mit Toluol und wässerigen Lösungen, die im . folgenden aufgezählten Substanzen enthaltend, von jedesmal 28 com Vo- . AÁ: 2g Fructose,
B: 0,5 g Fructose,
C: 0,25 g Fructose,
D: 2g Dioxyaceton, Е: 0,5 g Dioxyaceton, F: 0,25 g Dioxyaceton.
Für Fructose ist, wie ersichtlich, der durch Phosphatgegenwart bedingte hohe Anfangswert in allen drei Fällen der gleiche. Bei O wird der ungebundene Zucker bald aufgebraucht, wonach die CO,-Menge ab- nimmt, denn das gebildete Hexosephosphat ist nunmehr die einzige Zuckerquele. Bei B ändert sich der Wert zweimal infolge der Erschöpfung
zuerst von а с dann von Zucker. Веі A dagegen verringert 31%
472 A. Нагсеп und W. J. Young:
sich allmählich nach dem Sinken aus Mangel an ungobundenem Phosphat die CO,-Menge parallel mit der ersterbenden Enrzymtätigkeit deg Hefe- eaftes. Bei Dioxyaceton ist der Anfangswert in allen drei Fällen der- selbe und nleibt es die ersten 4 Stunden lang, bis der Vorrat des ver- gäronden Materials bei den niedrigeren Konzentrationen ausgeht, während bei D die Gärung durch den Schwund des fermentierenden Komplexes zum Abschluß gebracht wird.
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800
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Fig. 8.
Es ist damit aber nicht der Beweis erbracht, daß Dioxy- aceton eine größere Hemmung auf die Zymase als Zucker aus- übt. Dies würde sich durch eine vorschreitende Abnahme im Anfangswert bei erhöhter Konzentration offenbaren. Wie vorher ist die CO,-Menge bei Dioxyaceton viel geringer als bei Zucker, und wieder fehlt die beweisende Anfangsbeschleunigung, die auf Phosphatanwesenheit beruht. Es ist zu beachten, daß bei den niedrigen Konzentrationen die Gesamtgärmengen der Fruc- tose trotz so verschiedener Anfangswerte dieselben wie bei Di- oxyaceton sind, — das gesamte Substrat wird in beiden Fällen fast gänzlich vergoren.
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 414
Änlioche Resultate erhielten wir auch in einem anderen Versuch, der zahlenmäßig in Tabelle V wiedergegeben ist, mit Maoerationssaft aus einem anderen Schroderschen Hefepräparat. Jedesmal wurden 20 cem Saft benütst, das Gesamtvolumen der Mischung betrug 28 com.
Tabelle V. oom entwickelte CO, aus = к Dioxyaocton g Glucose
Std. [os] 05 | 1 | 2 | 4 [05| о ı | 2 |4
102,5 | 144,2 162,6 169,5 104,0 145,0 155,0 175,0
Aus obiger Tabelle geht die sehr wenig intensive Gär- tätigkeit dieses Saftes hervor; nur in den Fällen der beiden niedrigsten Konzentrationsgrade der Glucose kam es nahezu zu einer vo.iständigen Vergärung, in keinem Falle bei Dioxy- aceton. Di» Tabelle zeigt ferner, daß nicht nur keine Hemmung durch erhöhte Konzentrierung des Dioxyacetons, sondern geradezu ein schwaches Anwachsen in der Gärgeschwindigkeit, wie auch in der gesamten entwickelten Kohlensäuremenge verursacht wurde.
Mehrere Versuche sind mit aus englischer obergäriger Hefo hergestellten Macerationssäften ausgeführt worden. Doch haben wir bisher keine Säfte erhalten, welche, obgleich sie Glucose prompt vergären, Dioxyaceton gegenüber aktiv sind.
Zwei solche Versuche mit zwei verschiedenen Hefeproben sind in Tabelle VI veranschaulicht, die Zahlen beziehen sich auf 20 com Saft und 0,2c-m Toluol für jeden Versuch, bei І. wurde. 0,5 g, bei II. 1 g de Substanzen zugesetzt.
14,5 40,7 9,0 | 9,9 | 10,3 | 10,2 | 10,4 | 45,5 | 79,8! 81,2] 81,6| 75,0 48,5 55,8 56,5
Tabelle VI. com CO, in 24 Std I п. Allein... ...» 5,5 6,4 Dioxyaceton 6 8,5
КИР" 1, Glucose . . . .. 101,7 239,0
474 A. Harden und W. J. Young:
Dieses Resultat liefert neues Beweismaterial dafür, daß bei der Dioxyacetongärung andere Faktoren als bei der Zucker- gärung eine Rolle spielen.
Bei dieser Gelegenheit sei darauf hingewiesen, daß die durch Macerierung englischer obergäriger Hefe bereiteten Hefe- säfte bei weitem nicht so wirksam wie die aus Münchener Hefe stammenden sind. Ein analoger Unterschied ist auch zwischen den Preßsäften aus englischen Hefen und den von Buchner benutzten bemerkbar und ebenso zwischen den Prä- paraten aus München und Paris, wie v. Lebedew konstatiert?).
Versuche mit Hefepreßsaft,
Eine Anzahl Versuche sind über die Dioxyacetongärung mit Hefesaft ausgeführt worden, der durch Zerreiben von Hefe mit Sand und Kieselgur nach der Buchnerschen Methode . dargestellt worden war. Die Beobachtung von Buchner und Meisenheimer, daß Hefepreßeaft allein diese Substanz über- haupt nicht oder nur sehr langsam vergärt, ist von uns be- stätigt worden.
Es wurden auch Untersuchungen mit Preßsaft angestellt, dem man Kochsaft, im Vakuum bei 39° zur Hälfte seines Volumens ‚reduziert, zugesetzt hatte. Die Konzentrierung des ungekochten wirksamen Saftes, wie sie von den deutschen Forschern mit Er- folg ausgeführt wird, gelingt mit den Hefesäften englischer Her- kunft nicht, da sie während des Prozesses ihre Aktivität ein- büßen. Wir benutzten deshalb den unkonzentrierten Preßsaft.
Die Resultate mehrerer Versuche sind in Tabelle VII mit- geteilt, aus der man entnehmen kann, daß nur in Versuch Nr. 9 ein Unterschied zwischen der Selbstgärung und derjenigen in Gegenwart von Dioxyaceton zu verzeichnen ist.
In den vorstehenden Versuchen ist der Unterschied, außer in Nr. 9, zwischen der Selbstgärung und der Gärung bei An- wesenheit von Dioxyaceton so unbedeutend, daß wir es nicht für notwendig hielten, die Gärungsgeschwindigkeiten anzugeben. In Versuch Nr. 9 war die Zunahme in der Gesamtgärung mit Dioxyaceton ebenso deutlich wie mit Glucose, aber der Verlauf der beiden Prozesse gestaltete sich ganz verschieden, wie ein Blick auf Tabelle VIII lehrt.
1) Ann. Inst, Pasteur 26, 8, 1912.
EISEN соососоосо eeeeebf SR
Der Mechanismus der alkoholischen Gärung. 475
BEN ЗЗВЗЕВ БЕ ЗББ BE SS ER es ЫКЫ E
Tabelle VII.
— Saft Glucose er со, Zeit com g g oom Std.
— — 126,1 90
— тете 0,5 135,4 20
— 0,5 — 203, 20
— 0,5 — 169,3 18
0,5 0,5 168,1 18
— 1,0 0,5 95,5 3
20 — — 101,5 45
2 — 0,5 112,3 45
20 == 168,1 46
20 — 0,5 173,3 46
20 — — 145,0 48
2 — 0,5 147,1 48
20 — 20 142,7 48
20 — — 138,0 48
20 — 1,0 131,0 48
20 — — 133,2 48
20 — 1,0 129,6 48
2 — 4,0 113,4 48
40 — — 183,2 48
40 — 1,0 1 48
40 — 4,0 174,8 48
25 — == 397,8 68
25 amo 0,5 619,4 68
25 0,5 — 632,6 68
Tabelle VIII. Menge CO
Selbst- Dioxy- [| Selbst- оху. Glucose еге Д Glucose вс
com com оош оош
3,8 38,7 3,7 3,8 38,7 8,7 3,9 35,9 42 7,7 74,6 7,9 3,1 9,3 3,4 10,8 83,9 11,3 30 4,6 3,6 13,8 88,5 14,9 2,9 3,8 8,7 16,7 92,3 18,6 2,8 40 2,7 19,5 96,3 91,3 55,2 72,2 63,2 74,7 168,5 84,5 190,0 217,3 249,4 264, 385,8 333,9 64,4 6 108,1 329,1 478,4 437,0 51,0 118,8 121,3 507,8 658,3 7,9 24,0 44,3 388,0 621,2 6 8,6 10,4 15,6 396,7 631,6 618,2 0,7 1,0 1,8 397,4 632, 619,4
476 A. Harden und W. J. Young:
Diese Zahlen zeigen den Unterschied im Verlauf der beiden Gärungen; die Verhältnisse stimmen genau mit denen bei Ma-- cerationssaft überein, nur daß in diesem Falle das Gemisch außerdem noch eine erhebliche Selbstgärung ergab.
Versuche mit Zymin.
Zu diesen Versuchen wurde Schroders Zymin benutzt und in einer Koenzymlösung suspendiert, die durch Kon- zentrierung eines gekochten wässerigen Zyminextraktes her- gestellt worden war. Dieser konzentrierte Extrakt enthielt ein aktives Koenzym, dessen Existenz dadurch bewiesen wurde, daß Ze vorher durch Auswaschen mit Wasser wirkungslos ge- machtes Zymin nach Zusatz von Glucose und 10 ocm Extrakt 293 com CO, entwickelten.
Zwei Versuche mit je 2g Zymin und 20 com Koenzym- lösung sind in Tabelle IX zahlenmäßig niedergelegt. In beiden Fällen wurde fast keine Dioxyacetongärung in 48 Stunden be- obachtet.
Tabelle IX.
1. Selbstgärung
8 А + 0,5 Оіохуасеќоо . 102,1 2. Selbetgäsung . . . x 2.2.0. . 99,7 а + 0,5 Dioxyaoceton . 97,0 А + 0,1 » e
Bildung von Phosphorsäureester während der Dioxyaceton- | gärung.
Der folgende Versuch wurde zur Nachprüfung von Lebedews Behauptung angestellt, ob freies Phosphat während des Gärungs- prozesses von Dioxyaceton gebunden wird.
Drei Proben Macerationssaft (Sohroder) wurden bei 25° im Brut- schrank belassen, bis die Temperatur eine konstante war, Nr. 1 wurde
dann gekocht, abfiltriert und das ungebundene Phosphat im Filtrat bestimmt.
Zu gleicher Zeit wurde 1 р Dioxyaceton zu 2 und 3 hinzugefügt und die Gärungsmenge beobachtet.
Nach 2 resp. 0 Stunden wurden Nr. 2 und 3 gekocht, filtriert und das freie Phosphorsalz quentitativ ermittelt.
Der Mechenismus der alkoholischen Gärung. 477
Die in Tabelle X angeführten Resultate beziehen sich auf 20 ccm Saft. Das Phosphat ist in g MgsP,O, et ur |
Tabelle X.
Eine kleine Phosphatmenge ist auf diese Weise gebunden worden, somit ist die Gültigkeit von Lebedews Behauptung experimentell erwiesen. |
Mechanismus der Dioxyacetongärung.
Alle vorstehend berichteten Versuche ergeben, daß bei der Gärung von Dioxyaceton ein Faktor miteingreift, der bei der- jenigen von Zuckergärung nicht in Erscheinung tritt. Daher kann Dioxyaceton kein Zwischenprodukt bei der alkoholischen Zuckerspaltung sein.
Es drängt sich nun die Frage auf: auf welche Art und Weise vergärt Dioxyaceton? Die darüber bekannten Tatsachen sind folgende:
1. Es vergärt in viel langeamerem Tempo als Zucker.
2. Dabei wird keine typische Phosphatbeschleunigung wie bei Hexose beobachtet.
3. Die Gärprodukte sind nach Buchner und Meisen- heimer Kohlensäure und Alkohol.
4. Während der Gärung wird etwas freies Phosphat in eine organische Verbindung übergeführt, die, wie v. Lebedew gezeigt hat, mit dem aus Hexose produzierten Hexosephosphat identisch ist.
Eine mögliche Lösung der Frage könnte nun sein, daß Dioxyaceton langsam in Zuoker umgewandelt und als soloher vergoren wird, und diese Eventualität steht durchaus mit allen oben angeführten Tatsachen im Einklange.
Zusammenfassung.
L Bei Zusatz von Phosphat zu einem Gemisch, bestehend aus Maoerationssaft und Zucker, geht mit der schnell sich ent-
478 A. Harden u. W. J. Young: Der Mechanismus d. alkohol. Gärung.
wickelnden, dem zugefügten Phosphat entsprechenden Kohlen- säuremenge eine äquivalente Hexosephosphatbildung einher. Die CO, stammt nicht aus der Vergärung von vorher gebildetem Hexosephosphat, wie v. Lebedew behauptet hat. Die beob- achteten Phänomene sind also genau dieselben wie bei Zymin
2. Die durch Hefepreß- oder Macerationssaft bedingte Gärungsgeschwindigkeit von Dioxyaceton ist geringer als die bei den Zuokerarten erzielte, obgleich Zugabe von Dioxyaceton zu einer gärenden Mischung dieser Säfte mit Zuoker die Gärung nicht im ungünstigen Sinne beeinflußt. Dioxyaoeton kann des- halb kein Zwischenprodukt der Zuckergärung sein.
Die vermeintliche Dioxyacetonbildung während der alko- holischen Gärung und die Wirkung von Tierkohle und von Methylphenylhydrazin аш Dioxyaceton.
Von
Frances Chick. (Aus der Biochemischen Abteilung des Lister Instituts, London.) (Eingegangen am 11. März 1912.)
P. Boysen-Jensen!) behauptet die Anwesenheit von Dioxyaceton in Kahlbaumscher Glucose nachgewiesen zu haben und ebenso die Bildung dieser Substanz, wenn Glucose durch Hefe vergoren wird. Die Gärung wurde in Gegenwart von Natrium- sulfat oder Hydroxylaminchlorhydrat ausgeführt, um sie in dem Dioxyacetonstadium unterbrechen zu können. Man bestimmte das Dioxyaceton, indem man der verdächtigen, von Hefe abfiltrierten Flüssigkeit in 96°/,iger Essigsäure gelöstes Methylphenyl- hydrazin zufügte und sie in einem hermetisch verschlossenen Gefäß bei 20° einige Tage im Brutschrank stehen ließ. Es entstanden nach dieser Behandlung Krystalle, die abfiltriert, ausgewaschen und getrocknet wurden. Nach Extraktion mit Alkohol wurde die alkoholische Lösung verdampft und der Rückstand als Methylphenylglycerosazon quantitativ be- stimmt. Das erhaltene Produkt schmolz bei 127 bis 130° und zeigte die Zusammensetzung der letztgenannten Substanz. Kahlbaumsche reine Glucose lieferte 0,22°/, dieses Stoffes, nach Behandlung mit Hefe 0,67°/,, der Unterschied ist also während der Gärung hinzugekommen. Da die Dioxyaceton- bildung während des Gärprozesses eine bedeutsame Stütze für die Ansicht ist, daß wir in dieser Substanz ein Zwischenprodukt
1) P. Boysen-Jensen, Dissertation Kopenhagen 1910; Ber. d. Deutsch. bot. Ges. 26, 666, 1908.
480 Fr. Chick:
der alkoholischen Gärung von Glucose vor uns sehen, wurden die Versuche mit englischer, obergäriger Bierhefe wiederholt, Im Laufe dieser Untersuchungen stellte sich heraus, daß wenn Dioxyaceton unter den von Jensen angegebenen Verdünnung»- und Temperaturbedingungen mit Methylphenylhydrazin be- har.delt wurde, die Reaktion sowohl in Gegenwart als in An- oder Abwesenheit von Glucose nicht in normaler Weise vor sich geht. Statt des zuerst von Neuberg beschriebenen Osazons, eines gelben, bei 127 bis 130° schmelzenden Körpers, bildete sich eine Verbindung, die in braunen oder grünen Nadeln krystalli- sierte. Beide Formen schmolzen bei 146 bis 147° und waren anscheinend identisch, aber ihre genaue Konstitutionsformel und Beziehung zu dem wirklichen Osazon konnten noch nicht de- finitiv aufgeklärt werden. |
Eine sorgfältige Wiederholung von Jensens Versuchen sowohl mit reiner wie mit vergorener Glucose führte weder zur Isolierung von Methylphenylglycerosazon noch dieses neuen Gebildes, obgleich winzige, zu solchen Lösungen gesetzte Dioxy- acetonmengen leicht durch die Bildung von Krystallen jener neuen Verbindung entdeckt werden konnten. Jensens Be- hauptungen über das Vorkommen von Dioxyaceton in Glucose und seine Bildung bei Traubenzuckergärung konnten daher nicht bestätigt werden.
Ferner gibt Jensen an, daß wässerige Lösungen von Dioxyaceton, die durch Einwirkung von Wasserstoffperoxyd auf Glycerin in Gegenwart von Eisensulfat gewonnen sind, durch Tierkchle in Kohlensäure und Alkohol gespalten werden. Die von Jensen erhaltenen Mengen dieser Spaltungsprodukte waren jedoch so minimal, daß die Versuche als nicht befriedigend angesehen werden können. Eine unter und allen Kautelen vor- genommene Wiederholung derselben mit reinem Dioxyaceton hat zu negativen Resultaten geführt. Von ähnliche Mißerfolgen waren die Versuche von Karsuschanow!) und von Euler und Fodor?) begleitet, die Beweise für diese Spaltung zu er- bringen hofiten. Ebensowenig gelang es den letztgenannten Autoren, Dioxyaceton in Glucose aufzufinden.
1) Karauschanow, Ber. d. Deutsch. bot. Ges. 29, 322, 1911. 2) Euler und Fodor, diese Zeitschr. 86, 401, 1911.
Vermeintliche Dioxyacetonbildung bei alkoholischer Cärung usw. 481
Versuchsergehnisse. _
1. Die Reaktion von Dioxyaceton in verdünnter Lösung mit Mothylphenylhydrazin.
Vorversuche haben ergeben, daß die aus sehr ver- dünnten Lösungen von Dioxyaceton hervorgehende Methyl- phenylhydrazinverbindung von dem typischen, von Neuberg!) bo- schriebenen Methylphenylosazon verschieden ist. Zu der neuen Verbindung gelangte man wie folgt: 1 g Dioxyaceton wurde in 400 ccm Wasser gelöst und 4 g reines in 40 ccm 50°/,iger Essigsäure gelüetes Methylphenylihydrazin zugesetzt. Nach Zu- satz von 70 ccm Eisessig zu der Mischung füllten wir sie auf 1000 ccm in einer graduierten Stöpselflasche auf und stellten sie bei 24° in den Brutschrank. Nach 24 Stunden hatten sich nadelförmige Krystalle in der Flasche abgeschieden, die nach 3 oder 4 Tagen abfiltriert, gewaschen und getrocknet wurden. Ез resultierten ungefähr 1 g bräunlich gefärbte Krystalle die bei 140° schmolzen und mit Alkohol oder Äther eine dunkelgrüne Lösung ergaben. Nach zweifachem Umkrystallisieren aus 40°/,igem Alkohol lieferten sie ungefähr 0,5 g hellgrüne Nadeln vom Schmelzpunkt 147 bis 148°. Die Krystalle waren in kaltem Alkohol, Äther, Benzol oder Chloroform mit dunkelgrüner Farbe leicht löslich, in kaltem Wasser gar nicht, in heißem sehr wenig ` löslich, in heißer verdünnter Säure etwas mehr. Die dabei et- stehende rote Lösung wurde durch Alkalizugabe wieder grün.
In einem zweiten Versuche wurden statt 4 g Methyl- pbenylhydrazin 6 g zugesetzt. In diesem Falle bildeten sich 2 g braune Krystalle vom Schmelzpunkt 138°, die beim wieder- holten Umkrystallisieren aus 40°/,igem Alkohol 0,6 g hellgelbe Nadeln, Schmelzpunkt 147°, ergaben. Diese Krystalle lösten sich in denselben Lösungsmitteln wie die grünen, wobei jedes- mal eine grüne Färbung entstand. Wenig löslich zeigten sie sich in heißer, verdünnter Säure; die rosa gefärbte Flüssigkeit wurde nach Alkalisierung wieder gelb.
Der Schmelzpunkt einer Mischung von grüner und gelber Modifikation blieb auf dem Werte 146 bis 147°. Es geht hieraus hervor, daß hier eine neue Substanz in 2 Modifikationen
1) Neuberg, Ber. d. Deutsch. chem. Сев. 35, 960, 1902.
482 Fr. Chick:
vorliegt: einer grünen und einer gelben, die gleichen Schmelz- punkt aufweisen.
0,1023 g der Substanz ergaben 0,2601 g СО,, 0,0601 g H,O.
0,1041 g der Substanz lieferten 18,8 ccm N (20,2°, 737,36 mm).
C= 69,4°/, H= 6,5%, N= 20,6%, Die Zahlen für Dioxyacetonmethylphenylosazon sind: C= 69,1%, H=6,4°%, N= 19,05.
Die weitere Untersuchung dieser Substanz ist noch im
Gange. | Meiter wurden die Bedingungen studiert, unter welchen
Neubergs Methylphenylosazon vom Schmelzpunkt 127 bis 130° aus reinem Dioxyaceton entsteht. Neuberg hatte aus Blei- glycerat und Brom bereitete Glycerose bei seinen Versuchen benutzt. Der springende Punkt dabei ist, wie wir fanden, einfach die Konzentration der Lösung. Wenn Mengen von 1 g Ріохуасеќоп und 4 g Methylphenylhydrazin zu verschiedenen Volumina in Gegenwart von gleich starker Essigsäure (9,6 g auf 100 ccm) verdünnt wurden, so bildete sich bis zu 100 eem lediglich Neubergs Verbindung; bei 500 ccm und allen größeren Verdünnungen beobachtete man nur die neue, bei 146 bis 147° schmeizende Substanz, während bei Volumina zwischen 100 und 600 ccm die Bildung eines Gemisches beider Substanzen erfolgt.
Sowohl das verwendete Methyiphenylhydrazin wie Dioxy- aceton waren rein, ersteres ergab mit Fructose reines Methyl- phenylglucosszon und letzteres mit Phenylihydrasin reines Glycerosazon. |
2. Untersuchung von Glucose und die Produkte ihrer Hefe- gärung auf Dioxyaceton.
Die von Jensen vorgeschriebenen Versuchsbedingungen wurden so genau wie möglich innegehalten, die einzige Ab- weichung bestand darin, daß obergärige Hefe aub einer eng- lischen Brauerei bei uns zur Verwendung kam.
A. (Glucose allein.) 40 g Glucose von Kahlbaum wurden in 400 ccm Wasser gelöst und 2,5 g in 50 ccm 96°/,iger Essigsäure gelöstes Me- thylphenylhydrazin hinzugesetzt; die Mischung wurde auf
Vermeintliche Dioxyacetonbildung bei alkoholischer Glärung usw. 483
500 ccm in einer graduierten -Stöpselflasche aufgefüllt und 14 Tage bei 24° im Brutschrank belassen. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Lösung filtriert, der Rückstand ausgewaschen, getrocknet, mit Äther extrahiert und der Auszug verdampft. Es blieb ein glasiges Pulver zurück, das 0,17 g wog und unter dem Mikroskop keine krystallinische Struktur zeigte.
Dieser Versuch wurde mehrere Male wiederholt; in einigen Fällen erfolgte die Lösung des Methylphenylhydrazin in 50°/ iger Essigsäure, jedoch blieb das Ergebnis all dieser Versuche negativ.
B. (Glucose, Dioxyaceton).
In den folgenden Versuchen wurden kleine Mengen nach der Bertrandschen!) Methode bereitetes Dioxyaceton den ver- gorenen Glucoselösungen zugesetzt. |
‘Versuch A (Glucose allein) wurde wiederholt, nur daß vor Beginn desselben die 40 g Glucose mit 0,5 g Dioxyaceton versetzt wurden. Hier zeigten sich nach 2 Tagen Krystalle in der Lösung, die abfiltriert, gewaschen und getrocknet 0,3 g wogen und bei 130° schmolzen. Sie wurden aus verdünnter Essigsäure umkrystallisiert, wonach 0,15 g hellgrüne Nadeln mit einem Schmelzpunkt von 144° bis 145° sich abschieden. Der Versuch wurde nochmals mit nur 0,1 g Dioxyaceton neben 40 g Glucose ausgeführt; Ausbeute: 0,12 g bei 120° schmelzende Krystalle. Ihnen haftete ein klebriger Sirup an, immerhin war ihre krystallinische Struktur im Mikroskop klar zu erkennen. Um diese Versuche mit Jensens über unvergorene Glucose genau vergleichbar zu gestalten, fügten wir 0,1 g Dioxy- aceton zu den 40 g Glucose und überließen die Lösung nach Zusatz von Methylphenylhydrazin 14 Tage im Brutschrank sich selbst. Nach diesem Zeitraum war ein Niederschlag von 0,21 g abgeschieden, der aus denselben mit dem braunen klebrigen Pulver vermischten Krystallen bestand. Die i4tägige Aufbe- wahrung der Lösung scheint daher auf die Unreinheit des Pro- duktes einen steigernden Einfluß zu haben.
С. Wenn Glucose unter den von Jensen angegebenen Be- dingungen durch Hefe in Gärung versetzt wurde, waren die Resultate ganz genau dieselben wie bei reiner Glucose.
1) Bertrand, Annal. Chem. Phys. 8,3, 246, 1904.
484 Fr. Chick:
Es konnte kein krystallinisches Osazon entdeckt werden, doch bildeten sich regelmäßig bei Zusatz von kleinen Dioxy- acetonmengen (0,05 g zu 45 р Glucose) Krystalle. Mehrere Ver- suche wurden mit Natriumsulfat oder Hydroxylaminchlorhydrat nach den Vorschriften von Jensen ausgeführt. Hier folgt die Beschreibung eines der beweiskräftigsten:
90 g Glucose (Kahlbaum) wurden in 900 оош Wasser gelöst, 450 = Na-SO. +10 H,O und 45 g frische Preßhefe zugegeben und bei Zimmertemperatur 24 Stunden lang rtehen gelassen. Hierauf wurde das . Gemisch durch ein Berkefeld-Filter filtriert und das erhaltene klare Fil- trat in 2 Portionen geteilt.
I. Eins Portion der Lösung wurde mit 2 g Methylphenylhydrazin in 50 eem 96®/,iger Essigsäure versetzt, auf 500 осш aufgefüllt und in einer graduierten Stöpselflasche in einen Brutschrank bei 24° gestellt. Nach Ablauf von 20 Tagen wurde die Lösung filtriert, der Nieder- schlag gewaschen und getrocknet. Wie zuvor war das einzige Endpro- dukt eine braune klebrige Masse.
II. Zu der anderen Portion der Lösung wurden noch 0,1 р Dioxy- aceton vor der Zugabe von Methyliphenylhydrazin gefügt, und nach 20 Tagen wurde die Lösung filtriert. Einige auf dem Filter zurück- gebliebene Krystalle waren mit einem braunen Sirup verunreinipt; hiervon wurden sie auf mechanischem Wege getrennt. Sie schmolzen bei 127%. Aus 40°/,igem Alkohol umkrystallisiert, lieferten sie 0,05 g, bei 1449 schmelzende Verbindung.
8. Wirkung von Tierkohle auf Dioxyaceton.
7 g krystallinisches Dioxyaceton wurden in 25 com Wasser zar Lösung gebracht und ?/, Stunde bei 37° in einen Brut- schrank gestellt. Auf diese Weise wird das in der Kälte vor- handene dimolekulare Produkt, das durch Tierkohle nicht spalt- bar sein soll, in die spaltbare monomolekulare Form zerlegt. Nach Bertrand soll dies fast augenblicklich bei 30° vor sich gehen. Nach Zugabe von 1 g Tierkohle wurde die Flüssig- keit mit Kohlensäure gesättigt und der Kolben mit einem Gär- apparat?) in Verbindung gesetzt. Es bildete sich keine Spur von Gas, obgleich der Versuch 24 Stunden dauerte.
Bei einer Wiederholung des Versuches entwickelte sich 0,6 ccm CO,. Auch eine Prüfung auf Alkohol wurde aus geführt. 1 g Dioxyaceton wurde in 100 com Wasser gelöst und 2 Stunden bei 37° im Brutschrank verwahrt. Nach Zu-
1) Harden, Thompson und Young, Biochem. Journ. 5, 230, 1910. |
Vermeintliche Dioxyacetonbildung bei alkoholischer Gärung usw. 485
satz von 2 g Tierkohle blieb hierauf die Lösung bei Zimmer- temperatur 24 Stunden stehen. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Tierkohle abfiltriert, die Lösung destilliert, 50 ccm Destillat sufgefangen und durch nochmalige Destillation auf 30 com ge- bracht. Die Dichte dieses Destillats wurde mittels eines Pykno- meters zu 1,000 ermittelt. Zur Kontrolle wurde ein ähnlicher Versuch ohne Zusatz von Tierkohle angestellt; auch in diesem Falle betrug die Dichte des Destillates 1,000.
Unter diesen Bedingungen findet also keine Alkohol- und Kohlensäurebildung aus Dioxyaceton unter Einwirkung von Tierkohle statt.
Zusammenfassung.
1. In verdünnten Lösungen bildet Dioxyaceton bei der Reaktion mit Methylphenylhydrezin eine Substanz, die vom typischen Glycerosemethylphenylosazon verschieden ist, bei 146 bis 147° schmilzt und entweder in gelben oder grünen Nadeln erhalten wird. |
2. Dioxyaceton konnte in Traubenzucker weder vor noch nach Vergärung mit englischer obergäriger Hefe unter den von Jensen beschriebenen Bedingungen beobachtet werden. .
3. Reines Dioxyaceton wird durch Tierkohle bei 37° nicht in Alkohol und Kohlensäure gespalten.
Biochemische Zeitschrift Band 40, 92
Über die Bildung von Milchsäure bei der antiseptischen Autolyse der Leber.
Nach Versuchen von Georg v. Stein!) (Moskau)
mitgeteilt von E. Salkowski.
(Aus der chem. Abteilung des Pathologischen Institut der Univ. Berlin.) (Eingegangen am 16. März 1918.)
Die Frage der Milchsäurebildung in der Leber bei der Autolyse ist vor ungefähr 10 Jahren von Magnus-Levy?) ausführlich untersucht worden. Magnus-Levy konnte in 23. Versuchen an 14 Lebern von Hund, Rind und Kalb regel- mäßig eine Bildung von Milchsäure nachweisen, die aber in ihrer Größe außerordentlich schwankend war. Die als Milch- säure anzusprechende Säure neutralisierte für 100 g Leber 0,9 bis 16,7 сот Normalnatronlauge, entsprechend 0,081 g bis im Maximum 1,503 g Milchsäure, im allgemeinen aber bewegten sich die Zahlen um 4 ccm Normallauge herum, entsprechend 0,36 g Milchsäure. |
Magnus-Levy hat nun allerdings keine Bestimmungen der präformierten Milchsäure gemacht, aber auch ohne diese ist nach den in der Literatur vorliegenden Angaben über den
un
1) Mit Benutzung der Dissertation ee Die Mitteilung hat
sich aus äußeren Gründen verzögert. 2) Über die Säurebildung bei der Autolyse der Lebe. Ho 'eisters
Beiträge z. chem. Physiol. u. Pathol. 2, 281, 1902.
G. v. Stein: Bildung von Milohsäure bei antisept. Leberautolyse. 487
Milchsäuregehalt von frischen Tierlebern an der autolytischen Milchsäurebildung nicht zu zweifeln. |
In Betracht kommt bezüglich der präformierten Milohsäure nament- lich eine unter R. Böhms Leitung ausgeführte Arbeit von Morishima!) und eine solche von Türkel?) (unter Leitung von Fürth). Morishima berechnet im Mittel den Milohsäuregehalt frischer Tierleben zu 0,118%/,. Diese Zahl ist nun allerdings aus Bestimmungen abgeleitet, die nach einem ganz anderen Verfahren ausgeführt sind als dem von Magnus- Levy angewendeten, und man muß sagen, nach einem nicht ganz ein- wandfreien. Alle Autoren, die über die Miloheäure im Organismus go- arbeitet haben, mit Ausnahme von Magnus-Levy und Türkel, haben die Milchsäure als milohsaures Zink isoliert, dieses gewogen und daraus die Milohsäure berechnet, so auch Morishima. Nun ist es klar, daß, wenn man das milchsaure Zink so weit isoliert, daß es wirklich rein ist, даб dann bei der großen Löslichkeit desselben von einer quantitativen Bestimmung desselben nicht gut gesprochen werden kann, schon bei der Gärungsmilchsäure nicht, vollends nicht bei der Fleischmilchsäure, deren Zinksalz bekanntlich außerordentlich leicht löslich ist. Dies ist den über den Gegenstand Arbeitenden auch nicht verborgen geblieben, sio haben deswegen einen anderen Weg eingeschlagen, nämlich die Lösung, die das milchsaure Zink enthält, zur Krystallisation eingedampft, dann im Ex- siooator vollends eintrooknen lassen, den Rückstand gewogen, ihn als milchsaures Zink angesehen und aus ihm die Milchsäure berechnet, Daß auch Morishima so zu Werke gegangen ist, geht aus seinen eigenen Worten hervor.
Er sagt 1. с. 8. 222:
„Die vereinigte Äthermenge (sc. welche die Milchsäure enthielt) wurde zur Abscheidung von Wassertropfen über Nacht stehen gelassen, abgegossen, destilliert und aus dem mit Wasser aufgenommenen Rück- stand durch Kochen mit Zinkoarbonat das Zinksalz bereitet, welches im Exsiccator Aber Chlorcalsium zur Krystallisation gebracht und bis zur Gewichtskonstenz getrocknet уиге“ $),
Das so erhaltene Zinksalz ist sicher nicht als analysenrein angu- zusehen, sagt doch der Autor selbst: „Behufs weiterer Untersuchung wurde das Zinklaotat durch Tierkohle gereinigt und aus Wasser om. krystallisiert‘“.
Aus den Versuchen von Morishima folgt jedenfalls so viel, daß der Gehalt der Leber an präformierter Milchsäure sehr gering ist un nicht besonders noch einmal bestimmt zu werden brauchte, |
1) Über das Vorkommen der Milchsäure im tierischen Organismus mit Berücksichtigung der Arsenvergiftung. Ann. f. experim. Pathol. u, Pharmakol. 43, 217, 1900. 2) Die Milchsäurebildung bei der Autolyse der Leber. Diese Zeitschr, 20, 431. з) Diese Zeitschr. 12, 361. 32”
488 G. v. Stein:
Türkel hat sich bei seinen Versuchen einer von Jerusalem‘) unter v. Fürths Leitung ausgearbeiteten Methode bedient, welche auf der schon von Boas angewendeten Oxydation der Milehsäure durch Mangansuperoxyd resp. Kaliumpermanganat und Schwefelsäure su Aldehyd beruht. Nach einer späteren Mitteilung von v. Fürth?) sind die nach diesem Verfahren erhaltenen Werte durch 2 zu dividieren. Nach diesee Art der Berechnung entsprechen die von Türke! erhaltenen Zablen für den Milchsäuregehalt ungefähr denen von Morishima,
Man kann nun fragen, was uns unter diesen Umständen zu einer nochmaligen Aufnahme des Gegenstandes bewogen hat. Sie schien aus zwei Gründen wünschenswert. In den Versuchen von Magnus-Levy ist die Autolyse steta mehrere Wochen, ja monatelang ausgedehnt worden, uns schienen aber gerade Versuche von kurzer Dauer wichtig, die sich mehr den im lebenden Organismus herrschenden Bedingungen nähern. Der zweite Grund ist folgender.
Es ist als zweifellos erwiosen anzusehen, daß die Anwen- dung von Chloroformwasser, und zwar in dem Verhältnis Organ : Chloroformwasser == 1:10 he’ genügendem Durchschütteln mit Sicherheit jede Bakterienentwicklung ausschließt und nach dieser Richtung das Chloroformwasser als das beste antiseptische Medium für Autolyseversuche anzusehen ist. Auf der anderen Seite ist aber auch nicht zu bezweifeln, daß das Chloroform- wasser ungünstig auf die autolytischen Fermente einwirkt, die Autolyse hemmt. Dies ist namentlich von Yoshimoto’) und Kikkoyi*) in meinem Laboratorium nachgewiesen worden. Es schien nun wünschenswert, die Frage nach dem Umfang der Milchsäurebildung mit Hilfe anderer, nicht oder weniger hem- menden autolytischen Medien zu untersuchen, die in den ge- nannten Arbeiten angewendet worden sind.
Das in den Versuchen eingeschlagene Verfahren ist folgendes: Mög- lichst frisch eingekaufte Kalbsleber wurde von gröberen Fett- und Binde- gewebsteilen mit dem Messer befreit, in kleine Stücke geschnitten und mit dem Wiegemesser möglichst fein zerkleinert. Von diesem Leberbrei
1) Die Angabe von Morishima, daß lufttrockenes, fieischmilch- saures Zink beim Stehenlassen im Chlorcaloiumexaiccator nicht an Ge- wicht verliert, steht mit meinen Beobachtungen, allerdings für den Schwefelsäureexsioostor, nicht in Einklang.
з) Diese Zeitschr. 24, 266, 1910.
3) Zeitschr. f. physiol Chem. 58, 341, 1908/09.
€) Zeitschr. £. physiol. Chem. 63, 109, 1909.
Bildung von Milchsäure bei antiseptischer Leberautolyse. 489
wurden jedesmal 2 bis 4 Portionen zu 100 g abgewogen, in weithalsige Flaschen mit eingeschliffenem Stopfen gebracht und zunächst mit einem halben Liter der antiseptischen Lösung zusammengebracht; dieses ge- schab, um den Brei beim nachfolgenden Schütteln gleichmäßiger ver- teilen zu können. Nach kräftigem Durchschütteln wurde ein weiteres halbes Liter der antiseptischen Flüssigkeit hinzugesetst und im Thermo- staten bei 409 unter häufigem Schütteln auf verschieden lange Zeit be- lassen.
Naeh der Digestion wurde der Flascheninhalt in eine emaillierte eiserne Abdampfschale gegossen, die Flasche gut nachgespült, der Brei einige Minuten lang heftig gekocht, nötigenfalls etwas Monokaliumphosphat oder Essigsäure hinzugesetzt. |
Nachdem sich das ganze Eiweiß klumpig ausgeschieden hatte, was für eine schnellere Filtration notwendig ist, wurde die Flüssigkeit nooh etwas auf gelindem Feuer eingeengt, nach dem Erkalten ohne Verlust in einem Glaszylinder samt festen Teilen bis auf 1 Liter gebracht, ev. Wasser zugesetzt und durch ein trockenes Filter filtriert. Das Filtrat war in allen, außer speziell bezeichneten Fällen, vollkommen klar. Das Filtrat und Waschwasser wurde dann zunächst auf freiem Feuer und später auf dem Wasser bis auf Sirupdicke eingeengt und gut mit Alkohol extrahiert, Die alkoholischen Auszüge wurden auf dem Wasserbad verdunstet, der Rückstand in Wasser gelöst, die Lösung mit Schwefelsäure stark an- gesäuert (Kongopapier) und im Zelmanowitzschen Extraktionsapparat etwa 20 Stunden mit Ather lang extrahiert, der Ätherauszug sorgfältig abgetrennt, der Apparat mit Äther gründlich nachgespült, Der filtrierte Ätherauszug wurde abdestilliert, dann bis auf wenige Kubikzxentimeter verdunstet, der Rückstand nach Wasserzusatz mit einer kleinen Menge Bleicarbonat auf dem Wasserbad zur Trockene gedampft. Der Rück- stand wurde wieder in Wasser aufgenommen, durch ein trockenes, dichtes Filter quantitativ filtriert, nachgewaschen, das Filtrat mit H,S entbleit, vum Sohwefelblei noch einmal quantitativ filtziert, das Filtrat durch Eindampfen auf dem Wasserbad vom Schwefelwasserstoff befreit und zur Entfernung der flüchtigen fetten Säuren eingedampft. Die Flüssigkeit konnte jetzt nur noch Miloheäure enthalten, da etwa vor- Еардере Bernsteinsäura und Schwefelsäure durch die Behandlung mit Blei entfernt war. Die Milohsäure wurde mit ®/,„-Natronlauge und sehr schmalen, 1 mm breiten Streifen von Lackmuspapier als Indikator titziert,
Bei den mit Borsäure als Antiseptikum gemachten: Autolysen wurde durch das Bleicarbonat zu gleicher Zeit auch die vorhandene Borsäure ausgefällt. Auch die Salicylsäure, die in einigen Versuchen angewendet war, kommt bei der außerordentlichen Schwerlöslichkeit des salicylsauren Bleiea nnd der Flüchtigkeit der Salicylsäure mit Wasserdämpfen wohl nicht in Betracht. Dies ergibt sich auch aus den Werten, welche von den bei Senföl als Antiseptikum gewonnenen nicht wesentlich ver- schieden sind.
In den Fällen, in welchen dë gesättigtes Senfölwasser, 6°/ ige und 10%/,ige Alkohollösungen oder 1/„ gesättigte Salicylskurelösung als Anti-
490 С. v. Stein:
septica gebraucht wurden, wurden Impfungen auf sterile Gelatine in Röhrchen gemacht. Die angegebenen Konzentrationen der obengenannten . Lösungen, außer dem 10°/,igen Alkohol und der 1°/ igen Borsäurelösung, sind als Optimumkonzentration für die Autolyse von Yoshimoto fest- gestellt worden. Das angewandte Chloroformwasser war gesättigt.
Bei der Autolyse mit 5°/,igem Alkohol machte sich eine ziemlich starke Gasbildung dadurch bemerkbar, daß sich die Glasstopfen beim Anstoßen der Fiasohen im Thermostaten spontan abhoben, augenschein- lich infolge von eingetretener Fäulnis. Die in der ersten Autolysenreibe angeführten Zahlen zeigen bedeutende Schwankungen, was wohl auf die geringe Gleichmäßigkeit des Versuchsmaterials und auf die nie zu ver- meidende Verschiedenheit in den Lagerungszeiten der Kalbslebern beim Schlächter zurückzuführen ist.
In einem Falle liegt ein Versuchsfehler vor. Die Impfungen wurden in der Weise gemacht, daß mit einer sterilen Platinöse ein möglichst kleiner Gewebsbrooken herausgefischt und teilweise in die Gelatine ver- impft wurde. ` ·
Erste Versuohsreihe. Es wurde gesättigtes Chloroformwasser als Antisepticum angewendet.
Tabelle L Chloroformwasser. Berechnete Nr. Dauer NaOH Milchsäure | Bemerkungen 1 | 50 Stunden 117 0,1053 | , 5:451) 0.0406 ae 3 | 45 „ 25,55 0 Digestion trübe 4 6 „ 17,8 0,1657 (Glykogen?) 5 | 48 ® 3,75 0,024 eloo 18,65 0,1678 719% „ 11.06 0.0994 8 |148 " 5 0,3015 9 6 Wochen 4,5 0, 10 e ‚05 0,0778
Die in allen, auch später angeführten Versuchen erhaltenen Zahlen beziehen sich auf je 100 g Leber.
Die durch Klammern verbundenen Zahlen weisen auf das- selbe Ausgangsmaterial hin. Es wurden immer 2 bzw. 4 Auto- lysen auf einmal angesetzt. Das’ Maximum der Milchsäure- bildung ist im allgemeinen nach 48 bzw. 72 Stunden, meist aber nach 72 Stunden erreicht; von dieser Zeit ab macht sich
1) Versuchsfehler.
Bildung von Milohsäure bei antiseptischer Leberautolyse. 491
eine Verminderung derselben bemerkbar. Ausgenommen ist indessen Versuch Nr. 8, in welchem nach 148 Stunden die Milchsäure noch stark zugenommen hat.
Es lag nicht im Plan der Arbeit, die Versuche auf lange Zeitdauer auszudehnen, die Versuche 9 und. 10 verdanken ihre lange Dauer vielmehr einer unfreiwilligen Unterbrechung.
Ob die hohe Zahl für die Milchsäure in den Versuchen 3 und 4 der Tabelle I dem etwaigen Glykogengehalt zuzuschreiben ist, ist nicht mit Bestimmtheit zu sagen.
Tabelle II.
Auch in dieser Versuchsreihe ist das Maximum der Milch- säure nach 48- bis 72stündiger Digestion erreicht.
Zweite Versuchsreihe. Es wurde ?/, gesättigtes Senfölwasser gebraucht.
Das Senfölwasser wurde nach den Angaben von Yoshi- moto bereitet: Be Senföl wurden mit 11 destillierten Wassers in einer Schüttelmaschine 1 Stunde lang geschüttelt. Nach dem Absetzen des überschüssigen Senföles wurde durch ein trookenes Filter filtriert und das klare Filtrat in Verdünnung von !/, als Autolyseflüssigkeit benutzt. Es wurde das „Allyl- senföl“ von Kahlbaum benutzt. Die nötige Verdünnung wurde auf die Weise hergestellt, daß auf 21/, 1 destillierten Wassers 313 com des gesättigten Senfölwassers oder auf 11 Wasser 125 com des gesättigten Senfölwassers genommen wurde. Die erste Senfölversuchsreihe wurde ohne Kontrollimpfungen gemacht, die zweite dagegen bei derselben Senfölwasserver- . dünnung mit Impfungen auf Gelatine: sie fielen alle negativ aus, auch nach 3wöchiger Aufbewahrung bei Zimmertemperatur.
Wie ein Vergleich mit Tabelle I und II ergibt, ist bei Anwendung von verdünntem Senfölwasser weit mehr Milch-
492 G. v. Stein:
säure gebildet, als bei Anwendung von Chloroformwasser. Das Maximum der Milchsäurebildung liegt in den Versuchen der Tabelle IV bei 70 Stunden, während sioh nach 124 Stunden schon eine geringe Abnahme bemerkbar macht. In den Ver- suchen der Tabelle III liegt dagegen das Maximum bei 120 Stunden.
Tabelle III.
Nr Dauer Verbrauchte Berechnete ` | Stunden Sle- МАОН | Milchsäure
Dritte Versuchsreihe.
Es wurden Alkohollösungen angewandt. Zunächst wurde 5°/ iger Alkohol gebraucht; da aber bei Verwendung desselben starke Fäulniserscheinungen in Gestalt von Gasbildung (H,S) auftraten und die Kulturen nicht steril blieben, so wurde noch eine Versuchsreihe mit 10°/,igem Alkohol angeschlossen. Die Autolyseflüssigkeit bei Anwendung des 5°/,igen Alkohols weist nach Lüftung des Stopfens einen deutlichen Bohwefelwasser- stoffgeruch auf, welcher auch bei Anwendung von 10°/,igem Alkohol auftrat, aber in viel schwächerem Grade.
Tabelle V. 5%/ iger Alkohol.
Nr Dausr Verbrauchte Berechnete ` Stunden
Bildung von Milchsäure bei antiseptischer Leberautolyse. 493
Tabelle VI. 5°/,iger Alkohol.
Verbrauchte Berechnete | Se -NaObt Milchsäure
Scheinbar hat sich also bei der Digestion mit Alkohol- wasser eino noch größere Quantität Milchsäure gebildet, als bei der mit Senfölwasser. Die Beröchnung auf Milchsäure ist aber gewissermaßen als fiktiv anzusehen, da das angewendete Verfahren wohl die bei der Fäulnis entstandene Bernsteinsäure ausschließt, nicht aber die aromatischen Fäulnissäuren : Homologe der Benzoesäure und namentlichOxysäuren. Allerdingshat8.Frew®) bei Digestionsversuchen mit Muskeln mit einer unzureichenden Quantität Chloroformwasser (Verhältnis 1:2) und Zusatz von Toluol, in welchen Fäulnis eingetreten war — die Versuche waren absichtlich zur Kontrolle der Angaben von Inouye und Kondo in dieser Form angestellt — anscheinend milchsaures Zink in beträchtlicher Quantität erhalten, indessen ist auch in diesen Versuchen nicht ganz sioher, daß es sich wirklich um milohsaures Zink gehandelt hat. | Es wurde nun noch ein Versuch mit 10°/,igem Alkohol angestellt, der ein sehr auffallendes Ergebnis hatte.
Tabelle VII. 10%, ‚iger Alkohol.
92 130 0,1170 verzögert. Wie aus der Tabelle VII hervorgeht, waren die Mischungen nicht bakterieńfrei, sondern nur das Wachstum stark verzögert, die Milobsäurebildung — wenn es sich um eine solche handelte, was nicht mit Sicherheit behauptet werden kann — stark ge- | 1) Impfung versäumt, 2) Zeitschr, f. physiol. Chem. 60, 17.
494 G. v. Stein:
hemmt. Die Mischungen waren nach der Digestion nicht ganz frei von Schwefelwasserstoffgeruch. Das gilt namentlich für die längere Zeit digerierten. Eine 10°/,ige Alkohollösung (dem Volumen nach) ist also kein sicheres Antisepticum.
Vierte Versuohsreihe.
Es wurde ?/, gesättigte Salicylsäurelösung gebraucht.
Reine Salioylsäure wurde. im Überschuß in siedendem Wasser aufgelöst, über Nacht stehen gelassen, gut durchgeschüttelt und von den ausgeschiedenen Krystallen durch ein trockenes Filter filtriert, dann mit der nötigen Menge Wasser verdünnt. Die angelegten Kulturen blieben mit Ausnahme des Versuches I, wo das Wachstum jedoch sehr verzögert war, stets steril.
Tabelle VII. Dauer Verbrauohte Bereohnete Nr. | stunden | ` Se NaOH Milchsäure | Kultur
Die Quantität der Milchsäure ist etwas größer, als bei der Digestion mit Chloroformwasser, bleibt aber hinter der bei An- wendung von !/, gesättigtem Senfölwasser erhaltenen etwas zurüok. Inwieweit dabei etwa die Bakterien beteiligt sind, bleibt eine offene Frage, denn man kann, wenn Bakterien in den Mischungen gefunden wurden, nicht ohne weiteres annehmen, daß die in den Mischungen gefundenen Produkte allein von den Bakterien gebildet sind, am allerwenigsten, wenn es sich um solche von langsamem Wachstum handelt. Die Abwesen- heit der äußerlichen Merkmale der Fäulnis — Fäulnisgeruch, Schwefelwasserstoff — spricht sogar entschieden gegen die Be- teiligung von Bakterien an den chemischen Umsetzungen.
Fünfte Versuchsreihe. Es wurde 1°/,ige Borsäurelösung angewendet. Fäulnis oder stärkere Gasbildung wurde nicht beobachtet. Die Milchsäure, anfänglich in kleinen Mengen vorhanden, steigt sehr schnell auf 0,6165 g, um nach Real, Autolyse wieder zu sinken.
Bildung von Milchsäure bei antiseptischer Leberautolyse. 496
Tabelle IX. Verbrauchte | Berechnete Se - NaOH Milchsäure
1 9,2 0,0828 2 38,55 0,3169 3 68,55 0,6165 4 64,15 0,4873
Als allgemeines Resultat ergibt sich also, daß die Bildung der Milchsäure nach 72 reap. 92 Stunden ihr Maximum er- reicht, dann wieder abnimmt — in Übereinstimmung mit einer Reihe in der Literatur vorliegender Angaben — und bezüglich des Einflusses des antiseptischen Mediums, daß die Quantität derselben bei Anwendung von Chloroformwasser am geringsten ist, größer mit ?/, gesättigtem Senfölwasser, !/, gesättigter Salicyläurelösung und 1°*/„їдег Borsäurelösung. Die Versuche mit Alkohol scheiden aus wegen der unzweifelhaft dabei ein- getretenen Fäulnis, jedoch bleibt die sehr geringe Bildung von Milchsäure resp. nicht flüchtigen ätherlöslichen Säuren in der 10°/,igen Lösung überhaupt recht bemerkenswert. |
Versuche mit Zusatz von Kohlenhydraten. Von der von Magnus Levy ausgesprochenen Vermutung über die Abstammung der Milchsäure aus Kohlenhydraten aus- gehend, wurden 3 Versuche unter Zusatz von Amylum bzw. Glykogen bzw. Dextrin ausgeführt. Die Versuchsanordnung war im übrigen dieselbe. Auch hier kamen 100g Leber und 11 Chloroformwasser in Anwendung.
1. Versuch. Es wurde zu jeder Autolysemischung je 10 д „lösliche Stärke“ (Kahlbaum) zugesetzt.
Tabelle X.
N Dauer Verbrauchte Berechnete "| Stunden | "/о- МОН | Milchsäure
1 48 ` 10,8 0,0972
2 79 14,3 0,1287 In diesem Falle konnte die nach dem Filtrieren gewonnene Flüssigkeit wegen der sich ausscheidenden Stärkekleistergallerte nicht ganz bis zur Sirupdicke eingedampft werden. Deswegen
496 О. э. Stein:
wurde mehr Alkohol zum Ausfällen der Albumosen und des Amylums angewendet. 2. Versuch, Es wurden zu jeder Autolyse је бр des fast chemisch reinen Glekogeng (Laboratoriumssammlung) verwendet.
Tabelle XL
3. Versuch. Es wurden je 10 g Dextrin zu jeder Autolyse zugesetzt. Tabelle ХП. Nr Dauer Verbrauchte "Berechnete “| Stunden a/o- NaOH Müchsäure ae кке дун, 1 48 11,4 | 01026 2 72 14,4 , 0,131
Die zugesetzten Kohlenhydrate sind, wie aus den Tabellen hervorgeht, ganz ohne Einfluß auf die Quantität der gebildeten Milchsäure geblieben, in dem Versuch mit Giykogen ist sogar die nach 72stündiger Digestion gebildete Milchsäurequantität auffallend gering.
Ähnliche Versuche hat bereits Türkel angestellt und außer Traubenzucker auch Inosit und Alanin angewendet.
Eine Steigerung der Milchsäurebildung durch Zusatz von Dextrin war wenigstens in der Mehrzahl der Fälle unverkenn- bar, die Versuche mit Inosit fielen nicht überzeugend aus, die mit Alanin schwankend.
Sehr bemerkenswert ist der Befund von Türkel, „daß auch in der von Kohlenhydraten i.e. Glykogen und Traubenzucker soweit als möglich befreiten Leber eine reichliche Milchsäure- bildung bei der Autolyse stattfindet, die sich durchaus im Aus- шабе derjenigen Größenordnung bewegt, wie wir sie in gly- kogenhaltigen Lebern zu sehen gewohnt sind‘; dann fernerhin der Befund, ‚daß in glykogenfreien Lebern Zusatz von Alanin eine nennenswerte Vermehrung der bei der Autolyse ent- stehenden Milchsäure mit sich bringen kann“. Die Methodik
Bildung von Milchsäure bei antiseptischer Leberautolyse. 497
von Türkel ist allerdings, wie bereits erwähnt, nicht einwand- frei; da es sich aber um vergleichende Versuche nach dem- selben Verfahren handelt, kann man die Resultate wohl als zu Recht bestehend ansehen.
Nicht unerwähnt möchte ich an dieser Stelle lassen, daß Morishima 1]. о. Versuche anführt (schon. 1900), welche Bildung - in der Leber von Milchsäure post mortem zeigen und für den Ursprung derselben aus den Kohlenhydraten der Leber sprechen. Morishima stellte seine Versuche an der Leber so an, daß er in dem frischen Leberbrei Glykogen, Traubenzucker und Milch- säure bestimmte, andererseits in demselben Leberbrei, nachdem er 2 bis 3 Tago bei 16 bis 18° gestanden hatte. Morishima gibt dazu an, daß der Leberbrei, welcher bisweilen umgerührt wurde, sich in der Regel nicht wesentlich veränderte, fast wie frische Leber roch, nur in einem Falle Schwefelwasserstoffgeruch auf- ` trat. Mit Ausnahme eines Falles nahm der Milchsäuregehalt beträchtlich zu, auf das 1,7- bis 8,6fache (!). Das Glykogen hatte abgenommen, der Zuckergehalt zugenommen, der Kohlenhydrat- gehalt im ganzen jedoch abgenommen. Wieweit bei diesen Versuchen die Autolyse und wieweit Bakterien beteiligt waren, muß dahingestellt bleiben.
Zusammenfassung.
l. Die Quantität der bei der antiseptischen Autolyse ge- bildeten Milchsäure nimmt bis zur 48. bis 72. Stunde der Di- gestion zu, dann wieder ab. Man muß danach in Überein- stimmung mit den vorliegenden Angaben neben dem milch- säurebildenden Ferment auch ein milchsäurezerstörendee Fer- ment annehmen.
2. Die Quantität авг Milohsäure hängt ceteris paribus von dem zur Autolyse benutzten Antisepticum ab. Verglichen mit den bei der Digestion mit Chloroformwasser erhaltenen Zahlen wirkt halbgesättigte Salicylsäurelösung, 1/, gesättigtes Senföl- wasser und 1°/,ige Bursäurelösung fördernd, 10°/,ige Alkohol- lösung störend. In letzteren Mischungen machen sich schon geringe Fäulniserscheinungen bemerkbar.
3. Eine Steigerung der Milchsäurebildung durch zugesetzte kohlenhydrate (Amylum, Glykogen, Dextrin) hat sich nicht nachweisen lassen.
Über ein Fällungsmittel für Aminosäuren. Von · Carl Neuberg und Johannes Kerb.
(Aus der chemischen Abteilung des Tierphysiologischen Instituts der Kgl. Landw. Hochschule, Berlin.)
Ein universelles Fällungsmittel für die Gruppe der Amino- säuren existiert bisher nicht. Nur für die basischen Spaltungs- produkte der Eiweißkörper besitzt man in der Phosphorwolfram- säure ein ausgezeichnetes Reagens, sie aus ihren Lösungen niederzuschlagen; für die’ weit größere Zahl der am Aufbau der Proteine beteiligten Mono- und Oxyaminosäuren ist jedoch ein allgemeines Fällungsmittel nicht bekannt geworden.
Ein solches haben wir nun aufgefunden bei Fortsetzung der Versuche von С. Neuberg und M. Ishida?) über die Bestimmung von Zuckerarten neben Eiweißspaltungsprodukten. In dieser Mitteilung ist bereits angedeutet, daß eine Fällung von Aminosäuren gelingt, wenn sie in schwach soda-alkalischer Lösung durch Mercuriacetat geschieht.
Überraschenderweise hat sich ergeben, daß hier eine all- gemeine, bisher scheinbar nicht beobachtete Reaktion der Amino- säuren vorliegt.
Fügt man zu einer nicht zu verdünnten Lösung einer Amino- säure, z. B. von Glykokoll, Natriumcarbonat bis zur eben deut- lichen alkalischen Reaktion und setzt dann Mercuriacetatlösung hinzu, so erhält man einen weißen Niederschlag. Durch ab- wechselnde vorsichtige Zugabe der Reagenzien und Zusatz von Alkohol vermehrt sich die dicke weiße Fällung, in welche das Glykokoli nahezu quantitativ hineingeht.
Bei der Reaktion zwischen Aminosäuren und essigsaurem Quecksilber plus Soda haude!t es sich keineswegs um die Er-
2) Car! Neuberg und Migaku Ishida, diere Zeitschr. 87, 142, 1911; Zeitschr. d. Vereins а. deut:ch. Zuckerind. 41, 1113, 1911.
C. Neuberg und J. Kerb: Fällungsmittel für Aminosäuren. 499
zeugung einfach von Quecksilbersalzen der Aminosäuren, sondern um eine kompliziertere Reaktion, an derem Zustandekommen die Elemente des Kohlendioxyds beteiligt sind. Vermutlich liegen basische Salze der entsprechenden Carbaminosäuren vor.
Die Reaktionsfolge wäre dann für Glykokoll etwa:
a) CH,—COOH ONa ` cH, — — COONa | +) =H0+! NH, COON NH — COONa В С REN a C00.C * „= — 2CH,.COONa dn coon- 7 00.CH, CH, — arg | "fe NH — COO y) CH, — COO соо. Kabes, H d co, CH — CO0 00.CH,
Сн, — C00, = 2CH,.C00Na + C0, +| ve HE Bet
Zu dieser Annahme führen folgende Gründe.
1. Die normalen Mercurisalze der Aminosäuren sind zum Teil bekannt. Sie haben beispielsweise bei Glykokoll, Leucin, Tyrosin, Prolin, Diaminoproprionsäure usw. ganz andere Eigen- schaften und sind z. T. leicht löslich.
2. Der Aminoaldehyd d-Glucosamin, der ja gar keine salzbildende Carboxylgruppe enthält, ist ebenfalls durch Mercuri- acetat plus Soda, offenbar als
CH OH CH. OH), — CH — CHO
NH — COOhg, fällbar.
3. Die Anwendung von Soda (oder anderen löslichen Car- bonaten) ist für den Eintritt der Reaktion durchaus erforder- lich. Natronlauge kann die Sodalösung unter keinen Umständen ersetzen. Ätzalkalien liefern einfach einen Niederschlag von Quecksilberoxyd; die gegen Na,CO, beständigen, als basische Quecksilbersalze von Carbaminosäuren aufgefaßten Niederschläge werden durch NaOH fast augenblicklich zersetzt.
500 С. Neuberg ооа Ј. Kerb:
4. Sowohl bet дег Erzeugung als bei der Zerlegung der Nieder- schläge entwickelt sich CO,, im Einklange mit obiger Formu- lierung. |
5. Endlich konnten wir aus fertigen Carbaminosäuren, her- gestellt nach М. Siegfrieds?) Vorschrift, ganz analoge Fällungen erhalten. |
Auf analytischem Wege läßt sich die Zusammensetzung der Niederschläge nicht ohne weiteres aufklären, da Gemische von normalen und basischen Mercurisalzen vorliegen. Die stöchiometrischen Verhältnisse bieten insofern der Aufklärung besondere Schwierigkeiten, als jedes der beiden Reagenzien, Natriumoarbonat wie essigsaures Quecksilber, auf die bereits entstandenen Fällungen lösend wirken kann. Tatsächlich findet anfangs eine solche Lösung statt, во daß man meist einen deutlichen Überschuß der Reagenzien anwenden muß.
Die analytische Zusammensetzung der Niederschläge®) ist für die praktische Handhabung der Methode jedoch unwesent- lich. Denn es lassen sich die Aminosäuren aus den Quecksilber- verbindungen tatsächlich quantitativ zurückgewinnen. Bei der Zerlegung mit Schwefelwasserstoff in neutraler Suspension oder nach vorherigem Auflösen in Salzsäure, ebenso bei: der Ent- fernung des Quecksilbeis mit Schwefelammonium oder Barium- sulfid, gelangt man stets zu den reinen Aminosäuren, indem die freien Carbaminosäuren alsbald in CO, und Aminosäuren zer- fallen.
Zur Ausführung der Fällung benützen wir eine 25°/,ige Lösung von essigsaurem Quecksilber’) und gesättigte oder 10°/,ige Lösung von kohlensaurem Natrium. Die Aminosäuren werden in 10 bis 20°/ igen oder auch dünneren Lösungen verwendet; sind sie schwer löslich, so werden sie
1) M. Siegfried, Zeitschr. f. physiol. Chem. 44, 85, 1905; 46, 401, 1905. |
2) Wir hoffen, in einigen günstigen Fällen doch noch zu einheit- lichen Verbindungen zu gelangen. |
3) Dieselbe ist in der Kälte oder höchstens durch Erwärmen auf 40° zu bereiten. Das Kahlbaumsche Präparat löst sich glatt bei Zimmertemperatur. Beim Kochen erfolgt hydrolytische Spaltung unter Auscheidung von HgO. Will man alkoholische Lösungen (в. 8. 505) ver- wenden, so muß man zwecks Zurückdrängung der Alkoholyse einige Tropfen Eisessig zusetzen.
Fällungsmittel für Aminosäuren. 501
durch das doch erforderliche Natriumcarbonat zunächst in Lösung gebracht, aber unter Vermeidung eines Überschusses an Soda.
Zu der mit Na,CO, bis zur deutlichen Reaktion auf Lackmus versetzten Lösung der Aminosäure fügt man dann bei Zimmer- temperatur vorsichtig kleine Mengen der Mercuriacetatlösung. Der erste einfallende Tropfen erzeugt bisweilen eine gelbliche Fällung, die beim Umschütteln verschwindet und einem rein weißen Niederschlage Platz macht. Öfter muß man erst relativ bedeutende Mengen des essigsauren Quecksilbers und kohlen- sauren Natriums zufügen, bevor die Ausscheidung beginnt. Man gibt dann abwechselnd so lange von den Reagenzien hinzu, als der Niederschlag sich noch vermehrt und weiß bleibt. Dann Sieft man noch soviel Soda- oder Merouriacetatlösung oder von beiden nach, daß nunmehr eine auch beim Durchrühren be- stebenbleibende Gelbrotfärbung eingetreten ist. Da nur bei bestimmten Aminosäuren die Fällung in rein wässeriger Lösung einigermaßen quantitativ verläuft, empfiehlt sich in allen Fällen ein Zusatz von 5 bis 8 Volumen 98°/,igen Alkohols. Dieser beseitigt zugleich eine etwaige Schaumbildung, die durch das Freiwerden von CO, aus der Mischung (s. oben 8. 500) veran- laßt werden kann.
Nach öfterem Umrühren setzt sich der Quecksilbernieder- schlag bald ab. Man erhält eine farblose Flüssigkeit über einer schwach geibrot gefärbten, voluminösen Fällung. Bei richtig verlaufener Operation muß die überstehende Flüssigkeit neutral oder schwach alkalisch reagieren; sauer darf sie nicht sein. Auf alle Fälle überzeuge man sich davon, daß ein erneuter Zusatz je eines Tropfens von verdünntem!) kohlensauren Natrium und essigsaurem Quecksilber keinen weißen Niederschlag von Queck- silber-Aminosäureverbindung, sondern nur von gelbrotem Mercuri- carbonat erzeugt.
Nach völliger Klärung der über dem Niederschlage stehen- den Flüssigkeit kann man die Fällung absaugen oder abfiltrieren. Gibt man die ersten Anteile des Filtrates aufs Filter zurück, so erhält man schnell blanke Mutterlaugen. Zum Auswaschen, das gründlich geschehen muß, benutzt man 80°/,igen Alkohol.
1) Die Natriumcarbonatlösung muß verdünnt sein, damit beim Zu- sammenbringen mit 80% ,igem Alkohol kein festes un en wird.
Biochernische Zeitschrift Band 60.
502 = C. Neuberg und J. Kerb:
Der Niederschlag
selbst wird — am besten noch feucht — mit Wasser vom Filter abgespritzt, verrieben und mit Schwefelwasserstoff zer- legt. Wenn man nach vollendeter Einwirkung des Schwefel _ wasserstoffes kurze Zeit auf dem Wasserbade erhitzt, dann noch einige Blasen H,S durchleitet, so setzt sich das Mercurisulfid gut ab. Aus dem klaren Filtrate — Spuren ev. durchgelaufenen Schwefelquecksilbers scheiden sich beim Eindampfen ab oder lassen sich- durch etwas kolloidales Eisenhydroxyd leicht be- geitigen — erhält man beim Einengen die Aminosäuren völlig rein und schön krystallisiert zurück. Die carbaminosauren Quecksilberverbindungen werden durch Schwefelwasserstoff gleich- zeitig unter Abgabe von CO, zerlegt, etwa im Sinne: кн Hgo + 2 H,S = 2 HgS - H,O Ju соо^ g0 + 2H, g5 -+ H,
+C0,-+R.CH.NH,.COOH.
Bei der Zersetzung der Quecksilberniederschläge muß man natürlich so viel Wasser anwenden, daß die freigemachte Aminosäure wirklich in Lösung gehen kann.. Ev. .arbeitet man in der Wärme und filtriert durch einen Heißwasser- trichter. Bei dem schwer löslichen Tyrosin und Cystin emp- fiehlt es sich, in salzeaurer Lösung zu fällen und aus dem resultierenden Chlorhydrat der betreffenden Aminosäure letztere dann in geeigneter Weise, durch Ammoniak, Natriumacetat oder dergleichen, abzuscheiden. In diesen Fällen löst man den Queck- silberniederschlag einfach in verdünnter Salzsäure und erzielt dann eine noch schnellere Umsetzung mit H,S.
Bei der Verarbeitung der einmal abgeschiedenen Queck- silberfällungen braucht man sich nicht besonders zu beeilen, da gie sowohl trocken wie feucht bei gewöhnlicher Temperatur und selbst gegen Erwärmen einigermaßen beständig sind. Nur die Glykokollverbindung ist selbst gegen kurzes Kochen emp- findlich; es erfolgt dann, namentlich bei Gegenwart von Soda oder Natronlauge, Reduktion zu Metall; auch bei längerer Auf- bewahrung der aus Glykokoll erhaltenen Quecksilberfällung tritt leichte Graufärbung auf. Mit der Zerlegung der Glykokoll- verbindung wartet man also zweckmäßig nicht zu lange.
Fällangsmittel für Aminosäuren. 503
Die von den Fällungen abfiltrierten ·. klaren Mutterlaugen wurden samt den Waschflüssigkeiten bei schwefelsaurer Reaktion zunächst auf dem Wasserbade eingeengt und dann unter nochmaligem Zusatz von konz. H,SO, nach Kjeldahl verbrannt. Die Menge des erhaltenen Ammoniaks ist ein Maß für den Grad der Vollständigkeit, mit der die Ausfällung der Aminosäuren erfolgt ist.
Die nachstehend (S. 506 bis 512) mitgeteilten Protokolle geben über die quantitativen Verhältnisse Aufschluß.
Bei. fast allen Aminosäuren haben wir zufriedenstellende Resultate erzielt, d. h., eine Ausfällung von mehr als 95°/, des in der betr. Aminosäure vorhandenen Stickstoffs erreichen können. Aus den Quecksilberniederschlägen haben wir dann die Amino- säure praktisch quantitativ regeneriert. Nur beim Prolin und Valin haben wir bisher kein befriedigendes Ergebnis erreicht, indem hier rund 25 bis 30°/, der Aminosäuren der Ausfällung entgingen. |
Bei der Mehrzahl der Aminosäuren. ist die Fällung. ohne Schwierigkeit ‚auszuführen; ein genaueres Studium und somit eine gewisse Vertrautheit erfordern nur die Aminosäuren Alanin, Leucin, Valin und Prolin. Bei den beiden ersten ge- lingt die Vornahme der Quecksilberfällung, wie die Protokolle dartun, mit genügender Vollständigkeit. Je nach den Mengen- verhältnissen ist hier übrigens die Reihenfolge des Zusatzes von Soda und Mercuriacetat umzukehren; manchmal liefert vor- heriger Zusatz von essigsaurem Quecksilber und nachherige Zu- gabe von Na,CO, das bessere Ergebnis; auch Mischung mit Alkohol vor Zusatz der genannten Reagenzien kann manchmal vorteilhafter sein. Genaue Detailvorschriften können nicht ge- geben werden, die richtige Arbeitsweise ist hier Sache der Ein- übung.
Wir haben die Reaktion bei allen als Eiweißspaltungspro- dukte auftretenden Monoaminosäuren durchgeführt bis auf Oxy- prolin und Oxytryptophan, die uns nicht zugänglich waren. Von basischen Bausteinen der Proteine haben wir das Histidin und Glucosamin geprüft; beide werden unter den angegebenen
Versuchsbedingungen nahezu quantitativ niedergeschlagen; man 33*
504 C. Neuberg und J. Kerb:
darf wohl auch für die noch zu prüfenden eigentlichen Di- sminosäuren eine mehr oder minder vollständige Fällbarkeit erwarten, um so mehr, als wir sie für das niedrigste Glied der Reihe, die «-ß-Diaminopropionsäure, bereite festgestellt haben.
Bosonders beachtenswert scheint uns, daß Stoffe wie Serin und Glucosamin, für die sonst keine einfachen Fällungsmittel bekannt sind, durch das Merouriaoetet-Natriumcarbonat-Reagens glatt fällbar und aus dem Niederschlage ohne weiteres wieder- zugewinnen sind.
Von Bedeutung kann gelegentlich auch der Umstand wer- den, daß man auf dem Wege über die Quecksilberfällungen natürlich zu den freien Aminosäuren bzw. zu ihren kohlen- sauren Salzen gelangen kann, was sonst oft mit Umständen verknüpft ist.
Außer bei den eigentlichen Eiweißspaltungspro- dukten haben wir für folgende Substanzen die Fällbarkeit durch Mercuriacetet plus Soda (ev. unter Alkobolbeigabe) quali- tativ und z. T. such quantitativ festgestellt.
a-Amino-n-buttersäure, 5-Amino-n-buttersäure, ö-Aminovaleriansäure, Isoserin, «a-ß-Disminopropion- säure, Asparagin, Glutamin, Phenylglykokoll und Taurin.
Wie man sieht, ist der Eintritt der Reaktion keineswegs auf «a-Aminosäuren beschränkt, sondern ebenso gut in der $- oder ö-Reihe durchführbar. Es dürfte sich wohl um eine all- gemeine Eigenschaft dieser Aminokörper handeln, deren besondere Affinität zum Merouriion bekannt ist. Letztere kommt ja auch darin zum Ausdruck, daß einzelne der von uns untersuchten Substanzen wie Asparaginsäure!), Glutaminsäure, Cystin?) u. а. bereits durch Merouriscetat allein niedergeschlagen werden. Diese Eigenschaft interessiert jedoch in diesem Zusammenhange nicht, wo es sich um die Erkennung einer allgemeiner gültigeren Reaktion handelt, welche auch die von Queckailbersalzen ohne Beteiligung von CO, (Carbaminobildung) gar nicht fällbaren Mono- und Oxyaminosäuren einschließt.
1) A. Loewy und С. Neuberg, Zeitschr. f. physiol. Chem. 48, 850, 1904.
2) C. Neuberg und P. Mayer, Zeitschr. f. physiol. Chem. 44, 508, 1905.
Fällungsmittel für Aminosäuren. 505
In einigen Fällen haben wir gesehen, daß man die Fällung statt mit Soda und Mercuriacetat auch mit Soda plus Kupfer- acetat oder Soda plus Silbernitrat ausführen kann. Der Ersatz des essigsauren Quecksilbers durch andere Metallsalze bietet jedoch keinen Vorteil. Die Verwendung des Mercuriscetate hat dagegen den Nutzen, daß dieses direkt einen Indicator dar- stellt, indem nach vollständiger Ausfällung der Aminosäuren als weiße Carbaminoquecksilberverbindung die gelbrote Farbe des nunmehr ausfallenden basischen Quecksilbercarbonats das Ende der Reaktion anzeigt.
Auch die Verwendung anderer Queckailbersalze an Stelle des Acetats empfiehlt sich in der Regel nicht. Natürlich fällen Chlorid (dieses namentlich in alkoholischer Lösung) oder Nitrat ebenfalls bei Anwesenheit von Soda; allein die durch Umsetzung entstehenden Salze NaCl bzw. NaNO, sind in Alkohol, dessen Anwesenheit nötig. ist, schwer löslich und verunreinigen leicht die Amino- säurenniederschläge. Mercuriacetat liefert dagegen bei der Re- aktion essigsaures Natrium, das spielend in Alkohol übergeht. Statt wässeriger Mercuriacetatlösung kann man auch alkoholi- sche benutzen, doch hat sich die wässerige Lösung und einfache Zugabe von Alkohol bei der Fällung als ebenso zweckmäßig erwiesen, so daß diese Arbeitsweise als weniger kompliziertes Verfahren wohl vorzuziehen ist (vgl. die Anm. S. 500).
Diese mitgeteilte Methode besitzt nicht die Schärfe, die z. B. das Phosphorwolframsäureverfahren bei den Diamino- .säuren aufweist. Mit diesem soll sie auch nicht konkurrieren, noch weniger etwa mit E. Fischers Estermethode in Wett- bewerb treten. |
: Mit Vorteil wird man sich der Soda-Quecksilberfällung aber wohl btd:enen können, wenn es sich um die Isolierung einer einzelnen Aminosäure und deren Darstellung in Substanz handelt, oder wenn es auf die Abscheidung von Aminosäure- gemischen ankommt, die sich auf diesem Wege wohl von vielen anderen Stoffen, insbesondere von Zuckerarten n’), werden trennen lassen.
2) Versuche sind im Gange, die Methode für die Analyse von Zucker- arten in Naturstoffen dienstbar zu machen.
506 C. Neuberg und J. Kerb:
Nach dieser Richtung werden wir bei weiteren Versuchen um die Vervollkommnung der Methode und um ihre Anwendung auf andere Aminokörper!) bemüht bleiben.
Auszug aus den Protokollen. a) Glykokoll.
1, 1,0 g Glykokoll wird in ca. 20 ccm heißem Wasser ge- löst und nach dem Abkühlen abwechselnd mit gesättigter Sodalösung und mit 25°/,iger Mercuriacetatlösung . versetzt. Zunächst geht die sich bildende Fällung wieder in Lösung; man fährt mit der. vorsichtigen Zugabe der Reagenzien fort, bis der weiße Niederschlag nicht mehr zunimmt. Dann werden са. 100 ccm 98°/,iger Alkohol zugegeben, der eine deutliche Ver- mehrung des Niederschlags bewirkt. Man setzt dann vorsichtig noch so viel Mercuriacetat oder Soda oder. von beiden hinzu, daß gerade eine gelblichrote Färbung eintritt und der Nieder- schlag auch nach dem Durchmischen schwach gelbrot erscheint. Die Fällung setzt sich nach dem Umrühren mit einem Glasstabe schnell ab. Bei richtig verlaufener Umsetzung. reagiert die überstehende alkoholische Flüssigkeit auf Lackmus gerade schwach alkalisch. Man saugt dann ab und wäscht wiederholt mit 80°/,igem Alkohol gründlich nach.
Filtrat und Waschflüssigkeit werden mit Schwefel- säure stark angesäuert und auf dem Wasserbade zur Ver- flüchtigung des Alkohols eingeengt. Der wässerige Rückstand wird alsdann unter sorgfältiger Beachtung etwa ausgeschiedener оз) Man muß daran denken, daß auch bei Fällungen von manchen Aminen und Amiden durch Quecksilbersalze und koblensaures Natrium außer Doppelsalzbildung Carbaminoreaktionen, d. h. Eintritt von CO, in die betr. Moleküle, mit im Spiele sein können. So wird Ammoniak durch Mercuriacetat nicht niedergeschlagen, sofort aber auf Sodazusatz.
Letzterer bewirkt offenbar Bildung von carbaminsaurem Salz (vgl. P.Nolf, Zeitschr. f. physiol. Chem. 23, 505, 1897):
NH, + Na0.COONa = NaOH + NH,.COONs,
das dann als bas. Mercurisalz ausfallen kann. Dementsprechend wird eine Lösung von käuflichem Ammoniumcarbonat, die ja carbaminsaures Ammonium enthält, durch Mercuriacetat sofort gefällt, während NH,CI, (NH,)SO, und Ammoniumacetat klar bleiben. auf Sodazusatz aber sofort eine weiße Fällung liefern. In ähnlicher Weise wird Harnstoff durch essigsaures Quecksilber oder Sublimat erst nach Sodazugabe nieder- geschlagen.
Fällungsmittel für. Aminosäuren. 507
Quecksilbersalze in einen Kjeldahlkolben übergespült und unter Zugabe von. konz. H,SO, verbrannt. -
Die sohließliche Destillation des NH, geschah unter Zu- fügung von reichlich Natriumthiosulfat.
Gefunden wurden 0,0090 g N; da.1 g Glykokoll 0, 1861 g N enthält, sind nur 4,8°/, des gesamten Stickstoffes in Lösung ge- blieben, 95,2°/, sind dagegen gefällt.
Dementsprechend konnte aus dem durch Mercuriacetat plus Natriumcarbonat erzeugten Niederschlage fast alles ein- gewogene Glykokoll wiedergefunden: werden. Der Niederschlag wurde mit Wasser vom Filter in eine Reibschale abgespritzt, zu einer gleichmäßigen Suspension angerieben und nach Über- führung in einen Jenenser Kolben mit Schwefelwasserstoff bei Zimmertemperatur zerlegt, Sobald keine gelblichen Partikel mehr zu sehen waren, wurde der Kolben aufs Wasserbad ge- setzt und durch die erwärmte Flüssigkeit noch kurze Zeit H,S geleitet. Das Filtrat vom Mercurisulfid lieferte‘ 0,9 g reines Glykokoll nach dem Eindampfen und Umkrystallisieren zurück.
2. In einem anderen Versuche wurde ebenfalls 1,0 g Glyko- koll angewendet. Die Fällung geschah ganz ebenso, nur mit gesättigter alkoholischer Mercuriacetatlösung statt der wässerigen.
Im Filtrat der Quecksilberfällung waren 0,0081 g N = 4,3°/, des Gesamt-N.
b) d,1-Alanin.
Nur in den allerkonzentriertesten Lösungen liefert Alanin mit wässerigem Mercuriacetat plus Natriumcarbonat eine Fällung; diese tritt für gewöhnlich erst nach Zugabe von reichlich Alkohol ein. Im übrigen geht die Abscheidung wie beim Glykokoll vor sich.
Bei Verwendung von 1,0 g d,1-Alanin wurden im Filtrate 0,0066 g N = 4,2°/, des Gesamt-N gefunden.
Die Zerlegung der Quecksilberfällung lieferte 0,95 g d, 1- Alanin zurück.
Der Versuch mit dem in Eiweißkörpern enthaltenen d-Alanin ergab ein noch etwas besseres Resultat. |
Bei Verarbeitung von 1,0 р d-Alanin blieben im Filtrat nur 0,0042 g N = 2,7°/, des Gesamt-N.
508 C. Neuberg und J. Kerb:
d) d,1-Valin.
1,0 g synthetische a-Amino-isovaleriansäure wurden in der beim Alanin angegebenen Weise mit Soda und Mercuriacetat unter Alkoholzusatz gefällt.
Im Filtrat des Quecksilberniederschlages blieben 0,0372 g N gelöst == 51,4°/, des Gesamt-N. |
Bei einem anderen Versuch blieben 80,0°/, N in Lösung.
е) Leucin.
Zur Verwendung kam das Gemisch der natürlichen Isomeren, also Leucin plus Isoleucin; es war durch Hydrolyse von Fibrin gewonnen.
„Leucin“ wird schon in wässeriger Lösung durch Mercuri- acetat plus Soda gefällt, weit vollständiger jedoch auf Alkohol- zusatz. |
1. Bei Verarbeitung von 1,0 g wurden im Filtrat 0,0045 g N ess 4,2°/, des Gesamt-N gefunden.
2. In einem anderen Versuche mit 1,0 g Leucin blieben im Filtrat nur 0,0036 g = 3,4°/, des Gesamt-N.
Durch Zerlegung der Quecksilberfällung wurde Мег fast genau 1,0 g Leucin zurückerhalten.
f) I-Asparaginsäure.
1. 1,0 g natürliche Asparaginsinsäure wurde unter Zusatz von Soda gelöst und dann mit Mercuriacetat plus Natriumcarbonat ausgefäll. In dem ohne Alkoholzusatz ausgeführten Versuche . blieben im Filtrate des Quecksilberniederschlages 0, 0051 g N == 4,8°/, des Gesamt-N gelöst.
2. Derselbe Versuch wurde mit 1,0 g l-Asparaginsäure in der gleichen Weise, aber unter Zusatz von Alkohol vorge- nommen. Dabei entgingen nur 0,0015 g N = 1,4°/, des Ge- samt-N der Fällung.
Zurückgewonnen wurden aus dem Quecksilberniederschlag
0,95 g l-Asparaginsäure.
g) d-Glutaminsäure, Ein ähnlich günstiges Resultat wie die Asparaginsäure gibt die homologe Glutaminsäure. Zur Verwendung gelangte die natürlich auftretende Form.
Fällungsmittel für Aminosäuren. | 509
1. Wurde die Fällung von 1,0 g d-Glutaminsäure ohne Alkoholzusatz vorgenommen, so waren im Filtrat der Queck- silberfällung 0,0042 g N==4,25°/, vom Gesamt-N vorhanden.
2. Bei analoger Behandlung von 1,0 g d-Glutaminsäure unter Zugabe von Alkohol blieben in Lösung 0,0027 g N = 2,8°/, des Gesamt-N.
Aus dem Quecksilberniederschlage wurden 0, 93 g d-Gluta- minsäure zurückerhalten.
h) å, 1-Serin. | 0,5.g synthetisches Serin wurden mit Soda und Merouri- acetat behandelt und die Fällung durch Alkoholzugabe vervoll- ständigt. Im Filtrate verblieben 0,0034 g N==5,1°/, vom Ge- samt-N, | Regeneriert wurden aus dem Quecksilberniederschlag 0,45 g
Serin. | | | D 1-Сузйп. |
1. 1,0 g Cystin aus Menschenhaaren wurden mit Soda in Lösung gebracht. Im Filtrat des mit Mercuriacetat plus Natrium- carbonat erhaltenen Niederschlages waren 0,0058 g N = 4,5%, des Gesamt-N vorhanden.
2. Wurde die Behandlung mit Alkoholzusatz ausgeführt, so blieben nur 0,0021 g N oder 1,9°/, des Gesamt-N un- gefällt.
Die Zerlegung des Quecksilberniederschlages geschah wegen der Schwerlöslichkeit des Cystins in salzsaurer Lösung. Aus dem eingedampften Chlorhydrat wurde das freie Cystin durch Natriumacetat abgeschieden. Nach 4tägigem Stehen an der Luft wurden 0,8 g Cystin zurückgewonnen. (Dabei ist zu be- denken, daß bei der Behandlung mit H,S stets Cystein ent- . steht, das sich zwar an der Luft zu Cystin oxydiert, aber SE ohne Verluste.)
к) d, 1-Phenylalanin. 0,5 g synthetisches Phenylalanin wurden mit Soda plus Mer- curiacetet in wässeriger Lösung versetzt; zur Vervollständigung der Fällung wurde dann Alkohol zugegeben. Im Filtrat blieben 0,0009 g N == 2,1°/, des Gesamt-N. Zurückgewonnen wurden fast 0,5 g Phenylanin.
510 C. Neuberg und J. Kerb;
1) Тут sin.
1. 1,0 g Tyrosin aus Seide wurde mit Soda in Lösung ge- bracht und mit den Reagenzien usgefällt.
In Lösung blieben 0,0021 g N = 2,7°/, des Gesamt-N.
2. Bei Ausführung des gleichen Versuches mit 1,0 g 1-Туговіп unter Alkoholbeigabe blieben 0,0024 g N=3,1°/, vom Gesamt-N ungefällt. |
Die Wiedergewinnung des Tyrosins geschah durch Lösen des Quecksilberniederschlages in verdünnter Salzsäure, Behandlung mit H,S und schließlich durch Neutralisation des resultierenden Chlorhydrates mit Ammoniak; zurückerhalten wurden 0,9 g Tyrosin.
m) d, l-Prolin.
0,5 g aus Gelatine nach E. Fischer und R. Boehner?) dargestellte racemische Pyrrolidincarbonsäure wurden mit Soda und essigsaurem Quecksilber unter Zufügung von Alkohol aus- gefällt. Im Filtrate waren 0,0150 g N = 24 6°], vom Gesamt-N noch vorhanden.
n) 1-Histidin. 0,5 g Histidinmonochlorhydrat würden mit Soda und Mer- curiacetat unter Zugabe von Alkohol ausgefällt?®). Im Filtrat verblieben 0,0006 g N==0,56°/, des Gesamt-N. Die Zerlegung des Quecksilberniederschlages erfolgte in salzsaurer Lösung und lieferte fast genau 0,5 g Histidinchlor- hydrat zurück.
о) 1-Tryptophan. 0,5 g Tryptophan (aus Casein) wurden mit Soda und essig- saurem Quecksilber unter Zusatz von Alkohol ausgefällt. Im Filtrat waren noch 0,0016 g N = 2,3°/, vom Gesamt-N. Zurückgewonnen wurden aus dem Quecksilberniederschlage 0,45 g Tryptophan.
1) E. Fischer und R. Boehner, Zeitschr. f. physioL Chem. 65, ` 118, 1910.
2) Es sei daran erinnert, daß S. Fränkel (Monatsh. f. Chem. 94, 229, 1903) die Isolierung des Histidins aus bydrolysiertem Blut mit Del, plus Soda ausgeführt hat.
Fällangsmittel für Aminosäuren. 611
p) d-Glucosamin.
` Wie zuvor bereits erwähnt worden ist, fanden wir be- merkenswerterweise auch das d-Glucosaminchlorhydrat durch Mercuriacetat plus Soda fällbar, während es durch essigsaures Quecksilber allein nicht niedergeschlagen wird’).
Gibt man zur konzentrierten wässerigen Lösung von 1р salzszaurem Glucosamin zunächst Mercuriacetat und wenig Soda, so geht der. im ersten Augenblick ausfallende Niederschlag wieder mit ganz schwach gelber Farbe іп. Lösung. Auf fort- gesetzten Zusatz der Reagenzien erhält man dann eine bleibende dichte Fällung, .die bei vorsichtiger Zugabe der Reagenzien rein weiß, sonst schwach gelbstichig ist. Wie bei den Amino- säuren fügt man dann Alkohol hinzu und abwechselnd Soda oder Mercuriacetat bis zur dauernden Bildung eines schwach rötlichen Niederschlages.
Die Fällung setzt sich beim Umrühren gut ab und läßt sich alsbald abfiltrieren. _
Im Filtrat blieben 0,0003 g ČN = олв°), des Gesamt-N.
Der mit 80°/,igem Alkohol ausgewaschene Quecksilber- niederschlag wird in verdünnter Salzsäure gelöst und mit H,S behandelt. Durch Einengen des Filtrates vom Schwefelquecksilber wird fast genau 1 g d-Glucosaminchlorid zurückgewonnen.
q) a-B-Diaminopropionsäure.
1,0 g racemisches Diaminopropionsäurebromhydrat wurde in der erforderlichen Menge Wasser gelöst und mit Soda und Mercuriacetat gefällt; auf Alkoholzusatz vermehrte sich die Menge des Niederschlages.
Im Filtrat blieben 0,0009 g N = 0,6%, vom Gesamt-N.
Zur Wiedergewinnung wurde die ausgewaschene Queck- siberfüllung in verdünnter Bromwasserstoffsäure gelöst und mit Schwefelwasserstoff usw. behandelt.
Zurückgewonnen wurde ziemlich genau 1 g des Ausgangs- materiales.
r) d, I-Isoserin. Die wässerige Lösung von 0.5 g racemischem Isoserin wird
durch die Reagenzien gefällt, vollkommener auf Alkoholzugabe.
1) C. Neuberg und M. Ishida, diese Zeitschr. 37, 163, 1911.
512 С. Neuberg und J. Kerb: Fällungsmittel für Aminosäuren.
Im Filtrat blieben 0,0015 g N == 2,2°/, vom Gesamt-N. Aus dem —— wurden 0,47 g Isoserin zurückerhalten.
s) «Aminovaleriansäure.
0,5 g salzsaure d-Aminovaleriansäure liefern in wässeriger Lösung mit den Reagenzien einen farblosen Niederschlag, dessen Ausfall durch Alkoholzusatz usw. vervollständigt wird.
In Lösung blieben 0,0018 g N = 3,9°/, vom Gesamt-N.
‚ Die Zerlegung des Quecksilberniederschlages in salzsaurer Lösung lieferte nahezu 0,5 g EE zurück. |
Berichtigung. (Eingegangen am 25, April 1912.)
In der Arbeit von W. Völtz und W. Dietrich: „Die Beteiligung des Methylalkohols und des Äthylalkohols am ge- samten Stoffumsatz im tierischen Organismus“, diese Zeitschr. 40, 1912, muß es auf 8.20 von der ersten Zeile ab heißen:
Drittel der Calorien des Methylalkohols durch die unvollständige ion zu Ameisensäure den Körper verlassen, wie die folgenden Daten beweisen:
1 Is GE liefert bei vollständiger Verbrennung 5,831 Cal — lalkohol entstehenden 1,488 g ern bei vollständ. Verbrennung 1,928 p
1 — dation zu Н.СООН E оиа оон 8,408 Cal.,
ПЕР. 68 ‚33%, der Calorion des Methylalkohols, Unter dieser Vor- aussetzung würde sich somit der Methylalkohol nicht zu 8,3%/,, sondern zu „м am ee beteiligt — In Wirklichkeit dürfte
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7 DAY LOAN
7 DAY APR 32.1966
APR 20 1965
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