Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 13. Band ; 

 der ganzen Keihe 29. Band 



Sonntag, den 3. Mai 1914. 



Nummer 18. 



Die Quelle der Muskelkraft. 



[Nachdruck verboten.] 



Es ist in letzter Zeit mehrfach die Aufmerk- 

 samkeit weiterer Kreise auf die Frage nach der 

 Ouelle der Muskelkraft gelenkt worden. Dies ver- 

 anlafit uns, auch die Leser der ,,Naturwissenschaft- 

 lichen Wochenschrift" an diesen Erorterungen zu 



I beteiligen. Im vergangenen Jahre stellte J. M a t n 1 a 



I in der Zeitschrift ,,Die N'aturwissenschaften" J ) die 

 Quellungstheorie der Muskelkontraktion dar. Kurz 

 darauf wurde von S. Gutherz 2 ) diese Theorie 



i verworfen, dann von R. Hober in einem Vor- 

 trage vor der deutschen Bunsengesellschaft in Bres- 

 lau 3 ) wieder verteidigt und jiingst von R. Piitter 



J in einem Artikel der ,,Xatur\vissenschaften" 4 ) nur 

 mit bestimmten Einschrankungen gelten gelassen. 

 Diese Quellungstheorie nimmt an, dafi gewisse 

 mikroskopische Gewebselemente der Muskeln nach 

 erfolgter Reizung aufquellen, wodurch eine Ver- 

 kiirzung des Muskels eintrete. Sie hat einen Rivalen 

 in der Oberflachenspannungstheorie. Diese stellt 

 sich vor, dafi die wirksamen Gewebselemente im 

 gereizten Muskel eine Vermehrung ihrer Ober- 

 ilachenspannung erfahren und somit zu schrumpfen 

 bestrebt sind. 



Jede Muskeltheorie mufi natiirlich die Eigen- 

 tiimlichkeiten des Baues und der Verrichtung 

 dieser Organe beru'cksichtigen und physikalisch 

 moglich sein. Beziiglich des Baues der Muskeln 

 wissen \vir, dafi ihre anatomischen Elemente die 

 Fibrillen sind, lange, mikroskopische diinne Faden, 

 die biindelweise in mit Fliissigkeit erfiallten Schlau- 

 chen stecken. Die Fliissigkeit heifit Sarkoplasma 

 und der Schlauch Sarkolemm. Die beiden Enden 

 des Sarkolemms, an denen die Fibrillen angeheftet 

 sind, gehen in die Sehne des Muskels iiber, die 

 diesen zwischen 7,\vei Knochen oder dergl. aus- 

 spannt. Beim quergestreiften Muskel zeigt sich 

 nun die Fibrille zusammengesetzt aus Stiicken, die 

 abwechselnd heller und dunkler sind. Die dunk- 

 leren haben die Eigenschaft der Doppelbrechung. 

 Sie sind es, die bei der Kontraktion ihre Gestalt 

 verandern und im besonderen ihren Langsdurch- 

 messer verkiirzen. Von K. Hurt hie ist in einer 

 vortrefflichen Untersuchung nachgewiesen worden, 

 dafi ,,bei der Kontraktion weder eine Volumzu- 

 nahme der Fibrillen im ganzen, noch ihrer doppel- 

 brechenden Abschnitte" vorkommt. 6 ) Hurt hie 

 \veist daher jede Quellungstheorie ab. Ich glaube, 

 dafi man nicht umhin kann, seinem Schlusse zu 

 folgen. 



Yon Emil Baur-Ziirich. 



') Bd. 1, 109 (19131. 



-) Ebenda, Bd. 1, 388 (1913). 



-') Zeitschr. f. Elektrochemie, 19, 738 (1913). 



4 ) Bd. 2, 31 (19141. 



r ')Pflugers Arcliiv, I'Jti, 151 (1909). 



Somit bliebe fernerhin nur die Oberflachen- 

 spannungstheorie in ernstliche Erwagung zu ziehen. 

 Sie betrachtet die ganze Fibrille als Fliissigkeits- 

 faden oder ihre doppelbrechenden Anteile als eine 

 Perlschnur von Tropfen. Mit den mikroskopischen 

 Tatsachen steht sie nach Hurt hie nicht im 

 Widerspruch, wohl aber, wie mir scheint, mit der 

 Art der Tatigkeit des Muskels. Derselbe arbeitet 

 namlich so, wie wenn er eine gespannte, lange, 

 elastische Spiralfeder ware. Eine solche kann bei 

 grofiter Dehnung das grofite Gewicht heben; je 

 mehr sie sich verkiirzt, desto kleiner wird das 

 Gewicht, das sie weiterhin noch heben kann. Fur 

 den Muskel gilt das namliche. Dagegen ware eine 

 gegebene Oberflachenspannung von der Verkiirzung 

 unabhangig. Daraus mufi man schlieSen, wie mir 

 scheint, dafi der Muskel elastische Krafte besitzt, 

 die bei der Kontraktion ins Spiel treten. 



Es liegt nahe, diese in die doppelbrechenden 

 Scheiben zu verlegen. Die Doppelbrechung deutet 

 auf Spannung; in der Tat nimmt die Doppel- 

 brechung ab, wenn die Scheiben sich verkiirzen. 

 Diese hatte man einfach als elastische Bander zu 

 betrachten. Wohl aber konnte man Oberflachen- 

 krafte in Anspruch nehmen, um die nach erfolgter 

 Kontraktion entspannten Bander wieder zu spannen. 

 Diese Oberflachenkrafte miifiten dann ihren Sitz 

 in den einfachbrechenden Scheiben der Fibrillen 

 haben. 



Um nun zu erfahren, welche Geschehnisse den 

 Wechsel in der Oberflachenspannung jener Elernen- 

 tarorgane hervorrufen, mufi man den Chemismus 

 des Muskels heranziehen. Das Sarkoplasma ent- 

 halt in der Ruhe einen Vorrat an Zucker, zum 

 Teil in Form von Glykogen. Nach der Reizung 

 verschwindet dieser durch Umwandlung in Milch- 

 saure, und bei der Riickkehr zum Ruhestand wird 

 die letztere zu Kohlensaure oxydiert. Diese Ande- 

 rungen in der chemischen Zusammenselzung des 

 Mediums, in dem die Fibrillen eingebettet liegen, 

 konnen nun sehr wohl, ja sogar: sie mu'ssen cine 

 Anderung in der Oberflachenspannung kontraktiler 

 Formelemente herbeifuhren. 



An der Grenze zweier Medien oder ,,Phasen", 

 wie die physikalische Chemie sagt, reichern sich 

 geloste Stoffe im allgemeinen an. Man nennt 

 diesen \ r organg eine Adsorption, und diese hat 

 auf die an der Phasengrenze herrschende Spannung 

 einen Einflufi, der natiirlich um so grofier sein 

 wird, je bedeutender die Adsorption ist. Das 

 hangt nun wieder von der Natur des adsorbier- 

 baren Stoffes ab. In dieser Beziehung wissen 

 \vir, dafi die Kohlenhydrate wenig, die aliphatischen 

 Siiuren dagegen stark adsorbierbar sind. Das 



