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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XVIII. Nr. 39 



die Pfliigerschen Zuckungsgesetze zusammen- 

 gefafit. Offenbar liegt bei alien diesen Erschei- 

 nungen ein eigenUimliches elektrisches Verhalten 

 des Nervs oder Muskels zuprunde , fur das es 

 eine Erklarung zu finden gilt. Diese Erklarung 

 gibt die Bernst einsche Membrantheorie, die be- 

 sagt, dafi in der Fibrille eine Membran vorhanden 

 ist, die fur die verschiedenen loncnarten ver- 

 schieden durchlassig ist. Setzt man diese Membran 

 voraus, so ergibt sich, dafi an der Membran in- 

 folge des Durchwanderns der einen lonenart und 

 des Zuruckbleibcns der andercn Potenlialdifferenzen 

 auftreten miissen, die hinrcichen , um alle ge- 

 nannten Erscheinungen zu erklaren. Als Modell 

 der bioelektrischen Strome ergibt sich so eine 

 Konzentrationskette, d. h. eine elektrische 

 Kette, deren Potential zuiivkziifuhven ist auf die 

 verschiedene Konzentration zweier Losungen der 

 gleichen Elektrolyten. Dun-h Nernst ist die 

 Abhangigkeit dieses Potentials von der Konzen- 

 trationsdifferenz berechnet worden, so dafi also die 

 Folgerungen, die uns das Modell an die Hand 

 gibt, ohne weiteres an den bioelektrischen Stomen 

 gepriift werden konnen. 



Das Modell erweist :. ; rh nach vielerlei Rich- 

 tungen bin als brauchbar. Aus der Theorie der 

 Konzentrationsketten folgt, dafi das Potential pro- 

 portional der absoluten Temperatur ist. In der 

 Tat ist dieses bei der elektromotorischen Kraft 

 des Muskels innerhalb des Temperalurintervalls von 

 32 der Fall. Ferner stimmt mil der geschilder- 

 ten Auffassung iiberein, da6 eine lokale Erwarmung 

 oder Abkiihlung des Muskels oder Nervs ebenfalls 

 zu Potentialdifferenzen fiihrt, die proportional der 

 Temperaturdifferenz sind. Dabei ist aber merk- 

 wiirdig, dafi am Muskel nur eine Erwarmung des 

 Langsschnittes eine Potentialdifferenz zur Folge 

 hat, nicht jedoch eine Erwarmung einer Quer- 

 schnittsstelle. Dies lafit sich als Beweis dafiir an- 

 sehen, dafi der Sitz des Potentialsprungs sich an 

 der unverletzten Membran befindet, nicht an 

 der verletzten Stelle, mit anderen Worten, dafi 

 elektrische Spannungsdifferenzen bereits beim nor- 

 malen Zustand des Muskels resp. Nerven von Be- 

 deutung sind, und die bekannten elektrischen Er- 

 scheinungen, wie negative Schwankung usw. nicht 

 erst durch die Verletzung des Gewebes hervor- 

 gerufen werden. 



Die Membrantheorie Bernstein s lafit sich 

 weiterhin anwenden auf die elektrischen Organe 

 der Fische. Auch hier zeigt sich, dafi die 

 Potentialdifferenz proportional ist der absoluten 

 Temperatur. Ferner spricht dafiir, dafi bei der 

 Entladung dieser Organe, die bekanntlich mit 

 grofier Hefugkeit stattfindet, keine oder nur eine 

 ganz unwesentliche Temperaturerhohung eintritt. 

 Nach der thermodynamischen Theorie der Strom- 

 lieferung muL5 namlich zwischen der elektrischen 

 Kraft E, der VVarmetonung Q der stromliefernden 

 Reaktion und der absoluten Temperatur T folgende 

 Gleichung bestehen: 



E=Q+T 



Nun findet aber bei Konzentrationsketten kein 

 chemischer Umsatz statt, so dafi Q = o ist. Also 

 wird die elektrische Arbeit auf Kosten der Warme 

 der Umgebung geliefert, d. h. es tritt eine Ab- 

 kiihlung der elektrischen Organe ein, in Uberein- 

 stimmung mit der Mehrzahl der Versuche. 



Eie Erforschung des elektrischen Verhaltens 

 von Nerv und Muskel mit Hilfe des Modells der 

 Konzentrationsketten hat nun auch noch zu einer 

 wertvollen Theorie der Nervenreizung gefiihrt. 

 Diese von Nernst entwickelte Auffassung geht 

 davon aus, dafi die Erregung des Nerven zustande 

 kommt durch die Schaffung einer Konzentrations- 

 differenz an einer semipermeablen Membran inner- 

 halb des Nerven. Erst bei einer bestimmten Grofie 

 dieser Konzentrationsdifferenz trilt Erregung ein 

 und weiterhin, je grofier diese Differenz ist, um 

 so starker wird die Erregung sein. Wenn nun 

 der Nerv durch einen elektrischen Strom gereizt 

 wird, so wird man ohne allzu grofie Miihe be- 

 rechnen konnen, welche Konzentrationsdifferenz 

 einer bestimmten Starke des Stromes bei Wechsel- 

 resp. bei Gleichstrom entspricht. Man findet so, 

 dafi bei Wechselstrom die Konzentrations- 

 differenz C C = K -i- ist, wo K eine Konstante, 



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i die Stromstarke und n die Frequenzzahl des 

 Wechselstroms bedeutet. Oder in Worten, je 

 grofier die Starke des Stromes ist, um so eher 

 tritt Erregung ein, und je grofier die Frequenz- 

 zahl, um so schwieriger. Bekannt ist ja, dafi bei 

 sehr hoher Frequenzzahl z. B. bei Teslastromen 

 iiberhaupt keine Erregung mehr eintritt. Tesla- 

 strome sind physiologisch ohne Wirkung. 



Die genannte Formel wird durch das Experi- 

 ment in hohem Mafie bestatigt. 



Fur Gleichstrom ergibt die Rechnung eine 

 andere Formel, namlich C C (l = K i ] t . Hier 

 ist also die Erregung proportional der Quadrat- 

 wurzel aus der Zeit. Je langer die Erregung 

 daueit, um so starker wird ihre Wirkung, indessen 

 ist die Einschrankung zu machen, dafi die Formel 

 iiberhaupt nur unter der Einschrankung von 

 Stromstofien giiltig ist. Fur langer andauernde 

 Strome gilt sie nicht, da ja sonst jeder Strom, 

 selbst der schwachste, vorausgesetzt, dafi t hin- 

 reichend grofi ist, physiologisch wirken miifite. 



