150 BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA VOL. 12 (1953) 



MUSKELKONTRAKTION, ZELLMOTILITAT UND ATP 



von 



HANS H. WEBER 



Physiologisches Institut der Universitat, Tubingen {Deutschland) 



Es war die Fragestellung und es waren die sensationellen Ergebnisse Otto 

 Warburgs, die die Physiologic fortschreiten liessen von der Betrachtung der Gesamt- 

 bilanz des Betriebsstoffwechsels zur Untersuchung des Mechanismus der einzelnen 

 energieliefernden Reaktionen. Warburgs Werk verdanken wir — zum Teil unmittelbar, 

 zum Teil mittelbar — -die Kenntnis, Reindarstellung und oft auch Kristallisation der 

 zahlreichen Enzyme, die in langen Ketten Garung und Oxydation der Betriebsstoffe 

 von Stufe zu Stufe katalysieren^'^. 



Die Kenntnis dieser Reaktionsketten aber klart gleichzeitig ein 2. sehr allgemeines 

 Grundproblem der Biologie : Den Mechanismus, durch den die Energie von Garung und 

 Atmung mit dem bekannten hohen Nutzeffekt verwendet werden kann. Denn die Zer- 

 legung dieser Vorgange in Einzelschritte gestattet es, die Schritte, durch die nennens- 

 werte Energiebetrage gewonnen werden, so mit Phosphorylierungs- oder Umphosphory- 

 lierungsreaktionen zu verbinden, dass dabei energiereiche Phosphatbindungen ent- 

 stehen. So werden 60-70% des Energiegewinnes der einzelnen Abbaustufe festgelegt 

 und durch weitere Umphosphorylierungen auf Adenosintriphosphat (ATP) liber- 

 tragen^'*'^'^. Weil schliesslich jeder Energiegewinn der Stoffwechselvorgange mit seinem 

 Hauptteil in den Phosphatbindungen des ATP festgelegt wird, wird allgemein angenom- 

 men, dass ATP der unmittelbare Energielieferant fiir die chemische, osmotische und 

 mechanische Arbeit sei. Diese Annahme ist fur viele Vorgange chemischer Arbeits- 

 leistung bewiesen. Denn da die energieliefernden Abbauvorgange weitgehend reversibel 

 sind, ist ATP nicht nur der Energiespeicher der Abbauvorgange, sondern auch der 

 Energielieferant fiir die entsprechenden Aufbauvorgange. Das gleiche ist aber auch fiir 

 eine Reihc andersartiger Synthesen erwiesen'*'^. 



Die Koppelung der Abbauvorgange mit Phosphorylierungen lasst schhesslich ein 3. 

 biologisches Grundproblem in neuem Licht erscheinen: Das Problem der Anpassung 

 des Stoffwechsels an den Bedarf, die Steigerung des Stoffwechsels bei dem Ubcrgang 

 der Gewebe von Ruhe zu Erregung. Der hierbei auftretende Mehrbedarf an Energie wird 

 im allgemeinen dem Kohlehydratspeicher entnommcn. Die Kohlehydrate (KH) aber 

 konnen nur in Gestalt ganz bcstimmter Phosphorsaurecster abgebaut werden, die nur 

 durch ATP-Spaltung cntstehen. Da so die ATP-Spaltung den K.H.-Abbau reguliert, 

 wird die Frage nach der Anpassung des Stoffwechsels — zum mindesten des KH-Stolf- 

 wechsels — zu der Frage vercinfacht. Aas welchcm Grund wiichst die Spaltungsrate des 

 ATP beim Ubergang von Ruhe zur Erregung so stark an ? 



Es wird im f olgenden gezeigt, dass die Annahme, ATP sei die unmittelbare Energie- 



Literatur S. 161 j 162. 



