158 



H. H. WEBER 



VOL. 12 (1953) 



die Polarisationsanderiingen der erregten Membran mit der ATP-Spaltung verkniipft 

 sind. Dies gilt fiir die Lieferung der sogenannten "Aktivierungsenergie" bei isometrischer 

 Kontraktion (A. V. Hill). Die 2. Frage betrifft die Aiislosung der Produktion von 

 "Extra-Energie"'^^, wenn dem Muskel Verkiirzung erlaubt ist. Wie weit analoge Fragen 

 fiir die Zellmotilitat zu stellen sind, ist noch unbekannt. 



Nur fiir die Beantwortung der i. Frage stehen gewisse experimentelle Tatsachen zur 

 Verfiigung. Der Beginn der Kontralvtion des lebenden Muskels ist offenbar immer mit 

 einer Depolarisation oder Umpolarisation der Membran verkniipft**'' ^^''*^. Die Akti- 

 vierung der kontraktilen Substanz beginnt beim Froschmuskel etwa i mill. sec. spater 

 und ist etwa 30-40 mill. sec. spater vollstandig*^. Allein dmxh Diffusion kann in dieser 

 kurzen Zeit kein Stoff von der Membran bis zur innersten Fibrille einer Faser gelangen*^, 

 die etwa 100 fx dick ist. Infolgedessen wird die Koppelung zwischen der Fibrillenakti- 

 vierung und den Membranvorgangen einer elektrisch beschleunigten lonenwanderung 

 zugeschrieben — und zwar der Wanderung des Calcium-Ions*^. Die Argumente sind 



10- 



10 



■2.6 



10- 



2.2 



ATP-Molaritat 



1A 



Fig. 6. Abhangigkeit der Kontraktion von der Extraktionsdauer der Zell- und Fasermodclle, der 

 ATP-Konzentration und der Gcgenwart von Calcium, a. Modell aus Sclera-Fibroblasten (Nach 

 Hoffmann-Berling und WeberI*). d -D -D - (Kurve A) = 2 bis 10 Tage extrahierte Modelle 

 ohneCa++;H - ■ - ■ (Kurve B) = ebenso mit 5- lo-^ MCa++; A - A - A (KurveC) = eine Stunde 

 extrahierte Modcllc ohne Ca++; ▲-▲- A (Kurve B) = ebenso mit 5-io~^MCa++. — lonenstarke 

 = 0.15 //, mit ATP-Konzentrationen > lO"^ Af steigend bis ^^^ 0.3 //. b. Fasermodell aus Fibrillen des 

 Kaninchenmuskels (Nach Portzehl unveroffentlicht). Extraktionsdauer 7 bis 10 Tage. O-O-O 



ohneCa++ mit5- lo^^ MCa++. — lonenstarke 0.13^ mit ATP-Konzentrationen > lo-^ M 



steigend bis 0.25 /t. 



recht liickenhaft. Darum ist es wesentlich zu wissen, wie weit die ATP-Spaltung und die 

 ATP-Kontraktion ionenempfindlich und insbesondere Calcium-empfindlich sind. Wir 

 finden : 



Werden Muskelfasern oder Fibroblastenkulturen mehrereTage oder Wochcn mit 

 Wasser und Glycerin extrahicrt, so ist die ATP-Spaltung und ATP-Kontraktion gcgen 

 kleine Andcrungen des physiologischen Ionenbe.standes ausserordentlich unempfmdlich. 

 Nur vollstiindige Entfernung des Mg++ durch gute Enthiirter vcrmag die Kontraktion 

 zu unterdriicken^^. Dagcgen beeinflusst die Hohe des Ca++-Spiegels — weit iiber die 

 physiologischen Grenzen hinaus — die ATP-Kontraktion nicht (Fig. 6a, b). 



Werden dagegen Zell- oder Fasermodclle nur wenige Stunden extrahiert, so 



Literatur S. 161I162. 



