DER MEMBRAN- ODER PORENEFFEKT DES ABSORPTIONS- GEWEBES UND SEINE PHYSIOLOGISCHE BEDEUTUNG.

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A. T~. CzAJx (Berlin).

(Eingegangen am 30. September 1935.)

Meine Untersuchungen fiber die metachromatischen Farbungen pflanzlicher Gewebe mit basischen Farbstoffen (1934) bat ten gezeigt, dab sich die nichtinkrustierten Zellw~nde (Zellinw~nde) mit der Farbe der ionisier~en Base anf~rben (alkalischer Membraneffekt). I m quantita- riven Versuch geht der gesamte Farbstoff als gef~rbtes Kat ion an die Zellinw~nde, w~hrend das anorganische Anion quanti tat iv im vSllig ersch6pften Farbbad zurfickbleibt. In Modellversuchen konnte gezeigt werden, dab bei diesem Verhalten der Zellinws die in ihnen enthaltene unl6sliche Kalziumverbindung fiir das Auftreten des alkalischen Membran- effektes verantwortlich zu machen ist. Durch hydrolytische Dissoziation dieser Kalziumverbindung erfolgt an ihrer Oberfl~che eine Auflockerung des Gitters und damit Anreicherung yon Hydroxylionen im AuBenschwarm der elektrischen Doppelschichte an der Porenoberfl~che der Zellwande. Diese Hydroxylionenbelegung ist in der Lage, die Farbbase aus dem Farb- stoff herauszuspalten und auf dem Wege des Ionenaustausches festzu- halten, so dab in der L6sung das anorganische Anion zurfickbleibt.

Es wurde nun in diesem Zusammenhang in den Sommermonaten des Jahres 1934 und 1935 das Absorptionsgewebe zahlreicher und ver- schiedener niederer und h6herer Pflanzen untersucht (verschiedene Algen, Prize, Leber- und Laubmoose, Fame, das Wurzelsystem der h6heren Pflanzen, aufnehmende Organe submerser Pflanzen, Hydropoten usw.) und festgestellt, dab s/imtliche absorbierenden Zellen den alkalisehen Membraneffekt ergeben. Ihre Zellw/~nde farben sieh also mit der Farbe der ionisierten Farbbase an. Im quanti tat iven Versuch wurde festgestellt, dab wiederum die verschiedensten Pflanzen (Alge, Pilz, h6here Pflanze) den Farbstoff als ionisierte Base aufnehmen, w/~hrend das anorganische Anion quanti ta t iv im ersch6pften Farbbad zurfickbleibt. Aus diesen Ver- suchen ist zu fo]gern, dab die Zellwand der absorbierenden Zellen dureh den Besitz eines ,,Kalkgerfistes" zum mindesten einen wesentliehen Anteil an der Kationenaufnahme in die lebende Zelle nimmt.

Bei Verwendung geeigneter Farbstoffe und Objekte (z. B. Spirogyra in Toluidinblaul6sung) 1/iBt sich im mikroskopischen Bild der Durehtr i t t des Farbstoffes als andersgef~rbtes Kat ion (rote Farbbase) durch die Zellwand und seine Wiederumf/~rbung im Innern der Zelle unmittelbar sichtbar machen.

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Die Hemmung der Farbstoffaufnahme in die lebende Zelle durch sog. ,,blockierte" L6sungen (B~uNE]r 1933) ist die Folge der Absi~ttigung der tIydroxylionen der i~ul~eren Ionenbelegung der Membranporen z. B. durch Kalziumionen oder Aluminiumionen. Damit verschwinden der Poreneffekt dieser Zellwiinde und ihre Fghigkeit zum weiteren Kationen- austausch. Mit Hilfe der schon genannten Modellversuche (Suspensionen yon Kalziumzitrat usw.) li~13t sich zeigen, dab bei Zugabe yon Kalzium- chlorid-, Aluminiumchlorid- oder anderen L6sungen ebenfalls der Sus- pendierungseffekt (WIdoweR) verschwindet. An der Platinelektrode 1/~Bt sich dann also keine Oberfl~chenladung der suspendierten Teilchen mehr feststellen, oder in Toluidinblaulfsung z .B. keine Oberfl/s mehr durch die Farbbase. Mit Hilfe dieser Modellversuche lassen sich ferner die gew6hnliche Manganspeicherung, Eisenspeicherung, Silber- speicherung usw. der Zellw/inde ebenfalls darstellen und durch den alka- lischen Membraneffekt der Zellw/inde befriedigend erkl/iren. Die lokali- sierte Manganspeicherung assimilierender Zellen erffihrt auf Grund des polarisierten Massenaustausches (AR~Cs 1933) entsprechende Erkl/~rung.