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Arch; exper. Path, ü: Pharmakol., Bd. 215, S. 469—482 (1952).

Aus dem Pharmakologischen Institut der Universität Bern (Dfrëktèr; Prof. Dr. W. Wilb’bandt).

Die Rattenschwanzsehne als Testobjekt für adstringierende Wirkung*.

Von

W. WlLB’RANDT,^. RYSER ptd P. WlTT;

; ‘â Mit 9 Te x tab b ildungen.

‘3jM£$amw/r 1952.)

^r^^ieAdstn^    verschiè;denèn^Vi6rrüppen    an.

Neben den örgam|bben Gerbmitteln wie Tannin und anderen Gerbsäuren rechnet man zu ihnen lpn Formaldehyd, ferner Schwermetallsalze, Alu-miniumsalze und Calcium.

Gemeinsam fraralleh – dipsèih ^bjhindungcms bis’l zu * ëinehf gewissen ■Grâ’dë/eiiib Wirkung, nämlich die Fällung ^Hhcn Eiweißes. Auf diesen Zusammenhang ist vielfach hingewiesen worden. Die Wirkung auf das

zur Deutung d鮣adstringierenden Wirkung in der Weflf herangezogeh’worden, daß die Bildung einer – Schutz-^^^^iausge/ällten EiwQiße§0UPPQnierh wurde, die di4|-Zelfen. gegen ^l^Ke^eizfiabschirmen sollen¹¹ >¹⁴. Auf,die Unzulänglichkeit dieser Deutung hat Hetjbner SGhqn^92|:⁶ aufmerksam gemachte _rt

-Eine andere,Möglichkeite^gemeinsame Eiweißwirkung zur Deutung zu verwenden,;Ji^^» der Wh^^^;^K^^i|^^^örper. In diesem Fall kannSe Wirkung allerdings nicht in einer Aus^aUung; bestehen, sondern wäre in -Thr^angén ^^m^én, die eiwein^eml^a der ausfällenden Wir-kung^OoMic^m Eiweiß ^tkpTéchJ^müßte.

Ein Beispiel    Wirkungen    an    Gerüstpiweiß    wurde    in    der    Beein-

flussun^f^jen Zellmembran ‘ gefumdprQ^ die die Untersuchungen von Wys^^ sewie von Heimann²⁰ una®. Gerber⁴ Belege.erbracht haben (sièhe auch ^lè> ¹⁷). Der Formäldehyd lost .an,diesen Zellen eine Wirkung aus!, die mit’ größter Wahrscheinlichkeit als Membranwirkung gedeutet werden darf und die zu einer starM^^^erzogerung von Penetrationsprozessen führt, also offenbar mit einer Herabsetzung der Membrandurch-Mpâi Äbunden i!t. Auch für Tannin konnte eine ähnliche, wenn aujj#schw^^gle Wirkung nachgewiesen werden. Möglicherweise besteht siereJuch b^pchwermetall,, wo s^jedoch noch genauer analysiert werden muß.

äfferh Prof. Dr. W. Heuükér^zUä’ftk. *Geburtstag. gewidmet.

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W. WiLBRANDT, H. Ryser und P. N. Witt:

Ein anderes Objekt, an dem Gerüsteiweißwirkungen als Modell der Adstriktion benützt werden können, ist die Rattenschwanzsehne ³ >⁸»¹⁴. Die ersten Untersuchungen, die an diesem Objekt durchgeführt worden sind, sind diejenigen Von Friedberg. Er benützte Vor allem die Dehnbarkeit der Sehne als Kriterium der Wirkungen.

In einer späteren Arbeit von Komiyama⁸, ebenfalls aus dem Straub -sehen Institut, wurde dann ein anderes Phänomen als Modell der adstringierenden Wirkung benützt, nämlich die Verkürzung der Sehne in Lösungen von Adstringentien. Da die Wirkung der Adstringentien Von jeher mit der Vorstellung einer „Zusammenziehung“ in Verbindung gebracht worden ist (worauf schon der Name Adstriktion hinweist, ferner die immer wieder gemachte Angabe, der Geschmack der Adstringentien sei „zusammenziehend“), schien die Beobachtung Von Komiyama ein besonders anschauliches Bild der adstringierenden Wirkung zu, geben. Die Adstriktion im Sinne der zusammenziehenden Wirkung schien hier unmittelbar augenfällig gemacht.

Trotzdem dürfte die Deutung Komiyamas eine Fehldeutung gewesen sein. Es fiel schon frühzeitig auf, daß die von Komiyama beschriebene Kontraktion der Sehne nicht durch alle Adstringentien bewirkt werden. Tanninlösungen rufen sie so gut wie gar; nicht hervor, auch Formaldehydlösungen nur unter Bedingungen, die von denjenigen der therapeutischen Verwendung weit entfernt sind.

Der KoMTYAMAsche Effekt ist als Modell der adstringierenden Wirkung jedoch nicht nur deshalb unzulänglich, weil er gewisse Adstringentien nicht erfaßt, sondern er ist; direkt falsch in dem Sinne, daß er eine Eiweiß Wirkung zeigt, die der adstringierenden Wirkung eiweiß-chemisch entgegengesetzt ist. Dies zu zeigen ist neben anderem Zwëck der vorliegenden Arbeit.

Die Untersuchungen gingen aus von der Beobachtung, daß neben dén Adstringentien eine zweite Gruppe eiweißchemisch charakterisierter Verbindungen eine typische Wirkung auslösen, nämlich die Eiweißdéna-turantien. Man erhält mit ihnen ähnliche Spannungsentwicklungen wie mit gewissen Adstringentien, etwa Aluminiumacetat¹⁵. Für eine eingehendere Analyse dieser Wirkungen schien es empfehlenswert, nicht nur eine einzelne Spannungsmessung als Kriterium zu benützdn, sondern das Verhalten der Sehne in einem weiteren Bereich zu prüfen, mit anderen Worten ganze Längenspannungsdiagramme aufzunehmen¹³. Das Resultat dieser Untersuchungen ergab nicht nur ein einheitlicheres, lückenloseres Bild der adstringierenden Wirkungen, sondern auch eine experimentell sowohl als theoretisch gut gestützte Abgrenzung gegenüber den denaturierenden Wirkungen. Die beiden Wirkungstypen erweisen sich als im Grundmechanismus entgegengesetzt, indem die denaturierende

Die Rattenschwanzsehne als Testobjekt für adstringierende Wirkung. 471

Wirkung auf Lösung, die adstringierende offenbar auf Neubildung seitlicher Verknüpfungen der Eiweißketten beruht. Der KoMiYAMAsche Verkürzungseffekt gehört offenbar zur Gruppe der denaturierenden Wirkungen.

Methodisch wurden zwei Anordnungen benützt. Die eine (Methode I) bestimmt die Länge der Sehne als Funktion der Spannung, die andere (Methode II) die Spannung als Funktion der Länge. Die Methode II ist

Abb. 1. a) Dehnungskurve eines Sehnenfadens. Verlängerung des Fadens nach unten gezeichnet. Durchgepauste Originalrußkurve. — b) Auswertung dM Kurve a. Hebelübersetzung 1:47 (47 nun Dehnung am-Kymographion = l mm Dehnung dër Sehne).¹

die bequemere und präzisere. Sie kann auch benützt werden zur Messung bzw. Registrierung Von Spannungen, die durch chemische Einwirkungen ausgelöst werden (KoMiYAMAscher Effekt).

Die Methbde I ist* die von Komiyama benützte, bei der die Sehne zwischen einem Fixpunkt und einem Muskelschreiber eingespannt und ihre “Verkürzung direkt am Kymographion registriert wird. Längenspannungsdiagramme können mit dieser Anordnung leicht aufgenommen werden, indem der Schreibhebel auf der der Sehne entgegengesetzten Seite des Drehpunkts belastet und die Verkürzungen aufgezeichnet werden.

Eine Dehnungskurve, die auf diese Weise gewonnen wurde, zeigt Abb. la. ||ie Sehne wurde in gleichen Zeitabständen mit steigenden Gewichten (in Stufen Von 0,5 g) belastet und wieder entlastet. Die Kurve zeigt, daß die Verlängerung der Sehne zwei Anteile enthält, einen reversiblen und Offnen irreversiblen bzw. schlecht reversiblen (Dehnungsrückstand). Ein Längenspannungsdiagramm läßt sich demnach auf zwei Verschiedene Arten erhalten (Abb. lb): durch Aufträgen des reversiblen Teils der Dehnung (Kurve I) oder der gesamten Verlängerung (Kurve H) gegen die Belastung.

Methodik,

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W. Wilbrandt, H. Eyser und P. H, Witt :

Als die aufschlußreichere Komponente wurde die reversible Dehnbarkeit betrachtet. Sie ist die im Folgenden als ,,Dehnbarkeit“ bezeichnete Größe, beispielsweise in den Messungen der Abb. 8.

Die zweite Methode, die sich im ganzen besser bewährt hat und bei den späteren Versuchen ausschließlich benützt worden ist, ist in Abb. 2 dargestellt. Sie benützt ein früher beschriebenes¹⁸ pneumatisches Übertragungsprinzip. Die Sehne ist auch hier zwischen zwei Punkten A und B

Abb. 2. a) Schema der Anordnung Methode II. S — Sehne, A und B = Einspannpunkte der Sehne, 6 = Gehänge, K == Kugel, D = Düsenrohr, W = Drehpunkt, R = Widerstand, Mi — Mikro-meterschraube, Ma = Manometer; näheres im Text. — b) Dehnungskurven, die mit der Anordnung A gewonnen wurden. Ordinate: Verlängerung dear,Sehne (Ablesung an der Mikrometerschraübe). Abscisse: Spannung in Gramm (aus den Ablesungen an Ma und dér zugehörigen Eichkurve

gewonnen);

eingespannt, die bei der Aufnahme von Dehnungskurven gegeneinander verschoben werden (s. unten), bei der Registrierung des KoMiYAMAschen Effektes dagegen nahezu unveränderlichen Abstand_Thaben. Es wird also die entwickelte Spannung beim KoMiYAMAschen Effekt weitgehend isometrisch gemessen. (Über den Grad der Annäherung an isometrische Bedingungen siehe untern) ,v

Das Prinzip der Spannungsmessung ist folgendes. Aus einem Druckreservoir strömt durch den Widerstand R in das Düsenrohr D ein (mit-Pfeilen angedeuteter) Luftstrom, der an der Kugel K entweichen kann. Die Kugel K ist in die Ausgangs_r Öffnung der Düse eingeschliffen und mit einem starren Gehänge G verbunden, das den Aufhängungspunkt B der Sehne trägt. Entwickelt die Sehne Spannung, so wird die Kugel K gegen die Düse gepreßt und die Luft zurückgestaut. Der entstehende Staudruck P kann am Manometer Ma abgelesen oder mit einer Registrierkapsel registriert werden. Eichungen der Anordnung durch Anhängen von Gewichten an G haben gezeigt, daß in einem genügend großen Bereich der Druck P der Spannung t proportional ist.

Zur Dehnung der Sehnenfäden dient die Mikrometerschraube Mi, mit der das Düsenrohr D um den Auflagepunkt W gedreht werden kann. Die Abstände

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der Mikrometersehraubenspitze und der Zuglinie der Sehne vom Drehpunkt sind gleich, so daß die an Mi ab gelesene Zahl unmittelbar die Dehnung der Sehne in mm angibt .

Mit Hilfe der Dehnvorrichtung wurde auch geprüft, inwieweit Isometrie der Messung erreicht werden kann. Die Sehne kann sich bei Spannungsentwicklung noch* ^** um den Betrag verkürzen* um den der Spalt zwischen Kugel und Düse verengt. wird. Er kann folgendermaßen bestimmt werden.

Ersetzt man die Sehne durch einen starren Metallstab und betätigt die Mikro-meterschfaübè’ ‘so verengt man den Spalt um die an Mi abgelesene Millimeterzahl m ^und erzeugt.₄so meßbare Staudrucke P. Entnimmt man die zugehörigen Spannungswerte Y$|us der SpannuügseichkurVe (P gegen t, siehe oben), so erhält man durch Aufträgen ^omm gegen t die Verkürzung pro Spannungseinheit.

Es -ergab sich eine Verkürzung von etwa 0,002 mm/g Spannung. Mit dieser Größe wären äii- sich auch dié gemessenen Dehnungen bei Aufnahme der Längenspannungsdiagramme zu korrigieren. Die Korrektur beträgt etwa 6% . der gemessenen Dehnung. Da keine Absélutmessungen bezweckt waren, sondern nur Änderungen der Dehnbarkeit interessierten, bei denen dië Korrekturen weitgehend heräusfallen würdehj wurde auf ihre Anwendung verzichtet *.

LängenspannungsdiagM^    an    e;mëifl normalen ‘Sehnenfaden mit der

Methode    wurden,    zeigt Abb. 2b. Der Eadèn wurde mehrmals gedehnt.

Die CTanPerhalterie Kurve ist die-steilste, die späteren sind flacher. Auch hier erweist i’siS so die Dehnbarkeit als zusammengesetzt aps einem reversiblen und einem irreversiblen Antim Um den-letzteten auszuscjialten, wurden alle Sehnenfäden mehrmals ge’dennt^fld-^st7d^ 1 oder 4. Kurve wurde verwertet.

Als Maß der Dehnbarkeit wurde dié Neigung der Kurve, A l/A t (l — Länge, ^B|Eppannung) gewählt. Sie wurde in dem mit bester Annäherung linearen Kurventeil (gjjpscjiémin.5 und 15 g Spannung) bestimmt und betrug im Mittel etwa 0,38 naih|8,5′ g Spannung.. Diese -Größe ist’ in den folgenden Darstellungen der Bezugswert (1,0) der „relativen Dehnbarkeit“.

Eine Bermh^mBin absoluten Einheiten muß die Länge l und den ^Querschnitt q der Sehnenfädën berücksichtigen. Die Länge der verwendeten Eäden war einheitlich 70 mm, H|r Querschnitt wurde inSpsr Regel nicht ausgemessen, es wurden jedoch nur Sehnenfäden eines mittleren Querschnitts benützt, füllen als Näherungswert 0,1 mm² eingesetzt werden kann. Mit diesen Zahlen ergibt sieh für die Dehnungszahl (B Elastizitätskoeffizient):

BI q

I flBBm    /    i\

der Wert — ^ QQi^B 0,0655 _mm²/kg bzw. für den Elastizitätsmodul deir W^^p,66 ’kg/mm² * *.

Die Sehnenfäden wurden frischgetöteten Ratten entnommen und in isotonischer Kochsalzlösung im Kühlschrank aufbewahrt. Das Vorgehen bei der Entnahme wurde von Eriedberg ausführlich beschrieben. Die Eäden wurden meist am gleichen Tag, niemals spätenalk am ’2._: Tag benützt.

* Anmerkung bei der Korrektur: Neuere Versuche scheinen zu zeigen, daß die Längenänderungen der Sehnenfäden doch größer waren als diese Korrektur (Vérbiegbärk||| und Dehnung der zur Verbindung vön Sehne und Gehänge benützten Glashaken und Zwirnfäden). Näheres in der demnächst erscheinenden Dissertation Ryser (Bern 1952).

** Dieser Wert ist erheblich kleiner;als diejenigen von Eriedberg (150—200), vermutlich weil Eriedberg viel höhere Spannungen verwendete.

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W. Wilbeandt, H. Ryser und P. N. Witt:

Alle Lösungen waren, wenn nicht ausdrücklich anders vermerkt, mit isotonischer Kochsalzlösung hergestellt bzw. verdünnt. Das entspricht zwar insofern nicht dem therapeutischen Vorgehen, als die praktisch therapeutisch verwendeten Lösungen im allgemeinen mit Leitungswasser verdünnt werden. An den lebenden Zellen, vor allem auf Schleimhäuten, werden aber doch durch die Anwesenheit von Drüsensekreten und Gewebssäften die Bedingungen sich den unserigen mehr

Abb. 3. A Sparmungsentwicklung eines Sehnerifadens in vetschieden konzentrierten Lösungen vpn UfTatriumsalicylat. — B Dehnungskurven vor, während und nach der Einwirkung von % mol. Natriumsalicylat auf einen Sehnenfaden. Während der Einwirkung des Eatriumsalicylats ist eine spontane Spannung von 1 g entwickelt worden und die in diesem Zustand registrierte Dehnungskurve zeigt beträchtlich erhöhte Dehnbarkeit (geringere Spannungsentwicklung, bei Dehnung). Die Spannungsentwicklung geht nach Auswaschen der Salicylatlösung vollständig zurück, die Dehnbarkeitsänderung teilweise. — Zeitsignal: 7,5 sec.

annähern als denjenigen in elektrolytfreiem Wasser, so daß sie uns zweckmäßiger erschienen.

Um die Dehnbarkeit unter verschiedenen Einwirkungen zu vergleichen, wurden teils Messungen an verschiedenen Sehnen durchgeführt, mit und ohne Anwesenheit des zu prüfenden Agens, teils Messungen an der gleichen Sehne, vor und nach der Einwirkung. Das zweite Vorgehen ist zweckmäßiger. Beim ersten erhält man, vermutlich wegen der Streuung der Fadendicke, stärker streuende Resultate, die statistisch beurteilt werden müssen und größere Versuchszahlen erforderlich machen. Die in den Abb. 4, 5 und 6 wiedergegebenen Versuche sind mit dem f-Test von Student * geprüft. Die Resultate sind statistisch gesichert.

Die Rattenschwanzsehne als Testobjekt für adstringierende Wirkung. 475

I. Die Wirkung- eiweißdenaturierender Âgentien.

Übèr die spannungserzeugende Wirkung von Eiweiß denaturantien an Sehnenfäden wurde schon in einer kurzen Mitteilung Von Weber und Rowedder ¹⁵ berichtet. Eine ausführlichere Veröffentlichung darüber erfolgt demnächst an anderer Stelle.

Abb. 3 A zeigt Registrierungen sölchèr Wirkungen, die mit Natrium-salizylat gewonnen wurden. Die Lösungen erzeugten Spannungen Von

einigen Gramm, die nach Auswaschen mit Kochsalzlösung rasch, wieder zurückgingen. Bei Steigerung der Konzentration erreichte die entwickelte; Spannui^, bald ein Maximum. Höhere Konzentrationen bewirken ih diesen Versuchen nur noch eine Beschleunigung der Spannungsentwicklung. Bei den höchsten Konzentrationen nimmst* die Spannung wieder ab, schließlich kann die’.Sehne bei Dehnung reißen. ‘

Andere Denaturantien, die mit ähnlichen Resultaten geprüft wurden, sind Guanidin, Rihodanid undj|lad.

Manerhält also mit diesen eiwèiß-denaturierenden Agentien glejfche^ Whkühi^rÄ^ Kömiyama iS -beschrieben -||!^._rw5cM sie. keine Adstringentien sind-,;

Prüft man die Dehnbarkeit eines Sehnenfadens unter diesen Bedin

gungen, so er.weist^silLsich als-,erhöht. Der Elastizitätskoeffizient kann auf ein Vielfaches des Normalwertes steig_veW??Abb. 4 zeigt Messungen für Harnstoff und Salicylat.

Abb. 3B zeigt eine Registrierung der Spannungsentwicklung und der erhöhten Dehnbarkeit unter Salicylat an der gleichen Sehne. Nach Aufnahme V®® zwei Dehnungen wird die Kochsalzlösung durch Natrium-salicylatlösuhg ersetzt. Die Sehne entwickelt nun ohne Dehnung eine Spannung von 1—2 g. Die darauf ; folgende neuerliche Dehnung dagegen erzeugt fast keine Spannung mehr, der Elastizitätskoeffizient ist stark angestiegen. Die Spannungsentwicklung geht in Kochsalzlösung sofort ganz öaäirück, die Änderung der Dehnbarkeit teilweise bzw. langsamer.

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W. WiLBRANDT, H. Ryser und P. N. Witt:

II. Die Wirkung von Gerbstoffen.

Tannin bewirkt keine Spannungsentwicklung. Dagegen wird die Dehnbarkeit durch Tannin herabgesetzt. Abb. 5 zeigt Messungen in Verschiedenen Konzentrationen. Die Wirkung ist in einem beträchtlichen Bereich unabhängig Von der Konzentration. Mazerat aus Eichenrinde zeigt sie in gleicher Weise (Abb. 5b).

Abb. 5. Dehnbarkeitsmessungen von Sehnenfädenin a Tanninlösungen und b Eichenrinde-Macerat. ^ Ordinate: Relative Dehnbarkeit (siehe Text). — Abscisse: Konzentration in logarithmischem Maßstab. Die Kreise sind die Mittelwerte aus den Einzelmessungen (Punkte). Die gestrichelten Linien geben die Meßresultate bei Messungen an ein und derselben Sehne vor und nach der Einwirkung an. Das schraffierte Gebiet entspricht etwa den therapeutisch gebräuchlichen Verdünnungen.

Einwirkungszeit 5 min.

Abb. 6. Dehnbarkeitsmessungen von Sehnenfäden in Lösungen von a essigsaurer Tonerde und b Bleiwasser. — Ordinate: Relative Dehnbarkeit (siehe Text). — Abscisse: Konzentration in logarithmischem Maßstab. (100% = schweizerische offizineile Lösung unverdünnt.) Schraffiert sind die therapeutisch etwa gebräuchlichen Verdünnungen angegeben. Kreise: Mittelwerte aus den Einzelmessungen (Kreuze). Gestrichelte Linie: Resultat von Messungen an ein und derselben. Sehne (vgl.

Abschnitt Methodik). Einwirkungszeit 5 min.

III. Die Wirkung metallischer Adstringentien.

Die Wirkung von Metallsalzlösungen ist komplex. Abb. 6 zeigt Dehn-barkeitsmessungen in verschiedenen Konzentrationen Von essigsaurer Tonerde und Bleiwasser. In einem Konzentrationsbereich, der etwa den therapeutisch gebräuchlichen Verdünnungen entspricht, ist die Dehnbarkeit nach 5 min Einwirkung herabgesetzt wie bei Tannin. In höheren Konzentrationen ist sie stark gesteigert wie bei Denaturantien.

Die Rattenschwanzsehne als Testobjekt, für adstringierende Wirkung. 477

Hier bestehen offenbar zwei Wirkungen, die sich möglicherweise überlagern: eine gerbende und eine lockernde. Sie können (in Anlehnung an analoge gebräuchliche Bezeichnungsweisen) nach den Agentien, die sie in reiner Form erzeugen, als „tanninartige“ und als „harnstoffartige“ Wirkung bezeichnet werden.

Abb. 7 zeigt die Prüfung auf Spännungsentwicklung in verschieden konzentrierten Lösungen von essigsaurer Tonerde. In unverdünnter Lösung tritt beträchtliche Spannung auf, in 1/10 Verdünnung ist sie schon

Abb.¹* 7/ Spannungsentwicklung eines: Sehnènfad’éhs    konzentrierter    Lösung Von essig-

saurer®b®rd’^feté,;uhvèrännate3lösuiig erzeugt stärke-, die 10 fach verdünnte noch geringfügige Spanning,, di$^0fa,eh Verdünnte istjwirkungslos. Beiin Auswaschen mit Katriumchloridlösung wurde We Registrierung unterbrochen,^eil    Rückgang der Spannung sehr langsam erfolgt.

Zeitsignal: 7,5 sec. ^

fast verschwunden, in 1/100 ganz. Sie ist also Vor allem dann stark, wenn die Dehnbarkeif erhöht ist, IM Gegensatz zu der KoMiYÄMAschen Angabe (aber in Übereinstimmung mit seinen Messungen, siehe unten).

Daß Metalle an Kollagenfasern in verschiedexie^n Richtungen wirken können, ist äiÄ anderen Beobachtungen bekannt und. bei der hohen Reaktionsfähigkeit der Metalle nicht überraschend. Calciumsalze senken beispiel^eisjü’die Schrumpfungstemperatur (siehe unten) und erhöhen die Dehnbarkeit³ wiejep Eiweißdenaturantien tun, Chromsalze erhöhen sie¹³.

Nach unseren bisherigen Beobachtungen wird das gegenseitige Verhältnis der beiden Wirkungen bèi MetaUadstrihgentien nicht nur durch die Konzentration bestimmt, solidem noch durch andere Faktoren, wie die Anwesenheit oder Abwesenheit anderer Elektrolyte, die Einwirkungszeit und vermutlick weitere. Eine Analyâé dieser Faktoren und ihres Einflusses würde beträchtlich mehr Beobachtungsmaterial erfordern als bisher Vorliegt.’ Für den Augenblick möchten wir uns auf die Feststellung beschränken, daß unter unseren Versuchsbedingungen, die wir der therapeutischen Situation anzupassen bestrebt waren (5 min Einwirkungszeit „

32*

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W. Wilbrandt, H. Ryser und P. N. Witt :

isotonische Kochsalzlösung als Lösungsmittel), die untersuchten metah lischen Adstringentien in therapeutischen Verdünnungen tanninartig wirken, in höheren Konzentrationen harnstoffartig.

Abb. 8 zeigt eine Zusammenstellung Von Dehnungskurven nach der Methode I, Abb. 9 Meßresultate nach der Methode II. Neben den bisher genannten Agentien ist hier noch Formaldehyd aufgenommen, der ähnlich wie die Metalle bei mäßigen Konzentrationen tanninartige, bei sehr hohen harnstoffartige Wirkung zeigt.

Abb. 8. Dehmmgsknrven nach Methode I in verschiedenen Lösungen. Konzentrationen: Natrium-Salicylat 1,0 mol. Harnstoff 6 mol. NaCl isotonisch (0,95%), Tannin 5%. Einwirkungszeit 5 min. Abb. 9. Zusammenfassung der Resultate mit Methode U. — Ordinate: Relative Dehnbarkeit in Prozent des normalen Werts. Einwirkungszeit 5 miii.

Es ergibt sich so als gemeinsame Wirkung aller geprüften Adstrih-gentien die Herabsetzung der Dehnbarkeit in Verdünnungen, die etwa den therapeutisch gebräuchlichen entsprechen, daneben eine dehnbar-keitssteigemde Wirkung der Denaturantien sowie einiger Adstringentien in hohen bis höchsten Konzentrationen. Spannungsentwicklung an der ungedehnten Sehne ergibt sich im allgemeinen dann, wenn die Dehnbarkeit erhöht ist.

IV. Die Grundwirkungen am Eiweißmolekül und ihre pharmakologische Bedeutung.

Kollagen ist ein Fadeneiweiß, d. h. die Moleküle sind langgestreckte Polypeptidketten, die in der Richtung der Faser parallel zueinander liegen. Die Faser erhält ihre Festigkeit durch seitliche brückenartige Verbindungen zwischen den Kettenmolekülen. Im Kollagen bestehen sie Vorwiegend aus Wasserstoffbrücken, z. B. zwischen —NH und —CO-Gruppen, sowie aus salzartigen Bindungen zwischen —COO~ und

Die Rattenschwanzsehne als Testobjekt für adstringierende Wirkung. 479

—NH₃aGmpp^en an uSéitenketten von Diamino- und. Dicarboxyl-Aminosäuren. Daneben können auch andersartige Brücken Vorkommen. Im Keratin z. B. sind -^fSsS-Brücken Von großer Bedeutung, die den Haupahgriffspunkt keratolytiseh#’ Wirkungen (z. B. durch SH-Gruppen) bilden. Eine Zusammenstellung der möglichen Brückenarten findet sich bei Lundgrèn¹⁰.

WmÄ eine Easer gedehnt, $40/ können entweder Kettenmoleküle aneinander , glcit.ën^ („Fließen“ der Sehne); oder dig^Hauptvalenzketten selbst gestreckt werden. Letzteres geschieht gegen elastische Kräfte, rdie in der gegenseitigen Anziehung gewisser Gruppen begründet sind, und führt daher zu Spannungsentwicklung. Je starrer das System durch Brückehbinduhgen gefügt ist, desto größer wird die entwickelte Gegenspannung sein, d. h. desto kleiner die Dehnungszahl (Elastizitätskoeffizient) und desfb¹ größer der Elastizitätsmodul. „Vernetzung“ durch Seitenbrücken ist demnach ein möglicher Mechanismus der tanninartigen Wirkung. T^agjaffi^ifttwird der Mechanismus der Lédergerbung auf solche VernetzungsVorgämge bezogen (eine ausführliche Darstellung findet sich bei Ghs^JIön⁵), die zum Teil gut bekannt sind (z. B. beim Formaldehyd, Literatür dazu siehe bei French und Edsall²). Auf die Parallele zwischen Ledergerbung und Adstriktion ist wiederholt, so z. B. bei Hetjb–mer und Schreiber 1937⁷, hingewiesen worden.

Die Wirkung der Denaturantien am löslichen Globulareiweißmolekül iwdrd heuten.}der Losung^Von Brückenbindungen gesehen, z. B. mit Angriff :$n Wasserstoffbrücken durch Moleküle, die selbst Wasserstoff bin-dungen eirigehen .(H^arnstoff, Salicpla^p^a.) oder durch Entladung der â/mdsiëfeterifiGruppen der Salzbindungen (^äure, Alkali) . Am löslichen Eiweiß ist die Folge eine Entfaltung der Polypeptidkette, die sich in er-höhter^Vlgk^tät. erhöhter Reaktionsfähigkeit gewisser Gruppen (z. B. SH) Verminderter Löslichkeit^fi. a. äußert. (Eine ausführlichere Diskussion findet si«fbei ÂiäjfèM-)

Am unlöslichen Fadenmolekül wird die gleiche Wirkung sich zunächst in erhöhter’ Dehnbarkeit äußern müssen, wie sie tatsächlich beobachtet wird. Wird die Zahl der geöffneten Brücken sehr groß, so „zerfließt“ die Sehne bei Dehnung, die Moleküle gleiten aneinander vorbei, ohne daß noch die Mö|llchkeit zur Bildung elastischët$Gegenkräfte bestehen würde.

Wird; dlélSil^Bnièht gedehnt, so äußert sich die Lösung der Brücken unter der Wirkung von Denaturantien in freierer thermischer Beweglichkeit der Ketten in der Querrichtung zur Faser. Die Folge davon muß eine Erhöhung der Spannung seinem Übereinstimmung mit der Beobachtung.; Für den Fall der Hitzedenaturierung ist diese Anschauung schon 1937 Von Meyer und Ferri¹² thermodynamisch begründet und experimentell belegt worden. Die Verkürzung der ^^èiatrtSehne bei der Hitzedenaturierung (die der Spannungszunahme der isometrisch fixierten

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W. WiiiBBAUDT, H. Ryser und P. N. Witt :

Sehne entspricht) ist seit langem bekannt und das sehmale Temperaturgebiet der Hitzedenaturierung spielt als „Schrumpfungstemperatur“ in der Gerbereichemie die Rolle eines wichtigen Tests. Sie tikfc eine Funktion der Zahl der Seitenbrücken, bei Vernetzung • steigt sie”: an,, bei »Entnetzung („Denaturierung“) sinkt sie. Die so molekularkinetisch erzeugte Spannung zeichnet sich durch einen (thermodynamisch begründetem?) positiven Temperaturkoeffizienten aus, wie er für. ‘die [Spammomg Vom Kautschuk bekannt ist. Das Verhalten wird daher auch als „Käutschuk-elastizität“ bezeichnet.

Erweisen sich so die Spannungserzeugung durch⁵ Denaturantien und die Dehnbarkeitsverminderung durch Gerbstoffe als im Wè^epifantago¹-nistisch, so ergibt sich in der Tat die Folgerung, daß die KoMiYAMAsche Beobachtung nicht als Modell der adstringierenden Wirkung betrachtet werden darf, sondern einen gegensiimigen Effekt dar stellt.» ;

Es geht auch aus allen Von KoMiYÂMAswdedergegpbënen Kui^lfe hervor, daß in seinen Versuchen die’

war, wenn eine Verkürzung durch Adstringentieii ausgelöst Vforden war. In der KoMiYAMAschen Diskussion wird das dadurch VersehleieiÄ daß er von „Verringerung der absoluten, Erhöhung der relativen Dehnbarkeit“ spricht. Gemeint ist mit dieser unVerständhchen^ühd irreführenden Bezeichnung Vermutlich die Tatsache, daß die etwa dureh Äluminium-acetat Verkürzte Sehne sich bei Belastung mit 8 g Zwar yjfcärker dehnt als die unbehandelte (etwa um einen fünffach höhereff iBdrtafagÉ), aber doch noch nicht die Länge des unbehandelten Fadens erreicht’.-Das ist jedoch offenbar nur eine Frage der angesetzten Belastung. [Verstärkt * wir d*|die Irreführung dadurch, daß in der Zusammenfassung drer* Verdffß^tliéhiung überhaupt nur noch die Rede ist Vön „Verminderung der Dehnbarkeit^.

Für die Gruppe der konzentrationsabhämgig>wirkenden^gfem||jgii|fd’-. M für die Metalle, aber auch für den Formaldehyd ist demnach anzuneimffën, daß sie sowohl vernetzen, also neue Brücken bilden, als auch bestehende lösen können.

Es ist nicht wahrscheinlich, daß beides am dem gleichem Ruhktem d^; Kette geschieht. Im Fall des Formaldehyds*ifindet. diè -^feptzudg-i’in erster Linie zwischen NH ₂-Gruppen statt (ausführliche Diskussion- bei French und Edsall²). Die harnstoffartige Wirkung (iD.elihbärk’eiitsi-zunahme) in hohen Konzentrationen dagegen wird auf diéiFähigkéië des Moleküls zurückzuführen sein, Wasserstoffbindüngen einzügdheni Invâga Versuchen von Meyer und Ferri wurde, um den positiven Temper atur-koeffizienten der Spannung an der hitzedenaturierten Sehne; -züvzeigem, mit verdünnten Lösungen von Formaldehyd vorbehandelt. Dadurèh wurden offenbar an Stellen, an denen die Denaturierung nichf ängreift, Brücken geschaffen, die dann nach der Denaturierung das „Gleitern“ verhinderten.

Die Rattenschwanzsehne als Testobjekt für adstringierende Wirkung. 481

Die Eigehëchaft metallischerAdstriaigentien, in hohen Konzentrationen harnStöffartig zu wirken, wird auf die Fähigkeit der Metalle zu beziehen sein, mit Verschiedenen Gruppen Bindungen einzugehen. Eine Sprengung Vön ‘Brübken ist auf diese Weise* sowohl an derMSlellbwder Wasserstoff-bindungen**« an der Stelle der salzartigen Bindungen denkbar.

Die Beobachtungen am Fasereiweiß des Kollägeiis haben auffallende ro^pRlen amdfer Zellmembran, die auf ähnlicbW Verhalten des Membraneiweißes zu beziehen sein djärf^Mp®/

Tannin -^zögert den Durchtritt gelöster“ Substanzen, wie des Glyv «s und in besonders . starkem Ausmaß Vqp Anioneji. Alle geprüften Denati^^^m bewirken Durchlässigkeitssteigerungen’,*vdie sich Vor allem in kolloid-osmotischer- Hämolysjl|äußern (Kationenpermeabilität), aber auch organische Moleküle wie Saccharose betreffen. Formaldehyd wirkt in mäßigen Konzentrationen penetrationsverzögernd (vor allem auf die Penetration des Wae^^ynd,des Formaldehyde selbst), in hohen pene-r#rationsbeschleunigend    Hämolyse). Schwermetalle

haben ebenfalls nefdb Wirkungen: ^^ilöid^oäm’OTische Hämolysb^:iund ,,Härtung“ ^letztere noch nicht genügend analysiert in bezug auf den Angriffspunkt der Vernetzung: Membraneiweiß oder Hämoglobin«) *_{r H}!}

diesen; Parallelen    Stütze    für^le

Annähme, daß das Substrat der biologischen Eiweiß wirkpng de? Adstrin-

zu sinnen ist als in 0erüsj|-

eiwëißen,‘iVbr. all^ndih der Zellmembran.

Zusammenfassung.

Die Sehnenfäden dér Rattenschwanzsehne zeigen unter der Einwirkung ci^mischer^g^tien hauptsächlich, zwei Reaktionstypen, die als tannihârtig und als harnstoffartig bezeichnet werden.

. Die tanninartige Wirkung besteht in einer Herabsetzung der Dehnbarkeit der Sehne und wird auf Vermehrung der Brückenbindungen fzWis’clien den Kettenmolekülen der Fadeneiweiße bezogen.

Die harnstoffartige Wirkung, die von einer Reihe als Eiweißdena-tufantien bekannten Agentien ausgelöst wird, besteht in einer spontanen Spannungsentwicklung und in einer erhöhten Dehnbarkeit des Fadens. Die spontane Spannungsentwicklung wird als thermoelastischer Effekt im Sinne der Kautschukelastizität (Spannungsentwicklung durch Vermehrte thermische Beweglichkeit in der Querrichtung zur Faser) gedeutet. Ihre TJfl^Se. wird in der Lösung Von Querverbindungen gesehen, die auch als die Grundlage der erhöhten Dehnbarkeit betrachtet wird. Die gelösten Brücken sind in diesem Fall offenbar Wasserstoffbrücken, im Fall der Säure- oder Alkahwirkung in erster Linie Salzbrücken.

482 W. Wilbrandt, H. Ryser und P. N. Witt: Die Rattenschwanzsehne usw.

Metalladstringentien und Formaldehyd’zeigen beide Wirkungen: in therapeutischen Verdünnungen tanninartige, in höheren Konzentrationen harnstofiFartige Wirkung. Auch diese Wirkungen werden in gleicher Weise auf Vermehrung bzw. Verminderung der Querverbindungen bezogen. Die in Frage kommenden Mechanismen werden diskutiert.

Es wird auf die Parallele zu Wirkungen hingewiesen, die an der Zellmembran mit Adstringentien auslösbar sind. Es wird angenommen, daß sich dabei am Membraneiweiß ähnliche Vorgänge abspielen wie an den Fasermolekülen des Kollagens in der Rattenschwanzsehne. Solche Wirkungen an Zellmembraneiweiß werden als das wichtigste’ Substrat der pharmakologischen adstringierenden Wirkung betrachtet.

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Prof. Dr. W. Wilbrandt, Bern, Pharmakol. Institut der Universität.