Gerhard Thews

Die Sauerstoffdiffusion im Gehirn

SummaryThe conditions of oxygen diffusion in the grey matter of mammalian brain, especially of man were theoretically investigated in order to calculate the intracellular O2 partial pressure. For this analysis it was necessary to determine the constants which govern the diffusion processes. Using new special developed methods the O2-conductivity (Kroghs diffusion coefficient) of the grey matter was found to be K=2,3·10−5

Zur Theorie der Sauerstoffdiffusion im Erythrocyten

\left[ {\frac{{cm^3 O_2 }}{{cm\min atm}}} \right] (t = 37^o C

Untersuchung der Sauerstoffaufnahme und -abgabe sehr dünner Blutlamellen

(t=37° C). A critical examination of recent histological work showed that the tissue cylinders of brain supplied by central capillaries are bigger than previously assumed. The radius of each cylinder in the grey matter (man) is about 30 μ.Using these new constants and considering also the hitherto neglected influence of the O2-release from the capillary blood, O2 partial pressure was shown to be 17 mm Hg at the least supplied place of the tissue; i.e. much lower than estimated by previous authors.The results of this diffusion analysis confirm the anoxia hypothesis which predicts effects of an inadequate oxygen supply only if there is an incomplete O2 saturation of the cytochrome oxydase in the least supplied cells.

Die Messung des zeitlichen Verlaufes der O2-Aufsättigung und-Entsättigung menschlicher Erythrocyten mit dem Kurzzeit-Spektralanalysator

ZusammenfassungEs wird ein neues Verfahren zur gemeinsamen, in einem Versuchsgang durchzuführenden Bestimmung des O2-Diffusionskoeffizienten, der O2-Leitfähigkeit (Kroghscher Diffusionskoeffizient) und des O2-Löslichkeitskoeffizienten für biologische Flüssigkeiten oder Gewebe beschrieben. Die Methode, bei der die zu untersuchende Diffusionsschicht zwischen zwei gasdurchlässigen Kunststoffmembranen eingeschlossen ist und Hämoglobinlösung als Indicator für den durch die Schicht diffundierenden Sauerstoff dient, garantiert besonders eine schonende Behandlung vulnerabler Gewebe, weil die Messung nur eine Zeit von wenigen Minuten benötigt.In einer ersten Anwendung wurden die drei Koeffizienten für die graue Substanz des Gehirngewebes des Frosches, der Maus und der Ratte bestimmt. Bei 20°C ergaben sich folgende Werte:O2-Diffusionskoeffizient:

Ein Verfahren zur Berechnung der O2-Diffusionszeiten in der Lunge

D = 1,2 \cdot 10^{ - 5} \left[ {\frac{{cm^2 }}{{\sec }}} \right]

Ein Verfahren zur Berechnung des O2-Diffusionskoeffizienten aus Messungen der Sauerstoffdiffusion in Hmoglobin- und Myoglobin-Lsungen

O2-Leitfähigkeitskoeffizient: