Hans Fischer

Die Biochemie von Schlaf und Erregung mit besonderer Berücksichtigung der Bedeutung der Kationen

Zusammenfassung1.Es werden genaue Analysenmethoden beschrieben für die biochemische Bestimmung von Ca, K und Mg.2.Plasmaanalysen von Mensch, Hund und Kaninchen ergeben beim Übergang vom Wach- in den Schlafzustand regelmäßig ein Absinken des Ca- und K-Spiegels. Die Verschiebung beträgt durchschnittlich: beim Menschen: Ca-9,9%, K-16,6%; beim Hund: Ca-7,9%, K-15,3%; beim Kaninchen: Ca-5,9%, K-12,9%. Beim Magnesium fehlt ein Effekt im Sinne einer eindeutigen Verschiebung. Diese Verschiebung des Ca−K-Gehaltes im Blut findet bei Anwendung der verschiedenen Schlafmittel (Barbitursäurederivate, Paraldehyd, Chlo.

Über Porphyrine bei klinischer und experimenteller Porphyrie

Koproporphyrin I ist weitaus das verbreitetste der vier isomeren Koproporphyrine. Lange Jahre hindurch war es allein beobaehtet. Aueh in der ttefe ist bis jetzt nur Koproporphyrin I isoliert worden. Auf die 1VIhgliehkeit des Vorkommens isomerer Koproporphyrine wurde wieder= holt hingewiesen, aber erst in einem yon A. K i j m ans van den Bergh 1 beobaehteten Fall hatte P. 5iiiller ein Porphyrin ira kristallisierten Zustand als ~ethylester gewonnen, das als Koproporphyrin III identiseh befunden wurde 2. Der eine yon uns 3 hatte die Vermutung ausgesprochen, dal~ bei der Bleivergiftung Koproporphyrin III ausgeschieden wtirde und diese Annahme ftir die experimentelle Bleivergiftung bestiitigen khnnen. In einer soeben ersehienenen Arbeit aus der t t i j m a n s van den Berghsehen Klinik hat W. Orotepass ~ aus einem Blei-Harn Koproporphyrin als Ester kr~stallisiert isoliert und wiederum mit Koproporphyrin III identifiziert durch Analyse, spektroskopisehe Untersuchung und stimmenden Misehsehmelzpunkt. Seit einiger Zeit waren auch wir mit Porphyrinuntersuchungen zahlreicher Harne besch~ftigt, die tells uns yon ausw~rts zur Verf~igung gestellt wurden, teils der eine yon uns (Duesberg) aus der Charit6 in Berlin, teils aus Tierversuchen, die speziell f~r Porphyringewinnung angesetzt waren, erhalten hatte. Aus der Universit~tsklinik Zfirieh (Direktor

Beitrag zur Frage des Synergismus zwischen Digitalis- und Calciumwirkung

Der Organismus als Kolloidsystem steht unter dem direkten Einflu6 der umgebenden Elektrolyte, wobei besonders den Kationen Ca, K, 5/a eine ihrer Verbreitung im 0rganismus entsprechende universale Be@utung zukommt. Die verschiedene, zum Teil fast gegensiitzliche Rolle der einzelnen Kationen, besonders der weitgehende Unterschied in der Wirkung einund zweiwertiger Kationen hat zu der 1900 yon J. Loeb 1) begrtindeten und yon Spiroe), Z w a a r d e m a k e r 3) u. a. vertieften An-

Die Verteilung und die Wirkung des Magnesiums im Organismus und deren Beeinflussung durch Calcium

In einer hitheren Mitteilung 2 haben wir versucht, zu zeigen, welehen mal]gebenden Einflul3 die Kationen X und Ca auf den Zustand des Schlafas sowie der psychomotorischea Erregung ausfiben und wie dureh lokale Varsehiebnng diaser beiden Kationan sow0hi im zentralen wia im paripheren Nervensystem die genannten funktionellen Veriinderungan harvorgemfan warden. Zum erstenmal konnte dabei analytiseh-quantitativ der dominierende Einflng dieser anorganisehen Bestandteile unsares KSrpezs auf dessen wiehtigste Funktionen naehgewiesen werden. Auffallenderweise hatte sieh dabei das ebenfalls zur Untersnehung herangezogene Mg gegenfiber den beiden anderen Kationen als an Bedentnng stark zuziiektretend gezeigt. Es ist dies deshalb um so auffallender, als doeh dem Mg seit den Untersuehnngen yon Meltz er und Auer s ein so ausgesproehen liihmender Einflul3 zuerkannt ist, wie ihn die anderen Kationen nicht besitzen. ~ber die Magnasiumnarkose liegen ia eine geihe yon Untersuchungen vor, auf die wit noeh sp~iter eingehen werdan, die versnehen, diesas eigentiimliche Phiinomen zu erkliiren. In der Regel handelt es sigh dabei um Feststellnng der funktionellen Vergnderungen an Atmnng, Sensibiliti~t und Notiiitgt; es fehlen aber fast vSllig die Beziehungen zwisehen diesen Fnnktions~indernngen und dem quantitativen Verhalten des Mg im Organismus, und ebensowenig ist es bis jetzt geNngen, den auffallenden Antagonismus zwiseh en g g und Ca, der ja eines der eindrnekvollst en B eispieie d er Katioaenwirkungen darstellt, in seinem Wesen zn erfassen. Es eischien nns deshalb wiinschenswert, diesen ganzen Fragenkomple x auf breiter Basis in phalmakologiseher wie an& ehemiseh-analytiseher Riehtnng zn beazbeiten. Bei der s u b e u t a n e n Injektion yon MgSO4 odar 5IgC12 tritt die eharakteristisehe allgemeine Liihmnng anf, wenn die Dosis naeh Scho en und Ko appen 4 1,0 g der Salze pro kg Tier bettggt. Diese Liihm~ng kann

Die Rolle des Calciums beim Zustandekommen von Narkose und Erregungszuständen am rindenlosen und am völlig dezerbrierten Tier

Zusammenfassung1.Der Calciumgehalt des Serums (Zitratplasma) erfährt am rindendezerebrierten Hund eine analoge Verschiebung, wie am intakten Tier: Schlaf, und Narkose bewirken eine Abnahme, zerebrale Erregung eine Steigerung des Calciumgehaltes um 5–12%. Die bei diesen beiden Zuständen eintretende Ca-Verschiebung ist somit unabhängig von der Rindenfunktion.2.Diese Regulation des Calciumgehaltes im Blut fällt vollständig dahin mit der Entfernung, der Gehirnbasis: bei totaler Enthirnung der Versuchstiere ist weder durch Narkose, noch durch Erregungsmittel eine änderung im Blutcalciumgehalt herbeizuführen.3.Dieser Befund wird im Zusammenhang mit den früheren Untersuchungen des hiesigen Instituts als Beweis dafür betrachtet, daβ die Ca-Verschiebung im Blute vom Zwischenhirn ausgeht in dem Sinne, daβ der Schlafzustand verbunden ist mit einem, Eintritt, der Erregungszustand mit einem Austritt von Ca aus den betreffenden Gehirnstellen (Regio suprachiasmatica, Infundibulum, Tuber cinercum).4.Kalium und Calcium verhalten sich antagonistisch: während in Schlaf und Narkose der Calciumgehalt des Serums eine Abnahme erfährt, tritt eine entsprechende Steigerung im Kaliumgehalt ein. Umgekehrt nimmt im Zustand der zerebralen Erregung der Calciumgehalt des Serums zu, während der Kaliumgehalt eine entsprechende Abnahme aufweist.Kalium und Calcium verhalten sich ihrer Wertigkeit entsprechend antagonistisch: der Kaliumgehalt nimmt in der Regel etwa doppelt so viel ab, als der Calciumgehalt zunimmt und umgekehrt.5.Auch die Regulation des Kaliumgehaltes im Serum geht nur solange vor sich, als die Gehirnbasis (speziell das Zwischenhirn) intakt gelassen wird: während die Kaliumregulation bei Schlaf- und Erregungszuständen am rindendezerebrierten Tier in gleicher Weise wie am normalen Tier erfolgt, wird sie am total dezerebrierten Tier vollständig vermiβt.

Die Aufhebung des elektrisch erzeugten Herzkammerflimmerns durch Ultraschall

Zusammenfassung1.Durch Ultrabeschallung kann am isolierten Kaninchenherzen oder am Herzen in situ am Tier mit eröffnetem Thorax (Katze, Hund), welches vorher durch elektrischen Stromreiz in den Zustand dauernden Kammer, flimmerns gebracht worden war, über einen kurzdauernden vollkommenen Ventrikelstillstand die geregelte Schlagfolge des Herzens wiederhergestellt werden.2.Durch elektrocardiaographische Kontrolle und durch laufende Blutdruckmessung wird der Leistungsgrad des Herzens vor und nach Wiederherstellung des normalen Herzrhythmus objektiv festgestellt.3.Nach Wiederherstellung des Herzschlages durch die Ultrabeschallung kann die eventuell ungenügende Herzleistung durch Adrenalin, Coramin und Glukose wieder auf die Höhe der Ausgangslage gebracht werden.4.Eine Schädigung des Herzens durch den Ultraschall bei den für die Wiederherstellung des Herzschlages notwendigen Beschallungszeiten und -Intensitäten ist sehr unwahrscheinlich.5.Bei geeigneter Dosierung hat der Ultraschall eine positiv chronotrope und positiv inotrope Wirkung.6.Die am Versuchstier durch Ultrabeschallung des kammerflimmernden Herzens erhaltenen Resultate lassen es als möglich erscheinen, daß der Ultraschall für die Rettung elektrisch Verunfallter, bei denen Kammerflimmern eingetreten ist, in Frage kommt, vorausgesetzt, daß es gelingt, die der Applikation des Ultraschalls auf das flimmernde Herz entgegenstehenden technischen Schwierigkeiten der Ultraschallapplikation befriedigend zu lösen.

Spektrographische Pharmakologie und Toxikologie

Zusammenfassung1.Es wird auf die allgemeine Bedeutung der Spektrographie als Forschungsmethode in der Pharmakologie und Toxikologie hingewiesen und speziell ihre Brauchbarkeit für den Nachweis bestimmter, auf chemischem Wege schwer faßbarer Stoffgruppen, wie besonders den Abbaustufen biologisch aktiver Produkte (z. B. von Alkaloiden, Glykosiden usw.) erörtert.2.Eine für quantitative Untersuchungen im ultravioletten und sichtbaren Gebiet geeignete spektrophotographische Methode (V. Henri) beschrieben, welche sich besonders für biologische Untersuchungen als praktisch brauchbar erwiesen hat.3.Eine leistungsfähige Apparatur zur Durchführung quantitativer spektrophotographischer Untersuchungen im sichtbaren und ultravioletten Gebiet angegeben.

Die Giftwirkung des Chinins als physikalisch-chemisches Problem

Zusammenfassung1.Auf Grund von Messungen über die Verteilung von „Chinin total”, über die wir in der I. Mitteilung berichteten, wird die Verteilung der drei Dissoziationsstufen des Chinins zwischen Soorzellen und der umgebenden Lösung unter der Annahme eines Donnan-Gleichgewichts berechnet. Der Donnan-Koeffizientr wird hierbei in Funktion vompH der umgebenden Lösung (pHl) im Bereich: 4,5<pHl<6,9 ermittelt.2.Ausgehend von den in der I. Mitteilung beschriebenen Versuchsergebnissen über die respirationslähmende Wirkung von Chinin auf B. Soor werden drei Modellvorstellungen über den Mechanismus dieser Wirkung diskutiert, wovon zwei auf einen linearen Verlauf der Funktion logr=f(pHl) innerhalb des Bereichs: 5,1<pHl<6,8 schließen lassen und zu alternativen Aussagen über den Wert vond logr/d pHl führen. Diese beiden Modelle beruhen auf den Annahmen, daß entweder das zweiwertige oder das einwertige Chininion die Atmungslähmung hervorrufe. Die dritte Vorstellung, welche die Giftwirkung der freien Chininbase zur Voraussetzung hat, führt zu algebraischen Widersprüchen und wird deshalb (und in Anbetracht von Argumenten, die bereits in der I. Mitteilung erwähnt worden sind) aufgegeben.3.Der Vergliech der zwei alternativen Aussagen über die Größe vond logr/d pHl mit dem aus den Verteilungsmessungen ermittelten Verlauf der Funktion logr=f(pHl), liefert die Bestätigung desjenigen Modells, welches auf der Annahme der Giftigkeit von Chinin++ beruht.4.Der Ausbau der letzteren Vorstellung ergibt den Wert von [Chinin++]z,L=0, d. h. jener Konzentration von Chinin++, welche im Zellinneren erreicht werden muß, damit eine merkliche Respirationslähmung auftritt. In guter Übereinstimmung mit den zugrunde gelegten Annahmen erweist sich diese Größe als unabhängig vonpHl. Auch die Abhängigkeit der Atmungslähmung von der intracellulären Chinin++-Konzentration erweist sich, die Annahmen bestätigend, in brauchbarer Annäherung als unabhängig von der Wasserstoffionenkonzentration.5.Auf Grund dieser Ergebnisse können die Respirationsdaten zu einer generellen Lähmungskurve vereinigt werden, die unabhängig vonpHl (und dem intracellulärenpH) die prozentuale Atmungslähmung in Funktion von einer einzigen Variablen, [Chinin++]z, zur Darstellung bringt. Die Deutung dieser Lähmungskurve als Ausdruck einer Gleichgewichtsreaktion von Chinin++ mit einem am oxydativen Stoffwechsel als Katalysator beteiligten Zellprotein führt zum Ergebnis, daß ungefähr 7 Moleküle Chinin mit einem Molekül dieses Proteins chemisch reagieren (Eiweißinaktivierung als Primärreaktion der Atmungslähmung).

Über die Wirkung des Chinins auf Mikroorganismen

Die bisger vorliegenden Untersuchungen tiber das Verhalten yon Lebewesen versehiedenen Organisationsgrades, yon fiberlebenden Organen sowie yon Fermenten gegeniiber Chinin vermoehten noch keine znfriedensteilende quantitative Beschreibung der biologischen Wirksamkeit dieses ~4Aka]oids zu erbringen. Wohl wiesen Ergebnisse yon Rona und seinen ~Iitarbeitern (I) an Param~cien, Hefezellen, kernhaltigen Erythrocyten sowie an versehiedenen Lipasen und ebenso Untersuchungen yon Crane (2) (an Paramgcien) und anderen Autoren darauf hin, dab die Giftwirkung des @hinins gegenfiber Mikrolebewesen und Enzymen an die freie Chininbase gebunden zu sein scheint. Auch bet h6heren Lebewesen und deren isolierten Organen wurden iitmliche Verhiiltnisse beobachtet, wobei aus der grogen Zahl der einsehl~igigen Arbeiten beispielsweise die Beobaehtnngen yon Labes (3) an Kanlqnappen und die yon Gol jachowski (4) am fiberlebenden Frosehherzen genannt seien. Bei eingehender ]3eschgftignng mit dem Problem der Chininwirknng wird man jedoch gewahr, dab diese anseheinend gesieherte Erfahrung noeh der ferneren Bestgtigung durch ausfiihrliche Messnngen fiber die Giftigkeit der drei Dissoziagionsstnfen des Chinins bedarf mad dab wesentliehe Abweich~ngen dnrchans ira Bereiehe der M6glichkeit liegen. {}bet die biologische Wirksamkeit des einwertigen und zweiwertigen Chininions iiegen erst sehr wenige kngaben vor. Nach A n d r e e v (5) soll die VSrdanungsf~higkeit des Magensaftes dnrch Chininznsgtze, die wegiger als 5,5 ~o betragen, eih6ht werden, woians sich ergibt, dab das bet Magensaft-p~ allein existenzfghige zweiwertige Chininion auf Pepsin einen wirkungss~eigernden Einflug anszniiben vennag. Nach D e m l e i t n e r (6) weisen Gastrocnemien yon Rana escnlenta in schwa& alka]ischer ChininlSsung (Solvochin) -and in einer L6snng yon Chininuln hydroehloricum in Froseh-Ringer die gleiehe Kontraktnr anf. Es ist bei der Benrgeilnng dieser trod vieler iihnlieher AIbeiten zu beaehten, dal3 die geringen zur Anwendnng geIangten Chininmengen, nnabhgngig davon, ob Chininum hydrochloricum oder ein weniger sanres Prgpaiat benutzt wird,

Spektrographische Pharmakologie und Toxikologie: II. Mitteilung: Die Anwendung der Ultraviolettspektrographie für den qualitativen und quantitativen Alkaloidnachweis 1. Tropaalkaloide

Zusammenfassung1.Verlauf, Intensität und Lage der ultravioletten Absorptions-spektren der Tropasäure und Tropaalkaloide werden festgestellt.2.Wird die Möglichkeit des spektrographischen Atropinnachweises neben andern Alkaloiden an einem Beispiel gezeigt.3.Wird der spektrographische Atropinnachweis im biologischen Milieu (Urin) durchgeführt.4.Werden die Nachweisgrenzen des Atropins und der Tropaalkaloide festgestellt.