Als Beispiele der Fettsäuren mögen hier angeführt sein die

Ameisensäure = H COOH

Essigsäure = C H₃ COOH

Propionsäure = C₂ H₅ COOH

Buttersäure = C₃ H₇ COOH

Valeriansäure = C₄ H₉ COOH

Kapronsäure = C₅ H₁₁COOH

Palmitinsäure = C₁₅H₃₁COOH

Margarinsäure = C₁₆H₃₃COOH

Stearinsäure = C₁₇H₃₅COOH

Daneben kommt noch die nicht zur normalen Fettsäurereihe gehörende

Oelsäure C₁₇H₃₃COOH an Glyzerin gebunden vor in den verschiedenen Oelen.

Entsprechend dieser Zusammensetzung lassen sich die neutralen Fette

durch bestimmte Mittel unter Wasseraufnahme in ihre Bestandteile, d. h.

in Glyzerin und freie Fettsäuren, zerlegen. Diese Spaltung erfolgt

z. B. im Organismus unter dem Einfluß bestimmter Verdauungsenzyme,

tritt aber ferner auch ein, wenn man neutrale Fette mit alkalischen

Flüssigkeiten, etwa Kali- oder Natronlauge, kocht. Dabei verbinden sich

die freiwerdenden Fettsäuren mit dem Alkali und bilden die sogenannten

+Seifen+, die man als Kali-, Natron-, Kalkseifen etc. unterscheidet.

Die Fette sind sämtlich leichter als Wasser und lösen sich in Wasser

nicht. Dagegen sind sie leicht löslich in Aether und Alkohol. Eine

charakteristische Eigenschaft schließlich, die für die mikroskopische

Erkennung von Fetttröpfchen in der Zelle Bedeutung hat, ist ihre

Fähigkeit, Ueberosmiumsäure zu reduzieren zu metallischem Osmium, das

sich als schwarzer Ueberzug auf den Fettkügelchen ablagert. Indessen

ist diese Osmiumsäurereaktion für die Fettdiagnose allein nicht als

sicheres Kriterium zu verwenden, denn es gibt zweifellos noch andere

reduzierende Stoffe, die unter gewissen Umständen sich durch Osmium

schwärzen können. Daher ist die Osmiumreaktion des Fettes immer nur im

Verein mit den anderen Momenten, Löslichkeit in Aether und Alkohol,

starkes Lichtbrechungsvermögen etc., für die Diagnose zu benutzen.

d) Die anorganischen Bestandteile der lebendigen Substanz.

Ebenso wie wir unter den organischen Verbindungen der Zelle

die +allgemeinen+ Bestandteile (Eiweißkörper) den +speziellen+

(Kohlehydraten und Fetten) gegenüberstellen konnten, so können wir auch

unter den anorganischen dieselbe Scheidung treffen.

Das vorwiegende Interesse haben davon begreiflicherweise wieder die

+allgemeinen anorganischen Bestandteile+, unter denen wir das Wasser,

die Salze und die Gase unterscheiden.

Das +Wasser+ ist derjenige Bestandteil der lebendigen Substanz,

der ihren flüssigen Zustand erzeugt und dadurch die leichte

Verschiebbarkeit der Teilchen ermöglicht, die unbedingt notwendig

ist für das Zustandekommen der Lebensvorgänge. Es ist teils chemisch

gebunden als „Konstitutionswasser“, teils frei als Lösungsmittel

der verschiedensten Stoffe in der Zelle enthalten. Dementsprechend

ist das Wasser in reichlicher Menge vorhanden, so daß es an Gewicht

durchschnittlich über 50 Proz. der lebendigen Substanz ausmacht.

Untersucht man z. B. den gesamten Wassergehalt des menschlichen

Körpers, der bei der großen Mannigfaltigkeit der verschiedensten

Gewebeformen eine gute Durchschnittszahl liefert, so findet man, wie

sich aus den eingehenden Untersuchungen ~Bezold~s ergibt, etwa 59

Proz. Wasser. Die verschiedenen Gewebe verhalten sich dabei aber sehr

verschieden. So enthalten die Knochen nur etwa 22 Proz., die Leber 69

Proz., die Muskeln 75 Proz. und die Nieren 82 Proz. Wasser. Hiernach

kann es nicht auffallen, wenn der Wassergehalt der lebendigen Substanz

zwischen verschiedenen Tierarten noch viel mehr schwankt, und wenn wir

zwischen den geringen Spuren von Wasser, die ein eingetrocknetes, aber

noch lebensfähiges Rädertierchen enthält, und dem mehr als 98 Proz.

betragenden Wassergehalt gewisser, pelagisch lebender Rippenquallen

alle Uebergänge im Prozentgehalt antreffen.

Im Wasser gelöst finden sich ferner viele +Salze+, die in keiner

lebendigen Substanz fehlen. Ganz besonders wichtig scheinen zu sein

die Chlorverbindungen, sowie die kohlensauren, schwefelsauren und

phosphorsauren Salze der Alkalien und alkalischen Erden, also vor

allem das Chlornatrium (Kochsalz), Chlorkalium, Chlorammonium, sowie

kohlensaures, schwefelsaures und phosphorsaures Natrium, Kalium,

Magnesium, Ammonium und Calcium.

Schließlich kommt von +Gasen+ in aller lebendigen Substanz vor die

Kohlensäure, und zwar, soweit sie nicht chemisch gebunden ist, fast

stets in Wasser absorbiert, selten, wie z. B. bei manchen einzelligen

Organismen, den Rhizopoden, in Form von Gasblasen.

+Die speziellen anorganischen Bestandteile+ dieser oder jener Zellen

bieten eine große Mannigfaltigkeit, indessen ist es für unsere

Zwecke nicht notwendig, hier näher darauf einzugehen. Auffallend ist

aber, daß in gewissen Zellen sogar freie Mineralsäuren auftreten,

und zwar Salzsäure, die von bestimmten Zellen der Magendrüsen bei

den Wirbeltieren produziert, und Schwefelsäure, die bei manchen

Meeresschnecken von den Zellen der Speicheldrüsen ausgeschieden wird.

e) Verteilung der Stoffe auf Protoplasma und Kern.

So bedeutend die Fortschritte in der morphologischen Erkenntnis der

Zelle in den letzten Jahrzehnten gewesen sind, und so eingehend uns die

mikroskopische Forschung mit den feinsten Strukturverhältnissen der

Zelle bekannt gemacht hat, so gering sind auf der anderen Seite unsere

Kenntnisse von der chemischen Natur der einzelnen morphologischen

Bestandteile. Hier ist der Punkt, an dem die physiologische Mikrochemie

mit ihrer Arbeit einsetzen muß. Nur die Kombination von mikroskopischer

Beobachtung und chemischer Reaktion ist im stande, die Brücke zu bauen

zwischen dem, was wir einerseits morphologisch als Grundsubstanz und

mannigfaltig geformte Bestandteile im Protoplasma und Kern kennen

gelernt haben, und dem, was uns anderseits die grobe chemische Analyse

als Bestandteile der lebendigen Substanz überhaupt gezeigt hat. Diese

Brücke zwischen Morphologie und Chemie der Zelle zu schlagen, ist

eine schwierige Aufgabe, da die Mehrzahl der Reaktionen, die man im

Reagenzglas bequem und leicht anstellen kann, unter dem Mikroskop bei

der Kleinheit der Objekte teils sehr undeutliche Resultate gibt, teils

ganz im Stiche läßt. Es bedarf also vor allem erst der Ausbildung

feiner und zuverlässiger mikrochemischer Methoden. Dennoch sind die

ersten Schritte in dieser Richtung bereits getan, und wir haben schon

hier und dort begonnen, einen Einblick in die Verteilung der chemisch

charakterisierten Stoffe im Zellinhalt zu gewinnen.

Es hat sich gezeigt, daß das, was wir als morphologische

Differenzierungen im Zellinhalt gefunden haben, sich auch chemisch

different verhält. Vor allem haben die Untersuchungen von ~Miescher~,

~Schwarz~, ~Zacharias~, ~Altmann~, ~Kossel~, ~Löwit~, ~Malfatti~

und anderen ergeben, daß charakteristische chemische Unterschiede

bestehen zwischen den Bestandteilen, welche die beiden wesentlichen

Zellelemente, das Protoplasma und den Kern, zusammensetzen.

Die +Eiweißkörper+, die allein die allgemeinen chemischen

Zellbestandteile vorstellen, finden sich zwar sowohl im Protoplasma als

im Zellkern, indessen hat man einen sehr bemerkenswerten Unterschied

zwischen ihnen gefunden. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß sich

im Kern ganz vorwiegend die phosphorsäurehaltigen Verbindungen der

Eiweißkörper, und zwar speziell die echten Nukleine, finden[76], die im

Protoplasma dagegen ganz zu fehlen scheinen, während das Protoplasma

seinerseits zum größten Teile aufgebaut wird aus den kompliziertesten

Eiweißverbindungen, vor allem den Pseudonukleoproteiden, den

Glykoproteiden, den Vitellinen und verwandten Körpern. Um diese

Tatsache zu erhärten, gibt es ein einfaches chemisches Mittel. Die

Nukleine sind nämlich, wie ~Miescher~[77] gezeigt hat, im Gegensatz

zu anderen Eiweißkörpern und Eiweißverbindungen resistent gegen die

Verdauung mit Magensaft. Bringt man daher Zellen der verschiedensten

Art mit künstlichem Magensaft zur Verdauung, so werden alle anderen

Eiweißkörper verdaut, und die Nukleine bleiben übrig. Dabei findet

man denn, daß der ganze Protoplasmakörper verdaut wird, während die

Zellkerne unter unbedeutender Volumenabnahme mit etwas zernagtem

Kontur zurückbleiben, und prüft man nun die zurückgebliebene

Substanz des Kerns mit den bekannten Kernfärbemitteln, so zeigt

sich, daß das, was fehlt, der Kernsaft ist[78] und vielleicht auch

die achromatische Substanz, denn die ganze übrig bleibende Masse

speichert die Kernfärbemittel mehr oder weniger stark auf. Daraus geht

also hervor, daß die chromatische Substanz und die Kernkörperchen

aus echten Nukleinen bestehen, während das Protoplasma der Zelle

aus anderen Stoffen der Eiweißgruppe zusammengesetzt ist. Mit

einer mikrochemischen Reaktion haben ~Lilienfeld~ und ~Monti~[79]

in ~Kossel~s Laboratorium den Nachweis zu führen gesucht, daß der

Phosphor speziell im Zellkern lokalisiert ist. Setzt man zu einer

phosphorsäurehaltigen Substanz molybdänsaures Ammon, so entsteht

eine Verbindung, die Phosphormolybdänsäure, die durch Einwirkung von

Pyrogallol eine dunkle braunschwarze Färbung annimmt. In der Tat

konnten ~Lilienfeld~ und ~Monti~ zeigen, daß sich mittels dieser

Reaktion in den verschiedenartigsten Zellen die Kerne schwarz färben,

während das Protoplasma ungefärbt bleibt. Allein es darf doch nicht

unerwähnt bleiben, daß bald darauf von ~Raciborski~, ~Gilson~ und

~Heine~ der Einwand gegen die Reaktion erhoben worden ist, es handle

sich dabei nur um eine Aufspeicherung des molybdänsauren Ammons im

Kern, die etwa der Aufspeicherung der Kernfarbstoffe im Zellkern analog

sei. Demnach werden wir zunächst noch vorsichtig sein müssen in den

Schlußfolgerungen, die sich aus dieser Reaktion ergeben.

Ueber die Lokalisation eisenhaltiger Proteide in der Zelle hat

besonders ~Macallum~[80] eine Reihe ausgezeichneter Untersuchungen

gemacht, in denen er fand, daß eisenhaltige Eiweißverbindungen im

Zellkern vorhanden sind, von hier aus aber sich, wie es scheint, auch

im Protoplasma ausbreiten können. Daß endlich im Protoplasma die

einfachen nativen Eiweißkörper meist gänzlich fehlen, wurde oben schon

erörtert.

Die +Kohlehydrate+ scheinen auf das Protoplasma beschränkt zu sein;

wenigstens sind bisher keine Kohlehydrate im Kern gefunden worden. Im

Protoplasma dagegen treten die Kohlehydrate nicht selten als geformte

Bestandteile auf, so z. B. das Glykogen in Form von Schüppchen und

Krümchen im Protoplasma der Leberzellen, die Stärkekörner allgemein

im Protoplasma aller grünen Pflanzenzellen und die Zellulose als

Protoplasmaprodukt an der Oberfläche der Pflanzenzelle.

Von den +Fetten+ gilt dasselbe wie von den Kohlehydraten. Im Zellkern

scheinen sie ausnahmslos zu fehlen. Dagegen finden sie sich im

Protoplasma als Fett- und Oeltröpfchen weit verbreitet und sind

immer an ihrem starken Lichtbrechungsvermögen oder in dubio an ihrer

Schwärzung durch Ueberosmiumsäure und Löslichkeit in Aether und Alkohol

zu erkennen.

Ueber die Verteilung der +anorganischen Bestandteile der Zelle+ ist

fast gar nichts bekannt. Nur von den Kaliverbindungen scheint es nach

Untersuchungen von ~Vahlen~, als ob sie ausschließlich im Protoplasma,

nicht im Zellkern, zu finden wären.

Das sind die wesentlichen bisher bekannt gewordenen Tatsachen. Die

große Masse der als Granula bezeichneten Stoffe des Protoplasmas sowie

die gelösten Körper des Zellinhalts sind bisher ihrer chemischen

Zusammensetzung nach noch völlig unbekannt. Hier eröffnet sich der

physiologisch-chemischen Forschung der Zukunft ein unabsehbares Gebiet.

Allgemeine Physiologie · 第 96 / 283 题