1. Der Modus der Stoffabgabe von seiten der Zelle.

Wie der Modus der Nahrungsaufnahme, so gestaltet sich auch die Art

und Weise der Abgabe von Stoffen verschieden, je nachdem die Stoffe

gasförmig, gelöst oder geformt sind.

+Die Abgabe der gasförmigen oder gelösten Stoffe+ erfolgt, das liegt

auf der Hand, unter denselben Bedingungen und in derselben Weise

wie die Aufnahme solcher Stoffe, denn hier haben wir denselben

Vorgang, nur in umgekehrtem Sinne. In manchen Zellen, z. B. in vielen

einzelligen Organismen, besorgt höchstwahrscheinlich die sogenannte

kontraktile Vakuole (Fig. 69, ferner Fig. 30 _b_₁ und _b_₂ p. 95),

ein Flüssigkeitstropfen, der im Zellkörper durch meist rhythmische

Kontraktionen seines Wandprotoplasmas abwechselnd ausgeleert und wieder

vollgesogen wird, die Ausscheidung der gelösten Stoffe. Dieselben

sammeln sich vermutlich mit dem Wasser, das bei der Diastole der

Vakuole von allen Seiten aus dem Protoplasma zusammenströmt, in der

Vakuole und werden mit demselben bei der Systole der Vakuole nach außen

abgegeben.

Jede Zelle scheidet vor allem, das ist klar, die Stoffe aus, die aus

ihrem eigenen Stoffwechsel stammen. Indessen im zusammengesetzten

Zellenstaat, besonders des tierischen Organismus, existieren auch

Zellen, die daneben noch die Ausscheidung gewisser anderer Stoffe für

den ganzen Körper übernommen haben. So scheiden die Nierenzellen in

den gewundenen Harnkanälchen den von den Leberzellen bereiteten und

an das Blut abgegebenen Harnstoff aus, indem sie ihn aus dem Blute

aufnehmen und nach außen wieder abgeben. Andere Zellen der Niere, die

Zellen in den sogenannten Glomerulis, jenen mikroskopischen Kapseln, in

denen sich die feinen Arterien zu Knäueln verzweigen, saugen dagegen

wieder gierig Wasser aus dem Blute auf, um es in das Nierenbecken als

Harnwasser abzusondern. So sondern ferner die Lungenepithelzellen die

im Körper von allen Gewebezellen gebildete Kohlensäure aus dem Blute ab

usf.

Bei der +Abgabe von geformten Stoffen+ haben wir wieder zwei Typen zu

unterscheiden. Sie gestaltet sich nämlich wesentlich verschieden, je

nachdem die ausgeschiedenen Stoffe entweder in der Zelle selbst in

gelöstem Zustande sich befinden und erst nach der Ausscheidung fest

werden, oder in der lebendigen Substanz schon als geformte Massen

liegen, die als solche nach außen abgegeben werden.

[Illustration: Fig. 69. +Amoeba.+ Neben dem dunklen Kern liegt im

Endoplasma eine blasse, kontraktile Vakuole.]

Im ersteren Falle, der realisiert ist z. B. bei der Ausscheidung der

meisten Skelettsubstanzen, wie Chondrin, Chitin, Kalk etc., haben

wir dieselben Verhältnisse, wie bei der Ausscheidung gelöster Stoffe

überhaupt; nur daß hier die Stoffe nach Austritt aus der lebendigen

Substanz früher oder später feste Form annehmen. Durch das Festwerden

der Stoffe an der Oberfläche wird aber nicht verhindert, daß immer

wieder neue Stoffe in gelöstem Zustande an die Oberfläche gelangen

und dort in festen Zustand übergehen, bis derart alle Stoffe an der

Oberfläche ausgeschieden und fest geworden sind. So entstehen die

Zellmembranen der Gewebezellen, die Zellulosehüllen der Pflanzenzellen,

die Chitinpanzer der Insekten, die Kalkschalen der Foraminiferen

etc. Diese skelettbildenden Sekrete nehmen beim Festwerden zum Teil

ganz außerordentlich feine und komplizierte Strukturen an, um deren

Analyse sich in der letzten Zeit durch eingehende Arbeiten namentlich

~Biedermann~[146] bemüht hat, dem es gelang, manche dieser Gebilde auch

künstlich bis zu einem bestimmten Grade nachzuahmen.

Wir können uns diesen Modus und zugleich den Modus des Wachstums dieser

Oberflächengebilde bis zu einem gewissen Grade durch einen Versuch

veranschaulichen, der von ~Traube~ angegeben und seinerzeit viel

besprochen wurde. Läßt man vorsichtig einen Tropfen von gelatinierender

Leimlösung in eine Gerbstofflösung fallen, so entsteht um den

Tropfen herum eine sogenannte Niederschlagsmembran aus gerbsaurem

Leim, indem an der Grenzschicht des Leims und der Gerbstofflösung

beide Stoffe untereinander eine chemische Verbindung eingehen. Diese

Niederschlagsmembran zeigt nun die eigentümliche Tatsache eines

Wachstums sowohl in bezug auf ihre Fläche, als in bezug auf ihre

Dicke. Man hat den ~Traube~schen Leimtropfen in der Gerbstofflösung

geradezu mit einer lebendigen Zelle verglichen und als „+künstliche

Zelle+“ bezeichnet. Da nämlich die Leimlösung Wasser an sich zieht,

so tritt immer mehr Gerbstofflösung durch die Niederschlagsmembran

hindurch zum Tropfen. Der Gerbstoff selbst kommt dabei immer nur

bis an die Oberfläche des Tropfens, da er hier durch den Leim immer

gleich gebunden wird, wobei er zur Verdickung der Membran durch

fortwährende Anlagerung neuer Schichten führt. Das Wasser dagegen

dringt in das Innere des Tropfens, so daß dieser immer mehr und mehr

aufquillt und an Größe zunimmt. Dadurch entstehen fortdauernd in der

Niederschlagsmembran äußerst feine Lücken und Risse, die aber schon im

Moment ihres Entstehens durch neuen Niederschlag wieder geschlossen

werden. So wächst die „künstliche Zelle“ kontinuierlich und gleichmäßig

weiter, bis aller Leim gebunden ist. Die Bildung und Größenzunahme der

Membran, die hier am großen Tropfen verhältnismäßig schnell vor sich

geht, verläuft in der kleinen lebendigen Zelle sehr allmählich.

Man hat in der Botanik lange einen recht unfruchtbaren Streit geführt,

ob die Zellulosemembran der Pflanzenzelle durch „+Intussuszeption+“,

d. h. durch Zwischenlagerung neuer Teilchen zwischen die alten oder

durch „+Apposition+“, d. h. durch äußere Anlagerung geschieht[147],

ein Streit, der im Anschluß an die unglückliche Vergleichung oder

vielmehr Unterscheidung ~Naegeli~s zwischen dem Wachstum der Kristalle

und dem der Organismen entstanden ist, bis man in neuerer Zeit

mehr und mehr zu der Ansicht gekommen ist, daß +beide+ Formen zum

Wachstum der Zellmembran führen, die eine zum Flächen-, die andere

zum Dickenwachstum. Wenn der Protoplasmakörper der Zelle selbst sich

vergrößert, wird die Membran gedehnt. Dabei entstehen zwar in der Regel

keine wirklichen Risse, wie in der künstlichen Zelle, wohl aber werden

infolge der Dehnung die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilchen

der Membran weiter und größer, so daß neue Teilchen vom Protoplasma

her dazwischentreten können. Andererseits aber zeigt die bei starken

Vergrößerungen sichtbare Schichtung der Zellmembran parallel der

Fläche, die mit zunehmendem Dickenwachstum immer deutlicher wird, daß

auch eine Dickenzunahme durch Apposition vorhanden ist (Fig. 70).

[Illustration: Fig. 70. +Zellwand einer Markzelle von Clematis+ mit

Dickenwachstumsschichten. Nach ~Strasburger~.]

Wenn die Zellen in ihrem Stoffwechsel kontinuierlich Stoffe produzieren

und nach außen abscheiden, so entstehen allmählich jene gewaltigen

konsistenten Massen, die bei mehrzelligen Geweben, wo die Produkte der

einzelnen Zellen untereinander verschmelzen, wie z. B. beim Knorpel und

Knochen (Fig. 71 und 72), die sogenannten +Interzellularsubstanzen+

bilden. Nicht immer aber werden die Stoffe sogleich nach außen

abgeschieden, in manchen Fällen werden sie in einer Vakuole in der

Zelle selbst erst als eine feste Masse abgelagert, an die sich Teilchen

für Teilchen, wie bei einem Kristall, weiter ansetzt. So werden z. B.

die Stärkekörner in den Pflanzenzellen, ferner die Kalknadeln und

Kieselkörper bei den Echinodermen, Schwämmen etc., in der Zelle selbst

angelegt, und erst nachdem sie eine bestimmte Größe erlangt haben,

werden sie nach dem Ausscheidungsmodus der festen, geformten Körper

nach außen abgegeben (Fig. 73, nach ~Semon~)[148].

[Illustration: Fig. 71. +Knochenquerschliff.+ Zwischen den

sternförmigen Knochenzellen liegt die kompakte Knochengrundsubstanz.

In der Mitte des Schliffs ist der Querschnitt eines Knochenkanälchens.

Nach ~Hatschek~.]

[Illustration: Fig. 72. +Hyaliner Knorpel.+ Zwischen den einzelnen

Zellen ist eine feste hyaline Grundsubstanz ausgeschieden. Nach

~Hatschek~.]

[Illustration: Fig. 73. +Entstehung eines Kalkdreistrahlers in einer

Echinodermenzelle.+ Nach ~Semon~.]

Den Ausscheidungsmodus derjenigen Stoffe, die schon als geformte

Massen im Zellinnern liegen, zeigen uns wieder am besten die +Amöben+.

Wir sahen bei der Nahrungsaufnahme von seiten der +Amöben+, daß

schließlich der Nahrungsballen, in einer Nahrungsvakuole eingeschlossen

im Protoplasma liegt. In dieser Vakuole, die man auch als

Verdauungsvakuole bezeichnen kann, wird alles Verdauliche gelöst und

geht in das Protoplasma selbst über; die unverdaulichen Reste aber, wie

Schalen von Algen, Panzer von Diatomeen, Chitinmassen von Rädertierchen

etc., bleiben in der Vakuole liegen und werden schließlich auf folgende

Weise ausgeschieden: Beim Kriechen der +Amöbe+ kommt es gelegentlich

vor, daß im strömenden Protoplasma die Verdauungsvakuole sehr nahe an

die Oberfläche gelangt, so daß der Inhalt der Vakuole nur noch durch

eine dünne Protoplasmawand von dem Medium getrennt ist. In diesem Falle

zerreißt die schmale Wand sehr leicht, indem das Protoplasma nach

beiden Seiten von der dünnsten Stelle fortfließt, und der Inhalt der

Vakuole entleert sich mitsamt der geformten Masse nach außen (Fig. 74).

Dieser Modus der Entleerung geformter Bestandteile aus dem Protoplasma

findet sich ausschließlich bei Zellen, die keine Membran besitzen, also

hauptsächlich bei den amöboiden Zellen der verschiedensten Art. Bei

den Infusorien ist häufig an einer bestimmten Stelle des Körpers ein

besonderer Zellafter vorhanden, ebenso wie diese Organismen auch einen

dauernd bestehenden Zellmund haben (vergl. Fig. 25 _b_, p. 90, und Fig.

30 _e_, p. 95).

[Illustration: Fig. 74. +Amöbe in vier aufeinanderfolgenden Stadien der

Exkretion eines unverdauten Nahrungsrestes.+]

Eine Uebergangsform aber zwischen dem Modus der Abgabe flüssiger Stoffe

und fester Stoffe stellt gewissermaßen die Schleimsekretion vor. Die

Schleimzellen, die im zusammengesetzten Organismus eine so überaus

wichtige Rolle spielen, indem sie gewisse innere Gewebeflächen durch

ihre Schleimabsonderung schützen und glatt und feucht erhalten, sind

stets zylindrisch. Ihr Kern, von etwas konsistenterem Protoplasma

umgeben, liegt am Grunde des Zellkörpers, während der obere Teil der

Zelle, der an die freie Schleimhautfläche grenzt, von einer Substanz,

dem Mucigen, gebildet wird, die an der Oberfläche in stetiger Umbildung

in Mucin begriffen ist. Bei ruhiger Tätigkeit der Zelle teilt sich

kontinuierlich ein wenig von dem Sekret der dünnen Flüssigkeitsschicht

mit, welche die Gewebefläche bedeckt. Bei energischer, plötzlicher

Sekretion aber wird der ganze Ballen von Schleimsekret, welcher

den oberen Teil der Zelle bildet, herausgeschoben (Fig. 75) und

verschmilzt mit den von den benachbarten Schleimzellen ausgestoßenen

Schleimpfropfen zu einer dicken zusammenhängenden Schleimdecke. Ganz

merkwürdig ist die Eigentümlichkeit mancher +Holothurien+, jener

gurkenförmigen Echinodermenformen, ihre dicke und feste Lederhaut auf

Reize hin in kurzer Zeit zu einem seidenglänzenden, fadenziehenden

Schleim umzuwandeln. Ueberhaupt verspricht die zellularphysiologische

Untersuchung des Sekretionsvorgangs noch manche allgemein-physiologisch

sehr interessante Tatsache zu liefern.

[Illustration: Fig. 75. +Schleimzellen.+ _A_ drei isolierte

Schleimzellen. _B_ sieben zusammenhängende Schleimzellen, von

denen die drei linken voll, die vier rechten entleert sind. Nach

~Schiefferdecker~.]

Allgemeine Physiologie · 第 145 / 283 题