Was

bedingt

die Form und die Formveriinderungen der Siiugetiererythrocyten ? Von

J. Runnstriim. (Zool. Institut Stockhohn.) Mi~ 7 Textabbildungen. (Einffefangen am 27. J a l i 1921.)

Inhaltsiibersicht. seitc I. Das Problem der Erythrocytenform . . . . . . . . . . . . . . . . 391 II. ~Besitzen die S~tugetiererythroeyten eine verstiirkte Randpartie? . . . 395 13~. Die Formveriinderungen dcr Erythrocyten untcr vcrschicdcncn 'gu6ercn Einfliissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 I. Das P r o b l e m der E r y t h r o c y t e n f o r m . Die Frage yon der Form der roten Blutk6rperChen der S~ugetiere ist vielfach eriSrtert worden. I m allgemeinen werden dieselben als bikonkave runde, bci den Tylopoden als ovalc Scheibcn beschrieben. Es ist aber bekannt, dal~ W e i d e n r e i c h (1902, 1903, 1907) den roten Blutzellen der Si~ugetiere eine glockenf6rmige Gestalt zuschreibt. Den Ansichten von W e i d e n r e i c h haben sich einige Forscher wie F u c h s (1903) und L e w i s (1904) angeschlossen. Andere haben sich gegen dieselben ausgesproehen, wie z. B. A l b r e c h t (1904), J o l l y (1909) und L 6 h n e r (1910). Diese verschiedcnen Auffassungen sollen aber hier nicht diskutiert werden. Hier soll nur der V6rsuch gemacht werden, die Bedingungen zu finden, die die Formen der Erythrocyten bestimmen. Es wird abet dabei zun~tchst auf die bikonkave Form gedaeht. ~>Alle Zellen miiBten Kugelform haben, wenn nicht deforlnierende Kriifte auf dieselben einwirkten(( ( B e t h e 1911). Wenn man Zellen finder, die konstant eine Abweichung yon der Kugelgestalt zeigen, miissen besondere Bedingungen dafiir innerhalb der Zellen.vorhanden sein. Die Erforschung dieser Bedingungen ist eine sehr interessante Aufgabe, die vor ailem erfolgreieh yon K o l t z o f f (1903, 1906, 1908) angegriffen wordcn ist. Bei verschiedenen Zellen, vor allem Spermatozoen, hat dieser Forscher ein ))Skelett(( nachgewiesen, das die Gestalt dieser Zelleu bedingt. Aueh die Erythrocyten zeigen die Abweichung von der Kugelgestalt. Hier liegt also das Problem vor: Was bedingt diese Abweichung?

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J. RunnstrSm: Was bedingt die Form

Das Problem ist auch yon verschiedcnen Forschern behandelt worden. Am meisten erfolgreich sind die St,udien an den kernhaltigen Erythrocyten gewesen. D e h l e r (1895) hat bei den Erythrocyten des Hfihnerembryos einen diehteren Teil der Grenzschieht des Protoplasmas, einen Randreifen, nachgewiesen. D e h l e r setzt bewuBt seinen Fund mit der Frage fiber die Bedingungen der Zellenform in Znsammenhang. Die ZeUe ist ~>wie eine Boraxperle in der PlatinSse des Chemikers(~ in dem Randreifen ausgespannt. Nieht v i e l sparer hat N i c o l a s (189"6) den Randreifen bei den Blutk6rperchen der Amphibien und Schlangen nachgewiesen. Der Randreifen ist vor allem yon 1V[eves bei Amphibien (1903, 1904,zusammenfassende Darstellung 1911) griindlich studiert worden. Dutch diese Studien scheint einwandfrei bewiesen zu sein, dai~ die elliptische, bikonvexe F o r m der Amphibienerythrocyten yon der Anwesenheit des anscheinend elastischen Randreifens bedingt ist. Das Problem der F o r m der Si~ugetiererythrocyten liegt bei weitem nicht so klar, wie das der kernhaltigen Erythrocyten. Die Diskussion, die fiber das T h e m a gefiihrt worden ist, hat oft an einer gewissen Unklarheit gelitten. D ' A r c y V~r. T h o m p s o n (1917) h e b t in seinem ausgezeichneten Buch hervor, dai] die bikonkave F o r m des BlutkSrperchens sich beziiglich der Oberfli~chenspannung nicht im Gleiehgewicht befindet. Die Bedingung hierfiir ist, dal] 1/R-~- 1/R' fiber die ganze Oberfl~che eine Konstarite ist; 1% und R, bedeuten hier die Kriimmungsradien. Im voriibergehenden sei hier bemerkt, dab die Geldrollen dagegen sich im Gleichgewicht bdinden. Diese bilden ann~hernd Zylinder. Der Krfimmungsradius in der einen Richtung ist hier ~ , deshalb 1/R -k" 1/1~ ~ K, da 1/Rt ~ 0, H e i d e n h a i n (1905) ist wohl der erste gewesen, der die Oberfl~ehenenergie als Ursacbe der Geldrol|enform angegeben hat~ Wir miissen desh~lb nach den formgebenden Kr~tften bei den S~tugetiererythroeyten suchen. T h o m p s o n hebt hervor, daI~ das ganze Problem ziemlieh leicht verst~ndlieh w~re, wenn man reeht h~tte, das Vorhandensein eines [steiferen elastischen Ringes in der Peripherie des BlutkSrperchens anzunehmen. M e v e s (1903) ist es nieht gelungen, aueh bei den Si~ugetiererythroeyten einen Randreifen zu finden. P a p p e n h e i m bem erk~ aber in einer Ful]note zu einer Abhandlung yon O r s S s (1909, S. 17): ~>In GiemsaprSparaten yon malarisehem Blut kann man oft in den yon Parasiten befallenen, gequoltenen und besonders stark ausgesaugten Erythroeyten so etwas wie einen besonderen und farberiscb differenzierten Randstreifen Wahrnehmen.(( Die F o r m der S~ugetiererythroeyten ist oft auf das Vorhandensein einer ~>Membran(( zuriickgefiihrt worden. Diese Auffassung wird z. B.

und die Formver~nderungen der S~ugetiererythroeyten?

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yon W e i d e n r e i c h (1902) verteidig~, und in einer Fut~note zu seiner oben angcfiihrten Abhandlung sagt M e r e s (1911, S. 486): ~)Von dieser Membran ist nun wahrscheinlich, dab sie eine festere Beschaffenheit hat und die bikonkave Form der S~ugetiererythrocyten bedingt.(~ Nach W e i d e n r e i c h (1902) ist die Membran" *elas~iseh(~. Die Bezeiehnung ~)Membran(~ fiir die periphere Schicht der Erythrocyten ist sicher nicht gliicklich. Viet besser ist die yon D e e t j e n (1901) eingeffihrte Bezeichnung ~)Hiille~. Dieser Forscher ist wohl der erste gewesen, der die Hiille der S~ugetiererythrocyten auf eine einwandfreie Weise nachgewiescn hat. Bei seinen Studien hat er sowohl frisehe als fixierte BlutkSrperchen beobachtet. Die Hfille besteht nach A l b r e c h t (1903) aus einer lipoiden Substanz und ist nach diesem Forscher von z~hfliissiger Konsistenz. Die lipoide Natur der Hiille ist naeh A l b r e c h t fiir die bikonkave F o r m der BlutkSrperchen verantwortlich. Lezithin in Wasser geschwemmt n i m m t ~thnliche bikonkave Formen an. Der Verlust der Hiille ffihrt zur Abrundung des BlutkSrperchen s. N o r r i s (1862--63) hat te schon friiher die bikonkave Form der roten BlutkSrperchen nachgeahmt und eine ~hnliche Auffassung wie die von A l b r e c h t ausgesprochen. Die Auffassung, die die bikonkave F o r m der Erythrocyten durch die Annahme einer ~>festeren~ Membran erkl~rt, muB als verfehlt bezeichnet werden. Schwerer zu entscheiden ist die Frage, inwiefern die Auffassung yon N o r r i s und A l b r e c h t richtig sei. Die Ansicht, dab die Hiille ausschlief~lich aus Lipoiden besteht, scheint nicht mehr wahrscheinlich. Man hat sicher hier eine Mischung yon Lipoiden und Eiweil~stoffen bzw. eine Verbindung zwischen beiden. S a h t 6 n (1920) weist nach, dab in den Stromataringen, die wenigstens zum Tell den I-Iiillen entsprechen, sowohl Lipoide als Eiweil$stoffe vorhanden sind. Es ist ferner zu bemerken, dab eine Abrundung der BlutkSrperchen auch ohne Verlust der Hiille eintritt. Bei BlutkSrperchen, die sich in einer Salzl~isung abgerundet haben, kann man sehr wohl die Hiille unterscheiden. In schwach alkalischen Salz15sungen ist die Hiille besonders leicht sichtbar. Gewasehene PferdeblutkSrperehen, 2 ecru, wurden in I0 ccm RingerlSsung (0,9% ~qaC1, 0,2% KCI, 0,2% CaCl2, 0,01% NaHC03) -~- 1 ecru n/10 NaHC03 -~- 0,5 cem n/10 N.aOH geschwemmt. Die BlutkSrpcrchcn watch hier stechapfcloder kugelfSrmig. Sic haben aber nach 16 Stunden noch nicht die F~ihigkeit cingebiil~t, bikonkave Form anzunehmen. Die Suspensionsfliissigkeit wurde nach dieser Zeit abzentrifugiert und die BlutkOrpcrchcn in MannitlSsung mit 0 , 7 o Gelatinegcschwemmt. DieAgglutinationistzwarnaehdieserVorbehandhmg schwi~cher als normal (schon die Vorbehandlung mit ncutralcr SalzlSsung hat einen nachwirkenden stabilisierenden Einfluf~), die meisten BlutkSrt)crcheu nobmen abet die bikonkave Form an und legen sich geldrollenfSrmig zusammen.

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Die Auffassung von W e i d e n r e i c h und A l b r e c h t verlangt, dag die Stromata, die nach W e i d e n r e i c h ~)nichts anderes als die isolierten Membranen(( seien, auch bikonkave F o r m besitzen. Nach W e i d e n r e i c h (1902) sind die Stromata tatsSchlich flache Scheiben mi.~ einem Randwulst. Bei Untersuchungen an Pferdeblutk5rperehen konnte ich diese Angabe nicht besti~tigen. Die Stromata sind hier kugelfSrmig. Gewaschene Pferdeblutk5rperehen wurden in 3 cem Serum ~ 2 ccm NaC1 geschwemmt und ein Tropfen auf den Objekttr~igcr gebracht. Durch Druek auf das Deckgl~schen kann mail die tt~molyse einiger BlutkSrperehen bewirken. Man siehg dabei deutlieh, dab die Stromata kleine Kugeln sind. Einige der Stromata zeigen eine zackige Oberflaehe. In einer NaC1-LSsung ist dies noeh 5fter der Fall. In dieser kann man leieht sehen, dab die Stromata fast durchwegs einen geringeren Durchmesser als die intakten BlutkSrperchen haben. Man hat aus den angefiihrten Beobaehtungen eher den Eindruek, dab die Hiille bei den intakten BlutkSrperehen ausgespannt ist, als dab dieselbe der formgebende Teil der Zellen were. Rfi~i/:ka (1903, 1906) verwirft die Membrantheorie; er sehreibt den BlutkSrperehen Wabenstruktur zu; die peripheren Waben sind enger als die zentrMen. C u p p (1915) beschreibt ein Netzwerk in den BlutkSrperchen versehiedener Tiere und meint auch, dab dieses die bikonkave F o r m aufrecht hi, It; diese Ansieht ist aber nicht bewiesen oder niiher begriindet. O r s 6 s (1909) ist weiter in der Analyse der Formbedingungen gegangen, begniigt sich aber zu sehr mit allgemeinen Ausdriicken. Er schreibt den Blutk6rperchen ~)Gestaltselastizit~t(( zu und meint damit die ~)formbestimmende Eigenschaft(~ gefunden zu haben. Die bikonkave F o r m der BtutkSrperehen entsteht zufolge des Kernaustrittes. Ich vermute, dab ein Experiment P l a t e a u s dem Verf. vorgeschwebt hat. Ein 01tropfen wird zwischen zwei Ringen ausgespannt. Mittels einer Pipette saugt man dann einen Tell dcs Tropfens fort und b e k o m m t dabei eine Figur mit konkav gekriimmten Oberflachen. Die Volumenverminderung bei dem Kernaustritt kann nicht eine bikonkave Form bewirken, wenn nicht eine irgendwie verst~rkte Randpartie die Zelle ausspannt. Von einigen Forschern ist~ Hypotoni e des BlutkSrpercheninhaltes im Verh~ltnis zu dem Plasma als formbestimmender F a k t o r angenommen worden. Eine solehe Auffassung ist wohl zuerst yon M y e r s (1900) formuliert worden. E g e (1919, 1921) hebt horror, dab die osmotische Konzentration der BlutkSrperchen und die des Plasmas nieht identisch zu sein brauchen. Die bisher zur L6sung der Frage ausgefiihrten Untersuchungen sind aber nicht einwandfrei. Der LSsung d e s Problems, die auch nicht E g e gelungen ist, steht eine Reihe theoretischer und praktischer Schwierigkeiten im Wege. Es gilt hier iibrigens dasselbe, wie fiir die

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yon O r s 6 s gemachten t]berlegungen. Ohne eine versti~rkte Randpartie, die die allseitige Volumenverkleinerung hindern, kann ein Druckunterschied nicht zur Entstehung der bikonkaven Form beitragen. II. Besitzen die S ~ u g e t i e r e r y t h r o e y t e n eine v e r s t i i r k l e Randpartie ? :Die Er6rterungen des vorstehenden Abschni~tes legen es sehr nahe, eine irgendwie versti~rkte Randpartie bei den Erythrocyten der Si~ugetiere anzunehmen. Ich habe nun in der Tat Beobachtungen gemaeht, die, so welt ieh sehen kenn, einen Beitrag zur LSsung des Problems lie fern. Gewaschene BlutkSrperehen (1 cam) wurden in isotonischer (2,5%) BaCl~-LSsung (5 cem) geschwemmt. In der BaClo.-L6sung haben die BlutkSrperchen bikonkave Form oder Glockenform und neigen zur Agglutination. Sic haben die weiche, leicht deformierbare Beschaffenheit, die die BlutkSrperchen bei Neigung zur Agglutination bekommen (vgl. unten). Nach 24 Stunden wurden die bei Zimmertemperatur aufbewahrten Blutk6rperchen mikroskopisch untersucht. Dabei wurde eine Anzahl yon Bildungen entdeckt, yon denen eine in Abb. 1 a wiedergegeben ist. Sie bestehen anseheinend aus schwach liehtbrechende, farblose Partie haftet. Diese konnte auch, obgleich mehr selten, fehlen. ~Ian ist zuerst geneigt, die ~)Sti~behen(~ als Kristalle aufzufassen. Mehr als 100 solche Bildungen wurden in dem Polarisationsmikroskop untersucht, lgs war a b C aber keine oder nur eine "~ul3erst schwache Abb. 1. Doppeltbrechung vorhanden. Von saehversti~ndigster Seite wurde mir versichert, dub es sich nieht um irgendwelehe Kristallbildungen handeln kann. Bald wurde festgestellt, dag die Bildungen auch in anderen LSsungen als BaCl.~ entstehen k5nnen, z.B. in isot. ZuckerlSsung (10,5To), besonders naeh Zusatz yon 2 bis 3 % Alkohol und ferner in isoL NaCl-, KCI-, KBr- und auch Ringer16sung, besonders nach starker Aufladung des Objektglases. Dieses wurde gegen den geladenen Konduktor einer Elektrizit~tsmaschine gestriehen und dann ein Tropfen der Suspension darauf gelegt. Unter der Einwirkung der Ladung wird die Neigung der Blutk6rperchen zur Agglutination versti~rkt, vgl. unten. Sie haften in Klumpen an dem Deckglas; unter diesen anhaftenden BlutkSrperchen kann man bisweilen eine sehr groBe Anzahl yon den beschriebenen Stiibchenbildungen entdecken. Das HMten an dem Gins ist doch keine not-

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wendige Bedingung ffir die Entstehung derselben. Ich will zuletzt betonen, dab keine der erw~tmten Methoden konstant zur Bildung der ~>St~bchen~ ffihrt. Bei wiederholten Versuehen entdeekt man sie aber unfehlbar; in einigen Pr~paraten habe ieh einige Hundert *>Stabchen(~ gesehen. Wie ist nun die Entstehung der beschriebenen Bildungen zu deuten? Es handelt sieh um eine partielle H~molyse der Blutkarperchon. Die sog. ~Stabchen~ sind nichts als die Randp~rtie der Blutkar~erehen, die bei der tt~ianolyse aufgesehnetlt is~. Ein n~heres Studium der Bildungen zeigt, dab ein Quersehnitt dureh das anseheinende StEbehenpaar im allgemeinen bogenfarmig ist. Der Eindruck you zwei ~Sti~bchen~ ist entweder eine optisehe T~usehung oder es handelt sich um zwei parallel verlaufende Versti~rkungsreifen. Fiir die letztere Auffassung sprechen Bilder wie Abb. l b, we die St~behen an einem Ende getrennt worden sind; das eine Stabehon ist noch gekriimmt, das andere verl~uft gerade. Wenn unsere Annahme yon der Natur der ~)Stabchen(~ richtig ist, sell ihre Li~nge gIeich dem Umkreise des Blutkarperehens sein. Der Durchsehnitt der bikonkaven Pferdeblutk5rperchen ist 6--6,25 tl. Der Umkreis folglieh 18,65--19,6 p. Bei den runden Blutk6rperchen is~ der Umkreis e~wa 15 p. Nun sind in der Tat relativ wenige ~>Stiibchen(~ gefunden worden, die dem vollen Umkreis der Blut karperchen entsprechen. In einem Material von 128 gemessenen *>StEbchenpaaren(~ ist 1 Paar 19,4 p, 3 Paare 18 tl lang gewesen. Das Material hat sich iibrigens auf iolgende Weise verteil~: 6 7

7 17

8 13

9 11

10 12

11 19

12 14

13 13

14 9

15 6

16 2

17p 1 S~ab.

Die mitgeteilten Zahlen stimmen anscheinend nicht mi~ unserer Ansleht v o n d e r Natur der ~>Stabchen(~ fiberein. Es wurde aber durch direkte Beobachtungen bestatigt, dab die ~Stabchen~ im allgemeinen nur Bruchstiicke sind. Die ~>verstarkte Randpartie~ liegt unterhalb der einige Zehntel p dieken farblosen Hiille. Das Aufspringen der Reifen setzt sehon eine Beseh~digung der Randpartie voraus. Aut]erdem leistet die Hiilte bei dem elastischen Aufspringen einen Widerstand, der zum Zerbrechen dcr Reifen fiihren kann. Tats:~iehlich sind in derselben Hiille zwei oder drei ~)SL~bchenpuare(~ beobaehtet worden. Abb. l c stellt ein h~molysiertes Blutkarperehen dar, we das ~>Stiibchenpaar(~ die Hfille nicht durchbroehen hat. Das Aufl5sen der ~>Stabehen(~ fangt mit einem karnigen Zerfall derselben an. In zwei Fallen war die Summe der Stabchenlange innerhalb derselben Hiille 19,4 bzw. 19,2 !~. Es kann aber in solchen Fallen die Frage yon zwei ver-

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schmolzenen BlutkSrperchen sein. Wir erinnern daran, dab die ~)StSbchen(~ am zahlreichsten in solchen LSsungen auftreten, wo eine gewisse Tendenz zur Agglutination herrseht. Zuletzt will ich daran erinnern, dat~ M e r e s ~hnliche Bilder, wie die oben geschilderten, bei den AmphibienblutkSrperchen erhatten trot. Ich fiihre w6rtlieh an (Meves 1911, S. 484): *)Zuweilen streckt sieh tier zerrissene Randreifen ganz gerade, die rote Blutzelle erhi~lt dann die Gestalt einer Spindel, deren Enden in einen Faden ausgehen.(( Es ist mir nieht gelungen, wie M e r e s durchlScherte Blutkiirperchen zu erhalten, die praktisch n u r aus der Randpartie bestehen. Wenigstens habe ieh nieht sieher entseheiden kSnnen, dal3 solche vorliegen, in einer stark alkalischen RingerlSsung sind BlutkSrperchen beobaehtet worden, die zum grSi~ten Tell h~molysiert waren; eine starker lichtbrechende Randpal%ie war aber noch vorhanden. Noch eine Anzahl yon Tatsachen ist anzufiihren, die dureh die Annahme einer festeren Randpartie erkliirt werden. B r i n k m a n n und v a n D a t u m (1920) haben naehgewiesen, dab die roten BlutkSrperchen in einer physiologisch kompensierten Salz15sung bikonkav sind; auf einem m i t Leinwand geriebenen Objekttr~ger verkiirzt sich der Diameter des BlutkGrperchens. Dureh eine allm~hliche Kontraktion gehen die bikonkaven Zellen in stechapfeloder kugelfSrmige fiber. Ich habe dieselben Erfahrungen bei den Pferdeblutk6rperchen gemaeht. Bei diesen geht der Vorgang viel schneller als bei den menschlichen BlutkSrperchen. Schon an einem durch Erwiirmung entladenen Objekttr~iger nehmen die BlutkSrperchen hier eckige Formen an. Die Zwischenstufen bei der ,)Kontraktion(, der BlutkSrperchea des Menschen sind schon sehr gut von 0 r s 6 s (1909, S. 7) ~bgebildet worden. Auf sehr i~hnliche Weise geht auch die Kontraktion bei den BlutkSrperchen sowohl des Mensehen wie des Pferdes zufolge der elektrischen Ladung des Objekttriigers vor. Die Delormationszust~nde, die man am Anfang des Vorgangs hat, eine Faltung der Randpartie, kann nur dadurch erklart werden, daf3 letztere fester ist und der Kontraktion einen gewissen Widerstand leistet. Es besteht wiederum eine enge Analogie mit den von M e r e s (1911,. S. 509) gesehilderten Vorg~ngen bei dcm Salamander: ~)Ein paar Minuten nach Anfertigung des Pr~parates treten meist an mehr als der I-I~lfte aller Blutk6rperchen FormverSnderungen auf, in deren Verlauf man den Randreifen deutlich werden und eine Reihe Deformationszust~nde durchmachen sieht.(, Ich habe aueh auf die folgende Weise die Randpartie zu isolieren versucht. PferdeblutkSrperchen wurden in destilliertes Wasser iibergefiihrt. Nach einer Minute wurde die gleiehe Menge einer SalzlSsung zugesetzt, die doppelt so starke Konzentration wit die isotonisehe

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hatte. Die Absicht war, eine H~molyse in Gang zu setzen, aber diese bald abzubreehen. Im allgemeinen haben diese Versuche wenig Iiir unser Problem gegeben. Am interessantesten sind die Ergebnisse nach Zusatz yon KeSO~ ausgefallen. Abb. 2 gibt eine Anzahl Bilder

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n a c h dieser Behandlung. Eine Randpartie tritt viel deutlicher Ms normal hervor; die eigentiimlichen Faltungen deuten an, dab diese eine festere Konsistenz haben muB. PferdeblutkSrperchen sind in konz. (NH4)eSO~ gesehwemmt worden. Sie haben bier (vgl. Abb. 3) die Form von unregelm~Big geformten Scheiben, an denen aber ein hSherer ))Randwulst(~ Abb. 3. hervortritt. Die Blutkgrperchen hi~ngen in Gruppen zusammen. :Die Hiille wie das ganze Blutk5rperchen ist ganz start. Die oben geschilderten Ergebnisse sind an PferdeblutkSrperchen gewonnen. Es ist wohl nicht zu bezweifeln, dal] sie prinzipiell auch f/it andere S~ugetiere Giiltigkeit haben. Ich habe nur einige Beobaehtungen an menschlichen Blutk5rperchen gemacht, die in der Tat ebenfalls flir das Vorhandensein einer bcsonders organisieI~en Randschicht sprechen. Blutk6rperchen wurden in 5 ccm Serum -~- 5 ccm dest. Wasser gesctlwemmt. Bei einer Anzahl der BlutkSrperchen ist eine partielle tI~molyse eingetreten, indem die zentrale Partie ganz blab ist; eine starker lichtbreehende, gelbliehe Abb. 4. Randpartie tritt dagegen seharf hervor, vgl. Abb. 4. Diese Randpartie war 5fters etwas gefaltet. Sie erinnern an die von H e r z o g (1901) verSffentlichten ]~ilder yon zerfallenden Blutk5rperchen. In einigen F~llen waren in unseren Beobachtungen die Randpartien ganz isoliert yon dem Stroma; vgl. Abb. 4 unten rechts. W e i d e n r e i c h (1902) beschreibt die BlutkSrperchenschatten als Scheiben

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und die Formver~inderungen der SSugctiererythrocyten?

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mit wuIstigem Rande. Es ist mSglich, dab die Randpartie auch bei der vollst~ndigen tt~molyse nieht vollst~ndig zerstSrt wird und dabei noeh auf die Schatten formgebend wirkt. DiG Sehatten der Pferdeblutk6rperehen-ha,ben, wit sehon oben gesehildert, nieht die Scheibenform und ieh will hier auch bemerken, dan ieh nach It:,~molyse yon Menschenblut mit dem gleiehen Tell dest. Wassers neben den scheibenfSrmigen aueh einzelne kugelfSrmige Schatten beobaehtet habe. Bei Hgmolyse der mensehliehen BlutkSrperchen in hypotonischen SalzlSsungen sind die Stromata viel sg~rker liehtbreehend als in dem verdiinnten Serum oder Plasma. Bei einer grol]en Anzahl der Stromata sieht man eine seiehte Einbuchtung der Stromawand. Zum Boweis des Vorhandenseins einer verst~rkten Randpartie der mensehliehen Blutk5rperehen sei noehmals auf die Abbildung Ors6s (1909, S. 7) hingewiescn. In Abb. 5 gebe ieh zwei Blutk6rperchen mit stark gefalteter Randsehieht, wieder (BlutkSrperehen in Ringerl5sung gesehwemmt, und dann auf einen stark geladenen Objekttr~ger gebracht). ~ Soweit ich sehen kann, geht es aus den obigen Beobaehtungen und Uberlegungen hervor, dal3 dig S~ugetiererythroeyten ihre bikonkave Form, " ~' Abb, 5. deren funktionelle Bedeutung wit bier nicht hervorzuheben brauchen, einer wahrseheinlieh durch doppe]te Reifen verst~rkten Randpartie verdanken. Diese Auffassung crkl~rt die Bilder, die L S h n e r (1908) bei seinen Zerdrfickungsversuchen erhalten hat., ebensogut wie die Membrantheorie, die doch keine befriedigende Erkl~trung der BlutkSrperchenform gibt. Bei den mit einer geraden oder schwach gebogenen Kante versehenen zerdrfickten BlutkSrperchen in den Versuchen L S h n e r s wirkt die verstSrkte Randpartie der Abrundung durch die Oberfl:~tehenspannung entgegen. Ein Modetl von dem bikonkaven BlutkSrperchen kann man sich bereiten, wenn man einen Tropfen Sahne in eine Tagelschlinge ausspannt. Bei genfigender Spannung hat man hier eine bikonkave Flfissigkeitsfigur. In der Mitre ist diese durchsichtig, gegen die R~nder wird sic undurchsichtig. Einige Tatsaehen warnen aber davol, die BlutkSrperehenform restlos in Analogie mit dem Modell zu deuten. Bei PferdeblutkSrperchen habe ich oft beobachtet, dal~ bei ~bergang zu der Steehapfelform in isotonisehen SalztSsungen elne kleine Pattie stachellos verbleibt. Diese Pattie entspricht der zentralen Depression der einen Seite des BlutkSrperchens. Wit haben aueh oben die Beobachtung erw~hnt, dab bei HSmolyse in hypotonischer KC1-L6sung die Stromata der Blut]~Srperehen eine Einsenkung aufweisen kSnnen, die vielleict~$ der Depression der einen Seite des intakten Blutk6r-

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perchens entspricht. Schlieltlich sind die glockenfSrmigen BlutkSrperchen zu erw~hnen, die nur e i n e Depression besitzen. Wenn solche Blutk6rperchen bei Quellung eine mehr kugelfSrmige Gestalt annehmen, bleibt doch lange eine oft unregelm~l~ig gestaltete Depression bestehen. Die angeffihrten Tatsachen: maehen es wahrscheinlieh, dab die Oberfli~che des BlutkSrperchens in ihren Eigensehaften nieht vollkommen homogen ist. II[. Die F o r m v e r ~ n d e r u n g e n der E r y t h r o c y t e n u n t e r verschiedenen ;,int~eren Einfliissen. Wir haben schon oben die interessanten Beobachtungen yon B r i n k m a n n und v a n D a t u m (1920) erw~hnt. In einigen Hinsiehten habe ich ihre Untersuchung erweitert. Zunttchst habe ich die Objekttrager mittels Influenz yon einem Elektrophor geladen und dabei dieselbe Wirkung erzielt. Das Glas wurde sowohl positiv wie negativ geladen und es hat sich heransgestellt, dal3 in beiden F~illen die Formver~tnderung eintritt, das hell, t, die anfangs bikonkaven Blutk6rperchen gehen fiber zackige Form zu Stechapfel- oder Kugelform fiber. Es ist deutlich, dal~ die bikonkaven BlutkSrperchen sich in Ringer15sung sozusagen in einem labilen Zustand befinden. Dutch geringe Anregungen gehen sie in eine andere Form fiber. Durch Drdck mittels des Objekttr~gers kann man die bikonkaven Blutk5rperchen in stechapfelfSrmige umwandeln. Starke Verdiinnung einer Blutk5rperchensuspension in Ringerl/Ssung dutch Zusatz neuer Mengen der L6sung bewirkt im allgemeinen eine relative Vermehrung der Stechap~elformen. In Ringerl6sung suspendierte 3Ienschenblutk5rperehen gehen allm~hlich yon der bikonkaven in die Stechapfelform fiber. Die Ladung des Glases scheint demnach nur wie die Ausl(isung eines schon vorbereiteten Prozesses zu wirken. B r i n k m a n n und v a n D a t u m geben an, dab die BlutkSrperchen erst in Kontakt mit dem Glas ihre Formver~nderung durchmachen. Vor allem bei den PferdeblutkSrperchen babe ich gesehen, da~ die Stechapfelform sehon in der Suspension und fast momentan auftritt. Die Umwandlung geht hier viel schneller als bei den menschlichen BlutkSrperchen vor. Aber auch bei diesen habe ich eine Umwandlung noch suspendierter Zellen gesehen. Verschiedene isotonische SalzlSsungen wirken auf verschiedene Weise auf die Form ein. Naeh ihrer Fi~higkeit die Umwandlung der Form der Pfei~leblutk5rperehen zu befSrdern, ordnen sich die Anionen in der Reihe: S C N ~ J ~ I ~ O 3 ~ B r ~ C l ~ SO, (als K-Salze gepriift). In isot. KSCN (1,6 %) gesehwemmt, werden die BlutkSrperchen (1 ccm -~ 5 ccm LSsung) sofort stechapfel- oder kugelf6rmig, auch

und dis Formver'~nderungen der Sb:ugetiererythroeyten?

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wenn der Objekttr~ger entladen istl). Dasselbe gilt auch f/ir die menschlichen Blutk6rperchen. Sogar in einer Mischung von 3 ccm Serum d- 2 ecru KSCN sind die Blutk6rperehen stechapfelfSrmig (nach Beobachtungen an Pferdeblutkbrperehen). Eine ~hnliche Wirkung kann man nicht, dureh Ladung des Objekt~rigers in der Mischung 3 cem Serum -t- 2 ecm isot. NaC1 erzielen. In isot. K J (2,62 %) sind die Blutk6rperchen auf ungeladenem Objekttritger stechapfelfSrmig mit einer kleinen Zahl p l u m p bikonkaver. In isot. KNOa (1,78 %) ist die Anzahl der bikonkaven etwas grSBer u n d tritt noch mehr in isot. KBr (1,92 %) hervor. Am grSBten ist die Anzahl der bikonkaven in isot. KC1 (1,23 %) und K~SO~ (2,28 %). In isot. CaCte (1,3 %) and isot. BaCle (2,51%) sind die BlutkSrperchen bikonkav oder besonders in BaCt~ glockenfSrmig. - I n CaC|2LSsung nehmen die BlutkSrperchen auf dem geladenen ObjekttrSger langsamer und nicht quantitativ die Stechapfel- bzw. Kugelform an. In BaCh trier diese Formver~tnderung auf dam geladenen Objekttriger iiberhaupt nicht ein. Verdiinnung einer KCI-LSsung mit isot. Zuekerl6sung verlangsamt ebenfalls die Stechapfelbildung auf dem geladenen Objekttri~ger (3 ccm Zuckerl6sung -{- 2 cem KC1 ~ 5 ccm KC1). Aus meinen ~lteren Notlzen (1918) entnehme ieh folgendes: 1 Tropfen BlutkSrperchen in 4 ccm NaC1 -~- 1 ecru Mannit, Kugel- un4 Stechapfelform. Zusatz yon 0,1 ccm 0,1 m ZnS04 zu der Misehung alle BlutkSrperehen bikonkay. Der Zusatz yon dem Schwermetallsalz vcrhindert ebenfalls die Entstehung der Kugelform. :Fragen wir nach der Ursache der oben behandelten ~ormveranderungen der roten Blutk6rperchen, so k6nnen wir zuniichst ganz atlgemein sagen; dab Kriifte, die zur Verkleinerung der BlutkSrperchenoberfli~che streben, starker als die ausspannende Kraft der Randpartie werden. W'ir haben oben darauf hingewiesen, dab die :Formveranderung mit einer :Faltung der Randpartie beginnt. Es liegt wohl am niehsten eine Erh6hung der 0berfliichenspannung als Ursache der Abrundung der Blutzellen anzunehmen. Bei der Kiirze der Krfmmungsradien in den Randteilen der bikonkaven Zelle muB eine ErhShung der Oberfl~chenspannung eine sehr starke Wirkung haben. Mehrere Umstinde, die wir hier nieht ausffihrlich er5rtern kSnnen, sprechen indessen gegen die Annahme einer erhShten Oberfl/ichenspannung (erh6hte negative Ladung der BlutkSrperchen [ L i n z e n x) In der Tat entsteht eine elektrische Doppelschieht sehon bei der Auflegung eines'ungeladenen Tropfens auf den ungeladenen Objektrligcr. Jener erhElt eine positive, dieser eine negative Ladung. Von diesen Ladungen kSnnen wir vietleicht hier absehen.

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J. RunnstrSm: Was bedingt die Form

m e y e r 1920, 21], die oberfliichenspannungserniedrigend wirkt; groi~e Stabilitgt der BlutkSrperchen [de H a a n 1918, F { ~ h r ~ u s 1921], die ffir eine niedrige Oberflgchenspannung gegen das Suspensionsmittel spricht). Man kSnnte noch an osmotisehe Qder elastische Krhfte usw. denken, a b e r es hat wenig Zweck, sehon jetzt die verschiedenen M6glichkeitcn ausfiihrlich zu erSrtern. Wit lenken nur noch die Aufmerksamkeit anf folgende Verhiiltnisse. Die ttiille hat deutlicherweise bei den in isot. SalztSsungen abgerundeten BlutkSrperchen andere physikalisehe Eigenschaften als bei den bikonkaven Blutk5rperchen. Bei jenen sind die ttiillcn mehr elastisch; zwei runde BlutkSrperchen, die zufolge Str5mungcn oder ahnlichem sich gegenseitig abplatten, stutzcn bald, wenn die 5ui]eren Kr~ifte aufhSren, auseinander. Die Stechapfelform der Blutk~irperchen zeigt, da~ die Oberflgche einen gewissen Widerstand gegen die Verkleinerung leistet. Sie verhalten sich in dieser H~nsicht nicht wie ~fissigkeitstropfen. B r i n k m a h n und v. D a t u m betrachten die Abrundung der BlutkSl~perehen auf dem geriebenen Objekttr~tger als Folge einer Aufladung der BlutkSrperehen. Diese Auffassung ist sehr unwahrscheinlich, da man in diesem :Fall nicht die Formvergnderungen der Blutk5rperchen in dem Tropfen verstehen kann, vgl. oben. Die BlutkSrperchen sind in den SalzlSsungen schon negativ geladen und es ist unter diesen Umstgnden schwer zu verstehen, dal] positive und negative Ladung dieselbe Wirkung haben kann. Es seheint mir wahrscheinlicher, dal] der momentane Elektriziti~tstransport, der beim Auflegen des Tropfens auf den geladenen Objekttrager durch den erstgenannten s~at~findet, irgendeine kolloidchemische Ver~nderung der BlutkSrperchenoberfl~che bewirkt. Damit ist sicher nicht das letzte Wort fiber die sehr interessante Erseheimmg gesagt, die yon den beiden hollSndischen Forsehern entdeckt worden ist. Ich habe auch den Objekttriigern durch Streichen gegen die Konduktorea einer Elektrizithtsmaschine eine st~irkere Ladung als in den oben angefiihrten Versuchen gegeben. Die Verhgltnisse nD~hern sich' dabei denjenigen in Roll e t t s (1862, 1900) und L S h n e r s (1907) Versuchen. Ich habe nur Suspensioncn yon PfcrdeblutkSrpcrchen in SalzlSsungcn benutzt, die Versuchc wurdcn nicht anders wie quantitativ ausgefiihrt, als dab die Anzahl der Umdrehungen der Scheiben der Elektrizitgtsmaschine gezghlt wurde. Durch die st~irkere Ladung des 0bjekttrhgers tritt deutlicherwelse eine Sch~idigung der BlutkSrpcrchen ein, die sich in einer Tcndenz zur Agglutination g.u~crt. In XC1, NaC1, KSCN und Ringerl5sung babe ich cine Agglutination der BlutkSrperchen auf dem stark geladcncn 0bjckttr~iger bcobachtet, dagegen ist diese nicht bei Suspensionen in Naz SO4 und Na-Oxalat eingetreten. Die Agglutination umfaBt nieh~ shmttiehe ~lutkSrperchen des Objekttriigers und ist besondcrs an den l~indern des Prhparates zu schcn, wo die BlutkSrperchen zufo]ge der FliissigkeitsstrSmungen leichter zusammengeballt werden. Besonders in KSCN wurde eine interessante Art der Agglutination beobachtet.

und die Formver~nderungen der S~iugetiercrythrocyten?

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Die BlutkSrperchen sind in diesem ]~'all rund und nicht stark gcgeneinander gedriiekt. Die Hiillen sind abet in ihrem 5uBeren Teil gequollen und halten dadurch die BlutkSrperchen zusammen. Die Agglutination tritt sowohl bei .positiver wie negativer Ladung ein, ist oft starker bei der letztgenanntcn Art der Ladung gewesen. Diesem Umstand kann ieh keine Bedeutung zusehrciben, da meine Versuehe nieht quantitativ ausgefiihrt wurden. In vietcn Fhllcn ist aueh ein kSrniger Zerfall der BlutkSrperehen auf den geladenen Objekttr~igern beobachtet~ worden. Es muB aber zuletzt erwEhnt werden, dab eine Agglutination und auch eine kSrnige HEmolyse in SalzlSsungen, obgleich in schwiicherem Grade, auch auf dem ungeladenen ObjekttrKger durch Druck mittels des Deckglases hervorgerufen werden kann. Brinkmann u n d v a n D a t u m g e b e n an, d a b die B l u t k 6 r p e r c h e n bei ~Vaschung m i t ihrer k o m p e n s i c r t e n SalzlSsung ~Lezithin(~ a b g e b e n , I c h finde nicht., d a $ diese B e h a u p t u n g d u t c h die v o r g e l e g t e n V e r s u c h e d e r Verff. bewiesen wird. In ihrer zweiten M i t t e i l u n g s c h r e i b e n die Verff. d e m Cholesterin d e r Zelloberfl~che eine isolierende ~,Virkung gegen E l e k t r i z i t ~ t zu. A u s w a s e h u n g des Cholcsterins ist U r s a c h e d e r Empfindlichkei$ der B l u t k S r p e r c h e n gegen die L a d u n g des Glases. Zusatz yon S e r u m o d e r Cholesterin h e b t wieder die Empfindlichkeit auf. Ich babe ]?ferdeblutkSrperchen zweimal in RingerlSsung und dann zwcimal in KC1 gcwasohen. Danach wurden sie in ciner Mischu~lg yon 1,5 ccm Ringer15sung-f-3,5 ecru Mannit mit 1 % Gelatine iibergeffihrt. Ein Tropfen der Suspension auf einen dureh Reibung geladenen ObjckttrSger. Nine Anzahl der ~Blutk6rperehen kugel- oder sternf6rmig; die meisten sind .aber bikonkav und weisen eine sehSne Geldrollenbildung auf. Trotz der gr/indliehen Waschung und trotz der Abwesenheit yon Cholestcrin in der Suspensionsflilssigkeit verlieren dennoch die BlutkSrpcrchen ihre Empfindlichkcit gcgen die Ladung des Glases. Ganz derselbe Versuch wurde wiederholt, nur dab die dritte und vierte Wasehung nun mit KSCN vorgenommen wurdc. Die Anzahl der kugel- oder sternfSrmigen war hicr etwas grSl~er, ist wie in KC1 schon an dem ungeladenen Glase vorhandcn. Die gr6gtc Anzahl zcigte wicderum bikonkave Form und Geldrollenbildung. W e n n die nur zweimal Ringer-gcwaschenen Blutk6rpercheu in der oben angegebenen Mischung suspendiert wurden, ist die Geldrolleubiidung starker ats naeh viermaliger Wasehung gewesen. Nine gcwisse Naehwirkung der wiederholten Waschung ist folglich zu konstatieren. D i e Glockenform b e d e u t e t im Vergleich m i t d e r b i k o n k a v e n :Form ebenfalls eine V e r m i n d e r u n g der Oberfl~che d e r r o t e n B l u t k 6 r p e r c h e n . W i e sehon eingangs erwi~hnt, h g l t W e i d e n r e i c h u, ~. diese F o r m fiir die n o r m a l e . N a c h W e i d e n r e i c h erhi~lt sieh die Glockenform in einer 0,65 % NaCl-L6sung u n d W e i d e n r e i c h hielt diese d e s h a l b fiir die isotonische, was ja nich~ zutrifft. I n d e r T a t b e f 6 r d e r t a b e t eine E r n i e d r i g u n g des S a l z g e h a l t e s u n t e r die isotonische K o n z e n t r a t i o n die E n t s t e h u n g d e r Glocken. I n I~ohrzuckerlSsung u n d M a n n i t s i n d die ]31utk/3rperchen grSl3ten~eils glockenf6rmig. In einer 5Iischung yon 0,5 oder 1 ccm l~ingerlSsung -]- 4,5 bzw. 4 ccm Rohrzuckerl6sung sin4 die Blutk6rperchen cbenfalls glockenfSrmig. Ich kann nicht Archiv filr F,ntwicklungsmechanik Bd. ,rX/. 27

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eine bestimmte Konzentration angeben, wo die Glockenform aufhSrt und die bikonkave Form eintritt, denn dies wechselt vielfach. Es ist sehon oben angegebcn, dab die BlutkSrperchen ill isot. BaCl~ glockenI6rmig sein kSnnen. In einer Mischung 2 ccm NaC1 q- 2 ccm 5[annit mit 1 % Gelatine q- 1 ccm M~nnit sind die Blutk5rperehen bikonkav, bei Zusatz yon 0,3 ecru n/10 oder 0,2 n/5 tIC1 werden Mle BlutkSrperchen gloekenfSrmig und starke Agglutination tritt ein. Auch bei Zusatz yon Schwermetallsalzen beobachtet man die Glockenform. I m grollen und ganzen kann man sagen, dab die Blutk6rperchen, die eine geringe Suspensionsstabilit~t 1) besitzen, aueh zur Annahme der Gloekenform neigen. Alles weist darauf hin, dab die Gloekenform als Folge einer erh6hten OberflSehenspannung zwisehen Blutk6rperehen und Suspensionsmittel entsteht. In allen den obengenannten Fallen ist die Ladung der Obel~liiehe der Blutk6rperehen herabgesetzt, ein Umstand, der die Oberfliiehenspannung erhSht. Die Agglutination der Blutk6rperehen zeugt sehon davon, dab die Oberfliiehenspannung erh6ht ist. Die gloekenfSrmigen BlutkSrperehen k6nnen alle D'bergangsformen bis kugelf6rmige zeigen, wobei die Einsenkung immer seiehter wird. Bei starker S~ureagglutination sind die Blutk6rperchen kugelf6rmig. Die Eindellung der gloekenfSrmigen Zellen kann sehr eigentiimliehe Formen annehmen; sehr gewShnlieh sind spaltf6rmige and auch drei oder viereekige Eindellungen. Wenn sie sehr seicht werden, k6nnen sie in eine Anzahl flaeher Griibehen mngewandelt werden. W e i d e n r e i e h hat angenommen, dab die bikonkave Form aus der Gloekenform zufolge Wasserabgabe der Blutzellen entsteht. Dies seheint aber nieht riehtig zu sein. E g e (1921, S. i32) teilt einige Angaben fiber das relative BlutkSrperehenvolumen im Plasma des Tieres, in ~/6 m NaC1, in isot. Na2S04 und in isot. Glukose mit. Man finde~ aus der Tabelle, dab die Blutk6rperehen in Glukose kleiner als in der 1/6 m NaC1-LSsung sind. E g e hat fiir seinen Versueh Kaninehenblur benutzt, abet die Verh~tltnisse beziiglieh der Blutk6rperehenform und -Volumen sind wohl dieselben wie fiir das in meinen Versuehen benutzte Pferdeblut. In Glukose (kleineres Volumen) haben die Blutk6rperehen die Neigung Gloekenform anzunehmen, in der NaC1-L6sung (grSl3eres Volumen) sind sie bikonkav und steehapfelfSrmig. Es ist deshalb wahrseheinlich, dab die Gloekenform zufolge einer erh6hten Tendenz zur Oberfliiehenentspannung entsteht. Bei dem Ubergang der bikonkaven BlutkSrperehen zu glockenfSrmigen und aueh bei dem Ubergang der letzteren zur Kugelform, finder keine Stachelbildung statt, die ja, wie oben hervorgehoben, als ein Widerstand der Oberttiiehe gegen die Verkleinerung aufzufassen ist. 1) Beziiglieh der die Suspensionsstabilit~it der BlutkSrperehen bedingenden l~aktoren vgl. vor allem die seh6ne Arbeit yon F~hr~eus (19"21).

und die t~ormverSnderungen der S~ugetiererythrocyten?

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Ich habe manchmal beobachtet, dab BlutkSrperchen in Mannit, die haupts[~chlich glockenfSrmig sind, 'nach Schiitteln alle Ubergi~nge zwischen Glocken- und Kugelform zeigen, wobei die Oberfl[iehe glatt verbleibt. Auch bei Aggtutinatiou dutch HC1 finder man iJberg~nge zwischen den beiden genannten ]31utkSrperchenformen, ohne irgend welche Stachelbildung an der Obertl~che. Aus diesen Beobachtungen ist es wahrscheinlich, dab die Oberfliiche der BlutkSrperchen in instabiler Suspension andere Eigenschaften als in den stabilen Suspensioneu der isotonischen Alkatisalzl6sungen haben. Dies kann man schon aus anderen Verhiiltnissen schlieBen. Wenn man die agglutinierten BlutkSrperehen voneinander dureh Druck zu trennen versueht, werden sie, wie wohl vielmMs friiher beobaehtet, staz'k spindelfSrmig ausgezogen. Zwei BlutkSrperchen bleiben auf diese %Veise dureh einen diinnen Faden vereint, bis dieser zuletzt einreiBt. Je sehw~icher die Agglutination, desto kfirzer der ~'aden. Bei sehwaeher Floekung beobachtet man, dag bei Pressung nur die farblosen I{iillen ausgezogen werden. Ebensolehe Beobaehtungen sind MehAbb. 6. rig, um die Existenz der Hfillen zu beweisen und sind schon yon D e e t j e n (1901) angestellt worden. Als besondres beweisend, will ich eine (lurch Abb. 6 illustrierte Beobaehtung anfiihren, glutkSrperchen in 2 ecru KSCN-~-2 eem. 3lannit mit 10/o Gelatine + 0,3 ecru. n/20 HCI; 2 bikonkave BlutkSrperehen, die mit den RSndcrn gegeneinander liegen, sind mittels einer vollkommen farblosen breiten Sehicht vereinigt. Das Verhalten und die Eigenschaften der Hiille bei in isotonisehen SalzlSsungen abgerundeten BlutkSrperchen ist oben geschildert worden. Es ist deuHich, dab die kolloidalen Eigenschaften der H/illen sich mit der Form und der SuspensionsstabilW, i t der Blutk6rperchen ~ndern. Die Konsistenz der fadenziehenden, spindelfSrmigen Blutk6rperchen erinnert sehr an die Konsistenz des Lezithins in Wasser, das aueh leicht in feine Fiiden ausgezogen werden kann. Man kann deshMb nicht den Gedanken unterdr~cken, dab f(ir die soeben gesehilderten Ver~nderungen vor allem die Lipoide eine Ro!le spielen. - Die Beziehungen zwischen den Lipoiden und den EiweiBstoffen, bei der Cytolyse und tISmolyse ist yon E. v. K n a f f t (1908, 1918) behandelt worden. Naeh diesem Forseher ist die Ursache dieser Erscheinungen vor allem in einer Entmisehung der Lipoide und der Eiweil3stoffe zu suehen. B e o h h o 1d (1921) hat neuerdings diesen Gedanken wiederum auf eine breite experimentelle Unterlage aufgenommen. ]~s scheint nicht unwahrscheinlich, dab eine ~hnliehe Auffassung auch fiir die Agglutination das riehtige trifft, obgleich die Entmischung hier 27*

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J. RunnstrSm: Was bedingt die Form

geringeren Grades als bei der Hiimolyse istl). Bei der Si~ureagglutination scheint die Zustandsi~nderung irreversibel zu sein. Ieh habe in einigen Versuchen nach Si~ureagglutination die Si~ure (HC1) mit der i~quivalenten Menge NaOH neutralisiert und dann die Blutkfrperehen in einer Satzl6sung suspendiert. Diese BlutkSrperehen bilden aber nun keine stabile Suspension. Dasselbe ist der Fall mit BlutkSrperchert, die in elektrolytenfreier Zueker- oder Mannitl6sung grfindlieh gewasehen und dann in derselben LSsung aufbewahrt worden sind. Werden solche BlutkSrperehen in einer NaC1-LSsung aufgeschwemmt, tritt eine Agglutination der BlutkSrperehen ein; vgl. auch die Angaben yon K i i r t e n (1920). In einer NaC1-LSsung kann ebenfalls nach griindlieher Waschung der BlutkSrperchen und Aufbewahrung derselben 2 bis 3 Stunden in 37 ° eine Agglutination eintreten, wie A t k i n s naehgewiesen hat. Es ist ja bekannt, dab Hi~molyse und Agglutination einander oft begleiten. Bei HC1-Agglutination tritt auch Hi~molyse einer ziemlieh grol]en Anzahl der BlutkSrperehen ein. Aueh in der Mannit- oder Rohrzuekerlfsung tritt eine nieht geringe Hi~molyse ein, wie sehon B r i n k m a n n und v a n D a t u m (1920) erwi~hnen. Aueh in den Versuchen A t k i n s wird Hi~molyse konstatiert. Die Irreversibilitat der Agglutination in den angefiihrten Fi~llen wird aueh dutch dis Annahme einer Entmischung erklgrt. Die bier kurz entworfene Hypothese steht nieht in Widersprueh mit der anderswo ( R u n n s t r 6 m 1921) vorgelegten Auffassung fiber die Rolle der Elektrolyte fiir die Suspensionsstabiliti~t der Blutkiirperehen. B e c h h o l d (1921) hat schon auf die Bedeutung der Elektrolyte ffir das Verhi~ltnis zwischen den Lipoiden und den EiweiBstoffen hinge. wiesen. Die soeben berfihrte Auffassung kann vielleieht auch eine Tatsaehe erkli~ren, auf die ieh ausfiihrlieh in meiner zitier~en Arbeit (1921) hingewiesen habe. Es herrscht ein zwar gewissen Ausnahmen unterliegender aber doeh ganz unverkennbarer Parallelismus zwischen der Suspensionsstabilitiit und dot Hamolyse dutch Hypotonie ( J der LSsungen = 0,28). Je grStler die Stabiliti~t, desto grSller auch die Resisten z gegen Hypotonie. Dies sprieht ja, wenn wit uns der Auffassung v. K n a f f l s und B e e h h o l d s anschlieBen, sehr daffir, dUB bei tier grSBeren Stabilit~t die Lipoide fester als bei der geringeren an die EiweiBstoffe barren. Die Agglutination ist yon G r u b e r auf eine Klebrigkeit der Oberfli~ehe zuriickgeffihrt worden. Diese Auffassung wird aueh yon 1) Ich habe schon 1912 auch 1914 nachgewiesen, dab unter gewissen Umst~nden (langdauernde Inanition, artfremde Stoffe) eine Art Agglutination der Mesenehymzellen der Seeigellarve eintritt, die mit einer deuflichen Entmlsehung der Lipoide verbunden ist.

und die Formver~nderungen der S~ugetiererythrocyten?

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A r r h e n i u s (1913) geteilt. Diese Klebrigkeit kann aber nicht erkl~ren, weshalb die Blutk6rperchen bei der Agglutination dieht gegeneinander gedriickt wel~len. Bei der S~ureagglutination kann man z. B. manchmal sehen, wie die zusammengedriickten Blutk6rperchen ein Wabenwerk bilden. Dies sind deutlicherweise Abbildungen, die unter dem Einflul~ der ~Minimum Are~e(~ verlangenden Oberfl~ehenenergie entstehen. Hei denhain (1905) hat schon auf die Anlichkeit der Geldrollenbildung und die Furehungs- und GewebezellenzusammenhattendeKr~fte hingewiesen. Bei der stiirkeren Agglutination der Blutk6rperchen z. B. in Mannit oder in Mannit mit einer sehr geringen Menge HCI kann man manchmal Figuren finden, die aui~erordentlich an Furchungsbilder erinnern. Ich habe sogar nieht selten blastula~hnliche Bildungen gesehen, eine einfache Lage yon stark aneinander gedriiekten BlutkSrperehen, die einen Hohlraum umsehliei~en. Wit sind zu der ~berzeugung gekommen, dab die Glockenform zufolge einer erh6hten Oberil~chenspannung entsteht. Es stellt sich dann die Frage ein, wie die oben nachgewiesene verst~rkte Randpartie sich dabei verh~lt. Es tritt hier wie bei der Formver'anderung in den isotonischen SalzlSsungen eine Faltung der Randreifen auf Das habe ich in Mannitl5sung studieren k6nnen. Bei gewissen Blutk6rperchen kann man hier die gefaltete Randpartie ganz gut verfolgen. Die ]~'altung kann auf verschiedene Weise geschehen. Abb. 5, die ja eigentlieh etwas anderes vorstellt, vgl. oben S. 399, kann solar wohl als Illustration des Verhaltens der Randpartie in einer Mannitl~sung dienen. In einigen FMlen werden, wie die Abb. 5a zeigt, zwei gegenfiber gelegene Segmente der l~andpartie gegen einander gebogen. Bei partieller H~molyse werden diese Partien oft isoliert. Die Randpartie kann abet auch in mehreren Falten gelegt werden, etwa wie yon der Abb. 5 b gezeigt wird. Abb. 7 zeigt zwei verschiedene BlutkSrperchen in MannitlSsung. Es ist schon oben darauf hingewiesen, dal~ die Eindellungen der ~)gtoekenfSrmigen(~ Blutk6rperchen verschiedene l~ormen annehmen kSnnen. Die spaltfSrmige ~ ~ Einstiilpung, Abb. 7 a, ist deutlicherweise die Folge einer Anordnung der verst~rkten Randpartie wie in Abb. 5a, w~hrend eine mehrfache , b Faltung die drei- oder vierzipfeligen Formen, .~bb. 7. Abb. 7 b, geben. Bei dem l]bergang der bikonkaven BlutkSrperehen in steehapfelfSrmige folgt der anfangs gewShnlich eintretenden Faltung der Randpartie eine Verkiirzung derselben. Bei dem ~bergang zu der Glockenform erfolgt deutlicherweise keine solche Verkiirzung. Wit haben bisher unerw~hnt gelassen, dab in einer isotonisehen Citrat- oder SulfatlSsung (Na oder K) neben bikonkaven oft auch eine

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J. gunnstrSm: Was bedingt die Form

Anzahl glockenfSrmiger BlutkSrperchen vorhanden ist. Es ist mir nicht klar, ob wir auch hier mit einer ErhShung der Oberfli~chenspannung zu rechnen haben oder ob andere Faktoren eine l~olle spielen. Man finder oft, da~ die H~molyse mit einem kSrnigen Zerfall der t~lutkSrperchen anfi~ngt. Dies wurde bei H~imolyse durch Alkohol, Elektrizit5t und Hypotonie beobaehtet. Grs~witz (1899) hat zuerst eine KSrnelung der BlutkSrperehen beschrieben. Es ist wohl zweifelhaft, ob der kSrnige Zerfall zu irgend einigen SchluBfolgerungen fiber den normalen Bau der Blut.kSrperehen berechtigen. Ich habe nie B rownsche Molekularbewegung der KSrnchen innerh~lb der zerfallenden BlutkSrperehen beobachtet. Diese Untersuchung wurde teilweise in dem Zool. Institut, zum gr61~ten Tell aber in der chem. Abteilung des Carolinischen Instituts, Stockholm, ausgefiihrt und es ist mir eine angenehme Pflicht dem Direktor, Prof. Dr. J. S j S q u i s t , sowie dem L~borator, Dr. E. H a m m a r s t e n , meinen besten Dank fiir ihre freundliehe Unterstiitzung zu sagen. Zusammenfassung einig'er Pesultate. Die OberflLtche der Si~ugetiererythrocyten ist keine Glcichgewichtsform. Es mfissen deshalb besondere Differenzierungcn vorhandcn sein, die dcr Oberfl~chenentsp~nnung entgegenwirken. ]3ei t)ferdeblutkSrperchen wurden unter verschiedencn Verhi~ltnissen Bildungen beobachtet, die als die isolierten VerstArkungsreifen der l~andpartie gedeutet werden. Auch andere Beobachtungen sprechen ffir das Vorhandensein einer verst~rkten Randpartie. Diese ruff dutch ihre Spannung die bikonkave Form hervor. In einer l~ingerlSsung nehmen die Blutk6rperchen sowohl unter dem Einflu• yon positiver wie negativer elektrischer Ladung des Objekttr~igers Stechapfel- oder Kugelform an. In gewissen isotonischen SalzlSsungen (vor allem KSCN) haben die BlutkSrperchen diese Form schon an dem ungeladenen Objekttri~ger. Die Glockenform der BlutkSrperehen bedeutet im Vergleich mit tier bikonkaven Form eine Verminderung der Oberfl~iehe und ist wahrscheinlich dutch eine ErhShung der Oberfl~chenspannung beding~. Die Gloekenform t,ritt vor allem bei BlutkSrperchen yon geringer Suspensionsstabilit~t auL Beweise werden flit die Auffassung angefiihrt, dal] die BlutkSrperchen eine farblose ~)Hiille~((Deetjen) besitzen.

u n d die iFormver~inderungcn d e r S g u g e t i e r e r y t h r o c y t e n ? Gewisse Veranderungen

des kolloidalen

Zustandes

then werden auf die ver~nderten Beziehungen und den Eiweil]stoffen zuriickgefiihrf.

Angefiihrte

409

der Blutk6rper-

zwischen

den Lipoiden

Literatur.

Albrecht (1903), Sitzungsber. d. Ges. f. Morph. u. P h y s i o l . Miinchen. 19. I)ers. (1904), Verh. d. dcutsch, path. Ges. 7. T a g u n g Berlin. I-I. 1. - - A r r h e n i u s (1913), Meddcl. K . V c t e n s k a p s Akad. Nobelinst. ,'2. - - A t k i n s (1909), Zeitschr. f. I m m u n i t ~ t s f o r s c h . 1. - - B e c h h o l d u. K r a u s (1920), B i o c h e m . Zeitschr. 109. - - B e c h h o l d (1921), Miinch. reed. W o c h e n s c h r . 68. - - B e t h e (1911), Anat. Anz. 40. - - B r i n k m a n u. v. D a t u m (1920I), B i o c h e m . Zeitschr. 108. - - Dies. (1920ZI), Ibid. - - C u p p (1915), Anat. R e c o r d . 9. - - D e h l e r (1895), Arch. f. mikr. AnaL. 46. - - E g e (1919), Diss. K S b e n h a v n . - - Dcrs. (1921I), B i o c h e m . Zeitschr. 115. - - D e r s . (1921II), Ibid. - - F ~ h r m u s (19 Acta Mcdica. 55. - - F u c h s (1903), Anat. Hefte. 2 2 . - G r a w i t z (1899), D e u t s c h e m e d . W o c h e n s c h r . 36. - - d e H a a n (1918), B i o c h e m . Zeitschr. 86. - - H a m b u r g e r , O s m o t i s c h e r D r u e k u n d I o n e n l e h r e . I. - - H e i d e n h a i n (1905), F o l i a H a e m a t . I. - - H e r z o g (1908), Arch. f. mikr. Anat. u. Entw.-Gesch. 71. - J o l l y (1909), Arch. d'anat, micr. 11. - - v. K n a f f l - L e n z (1908), Pfliigers Arch. 123. - - Ders. (1918), Ib. 171. - - K o l t z o f f (1903), Biol. Zentralbl. o,3. - - Dcrs. (1906), Arch. f. mikr. Anat. 67. - - Ders. (1908), Arch. I. Zellforsch. 7. - - K f i r t e n (19"20), Pfliigers Arch. 185. - - L e w i s (1904), J o u r n . reed. R e s e a r c h . 1 0 . - L i n zenmeyer (1920), Pfliigers Arch. 169. - - Ders. (1921), Ibid. 186. - - L 6 h n e r (1907), Pfliigers Arch. 120. - - Ders. (1908), Arch. f. mikr. AnaL. 71. - - Ders. (1910), ~Pfliigers Arch. 1 3 1 . - ~-Vi~ev e s (1903), Anat. Anz. 2 3 . - Ders. (1904), Anat. Anz. 24. Ders. (1911), Arch. f. mikr. Anat. u. E n t w . - G e s c h . 77. - - M y e r s (1900), J o u r n . Anat. 34. - - N i c o l a s (1896), Bibliogr. Anat. Paris. 4. - - N o r r i s (1862--63), P r e c . Roy. Soc. X I I . - - 0 r s 6 s (1909), F o l i a H a c m a t . 7 . - - P l a t e a u (1873), S t a t i q u e e x p 6 r i m e n t a l e et t h d o r i q u e des liqnides. - - R a d a s c h (1906), Anat. Anz. 28. - R o l l e t t (1862), Sitzungsbcr. d. Kais. Akad. d. Wissensch. 46. - - Dcrs. (1900), Pfliigers Arch. 82. - - R u n n s t r S m (1912), Bull. dc l'Inst, oc6anogr. 242. - Dcrs. (1914), A n n a l e s d e l'Inst, oc6anogr. T. 17. - - Ders. (1921), :Biochem. Zeitschr. 123. - - R f i ~ i ~ k a (1905), Arch. f. mikr. Anat. 67. - - Ders. (1906), Anat. Anz. 28. - - S a h l 6 n (1920), B i o c h c m . Zeitschr. 110. - - T h o m p s o n (1917), G r o w t h a n d :Form. Cambridge. - - W e i d c n r c i e h (1902), Arch. f. mikr. Anat. u. Entw.-Geseh. 41. - - Ders. (1903), E r g e b n . d. Anat. u. Entw.-Gcsch. 13. - Ders. (1907), Arch. f. Anat. 69.

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