-ocr page 1-

lONENBALANCEERING

T. P. FEENSTRA

-ocr page 2-

. "■■ ■"T-.y^. " ■ ■

s

\' • -L ■ ■ •>».\'■\' t * \'\' • \' • -

- UV,

-ocr page 3-

•i \'.-v ,

■ \' ff

■i^;, "..•■■IP,\'
.V*\'\' .■■•V-.C\',

i V

Vi;- . A,;.« ^

■■■ l ;

.t« . ..

i

\' .i A."

ik^y\' lîi

-ocr page 4-

- " - <\\ * \' , r\'

• ■ ■ r- /Vi • •• ■

s-

\'i/C-

é\'

-ocr page 5-

lONENBALANCEERINQ

■ a

.\'4

«

-ocr page 6-

m- i.

- ■»■

\'si»

-ocr page 7-

lONENBALANCEERING

ACADEMISCH PROEFSCHRIFT TER VERKRIJGING VAN
DEN GRAAD VAN DOCTOR IN DE
GENEESKUNDE
AAN DE RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT, OP GEZAG
VAN DEN RECTOR MAGNIFICUS Dr. W. VOGELSANQ
HOOGLEERAAR IN DE FACULTEIT DER LETTEREN EN
WIJSBEGEERTE, VOLGENS HET BESLUIT VAN DEN
SENAAT DER UNIVERSITEIT, TE VERDEDIGEN TEGEN
DE BEDENKINGEN VAN DE\'FACULTEIT DER GENEES-
KUNDE OP DINSDAG
5 JULI 1921 DES NAMIDDAGS
TE 4 UUR DOOR

TJERK PIETER FEENSTRA
ARTS

GEBOREN TE GORINCHEM

A. OOSTHOEK — 1921 — UTRECHT

-ocr page 8-

.- \'.-i\'^t.

K - ■ •

H3 3 3 Vim A e: i^mm

;

.7 \'fer Tm^

• . \' • • " \' . j
\'\'\'m:- -T-rî- ./ M- \'

! Vm: ^ -if) .

. . ■ \' - ^ • VTOOa Mjvjy 3T \'

y/

• - mm \' \' -H-

\'î:

j.\'JlA

-ocr page 9-

AAN MIJNE OUDERS

EN AAN MIJNE VROUW

-ocr page 10-

■ ■ yr- V -.

f

f \\ ;

t- ; ■ : . . ■

■tk.

. f. 1.% --ryi^. f

f \'

Î- ■ ^ V \' . - * •

fi".

m.

.O.

-ocr page 11-

Gaarne neem ik de gelegenheid te baat, mij door het voltooien
van dit proefschrift geboden, om U, Hoogleeraren en Lectoren in
de geneeskundige en philosophische faculteit dank te zeggen voor
de voorlichting en steun, die ik van U bij mijne studie mocht
gemeten.

In het bijzonder denk ik daarbij aan U, Hooggeleerde Zwaar-
demaker,
hooggeachte Promotor. De vriendelijkheid, waarmede Gij
mij reeds als jong student gelegenheid gaf om in Uw laboratorium
te werken en de hulpvaardigheid, waarmede Gij mij steeds in mijn
werk voort hebt geholpen, hebben mij zeer aan U verplicht. Gedu-
rende de jaren, dat ik het voorrecht had Uw assistent tc zijn,
hebt U mij in de gelegenheid gesteld de physiologie nader te
leeren kennen. Door den aangenomen omgang en het belangwek-
kende der onderzoekingen is het werken in Uw laboratorium voor
mij steeds cen genoegen geweest.

De bereidwilligheid. Hooggeleerde Ringer, waarmede Gij mij
steeds behulpzaam waart, stel ik op hoogen prijs.

De moeite. Hooggeleerde Kruyt, die U zich hebt willen getroosten
om een der moeilijkste otuierwerpen van de colloidchemie met mij
te bespreken cn de kritiek^ die ik van U mocht ontvangen, zijn
voor mij van groot belang geweest.

-ocr page 12-

K

■ ir- . \'rJï " \' *

^ / K - • ■ ^ •V.\\i-TYi»vX .-ïft^.\'-A ■

f I?" • \'

. (

^fev.

Il:

-ocr page 13-

INHOUD.

HOOFDSTUK 1. Litteratuuroverzicht.

Bladz.

Inleiding..............................^

§ 1. Het werk van Sydney Ringer...... • 2

§ 2. Het onderzoek onder invloed van de theorie der

electrolytische dissociatie..................^

§ 3. De verklaringen volgens de theorie der massawerking 13

§ 4. Kolloidchemische aanknoopingspunten .... 16

§ 5. Verdere pogingen ter verklaring ..........20

HOOFDSTUK 2. Experimenteele gegevens.

Inleiding..............................^^

§ 1. De proefopstelling......................24

§ 2. Het onderzoek van het uranylnitraat..........28

§ 3. Het onderzoek van de thoriunuouten..........32

§ 4. Het onderzock der kalium- cn rubidiumzouten . 34

§ 5. Het onderzoek der radiumemanatie..........36

§ 6. Bespreking der resultaten.............37

HOOFDSTUK 3. Een theorie der balanceerinq.

40

Inleiding...............

8 1. De samenstelling dcr grenslaag protoplasma-weef-

41

selvloeistof...........^o

§ 2. De aschbestanddeelen der eiwitstoffen resp. hpoiden 48

§ 3. Electrochemische beschouwingen............56

HOOFDSTUK 4. Toepassingen van de theorie.

§ 1. Het zeewater en de vloeistof van Sydney Ringer 65

-ocr page 14-

Bladz.

§ 2. Proeven van Loeb......................73

§ 3, De gewijzigde vloeistoffen van Ringer .... 75

HOOFDSTUK. 5.

Beschouwingen over de theorie..............78

HOOFDSTUK 6.

De ionenbalanceering en het radio-physiologisch

antagonisme............................85

SAMENVATTING...... 89

-ocr page 15-

HOOFDSTUK I.

Litteratuuroverzicht.

INLEIDING.

Bij het onderzoek van organen, die uit het lichaam zijn genomen,
is, ten einde een zooveel mogelijk normale werking van het orgaan
te verkrijgen, het onderhouden van een goede circulatie een der
voornaamste eischen. Het eerste uitgebreide onderzoek in deze
richting werd gedaan door de school van ludwiq, wiens leerlingen
omstreeks 1865 verschillende, van het lichaam geïsoleerde, organen
kunstmatig doorstroomden \')■ Als doorstroomingsvloeistof werd toen
gebruikt versch gedefibrineerd bloed van dezelfde diersoort. In den
beginne trachtte men dus, ook wat de circulatie betreft zooveel
mogelijk de normale verhoudingen te benaderen, doch reeds spoedig
daarna bleek, dat wat de doorstroomingsvloeistof betreft, men ook
met andere vloeistoffen zijn doel kan bereiken.

Toen S. Rinqer omstreeks 1880 een onderzoek instelde naar de
werking van verschillende stoffen op het hart van den kikvorsch,
maakte hij voor de kunstmatige doorstrooming van het hart gebruik
van gedroogd ossenbloed, dat opgelost werd In water, zoodat hieruit
een oplossing ontstond, die overeenkwam met normaal bloed. Deze
vloeistof werd nu verdund met eene zoutoplossing van 0.75% NaCl
en wel zoodanig, dat op een deel bloed vijf deelen zoutoplossing
werden toegevoegd \'). Rinqer heeft toen getracht om den invloed
na te gaan, die de verschillende bestanddeelen van het bloed uit-
oefenen op de contracties van het kikvorschenhart. Reeds tevoren

\') Arbeiten aus der physiologischen Anstalt zu Leipzig, herausgegeben
von Ludwig 1866-1874.

\') S. Ringer. Journal of Physiology Vol. 3 p. 380, 1880-1882.

-ocr page 16-

was door Merunowicz\') aangetoond, dat de asch van verbrand
bloed indien deze weer werd opgelost, m staat was om het hart
?e dóen kloppen, terwijl
Gaule concludeerde, dat het werkzame
bestanddeel van deze asch een alkalicarbonaat zou zijn. In tegen-
Sng m t TR0NECKER3) hij tot de slotsom, dat het har

b kunstmatige doorstrooming zijne organische voedmgsstoffen u.t

zi n eigen weefsel zou putten zoodat in de voedmgsvloe.stof alleen
anorganische bestanddeelen aanwezig behoefden te zijn.

§ 1. Het werk van Sydney Ringer.

Langs zuiver empirischen weg is het toen aan S. Ringer, een
practizeerend arts te Londen, gelukt om de beteekenis der anorga-
nische bestanddeelen in de voedingsvloeistof dmdehjk aan te

Uitgaande van de eenvoudige 0.75% keukenzoutoplossing kwam
hij tol de ontdekking^), dat deze oplossing niet in staat is om he
hirt normaal te doen kloppen, maar dat dit wel wordt b reikt
indien aan deze oplossing een kleine hoevee heid bloed o een
spoor van eiwitstof wordt toegevoegd. die eiwi s of waren a bum.^^^
en kalium de twee hoofdbestanddelen. B.j het f onderl. k be-

pïoeven van deze bleek, dat toevoeging van kaliu.nchlor.de hetzelfde

effect had op het hart als de toevoeging van de oorspronkel.jke
vUDelstof.
Ringer trok hier toen de conclusie uit. dat een natr.um-
chlorldeoplossing .net wat kaliumchloride in staat zou z.jn on het
hart normaal te doen kloppen. Dit gegeven strookt met met de
werkelijkheid.
Ringer heeft ook zelf de fout ontdekt, d.e .n z^ne
oroefneming was geslopen, want in een volgende mededeelmg )
gee hi^ dat het voor de oplossingen gebruikte water, afkom-
f^g uit de vJaterleiding. niet als zuiver water
.nag worden beschou^^d
Een kikvorschhart. doorstroomd met een 0.75% keukenzoutop ossmg

vertoonde een verlengde diastole ^^ ^«""^y^^^^tTet e dfn.
waarschijnlijk op rekening van het calc.umgehalte van het le.d.ng-

^tnÄr-ISn proeven met .edestiHe.d ^t. en
chemisch zuivere zouten gaf dan ook het resultaat, dat .n de

\') Merunowicz. zie „Arbeiten" I.e.
2) Gaule. Du Boys Reymond\'s Archiv J878 P-29».
3 Kroneckcr. Du Boys Reymond\'s Archiv »88^ p. W en 1^2, p. 569.
S. Ringer. Journal of Physiology Vol 3 p.
S. Ringer. Journal ot Physio ogy Vo • 4 p. 29
im
S. Ringer. Journal of Physiology Vol. 4 p. 222, 1883.

-ocr page 17-

voedingsvloeistof niet alleen natriumchloride en kaliumchloridé
noodig zijn, maar dat ook de aanwezigheid van calciumchloride
vereischt wordt. Een gewone keukenzoutoplossing van 0.75 % is
op zichzelf niet in staat, om het hart te doen kloppen, na korten
tijd verliest het zelfs zijne prikkelbaarheid.

Toevoeging van calciumzout aan de zoutoplossing verbetert wel
eenigszins de werking van het hart, maar toch blijft er een lichte
tonus en een verlengde diastole bestaan. Wordt echter bovendien
nog kaliumchloridé toegevoegd, dan gaat het hart kloppen, zooals
dit met het bloedmengsel het geval is. Oorspronkelijk gebruikte
Ringer een calciumzout, dat de vloeistof licht alcalisch maakte,
doch een opzettelijk onderzoek leerde hem, dat indien het gebruikte
calciumzout neutraal reageerde, er toch een ander bicarbonaat
aanwezig moest zijn. Zij het ook dat zonder bicarbonaat het hart
nog normaal eenige uren doorklopt.

De conclusies, die Ringer hieruit trok, zijn, dat een calciumzout
noodig is voor het onderhouden der contractiliteit van de hartspier
en dat het kaliumzout en calciumzout in een bepaalde verhouding
aanwezig moeten zijn om een normale contractie tc verzekeren.
Deze gevolgtrekkingen baseert hij op het feit, dat een hart niet
blijft kloppen, indien het wordt doorstroomd met ccn gewone zout-
oplossing met kaliumchloridé, met bicarbonaat of met beiden. Heeft
echter de contractiliteit opgehouden, dan is toevoeging van een
calciumzout voldoende om deze te doen weerkeeren. Indien dit zoo
was, dan zou een physiologische oplossing, waarin het kalium-
chloridé niet aanwezig is, in staat moeten zijn om het hart normaal
te doen kloppen. Dit is echter niet juist. Wel is waar gaat een hart,
dat met calciumlooze physiologische zoutoplossing wordt door-
stroomd, direct stilstaan, maar ook een hart doorstroomd met een
kaliumlooze physiologische zoutoplossing gaat, gemiddeld na een
half uur, eveneens stilstaan. Het calciumzout is dus niet het eenige
noodzakelijke voor de automatie van het hart. Maar in zijn tweede
conclusie, dat het kaliumchloridé en het calciumchloride in ccn be-
paalde onderlinge verhouding aanwezig moeten zijn om normale
contracties van het hart tc verkrijgen, heeft Ringer voor het eerst
een verschijnsel beschreven, dat van blijvende waarde is cn voor
allerlei andere organen is bevestigd.

Het gelukte Ringer om aan tc toonen, dat in het normale
organisme een antagonisme bestaat, dat zelfs doorgaat indien het
calciumchloride en kaliumchloridé niet in physiologische hoeveel-
heden maar in toxische hoeveelheden voorkomen \').

\') S. Ringer. Journal of Physlology, Vol. 5 p. 247, 1884.

-ocr page 18-

Bovendien bleek, veratrine een werking te bezitten d.e overeen-
komt met die van calciumzouten\')• Het veratrine is, hoewel onvol-
maakt in staat om een calciumzout te vervangen, terwijl, bovendien
het kaliumchloride de tonische werking van het veratrine, evenals
die van het calciumchloride kan tegenwerken. De temperatuur
heeft op dit proces een zoodanigen invloed, dat bij warm weer het
kaliumchloride volkomen de veratrine kan tegenwerken maar dat
omgekeerd veratrine slechts gedeeltelijk een groote hoeveelheid

kaliumchloride kan balanceeren.

Ringer komt tot de conclusie^), dat er waarschijnlijk geen directe
verbinding tusschen het kalium en calcium en de moleculen van
het spierweefsel optreedt en dat, indien er al eene verbinding ge-
vormd mocht worden, deze van zeer lossen aa d moet zijn Hij
gmndt dit vermoeden op het feit, dat bij verandering van cjrculatie-
vLstof er ook spoedig veranderingen optreden m de werking der

hartspier.

Reeds in 1880 had Biedermann aangetoond, dat een dwars-
gestreepte spier, indien hij in een zuivere NaCl oplossing werd ge-
fegd rytmische contracties vertoont.Toevoegmgvancalciumchlor.de
plus\'een kaliumzout doet deze contracties ophouden ).

Het kaliumchloride heeft een dusdanigen invloed op de contrac-
ties der dwarsgestreepte spier, dat toevoeging van deel KCl aan
5000 deelen NaCl-oplossing, in staat is om den tonus der spier
sterk te verhoogen, terwijl het CaCl, deze werking van het kalium-
chloride te niet doet. Te dezen opzichte constateerde
Ringer )
een verschil tusschen de hartspier en de skeletspier, maar wat
betreft het antagonisme tusschen de calcium- en kaliumzouten:
dit is voor de skeletspier en hartspier gelijk. Het hart van den
kikvorsch en de aal komen wat de werking der anorganische zou-
ten betreft in alle opzichten overeen. Bovendien kon
Ringer ) aan-
toonen dat ook voor de bloedstolling een antagonisme is waar te

Voor het verder onderzoek naar de physiologische werking van
deze kleine hoeveelheden calciumchloride en kaliumchloride ge-
bruikte
Ringer nu visschen. In gedestilleerd water sterven zij m

-ocr page 19-

een paar uur, maar indien aan water wat calciumchloride werd
toegevoegd dan kon het leven worden verlengd. Behalve het cal-
ciumzout bezitten ook kalium- en natriumzouten deze eigenschap,
maar volgens Ringer hebben calciumzouten die wel in de sterkste
mate.

Water zou, naar de meening van S. Ringer niet zonder meer de
normale functie van het protoplasma helpen onderhouden, het zou,
alleen aanwezig, verwoesting bewerkstelligen. Deze verwoesting
zou worden tegengegaan door toevoeging van een kleine hoeveel-
heid kaliumchloridé en calciumchloride. Bovendien wordt door het
gedestilleerde water de samenhang der cellen verbroken; Ringer \')
beschrijft dit alles als een zwelling van de stof, die de cellen ver-
bindt. Met Buxton werden de proeven omtrent het gedrag van
gedestilleerd water voortgezet. Hij gebruikte daarvoor de alge lami-
naria, waarbij hij zag, dat de buitenste laag cellen in gedestilleerd
water sterk zwollen, welke zwelling ook weer werd tegengegaan
door toevoeging van calciumzouten.

Onder invloed van eene posthume mededeeling van C. Nügeli
is het aan ringer^) en LOCKE^) gebleken, dat hunne conclusies,
dat gedestilleerd water schadelijk zou zijn voor zee- en zoetwater-
visschen, foutief waren.
NäGELi had namelijk gevonden, dat gedestil-
leerd water, waarmee het hem gelukte om do alge Spyrogyra te
dooden, verontreinigd was met koperzouten. Een nader onderzoek
leerde hem, dat de koperzouten reeds dan in het gedestilleerde

water giftig werkten, indien yQQQQoö ^^ vloeistof

aanwezig waren. Deze uitkomsten waren voor S. Locke en
Ringer\') aanleiding om Ringer\'s proeven met gedestilleerd water
te herhalen, waarna beiden tot de slotsom kwamen, dat werkelijk
zuiver gedestilleerd water onschadelijk was.

Opzettelijk is in dit overzicht van het werk van S. Ringer ge-
sproken van antagonisme der zouten, teneinde zijn nomenclatuur
zoo veel mogelijk te volgen. Zooals uit het overzicht blijkt heeft
Ringer het verschijnsel zeer uitvoerig en aan verschillende proef-
dieren onderzocht, zoodat mag worden aangenomen, dat door hem
de basis voor de studie hiervan is gelegd. Dat hij met verklaringen
steeds zeer spaarzaam is geweest behoeft ons niet te verwonderen,

\') S. Ringer, journ. of Physiol. Vol. 7 p. 118, 1885.

C. Nagcli. Denkschr. der Schwciz. Naturf. Gesellsch. Bd. 33, 1893.
S. Ringer. Journ. of Physiol. Vol. 22. 1897/1898.
S. Locke. Journ. of Physiol. Vol. 18 p. 319, 1895.

-ocr page 20-

daar in zijn tijd twee belangrijke gegevens t.w. de theorie der
electrolytische dissociatie en de kolloidchetnie nog slechts in wording-
waren Wel echter kunnen we uit zijn werk leeren, welk een be-
langrijke factor zuiver in glas gedestilleerd water bij biologische
onderzoekingen is.

§ 2. Het onderzoek onder invloed van de theorie
der electrolytische dissociatie.

De ontwikkeling der physische scheikunde is voor de verklaring
van de physiologische werking der zouten van groot belang geweest.
Omstreeks denzelfden tijd, dat S. Ringer door zijn onderzoek de
beteekenis van bepaalde zouten voor de levende cel trachtte aan
te toonen. werd door Svante \'ArrheNius de algemeen bekende
theorie der electrolytische dissociatie ontwikkeld. Eerst 6 jaar daarna,
in 1893. is het Dreser\') gelukt om de beteekenis der ionen voor
physiologische processen te bewijzen. Bij het onderzoek naar de
giftigheid van kwikzilverzouten bleek het hem. dat deze giftigheid
afhankelijk was van het aantal vrije Hg-ionen. in de vloeistof aan-
wezig In verband met de zienswijze, dat zoutwerkingen als ionen-
werkingen zijn te beschouwen, heeft Loeb
deze verschijnselen nader
bestudeerd. Als proefobject diende hem in de eerste plaats de
spier van den kikvorsch % waarop hij den invloed van verschillende
electrolyten naging. Ten einde quantitatief te werk te kunnen gaan
gebruikte hij de wateropname en de prikkelbaarheid van de spier
als maatstaf. Daarbij gelukte het hem in de eerste plaats de osmo-
tische bevindingen van Hamburger\') te bevestigen, daarnaast
was het hem mogelijk om aan te toonen. dat de relatieve giftig-
heid van de verschillende ionen uit een bepaalde groep van
het periodiek systeem afhankelijk was uitsluitend van de ionenbe-
wegelijkheid. Bovendien onderzocht hij het merkwaardige verschijnsel),
dat een kikvorschspier in een zuivere 0.7% NaCl oplossing ryth-
misch gaat contraheeren, een verschijnsel, dat zooals bekend reeds
in 1880 door Biedermann was gevonden. Niet alleen natriumchlo-
ride, maar ook oplossingen van andere zouten waren daartoe in
staat. En eveneens bevestigde hij de vondsten van Ringer, dat

-ocr page 21-

toevoeging van een kleine hoeveelheid van een ander zout b.V.
calciumchloride de rythmische contracties kon doen ophouden.

Bij organen zooals de spieren van kikvorschen blijft men ge-
noodzaakt zich te houden aan een bepaalden osmotischen druk. En
ook voor het antagonisme van de zouten, is men steeds gebonden
aan het feit, dat de totale concentratie der ionen in de vloeistof
binnen zekere grenzen moet blijven. Een behoorlijke variatie in de
hoeveelheid der toegevoegde zouten wordt daardoor onmogelijk,
zoodat een oplossing van het vraagstuk bij dit object hierdoor in
den weg wordt gestaan.

Het moet daarom als een groote vooruitgang worden beschouwd,
dat Loeb \') zijn onderzoek met Funduluseieren en de uit die eieren
ontwikkelde visschen, voortzette. Het gelukte Loeb om aan te
toonen, dat de eieren van de zeeegel Fundulus heteroclitus zich
evengoed in gedestilleerd water konden ontwikkelen als in gewoon
zeewater. De eenigste eisch voor het welslagen der proeven, was
daarbij, dat het gedestilleerd water absoluut zuiver moest zijn.
Indien echter aan het gedestilleerd water keukenzout werd toege-
voegd, dan bleek, dat met toenemende concentratie van het keuken-
zout de vloeistof steeds giftiger werd. In normaal zeewater ont-
wikkelen deze eieren zich, nadat ze bevrucht zijn, in cen betrekkelijk
langen tijd, n.m. 8—21 dagen. Bij deze ontwikkeling is op den
derden dag de circulatie in het embryo al begonnen. Deze zelfde
ontwikkeling van het ei kan ook plaats hebben in zuiver gedestil-
leerd water, waaruit Loeb de conclusie trok, dat de eieren en ook
de visschen de zouten in het zeewater niet voor hunne ontwikkeling
noodig hebben. Worden echter de versch bevruchte eieren, direct
in een zuivere keukenzoutoplossing gebracht, dan ontwikkelen de
eieren zich niet. Voegt men aan de keukenzoutoplossing wat cal-
ciumchloride toe, dan kunnen de bevruchte eieren enibryonen vormen
en wordt daar bovendien nog wat kaliumchloride aan toegevoegd,
dan kunnen de eieren zich geheel ontwikkelen en ook de jonge
visschen blijven leven. Loeb maakt hieruit de gevolgtrekking, dat
een zuivere keukenzoutoplossing giftig werkt en dat calciumchloride
en kaliumchloride het chloornatrium zouden kunnen ontgiften.

Bovendien bleek Loeb, dat de zwembewegingen van Gonionemus,
een meduse, alleen in een keukenzoutoplossing met kalium en cal-
ciumzouten blijven bestaan, maar dat deze bewegingen in gedestilleerd
water en in een zuivere keukenzoutoplossing direkt ophouden. Op-

\') j. Loeb. American Journal of Physiology, 3, p. 327, 1900.

ibidem 3, p. 383, 1900.

-ocr page 22-

lossingen van MgCl^ en CaCl^ zonder keukenzout deden de zwem-
bewegTngen van Gonionemus ophouden, terwij. - ^eze fde oplossmg
de trilhLrbeweeine der Funduluseieren ongestoord voortgmg.
Loeb
tekt merufS^ dat embryonaal weefsel en in het bijzonder
e ce len zich anders zouden gedragen dan weefsels van volwassen
Sduen. Hoewel er ontegenzeggelijk verschillen zullen bestaan
lusrchen embryonaal en volwassen weefsel, wat betreft hun gedrag
tegenover zouten, mag dit toch nog niet zonder meer u t
Loeb s
proeven worden geconcludeerd. Bij de proeven verricht rnet de
lieren van Fundulus heteroclitus moet men steeds er op bedacht
zijn, dat de eieren omgeven zijn door een membraan, en dat de
; rmeabiliteit van deze membraan een voornaam P-^°
de zouten eerst na passeering door die membraan op het proto-
n asr nwerken. Bij de meeste cellen der hoogere dieren waar
\'g en membraan aanwezig is, zullen de zouten direct met de opper
vlaktelaag van het protoplasma
in aanraking komen. Op zichzelf zou
dit reeds voldoende zijn om
in Loeb\'s proeven het wisselende gedrag
Lschen eieren
eenerzijds en volwassen weefsel anderzijds te kunnen

"\'TZder uitgebreid onderzoek gelukte het Loeb tevens om
naast een groot aantal qualitatleve gegevens zich tevens quantita-

levens te verschaffen. De ontwikkehng yan bevruchte

FundulLleren bleek, zooals reeds boven is medegedeeld bij stijgende
concentratie van het keukenzout sterk te worden benadeeld. In een
V« moleculair NaCl oplossing werd zelfs de ontwikkeling gehee
onmogelijk l). Hiermee was voor loeb het bewijs geleverd dat
Lukenzout indien het alleen aanwezig was in de concentratie
waarin het ook in het zeewater voorkomt, giftig werkt. En door
het feit, dat toevoeging van wat kaliumchloride en calciumchloride
deze gi tige werking weer vermindert, is Loeb er toe gekomen om
h?er van ontgiftiging te kunnen spreken^). In die gevaUen, waarm
de zouten in een zoodanige verhouding voorkomen, dat zij geen
giftige werking veroorzaken, zou men dan te doen hebben met
„physiologisch geaequilibreerde zoutoplossingen".

Voor li^et verder onderzoek der antagonistische zoutwerkingen
ging loeb met Gies\') na hoeveel calciumchloride, of een ander

t) J. Loeb. Amer. Journ. of Physiol. V^6, p. 411, 1902.

2) j. Loeb. Biochem. Zeitschr. II, 83, 19^.

. Loeb. Amer. journ. of Physiol. Vol. 3 p. 383, 1900.

3) . Loeb. Pflüger\'s Archiv. Bd. 88, im

J. Loeb. Amer. journ. of Physiol. Vol. 6 41L 1902.

J. Loeb en W. Gles. Pfl. Arehiv. 93. 246. 1902.

-ocr page 23-

zout aan een % moleculair keukenzoutoplossing moest worden toe-
gevoegd om Funduluseieren tot ontwikkeling te laten komen. Be-
halve calciumchloride gebruikte hij calciumsulfaat, calciumnitraat,
bariumchloride, zinksulfaat en loodacetaat. Zooals men ziet zijn dit
alle zouten met een tweewaardig kation. Het bleek hem daarbij, dat
de hoeveelheid van een zout met een tweewaardig kation, die een
Vs mol. NaCl oplossing kan ontgiften, zeer klein is. Van een zout
met driewaardig kation zooals
AICI3 was die hoeveelheid nog ge-
ringer. Ten einde nu de ontgiftende werking van twee zouten in
getallen te kunnen uitdrukken heeft Loeb\') het begrip „ontgiftigings-
coefficient" ingevoerd, waarmee hij bedoelt de waarde van de ver-
houding tusschen de concentratie van het giftige zout en het ont-
giftende zout. In een reeks onderzoekingen^) bleek het hem, dat
de ontgiftigingscoefficient voor twee zouten geen constante waarde
had, en alleen constant kon worden gemaakt indien het derde
noodzakelijke zout van de reeks Na, K en Ca werd toegevoegd.
Bijzonderheden over dit verschijnsel vindt men in Hoofdstuk 4 terug.

Voor de ontgiftende . werking spelen de anionen een ondergeschikte
rol. Zij hebben alleen beteekenis, indien zij de oplosbaarheid e.d.
beïnvloeden of specifieke giftwerkingen vertoonen^). De kationen
hebben de leiding.

Behalve den invloed van zouten ging Loeb ook de werking van
zuren na. De giftige werking van zuren op de ontwikkeling van
eieren van Fundulus heteroclytis kan door neutraalzouten worden
opgeheven^). Ook hier bestaat er een antagonistische werking, die
eveneens quantitatief door een ontgiftigingscoefficient kan worden
aangegeven. Deze coëfficiënt heeft voor de giftige grensconcentratie
van zoutzuur en salpeterzuur de waarde \'A
m voor boterzuur en
azijnzuur is hij resp. \'/,oo en \'/»■ Merkwaardigerwijze blijkt deze
coëfficiënt voor de zwakke zuren constanter te zijn, dan voor het
zoutzuur en het salpeterzuur hetgeen loeb toeschrijft aan de groote
hoeveelheden keukenzout, die moeten worden toegevoegd. De giftige
werking van de zuren kan alleen worden tegengegaan door andere
electrolyten, zoodat ook hier in physiologisch opzicht ccn funda-
menteel verschil bestaat tusschen electrolyten en niet geleiders. De

\') j. Loeb. Biochem. Zeitschr. Bd. 31, p. 460, 1911.

j. Loeb. Biochcm. Zcitschr. Bd. 33, 1911. p. 480; Bd. 32, p. 308,1911;
Bd. 31, p. 460, 1911.

J. Loeb. Biochem. Zcitschr. Bd. 39, p. 194, 1912.

J. Loeb en H. Wastencys. Biochem. Zeitschr. Bd. 33, p. 489, 1911.

jbid. Bd. 39, p. 167, 1912.

-ocr page 24-

antagonistische zoutwerking, die, zooals reeds bekend is te be-
schouwen als een werking tusschen de kationen, blijkt ook 4e
bestaan voor het geval, dat het kation een waterstof.on is. Het
behoeft dan ook geL verbazing te wekken, dat de waterstofmnen-
concentratie der vloeistof zijn invloed doet gelden op het antago-
nisme der zouten. Een opzettelijk onderzoek
beervoor door Loeb )
ingesteld bracht aan het licht, dat in een neutrale of ^^ak zure
vloeistof het keukenzout beter
door kaliumchloride dan door calcium-
chloride wordt ontgift; terwijl in alkalische vloeistoffen de ontgit-
tende werking van het calcium duidelijker is dan die van het
kaliumchloride.
Loeb geeft bij deze proeven alleen oP de hoeve ,
held alkali of zuur, die hij aan de vloeistof toevoegt, zonder de
waterstofionenconcentratie te vermelden. In ieder g^v^ J
variaties grooter dan in biologische omstandigheden voorkomen.

Behïve voor de eieren van zeevisschen blijkt ook bij een aantal
andere levende organismen een antagonisme tusschen zouten te bestaan.

W Osterhout^) heeft bij planten de beteekenis van geaequih-
breerde zoutoplossingen nagegaan. Evenals dit bij Fundulus-eieren
het geval is bleken er ook zeeplanten te zijn, waarvoor het gedes-
tilleerde water ongiftig was. Hier bleek eveneens dat in een zuive e
keukenzoutoplossing de planten veel korter bl.jven leven, dan in
gedestilleerd water of in een keukenzoutoplossing met kaliumchloride

en calciumchloride.

Behalve voor zeeplanten gelukte het hem ook voor zoetwater-
planten aan te toonen, dat een keukenzoutoplossing op zich zelf
eiftig is en dat de giftigheid door toevoeging van calciumchloride
Ln worden verminderd\'). Deze vondsten werden door
Bennecke
bevestigd 1) en gelden niet alleen voor volwassen planten maar ook

voor de zich ontwikkelende planten.

Maschhaupt») onderwierp deze gegevens aan een kritiek, waarop

wij in Hoofdstuk 4 terugkomen.

In den laatsten tijd heeft Shearer") getracht de activeerende
werking der ionen voor de bacillen van het gasgangreen als een
balanceering te beschouwen, terwijl
Koehler\') het bestaan eener

1  J. Loeb. Biochem. Zeitschr. Bd. 28 p. 175, 1910, .

W Osterhout. Univ. of Calif. Public. Botany, 2. 317,(1907.) Botanical

Gazette 42, 127, 1906 ; 44, 259, 1907. . ^^ , ^ ,

3) W. Osterhout. Journ. of Biological Chemistry. 1. p. 363,

W Bennecke. Ber. d. deutschen botan. Gesellsch. Jg. 25, 322, 1907.

5) j. G. Maschhaupt. Versl. Landbouwk. Onderz. Rijkslandbouwproefst.

Shearer, journ. of hyg. 19, 72—74, 1920.

V Koehler. Zeitschr. Allgem. Physiol. 18, 163. 1919.

-ocr page 25-

zoutbalanceering aantoonde voor infusoriën. Hij meende hier een
duidelijke invloed van de waardigheid der ionen te kunnen vast-
stellen, hoewel de werking der driewaardige ionen onzeker is.

W. Ostwald\') heeft den invloed nagegaan, die verschillende
zoutoplossingen op de zoetwatergammaraus hebben. Zooals bekend
kan deze visch niet in gedestilleerd water leven maar moet men
steeds zorgen voor een vloeistof die aan een bepaalde osmo-
tische druk voldoet. Hij vond daarbij, dat een zuivere isomotische
oplossing van keukenzout slecht werkte; dat daarentegen toevoeging
van kaliumchloride en calciumchloride de vloeistof zeer veel
verbeterde.

Zooals reeds bekend is geldt hetzelfde voor het hart. Ook Loeb
heeft beide organen nagegaan en daaraan het antagonisme der
zouten onderzocht. Vooral het hart leent zich uitstekend voor deze
proeven, omdat in het kunstmatig doorstroomde hart de vloeistoffen
gemakkelijk kunnen worden veranderd en bovendien de automatie
een goede maatstaf der functie is.

De proeven op de dwarsgestreepte spieren verricht, waardoor
bleek dat een zuivere keukenzoutoplossing prikkelend op de spier
werkt, terwijl calciumzouten die prikkelende werking tegengaan,
waren voor Loeb aanleiding om in tegenstelling met
HowELL^)aan
te nemen, dat ook voor de hartswerking het NaCl een prikkelende
werking zou bezitten, die door het calcium zou worden tegengewerkt.
De prikkelbaarheid vermeerderende werking van een keukenzout-
oplossing zou dan opgevat moeten worden als een uittreden van
Ca-ionen uit de cel of de oppervlaktelaag der cel, waardoor deze,
aan Na tegengestelde ionen verdreven werden. Als grond werd het
feit aangevoerd\'), dat cen spier op den duur in een keukenzout-
oplossing niet rythmisch blijft contraheeren. De proeven werden door
Loeb*) bij hydromedusen herhaald. De dieren vertoonen in hun
centrum geen rythmische contracties, indien de rand, waarin zich
het centraal zenuwstelsel bevindt, wordt vernield. De rythmische
contracties kunnen dan weer opgewekt worden door de dieren in
een zuivere keukenzoutoplossing te leggen. Loeb\') stelt zich voor,
dat deze contracties weer zouden optreden doordat calcium-
zouten en magnesiumzouten uit de cel diffundceren, waardoor het

-ocr page 26-

evenwicht _verstoord zou worden. Voor het hart is volgens

cOä ci^^

LOEB een zuivere keukenzoutoplossing giftig, omdat dan in verhouding

te veel Na-ionen in de cel dringen, die daar giftig werken. De
giftigheid wordt tegengegaan door toevoeging van calcmmchlonde.
Aangezien een vloeistof, die isotonisch is gemaakt door rietsuiker na toe-
voeging van calciumchloride, het hart niet kan doen kloppen zou dit een
aanwijzing zijn, dat voor het hart de verhoudingen tegenoverelectrolyten
gelijk zijn aan die in de dwarsgestreepte spier. De prikkelbaarheid
zou daar worden
veroorzaakt door de Na-ionen, die in te groote
concentratie giftig werkten, welke giftigheid door calciumionen kan

worden opgeheven.

Men moet echter voorzichtig zijn om aan de dwarsgestreepte
spier gevonden verschijnselen toe te passen op de hartspier. Zooals
loeb reeds in 1899 aantoonde, kan het verschijnsel van Biedermann

niet alleen worden veroorzaakt door een zuivere keukenzoutoplossing,

maar ook door andere electrolyten als lithium, caesium, en rubidium-
chloride Daarentegen kunnen behalve calciumionen, ook kalium,
strontium en magnesiumionen gemakkelijk deze rythmische contracties
doen ophouden. We hebben in dit geval dus te doen met een meer
algemeene electrolytwerking. Geheel anders is de toestand m de
hartspier Door de onderzoekingen van
Ringer is reeds bekend, dat
het natriumchloride slechts voor een gedeelte vervangen kan worden
door b V. lithiumchloride, maar een geheele vervanging van het
natriumchloride is onmogelijk. En evenzoo kan het calciumchloride
alleen worden vervangen door strontiumzouten. In de hartspier komt
dus duidelijk aan het licht, dat hier naast een
algemeene electrolyt-
werking, die zich uit in de balanceering, een specifieke werkmg der

kationen aanwezig moet zijn. Vooral voor het kaliumion is dit duidehik

vastgesteld door de onderzoekingen, die sedert 1916 door Zwaar-
demaker
en zijne leerlingen zijn verricht. Voor het calcium en het
natrium is het inzicht in den aard dezer specificiteit nog onbekend
gebleven Voor de hartspier is dus natriumchloride, calciumchloride
en kaliumchloridé noodig, omdat het hart zonder deze drie zouten
niet zou willen functioneeren, ook al zou aan de osmotische eischen
voldaan zijn. Funduluseieren daarentegen hebben de zouten met
noodig, getuige het feit, dat zij zich in gedestilleerd water kunnen
ontwikkelen. Evenwel indien zouten aanwezig zijn, moeten de
hoeveelheden in hunne onderlinge verhouding constant zijn, terwijl
bovendien het calciumchloride door allerlei andere zouten als barium,
lood en zinkzouten kan worden vervangen. Het is daarom rationeel
deze electrolytwerkingen als algemeen te beschouwen; zij zullen zich

-ocr page 27-

dus overal voordoen, waar electrolyten met levende cellen in aan-
raking komen. En daarnaast bestaat de mogelijkheid, dat van de
ionen nog een specifieke werking wordt geeischt. Voor de studie
van het antagonisme der zouten is dan echter alleen het eerste van
belang, omdat dit verschijnsel zoo algemeen verbreid is in het
planten- en dierenrijk en zelfs is aan te toonen bij dieren, die de
zouten niet direct
voor hunne ontwikkeling noodig hebben. Opzettelijk
is daarom in dit overzicht zoo weinig mogelijk gesproken over
specifieke werkingen in die verschijnselen, die in het algemeen met
het antagonisme der zouten samenhangen.

§ 3. De verklaringen volgens de theorie
der massawerking.

In den beginne heeft loeb alle aandacht aan de electrische ver-
schijnselen, die met de zoutwerkingen parallel gaan, gewijd. En
als zoodanig is hij een der eerste physiologen geweest, die de con-
sequenties van de theorie
der electrolytische dissociatie ter verklaring
van de functies der levende cel heeft aanvaard. Door zijne vroegere
onderzoekingen was het hem opgevallen, dat de galvanische stroom
als een prikkel op het levende weefsel is te beschouwen, die in
het protoplasma groote veranderingen teweeg brengt. Het spreekt
daarom vanzelf, dat ook bij de verklaring der zoutwerking, de
electrische lading der lonen hem van het grootste belang toescheen.
Juist in dien zelfden tijd publiceerden
Harüy\') en ook Bredio^")
hunne algemeen bekend geworden onderzoekingen omtrent het ge-
drag van kolloidale oplossingen in een electrisch veld, indien aan
die oplossingen electrolyten zijn toegevoegd. Reeds
Zsigmondy
was hct opgevallen, dat kolloidale zoutdeeltjes In een electrisch
veld tegen de richting van den stroom in bewegen en dus negatief
geladen moeten zijn, terwijl
picton cn Linder 1) konden aantoonen,
dat de lading der micellen afhankelijk was van hunne chemische
samenstelling.
Hardy daarentegen bracht het dispersiemiddel op den
voorgrond. Hij vond, dat in een
kolloidale eiwitoplossing de micellen
negatief geladen zijn in een alkalisch reageerende vloeistof, maar
daarentegen een positieve lading bezitten, indien de reactie zuuris.

1  Picton en Under. Journ. of Chemical Society Vol. 70, p. 568, 1897.

-ocr page 28-

Door toevoeging van alkali of een zuur is het dus mogelijk de
micellen hunne lading te doen verliezen, waardoor het isoelec-
trische punt wordt bereikt. In plaats van waterstof of hydroxylionen
was het nu mogelijk om deze verandering in de lading te bewerk-
stelligen met zouten, waarbij hem bleek, dat de invloed van de
actieve ionen toenam met hunne waardigheid. Van deze gegevens
uitgaande kende LOEB\') een groote beteekenis toe aan de kolloidale
oplossingen, die in de levende cel een groote rol moeten spelen,
zoodat in het algemeen kan worden gezegd, dat alle levensver-
schijnselen hunne oorzaak hebben in bewegingen of veranderingen
in kolloidale oplossingen.

Oorspronkelijk nam LOEB^\') daarbij aan, dat bij de zouten de
physiologische werking alleen bestond in een wijziging in de elec-
trische lading der micellen. Volgens zijne meening zou een verandering
der lading van de micellen een verandering te weeg brengen in de
viscositeit, welke viscositeitsveranderingen zich in de protoplasma-
stroomingen door
Bütschli en Quincke beschreven, zouden ver-
raden.
Loeb dacht zich daarbij, dat de antagonistische werking der
zouten was toe te schrijven aan de waardigheid van de bij die
werking actieve ionen in den geest van
Hardy\'s proeven. De elec-
trische lading der ionen was dus bij de zoutwerkingen als het
voornaamste punt te beschouwen. Spoedig daarna is
Loeb^) echter
hierop terug gekomen. De oorzaak was het feit, door hem
gevonden, dat de rythmische contracties der dwarsgestreepte spier,
die veroorzaakt kunnen worden door natriumchloride, rubidium-
chloride en caesiumchloride, worden tegengewerkt door kalium-
chloride. De eenwaardige ionen, die de contracties veroorzaken
worden door eenwaardige ionen tegengewerkt en zoodoende kan
dus de waardigheid der ionen niet de eenigste oorzaak zijn van
het antagonisme. In verband daarmede zou men volgens
Loeb dan
ook de werking van den galvanischen stroom op het weefsel niet
moeten toeschrijven aan ladingsverschillen, maar eerder aan ver-
anderingen in de ionenconcentratie. Nadien is
Loeb1) meer en meer
het antagonisme der zouten als een zuivere chemische reactie gaan
beschouwen, waarbij de amphotere reactie der eiwitstoffen van
groot belang is. Hij stelde zich daarbij den gang van zaken zoo
voor, dat in een neutrale oplossing de eiwitstoffen evenveel H

1  J. Loeb. Univ. of Calif. Public, in Physiology Vol. I. p. 149, 1904.

-ocr page 29-

als OH — ionen in de vloeistof zenden. Worden nu echter aan de
vloeistof meer H ionen toegevoegd dan zal de eiwitstof meer
OH— ionen uitzenden, waardoor de eiwitstof een positieve lading
zou krijgen.
Loeb denkt zich daarbij, dat bij de antagonistische
zoutwerking een dissociatieevenwicht optreedt, zoodat ook de ver-
schikkende kationen langs zuiver chemischen weg aan de amphotere
eiwitstoffen gebonden kunnen worden. Voor deze opvatting kon
Loeb oook nog aanknoopingspunten vinden in de onderzoekingen
van
Madsen en Nymann \'), die bij berekening der gegevens van
Paul en Krönig vonden, dat voor de giftige werking der Hg —
ionen de formule voor monomolekulaire reacties geldig is. In dien
tijd stelde
Loeb zich de antagonische zoutwerking geheel en al als
een chemische binding voor, die verliep volgens de wet van
Guld-
berg
en Waage, terwijl de electrische verschijnselen daarbij geheel
ter zijde werden gesteld *).

In deze opvatting is Loeb krachtig bijgestaan door Robertson*)
die zich eveneens alle zoutwerkingen denkt als een binding der
ionen met de amphotere eiwitstoffen. De binding van bepaalde ionen
aan de eiwitstoffen zou dan de physische eigenschappen veranderen
en juist deze veranderingen zouden voor de levensfunctie der cellen
van het grootste gewicht zijn. De eigenschappen der eiwitzouten
zullen vooral aan de oppervlakte der cel sterk aan de veranderingen der
omgevende vloeistof onderhevig zijn en de veranderingen zullen zich
in permeabiliteitswijzigingen openbaren®). De zoutwerkingen zouden
dus teruggebracht kunnen worden tot permeabiliteitsverschijnselen,
waarbij
Loeb zich dacht, dat in de physiologisch gebalanceerde
vloeistoffen die permeabiliteit een minimum zou zijn. Was er in de
omspoelende vloeistof slechts één electrolyt aanwezig, b.v. NaCl,

\') Madsen en Nymann. Zschr. Hyg. und Inf. 57, 388, 1907.
Paul und Krönig. Zschr. f. Hyg. und Inf. 25, 1897.

\') Loeb schrijft daaromtrent: Der Gedanke, dass die erregende und
hemmende Wirkung der Salze auf der elektrischen Ladung der Ionen beruhe,
ging von Loeb aus, im Anschluss an die Arbeiten von Hardy über Kolloide,
wonach es schien, als ob dic Wirkung der Ionen auf Kolloide eine elek-
trische sei. Loeb sowohl wie Hardy sind seitdem aber zu der Uberzeugung
gekommen, dass es sich bei der Wirkung der Salze auf die Kolloide um
rein chemischen Vorgänge handelt.

En verder: Die Kolloide unterscheiden sich m.E. von den Kristallolden
lediglich durch die Grösse der Teilchen, aber in sonst nichts.

(Oppenhelmer. Hdb. der Biochemie Bd. II\', 1909, p. 108 en 134).

*) Robertson, journ. of physiol. chemistry. 10, 524, 1906.
j. Loeb. Biochem. Zeitschr. Bd. 36 p. 275. 1911.

-ocr page 30-

dan zou de permeabiliteit der oppervlaktelaag toenemen, die dan
door toevoeging van een tweewaardig ion weer wordt verminderd.
Speciaal aan het calciumchloride werd daarbij een dichtende of
looiende werking toegeschreven\')- Uit den aard der zaak is het
begrijpelijk, dat de betrekkelijk eenvoudige tweede voorstelling van
Loeb om het proces op te vatten als een zuiver chemische binding
tusschen electrolyten en kolloidale complexen, door andere onderzoekers
niet werd aanvaard. Dit hangt samen met nieuwe verschijnselen,
die door de kolloidchemie zijn gevonden en welke verschijnselen als
basis werden genomen
ter verklaring der antagonistische zoutwerking.

§ 4. Kolloidchemische aanknoopingspunten.

Bij het onderzoek naar den invloed van de ionenpermeabiliteit op
den demarcatiestroom van den kikvorsch, bleek het HöBER^)datde
demarcatiestroom, die met kalium was te verkrijgen, niet toegeschreven
moest worden aan een gemakkelijk doordringen der kaliumionen,
maar dSf dit verschijnsel anders moest worden verklaard. Daarbij
was aan het licht gekomen, dat behalve het kaliumion ook andere
kationen het vermogen bezitten om een demarcatiestroom op te
wekken, hoewel in geringere en niet alle in dezelfde mate. De kationen
konden, wat deze werking betreft, in een bepaalde reeks worden
gerangschikt. En bovendien bleken ook de anionen in staat te zijn
om een ruststroom, tegengesteld aan die, veroorzaakt door de kationen
op te wekken. De reeks, die hieruit was op te maken bleek evenals
de kationenreeks overeenkomst te bezitten met de reeksen, die kunnen
worden. opgesteld voor de electrolytwerkingen bij het neerslaan
resp. coaguleeren van eiwitstoffen 3).

Höber concludeert hieruit, dat de permeabiliteit van de opper-
vlaktelaag der spierfibrillen zijn oorzaak heeft in het feit, dat de ionen
waaruit die zouten zijn opgebouwd op specifieke wijze de kolloiden,
die oppervlaktelagen vormen, beïnvloeden.

Behalve Höber hebben ook andere onderzoekers overeenkomsten
meenen te vinden tusschen ionenreeksen, voor de uitvlokking van
eiwitoplossingen en hunne physiologische werking.
LillieM vond bij
zijn onderzoek van Mytilus edulis, dat niet alleen de antitoxische
werking afhankelijk was van de waardigheid, maar dat speciaal bij

\') J, Loeb Journ. of biological Chemistry Vol. XXI. No. 2. June 1915.

2) Höber. Pflüger\'s Archiv. Bd. 106, 599. 1905.
ibid. Bioch. Zeitschr. Bd. 14. 209, 19o8.

3) Pauli. Hofmeister\'s Beiträge. Bd. 5, 27. 1903.

*) R. S. Lillie. Amer. Journ. of Physlology. 17, 89, 1906.

-ocr page 31-

het Strontiumchloride naast de toxische werking er sprake zou zijn
van een anticoagulatieve werking van het kation. Het gelukte hem
een dergelijk verschijnsel te kunnen aantoonen bij de larven van
arenicola\'). Deze larven verliezen hunne musculaire contractiliteit
in isotonische oplossingen van niet electrolyten; indien nu de
larven daarna in een zuivere keukenzoutoplossing gelegd worden
treden weer contracties op. Daarbij bleek, dat de mate van contrac-
tiliteit afhankelijk was van de natuur van het anion van het natrium-
zout. Maar ook verschillende kationen hebben verschillenden invloed
op de sterkte der contractiliteit. De reeksen, die op deze manier
opgesteld kunnen worden hebben een merkwaardige overeenkomst
met de reeksen, die voor het uitvlokken van eiwitoplossingen door
electrolyten gelden. Vooral aan de onbevruchte eieren van Arbacia
kon Lillie^) merkwaardige verschijnselen waarnemen. In isotonische
oplossingen van de neutrale zouten der alkalimetalen treedt er na
een voor ieder electrolyt wisselenden tijd, een diffusie op van het
pigment, dat door het ei wordt losgelaten. Ook hier was het mogelijk
weer een dergelijke reeks op te sporen. Uit deze vondsten komt
evenals uit die van Schwarz en Bethe \') aan het licht, dat de
lyotrope reeksen physiologisch eeti belangrijke rol spelen. Wanneer
men zich de werkingen in de grenslagen van het protoplasma ge-
localiseerd denkt, dan zou men zich in verband hiermede zeer wel
kunnen voorstellen, dat door de electrolyten hier groote verande-
ringen worden teweeggebracht.

Uit Lillie\'s proeven blijkt, dat ook de waardigheid der kationen
een rol speelt, wat betreft de hoeveelheid, noodig om kationen van
lagere waardigheid tegen te werken. Maar als hoofdzaak mag de
lading der ionen ter verklaring der zoutwerkingen niet gebruikt
worden. Bovendien is hct later duidelijk gebleken, dat het geheim
der antagonistische zoutwerkingen ook niet schuilt in de tegenge-
stelde lading der kationen en anionen

De anionen spelen bij de antagonistische zoutwerkingen slechts
een ondergeschikte rol. Een zuiver antagonisme alleen tusschen
anionen is slechts enkele malen door Loeb®), Miss Mooreen
Räber \') waargenomen.

\') R. S. Lillie. Amer. Journ. of PhysiolORy. Vol. 24, p- 14, 1909.

\') R. S: Lillie. Amer. Journ. of Physiol. Vol. 26 p. 106, 1910.

Schwarz. Pfl. Arehiv. Bd. 117, 161, 1907.

*) Bethe. Pfl. Arehiv. Bd. 127, 219, 1909.

J. Loeb. Journ. of biological chemistry Vol. 19, 3, p. 431, 1914.

\') J. Loeb. Arch. f. die gesammte Physiologie. Bd. 107. 1905.

O Miss Moore. Amer. Journ. of Physiol. Vol.5,87, 1901. Vol.7,315.1902.

\') O. L. Räber. Journ. of general Physiology Vol. 2 p. 541. 1920.

-ocr page 32-

Andere onderzoekers hechten een groote waarde aan het isoelec-
trische punt.
Michaelis en Takahashi ■) hebben nagegaan dat
erythrocyten, die in isotonische zoutoplossingen z.jn gesuspendeerd,
bf aanzuring intact blijven, totdat
Sörensen\'S .ndex de waarde
PH = 5 heeft bereikt. Aannemende dat het coagulatie-optimum
samenhangt met het isoelectrische punt, besluiten ze er uit dat het
haemoglobine der roode bloedlichaampjes alleen door het stroma
Avordt vastgehouden, indien dit negatief is geladen.
Mines )
toonde in 1910 aan. dat de driewaardige kationen der zeldzame
aarden in werking met de waterstofionen overeenkomen. Alleen
quantitatief bleek, dat de driewaardige kationen reeds in een con-
ppntratie van 10-5 werkzaam waren. Daarbij kwam aan het l.cht
dat deze werking in tegenstelling met die der H ionen irreversibel
was. Na toevoeging van wat OH - ionen wordt het proces rever-
sibel Deze proeven werden door
Höber en Spaeth\') herhaald bij
dwarsgestreepte spieren, waarbij aangetoond kon worden, dat door
driewaardige kationen de prikkelbaarheid verdwijnt. Dit proces is
reversibel voor lage en hooge concentraties, maar irreversibel md.en
middelmatige concentraties werden gebruikt. Ter verklaring van
deze verschijnselen kan men niet volstaan met een zuiver chemische
binding aan te nemen. Uit
Kozawa\'s 1) onderzoek over de samen-
hang van hämolyse en kataphorese bleek, dat de zeldzame aarden
bij een middelmatige concentratie de grootste uitvlokking bewerk-
stelligden. Ook
Mines») en Höber") toonden aan, dat roode bloed-
lichaampjes zoowel door
H ionen als Al en Fe «onen

omgeladen kunnen worden.

Voor plantencellen werd iets dergelijks gevonden door Fluri
hetgeen door SzüCS") wordt verklaard als een uitvlokking van het
protoplasma, dat zich uit in een verdwijnen der
Plasmolyse en een
gefixeerd zijn der chloroplasten bij centrifugcercn.

In den laatsten tijd is ook door Jodlbauer en Haffner®) bij hun
onderzoek over hämolyse en toestandsveranderingen van de kolloiden
der erythrocyten in dezelfde richting gewezen, toen zij vonden, dat

1  Michaelis en Takahashi. Biochem. Zeitschr. 29 439 1910

ï) G Mines Journ. of Physi 1 Vol. 40 p. 327, 1910; Vol. 42 p.309.1911.

3) Höber en Spaeth. Pfl. Archiv. Bd 169. 433, 1914.

<) Kozawa. Biochem. Zeitschr. Bd 60 p. 146. 1914.

») Mines. Kolloidchem. Beiheft. Bd, 3. p. 191. 1912.

«) Höber. Pfl. Archiv. Bd. 101. p. 627. 1904.

7) Fluri. Flora Bd. 99. p. 81. 1909.

») Szücs Jahresber. f. Wissensch. Botanik. Bd. 52 p. 269, 1913.

») Jodlbauer und Haffner. Pfl. Arch. Bd. 179. p. 121. 1920.

-ocr page 33-

het keerpunt der ionenwerkingen samenvalt met het uitvlokkings-
optimum der kolloiden. De in deze paragraaf samengevatte gegevens
zijn voor mij aanleiding om naar een verband te zoeken tusschen
•electrolytwerkingen en lading der levende cel zooals dat voor
kolloidale oplossingen is aangetoond. Waar juist door verschillende
onderzoekers de electrolytwerkingen in verband zijn gebracht met
■de permeabiliteitsverschijnselen, is het niet onmogelijk, dat electrolyt-
werking, permeabiliteit en lading der celoppervlakte gemeenschappelijk
verklaard zouden kunnen worden. Maar dan is het onwaarschijnlijk,
•dat men door het aannemen van een zuivere chemische binding
tusschen electrolyt en eiwitstof tot zijn doel zou geraken.

Door het onderzoek van Mines, waaruit blijkt, dat zeer kleine
■doses van een driewaardig kation reeds physiologische werkingen
veroorzaken, is men geneigd om bij de electrolytwerking naast eene
chemische binding tusschen electrolyt en eiwitstof, die ongetwijfeld
bestaat, tevens aan eene adsorptieve werking te denken. Van Oven\')
meent, dat een bepaalde chloride minder wordt geadsorbeerd dan
NaCl en KCl in combinatie, cn hij vermoedt, dat dit proces zich
•ook bij de biologische balanccering afspeelt. Met Freundlich zou
men dat kunnen aannemen, dat de lading, die tusschen twee grens-
vlakken bestaat, te beschouwen is als adsorptiepotentiaal d. i. een
ongelijke adsorptie van anionen cn kationen. Tracht men dit gegeven
te gebruiken ter verklaring van dc antagonistische zouwerkingcn,
dan kan men toch niet tot een bevredigende oplossing komen.
Bovendien is het door de nieuwste onderzoekingen van Lanomuir»)
twijfelachtig geworden, of er werkelijk een zoo groot verschil
tusschen adsorptie en chemische binding bestaat. In één opzicht
cchter zijn alle onderzoekers het met elkaar eens, n. 1. hierin dat de
in de cel overal aanwezige kolloidale oplossingen bij dc verklaring
der electrolytwerkingen een groote rol spelen. Ten leste is zelfs
Loeb een cindwecgs met deze gedachtengang meegegaan cn heeft
Betracht om langs kolloidchemischen weg het vraagstuk op te lossen.
In ccn reeks van publicaties beschrijft hij\') het gedrag van amphotere
kolloiden, waaruit intusschen tenslotte blijkt dat hij toch in beginsel
aan zijne reeds in 1904 verkondigde theorie is trouw gebleven. In
de
eerste plaats onderzocht hij bij het gelatine de wijze waarop dit
•kan dlssociccren en zijne afhankelijkheid van het isoclectrische punt.
Aan de zure kant van het isoclectrische punt kan dc eiwitstof

\') V. Oycn. Biochem. Zeitschr. 88, 418-424, 1918.

Lannmulr. journ. Amer. Chemie. Soc. 39, 1848, 1917.
\') Lucb. journ. . f Geneial l\'hysiol. Vol. 1. 1919.

-ocr page 34-

alleen met anionen van een neutraal zout zich vereenigen, en daaren

f in n.n de alkalische kant alleen met kationen. Bovendien kon

niet is gedissocieerd.

§ 5. Verdere pogingen ter verklaring.

Het heeft in de kolloidchemie zelf niet ontbroken f" "

om het a^^gonisme der ionen, dat biologisch - veeWuld^g ^

bij het uitvlokKen van J tweewaardig kation voor. dan

Tu. da" :e"ua.fon"veeT\'inder Ln gebruiken, dan

ruwer additw gedrag van allen gezamelijk het geval zou z,jn\'.
oize p o Ven dl \'doof pauli\') en Koch\') zijn herhaald bi] e.w.t-
Sen en lecithine blijken geen van allen aan le toonen, dat z>,

TaL:rvrgS:trin deze „odelproeven alleen o™ een

Lenk W nt de antagonistisehe ionenwerking als een eenvoudige
zwe^g d" dwUstoHen te mogen beschouwen, waar.oe hl, eveneen
«n modelproef te hulp heeft geroepen. Hij nam gelat.ne en onderzocht
m ZrTL deze stof in de zoutmengsels waarvan Lenk erdr e
ondeSdde. In de eerste plaats gebruikte hij zoutmengsels met
P^n S kation in de tweede plaats zoutmtngsels roet ongell|kc
fnïonen \' en kTonen. Het resultaat van dit onderzoek was, dat In

al" «V analogon van de biologische ionenbalanccc,Ing.

Hofmelslers Beiträge. 5. 1904.
») Pauli. Hofmeister\'s Beitrage. 3. 1S03, 5. im.
. Koch. Zeitschr. f. physiol. Chemie. ^,1902.
S) Lenk Biochem. Zeitschr. 73, p. 58, 1916.

-ocr page 35-

een elektrolytcombinatie de zwelling der gelatine anders verloopt
dan in oplossingen der afzonderlijke electrolyten. In de electrolyt-
combinatie is de zwelling grooter dan het zwakst werkend electrolyt
alleen zou veroorzaken en bovendien kleiner dan wanneer het sterkst
werkende electrolyt alleen aanwezig zou zijn. Van een zuivere additie
is dus geen sprake. Uitzonderingen bestaan alleen voor zouten, die
in groote concentratie aanwezig zijn. Of hier werkelijk van een
antagonisme sprake is, is twijfelachtig, en men kan zooals
Neusch-
losz
opmerkt, alleen besluiten, dat we met een ingewikkelde elec-
trolytwerking te maken hebben. Bovendien is het niet gemakkelijk
om uit de gegevens van
Lenk conclusies te trekken, die biologisch
beteekenis hebben. De biologische werking van het
ionen-antagonisme
doet zich haast onmiddellijk voor, terwijl in
Lenk\'s proeven het
duidelijk verschil eerst na 5 tot 10 uur optreedt. Vooral op de
vondsten aan hoogere dieren gedaan, is zijne hypothese dus niet
toepasselijk.

Neuschlosz\') heeft daarna verband gebracht tusschen de opper-
vlaktespanning en electrolytwerking. Wordt een electrolyt toegevoegd,
dan blijkt bij lagere concentraties de oppervlaktespanning van een leci-
thinesol eerst toe te nemen om bij hoogere concentratie, na een maxi-
mum te hebben bereikt, weer te dalen. Dit maximum is afhankelijk van
de waardigheid. Indien nu echter een mengsel van twee zouten
wordt genomen, dan neemt de oppervlaktespanning af cn deze
vermindering heeft bij een bepaalde verhouding der zouten een
minimum.
Neuschlosz onderzocht verschillende mengsels, zooals

—• voorts enz. Zooals reeds door Handovsky^") is betoogd,

Ca\' K Mg

Ni

is vooral wat betreft de verhouding het werkelijk bestaan van

een minimum der oppervlaktespanning niet aangetoond, welke op
merking door
Neuschlosz^») niet voldoende wordt weerlegd. Maar
in ieder geval toonen deze proeven toch, dat er inderdaad merk-
waardige verhoudingen bestaan tusschen oppervlaktespanning cn
electrolywerking, gelijk trouwens ook reeds gebleken was uit het
onderzoek van
Pauli en Handovsky^). Deze proeven geven dus
een aanwijzing in welke richting het onderzoek misschien tot resul-
taten kan voeren. Door het werk van
Lanqmuir») is het waar-

) Neuschlosz. PH. Archiv. Bd. 181, p. 16. 1920.
) Handovsky, Pfl. Arehiv. Bd. 185, p. 7, 1920.
Neuschlosz.
Pn. Arehiv. Bd. 187 p. 136, 1920
Pauli en Handovsky. Biochem. Zeitschr. 24, 245. (1910).
Langmuir. Journ. Amer. Chemical Society. 39, p. 184«.

-ocr page 36-

schiinliik, dat de oppervlaktespanning tot een electrisch verschijnsel
is terug te brengen. Het ligt voor de hand in het algemeen te
vermoeden, dat de electrolytwerkingen en dus ook de ionen-balan-
ceering als electrische verschijnselen te beschouwen zijn. Er is trouwens
meer dat ons hierin als gids kan dienen. In
1920 heeft Tadokoro\'
bij het ultramicroscopisch onderzoek van bloedserum gevonden, da
er bij tóevoeging van een electrolyt b.v. ZnSO« of CaCl^ aan het
verdunde serum er groote aggregaten ontstaan, die hun oorzaak
hebben in samenklonteren der micellen. Worden echter twee elec-

ZnS04 . LaCl;

trolyten in een bepaalde verhouding b.v. ot toege-

voegd, dan verdwenen deze aggregaten weer en werden de micel-
len weer vrij en bewegelijk.

Neemt men met Michaelis aan. dat het samenklonteren der
micellen er op wijst, dat de kolloidale oplossing zijn iso-electrisch
punt nadert, m.a.w. dat de lading der micellen nadert tot o, dan
kan men zeggen, dat ook hier electrolytwerkingen eene verandering
in de lading der micellen veroorzaken. In dit verband moet dan ook
nog worden gewezen op eene mededeeling van
Mathews^), die op
grond van voortgezette studiën aan Funduluseieren tot de conclusie
komt, dat in plaats van de waardigheid der ionen vooral de op-
lossingsspanning een rol zou spelen.

>) Tadokoro. Kent. Chemie. Laborat. Univ. Chicago. 26, 1 - 7, 1920.

2) Mathews. Amer. journ. of Physiology. 12, 419, 1905.

-ocr page 37-

HOOFDSTUK II.

Experimenteele gegevens.

INLEIDING.

Toen mij in 1916 werd opgedragen om na te gaan in hoeverre
het kalium in de Ringer\'sche vloeistof vervangen kan worden door
andere radioactieve stoffen, viel het aanstonds op, dat ook de kalium-
vervangers met de overige bestanddeelen der Ringer\'sche vloeistof
konden balanceeren \'). Behalve voor het rubidium, aan het kalium
zoo nauw verwant, kon dit worden aangetoond voor het uranium
en thorium, elementen, welke van het kalium geheel verschillen, al
hebben zij met het kalium en rubidium de radio-activiteit gemeen.
Voor de andere radioactieve atomen gelijk het radium en radium-
emanatie, kon geen balanccering worden gevonden, terwijl de radium-
bestraling zich voor een dergelijk onderzoek niet leende. Al deze
feiten hebben voor het balanceeringsvraagstuk een groote beteekenis,
omdat er duidelijk uit blijkt, dat de balanceering als een eigenschap
beschouwd moet worden, die aan alle ionen toekomt, geheel afgeschei-
den van specifieke werkingen, die de ionen verder openbaren. Bij
bepaalde organen zooals b.v. het kikvorschenhart, treden zulke
specifieke werkingen sterk op den voorgrond, want zooals bekend
is, kunnen de bestanddeelen der Ringer\'sche vloeistof slechts door
bepaalde andere worden vervangen. Voor andere organismen, zooals
de eieren van Fundulus, is van specifieke werkingen weinig te be-
merken, zoodat hier alle mogelijke ionen de plaats van de ionen
van het zeewater kunnen Innemen. Zoo is het dan begrijpelijk, dat
in deze laatste gevallen de algemeene ionenwerking sterk naar voren

\') T. P. Feenstra, Zittingsvcrsl. Kon. Akad. v. Wctenscti. Deel 24, pg.
1822, 1916. Deel 25, pg. 37, 1916.

-ocr page 38-

komt, terwijl in de Physiologie van het hart de specifieke kalium-

en calciumwerkingen domineeren.

1„ de volgende bladzijden zal nu worden getracht een ov z ch
te «ven van de proeven, waarin is aangetoond, dat me slechts
het
kal uraTaar ook zijn vervangers in de Ringer\'sche vloeistof met
h c iclion kunnen balanceeren. Opzettelijk is m d|e proeven
aLen de balanceering tegenover calcium nagegaan, omda met
he
oog
op den osmotischen druk der vloeistof het natriumchlor,de n.et
voldoende gevarieerd kon worden.

§ 1. De proefopstelling.

Overeenkomstig hetgeen geschied is bij de proeven, die de ver-
vaSa
heTvan het kalium door andere radio-actieve stoffen moesten
TeXen werd gebruik gemaakt van het kikvorschenhart.

He dieT werd daartoe gedood door vernieling van hersenen en
rur/emerg waarna het hart werd blootgelegd. Nadat het was vry-
het pericardium weggesneden, werd, door he orgaan
vXzS Ln den punt op te lichten een ligatuur gelegd ter

hoog v?n den sulcus atrioventricularis. Deze voorzorg werd geno-
men om wanneer-de canule in de hartkamer was gebracht, deze
di ëkt
kunnen fixeeren. Door het hart opgelicht te houden kon
\'u
hierna met een fijn schaartje de sinus venosus worden mgekmpt
^n hierop volgend het septum atriorum worden vermeld. Na deze
kunstbeTerking werd de canule van
Kronecker aangebracht. Deze
cLuir ä luble courant" bestaat uit een stelsel van twee n.e
ven wijde buizen, belde vervaardigd van nieuwzilver. De nauws e

van dezi twee dient tot toevoer, de \'\'\'\'\'\'XZ f \'Z

Xeistof Wanneer nu deze canule door de openmg m de sinus
V no SS
toUn de hartkamer was gebracht kon, door het aan rekk^
T l gatuur het geheel worden gefixeerd. Bij deze methodiek is he
fooSelijk om op eenige bijzonderheden te letten, d.e voor het
we
si gen t kunstmatige doorstrooming van het grootste belang z n
In de eerste plaats moet er voor worden gezorgd, dat b.j het
aantrekken van de ligatuur deze ongeveer ter hoogte
van de su cus
a r ovent cu^^ komt te liggen. Als proefobject dient dan alleen
de ventrikel. Bovendien is het noodig, dat de ligatuur sterk wordt

\'Tdf tweede plaats is het een vereischte, dat bij het inbrengen
de canule geheel en al vrij is van luchtbellen, omdat die anders m
de ventrikel blijven hangen en daar storend werken.

Zoodra het hart aan de canule is bevestigd, wordt de mvoerbuis

-ocr page 39-

verbonden met het doorstroomingstoestel, ten einde zoo spoedig
mogelijk de doorstroonjing in gang te kunnen zetten.

Het doorstroomingstoestel beslaat uit eenige flesschen volgens
Mariotte, die door buizen uitmonden in een gemeenschappelijke
buis, die met de canule van
Kronecker verbonden kan worden.
Door middel van kranen is het mogelijk om de vloeistof uit elke
flesch afzonderlijk te laten doorstroomen. Bij het begin der proef
werd er steeds voor gezorgd, dat het hart eerst met Ringer\'sche
vloeistof werd doorspoeld, opdat het hart zich kon herstellen van
de shock, die het afbinden veroorzaakt kon hebben. Bovendien
werden zoodoende tevens abnormale harten tevoren herkend.

De Ringer\'sche vloeistof had de volgende samenstelling:

Natriumchloride . . . 0.6 "\'o
kaliumchloride .... 0.01 %
calciumchloride . . . 0.02%
bicarbonas natricus . 0.02%
aq. dest........100

Aan deze vloeistof werd opzettelijk niet, gelijk locke deed glu-
cose toegevoegd, omdat we zekerheid wenschten te hebben met
chemisch zuivere zouten te werken. De natrium, kalium en calcium-
zouten, die in de Ringer\'sche vloeistof gebruikt werden, konden
tijdens het onderzoek, dat in de oorlogsjaren plaats had, chemisch
zuiver worden verkregen, maar voor de glucose was dat onmogelijk.
Deze stof werd daarom uitgeschakeld, temeer omdat de proeven

niet van langen duur zouden zijn.

In verband met de samenstelling der Ringer\'sche vloeistof moet
ook nog op een andere bijzonderheid worden gewezen. Zooals reeds
bekend was, gedragen kikvorschharten zich niet altijd gelijk, in het
bijzonder tegenover de kationen, die in de voedingsvloeistof aan-
wezig zijn.
De Boer \') heeft dit verschijnsel nader onderzocht en
daarbij kunnen aantoonen, dat de door hem in de maanden Juli en
Augustus onderzochte kikvorschharten cen vloeistof van andere
samenstelling noodig hadden, dan de oorspronkelijke vloeistof van
Ringer De oorzaak van dit verschijnsel is tot nu toe nog niet op-
gehelderd, al zullen waarschijnlijk volgens
Zwaardemaker sensi-
bilisatoren er een rol bij spelen. Bovendien is het nog niet geheel
en al zeker of er naar aanleiding van dit verschillend gedrag
gesproken mag worden van winterkikvorschen cn zomerkikvorschen,

S. de"~Bocr. Archivcs nécrl. dc Physiologie Tome II, p. 352, 1918.

H. Zwaardemaker. Verslag Kon. Akad. v. Wetensch. Wls-en Natuurk.
Afd. Deel 29, 390, 1920. Deel 29, 29 Januari 1921.

-ocr page 40-

omdat ook in den afgeloopen winter (1920—1921) de harten een
gelijk abnormaal gedrag vertoonden als anders \'s zomers. Voor het
experiment is het echter in ieder geval noodig om steeds op zulke
afwijkingen bedacht te zijn en bij elke proef het gedrag van het
hart te vermelden. De zomerkikvorschen leenen zich dientengevolge
slecht voor quantitatieve proeven. De omstandigheid, dat de voor-
waarden, wat betreft de samenstelling der Ringer\'sche vloeistof, voor
iederen kikvorsch nagenoeg weer anders zijn, is in hooge mate
storend en tijdroovend.

Indien dus het hart gedurende 15 minuten normaal met RiNGER\'sche
vloeistof had geklopt, werd de doorstrooming voortgezet met kalium-
looze
RiNGER\'sche vloeistof. Deze vloeistof werd bewaard in een
der flesschen van Mariotte van het doorstroomingstoestel, welke
flesch iederen dag zorgvuldig werd schoongespoeld teneinde ver-
ontreiniging met kalium uit de glaswand te voorkomen.

Doorspoeling van het hart met deze vloeistof, heeft tot resultaat,
dat er in het hartspierweefsel gebrek aan kalium ontstaat, welk ge-
brek zich uit door een onregelmatige functie, die tenslotte in een
volledigen stilstand overgaat. Deze stilstand kwam gewoonlijk na
eene doorstrooming van gemiddeld een half uur tot stand. De
voorzorg, eerst met kaliumlooze vloeistof door te spoelen, was
noodzakelijk omdat, indien het circulatie kalium niet eerst zooveel
mogelijk was verwijderd, er een paradoxon zou ontstaan tusschen
het /»-stralende kalium en het a-stralende uranium. De hieruit
voortkomende verschijnselen zouden voor onze proeven slechts ver-
warring hebben kunnen stichten, zoodat het noodzakelijk was om
steeds een stilstand af te wachten tijdens deze doorstrooming met
kaliumlooze voedingsvloeistof. Eerst daarna werd overgegaan tot
een nasporen der balanceering.

De balanceering „ werd onderzocht door bij verschillende hoe-
Ca

veelheden calciumchloride, die in de vloeistof waren opgenomen,
de minimum- en maximum-hoeveelheid zout van het radioactieve
metaal te bepalen, die het hart nog juist kon doen kloppen. In de
eerste plaats werden deze bepalingen gedaan bij een
calciumgehalte
van
200 mgr. zonder kristalwater, per Liter doorstroomingsvloeistof,
waarna het gehalte werd verhoogd tot 250 mgr., 300 mgr., 400 mgr,,
500 mgr. en 600 mgr. Met de laatste dosis was de hoogst toelaatbare
grens bereikt. Bovendien werden de bepalingen verricht bij een
gehalte van 100 mgr. en 150 mgr. calciumchloride per Liter;
40 mgr. CaClj is slechts in enkele gevallen toereikend. Voor elke
bepaling werd een nieuw kikvorschenhart gebruikt. Slechts in uit-

-ocr page 41-

zonderingsgevallen werd na afloop van de kaliumbeproeving een
nieuwe calciumdosis bij hetzelfde hart gebezigd. Dit geschiedde
alleen, indien het hart niet te veel geleden had, door het achter-
eenvolgens veranderen van de samenstelling der voedingsvloeistof,
in kaliumopzicht. Het is begrijpelijk, dat het zoeken naar de minimum
en maximum dosis niet altijd even vlug in zijn werk ging, zoodat
de duur der proeven daardoor ook nog al varieerde. Sommige be-
palingen waren reeds in 50 minuten afgeloopen, terwijl andere
waarden eerst na 2V2 uur opgespoord waren. Op die manier was het
mogelijk een aantal gegevens te verzamelen, die ons in staat stelden

om het quotiënt in de RiNGER\'sche vloeistof te beoordeelen.

Ca

Daarbij werd er voor zorg gedragen, dat voordat een bepaalde
samenstelling der vloeistof als werkzaam beschouwd werd deze
eerst minstens 10 minuten door het hart gestroomd moest hebben.

Ging het hart binnen 10 minuten spontaan pulseeren, dan moest
het daarenboven 10 minuten doorkloppen, voordat werd aangenomen,
dat we met een gebalanceerde oplossing te maken hadden. Aan
dezen eisch heb ik steeds vastgehouden, daar anders indrukken,
die op toevallige coïncidenties berusten, niet in voldoende mate
zouden zijn uitgesloten.

Overeenkomstig de vondsten van Loeb omtrent de afhankelijkheid
der balanceering van de waterstofionenconcentratie werd er in de
proeven steeds nauwkeurig op gelet, dat deze zooveel mogelijk
constant bleef. Dit was juist in onze proeven van belang omdat de
toevoeging van de uranyl- of thoriumzouten gemakkelijk een ver-
schuiving der waterstofionen concentratie veroorzaken kan. Daarom
werd aan de vloeistof steeds neutraalrood als indicator toegevoegd,
door toevoegen van natriumbicarbonaat kon de vloeistof dan zwak
alcalisch worden gehouden. Bovendien moest er rekening mee
worden gehouden, dat bij het afwegen van het calciumchloride
steeds een zekere hoeveelheid water mee wordt afgewogen, zoodat
ook hierop gelet moest worden.

Iedere bepaling werd drie maal herhaald, zoodat vOor elke waarde
ccn
quasi-gemiddelde kon worden opgegeven. Ten einde de bij-
zonderheden, die hierbij aan het licht kwamen zoo duidelijk mogelijk
voor te stellen, werden deze waarden in graphieken vereenigd,
welke in de volgende paragrafen zullen worden afgebeeld. Uit den
aard der zaak moest het onderzoek beperkt blijven tot de balan-
ceering tusschen het kalium of zijne vervangers en het calcium. De
balanceering tusschen calcium en andere niet radioactieve metalen,
die door Loeb is aangetoond, kan, bij het hart van den kikvorsch

-ocr page 42-

niet worden nagegaan, aangezien dan het kahum verwijderd zou
moeten worden. Maar hiermede zou tegeHjk de automatie, die in
onze proeven als indicator wordt gebruikt, verloren zijn gegaan.
Een verdere uitbreiding zou aan het onderzoek gegeven kunnen
worden, door het
Strontium, dat het calcium in de Ringersche vloei-
stof kan vervangen, in plaats van het calcium te gebruiken. Dit
was echter niet noodig, aangezien
Jolles \') terzelfdertijd, dat door
mij de balanceering van het calcium werd nagegaan, de vriendelijk-
heid had het
Strontium in dezelfde richting te onderzoeken. De
uitkomsten van dit onderzoek zijn in de verschillende paragrafen

aan den voet der bladzijde genoemd.

Ook de bij de verschillende proeven optredende moeilijkheden

zullen daarin worden behandeld.

§ 2. Het onderzoek van het uranylnitraat.

Het uranylnitraat UO, (NOa)^ is een zout, dat zich in oplossing
splitst in positief geladen UO, ionen en negatief geladen NO3 ionen.
De oplossing van uranylnitraat reageert zuur en indien aan deze
oplossing een alkali wordt toegevoegd ontstaat een neerslag van
uranaten (H, U, O, ), dat weer in zuur oplosbaar is. Bij het op-
lossen in de Ringersche vloeistof is het daarom van het grootste
belang om\' na te gaan, of er werkelijk een neerslag van eenige
beteekenis gevormd zou worden. De Ringersche vloeistof reageert
zwak alcalisch, zoodat die mogelijkheid niet geheel uitgesloten was.
Herhaalde malen is het echter gebleken, dat indien kleine hoeveel-
heden uranylnitraat, die in physiologische proeven gebruikt worden,
eenige dagen in de Ringer\'sche vloeistof verbleven, van neerslaan
geen sprake was. In die gevallen kwam het dus niet tot de vorming
van uranaten in merkbare hoeveelheid, want al zouden die in den
beginne in de vloeistof gesuspendeerd kunnen blijven, gedurende
eenige dagen is dit onmogelijk. Aangenomen mag dus worden, dat
in de Ringersche vloeistof werkelijk uranylionen aanwezig zijn en
practisch gesproken ongeveer in een hoeveelheid correspondeerende
met de toegevoegde hoeveelheid.

Wanneer na toevoeging van het uranylnitraat bleek, dat de reactie
van de vloeistof niet meer dezelfde was als die van de oorspron-
kelijke Ringer\'sche vloeistof, dan werd met behulp van natrium-
carbonaat de vloeistof geneutraliseerd. Zooals reeds is vermeld werd
daarbij het neutraalrood als indicator gebruikt. .

>) Jolles. Diss. Utrecht. 1917.

-ocr page 43-

In de eerste plaats werd nu de minimum en maximum hoeveel-
heid uranylnitraat (zonder kristalwater) bepaald, die nog juist in
staat was om het hart te doen kloppen indien in de vloeistof 200 mgr.
zuivere calciumchloride aanwezig was. Daarna werd dezelfde proef
herhaald bij een gehalte aan calciumchloride van 100 mgr.; 150 mgr.;
250 mgr. enz.\'). De resultaten van die experimenten zijn in onder-
staande tabel vereenigd. Daarbij dient in het oog gehouden te
worden, dat in de tabel zijn opgegeven de gewichtshoeveelheden
van de zuivere zouten zonder kristalwater, en daarnaast de ionen-
concentratie in grammoleculen. Deze omrekening was noodzakelijk
omdat om later te verdedigen redenen het waarschijnlijk is, dat we
hier met ionenwerlyngen te doen hebben.

TABEL 1. Balanceering

CaClj
U02(N03)2

Hoeveel-
heid
Ca CIj p. L.
in mgr.

Hoeveel-
heid
Ca
in gr. mol.

Correspon-
deerende
minimum
hoeveelheid
U02(N03),
in mgr. p. L.

Correspon-
deerende
minimum
hoeveelheid
UOa
in gr. mol.

Correspon-
deerende
maximum
hoeveelheid
U
0J(N03),
in mgr. p. L.

Correspon-
deerende
maximum
hoeveelheid
UO,
in gr. mol.

25 mgr.

0.0002 m.

10.0 mgr.

0.000025 m.

30

mgr.

0.000075 m.

100 „

0.0009 ,

10.0

Pt

0.000025 ,

35.0

a

0.000087 „

150 ,

0.00135 ,

12.5

n

0.000031 ,

37.5

It

0.000092 .

200 ,

0.0018 „

l.\'i.O

II

0.0000375 ,

40

m

0.0001

250 „

0.00225 „

2C.0

ft

0.000050 „

42.5

H

0.000106 .

300 ,

0.0027 „

22.5

n

0.000056 ,

47.5

n

0.000118 ,

325 „

0.0029 ,

25.U

fl

0.0000625 „

50

If

0.000125 .

350 „

0.00315 ,

27.5

*

0.000069 ,

52.5

»

0.000131 .

375 ,

0.0034 ,

32.5

M

0.000081 „

55

N

0.000137 .

400 ,

0.0036 ,

37.5

ft

0.000092 ,

57.5

If

0.000144 „

500 ,

0.0045 ,

52.5

»

0.000131 ,

75

0.000187 „

600 ;

0.0054 ,

80

ff

0.0002

95

»

0.000237 ,

Vereenigen wij de in deze tabel opgegeven waarden in een curve
en wel zoodanig, dat de hoeveelheden calcium (ionenconcentratie
in grammol.) op de absis en dc hoeveelheden uranyl (ioncnconcen-
tratie in grammol.) op de ordinaat worden uitgezet, dan krijgen we
een graphiek zooals in fig. 1 is aangegeven.

In deze graphiek geeft de onderste lijn de minimumwaarden; de
bovenste lijn de maximumwaarden aan. Het vlak, dat door de beide
lijnen begrensd wordt, is dus dc zone, waarvan dc correspondee-

\') jolles heeft aangetoond, dat in plaats van hel CaClj ook het SrCljin
de hartspier met uranylnitraat balanceert. In plaats van 200 mgr. CaClj
bleek 250 mgr. Strontiumchloride le moeten worden gebruikt.

\') H. Zwaardemaker. Kon. Akad. v. Wetensch. Deel 25, p. 1096, 1917.

-ocr page 44-

rende waarden de ventrikel van het hart normaal doen

kloppen.

Men moet de balanceering tusschen twee zouten beschouwen als
een verschijnsel, dat in wezen geheel verschillend is van het anta-

Ü07 «muccmc.

gonisme tusschen geneesmiddelen. Hoewel Ringer het oorspronkelijk
als twee gelijkwaardige processen beschouwde, en daardoor bijzon-
dere aandacht wijdde aan de toxische werkingen van de zouten en
van het gedistilleerde water en bovendien
J. Loeb er door dezen
gedachtengang toe kwam om van ontgiftigingscoefficient te spreken,
bestaat er toch dit principieele verschil, dat geneesmiddelen voor
de levende cel niet noodig zijn, terwijl de zouten in geen geval

gemist kunnen worden.

Uit de oude onderzoekingen is reeds gebleken, dat eene balan-
ceering optreedt tusschen alle mogelijke ionen. Voor het hart echter
hebben alle ionen uit anderen hoofde niet dezelfde beteekenis. Daar
moet in \'het bijzonder aan den eisch worden voldaan, dat in de
vloeistof een radioactief bestanddeel aanwezig is, terwijl hiernaast hel
specifiek werkende calcium het natrium niet gemist kan worden.
Heeft men dus in het hart er voor zorg gedragen, dat in de eerste

-ocr page 45-

plaats specifiek werkende ionen aanwezig zijn, anderzijds moet
men daarenboven voldoen aan den eisch, door de algemeene eigen-
schappen der ionen gesteld, en er daarom op letten, dat de ionen
in gebalanceerde hoeveelheden aanwezig zijn. Om voor het hart
een geschikte physiologische vloeistof samen te stellen, is het strikt
noodig aan deze
twee opzichzelfstaande voorwaarden te voldoen.
Daarbij is het dus niet uitgesloten, dat er zich gevallen kunnen
voordoen, waarin aan beide voorwaarden niet gelijktijdig zou kunnen
voldaan worden. Men zou b.v. een aequiradioactieve vloeistof kunnen
samenstellen, waarin de ionen niet gebalanceerd zijn. Of men zou
een aequiradioactieve vloeistof kunnen verkrijgen met te weinig, doch
toch gebalanceerd calcium. Regelmatige pulseering zou onmogelijk
blijken. Bovendien kan een zorgvuldig gebalanceerde vloeistof ont-
worpen worden, waarin het radioactief bestanddeel in onvoldoende
of. te groote (toxische) hoeveelheid aanwezig is. Ook in dit geval
is slagen der proefneming uitgesloten.

De uranylzouten leenden zich bovendien nog tot een nader
onderzoek wat betreft de rol, die de anionen spelen. Behalve hct
uranylnitraat, konden ook hct uranylacetaat cn hct uranylsulfaat
nagegaan worden. Daarbij kwam aan het licht, dat al deze zouten
tegenover het calciumchloride hetzelfde gedrag verioonden. Ter
staving, hiervan zijn voor het uranylacetaat hieronder in een kleine
tabel de resultaten opgegeven.

TABEL 2. Indifferentie voor anioncninvlocd.

hoeveel-
heid
CaCl, p. L.
in mgr.

1 correspon- corresDon-
hoevcel- decrcnde mN jccrenciemi-
heid nimum l oc- „,,„.,,ocvccl-
Ca4- in veelh. UOj- , no,-H-
nr.mol. acetaat in g^. niol.
mc.
p. L.

correspon- 1 corrcsnon-

deerendema-

ZTVi 1

100 mgr.
200 .
300 ,
400 .

0.0009 m.
0.0018 ,
0.0027 .
0.0036 ,

9 mgr.
13.5 ,
20 „
34 .

0.000025 m.
0 000037» .
0 000056 .
0.000092 ,

31.5 mgr.
36

42 ,
52 „

0.000087 m.
0.0001
0.000118 ,
0.000144 .

Zooals de lezer bespeurt, komen de waarden der UOj concen-
traties in deze tabel geheel cn al overeen met de waarden, die
gevonden zijn voor het uranylnitraat en die zijn opgegeven in tabel
1. Alleen de totale hoeveelheden gebruikte zout zijn anders door
het veranderde moleculairgewicht.

-ocr page 46-

§ 3. Het onderzoek van de thoriumzouten.

Als vervangmiddel van het kaliumzout in de Ringer\'sche vloeistof
is door
Zwaardemaker ook gebruik gemaakt van het thoriumnitraat
(TH (NOs)*). Voor het onderzoek van de balanceering van dit zout
met calciumchloride hadden we met eenige moeilijkheden te kampen,
waardoor het onderzoek slechts binnen zekere grenzen kon worden
uitgevoerd. Zoodra toch de hoeveelheid aanwezig thoriumnitraat
grooter werd dan 50 mgr. p. L. trad er vrij spoedig in de Ringer\'sche
vloeistof een neerslag op, van thoriumhydroxyde, dat een quantitatief
onderzoek onmogelijk maakte. Dientengevolge kon deze curve niet
zoo volledig worden gemaakt als dit met het uranylnitraat het geval
was. Op dezelfde wijze als dat voor het uranylzout hierboven is
geschied, zijn de gegevens hieronder in een tabel vereenigd. De
proeven hadden ook in dit geval met winterkikvorschen plaats.\').

Ca Cb

TABEL 3. Balanceermg fj^Oa)«

Hoeveel-
heid.
CaClj p. L.
in mgr.

Hoeveel-
heid
Ca in
gr. mol.

correspon-
deerende
minimum
hoeveelh.Th.
(N03)4 in
mgr. p. L.

correspon- i
deerende
minimum
hoeveelheid
Th.
in gr. mol.

correspon-
deerende
maximum
hoeveelh.
Th (NOa)»
in mgr. p. L.

correspon-
deerende
maximum
hoeveelheid
Th. -|-
in gr. mol.

10 mgr.

0.00035 m.

12.5 mgr.

0.000026 m.

20

mgr.

0.000042 m.

50 „

0.00045 „

12.5 ,

0.000026 ,

37.5

n

0.000078 ,

100 „

0.0009 .

15 „

0.000031 „

40

»

0.000083 „

150

0.00135 ,

22.5 ,

0.000047 ,

52.5

n

0.000109 ,

200 ,

0.0018 ,

30

0.000062 ,

60

M

0.000124 ,

300 „

0.0027 ,

40 ,,

0.000083 „

85

n

0.000177 ,

400 .

0.0036 ,

80

0.000167 „

Ook deze gegevens kunnen, hoewel zij door het neerslaan van
het Th (N03)4 in alkalische oplossingen in de hoogere doseeringen
niet volledig zijn, kunnen in een graphische voorstelling vereenigd
worden, welke en fig. 3 is weergegeven.

Behalve het hier genoemde geval, waarin gewerkt werd met
thoriumzouten in kristalloide oplossingen hebben
Streef en Levend^*)
de balanceering nagegaan tusschen het calciumzout cn colloidale

\') Ook voor thoriumzouten heeft jolles gevonden, dat in plaats van 200
mgr. Ca Cb van 250 mgr.
Strontiumchloride gebruik kon worden gemaakt.

2)\' Streef. Diss. Utrecht 1918.

3) Levend. Diss. Utrecht 1921.

-ocr page 47-

thorium en thorium-ioniumoplossingen. Beide komen tot de conclusie,
dat ook de in colloidalen toestand verkeerende thoriumverbindingen

WoNCNCONC

-- OncbammoO

WOKKONC

cm »»mmoo

-ftöo»«

CaCl

Fig. 2. Balanceering

resp. ioniumverbindingen met het CaCU zouden balanceeren. Bij een
nadere beschouwing mag echter van een duidelijke balanceering niet
gesproken worden, hoogstens heeft men hier te doen met eene
oan-
duiding
van eene balanceering. Ter staving diene het volgende:
Streef geeft op blz. 31 de volgende gegevens:

TABEL 4.

hoeveelheid
CaClj in mgr. p.
L.

i

minimum hoeveelheid
coll. thor. hydroxyde
in mgr. gebruikt
Th. (NO3)«.

maximumhoeveelheid
coli. thor. hydroxyde
in mgr. gebruikt.
Th. (NO3)«.

150 mgr.

37.5 mgr.

62.5 mgr.

200 mgr.

50 mgr.

75 mgr.

300 mgr.

50 mgr.

150 mgr.

waarbij hij aanteekent, dat 50 mgr. nitraat per liter wel ongeveer
de minimumdosis is, di« de hartautomatie opwekt of aan den gang
houdt, daar een hoeveelheid coll. thoriumhydroxyde = ST\'A mgr.
nitraat slechts een onregelmatig kloppen vermag op tc wekken en
eerst een hoeveelheid = 50 mgr. nitraat p.L. de regelmatige hartsactie
teweeg brengt.

-ocr page 48-

Ik zou naar aanleiding van deze opmerking neiging gevoelen het
cijfer
37.5 mgr. uit Streef\'s tabel in een getal tusschen 37.5 mgr.
en
50 mgr. ingelegen te vervangen. Voor de ondergrens is dus van
eene balanceering op die wijze weinig te bespeuren, terwijl voor de
bepaling der bovengrens hoeveelheden zijn gebruikt, die zoo groot
zijn, dat een spoedig gedeeltelijk uitvlokken te vreezen is. Het wordt
daarom voor de bovengrens eenigszins twijfelachtig of de balanceering
hier wel bestaat. Bovendien al ware uit de cijfers een werkelijke
balanceering af te leiden, dan was het nog altijd de vraag of het
verschijnsel met de colloidale thoriumhydroxyde-complexen in verband
moet worden gebracht of wel afhankelijk is van de ionen, welke
nevens de complexen wellicht in een gering aantal vrij opgelost
voorkomen. Wanneer het aantal dezer ionen bij de hoogere calcium-
doseeringen aanzienlijker ware dan bij de lage, zou de tabel zijn
toegelicht, ook zonder de aanname van eene balanceering tusschen
Ca-ionen en colloidale complexen van thoriumhydroxyde. Ik blijt
daarom nog steeds in twijfel of uit
Streef\'s gegevens inderdaad
besloten mag worden, dat tusschen het colloidale thorium en het

calcium eene balanceering bestaat.

Beter te gebruiken dan de waarnemingen van Streef zijn de
gegevens die
:levend in den winter van 1920 verkreeg, om eene
balanceering tusschen de colloidale ionium-thoriumoplossing en het
calciumchloride te bewijzen. Eene herhaling van deze proeven in
het voorjaar van 1921 leverde echter niet dezelfde mooie resultaten
op. Naast enkele harten, waarbij geene balanceering kon worden
aangetoond, beschrijft hij ook twee gevallen, waarin naar zijne
meening\' van balanceering gesproken mag worden. In deze twee
gevallen zou het hem gelukt zijn om een, met een bepaalde hoeveelheid
lo slecht kloppend hart, door verandering van het calciumgehalte
te verbeteren. Hoe groot echter in deze proeven de niet neergeslagen
hoeveelheid lo in de vloeistof was, is niet precies te zeggen, zoodat
het moeilijk is na te gaan of deze verbetering beschouwd moet
worden als het gevolg van een juistere verhouding tusschen het lo
gehalte en het Ca-gehalte der vloeistof of wel aan een op zichzelf
reeds geschikte loniumdosis te danken is.

6 4 Het onderzoek der kalium- en rubidiumzouten.

Volledigheidshalve moeten ook de resultaten worden vermeld, die
het onderzoek der balanceering tusschen kalium of rubidium en het
calcium hebben opgeleverd, ofschoon dit feit reeds langen tijd bekend
was. Ook daarvoor heb ik mijne gegevens in grafische voorstellingen

-ocr page 49-

vereenigd, die aangezien de curven voor het kaUumchloride en het
rubidiumchloride precies gelijk zijn hier alleen voor de balanceering
tusschen het kaliumchloride en het calciumchloride is weergegeven.
De gevonden waarden heb ik in tabellen èn voor de balanceering

-én voor de balanceermg ^^^^ vereenigd.

K-f

TABEL 5. Balanceering

Ca CI2
KCl

Hoeveel-
heid CaClj
tn mgr.
p. L.

Hoeveel-
heid Ca-f 4-
in gram-
mol.

Minimum
hoeveelheid
KCl in mgr.
p. L.

Minimum
hoeveelheid
K-fin gram-
mol.

Maximum
hoeveelheid
KCl in mgr.
p. L.

Maximum
hoeveelheid
K-f in gr.
mol.

40 mgr.

0.00035 m.

12.5 mgr.

0.00016 m.

80 mgr.

0.00102 m.

100 ,

0.0009 ,

12.5 H

0.00016 „

250 ,

0.00325 ,

150 .

0.00135 „

15.0 „

0.00019 „

400 „

0.00520 „

200 ,

0.0018 „

40.0 .

0.00052 ,

550 ,

0.00715 „

300 ,

0.0027 „

110.0 ,

0.00123 ,

800 „

0.01040 ,

400 .

0.0036 ,

175.0 „

0.00227 „

450 .

0.0040 „

225

0.00292 .

Deze gegevens leveren onderstaande graphische voorstelling.

Dc met 400 mgr. CaCI, correspondeerendc maximum hoeveelheid
kaliumchloride is niet nagegaan, omdat in die gevallen dc osmotische
druk zoodanig werd verhoogd, dat deze druk zijn invloed zou doen
gelden.

-ocr page 50-

Voor het rubidiumchloride werden de onderstaande waarden
gevonden:

Ca CI2

TABEL 6. Balanceermg

Hoeveel-
heid CaCb
p. L.

Hoeveel-
heid
Ca in
grammol.

Minimum
hoeveelheid
Rb Cl in
mgr. p. L.

Minimum
hoeveelheid

Rb
in grammol.

Maximum
hoeveelheid
RbCl in
mgr. p. L.

Maximum
hoeveelheid

Rb
in grammol.

100 mgr.

0.0009 m.

20 mgr.

0.00016 m.

395 mgr.

0.00325 m.

200 „

0.0018 „

60 „

0.00052 „

635 „

0.00520 „

300 „

0.0027 ,

135 „

0.00113 „

870 „

0.00715 „

400 ,

0.0036

275 ,

0.00227 „

§ 5. Het onderzoek der radiumemanatie.

Behalve met de hier reeds genoemde zouten is ook getracht om
met radiumemanatie, dat zooals bekend is het kalium in de Ringer\'-
sche vloeistof kan vervangen \'), eene balanceering tegenover het
calciumchloride vast te stellen. Dit onderzoek was van groot belang,
omdat we in de radiumemanatie een kaliumvervanger bezitten, die
in de vloeistof noch in ionenvorm noch in colloidale oplossing, maar
als opgelost gas voorkomt. Het onderzoek werd hier ook op dezelfde
wijze verricht als dat vroeger voor de andere zouten.was gedaan,
alleen moest hier bijzondere aandacht worden besteed aan het over-
gieten van de emanatiehoudende vloeistof uit het emanatorium in
de flesch van het toestel. Was dit met de meeste zorg geschied,
dan kon worden nagegaan, dat de radiumemanatie in de Ringer\'sche
vloeistof niet door het calciumchloride werd gebalanceerd. Vermeer-
dering van het emanatiegehalte gaf wel op een bepaald punt een
stilstand, maar deze stilstand kon dan niet worden opgeheven door
vermeerdering van het calciumgehalte.

Voor het quantitatieve onderzoek hebben we eenvoudigheidshalve
voor verschillende werkzame doses radiumemanatie de minimum- en
maximumhoeveelheid calciumchloride bepaald, die toelaatbaar.waren.
Deze gegevens zijn hieronder vermeld.

\'), H. Zwaardemaker en T. P. Feenstra. Compt. rend. Soc. de Blol. T. 84>
pg. 377, 1921.

-ocr page 51-

TABEL 7. Verhouding Ra emanatie tot CaClj.

Gehalte aan radium-
emanatie in curies.

Minimumhoeveelheid
CaCl2 in mgr. p. L.

Maximumhoeveelheid
CaCU in mgr. p. L.

36 X 10-,0

50

500

54 X 10-,0

50

500

72 X 10-,0

50

500

108 X 10-,0

50

500

180 X 10-,0

50

500

270 X 10-,0

50

500

360 X 10-,o

50

500

Het is haast vanzelf sprekend, dat een nauwkeurige doseering
der bestraling van het kikvorschenhart dusdanige moeilijkheden met
zich medebrengt, dat van een quantitatief onderzoek in deze richting
werd afgezien.

Het ideaal zou zijn op een hart, dat bij doorstrooming met kalium-
looze vloeistof, door uitwendige bestraling met radium, mesothorium
of polonium, regelmatig kloppend wordt gehouden, alle mogelijke
ionen te beproeven. Men zou op die wijze in de gelegenheid zijn
het verschijnsel der balanceering in zijn volle algemeenheid te
bestudeeren.

§ 6. Bespreking der resultaten.

Een der eerste merkwaardigheden, die bij het beschouwen der
resultaten opvalt, is wel deze, dat ionen van verschillende waar-
digheid met het calciumchloride kunnen balanceeren. Dit is daarom
van belang, omdat steeds weer wordt opgemerkt, dat het balan-
ceeringsvraagstuk met de waardigheid der ionen verband zou houden,
hoewel reeds door j. Loeb was aangetoond, dat dc waardigheid
niet de eenigste factor is, die het verschijnsel kan verklaren. Uit de
door ons vermelde gegevens, blijkt, dat tusschen de balanccering
van het vierwaardige Th-ion; het tweewaardige U02-ion of het
eenwaardige K-ion tegenover het Ca-ion, alleen quantitieve ver-
schillen bestaan, maar dat van ccn qualitatief onderscheid geen
sprake is. Er volgt daarom hieruit m.i. zonder meer, dat aan de
waardigheid der ionen als primaire verklaringsfactor geen beteekenis
gehecht behoeft te worden, een slotsom, waartoe trouwens ook
Loeb zelf reeds gekomen is.

Voor de nieuwe zoutcombinaties in dc Ringerschc vloeistof,
waarvoor het gelukt is om eene balanccering aan te toonen, is het
verloop der balanceeringscurven karakteristiek, hoewel dc verschil-
lende onderdeelen der lijnen verschillen vertoonen.

Beschouwen we in de eerste plaats de graphische voorstelling
van de balanceering tusschen het uranylnitraat en calciumchloride,

-ocr page 52-

dan zien we dat deze lijn in de lage waarden ongeveer verloopt
in de richting van de abscis, terwijl bij grootere hoeveelheden
uranylnitraat de curve een
meer en meer omhooggaande nchtmg ver-
krijgt Voor de bovengrens is een zelfde verloop waar te nemen met dit
onderscheid, dat voor de kleine waarden er een plotselinge daling
in de hoeveelheid NO3 (N03)2 optreedt, hetgeen in den vorm der

ThvNUaJt

lijn zeer goed waarneembaar is. Voor de balanceermg -q^-q^ en
hadden de curven dezelfde eigenschap als bij de balan-

CaCl2

ceering het geval was. Deze overeenkomst in den vorm

der verschiHende balanceeringscurven is ook te constateeren in de
lijn die door
Zwaardemaker \') is samengesteld uit gegevens die
uit de litteratuur zijn verzameld. Deze kurve is hier afgebeeld.

Bij de hoogere hoeveelheden uranylnitraat en calciumchloride
blijkt, dat grootere variaties in de hoeveelheid uranylnitraat met een
kleinere variatie in de ionenconcentratie van het calciumchloride
in evenwicht kan worden gehouden. Deze wijziging in de verhouding

Th(N03)4 KCl ,
komt ook tot uiting bij de balanceermgen en Hier-

uit blijkt, dat er bij dit verschijnsel een variabele in het spel is,
die vooral bij de hoogere concentraties tot uiting komt. Daarbij
moet er op gewezen worden, dat dit een variabele van meer alge-
meenen aard moet zijn, die in alle balanceerende zoutmengsels
aanwezig is en met de specifieke eigenschappen van bepaalde ionen
niets te maken heeft.

-ocr page 53-

Hiernaast komen ook gevallen voor, waarin geen balanceering kon
worden aangetoond, mede is dit van groot belang. Zooals reeds bij
de bespreking van de werking der thoriumzouten werd opgemerkt,
heeft men alle recht om de balanceering der colloidale oplossingen
in twijfel te trekken. Voegt men nu hierbij het geheel afwezig zijn
eener balanceering van de radiumemanatie tegenover het calcium-
chloride, dan komt men tot de conclusie, dat eene balanceering
alleen duidelijk is aangetoond voor het kaliumchloride, rubidium-
chloride, uranylnitraat en thoriumnitraat en wel indien deze in
kristalloide oplossing werden gebruikt. In deze kristalloide oplossingen
komen nu allereerst voor de zoutmoleculen en bovendien de anionen
en kationen, die zich uit die zoutmoleculen kunnen vormen. De
zoutmoleculen zelf zullen bij deze verschijnselen hoogstwaarschijnlijk
geen merkbare rol spelen, want afgezien van het chloornatrium zijn
zij in physiologische omstandigheden in een dusdanige geringe
concentratie aanwezig, dat men ze voor nagenoeg volkomen-gedis-
socieerd mag houden. Juist in die sterk verdunde oplossingen vertoonen
verschillende van deze zouten hunne typische physiologische werkingen.
De anionen zijn ook ten opzichte van de balanceering als indifferent
te beschouwen, omdat,zooalseen, reeds genoemd, opzettelijk onderzoek
met uranylzouten aantoonde, het onverschillig is welk anion naast
het uranylion wordt gebruikt, uitgezonderd natuurlijk die anionen,
die specifieke werkingen vertoonen. Hct is daarom alleszins gerecht-
vaardigd om de balanceering in het bijzonder als een kationenwerking
te beschouwen. Het afwezig zijn van de balanceering bij de radium-
emanatie versterkt mij in deze meening.

Uit den aard der zaak is men geneigd om de physiologische
ionenwerkingen als chemische reacties op te vatten, die zich tusschen
de ionen en bestanddeelen van het protoplasma afspelen. Volgt men
dezen gedachtengang dan komt men er vanzelf toe om zich af te
vragen welken invloed de temperatuur op het proces uitoefent. Een
opzettelijk onderzoek in deze richting leidde tot het merkwaardige
feit, dat de temperatuur op het verschijnsel geen aantoonbaren
invloed, noch quantitaticf noch qualitatief, doet gelden. Variaties in
de temperatuur tusschen ± 10® cn 30° C. gaven volmaakt dezelfde
balanceeringsgrenzen. Ook reeds hierom is het onwaarschijnlijk, dat
in deze gevallen zuiver chemische reacties in het spel zouden zijn.

Samenvattend hebben dus dc proeven de volgende gegevens
opgeleverd:

1. De balanceering moet beschouwd worden als hct gevolg van
ionenwerkingen.

2. De waardigheid der ionen speelt bij de balanceering een onder-

-ocr page 54-

geschikte rol, kan althans in geen geval dienst doen als verklarings-

3 Ee^n^nvloed van de temperatuur op de balanceering is niet merkbaar.

4 De balanceeringscurven hebben\'een karakteristiek verloop.

5.\' Daarbij blijkt er een variabele in het spel te zijn, die vooral bij
de hoogere dosis tot uiting komt.
In het volgende hoofdstuk zal nu gezocht worden naar eene
verklaring, waarin al deze feiten opgenomen kunnen worden.

-ocr page 55-

HOOFDSTUK III.

Een theorie der balanceering.

Inleiding.

Beschouwt men de structuur van de cel uit een kolloidchemisch
oogpunt dan moet men zich het levende celprotoplasma in het
algemeen denken als een sole, aangezien door verschillende onder-
zoekers als Gaidukov\'), Mott^) e. a. is aangetoond, dat in het
protoplasma van verschillende cellen de Brown\'sche moleculair-
beweging is waar te nemen. De cel, opgenomen in het weefselverband,
wordt nu omspoeld door de weefselvloeistof, zoodat het niet behoeft
te verwonderen dat juist het grensvlak protoplasma — weefsel-
vloeistof voor het onderzoek naar de levensverschijnselen van dc
cel, van de allergrootste beteekenis is. Hoewel in de oppervlakte
van de cel, althans in verreweg de meeste met behulp van het
microscoop geen bijzonderheden zijn waar te nemen, is toch gebleken,
dat er zich zeer ingewikkelde verschijnselen afspelen, ja, dal zelfs
bepaalde verschijnselen zich, volgens het huidige inzicht, niet anders,
dan aan de oppervlakte van het protoplasma kunnen voltrekken.

Gaat [men dit grensvlak protoplasma — weefselvloeistof aan een
nader onderzoek onderwerpen, dan komt men tot de conclusie, dat
volgens het principe van Gibbs-Thomsqn, alle oppervlakte spanning
verlagende stoffen, die in een dcr beide phasen voorkomen zich
in de grenslaag zullen ophoopen. Theoretisch kan men zich op deze
wijze de grenslaag tusschen protoplasma en weefselvloeistof opge-
bouwd denken uit bepaalde bestanddeelen van de beide aan elkaar
stootende phasen, waarbij men cr echter op bedacht moet zijn, bij
het bepalen van de
oppervlakte-spanning verlagende eigenschappen
voor bepaalde stoffen, ook in het experiment twee phasen te kiezen,

\') Gaidukov. Dunkelfcldbeleuchtung und Ultramlkroskopie in dcr Biologie
und Medizin. jena. G. Fischcr pag. 62. 1910.

Mott. British Medical Journal, p. 780 - 783. 28 Sept. 1912.

-ocr page 56-

die de beide phasen protoplasma — weefselvloeistof nabijkomen.
Doch in dezen eisch ligt tevens al opgesloten, dat aan het
experimenteel onderzoek hier groote moeilijkheden in den weg
worden gelegd, want niet alleen heeft men te doen met zeer samen-
gestelde phasen, maar bovendien moet men met
Zwaardemaker\')
aannemen, dat zich in het levende weefsel een som van kring-
processen voltrekken. Daardoor is tijdens het leven het protoplasma
zoowel als de weefselvloeistof,
voortdurend aan veranderingonderhevig.

Ook de grenslaag aan de oppervlakte der cel is aan onop-
houdelijke veranderingen onderworpen, en de door ons waargenomen
verschijnselen die zich in die grenslaag afspelen, moeten dan ook
worden opgevat als een gevolg van voortdurende toestand-verande-
ringen in dat grensvlak. Ook de in het grensvlak optredende
merkwaardige electrische verschijnselen maken deel uit dezer
oppervlaktewerkingen.

§ 1. De samenstelling der grenslaag protoplasma
— weefselvloeistof.

Bij de meeste dierlijke cellen is van een membraan in den
waren zin des woords geen sprake. In de eerste plaats is een dergelijk
celbestanddeel, dat van de overige cel verwijderd zou kunnen worden,
noch microscopisch (dubbele contour), noch uit de waargenomen
verschijnselen aan te toonen, maar in de tweede plaats is het voor
de verklaring der verschijnselen niet noodig en behoeft dus het
bestaan ervan niet te worden verondersteld. Natuurlijk wordt daarmede
gelijktijdig de pas afgesneden aan theorien, die de aan de opper-
vlakte der cel plaats hebbende processen langs zuiver mechanischen
weg willen verklaren.

Stelt men zich op het zooeven ingenomen standpunt en neemt
men aan, dat zich op de oppervlakte der cel per se een grens-
laag moet vormen, waarvan de samenstelling afhankelijk is van
de samenstelling der beide aangrenzende phasen, dan verkrijgt de
theoretische grondslag een zeer bepaald karakter. Door de groote
voortdurende verandering, waaraan de phasen-complexen, die elkaar
hier aanraken onderhevig zijn, in het bijzonder van die, aan het
protoplasma eigen, ligt dan ook het vermoeden voor de hand, dat
de verschillende eigenschappen, die aan het grensvlak worden
toegekend, niet constant kunnen zijn. Daaruit volgt dan ook, dat,

\') Zwaardemaker. Leerboek der Physiologie 3o dr. I, blz. 2. 1920.

(Ik zie af van de andere litteratuur van bespiegelend karakter, waarin de
vloeibaarheid van het celprotoplasma wordt bepleit.)

-ocr page 57-

zelfs afgezien van het ontbreken van een dubbele contour, ook bij
wijze van physische hyphothese niet van een membraan mag worden
gesproken en het verstandiger is, om alle verwarringen te voor-
komen, het grensvlak als grenslaag van het protoplasma aan te
duiden. Reeds
Kühne\') heeft zich omtrent de oppervlaktelaag der
cel in deze richting uitgesproken en een scherp onderscheid gemaakt
tusschen een eigenlijke membraan d. i. een van te voren bestaand
en anatomisch te scheiden vormsel en daartegenover een opper-
vlaktelaag „welche sich auch an einen Flüssigkeitstropfen in einem
Medium, mit dem er sich nicht mischt, als eigentümlich für seine
Oberfläche zeigt."

Deze opvatting heeft nadien meer en meer aanhangers gekregen.
Daarbij moest echter ook een verschil ter sprake komen, dat bij
onderscheidene cellen is waar té nemen tusschen de buitenste en
binnenste laag protoplasma en welke als ectoplasma en endoplasma
werden aangeduid.

Pfeffer^) kon zich er bij de Plasmodien der slijmschimmels van
overtuigen, dat bij vernietigen van het ectoplasma zich een nieuw ecto-
plasma op die plaats vormde, waaruit hij concludeerde, dat het ecto-
plasma een product was van hct protoplasma. Volgens hem ontstaat een
dergelijke laag overal waar het protoplasma een vrij oppervlak vormt.

De protoplasmalaag, het ectoplasma, moet echter niet worden
verward met de grenslaag tusschen protoplasma en weefselvloeistof,
die gevormd wordt door eene ophooping van\'stoffen, die de opper-
vlaktespanning verlagen. De laag, die wij bedoelen moet uit den
aard der zaak zeer dun zijn. Volgens
Lanomuir\') is zij slechts een
molecule dik. Microscopisch kan zij onmogelijk waarneembaar zijn.

Het ectoplasma moet men derhalve met Pfeffer beschouwen als
een bestanddeel van het protoplasma, terwijl de grenslaag proto-
plasma — weefselvloeistof een bestanddeel is, dat zoowel tot
protoplasma als tot wcefselvloeistof behoort, en in haar samen-
stelling van beide afhangt.

Ten einde de samenstelling dezer grenslaag na tc gaan, kan men
toepassing trachten te maken van de gegevens der physische chemie.
Oppervlaktespanningverlaging aan een grensvlak is experimenteel
onderzocht aan het grensvlak vloeistof — gas en het grensvlak vloeistof

\') Kütine. Untersuchungen über das Protoplasma und die Kontraktilität.
Leipzig 18C4.

Moore cn Roof. Biochemical Journal. Vol. 3, p. 55, 1907.

Pfeffer. K. S.Ichs. Ges. d. wissensch. Bd. 27 p. 187, 1890. Pflanzen-
physiol. Bd. 1 Leipzig.

\') Langmuir. Amer. Chemie. Soc. II p. 1847, 1917.

-ocr page 58-

— vloeistof. Wil men de uitkomsten dezer onderzoekingen op ons
terrein overbrengen, dan moet men er zich van bewust blijven dat
de gegevens aan
eenvoudige stelsels verkregen, slechts van betrek-
kelijke waarde kunnen wezen voor de ingewikkelde stelsels van het
levende weefsel.

Het behoeft dan ook niet te verwonderen, dat de inzichten der
verschillende onderzoekers sterk uiteenloopen.

Gaat men de verschillende bestanddeelen van protoplasma en
weefselvloeistof na, dan blijkt, dat verschillende daarvan zich op-
hoopen in een grenslaag vloeistof — vloeistof of een grenslaag
vloeistof-lucht. In de eerste plaats de lipoiden, de verzamelnaam

voor alle vetachtige stoffen.

Hoewel deze stoffen overeenkomst vertoonen met vetten, moet
men toch in het oog houden, dat zij ook verwant zijn met de
hydrophyle kolloiden; zij hebben de eigenschap om in vrij" sterke
mate de oppervlaktespanning te verlagen \')• Hierop afgaande heeft
Overton in
1899de veronderstelling geopperd, dat de grenslaag

alleen uit lipoiden zou zijn opgebouwd. Deze z.g. lipoidtheorie heeft
naast aanhang ook veel tegenstand uitgelokt.

Overton staafde zijne theorie aan het feit, dat verschillende
stoffen, die z.g. „lipoidlöslich" zijn, gemakkelijk in de cel kunnen
binnendringen. Als zoodanig gedragen zich verschillende narcotica
als chloroform en alcohol, voorts ook oplossingen van ureum, vet-
zuren, sommige ammoniumzouten en verder bepaalde „lipoidlösliche"
kleurstoffen.

Men moet echter in het oog houden, dat Overton s theorie,
hoewel er ongetwijfeld veel door opgehelderd wordt, juist door het
op den voorgrond dringen van het feit, dat er in de grenslaag alleen
lipoiden zouden voorkomen, in strijd geraakt met allerlei verschijn-
selen, die aan de levende cel zijn waar te nemen.

De proeven van Osterhout^) met Spyrogyra toonen aan, dat
de cellen van deze alge permeabel zijn voor natriumchloride en
andere zouten, wanneer ze alleen aanwezig zijn, terwijl wanneer
deze zouten in gebalanceerde oplossingen voorkomen, de permeabi-
liteit verdwijnt.

Bestond de grenslaag alleen uit lipoiden, dan zou het volgens
Hamburger en Loeb\') onmogelijk zijn, dat ionen, die in een

1) Bayliss. Principles of general Physiology, p. 129, 1915.

2) Overton. Vierteljahrschr. naturf. Gesellsch. Zürich. 44, 88 — 135.

Jahrb. wissensch. Botanie. 34, 669, 701.

3) Osterhout. Science. 34. p. 187 - 189.

») Loeb, in Oppenheimer, Hdb. der Biochemie Bd. Iii, p. i05. 1909.

-ocr page 59-

waterige oplossing voorkomen in de cel dringen. Overton \') gelooft
dit, wel is waar, in overeenstemming met de feiten, omdat cellen
in hypertonische zoutoplossingen schrompelen, maar in werkelijkheid
vindt men in de cellen, hoewel weinig, kationen en anionen (
Höber 2),
terwijl volgens
Macallum kalium, volgens Hamburger calcium
in niet gedissocieerde toestand in de cel is aangetoond. Ook niet
„lipoidlösliche" kleurstoffen kunnen binnendringen.

Robertson toonde aan, dat zuiver methylgroen de levende cel
kleurt, terwijl het fn vet en lecithine onoplosbaar is

Uit de onderzoekingen van Loeb») over kunstmatige Partheno-
genese blijkt voorts dat een kunstmatige eimembraan kan worden
verkregen door het ei 50 — 60 minuten in een hyperisotonische
NaCl-oplossing te leggen. Op deze manier kan het ei tot ontwik-
keling worden gebracht. In plaats van een zuivere hyperisotonische
keukenzoutoplossing te nemen kan men ook van een hypertonische
rietsuikeroplossing gebruik maken, waarbij men echter, naar den osmo-
tischen druk gerekend, met een veel geringere concentratie kan
volstaan.
Loeb verklaart dit door aan te nemen, dat de eimembraan
voor keukenzout beter doorgankelijk is dan voor rietsuiker.

Deze en ook vele andere gegevens pleiten tegen de lipoidtheorie
van
Overton in zooverre, dat het met de feiten niet in overeen-
stemming is te brengen, dat de grenslaag geheel uit lipoiden zou
bestaan. Dat echter de lipoiden wel een belangrijk bestanddeel
vormen, blijkt uit de vele verschijnselen die hiermede te verklaren
zijn. Bovendien zijn later door
LOEB°) voor sommige plantencellen
nog nieuwe gegevens aangebracht. Al is het daarom aannemelijk,
dat in de grenslaag lipoiden aanwezig zijn, er zullen daarnevens toch
noodzakelijk ook andere bestanddeelen in moeten worden aangetroffen.

De onderzoekingen van Rvvosn en Ramsden®) hebben doen
zien, dat roode bloedlichaampjes in verschillende mate hämolytisch
zijn tegenover hypotonische zoutoplossingen en saponine en wel
in zoodanigen zin, dat des te gevoeliger zij zijn tegenover
hypotonische zoutoplossingen des te ongevoeliger zij zich
blijken te gedragen tegenover saponine.
Bavliss") concludeert hier-

\') Overlon. Pflüger\'s Archiv. Bd. 92, p. 115, 1902.

2) Höber. PH. Arch. Bd. 148, pag. 189.

\') Macallum. Journ. of Physiol. Vol. 32 p. 95, 1905.

♦) [Robertson. Journ. of biologlcal Chemistry. IV p. 1. 1908.

») Loeb. Univ. of California publications. III, 81. 1908.

«) Loeb. Biochemische Zeitschrift. Bd. 51, p. 288,1913 en Bd. 59 p. 195,1914.

\') Ryvosh. Pflüger\'s Archiv. Bd. 116 p. 229.

«) Ramsden. Proc. Royal. Soc. 72. 156.

«) Bayliss. General Physiology. p. 134, 1915.

-ocr page 60-

uit, dat de tiypertonisctie oplossingen in een ander bestanddeel
der grenslaag aangrijpen dan de saponineoplossingen.

Wil men de grenslaag mede uit andere bestanddeelen opbouwen
dan alleen uit lipoiden, dan is het daarom nog niet
noodzakelijk
de opbouw zoo gecompliceerd te maken als dit door Brailsford

Robertson \') geschiedt.

Robertson denkt zich de oppervlakte der cel opgebouwd uit
een eiwitoplossing, waarbinnen soms een onsamenhangende lipoid-
laag kan voorkomen. In het kader van zijne veronderstelling, dat de
chemische binding tusschen eiwitstoffen en ionen het voornaamste
is komt hij er toe om aan te nemen, dat op de grens van het
protoplasma een eiwitlaag aanwezig moet zijn. Hij laat daarbij in
het midden of er bovendien nog lipoiden aanwezig kunn^en zijn.
Omtrent de plaats, die de lipoiden dan zouden innemen, heeft hij
geen scherp oordeel uitgesproken. Stelt
Overton de lipoiden m de
grenslaag op den voorgrond,
Robertson meent, dat het hoofdbe-
standdeel der grenslaag wordt gevormd door de eiwitstoffen, terwijl
dan de lipoiden een secundaire rol vervullen.

Het midden tusschen deze beide theorien houdt de voorstelling
van
Bottazzi^), die aanneemt, dat de grenslaag is opgebouwd uit
kolloidale complexen, die bestaan uit lipoidbestanddeelen en eiwit-
bestanddeelen, waarbij echter in de grenslaag het lipoid de overhand
heeft Bottazzi veronderstelt, dat deze „lipoprotcinmembraan gelijk-
tijdig de min of meer veranderde eigenschappen van een lipoid- en

eiwitmembraan bezit.

Langmuir\') heeft echter in 1916 aangetoond, dat met enkel Lord-
Rayleigh\'s olielaagje, maar elke grenslaag, die zich tusichen twee
phasen vormt bij beperkte concentratie slechts een molecule dik zal
zijn ln dit geval echter kan er in de grenslaag niet sprake zijn van
kolloidale complexen, zooals
Bottazzi zich dat voorstelt, maar zou
men moeten aannemen, dat de grenslaag van de cel gedeeltelijk
opgebouwd is uit lipoiden, gedeeltelijk uit eiwitstoffen of andere
stoffen, die de oppervlaktespanning verlagen.

Men zou zich dan kunnen voorstellen, dat het lipoidgehaltc van
weefselvloeistof en protoplasma niet toereikend is om de geheele
celgrenslaag te vormen en dat de op die wijze openblijvende plaatsen
door andere oppervlakte spanning verlagende stoffen zouden kunnen
worden ingenomen.

\') Robertson. Journ. of biologie. Chemistry. Vol. 4. p. 1, 1908; Unlv. of.

Calif, publications. Vol. 3 p. 115, im

2) Bottazzi, in Handb. der Vergl. Physiologic von Winterstcin. Bd. H p. 235.

») Langmuir, I.e.

-ocr page 61-

Op deze wijze zou dan de grenslaag zoowel uit Hpoiden als
eiwitstoffen en mogelijk andere stoffen bestaan, waarbij dan de
onderlinge hoeveelheid geheel afhankelijk is van de samenstelling
van protoplasma en weefselvloeistof.

Door deze afhankelijkheid der grenslaag van protoplasma en
weefselvloeistof is het vanzelf sprekend, dat de grenslaag voortdurend
aan veranderingen onderhevig moet zijn. Ter verklaring van het feit,
dat voedingsstoffen dikwijls niet in de cel kunnen indringen, maar
dat onder bepaalde omstandigheden de celoppervlakte toch permeabel
zou kunnen worden voor deze stoffen, neemt
HöBER\') aan, dat we
hier te doen zouden hebben met een specifieke levensfunctie der cel
en niet met eenvoudige diffusieverschijnselen. Hij komt dan lot de
volgende twee mogelijkheden t. w. óf dat deze voedingsstoffen bepaalde
chemische veranderingen zouden ondergaan, waardoor ze wel in de
cel kunnen binnendringen óf dat de celoppervlakte veranderingen
kan ondergaan, waardoor voedingsstoffen kunnen worden opgenomen.
Als voorstander der eerste mogelijkheid heeft
Overton een methode
aangegeven, waarop koolhydraten in een in lipoid oplosbaren vorm
konden worden overgebracht.

Hoewel hiermede de experimcnteelc bewijzen voor de eerste veronder-
stelling zijn uitgeput, is het
Loeb^), Höber\') en Lillie^) gelukt
allerlei stoffen te vinden, die in staat zijn een der eigenschappen
van het celoppervlak t. w. de permeabiliteit, te veranderen. Volgens
Hüber zijn het speciaal de zouten en het koolzuur, die in physio-
logische omstandigheden hiertoe in staat zouden zijn.

Ter verdere staving van dit vermoeden heeft men gebruik gemaakt
van eiectrophysioiogische gegevens.

\\V. OSTWALD heeft in 1890 het eerst erop gewezen, dat wan-
neer zich tusschen twee electrolyten van verschillende ionenconccn-
tratie een membraan bevindt, dc mogelijkheid is gegeven, dat deze
membraan niet voor alle doch slechts voor bepaalde ionen door-
gankelijk is. Zoo is men zich eene bepaalde voorstelling gaan vormen
omtrent het verloop der bioelectrische verschijnselen van de levende
organismen.

Bernstein is op deze wijze tot zijne bekende theorie ovcr het
ontstaan van den ruststroom in de spier gekomen. Het is daarna aan
Höber gelukt, om onder aanname, dat de permeabiliteit der grcns-

\') Höber. Ergebnisse der wissensch. Medizin, p. 538 — 554, 1910.

Loeb. Handb. der Biochemie Oppenhcimer. Bd. II\' p. 104.

») Lillie. Biol. Bullet. Vol. 17 p. 188, 1909. Proc. Soc. for exp. Biol. and.
A\\ed. Vol. 6 p. 57, 1909.

O W. Ostwald. Zeitschr. f. physik. Chemie. Bd. 6. p. 71, 1890.

-ocr page 62-

laag aan veranderingen onderhevig is, er potentiaalverschillen kunnen

optreden tusschen het binnenste der cel en de omgeving, doordat
normaal de grenslaag sterker permeabel zou zijn voor kationen dan
voor anionen. Gedurende de prikkeling der cel
zou dan de grenslaag
ook permeabel worden voor anionen, waardoor het potentiaalverschil
zou verminderen \')• Verder onderzoek leerde
Höber, dat de kationen,
waarvoor de grenslaag permeabel zou zijn, niet de kaliumionen zijn,

maar de H-ionen. . . , .

We moeten in dit geval dus denken, dat twee electrolyten ge-
scheiden door een membraan, die voor bepaalde ionen doorgankelijk
is een
potentiaalverschil vertoonen. De grootte van dit potentiaal-
verschil hangt af van het aantal ionen, dat door de membraan
heengaat en dit aantal is weer afhankelijk van het evenwicht, dat
wordt gevormd tusschen het verschil der osmotische drukkingen der
beide oplossingen en de ontstane electromotorische kracht
Op deze wijze is het potentiaalverschil volgens
Hardy ).

RT . C2

E = — In

q c,

waarin C3 en c, de concentratie zijn der sterkere en zwakkere
oplossing en q de hoeveelheid electriciteit, die een gramaequivalent

van het permeabele ion draagt \')• .

Er wordt volgens deze laatste voorstelling een concentratieketen
gevormd waarbij de drijvende kracht wordt bepaald door permeabele
Ltionen die het verschil in osmotischen druk trachten te nivel-
leeren. Bovenstaande vergelijking geldt, hetgeen uit de formule blijkt
voor de gevallen dat er aan beide zijden der membraan concen-
tratieverschillen bestaan of wel verschillen in den osmotischen druk.
Hardy gaat dan ook bij de afleiding der formule uit van een een-
voudig geval en wel een enkel zout, dat electrolytisch gedissocieerd
is. In zulke gevallen zal er een potentiaalverschil bestaan van

ongeveer de orde 10-^ Volts.

Geheel anders echter wordt de toestand indien we dit toepassen
op de grenslaag van de cel. Nemen we met
Hüber aan, dat de
permeable kationen de
H-ionen zijn, dan moeten de andere in de
vloeistof (d. i. hier protoplasma en weefselvloeistof) voorkomende
ionen als indifferente electrolyten worden beschouwd. Bovendien is

1) Hoher. Physikalische Chemie der Zeilen und der Gewebe. Leipzig 1911.

2) Hardy, in Bayliss, Principles of General Physiology. 1915.

3) Loeb is de eerste geweest, die getracht heeft op de ionenwerkingen
de wetten van Nernst toe te passen. Hij hield hierbij echter angstvallig vast
aan de membraan als scheidingswand tusschen twee electrolyten van ver-
schillende concentratie. (Zie Biochem. Zeitschr. Bd 41, p. 1).

-ocr page 63-

de osmotische druic binnen en buiten de cel gelijk, aangezien de
celoppervlakte permeabel is voor water. In dat geval zal volgens
Nernst \') het potentiaalverschil tusschen beide electrolyten tot nul
naderen, ook al zou dan de H-ionenconcentratie binnen en buiten
de cel niet gelijk zijn, omdat de concentratie der H-ionen zeer
gering is tegenover de ionenconcentratie van het electrolyt. Dat
niettemin de algemeene ionenconcentratie in het protoplasma toch
aanzienlijk is blijkt uit de onderzoekingen van
Höber die vond,
dat deze overeenkomt met die van een
0.4 7o NaCl oplossing.

Ter verklaring van het potentiaalverschil, dat zijn zetel heeft in
de grenslaag, kan echter de ontdekking van
Ostwald niet gebruikt
worden, want die potentiaalverschillen zouden in de celgrenslaag
oneindig klein moeten zijn en niet experimenteel aan te toonen.
Bayliss f) zinspeelt hier terloops op. De door ons waargenomen
potentiaalverschillen moeten derhalve op een andere manier tot stand
komen. Ik wil trachten aan te geven op welke andere wijze men
ze ontstaan kan denken in de hoop daardoor het balanceerings-
vraagstuk te kunnen verduidelijken.

Maar daarvoor moeten eerst eenige eigenschappen der eiwitstoffen
nader worden besproken, waarbij deze beperking noodzakelijk was,
omdat omtrent lipoiden in dit opzicht in de litteratuur niets bekend is.

§ 2. De aschbestanddeelen der eiwitstoffen
resp. lipoiden.

Hoewel reeds lang bekend is, dat bij verassching van eiwitstoffen
steeds metalen kunnen worden aangetoond, is het tot im toe nog
niet duidelijk op welke wijze die metalen met de eiwitstoffen zijn
verbonden. De eenvoudigste voorstelling, die men zich omtrent deze
verbinding kan maken, is wel die van een gewone chemische binding.

Chemische binding.

Wanneer men zich de constructie der eiwitstoffen denkt volgens
de synthese van
Fischer, dan is het duidelijk, dat de metalen, die
oorspronkelijk als metaalionen in de vloeistof aanwezig waren, zich
binden aan de COOH groepen van de eiwitstof. Ten einde het
bestaan van deze zuivere chemische binding na te gaan kan het
caseine dienen. Het zuivere caseïne is onoplosbaar in water, maar wan-
neer men het in een alkalische oplossing brengt, gaat het in oplossing

\') Nernst. Lehrb. der theoretischen Chemie, s. 779, 1913.

Höber. Pttüger\'s Archiv Bd. 148, p. 189.

Bayliss. Gen. Physiology, p. 648, 1915.

-ocr page 64-

over. De bestaande dissociatie van de caseine-zoutoplossing zou
naast caseineionen niet kunnen
bestaan uit kationen van het ge-
bonden metaal, aangezien
Loevenhart \' heeft aangetoond, dat
leb niet inwerkt op calciumcaseinaat mdien me tevens een
hoeveelheid dissocieerbaar calcium aan de vloeistof wordt toege-
voegd Het aan het caseine gebonden calcium is dus met m staa
om als Ca ion in de vloeistof voor te komen. Wel kan men het
calcium van het caseine vrijmaken door er een zuur aan toe te

"""San en Hirschstein vonden echter, dat in zilvercaseinaat-
oplossingen geen zilverionen zijn aan te toonen Hoewel door deze
gegevens nog in geenen deele is aangetoond, dat de zouten m
Lgedissocieerden toestand langs den gewonen chemischen weg
met het
eiwitmolecuul zijn verbonden, en daardoor m^t in ge-
dissocieerden toestand voorkomen, blijkt hieruit toch wel, dat de
wijze waarop de metalen met de eiwitmoleculen zijn verbonden
niet zoo eenvoudig is. als dit bij de anorganische zouten het geval
is De moeilijkheden, die zich bij onderzoekingen in deze rich mg
voordoen is vooral gelegen in de niet altijd
constante samenstelling
der op deze manier verkregen z.g. eiwitzouten.

De proeven van Pfeiffer en Modelski\') hebben bewezen da
- de samenstelling der kristallen van glycocol met calciumchloride 9
lithiumchloride niet van constante samenstelling zijn; volgens
Bavliss )
zelfs niet indien verdund azijnzuur wordt toegevoegd.

Ondanks deze moeilijkheden zijn er echter aanwijzingen, dat een
chemische binding zou bestaan.
Osborne») toonde aan, dat wanneer
caldumcaseinaatin een dialyseerbuis wordt gebracht, welke in een
zeer verdunde kwikzilverchlorideoplossing is gedompeld, dit daarna
in de buis diHundeert en daar in ongedissocieerde toestand wordt

\'\'^PAULre\'li\'Handovsky-^) achten het mogelijk, dat de binding van
zouten aan het eiwitmolecule langs zuiver
chemischen weg tot stand
kan komen, zoodat b.v. voor een neutraalzout de H van de NHi
en COOH groep de anionen cn kationen kan- binden.

n i npvpnhart Zeitschr. f. physiol. Chemie. 41. 176, (1904).

Rorman ld mrschstein.\' Beitr. zur chemischen Physiologie und
eTModetski., Zeitschr. f. physiol. Chemie Bd. 81. |. 329-354,

0 Bayliss. General Physiology, >918- p. 105

Osborne.Journalof Physiology. 34. 84, im

«) Pauli en Handovsky. Bischem. Zeitschr. 24. 245, 1910.

-ocr page 65-

A d s o r p t i e-b i n d i n g.

Tegenover een zuiver chemische binding der kristallolden aan
de eiwitstoffen kan men zich denken, dat de binding langs zuiver
adsorptieven weg tot stand komt.

Ophooping van stoffen aan eene oppervlakte zal in al die gevallen
optreden, waarin volgens
Gibbs\') de oppervlaktespanning wordt
verlaagd. Deze ophooping heeft plaats afgezien van welke processen
ook, die zich nadien in die oppervlakte zullen afspelen. Bovendien
zij er hier op gewezen, dat de ophooping aan eene oppervlakte
veel sneller tot stand komt, dan de diffusie in het binnenste van
een lichaam en dat bovendien het adsorptieevenwicht zich volgens
Freundlich 2) snel instelt, mits slechts geen andere processen het
secundair beïnvloeden.

Volgen we voor de adsorpties de indeeling volgens Zsigmondy,
dan hebben we bij de eiwitstoffen, die in de physiologische oplos-
singen als colloidale deeltjes voorkomen, te doen met de opname
van kristalloide opgeloste stoffen door de micellen der coilloidale
oplossing. Hierbij kunnen zich twee mogelijkheden voordoenen wel:

1°. het systeem blijft schijnbaar onveranderd.

2°. het systeem is aan waarneembare veranderingen onderhevig.

Bestaat er in de levende cel gelegenheid tot adsorptie dan is het
zonder meer duidelijk, dat onder physiologische omstandigheden
steeds met de onder sub 1° genoemde mogelijkheden te maken
hebben. Men moet er dan echter op bedacht zijn, dat hct systeem
alleen in physisch chemischen zin schijnbaar onveranderd blijft,
want het leidt geen twijfel dat juist de adsorpties in physiologischen
zin tot sterke, duidelijk waarneembare veranderingen aanleiding geeft.

Anorganische zouten verhoogen de oppervlaktespanning in de
grenslaag lucht — water, maar verlagen volgens Lewis de opper-
vlaktespanning in de grenslaag water — koolwaterstofgrocp.J Theo-
retisch volgt daaruit, dat een adsorptie mogelijk is tusschen proteïnen
en anorganische zouten.

Bechhold\') kon daarenboven met behulp van ultrafiltratie aan-
toonen, dat kolloidaal albumine in staat is het kristalloide methyleen-
blauw op te nemen.

De hiergenoemde gegevens wijzen allen erop, dat kristalloiden

\') Qibbs. Thermodyn. Studien. S. 271.
=") Zsigmondy. Kolioidcliemie, 1912, p. 62.

Bechhold. Zeitschr. f. physik. Chemie Bd. 60 p. 257—318.

-ocr page 66-

door eiwitstoffen in kolloidalen vorm kunnen worden opgenomen,
maar het antwoord op de vraag of we óf met een chemische bmdmg
óf met adsorptie te doen hebben blijft onduidelijk. Sommige onder-
zoekingen
wijzen daarenboven uit, dat een chemische binding alleen
niet alle verschijnselen kan verklaren zooals o.a. bhjkt uit
Samec S
onderzoek\') over de invloed van anionen op de imbibitie van water
door albumine.

Moleculaire valentie van Moore.

M00RE2) tracht het antwoord op onze vraag te geven, door naast
de atoomvalentie (d.i. de gewone chemische binding) een moleculaire
valentie aan te nemen. Hij veronderstelt, dat indien in een molecuul
een binding van atomen aan atomen niet meer kan plaats hebben,
het molecuul in staat zou zijn zich met een ander molecuul
te binden. Volgens deze hypothese zou dan een molecuul dat als
zoodanig verzadigd is, in staat zijn zich met een ander molecuul
te verbinden evenals dat met de atomen het geval is. Volgens de
hypothese is dan een moleculaire binding tusschen alle mogelijke
moleculen mogelijk, zooals b.v. proteïnen en zouten, lipoiden en

zuren enz. „ .j i

Voortgaande komt Moore tot de conclusie, dat ieder colloidaal

complex bestaat uit een colloidaal gedeelte in engeren zin en verder
uit een kristalloide groep. De eigenschappen van deze laatste groep
wisselen. Bovendien zouden zij, doordat zij electrolytisch ziin
gedissocieerd, de lading der complexen bepalen.

Theorie van Langmuir.

Hoewel dus Moore zich een voorstelling tracht te maken van
de samenstelling van de colloidale complexen en deze daarbij feitelijk
een plaats laat innemen tusschen de gewone chemische binding en
de adsorptie, laat hij ons toch omtrent het wezen der zaak in het
duister, want het bestaan der moleculaire valentie wordt verder niet
aannemelijk gemaakt. Het is daarom als een groote vooruitgang te
beschouwen, dat
Langmuir\') in de laatste jaren nieuwe voorstellingen
omtrent de adsorptieverschijnselen heeft ontwikkeld. Deze theorie is
van zoodanig belang ook voor physiologische vraagstukken, dat

\') Samec. Koiloidchemische Beihefte. 3. p. 123.
^ Moore. Arch, di Bsiolooe. Vol 7, ,909, pg. 5« ^^^^ ^^

») Langmuir. journ. Amer. Ctiemical Society Volpg. 1848, 1917.

-ocr page 67-

een meer uitvoerige bespreking hier wel op zijn plaats geacht kan
worden.

Uitgaande van de fundamenteele eigenschappen van de stof
onderwerpt
Langmuir in de eerste plaats de vaste stof en in het
bijzonder de kristallen aan een onderzoek. Volgens de theorie van
Lewis\') zal, bij beschouwing van het atoommodel van Rutherford-
Bohr
, de kristalstructuur afhankelijk zijn van primaire en secundaire
valentie. Beschouwen we een keukenzoutkristal dan zal van de atomen
natrium en chloor volgens de moderne atoomtheorie het atoom-
nummer bedragen respectievelijk 11 en 17. In den binnensten ring
om de atoomkern bewegen bij het natrium 2 electronen, in den
tweeden ring 8 electronen en in den derden ring 1 electron. Bij het
chloor daarentegen bewegen in den binnensten ring eveneens 2
electronen, in den tweeden ring 8 electronen en in den derden
ring 7 electronen.

Volgens de thans geldende opvattingen hebben de electronen
eene neiging om in groepen van twee of acht voor te komen.

Het resultaat van deze eigenschap wordt door Lewis samengevat
onder den naam van primaire valentie.

Bevinden zich in den ring om de atoomkern 2 of 8 electronen, dan
hebben we te maken met stabiele elementen die onder den naam
van edele gassen bekend zijn.

Wanneer een element een atoomnummer heeft, dat afwijkt van
een der nummers van de reeks van Rydberg
N = 2 X 1.
N = 2 (2\').
N = 2 (1 2^ 2^).
N = 2 (1 -1-2^ 3^) enz.
dan zal een dergelijk element trachten, indien mogelijk, in den
buitensten ring 8 electronen te verzamelen.

Beschouwen we het keukenzoutkristal. De Na Cl moleculen
bevatten ieder een natriumatoom met in den buitensten ring slechts
een electron; het chlooratoom met in den buitensten ring 7 elec-
tronen. Wordt nu het natriumchloride gedissocieerd, dan zal het
electron uit den buitensten ring worden afgegeven aan den buiten-
sten ring van het chlooratoom met 7 electronen. Met anderewoor-
den het natriumatoom wordt een positief ion; het chlooratoom een
negatief ion.

Wanneer echter een natriumatoom en een chlooratoom met elkaar

-ocr page 68-

in aanraking komen, dan zal het gevolg zijn, dat het electron uit
den buitensten ring van het Na-atoom overgaat in den buitensten
ring van het chlooratoom. Een molecuul NaCl is dus standvastig
doordat er nu een buitenste ring van 8 electronen wordt gevormd
met daarbinnen een positief geladen natriumion en een negatief

geladen chloorion.

Het koolstofatoom heeft het atoomnummer 6. In den binnensten
electronenring bevinden zich 2 electronen in den buitensten ring
4 electronen. Waterstof daarentegen met het atoommnummer 1 heeft
1 electron in den buitensten ring.

Bij de vorming van methaan zullen b.v. de 4 electronen van de
waterstofmoleculen met de 4 electronen van het koolstofatoom de
groep van 8 volmaken. De 8 electronen rangschikken zich in ,
groepen van 2, waarbij zoo\'n paar electronen en waterstofkern op
dezelfde wijze in evenwicht houdt als dit bij de twee waterstof-
kernen geschiedt in het waterstofmolecuul. In het molecuul methaan
kan men dus niet zeggen, dat de positief geladen waterstofionen
electrostatisch in evenwicht worden gehouden door het koolstof-
atoom met 4 negatieve ladingen. Waterstof en koolstofkernen met
de 8 electronen behooren in het methaanmolecule tot een systeem.

Beide bindingen komen tot stand door zoogen. primaire valentie.
Maar de buitenste electronenring zal steeds verdwaalde krachtvelden
vormen, die hun invloed kunnen doen gelden op naburige moleculen.
De dusdanig gevormde electrostatische velden zijn nu in staat mole-
culen of molecuulgroepen bij elkaar te houden. In dit geval spreekt
men van secundaire valentie.

Nu komt het slechts zelden voor, dat een stof alleen door pri-
maire valentie is opgebouwd. Hoogstwaarschijnlijk is de diamant
de eenige stof, die in zijn geheel door primaire valentie bestaat, en
merkwaardig genoeg is deze stof niet in vloeibaren toestand te
verkrijgen. De andere vaste stoffen echter worden evenals de vloei-
stoffen bijeengehouden, zoowel door primaire als secundaire valentie.
Zoo wordt b.v. in kristallen het molecuul samengehouden door
primaire valentie, maar de moleculen onderling door secundaire
valentie. Doordat nu de vloeistoffen en vaste stoffen in eigenschappen
veel minder van elkaar verschillen dan vloeistoffen en gassen onderling,
neemt
langmuir aan, dat in de vloeistoffen de moleculen ook door
secundaire valentie bijeen worden gehouden, en dat de bewegelijk-
heid van een vloeistof te danken is aan eene verandering in den
onderlingen stand der atomen resp. moleculen.

Langmuir vestigt vooral de aandacht op de z.g. groepmoleculen, d.z.
bepaalde groepen in hetm olecuul, die speciale eigenschappen bezitten.

-ocr page 69-

Miss pochels \') en daarna Lord Rayleigh 2) hebben aangetoond,
dat de oppervlaktespanning van water alleen dan door olie sterk wordt
verlaagd, indien de olielaag op het water 1.3 10—7 c.M. dik is.
Wordt de laag dikker dan treedt een snelle daling der verlaging op.

Langmuir denkt zich nu, dat de spreiding van olie op water
het gevolg is van een bepaalde aantrekking tusschen zekere groep-
moleculen van de olie en groepmoleculen van het water. Worden
in bepaalde gevallen alle groepmoleculen van een stof aangetrokken
door de groepmoleculen van het water dan is een stof oplosbaar;
worden slechts bepaalde groepmoleculen aangetrokken en andere
afgestooten, dan zal zoo\'n stof zich aan de oppervlakte ophoopen.
In het oliezuur b.v. worden de carboxylgroepen aangetrokken door
groepmoleculen van het water in tegenstelling met de koolwaterstof-
groepen, die een grootere aantrekking voor elkaar bezitten dan
tegenover water. Is de olielaag op het water eeiV molecuuliaag dik,
dan zullen alle carboxylgroepen zich met water kunnen verbinden
en de carboxydraatgroepen niet van elkaar gescheiden behoeven te
worden.

Heeft dus een olie geen carboxylgroepen, dan zal ook geen
spreiding op het wateroppervlak optreden; voor paraffineolie komt
dit ook werkelijk uit: een spreiding heeft niet plaats.

Doordat de koolwaterstofgroepen zich in dit geval niet met de
watermoleculen verbinden zullen zij in de oppervlaktelaag worden
gericht en zullen er van deze groepmoleculen verdwaalde kracht-
velden blijven bestaan. Uitgebreide waarnemingen, door
Langmuir
beschreven, toonen ook aan, dat er een zoodanige richting der
groepmoleculen optreedt, dat de koolwaterstofgroepen vrij blijven
t.o.z. van het water. De bestaan blijvende verdwaalde krachtvelden
zijn te beschouwen als electro-magnetische krachtvelden, afkomstig
van de clectronenbewegingen in de atomen. De oppervlaktespanning
of oppervlakteenergie is dan het verdwaalde electro-magnetische
veld, dat uitstraalt van de oppervlakte laag.

De oppervlaktespanning is dus toe te schrijven aan het ten op-
zichte van het oplosmiddel minst werkzame gedeelte van het mole-
cuul cn een gevolg van de manier van rangschikking der mole-
culen in de oppervlaktelaag. Men moet zich daarbij voorstellen.dat
b.v. bij oliezuur de COOH groep in contact is met water en de
koolwaterstofgroepen hier loodrecht op slaan.

Nemen we met Lewis\') aan, dat de anorganische zouten in

\') Miss Pochels. Nature, 43, pg. 437, 1891.

Lord Rayleigh. Philosophic. Mag. 48, 331, 1899.

Lewis. 1. c.

-ocr page 70-

electrolytisch gedissocieerden toestand op de grenslaag water-
koolwaterstofgroep worden geadsorbeerd, dan kan men dit uitbreiden
voor de oppervlaktelaag van de cel en bovendien voor eiwit-
moleculen of moleculencomplexen.

Al bestaat derhalve de mogelijkheid, dat kationen worden gebonden
langs zuiver chemischen weg; daarnaast zal bovendien steeds een
adsorptie van kationen plaats hebben, op de manier, zooeven
beschreven.

In beide gevallen zullen we echter te doen hebben met secun-
daire valentie en zal het feitelijke van het proces, zij het dan een
chemische binding of een adsorptie, hierin bestaan, dat het vrije
ion tot den vorm van een gebonden ion \') overgaat.

§ 3. Electrochemische beschouwingen.

Plaatsen we een staaf zink in een oplossing van zinksulfaat, dan
zullen van de zinkstaaf zinkionen worden losgemaakt, waardoor
het zink .een negatieve lading krijgt. Dit losmaken van zinkionen
zal zoolang voortgaan totdat het potentiaalverschil tusschen zink en
zinksulfaatoplossing zoo groot is geworden, dat een verdere toevoer
van zinkionen kan worden tegengegaan. Er treedt dus een evenwicht
op, dat indien de concentratie van het electrolyt gelijk wordt gehouden,
zal blijven bestaan. Aan de grens tusschen het metallische zink en
de zinksulfaatoplsssing bestaat dan een dubbellaag van Helmholtz
met negatieve ionen aan den kant van het zink en positieve ionen
aan den kant van het electrolyt.
Nernst\') heeft getracht dit even-
wicht in een formule vast te leggen. Hij voerde daarvoor, het begrip
oplossingsspanning van het betreffende metaal in en omdat hier
ionen worden vrijgemaakt sprak hij van „electrolytische oplossingsspan-
ning". Is nu P deze z.g. electrolytische oplossingsspanning en p de
osmotische druk van de metaalionen in de vloeistof dan is:

.......0)

n p

waarin n de waardigheid der ionen aangeeft.

Omtrent het begrip der electrolytische oplossingsspanning merkt
Nernst nog op, dat men zich de electrolytische oplossingsspanning
moet denken als een voor ieder metaal bestaande constante en wel
een constante, die aangeeft de kracht waarmee de ionen van het
metaal in de oplossing worden gedreven.

\') Langmuir. Journal of Industr. and Engineering Chemistry. Vol 12,
No. 4. p. 386.

2) Nernst. Theoretische Chemie 1913, p. 783 e.v. (1898)

-ocr page 71-

Smits\') heeft deze electrolytische oplossingsspanning nader gede-
finieerd en aangenomen, dat zij gelijk is aan de verzadigingsconcen-
tratie van de ionen in het oplosmiddel. Hij kwam daarbij tot de
formule:

l = ë \'"F........®

waarin In K = ^^en waarbij dan juzn de moleculaire
K 1

dynamische protentiaal is van het zink in het vaste metaal en /t\'zn
de moleculaire dynamische potentiaal van het zink in de
oplossing.

Zooals van Laar\') reeds heeft opgemerkt is de formule van Smits
identiek met de furmule van Nernst, alleen met dit verschil, dat
Smits de osmotische druk ter zijde laat.

In de formule (2) is nu C de ionenconcentratie in het electrolyt
en K een bepaalde constante. De grootte van deze constante kan
bepaald worden voor het geval:

K = c.

dat is bij die ionenconcentratie in het electrolyt, waarbij het poten-
tiaal verschil gelijk wordt aan nul.

Hoewel Nernst het begrip der electrolytische oplossingsspanning
oorspronkelijk heeft gebruikt voor metalen, blijkt reeds voldoende
uit de definitie, dat dit begrip ook tot andere vaste stoffen kan
worden uitgebreid.

Nernst\') zelf heeft hier het eerst opgewezen; terwijl dit later
door
Haber*) en Michaelis») is uitgewerkt.

Beschouwen we een willekeurig zout, dan zal ook daar van een
elektrolytische oplossingsspanning sprake zijn. Bij een keukenzout-
kristal zullen dan bij oplossing in water NaCl moleculen. Na ionen
en Cl ionen in oplossing gaan, zoodat hier van drie oplossings-
spanningen sprake is. Doordat echter electrisch neutrale NaCl
moleculen en elkaar compenseerende Na- ionen en Cl- ionen in het
Spel zijn, zal hier van een electrisch verschijnsel alleen in zooverre
sprake kunnen zijn, als de verschillende ionen een verschillende
bewegelijkheid bezitten, welk verschijnsel verdwijnt zoodra het
geheele molecuul is opgelost. De oplossingsspanning zal in dit geval

\') Smits. Verh. Kon. Akad. v. Wetensch. Amsterdam Deel XIV p. 859,1906
2) v. Laar Electrochemie, 1907 p. 129 c.v.
\') Nernst Zeitschr. f. physik. Chemie. Bd. 9 p 137, 1892
O Haber. Annale der Physik (4), 26 p. 927. 1908.
\') Michaelis, Zeitschr. f. Electrochemie. 14, p. 353, 1908.
ibid., Dynamik der Oberflächen, Dresden 1909.

-ocr page 72-

ook gelijk zijn aan de verzadigingsconcentratie derkeukenzoutoplossing.

Wanneer we nu te doen hebben met in de oppervlaktelaag van
de cel voor komende eiwitmoleculen, waaraan kationen zijn gebonden
of geadsorbeerd, dan zal ook hier van een oplossingsspanning sprake
zijn. Nemen we eenvoudigheidshalve een eiwitmolecuul waarin een
lithiumion aanwezig is, dan kunnen we dit voorstellen door de formule:

LiR.

Dit eiwitmolecuul zal gedeeltelijk electrolytisch gedissocieerd kunnen
worden, waardoor een evenwicht zou kunnen ontstaan:

Li R Li R.
In dit geval heeft men te doen met drie oplossingsspanningen
t.w. de oplossingsspanning van het geheele molecule en de elec-
trolytische oplossingsspanningen van het lithium en radikaalion. Reeds

Höber\') heeft hierop gewezen.

Van deze oplossingsspanningen zal die van het geheele molekuul
zoowel als de electrolytische oplossingsspanning van het radikaalion
practisch gelijk zijn aan nul. Zij kunnen tenminste verwaarloosd
worden tegenover de electrolytische oplossingsspanning van het
lithiumion. Doordat nu het radikaalion in de oppervlaktelaag wordt
vastgehouden, zullen de uittredende Li-ionen een potentiaalverschil
doen ontstaan, dat volgens Haber^) en Michaelis\') de wet van

Nernst zal volgen.

Dientengevolge zal dus aan de oppervlaktelaag der cel een dubbel,
laag van Helmholtz optreden als gevolg van een potentiaalverschil-
dat bepaald is door de reeds vroeger genoemde formule:

E ln Ji........(2)

n c

Bij deze beschouwing is uitgegaan van de veronderstelling, dat in
het, de cel omspoelende medium slechts één electrolyt aanwezig is.
Eenvoudigheidshalve is deze veronderstelling aangenomen; in de nu
volgende bladzijden zal dit worden uitgewerkt voor het geval er
meerdere electrolyten aanwezig zijn.

Uit de formule blijkt dus, dat het potentiaalverschil afhankelijk
is van de oplossingsspanning K en de concentratie van de ionen
in de vloeistof. De moeilijkheid is om de
waarde van deze constante
K te vinden. Aangezien omtrent eiwitstoffen zeer weinig bekend is,
is een berekening der oplossingsspanning direct uit de formule in
het algemeen onmogelijk. Echter zal deze berekening in een bijzonder

\') Höber. Physik. Chemie der Zelle und der Gewebe, p, 242, I9l4.
2) Haber. Annale der Physik (4), 26 p. 927 1908.
») Michaelis, Zeitschr. f. Electrochemie. 14, p. 353, 1908.
ibid., Dynamik der Oberflächen, Dresden 1909.

-ocr page 73-

geval kunnen plaats hebben, en wel voor het geval, dat het poten-
tiaalverschil gelijk is aan nul. In die omstandigheden toch zal K = c
zooals reeds vroeger door
Smits \') is aangegeven.

Op welke wijze laat zich in dat geval de oplossingsspanning
berekenen? Hierbij komt ons de kolloidchemie te hulp.

Zooals reeds bekend is uit het werk van picton en Lindere)
bezitten de micellen in de kolloiddale oplossing een positieve of
negatieve lading.
Hardy\') heeft er het eerst op gewezen, dat het
mogelijk is deze lading te veranderen, en dan voor het geval de
lading gelijk wordt aan nul de stabiliteit der oplossing het geringst
\'s.
Rona en Michaelis*) hebben dit nader uitgewerkt en gevonden,
dat het verdwijnen dier lading kan geschieden door verandering der
H-ionenconcentratie. Bij een bepaalde ionen-concentratie bleek dan
het z.g. isoelectrische punt bereikt te zijn. Bovendien is uit de
onderzoekingen van
Ridsdale Ellis\') gebleken, dat tusschen de
lading der micellen en de stabiliteit der oplossing een direct verband
bestaat, en
Donnan heeft hieruit de gevolgtrekking getrokken, dat
door de lading der micellen, deze elkaar afstooten.

Wordt nu de lading gelijk aan nul, dan zullen tengevolge
daarvan de micellen, die de Brown\'sche beweging uitvoeren,
gelegenheid hebben met elkaar te versmelten en zoodoende uit te
vlokken.

Ook nog op nadere wijze dan door verandering der H-ionen-
concentratie kan het iso-electrische punt bereikt worden.

De onderzoekingen van Burton®) hebben ons geleerd, dat wanneer
aan een suspensiecolloidale oplossing eene bepaalde hoeveelheid van
een sterk electrolyt wordt toegevoegd er in de eerste plaats een
vermindering optreedt in de kataphoretische snelheid; wordt
er dan \'meer electrolyt toegevoegd, dan kan er onder bepaalde
omstandigheden een omkeering der lading optreden.

Op grond van onderzoekingen van Freundlich^) neemt Höber
aan, dat die electrolyten, die het sterkst worden geadsorbeerd ook
in de geringste concentratie in staat zullen zijn om de lading der
micellen \'te doen verdwijnen, als gevolg waarvan een uitvlokken tot

\') Smits 1. O.

Lindér en Picton, journ. Chemie, soc. 67, 63, 1795.

3) Hardy, Zeitschr. f. physik. Chemie. 33, 385, 1900.

•) Rona en Michaelis. Bioch. Zeitschr. 27; 38, (1910), ebenda 24,79,1910.

5) Ridsdale Ellis.Zeitschr.f.physik.Chemie,78,321,191 l,ebenda 18,597,1912.

«) Burton. Phil. Mag. (6), 12. 472, 1906.

\') Freundlich. Kolloidzeitschr. 1, 321, (1907). Zeitschr. f. Physik. Chemie.
Bd. 85, 641 0913).

-ocr page 74-

stand zou komen. Op die manier zou dan de werking der verschil-
lende zouten in de reeks van
Hofmeister \') verklaard moeten worden.

Men kan dus zeggen, dat het uitvlokken van een colloidale
oplossing tot stand zal komen als de lading nadert tot nul, en dat
dit bereikt kan worden zoowel door verandering der
H ionencon-
centratie als door toevoeging van andere electrolyten.
Paine 2) denkt zich
daarbij het uitvlokken zoodanig, dat de ionen zich niet overal gelijk-
matig in de vloeistof verdeelen, waardoor er potentiaalverschillen
ontstaan die de deeltjes tot elkaar brengen. De colloidale deeltjes
zullen zich meer en meer aan elkaar vasthechten, totdat de vlokken
het isoelelectrische punt hebben bereikt. Deze gegevens stemmen
overeen met de gegevens van
Hofmeister\'), die vond, dat het
uitvlokken. bij een zekere concentratie begint, maar bij een andere
hoogere concentratie zijn maximum bereikt. Dit maximum is dan te
beschouwen als het bereiken van het isoelelectrische punt. Voor de
biologisch belangrijke hydrophyle colloïden kan in verband hiermede
nog worden medegedeeld dat in tegenstelling met uitvlokking der
suspensoide colloïden de uitvlokkingen der emulsoiden reversibel is-

Keeren we nu terug tot de formule ven Nernst, wanneer de
lading gelijk is aan nul m. a. w. indien het isoelelectrische punt is

bereikt, dan zal: K = c.

Weten we de uitvlokkingsconcentratie van een electrolyt, dan
volgt daar dus uit, dat de waarde gelijk is aan de waarde der gezochte
electrolytische oplossingsspanning. Nu op deze manier de constante
in de formule voor elk electrolyt is te bepalen, is het ook mogelijk
om dezè beschouwingen tot de celoppervlakte uit te breiden.

In de gegevens van loeb omtrent Fundulus eieren blijkt, dat deze
eieren zich kunnen ontwikkelen, indien KCl en CaClj in bepaalde
onderlinge verhouding aanwezig zijn. Noemen we de K-ioTien con-
centratie van het KCl c, en die der Ca-ionenconcentratie van het
CaClj C2 en de respectieve electrolytische oplossingsspanningen
C en Cj. De aan de eiwitstoffen in de grenslaag gebonden
ionen zullen een potentiaalverschil vertoonen tegenover de ionen in
het electrolyt, waardoor dus voor K-ionen geldt:

_ RT C,
11, —

en voor de Ca-ionen:

E, = — In ........(3)

\' n, c,

E, = «^in^".......(4)

Uj c

\') Hofmeister. Schmiedeberg\'s Archiv. Bd 24, p. 1 en 247.
2) Paine. Proc. Cambridge Phil. Soc. 16, 430, (1912).
Koll. chem. Beih.
4, 24, (1912).

-ocr page 75-

Waar in deze formules alleen c, en C2 variabel zijn blijkt, dat
het potentiaalverschil in beide gevallen afhankelijk is van de ver-
houding der ionenconcentraties. Zijn deze beide willekeurig gekozen
dan zal in het algemeen E, niet gelijk zijn aan E2. M.a.w. er zullen
aan de oppervlakte der cel veranderingen in het potentiaalverschil
optreden want in het algemeen correspondeeren de waarden van\'
E, en E2 niet met de waarden van c, en C2. Een verder gevolg is
een verplaatsing van K-ionen of Ca-ionen.

Tengevolge dezer potentiaalverschillen en ter vereffening ervan
moeten aan de oppervlakte der cellen electrische stroompjes op-
treden, die niet ophouden voordat de omspoelende vloeistof haar
evenwicht ook aan de oppervlaktelaag heeft opgedragen. Is dit
tijdelijk bereikt, dan kan de samenstelling der oppervlaktelaag on-
mogelijk dezelfde zijn dan die in de diepte van het protoplasma.
Onder welke omstandigheden die samenstelling juist dezelfde is, is
lastig te zeggen aangezien omtrent de samenstelling der diepere
lagen van het protoplasma vrijwel niets bekend is.

Het ontbreken van oppervlaktestroomen (niet echter de gelijkheid
in samenstelling van oppervlaktelaag en diepte) kan ook nog op
een andere wijze bereikt worden, n.l. door de samenstelling van
het electrolytmengsel te wijzigen zoodanig dat zij met die van
de oppervlaktelaag correspondeert.

Een cel omringd door vloeistof met electrolyten in evenwicht
heeft een oppervlaktelaag zonder oppervlakte stroompjes.

Dit evenwicht zal alleen bestaan indien voldaan wordt aan de

voorwaarde: ^ .

E, = E,........(5)

Uit de formules (3) en (4) volgt dan:

n, c, n, Cj

Nu is n, voor kalium = 1 en n, voor calcium = 2 dus:

1 c, 2 c,
hetgeen na herleiding wordt:

........(6)

Ci^ Cj

Ten einde dus aan de oppervlakte der cel een physiologisch
evenwicht te verzekeren moeten de ionenconcentraties in een onder-
ling constante verhouding aanwezig zijn. Voor het geval, dat alleen
K lonen en Ca ionen aanwezig zijn, is deze constante afhankehjk
van de electrolytische oplossingsspanning op de manier in formule
(6) aangegeven. Hiermede is echter gelijktijdig de ionenbalanceenng

-ocr page 76-

bepaald en blijkt tevens, dat deze onafhankelijk is van de
temperatuur \')•

Bevinden zich in de omspoelende vloeistoffen drie electrolyten
t.w. NaCl; KCl en CaClj dan krijgen we drie vergelijkingen t.w.
10 voor het kaliumchloride:

E, ln ^.......(3)

n, c,

20 voor het calciumchloride:

E, ln ^.......(4)

30 voor het natriumchloride:

E3 = ^ ln ^.......(9)

• ^ na c3

In deze formules moet nu, wil er een evenwicht optreden vol-
daan worden aan den eisch dat:

E, = E2 = E3.
voor het geval dat E, = Ej blijkt dat:

• = ^........(8)

Cl2 C2

Tevens volgt uit de formules (3) en (9) dat

n, c, na C3
Nu is n, voor kalium gelijk aan 1 en eveneens n^ voor na-
trium gelijk aan 1 dus:

1 c, 1 c,

c, _C3

dus: ~ V •

C

Substitueeren we de gevonden waarde voor in formule 8

C|

dan is:

X C3 qj ^ _ X C3 /jQ^

c, X c, c, c, Cj X Cj
Op gelijke wijze kan ook de verhouding der ionenconcentraties
K Ca

— en rr worden berekend.
Na Na

g

Voor de verhouding — vinden we:

t C3

\') Het onafhankelijk zijn der balanceering van de temperatuur Is, in niet
gepubliceerde proeven, gedaan in het physiologisch Laboratorium te Utrecht,
ook vastgesteld.

-ocr page 77-

_C| X C3 X C2 ...

c3 ~ C, X .....^ ^

"ET ~ c, X C3.......^^^^

De verhouding der ionenconcentratie van het calcium kalium en
natrium in de physiologische vloeistoffen moet dus voldoen aan
den eisch:

10 ionenconcentratie K _C, X C3

ionenconcentratie Ca C3 X C2

20 ionenconcentratie K _C, X C3 X C2

ionenconcentratie Na Cj X ca"

30 ionenconcentratie Ca _C; X c,

ionenconcentratie Na C, X C3

Waarin C, C^ en C3 zijn de electrolytische oplossingsspanningen
der K-, Ca- en Wa-proteinen en c, Cj en C3 de resp. ionencon-
centraties.

Wanneer de vloeistof om de cellen in haar Na-, K-, Ca-gehalte
ongebalanceerd is, zullen — zooals uit het bovenstaande blijkt —
in de oppervlaktelaag der cel metaalpunten van verschillende po-
tentiaal voorhanden moeten zijn. Het gevolg zijn electrische stroompjes,
die er in normale verhoudingen niet zijn.

Duurt de stoornis in de balanceering lang dan zal de concentratie
der Na-, K-, Ca-atomen in de oppervlaktelaag geheel verschillen met
die in het inwendige. Wanneer de mogelijkheid hiertoe bestaat zal
bij vermindering van het aantal atomen van een bepaalde soort
aanvulling vanuit het inwendige plaats hebben, omgekeerd bij ver-
meerdering verdringen naar hct inwendige. In de hartspiercellen, die
een groot K-magazijn inwendig herbergen, schijnt zulks voor hct
K mogelijk; voor het Na cn Ca niet. In andere cellen zal dit

wellicht anders zijn.

In welke mate nu het onttrekken van K uit hct inwendige of
het overmatig daarin ophoopen van K in het inwendige der hart-
cellen nadeelige gevolgen voor de functie van het orgaan heeft, waag
ik niet te beoordeelen. Wel echter is het zeker, dat wegname van
K uit de oppervlaktelaag of een geweldige ophooping daarvan be-
slist nadeelige gevolgen heeft. Dit hangt samen met ccn te weinig
of te veel aan radio-actieven invloed van uit de oppervlaktelaag
op de prikkelbare substantie uitgeoefend.

Ook het ontbreken van Ca uit de oppervlaktelaag of het daarin
ophoopen van Ca-atomen is in hooge mate nadeelig. Een hypothese
omtrent den aard dezer specifieke werking van calcium op dc spier-

en voor:

-ocr page 78-

cel is nog nimmer opgesteld. Wel is van verschillende zijden ver-
moed, dat deze specifieke werking meer de samentrekbaarheid dan
de automatie betreft, getuige het door
MInes opgemerkte lang na-
blijven van het electrocardiogram aan het massaal stilstaand hart
van koudbloedigen. Strontium kan het calcium in zijn specifieke
werking vervangen.

Eindelijk heeft het ontrekken van Na uit de oppervlaktelaag een
zeer specifiek nadeelig gevolg. Het kan slechts ten deele, ongeveer
de helft, door lithium worden vervangen. De oorzaak, waarom het
eigenlijke natrium niet geheel gemist kan worden is evenmin
bekend.

Dit alles betreft de specifieke werking der Na-, K-, Ca-ionen in
de oppervlaktelaag. De balanceering, waarvoor ik hier een theorie
ontwerp, vat echter uitsluitend een algemeene ionen-werking in het
oog. Deze algemeene ionenwerking is normaal te achten,
wanneer zij een onderling electrisch evenwicht tusschen de metaal-
punten in de oppervlaktelaag der cellen verzekert; zij is gestoord,
wanneer deze metaalpunten onderling in potentiaal verschillen en
daardoor stroomen aan de oppervlakte der cel in het leven worden
geroepen, een onrust, die naar het schijnt met een normaal functio-
neeren der hartcel onvereenigbaar is.

In een volgende paragraaf hoop ik aan te toonen, dat juist in
een groot aantal gevallen, welke hoewel afwijkend van denorma,
niettemin de physiologische functie niet verbreken, het kenmerk van
electrisch evenwicht in het oppervlak verzekerd is.

-ocr page 79-

HOOFDSTUK IV.

Toepassingen van de theorie.

§ 1. Het zeewater en de vloeistof van Sidney Ringer.

Hoewel schijnbaar irrationeel zullen wij onze berekeningen aan-
vangen met die vloeistoffen, waarin drie zouten zijn opgelost. Terwijl
op het eerste gezicht het gebruik der formule voor drie electrolyten
moeilijker schijnt dan de eenvoudige formule voor twee electrolyten,
blijkt, dat er in de gevallen, waarin slechts twee zouten in de
vloeistof zijn opgelost, complicaties optreden, die een goede balan-
ccering der twee zouten in den weg staan.

Uit de proeven van J. Loeb \') is gebleken, dat de eieren van
Fundulus hetcroclitus zich evengoed kunnen ontwikkelen in zuiver
gedestilleerd water als in zeewater. In de plaats van zeewater is
het ook mogelijk daarvoor een vloeistof te kiezen, waarin alleen het
natriumchloride, kaliumchloride cn calciumchloride in dezelfde ver-
houding als in het zeewater aanwezig zijn.

Volgens de onderzoekingen der Challenger Expedities^) bevinden
zich in het zeewater op 100 moleculen NaCl ongeveer 2.2 mole-
culen KCl en 1 i 2 moleculen CaClj, terwijl de osmotische druk
overeenkomt met die van een 0.54 mol. keukenzoutoplossing.

Indien er dus een evenwicht tusschen de verschillende kationen
van een electrolytmengscl, waarin NaCl, KCl en CaClj zijn opgelost,
ten opzichte van de eiwitstoffen en lipoiden van het eioppervlak
bestaat, dan moet de onderlinge verhouding van NaCl, KCl en
CaClj wat betreft hunne ionenconcentratie voldoen aan den eisch,

\') J. Loeb. Hdb. der Blochcmie van Oppcnheimcr. Bd. II i p. 104, 1909.

2) Report on the Scientific results of the Voyage of H.M. S. Challenger
during the years 1872—1876, 11. Physics and Chemistry I, p. 138.

-ocr page 80-

dat het potentiaalverschil tusschen eioppervlak en electrolyt voor
alle drie de kationen gelijk is. Aan dezen eisch is voldaan, indien
de ionenconcentraties functies zijn der oplossingsspanningen volgens
de boven aangegeven formules.

Deze oplossingsspanningen van de verschillende kationen zijn
constanten, die aan de hand van de gegevens van\'
Hofmeister\') ten
naaste bij benaderd kunnen worden. Uit deze laatste leert men
dat NaCl, KCl en CaClj in bepaalde concentraties een uitvlokking
van hydrophile colloïden veroorzaken.

Wat betreft het chloornatrium blijkt, dat bij een concentratie van
ongeveer 0.213 gram NaCl in 1 c.c.M. uitvlokking plaats heeft.
Berekenen we dit in grammoleculen dan blijkt, dat deze oplossing
3.6 moleculair is.

Bij een dusdanige concentratie is echter een gedeelte in ionen
gesplitst, welk gedeelte is te bepalen uit het aequivalent-geleidings-

/I O 7

vermogen. Voor een 3.6 moleculair NaCl oplossing is het , zoo-

i V ^

dat van deze oplossing ook slechts dit gedeelte als werkzaam is te
beschouwen. Rekenen we dit uit, dan blijkt, dat we hier te doen
hebben met een keukenzoutoplossing, waarin 1.3 moleculair Na —
ionen aanwezig zijn. Als maat der oplossingspanning der Na —
ionen van de eiwitstoffen mogen we dus aannemen 1.3.

Voor het chloorkalium geeft Hofmeister aan, dat een gehalte
der vloeistof van 0.253 gr. KCl in 1 c.c.M. reeds een uitvlokking
geeft. Waar we hier te doen hebben met een oplossing, die 3.4
moleculair is, is het aantal in de vloeistof aanwezige kaliumionen
in dit geval 2.3 moleculair. Als maat der oplossingsspanning
geldt dus hier 2.3.

Voor het chloorcalcium kunnen die gegevens op analoge wijze
worden verkregen. Berekenen we ook hier naar de opgaven van
Hofmeister de concentratie van het CaCl^ waarbij eene uitvlokking
wordt verkregen, dan blijkt, dat in dit geval de oplossingsspanning
de waarde 3.2 zal moeten bezitten.

Als constanten krijgen we dus hier de volgende drie waarden:
lo voor kalium C, = 2.3
2o voor calcium C^ = 3.2
30 voor natrium Cj = 1.3

Hebben we dus eene oplossing, waarin het kaliumchloride, cal-
ciumchloride en het natriumchloride in dezelfde verhouding voorko-
men als in het zeewater dan is volgens de formule (12).

\') Hofmeister. Schmiedeberg\'s Archiv. Bd. 24, p. I. 1888.

-ocr page 81-

ionenconcentratie Ca C, X

ionenconcentratie Na C, X C3
Vullen we in deze formule de constanten in, dan vinden we:

ionenconcentratie Ca _ 3.2 X c,

ionenconcentratie Na 1.3 X 2.3
In deze formule is nu c, de concentratie der K-ionen in het elec-
trolytmengsel. Voor zeewater is deze c, = 0.01 moleculair, dan is:

ionenconcentratie Ca _ 3.2 X 0.01_ 1.1 /0.9 \\

ionenconcentratie Na ~ 1.3X2.3~ ~ ÏÖÖ lïÖÖ/ e^^P\'^sch.
Voor de balanceering tusschen het kalium en het natrium geldt de
formule (11):

ionenconcentratie K _C, X C3 X Cj

ionenconcentratie Na Cj X ca^
Vullen we hierin de concentratie in, dan is:

ionenconcentratie K _2.3 X 1.3 X c^

ionenconcentratie Na 1.6 X ca"
Nu is Cj (calcium) = 0.0045 m.

C3 (natrium) — 0.5 m.
dus: 
ionenconccntratie K _ 2.9X0.009

ionenconcentratie Na 3.2 X (0.5)^

1000

of uitgewerkt ionenconcentratie K _/ 2 \\ . .

ionenconccntratie Na 100 \\100/
Ten slotte blijft nog de berekening der ionenconcentratieverhouding
tusschen kalium en calcium over.
Hiervoor geldt de formule (10):

ionenconcentratie K _C, X C3

ionenconcentratie Ca C3 X Cj
Stellen we hier voor de constanten hunne waarden in de plaats dan is:

ionenconcentratie K _2.3 X 1.3

ionenconcentratie Ca C3 X 3.2
waarbij ca (concentratie Na-ionen) = 0.5
dus: ionenconcentratie K 2.9 .___2.9/ 2

2.9 / 2 \\

— empirisch.

ionenconccntratie Ca 0.5X3.2
In bovenstaande drie berekeningen is voor het kaliumchloride;
calciumchloride cn natriumchloride nagegaan of indien zij in een
concentratie aanwezig zijn als dat in het zeewater het geval is,
voldoen aan de eischen, die door ons boven aan een biologisch
evenwicht zijn gesteld. De op deze wijze verkregen uitkomsten

-ocr page 82-

kunnen direct vergeleken worden met de werkelijk bestaande ver-
houdingen in het zeewater, doordat deze opgaven tusschen haakjes
er achter zijn gevoegd. Deze opgaven zijn berekend naar de ionen-
concentraties der vloeistoffen. Ten overvloede zijn hieronder de
berekende en empirisch gevonden waarden in een tabel vereenigd.

TABEL 8.

verhouding der ionen-
concentraties van:

berekend

empirisch gevonden

Na

100

100

Ca

1.1

1.17

Na

100

100

K

1.4

2

K

2.9

2.9

Ca

1.6

1.45

Zooals hieruit blijkt zijn er weliswaar kleine verschillen waar te
nemen, maar ten naaste bij stemmen de uitkomsten overeen. Dat er
verschillen bestaan behoeft ons in het geheel niet te verwonderen,
daar als uitganspunt voor de berekeningen gebruik is gemaakt van
de gegevens door
Hofmeister verzameld en waarbij van eiwitstoffen
gebruik is gemaakt. Indien de uitvlokking niet als indicator ter
bepaling van het isoelelectrische punt wordt gebruikt, maar deze
bepalingen langs electrischen weg geschieden, dan zal daardoor
zeker dè nauwkeurigheid worden verhoogd. Ten einde echter de
nauwkeurigheid in deze richting te verhoogen moeten verschillende
moeilijkheden overwonnen worden, een reden waarom bij deze
berekeningen voorloopig van bestaande gegevens gebruik gemaakt is.

De hierboven uitgevoerde berekeningen voor het zeewater kunnen
zonder verdere wijzigingen worden uitgebreid tot de vloeistof van
Ringer. Het is toch een algemeen bekend feit, dat, hoewel de totale
concentratie der RiNGERsche vloeistof geringer is dan die van het
zeewater, de verhouding der bestanddeelen in beide vloeistoffen
gelijk is\').

Duidelijkheidshalve is het toch gewenscht om ook de berekenmg
voor de vloeistof van
Ringer uit te voeren. Noemen we ook hier
C,; Cz en Ca de oplossingsspanningen resp. van de K-, de Ca- en
de Na- ionen in de proteineverbindingen, en c„ c^ en C3 de con-

\') Bayliss. General Physiology, p. 209. 1915.

-ocr page 83-

centraties van de K-, Ca- en Na-ionen in het electrolyt, dan gelden
ook hier de formules, die op p. 62 e.v. zijn afgeleid.

lo ionenconcentratie K _C, X C3

ionenconcentratie Ca C3 X Cj

2o ionenconcentratie K _C, X C3 X C;

ionenconcentratie Na Cj X ca^

3o ionenconcentratie Ca _C2 X c,

ionenconcentratie Na C, X C3
Ten einde uit deze formules de verhoudingen tusschen de ver-
schillende ionen te kunnen berekenen is het noodig om eerst de
samenstelling der
RiNGER\'sche vloeistof na te gaan. Daarvoor is het
als het meest geschikt te beschouwen de experimenteele gegevens,
die in Hoofdstuk 2 zijn verzameld, als uitgangspunt te nemen. Indien
de concentratie van het natriumchloride 0.12 mol. is, blijkt, dat bij
een concentratie van het calciumchloride van 0.001 mol. de meest
geschikte hoeveelheid kaliumchloride 0.004 mol is. Deze bepaling
berust op de uitkomsten, die het onderzoek van de minimum- en
maximumehoeveelheden KCl bij bepaalde hoeveelheden CaClj in de
RiNGER\'sche vloeistof heeft opgeleverd. Als meest geschikte dosis
KCl werd daarbij dan genomen de waarde, die midden tusschen de
maximum- en minimumhoeveelheid in gelegen was. Indien we nu
deze waarden substitueeren in de formules dan levert dit de
volgende
resultaten op. Ten overvloede zij hier nog opgemerkt dat de con-
stanten reeds aan het begin van dit hoofdstuk zijn bepaalde en
hieronder nogmaals zijn opgegeven.

C, = 2.3
C3 = 3,2
C3 = 1.3

ionenconcentratic K
Ter bepaling van de verhoudmg: Ca

vinden we:

ionenconcentratie K _ C, X C3

ionenconcentratie Ca C3 X Cj
_
2.3 X 13
"^C3 X 3.2

~ 3.2 ^ C3
2.9

3.2 X 0.12

ionenconcentratie K ^ ^ ^ ^ \\ empirisch,

intipnconcontratie Ca \\0.001

-ocr page 84-

Voor de verhouding

ionenconcentratie K

ionenconcentratie Na C2 X cs^

levert substitutie der waarden het volgende resultaat op:

_ 2.3 X 1.3 X 0.001

3.2 X (0.12)\'
2.9 X 0.001

3.2 X 0.014

_ 2.9 X 0.1

3.2 X 1.4

C. X C3 X c.

\'0.014 0.4

ionenconcentratie K

= 0.012

= — =0.03 empirisch.

ionenconcentratie Na """" VO.12 12

In de derde plaats moet dan nog worden nagegaan de verhoudmg
ionenconcentratie Ca _ C; X c,
ionenconcentratie Na C, X C3
Vullen we hier ook de getalwaarden in dan is:
ionenconcentratie Ca _3.2 X 0.004

2.9
\\.\\X 4
\' 2.9
0.001 8

ionenconcentratie Na

ionenconcentratie Ca _ h.h fu.wi _ " j ernpirisch
ionenconcentratie Na """ 1000 \\ 0.12 1000/
Ook hier zijn de experimenteele gegevens tusschen haakjes achter
de berekende waarden vermeld. Om het geheel overzichtelijk te
maken zijn de waarden hieronder in een tabel vereenigd.

4.4

Tabel 9

verhouding der ionen-
concentraties

berekend

empirisch gevonden

K

7

4

Ca

K

0.012

0.03

Na

Ca

0 044

0.08

Na

Indien deze berekening op dezelfde wijze voor de Ringer\'sche
vloeistof voor warmbloedigen wordt uitgevoerd, dan blijkt, dat de
waarden voor deze vloeistof nauwkeuriger uitkomen, dan het voor
de vloeistoffen voor koudbloedigen het geval was. Hiervoor wordt
als volgt de verhouding der ionenconcentraties berekend.

-ocr page 85-

Als geschikte ringer\'sche vloeistof voor warmbloedigen geeft
Locke\') een vloeistof op, die naast 0.907o NaCl meer kalium bevat
dan calcium. Ook andere schrijvers achten een zoodanige vloeistof
beter dan een vloeistof, waarin het kalium en calciumgehalte onge-
veer gelijk is. Als geschikte vloeistof is dan te beschouwen een
vloeistof, waarin de concentratie van het natrium, uitgedrukt in
grammoleculen, is 0.15 mol. en daarnaast de concentratie van het
kalium en calcium resp. 0.006 mol. en 0.001 mol.

Ca

Voor de verhouding der concentratie vinden we:

K

ionenconcentratie Ca _Cg X Cj

ionenconcentratie K C, X C^
Indien we in deze formule de waarden der constanten invullen,
ter bepaling waarvan ook hier de gegevens van
Hofmeister zijn
gebruikt, dan krijgt de formule den volgenden vorm:

ionenconcentratie Ca _ Cj X 3.2

ionenconcentratie K 2.3 >n.3
terwijl in deze formule C3 = 0.15 mol.
We vinden dan:

ionenconccntratie Ca _0.15 X 3.2 _

ionenconcentratie K 23 X 13 \'
Empirisch is gevonden:

ionenconcentratie Ca _0.001 _ ^ ^^^

ionenconcentratie K 0.006
Voor de formule, die de verhouding tusschen de ionenconcentraties
van het kalium en natrium aangeeft wordt dc verhouding alsvolgt:
lonenconcentj;^ie K _ C,_X C3
X c^
ionenconcentratie Na Cj X ca"
Substitutie der waarden in dit geval geeft:

ionen^nwnjratic K _ 2.3 X 1.3 X 0.001
ionenTöncenlratie Na ~ 3.2 X (0.15)\'
hetgeen na herleiding wordt:

ionenconccntratie K _ ^ ^^

ionenconccntratie Na
Empirisch is voor deze verhouding gevonden:

ionenconccntratie K _ 0.006 _ 6 _ q q^
ionenconcentratie Na 0.15 150
Berekenen we ten slotte de verhouding tusschen de ionenconccn-
tratie van het calcium en die van het natrium:

ionenconcentratie Ca _C, X C|

ionenconcentratie Na C, X C3
"\') locke. Zentralbl. f. Physiol. Bd. XIV, p. 670, 1900.

-ocr page 86-

ionenconcentratie Ca _ 3.2 X 0.006 _ ^ ^^^^

of _

ionenconcentratie Na
Terwijl empirisch gevonden is:

2.3 X 1.3

ionenconcentratie Ca

oom 1

0.15 150

ionenconcentratie Na

TABEL 10

verhouding der ionen-
concentraties.

berekend

empirisch gevonden

Ca

0.165

0.166

K

K

0.04

0.04

Na

Ca

0.0064

0.0066

Na

Vergelijken we de tabellen 9 en 10 met elkaar, dan blijkt, dat
voor de warmbloedige
RiNGER\'sche vloeistof een betere overeenstem-
ming tusschen de berekende en empirisch gevonden waarden bestaat,
dan bij de vloeistof voor koudbloedigen het geval is. Terwijl voor
de warmbloedige
RiNGER\'sche vloeistof eenerzijds hoogstens verschillen
bestaan van 0.001, zijn deze voor de koudbloedige vloeistof veel
grooter en bereiken eene waarde van 0.2. De oorzaak moet m.i.
gezocht worden in het feit, dat de door mij gebruikte gegevens ter
berekening van de constanten in de formule door
Hofmeister zijn
verkregen door gebruik te maken van eiwitoplossingen van warm-
bloedige dieren. Zoodoende is het verklaarbaar, waarom voor de
warmbloedige
RiNGER\'sche vloeistof betere uitkomsten verkregen
werden dan met de koudbloedige vloeistof het geval was. Voor eene
nauwkeurige berekening van de
RiNGER\'sche vloeistof in het laatste
geval zou het dan noodzakelijk zijn om de bepalingen, door
Hof-
meister
verricht, met eiwitstoffen van koudbloedige dieren te herhalen.
Maar ook al heeft men dit gedaan, dan nog blijft de moeilijkheid
over, om het verschillende gedrag tusschen zomer- en winterkik-
vorschen te verklaren. Door het sterk uitgesproken verschil in gedrag
tegenover electrolyten dat hier bestaat komt men er toe om aan een
overeenkomst te denken met de agglutininen van
Bordet. Höber
denkt zich het verschijnsel zoo, dat er door het vasthechten der
agglutininen aan de oppervlakte der cel toestandveranderingen
optreden aan de oppervlakte, waardoor de hydrophyle colloïden
zouden veranderen in suspensiecolloiden.

-ocr page 87-

Men zou zich op analoge wijze kunnen denken, dat in gevallen
van evenwicht de spiercellen in haar oppervlaktelagen \'s zomers minder
kalium zullen bevatten dan met het oog op de radioactiviteit
voor
de cel noodig is. In dat geval zou dan een sensibilisator (Zwaar-
demaker)
te hulp moeten komen om de activiteit van het mindere
kalium te versterken. De mogelijkheid is daarbij niet uitgesloten,
dat de agglutinine-achtigen en de sensibiliseerende eigenschappen
in een stof vereenigd zijn.

§ 2. Proeven van Loeb.

Ingewikkelder, maar tevens van groot belang, zijn de berekeningen,
die uitgevoerd kunnen worden aan de hand van de gegevens van
Loeb. Nemen we als uitgangspunt de reeds boven beschreven eieren
van
Fundulus heteroclitus dan blijkt, dat de ontwikkeling, die
plaats heeft in zuiver gedestilleerd water te niet gedaan kan worden
door toevoeging aan het gedestilleerde water van een zekere hoe-
veelheid KCl. Toevoeging van kaliumchloridé in een zoodanige
hoeveelheid, dat dit in een concentratie van 0.01 moleculair aan-
wezig was, bleek voor de zich ontwikkelende eieren een zeer sterk
gift te zijn. Werd aan deze oplossing, dan bovendien een zekere
hoeveelheid CaCI, toegevoegd, dan bleek dat de giftige werking van
het KCl sterk verminderde\'). Daarbij kwam aan het licht, dat de
ontgiftende werking het sterkste was
indien de onderlinge verhouding
van het KCl en CaCI, in de oplossing een bepaalde waarde had.

Deze verhouding heeft hier blijkbaar dezelfde beteekenis als de
onderlinge verhouding der bestanddeelen in zeewater of vloeistof
van
Ringer. Loeb^) heeft hiervoor het begrip „ontgiftigingscoefficient"
ingevoerd. Hij verstaat hieronder de verhouding van de concentraties
van het giftige tot het ontgiftende zout, die voor de ontgiftiging
juist voldoende is. Het is
Loeh gelukt om voor verschillende elec-
trolytcombinaties deze ontgiftigingscoefficient te bepalen, waarbij
door
hem steeds de ontwikkeling der Funduluseieren als maatstaf werd
gebruikt. Door de ongevoeligheid dezer eieren voor verschillen
in den osmotischen druk was het hem mogelijk om in de electrolyt-
oplossing slechts twee electrolyten te gebruiken en dan van deze
twee zouten de ontgiftigingscoefficient vast te stellen. Op deze wijze

bepaalde hij o.a. de ontgiftigingscoefficient

\') J. Loeb. Biochem. Zeitschr. Bd. 32 p. 308. 1911.

2) J. Loeb. Biochem. Zeitschr. Bd. 31, p. 451. 1911.

-ocr page 88-

Het is echter Loeb direct opgevallen, dat er in deze proefreeksen,
KCl

waarin de verhouding y, -werd bepaald en waarin dus opzettelijk

in het electrolyt het NaCl was weggelaten, onregelmatigheden optraden,
die voor een gedeelte afhankelijk waren van de totaalconcentratie
en voor een gedeelte daar geen verband mee hielden. Deze onregel-
matigheden openbaarden zich in een sterke variatie in de grootte
van den ontgiftigingscoefficient, welke wisselingen varieerden tusschen
17 en 220. Loeb verklaarde deze afwijkingen door aan te nemen,
dat de gevoeligheid der eieren voor KCl aan veranderingen onder-
hevig was. Gelijktijdig echter maakte
Loeb van een vondst gewagt
die voor deze afwijkingen van het grootste belang is. Voegde hij
aan het electrolytmengsel bovendien
0.01 moleculair NaCl toe, dan
bleek, dat de ontgiftigingscoefficient constanter werd, ter verklaring
van dit verschijnsel wordt niets gezegd, alleen merkt
Loeb op, dat
hij het keukenzout toevoegde „um die
Bestimmung der Grenzkonzen-
tration für die Entgiftung schärfer zu machen".

In het licht der hier ontwikkelde theorie wordt dit verschijnsel
echter volkomen duidelijk. Plaatsen we in gedachte een Fundulusei
in gedestilleerd water, dan zijn in de oppcrvlaktelagen der cellen
eiwitstoffen aanwezig, waarin natrium, kalium en calcium hetzij:
gebonden heztij geadsorbeerd zijn. Voegen we nu aan het gedestil-
leerde water kaliumchloride en calciumchloride toe, dan zal een wissel-
werking optreden tusschen het kalium, natrium en calcium, dat gebonden
of geadsorbeerd is aan de eiwitstoffen en de ionen in het electrolyt-
mengsel. Doordat nu in dit mengsel in den beginne geen natriumionen
aanwezig zijn, zullen er door de wisselwerking eenige natriumionen
uit de eiwitstoffen vrij komen, waardoor de concentratie van het
mengsel aan Na-ionen oneindig klein wordt, In dit geval
zullen er echter volgens
Nernst\') tusschen electroden en electrolyt-
mengsel abnormale spanningen optreden, die zooals uit onze theorie
blijkt een juiste balanceering in den weg staan. Des te sterker de
concentratie van het NaCl wordt, des te
meer zullen deze abnormale
spanningen verdwijnen en des te meer zal een balanccering kunnen
optreden. Toevoeging van 0,01 mol. NaCl verminderde de wissel-
valligheid der ontgiftigingscoefficient reeds van 17 tot 55 en het is
begrijpelijk, dat een juiste balanceering eerst aanwezig is, indiende
concentratieverhouding nadert tot die van het zeewater, dus waarin
het NaCl in nog grootere hoeveelheid aanwezig is. In het schijnbare
eenvoudige geval, dat voor de ontwikkeling van Funduluseieren dus

-ocr page 89-

twee zouten aanwezig zijn, wordt de verhouding tusschen eiwitstof
en electrolyt ten opzichte van de ionen zoo ingewikkeld, dat zij
voor berekening moeilijk toegankelijk wordt, eene moeilijkheid, die
zich in het experiment uit door groote wisselvalligheid der uitkomsten.

§ 3. De gewijzigde vloeistoffen van Ringer.

In de RiNGER\'sche vloeistof is het mogelijk om het kaliumchloridé
door andere zouten met een radioactief bestanddeel te vervangen,
zooals in Hoofdstuk 2 uitvoeriger is besproken \'). Zoo is b.v. voor
de normale automatie van het geïsoleerde kikkerhart het KCl in de
RiNGER\'sche vloeistof te vervangen door 25 mgr. UOj (NO,)^, welke
waarde geldt voor een kikvorschenhart, dat in wintertoestand ver-
keert. Zooals uit het vorige hoofdstuk bekend mag worden veron-
dersteld, is tusschen het UOj (NOj)^ en het CaClj in deze gewijzigde
vloeistof van
Ringer een balanceering vast te stellenAangezien
we hier te doen hebben met het tweewaardige uranylion in tegen-
stelling met het in de gewone
RiNGER\'sche vloeistof aanwezige
eenwaardige K ion, is het noodzakelijk onze formule daarvoor
eenigszins te wijzigen.

Nemen we nu aan, dat de drie electrolyten een electrisch
evenwicht vormen lo voor calcium:

E, = ^ In ^.......(4)

20 voor natrium:
30 voor uranylnitraat:

n

.......(9)

E. = ^^ In ^........(13)

dan zal, ten einde een evenwicht tusschen eiwitstoffen en electro-
lyten onderling te verkrijgen voldaan moeten worden aan den eisch

E, = E, = E,

Werken we dit nu uit dan krijgen we, daarbij rekening houdende
met het feit, dat het uranylion tweewaardig is:

ionenconcentratie calcium _Co" X ca" _ . .

ionenconcentratie uranyl ~ Cs" X C4 X Cj \'
waarin weer Cj, C, en C4 de oplossingsspanningen zijn van het cal-
ciumchloride, het natriumchloride en het uranylnitraat. Cj is de con-
centratie der calciumionen en c die der natriumionen in hetelectro-

-ocr page 90-

lytmengsel. Substitueeren we nu voor deze oplossingsspanningen
weer de reeds bekende waarden voor die van het calciumchloride
en die van natriumchloride dan krijgen we:

ionenconcentratie calcium _ 3.2\' Xcs^_

ionenconcentratie uranyl ~ 1.3\' X C4 X Cj
In deze formules zijn thans nog niet ingevuld de waarden voor
de ionenconcentratie van het calcium en natrium in het mengsel
n.1. C2 en c^. Deze waarden zijn gemakkelijk te berekenen, en wel
is C2 = 0.002 moleculair en c, = 0.1 moleculair beiden natuurlijk
in dit geval voor de
ringer\'sche vloeistof voor koudbloedige dieren.
Alleen wat betreft de oplossingsspanning van het uranylnitraat be-
stond de moeilijkheid, dat omtrent de uitvlokkingsconcentratie van
dit zout opgaven ontbraken. Het was daarom noodzakelijk om deze
bepalingen zelf uit te voeren. Hierbij moest echter rekening worden
gehouden met het feit, dat een oplossing van uranylnitraat zuur
reageert, waardoor de uitvlokking van eiwitoplossingen sterk wordt
beinvloed. Daardoor werd een uranylnitraat eerst met alcali ge-
neutraliseerd tot een zoodanig punt, dat geen neerslag optrad; de
zuurgraad was dan met behulp van rosolzuur vast te stellen. Werd
er dan langs dezen weg voor gezorgd, dat alle te gebruiken ura-
nylnitraatoplossingen evenveel waren geneutraliseerd, dan kon langs
dezen weg de concentratie worden bepaald, waarbij een maximum
uitvlokking optrad. Dit bleek dan op te treden bij een 0.1 moleculair
oplossing, zoodat als waarde der oplossingsspanning 0.1 kon worden
gebruikt.

Plaatsen we nu deze waarden in de formule (15), dan krijgen we:

ionenconcentratie calcium _3.2\' X O.I\'__

ionenconcentratie uranyl 1.3\' X 0.1 X 0.002

ionenconcentratie calcium _

ionenconcentratie uranyl. 1
Hebben we nu in de RiNGER\'sche vloeistof
10 mgr. uranylnitraat

Ca

p.L. dan is deze verhouding volgens de experimenteele ge-
gevens —, een waarde, die dus dicht tot de berekende nadert.

1 «2

Voor het geval, dat het kalium in de RiNGER\'sche vloeistof door
thorium is vervangen, wordt de berekening volgens de NERNST\'sche
formule vrijwel onmogelijk. De samengesteldheid, die optreedt bij de
bepaling van de uitvlokking van de eiwitoplossing door het 4 waar-
dige thoriumion, komt tot uiting in de onregelmatigheid, die bij het
uitvlokken plaats heeft. Bij deze uitvlokking gaat ook een gedeelte

-ocr page 91-

van het vierwaardige thoriumion door hydrolyse in colloidaal
thoriumhydroxyde over, waardoor dit colloidaalcomplex ook zijn
invloed op de uitvlokking van de eiwitoplossing doet gelden. Dien-
tengevolge spreekt men van „onregelmatige reeksen", waarover
Bechhold\') ons nader heeft ingelicht. Het is daardoor onuitvoer-
baar de oplossingsspanning van thoriumnitraat te bepalen, waardoor
het berekenen der verhouding van de ionenconcentratie niet kan
geschieden.

-ocr page 92-

HOOFDSTUK V.

Beschouwingen over de theorie.

De in het vorige hoofdstuk aangegeven theorie is eene poging om
het balanceeringsvraagstuk uiteen algemeen gezichtspunttebeschouwen.
Zooals blijkt is daarbij een belangrijke plaats ingeruimd aan de
electrische verschijnselen, die zich onder invloed van de electrolyten
in de oppervlaktelaag der cellen kunnen afspelen. Ten gevolge van
de wisselwerking tusschen de voedingsvloeistof en de ionen, die in
de oppervlaktelaag der cel op een of andere wijze worden vast-
gehouden, ontstaan er potentiaalverschillen tusschen het electrolyt-
mengsel en de celfilm. Daarbij werd aangenomen, mee op grond van de
onderzoekingen van
Haber, Klemenckiewicz, Michaelis cn Höber,
dat deze ionenwerkingen de wet van Nernst volgen. Hierop voort-
bouwende kwam ik tot de conclusie, dat indien er voldaan moet
worden aan den eisch, reeds door
Loeb gesteld, dat in de bestand-
deelen der celfilms de calcium-, kalium- en natriumionen in een
bepaalde verhouding aanwezig moeten zijn, dit alleen dan kan
geschieden, indien er tusschen de ionen in het electrolytmengsel en
de ionen in de celfilm een electrisch evenwicht bestaat. Een directe
consequentie van deze beschouwing is, dat de celoppervlakte een
lading moet bezitten tegenover de omgevende vloeistof. En aangezien
zulk een lading negatief zal zijn zoolang de oplossingsspanning
grooter is dan de ionenconcentratie in de omringende vloeistof zal
deze lading ook meestal negatief worden aangetroffen.

Omtrent het bestaan van een dergelijke lading zijn reeds ver-
schillende opgaven bekend geworden.
Lillie\') ontdekte in 1903 dat
spermatozoeh in het electrische veld meestal een negatieve lading
vertoonen. Kort daarna kon
Bechhold^) hetzelfde voor bactcriën

-ocr page 93-

en Höber i) voor roode bloedlichaampjes aantoonen. Van groot
belang hierbij is het feit, dat bacteriesuspensies door toevoeging van
electrolyten tot agglutinatie gebracht kunnen worden.
Bordet\'\') vond
daarbij, dat de werking van agglutinine alleen plaats had in tegen-
woordigheid van zouten.
Höber\') veronderstelt, dat de agglutinatie
is te verdeden in twee phasen t. w. een adsorptie van agglutinine,
waardoor de emulsoide colloïden der oppervlakte veranderd worden
in suspensoide colloïden en voorts een uitvlokking door de elec-
trolyten. In laatste instantie is de uitvlokking dan te beschouwen
als een verdwijnen der lading aan de oppervlakte der cel. Mogelijkerwijze
is het agglutinine niets anders als een eiwitstof met speciale eigen-
schappen t.
o. z. van de electrolyten.

Zooals uit de boven uitgevoerde berekeningen volgt, komen de
uit de formule van
Nernst verkregen uitkomsten vrij goed overeen
met de werkelijk gevonden feiten. Hoewel dit natuurlijk op zich
zelf beschouwd nog geen bewijs is voor de juistheid der theorie,
geeft dit toch grond genoeg om haar als werkhypothese te aan-
vaarden en voorloopig tot verklaring van het balanceeringsvraagstuk
aan te wenden, iets wat tot nu toe langs andere wegen niet gelukt
is. Wel is vroeger door
Mathews*) er op gewezen, dat bij de
ionenbalanceering naast de waardigheid ook de oplossingsspanning
een rol moet spelen, maar bij deze opmerking blijft het en tot een
nader uitwerken der gedachte is het niet gekomen.

Als uitgangspunt mijner beschouwingen heb ik de ionenconcentratie
gekozen, waarbij een eiwitstof wordt uitgevlokt. In dit geval toch
is het potentiaalverschil gelijk aan nul en is de oplossingsspanning
gelijk aan de ioncnconccntratie in het electrolytmengsel.

Het is begrijpelijk, dat in mijnen gedachtengang aan de lading,
die aan de oppervlakte der cel is waar te nemen een bijzondere
beteekenis wordt toegekend. Daarbij wordt in het midden gelaten
of de lading alleen afhankelijk is van de wisselwerking tusschen de
eiwitzouten en de electrolyten in de omspoelende vloeistof, dan wel
dat ook geadsorbeerde metaalionen hun bijdragen geven.

Een consequentie onzer theorie is, dat men zich elke levende cel
heeft te denken als aan haar oppervlakte met een lading toegerust.
De lading zal moeten varieeren naar gelang de samenstelling der
celfilm verandert. Met haar zal de oplossingsspanning veranderen,
waardoor het potentiaalverschil tegenover de omringende vloeistof

\') Höber. PHügcr\'s Archiv. 101, 607, (1904); 102, 196, (1904).

2) Bordet. Ann. Instit. Pasteur. 13, 225, (1899).

3) Höber. Physik. Chemie der Zelle und der Oewebe. p. 299, 1914.

*) Mathews. Amer. journ. of Physiol. Vol. 12, 419, (1905).

-ocr page 94-

wordt gewijzigd. Daarbij is het zelfs heel goed denkbaar, dat in de
levende cel het potentiaalverschil tusschen celfilm en electrolyt geen
oogenblik constant is.

Er is nog een ander belangrijk punt, waarover hier nadere bijzonder-
heden dienen vermeld te worden. Volgens de theorie zal een balan-
ceering in het algemeen tusschen de verschillende zouten, die in oplossing
bestaan, aanwezig moeten zijn. Die balanceering wordt daarbij in
de eerste plaats afhankelijk gesteld van de aanwezigheid van ionen.

De balanceering d.w.z. de juiste onderlinge verhouding der ionen,
is van belang om er voor te zorgen, dat alle ionen in bepaalde
verhouding in de celfilm aanwezig zijn, teneinde daar hunne specifieke
werking te kunnen verrichten. Zonder balanceering der ionen en colloidale
complexen in het weefselvocht is deze bepaalde samen stelling van den
celfilm niet gewaarborgd. Het doel der bovengenoemde theorie der balan-
ceering is dus niets anders dan te trachten het verschijnsel der balancee-
ring tot bepaalde verschijnselenderphysischescheikundeterugte brengen.

Opzettelijk zijn in deze beschouwingen de anionen buiten beschouwing
gelaten, aangezien hier speciaal de balanceering uit physiologisch
oogpunt is beschouwd en waarvoor de onderzoekingen van
Loeb e.a.
de indifferentie der anionen hebben aangetoond. Bovendien is door
het gebruik van de gegevens van
Hofmeister voor de berekening
reeds met den invloed der mogelijk quantitatieve anionen rekening
gehouden. Wil men echter het probleem uitbreiden tot een algemeen
colloidchemisch vraagstuk en het trachten toe te passen ter ver-
klaring van de lading der micellen dan zal men theoretisch zeker
ook aan de anionen zijn aandacht moeten wijden.

Eene opmerking naar aanleiding van eene publicatie van r. f. Loeb\')
is hier tevens op zijn plaats. In aansluiting aan de onderzoekingen
van
zwaardemaker heeft deze onderzoeker nagegaan of het kalium
ook voor de ontwikkeling van de eieren van zeeegels door andere
radioactieve bestanddeelen vervangen kon worden. Voor het uranyl-
zout gebruikte hij oplossingen van moleculair en sterker,

nadat de eieren eerst in kaliumvrij zeewater waren uitgewasschen.
Het resultaat, dat op deze wijze werd verkregen, is absoluut negatief.
Gebruikt men echter onze formules om de balanceeringsconstanten
te vinden, dan blijkt, dat, in het zeewater, waarin de concen-
tratie van het NaCl hooger is dan in de Ringer\'sche vloeistof, de

maximale concentratie UO2 zout, die gebruikt mag worden gö^öó

\') r. f. Loeb. Journ. of gen. Physiology. Vol. 3 p. 229, 1920.

-ocr page 95-

moleculair moet zijn. Ten einde dus aan een juiste balanceering te
voldoen zou het uranylzout in deze verdunning gebruikt moeten zijn
geworden. Evenwel ook dan is het geenszins uitgesloten, dat de
radioactieve sterkte der vloeistof te gering zou zijn geweest. Wellicht
is wanneer ook 1 : 500.000 met zorg is beproefd, dit de oorzaak
der negatieve uitslag der proefneming. Maar het kan ook zijn, dat
de gestoorde balanceering aansprakelijk is. Beide voorwaarden en
niet een van de 2 moeten verwezenlijkt zijn, zal het leven op den
duur bestaanbaar blijken, Is de eerste veronderstelling gerealiseerd
dan zouden we hier een duidelijk voorbeeld hebben van het absoluut
gescheiden zijn van balanceering en biologische radioactiviteit. Een
tweede voorbeeld hiervan is onlangs door
Zwaardemaker en
Feenstra\') beschreven voor het geval de het kaliumvervangende
stof radiumemanatie is. De emanatie is in staat het kalium te ver-
vangen, maar vertoont geen balanceering met het natrium en calcium.
In die proeven was de balanceering gestoord en bleef zij gestoord,
evenwel niet in die mate, dat de functie der cellen onmogelijk werd
gemaakt.

Het is als vanzelf sprekend te beschouwen; dat aan de in dit proef-
schrift ontwikkelde theorie der balanceering vele zwakke punten
ontdekt zullen worden. Wanneer men voor gevallen als de onze de
wet van
Nernst aanvaardt, dan zal men bij de uitwerking der
hypothese stooten op de moeilijkheid de electrische oplossings-
spanning te vinden. Dat ter berekening de electrolytische oplossings-
spanningen der zuivere metalen niet gebruikt kunnen worden, is
gemakkelijk te begrijpen. Ten einde tot cen doel te komen restte
niets anders dan voor de bepalingen van het isoelectrische punt de
uitvlokkingsproeven van
Hofmeister te hulp te roepen, hoewel ik
mij er zeer goed van bewust was, dat de eiwitoplossingen van
Hofmeister nog geen levende celeiwitstoffen zijn. Omtrent dc laatste
zijn de gegevens in de physiologische scheikunde echter zoo spaar-
zaam, dat zij voor mijn doel geheel cn al te kort schoten. Maar
mischien wordt hierover in de toekomst meer licht geworpen.

In de tweede plaats heb ik mij de omspoelende vloeistof steeds
gedacht samengesteld te zijn als de eenvoudige RiNOER\'sche vloei-
stof. Met opzet heb ik dit gedaan om de berekeningen niet te in-
gewikkeld te maken. Natuurlijk is het hierdoor slechts mogelijk de
normale physiologische toestand tc benaderen, want alle andere
bestanddeelen van bloed, weefsclvlocistof en lymphc heb ik, om dc
voorstelling te vereenvoudigen, verwaarloosd.

\') Zwaardcniaker en Fecnstra. C. R. Soc. de Biologie. T. 84 p. 377.1921.

-ocr page 96-

Men zou zich voorts kunnen denken, dat nieuw toegevoerde
zouten, zooals b.v. het uranylnitraat in de
RiNGER\'sche vloeistof,
in de proeven van
Zwaardemaker zich niet onmiddellijk met de
eiwitstoffen vereenigen en daarom niet in mijne theorie mogen worden
opgenomen. Stelt men zich echter voor, dat ook in een zich in
evenwicht bevindende vloeistof de ionen steeds in beweging zijn,
dus dat in een gebalanceerde vloeistof zich steeds evenveel ionen
met de eiwitstoffen kunnen binden als er ionen worden afgestooten,
dan is er m.i. geen hinderpaal zich in te denken dat zich ook
nieuw toegevoegde ionen met de eiwitstoffen zullen verbinden. Ook
is het geen bezwaar, dat misschien bij de natuurlijke aanhechting
van Na-, K-, en Ca-ionen aan het protoplasma, of de kunstmatige te
voorschijn geroepen aanhechting van vervangers de binding niet
van zoogenaamd chemischen aard is, maar tot het terrein den ad-
sorpties moet worden gerekend. Immers de oplossingsspanning van
Nernst komt onder alle omstandigheden tot uiting, hoe ook de
atomen vastgehouden worden, mits het slechts niet geschiedt in
ionvorm. Om dezelfde reden is het ook onverschillig voor de toe-
passing van de in Hoofdstuk 3 ontwikkelde theorie of de aangehechte
atomen al dan niet herkomstig zijn uit een colloidale oplossing. Het
eenige waarmee de theorie rekening heeft te houden is met de
aanwezigheid van niet-geioniseerde atomen aan het celoppervlaken
met de concentratieverhouding van het metaalpunt in dit opzicht tot de
metaalionen van dezelfde soort in de omringende vloeistof.

De theorie, die ik in Hoofdstuk 3 heb trachten te ontwikkelen, verschilt
van de oorspronkelijke theorie van
J. Loeb in tweeerlei opzicht:
10 doordat het protoplasma vrij van een membraan gedacht wordt,
zoodat alle permeabiliteitsbeschouwingen, in dit verband althans,
komen te vervallen.
20 doordat de oplossingsspanning van Nernst in het geding ge-
bracht wordt met een potentiaal, bepaald door de concentratie
der ionen in het electrolyt en de waarde der oplossingsspanning.

Wat sub. 1 betreft zij nog opgemerkt, dat ik wel een opper-
vlaktelaag aan het celprotoplasma toedenk, maar niet als een con-
tinueele membraan van
bepaalde permeabiliteit. De oppervlakte moge
als vlak continu zijn, niet als film van overal gelijkwaardige stof.
Volgens de wet van Gibbs kan hier deze soort bestanddeelen, daar
een andere zijn opgehoopt. Wat sub. 2 aangaat zij het mij vergund
er nog eens uitdrukkelijk op te wijzen, dat ik mij de Na-, K- Ca-
atomen of in het experiment hun vervangers mij bepaaldelijk op
zeer omschreven plaatsen gelocaliseerd denk en het de bestand-
deelen op die plekken zijn, welke de oplossingsspanning bepalen.

-ocr page 97-

Wanneer de potentialen in deze metaalpunten niet op alle plaatsen
van het
celoppervlak gelijk zijn, zullen zich uil den aard der zaak
electrische stroomen ontwikkelen, die tot vereffening van deze on-
gelijke potentialen zullen bijdragen en niet tot rust komen, alvorens
overal op het celoppervlak dezelfde electrische lading is ontstaan.
Om tot bedoelden toestand van electrisch evenwicht der oppervlakte
te geraken zal van het eene metaalpunt atomen moeten worden
weggenomen, van het andere moeten worden toegevoegd. De weg-
genomen atomen worden tot ionen en voegen zich bij de ionen in
de vloeistof, de bijgemetselde atomen worden in het algemeen aan
de omringende vloeistof ontleend, onverschillig of zij daar in ionvorm
dan in dien vorm van moleculen, of van colloidale complexen
mochten worden aangetroffen.

De theorie is genoodzaakt aan het celoppervlak een eigen lading
toe te kennen, onafhankelijk van ionen-adsorptie. Ik vind vrijheid
van deze veronderstelling uit te gaan, daar zulk een lading voor
een drietal soorten van vrij bewegelijke cellen empirisch werd aan-
getoond. Bovendien maakt het feit, dat de moderne colloidchemie
op grond van de onderzoekingen van
Powis het isoclectrische punt
niet meer met den ladingloozen toestand vereenzelvigt, het minder
gewaagd aan vaste cellen eveneens een eigen zelfstandige lading toe
te kennen.

Door welke krachten in de metaalpunten de nlet-geioniseerde
atomen Na, K, Ca, of in het experiment hunne vervangers, worden
vastgehouden, is voorshands niet te zeggen. Het kunnen chemische
krachten zijn, zooals j.
Loeb en Brailsford Robertson zich dit
denken of wel oppervlaktewerkingen in den trant van
Langmuir.
De eenige voorwaarde, waaraan de ophoopingen van metaal met
oplossingsspanning moeten voldoen is de niet geïoniseerde toestand,
waarin de atomen op die plekken komen tc verkeeren. Slechts de
ion-vorm is onvereenigbaar met de veronderstelling eener oplossings-
spanning.

In de zooeven geopperde aanname van atoombinding ligt ook het
willekeurige mijner theorie, die overigens niets anders bedoelt dan
de mogelijkheid te openen eener verklaring der physiologische
electrolytwerkingen, welke tot dusverre langs anderen weg niet te
bereiken viel.

Wanneer het electrolytgehalte der omringende vloeistof aan het
celoppervlak een nieuw evenwicht van aangehechte metaalionen
opdringt, geldt de nieuwe samenstelling van het protoplasma uit-
sluitend \' voor dc oppervlaktelaag. De mogelijkheid van een wissel-
werking tusschen oppervlaktelaag en diep protoplasma moet onge-

-ocr page 98-

twijfeld opengelaten worden. Aangezien dit terrein echter volslagen
terra incognita is, durf ik mij er niet op begeven.

Van de spier wordt gezegd, dat zij in haar cellen geen natrium
zou bevatten \')• Kalium is echter in een groote hoeveelheid aan-
wezig. Omtrent het calcium verkeert men in het onzekere, vooral
wat de localisatie van de sporen, die
werden gevonden, betreft. Hoe
deze atomen, voor zoover zij aanwezig zijn, in het diepe protoplasma
gebonden zijn, zeer vast of los, is geheel onbekend. Alleen is door
Zwaardemaker en zijne medewerkers vastgesteld, dat uit de cellen
der hartspier door voortdurende doorstrooming met kaliumvrije
RiNGER\'sche vloeistof sporen kalium worden vrijgemaakt. Het is dus
mogelijk, voor het kalium althans, dat zich een weinig atomen uit
de diepte naar de oppervlakte begeven. Ook het omgekeerde kan
misschien plaats hebben, zelfs met atomen die de omringende vloei-
stof aan de oppervlaktelaag opdringt. Hiervoor zal vermoedelijk vrij
veel tijd noodig zijn. De balanceeringsverschijnselen ontwikkelen
zich echter met groote snelheid, zoowel wanneer zij zich in herstel
van functie verraden als wanneer stoornis in balanceering stoornis
van functie te weeg brengt. In de theorie der balanceering behoef
ik, naar het mij voorkomt deze dieptewerkingen voorloopig niet te
betrekken.

\') F. Urano. Zeitschr. f. Biologie. Bd. 50 p. 212. 1907.

-ocr page 99-

HOOFDSTUK VI.

De ionenbalanceering en het radio-physiologisch
antogonisme.

De Studie van de physiologische balanceering van ionen kan
plaats hebben zonder dat men bekend is met het radio-physio-
logisch antagonisme en geheel onafhankelijk daarvan. Deze vol-
komen onafhankelijkheid ten opzichte van de
radio-biologische
functies wordt verkregen, wanneer men er voor zorg draagt nooit
meer dan één soort radioactieve ionen in de vloeistof te hebben.
Zoodra er echter twee zijn is het radio-physiologisch^antagonisme
een factor, waarmee rekening moet worden gehouden.

Daarom is het goed de twee verschijnselen: ionenbalanceering
en
radio-physiologisch antagonisme naast elkaar te stellen.

Wat men onder ionenbalanceering heeft te verstaan, hebben
we op de voorafgaande bladzijden getracht uiteen te zetten. Het
geldt een eigenschap, welke verwezenlijkt kan worden met be-
hulp van alle denkbare ionen \')•

Onder het radio-physiologisch antagonisme wordt verstaan het
ophouden der automatie, door een radioactieve substantie onder-
houden, na toevoeging van een tweede radioactief bestanddeel
van
tegengesteld teeken, dat indien alleen aanwezig ook in staat
zou zijn om het hart te doen kloppen. Dit heeft plaats indien
het eene bestanddeel «-stralen en het andere /J-stralen uitzendt.
Bij het
onderzoek naar de werking van radioactieve stoffen op de
hartspier, indien deze de plaats van het radioactieve kalium in

n In de theorie der ionenbalanceering is gebruik gemaakt van het door
Nernst Ingevoerde begrip: .electrolytische oplossingsspanning". Deze op-
lossincssoanning heeft een hooge waarde voor de z.g. onedele metalen,
terwiilzii daarentegen voor de edele metalen zeer laag is. Of ditzelfde voor
de verbindingen der metalen ook geldt is niet bekend en kan voorloopig
ook niet onderzocht worden. Merkwaardig Is het echter, dat de physiolo-
gisch werkzame metalen allen cen zeer hooge oplossingsspanning bezitten.

-ocr page 100-

de Ringersche vloeistof innemen, kwam dit verschijnsel toevallig
aan het licht. Werd het hart doorstroomd met een vloeistof,
waarin in plaats van 100 mgr. KCl 25 mgr. UOa (NOa)^ aanwezig
was, dan kon het hart hiermede regelmatig blijven kloppen.
Indien echter dit mengsel werd vervangen door Ringer sehe vloei-
stof, waarin dus meer kalium aanwezig was, dan ging, merk-
waardigerwijze het hart met deze vloeistof stilstaan. Ter verklaring
van dit
verschijnsel\'heeft Zwaardemaker verondersteld, dat in dit
geval de werking der a-stralen, die door het uranium worden
uitgezonden, door het gelijktijdig aanwezig zijnde ^-stralen uit-
zendende kalium te niet worden gedaan. Voortgezet onderzoek in
deze richting heeft .meer en meer bewijzen voor deze opvattmg
opgeleverd, zoodat thans mag worden aangenomen, dat inderdaad
het radio-physiologisch antagonisme moet worden toegeschreven
aan eene werking tusschen de positieve
a-stralen en de negatieve
ß-stralen Indien de
a-stralende stof en de ^-stralende stof beiden
gelijktijdig in aequiradioactieve hoeveelheid aanwezig zijn, dan

zal het hart zijne automatie verliezen.

Men kan op die manier bij twee van deze in bepaald opzicht
tegengesteld werkende radioactieve stoffen verschillende hoeveel-
heden vinden, waarbij de automatie te loor is gegaan. Vereenigt
men dan deze punten in een graphiek, dan krijgt men een curve
van den vorm als hieronder
voor het antagonisme tusschen kalium
en uranium afgebeeld.

TO

so
30

dO

f- • __ioo

.........

ZO ^ 60 8o Joo óiio iso iSo tpo 210

Fig. 5. Graphische voorstelling van het radiophysiologisch
antagonisme; op de abscis de hoeveelheid KCl m mgr. p. L.
op de ordinaat de hoeveelhetd UOj (N03)2 in mgr. per Liter.

Eene vergelijking van deze curve met de graphische voorstelling
der balanceering is
niet geoorloofd. De punten, die te zamen de
lijnen vormen, geven in beide graphische voorstellingen /c/s
seheel verschillends aan. In het eene geval bij het radio-physiolo-
gische antagonisme, waar de hoeveelheden der beide radioacheve
stoffen op ordinaat en abscis zijn uitgezet, moet men de punten
beschouwen als de meetkundige plaats der gecombineerde
hoeveelheden kalium en
uranium, die het hart tot stilstand brengen.

-ocr page 101-

Daarentegen moet men in de balanceeringscurven liet gedeelte, dat
als
balanceeringszone is aangeduid, beschouwen als het gebied,
waarin de gecombineerde hoeveelheid der beide balanceerende
zouten het hart juist zijne automatie hergeeft en doet behouden.

In het eerste geval dus vernietiging van functie, in het tweede
herstel. Reeds daarom is het onmogelijk om beide curven aan
eene vergelijking te onderwerpen, maar bovendien zijn de beide
processen in wezen geheel en al verschillend.

Voor het geval dat de electrolyten in dc vloeistof gebalanceerd
zijn kan men aannemen, dat er een
evenwicht aan de oppervlakte
der cellen en tusschen protoplasma en omgevende vloeistof is
gevormd.

Dit evenwicht is een electrisch evenwicht en wordt gemfluen-
ceerd door elke aanbrenging van ionen van buiten af.

Voor organen zooals de eieren van Fundulus, waarvoor J. Loeb
heeft vastgesteld, dat zij ook in gedestilleerd water kunnen ont-
wikkelen, zijn de zouten primair voor de ontwikkeling niet noodig.
Maar indien toevalligerwijze de zouten aanwezig zijn, dan moeten
zij in een gebalanceerde hoeveelheid erin voorkomen.

Voor andere organen, zooals het kikvorschenhart, wordt het
algemeene verschijnsel der ionenbalanceering op den achtergrond
gedrongen. In dit geval zijn de zouten beslist noodig voor een
goede functioneering. Hunne tegenwoordigheid wordt niet alleen
vereischt ter onderhouding van een goeden osmotischen druk,
maar ook met het oog op hunne specifieke werking zijn zij on-
ontbeerlijk. Natuurlijk is het ook in zulke vloeistoffen noodzakelijk,
dat de zouten in gebalanceerde hoeveelheid voorkomen, omdat
ook hier een evenwicht tusschen protoplasma cn omgevende
vloeistof vereischt is (algemeen biologisch vereischte). Voor het
hart moet er echter bovendien voor worden zorg gedragen, dat
de
verschillende bestanddeelen hunne specifieke werking kunnen
ontvouwen. De specifieke werking van het kalium berust in zijn
radioactief karakter. Er komt daar dan bij, dat in bijzondere
omstandigheden het radio-physiologisch antagonisme het spel der
ionen nog gecompliceerder kan maken. Bij onderzoekingen van
de
ionenbalancceringen is het daarom een dringende eisch, dat
in de vloeistof slechts één radioactief bestanddeel aanwezig is.

Neemt men meer dan een radioactfef bestanddeel dan loopt
men kans, dat door het optreden van het radio-physiologisch
antagonisme groote complicaties insluipen.

Ook het natrium en het calcium spelen een speciheke rol voor
het kikvorschenhart. Had men hier alleen te doen met de alge-

-ocr page 102-

meene ionenwerkingen, dan zou het mogelijk moeten zijn om b.v.
het calcium door alle niet-toxische bivalente ionen te vervangen.
In werkelijkheid echter is dit niet aldus.

Zooals reeds aan Ringer was gebleken kan het calcium alleen
door het
Strontium geheel en al vervangen worden. Hierdoor
komt duidelijk aan het licht dat de aanwezigheid van het calcium
of (het
Strontium vereischt wordt om een of andere aan deze
beide stoffen toekomende eigenschap, waaromtrent tot heden nog
niets bekend is. Hetzelfde geldt voor het
natrium. Deze stof kan
door niets geheel vervangen worden, door lithium alleen eeniger-
mate. De drie in de Ringersche vloeistof aanwezige ionen t. w.
natrium, kalium en calcium moeten in de hartspier aanwezig zijn
voor hunne specifieke werking, maar teneinde een evenwicht te
krijgen tusschen protoplasma en omspoelend electrolytmengsel
moet bovendien aan de algemeene eigenschap der ionen voldaan
zijn.

De balanceering is het gevolg van deze algemeene eigenschap,
het radio-physiologisch antagonisme is het gevolg van een der
specifieke werkingen, t. w. de radioactiviteit. Balanceering en
radio-physiologisch antagonisme zijn twee geheel verschillende
verschijnselen, die onafhankelijk van elkaar in de hartspier kunnen
optreden.

-ocr page 103-

SAMENVATTING.

1. De balanceering der zouten in physiologische oplossingen
is een tot onderling evenwicht komen van ionenwerkingen
en moet als een algemeene eigenschap der ionen worden
opgevat.

2. De waardigheid der ionen is een factor voor het verschijnsel,
maar een factor van ondergeschikte beteekenis.

3. De anionen zijn voor de balanceering van weinig belang.

4. Een invloed van de temperatuur op de balanceering is niet
merkbaar.

5. Het verloop der balanceeringscurven komt voor alle onder-
zochte gevallen overeen.

6. Daarbij blijkt er een zekere variatiebreedte te bestaan; de
curve wordt daardoor tot een zone.

7. Voor radiumemanatie, dat in de vloeistof niet in ionenvorm,
maar als gas is opgelost, kan geene balanceering met cal-
ciumionen worden aangetoond.

8. Ten einde eene verklaring te kunnen vinden voor de ionen-
balanceering is het noodzakelijk zich rekenschap tc geven
van de verschijnselen, die zich in de grenslaag protoplasma-
weefselvloeistof afspelen.

9. Neemt men aan, dat de in het grensvlak opgehoopte ionen,
die daar vastgehouden worden, in evenwicht verkeeren met
het omspoelende electrolyt, dan kan op dit evenwicht, dat
als een electrisch evenwicht moet worden opgevat, de for-
mule van Nernst toegepast worden.

-ocr page 104-

10. Ter berekening der balanceeringsverhoudingen is het nood-
zakelijk voor de in de grenslaag vastgehouden ionen de
„electrolytische oplossingsspanning" te bepalen.

11. Ten einde deze bepaling te kunnen verrichten, werd de
toestand beschouwd, waarin de concentratie van het be-
schouwde electrolyt dezelfde waarde bezit als de constante
der electrolytische oplossingsspanning. In dat geval is het
potentiaalverschil gelijk aan nul en is dus het isoclectrische
punt bereikt.

12. Uitgaande van de gegevens van Hofmeister was het mogelijk
om de waarde der electrolytische oplossingsspanningen te
bepalen.

13. Gebruik makende van de gegevens in de daartoe uitgebreide
formule van Nernst, was het mogelijk om het evenwicht
tusschen de ionen in verschillende physiologische oplossingen
te berekenen.

14. De uitkomsten der berekeningen komen voor physiologische
vloeistoffen voor warmbloedigen zeer goed overeen met de
experimenteele gegevens. Voor de koudbloedigen zijn de
verschillen grooter. De oorzaak hiervan moet waarschijnlijk
gezocht worden in het feit, dat Hofmeister eiwitstoffen van
warmbloedige dieren voor het onderzoek heeft gebruikt.
Voor koudbloedige dieren zullen de constanten een eenigszins
andere waarde bezitten.

15. In de uitgebreide formule van Nernst komt ook de onaf-
hankelijkheid van temperatuursinvloed en de ondergeschikte
beteekenis van de waardigheid der ionen aan het licht.

16. De door J. Loeb gebruikte formule heeft volgens

deze theorie wel globale maar geen nauwkeurig quantitatieve
beteekenis.

17. Voor zomerkikvorschen zijn de uitkomsten geheel afwijkend.
Door vergelijking van de werking der sensibilatoren, die
stellig in de grenslaag zullen worden opgehoopt, met de
stoffen, die in werking met agglutinine overeenkomen, wordt
begrijpelijk, dat hier de constanten een geheel andere waarde
moeten verkrijgen.

-ocr page 105-

18. Balanceering is een verschijnsel van algemeenen aard uit
het gebied der ionenwerkingen; het radio-physiologisch
antagonisme daarentegen is een specifieke werking van
in een physiologische vloeistof aanwezige radioactieve stoffen.

19. Voor cellen, wier normaal functioneeren gebonden is aan de
aanwezigheid van ionen, heeft men rekening te houden

a. met het al of niet gebalanceerd zijn der in de
omringende vloeistof voorkomende ionen;

b. met de specifieke natuur der in zulk een
vloeistof aanwezige ionen.

-ocr page 106-

T^ ! r* * - <

-K ..r

: ____

\'H.

ft\'».\' \'.. V • r\'^vi \'•

-ocr page 107-

. - -r

■ . -«T. .

■ ■

■ . . * ■ \'

, . 1 ,

. •;. -.Vi

.. Cr

\' I-V » f \' \'

! .-fi

. . . r

Vi.\'\'?

tmà

\' ■ ■ \' .......

wM^\'\'

\'M\'

J. \'.

■Ä»-\'Jl!.

min

-ocr page 108-

..•.s".. • -rt

.......... - V.■ •■

■ ? - ^

• ■ ^\'■■\'\'^■ikyy-y ■ .-yy y yy-y y\'^ . y yy y^ /.. ■ . ■■ y:fuiy-."yy

^ - ■ .

■ ■ Vf/,

• vA-\'-\'A,

•1

ii\'y\'- [

r \' ^
Î

- . \' . • . . N s \' -

■ ■■ ^ •

■ i./ .s\'- \'.\'O-.".

: ■ \' > >
■yt.\'-i\'-\'^^i

-ocr page 109-

\' "\'tó-

1 Jt\'i ■ • ■•\' \' ■ ■ • ) JRi

■■ \'i

m

-ocr page 110-

I