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Über den Einfluß der Ca20-Konzentration auf die Latenzrelaxation des Skeletmuskels On the Dependence of Latency Relaxation of Skeletal
Muscle on Ca20-Concentration
J Ö R N B Ü C K I N G , M A N F R E D H E R B S T u n d P E T E R P I O N T E K Physiologisches Institut der Universität Hamburg (Z. Naturforsch. 27 b, 86 [1972] ; eingegangen am 12. Oktober 1971,
revidiert am 5. November 1971)
Über die Natur der Latenzrelaxation (LR) des Ske- letmuskels besteht nach wie vor Unklarheit. Während von S A N D O W 1 vermutet wird, daß Formveränderungen des longitudinalen sarkoplasmatischen Retikulums da- für verantwortlich sind, werden von H I L L 2 und M A T S U - M A R A 3 Interaktionen zwischen den A-I Filamenten als Ursache der LR angesehen.
Für beide Vorstellungen ist es von Interesse, wie sich die LR in Abhängigkeit von der Ca2 "^Konzentra- tion im Außenmedium verhält. Wir haben aus diesem Grunde die Ca2®-Konzentration im Bereich von 4-10~3
bis 10- 4 Mol/l variiert. Niedrigere Konzentrationen wurden nicht gewählt, da sie zu Veränderungen des Membranpotentials führen 4 und bei längerer Versuchs- dauer den Muskel irreversibel verändern. Die Versuche wurden am isolierten M. semitendinosus von Rana esculenta („Sommerfrösche") durchgeführt. Es wurde die von H I L L 2 angegebene Badlösung verwendet. Ca20- Konzentrationen von 5 - 1 0- 4 Mol/l und kleiner wurden mit EGTA eingestellt. Die Lösung wurde durch Rohr- zucker ca. 272-fach hyperton gemacht, um die Kon- traktion zu unterdrücken5 und den zeitlichen Verlauf der LR deutlicher darzustellen2. Der Muskel wurde elektrisch über Massivelektroden gereizt, die Dauer der Rechteckimpulse betrug 1 msec, die Spannung wurde so eingestellt, daß die Amplitude der LR maximal war.
Die Untersuchungen ergaben, daß die Amplitude der LR (Am) mit abnehmender Ca20-Konzentration ab- nimmt; gleichzeitig verlängern sich die Dauer der LR
( £l r) , ihre Latenz- ( £l l r) und ihre Gipfelzeit ( Ja l r) • Abb. 1 gibt den typischen Verlauf der LR bei den Ca20-Konzentrationen 4-10"3 und 5 -lO"4 Mol/l, ge- messen am gleichen Muskel wieder. Auffällig ist in
Sonderdruckanforderungen an Dr. M. HERBST, Physiologi- sches Institut, D-2000 Hamburg 20, Martinistr. 52.
1 A. SANDOW, MCV Quarterly 2, 82 [1966].
2 D. K. HILL, J. Physiology 199. 637 [1968].
3 M. MATSUMARA, Jap. J. Physiol. 19, 701 [1969].
Abb. 1. Latenzrelaxation bei den Ca2®-Konzentrationen 4 - 1 0 "3 Mol/l (1) und 5 - 1 0 "4 Mol/l (2). Ordinate: Kraft in Millipond (mp). t = l ° C ; Kurve (2) gemessen 30 Minuten nach Austausch der Lösungen. Einsatz: Darstellung zur Defi-
nition von Alu 5 * L L R , £ A L R » * L R 5 gestrichelt: Nullinie.
den meisten Versuchen ein geringfügiger Kraftanstieg, der mit konstanter Verzögerung nach Auslösen der Erregung einsetzt.
Die Befunde zeigen, daß die LR wie die Kontraktion von der extracellulären Ca20-Konzentration abhängig ist. Da Störungen im Erregungsprozeß unter den hier gewählten Bedingungen nicht nachgewiesen worden sind4'5, nehmen wir an, daß eine Ca20-Verarmung in den Speichern des sarkoplasmatischen Retikulums letzt- lich die Ursache für die geschilderten Befunde ist. Nach der von Sa n d o w 1 vertretenen Hypothese ist dann zwar die von uns gemessene Verringerung der Amplitude der LR zu erklären, nicht jedoch die Verlängerung von
£llr und fALR • Die Befunde sprechen dafür, als Ur- sache der LR eine von der Kontraktion unabhängige Interaktion zwischen den A-I Filamenten anzunehmen.
Der meßbare Verlauf der LR unter unseren Versuchs- bedingungen wird demnach durch die zeitliche Über- lagerung dieser Interaktion und der Kontraktion be- stimmt. Ausführliche Veröffentlichung in Vorbereitung.
4 B. A. CURTIS, J. Physiology 166, 75 [1963].
5 A . L . H O D G K I N U. P . H O R O W I C Z , J . P h y s i o l o g y 1 3 6 , 1 7 P [1957].
