This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the Advancement of Science under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschung in Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:
Creative Commons Namensnennung 4.0 Lizenz.
umsetzung des HF-Feldes in Wärme innerhalb der Mikrogebilde oder an dessen Berandung, vielleicht aber auch wirken die Temperaturschwankungen mit- telbar, gewissermaßen als Katalysator auf die Lebens- bedingungen der Mikroorganismen ein. Der Anlauf- vorgang ergibt sich als so kurzzeitig, daß er wohl
nicht für die selektiven Effekte der U K W T verant- wortlich gemacht werden kann.
Vorliegende Arbeit entstand im Zusammenhang einer allgemeinen Untersuchung über niditstationäre Wärme- leitungsvorgänge in kugel- und zylinderförmig geschichte- ten Mehrmediensystemen, für deren Anregung und För- derung ich Herrn Prof. H. D ä n z e r herzlidi danke.
Tierexperimentelle Untersuchungen
mit markiertem Schwefelkohlenstoff [(C
35S2)] über die Bindung von Schwefelkohlenstoff in den Organen
V o n K . - H . BÜSING * , W . SONNENSCHEIN**, E . W . B E C K E R * * * u n d H . D R E I H E L L E R * * * (Z. Naturforschg. 8 b, 495—500 [1953]; eingegangen am 17. Juli 1953)
Mit markiertem Schwefelkohlenstoff (C3 5SJ durchgeführte Beatmungsversuche an Mäusen zeigen, daß der aus dem CS0 stammende Schwefel sich in den Organen stark anreichert. Eine Sättigung ist erst nach mehreren Wochen zu erreichen. Der aktive Schwefel wird besonders langsam aus dem Gehirn ausgeschieden.
D
ie Schwefelkohlenstoff-Vergiftung tritt als akute und chronische Berufskrankheit in Kunstseide- und Zellwollfabriken auf, die nach dem Viskosever- fahren arbeiten. Der klinische Befund ist uneinheit- lich und häufig nur schwer von einer gleichzeitig auftretenden Schwefelwasserstoff-Vergiftung zu tren- nen. Da eine Schwefelkohlenstoff-Einwirkung auf das Bedienungspersonal der Spinnereien nicht voll- ständig zu vermeiden ist, interessiert die Frage, ob bei einer wiederholten Einwirkung von CS2 eine irreversible Anreicherung des Giftes oder seiner Folgeprodukte im Körper eintritt bzw. mit welcher Halbwertszeit der Schwefelkohlenstoff und seine Folgeprodukte aus den einzelnen Organen ausge- schieden werden.Bei den bisher zu dieser Frage durchgeführten Untersuchungen wurde der aufgenommene Schwefel- kohlenstoff meist mikroanalytisch durch Farbreaktio- nen nachgewiesen und colorimetrisch bestimmt1. Selbst wenn man von den Schwierigkeiten einer quantitativen Austreibung des CS2 aus den Körper- geweben absieht, haftet dieser Methode für die er- wähnte Fragestellung der Nachteil an, daß sie even- tuelle Umsetzungsprodukte des CS2 nicht berücksich- tigt. Andererseits ist eine quantitative Erfassung des aufgenommenen Schwefelkohlenstoffs durch eine Ge-
* Hygiene-Institut der Universität Marburg.
** Forschungslaboratorium der Spinnfaser-A.G., Kassel.
*** Physikalisches Institut der Universität Marburg.
samtschwefel- bzw. Gesamtkohlenstoff-Bestimmung wegen des verhältnismäßig hohen natürlichen S- und C-Gehaltes des Körpergewebes praktisch unmöglich.
Die aufgezeigten Schwierigkeiten werden vermie- den, wenn man für die Begasungsversuche radio- aktiv indizierten Schwefelkohlenstoff verwendet und die festgehaltenen bzw. umgesetzten CS2-Mengen aus der spezifischen Aktivität des Gewebes be- stimmt2. Da man eine Umsetzung des Schwefelkoh- lenstoffs im Körper in Erwägung ziehen muß, bei der der Kohlenstoff vom Schwefel getrennt werden kann, ist für eine vollständige Beantwortung der aufgewor- fenen Frage eine Doppelindizierung der CS2-Molekel erforderlich. Für die erste, mehr orientierende Unter- suchung erschien es jedoch zweckmäßig, sich zunächst mit einer einfachen Indizierung zu begnügen und ausschließlich das besonders leicht zugängliche radio- aktive Schwefelisotop 35S zu verwenden.
Da für die Aktivitätsbestimmung die jeweiligen Versuchstiere getötet werden mußten, erforderten die geplanten Versuchsreihen eine verhältnismäßig große Anzahl von Tieren. Die Untersuchungen wurden da- her ausschließlich mit weißen Mäusen durchgeführt,
1 Vgl. dazu: K.-H. B ü s i n g , Zbl. Arbeitsmed. 2, 115 [1952]; K.-H. B ü s i n g u. A. B o h l ä n d e r , Arch.
Hyg. Bakteriol. 136, 468 [1952]; R. W. M c K e e , J. Ind.
Hyg. Toxicol. 23, 151 [1941],
2 C. F. S t r i 11 m a 11 e r , T. P e t e r s jr. u. R. W.
M c K e e, Ind. Hyg. Occup. Medicine, Heft 1, 54 [1950].
während auf die Verwendung größerer Tiere verzich- tet werden mußte. Da die Mäuse leicht in größerer Zahl begast werden konnten, war es möglich, jeden Meßpunkt durch vier Tiere zu belegen. Dadurch lie- ßen sich biologische Schwankungen weitgehend elimi- nieren.
Methodische Vorbemerkungen 1. H e r s t e l l u n g d e s C3 5S2
Es gibt zwei Kernreaktionen, die 35S mit genügender Ausbeute liefern 3.
Die erste:
geht von dem Chlorisotop 35C1 aus, das im natürlichen Isotopengemisch zu 75,4% vorhanden ist, und führt über einen (n,p)-Prozeß mit einem (auf das natürliche Isotopen- gemisch bezogenen) Wirkungsquerschnitt von 0,13 barn zu dem gewünschten Isotop. Man bestrahlt hierzu KCl, FeCl3 oder NaCl im Pile mit thermischen Neutronen. Der gebildete Schwefel erscheint in oxydierter Form und läßt sich über das Sulfation nahezu als aktives Reinisotop ab- trennen. Man kann so 35S-Proben mit sehr hoher spezifi- sdier Aktivität darstellen.
Für die zweite Reaktion:
34 <_. n,y 35 16 y 16 5
verwendet man natürlichen Schwefel, in dem das stabile Isotop 34S mit einer Häufigkeit von 4,2% vorhanden ist.
Das natürliche Isotopengemisch des Schwefels besitzt für die ebenfalls mit thermischen Neutronen durchzufüh- rende Reaktion einen Einfangquerschnitt von 0,011 barn.
Neben der n,y-Reaktion tritt beim Schwefel noch die Re- aktion
auf, die zu dem aktiven Phosphorisotop 32P führt. Für die Auswahl der Kernreaktion war die Tatsache entschei- dend, daß der aktive Schwefel auf Schwefelkohlenstoff weiterverarbeitet werden mußte..
Zunächst könnte man daran denken, fertigen Schwefel- kohlenstoff im Pile zu bestrahlen. Diese Methode ist je- doch nicht angängig, da das aus dem natürlichen 34S gebildete aktive Isotop bei der Kernreaktion durch den Rückstoß des )'-Quantes aus dem Verband der CS,-Mo- lekel herausgerissen wird. Man würde im wesentlichen ein Gemisch aus inaktivem CS., und aktivem 35S in oxy- dierter Form gewinnen, das für die Begasungsversuche natürlich ungeeignet ist.
Da der Schwefelkohlenstoff aus Schwefeldampf und Kohle hergestellt werden sollte, hätte man die nach der ersten Kernreaktion zu gewinnende Sulfat- probe zunächst (nach entsprechender Verdünnung mit
3 Vgl. z. B. J. M a t t a u c h u. A. F l a m m e r s - f e l d , Sonderheft der Z. Naturforschg., Tübingen 1949.
natürlichem Sulfat) zu Schwefel reduzieren müssen.
Bei der zweiten Kernreaktion ist dieser Prozeß da- gegen nicht unbedingt erforderlich, wenn man im Pile grobkörnigen Kristallschwefel bestrahlt. Im Kri- stallverband hat nämlich das durch den y-Rückstoß zunächst oxydierte 35S nur wenig Gelegenheit, sidi mit Sauerstoff spuren zu Sulfat umzusetzen. Es tauscht daher seine Ladung teilweise mit den ungeladenen S-Atomen des Kristallgitters aus, wodurch ein gewis- ser Bruchteil des 35S als neutraler Schwefel auftritt, der sich mit Kohle zu CS2 umsetzen läßt.
Obwohl dieser Bruchteil nur schwer abzuschätzen war, wurden zur Vermeidung der verhältnismäßig komplizierten Sulfatreduktion 40 g Kristallschwefel 8 Wochen lang im Pile (Harwell) bestrahlt. Sie be- saßen unmittelbar nach der Bestrahlung eine Aktivi- tät von 29 mC.
Der Schwefel wurde in Dampfform über glühende Holzkohle geleitet, wobei als Retorte ein einseitig zu- geschmolzenes Quarzrohr diente. Die Länge des Rohrs betrug 550 mm bei einem Durchmesser von 20 mm. Das Rohr wurde in vertikaler Lage mit Schwefel und darüber in einem Abstand von etwa 5 — 6 cm über eine Länge von 350 mm mit fein ge- körnter Holzkohle beschickt. Die Beheizung der Kohle und Verdampfung des Schwefels erfolgte elektrisch.
Bei einem Einsatz von 5 g Schwefel wurde bei vorsichtiger Verdampfung eine Ausbeute von bis zu 8 0 % an Rohschwefelkohlenstoff erhalten, wobei der größte Teil des nicht umgesetzten Schwefels durch Vorkühlung des CS2-Dampfes bei Temperaturen über 46° in mit Glaskugeln gefüllten Rohren bereits ab- geschieden war.
Nach der Rektifikation, wobei die letzte Destilla- tion über entwässertem Kupfersulfat zwecks Entfer- nung der letzten Spuren von H2S und H20 vorge- nommen wurde, resultierte eine Ausbeute an Rein- schwefelkohlenstoff von 6 5 — 7 0 % der Theorie.
Der Schwefelkohlenstoff besaß eine spezifische Aktivität in der Größenordnung von 30 pC/g. Sie betrug also etwa 5 % der spezifischen Aktivität des im Pile bestrahlten Schwefels.
2. H a l t u n g d e r T i e r e w ä h r e n d d e r B e g a s u n g
Da vorgesehen war, die Begasung der Tiere über mehrere Wochen hinweg vorzunehmen, konnte wegen der verhältnismäßig geringen Mengen CS2 \
4 Der aktive Schwefelkohlenstoff wird im folgenden mit C Sa" bezeichnet.
die zur Verfügung standen, nur mit Umluft gearbei- tet werden. Es war also notwendig, die von den Tieren abgeatmete Kohlensäure möglichst ohne Ver- lust an CS2* laufend zu entfernen und durch Sauer- stoff zu ersetzen.
Der Begasungskasten, in dem bis zu 90 Mäuse untergebracht wurden, bestand aus Plexiglas. Der Rauminhalt betrug rd. 100 / bei einer Grundfläche von etwa 0,4 m2. Um die Luftfeuchtigkeit im Kasten niedrig zu halten und das Beschlagen der Wände zu vermeiden, wurden unter einem Zwischenboden mit Chlorcalcium gefüllte Wannen aufgestellt, die je- weils nach 3 Tagen neu gefüllt wurden. In der Ab- decklatte des Kastens war eine etwa 22 X 22 cm große Öffnung freigelassen, die mit einem Deckel, der mit seinem umgebördelten Rand in eine Hart- paraffinrinne eintauchte, verschlossen werden konnte.
Diese Öffnung diente zum Einbringen der Chlor- calciumwannen und zum Reinigen des Kastens. In der Frontseite war eine Öffnung von 6 cm Durch- messer zum Füttern und Einhängen der Wasser- flaschen freigelassen. Sie konnte mit einem Gummi- stopfen verschlossen werden.
Während der Begasung wurde die Luft des Be- gasungskastens fortwährend mit Membranpumpen durch mit Kalilauge (50-proz.) gefüllte Waschflaschen gedrückt, um die Kohlensäure zu entfernen. Über eine Flasche, die ständig mit Sauerstoff gespeist wurde, stand der Begasungskasten mit der Atmo- sphäre in Verbindung, so daß entsprechend dem Verbrauch Sauerstoff in den Kasten einströmen konnte.
In Abständen von lV2Stdn. wurde die Luft des Begasungskastens auf Sauerstoff- und Kohlensäure- gehalt untersucht. Die Bestimmung der Schwefel- kohlenstoff-Konzentration erfolgte in Abständen von 3 Stunden. Die Korrektur der Schwefelkohlenstoff- Konzentration geschah durch Zugabe von mit CS2
gesättigter Luft, die mit einer Hempel-Bürette in die Umluftleitung eingedrückt wurde. Die Konstanthal- tung der Luftzusammensetzung und Schwefelkohlen- stoff-Konzentration bereitete keine Schwierigkeiten.
3. O r g a n v e r b r e n n u n g
Zur Überführung des Schwefels der Organe in das Sulfat-Ion wurde 1 g körperfeuchte Organsubstanz in der Apparatur nach G r o t e - K r e k e l e r ver- brannt.
Die Arbeitsweise bei der Verbrennung wurde insofern abgeändert, als die Vergasung zunächst im Stickstoffstrom vorgenommen wurde. Erst hinter der Lochblende im
Ammoniumsulfat Sulfosalicylsäure Einwaage g gef. in %
der Theorie Einwaage g gef. in % der Theorie 0,083
0,020 0,020
97,5 101,8 99,8
0,0196 0,0221 0,0286
103.2 105,8 100.3 Cupridiäthvldithiocarbamat /-Cystin
Einwaage g gef. in %
der Theorie Einwaage
g gef. in % der Theorie 0,00256
0,00256 0,00256 0,00256
95,4 94,0 92,6 95,9
0,0112 0,0127 0,0222
99,7 99,7 99,7
Kaliumäthylxanthogenat Einwaage
g gef. in % der Theorie 0,0299 99,5
Tab. 1. Testversuche zur Sdiwefelbestimmung nach Grote- Krekeler.
Raum vor der ersten Glasfritte wurde Sauerstoff durch eine Quarzkapillare zugeführt. Die Vergasung im Stick- stoffstrom war erforderlich, um Verpuffungen im Ver- gasungsraum zu vermeiden. Sie gestattete eine vollkom- men gleichmäßige und gut regulierbare Verbrennung.
Gegen Ende der Verbrennung wurde der Stickstoffstrom abgestellt und dem Vergasungsraum Sauerstoff zugeführt, um die Verbrennung zu vollenden.
Wir gaben der Methode nach Grote-Krekeler gegenüber den Methoden nach C a r i u s und W ü r z - S c h m i t t den Vorzug, weil die zu fällende Lö- sung praktisch salzfrei ist und daher die Fällung rascher und der Niederschlag wesentlich gleichmäßi- ger ausfällt.
Wir prüften die von uns gewählte Methodik an bekannten Testsubstanzen und erhielten die in Tab. 1 dargestellten Ergebnisse.
Die Bestimmung des Schwefelgehaltes in den Mäuseorganen führte zu folgenden Werten (Tab. 2):
Für jede Verbrennung wurden die Organe von 4 Mäusen verwandt. Die Einwaage betrug jeweils 1 g körperfeuchte Organsubstanz.
4. V o r b e r e i t u n g u n d M e s s u n g d e r S u l f a t p r o b e n
Da das 35S eine maximale ß-Energie von nur 0,17 MeV besitzt, mußten die Bariumsulfatproben mit besonderer Sorgfalt vorbereitet und gemessen werden.
Vers.-Nr. Gewichtsprozent Schwefel Vers.-Nr.
Leber Niere Hirn Herz 2 1
3 4
0,29 0,26 0,29 0,25
0,25 0,25 0,22 0,25
0,19 0,19 0,20 0,21
0,28 0,31 0,29 0,25 Mittel . . 0,27;j 0,243 0,19s 0,283
Tab. 2. Schwefelgehalt der Organe.
Um die verhältnismäßig niedrigen Zählraten mög- lichst wenig durch Selbstabsorption der Bariumsulfat- schichten zu vermindern, wurde als Träger für die Fällung des aus dem Schwefelkohlenstoff stammenden aktiven Sulfats lediglich das durch Verbrennen des natürlichen Organschwefels entstandene Sulfat ver- wendet. Es waren daher pro Probe nur Bariumsulfat- mengen von etwa 14 mg zu erwarten. Da die Löslich- keit des Bariumsulfats in Wasser bei 20° C 0,23 mg /100 ccm und bei 100° C 0,39 mg/100 ccm beträgt, konnte man zwar bei Anwendung eines genügend großen Uberschusses an Fällungsmittel (BaCL) in dem verwendeten Flüssigkeitsvolumen von 100 ccm nach einigem Warten mit praktisch vollständigem Ausfal- len des B a S 04 rechnen, doch mußten bei der Filtra- tion und Messung der geringen Niederschlagsmengen einige Punkte berücksichtigt werden, die sich für die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse als wichtig er- wiesen :
Für die Filtration wurden ausschließlich Membran- filter verwendet, da sich die geringen Bariumsulfat- mengen auf gewöhnlichen Filtern zu ungleichmäßig verteilten. Die Filtration wurde mit einer Glasfritten- Nutsche mit abnehmbaren Rohrstutzen durchgeführt.
Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des B a S 04 auf dem Filter zu erreichen, wurde der in der Hitze gefällte Niederschlag in dem Rohrstutzen der Nutsche so lange aufgerührt, bis sich der letzte Flüs- sigkeitsanteil im Rohrstutzen befand. Ein Spülen des Niederschlages war in Anbetracht der verwendeten, relativ verdünnten Lösung nicht erforderlich. Zum Trocknen wurde das Membranfilter in einen Rahmen eingespannt, damit sich die Geometrie der Barium- sulfatschicht nicht durch Schrumpfen des Filters in unkontrollierbarer Weise veränderte.
Zur Aktivitätsmessung wurden die Membranfilter in einem Klapprahmen aus Aluminium fixiert, der eine Ausdrehung für den Flansch des Glockenzähl- rohres besaß (Friesecke & Höpfner FHZ 15, etwa
1,8 mg/cm2). Der Rahmen konnte durch ein unter- gelegtes Schwammgummipolster leicht gegen den Zählrohrflansch gepreßt werden. Da der Durchmesser der Bariumsulfatschicht etwas kleiner als der Durch- messer des aktiven Fensterbereiches des Zählrohres gewählt wurde, war die Zentrierung der Barium- sulfatschicht nicht sehr kritisch. Jede Probe wurde mit 16-facher Untersetzung gewöhnlich zweimal je 10 min gezählt. Der Nulleffekt des Zählrohres betrug etwa 30 Imp./min.
Die Zweckmäßigkeit des Vorbereitungs- und Meß- verfahrens konnte durch Testversuche nachgewiesen
Abb. 1. Verhältnis der Zählraten A von Proben mit kon- stanter Aktivität und steigenden inaktiven Schwefel- zusätzen zur Zählrate A0 bei einer Flächendichte des in- aktiven Schwefels von 0,303 mg/cm- (Standardprobe).
Zählfläche = 3,3 cm-', l m g S = 7,3 mg BaSOa.
werden, indem von einer Standardlösung fünfmal die gleiche Menge gefällt und gemessen wurde. Die maximale Abweichung der einzelnen Zählraten unter- einander betrug etwa 2 % . Im Hinblick auf die bei den Begasungsversuchen zu erwartenden wesentlich größeren biologischen Schwankungen war diese Meß- genauigkeit völlig ausreichend.
Da die einzelnen Organe etwas verschiedenen na- türlichen Schwefelgehalt besitzen (vgl. Tab. 2), war es wegen der verhältnismäßig starken Absorption der weichen /5-Strahlung in der Sulfatschicht von Be- deutung, den Einfluß der inaktiven Sulfatmenge auf die Zählrate zu kennen. Es wurde daher von einer Standardlösung achtmal die gleiche Menge mit in- aktiven Schwefelzusätzen von 0,5 bis 6,0 mg gefällt und gemessen. Das Ergebnis ist in Abb. 1 dargestellt.
Die an den Organproben gemessenen Zählraten wurden mit den Zählraten von Standardproben ver- glichen, die durch Verbrennen genau bekannter
Während der Expositionszeit starben 14, während der Beobachtungszeit 4 Mäuse. Das Ergebnis ist ebenfalls in Abb. 2 dargestellt (Kreise).
3. Der dritte Versudi wurde zur Untersuchung der chronischen Intoxikation mit niederen CS,-Konzentratio- nen (56 y CS0*/l Atmungsluft) über eine Expositionszeit von 7 Wochen ausgedehnt. Während der Begasung star- ben 15 Tiere. In der Frischluftperiode (3 Wochen) starben keine Tiere mehr. Bei diesem Versuch wurden einige Be- stimmungen bereits während der Expositionszeit durch- geführt. Das Ergebnis geht aus Abb. 3 hervor.
Tage nach Ende der Begasung
Mengen von aktivem CS2 gewonnen wurden. Mit Hilfe von Tab. 2 und Abb. 1 konnte dabei auf gleiche Schichtdicke umgerechnet werden.
Aus der Tatsache, daß sich die Strahlung der Pro- ben vollständig durch eine 40 mg/cm2 Aluminium- folie absorbieren ließ, ging hervor, daß die B a S 04- Niederschläge frei von dem im Pile als Nebenpro- dukt gebildeten 32P waren.
20 iO 0
- Begasung <T< 10 Tage Ausscheidung 1 r
Nieren
Ergebnisse Leber
Das auffallendste Ergebnis der Begasungsversuche ist die Tatsache, daß eine Sättigung der Organe mit dem aus dem CS2 stammenden Schwefel erst nach mehreren Wochen erfolgt5. Dies geht einmal aus den
Abb. 2. Ausscheidungsversuche: a) nach 6V2-tägiger Be- gasung (Kreuze); b) nach 13-tägiger Begasung (Kreise), beide mit einer CS2*-Konzentration von ~ 334 yll Atem-
luft.
D i e B e g a s u n g s v e r s u c h e 1. 55 Mäuse wurden 6V2 Tage lang in der Begasungs- kammer einer CS.,-Konzentration von durchschnittlich 333 y CS,*H Atmungsluft ausgesetzt. Während der Be- gasungszeit verendeten 17 Mäuse; nach Beendigung der CS.,-Einwirkung 5 Mäuse. Ob diese Verluste auf die CS.,-Einwirkung zurückzuführen oder durch interkurrente Erkrankungen bedingt waren, wurde nicht näher unter- sudit.
Unmittelbar nach Beginn der Frischluftbehandlung wurden 4 Tiere getötet und die Organe in der angegebe- nen Weise aufgearbeitet. Weitere Meßpunkte wurden jeweils nadi 24 (später 48) Stdn. gewonnen. Abb. 2 zeigt das Ergebnis des Versuches (Kreuze).
2. Bei dem zweiten Versuch wurde die Expositionszeit unter sonst gleichen Bedingungen auf 13 Tage erhöht.
Abb. 3. 49-tägiger Begasungsversuch mit 56 y CSj*/l Atemluft. — Für die Ausscheidungsperiode wurde der
Zeitmaßstab um den Faktor 2 gedehnt.
(allerdings mit verhältnismäßig großen Fehlergren- zen gewonnenen) Meßpunkten der Abb. 3 hervor.
Zum andern daraus, daß die Kurven für die 13-tägige Begasung in Abb. 2 alle deutlich über den Kurven für die 6V2-tägige Begasung liegen. Sowohl Abb. 2 als auch Abb. 3 zeigen, daß das Hirn den aufgenom- menen Schwefel nach Absetzen der Begasung beson- ders lange festhält. Nach der 24-tägigen Ausschei- dungsperiode (Abb. 3) enthält das Hirn 3-4-mal so-
5 Ein Hinweis darauf, daß sich die Organe mit ein- geatmetem Sdiwefelkohlenstoff bzw. dessen Umsetzungs- produkten nur sehr langsam sättigen, ist auch aus der Untersuchung von C. F. S t r i t t m a t t e r , T. P e t e r s jr. u. R. W. M c K e e , 1. c. 2, zu entnehmen. — Siehe dort audi weitere Literatur.
viel aktiven Schwefel wie die übrigen untersuchten Organe.
Bei den Ausscheidungskurven für Leber und Nie- ren 6 erkennt man deutlich zwei verschiedene Halb- wertszeiten, von denen die eine in der Größenordnung von 2 Tagen, die andere in der Größenordnung von 20 Tagen liegt. Beim Hirn scheint im wesentlichen nur die längere Halbwertszeit vorzukommen. — Man kann vermuten, daß der schnellere Vorgang der Aus-
0 Die Meßpunkte für das Herz zeigen so große Schwankungen, daß die entspr. Kurven nur schwer aus- wertbar sind.
Scheidung des gelösten Schwefelkohlenstoffs ent- spricht, während der langsamere möglicherweise die Auscheidung der U msetzungsprodukte des CS2 wider- spiegelt.
Ein Vergleich der Abb. 2 und 3 zeigt, daß die nach einer bestimmten Zeit aufgenommenen aktiven Schwefelmengen den CS2-Konzentrationen der Atem- luft innerhalb der Fehlergrenze proportional sind.
Eine eingehendere Diskussion der Versuchsergeb-
•nisse im Zusammenhang mit der Pathophysiologic der chronischen CS2-Intoxikation wird der eine von uns an anderer Stelle mitteilen.
Phosphoraufnahme und Phosphorabgabe bei Paramaecium aurelia
V o n F R I T Z KAUDEWITZ
Aus dem Max-Planck-Institut für Biochemie, Tübingen
(Z. Naturforschg. 8 b, 500—512 [1953] ; eingegangen am 30. Juni 1953)
Herrn Professor Dr. Dr. A. Butenandt zum 50. Geburtstage gewidmet
Es wird eine Methode beschrieben, Paramaecium aurelia mit 32P bis zu einer Aktivität von 0.01 pC pro Einzelzelle und damit der 50000-fachen Aktivität der gleichen Raummenge des radioaktiven Kulturmediums zu markieren. Paramaecium nimmt dabei den Phosphor indirekt über radioaktive, in der gleichen Kulturflüssigkeit wachsende Futterbakterien auf. Fortlaufende Messungen einzelner Paramaecienzellen ergeben, daß die Aktivitätszunahme zweier Schwester- tiere und damit die Geschwindigkeit der während einer Zellgeneration bestimmten Nahrungs- aufnahme entweder gleich ist, oder eine verschieden schnelle Aktivitätszunahme zweier Ge- schwisterindividuen in enger Korrelation mit ihrer Generationsdauer steht. Stets wird nämlich am Ende der Generation, während deren Gesamtdauer 32P-aktive Bakterien aufgenommen wurden, von den beiden Abkömmlingen einer Mutterzelle dieselbe Aktivität erreicht. Die assimilierte Futtermenge und die daraus erschlossene Endgröße sind somit im Rahmen der Meßschwankungen von ± 3 o oder ± 3 , 6 % gleich. Dieselbe Intensität der Nahrungsaufnahme kann daher bei Geschwisterindividuen von Paramaecium aurelia nicht Voraussetzung zum Erreichen ihrer gleichen Teilungsgröße sein. Im Gegensatz zu der Gleichheit des Verhaltens bei Gesdiwistem schwankt die Endaktivität von 64 aus einer Mutterzelle hervorgegangenen Individuen nach Einzelkultur bereits um 18% (o = 1,2%).
Unmittelbar nach Beendigung der während mehrerer Stdn. durchgeführten Fütterung mit
32P-markierten Bakterien findet ein linear mit der Zeit verlaufender Aktivitätsverlust der Para- maecienzelle statt. Er geht nach einer Zeitdauer, die unter sonst gleichen Versuchsbedingungen vom Alter des Tieres abhängt, unvermittelt in eine Phase nahezu gleichbleibender Aktivität der Zelle über. Die Zeitdauer der Aktivitätsabnahme ist identisch mit der Lebensdauer der Nahrungsvakuolen des betreffenden Altersstadiums. Wird die Fütterung mit radioaktiven Bak- terien nach einer Zeitspanne beendet, welche kürzer ist als die der Verweildauer von Nahrungs- vakuolen in der Zelle während der Cyclose, so beginnt der Aktivitätsverlust des Paramaeciums erst nach Ablauf der Cvclosedauer der ersten zu Beginn der Fütterung mit markierten Bakte- rien gebildeten Nahrungsvakuole. Aus diesen Zusammenhängen wird geschlossen, daß der linear mit der Zeit verlaufende Aktivitätsverlust, welcher 40% (o der Einzelmessung — 4,8%) der während einer Cyclosedauer aufgenommenen Radioaktivität beträgt, durch Ausscheidung nicht resorbierter phosphorhaltiger Verdauungsendprodukte am Ende der Cyclose der Nah- rungsvakuolen verursacht wird.
Eine Stunde nach Beendigung der anfänglichen, während der Dauer einer Cyclose vor sich gehenden Phosphorausscheidung wurde die fortlaufende Messung der Aktivität einzelner mar- kierter Paramaecienzellen begonnen und bei allen ihren 16 Nachkommen während der fol- genden 4 Generationen innerhalb von 44 Stdn. an jeder Zelle einzeln und bei allen Zellen einer Generation, welche einer Mutterzelle entstammten, gemeinsam durchgeführt. Der Akti-
