Die Zellteilung während und nach der Narkose

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    08-Aug-2016

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  • (Aus dem Embryologischen Institut der Wiener Universit~t; Vorstand A. FISCHV.L.)

    DIE ZELLTE ILUNG WAHREND UND NACH DER NARKOSE. EIN BEITRAG ZUR KENNTNIS DER STORUNGEN

    DES KERNTEILUNGSRHYTHMUS.

    Von

    G. POLITZER.

    Mit 23 Textabbildungen. (Ei~g~gan.qen am 3. Dezember 1930.)

    Gliederung. seite 1. Einleitung, Sehrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 2. Material und Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 3. Die Befunde fiber St6rungen des Kernteilungsrhythmus

    a) Versuehe mit Xthylalkohol . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 b) Versuehe mit Xthyl~ther . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 c) Versuche mit Chloreton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

    4. Allgemeiner Tell a) Zur Analyse der StSrungen des Kernteilungsrhythmus . . . . . . 350 b) Zur Frage der Synchronie der Rhythmusst~rungen in paarigen

    Organen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 e) ~ber versehiedene Typen der RhythmusstSrungen . . . . . . . 356 d) ~ber die Giftwirkung der Narkotika und fiber die Zulissigkeit der

    Narkose bei Versuchen fiber Beeinflussung des Kernteilungsrhythmus 358 5. Zusammenfassung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 6. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

    1. Einleitung, Schrifttum. Bei meinen fri iheren Untersuchungen fiber die ki instl iche Beein-

    flussung der Zellteilung habe ich es wiederholt als stSrend empfunden, dab eine Ruhigstel lung der Versuchstiere (Salamanderlarven) nicht mSglich war. Die Untersuchungen fiber die Wirkung der Kathoden- strahlen (PAOLI und POLITZE~) waren bereits technisch so schwierig, dab fiir jeden Versuch drei Personen erforderlich waren, wobei ferner irLfolge der fre ihindigen ,,Einstel lung" der Versuchstiere auf die genaue Dosierung der Strahlung verzichtet werden mul3te. Bei neueren, ge- meinsam mit Dozent Dr. H. FCHS unternommenen, bisher noch nicht verSffentl ichten Versuchen fiber den EinfluB der Radiumstrahlen auf die Zellteilung war endlich die Narkose der Versuchstiere nicht zu um- gehen. Angesichts der zahlreichen Angaben fiber die Beeinflussung der

  • Die ZeUteilung w~hrend und naeh der Narkose. 335

    Zellteilung dutch Narkotika erwiesen sich Vorversuche als notwendig, in welehen aus der grol~en Zahl der Narkotika das zweckm~$igste aus- gewghlt werden sollte; ferner muSte die zwar wirksame, abet noeh nicht toxisehe Dosis dieses l~arkotikum festgestellt werden. Als Priifstein fiir die Unschgdliehkeit des untersuchten Stoffes sollten die Zellteilungen in den narkotisierten Larven dienen. Diese urspriinglich nur als Vor- untersuchung geplante Arbeit ergab nun wider Erwar~en besonders klare Ergebnisse tiber St~rungen des Kernteilungsrhythmus, deren aus- fiihrliehe Wiedergabe und ErSrterung geboten erseheint, da bisher nur wenige Untersuchungen fiber diesen Gegenstand verSffentlicht wurden, die StSrungen des Kernteilungsrhy~hmus jedoeh, wie WASS~RMA~ (1929) anerkennt, eines der wichtigsten Mitre1 zur kausalen Analyse der Zellteilung darstellen.

    Versuche fiber den Einflu$ yon narkotisierenden Stoffen auf die Zell- teflung wurden bereits zu versehiedenen Zwecken unCernommen. Den Brfidern H~TWlG (1887), welche den EinfluB des Chloralhydrats und E. B. W~so~ (1901), weleher die Wirkung des Xthers auf die Befruch- tung und auf die Furchung des Seeigeleies untersuchte, lag es vor allem daran, durch StSrung des ZeUteilungsvorganges den komplexen Vor- gang der Zellteilung in seine einzelnen Komponenten zu zerlegen, um dann auf diese Weise einiges zur Kl~rung der Mechanik dieses Vorganges zu ermitteln. Als ein wesentliches Ergebnis der Untersuehungen yon O. und R. HE,TWIn und WILSO~r ist zu erwghnen, da$ die Behandlung der Eier mit Chloralhydrat und Xther zum Versehwinden der Teilungs- spindel fiihrt, welche erst nach Einbringung der Eier in reines Seewasser wieder zum Vorschein kommt. POLOWZOV setzte diese Untersuchungen unter der Leitung Gm~WlTSC~S fort. Sie verwendete die Alkoholnar- kose zum Zweeke tier StSrung der Synehronie der Teilungsschritte und fiihrte damit die yon GU~WlTSCH (1910) und SO~OKn~A eingesehlagene l%rsehungsrichtung erfolgreich weiter. Sie erhielt je nach dem Zeit- punkt und je naeh der Dauer tier Einwirkung Mono- und Polysyncytien an Stelle gesonderter Blastomeren.

    Angeregt dureh Arbeiten yon PFS.FX~R und I~ATHA~SON untersuchte HArCKS~ (1900) den Einflu$ der Xthernarkose auf Copepodeneier; fiir ihn und ffir SChILLer, welcher die Versuche HAECK~RS fortfiihr~e, lag der Sehwerpunkt der Untersuchung in der Gewinnung abnormer Tei- lungsfiguren, welehe in zum Teil reeht abenteuerlieher Weise als Rfick- schl~ge zu ,,primitiveren" Kernteilungsformen gedeutet wurden. Wit verdanken den beiden Forschern die kritische Beurteilung der so- genannten Pseudoamitosen. Untersuchungen an hSheren Tieren gibt es nur wenige. Auger einigen Bemerkungen von MAI~X fiber den Ein- fins versehiedener Stoffe auf die Karyokinese bei Urodelenlarven in einer vorwiegend botanisehen Arbeit sind hier die Versuche yon KORS-

  • 336 G. Politzer:

    FELD (1925) ZU erw~hnen, welcher die Larven yon Salamandra maculosa, somit das gleiche Versuchsmaterial, welches uns hier beseh~ftigen soll, dem Einflusse yon ~thyl~ther, ~thylalkohol, Chloroform, Methylalkohol und Chloreton aussetzte. Ein Teil der Tiere wurde hierbei in LSsungen dieser Stoffe eingebracht, anderen wurde die linke Hornhaut mit kon- zentrierteren LSsungen dieser Stoffe bepinselt, in der Hoffnung, die reehte Hornhaut als Kontrolle verwenden zu kSnnen. Im Gegensatz zu den - - etwa gleichzeitigen - - Versuchen yon POLITZER mit Vital- farbstoffen (1924, 1925) konnte jedoch KORNFELD keine klaren gesetz- m~Bigen Ver~nderungen der Zellteilungen und des Kernteilungsrhyth- mus erzielen; er beschr~nkt sich daher auf die Beschreibung einiger weniger abnormer Teilungsbilder. Angaben, ob die Larven narkotisiert waren, sind in der Arbeit KORNFELDs nicht vorhanden.

    Was pflanzliches Material betrifft, so sind vor allem die grundlegen- den Untersuchungen yon N~Ec fiber den Einflul3 des Chloralhydrats auf die Zellteilungen in den Wurzeln yon Pisum, Allure und Vicia zu erw~hnen, welche eine Ffille von Beobachtungen fiber Pseudoamitosen und andere Stfrungen der Zellteilungen lieferten. In dieser Arbeit sind auch Angaben fiber das ~ltere Schrifttum enthalten. Ferner hat SAKH- MURA den Einflul~ des Chloralhydrats auf die Zellteilungen bei Pflanzen untersueht, eine Arbeit, welche ich mir leider bisher nicht beschaffen konnte. In jfingster Zeit hat REGEMO~TER1 die ZellteilungsstSrungen in ehloralisierten Bohnenwurzeln untersucht. Seine Ergebnisse erg~nzen die Befunde yon N~MEC und SAKAMURA. Endlich ist noeh die Arbeit yon M~r~x zu erw~hnen, welcher den EinfluB zahlreicher l~arkotika an Pflanzen untersuchte. Hierbei war er - - allerdings erfolglos - - bestrebt, Beziehungen zwischen der chemischen Beschaffenheit der Giftstoffe und ihrer Wirkungsweise zu ermitteln. Chloroform und Chloral bewirkten vor allem Stfrungen der Zellteilung (Zellscheidewandbildung), so dab doppelkernige Zellen entstander.-. Hingegen riefen ~thyl~ther, weniger deutlieh Isobutylalkohol, eine ,,Steigerung der Zellteilungst~tigkeit" her- vor, eine Angabe, welche uns sp~terhin beseh~ftigen wird (S. 361).

    Fassen wir die Ergebnisse dieser Arbeiten zusammen, so enthalten sie fiber die Frage, ob eine vorsichtig durchgeffihrte Narkose ohne Sch~- digung der Zellteilung mfglich ist, keine Angaben. Die Untersuchungen an Eiern (HERTWIG, WILSON, POLOWZOV, HAECKER, SCHILLER), sowie die Untersuchungen an Pflanzen (N~MEC, MH1NX, SAKAMU~H, REGE- MOLTER) sind in dieser Hinsicht nicht verwertbar, da hier ein Narkose- effekt, wie wir ihn an hfheren Tieren beobachten, natfirlich nicht fest- gestellt werden kann. In den Arbeiten yon MHINX und KORNFELD (1925) linden wir keine Angaben fiber das Bestehen einer Narkose.

    1 Auch diese Arbeit war mir im Original nicht zugi~nglich.

  • Die Zellteilung wiihrend und nach der Narkose. 337

    2. Material und Methode.

    Die vorliegenden Untersuchungen wurden an Larven yon Salamandra maculosa durchgefiihrt, welche den Fruchthaltern der tr~chtigen Weib- chen entnommen worden waren. Die Fiitterung der Larven erfolgte in gleicher Weise wie in meinen friiheren Versuchen (1925). Die Larven wurden erst 12--25 Tage naeh der Entnahme aus dem Fruchthalter zu den Versuchen verwendet.

    Als l~arkotika wurden _~thylalkohol und _~thyl~ther in verschie- denen Verdiinnungen benutzt. Die Angaben fiber die Konzentration des ~thers sind leider unzuverl~ssig, da. w~hrend des 4 Stunden lang w~hrenden Versuehes stets starke Verdunstung eintrat. Als dritten Stoff verwendete ich Trichlorbutylalkohol, welcher unter dem Namen Chloreton k~uflieh erh~ltlich ist. Von diesem Stoffe wurde stets eine kaltges~ttigte, w~tsserige L6sung bereitgehalten, welche hierauf in ver- schiedenen Verh~ltnissen verdiinnt wurde. 1:10 Chloreton bedeutet in unserem Versuchsprotokoll eine im Verh~ltnisse 1:10 mit Wasser ver- diinnte kaltgeshttigte w~isserige ChloretonlSsung. Die Tiere verblieben stets 4 Stunden in der entspreehenden LSsung. Dann wurden sie in reines Wasser iibertragen. In stiindlichen bzw. zweistiindigen Abst~inden wurde vor, w~hrend und naeh der Narkose je eine Larve der Reihe fixiert. Ferner wurden an dem dem Versuchstage folgenden Tage und yon da ab t~glich bzw. jeden zweiten Tag Fixierungen vorgenommen. Als Fixationsmittel diente das BouI~sche Gemisch, welches sich mir seit Jahren bei meinen Versuchen an Salamanderlarven bew~hrt hatte.

    Die Hornh~ute der Larven wurden ~uspr~pariert, mit EHR~CHS H~matoxylin oder H~malaun im Stiicke gef~rbt und in Kanadabalsam eingeschlossen. Die Zahl der Versuchstiere betrug etwa 1000. ttisto- logiseh untersucht wurden insgesamt 452 Hornh~ute. Zum Zweeke der Z~hlung wurden mit dem Projektionszeichenapparate Skizzen der Horn- haut angefertigt, in welche die einzelnen Kernteilungsphasen projek- tionsrichtig eingetragen wurden. Die Einteilung der Zellteilung wurde nach KOI~I~I~]~LD (1922) durehgefiihrt. Ich gebe die entsprechende Stelle der Arbeit KOR~FELDS im Wortlaut wieder : ,,Als ,a' bezeichnete ich die Vorbereitung zur Mitose yon dem Zeitpunkte an, in dem sich der Zell- kern dureh Anordnung seines Chromatins deutlich yon einem ruhenden Kern unterscheidet und das dichte Spiremstadium, als ,b' den lockeren Kn~uel, solange die Chromosomen noeh nicht vSllig voneinander ge- sondert sind. Das Asterstadium wurde als ,c', die Metakinese - - solange noch wenigstens ein Paar yon Tochterchromosomen eine Beriihrung zeigte - - als ,d', das I)iasterstadium als ,e' bezeichnet ; ,/' diente als Be- zeichnung fiir das Dispiremstadium, ,g' fiir die Endphase der Teilung, in der die betreffenden Tochterkerne sich yon ruhenden Kernen noch durch auffallende F~rbbarkeit und charakteristische Form- und Lage-

  • 338 G. Politzer:

    verh~ltnisse auszeichneten." Gegen die Abgrenzung der einzelnen Sta. dien naeh KO~FWLD lassen sich berechtigte theoretische Bedenken geltend machen, insbesondere die Abgrenzung des Asters stimmt mit den Angaben anderer Forseher nicht vSllig fibereim Auch der Name Metakinese, weleher yon uns ffir jene Anaphasen verwendet wird, bei welchen noeh mindestens 1 Paar yon Chromosomen mit seinen Enden in Berfihrung steht, wurde in jfingster Zeit yon WASSERMA~ (1929) in g~nzlieh anderem Sinne gebraueht, n~mlich zur.Kennzeichnung jener Bewegungsvorg~nge, welche yon dem segmentierten Kn~uel (Gu~wITSC~ 1904) zur J~quatorialplatte fiihren. Ich habe jedoeh die Einteilung und die Namensgebung KOR~FELDS (1922) beibehalten, da sie den Beobaeh- tungsmSglichkeiten der Zellteilungen in der Hornhaut bei der yon uns gew~hlten Verarbeitung und F~rbung gut angepaBt ist, ferner um den Vergleieh der Kurven KO~U~FELDs (1922) und POLITZERs (1925) mit den Kl~rven in dieser Arbeit zu erleiehtern. Bezfiglich der Ve~eilung der Kernteilungsphasen unter normalen Bedingungen sei auf die Abb. 1 in der Arbeit POLITZEVS (1925) verwiesen. Setzen wir die Zahl der Zell- teilungen in einer Hornhaut mit normalem Teilungsrhythmus gleich 100, so entfallen auf die Phase ,,a" 28, auf ,,b" 7, auf ,,c" 26, auf ,,d" 3, auf ,,e" 14, auf ,,/" 12 und auf ,,g" 10 Karyokinesen. Nach KOI~NFELI) herrscht in einer ttornhaut normale Phasenverteilung, wenn ,,,a' und ,c' Maxima, ,b' und ,d' Minima, ,e', ,/' und ,g' Mittelwerte" darstellen.

    3. Die Befunde fiber St~rungen des Kernteilungsrhythmus. a) Versuche mit ~thylalkohol.

    l%ige LSsungen yon ~thylMkohol bewirken keine Narkose, 2%ige nur bei sehr ]ungen Tieren (1--2 Wochen nach der Entnahme aus dem Fruchthalter). Die Narkose kann reeht tier sein, die Reflexe sind er- losehen; nur bei dem Einbringen der Tiere in die Fixierungsfliissigkeit sind noeh stets Bewegungen erzielbar. Bei ~lteren Tieren (4--5 Wochen) gelingt eine tiefe Narkose erst in 3%iger LSsung. Die an jungen Tieren in 2%iger LSsung erfolgende, 4 Stunden w~hrende Narkose ergab, wie die Untersuehung der Serie T lehrt, keine StSrungen des Kernteilungs- rhythmus und keine Ver~nderungen der Karyokinesen. Nur ist in den Protokollen vermerkt, dab naeh 3, 4 und 5 Stunden anscheinend weniger Spireme als in der Norm vorhanden sind. Bei dem nach 9 Stunden fixierten Tiere finder sich der Vermerk: ,,auffallend viele Spireme". Doch liegen diese Ver~nderungen mSglicherweise noch innerhalb der normalen Variationsbreite.

    5%ige L6sungen yon Alkohol ffihren stets zu tiefer Narkose und zum Tode. Nach vierstfindigem Aufenthalt in der LSsung in frisehes Wasser fibertragen, erwaehen die Tiere nicht mehr. Der Herzschlag erlischt etwa 12 Stunden nach Beginn des Versuches. Nur einmal wurde

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 339

    in einer Reihe am folgenden Tage ein lebendes Tier gefunden. In der Hornhaut dieses Tieres waren normale Zelltei lungen aller Phasen vor- handen. Die mit 5%iger Alkoholl6sung behandelten Larven zeigen w~hrend der ersten 12 Stunden typische StSrungen des Kerntei lungs- rhythmus, welche an der Hand der Serie S hier geschildert werden sollen. Nur eine Hornhaut der Serie V wird kurz besprochen werden.

    Tabelle 1.

    Fixiert nach

    O h

    1 h

    2 h

    3 h

    4 h

    5 h

    6 h

    7 h

    8 h

    9 h

    10 h

    11 n

    12 h

    Hornhaut a

    24 29

    24 15

    6 4

    5 1

    b

    12 14

    10 6

    5 3

    3 1

    Zahl der Phasen

    4 3

    1 I 2

    c

    19 29

    22 14

    33 29

    38 35

    70 66

    28 4 3O 1

    40 1 41 2

    19 8 32 2

    9 4 5 10

    18 9 1

    2 1

    1 1 1

    d e

    3 8 4 4

    4 10 2 6

    7 2 8

    2

    1

    1 1

    f g

    7 8 l l 12

    12 13 14 9

    8 7

    1 1 2

    1 1

    1 6

    1

    2

    3 10 8

    6 13

    15 6

    1 1 i

    2

    i Teilsumme

    81 103

    95 66

    65 57

    48 41

    71 75

    43 31

    43 L4

    ;3 ~4

    L2 :7

    ~2 :5

    ~9 6

    2 3

    3 5

    Summe (a + b)

    184

    161

    122

    89

    146

    74

    87

    87

    89

    77

    35

    5

    8

    Die Tabelle 1 gibt die Zahl der einzelnen Zellteflungsphasen in jeder der beiden Hornh~ute wieder. Ferner ist unter , ,Tei lsummen" die Zahl der Zellteflungen in jeder Hornhaut, unter ,,Summe (a+b)" die Zahl der Zellteilungen in den beiden Hornh~uten jedes Tieres angefiihrt. Die Abb. 1 wurde in der Weise gewonnen, dab in die Abszisse eines Koordi- natensystems der Zeitpunkt der Fixierung (Stunden naeh Beginn des

  • 340 G. Politzer:

    Versuches), in die Ordinate die Zahl der Zellteilungen in beiden Horn- h~uten (Summe a+b) eingetragen wurde. Wir erkennen aus dieser Kurve, dal~ die Zahl der ZeUteflungen in den nach 2, 3, 5, 6, 7, 8 und 9 Stunden nach dem Versuehsbeginn fixierten Larven stark abgenommen hat, sich aber in der Zeit yon 3---9 Stunden auf etwa gleicher H6he er-

    780

    ??0

    160

    750

    7r

    MO

    120

    ?70

    100

    ,9O

    8O

    7O

    5O

    3O

    ZO

    7O

    0 7 2 J r

    / 5 6 7 8 8

    Abb. 1.

    7o 77 72h

    h~lt. Dann setzt ein neuerlicher Abfall ein, so dab in den nach 10 Stun- den fixierten Hornh~uten nur mehr wenige (35), in den naeh 11 Stunden fixierten nut noch 5, in den nach 12 Stunden fixierten nur 8 Zellteilungen vorhanden sind. Aus diesem stetigen Abfall der Kurve ragt nur die Vierstundenzaeke empor, welche ein anscheinend regelwidriges Verhalten darstellt. Nun f~llt bei der Durchsicht der Protokollbl~tter auf, dab gerade die Hornhaut dieses Tieres besonders groB ist. W~hrend der

  • Die Zellteilung wKhrend und naeh der Narkose. 341

    grfl3te Durchmesser der bei gleicher VergrSBerung gezeichneten Horn- h~ute in den Protokollbl/~ttern 10 x/2--11 cm betr/igt, mil3t der grSl3te Durchmesser der Hornhaut des nach 4 Stunden fixierten Tieres 12 cm. Dieser Unterschied ist um so auffiilliger, als das entsprechende Mal3 bei den nach 3 und 5 Stunden fixierten Tieren nur 101/2, nicht, wie bei den meisten iibrigen Larven, 11 cm betr/igt. Da die Verteilung der Phasen innerhalb der Hornh~ute dieses nach 4 Stunden fixierten Tieres mit den Befunden an den fibrigen Versuchstieren iibereinstimmt, daft man wohl die verh/~ltnismKl3ig grol3e Zahl yon Zellteilungen bei diesem Tiere auf die besondere GrSl3e der Hornh~ute zurfickffihren.

    Uber die H~ufigkeit der einzelnen Teilungsphasen in der Hornhaut der Larven der Serie S gibt die Tabelle 1 Aufschlut3. Zur besseren Ver- anschaulichung der Z~hlungsergebnisse sind die Kurven (Abb. 2--7) hergestellt worden. In diesen Kurven wurden auf die Abszisse die Phasen a--g, in die Ordinate die Zahl dieser Phasen in beiden Horn- h/~uten eingetragen. Zum Vergleiehe mit diesen Kurven sei auf die graphische Darstellung der normalen Verteilung der Teilungsphasen in den Arbeiten KORNFELDS (1922) und POLITZV.Rs (1925) hingewiesen. 1 Stunde nach Einbringung der Larven in die AlkohollSsung sind keine Ver/inderungen nachweisbar. Nach 2 Stunden (Abb. 2) linden wir, dal3 die Zahl der dichten Spireme vermindert ist, w/~hrend die Zahl der Asteren stark zugenommen hat. Die Doppelphasen (d-~g) sind ein wenig seltener als in der Norm, doch liegt diese Abweichung noch inner- halb der normalen Variationsbreite. Nach 3 Stunden (Abb. 3) hat die Zahl der Spireme (a, b) weiterhin abgenommen. Die Zahl der Asteren (c) ist erh6ht, die Doppelphasen (d--g) sind fast vollkommen geschwunden. Nach 4 Stunden (Abb. 4) enth/~lt die Hornhaut nahezu aussehlieBlich Muttersterne. Um diese Zeit wurden die Tiere aus der AlkohollSsung in reines Wasser iibertragen. Nach 5 Stunden ist die Verteilung nahezu die gleiche, nur ist die Zahl der Doppelphasen ein wenig grSl3er als im vorhergehenden Pr/iparate. Auch nach 6 Stunden hat sich das Bild nicht wesentlich ge~indert. I-Iervorzuheben ist nur, dal3 nunmehr fiber- haupt keine Spireme vorhanden sind. Nach 7 Stunden (Abb. 5) f/~llt bereits neben der noch immer grol3en Zahl yon Asteren die grol3e Zahl yon ~etakinesen (d) und Diasteren (e) auf. Auf die Versehiedenheit im Verhalten der Hornhaut a und b (siehe Tab. 1) wird sp/iter eingegangen werden. Nach 8 Stunden (Abb. 6) sind keine Spireme nachweisbar, die Asteren sind weniger zahlreich als in den vorhergehenden Pr~paraten. Hingegen sind die Doppelphasen in grol3er Zahl vorhanden. Naeh 9 Stunden ist das gleiche Bild wie nach 8 Stunden nachweisbar, nach 10 Stunden (Abb. 7) sind auBer einem friihen Spirem und zwei Asteren nur Doppelphasen vorhanden, wobei die sp~ten Doppelpha- sen (f, 9) weit zahlreicher sind als die friihen (d, e). Nach 11 und

  • 342 G. Po l i t zer :

    12 Stunden sind nur noch vereinzelte Karyokinesen in den Horn. h/~uten auffindbar.

    6o i 7o k I 50 / ~ 8o

    gO I 1 30 '

    0 70 a b v t e f g

    Abb, 2. 0 ~ ~ b c d e f 9 Abb. 8.

    730 ~0

    i.o .. / \

    8o Oa b o d e f 9

    80 : Abb. 5.

    70

    so ~ 2o! //~----

    5~ I Io a b c d e f 9

    Abb. 6.

    30 30

    2o .o // 7O 70

    g 0 ~'~"-'- ce b c d e f # a b c d e f g Abb. 4. Abb. 7.

    Zusammenfassend kann gesagt werden, da~ 5%ige AlkohoUSsung den Eintritt der ,,Ruhezellen" in das Spirem wrhindert. Diese Wirkung

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 343

    macht sich jedoch erst nach 2 Stunden geltend. Diese Hemmung des Eintrittes der Karyokinese wird auch dann nicht aufgehoben, wenn die Tiere aus der Alkoholl6sung in frisches Wasser zurfickgebracht werden. Die w~hrend der Narkose vorhandenen Spireme werden bis zu Asteren weitergeffihrt. Die Vermehrung der Asteren in den 2---7 Stunden nach Beginn des Versuches fixierten Tieren ist erstens auf die Umwandlung der Spireme in Asteren, zweitens auf eine Hemmung der Asteren zuriick- zuffihren, wodurch die Umwandlung in Doppelphasen verhindert wird. Die Doppelphasen in den Hornh~uten der Versuchstiere vollenden hin- gegen trotz der Narkose die Teilung und werden zu Ruhezellen. Die ttemmung der Asteren wird 7 Stunden nach Beginn des Versuches (3 Stunden nach der Wiedereinbringung der Versuchstiere in reines Wasser) langsam aufgehoben. Die Asteren vollenden nunmehr die Teilung, so dab die Hornhaut, in welcher keine frischen Spireme mehr auftreten, 11--12 Stunden nach Beginn des Versuches nahezu mitosen- frei ~ird. In diesem Stadium des Versuches tritt der Tod der Larven ein.

    Die Karyokinese wird somit durch vier- stfindige Einwirkung einer 5% igen Alkohol- 15sung in zwei Phasen gehemmt. Erstens treten keine neuen Spireme in die weite- ren Teflungsvorgi~nge ein, zweitens k5nnen die Asteren nicht fortgeffihrt werden. Die erste Hemmung ist dauernd, die zweite

    J 0

    / \ , / '0 / 0 ~

    a b c d e / g Abb. 8.

    vorfibergehend. Die Spireme dagegen werden trotz der Narkose bis zu den Asteren fortgefiihrt und die Doppelphasen werden beendet. Die Folge der Hemmung ist eine Anreicherung der Hornh~ute mit .Asteren w~hrend bestimmter Stadien der RhythmusstSrung.

    ~hnliche Befunde wie die Serie S lieferte auch die in derselben Weise behandelbe Serie V. Wie erw~hnt wurde, wird die Hemmung der Asteren in der Serie S nur allm~hlich aufgehoben. Eine Hornhaut, in welcher anscheinend zwei Drittel der Asteren nahezu gleichzeitig zu Doppel- phasen wurden, liegt der Verteilungskurve (Abb. 8) zugrunde, welche yon einer 7 Stunden nach Beginn des Versuches (3 Stunden nach der Wiedereinbringung in frisches Wasser) fixierten Larve stammt. Die Spireme fehlen, die Asterenzacke ist bereits stark erniedrigt, es sind 9 ~etakinesen und 21 Diasteren, jedoch keine Spireme vorhanden. Abgesehen von dieser Einzelheit bietet die Serie V keine Besonderheiten.

    An den Mitosen sind keine abnormen Ver~nderungen nachweisbar. Die im Fortgang gehemmten Asteren befinden sich teils im Stadium des zerfallenen Spirems, tells - - und zwar der Mehrzahl nach - - liegen die Schleifen unregelm~13ig verteilt in der Zelle. Einige Asterstadien ~hneln in der Anordnung der Chromosomen den typischen ~quatorial- platten. Die Chromosomen sind zum Teil liingsgespalten.

  • 344 G. Politzer:

    b) Versuche mit J(thylgther. Bei der Verwendung des :4thers erwies es sich als sehr st6rend, da~

    unsere GlasgefgBe nicht vollsti~ndig luftdicht abgeschlossen werden kSnnen und infolgedessen w~hrend des 4 Stunden w~hrenden Versuehes eine ziemlich starke Verringerung der Konzentration der ~therlSsung durch Verdunstung eintrat. Auf diese ungleiehm~]~ige Verdunstung ist es wohl zurtickzuffihren, da~ in einzelnen F~llen bereits 3%ige J~ther- 16sung tiefe Narkose und den Tod der Larven herbeifiihrte, in anderen F~llen selbst 8%ige :4therl6sung gut vertragen wurde. Den folgenden Angaben fiber die wiihrend und nach der Narkose auftretenden St6rungen des Kernteilungsrhythmus liegt eine Versuchsreihe zugrunde, in welcher die Larven 4 Stunden lang in einer 3%igen :4therlSsung verblieben (Serie E). Nahezu iibereinstimmende Ergebnisse lieferte ein Versueh mit einer wenigstens zu Beginn des Versuches 8%igen -~therlSsung (Serie K).

    Die Gesamtzahl der Zellteilungen und die H~ufigkeit der einzelnen Teilungsphasen in den Hornh~uten der 0--11 Stunden nach Einbringung in die ~therl6sung fixierten Larven ist in der Tabelle 2 wiedergegeben. Die Kurve der Abb. 9 wurde erhalten, indem in die Abszisse der Zeit- punkt der Fixierung (Stunden nach Beginn des Versuches), in die Ordi- nate die Zahl der Zellteilungen in beiden Hornh~uten (Summe a q-b) eingetragen wurde. Die Zahl der Zellteilungen nimmt bis zur 7. Stunde nach Beginn des Versuches ab. Hierauf erfolgt ein neuerlicher Anstieg der Zahl der Karyokinesen, welche nach 11 Stunden (Ende der sbiind- lichen Fixierungen) fast die gleiche tt~ufigkeit zeigen wie zu Beginn des Versuches. In dieser Kurve fallen zwei Senkungen auf, welche sich der allgemeinen Verlaufsrichtung der Kurve nur schlecht einffigen. Es ist dies die auffallend geringe Zahl yon Zellteihmgen in den nach 1 und nach 5 Stunden fixierten Hornh~uten. Eine derartige Unregelm~l~ig- keit im Verlaufe der Kurve k6nnte zwar durch die individuellen Ver- schiedenheiten der Empfindlichkeit der verschiedenen Tiere bedingt sein. In unserem Falle lieferte j edoch die Messung der Gr613e der H~rnh~ute un- serer Versuchstiere eine Aufkl~rung dieses Verhaltens. Die Hornh~ute der nach 1 und 5 Stunden fixierten Larven sind n~mlich auffallend klein; w~h- rend der grSl3te Durchmesser der fibrigen Larven in den Skizzenbl~ttern unserer Protokolle 10--101/2 cm betrng, zeigten die beiden Versuchstiere (E/1 h und E/5 h) nur einen gr61~ten Durchmesser der Hornhaut yon 9 cm. Durch diese Gr613enunterschiede wird die relative Armut dieser Horn- haute an Mitosen hinlanglich erkl~trt. Beziiglich des genaueren Ver- haltens der Hornhaute verweise ich auf die Tabelle 2 und auf die nun- mehr zu beschreibenden Abb. 10--17.

    Die zu Beginn des Versuches fixierte Larve zeigt eine normale Ver- teilung der einzelnen Zellteilungsphasen. 1 Stunde naeh Einbringung

  • Die Zellteilung wghrend und nach der Narkose. 345

    der Larven in die J~therl6sung ist die Zahl der Tochtersterne vermindert, im iibrigen ist der Befund normal. Naeh 2 Stunden hat sowohl die Zahl der Doppelphasen als auch die Zahl der Spireme abgenommen. Die Asteren iiberwiegen bereits bedeutend an Zahl. Nach 3 Stunden

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    Abb. 9.

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    (Abb. 10) befinden sich nicht weniger als 82 von 147 Karyokinesen im Stadium des Aster. Die Doppelphasen sind nicht vollkommen gesehwun- den, jedoch nur in geringer Zahl vorhanden. Die Zahl der Spireme ist stark vermindert. Nach 4 Stunden hat sieh das Bild nieht wesentlich ge~ndert. Nach 5 Stunden (Abb. 11) (somit 1 Stunde naeh Wiederein-

    Z. f. Zellforschung u. mikr. Anatomie Bd. 13. 23a

  • 346 G. Politzer:

    Tabelle 2.

    Fixiert nach

    O h

    l h

    2 h

    3 h

    4h

    5 h

    6 h

    7 h

    9 h

    10 h

    11 h

    Zahl der Phasen ] _ Summe a b ~. ] d ~ . . . . ~eilsumme (a + b)

    27 6 207 34 10

    11 6 122 27 8

    7 9 160 8

    4 4 4 147 1 8

    1 3 8 134 6 4 62

    4 6

    5 12 105 3 18

    4 7 59 1 6 7

    3 4 3 73 19 3 2

    27 9 5 94 31 8 9 1 4

    34 7 16 1 154 49 16 25 3 1 2 34 ] 27 5 5 27 l 29 1 1

    0 7 1 160 b 1 2

    bringung tier Versuohstiere in reines Wasser) sind i iberhaupt keine Spireme vorhanden. Die Asteren sind sehr zahlreich, doch ist bereits eine Zunahme der Zahl der Diasteren erkennbar. Nach 6 Stunden (Abb. 12) ist die Zahl der Asteren bereits vermindert, die Doppelphasen, besonders die Diasteren, sind sehr zahlreich. Es l inden sich ferner bereits vier sehr fri ihe Spireme. Iqach 7 Stunden (Abb. 13) sind die Asteren fast vollst~ndig geschwunden, die Doppelphasen, besonders die Dispireme (]) und Endphasen (g) sind zahlreich. Die Zahl der Spireme ist gering. Iqach 8 Stunden (Abb. 14) l inden sich nur sehr wenige Asteren vor. Die Doppelphasen sind weniger zahlreich, vor aUem sind Endphasen und bereits wieder eine gro2e Zahl vorwiegend frfiher Spireme vorhanden. Nach 9 Stunden (Abb. 15) sind die Doppelphasen fast v611ig geschwunden; unter 94 Karyokinesen sind 75 im Stadium des Spirems. Ferner sind wieder 14 Asteren vorhanden. Nach 10 Stunden (Abb. 16) sind sehr zahlreiche Spireme, sowohl dichte (a) als auch lockere (b)

  • Die Zellteilung w~ihrend und nach der Narkose. 347

    vorhanden, ferner findet sich bereits eine gr6Bere Zahl yon Asteren vor, Die Doppelphasen fehlen fast vollsti~ndig. Nach 11 Stunden (Abb. 17) sind Spireme und Asteren in dem der ~qorm entsprechenden Verhgltnisse vorhanden, nur die Doppelphasen sind sehr spgrlieh. Nach einem Tage (in der Zwischenzeit wurden keine Fixierungen vorgenommen) besteht nor- male Phasenverteilung. Die Gesamtzahl der Zellteilungen ist recht hoch.

    Es besteht somit ehle eindeutige StSrung des Kernteilungsrhythmus: Kurz nach E insetzen der Narkose werden die , ,Ruhezel len" am E intr i t te

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    Abb. 10.

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    0 " - - - ~Z b C d e f 9

    Abb. 11.

    \ f j

    c d e f 9 a b e d e f d Abb. 12. Abb. 13.

    in die Zel l te i lung verhindert. Nach 5 Stunden sind keine Spireme mehr vorhanden. Eerner werden die Asteren am Uberganfle in die Metak inese gehemmt. Schon nach 3 Stunden sind Metakinesen und Dispireme an Zahl vermindert. Die Zahl der gehemmten Asteren wird noch dadurch vermehrt, dab die zur Zeit der Narkose vorhandenen Spireme in Asteren umgewandelt werden. Anscheinend ist die Hemmung der Asteren keine vollst~ndige. Einige wenige Asteren scheinen die Hemmung dennoch zu iiberwinden, womit das Vorhandensein yon Metakinesen und Diasteren auch in den naeh 4 Stunden fixierten Hornh~uten erkl~rt wircl. Nach 5 Stunden setzt bereits die Verminderung der Asteren eL1. Die Karyo-

    23*

  • 348 G. Politzer:

    kinesen werden fortgesetzt. Gleichzeitig treten neuerdings die ersten Spireme auf, in den folgenden Stunden n immt deren Zahl schnell zu und erreicht nach 9- -10 Stunden eine bedeutende H6he. Nach 11 Stun- den sind die nach der Tei!ungshemmung aufgetretenen Spireme zum Teil bereits zu Asteren geworden. Die Be/unde stimmen mit dene~ des Alkohol- versuches gut iiberein, nur ist die Hemmung des Eintritte8 der Karyokinese

    5"0 SO

    ~ "t 30 ~ gO 20 JO /0 / 20 O 70 9

    a b c ~ e f g Abb. 14. 0

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    b c d e : y Abb, 15.

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    c d e f 9 a b c d e f g Abb. 16. Abb. 17.

    sondern ~ihnlich wie die Asterenhemmung eine vori~ber. gehende, im wesentlichen nur au/ die Zeit der Narkose beschriinkte.

    Das Aussehen der Asteren zur Zeit der Tei lungshemmung st immt mit den anl~Blich der Beschreibung des Alkoholversuches geschilderten Bi ldern fibereinL

    c) Versuche mit Chloretom Bei jungen Larven bewirkt 1 : 50, mitunter bereits 1 : 100 der ges~t-

    t igten LSsung tiefe Narkose; bei ~lteren Larven 1 : 25~1 : 50. Bei diesen

    1 Vielleicht kSnnen, wie einigeAngabenKoR~FELDS vermuten lassen, bei kurz- fristiger lokaler Anwendung des ~thers noch andere Kernteilungsver~nderungen erzielt werden, doch lag die Prfifung dieser Frage aul~erhalb des Rahmcns der vor- liegenden Arbeit.

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 349

    Konzentrationen sind Sch~digungen des Kernteilungsrhythmus und der Zellteilungen nicht erkennbar. In den Protokollen einer mit 1:10 be- handelten Versuchsreihe yon sehr jungen Tieren finder sich bei den naeh 2, 3 und 5 Stunden fixierten Tieren der Vermerk: ,,Zahl der Spireme vielleicht ein wenig geringer als in der Norm", im iibrigen sind keine ab- normen Ver~nderungen nachweisbar. Vielleicht besteht somit eine geringe StSrung des Kernteilungsrythmus, doch ist sie so unbedeutend, dal3 sie nicht sicher als Narkoseschi~digung bewertet werden kann. Die Larven vertragen die Narkose mit 1 : 10 der konzentrierten L6sung mit Chloreton ausgezeichnet. 1:3 der konzentrierten LSsung ffihrt hingegen den Tod der Versuchstiere herbei. Die Tiere erwachen nicht mehr aus der Narkose, der Herzschlag erlischt etwa 16 Stunden nach Versuchsbeginn, d . i . etwa 12 Stunden nach der l~bertragung der Larven in reines Wasser.

    An den nach 1--2 Stunden fixier.ten Tieren sind keine wesentlichen Ver~nderungen nachweisbar. Nach 3 Stunden treten in der oberfl~tch- lichen Epithelschicht, besonders in den randst~ndigen Abschnitten der Hornhaut, zahlreiche Nekrosen auf. Hierbei schwellen die Zellen an und werden kugelrund. Auch der Kern ist in vielen F~llen vergr613ert, die Kernmembran bleibt jedoch erkennbar. An Stelle der Netzstruktur linden sich in den Kernen zahlreiehe runde, blaugefs Kugeln vor, welche meist stark lichtbrechend sind und welche in ihren Randabschnit- ten dunkler gef~irbt zu sein scheinen als in ihrer Mitre. Diese Nekrosen nehmen in den folgenden Stunden an Zahl zu, sie linden sich nunmehr auch in der Hornhautmitte und in der tiefen Epithelschicht. Sie ffihren allmi~hlich zum Untergange East des ganzen Hornhautepithels. Dem- entsprechend sind die Karyokinesen in der Hornhaut sehr spiirlich, es linden sich neben vorwiegend normalen Teflungsphasen vereinzelte Pseudoamitosen (PoLITT~ER 1924). Dieses Auftreten yon Pseudoamitosen ist jedoch nicht gesetzmi~13ig, wie etwa nach RSntgenbestrahlung (ALB~.RTI-PoLITZE~ 1923, 1924) oder unter dem Einflusse des Neutral- rotes (POLITZ~R 1924). Vielmehr sind stets neben einzelnen Pseudo- amitosen vorwiegend normale Doppelphasen vorhanden. In den naeh 6 Stunden (und sp~tter) fixierten Larven sind fast keine Zellteilungen enthalten. Die wenigen vorhandenen befinden sich nahezu ausnahmslos im Asterstadium. Einige Asteren sind auch in den grol]en, unter dem Epithel gelegenen mesodermalen Hornhautzellen nachweisbar. Sie zeigen ein typisches, in der Abb. 22 (S. 357) wiedergegebenes Verhalten. Die Chromosomen sind fiber die ganze Zelle verstreut; sic sind liingsgespalten. Die Oberfl~che der Chromosomen ist rauh und besitzt zahlreiche kleine bors~enf6rmige Forts~tze, so wie dies ffir die Telophasenchromosomen der normalen Zellteilung kennzeichnend ist, w/ihrend das normale Meta- und Anaphasenchromosom der Karyokinesen der Hornhautepithelzellen eine glatte Oberfl/s zeigt. Die L/inge der Chromosomen entspricht der Norm.

    Z. f. Zellforschung u. mikr. Anatomie Bd. 13. ~3~

  • 350 G. Politzer:

    4. Al lgemeiner Teil. a) Zur Analyse der St~rungen des Kernteilungsrhythmus.

    Ehe wir zur Besprechung der Ursachen der geschilderten Rhythmus- stSrung iibergehen, sei nochmals hervorgehoben, dab die Karyokinese in zwei Phasen gehemmt wird, und zwar w~hrend des Uberganges der Zellen aus dem Ruhestadium in die Karyokinese und w~hrend des Uberganges aus dem Aster- in das Metakinesestadium. Erst 2 Stunden nach Einbringung der Larven in die GiftlSsung zeigt sich eine Abnahme der Zahl der Spireme. Dieser Befund kann in verschiedener Weise ge- deutet werden. Es w~re mSglich, dab erst eine l~nger dauernde Ein- wirkung des Giftes die Hemmung der Karyokinese herbeiffihrt. Es w~re jedoch auch denkbar, da!~ die Giftwirkung schon in jenem Stadium der Interkinese einsetzt, welches den ersten mikroskopisch erkennbaren Strukturver~nderungen der Kerne bei der Karyokinese vorangeht. Dal~ bereits zu Ende der Interkinese mit Hilfe der iiblicheri Untersuehungs- methode nicht erkennbare Ver~nderungen in den Zellen bestehen, welche die' Karyokinese vorbereiten, kann als erwiesen gelten. So konnte mit mikrochemischen Methoden gezeigt werden, da~ die Viskosit~t des Protoplasma und vor allem die Durchl~ssigkeit der Zelloberfl~che bereits zu einem Zeitpunkte ver~ndert ist,. in welchem die Prophasen- ver~nderungen des Kernes noch nicht in die Erscheinung treten oder eben erst eingeleitet werden. (Schrifttum bei WASSERMANN 1929.) Jedenfalls kann als erwiesen gelten, dal3 bei der Karyokinese vorerst Ver~nderungen des Protoplasma eintreten, welche nach WASSERMANN den Anstol~ zu den prophasischen Kernver~nderungen geben. Nun ist es gleichfalls bekannt, dal~ sowohl die Plasmaviskositht als auch die Durchl~ssigkeit yon semipermeablen Membranen durch Narkotika beein- flu~t werden. Wir di~r/en somit annehmen, daft die von uns verwendeten Gi/te Plasmaver~inderungen bewirken, welche den Eintritt des Kernes in die Karyokinese verhindern. In einem Versuche WASSER~A:S~S (1921) ist es auch tats~chlich gelungen, solche Plasmaver~nderungen in erw~rmten Zwiebelwurzeln mikroskopisch nachzuweisen. Es ist fibrig~ns auch mSg- lich, da{~ die yon uns angenommene Plasmasch~digung nicht nur die Ruhezellen am Eintritte in die Karyokinese verhindert, sondern auch die bereits eingeleitete Teilung riickg~ngig macht. Vielleicht kSnnen auf diese Weise aus Spiremen wieder Ruhezellen werden. Erfahrungen in friiheren Versuchen (1925) haben reich zu dieser Annahme gefiihrt, welche mit den Anschauungen WASSERMAN~S (1921) und L. GURWITSCHS iibereinstimmt. Doch kommt in meinem Material hSchstens" das frfiheste Stadium des Spirems ffir eine solche Rfickbildung zu ,,I~uhe- zellen" in Frage. Sp~tere Stadien des Spirems und insbesondere Asteren bilden sich in meinen Versuchen, wie sich dies aus den Verteilungskurven auf statistischem Wege feststellen l~l~t, nicht wieder zu Ruhezellen

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 351

    zurtick. Im Gegensatze hierzu scheint dies jedoch in Versuchen an See- igeleiern (O. und R. HERTWIG) und an Pflanzenwurzeln (N~M]~c, SAKA- MURA, REGEMORTER) vorzukommen. Dieses verschiedene Verhalten ist verst~ndlich, da bei so verschiedenen Zellen (Salamanderhornhaut, See- igetei, Wurzelzellen hSherer PfIanzen) schon im Formablaufe der Karyo- kinese groBe Unterschiede bestehen.

    Die yon uns angenommenen Plasmaver~nderungen sind nach Alko- holeinwirkung dauernde, nach ~thereinwirkung nur kurzfristige, da nach 7 Stunden wieder zahlreiche Spireme erscheinen. Ich halte diesen Unterschied zwischen der Alkohol- und .i(therwirkung nur ftir einen quantitativen, nicht aber ffir einen qualitativen. Die Wirkung des Alkohols ist ja eine weit sch~dlichere: Die Larven erwachen nicht mehr aus der Narkose und gehen naeh 12 Stunden zugrunde. I~n Gegensatze hierzu erwachen die Larven der ~therreihe schnell aus der Narkose und scheinen bei makroskopischer Betrachtung ungesch~digt zu sein. Auch die mikroskopische Untersuchung dieser Larven an den dem Versuchs- rage folgenden Tagen l~13t keine abnormen Karyokinesen und keine St6rungen des Kernteilungsrhythmus erkennen.

    Die zweite Hemmung betrifft, wie oben erw~hnt wurde, den Aster. Da die Metaphase eine Reihe yon Teilprozessen umfal]t, so sei hier vorerst besprochen, welche Teilvorg~nge der Metaphase yon den ge- hemmten Asteren durchgefiihrt wurden und welche unterblieben.

    1. Die Kernmembran schwindet stets. Dies erfolgt bei den Epithel- zellen der Hornhaut noch w~ihrend des Spirems. Der Schwund der Kernmembran f~llt somit in die Zeit zwisehen den Stadien a und b.

    2. Die Segmentierung des Spirems (Zerfall des Fadens in Chromo- somen) er/olgt in typischer Weise. Die Zerlegung des Fadens erfolgt w~hrend des Stadiums des lockeren Kn~uels (b). Die Beendigung dieses Segmentierungsprozesses zeigt eben nach KORNFELD (1922) den Uber- gang von b in c an.

    3. Die Chromosomen sind zumeist l~ingsgespalten. Diese L~ngsspaltung ist nicht an ein bestimmtes Stadium der Teilung gebunden. Obzwar sie zumeist (wenigstens bei unseren Versuchstieren) erst w~hrend der Aus- bildung der -~quatorialplatte erfolgt, kann sie, wie dies schon C. RABL wui~te, schon friiher stattfinden.

    4. Die im segmentierten Kniiuel bestehende Anordnung der Chromo- somen verschwindet. Die Anordnung der Chromosomen in die ~quatorial- platte wird eingeleitet. Es ist schwierig zu bestimmen, ob eine typische ~quatorialplatte gebildet wird. Hierzu ist die Hornhaut kein geeignetes Untersuchungsobjekt, denn die meisten -~quatorialplatten liegen senk- recht oder schr~g zur Oberfl~che der Hornhaut, sie sind daher im Stiickpr~parate in keiner gfinstigen Lage sichtbar. Ob die Anordnung der Chromosomen in die }(quatorialplatte in typischer Weise beendet

  • 352 G. Politzer:

    wurde, ist aus Schr~g- und Seitenansichten des Asters nieht mit Sieher- heir feststellbar. In den wenigen ~_quatorialptatten, deren Spindel- achsen senkrecht zur ttornhautoberfl~che stehen, scheint mir die An- ordnung der Chromosomen die der typischen ~quatorialplatte zu sein. Mit Sicherheit kann ich dies jedoch nieht behaupten. Es stiinde dies fibrigens mit einigen noch zu erw~hnenden Angaben aus dem Sehrift- turn in Widersprueh.

    5. Die Verkiirzung der Chromosomen w~ihrend der Metaphase er/olgt in typischer Weise. Fine weitere Verkiirzung er/olgt dann nicht mehr. Die L~nge der Chromosomen in den Asteren zur Zeit der tIemmung der Karyokinese entspricht somit der der Metaphasenchromosomen, nicht der der Anaphasenchromosomen. Die Bedeutung dieses Befundes wird noch in einem sp~teren Abschnitte er6rtert werden.

    6. Mitunter finden wir eine Au/rauhun9 der Ober]ldche der Chromo- somen (Abb. 22), so wie sie bei den Telophasenehromosomen vorhanden ist. Doch konnte ich diesen Befund nur in der stark gesch~digten Chloretonreihe feststellen. M6glicherweise geh6rt diese Ver~nderung der Chromosomen nicht mehr zum typischen Bilde des durch Narkotika gehemmten Asters und stellt bereits eine Sch~digung durch lokale und durch allgemeine Vergiftung dar. Vielleicht spielt aueh die dttrch den Untergang der oberfl~chlichen Epithelschicht bewirkte Entbl61~ung der tiefen Epithelschicht bei der Entstehung dieser Formen eine Rolle.

    Hier seien nur einige ~hnliche Beobachtungen aus dem Schrifttum angefiihrt. HAECX~ (1900) berichtet, dal~ in ~therisierten Eiern yon Cyclops brevicornis ,,zwischen Spirem und Asterstadium eine Phase ein- geschoben ist, in weleher die Chromatinelemente in lockerer Verteflung im Kernraum angeordnet sind und vollkommene Trennung der Spalt- h~lften der Chromosomen zeigen", w~hrend die L~ngsspaltung der Chro- mosomen bei Cyclops normalerweise erst in der J~quatorialplatte erfolgt. ~hnliche Befunde konnten N~Mv, c, SAX~URA und R~C~MORT~R an Pflan- zenzeUen, welche mit Chloralhydrat behandelt wurden, feststellen. Das Unterbleiben der Bildung einer _~quatorialplatte bei unregelmg$iger Verteilung der Chromosomen in der Zelle hatte schon G~v, OTTX (1893 und 1896) an frisehen Schnittwunden des Schwanzes erwachsener Sala- mander beobachtet, welche der Einwirkung yon Jodkaliuml6sung, der Hitze oder dem elektrischen Strome ausgesetzt worden waren.

    Auch fiber die Frage nach der Ursache dieser Hemmffng liegen einige Beobachtungen vor. O. und R. HEi~TWIO und W~sozr finden, dal~ die Spindelfasern in chloralisierten und iitherisierten Seeigeleiern verschwin- den. Von BT~Mr.c, SXKAMU~A, MAI~X und R~G~MORTV, R wurde gleieh- falls Zerstreuung der Chromosomen und Versehwinden der Spindelfasern festgestellt, wobei die Zerstreuung der Chromosomen auf das Verschwin- den der achromatisehen Figur zurfiekgefiihrt wird. WASSERMA~r (1929)

  • Die Zellteilung w~hrend und naeh der Narkose. 353

    steUt ausdriicklich fest, dab den Spindelfasern bei der Anordnung der Chromosomen in die ~quatorialplatte eine wiehtige Aufgabe zukommt. Allerdings soll diese Wirkung der Spindelfasern erst einsetzen, naehdem die Segmentierung des Knguels beendet ist. Hierfiir sprieht die bereits yon C. RABL und yon HERMAI~ ermittelte Tatsache, dab die Spindel im allgemeinen erst sp~t, meist erst nach Vo|lendung der Segmentierung des Spirems, erseheint. Fiir die Bedeutung der Spindelfasern ffir die Ein- ordnung der Chromosomen spricht endlich ein Befund GALEOTTIs (1896) : Bei seinen W~rmeversuehen land er einen Mutterstern, dessen Chromo- somen in der Zelle zerstreut lagen. Nur vier Chromosomen waren regel- m~Big angeordnet und nut an diesen Chromosomen sah man achro- matische F~den, welehe diese Chromosomen mit den ,,Polark6rperehen" verbanden. ])iese Beobaehtung G~J~OTTIs und die obenerw~hnten Angaben aus dem Schrifttum sprechen dafiir, dal~ auch bei der yon uns beobachteten Hemmung der Asteren eine Au]16sun9 der Spindel eine wich- tige RoUe spielt. :Doch sei noehmals erw~hnt, dab die Anordnung der Chromosomen in den ~ther- und Alkoholversuchen keine so unregel- m/~Bige war, wie es zu erwarten gewesen w~re.

    Der Sehwund der Kernmembran, die Segmentierung des Spirems und die L~ngsspaltung der Chromosomen sind naeh alien unseren bis- herigen Erfahrungen yon dem Einflusse der Spindel unabhangig. Alle diese Vorgange treten somit aueh ein, wenn die Spindel nicht zur Aus- bfldung gelangt, oder wenn sie wieder aufgel6st wird.

    Wenn wires den~lach fiir wahrscheinlieh halten, da$ bei der Asteren- hemmung St6rungen im Bereiche der Spindel eine Rolle spielen, so sind doch noch zur Entseheidung dieser Frage weitere Untersuchungen er- forderlich.

    b) Zur Frage der Synchronie der Rhythmusst~rungen in paarigen Organen.

    Die Frage nach der Synchronie (Gleichzeitigkeit) der Teilungsschritte an symmetrischen KSrperstellen wurde zuerst yon GC~W~TSCH (1910) an Seeigelkeimen zum Gegenstande einer experimentellen Untersuchung gemaeht. Sol~oxr~A und POLOWZOV haben diese Untersuchungen an Seeigeleiern fortgesetzt. An Metazoen wurde ein Vergleieh der Phasen- verteilung an einem paarigen Organ zur Priifung der Frage der Syn- chronie der Teilungsschritte an symmetrischen K6rperstellen yon KOR~- F~LD (1922) durehgefiihrt. KORNFELD finder, dab in beiden Hornh/~uten im allgemeinen gute ~bereinstimmung in der Phasenverteilung herrscht. Mitunter ist die Zahl einer bestimmten Phase in der einen Hornhaut kleiner als in der anderen, wghrend die iibrigen Phasen in beiden Horn- h~uten gleieh hgufig sind. KORNFELD konnte aber auch bei einer An- zahl yon FMlen feststellen, dab bei ungef/~hr gleichstarker Lebhaftigkeit des Zellteilungsgeschehens in beiden Hornh/~uten ,,die ganze Ver-

  • 354 G. Politzer:

    teilungskurve der einen Cornea gegen die der anderen in einsinniger Richtung ,verschoben' erscheint" (KoItNF:SLD 1922, S. 578). So sind z. B. in der einenHornhaut zahlreiche Asteren, Metakinesen und Diasteren vorhanden, wghrend die andere Hornhaut zahlreiche Dispireme und Endstadien enthglt (KoRNF1~LD 1922, Abb. 29). KORNFELD erklgrt dieses Verhalten in folgender Weise: ,,Erscheint die ganze Verteilungs- kurve der einen Cornea gegen jene der anderen Cornea einsinnig ver- schoben, dann nehme ich an, dab vieUeicht alle an dem Zustandekommen des betreffenden Status beteiligten auslSsenden Faktoren die eine Cornea spkter erreicht oder langsamer beeinflul~t haben diirften als die andere Cornea" (S. 578). Beispiele fiir eine StSrung der Synchronie der Teilungs- schritte in den beiden Hornhguten e ines Tieres finden s ich auch in

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    Abb. 19.

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    a b c d e f 8 Abb. 20.

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    Z 'I-_ 3-- b c d e f 9

    Abb. 21.

    meinen Versuchsreihen. Bei der kurvenmiil~igen Darstellung dieser 1Pi~lle (Abb. 18--21) wurden die Verteilungskurven beider Hornhgute in dasselbe Koordinatensystem eingetragen, und zwar die Kurve der Horn- haut a der Tabellen 1 und 2 als ausgezogene, die der ~ornhaut b als unterbrochene Linie. Fiir das Vorhandensein derartiger Verteilungs- unterschiede werden vor allem jene Hornhautpaare in Frage kommen, deren ,,Teflsummen" groBe Unterschiede uufweisen. Mitunter kann sich jedoch auch in einem Falle mit gleicher Teilungszahl in beiden Horn- hiiuten eine St6rung der Synchronie der Teilungsschritte vorfinden.

    Die Larve S/1 h (Tabelle 1) weist in der Hornhaut a 95, in der Horn- haut b 66 Kernteilungen auf. Wie die Abb. 18 lehrt, besteht in beiden Hornhguten - - yon einer geringen T3berkreuzung der Kurven im Be- reiche der Dispireme abgesehen - - nahezu der gleiche Kurvenverlauf. Nur Sind die absoluten Werte der einzelnen Teilungsphasen in a hSher als in b. ~hnliche Unterschiede zwischen beiden Hornhguten wie in unserem ~alle wurden yon KOtt~F]~LD bei mehreren Larven festgestellt.

  • Die Zellteihmg wEhrend und nach der Narkose. 355

    Unser Befund hat aueh zweifellos nichts mit der Giftwirkung zu tun, schon deshalb nicht, weil die KernteihmgsstSrung durch die Narkose 1 Stunde nach Versuchsbeginn noch nicht in die Erscheinung tritt. - - Ganz ~hnlich verh~lt sich die Larve E/10 h (Tabelle 2), welche 58 bzw. 96 Teilungen in den Hornh~uten aufweist. Die Summenkurve E/10 h (Abb. 16, S. 348) zeigt, dab die Doppelphasen, welche aus den seinerzeit gehemmten Asteren hervorgingen, abgelaufen sind. Spireme sind in groBer Zahl vorhanden. Zum Teil sind diese bereits nach der Hemmung begonnenen Teilungen bis in das Asterstadium vorgeschritten. Beide Hornh/~ute zeigen - - abgesehen yon der Verschiedenheit der ,,Teil- summen" - - die gleiehe Phasenverteilung, nur sind die absoluten Werte fiir jede der vorhandenen Phasen in a kleiner als in b.

    Eine grSBere Bedeutung kommt jedoch einer anderen .Gruppe yon Verschiedenheiten in der Phasenverteilung in a und b zu. Die Larve E/6 h (Tabelle 2; Abb. 9) zeigt in der Hornhaut a 35, in b 70 Karyo- kinesen. Die Verteilungskurven beider Hornh~ute sind in die Abb. 19 eingetragen. In a sind die Asteren naeh der Hemmung schon so welt fortgefiihrt, dab sie zum Teil vermutlich bereits zu Ruhezellen geworden sind, zum Teil sich noch imStadium desDiasters, desDispirems und der Endphase befinden. Die Hornhaut a enth/~lt nur mehr 4 Asteren. Im Gegensatze hierzu sind in der Hornhaut b 28 Asteren vorhanden. Von den urspriinglich gehemmten Asteren ist erst ein Teil zu Doppelphasen fortgefiihrt worden. Die Hornhaut b ist gegeniiber der Hornhaut a sehr wesentlich ,,versp~tet". Ein/~hnliches Verhalten zeigt die Larve S/9 h (Tabelle 1, Abb. 20) : Die Hornhaut a dieses Tieres enthglt 52, b 25 Karyo- kinesen. Nur ein Teil der seinerzeit gehemmten Asteren ist zu Doppel- phasen geworden. In b hingegen ist ~berhaupt kein Aster mehr vor- handen, nur einige sp~te Doppelphasen zeigen an, daI] die seinerzeit gehemmten Asteren noch nieht durchweg zu Ruhezellen geworden sind. Die Kornhaut a ist somit gegeniiber der Hornhaut b stark ,,versp/~tet". In ~hnlicher Weise verhalten sich die Karyokinesen in der Hornhaut der Larve S/10 h, nur ist die RhythmusstSrung in beiden Hornh~uten entspreehend dem sp/~teren Zeitpunkte der Fixierung schon weiter fort- geschritten.

    Schwieriger ist der Befund an der Larve S/7 h (Tabelle 1) zu deuten (Abb. 21). Die ttornhaut a enth~lt 53, b 34 Mitosen. In b sind fast nur Asteren vorhanden. Die Hemmung der Asteren besteht somit noch. In a sind bereits zahlreiehe, friiher gehemmte Asteren zu Doppelphasen ge- worden, so dab allein die Zahl der Diasteren die Zahl der Asteren iiber- trifft. Somit ist die Hornhaut b der Hornhaut a gegenfiber versp~tet. Nur setzt das Verhalten dieser Hornh~ute voraus, dab die Zahl der friiher gehemmten Asteren in a weir gr6Ber war als in b. Versuchen wir uns das Verhalten dieser Hornh/~ute im Zeitpunkte der vollst~ndigen

  • 356 G. Politzer:

    Hemmung der Asteren zu rekonstruieren, so waren in b 34, in a min- destens 53, m6glicherweise jedoch sogar noch mehr Asteren vorhanden, da vielleicht im Zeitpunkte der Fixierung einige friiher gehemmte Asteren bereits zu Ruhezellen geworden waren.

    Da~ die Untersehiede in der Phasenverteilung nicht immer in den Teilsummen ihren Ausdruck linden miissen, beweist die Larve E/8 h (Tabelle 2). Die Hornhaut a dieses Tieres enth~lt 37, die Hornhaut b 36 Karyokinesen. In a iiberwiegen die Spireme,. in b die Endphasen. b hat sich in der l~ortfiihrung der frfiher gehemmten Asteren ,,ver- sparer", in a sind bereits mehr Ruhezellen in die Karyokinese ein- getreten, die Hemmung der Ruhezellen am Eintritte in die Karyokinese ist bereits seit l~ngerer Zeit aufgehoben oder der Eintritt der Ruhezellen in die Karyokinese ist nicht, wie iiblich, allm~hlieh, sondern sehubweise erfolgt. Diese beiden Anaehronien (Eintritt der Ruhezellen in das Spirem und Ablauf der gehemmten Asteren) gleiehen sieh zahlenm~ig aus, so dal~ sie in den Teilsummen nicht zum Ausdrueke kommen.

    Die Untersuchung der Unterschiede der Hdu]igkeit der einzelnen Tei- lungsphasen in den beiden Hornh~iuten desselben Tieres ergab so'mit, da~ sowohl der Eintritt der dutch die Gil~16sung bewirkten Rhy~hmusst6rung als auch die Erholung der Hornh~iute nicht immer streng synchron er]olgen. Da die ~ul~eren Bedingungen, unter welchen beide Hornh~ute im Ver- suehe standen, vermutlieh dieselben waren, so sind wohl die endogenen - - im Tiere gelegenen -- , die Giftwirkung erm6glichenden Faktoren selbst in diesen paarigen Organen versehieden gewesen.

    e) Uber versehiedene Typen der Rhythmusst~rungen. In meiner Untersuchung fiber St6rungen des Kernteilungsrhythmus

    (1925) habe ieh drei versehiedene Formen yon Rh:FthmusstSrnngen be- sehrieben, l~eutralrot und Nflblau verhindern die Ruhezellen voriiber- gehend an dem Eintritt in die Karyokinese. Die bereits in Gang be- findlichen Zellteilungen werden zu Ende gefiihrt. Die RSntgenstrahlen bewirken die gleiehen RhythmusstSrungen wie das Neutralrot, rufen jedoeh auBerdem noeh eine Verklumpung der Asteren hervor, infolge welcher dlese Asteren ihre Teilung auch sp~terhin nicht vollenden, sondern zugrunde gehen. Brillantkresylblau und Auramin bewirken eine Rhythmusst6rung, welehe in der yon uns geiibten kurvenm~Bigen Darstellung der hier beschriebenen RhythmusstSrung durch Narkotika gleicht: Die Ruhezellen werden am Eintritte in die Karyokinese und die Asteren am ~bergange in die YIetakinese verhindert.

    Der yon uns als ,,c"-Phase bezeichnete Abschnitt der Karyokinese besteht nun aus einer Anzahl yon Teilvorg~ngen, welche nieht immer alle in gleicher Weise gest6rt werden. Zwischen den gehemmten Asteren in den Versuehen mit dem Brillantkresylblau und mit l~arkotieis be-

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 357

    stehen Untersehiede, welehe hier an der Hand zweier Zeichnungen erSrtert werden sollen. Die hierbei abgebildeten gehemmten Asteren stammen nicht yon den Epithelzellen der Hornhaut, sondern aus den groBen, unter dem Epithel gelegenen Bindegewebszellen. Die Asteren aus den !~arkoseversuehen (Abb. 22) sind bereits genau besehrieben worden (S. 349). Die Chromosomen sind zum Teil wie in Xquatorial- platten regelm~Big angeordnet, zum Tell sind sie fiber die ganze Zelle in unregelm~Biger Weise zerstreut. Sie sind zumeist der L~nge nach gespalten. Ihre Lgnge entspricht der der typischen ]~etaphasenchromo- somen. Mitunter zeigen sie eine rauhe Oberfl~che mit reined Forts~tzen, so wie dies bei den Telophasenchromosomen unserer Versuchstiere die Regel ist. Im Gegensatze hierzu liegen die Chromosomen der gehemmten Asteren nach der Einwirkung yon Britlantkresylblau und von Aura-

    min in der Mitre der Zelle dicht beieinander. Der Zentralraum der Spindel, welcher in den normalen ~quatorialplatten stets vorhanden ist und weleher nicht von Chromosomen erffillt ist, ist in diesen Asteren nicht erkennbar. In den Asteren der mit BriUantkresylblau behandelten Tiere liegen die Scheitel der Chromosomen nahe der Zellmitte. W~hrend die Chromosomen in dieser Phase der Teilung in einer Ebene (mathe- matiseh richtiger: ,,in einer bevorzugten Kugelzone") liegen, sind die Chromosomenenden der Asteren der mit Brillantkresylblau behandelten Tiere naeh allen Richtungen des Raumes gerichtet. Ferner sind die Chromosomen meist l~ngsgespalten, und - - was besonders bemerkens- weft erscheint - - sehr stark verkiirzt, welt mehr als normale Metaphasen- chromosomen.

    Diese Unterschiede zwisehen den Asteren der beiden Versuchsreihen lehren, dab die dureh Narkose bewirlrte Hemmung der Karyokinese eine andere ist als die dureh Brillantkresylblau hervorgerufene. Man kann sie daher als vierten Typus der dureh ~u~ere Faktoren bewirk-

  • 358 G. Politzer:

    ten Karyokinesehemmung den frfiher beschriebenen drei Typen an- reihen.

    Von den hier geschilderten Arten yon Asterenhemmung mfissen einige Arten von Rhythmusst6rungen an Pflanzen wohl unterschieden werden. N~MEC land in den Zcllcn der Keimwurzeln yon Vicia /aba nach Einwirken yon Chloroformd~mpfcn ungew6hnlich viele Spireme. .~hnliche Befunde erhielt SAI~A~IURA nach Einwirkung von Chloralhydrat. In diesen Spiremen bleibt, wie SAKAMURA betont', die Kernmembran erhalten. Am deutlichsten tritt die Hemmung der Spireme vor dem Schwunde der Kernmembran in den Versuchen WASSER~IAI~Ns an er- w~rmten Zwiebelwurzeln zutage. Diese yon WASS~RMA~ beschriebene Art der Rhythmusst6rung habe ich schon in einer friiheren Arbeit (1925) als grunds~tzlich verschieden yon der yon mir beobachteten Rhythmusst6rung hingestellt. Welm cin Vergleich der Phasen der pflanzlichen und tierischen Mitose fiberhaupt gestattet ist, w~re nach unserer Einteilung der Karyokinese die Hemmung in den Versuchen von N~v,c , SAKAMUB4k und WASSWRMAI~ zwischen a und b, in unseren Versuchen mit Brillantkresylblau und mit l~larkoticis hingegen in die Phase c zu verlegen. Wir haben es demnach in den Versuchen yon N~MEC, SAKAMVRA und WASSV, RMA~N mit einem ffinften Typus der Karyokinesehemmung zu tun, welcher bisher an tierischen Zellen noch nicht beobachtet wurde.

    d) {)her die Giftwirkung der Narkotika und fiber die Zul~issigkeit der Narkese bei Versuchen fiber Beeinflussung des KernteiIungsrhythmus.

    Die Notwendigkeit, Untersuchungen mit zellteilungsfSrdernden und -hemmenden Mitteln am ruhiggestellten Tiere zu unternehmen, gab, wie eingangs erw~hnt wurde, zu den geschilderten Versuchen den Anla]~. Es sell nunmehr die Frage erSrtert werden, welches yon den angewen- deten Narkoticis hierfiir geeignet ist. Vor dieser ErSrterung ist es not- wendig, einige hier verwendete Bezeichnungen aus der Toxikologie zu erkl~ren. Als wirlcsame Dosis wird jene Konzentration des Giftstoffes bezeichnet, bei welcher die Narkose eintritt, als toxische Dosis jene, bei welcher StSrungen des Zellteilungsrhythmus oder der Zellteilungen er- kennbar sind. Der Ausdruck: tSdliche Dosis versteht sich yon selbst.

    1. Allcohol: 1%ige, meist auch 2%ige LSsungen yon Alkohol rufen keine Narkose hervor. Selbst 3%iger Alkohol ist zwar noch bei jungen Larven wirksam, bei ~lteren aber in seiner Wirkung nicht mehr sicher. Bei 5% treten vorerst schwere St6rungen des Zellteilungsrhythmus und nach etwa 12 Stunden Ted der Versuchstiere ein. Die wirksame Dosis (3%) liegt demnach der toxischen und tSdlichen Dosis so nahe, dal~ Alkohol als Narkotikum fiir unsere Zwecke nicht in Frage kommt.

    2. ~ther: Bestimmte Angaben fiber die Giftwirkung des ~thers lassen sich nicht machen, da w~hrend des 4 Stunden lang wi~hrenden

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 359

    Versuches eine nicht genau ermittelbare Konzentrationsverminderung durch Verdunstung eintrat. Infolge dieses Umstandes ist der -~ther ffir die Narkose yon Kaltblfitern nicht geeignet.

    3. Chloreton: Bei jungen Tieren betr~gt die wirksame Dosis 1:100 bis 1:50 der kalt ges~ttigten LSsung. Mit 1:25 ist eine tiefe Narkose stets erzielbar, auch bei/~lteren Tieren. Selbst 1 : l0 ist noch als ungiftig zu bezeichnen. Mit 1:3 der konzentrierten LSsung erh~lt man schwere Sch~digungen vor allem der Ruhezellen und - - nach etwa 16 Stunden-- den Tod des Versuchstieres. Die wirksame Dosis dieses Narkotikums liegt somit weir unter der toxischen und tSdliehen, weshalb Chloreton fiir die Narkose yon Kaltbliitern empfohlen werden kann. Allerdings sind gegen unsere Methode der Ermittlung der Wirkungsst~rke dieses Stoffes Einw~nde m6glich:

    a) Es kfnnte pl6tzlich eine vollsti~ndige Hemmung der ZeUteilung einsetzen. Die Karyokinesen wiirden nach dieser Annahme in jenem Teilungsstadium verharren, welches sie im Augenblicke der Hemmung erreicht hatten. Diese - - yon uns angenommene - - vollsts Hem- mung der Karyokinese kann aus den Verteilungskurven der Mitosen in fixierten Pr/~paraten nicht erschlossen werden.

    Obgleich dieser Einwand schon deshalb kaum stichhaltig ist, weft allem Anscheine naeh bestimmte Phasen der Karyokinese zwangsl/~ufig erfolgen und wohl kaum gehemmt werden kfnnen, wurden dermoeh eigene Versuche zur Widerlegung des obigen Einwandes vorgenommen. Die Versuche gingen yon folgender (~berlegung aus:

    In den Hornh/~uten r6ntgenbestrahlter Salamanderlarven %reten Pseudoamitosen auf, welche in folgender Weise entstanden sind : Im Sta- dium der Metakinese verkleben die Enden der gegenpoligen Chromosomen miteinander, so dab chromatische Brficken beider Tochtersterne entstehen. Diese Brficken bleiben aueh im Dispirem und im Endstadium der Karyo- kinese erhalten. Diese abnormen Mitosen - - Pseudoamitosen - - k6nnen nur so entstanden sein, dab nicht nur eine Verklebung der Chromosomen erfolgte, sondern dab auch die Ana- und Telophase durchgeffihrt wurden.

    Es wurden daher mit Chloreton narkotisierte Larven auch noch der R6ntgenbestrahlung (8 H/1AI) unterworfen. Auch in diesen Larven traten Pseudoamitosen auf. Hierdurch ist bewiesen, dab in den mit Chloreton narkotisierten Tieren keine vollkommene Hemmung der Karyokinese erfolgt, sondern dab zumindest die Ana- und Telophasen ablaufen.

    b) Die Behandlung mit Chloreton und einem anderen Sch~digungs- mittel der Karyokinese zusammen k6nnte zu einer Steigerung der Wir- kung auf die Karyokinese ffihren, selbst wenn die verabfolgte Menge Chloreton allein noch keine Sch/~digung hervorruft (,,Sensibilisierung").

    Dieser Einwand ist auf experimenteUem Wege nur fiir jedes einzelne Reizmittel gesondert, nicht ffir alle Reizmittel gemeinsam zu widerlegen.

  • 360 G. Po l i t zer :

    Die angenommene Sensibilisierung k6nnte bei zahlreichen Reizmitteln nicht in die Erscheinung treten, bei einem bestimmten Reizmittel jedoch vorhanden sein (,,spezifische Sensibilisierung"). Um zu beweisen, dal3 zumindest bei gleichzeitiger Einwirkung yon RSntgenstrahlen und Chloreton eine Wirkungssteigerung nieht eintritt, wurde folgender Weg eingeschlagen: Wir besitzen im Aussehen des Sekund~reffelrtes naeh R6ntgenbestrahlung, vor allem aber in der Dauer der mitosenfreien Zwisehenzeit zwisehen Primer- und Sekund~reffekt (ALBERTI-PoLITZER 1924), ein gutes Mittel zur Abseh~tzung der Wirkungsst~rke der verab- reichten Strahlenmenge. Es zeigte sich nun in meinen oben erw~hnten Versuehen mit R6ntgenstrahlen mit und ohne Chloretonnarkose, dab sowohl die Dauer der mitosenfreien Zwischenzeit als aueh das Verhalten des Sekund~reffektes in den Bestrahlungsversuehen mit und ohne Chloretonnarkose vollkommen iibereinstimmten. Eine Wirkungssteige- rung bei Verabreichung yon R6ntgenstrahlen und Chloreton tritt somit nicht ein. Eine genaue Wiedergabe der Protokolle dieser Versuchsreihen (Serie 0, P, Q, R) scheint mir nicht notwendig zu sein.

    Zusammenfassend kommen wir zu dem Ergebnisse, daft Chloreton ein geeignetes Narkotikum bei Versuchen iiber Beein/lussung des Kern- teilungsrhythmus ist.

    Wit huben uns bisher nur mit den Sch~idigungen durch die Narkose beseh~ftigt. Nun wird jedoch im Sehrifttum auch fiber FSrderung der Teilungsvorg~nge unter dem Einflusse yon l~arkoticis berichtet. Es fragt sich, ob fiberhaupt die M6gliehkeit einer solchen Kernteilungs- fSrderung besteht. Die Versuehe yon GURWlTSCH und seiner Schule haben gelehrt, dai~ for das Zustandekommen der Mitose mindestens zwei Bedingungen erfiillt sein miissen. Kern und Plasma mfissen eine bemtimmte Beschaffenheit besitzen, durch welche sie erst ,,teilungs- bereit" werden. Die Teilung wird jedoch erst dann ausgelSst, wenn auf diese teilungsbereite Zelle ein ,,realisierender Teilungsreiz" einwirkt. Nun werden in den meisten Geweben nicht aUe teflungsbereiten Zellen zur Teilung angeregt, weshalb Restbest~nde yon teilungsbereiten Zellen iibrig bleiben. Irgendein ~u~erer Faktor (etwa ein Giftstoff) ktinnte nun - - was wohl ohne weiteres angenommen werden kann - - diese teilungs- bereiten Ruhezellen zur Teilung veranlassen 1.

    SCHILLER gibt an, da~ 1%ige AlkohollSsung die Furchung des Cope- podeneies beschleunigt. Er schliel~t dies aus der verh~ltnism~Bigen H~ufigkeit der Teilungen in ~therisierten Eiern. Da jedoch die Wachs- tumsgeschwindigkeit nicht nur yon der Zahl der Zellteilungen, sondern auch yon der Zellteilungsdauer abh~ngt, so ist diese Angabe fiir eine wachstums-(teilungs-)fSrdernde Wirkung des /~thers nicht beweisend.

    1 ~ber experimentell erzeugte ,,Karyokinetische Wellen" vgl. DUSTI~ (Comples rend. d. 1. Soc. d. Biol. T 85, 86 (1921/22).

  • Die Zellteilung w~hrend und nach der Narkose. 361

    MJtrsx berichtet, dab J~thyl/~ther und Isobutylalkohol eine Verrnehrung der Teilungsfiguren bewirken. In den yon ihm ver6ffentlichten Tabellen f/~llt ein besonderes Uberwiegen der Spireme auf. Urn diese Vermehrung der Spirerne richtig bewerten zu k6nnen, w/~re es notwendig zu wissen, ob die Steigerung der Mitosen unmittelbar nach der Giftwirkung oder erst nachtrKglich im Anschlusse an eine Teilungshemmung aufgetreten ist. Darfiber berichtet MAINX nichts; in unseren Versuchen scheint der Umstand ffir eine nachtr/igliche F6rderung der Teilung zu sprechen, dab die nach der Mitosenhemrnung auftretenden Spirerne (Abb. 16) sehr zahlreich sind.

    Wir kornrnen somit auf Grund unserer eigenen Befunde und auf Grund der Durchsicht des Schrifttums zu dern Ergebnisse, dab unmittel- bare l~6rderung der Karyokinese durch Narkotika zwar ~heoretisch m6glich, aber bisher noch nicht bewiesen ist. Eine nach einer Teilungs- hemmung auftretende Zunahrne der Zellteilungen scheint aueh in meinen Versuchen vorhanden zu sein.

    7. Zusammenfassung der Ergebnisse.

    In der Hornhaut yon Salamanderlarven, welche 4 Stunden lang in L6sungen yon Alkohol, ~ther oder Chloroform gehalten wurden, lassen sich folgende Befunde errnitteln:

    1. 5%ige Alkoholl6sung hemmt die Karyokinese w/~hrend zwei Phasen, und zwar dauernd am Ubergange der Ruhezellev in das Spirern- stadium, vorfibergehend am ~ergange des Asters in das Metakinese- stadium. Nach etwa 12 Stunden gehen die Tiere zugrunde, ohne dab neue Spirerne gebildet werden (Abb. 1---8, Tabelle 1).

    2. 3%ige -~therl6sung hemrnt die Karyokinese w/~hrend der gleichen Phasen wie 5%iger Alkohol. Nut ist die ~emrnung der Ruhezellen vor- fibergehend, nach 6 Stunden treten wieder neue Spirerne auf. Die Tiere iiberleben die Narkose ohne sichtbare Zeichen yon Sch/idigung (Abb. 9 bis 17; Tabelle 2).

    3. 1 : 3 verdfinnte kalt ges/~ttigte w~sserige Chloretonl6sung ffihrt zur Nekrose nahezu des ganzen Hornhautepithels. Die jenseits des Asters befindliehen Karyokinesen laufen in normaler Weise ab, nur einige ffihren zu Pseudoamitosen. Die Asteren sind gehemrnt, nach etwa 16 Stunden gehen die Versuchstiere zugrunde.

    4. Die gehemmten Asteren sind durch folgende Merkmale gekerm- zeichnet : Die Kernmembran schwindet, der Chrornatinfaden des Spirerns wird in normaler Weise in Chromosomen zerlegt. Die Chromosomen sind in der Zelle zerstreut, mitunter zeigen sie eine der ~quatorialplatte ~hn- liche Anordnung. Sie sind li~ngsgespalten und nur unbedeutend ver- kiirzt. Im Gegensatze hierzu liegen die Chromosomen der gehemrnten Asteren nach Brillantkresylblaueinwirkung (PoLITZER 1925) in der Zell-

    Z. f. Zellforschung u. mikr. Anatomie Bd. 13. 24

  • 362 G. Politzer:

    mitte dicht beieinander, sie bi lden keine _~quatorialplatte. Ihre Scheitel ffillen den sonst chromatinfreien Zentra l raum der Spindel aus, ihre freien Enden sind gegen die Zelloberfl~che gerichtet, wobei die Chromo- somen nicht nur in der quatorialebene der Zelle, sondern auch in den anderen Ebenen der Zelle liegen. Ferner sind die Chromosomen stark verkfirzt (Abb. 22 und 23).

    5. Die Hemmung der l~uhezellen am E intr i t te in die Karyokinese wird vermutl ich durch eine durch die angewandte I~arkose bewirkte Ver~nderung der Plasmaviskosit~t und der Durchl~ssigkeit der Zeil- oberfl~che hervorgerufen. Als Ursache der Hemmung der Asteren kommt vielleicht ein durch die Narkot ika bewirkter Schwund der Spindel in Yrage.

    6. Zwischen beiden Hornh~uten desselben Tieres besteht keine voll- kommene Synchronie. Manchmal t r i t t die StSrung des Kerntei lungs- rhythmus in einer Hornhaut sp~ter als in der anderen ein, und auch die Erholung der einen Hornhaut kann fri iher als die der anderen er- folgen (Abb. 18--21).

    7. Als Narkot ikum bei Versuchen zur Beeinflussung des Kern- te i lungsrhythmus wird eine 1 :50 bis 1 :25 verdfinnte kaltges~tt igte w~sserige Chloretonl(isung empfohlen, deren Unsch~dlichkeit durch be- sondere Versuche erwiesen wurde.

    L i teraturverze ichn is . Alberti, W. u. Politzer, G.: l)ber den Einflug der R6ntgenstrahlen auf die

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  • Die Zellteilung w~ihrend und nach der Narkose. 363

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