PERMEABILITEITSBEPALINGEN
PROEFSCHRIFT
TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN DOCTOR IN DE LANDBOUWKUNDE AAN DE LANDBOUW-HOOGESCHOOL TE WAGENINGEN, OP GEZAG VAN DEN RECTOR-MAGNIFICUS IR. J. W. DIEPERINK, HOOGLEERAAR IN HET LANDMETEN, H E T WATER-PASSEN EN DE GEODESIE, VOOR EENE, — OVER-EENKOMSTIG ART. 46, L I D 3 VAN DE WET VAN 15 DECEMBER 1917 T O T REGELING VAN H E T HOOGER LANDBOUWONDERWIJS (STAATSBLAD No. 700),ZOOALS DIE LAATSTELIJK IS GEWIJZIGD BIJ DE WET VAN 29 JUNI 1925 (STAATSBLAD No. 283), — DAARTOE BENOEMDE COMMISSIE U I T DEN SENAAT, TE VERDEDIGEN OP VRIJDAG 20 APRIL
1928, DES NAMIDDAGS TE DRIE UUR, DOOR
KLAAS TAMMO WIERINGA
GEBOREN TE NOORDHORNH e t determinatie-systeem der bacterien volgens L E I I M A N N
en N E U M A N N , hoewel zeer onvolledig, is t e verkiezen boven
d a t v a n het Committee of t h e Society of American Bacteriolo-gists (Bergey's Manuel of D e t e r m i n a t i v e Bacteriology).
I I
I)e methode der bepaling v a n het ,,werkelijk eiwit" volgens
S T U T Z E R , zooals deze is voorgeschreven door de
Rijkslandbouw-proefstations, dient te worden vervangen door die van B A R N -S T E I N .
I l l
Zware kleigronden zijn op t e v a t t e n als gronden met een hoog gehalte a a n hydrophyle colloiiden.
IV
Bij het colloidchemisch bodemonderzoek dient n a a s t de be-paling van het gehalte aan afslibbare bestanddeelen het zwel-lingsvermogen der bodemcolloiden te worden gemeten.
V
Negatieve osmose is een bijzonder geval van electro-endos-mose en k a n verklaard worden door het optreden v a n diffusie-potentialen.
V I
De ionen der electrolyten vormen in waterige oplossing h y d r a t e n .
Standpasteurisatie bij 63° gedurende 30 minuten is uit een
oogpunt van hygiene te verkiezen boven de thans gebruikelijke
kortdurende pasteurisatie bij hoogere temperaturen.
V I I I
Bij biologische onderzoekingen dient, voor zoover dat
moge-lijk is, de fout van de methode te worden bepaald ; door
CLAREN-BTJRG
is bij zijn onderzoek naar de waarde van de
,,kleine-plaat-culturen" volgens
FROSTvoor de bepaling van het aantal
levende bacterien in melk, hieraan niet voldoende aandacht
geschonken.
(A.
CLARENBTJRG,Diss. Utrecht 1925).
I X
Verdere intensiveering in het landbouwbedrijf in Nederland
is thans in de eerste plaats rendabel in den weidebouw.
X
De cellen van den wortel der suikerbiet zijn in staat suiker
te binden.
X I
In de proefnemingen van de Rijkslandbouwconsulenten dient
door onderlinge samenwerking en samenwerking met
landbouw-kundige instellingen meer eenheid te worden gebracht.
X I I
De specialisatie in den Landbouwvoorlichtingsdienst dient
verder te worden doorgevoerd dan thans het geval is.
a a n de Rijks Hoogere Land-, Tuin-, en Boschbouwschool den weg in de wetenschap hebben helpen vinden.
I n de eerste p l a a t s hooggeleerde A B E R S O N wil i k U mijn d a n k
brengen voor de wijze, w a a r o p Gij ons v a n Uw rijkdom aan kennis en ervaring h e b t meegedeeld. Ook zal ik n i m m e r vergeten, d a t ik door Uw toedoen in s t a a t ben gesteld in wetenschappelijke richting t e blijven doorwerken.
Hooggeleerde S O H N G E N , hooggeachte promotor, ofschoon ik pa.s
n a de voltooiing van mijn studie aan de R. H . L. T. en B. School met U heb mogen kennis m a k e n , zijt Gij wel degene geweest, die t o t mijn wetenschappelijke vorming het meest h e b t bijge-dragen. Toen ik U voor de eerste maal o n t m o e t t e , kon ik niet vermoeden, van welk een groote beteekenis d a t oogenblik voor mijn verdere leven zou zijn. B e tijd, die ik in Groningen onder Uw leiding mocht werken a a n het llijkslandbouwproefstation, heeft mijn verdere levensrichting bepaald. Ik stel het op hoogen prijs, d a t ik ook d a a r n a met U mocht blijven samenwerken. W a t de omgang met U ook buiten het l a b o r a t o r i u m voor mij be-teekent, kan ik slechts in stilte gedenken.
Groote waardeering, hooggeleerde P I T S C H , heb ik voor Uwe
colleges, die v a n een r u i m e o p v a t t i n g getuigen.
Met waardeering denk ik ook terug a a n den tijd, hooggeleerde
Q U A N J E R , d a t ik in Uw l a b o r a t o r i u m voor het eerst kennis
m a a k t e met den mij toen nog geheel vreemden microcosmos. U, Hooggeleerde V A N U V E N , ben ik zeer erkentelijk voor
de aanwijzingen, die ik v a n U ontving bij de bewerking van het wiskundige gedeelte v a n mijn proefschrift.
Tenslotte breng ik a a n alien mijn dank, die aan de t o t s t a n d -koming van dit proefschrift h u n medewerking hebben verleend. De vriendschappelijke omgang m e t U, Dr. COOLHAAS, waardoor
laboratorium dank ik voor de hulpvaardigheid, waarmee zij aan
de proefnemingen hebben meegewerkt.
Voor de bereidwilligheid mij aan de bibliotheek der
Landbouw-hoogeschool steeds betoond bij het verschaffen van litteratuur
ben ik ten zeerste erkentelijk.
Bij de c u l t u u r v a n de landbouwgewassen, de voeding van mensch en dier, k o r t o m de verzorging van de stoffelijke belangen van alles wat leeft, nemen we stilzwijgend aan, d a t de stoffen, die we als bemesting of voedsel a a n de te verzorgen individuen toedienen, tenslotte door de levende eel direct of n a d a t een reeks van omzettingen heeft plaats gehad, worden opgenomen en in het inwendige van die eel t o t opbouw of t o t het verrichten v a n levensfuncties dienen. De celwand en ook het protoplasma moeten dus volgens onze begrippen permeabel zijn voor deze voedings-stoffen.
Tevens weten we, d a t een groot a a n t a l stoffen schadelijk is. Ook v a n deze wordt in het algemeen aangenomen, d a t ze in het levende protoplasma n a a r binnen kunnen dringen. Deze permea-biliteit kan echter ook het gevolg zijn van beschadiging van het protoplasma, zoodat de eigenschappen hiervan geheel zijn ver-anderd door de werking van de schadelijke stof.
Aan den anderen k a n t weten we, d a t waardelooze, soms zelfs schadelijke afvalproducten, welke bij de dissimilatie van ei-witten en koolhydraten o n t s t a a n , uit de eel diffundeeren, terwijl andere oplosbare stoffen daarentegen in groote hoeveelheden in de eel worden opgehoopt, zonder d a t zij n a a r buiten t r e d e n , zoolang de eel i n t a c t blijft. Zoo worden suikers, in bladcellen der suikerbiet gevormd, n a a r den wortel getransporteerd, waar zij de cellen binnen dringen en nu vastgehouden worden. P a s wan-neer de eel door verwarming of op andere wijze beschadigd wordt, kan de suiker n a a r buiten diffundeeren. I n andere planten-organen worden zuren of kleurstoffen in bctrekkelijk hooge concentraties aangetroffen. Zeer bekend is ook het verschijnsel, d a t organische, zoowel als anorganische stoffen zich zeer ver-schillend en schijnbaar op de incest grillige wijze verdeelen over cellen en de hen omringende vloeistof. Uit de chemische analyse
soorten meer Na- b e v a t . d a n de bioedlichaampjes; in die v a n p a a r d , v a r k e n en konijn o n t b r e e k t het Na* zelfs geheel. D a a r e n -t e g e n is h e -t kaliumgehal-te der bioedlichaampjes s-teeds groo-ter d a n d a t v a n h e t serum. H e t chloor bevindt zich hoofdzakelijk in het serum, terwijl de bioedlichaampjes belangrijk meer an-organisch phosphorzuur b e v a t t e n ( H O B E R , 43, biz. 454). W O D E
-H O U S E (149) vond in het celsap van Valonia een veel hooger
kali-g e h a l t e d a n in h e t omrinkali-gende zeewater; makali-gnesium k w a m m
het celsap slechts in zeer geringe hoeveelheden voor, terwijl
sulfaat geheel o n t b r a k , n i e t t e g e n s t a a n d e h e t zeewater v a n deze beide ionen tamelijk veel b e v a t . D a a r e n t e g e n werd op n i t r a a t , d a t in h e t zeewater niet kon worden aangetoond, in h e t celsap een duidelijk positieve reactie verkregen. Uit deze en vele a n d e r e voorbeelden blijkt duidelijk, d a t bij de o p n a m e van stoffen door levende organismen niet uitsluitend diffusieverschijnselen, doch ook nog a n d e r e factoren v a n belang zijn.
Ofschoon de permeabiliteit v a n h e t p r o t o p l a s m a voor vele stoffen reeds lang als v a s t s t a a n d werd aangenomen, is h e t nog slechts een v e e r t i g t a l j a r e n geleden, d a t bij de plasmolyse v a n plantencellen verschijnselen werden waargenomen, die ongeveer gelijktijdig de botanici H U G O D E V R I E S (145, 146), J A N S E ( 5 1 ,
52) en K L E B S (59) o p h e t spoor b r a c h t e n v a n een m e t h o d e v a n
onderzoek n a a r de o p n e e m b a a r h e i d v a n stoffen door de p l a n t e n -eel. I n h e t j a a r 1876 schreef P F E F F E R (100) n o g : ,,Abgesehen
v o n Farbstoffen u n d den K o r p e r n , welche ihren E i n t r i t t durch R e a c t i o n i m gefarbten Zellsaft kenntlich machen, ist iiber die diosmotischen Eigenschaften der P l a s m a m e m b r a n sehr wenig b e k a n n t u n d u m den U e b e r t r i t t kleiner Mengen anderer Stoffe d i r e k t feststellen zu konnen reichen a u c h bisher a n g e w a n d t e M e t h o d e n n i c h t a u s . "
R e e d s in 1871 v e r r i c h t t e D E V R I E S (142) proeven over de
c o n t r a c t i e v a n h e t p r o t o p l a s m a v a n cellen v a n de roode biet, door deze i n zoutoplossingen t e brengen. Deze p r o t o p l a s m a -contractie, in zoutoplossingen m e t hoogere osmotische concentra-t e d a n h e concentra-t celsap, v e r k l a a r d e N A G E L I (75) door de diosmotische
eigenschappen v a n het p r o t o p l a s m a , d a t vergeleken werd m e t
v a n het p r o t o p l a s m a te veroorzaken, die juist aanleiding geeft t o t loslaten v a n het p r o t o p l a s m a v a n den celwand. Dezebepaling der plasmolytische grensconcentratie berust op het beginsei, d a t de eel te vergelijken is m e t een osmometer met volkomen semipermeabele m e m b r a a n . Slechts wanneer dit het geval is, k u n n e n deze coefficienten dezelfde waarde hebben als V A N
'T H O F F ' S factor , , i " .
Reeds spoedig werden n u a a n K L E B S , J A N S E en D E V R I E S
stoffen bekend, die bij a b n o r m a a l hooge concentraties plasmoly-seeren. Ook was v a n deze stoffen de plasmolytische grens-concentratie niet c o n s t a n t . Met u r e u m en glycerine kon welis-waar plasmolyse worden verkregen, na eenigen tijd echter t r a d deplasmolyse in, zoodat de concentratie moest worden verhoogd, ora weer plasmolyse te k u n n e n verkrijgen. De plasmolytische grensconcentratie was verschoven en m e t deze hoogere concen-t r a concen-t i e was nu heconcen-t celsap isoconcen-tonisch. H e concen-t verschijnsel v e r concen-t o o n concen-t groote overeenkomst met het terugloopen v a n den osmotischen d r u k in den osmometer, als de opgeloste stof langzaam door de m e m b r a a n diffundeert. Genoemde schrijvers meenden d a n ook, de o p n a m e v a n deze stoffen door de eel bewezen te hebben.
Spoedig volgden nu vele v a n dergelijke waarnemingen. H e t was vooral O V E R T O N (87, 88, 89), die op deze wijze de meerdere
of mindere opneembaarheid van vele stoffen bepaald heeft. H e t zeer omvangrijke permeabiliteitsonderzoek v a n O V E R T O N (90,
91, 92) m e t deze en andere methoden leidde hem tenslotte t o t het opstellen van dc volgende algemeen geldende permeabiliteits-regels, w a a r v a n de juistheid in groote t r e k k e n ook t h a n s nog kan worden a a n v a a r d .
Zeer snel worden geabsorbeerd de eenwaardige alcoholen, aldehyden en ketonen, aldoximen en k e t o x i m e n , mono-, d i - e n trihalogeen koolwaterstoffen, nitrilen en nitroalkylen en de neutrale esters van organische en anorganische zuren. Zij ver-oorzaken geen plasmolyse en dringen dus even snel of sneller door het protoplasma d a n water. Minder snel diffundeeren 2-waardige alcoholen en amiden van eenwaardige zuren, glycerine, u r e u m en t h i o u r e u m , stoffen d u s met meerdere hydroxyl- of amido-groepen. Uiterst l a n g z a a m worden de aminozuren opgenomen,
of amidogroepen n e e m t blijkbaar de opneembaarheidaf. Basische anilinekleurstoffen dringen n a a r binnen, terwijl sulfozure kleur-stoffen niet in s t a a t zijn de levende eel te kleuren. Zouten van alkalien en aardalkalien g a a n niet n a a r binnen. Zij veroorzaken blijvende plasmolyse. O V E R T O N ' S proefnemingen leidden t o t
de theorie, d a t de grenslaag v a n het p r o t o p l a s m a zou bestaan uit een mengsel van lipoi'den. Alle stoffen, die in lipoiden oplos-b a a r zijn, worden door de eel opgenomen, en de snelheid waarmee dit gebeurt, is afhankelijk v a n de deelingsquotienten tusschen water en olie (89, 90, 9 1 , 92, 93).
De lipo'id-theorie, die op physisch-chemisch gebied zijn ana-logon v i n d t in de theorie der „auswahlenden LdslichkeiV voor de permeabiliteit v a n halfdoorlatende wanden, opgesteld door
N E R N S T (77, 78) en T A M M A N N (127), in beginsel reeds door
L ' H E R M I T E (40) aangegeven, werd in wezen reeds in 1888 door
Q U I N C K E (105) uitgesproken, die t o t de conclusie k w a m , d a t de
celinhoud omgeven is door een zeer d u n n e vloeibare laag, die niet in alle verhoudingen m e t water m e n g b a a r is en misschien uit een v e t t e olie of vloeibaar vet b e s t a a t .
Hoe aantrekkelijk de theorie v a n O V E R T O N ook is, en hoevele
feiten er ook door worden verklaard, toch zijn er t e veel tegen-strijdigheden tusschen theorie en werkelijkheid, om h a a r voet-stoots te a a n v a a r d e n . E e n groote massa organische stoffen, waaronder de meeste organische vergiften en geneesmiddelen, worden door de eel opgenomen, terwijl voedingsstoffen als amino-zuren en suikers en ook anorganische zouten niet of niet m e r k b a a r n a a r binnen zouden dringen. ,,Die Aufklarung dieses scheinbaren Widerspruchs scheint mir als eine der wichtigsten Aufgaben der Zukunft " zegt O V E R T O N (92). N a a s t de zuiver osmotische
permeabiliteit, welke berust op ,,auswahlende Loslichkeit", vermoedt O V E R T O N , d a t een opneembaarheid voor eiwitachtige
lichamen en suikers b e s t a a t , w a a r a a n de cellen actief deelne-men (89).
Zooals voor n e e r s l a g m e m b r a m e n de theorie v a n N E R N S T zijn
tegenhanger v i n d t in de porientheorie v a n M. TRATJBE, zoo k a n
voor de permeabiliteit van het p r o t o p l a s m a O V E R T O N ' S
v a n de stoffen.
Met behulp v a n een zeer verfijnde techniek voor de bepaling van plasmolytische grensconcentraties, of liever wat d a a r m e e geheel overeenkomt bij proeven m e t Beggiatoa mirabilis, gelukte het R U H L A N D en H O F F M A N N (112) het v e r b a n d vast t e leggen
tusschen moleculair volume en opneembaarheid voor zeer uit-eenloopende organische stoffen, waaronder kleurstoffen, alca-loiden, glucosiden, suikers, meerwaardige alcoholen e.a.Uitzonde-ringen vormen de zuuramiden en aminozuren, die te l a n g z a a m diffundeeren, terwijl voor de anorganische zouten geldt, d a t h u n d o o r l a a t b a a r h e i d additief bepaald wordt door de eigen-schappen v a n de samcnstellende ionen. Deze be'invloeden den zwellingstoestand van het protoplasma meer of minder, overeen-komstig h u n plaats in H O F M E I S T E R ' S (49) lyotrope reeksen. De
ultrafiltertheorie blijft hierbij van k r a c h t . De snelheid der diffusie h a n g t echter bovendien af van den zwellingstoestand der protoplasma-colloklen, geheel in overeenstemming m e t de mee-ning van K A H H O (50, 57, 58).
H e t blijkt dus door verfijnde techniek mogelijk ook de per-meabiliteit van anorganische zouten, aminozuren en suikers a a n t e toonen. Voor K N 03 was dit reeds vroeger gedaan door
J A N S E (51, 52) en V A N R I J S S E L B E R G H E (113), e.a., terwijl vooral F I T T I N G (21) m e t een zeer nauwkeurige plasmolytische m e t h o d c
van vele zouten de opneembaarheid a a n t o o n d e . Nu zijn deze plasmolytische methoden gebaseerd op de beschouwing v a n de eel v a n u i t een eenvoudig osmotisch oogpunt, waarbij de eel t e vergelijken is m e t een osmometer. H e t herstel v a n het osmotische evenwicht, d a t o n t s t a a t , wanneer de eel in anisotonische op-lossingen wordt gebracht, is naar deze zienswijze het gevolg of van waterverplaatsing, of v a n diffusie v a n de opgeloste stof.
Complicaties doen zich reeds voor, wanneer n a a s t endosmose der in de buitenvloeistof opgeloste stof ook exosmose uit het celsap o p t r e e d t . Op een andere mogelijkheid voor het vormen
van een nieuwen evenwichtstoestand wees reeds V A N R I J S S E L
-B E R G H E . Wanneer een eel in een hypotonische oplossing gebracht
wordt, necmt zij zoolang water op, t o t de elasticiteit van den celwand een verdere zwelling belet. De k r a c h t , waarmee het
water wordt opgenomen (,,Saugkraft" volgens U R S P R U N G en B L U M (140), ,,suction p r e s s u r e " volgens S T I L E S (119)) k a n zoo
groot zijn, d a t de celwand d a a r a a n niet voldoende weerstand k a n bieden en b a r s t . I n hypertonische oplossingen verliezen de cellen d a a r e n t e g e n h u n turgor. Door stofwisselingsregulatie k a n nu de eel den t u r g o r binnen zekere grenzen regelen. Door V A N
R I J S S E L B E R G H E werd waargenomen, d a t in sterk hypotonische
oplossingen kristallen v a n Ca-oxalaat in de cellen werden ge-v o r m d , w a t een ge-verlaging ge-v a n den osmotischen d r u k ge-v a n h e t celvocht tengevolge heeft. Deze „katatonose" is het tegengestelde v a n de eveneens door V A N R I J S S E L B E R G H E beschreven ,,ana-tonose", welke o p t r e e d t in hypertonische oplossingen b v . door
vorming v a n oxaalzuur uit reservestoffen als zetmeel. Z66 b e w a a r t de eel door diffusie v a n water en opgeloste stoffen en door stofwisselingsregulatie een zekeren osmotischen overdruk t.o.v. de omringende vloeistof, welke h e t grootst is bij 0,2—0,4 % K N 03 en nul wordt in n i t r a a t oplossingen v a n 2,2—2,4 % .
Wanneer deze verschijnselen zich voordoen, is de verschuiving v a n de plasmolytische grensconcentratie geen bewijs meer voor de stofopname.
E r b e s t a a n echter nog andere bezwaren tegen de osmotische o p v a t t i n g v a n D E V R I E S . Isotonie k a n nl. niet zonder meer
gelijk gesteld worden m e t osmotischen d r u k v a n het celsap. De d r u k in de eel o p den w a n d uitgeoef end, is op t e v a t t e n als d e algebraische som v a n osmotischen d r u k v a n het celsap, centraal-d r u k van h e t protoplasma, zwellingscentraal-druk v a n centraal-de protoplasma-colloiden en osmotischen d r u k v a n de buitenvloeistof. I n cellen zonder vacuole k a n volgens P F E F F E R (102) de zwellingsdruk v a n
het p r o t o p l a s m a een belangrijk deel v a n de plasmolytische grensconcentratie compenseeren. Wanneer nu zouten of ionen den zwellingstoestand v a n de celcolloiden bemvloeden, w o r d t daardoor 00k de isotonische concentratie verschoven. Dit be-hoeft niet alleen te gelden voor de protoplasma-collo'iden, m a a r 00k voor in de vacuole voorkomende colloldaal opgeloste stoffen is de mogelijkheid van verschillenden h y d r a t a t i e g r a a d onder versehillende omstandigheden niet uitgesloten.
O S T W A L D (86), die de molecuulzeef-theorie v a n M. T R A U B E
overdroeg op ionen, heeft aangetoond, d a t electrolyten slechts door m e m b r a n e n k u n n e n diffundeeren, als h u n ionen doorgelaten
wanneer tegengesteld geladen ionen in dezelfde richting g a a n , of wanneer uitwisseling p l a a t s heeft m e t gelijk geladen ionen, welke zich in tegengestelde richting bewegen. Wanneer we dit op de eel overdragen, is h e t duidelijk, d a t blijvende plasmolyse optreedt bij electrolyten, terwijl t o c h een der ionen door de eel wordt geabsorbeerd.
S T I L E S wees nog op een andere fout, die bij plasmolytische
m e t h o d e n k a n worden g e m a a k t . Wanneer een stof in de eel dringt en d a a r aanleiding geeft t o t de vorming v a n een onop-losbare verbinding, of wanneer zij zoodanig wordt gebonden, d a t de osmotische d r u k v a n h e t celsap er niet door v e r a n d e r t , k a n deze stof toch blijvend plasmolyseeren, zoolang de concentratie buiten de eel hoog genoeg blijft. Zoo vonden S T I L E S en
J0RGEN-SEN (122), d a t coupes v a n aardappelknollen en koolrapen in keukenzoutoplossingen c o n s t a n t geplasmolyseerd bleven, terwijl
S T I L E S en K I D D (124) constateerden, d a t NaCl, zij het d a n ook
l a n g z a a m , door deze weefsels werd opgenomen. Ook is door h e t werk v a n P F E F F E R (101) e.a. met bepaalde, meestal basische
kleurstoffen bekend, d a t deze in de cellen t o t veel hoogere concen-t r a concen-t i e worden opgenomen, d a n waarin ze buiconcen-ten de eel aanwezig zijn. Dit schijnt slechts mogelijk, wanneer zij in de eel adsorb-tief of chemisch gebonden worden of wanneer ze in bepaalde celbestanddeelen sterker oplossen d a n in andere.
Van vele stoffen is bekend, d a t zij in de eel neerslagen veroor-zaken. Z o o t o o n d e C. D A R W I N (13) aan, d a t a m m o n i u m c a r b o n a a t
een troebeling veroorzaakt in wortelcellen v a n Euphorbia
peplus; P F E F E E R vond, d a t oplosbare c a r b o n a t e n en oxalaten in
h e t celsap h u n Ca-zouten precipiteeren, terwijl O S T E R H O U T (83)
omgekeerd m e t oplosbare Ca-zouten oxaalzuur in de eel k o n neerslaan. Zoo is de o p n e e m b a a r h e i d v a n deze zouten of h u n ionen bewezen. Bij plasmolytische methoden moet echter reke-ning gehouden worden m e t de vorming van dergelijke verbin-dingen, die den teruggang der plasmolyse tegenhouden.
Willen we de juiste permeabiliteitsverhoudingen k e n n e n , d a n m o e t e n we de hoeveelheid stof bepalen, die gedurende de tijds-eenheid door de tijds-eenheid v a n oppervlak diffundeert bij de een-heid v a n concentratieverval. Verschillende onderzoekers, die
zich met het meten der permeabiliteit hebben bezig gehouden, hebben zich dit doel meer of minder duidelijk voor oogen gesteld en d a a r n a a r h u n onderzoekingsmethode ingericht. Deze m e t h o d e n nu zijn legio. I n het l e hoofdstuk zullen de belangrijkste ervan worden besproken en zal worden nagegaan, in hoeverre zij a a n het gestelde doel beantwoorden.
H I S T O R I S C H O V E R Z I C H T VAN D E M E T H O D E N D E R P E R M E A B I L I T E I T S B E P A L I N G .
Bij de beoordeeling v a n de m e t h o d e n der permeabiliteits-bepaling en der d a a r m e e verkregen resultaten moet er op gelet warden, d a t de snelheid, waarmee een stof door een eel wordt opgenomen, niet alleen afhangt van de permeabiliteit v a n de m e m b r a a n . m a a r tevens v a n het concentratieverval. H e t con-eentratieverval nu h a n g t af v a n de hoeveelheid stof, die reeds naar binnen gediffundeerd is, v a n h e t volume, waarin deze stof is opgelost en t e v e n s v a n de omzettingen binnen de eel. H e t is d a a r o m in zekeren zin onjuist, snelheid van stofopname t e identi-ficeeren m e t diffusie-snelheid.
Afgezien v a n eenige groepen v a n stoffen, w a a r v a n de opneem-baarheid door directe waarneming k a n worden bepaald, zooals o.a. h e t geval is bij kleurstoffen, stoffen, die in de eel een neerslag veroorzaken m e t looizuur of andere verbindingen of h u n ionen. en zuren of basen, die in bepaalde gekleurde cellen een kleur-omslag teweeg brengen, k u n n e n de uit de l i t t e r a t u u r bekende methoden der permeabiliteitsbepaling worden ingedeeld in
A groepen, t e w e t e n :
A. Osmotische methoden, B . Chemische methoden en
C. Physische methoden, waaraan we d a n als 4e groep k u n n e n toevoegen:
I). Permeabiliteitsbepaling door directe waarneming van
zichf-bare veranderingen in de eel.
N a a r gelang v a n h e t proefobject moet de k e u z e d e r t e g e b r u i k e n methode worden bepaald.
A. I n de groep der Osmotische methoden o n t m o e t e n we een groote verscheidenheid v a n werkwijzen, alle berustende op
meting of waarneming v a n verplaatsing v a n water in of nit d e eel of v a n veranderingen, d a a r d o o r teweeg g e b r a c h t .
1. De oudste dezer m e t h o d e n is wel die der plasmolytische
grensconcentraties of isotonische coefficienten, w a a r v a n h e t p r i n c i p e
reeds in de inleiding werd besproken.
Plantencellen, die zich goed leenen voor het w a a r n e m e n v a n plasmolyse worden in oplossingen m e t stijgende concentratie gebracht.
Microscopisch w o r d t dan bepaald, bij welke concentratie d e plasmolyse j u i s t begint. D e verhouding v a n deze plasmolytische grensconcentraties t o t die v a n een stof, welke niet door de eel w o r d t opgenomen, is volgens L E P E S C H K I N (65) en T R O N D L E
(134, 135) een m a a t voor de permeabiliteit. D e grensconcentratie v a n saccharose of v a n raffinose ( R U H L A N D en H O F F M A N N (112))
wordt hierbij meestal als eenheid aangenomen. V a n deze suikers is d a n verondersteld, d a t zij niet door de eel worden opgenomen. D i t schijnt t o e l a a t b a a r ; er zijn a l t h a n s geen stoffen bekend, die bij lagere concentratie plasmolyse veroorzaken. Bij electro-l y t e n m o e t de dissociatiegraad in a a n m e r k i n g worden geno-men, terwijl in sommige gevallen m e t de vorming v a n complexe ionen, misschien ook v a n h y d r a t e n , rekening dient te worden gehouden.
De nauwkeurigheid v a n de m e t h o d e h a n g t vooral af v a n h e t concentratieverschil tusschen twee opeenvolgende oplossingen, d a t nog juist plasmolyse w a a r n e e m b a a r m a a k t . H e t is d a a r o m noodig, gemakkelijk plasmolyseerbare en zoo mogelijk osmotisch gelijkwaardige cellen voor dit onderzoek t e gebruiken.
Als m a a t s t a f voor de permeabiliteit berekende L E P E S C H K I N
(66) de permeabiliteitsf actor a = x~ , waarin C voorstelt de
1
plasmolytische grensconcentratie der niet diffundeerende stof (saccharose) en Ox die der gevraagde. Geheel overeenkomstig
hier-mee bepaalde TVONDLE (134, 135) de permeabiliteits coefficient pi = l r j waarin i de dissociatiefactor i s e n i ' , d i e u i t d e
grens-concentratie berekend.
N u werd door F I T T I N G (22, 23) en door S T I L E S (119) gewezen
op bezwaren, die b e s t a a n tegen h e t gebruik v a n isotonische coefficienten voor de permeabiliteitsbepaling. Behalve de reeds in de inleiding vermelde verschijnselen, die a a n t o o n e n , welk een
ingewikkeld en moeilijk te begrijpen m e e t i n s t r u m e n t de eel is, k o m e n F I T T I N G ' S bedenkingen in hoof dzaak op h e t volgende n e e r :
E r wordt aangenonien, d a t de celmembranen saccharose n i e t d o o r l a t e n ; hiervoor zijn niet voldoende bewijzen geleverd. H e t is niet bekend, in hoeverre de permeabiliteit v a n het p r o t o p l a s m a door de stoffen beiinvloed wordt. Cellen, die een langen tijd in water gelegen hebben, zijn dikwijls veel moeilijker te plasmoly-seeren dan cellen, die deze voorbehandeling niet hebben onder-g a a n ; de onder-grensconcentratie is tenonder-gevolonder-ge v a n het spoelen d u s verhoogd en de eel schijnbaar doorlatender geworden. D e deplasmolyse v a n deze cellen geschiedt echter veel l a n g z a m e r dan n o r m a a l , zoodat de permeabiliteit geringer geworden is.
Verder wordt de m a x i m a l e plasmolyse voor suikers en ver-schillende zouten op verver-schillende tijden bereikt. Ook u i t z u i v e r physisch o o g p u n t heeft F I T T I N G bezwaar t e g e n h e t vergelijken
van deze isotonische coefficienten m e t de physisch-chemisch bepaalde , , i " w a a r d e n . De wet van V A N ' T H O F F geldt slechts
voor zeer v e r d u n d e oplossingen.
Ook S T I L E S wijst op de verwaarloozing v a n den tijdfactorbij
de bepaling der permeabiliteitscoefficienten.
E e n a a n t a l v a n de bovengenoemde bezwaren werden nu door
F I T T I N G ondervangen door gebruik t e m a k e n v a n :
2. De meihode der deplasmolyse.
Deze m e t h o d e , die voor h e t eerst door O V E R T O N (87) o p g r o o t e
schaal werd toegepast, bezit eenige belangrijke voordeelen boven de v o o r g a a n d e . I n de eersto p l a a t s w o r d t niet de impermeabili-t e i impermeabili-t voor een of andere verbinding a a n g e n o m e n , impermeabili-ten impermeabili-tweede w o r d impermeabili-t de tijd in rekening g e b r a c h t , waardoor h e t mogelijk is de snel-heid v a n h e t proces t e vervolgen en ten derde wordt geen ge-bruik g e m a a k t v a n den dissociatie-factor.
Volgens deze m e t h o d e is de tijd, die noodig is voor volledige deplasmolyse, een m a a t voor de snelheid der endosmose. Ook voor giftige en weinig oplosbare stoffen, w a a r v a n slechts geringe concentraties k u n n e n worden aangewend, bepaalde O V E R T O N
zoo de opneembaarheid. Zij werden in kleine hoeveelheden t o e -gevoegd aan nog juist hypotonische of isotonische concentraties v a n stoffen, waarvoor de w a n d impermeabel is, zoodat geplasmo-lyseerd werd m e t den geringen partieelen druk v a n de giftige of weinig oplosbare stof.
Door F I T T I N G (21, 22, 23) w e r d d e m e t h o d e zoodanig uitgevoerd.
d a t hij den tijd kon m e t e n , die noodig was om de plasmolytische grensconcentratie over een zeker concentratieverschil t e ver-schuiven.
H e t is duidelijk, d a t de, in de inleiding reeds genoemde be-zwaren, tegen de osmotische o p v a t t i n g der eel zich hier m e t voile k r a c h t doen gelden. I n p l a a t s v a n d e p e r m e a b i l i t e i t w o r d t e i g e n l i j k de snelheid gemeten. waarmee het water zich in de eel begeeft, onder invloed v a n een groot a a n t a l factoren, v a n welke F I T T I N G
slechts d e endosmose der opgeloste stof in a a n m e r k i n g heeft genomen. Versnellend op de deplasmolyse werken endosmose en a n a t o n o s e , evenals verhooging v a n den zwellingsdruk van het p r o t o p l a s m a . Vertragend werken daarentegen exosmose van stoffen u i t het celsap, k a t a t o n o s e , binding v a n de binnengedron-gen stof in de eel, uitwisseling van ionen en verlaging van den zwellingsdruk der celcollo'iden.
Ofschoon F I T T I N G ' S proeven de permeabiliteit v a n de eel voor
een a a n t a l electrolyten zeer waarschijnlijk m a k e n , v o r m e n ze geen absoluut bewijs, en laten ze tevens geen q u a n t i t a t i e v e meting d e r permeabiliteit toe. Ook is de conclusie, d a t h e t ver-blijf in de zoutoplossingen b v . in K N 03 de permeabiliteit
ver-mindert, niet geoorloofd. De vertraging der deplasmolyse in deze oplossingen k a n geheel v e r k l a a r d worden door a a n t e nemen. d a t de t e r u g g a n g het uitsluitend gevolg is v a n anatonose. Is het reserve m a t e r i a a l , w a a r u i t de osmotisch werkzame stof wordt gevormd, geheel v e r b r u i k t , d a n kan geen verdere deplasmolyse o p t r e d e n . A a n den a n d e r e n k a n t is h e t mogelijk, d a t de stof weliswaar in de eel dringt, m a a r d a a r geadsobeerd wordt, zoo-d a t zoo-de h y zoo-d r a t a t i e g r a a zoo-d zoo-der colloi'zoo-den t o e n e e m t . De zoo-deplasmolyse. die hierdoor versneld w o r d t . h o u d t op zoodra de celcolloiden adsorbtief verzadigd zijn. Schijnbaar is nu de eel impermeabel geworden. D a t een dergelijke bei'nvloeding v a n den h y d r a t a t i e -graad v a n colloiden mogelijk is, Week uit onderzoekingen van
S H . D O K A N (14), die o.a. proeven deed over de zwelling v a n
agar-agar en glycogeen in electrolytoplossingen.
E e n werkwijze, welke veel overeenkomst heeft m e t die van
F I T T I N G i s :
3. H O F L E R ' S plasmometriscke methode (45, 40. 47, 48).
B O Y L E - M A R I O T T E - V A N ' T H O F F , p X v — const., waarin/> den
osmotischen d r u k en v h e t volume v a n de oplossing voorstelt. E e n eel, waarin het volume ( Vz) van den turgorloozen nog niet geplasmolyseerden p r o t o p l a s t nauwkeurig bekend is, wordt in een hypertonische oplossing m e t een concentratie C k r a c h t i g geplasmolyseerd en nu w o r d t nogmaals het volume n a u w -keurig bepaald (Vp.) Geldt de wet v a n B O Y L E - M A R I O T T E - V A N
' T H O F F , d a n is de plasmolytische grensconcentratie O — C x -—.
Is nu geplasmolyseerd m e t een permeabele stof, dan n e e m t n a eenigen tijd het volume weer toe en wordt V' en de grenscon-centratie is nu O' = C X -~. De snelheid der stof o p n a m e wordt
v z
O' Q
nu u i t g e d r u k t door —-—, waarin t de tijd is, die tusschen twee metingen is verloopen.
Ook hier wordt dus de verschuiving der plasmolytische grens-concentratie als een functie v a n den tijd bepaald. Deze ver-schuiving wordt dan uitsluitend a a n de doorlatendheid van h e t protoplasma toegeschreven. Voor bedenkingen, die hier tegen bestaan, kan n a a r bovenstaande worden verwezen. Ook is h e t de vraag, in hoeverre het geoorloofd is, den geheelen proto-plast als een door een semipermeabele n i e m b r a a n omgeven oplossing t e beschouwen. Slechts bij cellen m e t een zeer d u n w a n d s t a n d i g protoplasma is , , H 6 F L E R ' S m e t h o d e misschien
t o e l a a t b a a r . Althans werden door hem m e t langgerekte, regel-matig gevormde cellen nit stengels van Tradescuntia (juianensia waarnemingen gedaan, waarbij de betrekking O — C! x vp
binnen r u i m e grenzen c o n s t a n t bleef. Bij deze proeven diende saccharose als plasmolyticum.
Door O V E R T O N (02) werd m e t protoplasmarijke spiercellen
echter duidelijk aangetoond, d a t h e t volume der cellen in een minder eenvoudige verhouding t o t den osmotischen d r u k d e r oplossing s t a a t . Ook door H O F L E R (45) werden m e t andere cellen
afwijkingen waargenomen, die hij toeschrijft a a n h e t proto-plasma. Met stijgende concentraties vormden de 0 - w a a r d e n een opklimmende reeks, m.a.w. de inkrimping was relatief t e klein. Aangezien echter in deze proeven m e t k a l i u m n i t r a a t werd geplasmolyseerd, is deze geringere inkrimping waarschijnlijk ook voor een deel aan permeabiliteit toe te schrijven.
H O F L E R ' S m e t h o d e is verder slechts b r u i k b a a r , wanneer v a n
de cellen de inhoud v a n den protoplast zeer nauwkeurig k a n worden berekend, zooals h e t geval is bij de cylindrische cellen u i t Stengels v a n Trad, guianensis.
E e n andere m e t h o d e , welke eveneens op osmotische eigen-s c h a p p e n v a n de eel berueigen-st, ieigen-s die, waarbij :
4. Gewichts- of Volume-veranderingen v a n weefsels of v a n een groot a a n t a l cellen worden gemeten.
O V E R T O N (92) heeft op deze wijze de permeabiliteit v a n
spier-cellen voor een groot a a n t a l stoffen bepaald. I n een keukenzout-oplossing, die m e t de spiercellen isotonisch is, v e r a n d e r t het gewicht der levende spier n i e t ; wanneer echter een deel v a n het k e u k e n z o u t door een opneembare stof w o r d t vervangen, n e e m t d e spier evenveel water op alsof deze stof niet aanwezig was. De snelheid, waarmee de evenwichtstoestand wordt bereikt, h a n g t af v a n de permeabiliteit der spiercellen voor de toegevoegde stof, echter ook v a n andere factoren.
E e n geheel andere verklaring w o r d t door M. H . F I S C H E R (24,
25) v a n deze gewichtsveranderingen gegeven. Hij o n t k e n t het b e s t a a n v a n semipermeabele m e m b r a n e n om den protoplast. H e t gewicht of volume v a n een eel h a n g t volgens F I S C H E R
uit-sluitend af v a n het zwellingsvermogen der protoplasmacolloiden. Physiologische oplossingen zijn die, waarin de zwellingstoestand niet v e r a n d e r t . De h y d r a t a t i e wordt vooral vergroot door de v o r m i n g v a n zuren in de spier. N u wordt in physiologische zoutoplossingen deze h y d r a t a t i e geremd, zoodat de zwelling niet o p t r e e d t .
Ook Miss D . J . L L O Y D (67), J . L O E B (69) en F . E . L L O Y D (68)
n e m e n a a n , d a t de zwelling in de eerste p l a a t s a a n h y d r a t a t i e d e r colloiiden is toe t e schrijven. Door H O B E R (43) w o r d t F I S C H E R ' S
o p v a t t i n g echter onaannemelij k geacht, d a a r spieren in iso-tonische oplossingen v a n talrijke organische verbindingen, die niet in de spier dringen en de h y d r a t a t i e niet beinvloeden, zooals
bv. strikers, h u n normale gewicht behouden, w a t door O V E R T O N
werd a a n g e t o o n d . Ook de door H O F L E R gevonden evenredigheid
tusschen osmotischen d r u k en volume bewijzen, d a t in vele gevallen a l t h a n s osmotische verschijnselen en halfdoorlatende wanden den inhoud v a n den protoplast bepalen.
gemeten door H A M B U R G E R (3.4), H E D I N (38, 39) en K O E P P E (61).
E e n bepaalde hoeveelheid bloedlichaampjes werd in verschil-lende zoutoplossingen gecentrifugeerd. Concentraties, die een evengroot sediment leveren als bloedserum, zijn isotonisch. Door R I C H A R D E G E (15) is op deze wijze aangetoond, d a t de wet
van B O Y L E - M A R I O T T E - V A N 'T H O F F ook voor bloedlichaampjes
geldt, wanneer op h e t volume der cellen een correctie voor de disperse phase, de g e h y d r a t e e r d e protoplasmacolloiden, w o r d t toegepast. Ook voor vacuolevrije cellen schijnt dus de osmotische o p v a t t i n g t e gelden.
H Y L K E M A (50) paste een s e d i m e n t m e t h o d e toe voor de
be-paling der permeabiliteit v a n gistcellen. I n d i t geval is deze m e t h o d e echter niet j u i s t ; de celwand der gist volgt het in-krimpen van den p r o t o p l a s t niet voldoende, terwijl de elasti-citeit v a n den w a n d de uiteenzetting b e l e m m e r t .
5. G R I J N S (32,33) p a s t e voor de bepaling der
permeabili-t e i permeabili-t van roode bloedlichaampjes een m e permeabili-t h o d e permeabili-toe, die, ofschoon zij t o t de osmotische m e t h o d e n b e h o o r t , e e n g e h e e l a p a r t e p l a a t s inneemt. Zij berust op het verschijnsel, d a t bij een bepaald verschil tusschen den osmotischen d r u k in de bloedlichaampjes en die der buitenvloeistof de roode bloedkleurstof n a a r b u i t e n t r e e d t . Stoffen, die bij hoogere concentratie d a n NaCl aanleiding geven t o t het u i t t r e d e n der bloedkleurstof, zijn p e r m e a n t . Dezelfde m e t h o d e werd later door H A M B U R G E R (35) t o e g e p a s t .
De osmotische m e t h o d e n der permeabiliteitsbepaling zijn alle i n d i r e c t e ; zij stellen ons in s t a a t de verhouding der cellen en weefsels t o t het water onder invloed v a n verschillende fac-toren meer of minder goed te leeren kennen, zonder d a t precies k a n nagegaan worden, welk aandeel elk dezer factoren op den bereikten eindtoestand heeft. O V E R T O N (93) m a a k t e d a n ook de
opmerking, d a t plasmolytische m e t h o d e n alleen nooit zekerheid geven o m t r e n t het al of niet permeabel zijn der stoffen. Slechts door controle met andere m e t h o d e n k a n men b e t r o u w b a r e gegevens verzamelen.
Op een beter beginsel berusten d a a r o m d e :
B. Cheinische methoden der permeabiliteitsbepaMng, waarbij con-centratieveranderingen der n a a r binnendringende stof scheikun-dig worden aangetoond, of waarbij op de opgenomen verbinding binnen de eel of in het perssap chemisch wordt gereageerd.
Reeds J A ^ S E (51, 52), die de opneembaarheid van n i t r a t e n
langs plasmolytischen weg h a d aangetoond, bewees door chemische reactie m e t sterk zwavelzuur en diphenylamine de a a n -wezigheid v a n h e t n i t r a a t - i o n i n de eel. V A N R I J S S E L B E R G H E (113)
m erk t e echter op, d a t ook vele cellen, die niet in nitraatoplossin-gen gelenitraatoplossin-gen h a d d e n , m e t dit reanitraatoplossin-gens een positieve reactie op n i t r a a t gaven.
E e n s t a p j e verder ging N A T H A N S O H N (76), die de concentratie
v a n de stof in de oplossing bepaalde, zoowel als in h e t perssap der plantendeelen, welke in deze oplossing h a d d e n gelegen en t o t de conclusie k w a m , d a t de eel in s t a a t is de o p n a m e der zouten t e regelen. Nooit werd de concentratie in h e t celsap even groot als die er buiten. H e t is echter niet waarschijnlijk, d a t de u i t k o m s t e n v a n z i j n o n d e r z o e k d e n w e r k e l i j k e n t o e s t a n d weergeven. Schijven v a n 3 m m . dik v a n Dahliaknollen werden gedurende een b e p a a l d e n tijd in oplossingen gelegd, w a a r n a zij met filtreerpapier gedroogd en d a n uitgeperst werden. Bij dit persen t r e e d t in de eerste p l a a t s de interstitieele vloeistof en het imbibitievocht v a n de celwanden uit de weefsels. D a a r n a volgt h e t vrije celvocht en t e n slotte misschien nog een deel v a n het i m b i b i t i e w a t e r der protoplasmacolloiden, al n a a r gelang v a n den bij h e t persen uitgeoefenden d r u k . H e t is duidelijk, d a t de door h e t weefsel opgenomen stof in deze drie bestanddeelen v a n h e t perssap in verschillende concentraties aanwezig k a n zijn.
Ook S T I L E S (118) bepaalde de permeabiliteit v a n weefsels v a n
aardappelknollen en r a p e n door scheikundige analyse. N a d a t reeds door S T I L E S en J O R G E N S E N (121) en S T I L E S e n K I D D (123,
124) de endosmose en exosmose waren gemeten door de verande-ringen v a n de geleidbaarheid der oplossing n a te gaan, bevestig-de d i t onbevestig-derzoek h e t vroeger gevonbevestig-den r e s u l t a a t , nl. d a t bevestig-de hoe-veelheid v a n een zout of ion, die geabsorbeerd w o r d t in verhou-ding t o t de concentratie, afhangt v a n de concentratie. Deze afhankelijkheid voldoet a a n de formule v a n F R E U N D L I C H y — k x cm (waarin y — inwendige eindconcentratie, c =
uit-wendige eindconcentratie en k en m c o n s t a n t e n voorstellen). Uit lagere concentraties w o r d t meer stof geabsorbeerd d a n uit hoogere, zoodat in groote v e r d u n n i n g e n de concentratie in de eel vele malen die der vloeistof k a n bedragen. Op grond v a n deze waarnemingen n e m e n S T I L E S C S . aan, d a t de opgenomen stof
a a n de celcolloi'den wordt geadsorbeerd. De stofopname k a n d a a r o m niet als een eenvoudige diffusie door m e m b r a n e n worden opgevat. Althans dient de osmotische o p v a t t i n g zoodanig te worden herzien, d a t adsborbtie-evenwichten den eindtoestand beheerschen.
N u is het niet duidelijk, op welke wijze door S T I L E S en
mede-werkers de concentratie der opgenomen stof is bepaald. Volgens de for mule van F R E I T N D L I C H y = k x cm, is v = — de
hoeveel-heid der stof, die door de eenhoeveel-heid v a n het adsorbtiemiddel is geadsorbeerd. H e t is nu voor de beteekenis van de u i t k o m s t e n v a n S T I L E S C.S. niet onverschillig of het geheele weefsel, dan wel
de celcolloiden als adsorbens worden beschouwd.
Terecht m e e n t S T I L E S (120), d a t zijn waarnemingen niet in
strijd behoeven t e zijn m e t die volgens plasmolytische methoden gedaan. Bij deze l a a t s t e wordt steeds m e t tamelijk hooge con-c e n t r a t e s gewerkt, waarbij misscon-chien slecon-chts een betrekkelijk geringe hoeveelheid stof wordt geadsorbeerd; vooral zal dit h e t geval zijn in p r o t o p l a s m a - a r m e cellen, voor welke de plasmo-lytische m e t h o d e n h e t best b r u i k b a a r zijn.
S Y D N E Y G. P A I N E (94) bepaalde de opname van stoffen in
gistcellen chemisch, door zoowel de gist als de vloeistof te ana-lyseeren, waarna de verhouding der concentratie in h e t c e l v o c h t der gist t o t die in de vloeistof werd berekend. P A I N E verkeerde
in het onzekere in hoeverre de door hem waargenomen absorb-tie moot worden toegeschreven a a n pcrmeabilitcit. Hij zegt n.l. (biz. 306): ,,Since t h e yeast m u s t of necessity be analysed as a whole, t h e question as t o howfare into t h e cells t h e various substances h a v e p e n e t r a t e d , m u s t a t present remain in d o u b t . "
De geringe o p n a m e van anorganische zouten schrijft hij geheel toe aan adsorbtie door den celwand. Waarschijnlijker lijkt h e t mij, d a t deze zouten hoofdzakelijk in het imbibitiewater der celwanden waren opgelost.
Aschanalyses van levende p l a n t e n uit water- of z a n d c u l t u r e s
of onder normale omstandigheden gegroeid, hebben ons geleerd, d a t waarschijnlijk elk element, d a t aan de p l a n t e n geboden wordt, in de asch v o o r k o m t . H e t is echter v a n vele d a a r v a n niet bekend, in welken v o r m en waar zij een deel v a n de plant uit-maken, in den p r o t o p l a s t , den celwand of in de interstitieele
vloei-stof. Over het perm eabiliteits vr aag stuk leeren deze aschana-lyses ons weinig.
De hier besproken chemische methoden, die bij eerste beschou-wing den i n d r u k m a k e n v a n q u a n t i t a t i e v e werkwijzen, zijn dit toch niet. Wei is het mogelijk concentratieveranderingen zeer n a u w k e u r i g te bepalen; deze k u n n e n echter nog zeer verschillen-de oorzaken hebben. Zij k u n n e n geheel of geverschillen-deeltelijk o n t s t a a n zijn door vermenging m e t de interstitieele vloeistof derweefsels, of h e t i m b i b i t i e w a t e r der celwanden of door veranderingen in den zwellingstoestand der eel of der celcolloiden.
I n dezelfde m a t e geldt dit voor d e :
C. Permeabiliteitsbepaling volgens Physische methoden, waar-bij c o n c e n t r a t i e v e r a n d e r i n g e n m e t physische middelen worden gemeten.
Sommige v a n deze m e t h o d e n sluiten zich zeer n a u w bij de chemische aan, wanneer b v . concentratieveranderingen wor-den gemeten door bepaling der verandering v a n de vriespunts-verlaging of v a n de geleidbaarheid der oplossing, n a d a t cellen of weefsels d a a r i n gedurende een zekeren tijd gesuspendeerd zijn geweest.
1. H E D I N (38, 39) en W A R B U R G en W I E S E L (147) bepaalden
de permeabiliteit v a n bloedlichaampjes door de
vriespunts-veranderingen v a n oplossingen n a t e g a a n .
2. S T I L E S en J O R G E N S E N (121) onderzochten den invloed v a n
verschillende stoffen op de exosmose v a n electrolyten uit plant-aardige weefsels door h e t m e t e n v a n de geleidbaarheid der uit-wendige vloeistof, terwijl door S T I L E S en K I D D (123, 124) de
o p n a m e v a n stoffen m e t deze m e t h o d e werd bepaald. De resul-t a resul-t e n v a n diresul-t onderzoek zijn volgens S T I L E S (119) dikwijls
moei-lijk t e interpreteeren. Zij beschouwen de door hen gevonden w a a r d e n als m i n i m u m w a a r d e n voor de absorbtie.
3. Op een geheel ander beginsel berust de m e t h o d e , waarbij de
geleidbaarheidsveranderingen van suspensies van cellen worden
gemeten.
Wanneer stoffen, die den electrischen stroom niet geleiden, in een electrolyt-oplossing gesuspendeerd worden, veroorzaken zij daarin een daling v a n de geleidbaarheid, welke o.a. het gevolg is v a n verandering v a n het geleidend volume. Dit geldt ook voor plantaardige en dierlijke cellen en wel des t e volkomener, n a a r
-m a t e zij -minder voor h e t electrolyt d o o r l a a t b a a r zijn. De be-t r e k k i n g , die er b e s be-t a a be-t be-tusschen de geleidbaarheid v a n de suspensie {xs), die v a n het suspensiemiddel (xd), en het
percen-tage der niet geleidende r u i m t e (n), k a n in het algemeen worden u i t g e d r u k t door de formule:
waarin ljq aangeeft, welk deel van de geleidbaarheid v a n het
suspensiemiddel t o t zijn recht k o m t . 1/q is een variabele grootheid, die zoowel v a n den a a r d als van de hoeveelheid der gesuspendeerde deeltjes afhangt. Bij verschillende verhoudingen t u s -schen serum en bloedlichaampjes is het v e r b a n d tus-schen xs,
xd en n empirisch nagegaan door O K E R - B L O M , TaNGL en B U G A R S -K Y , S T E W A R T e.a. (zie H O B E R , 43) U i t de door hen gegeven
empirische formules k a n n berekend worden, wanneer xs en xd
bekend zijn. Aan den anderen k a n t k a n x/ berekend worden,
wanneer n bekend is. N a a r gelang v a n de permeabilitcit wordt voor l/ een andere waarde gevonden.
H Y L K E M A (50) berekende uit het relatieve geleidingsvermogen
— de inkrimping v a n gistcellen in verschillende hypertonische zoutoplossingen en t r o k d a a r u i t conclusies over de permeabili-teit.
4. Een werkwijze, die met de b o v e n s t a a n d e eenige overeen-k o m s t heeft, is die v a n O S T E R H O U T (84, 85), waarbij
geleidbaar-heidsveranderingen van weefsels worden gemeten. Hij bepaalde den weerstand van een kolommetje v a n 80—200 schijfjes v a n het thallus v a n Laminaria saccharina. De weerstand v a n zoo'n cylindertje in zeewater werd als n o r m aangenomen. Verminde-ring v a n den weerstand wijst volgens O S T E R H O U T op grootere
permeabiliteit. S T I L E S (119) voert hiertegen aan, d a t de
geleid-baarheid v a n een s t u k weefsel afhangt v a n een groot a a n t a l phasen in d a t weefsel. Wanneer de geleidbaarheid v e r a n d e r t , kan dit veroorzaakt zijn door veranderingen in elke v a n deze phasen. I n levende weefsels h a n g t echter vermoedelijk de geleid-baarheid vooral af van de electrolytoplossing, die zich in de intercellulaire r u i m t e n bevindt, zoodat veranderingen in de samenstelling van deze oplossing en in de d o o r l a a t b a a r h e i d van
deze r u i m t e n voor ionen, een grooten invloed op de geleidbaar-heid moeten hebben. Q u a n t i t a t i e v e permeabiliteitsbepalingen zijn m e t deze m e t h o d e v a n O S T E R H O U T in elk geval niet nit t e
voeren.
5. B R O O K S (6, 7) bepaalde de diffusiesnelheid v a n een zout
door m e m b r a n e n u i t plantenweefsels. Schijven v a n Laminaria
Agardhii werden tusschen zoutoplossingen van verschillende
concentratie geplaatst. De concentratieveranderingen a a n beide zijden v a n de m e m b r a a n , bepaalde hij door de afname of toe-n a m e v a toe-n de geleidbaarheid der beide oplossitoe-ngetoe-n te metetoe-n. Zoo kon hij n a g a a n , hoeveel zout in de eenheid v a n tijd door de eenheid v a n o p p e r v l a k t e diffundeerde bij de eenheid v a n concen-t r a concen-t i e v e r v a l . Oogenschijnlijk is diconcen-t heconcen-t ideale geval; in werkelijk-heid heeft deze permeabiliteit echter niets m e t die v a n h e t pro-t o p l a s m a uipro-t pro-t e s pro-t a a n .
Zeer belangrijk voor onze kennis v a n het permeabiliteits-probleem zijn de onderzoekingsmethoden geweest, waarbij de o p n e e m b a a r h e i d v a n stoffen bepaald werd d o o r :
D . Directe waarneming van veranderingen binnen de eel ver-oorzaakt door de binnengedrongen stof.
1. Stoffen, die in s t a a t zijn levende cellen t e kleuren, k u n n e n h e t p r o t o p l a s m a doordringen. P F E F F E R (101) heeft v a n een groot
a a n t a l kleurstoffen de o p n e e m b a a r h e i d door levende cellen n a g e g a a n . H e t bleek, d a t vele kleurstoffen in zeer v e r d u n d e oplossing in s t a a t waren, de cellen zeer intensief te kleuren. Zij worden in de cellen opgehoopt in een concentratie, welke vele malen die d e r oplossing k u n n e n bedragen. Soms w o r d t de vacu-ole (methyleenblauw), soms het protoplasma (rosolzuur) ge-kleurd. I n de meeste gevallen echter kleuren zich zoowel de een als h e t a n d e r e . D e sterke kleuring der eel schreef P F E F F E R
toe a a n binding der kleurstof door bepaalde stoffen in de eel aanwezig, zooals b v . t a n n i n e . H e t is ook mogelijk, d a t de kleur-stof door colloiiden in de eel geadsobeerd wordt. Men zou d a n echter v e r w a c h t e n , d a t het p r o t o p l a s m a sterk gekleurd werd, w a t in strijd is m e t de waarnemingen.
De vitale kleuring werd door O V E R T O N (90) v e r k l a a r d in
overeenstemming m e t de door h e m opgestelde lipo'id-theorie. I n v e t t e n oplossende kleurstoffen k u n n e n de eel b i n n e n dringen, andere niet. R>UHLAND (108) was d a a r e n t e g e n oorspronkelijkde
meening t o e g e d a a n . d a t basische kleurstoffen de eel vitaal k u n n e n kleuren, terwijl zuren dit vermogen missen.
Nu wordt O V E R T O N ' S meening voor een groot deel gedekt door
die van R U H L A N D . I n het algemeen nl. zijn de basische
kleur-stoffen oplosbaar in lipoiden, de zure niet. E r zijn d a a r e n t e g e n een a a n t a l zure en basische kleurstoffen, die zoowel op de theorie v a n O V E R T O N , als op die van R U H L A N D een uitzondering v o r m e n .
Eenige basische, grofdisperse kleurstoffen kleuren niet vitaal, o n d a n k s hun oplosbaarheid in lipoiden. Sommige colloidale zure kleurstoffen lossen op in lipoidmengsels. m a a r zijn niet in s t a a t de levende eel te kleuren ( R U H L A N D 110), terwijl volgens
onderzoekingen van H 6 B E R ( 4 1 , 42), K U S T E R ( 6 3 ) , R U H L A N D (110)
en C O L L A N D E R (8) een a a n t a l zure kleurstoffen door bepaalde
cellen goed wordt opgenomen.
N I R E N S T E I N (82) t r a c h t t e de lipoid-theorie te redden, door als
criterium der permeabiliteit de oplosbaarheid in een mengsel van oliezuur en d i a m y l a m i n e te stellen. Ofschoon een deel der uitzonderingen zoo onder den algemeenen regel kon worden ge-bracht, bleven andere kleurstoffen er toch buiten vallen ( C O L L A N -DER 8).
R U H L A N D (111) heeft uit zijn proeven de conclusie g e t r o k k e n .
d a t de grootte der opgeloste kleurstofdeeltjes b e p a a l t , welke de levende eel k u n n e n kleuren en welke niet. H e t p r o t o p l a s m a is
volgens hem te vergelijken m e t een ultrafilter. Zijn onder-zoekingen over diffusie v a n kleurstoffen in gelatine-gels toonden a a n , d a t er volkomen paralleliteit bestond tusschen dispersie-g r a a d en diffusiesnelheid in deze dispersie-gels en d e o p n e e m b a a r h c i d door cellen. Ook uit de proeven van B n / r z (2) bleek. d a t de grootte d e r kleurstofdeeltjes de diffundeerbaarheid door collodium
mem-branen bepaalt. Ook hier zijn echter uitzonderingen op den regel.
H O B E R m e e n t , d a t n a a s t de passieve kleurstofopname, die
door de lipoid-theorie verklaard wordt, een actieve zg.
physio-logische permeabiliteit bestaat, ,,die von den Zellen regulativ
zur Deckung ihres Bedarfs in Function gesetzt w i r d " ( H O B E R
43, 5° A. bl. 521). H e t is echter niet duidelijk, waarom bepaalde cellen behoefte zouden hebben a a n zure aniline kleurstoffen.
R. C O L L A N D E R (8) bepaalde de opname v a n sulfozure
kleurstof-fen quantitatief, door na bepaalde tijden de kleurstofconcentratie i n d e eel colorimetrisch t e vergelijken m e t die der oplossing. H e t
bleek, d a t de meeste v a n deze kleurstoffen niet m e r k b a a r in d e eel drongen. De kleurstofconcentratie der oplossing bleef 8 t o t 160 maal zoo sterk als die in de eel. De meening van R U H L A N D ,
d a t de sulfozure kleurstoffen in de eel niet worden w a a r g e n o m e n , o m d a t zij d a a r niet door adsorbtie worden opgehoopt, is d a a r o m volgens C O L L A N D E R niet juist. Hij m e e n t , d a t n a a s t de
lipoi'd-oplosbaarheid, bij de o p n a m e der kleurstoffen vooral adsorbtie-verschijnselen en electrische k r a c h t e n v a n belang zijn.
Bij de beoordeeling der vitale kleuring v a n cellen m o e t be-d a c h t worbe-den, be-d a t vele kleurstoffen inbe-dicatoreigenschappen hebben, zoodat zij in de eel een geheel andere kleur k u n n e n a a n n e m e n . Andere worden meer of minder ontkleurd, z o o d a t h e t kleurloos blijven der eel nog niet een bewijs is voor de imper-meabiliteit t.o.v. de kleurstof.
2. B e h a l v e v a n kleurstoffen k a n ook de directe o p n a m e v a n stoffen worden aangetoond, als deze een neerslag in de eel ver-oorzaken. Dit is o.a. het geval m e t alcaloi'den, die in vele planten-cellen m e t t a n n i n e een neerslag geven. H e t bleek a a n O V E R T O N
(88), d a t de ongedissocieerde alcaloid-basen vooral zeer snel worden opgenomen. Door R U H L A N D werd dit bevestigd.
D e snelheid v a n h e t n a a r b i n n e n dringen, w o r d t b i j de alcalo'iden zeer gemakkelijk overschat, aangezien deze reacties zoo u i t e r s t gevoelig zijn. R U H L A N D en H O F F M A N N (112) wezen er op, d a t
volgens O V E E T O N strychnine in een v e r d u n n i n g v a n 1 op 10
t o t 20 millioen in spirogyra cellen nog een tannineneerslag ver-oorzaakt. W a a r n e m i n g der permeabiliteit h a n g t hier d u s af v a n de gevoeligheid der reactie. D a a r o m mogen de u i t k o m s t e n bij de verschillende alcaloiden verkregen niet m e t elkaar worden vergeleken en h e b b e n de bepalingen slechts q u a l i t a t i e v e w a a r d e .
3. V a n vele zuren en basen is de o p n e e m b a a r h e i d b e p a a l d door in a n t h o c y a a n b e v a t t e n d e cellen den kleuromslag n a t e g a a n ( B R E N N E R 5), terwijl in andere gevallen de cellen
opzette-lijk gekleurd werden m e t een indicator b v . n e u t r a a l r o o d . Zoo v o n d N E W T O N H A R V E Y (37), d a t zwakke basen zeer snel worden
opgenomen, terwijl de sterke basen zeer l a n g z a a m n a a r b i n n e n diffundeeren. Bij dezen kleuromslag, door zuren en basen veroor-z a a k t , m o e t men voorveroor-zichtig veroor-zijn m e t h e t t r e k k e n v a n conclusies over de diffusiesnelheid. De kleuromslag w o r d t niet bepaald door de hoeveelheid n a a r binnen gedrongen zuur of base, m a a r door de
waterstofionenconcentratie. H e t onderscheid tusschen de sterke basen en zuren eenerzijds en de zwakke anderzijds is d a a r o m des t e treffender. Vele zwakke zuren, die stellig snel worden opgenomen, zijn door h u n geringe dissociatie niet in s t a a t de celkleurstof te doen omslaan. E e n andere mogelijkheid is echter, d a t de zuren en basen niet als zoodanig in de eel blijven b e s t a a n , doch gebonden worden.
Bij h e t hier gegeven overzicht v a n de belangrijkste m e t h o d e n der permeabiliteitsbepaling, w a a r o p nog vele variaties moge-lijk zijn, treft ons de enorme gecompliceerdheid v a n h e t schijn-b a a r zoo eenvoudige v r a a g s t u k v a n h e t meten der diffusiesnel-heid door celmembranen. De complicaties, die de q u a n t i t a t i e v e bepaling der stofopname door de eel bemoeilijken, zijn voor h e t grootste deel toe te schrijven a a n onbekendheid m e t de ver-schijnselen, welke zich afspelen in de verschillende phasen, waar-uit de eel is opgebouwd. Deze phasen zelf kennen we nog zeer onvoldoende. H e t permeabiliteitsprobleem zal ten zeerste g e b a a t zijn bij een beter inzicht in h e t aandeel, d a t het water a a n deze verschillende phasen n e e m t . H e t meten van waterverplaatsingen, die t o t n u toe nooit bepaald zijn, n e e m t d a a r o m een belangrijke p l a a t s in bij de q u a n t i t a t i e v e bepaling der permeabiliteit.
H e t volgende hoof d s t u k h a n d e l t over een m e t h o d e , waarmee deze waterverplaatsingen k u n n e n worden gemeten en over de betrekking, die tusschen de v a s t e en de vloeibare phase in d e eel b e s t a a t .
D E WATERHUISHOUDING VAN D E CEL.
Het moge uit het voorgaande hoofdstuk gebleken zijn, dat
het bij de exacte bepaling der permeabiliteit in de eerste plaats
aankomt op meting van concentratieveranderingen, waarbij de
oorzaken van deze concentratieveranderingen nauwkeurig in
het oog moeten worden gehouden. We dienen ons dus rekenschap
te geven van wat er gebeurt, wanneer cellen of weefsels in een
oplossing worden gesuspendeerd.
Wanneer een bepaalde hoeveelheid weefsel of cellen in een
oplossing van bekende sterkte wordt gebracht, dan zal in het
algemeen gesproken de concentratie der oplossing veranderen.
Baling der concentratie kan het gevolg zijn van vermengen met
het intercellulaire water der weefsels of het aanhangende water
der cellen. Is de wandsubstantie der cellen permeabel voor de
opgeloste stof, dan voegt zich hier nog bij het imbibitiewater
der celwanden, voor zoover dit niet colloidaal gebonden is.
Een verdere daling zal nog optreden, wanneer het protoplasma
de opgeloste stof doorlaat, zoodat tenslotte de opgeloste stof
zich gelijkmatig over oplossing en vrij celvocht kan verdeelen.
De eindconcentratie der oplossing kan echter nog beinvloed
worden door grootere oplosbaarheid der stof in bepaalde
bouw-stoffen der eel, door vorming van niet diffundeerende chemische
verbindingen, door adsorbtie en door de vorming van
,,Donnan-evenioichten", terwijl in sommige gevallen door assimilatie- en
dissimilatieprocessen de stof geheel uit de oplossing kan
ver-dwijnen. Concentratiedaling treedt voorts nog op in
hyper-tonische oplossingen of door verlaging van den zwellingstoestand
vandecelcolloiden. Aan den anderen kant kan in hypotonische
op-lossingen of door verhooging van den zwellingsdruk water worden
opgenomen voor zoover de celwand dat toelaat. Katatonoseen
a n a t o n o s e be'invloeden deze waterverplaatsing in tegengestel-den zin.
H e t voor de levende cellen zoo belangrijke water k o m t daarin voor op zeer verschillende wijzen, nl. als a a n h a n g e n d of inter-cellulair water, als imbibitiewater der celwanden, als oplosmiddel in het p r o t o p l a s m a en t e n s l o t t e als h y d r a t a t i e w a t e r der collo'idaal-of moleculairdisperse stcollo'idaal-offen collo'idaal-of der electrolyt-ionen. Een deel van h e t vocht bevindt zich dus buiten, een ander deel binnen het protoplasma.
E e n n a d e r inzicht te krijgen in de verdeeling van de vloeistof over de eel en de wijze. w a a r o p deze verdeeling onder invloed van uitwendige factoren s t a a t , was de bedoeling van het onder-zoek, d a t a a n de eigenlijke permeabiliteitsbepaling voorafging. D i t inzicht werd verkregen door het meten van concentratie-veranderingen van oplossingen, wanneer daarin cellen worden gesuspendeerd. Voor het onderzoek is de kcuze van het object van het grootste belang. W a a r het a a n k o m t op het meten v a n concentratieverschillen. is het wenschelijk, d a t deze zoo groot mogelijk worden. Om groote verschillen te krijgen, moeten we echter over veel cellen beschikken, welke, in de oplossing ge-suspendeerd, zoo snel mogelijk door de vloeistof worden om-geven. D a a r d o o r o n t s t a a t een groot diffusieoppervlak en k o m t
het a a n h a n g e n d e - en imbititiewater der celwanden in direct c o n t a c t m e t de oplossing. Concentratieveranderingen g r i j p e n d a n overal gelijktijdig en gelijkmatig plaats. Voor het onderzoek werd persgist, van de Ned. Gist- en Spir.-fabriek te Delft gekozen.
Hiervan werd nu in de eerste plaats het totale vochtgehaUe bepaald door een afgewogen hoeveelheid gist (ongeveer 5 g.) innig te mengen m e t een gewogen hoeveelheid infusorienaarde van bekend vochtgehalte. Van een zestal monsters varieerde h e t uit het drooggewicht berekende vochtgehalte van 73 % t o t 76,8 % en bedroeg gemiddeld ongeveer 75 % .
Meer moeilijkheden leverde de bepaling op van het in en op de celwanden aanwezige vocht. Mej. J . VAN A M S T E L (1) geeft de
volgende m e t h o d e a a n . die haar in s t a a t steide, dit vocht t e bepalen:
,,40 g. persgist van de Ned. (list- en Spir.-fabriek t e Delft worden met 50 cm3 eener 5 % glucoseoplossing snel bij lage
h e t filtraat werd de glucose bepaald volgens de t i t r a t i e - m e t h o d e v a n S C H O O R L . De glucoseconcentratie was gedaald v a n 5 %
op 3,9 %. U i t deze concentratiedaling werd het w a t e r g e h a l t e der gist buiten het p r o t o p l a s m a berekend op 35 % . "
Deze daling is waarschijnlijk niet a a n permeabiliteit der gist voor de suiker toe te schrijven. S W E L L E N G R E B E L (125) i m m e r s ,
die de permeabiliteit bij Saccharomyces cerevisiae naging m e t behulp v a n de deplasmolyse, v o n d d a t 24 u u r noodig was om deplasmolyse v a n j u i s t door glucose geplasmolyseerde gist t e verkrijgen. Glucose wordt dus volgens S W E L L E N G R E B E L zeer
l a n g z a a m opgenomen door de gist. Ook is een 5 % glucose-oplossing niet in s t a a t w a t e r a a n de gist t e o n t t r e k k e n , d a a r volgens S W E L L E N G R E B E L ' S onderzoek de gist isotonisch is m e t
8 % glucose, terwijl Mej. V A N A M S T E L een plasmolytische
grensconcentratie v a n 7 % glucose vond, waarbij als kenmerk voor de plasmolyse gold: ,,het kleiner worden der vacuole en het dientengevolge samenballen der granula r o n d o m de vacuole.' Nu k a n h e t gehalte v a n 35 % v o c h t buiten het protoplasma aan-wezig, volgens Mej. V A N A M S T E L nog te hoog gevonden zijn
tengevolge v a n adsorbtie der suiker op de gist. De grootte v a n deze adsorbtie werd niet n a d e r bepaald.
D a t deze adsorbtie in geringe concentraties waarschijnlijk vrij belangrijk is, blijkt uit de volgende proef:
Suspensies v a n 50 g r a m persgist in 50 cm3 glusose-oplossingen
van verschillende concentraties, werden zoo snel mogelijk ge-centrifugeerd. Ofschoon zoo vlug mogelijk gewerkt werd, was de gist t o c h nog gedurende ongeveer 15 min. in de glucose-oplossingen. Door de t e m p e r a t u u r der oplossingen op 0° C t e brengen, was de vergisting der suiker zoo veel mogelijk tegen-gehouden. Toen we n u uit de dalingen der glucose-concentraties, die volgens SCHOORL bepaald werden, de v e r d u n n i n g door h e t
a a n h a n g e n d e - en h e t imbibitiewater der celwanden berekenden, Week deze bij de lagere suikerconcentraties zeer hoog t e zijn. Bij 0,24 % glucose bedroeg zij zelfs GOO cm3 per 100 g r a m gist.
I m m e r s h e t a a n t a l cm3 water (V), d a t a a n 100 cm3 eener
op-lossing m e t een concentratie C moet worden toegevoegd om een concentratie Cx te verkrijgen, b e d r a a g t :
y _ (C—cjioo
)-Deze groote concentratiedalingen moeten een andere oorzaak h e b b e n ; misschien zijn zij grootendeels toe te schrijven a a n adsorbtie der glucose op de gist. Bij de beginconcentratie v a n
. « , n/ T/ (0.24—0.06)100 0/lirt o A . ,
0,24 % was V = r—~oW~ = 3^ c Aangezienin 100
cm3 oplossing 50 g r a m gist werd gesuspendeerd, zouden zich d a n
op 100 gr. gist 2 X V — 600 cm3 w a t e r bevonden hebben. Op
dezelfde wijze werden de andere waarden voor V berekend (zie Tabel I ) .
T A B E L I.
Concentratie der glue, in % Oorspr. (C) j Na centr. ( d ) 0,24 0,485 0,73 1,21 1.47 2,00 8,70 0,06 0,28 0,5 0,92 1,15 2,55 7,57 Daling ( C - C , ) 0,18 0,205 0,23 0,29 0,32 0,35 1,13 Verdunning met % HaO (V) 3 0 0 73 46 31,5 28 13,7 15 % Water op de gist (2 x V) 600 146 92 6 3 56 27,4 30
T o t een concentratie van 2,90 % d a a l t V, terwijl bij 8,70 % glucose weer een hoogere waarde voor F gevonden werd. Deze l a a t s t e t o e n a m e v a n V moet waarschijnlijk aan w a t e r o n t t r e k
-king worden toegeschreven.
Dezelfde proef werd nu herhaald m e t een niet vergistbare striker, nl. met lactose. N u waren de voor V gevonden w a a r d e n veel geringer, en t e v e n s waren zij in veel geringere m a t e afhanke lijk van de beginconcentratie (zie tabel I I ) .
T A B E L I I . Concentr. lact. in % Oorspr. (C) Na centr. (C,) 0,485 1,47 2,90 5,80 8,70 0,45 1,37 2,72 5,45 8,00 Daling (C - C.) 0,035 0,10 0,18 0,35 0,70 Verdunning met % water (V) 7,8 7,3 6,6 6,4 8,75 % Water op de gist (2 x V) 15,0 14,6 13,2 12,8 17,5
geringe adsorbtie door de gistcellen wijst7 terwijl bij de hoogere
concentraties water a a n de gist wordt o n t t r o k k e n .
Om n u uit te m a k e n voor welk deel een v e r d u n n i n g door h e t i m b i b i t i e w a t e r der celwanden en voor welk deel door w a t e r o n t -t r e k k i n g a a n h e -t pro-toplasma moe-t worden -toegeschreven, is het noodig de concentratie te kennen. die nog juist w a t e r o n t -t r e k -t a a n de normale, dus -turgescen-te gis-tcel. Ui-t -tabel I I blijk-t. d a t bij een lactose concentratie v a n 8.70 % een belangrijk grootere daling o p t r e e d t d a n bij de lagere concentraties. Deze groote daling k a n worden veroorzaakt, d o o r d a t water uit de eel t r e e d t , of d o o r d a t lactose n a a r binnen is gediffundeerd.
S O H N G E K en W I E R I N G A (114) hebben nu een m e t h o d e
aange-geven, die hen in s t a a t stelde, het uittreden van w a t e r u i t de eel q u a n t i t a t i e f t e bepalen.
Door a a n de oplossing een d e r d e stof toe t e voegen, die niet in de eel dringt, niet n o e m e n s w a a r d bijdraagt t o t de verhooging van den osmotischen d r u k der oplossing en die t e v e n s gemakkelijk q u a n t i t a t i e f te bepalen is, is het mogegemakkelijk, de w a t e r v e r p l a a t -sing t e m e t e n en d a a r m e d e ook tegelij kertij d de o p n a m e der opgeloste stof door d e eel t e bepalen.
Als derde stof werd n u in de eerste p l a a t s gedacht a a n kleur-stoffen. E e n groot a a n t a l kleurstoffen werd a a n gistsuspensies toegevoegd, die d a a r n a werden gecentrifugeerd. Daarbij bleek, d a t v a n sommige kleurstoffen een deel m e t de gist uit de op-lossing verdween, tengevolge v a n h e t centrifugeeren of door adsorbtie o p de gistcellen, terwijl bij a n d e r e in de gecentrifu-geerde oplossingen de kleur zoodanig was v e r a n d e r d , d a t v a n een colorimetrische bepaling geen sprake meer kon zijn. Deze kleur-veranderingen zijn gedeeltelijk toe t e schrijven a a n indicator-eigenschappen der kleurstoffen, gedeeltelijk ook a a n troebeling d e r gecentrifugeerde oplossing.
O o k o p l o s b a r e a m y l u m was o n b r u i k b a a r . N a h e t centrifugeeren m e t de gist was h e t zetmeel niet meer j o d o m e t r i s c h t e bepalen. Gedeeltelijk wordt misschien de a m y l u m op de gist geadsor-beerd, terwijl t e v e n s j o d i u m b i n d e n d e stoffen v a n de gist in het centrifugaat komen.
T e n s l o t t e viel de keuze o p gelatine, die volkomen a a n de ge-stelde eischen bleek te voldoen. Door toevoeging v a n een geringe hoeveelheid gelatine a a n de oplossingen is het mogelijk, d e v e r
