Zur Frage der Stoffaufnahme durch die lebende pflanzliche Zelle V. Zur Theorie der Aufnahme basischer Stoffe

Abstract

An Hand der geschilderten Versuchsergebnisse wird der Aufnahme basischer Stoffe (Kationenaufnahme) durch die lebende pflanzliche Zelle folgende Arbeitshypothese zugrunde gelegt: Zellsaft und Außenmedium stellen ein Zweiphasensystem dar, in das der Protoplast als Diaphragma eingeschaltet ist. Über die Aufnahme oder Nichtaufnahme eines Stoffes in die Vakuole entscheidet in erster Linie der Koeffizient seiner Verteilung zwischen Außenmedium und Zellsaft, der durch folgende Faktoren bestimmt wird: H-Ionen-Konzentrations-Gefälle Außenmedium/Zellsaft, Dissoziationsgrad des aufzunehmenden Stoffes, Gehalt des Außenmediums und des Zellsaftes an adsorbierenden Substanzen wie Kolloiden und sauren Lipoiden. Die Permeabilität hat erst in zweiter Linie für die Stoffaufnahme Bedeutung als begrenzender Faktor im Sinne des Ultrafilterprinzips. Für die Aufnahme eines basischen Stoffes in das Protoplasma gibt dagegen der Verteilungskoeffizient, der auf einer verschiedenen Löslichkeit des Stoffes in hydrophilen und hydrophoben Medien beruht, den Ausschlag. Die die Stoffaufnahme beeinflussenden Faktoren, wie Wasserstoffionenkonzentration, Salze, Licht, Temperatur u. a., wirken weniger verändernd auf die Permeabilität des Cytoplasmas — wie bisher allgemein angenommen —, sondern vor allem auf die Verteilung des untersuchten Stoffes zwischen Außenmedium und Zellsaft, indem sie eine Verschiebung des Dissoziationsgrades der aufzunehmenden Verbindung bedingen und über den Stoffwechsel den pH-Wert des Zellsaftes ändern. — Das lebende Cytoplasma wird als sehr stabiler, nach außen reaktionsträger Eiweiß-Lipoid-Komplex aufgefaßt, dessen Carboxyl- und Aminogruppen durch Lipoide abgeschirmt sind, und das in seinen Eigenschaften einem neutralen, hydrophoben Lipoid entspricht. Erst beim Absterben wird die Eiweiß-Lipoid-Bindung gesprengt und das Cytoplasma auch nach außen reaktionsfähig.