Der Arbeitszyklus geordneter Aktomyosinsysteme (Muskel und Muskelmodelle)

Abstract

. 1. Das Aktomyosin des Warmblütermuskels befindet sich in Abwesenheit von ATP im Zustand der Starre. Der Elastizitätsmodul (EM) des intakten Warmblütermuskels wie des Fasermodells aus Warmblütermuskeln beträgt dann 4000-8000 g cm-2· L· ΔL-1. Im Aktomyosinfaden mit seinem geringeren Eiweißgehalt ist der EM niedriger. 2. Durch ATP in physiologischer Konzentration sinkt der EM in allen Systemen auf 0,1 des Starrewertes, falls die Systeme nicht in den Kontraktionszustand geraten. Dieser Elastizitätszustand wird nicht nur für den Muskel, sondern auch für die Modelle als Ruhezustand bezeichnet. Die Fähigkeit des ATP, diesen Zustand hoher Dehnbarkeit herbeizuführen, wird Weichmacherwirkung genannt. 3. Im Kcntraktionszustand liegt der EM zwischen den Werten der Starre und des Ruhezustandes - sowohl beim Muskel wie beim Modell. 4. Im Zustand der Starre sind kontrahierte Muskeln wie Modelle unfähig zu erschlaffen. Dagegen erschlaffen Muskeln wahrscheinlich (A. V. Hill) und Modelle mit Sicherheit, sowie die Kontraktionsvorgänge aufhören, wenn ihr elastischer Widerstand auf den „Ruhe“wert herabgesetzt ist (EM ≤ 1000 g · cm-2 L · Δ L-1). 5. Kontraktion tritt immer ein, wenn ATP gespalten wird. Erschlaffung tritt ein, wenn die ATP-Spaltung aufhört - von selbst im Muskel, durch ATPase-Vergiftung oder ATP-Entfernung in den Mcdellen. Doch muß im letzteren Falle das Starrwerden der Modelle durch andere Weichmacher verhindert werden. 6. Andere reversible Weichmacher sind anorganische und Nucleosid-Di- und -Triphosphate. 7. Aus diesen Beobachtungen geht hervor, daß die Erschlaffung der thermodynamisch freiwillige und die Kontraktion der unfreiwillige Anteil des Arbeitszyklus ist. Die Energie der Kontraktionsphase entstammt offenbar der ATP-Spaltung.