Stationäre Kennlinie und Funktion erregbarer Membranen

Zusammenfassung

Zur Klärung der Frage, ob der negative Widerstand, der dem Verstärkermechanismus erregbarer Membranen zugrunde liegt, an den Erregungsablauf gebunden — also nur instationär — oder ob er als ständige Eigenschaft der Membran unabhängig von der Aktivität — also stationär — nachweisbar ist, wurde die stationäre Strom-Spannungscharakteristik an einzelnen Ranvierknoten mit eingeprägter Meßspannung aufgenommen. Es ergab sich:

• 1. Die Membran besitzt eine stationäre Höcker-Tal-Kennlinie. Diese weist im Bereich zwischen 10 und 40 mV Depolarisationsspannung einen stationären, kontinuierlich registrierbaren negativen Widerstand auf.

• 2. Dieser negative Widerstand ist als stationäre Materialeigenschaft der Membran von dem für die normale Erregung erforderlichen Ionenmilieu unabhängig.

• 3. Der Nachweis der stationären fallenden Charakteristik gelingt vorerst nur an depolarisierten Membranen, denn nur bei Depolarisation wird der zur Darstellung des regenerativen Abschnittes erforderliche Einwärtsstrom nicht den Membranbatterien entnommen, sondern kann von außen geliefert werden.

• 4. Schwellen und Amplituden der K^.-Aktionspotentiale lassen sich direkt auf die während der gleichen K^.-Depolarisation aufgenommene Kennlinie zurückführen.

• 5. Physikalische und physikalisch-chemische Einflüsse führen zu einander entsprechenden Veränderungen vom normalen Aktionspotential und stationärer Kennlinie. Diese durch alternierende Registrierung von Aktionspotential und Kennlinie am selben Präparat erhobenen qualitativen Befunde sprechen dafür, daß auch das normale Aktionspotential auf stationären Eigenschaften der Membran beruht.

Summary

This publication is concerned with the question whether excitability and action potential of the Ranvier node are based upon stationary electrical properties of the excitable membrane. For an answer the stationary current-voltage behaviour of Ranvier nodes was investigated by means of impressed voltage. The following results were obtained:

• 1. The stationary current-voltage characteristic of the Ranvier node has a region of negative resistance between 10 and 40 mV depolarization voltage.

• 2. Because this negative resistance can be shown independently of the ionic-milieu necessary for a normal excitement, the negative slope characteristic seems to be a stationary material property of the membrane.

• 3. Until now the stationary negative slope characteristic can be proved in depolarized membranes only, for only in the state of depolarization the inward current which is necessary for recording of the negative resistance, must not be drawn from the membrane batteries but can be delivered from the external circuit.

• 4. Depolarization — and repolarization — threshold as well as the amplitude of K^.-action potentials can directly be referred to the current-voltage characteristic recorded during K^.-depolarization.

• 5. Physical and physico-chemical influences lead to corresponding changes of normal action potential and stationary characteristic. These qualitative results were obtained from recordings which were alternatingly performed in the same preparation. They agree with the assumption that the normal action potential too depends on stationary properties of the membrane.