Der photodynamische Effekt an der isolierten markhaltigen Nervenfaser
Authors: Stieve Hennig 
Published: February 2015

Der photodynamische Effekt wird in seiner Wirkung auf Schwelle und Aktionsstrom des Schnürrings der isolierten markhaltigen Nervenfasern des Frosches untersucht. Vom Aktionsstrom werden drei Meßgrößen bestimmt: 1. Hmax (willkürliche Stromeinheiten), die maximale Amplitude des Aktionsstroms; 2. t1 (msec), die Zeit, in der der Aktionsstrom von Hmax/2 auf Hmax ansteigt; 3. t2 (msec), die Zeit, in der der Aktionsstrom von Hmax auf Hmax/2 abfällt.

Als Farbstoffe werden Acridingelb, Bengalrosa, Eosin und Methylenblau verwendet.

Bei Belichtung der gefärbten Nervenfaser steigt die Schwelle, Hmax wird kleiner, t1 und t2 werden länger. Die Veränderungen von Schwelle und Aktionsstrom nehmen mit steigender Bestrahlungsstärke zu.

Bezogen auf gleiche eingestrahlte Energie ist die Schwellenerhöhung bei langsamer Zuführung der Lichtenergie (geringe Bestrahlungsstärke bzw. intermittierende Belichtung) größer als bei schneller (Dauerlicht großer Bestrahlungsstärke).

Der photodynamische Effekt nimmt mit steigender Farbstoffkonzentration zu.

Die Anstiegssteilheit der Schwelle bei Belichtung ist, abgesehen von den ersten Min. nach Zugabe der Farblösung, von der Dauer der Farbstoffwirkung auf die Nervenfaser im Dunklen unabhängig.

Die Schwelle der gefärbten Nervenfaser steigt durch Belichtung bei Zimmertemperatur stärker als bei tiefer Temperatur.

Polarisation verändert Schwelle und Aktionsstrom bei der gefärbten und der gefärbten, belichteten Nervenfaser ähnlich wie bei der ungefärbten Faser.

Bei Anelektrotonus während der Belichtung steigt die Schwelle der gefärbten Nervenfaser weniger als ohne Polarisation, bei Katelektrotonus stärker. Anelektrotonus kann die durch die Belichtung vernichtete Erregbarkeit der gefärbten Nervenfaser nicht wieder herstellen.

Der Demarkationsstrom des gefärbten Gesamtnerven sinkt während der Belichtung und einige Min. danach und bleibt dann konstant.

Calciumentzug hat keinen Einfluß auf den photodynamischen Effekt.

Der photodynamische Effekt ist an die Anwesenheit von Sauerstoff gebunden.

Die durch den photodynamischen Effekt gesetzten Schädigungen der Nervenfaser sind irreversibel.

Nach Verlust der Erregbarkeit durch Atmungshemmung können an der durch Anelektrotonus wieder erregbar gemachten, gefärbten Nervenfaser bei Belichtung die für den photodynamischen Effekt typischen Veränderungen an Schwelle und Aktionsstrom nachgewiesen werden.

Die vorliegenden Ergebnisse lassen sich durch die Ionentheorie der Erregung (HODGKIN und Mitarb.) interpretieren:

Bei Anwesenheit des Farbstoffs an der Schnürring-Oberfläche im Dunkeln sind die Permeabilitäts-Änderungen bei der Erregung geringer. Durch die Belichtung kann Farbstoff merklich in die Nervenfaser eindringen. Die photodynamisch erzeugten Veränderungen von Schwelle und Aktionsstrom sind auf zwei Prozesse zurückzuführen:

1. Die Fähigkeit der Membran zu Permeabilitäts-Änderungen bei der Erregung wird direkt beeinflußt.

2. Das Ruhepotential sinkt durch allgemeine Permeabilitäts-Erhöhung, dies bewirkt eine Inaktivierung des Na-Transportsystems.

Wahrscheinlich werden durch den photodynamischen Effekt die Systeme, die die Na- und K-Permeabilitäts-Änderungen bewirken, direkt geschädigt.

Die erörterten Hypothesen, die nicht voraussetzen, daß auch bei der markhaltigen Nervenfaser eine K-Permeabilitäts-Zunahme an der Bildung des Aktionspotentials beteiligt ist, führen zu unwahrscheinlichen Folgerungen.