DER ISOELEKTRISCHE PUNKT VON ZELLEN UND GEWEBEN
Authors: (Bremen) Dr. HANS PFEIFFER 
Published: January 2008

Zusatnmenfassung.(1) Der Begriff des IEP hat seine ursprüngliche Bedeutung auch in der physikalischen Chemie gegen eine neue eingetauscht.(2) Die genaue Analyse zeigt die Existenz von vier Wendepunkten in der quasi isoelektrischen Zone: isoelektrisches und isomolares Stadium, Maximum der Neutralteilchen und der Ionisation.(3) Nur der wahre IEP ist mit Stillstand der Elektrophorese verbunden. Die andern Wendepunkte, auch diejenigen im Maximum der Neutralteilchen (Minima des osmotischen Druckes, der Viskosität, der Quellung, der Lösungsstabilität), liegen bereits im Gebiete kathodischer Wanderung der Elektrolytteilchen.(4) Auch in der biologischen Literatur wird der Begriff des IEP für das Maximum der Kurve des Dissoziationsrestes (ρ) verwendet. Es besteht jedoch ein Unterschied zwischen diesen beiden Wendepunkten, indem der IEP im Gegensatz zum ρ‐Maximum durch Salzbildung nicht verschoben wird.(5) Zellen und Gewebe von Pflanzen—und vielleicht auch von Tieren—zeigen viele Reaktionen in derselben Weise wie Ampholyten mit einem IEP (Imbibitions‐fähigkeit, Verhalten gegen Flockungsmittel, Azidifikation eines Mediums, chemisches Bindungsvermögen usw., wahrscheinlich auch Permeabilität und Adsorption von Ionen).(6) Wahrscheinlich wird diese Erscheinung hervorgerufen durch die Anwesenheit von Ampholyten auf den Oberfiächen der Zellen und an ihren Grenzfiächen im Innern des Protoplasmas.(7) Das Ampholytverhalten von Geweben und die Realität ihres IEP ist allerdings noch zu wenig geprüft worden in Hinblick: auf die Ionenpermeabilität und Stoffaufnahme durch das Protoplasma, auf das elektrohistologische und elektropische Verhalten von Zellen, auf die Hydrolysen und Kondensationen im Protoplasma, auf den Mechanismus der Einwirkung auf bestimmte physiologische Leistungen der Zelle, wie Plasmaströmung u. dgl.(8) Bei der Azidifikation gibt es neben dem Regulationsmechanismus (sogen. Robbins‐Effekt) gegenüber dem Medium auch einen Regulationsschemismus (= Schematismus), der von jenem induziert wird.(9) Es ist nicht zu verlangen, dass die Charakterisierung der Gewebe als Ampholyte (d. h. die Annahme eines IEP von Zellen oder Geweben) samtliche hier erwähnten und die damit zusammenhängenden Fragen endgültig lösen wird. Aus diesem Grunde braucht auch die Bethe'sche Reaktionsregel nicht vollkommen zu befriedigen (cf. auch § 25, Plasmoptysis).(10) Die Hypothese von der Realität eines IEP von Zellen und Geweben stützt u. a. die Fastigialtheorie zur physikochemischen Erklärung der Meristematisierung (Embryonalisierung, Entdifferenzierung) von (pflanzlichem) Zellmaterial.(11) Im IEP der Plasmaproteine finden wir zugleich ein Minimum der physiologischen Zellenleistung.(12) Das Vorkommen verschiedener Proteine im Protoplasma bewirkt nicht tets einen kollektiven IEP, sondern in manchen Fällen sind nach den heutigen Auffassungen verschiedene IEP in bestimmten Aziditätsbereichen von überwiegender Bedeutung (sukzessives Ausscheiden der andern?).Summary.(1) The conception of the IEP has altered its original meaning both in biology and in physical chemistry.(2) Exact analysis shows the existence of four turning‐points in the quasi‐isoelectric zone: the isoelectric and isomolar stages, and the maxima of neutral particles and of ionisation.(3) The true IEP alone is connected with the stationary phase of electrophoresis. The remaining turning‐points, including those at the maximum of neutral particles (minima of osmotic pressure, of viscosity, of imbibition, of solution stability) lie within the region of the cathodic migration of electrolyte particles.(4) In biological literature the conception of the IEP is employed for the maximum point of the dissociation curve (ρ). Nevertheless there is a difference between these two turning‐points in that the IEP, but not the ρ‐maximum, is not displaced by salt formation.(5) Cells and tissues of plants, and perhaps also of animals, show many reactions similar to those of ampholytes with an isoelectric point. Such are the capacity of imbibition, behaviour towards flocculating agents, acidification of the medium, chemical affinities, etc., and probably also permeability and adsorption of ions.(6) Probably this phenomenon is due to the presence of ampholytes on the surfaces of cells and at the boundaries in the interior of the protoplasm.(7) The ampholyte behaviour of tissues, however, and the reality of their IEP has up to now been insufficiently tested from the points of view of the permeability to ions and the uptake of substances by protoplasm, of the electrohistological and electropic behaviour of cells, of hydrolyses and condensations in protoplasm, and of the mechanism of particular physiological cell functions such as protoplasmic streaming and so on.(8) In the acidification phenomenon there exists, in addition to the regulatory mechanism (so‐called Robbins effect) towards the medium, also a chemical regulation (schematism) induced by this.(9) It is not assumed that by regarding tissues as ampholytes (i.e. by the assumption of an IEP for cells and tissues) all problems will be finally settled. For this reason Bethe's law of reaction cannot be expected to be completely satisfactory (cf. also § 25).(10) The hypothesis of the existence of an IEP of cells and tissues supports among others the fastigial theory which gives a physico‐chemical explanation of meristem formation (dedifferentiation) in plant tissues.(11)At the IEP of plasma proteins there is a minimum of physiological functions.(12) The presence of different proteins in protoplasm does not always bring about a collective IEP, for in many instances, according to present conceptions, certain IEP's in definite regions of acidity are of predominant importance, possibly in consequence of the successive elimination of the others.