The role of the diffusion of oxygen in the respiration of rat diaphragm at different temperatures

Kurzfassung

Es werden Ergebnisse vorgelegt, welche die Hypothese untermauern, daß die Respirationsrate von Hemidiaphragmen und Gewebescheiben in vitro eingeschränkt ist, weil der Sauerstoff die innersten Gewebeschichten nicht zu erreichen vermag. Die Errechnung der kritischen Gewebedicke nachWarburgs Formel erfordert die Einsetzung des Wertes für QO₂, der ist aber unbekannt, da er ja selbst wiederum von der Dicke abhängt. Man kann diesem Dilemma nicht dadurch ausweichen, daß man dünnere Scheiben verwendet; denn das würde die Gewebe beschädigen und so den QO₂ herabsetzen. Wir haben festgestellt, daß die Auftragung von log QO₂ gegen 1/T für das Rattendiaphragma eine gerade Linie ergibt zwischen -6° und 13,5° C und eine Linie mit dem halben Anstiegswinkel zwischen 18° und 38° C. Unter der Annahme, daß das Sauerstoffangebot über etwa 18° C unzureichend wird, werden Gleichungen gegeben für die Errechnung des QO₂ bei den oben genannten Temperaturen. Die errechneten Daten stimmen mit den beobachteten Werten gut überein. Bei 33° C war der QO₂-Wert höher bei einem Sauerstoffdruck von 2 Atmosphären als bei einem solchen von 1 Atmosphäre; dieser Sachverhalt steht in Übereinstimmung mit den theoretischen Erörterungen.

Summary

1. Data are presented to support the hypothesis that the respiration rate of hemidiaphragms and tissue slices is restrictedin vitro because oxygen fails to reach the innermost layers of the tissue.

2. Calculation of limiting thickness fromWarburg's formula (Equation 1) requires use of a value for QO₂, but the true value is unknown since it is in turn dependent upon thickness. The dilemma is not avoided by making thinner slices because this damages tissues and reduces the QO₂.

3. We found that for rat diaphragm a plot of log QO₂ versus 1/T yields a straight line between -6° and 13.5° C, and a line of half that slope from 18° to 38° C.

4. Equations are presented for calculating QO₂ at these temperatures, assuming that oxygenation is incomplete above about 18° C. The calculated values agree well with the observed values. Further, QO₂ of diaphragm at 33° C was higher at an oxygen pressure of 2 atmospheres than 1 atmosphere in agreement with theoretical considerations.