Untersuchungen zur Frage der Temperaturadaptation an einem chemischen Zellmodell

Abstract

Numerous results suggest that certain adaptive responses to temperature are caused by the tissue metabolism itself. In order to examine how such a deviation from the Arrhenius equation may be interpreted, oxygen consumption of a metabolic model was measured under conditions of rapidly changing temperatures. A similar adaptive behavior was found as in biological experiments. Kinetic considerations suggest that the concentration of the rate-determing component within the reaction volume increases relatively due to temperature drop and vice versa. Calculations using biological data show furthermore that the duration of such physical transient effect is relatively short. Therefore, it may be concluded that most of the biological results reported in literature represent cases of slow adaptive processes caused by changes in the metabolic system itself. According to the theory presented however, these unknown changes can be assessed by deriving the adaptation of biological metabolic rates from changes of fundamental parameters of an equivalent model cell.

Zusammenfassung

1. Der Sauerstoffverbrauch einer chemischen Modellzelle zeigt bei schnellen Temperaturänderungen das gleiche überschießende Verhalten, wie es in zahlreichen biologischen Versuchen beobachtet wurde.

2. Auf Grund kinetischer Betrachtungen kann dieses dadurch erklärt werden, daß der Partialdruck der geschwindigkeitsbestimmenden Komponente in der Wärme relativ stärker als in der Kälte gesenkt wird.

3. Dieser physikalische Einstellvorgang erfolgt jedoch relativ schnell, so daß die meisten der bisher beobachteten Adaptationsvorgänge offenbar auf einer zusätzlichen langsamen Veränderung der Systemparameter beruhen.

4. Mit Hilfe der abgeleiteten Gleichungen ist es aber möglich, auch diese langsamen Adaptationsvorgänge auf prinzipielle Grundformen zurückzuführen und diese an Hand äquivalenter Bilanzgrößen quantitativ zu erfassen.