Über die Veränderung der chemischen Zusammensetzung vonScenedesmus obliquus bei synchroner Kultur im Licht-Dunkel-Wechsel

Ohne ZusammenfassungMit 10 Textabbildungen     

Zur Feinstruktur der Oocyten mariner Teleosteer

Zusammenfassung 1. Die Feinstruktur verschiedener Entwicklungs-Stadien von Oocyten mariner Teleosteer wurde elektronenmikroskopisch untersucht.2. Das überwiegende Strukturelement sind Membranen und Membransysteme.3. Die primäre Oocytenmembran im engeren Sinne ist eine typische Zellmembran, die sich nicht von anderen Zellmembranen unterscheidet.4. In jungen Entwicklungsstadien ist der Kontakt zwischen Oocyten und Follikel besonders eng. Die Oocytenmembran und der Interzellularraum verschwinden in engbegrenzten Bereichen.5. Die Oocytenmembran bildet Mikrovilli, die entweder gleichmäßig über die Eizell-Oberfläche verteilt sind oder in Gruppen zusammenstehen.6. Außerhalb der Oocyte wird zwischen den Mikrovilli eine homogene Substanz angelagert und damit die Bildung der Corticalschichten eingeleitet.7. Die Eirinde (Cortex) besteht aus zwei Schichten. Die äußere kann leistenförmige Erhebungen tragen, aus der inneren können sich fibrilläre Bündel differenzieren, die die Hülle enorm verstärken. Die Verbindung nach außen wird durch Radialkanäle aufrechterhalten, die sich erst kurz vor der Eiablage durch Verquellung der Fibrillenbündel schließen.8. Die Kernhülle besteht aus einer äußeren und einer inneren Membran, dazwischen liegt die perinucleäre Zisterne. Poren sind häufig, annulusartige Strukturen seltener.9. Die Kerne vergrößern während des Wachstums der Oocyten ihre Oberfläche durch Ausbuchtungen, in denen gewöhnlich ein Nucleolus liegt. Nucleolarmaterial wird an das Cytoplasma abgegeben.10. Von der Kernhülle schnüren sich Vesikel in das Cytoplasma ab, die sich in jungen Oocyten zu Membransäckchen formieren. Die Membransäckchen umgrenzen größere, weitgehend geschlossene Bezirke im Plasma, in denen unter Beteiligung von Mitochondrien Dotter gebildet wird. Sie wandern dann nach außen und zerfallen unter der Zellmembran in Vesikel.11. Ergastoplasma findet sich reichlich in den Zellen des Follikelepithels, kaum in der Oocyte selbst.12. Mitochondrien treten zuerst in Kernnähe auf, später erfüllen sie das Cytoplasma. Die Form ihrer Innenstrukturen ist variabel.13. Durch konzentrische Umgruppierung der Innenstrukturen gehen aus den Mitochondrien vielschichtig-membranöse Körper hervor, die in älteren Oocyten enge topographische Beziehung zu dem spärlich vorhandenen Ergastoplasma haben.14. Die Mitochondrien geben nach Umordnung ihrer Innenstrukturen langgestreckte, schmale Vesikel an das Cytoplasma ab. Damit wird nicht nur membranöses Material geliefert, es öffnet sich auch eine direkte Verbindung vom inneren Chondrioplasma zum Cytoplasma.15. Das diffus aus dem Kern austretende Material wird — wenigstens zum Teil — in den Hohlkehlen aufgewundener Mitochondrien konzentriert.16. Die in den Mitochondrien nachgewiesenen osmiophilen Partikel sind nicht Zentren der Dotterbildung (wie vielleicht beiRana).17. Zwei Wege der Dotterbildung werden unterschieden: frei im Cytoplasma oder innerhalb membranumschlossener Bezirke. Im Cytoplasma entsteht vor allem Lipoid-Dotter, innerhalb von Membranen Eiweißdotter.18. Der Dotterkern der Fischoocyten ist einfach granulär ohne weiteren Strukturinhalt. Er besteht aus Kernmaterial, das sich in einem mittleren Cytoplasmabereich vielleicht unter Mithilfe von Mitochondrien gesammelt hat und zur Zellperipherie wandert, wobei sich der Komplex wieder auflöst.19. Die Dalton-Komplexe bestehen aus 4 bis 5 flachen Zisternen, die nach den Seiten Vesikel abschnüren.20. Vesikel verschiedenster Herkunft übernehmen einen Teil des Stofftransportes in der Eizelle und als Pinocytose-Vesikel auch den Austausch zwischen Follikelzellen und Oocyte.21. Ribosomen treten im Cytoplasma der Oocyte erst dann auf, wenn Nucleolarsubstanz den Kern verlassen hat.22. Der zur Oocyte gehörende Follikel besteht aus dem Follikelepithel, der Basalmembran und der Theca folliculi.23. Der Interzellularraum zwischen Oocyte und Follikelepithel wird durch Einlagerung vor allem von Mucopolysacchariden zur Zona pellucida.24. Bei der Ovulation trennt sich die Oocyte entlang der Basalmembran vom Follikel.25. Die Barriere zwischen Blut und Oocyte besteht aus mindestens fünf Schichten.26. Eine klare Definition der Strukturen zwischen Oberflächenepithel und Oocytenplasma wird angestrebt.27. Die als Ultrafilter dienende Basalmembran ist in artspezifischer Weise ein- oder vielschichtig.28. Demersale Eier sind widerstandsfähig durch dicke Hüllschichten. Planktische Eier sind leichter gebaut, weichen in Einzelheiten der Konstruktion aber bei verschiedenen Arten voneinander ab.29. Das Differenzierungsgeschehen ist Ausdruck der der Eizelle innewohnenden oogenetischen Potenz.30. Nur die gemeinsame Betrachtung von Struktur und Funktion vermag zum vollen Verständnis der in der Oocyte ablaufenden Vorgänge zu führen.

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On the ultrastructure of the oocytes of marine teleosts

The fine structure of various stages of development of oocytes of several marine teleosts was studied by electron microscope. The primary membrane of the oocyte represents a typical cell membrane. The contact between the oocyte and the follicle is particularly close in early stages. The membrane of the oocyte and the intercellular space disappear in closely restricted areas. Outside the oocyte a homogeneous substance is applied between the microvilli introducing the forming of the cortical layers. The cortex consists of two layers: the outer one may bear ledge-like elevations; the inner one may form bundles of fibrils, which strengthen the cortex. During growth of the oocyte the surface of the nucleus is enlarged by indentations in which a nucleolus is almost always located. Nucleolar material is supplied to the cytoplasm. Mitochondria first appear near the nucleus; later they fill up the cytoplasm. Through concentrical regrouping of their inner structure, the mitochondria are transformed into multi-layered, membranous bodies which have a close topographical relation to the sparse ergastoplasm. After regrouping of their inner structures, the mitochondria detach small elongated vesicles into the cytoplasm. In this way, not only membranous material is delivered but also an immediate contact between the inner chondrioplasm and the cytoplasm is reached. There are two ways of yolk production: in the unconfined cytoplasm (lipid yolk) and within certain areas surrounded by membranes (protein yolk). The yolk nucleus of teleost oocytes is granulous and bears no other elements of structure. The intercellular space between the oocyte and the follicular epithelium is transformed into zona pellucida by storing of special mucopolysaccharides. During ovulation the oocyte is separated from the follicle along the basement membrane. The barrier between blood and the oocyte consists of at least 5 layers. The basement membrane, which serves as ultra filter, has one or more layers, depending on the species. The high resistance of demersal eggs is related to their thick cortical layers. Planktontic eggs are of more delicate structure, the details of their construction, however, vary among species.

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Habilitationsschrift zur Erlangung der venia legendi an der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Justus Liebig-Universität Gießen.     

Neue Ergebnisse über die Arbeitshyperthermie des Menschen

Nielsen (1938) demonstrated that hypothermia during exercise is independent of room temperature within a range from 5° to 32° C. Subsequently, other investigators confirmed this observation. From these results,Asmussen &Nielsen (1947) concluded that a resetting of the thermoregulatory centre brought about by impulses reaching the brain from the working muscles or from the motor centres takes place. In order to find out whether impulses from motor centres really affect the thermoregulatory centres, we tried, by administration of curare in human beings, to increase the frequency of impulses necessary to bring about a certain amount of mechanical work. However, in 2 series of experiments at room temperatures of 23° and 34° C respectively and at a constant work output of 3 mkp/sec, no significant differences in body temperature (measured in the lower esophagus) before and during curare infusion could be detected. In the resting conditions, curare exerts no influence on body temperature. In normal subjects performing low work (3 mkp/sec) the body temperature decreases at a room temperature of 23° C but increases at a room temperature of 32° C. In conclusion, the hyperthermia during exercise cannot be due to a resetting of thermoregulatory centres. It works rather like a proportional closed loop control system. The relative independence of the hyperthermia from the environmental temperature suggests a considerable influence of the latter parameter via the thermoreceptors of the skin on the thermoregulation during work.     

Isolation and properties of the plasmalemma in yeast

Summary A method is described for the isolation of fragments of the plasmalemma based on differential and density gradient centrifugation using cell free extracts from anaerobically grown Saccharomyces cerevisiae. Electron microscopically investigated frozen-etched specimens of isolated plasmalemma revealed the presence of globular particles attached to the outer surface of the membrane; these particles correspond to those observed in situ.In isolated plasmalemma a high specific activity of Mg⁺⁺-dependent ATPase, which is not sensitive to Oligomycin, is present. Yeast plasmalemma contains protein, lipids (including phospholipids) and an appreciable amount of polysaccharide. Hydrolysis of this polysacharide yields only mannose.The treatment of the isolated plasmalemma with detergents liberates the globular particles which can be isolated by density gradient centrifugation. Protein and polysaccharide occur in the respective fraction; therefore the globular particle represents a mannan-protein. It is concluded that the particles, which cover the plasma-membrane of plant cells, represent glycoproteins, that is, building stones to be incorporated into the fibrillar network of the cell walls.     

Lipoide als zytochemisches Substrat der Bindungsorte basischer Vitalfarbstoffe in Blut-, Epithel- und Tumorzellen

Zusammenfassung Die zytochemische Natur der Anreicherungsorte basischer Vitalfarbstoffe (Akridinorange, Nilblausulfat und Neutralrot) im Zytoplasma von Blutplättchen, Leukozyten, Mäuseaszites-Tumorzellen und Epithelzellen wurde untersucht. Dabei stellte sich heraus, daß bei allen untersuchten Zelltypen Phospholipoide oder Phospholipoproteide als Substrat der umschriebenen Farbstoffbindung in lysosomalen Zellstrukturen dienen. Die Supravitalfärbung mit basischen Farbstoffen ist demnach als zytochemischer Lipoidnachweis geeignet, wenn unter bestimmten Bedingungen und unter Einhaltung eines definierten Färbestadiums (Stadium der granulären oder vakuolären Farbstoffverteilung) beobachtet wird. Auf die methodischen Vorteile der Supravitalfärbung wird hingewiesen.

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Summary The cytochemical character of the substrat for basic vital dyes (acridine orange, nil blue sulfate, neutral red) has been studied in the cytoplasma of blood platelets, leucocytes, Ehrlich Ascites tumor cells and epithelial cells. It could be demonstrated that the vital dyes are bound to lysosomal phospholipids or phospholipoproteins in the different cell types. Supravital staining with basic dyes is therefore considered to be a useful method for identifying lipid material in cytology, provided defined conditions and stades of staining are observed. The advantages of the proposed method are discussed.

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Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft     

Der cytochemische Nachweis von Prolin-Dehydrogenasen,Acetaldehyd-Dehydrogenasen und Dihydroliponsäure-Dehydrogenase in den Zellen vonSaccharomyces cerevisiae

Summary Using the tetrazolium salt Nitro-BT, the following dehydrogenases can be demonstrated cytochemically in the cells ofSaccharomyces cerevisiae: (1)Proline dehydrogenase activity: it cannot be decided whether the formazan production is a result of L-proline: NAD(P)-2-oxidoreductase (E.C. 1.5.1.1) or of L-proline:NAD(P)-5-oxidoreductase(E.C. 1.5.1.2); (2)Aldehyde dehydrogenase activity: using the coenzymes NAD and NADP and the activators KCl and MgCl₂, different reaction pictures are obtained which led to the conclusion that aldehyde: NADP oxidoreductase (E.C. 1.2.1.4) and aldehyde: NAD(P) oxidoreductase (E.C. 1.2.1 5) can be demonstrated seperately; (3)Dihydrolipoic dehydrogenase (E.C. 1.6.4.3): an exactly controlled pH level (pH 6.0) of the complete incubation medium is an essential prerequisite for the specificity of the reaction. The formation of filamentous formazan deposits can be interpreted as the expression of the mitochondrial localization of the enzyme.Zusammenfassung In den Zellen vonSaccharomyces cerevisiae lassen sich mit Hilfe des Tetrazoliumsalzes Nitro-BT cytochemisch nachweisen: 1. eineProlin-Dehydrogenasen-Aktivität, wobei nicht entschieden werden kann, ob die Formazanbildung durch L-Prolin: NAD(P)-2-Oxydoreduktase(E.C. 1.5.1.1) oder durch L-Prolin: NAD(P)-5-Oxydoreduktase(E.C. 1.5.1.2) hervorgerufen wird; 2. eineAldehyd-Dehydrogenasen-Aktivität: durch Einsatz der Coenzyme NAD und NADP sowie der Aktivatoren KCl und MgCl₂ erhält man unterschiedliche Reaktionsbilder, so daß die Annahme gerechtfertigt erscheint, daß hiermit Aldehyd: NADP-Oxydoreduktase(E.C. 1.2.1.4) und Aldehyd: NAD(P)-Oxydoreduktase (E.C. 1.2.1.5) getrennt nachweisbar sind; 3. dieDihydroliponsäure-Dehydrogenase (NAD-H₂:Lipoamid-Oxydoreduktase, E.C. 1.6.4.3): bei diesem Enzymnachweis ist eine exakte Einstellung des pH-Wertes des Mediums auf 6,0 die Voraussetzung für die Spezifität. Die Bildung länglicher Formazanablagerungen in den meisten Zellen deutet auf die mitochondriale Lokalisation des Enzyms hin.

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Frau Prof. Dr. B.Haccius danke ich für die großzügige Unterstützung bei der Durchführung dieser Untersuchungen. Die Brotfabrik Grahamhaus Studt KG., Bad Kreuznach, stellte einen Arbeitsplatz zur Verfügung, wofür ich auch an dieser Stelle danken möchte.