Histochemische Studien an den Plexus chorioidei,an der Paraphyse und am Ependym von Rana temporaria L.

Zusammenfassung Die Epithelzellen der Plexus chor. ventr. III und IV, das Paraphysenepithel und das Ventrikelependym von Rana temporaria L. zeigen eine deutliche — wenn auch quantitativ unterschiedliche — Aktivität von SDH, -HBDH und LDH. Der Nachweis einer UDPGGT-Aktivität fällt dagegen nur im Plexusepithel positiv aus. In der Plexusepithelzelle sind die Formazangranula gleichmäßig über das gesamte Plasma verteilt, während sie in den Ependymzellen vorwiegend im apikalen, lumenwärtigen Teil der Zelle angeordnet sind. Die Ependymzellen lassen im Reaktionsausfall Typenunterschiede erkennen. Bei einigen Tieren wird die Auswirkung einer Adrenalininjektion auf das Enzymmuster der Plexusepithelzellen untersucht; die funktionellen Zusammenhänge mit einer gleichzeitigen Entspeicherung ihres Glykogenvorrats werden erörtert. Die Verteilung und der Lamellierungstyp der Mitochondrien im Plexus- und Paraphysenepithel werden mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen illustriert. Einige Komentare sind dem histochemischen Verhalten des Wundrandes gewidmet.

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Histochemical studies on the choroid plexuses, the paraphysis cerebri, and the ependyma of Rana temporaria L.

Summary The epithelium of the choroid plexuses of the IIIrd and IVth ventricles as well as the paraphyseal epithelium and the ventricular ependyma cells of Rana temporaria L. show distinct activities of SDH, -HBDH and LDH, that differ quantitatively. The UDPGGT-reaction is positive in the plexus epithelium. In the epithelium of the choroid plexus, the formazan granules are evenly distributed in the cytoplasm. In the ependyma cells an apical accumulation of this material can be demonstrated. The various morphological types of the ependyma cells differ in the intensity of the SDH, -HBDH and LDH-reactions. In the plexus cells of some animals the effect of epinephrine was studied on the histochemically-detectable activity of these enzymes with respect to the simultaneous depletion of the glycogen depot. The distribution and ultrastructure of mitochondria is described in the choroid plexus and paraphyseal epithelial cells. A comment is made in reference to some histochemical pecularities of stab wound areas.

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Teil einer medizinischen Doktorarbeit.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Histochemische,elektronenmikroskopische und quantitative Studien über den Glykogenvorrat der Plexus chorioidei vonRana temporaria L.

Zusammenfassung Die Epithelzellen derPlexus chorioidei ventr. III undIV vonRana temporaria L. sind sehr glykogenreich. DiesesGlykogen hat offenbar den Charakter eines innerhalb des Gehirns gelegenen Kohlenhydratdepots. Die Glykogenpartikeln des Plexusepithels (Durchmesser etwa 300 Å) bilden Rosetten oder Aggregate von einer weniger regelmäßigen Beschaffenheit als die -Partikeln, die in der Leberzelle beschrieben worden sind. Nach Verabfolgung vonAdrenalin ist mit histochemischer, elektronenmikroskopischer und quantitativer Methodik eine Abnahme des Plexusglykogens zu beobachten. Die f unktionelle Bedeutung des Glykogendepots im Anurengehirn wird auf der Basis dieser Befunde diskutiert. Weiterhin werden einige Aspekte des Stoffwechsels und der Gefäßversorgung der Plexus chorioidei vonRana temporaria, besprochen. Die Ultrastruktur des Glykogens im Plexusepithel wird unter normalen und Versuchsbedingungen mit dem elektronenmikroskopischen Bild des Leberglykogens verglichen.

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Histochemical, electron microscopic and biochemical studies on the glycogen stores in the choroid plexuses of Rana temporaria L.

Summary The epithelial cells of the choroid plexuses (third and fourth ventricle) inRana temporaria L. are rich in glycogen. This material seems to represent a storage depot of carbohydrate within the brain. The glycogen particles (about 300 Å in diameter) of the plexus epithelium form rosettes or aggregates that are more irregular than the alpha particles described in the liver cell. After administration of epinephrine a depletion of glycogen can be demonstrated in choroid plexus cells with histochemical, electron microscopic and biochemical methods. The functional significance of the glycogen depot in the anuran brain is discussed in view of this evidence. Consideration is also given to certain other metabolic aspects and to the vascular supply of the choroid plexuses inRana temporaria L. The ultrastructure of the glycogen in this epithelium is compared with that in the liver cell under normal and experimental conditions.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Teil einer medizinischen Doktorarbeit.

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Herrn Prof. Dr.Hj. Staudinger danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes am Physiologisch-Chemischen Institut der Universität Gießen.     

Lipidkugeln im Plexusepithel von Rana temporaria L.

Zusammenfassung Das Plexusepithel von Rana temporaria L. enthält zwei verschiedene Typen von Lipidkugeln, die einen Durchmesser bis zu 8 erreichen können. Diese Einschlüsse haben keine Zytomembran. Die Struktur der Einschlußkörper wird mit Hinweisen auf die Fixierung und den Stoffwechsel diskutiert.

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Lipid droplets in the epithelium of the choroid plexus of Rana temporaria L.

Summary The epithelium of the choroid plexus of Rana temporaria L. contains two different types of spherical lipid inclusions up to 8 in diameter. The droplets do not have a limiting membrane. The preservation and metabolism of the lipid bodies are discussed.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Einige Feinstrukturbefunde an den Plexus chorioidei von Affen

Zusammenfassung An der lichtmikroskopischen Struktur des plexus chorioideus ventriculi III von Ateles, Cebus, Macaca und Pan fallen deutliche speziesbedingte Unterschiede auf. Bei Macaca wurde die Ultrastruktur der Plexus chorioidei ventriculi III und IV sowie der Plexus chorioidei der Seitenventrikel verglichen. Kuppenzellen überwiegen im elektronen-mikroskopischen Bild der Plexusepithelien des III. und IV. Ventrikels, während unter den Epithelien der Seitenventrikel flachere Zellen dominieren. Diese strukturellen Besonderheiten könnten auf funktionelle Unterschiede in der Liquorbildung hinweisen. Das Problem der extrachorioidalen Liquorproduktion (Curl and Pollay, 1968; Milhorat u. Mitarb., 1971) wird im Zusammenhang mit den regionalen Unterschieden in der Wandstruktur des Aquaeductus cerebri (Sylvii) diskutiert (Merker, 1970). Im Stroma und im Interstitium aller Plexus chorioidei des Rhesusaffen sind makrophagenartige Wanderzellen zu beobachten, deren Strukturbild dem der Epiplexuszellen gleicht; sie werden als ausgewanderte Monozyten gedeutet. Wahrscheinlich gelangen diese Zellen in den Ventrikel und werden dort zu Epiplexuszellen. Einschlüsse vom Typ der Biondi-Körper wurden in den Plexusepithelien der untersuchten Affen nicht beobachtet; die untersuchten Tiere hatten aber noch kein hohes Lebensalter erreicht.

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The fine structure of the choroid plexuses in monkeys

Summary The light microscopic structure of the choroid plexus of the III^rd ventricle was studied in Ateles, Cebus, Macaca and Pan. These choroid plexuses display distinct species differences. The ultrastructure of the choroid plexuses of the III^rd, IV^th and lateral ventricles was compared in Macaca. Cuboidal cells with dome-like protrusions predominate in the epithelium of the choroid plexuses of the III^rd and the IV^th ventricles, while flattened cells are characteristic of the choroid epithelium of the lateral ventricle. These structural peculiarities may reflect functional differences in the production of the cerebrospinal fluid. The problem of extrachoroidal production of the cerebrospinal fluid (Curl and Pollay, 1968; Milhorat et al., 1971) is discussed in connection with regional differences in the structure of the aqueduct wall (Merker, 1970). Macrophage-like cells which morphologically resemble epiplexus cells and which are very abundant within the connective tissue stroma and also between the epithelial cells of all choroid plexuses of the rhesus monkey, are thought to be monocytes. Probably these cells migrate into the ventricle where they become epiplexus cells. Epithelial inclusions of the type of Biondi bodies were not observed in the simian choroid plexuses. However, the animals investigated were not old.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (Arbeitskreis Prof. Dr. A. Oksche).     

Ricerche istochimiche e biochimiche su alcuni enzimi del Nefrone del Tritone crestato (Triturus cristatus carnifex Laur.) in seguito ad ipofisectomia

Zusammenfassung Es wurde eine vergleichende bio- und histochemische Prüfung des Einflusses der Hypophysektomie auf die Aktivität der alkalischen unspezifischen Nieren-Phosphatase und der Lipase von Triturus cristatus carnifex Laur, angestellt. Außerdem haben die Autoren die Wirkung der Hypophysektomie auf die Aktivität der sauren unspezifischen Phosphatase, der Glucose-6-Phosphatase, der Adenosin-Triphosphatase und der Succino-Dehydrogenase untersucht, aber nur histochemisch. Zur histologischen Kontrolle wurden Gehirn- und Schilddrüsen-Präparate angefertigt.Die Ergebnisse der biochemischen Bestimmungen wurden statistisch überprüft.Die biochemischen und histochemischen Befunde ergaben, daß: 1. die Aktivität der alkalischen Phosphatase nach der Hypophysektomie abnimmt. Der Unterschied zwischen der Aktivität bei Kontroll- und hypophysektomisierten Tieren (nach Student-t berechnet) ist statistisch signifikant für P=0,02.2. Die lipolytische Aktivität nach der Hypophysektomie zunimmt. Der Unterschied zwischen der Aktivität bei Kontroll- und hypophysektomisierten Tieren (nach Student-t berechnet) ist statistisch signifikant für P=0,02.Nach der Hypophysektomie wurde histochemisch festgestellt, daß sich die saure Phosphatase und die Glucose-6-Phosphatase ähnlich verhalten wie die alkalische Phosphatase, während die Aktivität der Adenosin-Triphosphatase und die der Succino-Dehydrogenase sich nicht zu verändern scheinen.Auf Grund der dargestellten Ergebnisse glauben die Verfasser annehmen zu dürfen, daß bei Triturus cristatus carnifex die Aktivität der alkalischen Nieren-Phosphatase, und wahrscheinlich auch die der sauren Phosphatase, von der Nebenniere geregelt werden.Der Regulierungsmechanismus der anderen Enzyme (Lipase, Glucose-6-Phosphatase, Adenosin-Triphosphatase und Succino-Dehydrogenase) ist hingegen nicht klar erkenntlich.

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Le operazioni e le ricerche istochimiche e istologiche sono dovute ad A. Peyrot; l'impostazione della premessa e delle conclusioni e le ricerche biochimiche sono dovute ad E. Ferreri. L'analisi statistica dei risultati delle prove biochimiche e la stesura definitiva del lavoro sono state elaborate insieme.     

Über die Veränderung der Aktivitäten einiger Enzyme in den Uredosporen von Puccinia graminis var. tritici während der Keimung

Zusammenfassung Uredosporen von Puccinia graminis wurden auf einem flüssigen Medium durch Zusatz von Cumarin zur Keimung gebracht. Wir verfolgten die Veränderungen der Enzymaktivitäten von Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase, Phosphogluconat-Dehydrogenase und von Glucose-6-phosphat-Isomerase in Abhängigkeit von der Inkubationszeit. Im Gegensatz zu den Enzymen keimender Sporen saprophytischer Pilze nehmen die Gesamtaktivitäten aller drei Enzyme im Anschluß an einen kurzen Anstieg innerhalb der ersten Stunde bzw. der ersten 2 Std wieder ab. Nach 12 Std findet man für Phosphogluconat-Dehydrogenase und für Glucose-6-phosphat-Isomerase niedrigere Werte als vor Beginn der Inkubation. Die spezifischen Aktivitäten von Phosphogluconat-Dehydrogenase und Glucose-6-phosphat-Isomerase bleiben nahezu konstant. Dagegen nimmt die spezifische Aktivität von Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase zu. Die in den Uredosporen von Puccinia graminis gefundenen spezifischen Enzymaktivitäten sind wesentlich höher als die in den Sporen saprophytischer Pilze.

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Investigations of the activities of some enzymes in uredospores of Puccinia graminis var. tritici during germination

Summary Uredospores of Puccinia graminis were germinated on a liquid medium containing coumarin. We followed changes in enzyme activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase and glucose-6-phosphate isomerase as a function of time of incubation. Contrary to the enzymes in germinating spores of saprophytic fungi the total activities of all three enzymes declined clearly after a short lasting rise during the first or the first 2 h of incubation. 12 h after the beginning of the experiment the total activities of 6-phosphogluconate dehydrogenase and of glucose-6-phosphate isomerase had declined even below the level of not incubated spores. The specific acitivities of 6-phosphogluconate dehydrogenase and glucose-6-phosphate isomerase stayed nearly constant during the time of the experiment, whereas the specific activity of 6-phosphogluconate dehydrogenase increased. The specific activities of these enzymes found in uredospores of Puccinia graminis are considerably higher compared to those found in saprophytic fungi.

     

Activity of some enzymes in Physarum polycephalum

Summary The activity levels of seven enzymes were studied in growing plasmodia of Physarum polycephalum. The enzymes were isocitrate dehydrogenase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, acid phosphatase, phosphodiesterase, -glucosidase, and histidase. Six of the enzymes showed a continuous increase in activity during the mitotic cycle; glutamate dehydrogenase exhibited a stepwise increase about 5 h after mitosis. Cycloheximide immediately inhibited the activity of all enzymes. Actinomycin D was ineffective in inhibiting enzyme activity until after one mitotic cycle had been completed; this indicates that mRNA was stable for all of these enzymes during the G2 period. Attempts to induce enzyme activity were unsuccessful.

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Zusammenfassung Der Aktivitätsverlauf von sieben Enzymen wurde in wachsenden Plasmodien von Physarum polycephalum untersucht. Es handelte sich um die Enzyme: Isocitrat-Dehydrogenase, Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase, Glutamat-Dehydrogenase, saure Phosphatase, Phosphodiesterase, -Glucosidase und Histidase. Sechs dieser Enzyme wiesen einen kontinuierlichen Aktivitätsanstieg während des Mitosecyclus auf; Glutamat-Dehydrogenase zeigte einen stufenförmigen Anstieg etwa 5 Std nach der Kernteilung. Cycloheximid hemmte sofort die Aktivität der Enzyme, während Actinomycin D erst nach Ablauf eines halben Teilungscyclus inhibierend wirkte. Dies deutet auf eine relativ stabile mRNA hin. Versuche, die Aktivität zu induzieren, schlugen fehl.

     

Studies of enzymes connected with erythrocyte glutathione metabolism in a rural tropical population

Summary The activities of the erythrocyte enzymes hexokinase (HK), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PD), 6-phosphogluconate dehydrogenase (6-PGD), glutathione reductase (GR) and glutathione peroxidase (GSH-PO) were determined in a group of 12 Europeans and in a group of 103 male Thai subjects in northern Thailand. In the Thai group there were 16 subjects with G-6-PD deficiency and 28 subjects with abnormally low levels of GR activity. A comparison of the enzyme activities in the different subgroups indicated that HK and 6-PGD are not influenced by G-6-PD deficiency whereas GR and GSH-PO activities are significantly higher in G-6-PD deficient subjects. In the group with low GR activity G-6-PD and GSH-PO showed a tendency to an elevation of activity when compared with the normal control group. Significant positive correlations exist between G-6-PD and 6-PGD in the normal group and between GR and GSH-PO in the G-6-PD deficient group. A negative correlation between GR and GSH-PO was present in the group with low GR activities. A study of the families of subjects with low activity of GR did not yield evidence for the existence of a deficiency polymorphism.

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Zusammenfassung Bei 12 Europäern und einer Gruppe von 103 männlichen thailändischen Versuchspersonen wurden die Aktivitäten der Erythrocytenenzyme Hexokinase (HK), Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G-6-PD), 6-Phosphogluconat-Dehydrogenase (6-PGD), Glutathion-Reduktase (GR) und Glutathion-Peroxidase (GSH-PO) bestimmt. In der Thai-Gruppe waren 16 Personen mit G-6-PD-Mangel und 28 Personen mit abnormal niedrigen Aktivitäten der GR. Ein Vergleich der Enzymaktivitäten in verschiedenen Untergruppen zeigte, daß HK und 6-PGD durch G-6-PD-Mangel nicht beeinflußt werden. Im Gegensatz hierzu sind die Aktivitäten der GR und der GSH-PO bei G-6-PD-Mangel signifikant erhöht. In der Gruppe mit erniedrigter GR-Aktivität bestand eine Tendenz zu erhöhten Werten für G-6-PD und GSH-PO. Die Korrelationen zwischen G-6-PD und 6-PGD in der Gruppe mit normaler G-6-PD und die zwischen GR und GSH-PO in der Gruppe mit G-6-PD-Mangel waren signifikant. In der Gruppe mit erniedrigter GR-Aktivität fand sich eine negative Korrelation zwischen GR und GSH-PO. Die Untersuchungen in Familien von Personen mit niedriger GR-Aktivität ergaben keinen sicheren Hinweis auf das Vorliegen eines GR-Mangel-Polymorphismus in der untersuchten Bevölkerung.

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Established and supported by Stiftung Volkswagenwerk, Hannover.     

Die Schreckstoffzellen von Phoxinus phoxinus und Morulius chrysophakedion (Cyprinidae,Ostariophysi, Pisces)

Zusammenfassung Die Untersuchung der Histochemie und der Ultrastruktur der Schreckstoffzellen von Phoxinus phoxinus und Morulius chrysophakedion (Cyprininae, Cyprinidae, Cypriniformes, Ostariophysi) führte zu übereinstimmenden Ergebnissen. Unmittelbar perinucleär sind Ribosomen, Mitochondrien und ein Golgikomplex nachweisbar, von dem ein Netzwerk tubulärer Systeme ausgeht. Histochemisch sind in unmittelbarer Kernnähe gelegentlich Glykogengranula, stets ein deutlicher RNS-Gehalt und die Aktivitäten der Succinatdehydrogenase, der Lactatdehydrogenase, in einigen Zellen der Glucose-6-phosphat-dehydrogenase darstellbar. Im gesamten Cytoplasma der Schreckstoffzelle ist die Aktivität der Leucinaminopeptidase vorhanden, deren Maximum ebenfalls in Kernnähe vorliegt. Nur im kernfernen Cytoplasma wurden Proteine und diastaseresistente Polysaccharide nachgewiesen. Aus den Ergebnissen geht hervor, daß die Schreckstoffzellen sekretorisch tätig sind; vermutlich handelt es sich bei dem spezifischen Sekret um ein kleinmolekulares Protein.

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The alarm substance cells of Phoxinus phoxinus and Morulius chrysophakedion (Cyprinidae, Ostariophysi, Pisces)Histochemical and electron microscopical study

Summary The histochemical studies of the alarm substance cells from Phoxinus phoxinus and Morulius chrysophakedion (Cyprininae, Cyprinidae, Cypriniformes, Ostariophysi) are in total agreement with the results of the ultrastructural investigations. Perinuclear ribosomes, mitochondria, and a golgi complex are demonstrated. A tubular network radiates from the golgi complex. Histochemically, glycogen granula can occasionally be demonstrated in proximity to the nucleus. Consistently a strong RNA reaction as well as succinic-dehydrogenase activity, lactic-dehydrogenase activity, and in some cells glucose-6-phosphatedehydrogenase activity can be shown. In the cytoplasm of the alarm substance cell leucyl-aminopeptidase activity exists; its maximum lies in vicinity of the nucleus. Proteins and diastase-resistant polysaccharides are found only in cytoplasm not directly adjacent to the nucleus. The results indicate that the alarm substance cells show a secretory activity. It is assumed that the specific secrete is a protein of low molecular weight.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Laich-Fressen durch Kaulquappen als mögliche Ursache spezifischer Biotoppräferenzen und kurzer Laichzeiten bei europäischen Froschlurchen (Amphibia,Anura)

Zusammenfassung In einem Kunstweiher aufgezogene Kaulquappen von Rana temporaria fressen in der Versuchsanordnung von Abb. I den Laich folgender sympatrischer Anuren-Arten: Rana temporaria (Kannibalismus), Rana esculenta, Rana ridibunda, Bufo bufo, Bufo calamita, Bombina variegata und Hyla arborea (Laichräubern). — Daß die Kaulquappen der früh im Jahr laichenden Rana temporaria später gelegten arteigenen und artfremden Laich fressen, wirkt als Selektionsdruck in folgende Richtungen: Rana temporaria züchtet sich selbst eine kurze Laichzeit. Spät in seichtem Wasser laichende Arten werden im Biotop von Rana temporaria unterdrückt (Bombina variegata, Bufo calamita, Hyla arborea). Rana esculenta, Rana ridibunda und Bufo bufo sind dem Laichräubern durch Kaulquappen wenig ausgesetzt, weil sie in größeren Wassertiefen laichen. Zudem ist Bufo bufo ebenfalls ein Frühlaicher. Alytes obstetricans steht außer Konkurrenz, weil er die Eier nicht ins Wasser setzt. — Untersuchungen über die Biotoppräferenzen und Laichzeiten der betroffenen Arten bestätigen diese Interpretation.

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Summary Tadpoles of Rana temporaria which have been raised in an artificial pond prey in the experimental situation shown in Fig. 1 upon the spawn of the following sympatric European Anura species: Rana temporaria (cannibalism), Rana esculenta, Rana ridibunda, Bufo bufo, Bufo calamita, Bombina variegata and Hyla arborea (predation). — Rana temporaria is an early breeder. Thus selection pressure acts in the following ways: Rana temporaria establishes for itself an explosive breeding pattern. Species which breed later in the year in shallow water are suppressed in the biotope of Rana temporaria and develop other biotope preferences (Bombina variegata, Bufo calamita, Hyla arborea). Rana esculenta, Rana ridibunda and Bufo bufo spawn in deeper water. Therefore they are scarcely exposed to the tadpoles of Rana temporaria. Moreover Bufo bufo, too, is an early breeder. Alytes obstetricans laying no spawn in the water is not endangered. — An analysis of biotope preferences and breeding times of the species involved confirms these interpretations.

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Mit Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung.     

Vergleichende Ultrastrukturstudien an glykogenreichen Plexus chorioidei (Embryonalzustand,Winterschlaf)

Zusammenfassung Das Plexusepithel menschlicher Embryonen (Mens III–IV) und winterschlafender Igel ist sehr glykogenreich. Im elektronenmikroskopischen Strukturbild dieser beiden glykogenreichen Zellarten sind aber deutliche Unterschiede zu erkennen. 1. Im Plexusepithel menschlicher Embryonen haben die Glykogenmassen die zahlreichen unreifen Mitochondrien und die Stapel des granulären endoplasmatischen Reticulums zum apikalen Zellpol oder zur Zellperipherie verdrängt. Mitochondrien finden sich auch in den einzelnen oder netzartig gefügten Cytoplasmasträngen, die die herdartigen Glykogendepots durchsetzen. 2. Das Plexusepithel des winterschlafenden Igels enthält zahlreiche Mitochondrien mit einer gut ausgeprägten Cristazeichnung. Viele dieser Plexusepithelzellen sind mit diffus verteilten Glykogenpartikeln überladen. Elementargranula des Glykogens lassen sich in dichter Nachbarschaft der Mitochondrien und der Zisternen des granulären endoplasmatischen Reticulums nachweisen. Glykogenaggregate können apikale oder basale herdförmige Anhäufungen bilden. Das elektronenmikroskopische Glykogenbild im Plexusepithel des winterschlafenden Igels entspricht dem am Plexusepithel der Frösche (Paul, 1968) beschriebenen Zustand. — Die funktionelle Bedeutung der verschiedenartigen morphologischen Erscheinungsformen des Glykogendepots im Plexusepithel von Embryonen, winterschlafenden Säugern und niederen wechselwarmen Vertebraten wird diskutiert.

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Comparative ultrastructural studies of glycogen-rich choroid plexuses during fetal development and hibernation

Summary Choroidal epithelium of 3–4-month human fetuses and hibernating hedgehogs contains abundant glycogen. The appearance of the glycogen in electron microscope differs between the two types of choroidal epithelia. (1) In epithelial cells of the human fetal choroid plexus, large masses of glycogen had displaced cytoplasmic organelles, such as numerous immature mitochondria and arrays of granular endoplasmic reticulum, to cell apex or periphery. Mitochondria were also observed in the single cytoplasmic strands and the plexiform cytoplasmic differentiations that penetrated into glycogen masses. (2) In choroidal epithelial cells of the hibernating hedgehog, numerous mitochondria with platelike and tubular cristae were present. Glycogen particles were scattered throughout the cell and at times were clustered into apical or basal aggregates. The particles occurred in close association with mitochondria and cisternae of a granular endoplasmic reticulum. The electron microscopic appearance of glycogen in the choroidal epithelium of the hibernating hedgehog resembled that described in the frog (Paul, 1968). — The functional significance of the morphological forms of choroidal glycogen depots is discussed in relation to fetal development and with reference to hibernating mammals and lower cold-blooded vertebrates.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. Hugo Spatz gewidmet.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Das Subfornikalorgan und seine Beziehungen zu dem neurosekretorischen System im Zwischenhirn des Frosches

Zusammenfassung Das Subfornikalorgan von Rana esculenta und Rana temporaria liegt am Zusammenfluß dreier Ventrikel in der Pars ventromedialis oder septalis des Telencephalon und weist einen bei Säugetieren nicht erkennbaren Bauplan in drei Zonen oder Schichten auf. Die innere Zone wird von einem glomerulumartigen Gefäßsinus mit perivaskulärem Raum dargestellt. Große, nur von Gliamembranen getrennte Vakuolen umgeben als mittlere Zone das Gefäß. Diese Schicht ist praktisch zellfrei. Die äußere Schicht wird im ventrikulären Bereich von sehr unterschiedlich gebauten Ependymzellen gebildet. Sie können hochprismatisch bis endothelartig platt sein. Die anderen dem Gehirn zugewandten Seiten der dritten Zone bestehen aus Gliazellen, unter denen drei Zellarten gefunden werden, die keine Ähnlichkeit mit den Parenchymzellen der Säugetiere haben. Im basalen Bereich kommen Zellen vor, deren Cytoplasma sich mit Chromhämatoxylin und Aldehydthionin tingiert und die faserige Fortsätze bilden. Auch im Ependym und zwischen den Vakuolen werden in Einzelfällen Gomori-positive Substanzen gefunden.Durch osmotische Belastung und Hypophysektomie der Tiere wurde versucht, Bahnen zwischen Nucleus praeopticus und Subfornikalorgan darzustellen. Es konnte gezeigt werden, daß zwischen beiden Bezirken des Gehirns eine Verbindung besteht, deren Hauptweg über den Commissurenwulst der Commissura anterior und Commissura pallii anterior zum Subfornikalorgan führt. Unter experimentellen Bedingungen ließen sich auch die im Normalfall nur selten vorkommenden Gomori-positiven Substanzen im Ependym und zwischen den Vakuolen regelmäßiger nachweisen.Der Drei-Schichten-Bau, in dem sich die Flüssigkeitssysteme Blut und Liquor unter Vermittlung eines dritten — dem Vakuoleninhalt — gegenüberstehen, und die Verbindung zum neurosekretorischen System des Zwischenhirns werden für die Funktion des Organs als bedeutsam erachtet.     

Darstellung und Eigenschaften einer Peroxidase aus Phellinus igniarius

Zusammenfassung Mit Hilfe verschiedener Präparationsmethoden wurde aus dem Mycel und der Nährlösung des Basidiomyceten Phellinus igniarius eine Peroxidase (EC 1.11.1.7) gewonnen.Das Enzym ist gegenüber äußeren Einflüssen (pH, Salzkonzentration, Temperatur) bemerkenswert stabil. Sein pH-Optimum liegt im sauren Bereich. Zwei Isoenzyme wurden gefunden. Die Molmasse, der isoelektrische Punkt, die Michaelis-Menten-Konstante, die Indolessigsäure-Oxidase-Aktivität sowie verschiedene spektrale und analytische Eigenschaften dieser Peroxidase wurden bestimmt. Die Aktivität des Enzyms läßt sich durch Effektoren sowohl hemmen als auch verstärken. Es ist anzunehmen, daß das Enzym einen intra- und einen extracellulären Wirkbereich hat.

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Purification and characterization of peroxidase from Phellinus igniarius

A Peroxidase (EC 1.11.1.7) of the basidiomycet Phellinus igniarius was derived from mycel and a medium containing glucose and extract of yeast by using various methods of preparation.The enzyme resists extreme conditions (pH, temperature, salt concentration). Its optimum pH for activities is in the acid range. Two isoenzymes were found. The molecular weight, isoelectric point, Michaelis-Menten constant, indolacetic acid oxidase activity and spectral and analytical properties of this peroxidase were determined. It is assumed that the enzyme has an intracellular as well as an extracellular field of activity.

     

Strukturbesonderheiten der Anurenepiphyse nach prolongierter Osmierung und Anwendung der Acetylcholinesterase-Reaktion

Zusammenfassung Mit der prolongierten Osmierung nach Friend wird an den Außengliedern der pinealen Sinneszellen von Rana temporaria eine körnige Schwärzung erzielt. Diese Partikel haben einen Durchmesser von etwa 50 Å. In Analogie zu den Befunden an den retinalen Stäbchen (Eakin und Brandenburger) wird das geschwärzte Material als das Reaktionsprodukt eines Photopigments gedeutet. Weiterhin kann man mit dieser Methode in den pinealen Stützzellen 300–2500 Å große Granula darstellen, die im Golgi-Apparat entstehen. Die für Stützzellen charakteristischen Granula ermöglichen eine sichere Erkennung kleiner Stützzellanschnitte. Obwohl der Chemismus der Friendschen Reaktion nicht bekannt ist, bewährt sich diese Fixierungsmethode bei der elektiven Darstellung bestimmter Zellstrukturen. So war es möglich, den Degenerationsablauf an den Sinneszellaußengliedern und das Verhalten von Zellfortsätzen im perivaskulären Raum präziser als bisher zu untersuchen. Mit der Acetylcholinesterase-Reaktion können in der Anurenepiphyse nur Ganglienzellen und deren Neuriten elektiv hervorgehoben werden; basaler Rezeptorenfuß und die plexiformen Zonen sind dagegen negativ.

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The anuran pineal organ after prolonged osmium tetroxide fixation and in acetylcholinesterase preparations

Summary 50 Å particles are selectively demonstrated in the cytoplasmic lamellae of the outer segments of the pineal sensory cells inRana temporaria after prolonged osmium tetroxide fixation according to Friend. In analogy to the interpretations of Eakin and Brandenburger concerning the rods of the lateral eye, it is assumed that a photopigment is present in the outer segment of the anuran pineal receptors. Furthermore, 300–2500 Å granules are demonstrated in the supportive cells; these originate in the Golgi zone. The characteristic granules of supportive cells are an important feature in the demonstration of small supportive cell segments. The chemical basis of the Friend reaction is not completely understood. However, the reaction proves to be useful in the demonstration of certain cell organelles. A more precise picture of degenerating outer segments of pineal sensory cells and of the distribution of terminal processes of different pineal cell types in the perivascular spaces can be obtained by the prolonged osmium tetroxide fixation. The nerve cells of the anuran pineal organ and their axons are demonstrated selectively by the acetylcholinesterase technique. The basal feet-like processes of the receptor cells and the plexiform zones of the pineal organ are negative in acetylcholinesterase preparations.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Ontogenese der aminhaltigen Neuronensysteme im Gehirn von Rana temporaria

Zusammenfassung Vorkommen und Verteilung biogener Amine im Gehirn von Rana temporaria-Kaulquappen wurden fluoreszenzmikroskopisch untersucht. Catecholaminhaltige Perikaryen erscheinen ab Stadium 20 im Nucleus reticularis mesencephali, im Tuber cinereum und im Bulbus olfactorius, ab Stadium 22 in den Flügelplatten der Medulla oblongata und in der Area praeoptica. Ab Entwicklungsstufe 20 zeigen sich ventrolateral in Medulla oblongata und Mittelhirn, lateral vom Organon vasculosum hypothalami, im Bereich des medialen Vorderhirnbündels und im Striatum catecholaminhaltige Faseranschwellungen, ab Stadium 22 außerdem in der Eminentia mediana und dem Hypophysenzwischenlappen, in der Commissura transversa (bis zur Stufe 26), in der Commissura anterior (bis zur Stufe 26) und in der Pars ventrolateralis nuclei lateralis septi. Im Striatum ist von dieser Entwicklungsstufe an ein zweites Areal mit grün fluoreszierenden Varikositäten nachweisbar. Ab Stadium 26 finden sich auch in der Pars dorsolateralis des lateralen Septumkerns catecholaminhaltige Faseranschwellungen.Ab Entwicklungsstufe 22 sind 5-HT-haltige, gelb fluoreszierende Perikaryen im Nucleus raphes und in seiner Umgebung zu beobachten, gelb fluoreszierende Varikositäten im Nucleus interpeduncularis und zwischen medialem und lateralem Septumkern.

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Ontogeny of the amine-containing nerve cell systems in the brain of Rana temporaria

Summary The occurrence and distribution of biogenic amines in the brain of Rana temporaria tadpoles have been investigated with the fluorescence-microscope. From the embryonic developmental stage 20 onwards catecholamine-containing cell bodies are shown to be present in the nucleus reticularis mesencephali, the tuber cinereum and the olfactory bulb, and from stage 22 onwards also within the dorsolateral areas of the medulla oblongata and within the preoptic area. Catecholamine-containing enlargements of nerve fibres occur in the ventrolateral parts of the medulla oblongata and the midbrain, in an area lateral to the hypothalamic organon vasculosum, within the region of the medial forebrain bundle and within the striatum, in all stages following stage 20. These enlargements also occur in the median eminence and the pars intermedia of the hypophysis, in the commissura transversa (up to stage 26), in the commissura anterior (also up to stage 26) and in the pars ventrolateralis nuclei lateralis septi in all stages after 22. From the same stage onwards a second area of green fluorescent varicosities can be demonstrated within the striatum. After stage 26 catecholamine-containing enlargements of nerve fibres additionally are to be found in the dorsolateral part of the lateral septal nucleus.After appearing at stage 22 5-HT-containing, yellow fluorescent perikarya are to be observed within the nucleus raphes and its neighbourhood, and yellow fluorescent varicosities in the interpeduncular nucleus and in an area between the medial and the lateral septal nucleus.

Herrn Professor Dr. med. W. Bargmann zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Fermenttopochemische Untersuchungen an der Nebennierenrinde des Meerschweinchens nach Abschluss einer langfristigen Cortisonvorbehandlung

Zusammenfassung Das histotopochemische Verhalten verschiedener Fermente wurde an der Nebenniere von 28 Tage lang mit Cortison vorbehandelten Meerschweinchen untersucht.Es findet sich bei allen beobachteten Fermenten mit Ausnahme der DPN-Diaphorase zum Zeitpunkt des Absetzens der Vorbehandlung ein Aktivitätsabfall in der Zona Fasciculata. In der Zona Glomerulosa war nur bei den sauren Phosphatasen, der Glucose-6-phosphatdehydrogenase und der 3-ol-Steroiddehydrogenase eine Verminderung der Aktivität festzustellen.Die Normalaktivität wurde von den einzelnen Fermenten nach verschieden langen Zeiträumen wieder erreicht. Bei 3-ol-Steroiddehydrogenase, Glucose-6-phosphatdehydrogenase und den alkalischen Phosphatasen tritt dabei ein rebound auf.Zwischen den gefundenen Fermentveränderungen und dem Verhalten der Kernvolumina und der 17-OHCS-Ausscheidungskurve in der Restitutionsphase bestehen Zusammenhänge, die diskutiert werden.

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Summary The histotopochemical distribution of various enzymes is studied in the adrenal cortex of Guinea-pigs after a 28 days administration of cortisone.All the enzymes investigated show a decrease of enzymatic activity in the zona fasciculata directly after the administration of cortisone has ceased. In the zona glomerulosa only acid phosphatases, glucose-6-phosphatedehydrogenase and 3-ol-steroiddehydrogenase show a decrease of activity. The enzymes concerned reached normal activity after different periods. A rebound was noted with 3-ol-steroiddehydrogenase, glucose-6-phosphatedehydrogenase and alkaline phosphatases.The relations between the changes in the enzymatic activity, the reaction of the nuclear volumes and the 17-OHCS-excretion curve in the restoration period are discussed.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Ausgeführt unter Leitung von Priv.-Doz. Dr. M. Herrmann.     

Die Aktivität der Polyphenoloxydase als Erbmerkmal und ihre Beziehung zur genetisch bedingten Krankheitsdisposition beim Tabak

Zusammenfassung Der Charakter der Polyphenoloxydase-Aktivität als Erbmerkmal wurde aus folgenden Tatsachen geschlossen: Der Unterschied in der Aktivität dieses Fermentes zwischen 2 Sorten blieb über die ganze Vegetationszeit erhalten und wiederholte sich in ihren Nachkommen. In der F₁ zeigte sich deutliche Dominanz der geringeren Aktivität.Es besteht kein Zusammenhang zwischen Polyphenoloxydase-Aktivität und Anfälligkeit fürPeronospora tabacina, denn beim Vergleich je einerPeronospora-resistenten und einer anfälligen Sorte war einmal die anfällige und einmal die resistente die fermentaktivere. Die Unterschiede in der Aktivität der Polyphenoloxydase ließen also kein Prinzip erkennen.Zwischen der Polyphenoloxydase-Aktivität und der Y-Virus-Anfälligkeit dagegen konnte ein deutlicher Zusammenhang festgestellt werden. Die Unterschiede in der Aktivität der Polyphenoloxydase je einer Y-Virus-resistenten und einer anfälligen Sorte verhielten sich gleichsinnig: Die resistenten hatten eine höhere Polyphenoloxydase-Aktivität als die anfälligen Sorten.Die Frage nach der Art des Zusammenhangs zwischen Y-Virus-Disposition und Polyphenoloxydase-Aktivität wurde diskutiert: Es kann kein ursächlicher sein in der Weise, daß Y-Virus-Anfälligkeit von der Polyphenoloxydase-Aktivität abhänge, sondern er muß nach den vorliegenden Versuchsergebnissen als indirekter gedeutet werden derart, daß beide Erbmerkmale, Y-Virus-Anfälligkeit und Polyphenoloxydase-Aktivität von einer gemeinsamen, gengesteuerten dritten Größe abhängen. Die Polyphenoloxydase-Aktivität wird damit als bloßes Anzeichen der physiologischen Aktivität der betreffenden Sorte betrachtet, ohne selbst einen direkten Einfluß auf die Krankheitsdisposition zu haben.

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Summary consequent on the following facts polyphenoloxidase activity proved to be a hereditary quality: The difference of activity between two varieties endured during the whole vegetation time and replicated in their descendants. In F₁ generation dominance of lower activity appeared.There is no relation between polyphenoloxidase activity and susceptibility toPeronospora tabacina, for comparing everyPeronospora susceptible variety with a resistent one, no regularity could be observed: Once the susceptible variety and another time the resistant possessed the higher enzyme activity.Between polyphenoloxidase activity and Y Virus disposition a clear relation became evident: The resistant varieties possessed a higher activity of this enzyme than the susceptible ones.The question is discussed how to explain this relation between polyphenoloxidase activity and Y Virus disposition. It can not be a causal one in this way that Y Virus susceptibility should depend on polyphenoloxidase activity. Relation must be an indirect one in this way that both hereditary qualities: Y Virus and oxidase activity depend on the same third gene-dependant but unknown quantity. Thus polyphenoloxidase activity is considered to act only as an indicator of physiological processes in the plant without itself having a direct influence on the disposition to Y Virus disease.

     

Funktionsmorphologie des Interrenalorgans von Rana temporaria L.

Zusammenfassung Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen des Interrenalorgans von Rana temporaria nach Aktivierung mit ACTH und Inaktivierung durch Hypophysektomie ergaben auffällige Veränderungen an fast allen Bestandteilen der Zellen dieses Organs.Stimulation mit ACTH bewirkt eine Vergrößerung des ganzen Organs, der einzelnen Zellen, ihrer Zellkerne und Nukleolen sowie eine Vermehrung der Mitochondrien und eine Auflockerung ihrer Struktur. Das Golgifeld wird vergrößert, das Zytoplasma vermehrt. Um die Mitochondrien liegen Membranen des glatten endoplasmatischen Retikulums, während die dichten Liposomen oft von zahlreichen Membranen des rauhen endoplasmatischen Retikulums umgeben sind. Nach anfänglicher Vergrößerung verschwindet das labyrinthartige Interzellularspaltensystem schließlich fast ganz. Die Zellvermehrung erfolgt auf amitotischem Wege. Diese morphologischen Veränderungen sind Anzeichen einer gesteigerten Aktivität des Organs. Sie werden durch die histochemischen Befunde einer erhöhten Basophilie und gesteigerten Steroiddehydrogenase-Aktivität ergänzt.Bei Inaktivierung des Organs durch Hypophysektomie verkleinern sich die Zellkerne und Nukleolen sowie das Golgifeld. Die elektronenleeren Vakuolen vermehren sich. Die Matrix der Mitochondrien wird dichter, und die Tubuli werden eng gepackt. Deutliche Kriterien der Inaktivität sind weiter die verminderte Basophilie und die geringere Steroiddehydrogenase-Aktivität.Die funktionelle Bedeutung der verschiedenen Zellstrukturen wird in Verbindung mit biochemischen Daten der Steroidsynthese diskutiert.

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Functional morphology of the interrenal organ in the frog, rana temporaria L

Summary Light and electron microscopical investigations of the interrenal organ of Rana temporaria after activation by ACTH and inactivation by hypophysectomy resulted in striking alterations of nearly every organelle of the cells.Stimulation with ACTH causes an enlargement of the whole organ, the individual cells, and their nucleus and nucleolus. Moreover there is a marked increase in the number of mitochondria, the tubules of which are less closely packed under these conditions. Also the Golgi field is more voluminous. The mitochondria are surrounded by membranes of the smooth endoplasmic reticulum whereas the membranes around the electron dense lipid droplets are studded with ribosomes. During the initial phase of activation the cellular periphery elaborates a highly irregular system of vacuoles and microvilli, which later disappears again. The number of cells increases by amitosis. These morphological indications of activity are confirmed by a higher activity of steroid dehydrogenase and an increased basophilia of the cytoplasm.After inactivation of the organ by hypophysectomy the nuclei and nucleoli as well as the Golgi field become smaller. The lipid droplets which exhibit no electron density are increased in size and number. The matrix of the mitochondria becomes more electron dense, their tubules are more closely packed, and their diameter decreases. Further indications of inactivity, which can be demonstrated by histochemical methods, are a decreased activity of steroid dehydrogenase and a less pronounced basophilia.The functional significance of the different cell structures is discussed in connection with biochemical data of steroid synthesis.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Neurone und zentralnervöse Verbindungen des Pinealorgans der Anuren

Zusammenfassung Das Problem der Zwischenneurone nimmt bei der Deutung der chromatischen und achromatischen Antworten der pinealen Sinnesorgane eine Schlüsselstellung ein. Frühere Ergebnisse schienen darauf hinzuweisen, daß der nervöse Apparat des Pinealorgans (Epiphysis cerebri) vonRana temporaria undRana esculenta bineuronal organisiert ist. Mit modifizierten Methylenblau- und Golgi-Methoden gelang es jetzt, die nervösen Strukturen der pinealen Rezeptoren und Nervenzellen präziser darzustellen. Das neurohistologische Bild der Epiphysis cerebri enthält auch Nervenzellen, die an Zwischenneurone denken lassen. Diese diffus verstreuten kleinen Elemente unterscheiden sich von den klassischen Typen der retinalen Bipolar-, Horizontal- und Amakrinzellen. Der Tractus pinealis vonR. temporaria undR. esculenta wird von Axonen großer multipolarer und kleiner, wenig verzweigter Ganglienzellen gebildet. Die zentrale Projektion dieser pinealofugalen (afferenten) Bahn ist von großem funktionellem Interesse. Nach vollständiger Unterbrechung des Tr. pinealis finden sich degenerierende Faserelemente innerhalb und am unteren Rand der Comm. posterior, in der Area praetectalis und in den Kernarealen des sog. Zentralen Graus. Keine degenerierenden Tractusfasern sind in der subependymalen Schicht und in den aminergen Kerngebieten des Mesencephalon zu beobachten. Die beschriebenen Verbindungen des Tr. pinealis könnten die anatomische Basis einiger lichtabhängiger (phototaktischer) Reflexe darstellen. Weitere Untersuchungen über die zentralnervöse Projektion des Tr. pinealis sind im Gang.

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Neurons and central nervous connexions of the pineal organ in anura

Summary The problem of interneurons appears to be very important for the functional interpretation of the chromatic and achromatic responses of pineal sense organs. Previous results seemed to indicate a bineuronal chain in the pineal organ (epiphysis cerebri) ofRana temporaria andRana esculenta. Precise images of pineal receptors, neurons and their connexions were obtained in the present studies using methylene-blue and Golgi methods. A limited number of interneurons probably exist in theepiphysis ofR. temporaria andR. esculenta: the images of these scattered neurons were observed to differ from the classical bipolar, horizontal and amacrine cells of the amphibian retina. The pineal tract of R. temporaria andR. esculenta is formed by the axons of large multipolar and smaller scarcely ramified nerve cells. The central projection of this pinealo-fugal (afferent) pathway is of great functional interest. After complete surgical interruption of the pineal tract degenerating nerve fibers were traced in Nauta (Fink-Heimer) preparations. Degenerating fibers were observed within and beneath the posterior commissure, in the pretectal region and in the nuclear areas of the periventricular gray. The subependymal layer and the basal aminergic nuclei of the frog mesencephalon were always free of degenerating fibers. The anatomical connexion of the pineal tract described in this paper could serve as a basis for some light-dependent (phototactic) reflexes. Further investigations concerned with the central projections of the pineal tract are in progress.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Eine Kurzfassung der Befunde wurde auf dem Symposium The Pineal Gland der Ciba Foundation in London (30. 6.–2. 7. 1970) vorgetragen (s. Oksche, 1971).     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Reaktion der Pituizyten nach Hypophysenstieldurchtrennung bei Rana esculenta

Zusammenfassung Etwa 2 Tage nach Durchtrennung des Hypophysenstiels beginnen die Pituizyten der Froschhypophyse (Rana) die degenerierenden sekrethaltigen Axone zu phagozy tieren. Nach 3–4 Tagen werden die Neurosekretgranula in den Einschlußkörpern immer mehr zusammengedrängt und verlieren schließlich ihren elektronendichten Inhalt. Die Hüllen der Elementargranula verwandeln sich mit eingelagerten Lysosomen zu membranösen, sehr stark osmiophilen Körpern, die sich schließlich langsam auflösen.Die mitotische Aktivität der Pituizyten ist während des Abbaues gesteigert. Zwischen Gefäßen und Pituizyten bestehen enge räumliche Beziehungen. Die Fähigkeit zur Phagozytose wird als Grundfunktion der Pituizyten angesehen.

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Electron microscopical investigation on the reaction of the pituicytes after stalk section in Rana esculenta

Summary About 2 days after transsection of the pituitary stalk the pituicytes of the frog neurohypophysis (Rana) start to phagocytate the degenerating neurosecretory axons. After 3–4 days the neurosecretory granules inside the inclusion bodies are compressed more and more and finally their electron-dense contents disappear. The membranes of the elementary granules together with lysosomes alter into membranous highly osmiophilic bodies slowly dissolving at last.During the desintegration of nerve endings the mitotic activity of the pituicytes increases. Blood vessels and pituicytes are closely connected.It is supposed that the ability of phagocytosis represents a basic function of the pituicytes.