Lipid-peroxidation in Spielmeyer-Vogt's disease

Summary The composition of fatty acids in erythrocytes and their sensitivity to H₂O₂ were estimated in 10 normals and in 5 patients suffering from juvenile amaurotic idiocy or Spielmeyer-Vogt's disease. Serum fatty acid composition, total polyunsaturated fatty acids, total esterified fatty acids and lipid-peroxides were estimated in blood obtained from 20 normals, 5 patients, and 5 neurological controls. Erythrocyte fatty acids and their peroxidation sensitivity showed no difference between patients and normals. The neurological controls and the patients showed lower serum linoleic acid values as compared with the normals and more variation in the fatty acids of longer chain length. In the patients a negative relationship between the linoleic acid values and the clinical phase of the disease was observed. The findings are discussed with regard to previous studies.

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Zusammenfassung Die Zusammensetzung von Fettsäuren in Erythrocyten und ihre Empfindlichkeit für H₂O₂ wurde bestimmt bei 10 Normalpersonen sowie 5 Patienten, die an der juvenilen Form der amaurotischen Idiotie oder Spielmeyer-Vogtscher Krankheit litten. Im Blutserum von 20 Normalpersonen, 5 Patienten und 5 neurologischen Kontrollen wurde die Zusammensetzung der Fettsäuren, die totalen mehrfachungesättigten Fettsäuren, die totalen veresterten Fettsäuren und die Serumlipoxyde bestimmt. In den Erythrocyten-Fettsäuren und ihrer Empfindlichkeit für Peroxidation wurde kein Unterschied zwischen Patienten und Normalpersonen festgestellt. Die neurologischen Kontrollen und die Patienten zeigten niedrigere Serum-Linolsäure-Werte als bei Normalpersonen und größere Unterschiede in den Fettsäuren mit längeren Ketten. Bei den Patienten wurde eine negative Korrelation zwischen den Linolsäurewerten und der klinischen Krankheitsphase beobachtet. Die Resultate wurden mit Bezug auf frühere Studien diskutiert.

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This work has been made possible by a subsidy received from the Organization for Health Research T.N.O., The Hague, The Netherlands.     

Allgemeine vergleichende Biologie des Alters

Zusammenfassung Indem wir beim Studium der Bedingungen der Altersentstehung von der grundlegenden Ernährungsfunktion ausgehen, können wir feststellen, dass diese Funktion abhängig vom Differenzierungsgrade sowohl der Zellen selbst, als auch der von ihnen gebildeten Organe ihren Charakter ändert. Diese Veränderung besteht in einer unzulänglichen Entfernung der toxischen Produkte eigener Lebenstätigkeit. Ebenso verliert auch die Funktion des Lebensschutzes im Zusammenhange mit der Differenzierung an Intensität bei Aufrechterhaltung des biologischen Gleichgewichtes der Zellen und Gewebe. Dank diesen Ernährungsbedingungen ändert sich auch die Funktion des Wechsels von Ruhe und Tätigkeit (Schlaffunktion), die zum Wiederaufbau der verausgabten bioplastischen Energie dient. Der Schlafprozess (Resultat summierter Ermüdung) ist als Hauptfunktion zum Schutze des Organismus gegen die während des Wachens angesammelten schädlichen Produkte der eigenen Lebenstätigkeit eng mit dem Wachstumsprozess verbunden: die Wachstumskurve geht parallel zu der sinkenden Kurve des Schlafbedürfnisses.Da bei den höheren Tieren die Schutzfunktion ein kompliziertes Bild annimmt, in Form von Immunitäts-, Anaphylaxie- und Allergieerscheinungen, so wird es auf Grund alles oben Ausgeführten dringend notwendig, der Entstehung des Alters eine umfassendere Erklärung zu geben, und zwar vom Standpunkte der im Zusammenhange mit der Differenzierung fortschreitenden Schwächung der Gewebsimmunität gegen die toxischen Produkte der eigenen Lebenstätigkeit. Eine solche Immunität kann auch erblich übertragen werden und bedingt somit die verschiedenen Lebensdauergrenzen sowohl beim Individuum als auch bei der Art.Stellen wir uns auf den Standpunkt dieser erblichen Schwächung der Gewebsimmunität bei differenzierteren Organismen gegen die toxischen Produkte der eigenen Lebenstätigkeit (Senotoxine), so kommen wir zu der Schlussfolgerung, dass das Problem der Altersforschung und dessen Bekämpfung nicht nur in der einseitigen Wiederherstellung der Funktion irgendeiner endokrinen Drüsengruppe bestehen kann, sondern in der Verstärkung der Schutzeigenschaften (Immunität) aller Gewebe und aller Organe, hauptsächlich aber der Gewebe mit differenzierterer Struktur, wie der Gewebe des Zentralnervensystems. Dieses Gewebe befindet sich in den allerungünstigsten Ernährungsbedingungen, bleibt früher als alle anderen im Wachstum stehen, ist am wenigsten regenerationsfähig, besitzt die schwächsten Schutzfunktionen, wird bei unzulänglichem Schlaf zuerst betroffen und weist infolge aller dieser Momente, die eine Schwächung seiner Gewebsimmunität bedingen, früher als alle anderen Alterssymptome auf.Über die Grundlagen der gegenwärtigen Arbeit (5) wurde von mir auf dem XIII. Internationalen Physiologenkongress zu Boston, August 1929, berichtet.     

Studien zur vergleichenden Physiologie der Iris

Zusammenfassung Es lassen sich bei Scyllium canicula spontane, d. h. nicht durch Intensitätsschwankungen bedingte, Pupillenveränderungen beobachten, die sich von den durch Intensitätswechsel hervorgerufenen durch größere Vehemenz unterscheiden. Sie beruhen offenbar auf akkomodativen Vorgängen, da eine Ortsveränderung der Linse eine Änderung der Pupillenweite zur Folge hat.Jeder Außenintensität entspricht vermutlich (bis zu einer gewissen oberen Grenze) bei Scyllium eine nur für diese Intensität charakteristische Pupillenweite. Die Helligkeit, bei der Doppelpupillenbildung eintritt, ist zahlenmäßig anzugeben.Die Unterschiedsschwellen der lebenden und isolierten Scyllium-Iris liegen gleich hoch, sie fallen in die gleiche Größenordnung wie die der isolierten Frosch- und Aaliris. Die Iris von Scyllium reagiert eben gerade noch bei einer Erhöhung um das 0,6—lfache der Anfangslichtstärke, bei deren Erniedrigung um 1/3–5/9.Kontraktions-und Dilatationsmaß und -geschwindigkeit der lebenden und isolierten Iris sind bei Scyllium canicula gleich groß. Der Kontraktions- und Dilatationsverlauf ist kontinuierlich. Die Iris von Torpedo marmorata reagiert träger als die von Scyllium und Mustelus. Bei letzterem liegen betreffs Kontraktionsmaß und Dilatations- und Kontraktionsgeschwindigkeit die gleichen Verhältnisse vor wie bei Scyllium, das Dilatationsmaß der isolierten Iris erscheint jedoch geringer als das der lebenden.Auf Grund dieser Ergebnisse wird eine Beteiligung der Retina und des nervösen Zentrums an der Pupillarreaktion von Scyllium geleugnet, die Möglichkeit einer solchen retinalen, zentralnervösen Beteiligung an der pupillaren. Schattenreaktion von Mustelus jedoch offengelassen. Daß Young für den Schattenreflex von Scyllium zu einem anderen Schluß kam, ist vielfach durch methodische Unregelmäßigkeiten seinerseits bedingt.Die Reaktionszeit steigt mit abnehmendem Intensitätszuwachs: Sie zerfällt in eine Expositions- und Latenzzeit.Ein konsensueller Reflex konnte bei Scyllium canicula nicht nachgewiesen werden.     

Biochemische Defekte in den Blutzellen bei familiärer Panmyelopathie (Typ Fanconi)

Zusammenfassung In den Erythrocyten, Leukocyten und Blutplättchen von drei jugendlichen Patienten aus zwei Familien mit den typischen Symptomen einer familiären Panmyelopathie (Typ Fanconi) wurde ein Mangel der Hexokinase, des begrenzenden glykolytischen Enzyms, gefunden. Daneben zeigte das Enzymprotein erheblich herabgesetzte Affinitäten zu seinen Substraten Glucose und Adenosin-Triphosphat. Die Folge des Hexokinasedefektes war eine Drosselung der glykolytischen Durchflußraten und der Bildung von energiereichen Phosphaten, die für die verkürzte Lebensdauer der Blutzellen verantwortlich gemacht wird. Die Beziehungen zu den bei diesen Patienten anderorts gefundenen Chromosomenaberrationen werden diskutiert.

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In the erythrocytes, leucocytes, and blood platelets of three juvenile male patients from two families with the typical symptoms of familial panmyelopathy (type Fanconi) a defect of hexokinase, the rate limiting glycolytic enzyme, was found. Moreover the enzyme protein showed considerably diminished affinities for its substrates glucose and adenosine triphosphate. As a result of the hexokinase deficiency glycolytic turnover rates and formation of energy rich phosphates were lowered, the latter of which seems to be responsible for the shortened red cell life span. The relations between these metabolic disorders and the chromosomal defects found in these patients are discussed.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Eine ausführliche Veröffentlichung der Kasuistik und der biochemischen Befunde erfolgt an anderer Stelle.     

Über Gehör und Erschütterungssinn bei Locustiden

Zusammenfassung Die Wirkungen von Luftschall und von Bodenerschütterungen auf die Sinnesorgane in den Vorder-, Mittel- und Hinterbeinen von Locusta und Decticus werden durch Beobachtung der Aktionspotentiale untersucht.Es werden quantitative Methoden ausgearbeitet, die es gestatten, die Größe von Luftschall- und Erschütterungsreizen für den Bereich von 100–10 000 Hz meßbar zu verändern, so daß für den Luftschall die Schwellendrucke (in bar), für die Erschütterungen die Schwellen-amplituden bestimmt werden können.Die Temperaturabhängigkeit der Aktionspotentiale der Crista acustica wird untersucht. Zwischen 20° und 35° C ist die Größe der Aktionspotentiale optimal; das Maximum liegt bei 30° C.Die Entfernung, bis zu der das Männchen im Freien den Gesang des Weibchens hören kann, beträgt für Locusta cantans 38 m, für Conocephalus dorsalis 3 m. Der Stridulationsschall des Männchens wird nur mit dem Tympanalorgan der Vorderbeine wahrgenommen, die tibialen Sinnesorgane der Mittel- und Hinterbeine sprechen auf den Gesang nicht an.Sowohl bei Einwirkungen von Luftschall als auch von Erschütterungen zeigen Vorder-, Mittel- und Hinterbeine von Locusta und Decticus Reaktionen. Die zur Reizung erforderlichen Schwellenwerte werden für die Frequenzen von 100–10000 (bzw. 8000) Hz bestimmt und kurvenmäßig dargestellt.Auf operativem Wege wird versucht, Luftschall- und Erschütterungswahrnehmung bestimmten Sinnesorganen zuzuordnen. Das Organ für die unmittelbare Luftschallwahrnehmung ist die Crista acustica.Das Erschütterungssinnesorgan der Insekten ist das Subgenualorgan.Die Leistungen der Crista acustica werden entscheidend durch die zu ihr in Beziehung tretenden Hilfsapparate (Trommelfelle, Tracheenmembran) bestimmt. Die untere Hörgrenze für das Tympanalorgan der Vorderbeine liegt bei 1000 Hz und einem Schwellendruck des Schalles von 4 bar bei Decticus und 0,3 bar bei Locusta. Mit steigender Frequenz nimmt die Empfindlichkeit rasch zu und liegt bei Locusta für alle Frequenzen über 3000 Hz, bei Decticus über 6000 Hz unter 0,04 bar. Das Optimum liegt im Ultraschallgebiet.Die Mittelbeine haben demgegenüber nur eine geringe Schallempfindlichkeit im Bereich von 3000–7000 Hz; höhere Töne werden nicht wahrgenommen. Die Schwellenschalldrucke liegen in diesem Bereich bei 6 bis 8 bar. Die Schwellenintensitäten für die Mittelbeine verhalten sich zu denen der Vorderbeine in diesem Frequenzbereich wie 10000:1,5.Im optimalen Bereich (oberhalb 10000 Hz) beträgt die Schwellenleistung, die dem Tympanalorgan angeboten werden muß, schätzungsweise höchstens 7 · 10^–10 erg/sec. Sie hat die gleiche Größenordnung wie die Schwellenleistung beim menschlichen Ohr (7.10^–10 erg/sec) in dessen optimalem Hörbereich, von der bekannt ist, daß sie aus physikalischen Gründen nicht kleiner sein kann.Für die Subgenualorgane aller drei Beinpaare werden die Schwellen für sinusförmige Erschütterungen der Unterlage im Bereich von 100 bis 8000 Hz bestimmt. Die Schwingungsweiten an der Schwelle liegen zwischen 4 · 10^–9 und 10^–4 cm.Die absolut kleinste Schwingungsweite, die noch einen Reiz auf das Subgenualorgan ausübt, beträgt 0,36 Å (3,6 · 10^–9 cm; Reizfrequenz 2000 Hz; Mittelbein von Decticus). Demnach sprechen die Subgenualorgane auf Erschütterungen von atomarer Größenordnung an (Durch-messer der ersten Elektronenbahn des H-Atoms: 1,1 Å).Es wird wahrscheinlich gemacht, daß im Bereich von 100–1400 Hz die Beschleunigung die eigentliche Reizgröße für das Subgenualorgan darstellt; ihr Betrag ist in diesem Bereich nahezu konstant. Oberhalb dieser Frequenzen treten andere Erscheinungen auf.Luftschall unter 1000 Hz und von genügender Intensität wird mit den Subgenualorganen wahrgenommen. Jedoch wirken die Luftschwingungen hier nicht unmittelbar als Reiz, sondern durch die Erschütterungen der Unterlage (vielleicht auch des Tieres und der Extremitäten selbst), die sie hervorrufen.Tarsale Sinnesorgane reagieren ebenfalls auf Vibrationen, jedoch sind die erforderlichen Schwellenreize unverhältnismäßig viel größer als beim Subgenualorgan.Die Dornen und Härchen auf den Extremitäten von Locusta und Decticus sind am Hör- und Erschütterungssinn nicht beteiligt. Die beweglich eingelenkten Dornen ergeben bei Ablenkung aus der Ruhelage Aktionspotentiale, wobei nur Bewegung, aber nicht konstante Auslenkung einen Reiz darstellt. Die Härchen sind anscheinend gar nicht innerviert.Ausgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Verkieselungen bei denRubiaceae-Galieae

Zusammenfassung Verkieselte Zellen des Hautgewebes sind bei den Blättern der einheimischenGalieae weitverbreitet; die Verkieselung betrifft in den meisten Fällen die einzelligen Haare und die Epidermis der Oberseite, besonders am Blattrande und an der Blattspitze. In seltenen Fällen ist die ganze Epidermis beider Blattflächen mit den Schließzellen in lückenlosen Verbänden erhalten (Rubia peregrina). Verkieselungen des Mesophylls und von Teilen der Nerven scheinen atypische Bildungen zu sein (pathologisch?). Die Stärke der Verkieselungen wechselt nicht nur innerhalb der Art (vielleicht auch nach dem Standorte), sondern auch bei demselben Individuum je nach dem Alter des Blattes.Teerfarbstoffe, z. B. Methylenblau, können zur Färbung der Kieselskelette, besonders der Papillen (z. B.Rubia), verwendet werden.     

Histologische,physiologische und serologische untersuchungen über die verdauung bei der zeckengattung Ixodes Latr

Zusammenfassung Die Verdauung ist bei Ixodes intracellular. Im Darm des nüchternen Weibchens gibt es drei Arten von Zellen, degenerierende Zellen, eigentliche Darmzellen and Driisenzellen. Nach dem Saugen findet sofort Hämolyse und Eindickung des aufgenommenen Blutes statt. Der Darminhalt bleibt füissig oder es bilden rich Hämoglobinkrystalle, je nach dem artspezifischen Verhalten des gesogenen Blutes. Die eigentlichen Darmzellen vermehren rich und wölben sich in das Darmlumen hinein. Die Nahrung wird wenig verändert in flüssigem Zustand in die Zellen aufgenommen, sammelt sich hier in Nahrungskugeln an und wird zu Exkreten abgebaut. Wenn alle Nahrung aus dem Darmlumen verschwunden ist, zerfallen die nur noch mit Exkreten erfüllten Zellen und bleiben beim absterbenden Weibchen im Darmlumen liegen. Bei den Jugendstadien werden sic nach der Häutung durch den Enddarm entleert. Eine Anzahl von Zellen macht diesen ProzeB nicht mit, sondern liefert das Darmepithel des nächsten Entwicklungsstadiums oder degeneriert beim Weibchen. Über die Natur der Exkrete konnte nichts ermittelt werden. Bei Ixodes plumbeus wird das Chromatin der Vogelblutkerne innerhalb der Darmzellen abgebaut. Die Wasserstoffionenkonzentration liegt während der ganzen Verdauung zwischen 7,2 und 7,6. Solange noch Nahrung im Darmlumen ist, läßt sick das Wirtseiweiß serologisch nachweisen. Bis auf Degenerationsstadien enthalten alle Darmzellen viel Fett. Symbionten werden bei Ixodes ricinus nicht beobachtet.     

Physiologische und vergleichend-anatomische Untersuchungen an der Knochenfischnetzhaut

ZusammenfassungPhysiologie der Bewegungsvorgänge in der Knochenfischnetzhaut Bei allen Versuchen wird ausgegangen von dreistündigem Dunkelaufenthalt.Weder am unfixierten Auge abgeschnittener Fischköpfe noch an frisch fixierten Sehorganen findet unter Einwirkung von Licht ein Übergang zur Hellstellung statt.Es ist kein periodischer, mit der Tageszeit einhergehender Stellungswechsel von Sehzellen und Pigment unabhängig von der Belichtung festzustellen.Mechanische Reize, Narkose und Temperaturerhöhung hatten keinen Einfluß auf den Ablauf der Bewegungsvorgänge in der Netzhaut.Kälte bewirkt Zapfencontraction. Bei Herabsetzung der Lichtintensität stellt zunächst das Pigment seine Reaktion ein. Die Zapfen kontrahieren sich noch bei sehr schwacher Belichtung (1/180 H.K.). Bei noch geringeren Lichtintensitäten reagierten sie nur mehr in einem unteren Netzhautdrittel.Der Übergang zur Hellstellung findet bei verschiedenen Fischarten verschieden rasch statt (Gründling 15–20 Min., Stichling 5 Min.).Ein Unterschied bei der Einwirkung verschiedenfarbigen Lichtes gleicher Intensität ist bei Anwendung starker Lichtintensitäten und bei Beachtung der beiden Spektrumenden nicht festzustellen. Bei Anwendung ganz schwachen Lichtes und bei Beachtung eines mittleren Spektralbezirkes zeigte sich, daß Gelbgrün in einem Versuch eine stärkere Wirkung ausübte als gleich intensives Rot.Beziehungen zwischen dem Bau von Stäbchen, Zapfen und Pigment und der Biologie bei 24 Knocheuflscharten Die Stäbchen sind klein und in ungeheurer Zahl vorhanden, wenn das Dämmerungssehen gut entwickelt ist.Handelt es sich um Tiere, die im Dämmerlicht nicht gut sehen (Tagtiere, Nachttiere mit kleinen, schlecht entwickelten Augen), so finden wir große Stäbchen in geringer Zahl.Die Zahl der Stäbchen ist in den oberen zwei Netzhautdritteln größer als unten, entsprechend der verschiedenen Aufgabe dieser Regionen.Die Zapfen sind in großen, gut entwickelten Augen (bei Hell- und Dunkeltieren) groß und in beträchtlicher Zahl vorhanden. Mit der Reduktion der Augengröße (bei einem Teil der Dunkeltiere) nimmt die Zahl und Größe der Zapfen ab.Es werden verschiedengroße Zapfen in der gleichen Netzhaut bei einigen Fischarten beschrieben, deren Kerne zunächst diesseits der Membr. lim. ext. gelegen durch sie hindurchtreten und größer werden. In den verschiedengroßen Zapfen werden Altersstufen gesehen.In den schwarzen Pigmentzellen kommt bei vielen Fischarten neben einem körnigen, wenig beweglichen ein stäbchenförmiges, bewegliches Pigment vor. Bei den Tagfischen treffen wir vielfach fast ausschließlich stäbchenförmiges Pigment, während bei Dämmerungstieren das körnige Pigment überwiegt oder allein vorliegt.Guaninähnliches Pigment finden wir beim Zwergwels, Guanin bei Brachse, Blikke, Kaulbarsch und Zander.Während bei den ersten drei Fischarten nur körniges schwarzes Pigment in den Guaninzellen liegt, treffen wir beim Zander körniges und stäbchenförmiges schwarzes Pigment neben dem Guanin in der gleichen Zelle.Die Resultate sprechen für eine Bewegung des Guanins nach rückwärts im Dunkelauge.In beigefügten Tabellen sind für die 24 untersuchten Fischarten die Größenverhältnisse von Stäbchen und Zapfen in Maßen und Umriß-zeichnungen angegeben. Zugleich finden sich hier Kopfquerschnitte, die die relative Augengröße zeigen. Außerdem sind hier Angaben aus der Literatur über die Lebensweise der Fischarten zusammengestellt.Die Mikrophotographien, die auf zwei Tafeln wiedergegeben sind, sollen einen Einblick in die natürlichen Verhältnisse ermöglichen.     

Die Lokalisation der spezifischen und unspezifischen Phosphatasen im Meerschweinchengehirn

Zusammenfassung Es werden in großen Zügen die Verteilungsmuster der unspezifischen alkalischen und sauren Phosphatase und der spezifischen Phosphatasen ATPase und 5-Nucleotidase (AMPase) im Meerschweinchengehirn beschrieben. Während die vorwiegend im Cytoplasma vorkommende saure Phosphatase zur Enzymausrüstung jeder Nervenzelle gehört, gibt es nur wenige Kerngebiete, die nennenswerte Mengen alkalischer Phosphatase enthalten. Dazu gehören der Nucl. habenulae medialis, der von ihm ausgehende Tractus habenulo-peduncularis und die im vorderen Hypothalamus gelegenen Callejaschen Inseln. Der größte Teil der im Gehirn zu findenden alkalischen Phosphatase ist in den Kapillaren lokalisiert. Die ATPase ist ein ausgesprochenes Neuropilenzym und findet sich besonders in dendritenreichen Regionen. In dieser Hinsicht ähnelt ihr Verteilungsmuster besonders im Telencephalon den DPN- und TPN-abhängigen Dehydrogenasen. In vielen Kerngebieten des Metencephalon enthält jedoch das Nervenzellcytoplasma wesentlich mehr Dehydrogenasen. Auch im Telencephalon besteht keine direkte Parallelität der Verteilungsmuster. So läßt sich z. B. im dehydrogenasereichen Ependym keine ATPase nachweisen, während die ATPase-reiche subependymäre Gliaschicht nicht auffallend viel Dehydrogenasen enthält. — Die 5-Nucleotidase ist sowohl im Neuropil und in den Zellen der grauen Substanz als auch in Teilen der weißen Substanz reichlich vorhanden.Die Untersuchungen wurden mit technischer Hilfe von Fräulein E. Jakschas durchgeführt, wofür wir ihr vielmals danken.     

Nachweis der Chemilumineszenz spontaner und strahleninduzierter Peroxiradikale

Zusammenfassung Die Autoxydation einiger organischer Verbindungen wird von einer schwachen Chemilumineszenz begleitet, deren Intensität bei Zimmertemperatur in der Grö-ßenordnung von 10³ Photonen/cm³ s liegt. Diese kleinen Lichtmengen werden mit einer Apparatur zur ichtquantenzählung gemessen. Der Einfluß von Licht und ionisierender Strahlung sowie verschiedenen Chemikalien auf die autokatalytische Kettenreaktion bei der Oxydation von Estern ungesättigter Fettsäuren und damit auf den zeitlichen Verlauf der Lumineszenz läßt einige kinetische Aussagen über die untersuchten Systeme zu. Aus der Temperaturabhängigkeit der Lichtemission lassen sich Aktivierungsenergien berechnen, aus dem Spektrum können Angaben über Reaktionsenthalpien gewonnen werden. Die Versuchsergebnisse stützen die Hypothese strahleninduzierter freier Radikale und gleichzeitig die Gültigkeit des klassischen Mechanismus der Kettenreaktion im untersuchten Dosisleistungsbereich. Auf Möglichkeiten des neuen Meßverfahrens bei der Behandlung von Problemen in der Strahlenbiologie wird hingewiesen.     

Über die Pollenkeimung einiger diploider Pflanzen und ihrer Autotetraploiden in künstlichen Medien

Zusammenfassung Pollen von diploiden und künstlich hergestellten autotetraploiden Stämmen von Rübsen, Kohl, gelbem Senf, Ölrettich und Gartenampfer wurde in künstlichem Medium zur Keimung gebracht. Der Pollen der autotetraploiden Pflanzen keimte in der Regel sehr viel schlechter als der Pollen der diploiden Pflanzen. Die Unterschiede in dem Keimungsprozent zwischen dem von diploiden und dem von tetraploiden Pflanzen stammenden Pollen waren stets um so größer, je optimaler die Bedingungen für die Keimung an und für sich waren. Von einem Falle abgeschen, lagen die Keimungsoptima für den von den diploiden und für den von tetraploiden Pflanzen stammenden Pollen stets bei der gleichen Koncatration der Nährlösung. Der Prozentsatz geplatzten Pollens war bei der von den 4n-Pflanzen herstammenden Material sehr viel größer als bei dem Pollen von 2n-Pflanzen. Die schlechtere Keimung und das stärkere Platzen werden in erster Linie auf die — wahrscheinlich durch die Zunahme des Zellvolumens bedingte — geringere physiologische Leistungsfähigkeit der Polyploiden zurückgeführt.     

Damage to deoxyribose molecules and to U-gene reactivation in UV-irradiated 5-bromouracil-DNA of phage T4 Bor as influenced by cysteamine

Zusammenfassung Es wird beim Phagen T4Bo ^reine Schutzwirkung von Cysteamin gegenüber den nach Einbau von 5-Bromuracil in die DNS biologisch zusätzlich beobachtbaren UV-Strahlenschäden beschrieben. Bei BU-Phagen, nicht aber bei normalen Phagen und auch nicht bei BU-Phagen bestrahlt in Anwesenheit von 10^-2 m Cysteamin, wird eine Zerstörung von Desoxyribose in der DNS gemessen. Der Mechanismus, der zum Abbau von DNS-Pentose führt bzw. die Reaktionen, die in Anwesenheit eines Radikalfängers den Schutzeffekt bewirken, werden im Rahmen einer Arbeitshypothese diskutiert. Da bei den T-Phagen die Gruppe der näher untersuchten enzymatischen Reaktivierungsmechanismen, nämlich Photo-, Wirtszell- und u-Gen-Reaktivierung, hinsichtlich des BU-Phänomens gemeinsame Merkmale zeigt, d. h. Blockierung durch BU und Aufhebung des Blocks bei Bestrahlung in Anwesenheit von Cysteamin, liegt die Annahme nahe, daß Schäden an der Desoxyribose der DNS-Helix für die Blockierung der enzymatischen Reaktivierungsschritte verantwortlich sind.     

Die Belichtungspotentiale und das Sehen der Insekten (Untersuchungen an Calliphora und Dixippus)

Zusammenfassung Die langsamen Belichtungspotentiale der Facettenaugen von Calliphora und Dixippus werden beschrieben und aus den elektrischen Vorgängen am Insektenauge Folgerungen für die Physiologie der optischen Wahrnehmung gezogen.Die Potentiale werden mit Nadelelektroden abgegriffen. Der für die Untersuchungen entwickelte Gleichspannungsverstärker wird beschrieben.Das Belichtungspotential von Calliphora ist unter alien Versuchs-bedingungen diphasisch und besteht aus einem positiven Ein-Effekt und einem negativen Aus-Effekt. Bei hohen Intensitaten wird ein negatives Zwischenpotential deutlich. Bei Tachycines und Dixippus ist das Belichtungspotential stets monophasisch und rein negativ.Die Höhe der einzelnen Phasen hangt von der Intensität des Lichtreizes ab (Abb. 6) und nimmt in einfach logarithmischem Koordinaten-system linear (Dixippus) oder in Form einer sigmoiden Kurve (Calliphora) mit der Intensitat zu.Der Ein-Effekt von Calliphora ist bei genügenden Intensitäten spätestens nach 5 msec, wahrscheinlich schon früher, unabhangig von der Reizdauer (Abb. 11). Das Zwischenpotential hat erst nach 200 msec seine maximale Höhe erreicht. Der Aus-Effekt nimmt bis zu 100 sec Reizdauer an Höhe zu.Die Höhe des (negativen) Belichtungspotentials von Dixippus ist nach 30 msec, die der Aeschna-Larve nach 100 msec von der Reizdauer unabhängig.Die Höhe des Ein-Effektes von Calliphora ist für gleiche Produkte aus Intensität und Reizareal gleich.Für den Aus-Effekt von Calliphora gilt das Bunsen-Roscoesche Reizmengengesetz mindestens bis zu 200 msec, für das Belichtungs-potential von Dixippus und der Aeschna-Larve nur bis zu 30 msec.Mit der Zahl der gereizten Ommatidien (dem Reizareal), die von 1–50 Ommatidien variiert wird, nimmt die Höhe des Belichtungs-potentials logarithmisch zu.In Höhe und Form zeigt das Retinogramm von Calliphora keine Adaptation. Höhe und Form sind nach intensiver Belichtung und langem Dunkelaufenthalt gleich. Bei Dunkeladaptation treten lediglich Nach-schwankungen auf, die dem helladaptierten Auge fehlen (Abb. 22).Bei Dixippus und Tachycines hangt die Höhe des Belichtungs-potentials dagegen stark vom Adaptationszustand ab.Die Schwelle des helladaptierten Auges von Dixippus beträgt das 20000fache der Schwelle im Zustand maximaler Dunkeladaptation. Der Verlauf der Dunkeladaptation wird in Kurvenform dargestellt (Abb. 23).Bei Reizung mit Flimmerlicht bestehen die Belichtungspotentiale von Calliphora aus positiven und negativen Wellen, die von Dixippus und Tachycines nur aus Schwankungen in der Höhe des negativen Potentials.Bei Calliphora hat der erste Ein-Effekt bei Flimmerlicht stets die gleiche Höhe wie bei konstantem Lichtreiz. Die zunächst folgenden Ein-Effekte sind (als Ausdruck eines relativen Refraktärstadiums) verkleinert, nehmen aber schrittweis an Höhe zu und werden bei mittleren Flimmerfrequenzen (50 sec^–1) sogar größer als der erste (Abb. 26 und 27).Mit zunehmender Reizfrequenz nimmt die Höhe der Flimmeraktions-potentiale ab, bis schließlich Verschmelzung eintritt (Abb. 27).Die Verschmelzungsfrequenzen bei Calliphora sind außerordentlich hoch: Die höchste beobachtete Verschmelzungsfrequenz beträgt 265 Lichtreize in der Sekunde, womit aber der Maximalwert sicher noch nicht erreicht ist. Ähnliche Werte ergeben sich für das Auge der Biene.Im Gegensatz dazu liegt die maximale Verschmelzungsfrequenz von Dixippus bei 40 Lichtreizen in der Sekunde.Die Abhängigkeit der Verschmelzungsfrequenz von Arealgröße und Reizintensität wird dargestellt (Abb. 31).Das Belichtungspotential von Dixippus kann in Übereinstimmung mit Bernhard (1942) in zwei negative Komponenten (R und S) zerlegt werden.Die Aus-Effekte von Calliphora sind der R-Komponente von Dixippus vergleichbar. Beide entstehen wahrscheinlich in der Retina und sind — trotz entgegengesetzten Vorzeichens — vielleicht mit P III der Wirbeltiere vergleichbar. Für alle drei gilt das Bunsen-Roscoesche Gesetz.Bei Mimmerlicht wird bei Calliphora durch die negativen Aus-Effekte die Refraktärperiode der positiven Ein-Effekte verkürzt. Diese Erscheinung wird als restitutive Wirkung durch ein Gegenpotential aufgefaßt und mit dem Wendungseffekt (Scheminzky) verglichen, der hier also unter natürlichen Bedingungen eine Rolle spielt.Mit dem Auftreten von Potentialen mit entgegengesetztem Vorzeichen stehen die hohen Verschmelzungsfrequenzen von Calliphora im Zusammenhang. Dixippus, dem positive Anteile im Retinogramm fehlen, hat wesentlich geringere Verschmelzungsfrequenzen.Der Verlauf des Retinogramms bei Calliphora läßt auf eine außerordentlich schnelle Adaptation schließen, die sich in Bruchteilen einer Sekunde abspielt. Infolgedessen ist das Retinogramm selbst schon nach wenigen Sekunden von der Voradaptation unabhängig. Die biologische Bedeutung dieser schnellen Adaptation wird erörtert.Aus diesen Ergebnissen wird für die Physiologie der optischen Wahrnehmung bei den Insekten gefolgert:Das im Verhältnis zu den Wirbeltieren gering entwickelte räumliche Auflosungsvermögen (Sehschärfe) des Facettenauges wird durch ein extrem entwickeltes zeitliches Auflösungsvermögen wettgemacht. Es lassen sich zwei Typen von Insektenaugen unterscheiden: Bei den einen geht hohe absolute Empfindlichkeit mit geringem zeitlichem Auflösungs-vermogen (niedrige Verschmelzungsfrequenz) und langsamer sich über Minuten erstreckender Adaptation parallel (Dixippus-Typ). Bei den anderen ist die absolute Empfindlichkeit geringer, das zeitliche Auflösungsvermögen außerordentlich groß, die Adaptation in Bruchteilen einer Sekunde beendet (Calliphora-Typ).Den beiden verschiedenen Leistungstypen entspricht ein verschiedenes ökologisches Verhalten. Hohes zeitliches Auflösungsvermögen ermöglicht ein Sehen in schneller Bewegung. also im Mug, trotz geringer raumlicher Sehschärfe. Nicht fliegende Insekten gewinnen unter Preisgabe des zeitlichen Auflösungsvermbögens an absoluter Empfind-lichkeit.Der Göttinger Akademie der Wissenschaften bin ich für die Förderung der vorliegenden Untersuchungen zu großem Dank verpflichtet.     

Zur Frage des Celluloseabbaus bei der Holzverdauung xylophager Insektenlarven

Zusammenfassung Verdauungsphysiologische Methoden werden benutzt, um die Frage des Celluloseabbaus und die Rolle der Symbionten dabei zu untersuchen.Für die auch morphologisch weniger an das Holz angepaßten Formen Cossus cossus, Dorcus parallelopipedus und Osmoderma eremita wird die Abwesenheit einer Celluloseverdauung fermentchemisch und durch Vergleich des Oellulosegehaltes von Futter und Kot bewiesen, während für die Cerambyciden, besonders bei Cerambyx cerdo, eine Cellulase aufgedeckt und für Xestobium wahrscheinlich gemacht wird. Für die BuchNERsche Symbiontenhypothese, deren Richtigkeit aus biologischen Überlegungen bezweifelt wird, bedeutet das Auffinden einer Cellulase bei einer symbiontenfreien Form den, Verlust der wichtigsten Prämisse, daß die Insekten keine Cellulase besäßen und die Symbionten daher (als Nahrungsspezialisten) den Celluloseabbau vermitteln müßten. Ebenso konnte für die Auffassung, in den Gärkammern der Lamellicornia Orte der Celluloseverdauung durch Symbionten zu sehen, keinerlei Grundlage gefunden werden, so daß die, Versuchsergebnisse zu einer Ablehnung der Buchnerschen Hypothese zwingen.Das Vorkommen bzw. Fehlen der Symbionten bei Arten einer Gattung, ohne daß das Fehlen Ausfallserscheinungen mit sich brächte, läßt an der Gegenseitigkeit des Verhältnisses von Tier und Pflanze zweifeln.Der Vorstand des Institutes, Herr Professor Paul Krüger, hat mich bei meiner Arbeit in liebenswürdigster Weise mit Rat und Tat unterstützt. Ich möchte ihm dafür auch an dieser Stelle vielen, vielen Dank sagen.Die Versuche wurden mit Apparaten ausgeführt, die Herrn Professor Krüger von der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft zur Verfügung gestellt sind.     

Studien zur normalen und pathologischen Histologie vegetativer Ganglien. II.

Zusammenfassung In den sympathischen, operativ entfernten Halsganglien von Patienten, die von Raynaudscher Krankheit und Asthma bronchiale befallen waren, werden knötchenartige Bildungen beschrieben. Sie verdanken ihre Genese einem regenerativ-hyperplastischen Wachstumsprozeß des Nervensystems und einem gleichzeitigen Wucherungsvorgang des Nebenzellenplasmodiums.Die erwähnten Knötchen, die gelegentlich eine starke Ähnlichkeit mit sensiblen Endorganen aufweisen, sind als pathologische Neubildung, somit als gemeinsame Reaktion von Nervengewebe und Hüllplasmodium auf einen krankhaften Reiz zu betrachten.Bei 25 Hingerichteten im Alter von 171/2–70 Jahren wurden die an vielen Nervenzellen vorkommenden perizellularen Faserkörbe im Ganglion nodosum genauer untersucht. Innerhalb des die Ganglienzellen umgebenden Hüllplasmodiums gelangen bei manchen Individuen sehr häufig, bei anderen Individuen ebenso selten, teils aus feinen, teils aus mittelstarken Nervenelementen bestehende Faserkörbe von manchmal enormer Dichte zu Gesicht.An der Genese der Faserkörbe sind die Ganglienzelle und das Hüllplasmodium gemeinsam beteiligt.Die vielfach beobachtete Wucherung des Hüllplasmodiums, der stellenweise neuromähnliche Wachstumsmodus der Faserkörbe, ihre gewöhnliche Verbindung mit degenerierenden Ganglienzellen, ihr häufigesAuftreten nach Nikotin- und Alkoholabusus und bei Asthmakranken lassen die Faserkörbe mit größter Wahrscheinlichkeit als eine pathologische Erscheinungsform betrachten.Bei dem Auflösungsprozeß einer degenerierenden Ganglienzelle ist dem umgebenden Hüllplasmodium eine gewisse Rolle zuzuweisen.Eine starke, innerhalb des Hüllplasmodiums zur Entwicklung gelangende Schlingenbildung des Fortsatzes einer Ganglienzelle kann unter Umständen als ein Anzeichen degenerativen Geschehens gewertet werden.Nach den bisherigen Beobachtungen scheinen pathologische Veränderungen im Ganglion nodosum mit gleichzeitig auftretenden krankhaften Erscheinungen im Ganglion cervicale craniale desselben Patienten hinsichtlich ihrer Entwicklung ungefähr gleichen Schritt zu halten.     

Eisen-, Agar- und Humuswirkung bei Azotobacter

Zusammenfassung Durch Agarzusatz (0.1%) läßt sich die Wirkung anorganischen Eisens auf Wachstum und Stickstoffbindung von Azotobacter chroococcum sehr schön nachweisen. Das Optimum liegt bei 5 bis 10 mg % FeSO₄ 7 H₂O. Diese Wirkung ist beim Vorhandensein von Mclybdän weit stärker als die Wirkung von Humuspräparaten, die erst bei längerer Kulturdauer eine gewisse Überlegenheit des Humus über das anorganische Eisensalz zeigten. Die Agarwirkung kann keine Wirkung des Eisens an sich, etwa einer besonders günstigen Verteilungsform sein, sondern beruht auf den Kolloideigenschaften des Agars. Auch bei den Humuswirkungen ist Eisen nicht der alein wirksame Faktor, tritt sogar bei genügender Versorgung mit anorganisch gebundenem Eisen gegenüber der Wirkung anderer Stoffe, wie etwa Molybdän, zurück.     

Abhängigkeit der Membranbildung von der Zellteilung bei Diatomeen und differentielle teilungen im Zusammenhang mit der Bildung der Innenschalen

Zusammenfassung Nicht nur die Bildung der Schalen vegetativer Tochterzellen und die Neubildung der Schalen der Erstlingszellen ist an Zellteilungsvorgänge gebunden, sondern auch bei der Bildung von Innenschalen laufen Mitosen und Cytokinesen ab. Ganz allgemein entstehen also die Schalen der Diatomeen nicht für sich allein und sozusagen spontan, sondern sind grundsätzlich an die—unter Umständen modifizierte oder rudimentäre—Zellteilung gebunden.Die Bildung der Innenschalen ist mit einer extrem inäqual verlaufenden Cytokinese verknüpft, die bedingt wird durch eine vorangehende Umschichtung und Differenzierung innerhalb des Mutterprotoplasten in pervalvarer Richtung. Sie hat unter anderem die wandnahe Lage der Kernspindel bzw. des einen Spindelpols zur Folge, die ihrerseits in der Telophase zur Entstehung zweier quantitativ und qualitativ sehr verschiedener Tochterprotoplasten führt. Nur der eine, vollwertige Tochterprotoplast ist fähig, eine Schale zu bilden.Die inäquale Teilung zeigt, abgesehen von der Schalenbildung, grundsätzliche Übereinstimmung mit der differentiellen Teilung, die zu Beginn der Meiose abläuft und einen funktionierenden Gameten und einen Restprotoplasten ergibt.Wie bei der Gametenbildung zeigt sich auch bei der Bildung von Innenschalen eine gesetzmäßige Differenzierung des Protoplasten in pervalvarer Richtung. Es entscheidet der Unterschied: Epitheka—Hypotheka über den Verlauf der Cytokinese. Dabei ist auch im Fall der Innenschalenbildung—übereinstimmend mit der Gametenbildung—der von der Hypotheka eingeschlossene Teil des Protoplasten der geförderte, der andere der gehemmte.Mit 2 Textabbildungen.     

Morphologische Veränderungen anAspergillus niger nach Behandlung mit Ultraschall

Zusammenfassung Konidien vonAspergillus niger wurden in Phosphatpufferlösung suspendiert einer Ultraschallbehandlung unterworfen. Die Beschallungsfrequenz war bei sämtlichen Versuchen 20 KHz, während Beschallungsdauer und Intensität variiert wurden.Neben den Veränderungen der Konidienhülle waren vor allem die Unterschiede im Keimungsverlauf zwischen unbeschallten und beschallten Konidien auf Bierwürze-Gelatine-Nährböden interessant. 6 bis 7 Stunden lang mit einer Intensität von 21,2 Watt pro qcm beschallte Konidien bildeten zwei oder mehrere Keimstellen. Bei Ausbildung von zwei Keimschläuchen bildete der eine in kurzen Abständen verdickte Zellen und stellte sein Wachstum ein, während der andere zu einer normalen Hyphe auswuchs. Weiters konnte oftmals beobachtet werden, daß Hyphen, die nach Auskeimung aus beschallten Konidien hervorgegangen waren, plötzlich derart verdickte Zellen bildeten und ihr Längenwachstum einstellten.Beschallungen des Einsaatmaterials mit einer Intensität über 14,5 Watt pro qcm ergaben sowohl elektronen- als auch lichtmikroskopisch erkennbare morphologische Veränderungen der daraus gezüchteten Pilze. Diese Veränderungen waren vor allem in der Gestalt der Zellen, in der Septierung, den Verzweigungen und an der Ausbreitung der Hyphenstränge erkennbar. Bei längerer Beschallung des Impfmaterials trat eine starke Verkürzung der Konidienträger ein.Die durch Ultraschalleinwirkungen hervorgerufenen morphologischen Veränderungen konnten auch in weiteren vegetativen Generationen beobachtet werden, was einen durch Ultraschallbehandlung auftretenden Eingriff in die genetische Substanz der Zelle vermuten läßt.     

Neue Ergebnisse cytochemischer Untersuchungen bei Mikroveraschung von Epithel-, Muskel- und Nervenzellen

Zusammenfassung Bei der Zusammenfassung der Resultate stellte ich fest, daß zu den mit Hilfe der Mikroveraschung vollzogenen Untersuchungen dünne Schnitte am besten geeignet waren. Es empfiehlt sich, die Schnitte auf die Deckgläschen zu kleben und nach der Veraschung im auffallenden Lichte im Ultropak von Leitz oder im Epikondensor von Zeiss das im Mikroskop mit den Gläschen nach oben umgekehrte Präparat zu untersuchen. Diese Methode gestattet nicht nur die Beobachtung, sondern auch das Photographieren der Mineralreste, sogar der kleinsten Zellen. Überdies ermöglicht diese Methode das Durchführen mikrochemischer Reaktionen mit Hilfe des Mikromanipulators eben bei den stärksten (Immersions-) Vergrößerungen.Die im fallenden Lichte im Ultropak von Leitz untersuchten Zellspodogramme bewahren, wie es die Kontrollpräparate zeigen, genau ihre Gestalt.In den Spodogrammen der Epithelzellen kann man die Ablagerungen in dem ehemaligen Zellprotoplasma in die Kernmembran, dem Kernkörperchen und die karyoplasmatischen Körnchen wahrnehmen. Das Endothelprotoplasma der Blutgefäße, respiratorische Epithel-protoplasma, ebenso wie auch das Protoplasma der Drüsenzellen (Niere, Darm, Pankreas, Leber) ist an Mineralsalzen reicher als das Protoplasma der Epidermis. Den Hauptbestand der Zellkerne bilden Kalksalze.Die von glatten und quergestreiften Muskelfasern zurückgelassenen Reste entsprechen dem Sarkolemma, der Kernmembrane, dem Kernchen und dem Protoplasma. Die Mineralstruktur der Myofibrillen ist in den veraschten quergestreiften Muskeln bewahrt. Die Salzanhäufungen entsprechen den anisotropischen Q-Streifen. Der M-Streifen und die isotrope Substanz sind entweder ganz von Mineralablagerungen frei oder enthalten solche in minimaler Quantität. Ich konstatierte, daß zu den Bestandteilen der isotropischen Substanz auch Mineralsalze hinzugehören, die in höherer Temperatur leicht verflüchten (K?).Überdies konnte ich auch bei den Untersuchungen über die Verteilung der Mineralsubstanzen in den Nervenzellen, der Gehirnrinde, sowie der grauen Substanz des Rückenmarkes feststellen, daß die Kerne dieser Zellen viel ärmer an Asche gebenden Salzen sind als die der Epithelzellen. Der Kern der Nervenzellen ist von Ablagerungen frei. Eine Ausnahme bilden hier nur die von der Kernmembran, von den Nukleolen und von einzelnen Kernkörperchen übrigbleibenden Reste. Das Protoplasma der Nervenzellen enthält eine bedeutende Menge anorganischer Bestandteile. Im Gegenteil zu den Nervenzellen besitzen die Neuroblasten Kerne, deren Substanz Kalksalze enthalten. Während der Differenzierung der Neuroblasten verschwinden diese Salze aus dem Kerne und versammelt sich im Protoplasma.Die Gliazellen enthalten Mineralsalze, die sich hauptsächlich im Kerne angehäuft haben. Außer Ependymzellen ist es dem Autor nicht gelungen die einzelnen Gliatypen zu unterscheiden.     

Neutralrotfärbung im Fluoreszenzlicht

Zusammenfassung Volle und leere Zellsäfte verschiedener Pflanzen wurden nach Anfärben mit Neutralrotlösung p_H 7,45 fluoreszenzoptisch untersucht. Für die leeren Zellsäfte, bei denen die im Hellfeld erdbeerrote Färbung auf Ionenspeicherung beruht, trifft Struggers Angabe über Fluoreszenzfreiheit zu. Anders aber verhalten sich die vollen Zellsäfte, deren im Hellfeld violettrote Anfärbung auf Bindung der eindringenden Farbbasenmoleküle an zelleigene Stoffe beruht. Sie leuchten im UV-Licht rot auf. Fluoreszenzfarbe und Intensität des Aufleuchtens sind weitgehend von der Intensität der Hellfeldfärbung abhängig. Auch scheint nicht die Bindung an einen bestimmten Stoff, sondern allgemeine Bindung des Farbstoffmoleküls an zelleigene Stoffe die Fluoreszenz zu bewirken. In den Vakuolen vorkommende Entmischungstropfen fluoreszieren nicht. Der von Strugger beschriebene Fluoreszenzwechsel trifft für die leeren, nicht aber für die vollen Zellsäfte zu. In den Zellsäften buntscheckiger, austreibender Zwiebeln dürften beide Speichermechanismen (Ionenspeicherung und chemische Bindung) nebeneinander wirken.