The effect of the natural climate of the sahara and controlled climate on thyroid gland activity in friesian cattle and water buffaloes

Thyroid gland activity, using the ET₃-¹³¹I-U/100% Ht method, was determined on: (a) the same 12 Friesian and 8 Buffalo dry nonpregnant cows in winter (14.2°C, 58% RH), spring 23.4°C, 47% RH) and summer (26.7°C, 65% RH), keeping feed and management the same for all animals; (b) 3 Friesian and 3 Buffalo female calves exposed successively to the natural outdoor climate of 14.6°C, 53% RH, a controlled climate of 29.0°C, 50% RH and a controlled climate of 42.0°C, 50% RH for 3 days at each exposure. ET₃U was higher in winter than spring in Friesians (p < 0.01), not Buffaloes; and in winter than in summer in both species (p < 0.01). Values in spring were higher than in summer in both species (p < 0.01). The per cent decline in ET₃U was more pronounced at high than at low ambient temperature and relative humidity. The thyroid activity at high ambient temperature took at least 72 hours to reach minimum level. Buffaloes showed less decline than Friesians from winter to summer (9.4% for Buffaloes and 23.7% for Friesians) and from 14.6° to 29.0°C (4.29% for Buffaloes and 10.31% for Friesians), suggesting that Buffaloes are more heat tolerant than Friesians. Within each species, a greater variation in the percentage decline in thyroid activity was observed in Friesians than Buffaloes.

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Zusammenfassung Die Schilddrüsenaktivität wurde untersucht von (a) 12 friesischen Rindern und 8 Wasserbüffeln (alle trocken und nicht trächtig) im Winter (14,2°C, 58% RF), Frühling (23,4°C, 47% RF) und Sommer (26.7°C, 65% RF) und von (b) 3 friesischen und 3 weiblichen Büffelkälbern, die jeweils 3 Tage in natürlichem Klima aussen bei 14,4°C, 53% RF und in künstlichem Klima bei 29,0° und 42.0°C, 50% RF, lebten. Futter und Haltung war bei allen Tieren gleich. Bestimmt wurde die Erythrozyten¹³¹Jod-trijodthyronin-Aufnahme, korrigiert über den Hämatokrit (ET₃U). Die ET₃U war bei beiden Tierarten im Winter höher als im Frühling (p < 0.01) und Sommer. Die Frühlingswerte waren höher als die Sommerwerte (p < 0.01). Die prozentuale Senkung der ET₃U war deutlicher bei hoher als bei niedriger Temperatur und relativer Feuchtigkeit. Die Minimalwerte wurden frühestens nach 72 Stunden erreicht. Bei den Wasserbüffeln war die Senkung der ET₃U zwischen Winter und Sommer geringer als bei den friesischen Rindern, als Zeichen dafür, dass sie Hitze besser ertragen.

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Resume On a examiné l'activité de la glande thyroïde de bovins en utilisant la méthode ET₃-¹³¹IU/100% HT. Le premier essai concernait 12 vaches frisonnes et 8 buffles femelles toutes sèches et non portantes. Ces animaux ont été gardés dans des conditions identiques pour tous (étable, alimentation et soins) en hiver (14,2°C et 58% HR), au printemps (23,4°C et 47% HR) et en été (26,7°C et 65% HR). Dans un second essai, 3 génisses frisonnes et 3 jeunes buffles femelles furent d'abord gardés 3 jours à l'extérieur (14,6°C et 53% HR), puis placées 3 jours en climat contrôlé (29,0°C et 50% HR, respectivement 42,0°C et 50% HR). La valeur de ET₃U est plus élevée en hiver qu'au printemps et plus élevée en hiver qu'en été (p < 0,01) et cela pour les deux races. Les valeurs du printemps dépassent celles de l'été (p < 0,01) dans les 2 cas également. Le taux d'abaissement de ET₃U a été plus accentué par températures et humidités élevées que par températures et humidités basses. Les valeurs minimales ne furent atteintes que 72 heures au moins après le changement de climat. Les buffles présentent un abaissement moins prononcé de l'activité thyroïdienne que les frisonnes et cela aussi bien de l'hiver à l'été (9,4% pour les buffles et 23,7% pour les frisonnes) que de 14,6° à 29,0°C (4,29% pour les buffles et 10,31% pour les frisonnes). On en peut conclure que les buffles présentent une plus grande tolérance à la chaleur que les frisonnes.

     

The effect of the natural climate of the sahara and controlled climate on the rectal temperature and cardiorespiratory activities of friesian cattle and water buffaloes

Respiration rate increased significantly in Friesians and insignificantly in Buffaloes with rise in ambient temperature from winter (19.9°C, 37% RH) to spring (29.3°C, 24% RH). It rose even more pronouncedly and significantly in summer (31.0°C, 42% RH) in both species. Pulse rate and rectal temperature did not change significantly from winter to spring, while in summer they increased significantly in both species. Similar results were obtained with similar rise in ambient temperature in controlled climates (19.8°C, 38% RH; 29.0°C, 50% RH; 42.0°C, 50% RH). Solar radiation (412 Langley) was found to accentuate the effect of heat with water deprivation (27.6° to 32.2°C, 61% – 41% RH) on the three measurements. Buffaloes showed lower average respiration rate, pulse rate and rectal temperature than Friesians in the three experiments. The per cent increase in respiration rate with temperature rise from 19.8° to 29.0°C in controlled or natural climate was greater in Friesians than Buffaloes. The reverse was true at 42.0°C in controlled climate or at 27.6° to 32.2°C with solar radiation and water deprivation, which partially resulted in a greater elevation of rectal temperature in Friesians than Buffaloes. Friesians critical temperature was shifted about 5°C higher than the breed average due to acclimatization in the hot desert. Buffaloes endured solar radiation with heat and water deprivation better than Friesians.

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Zusammenfassung Die Atemfrequenz von friesischen Rindern und Wasserbüffeln nahm beim Anstieg der Lufttemperatur von Winter (19.9°C, 37% RF) zum Frühling (29.3°C, 24% RF) zu und zeigte einen noch deutlicheren Anstieg im Sommer (31.0°C, 42% RF). Die Pulsfrequenz und die Rektaltemperatur änderten sich zwischen Winter und Frühling nicht signifikant, dagegen waren sie bei beiden Tierarten im Sommer signifikant erhöht. Ähnliche Befunde wurden bei einem simulierten Anstieg der Temperatur in künstlichen Klimaten erhoben. Sonnenstrahlung (412 Langley) verstärkte den Einfluss der Hitze mit Wasserentzug (27.6°–32.2°C, 61-41% RF) auf die 3 untersuchten Funktionen. Wasserbüffel hatten eine niedrigere mittlere Atemfrequenz, Pulsfrequenz und Rektaltemperatur. Der prozentuale Anstieg der Atemfrequenz bei Anstieg der Temperatur von 19.8°C auf 29.0°C im künstlichen und natürlichen Klima war bei den Rindern grösser als bei den Wasserbüffeln. Dagegen war die Reaktion umgekehrt bei 42.0°C im künstlichen Klima oder zwischen 27.6° und 32.2°C mit Sonnenstrahlung und Wasserentzug. Unter diesen Bedingungen zeigten die friesischen Rinder teilweise eine höhere Rektaltemperatur. Ihre kritische Temperatur war ungefähr 5°C über dem Mittelwert bei dieser Rasse als Folge der Akklimatisation an das Wüstenklima. Wasserbüffel ertrugen Sonnenstrahlung mit Hitze und Wasserentzug besser als die Rinder.

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Resume En passant de l'hiver (19,9°C et 37% hr) au printemps (29,3°C et 24% hr), l'activité respiratoire augmente de façon significative chez les bovins de race frisonne et de façon non significative chez les buffles. L'augmentation est encore plus marquée — et ici de façon significative pour les deux races — en passant à l'éte (31.0°C et 42% hr). Le nombre des pulsations et la température rectale n'ont guère changé entre l'hiver et le printemps. Ils ont par contre augmenté en été et cela pour les deux races. Des résultats analogues et de même importance furent obtenus en atmosphère contrôlée (19,8°C et 38% hr, 29,0°C et 50% hr, 42,0°C et 50% hr). Le rayonnement solaire (412 Langleys) accentue les effets de la chaleur et du manque d'eau et cela pour les trois fonctions observées (passage de 27,6° à 32,2°C et de 61% à 41%). Les buffles ont eu une moins forte respiration, moins de pulsations et une température rectale plus basse que les frisonnes et cela dans les 3 cas. Le taux d'augmentation de l'activité respiratoire parallèlement à l'augmentation de température de 19,8°C à 29,0°C en atmosphère contrôlée ou dans la nature a été plus importante chez les frisonnes que chez les buffles. On a observé le contraire à 42,0°C ou en passant de 27,6° à 32,2°C avec rayonnement solaire et privation d'eau. Ceci est dû en partie à une plus forte augmentation de la température rectale chez les frisonnes que chez les buffles. La température critique des vaches frisonnes dont il est fait mention ici est d'environ 5° supérieure à la moyenne de la race en raison de leur adaptation au climat désertique. Les buffles ont mieux supporté le rayonnement solaire accompagné de chaud et de manque d'eau que les frisonnes.

     

Effects of age and cold exposure on the size and functional activity of parathyroid glands of rats

The effects of age and cold exposure at 4°C for 6 weeks on the size and functional activity of the parathyroid glands of rats was examined. Mean absolute and relative gland weights increased with age and were consistently greater in cold-exposed than 22°C control groups. The functional activity of the parathyroid glands, as assessed by the uptake of AIB-1-¹⁴C, decreased with age, but was consistently higher, although not always significantly, in cold-exposed than control groups. Total serum calcium concentration decreased with age and tended to be lower in cold-exposed than control animals. The distribution of calcium between free and bound forms was altered with age, with more being shunted into the free or ultrafiltrable than the bound form.

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Zusammenfassung Die Wirkungen von Alter und bis zu 6 Wochen Kälte von 4°C auf das Gewicht und die Aktivität der Nebenschilddrüsen von Ratten wurden untersucht. Die mittleren, absoluten und relativen Drüsengewichte stiegen mit dem Alter an und waren bei den kälteexponierten Tieren grösser als bei den Kontrolltieren bei 22°C. Die Aktivität der Nebenschilddrüsen gemessen am AIB-1-¹⁴C, fiel mit dem Alter, war aber stets bei den kälteexponierten Tieren höher. Die Serum-Calciumkonzentration fiel mit dem Alter und neigte zur Erniedrigung bei den Kälte-Tieren. Die Verteilung von freiem und gebundenem Calcium war im Alter verändert mit mehr in der freien oder ultrafiltrierbaren als in der gebundenen Fraktion.

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Resume On a recherché les effets de l'âge et de l'exposition durant 6 semaines à un froid de 4°C sur l'activité fonctionnelle de la glande parathyroïde du rat. Les moyennes absolues et relatives du poids de la glande augmentent avec l'âge et sont sensiblement plus importantes pour le groupe exposé au froid que pour une groupe de contrôle placé à 22°C. L'activité fonctionnelle de la glande, spécifiée par l'absorbtion de l'AIB-1-¹⁴C, a baissé partout avec l'âge. Elle est restée supérieure, quoique de façon non significative dans le groupe exposé au froid. Le calcium total du sérum a diminué avec l'âge et de façon plus importante chez les rats exposés au froid que chez les autres. La répartition entre les formes libres et liées du calcium a changé avec l'âge dans le sens d'une augmentation de la forme libre ou non retenue per les ultra-filtres. Les variations de l'activité fonctionnelle de la parathyroïde durant l'exposition au froid furent inversement proportionnelles au taux de calcium libre et directement liées aux variations du calcium total et de sa forme liée à des proteïnes.

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DCIEM Research Paper No. 864.     

Cold tolerance and critical temperature of the Japanese

Five male Japanese subjects, undressed, were investigated at rest and during ergometer work at 30°, 25°, 20°, 15° and 10°C and the results were compared with similar measurements on Caucasians. The metabolic rate and mean skin temperature were higher at temperatures below 20°C than in Caucasians, while the correlation curve of metabolic rate versus skin temperature was similar. The rectal temperature decreased with lowering of the air temperature in these subjects in contrast to the observations in Caucasians. The thermal conductance of the Japanese was higher at the control air temperature, but became lower or equal in cool air as compared with that of Caucasians. The lower critical temperature was around 24°C. The results indicate that Japanese men react to cold with a mixture of both metabolic and insulative adaptation which differs from the response of Caucasians. The difference may be due to the environment, living habits and bodily constitution.

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Zusammenfassung Fünf Japaner wurden unbekleidet in Ruhe und während Ergometerarbeit bei 30°, 25°, 20°, 15° und 10°C Raumtemperatur untersucht und die Ergebnisse mit ähnlichen Untersuchungen an Personen der weissen Rasse (Kaukasiern) verglichen. Stoffwechselrate und mittlere Hauttemperatur waren unterhalb 20°C bei den Japanern höher als bei den Kaukasiern, während die Korrelationskurve der Stoffwechselrate versus Hauttemperatur gleich waren. Die Rektaltemperatur fiel bei den Japanern mit Senkung der Lufttemperatur ab, umgekehrt zu den Beobachtungen an Kaukasiern. Die Wärmeleitung war bei den Japanern höher im Bereich der Temperaturen bis 25°C, dagegen in kühler Luft niedriger oder blieb auf dem gleichen Niveau beim Vergleich mit den Werten von Kaukasiern. Die untere kritische Temperatur war 24°C. Die Ergebnisse zeigen, dass Japaner auf Kälte mit metabolischer und insulativer Adaptation reagieren, anders als Kaukasier. Diese Unterschiede können Ausdruck der Lebensgewohnheiten, Umweltbedingungen und der Konstitution sein.

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Resume Cinq Japonais ont été examinés nus au repos et au travail à l'ergomètre par des températures ambiantes de 30°, 25°, 20°, 15° et 10°C. On a comparê les reléves ainsi effectués avec ceux provenant de personnes de race blanche (Caucasiens). Le métabolisme et la température cutanée moyenne furent, au dessus de 20°C, plus élevés chez les Japonais que chez les Caucasiens, alors que le rapport métabolisme-température cutanée restait identique. La température rectale a baissé chez les Japonais avec un refroidissement extérieur, contrairement à ce qui se passait chez les Caucasiens. La conductibilité thermique fut plus élevée chez les Japonais pour des températures supérieures à 25°C et diminua ou resta stationnaire dans de l'air plus frais — tous ces chiffres sont relatifs aux valeurs relevées sur les Caucasiens. La température critique inférieure se situe à 24°C. Ces résultats montrent que les Japonais réagissent autrement au froid que les Caucasiens, c'est à dire que leur adaptation métabolique et insulative est différente. Ces différences peuvent résulter de leur manière de vivre, des conditions ambiantes ou de leur constitution.

     

Seasonal changes in milk production and fertility in high yielding dairy cows in a desert climate

The lactational performance and fertility of high yielding Friesan dairy cows in a hot desert climate were analysed for summer and winter differences. The herd is situated in the Negev desert of Israel.Contrary to all previous reports,milk yield was significantly higher in summer than in winter; furthermore fertility was not lower in the hot months. The daily range in summer temperature was from 22° to 40°C and in winter from 8° to 22°C.The results are discussed in terms of the management and feeding practice of the farm. It was suggested that the cows had been acclimatized and that their thermoneutral zone has been raised.

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Zusammenfassung Die Milchleistung und Fertilität von Hochleistungs Friesischen Milchkühen im heissen Wüstenklima wurde auf Sommer- und Winterunterschiede untersucht. Die Herde wird in der Negev Wüste in Israel gehalten. Im Gegensatz zu allen bisherigen Berichten war die Milchleistung im Sommer signifikant höher als im Winter. Die Fertilität war in den heissen Monaten nicht niedriger als in den kühlen.Der tägliche Bereich der Temperaturen war im Sommer von 22°–40°C und im Winter von 8°–22°C. Die Ergebnisse werden unter Berücksichtigung der Haltung und Fütterung diskutiert. Es wird angenommen, dass die Kühe akklimatisiert sind und die thermoneutrale Zone erhöht ist.

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Resume On a examiné les différences pouvant exister entre l'hiver et l'été dans la production laitière et la fécondité de vaches laitières sélectionnées de race frisonne placées dans un climat désertique chaud.Le troupeau se trouvait en Israël,dans le désert du Néguev. Contrairement à tous les rapports antérieurs, la production laitière fut ici plus importante en été qu'en hiver et cela de façon significative, statistiquement parlant. La fécondité ne fut pas inférieure durant la saison chaude par rapport à la saison froide. La température journalière a varié entre 22° et 40°C en été et entre 8° et 22°C en hiver. Ces résultats seront discutés en tenant compte des méthodes de stabulation et de nutrition. On admet que le bétail est acclimaté et que sa zone thermo-neutre en a été relevée.

     

The effect of altitude and cold on body temperature during acclimatization of man at 3,300 m

The oral temperature of 20 healthy subjects of 22–28 years of age at sea level (Delhi) was recorded between 08:00–09:00 hr daily for a period of one week. Then they were flown to an altitude of 3,300 m where they were divided into two equal groups. One group was exposed to hypoxia and cold (6° to 11°C) simultaneously, while the other group to only hypoxia (25° to 28°C). At the end of three weeks, the groups were interchanged and studied for a further period of three weeks, after which they were flown back and re-tested at sea level for another week. The chronic hypoxia existing at this altitude produced a significant fall in body temperature irrespective of imposition or withdrawal of cold stress.

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Zusammenfassung Die Mundtemperatur von 20 gesunden Personen (22–28 Jahre alt) wurde auf Seehöhe (Delhi) täglich zwischen 08:00–09:00 hr morgens während einer Woche gemessen. Danach wurden die 20 Personen auf 3.300 m Höhe geflogen und davon 10 Personen 3 Wochen bei 25° bis 28°C und 10 bei 6° bis 11°C exponiert. Nach 3 Wochen wurden die Gruppen aus der Wärme in die Kälte und umgekehrt ausgetauscht. Nach 6 Wochen wurden alle Personen ins Tiefland zurückgeflogen und eine weitere Woche lang beobachtet. Die chronische Hypoxie in dieser Höhe führte mit und ohne Kältebelastung zu einer signifikanten Senkung der Körpertemperatur.

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Resume Pendant une semaine, on a mesuré tous les jours entre 8 et 9 heures du matin la température bucale de 20 personnes en bonne santé âgées de 22 à 29 ans. Ceci a eu lieu à Dehli, c'est-à-dire au niveau de la mer. Ces 20 individus ont été ensuite transportés par avion à 3.300 m d'altitude. 10 d'entre eux furent alors soumis à des températures de 25° à 28°C, les 10 autres à des températures de 6° à 11°C. Après 3 semaines de ce régime, on a interverti les 2 groupes. Après 3 nouvelles semaines de séjour en altitude, ces 20 personnes furent ramenées en plaine — également par avion — et soumises durant une semaine à de nouveaux examens. L'hypoxie chronique due à l'altitude a eu pour conséquence un abaissement de la température du corps, que celui-ci ait été soumis à une contrainte de froid ou non.

     

Rectal temperature in the prediction of permissible work rates in hot environments

Experiments were performed on 9 volunteers in which the changes in rectal temperature and sweat rate were recorded under different levels of metabolic rate (100, 306 and 560 kcal/hr), air temperatures (30° and 40°C), vapor pressure (15, 22 and 31 mm Hg) and air velocity (50, 200 and 400 cm/sec).Analysis of the results enabled the development of a formula for the prediction of the elevation of body(rectal) temperature after 30 min of work at known metabolic rates in given thermal environments. The elevation in body temperature is considered to express both the amount of heat dissipated through the heat dissipating mechanism,as well as the heat which has not been dissipated and is stored in the body.With the aid of the proposed formula, the permissible metabolic rate of work at various external heat loads can be calculated.

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Zusammenfassung An neun Versuchspersonen wurden Versuche vorgenommen,bei denen die Änderungen der Rektaltemperatur und Schweissabsonderung bei verschiedenen Werten des Stoffwechsels (100, 306 und 560 kcal/h), der Lufttemperatur (30° und 40°C),des Dampfdrucks (15, 22 und 31 mm Hg) und der Windgeschwindigkeit (50, 200 und 400 cm/sec) untersucht wurden. Die Bearbeitung der Ergebnisse erlaubte die Entwicklung einer Formel für die Vorhersage der Erhöhung der (rektalen) Körpertemperatur nach einer Arbeit von 30 Min Dauer bei bekannten Stoffwechselwerten und vorgegebener thermischer Umgebung. Die Erhöhung der Körpertemperatur wird als Ausdruck sowohl für den Betrag der Wärme betrachtet, die durch den Mechanismus der Wärmeabgabe abgegeben wird, wie für die Wärme, die nicht abgegeben,sondern im Körper gespeichert wird.Mit Hilfe der vorgeschlagenen Formel kann die erlaubte Stoffwechselrate der Arbeit unter verschiedenen äusseren Wärmebelastungen berechnet werden.

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Resume Neuf personnes ont servi à des essais tendant à démontrer que la température rectale et la sécrétion de sueur dépendent de différents facteurs.Ces derniers furent: le métabolisme général (100, 306 et 560 kcal/h),la température de l'air (30° et 40°C), la pression de vapeur (15, 22 et 31 mm Hg) et la vitesse du vent (50, 200 et 400 cm/sec). La compilation des résultats a permis de mettre au point une formule par le truchement de laquelle il est possible de calculer à l'avance la hausse de la température rectale après un travail de 30 min,lorsque l'on connaît l'indice de métabolisme et les conditions thermiques du milieu ambiant. La hausse de la température de corps est l'expression aussi bien de la chaleur perdue par les mécanismes de thermorégulation que de la chaleur qui est emmagasinée par le corps. Par la formule proposée, on peut aussi calculer l'indice de métabolisme tolérable lors d'un travail exécuté dans des conditions thermiques déterminées.

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This work was supported in part by grant NS/1488/62 of UNESCO and in part by grant C-1/Ford 4, of the Ford Foundation.     

Critical temperatures in lactating dairy cattle: A new approach to an old problem

Thermoregulatory reactions of lactating cows (33 Kg milk/day) have been measured in summer (T_g 25° – 39°C) and in winter (T_g 9, 5° – 24°C) at 3-hr intervals, during four 24-hr cycles. The animals maintained an almost continuous peripheral vasodilation throughout the experimental period. The upper ambient temperatures at which a dairy cow maintains homoeothermy were calculated for different metabolic rates. At the maintenance level a dry cow may maintain homoeothermy at up to 24°C without sweating and up to 40°C if sweating at 50% of the maximal sweating capacity. For a cow producing 30 kg milk/day, the respective figures were 12°C and 24°C respectively. These data indicate that the thermoregulatory capacity of the animals in the natural climate considerably expands the thermal comfort temperature range.

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Zusammenfassung Die wärmeregulatorischen Reaktionen milchgebender Kühe (33 kg Milch/Tag) wurden im Sommer (T_g 25° – 39°C) und im Winter (T_g 9, 5° – 24°C) in 3-Stunden Intervallen während 4 mal 24 Stunden periodisch gemessen. Die Tiere hatten eine beinahe kontinuierliche periphere Gefässerweiterung während der Versuchsperioden. Die obere Umgebungstemperatur, bei der Milchkühe homoiothermisch bleiben, wurde aus verschiedenen Stoffwechselraten berechnet. Auf dem Erhaltungsniveau kann eine trocken stehende Kuh die Homoiothermie bis 24°C ohne Schwitzen halten und bis auf 40°C bei Schwitzen bis 50% des maximalen Schwitzvermögens. Für eine Kuh, die 30 kg Milch/Tag leistet sind die entsprechenden Werte 12°C beziehungsweise 24°C. Diese Werte zeigen, dass das Wärmeregulationsvermögen der Tiere im natürlichen Klima den Wärmekomfort-Temperaturbereich erheblich ausdehnt.

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Resume On a mesuré l'aptitude de thermorégulation de vaches en lactation (33 kg de lait par jour) toutes les 3 heures durant 4 cycles de 24 heures et cela aussi bien en été (T_g 25° à 39°C) qu'en hiver (T_g 9, 5° à 24°C). Les animaux ont présenté une vasodilatation périphérique assez constante durant toute la période des essais. On a en outre calculé, en partant de différents taux de métabolisme, la température ambiante maximum pour laquelle une vache laitière peut maintenir son homéothermie. Pour une vache sèche, ce maximum est de 24°C sans transpirer et de 40°C si elle transpire le 50% de sa capacité maximum. Pour une vache donnant 30 kg de lait par jour, ces chiffres s'abaissent à 12°C dans le premier cas, à 24°C dans le second. Ces chiffres montrent que la capacité de thermorégulation du bétail bovin augmente considérablement l'amplitude de la zone de confort thermique en climat naturel.

     

Responses of Andean highlanders to night cold

Six adult male Andean highlanders of Quechua descent were tested in night cold exposures (4°C) in both a single-layer blanket bag and native bedding. In the blanket bag exposure the subjects maintained body temperature through increased metabolic heat production. Previous reports of a "hypothermic" response involving a drop of core temperature with minimal increased heat production were not confirmed. When the subjects were exposed to cold using native bedding there was a marked diminution in responses: rectal, skin and mean body temperature were maintained at high levels and heat production was only slightly increased. Simple native bedding in both the laboratory and huts substantially diminishes cold stress and permits sleep in what otherwise would be intolerable conditions.

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Zusammenfassung Bei 6 erwachsenen männlichen Quechua Eingeborenen im andischen Hochland wurden die Körpertemperaturen während der Nacht bei 4°C Kälte bei Abdeckung mit einem einschichtigen Decksack und mit landesüblichem Bettzeug gemessen. Im Bettsack hielten die Personen die Körpertemperatur durch Steigerung der Wärmebildung hoch. Frühere Berichte über hypothermische Reaktionen durch Absinken der Körpertemperatur mit minimal gesteigerter Wärmeproduktion liessen sich nicht bestätigen. Bei Kälteexponierung im einheimischen Bettzeug ergab sich eine deutliche Verminderung der Reaktionen; die Rektal-, Haut- und mittlere Körpertemperatur blieben hoch und die Wärmebildung war nur gering gesteigert. Die einfach einheimische Art des Bettens im Laboratorium und in der Hütte schwächt die Kältebelastung erheblich und ermöglicht Schlafen unter sonst unerträglichen Bedingungen.

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Resume On a fait dormir 6 hommes adultes de la peuplade des Quechuas, habitants des hauts plateaux des Andes, dans une literie semblable à celle utilisée d'ordinaire par leurs congénères ou dans des sacs de couchage composés d'une seule couche de tissu. On a mesuré la température de leur corps alors que les températures de la nuit étaient maintenues à 4°C. Dans les sacs de couchage, ces hommes maintenaient leur température en augmentant la production de chaleur par activation de leur métabolisme. Il n'a pas été possible de confirmer des rapports antérieurs relatant des réactions hypothermiques par suite d'une production de chaleur réduite au minimum. Lorsqu'on expose les mêmes sujets au froid, mais dans la literie indigène, on constate des réactions nettement moins prononcées. Les températures moyennes du corps, de la peau et du rectum restent élevées et la production de chaleur n'augmente que peu. La manière indigène de faire les lits, très simple en elle-même, diminue sensiblement la contrainte au froid aussi bien en laboratoire que dans les huttes. Elle permet donc de dormir dans des conditions qui seraient sans cela insoutenables.

     

Telemetrische EKG—Untersuchungen bei Infarktpatienten unter Kältebelastung

Zusammenfassung Patienten, deren Herzinfarkt zwei bis sieben Monate zurücklag, wurden beim Gehen im Haus und beim Gehen in winterlicher Kälte (Temperatur bis minus 6°C, Wind bis Stärke 6 Beaufort) durch telemetrische EKG-Registrierungen fortlaufend überwacht. Weiterhin wurden 25 Infarktpatienten und eine gleichgrosse Kontrollgruppe Gesunder beim Baden in Wasser von 25°C und in Wasser von 16°C bis 20°C in gleicher Weise untersucht. Schliesslich fanden bei 30 Gesunden und 28 Infarktpatienten stufenweise Ergometerbelastungen, einmal im Zimmer bei 23°C und in genau gleicher Weise im Freien bei minus 7° bis plus 18°C unter fortlaufender EKG-Kontrolle statt. — Unter Kältebelastung waren die Blutdruckwerte stets etwas höher als in der Wärme, jedoch fanden sich keine Hinweise dafür, dass diese winterlichen Klimabedingungen und das kalte Wasser eine direkte Wirkung auf die Koronardurchblutung im Sinne einer "Kälte-Angina-pectoris" hervorruft.

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The ECG of 8 patients who suffered a heart infarction 2 to 7 months earlier was investigated telemetrically while walking indoors and outdoors during winter at the sea coast (T_a-6°C and wind velocity 6 Beaufort). In addition, a group of 25 patients with heart infarctions and 25 healthy persons were controlled in the same way during bathing at 25°, – 20° and 16°C. Finally, in 28 patients with heart infarction and 30 healthy controls the ECG was recorded under a standard work load (bicycle ergometer) indoors at T_a 23°C and outdoors at T_a – 7° to 18°C. With cold exposure blood pressure values were higher than at room temperature. There was no indication that either the cold air or the cold bath had a direct effect on the coronary circulation causing "cold-angina pectoris".

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Resume Par télémétrie, on a établi les électrocardiogrammes de patients ayant subi un infarctus du myocarde 2 à 7 mois auparavant. Ces patients marchaient soit à l'intérieur, soit au bord de la mer en hiver par des températures de – 6°C et des vents de 6 Beaufort. On a utilisé la même méthode pour examiner 25 patients ayant subi peu avant une attaque d'infarctus et un groupe de 25 personnes également, mais en parfaite santé. Ces deux groupes se baignaient dans de l'eau à 25°C et entre 16° et 20°C. Enfin, 30 personnes en santé et 28 malades du coeur ont été progressivement soumises à une contrainte au moyen d'un ergomètre et cela soit à l'intérieur par 23°C ou dehors ertre –7° et+18°C. Sous la contrainte par le froid, les valeurs de la pression sanguine furent toujours un peu supérieures que par températures plus élevées. Pourtant, on n'a pas trouvé d'indication que les conditions hivernales de climat ou l'eau froide avaient un effet direct sur le flux sanguin corronarien dans le sens du déclenchement d'une "angine de poitrine due au froid".

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This paper was presented during the Sixth International Biometeorological Congress, 3–9 September 1972, Noordwijk, The Netherlands.     

Behavioural thermoregulation and cold adaptation in two strains of white mice

Survival and degree of cold adaptation were determined for Swiss Webster and Connaught strain white mice exposed to 2°C and caged as follows: (I) a single animal in an empty plastic cage; (II) a single animal in a plastic cage containing bedding material; (III) 2 animals in an empty wire-mesh cage, and (IV) 3 animals in a plastic cage containing bedding material. After 10 days of exposure under these conditions, survival was 54, 62, 87 and 94% in Swiss Webster, and 87, 100, 92 and 92% in Connaught mice. When the degree of cold adaptation was estimated on the basis of the average decrease in core temperature during a 45-minute exposure to -10°C, values of 4.4 (I), 5.1 (II), 4.2 (III), 6.8 (IV) and 11.0°C (control) were determined for Swiss Webster mice, and 1.7 (I, II and III), 3.2 (IV) and 9.0°C (control) for Connaught mice. The study revealed that there are significant intrastrain differences in the ability of small mammals to both tolerate and adapt to a cold stress.

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Zusammenfassung Die Überlebensrate und das Ausmass der Kälte-adaptation von Mäusen des Swiss-Webster und Connaught Stammes wurden während 2°C-Kälteexponierung bei folgender Haltung bestimmt: (1) einzeln in leeren Kunststoffkäfigen; (2) einzeln in Kunststoffkäfigen mit Einstreu; (3) 2 Tiere in Drahtkäfig und (4) 3 Tiere in Kunststoffkäfig mit Einstreu. Nach 10 Tagen überlebten unter diesen Bedingungen von den Swiss-Webster Mäusen 54, 62, 87 und 94% und von den Connaught-Mäusen 87, 100, 92 und 92%. Die Abschätzung der Kälteadaptation aus dem mittleren Abfall der Kerntemperatur nach 45 Min bei -10°C ergab bei den Swiss-Webster-Mäusen 4,4; 5,1; 4,2 und 6,5°C und 11, 0°C bei den Kontrollen während bei den Connaught-Mäusen die Senkung nur 1,7°C (1, 2, 3), 3,2° (4) und 9,0°C bei den Kontrollen betrug. Danach bestehen signifikante Unterschiede in der Kältetoleranz und der Anpassungsfähigkeit zwischen den beiden Mäusestämmen.

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Resume On a examiné le taux de survie et d'adaptation au froid de souris blanches des races Swiss-Webster en Connaught placées à 2°C dans les conditions suivantes: (1) bêtes isolées dans des cages de plastique vides; (2) bêtes isolées dans des cages de plastique pourvues d'une litière; (3) ensemble de deux bêtes dans des cages grillagées vides et enfin (4) ensemble de trois bêtes dans des cages de plastique pourvues d'une litiére. Après 10 jours, le taux de survie fut de 54, 62, 87 et 94% chez les souris Swiss-Webster et de 87, 100, 92 et 92% chez les souris Connaught. Le degré d'adaptation au froid a été estimé par l'abaissement de la température centrale après exposition de 45 minutes à -10°C. Les résultats furent: Swiss-Webster 4,4, 5,1, 4,2 et 6,5°C (11,0°C pour des bêtes de contrôle); Connaught 1,7, 1,7, 1,7 et 3,2°C (9,0°C pour le contrôle). Il en résulte que la tolérance au froid et les facultés d'adaptation sont différentes pour ces deux races et cela de façon significative.

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This paper is based on research conducted at Defence Research Establishment Toronto, Downsview, Ontario (DRET Research Paper No. 680).     

Versuche zur Wärmeorientierung von Arbeiterinnen der WaldameisenartFormica polyctena Foerst.(Hym., Formicidæ)

Zusammenfassung Arbeiterinnen der WaldameisenartFormica polyctena Foerst. wurden von Winter bis Sommer auf die Höhe ihrer Vorzugstemperatur untersucht. Dabei wurde eine Temperaturorgel mit doppeltem Temperaturgradienten nach dem Krügerschen Prinzip, (Krüger, 1952) verwendet. Das Bild einer positiven Thermotaxis wurde während der gesamten Untersuchungszeit gestützt. In der feuchten Temperaturorgel (90–100% rl. F.) ergab sich von der winterlichen Ruhephase, bis zur hochsommerlichen Aktivitätsperiode eine Vorzugstemperatur zwischen 25,15°±1,29° C und 32,07°±0,75° C. Dabei waren keine Unterschiede zwischen Speichertieren und Kuppeltieren, Aussen-oder Innendiensttieren oder jahreszeitliche Verschiebungen zu beobachten. Es ergaben sich keine Hinweise auf eine negative Thermotaxis der eingewinterten Arbeiterinnen (im Gegensatz zu den ErgebnissenZahns, 1958). Die Wintertiere stellten sich zunächst einige °C über dem Vorzugstemperaturbereich ein und rückten nach 20–30 Minuten auf den Normalwert ab. In der trockenen Orgel gingen die Arbeiterinnen zu allen Jahreszeiten innerhalb einer halben Stunde zum Kühlbereich mit hoher Luftfeuchtigkeit über. Während des Sommers war allerdings in diesem Falle eine sehr viel stärker diffuse Verteilung auf höhere Temperaturstufen zu beobachten, besonders bei den Aussendiensttieren. Es bestehen in dieser Hinsicht Verhaltensunterschiede zwischen Sommer-und Wintertieren. Die herbstliche Wanderungsbewegung der Innendienst-Arbeiterinnen in die Nesttiefe bleibt zu klären.

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Summary The workers of the forest antsFormica polyctena Foerst. were investigated for their preferential temperature from winter to summer time. We employed a ring with double temperature gradients accord to theKrüger's principle. We obtained a positive thermotaxis during the whole experimental period. Under humid conditions (90–100%) we found in the case of winter hibernating forms to summer activity period the preferential temperatures of 25,15°±1,29°C and 32,07±0,75°C. No difference was found between the workers with high fat content and the workers inhabiting the upper part of the nests, between animals working outside and inside at the different times of the year. No indication was found that the hibernating workers have a negative thermotaxis (contrary to the results ofZahn, 1958). The winter animals prefere at first a temperature, little higher than normal preferential temperature and then, after 20 or 30 min. they go down. Under dry conditions in all seasons, the workers retire within half an hour to the cool range with higher humidity. During the summers in such conditions a diffuse distribution at higher temperatures was observed, specially in the outside workers. The cause of the inside workers migrations to the deeper part of the nest in autumn must be cleared.

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Résumé On a examiné la valeur de la température de preferendum d'ouvrières de la fourmi forestièreFormica polyctena Foerst. de l'hiver à l'été. On utilisa pour cela un orgue à température avec un double gradient de température selon le principe deKrüger (Krüger, 1952). La représentation d'une thermotaxie positive fut confirmée pendant toute la durée de l'expérience. Dans l'orgue à température humide (90–100% d'humidité relative de l'air), on obtint de la phase de repos hivernal à la période d'activité du milieu de l'été une température de preferendum comprise entre 25,15°±1,29°C et 32,07°±0,75°C. On ne put observer ni des différences entre les insectes réservoirs (=Speichertiere, insectes emmagasinant des substances de réserve) et ceux de la coupole, les insectes du service intérieur et ceux de l'extérieur, ni des variations saisonnières. On n'eut aucune indication de thermotaxie négative chez les ouvrières en hibernation (contrairement aux résultats deZahn, 1958). Les insectes d'hiver se placèrent tout d'abord à quelques degrés centigrades au-dessus de leur température de preferendum et 20 à 30 min. après revinrent à la valeur normale. Dans l'orgue sec, les ouvrières passaient en toute saison dans la partie fraiche ayant une forte humidité relative de l'air, et cela en une demi-heure. Mais pendant l'été, on pouvait observer dans ce cas une répartition bien plus diffuse dans les températures plus élevées, particulièrement chez les insectes du service extérieur. Il y a de ce point de vue encore des différences entre insectes d'été et insectes d'hiver. Il reste encore à expliquer le déplacement automnal des ouvrières du service intérieur vers les profondeurs du nid.

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Abschnitt aus einer Arbeit, die von der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Julius-Maximilians-Universität Würzburg 1964 als Dissertation angenommen wurde. Unterstützt durch Sachbeihilfen der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Herrn Prof. Dr.K. Gösswald, zum 60. Geburstag in Dankbarkeit gewidmet.     

Effects of a high fat diet on thyroid activity,with special reference to thyroidal responses to cold

Male rats of Wistar strain were fed a standard diet (14% calories as fat or a high fait diet (80% calories as fat) for 4 to 5 weeks at 20°C. A high fat diet caused a marked hypertrophy of brown and white adipose tissue, but no change in the weight of thyroid, while there was a significant decrease in the thyroid activity as indicated by low T/S ratio. Also, the 48-hr conversion ratio of¹³¹I to protein-bound¹³¹I (PB¹³¹I) was lower. However, plasma PB¹³¹I level in this group was not different from that in the control group of rats. At 20°C plasma PB¹³¹I levels were progressively decreased over a period of 48 hours in the control group, while in the high fat diet group the initial level was maintained throughout the period. In the control group cold exposure at 3° to 5°C caused a significant elevation of PB¹³¹I level, but later it decreased to the level at 20°C. In the high fat diet group the plasma PB¹³¹I was not influenced by the same cold exposure. Fractional turnover rate of¹³¹I-thyroxine was similar in the two groups. It increased significantly on exposure to cold in the control group, while it remained unchanged in the high fat diet one. These results suggest that a high fat diet has some depressive influence on thyroidal activity and the responses to cold.

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Zusammenfassung Männliche Wistar Ratten lebten 4–5 Wochen bei 20°C und Standardfutter mit 14% Kalorien in Fett oder einem fettreichen Futter (80% Kalorien in Fett). Das fettreiche.Futter bewirkte eine starke Zunahme des braunen und weissen Fettgewebes ohne Änderung des Schilddrüsengewichtes, während die Schilddrüsenaktivität stark abfiel, erkennbar an dem niedrigen T/S Quotienten. Ebenso war die 24-Stunden Umwandlung von¹³¹I in proteingebundenes¹³¹I (PB¹³¹I) niedriger als bei den Kontroll-Tieren, jedoch war der Plasma PB¹³¹I-Spiegel der beiden Gruppen gleich. Bei 20°C fiel der PB¹³¹I-Spiegel der Kontroll-Tiere innerhalb 48 Stunden langsam ab, während er bei den fettreich gefütterten Tieren gleich blieb. In der Kontrollgruppe bewirkte 3°–5°C Kälteexponierung eine signifikante Erhöhung des PB¹³¹I Spiegels mit langsamen Abfall auf die Werte bei 20°C, während der Spiegel bei den fettreich gehaltenen Tieren unverändert blieb. Die fraktionierte Umsatzrate von¹³¹I-Thyroxin war in beiden Gruppen gleich.Sie stieg bei Kälteexponierung in der Kontrollgruppe signifikant an und blieb bei den fettreich gefütterten Tieren unverändert. Danach übt fettreiches Futter eine hemmende Wirkung auf die SD-Aktivität und Reaktionen auf Kälte aus.

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Resume On a élevé des rats mâles de la race Wistar à 20°C durant 4 à 5 semaines. Les uns recevaient une alimentation normale (14% des calories provenaient de graisses), les autres une alimentation très grasse (80% des calories étaient constitués par des corps gras). L'alimentation riche en graisses a eu pour effet une forte augmentation des tissues adipeux bruns et blancs, mais pas de modification du poids de la glande thyroïde. L'activité de celle-ci fut pourtant ralentie ce qui s'est traduit par une baisse du quotient T/S. La transformation en 24 heures de¹³¹I en iode proteïnique¹³¹I (PB¹³¹I) fut également inférieure que dans le cas des bêtes de contrôle. Pourtant, le taux de PB¹³¹I est resté le même dans le plasma des deux groupes. A 20°C, le taux de PB¹³¹I diminue lentement en 48 heures chez les bêtes de contrôle alors qu'il est resté le même chez les animaux soumis à un régime gras. Une exposition au froid (3° à 5°C) du groupe de contrôle y a provoqué une hausse significative du taux de PB¹³¹I, mais celuici redescendit au niveau antérieur, celui correspondant à 20°C. Dans le cas des rats soumis à un régime gras, on n'a pas constaté d'influence semblable lors de leur exposition au froid. Le taux fractionné de transformation de la thyroxine¹³¹I a réagi de même dans les deux groupes: Il y a ici aussi hausse significative dans le groupe de contrôle, mais pas dans celui soumis à un régime gras. Ces résultats laissent supposer, qu'un régime riche en graisses agit comme inhibiteur sur l'activité thyroïdienne et sur les réactions au froid.

     

Enhancement of anti-tumour effect by cooling

Protamine sulphate B.P. and Armeen DM16D acetate both inhibit a specific coagulative factor produced by malignant tumours. This factor aids the invasiveness of tumours, and its inhibition is known to retard tumour growth.Protamine and Armeen both had a greater effect on an implanted subcutaneous mouse tumour, Sarcoma 180, at 9° to 10°C than at 24° to 25°C.

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Zusammenfassung Sowohl Protaminsulfat als auch Armeen DM16D Acetat hemmen einen spezifischen gerinnung verursachenden Faktor, der von malignen Tumoren gebildet wird. Dieser Faktor erleichtert das infiltierende Wachstum der Tumoren und seine Hemmung verzögert es. Die Wachstumshemmung von subkutan implantierten Sarcoma 180 Tumoren durch Protamin und Armeen war grösser in Mäusen in der Kälte bei 9° bis 10°C als bei 24° bis 25°C.

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Resume Le sulfate de protamine et l'acétate d'armeen DM16D sont les inhibiteurs d'un principe coagulant spécifique produit par les tumeurs malignes. Ce principe facilite le développement et l'infiltration de la tumeur dans les tissus et son inhibition les ralentit. L'action inhibitive de la protamine et de l'armeen sur des tumeurs (Sarcoma 180) implantées sous la peau de souris fut plus efficace au froid (9° à 10°C) que par 24° à 25°C.

     

Variability of physiological parameters of unacclimatized males during a two—hour cold stress of 5°C

The metabolic and temperature responses of 11 male Caucasians to a 2-hr exposure to 5 ± 1°C, 70 ± 2% RH were compared with control data obtained in an ambient environment of 28 ± 1°C, 45 ± 2% RH. The heat production increased during the cold exposure attaining an approximately stable level during the final 30 min. The group variability in response to the cold was greatest during the first 30 min and declined for the remainder of the cold exposure. All skin temperatures approached a stable value during the final 30 min of cold exposure. The correlation between mean skin temperature and thigh temperature was significant (p < 0.001) and the use of thigh temperature as an approximate mean skin temperature was suggested. The calculation of tissue conductance with or without the inclusion of heat exchanges due to changes in body heat content and respiratory losses was in agreement only during the final 30 min of cold exposure, thus indicating a stage of physiological equilibrium. All measured parameters except the toe and finger temperatures approached minimum variability of response during the final 30 min of cold exposure.

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Zusammenfassung Die Reaktionen des Stoffwechsels und der Hauttemperatur von 11 männlichen Angehörigen der weissen Rasse während einer 2-stündigen Exponierung bei 5 ± 1°C, 50–70 % RF wurden mit den Kontrollwerten bei 28 ± 1°C und 45 ± 2% RF verglichen. Während der Kälteexponierung stieg die Wärmebildung an und erreichte wie die Hauttemperatur in den letzten 30 Min ein ungefähr konstantes Niveau. Die Gruppenvariabilität war in den ersten 30 Min am grössten und liess dann nach. Die Korrelation zwischen mittlerer Hauttemperatur und Oberschenkeltemperatur war hochsignifikant (p < 0,001). Es wird vorgeschlagen letztere als mittlere Hauttemperatur zu verwenden. Die Berechnung der Gewebeleitfähigkeit mit oder ohne Einbeziehung des Wärmeaustausches als Folge von Änderungen des Wärmegehaltes des Körpers und Wärmeverlustes bei der Atmung stimmte nur während der letzten 30 Min. Alle gemessenen Parameter ausser der Zehen- und Fingertemperatur näherten sich während der letzten 30 Min der Kälteexponierung einer minimalen Variabilität. Dies weist auf ein physiologisches Gleichgewicht hin.

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Resume On a comparé le métabolisme et la température cutanée de 11 personnes de la race blanche caucasienne exposées durant 2 heures à une température de 5 ± 1°C et à une humidité relative de 70 ± 2% aux mêmes valeurs obtenues par 28 ± 1°C et 45 ± 2%. La production de chaleur a augmenté durant l'exposition au froid pour atteindre un niveau relativement stable durant les 30 dernières minutes. La variabilité du groupe quant à la réaction au froid fut très importante durant les 30 premières minutes. Elle a notablement diminué le reste du temps. Toutes les températures cutanées se sont stabilisées durant les 30 dernières minutes de l'exposition au froid. La corrélation entre la température de la peau et celle de la cuisse fut hautement significative (p < 0,001) et l'on propose d'utiliser cette dernière température comme température cutanée moyenne. Le calcul de la conductibilité des tissus en y incluant ou excluant les échanges de chaleur dus aux variations thermiques du corps ou les pertes imputables à la respiration n'est exact que pour les 30 dernières minutes. Tous les paramètres mesurés, à l'exception des températures des doigts et des orteils tendent vers un minimum de variabilité durant ce même laps de temps. Ceci indique qu'un état d'équilibre physiologique est alors atteint.

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Supported in part by United States Public Health Service Grant No. HD-00235; and the Air Force Office of Scientific Research, Office of Aerospace Research, United States Air Force, under AFOSR Grant No. 69-1653. Data analysis (on IBM System 360 Model 75 computer) was made possible by funds from the Special Research Resources Branch, Division of Research Facilities and Resources, National Institutes of Health.     

Effects of 72—hour heat stress on semen quality in boars

Three sibling pairs of six-month old boars of each of four breeding groups (Yorkshire, Poland, China and the reciprocal crosses) were maintained in an area held at or below 21.5°C with a 12-hour daily light cycle. After a three month acclimation period, a randomly selected boar of each pair was subjected to 33°C, 50% RH for 72 hours. Semen was collected from each boar once during the treatment and every fourth day for 64 days post-treatment (PT). There were significant (p < 0.05) decreases in sperm concentration per ml, and total sperm number. The inverse of the methylene blue reduction time and the per cent motile sperm and total motile sperm in the ejaculate were significantly decreased (p < 0.01). The percentages of primary and secondary morphologically abnormal spermatozoa were increased significantly (p < 0.01). Maximal pair differences occurred at days 28 to 32 PT; all had returned to pretreatment levels by day 64 PT.

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Zusammenfassung Drei Geschwisterpaare 6-Monate alter Saubären aus 4 Zuchtgruppen (Yorkshire, Polen, China und deren reziproken Kreuzungen) wurden bei 21, 5°C in einem 12-Stunden Lichtzyklus gehalten. Nach einer Akklimatisationsperiode von 3 Monaten wurde ein zufällig ausgewählter Saubären jedes Paares 72 Stunden bei 33°C und 50% RF exponiert und von jedem Tier Samenproben einmal während der Hitzebelastung und an jedem 4. Tag bis zum 64. Tag nach der Behandlung gesammelt. Die Samenkonzentration im ml und die Gesamtspermienzahl waren signifikant reduziert (p < 0,05). Die Umkehrung der Methylenblau-Reduktionszeit und die prozentuale und totale Anzahl motiler Spermien im Ejakulat waren signifikant reduziert (p < 0,01). Der prozentuale Anteil primär und sekundär morphologisch abnormer Spermien war signifikant erhöht (p < 0,01). Maximale Unterschiede zwischen den Paaren traten zwischen dem 28. und 32. Tag auf. Am 64. Tag waren die Unterschiede verschwunden.

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Resume On a soumis 3 paires de verrats frères âgés de 6 mois à une atmosphère de 21, 5°C et à un cycle lumineux de 12 heures. Ces animaux provenaient de 4 groupes d'élevage (Yorkshire, Polen, China et leurs croisements réciproques). Après une période d'adaptation de 3 mois, on a choisi au hasard une bête de chaque paire qui fut placée durant 72 heures à 33°C et à 50% d'humidité relative. On a alors prélevé de la semence de chaque animal et cela durant la période de contrainte thermique, puis tous les 4 jours jusqu'au 64ème après l'essai. La concentration des semences par ml et le nombre total de spermatozoïdes furent réduits de façon significative (p < 0,05). L'inverse du temps de réduction au bleu de Méthylène, le taux et le nombre total de spermatozoïdes mobiles dans l'éjaculat furent également réduits de façon significative (p < 0,01). Le taux des spermatozoïdes présentant des abnormités morphologiques primaires et secondaires fut plus élevé de façon significative (p < 0,01). Les plus grandes différences entre les individus d'une même paire furent relevées du 28ème au 32ème jour après le traitement. Au 64ème jour, toute différence avait disparu.

     

Der Einfluss von Umweltbedingungen auf die Bildung von Gynandromorphen bei der HonigbieneApis mellifica L.

Zusammenfassung Schwankungen des Gynandromorphen-Anteils in der Brut einer Königin aus einer speziellen, Gynandromorphen erzeugenden Linie wurden in den Monaten Juli und August untersucht und Verschiebungen auf Grund von Umweltänderungen (Nektarangebot, Reizfütterung, Käfigung der Königin) festgestellt.Von insgesamt 16375 kontrollierten Bienen waren 2590 (15,9%) Gynandromorphen. Anregung zur Eiablage hatte Erhöhung des Gynandromorphen-Anteils auf 32,5% zur Folge, Hemmung der Königin während der Eiablage ein Absinken auf 6,0%.Die Entwicklungsdauer der Gynandromorphen lag zwischen 21 und 24 Tagen.Die Annahme einer polygenen Basis und Prädetermination des Eies bei Gynandromorphismus konnte durch Versuchsergebnisse gefestigt werden.Als wichtige Komponente bei der Erzeugung von Gynandromorphen muss bei entsprechender genetischer Grundlage und ausreichender Pflegefähigkeit der Ammenbienen die durch die Umwelteinflüsse geförderte oder gehemmte Eiablage-Intensität der Königin angesehen werden.

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Summary Fluctuations in the percentage of gynandromorphic bees in the brood of one queen from a specific gynandromorphs producing strain were observed and brought into connection with changes in the environment (nectar flow, sugar sirup feeding, caging of the queen).From a total of 16375 checked bees 2590 (15,9%) were gynandromorphs. Stimulation of egg deposition resulted in an increase of the gynandromorph fraction to 32,5%, hampering of the queen during egg deposition was followed by a decrease to 6%.The period of development of gynandromorphic individuals takes from 21–24 days.Further indications for a poligenic basis and a predetermination of the egg in gynandromorph occurrence were given by these experiments.Beside a specific genetic background and sufficient nursing bees for brood rearing one has to regard as an important prerequisite for the production of gynandromorphs the through environmental conditions stimulated or hampered intensity of egg deposition of the queen.

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Résumé Pendant les mois de juillet et d'août, des variations dans le pourcentage des gynandromorphes pondus par une reine issue d'une lignée spécialisée dans la production des gynandromorphes ont été étudiées et des modifications causées par des changements de milieu (la miellée, le nourrissement spéculatif, mise en cage de la reine) observées.Sur 16375 abeilles contrôlées, on a trouvé 2590 (15,9%) gynandromorphes. La stimulation à la ponte avait pour conséquence une augmentation du pourcentage s'élevant à 32,5%, alors que des obstacles mis à la ponte provoquaient une diminution pouvant descendre à 6%.La durée du développement des gynandromorphes oscillait de 21 à 24 jours.L'hypothèse d'une base polygène et d'une prédétermination de l'uf dans le cas de gynandromorphisme pouvait être confirmée par les résultats des expériences.L'intensité de la ponte stimulée ou freinée par les influences du milieu doit être considérée comme un facteur important de la production des gynandromorphes, à condition d'avoir une base génétique appropriée et une aptitude nourricière suffisante chez les nourrices.

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Meinem Lehrer, Herrn Prof. Dr.B. Rensch, zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Potential solar radiation on plant shapes

The thesis is presented that most plant-shapes, especially trees, resemble a combination of geometrical shapes which present their non-opaque bodies to incoming radiation, which is partially absorbed by the foliage. Such a hypothesis makes possible the quantification of the budget of energy of the entire plant. This first report presents only the findings in regard to the receipt of direct and diffuse solar radiation from the sky (clear conditions), before reflection and absorption, on a variety of geometries which simulate common plant-shapes. An all-year simulation of potential insolation for such shapes was conducted for latitudes 0° to 90°. Each shape, latitude and each season exhibited its own characteristic patterns of the various energy cycles. Derived data differed materially from data applicable to horizontal surfaces. The simulated plant-shapes tended to avoid receipt of energy in the low latitudes, whereas the opposite occurred toward higher latitudes.

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Zusammenfassung Die meisten Pflanzenumrisse, speziell Bäume, ähneln einer Kombination geometrischer Formen. Die Bäume sind nicht-undurchsichtige Körper für einkommende Strahlung, die durch die Blätter teilweise absorbiert wird. Nach der Hypothese ist es möglich, den Energiehaushalt für die gesamte Pflanze zu quantifizieren. Dieser erste Bericht befasst sich nur mit den Ergebnissen der direkten und diffusen Sonnenstrahlung vom Himmel bei klaren Bedingungen vor Reflexion und Absorption bei einer Anzahl simulierter geometrischer Formen, die auf allgemeinen Pflanzenumrissen basieren. Eine ganzjährige Simulation der potentiellen Besonnung dieser Formen wurde für alle Breiten von 0° bis 90° berechnet. Jede Form, Breite und Jahreszeit zeigt ihre eigenen charakteristischen Verläufe der verschiedenen Energiezyklen. Die abgeleiteten Werte unterscheiden sich von den Werten, die auf horizontale Oberflächen anwendbar sind. Die simulierten Pflanzenkörper neigten zur Vermeidung von Energieaufnahme in niedrigen Breiten, während bei höheren Breiten das Umgekehrte auftrat.

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Resume Les formes extérieures des plantes et plus spécialement celles des arbres peuvent se ramener à des combinaisons de formes géométriques. Les arbres ne constituent pas des corps opaques pour le rayonnement, mais celuici n'est que partiellement absorbé par la couronne. Selon l'hypothèse présentée ici, il est possible de déterminer quantitativement le bilan énergétique de la plante entière. Ce premier mémoire se restreint à l'étude de l'absorption du rayonnement direct et diffus, c'est-à-dire du soleil et d'un ciel serein. Ces résultats sont calculés avant toute réflexion ou absorption par d'autres corps et se rapportent à un certain nombre de formes géométriques simulant des profils typiques d'arbres. On a ainsi calculé le gain énergétique de ces formes pour toute l'année et pour toutes les latitudes de 0° à 90°. Chaque profil, chaque latitude et chaque saison présente des caractéristiques propres quant à l'évolution des différents cycles d'énergie. Les valeurs ainsi obtenues se distinguent nettement de valeurs correspondantes se rapportant à des surfaces horizontales. Les profils de plantes examinés tendent à absorber aussi peu d'énergie que possible dans les basses latitudes, alors que c'est le contraire qui se produit au voisinage des pôles.

     

Mortality from heat during July 1966 in Illinois

During the period 10 to 14 July 1966, weather conditions in Illinois led to a 36% increase in deaths for the month over those that had occurred in July 1965. At Springfield, Illinois, and St. Louis, Missouri,Thom's temperature-humidity index (T H I) exceeded 29°C for several hours on each of these days, with a 24-hr average of 27°C or greater. There was a significant increase in deaths from cardiovascular disease, particularly cerebral hemorrhage and arteriosclerosis,among persons 65 years and older. In contrast, the working age group,45 to 64 years, showed practically no excess mortality. Deaths from malignant neoplasm were below their expected numbers for all ages. For the first time,a sufficiently large Negro population has been observed under heat stress to warrant an analysis by age, sex and race.The Comparative Mortality Figure (C M F) was used to make the comparisons. Both sexes of the white race in the age range 25 to 54 years and the Negro females ages 55 years and over were seriously affected.

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Zusammenfassung Während der Periode vom 10.–14. Juli 1966 führten die Wetterverhältnisse in Illinois zu einer Zunahme der monatlichen Todesfälle um 36% gegenüber denen, die sich im Juli 1965 ereignet hatten.In Springfield,Illinois, und St.Louis, Missouri, stieg der Thomsche Temperatur-Feuchteindex (THI)für einige Stunden an jedem dieser Tage auf über 29°C mit einem 24-stündigen Mittelwert von 27°C oder höher. Es ereignete sich eine überzufällige Zunahme von Todesfällen bei Herz- und Kreislaufkrankheiten, besonders bei zerebralen Blutungen und Arteriosklerose bei Menschen von 65 Jahren und mehr. Dagegen zeigte die Gruppe der noch Arbeitenden von 45 bis 64 Jahren praktisch keine erhöhte Sterblichkeit. Todesfälle durch bösartige Neubildungen blieben in allen Altersgruppen unter dem Erwartungswert. Zum ersten Mal wurde eine ausreichend grosse Gruppe von Negern unter Hitzebelastung beobachtet, um eine Analyse nach Alter, Geschlecht und Rasse zu ermöglichen. Zum Vergleich wurde die Methode der Comparative Mortality Figure (CMF) angewandt.Beide Geschlechter der weissen Rasse im Alter von 25 bis 54 Jahren und der weiblichen Neger von 55 Jahren und älter wurden in hohem Mass betroffen.

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Resume Du 10 au 14 juillet 1966, les conditions météorologiques régnant dans l'Illinois ont provoqué une augmentation de 36% des décès par rapport à ceux enregistrés en juillet 1965. A Springfield (Illinois) et à St. Louis (Missouri), l'index de température et d'humidité de Thom (THI) a dépassé 29°C durant quelques heures de chacune de ces journées par une moyenne de 24 heures d'au moins 27°C. On a alors noté une augmentation significative des décès par insuffisance cardiaque ou vasculaire, principalement par hémorragie cérébrale et par atériosclérose chez les personnes de plus de 65 ans. On n'a par contre noté aucune augmentation significative de la mortalité chez les personnes actives de 45 à 64 ans.Les décès par tumeurs malignes sont restés au-dessous de la normale dans toutes les classes d'âge.Pour la première fois, on a pu observer un groupe suffisamment important de nègres placés sous contrainte thermique pour permettre une analyse par classes d'âge, par sexe et par race.A titre comparatif, on a utilisé la méthode du "Comparative Mortality Figure (CMF)". Les deux sexes de la race blanche dont l'âge était compris entre 25 et 54 ans ainsi que les négresses de 55 ans et plus furent les plus durement touchés.

     

Serum creatine phosphokinase levels in rats following cold injury

The validity of serum creatine phosphokinase (CPK) as an index of tissue damage due to cold injury was tested in the rat. Immersion of the feet in the freezing mixture (salt and ice, –19°±1°C) for one or five minutes produced reversible and irreversible damage, respectively. The increase in CPK activity over a 5-hr period following freezing showed that the severity and extent of cold injury was associated with the amount of CPK released into the bloodstream. -Exposure of the whole rat to cold air at –29°C for three hours resulted in a highly variable increase in serum CPK two hours after exposure which was related to the degree of hypothermia during the exposure. The extent of hypothermia was also related to the amount of tissue loss estimated two weeks after the exposure. These findings show that the increase in serum CPK after cold injury reflects subsequent tissue loss and might conceivably be useful in early classification of cold injury.

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Zusammenfassung Die Verwendbarkeit der Serumkreatinphosphatase (CPK) als Indikator von Gewebsschäden nach Erfrierungen wurde an der Ratte untersucht. Eintauchen der Pfote in eine Kältemischung (Salz und Eis, –19°±1°C) über Perioden von 1–5 Minuten führte zu reversiblen und irreversiblen Gewebsschädigungen. Der Anstieg der CPK-Aktivität 5 Stunden nach Beginn der Erfrierungen zeigte, dass die Schwere und das Ausmass des Kälteschadens im Zusammenhang stand mit der in das Blut ausgetretenen CPK-Menge. - Aussetzen von Ratten während 3 Stunden bei –29°C führte zu einem Anstieg der Serum CPK 2 Stunden später. Die Werte wiesen eine grosse Streuung auf, die im Zusammenhang stand mit dem Ausmass der Hypothermie während der Belastung. Die Hypothermie war positiv korreliert mit der Menge des Gewebsverlustes 2 Wochen später. Danach ist der Anstieg der Serum-CPK nach Erfrierungen Ausdruck der Gewebsschädigung und kann eventuell zur frühen Beurteilung von Erfrierungen dienen.

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Resume Des rats ont servi de bêtes d'essai pour vérifier si l'analyse de la phosphatase de la créatine du sérum (CPK) est utilisable comme indicateur de dommages des tissus après des phénomènes de gelures. Le fait de placer les pattes des rats dans un mélange réfrigérant (mélange de glace et de sel; température –19° à ± 1°C) durant des périodes de 1 à 5 minutes a conduit à des dégâts réversibles et irréversibles des tissus. L'augmentation de l'activité de CPK cinq heures après le début des gelures a montré que l'importance des lésions était en liaison directe avec les quantités de CPK présentes dans le sang. L'exposition de rats durant 3 heures à une température de –29°C a conduit à une augmentation du taux de CPK du sérum deux heures après. Les valeurs recueillies présentent cependant une très grande variabilité qui est en relation directe avec l'importance de l'hypothermie durant la période de contrainte. Cette hypothermie est en corrélation positive avec la quantité de tissu perdu deux semaines après l'exposition. Il ressort de cette expérience que l'augmentation de CPK dans le sérum sanguin après des gelures peut être utilisée comme expression des dégâts subis par les tissus et éventuellement pour la détermination précoce de phénomènes de gelures.

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DCIEM Research Paper 913