Defective decarboxylase in branched chain ketoacid oxidase multienzyme complex in classic type of maple syrup urine disease

Summary Enzyme kinetic studies on tissue extract from a newborn child who had died from the classic type of maple syrup urine disease (MSUD) revealed an altered decarboxylase moiety of the branched chain ketoacid oxidase multienzyme complex. Of two kinetically different decarboxylase components present in normal human controls the one with higher affinity for the substrate -ketoisovalerate was absent in our patient.

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Zusammenfassung Es wurden enzymkinetische Untersuchungen des verzweigtkettigen -Ketosäureoxidase-Komplexes in angereicherten Gewebeextrakten eines neugeborenen Kindes beschrieben, das an sogenannter klassischer Ahornsirupkrankheit gestorben ist. Während in normalen Kontrollen zwei kinetisch unterscheidbare Komponenten mit unterschiedlicher Substrataffinität nachweisbar sind, wurde im Gewebe des Patienten nur die Komponente mit geringerer Affinität zur -Ketoisovaleriansäure gefunden. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, daß bei der klassischen Ahornsirupkrankheit das Teilenzym Decarboxylase im Multienzymkomplex der verzweigtkettigen Ketosäureoxidase defekt ist.

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This work was supported in part by grants of the Deutsche Forschungsgemeinschaft and the Stiftung Volkswagenwerk.     

Heterozygote tests and genetic counseling in Maple Syrup Urine Disease

Summary The discriminatory power of a quantitative heterozygote test for Maple Syrup Urine Disease (MSUD) which we have been using is analyzed on the presumption that a single rare mutant allele is involved in MSUD. Bayes theorem then predicts that only a small portion of persons from the general population with activities in the heterozygous range really are heterozygotes.In addition, overlap of heterozygous and normal homozygous activity distributions requires rather high activities in first-cousin matings of a patient's sib in order to obviate the necessity for prenatal diagnosis.Thus, the principle emerges that quantitative heterozygote tests for rare autosomal recessive diseases cannot fulfill the task they were designed for.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird der Wert eines quantitativen Heterozygotentestes für Ahornsirupkrankheit, wie wir ihn in den vergangenen Jahren ausgeführt haben, für die genetische Beratung kritisch analysiert.Unter der Annahme, daß nur ein einziges, sehr seltenes abnormes Allel im homozygoten Zustand zur Ahornisirupkrankheit führt, kann durch Anwendung von Bayes' Theorem vorausgesagt werden, daß nur ein geringer Teil der Personen ohne Angehörige mit Ahornsirupkrankheit, die eine Aktivität im heterozygoten Bereich haben, wirklich Heterozygote sind.Außerdem muß wegen des Überlappens der Aktivitätsverteilungen von Normalen und Heterozygoten der Partner in einer Vetter-Basen-Ehe eines Patienten-Geschwisters vergleichsweise hohe Enzymaktivitäten haben, damit eine pränatale Diagnose unnötig wird.Prinzipiell sind also quantitative Heterozygotenteste für die genetische Beratung bei seltenen autosomal-recessiven Krankheiten nur von beschränktem Wert.

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This investigation was in part supported by grants from the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Fibrillogenese in der Haut menschlicher Embryonen

Zusammenfassung Hautstücke aus der Rückengegend von zwei menschlichen Embryonen mit einer Scheitel-Steißlänge von 62 und 128 mm (Mens II und V) wurden elektronenmikroskopisch untersucht.Das subepidermale Bindegewebe des jüngeren Embryos enthält Fibroblasten mit einem oder mehreren Fortsätzen, zwischen denen einzelne Fibrillen oder kleine Fibrillenbündel liegen. Das endoplasmatische Retikulum dieser Elemente ist stark ausgeprägt. Sein Hohlraumsystem hat in den einzelnen Zellen einen verschiedenen Füllungsgrad. Die Membranen liegen entweder dicht zusammen oder sind mehr oder weniger auseinandergedrängt. Auf diese Weise können große Zisternen mit granulärem Inhalt entstehen. Den Membranen sitzen 80–100 Å und 160 Å dicke Granula auf. Außerdem werden Vesiculae von 150–400 Å Durchmesser an den Membranen beobachtet. Frei im Cytoplasma liegen zahlreiche Vesiculae mit Durchmessern bis zu 6000 Å. Die Dicke der Fibrillen variiert nur wenig; sie beträgt durchschnittlich 200 Å, die Perioden sind 300–400 Å lang.Die Fibroblasten in der Haut eines 5 Monate alten Embryos sind den Fibroblasten des jüngeren Embryos sehr ähnlich, doch ist hier die Zahl der vesikulären Strukturen geringer. Im Interzellularraum verlaufen nunmehr Fasern aus 100 und mehr Fibrillen. Die durchschnittliche Fibrillendicke beträgt 300 Å; die Perioden sind 400–500 Å lang.Das endoplasmatische Retikulum in den Fibroblasten wird für die Kollagensynthese verantwortlich gemacht, die man sich folgendermaßen vorstellen kann : Der Fibroblast liefert wahrscheinlich das Kollagen in Form des monomeren Tropokollagenmoleküls. Dieses Material sammelt sich in den Zisternen an und wird dann nach außen abgegeben. Extrazellulär bauen sich aus diesen Vorstufen Fibrillen auf. Aus diesem Grunde lassen sich Fibrillen auch nur extrazellulär elektronenmikroskopisch nachweisen. Die Zellmembran scheint eine Rolle bei der Ausrichtung der Fibrillenbündel zu spielen. Die vesikulären Strukturen der Fibroblasten werden mit der Mukopolysaccharidsynthese in Zusammenhang gebracht, deren Bedeutung für die Fibrillogenese diskutiert wird.Im Coriumbereich menschlicher Embryonen kommen noch zwei andere Zelltypen vor, die für undifferenzierte Mesenchymzellen und Histiozyten gehalten werden.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

The effects of silt and sand on the invertebrate fauna of streams and rivers

Summary Most of the literature concerned with the effects of silt and sand on the invertebrate fauna of streams and rivers has described changes taking place when biotopes are completely smothered by silt and sand. In few of these studies were the kinds of animals found recorded. There have been few studies of the effect of silt and sand on individual species. The invertebrate fauna of two biotopes in the streams and rivers of the Vaal River system, South Africa, changed with the amount of silt and sand in the watercourses. Where there were large amounts of silt and sand the variety of animals recorded from the stones in current biotopes was reduced, but the density of the fauna as a who did not change (Tables I and II, Unstable Depositing Zones, summer). However the density of many groups of animals was affected (Table III). Some of the animals adversely affected by silt and sand appeared in larger numbers below impoundments in which silt and sand would settle. In the sediment biotopes the summer density of the fauna was lowest where there was a lot of silt and sand (Table IV, the two Unstable Depositing Zones). Large amounts of silt and sand were associated with large summer declines in the surface dwelling animals as a proportion of the whole sediment fauna (Table IV). Differences between the summer proportions of surface dwelling forms in fine and coarse sediments were due to faunal differences. Sediments were not studied below impoundments.It is concluded that there may be considerable changes in the composition of the stones in current fauna due to silt and sand without the biotope being smothered, and that increases in the amount of silt and sand in river beds lead to increased instability of the sediments, which adversely affects their fauna.

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Zusammenfassung Die Abhandlungen, die sich mit dem Einflu von Schlamm und Sand auf die Invertebratenfauna von Bächen und Flüssen befassen, haben meistens die Veränderungen beschrieben, die sich ergeben, wenn Biotope ganz von Schlamm und Sand erstickt werden. In wenigen dieser Forschungen werden die Arten der gefundenen Tiere eingetragen. Es gibt wenige Arbeiten über den Einflu von Schlamm und Sand auf einzelne Arten.Die Invertebraten-Fauna zweier Biotope in Bächen und Flüssen des Vaalsystems, Süd-Afrika, hat sich mit der Menge von Schlamm und Sand in den Flüssen geändert. Wo es groe Mengen von Sand und Schlamm gab, ist die Verschiedenartigkeit der Tiere von Steinen in flüssigem Biotop vermindert worden, aber die Dichte der ganzen Fauna ist dieselbe (Tabellen I und II, Unstable Depositing Zones, Summer). Jedoch die Dichte vieler Tiergruppen ist beeinträchtigt worden (Tabelle III). Einige von Schlamm und Sand ungünstig beeinflute Tiere erscheinen in gröerer Anzahl unter Einsperrungen, wo Schlamm und Sand sich niederschlagen können. In Niederschlagbiotopen ist die Sommerdichte der Fauna am niedrigsten, wo es viel Schlamm und Sand gibt (Tabelle IV, Die zwei Unstable Depositing Zones). Groe Mengen von Schlamm und Sand gehen mit groen Sommerabnahmen der oberflächlich lebenden Tiere im Verhältnis zu der ganzen Niederschlagfauna zusammen (Tabelle IV). Unterschiede zwischen den Verhältnissen oberflächlich lebender Formen in feinen und groben Niederschlägen im Sommer sind die Folge faunaler Unterschiede. Niederschläge unterhalb von Einsperrungen sind nicht untersucht worden.Es wird geschlossen, da es beträchtliche Änderungen in der Zusammenstellung der Fauna der Steine in Flüssen wegen Schlammes und Sandes geben kann, ohne da der Biotop erstickt wird, und da Steigerungen der Menge von Schlamm und Sand in Flubetten zu vermehrter Instabilität der Sedimente führt, welche ungünstig auf die Fauna einwirkt.

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This work forms part of a dissertation submitted to Rhodes University Grahamstown, in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy.     

Über das Verhalten von lebenden Blut- und Exsudatzellen in hochprozentigen,isotonischen Eiweisslösungen

Zusammenfassung Es wird über das Verhalten von lebenden Blut- und Exsudatzellen nach Immersion in 2%–40% isotonischen Lösungen von -Globulin und Albumin berichtet.Insbesondere von den konzentrierten (20%–30%) -Globulinlösungen geht eine deutlich stimulierende Wirkung auf die Zellmotilität und die Pinocytose von Leukocyten, Monocyten und Exsudathistiocyten aus, in geringerem Maße auch auf ihre Adhäsionsfähigkeit an soliden Unterlagen, die in solchen Lösungen von der Anwesenheit der Calcium-Ionen abhängig, von anderen Serumeiweißfraktionen unabhängig ist.Der Ablauf der Zellveränderungen nach Austausch des Kontrollmediums gegen die konzentrierte Proteinlösung wird beschrieben. Der Versuch wird begonnen, in diesem über etwa 10 Std bei Zimmertemperatur ablaufenden Prozeß Gesetzmäßigkeiten zu erkennen.Glasadhärente Leukocyten lösen sich nach Kontaktnahme mit der konzentrierten Globulinlösung von der Unterlage ab und gehen in langgestreckte Formen mit starken amöboiden Bewegungen bei oft ausgedehnter Pseudopodienbildung über. Intensive Bewegung und Pinocytose sind Zellreaktionen, die sich weitgehend gegenseitig behindern. Die Aktionen der Monocyten sind langsamer, ihre Pseudopodien sind breiter. Auf dem Höhepunkt der Zelltätigkeit sind die Kerne der Monocyten deutlich angeschwollen.Durch Pseudopodienformierung meist glasadhärenter Leuko- und Monocyten werden Tropfen der konzentrierten Proteinlösung in die Zellen aufgenommen. Die so neu gebildeten Pinocytose-Vakuolen (Typ I) können zusammenfließen, viele werden ausgestoßen, andere durch Wasserentzug konzentriert (Typ II).Eosinophile Leukocyten des Blutes blieben in konzentrierter Proteinlösung unbeweglich, solche aus Exsudaten zeigen die gleiche Motilität wie neutrophile Leukocyten, jedoch keine Pinocytose. Lymphocyten, Mesothelien und Exsudat-Tumorzellen zeigen keine Reaktionen, die sich jenen der Leuko- und Monocyten vergleichen lassen.Durch Immersion in Albumin lassen sich qualitativ ähnliche, quantitativ wesentlich geringere Wirkungen auf Zellmotilität und Pinocytose auslösen. Auffallend ist aber die mitunter ausgeprägte Pinocytosefähigkeit von Exsudathistiocyten. In konzentrierten Lösungen beider Proteine wird häufig Phagocytose der körpereigenen Erythrocyten beobachtet.Die Zellagglomeration wird durch konzentrierte Proteinlösungen deutlich gefördert.Es wird versucht, die Ergebnisse in die Erfahrungen der Zellphysiologie einzuordnen. Die Bedeutung der Zellmembranreaktionen für Motilität, Pinocytose und Adhärenz wird in der Diskussion hervorgehoben.     

The Sjögren-Larsson syndrome

Summary Oligophrenia, ichthyosis, and spastic di-or tetraplegia are the main symptoms of Sjögren-Larsson syndrome. This syndrome, first described in 1957 by two Swedish psychiatrists, has so far been observed in some 100 cases. Three further cases, observed in one family, are reported.

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Zusammenfassung Schwachsinn, Ichthyose der Haut und spastische Di-oder Tetraplegie sind die Hauptsymptome des Sjögren-Larsson Syndroms. Als klinische Entität wurde dieses Krankheitsbild 1957 von zwewei schwedischen Psychiatern an Hand von 27 Fällen erstmalig zusammengefaßt. Bis heute sind etwas mehr als 100 Kasuistiken in der Weltliteratur beschrieben. Es wird über 3 weitere Beobachtungen in einer Familie berichtet und auf die Diagnostik und die Aussage für eine genetische Beratung gesunder Geschwister eingegangen.

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Mit Unterstützung des Bundesgesundheitsministeriums und der Stiftung Volkswagenwerk.     

Identificazione plastica per coerosione dei manicotti lienali pericapillari: (Hülsenkapillaren) in Sus scrofa (Linn)

Zusammenfassung Die Verfasser haben die Hülsenkapillaren der Schweinemilz (Sus scrofa, Linn.) durch Verwendung des Lactis Geon 576 plastisch sichtbar gemacht. Sie vervollständigen die Studien von Loreti (1934) und von Loreti und Sabbia (1942) an Erinaceus und Homo, aus denen die histiocytäre Natur der den Hülsen eigenen, zum Gefäßbaum in Beziehung stehenden Zellen klar hervorgeht. Die Hülsenkapillaren der Milz sind daher als perivasculäre Anhäufungen der Histiocyten und der retikulären Fasern des Pulparetikulums (rote Pulpa) aufzufassen.Anhand der Ergebnisse stellen die Verfasser Betrachtungen bezüglich der Permeabilität der Hülsen und der Wände des Kapillargefäßes der Hülsen an. Die Permeabilität der Blutzellen, besonders der Erythrocyten, ist beim Schwein hoch.Das Studium der Präparate läßt den spiraligen oder gewöhnlichen Verlauf der penizillierten kleinen Arterie feststellen, die den Hülsen vorgeschaltet ist und das Vorhandensein von zusätzlichen Hülsen distal von der Haupthülse, deren Volumen stets geringer ist.Außerdem schließen die Verfasser aus der reichhaltigen Innervation der Milzhülsen auf deren Funktion als Druckempfänger, die im Dienste der Blutauspressung aus dem Pulparetikulum stehen.

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L'allieva Sig. na C. Vogliotti ha partecipato all'allestimento delle preparazioni sia mioroscopiche sia per corrosione.     

Glycogen synthesis,storage and transport mechanisms in the yolk-sac membrane of the chick embryo

Summary This paper deals with the relationship of structure and function in the yolk-sac membrane (YSM), a living way station between yolk and embryo of the chick. Through its parenchyma (entoderm) cells all yolk substances, either unchanged or enzymatically transformed into simpler metabolites, are transported to the blood of the growing embryo, wherein they are preeminently utilized as building blocks. Since glycogen must be derived from yolk and is readily visualized in entodermal cells (glycogenic cells of Claude Bernard) of the YSM it was chosen as a marker of functional activity.By a combination of methods of cytochemistry, radioautography and electron microscopy, glycogen localization in the entodermal cells and probable mode of glucose transport into the blood has been investigated during the middle third of embryonic life. The principal findings are: (1) Tritiated glucose injected into the yolk sac is incorporated into glycogen granules in the cytoplasm of entodermal cells. The labeled glycogen granules are arranged in circles about yolk spheres (perilipid pattern) and in basal concentrations next to the plasma membrane (basal pattern). These patterns are identical to those obtained by the periodic acid Schiff test. (2) In electron micrographs glycogen commonly appears as tiny packets of rosettes typically disposed in the cytoplasmic matrix between the yolk spheres but not within them. Differences in patterns of glycogen-organelle organization between apex and base of the entodermal cell suggest a state of flux of glycogen in an apical-basal direction, to wit—from initial synthesis and deposition of glycogen in the apical cytoplasm, to an area rich in glycogen deposits associated with agranular ER, to a basal area of glycogen, ready for breakdown into glucose and transport to blood.Between the glycogen of the basal cytoplasm and the blood of the venous capillary is an ultrastructural complex of perivascular spaces and cell surface membranes having micropinocytic vesicles that are seemingly adapted for the transport of glucose or other metabolites to the blood as well as for the exchange of substances between the entodermal cells and the embryo. As to the mode of uptake of yolk substances from the yolk sac into the entodermal cells, it has been established for the first time thatwhole yolk spheres of different kinds are engulfed by the coalescence of the edge of a cup-shaped fold of the plasma membrane. Pinocytic vesicles of the cell surface membrane seem to provide devices for the uptake of soluble yolk substances.

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Zusammenfassung Diese Arbeit handelt über Struktur und Funktion der Dottersackmembran des Hühnchens. Alle Dottersubstanzen werden, entweder unverändert, oder aber durch enzymatische Reaktionen in einfachere Metaboliten umgewandelt, durch die Entodermzellen der Dottersackmembran dem Blut des Embryos zugeführt. In dieser Arbeit wurde Glycogen als Markiersubstanz der Aktivität verwendet, weil Glycogen aus Dotter abgeleitet ist und in Entodermzellen ohne weiteres nachweisbar ist.Die Lokalisation von Glycogen in den Entodermzellen und der wahrscheinliche Weg des Glucosetransports in das Blut wurde während des mittleren Drittels der Embryonalperiode untersucht mittels cytochemischen, radioautographischen und elektronenoptischen Methoden. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: 1. In den Dottersack injizierte, tritium-markierte Glucose wird in Glycogenkörner des Entoderm-Cytoplasmas inkorporiert. Die markierten Glycogenkörner wurden in zwei Anordnungen gefunden: kreisförmig um Dotterkugeln herum, und konzentriert in der Nähe der Basalmembran. Dieselben Anordnungs-Muster wurden auch durch den Periodsäure-Schiff-Nachweis gefunden. 2. Elektronenmikroskopie zeigt das Glycogen in kleinen Rosetten zwischen den Dotterkugeln. Unterschiede im Muster der Glycogen-Organisation zwischen Apex und Basis der Entodermzellen machen es wahrscheinlich, daß Glycogen zunächst im apikalen Cytoplasma synthetisiert und eingelagert wird, sodann in eine glycogenreiche Zone des agranulären Reticulums und schließlich zur Basis der Entodermzellen verschoben wird, wo der Abbau zu Glucose und Transport ins Blut stattfinden. Zwischen dem Glycogen des basalen Cytoplasmas und dem Blut der venösen Kapillaren besteht ein submikroskopischer Komplex von perivaskulären Räumen und Zellmembranen mit mikropinozytären Bläschen, die offenbar für den Transport von Glucose und anderen Metaboliten ins Blut, aber auch für den Austausch von Substanzen zwischen Entodermzellen und Embryo adaptiert sind. Es wurde zum erstenmal gezeigt, daß bei der Aufnahme von Dottersubstanzen in die Entodermzellenganze Dotterkugeln verschiedener Art umschlungen werden, und zwar durch das Zusammenfließen des Randes von schalenförmigen Falten der Plasmamembran. Pinozytäre Bläschen der Zellmembran scheinen verantwortlich zu sein für die Aufnahme von löslichen Dottersubstanzen.

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Supported by contract AT(30-1)-2194 from the U.S Atomic Energy Commission.     

Histochemisches Enzymmuster der Mamma unter dem experimentellen Einfluß von Geschlechtshormonen

Zusammenfassung In histochemischen Untersuchungen an der Mamma von Ratten soll die Beeinflussung der Enzymaktivität durch Östrogene und Progesteron demonstriert werden. Die Untersuchungen wurden an 40 weiblichen juvenilen und kastrierten Albinoratten durchgeführt, von denen die 1. Gruppe Follikelhormon (Progynon, 5 /d), die 2. Gruppe Corpus luteum-Hormon (Proluton, 1 mg/d) erhielten. Neben Kontrolltieren gleichen Alters wurden die Brustdrüsen unbehandelter infantiler Tiere untersucht. Am 3., 5., 10. und 20. Tag nach Injektionsbeginn wurden die Tiere getötet und die Brustdrüsen histologisch sowie enzymhistochemisch durch den Nachweis von alkalischer Phosphatase (Azofarbstoff und Schwermetallsimultanmethode), Glukose-6-Phosphatase, Adenosintriphosphatase, 5-Nukleotidase, Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase, Succinodehydrogenase und Laktatdehydrogenase aufgearbeitet.Es wurde festgestellt, daß unter dem Einfluß der Behandlung mit Geschlechtshormonen ein Anstieg der Enzymaktivität einsetzt, wobei Östrogen eine dominierende Bedeutung hat. Diese zeigt sich vor allem in den ersten 5 Tagen, während danach eine gewisse Gleichförmigkeit in der Intensität dieser Reaktion eintritt. Die Ergebnisse lassen sich dem Wandel der Zellstruktur unter gleichartigen hormonalen Einflüssen zuordnen und sind damit Ausdruck hormonal induzierter Stoffwechselleistungen.

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Histochemical enzymepattern of the mammary gland during the experimental influence of sex hormones

Summary The influence of estrogene und progesterone on the activity of enzymes is to be demonstrated by histochemical examinations of the mammary gland of rats. The examinations were made with 40 female juvenile and castrated albino rats of which the 1st group was given follicle-hormone (progynon, 5 /d), the 2nd group corpus-luteum-hormone (proluton, 1 mg/d). Besides control animals of the same age the mammary glands of untreated infantile animals were examined. On the 3rd, 5th, 10th, and 20th day after the beginning of the injections the animals were killed and the mammary glands were treated histologically as well as enzymehistochemically by examining their reaction to alcaline phosphatase, glucose-6-phosphatase, adenosine triphosphatase, 5-nucleotidase, glucose-6-phosphatase-dehydrogenase, succinic dehydrogenase, and lactic dehydrogenase.We found that under the influence of sex hormones the activity of enzymes increased and that estrogene had a dominating importance. This importance could be demonstrated during the first five days, while later these reactions showed a certain balance in their intensity. The results correspond to the change of the cellstructure under similar hormonal influences and thus are results of hormonally induced changes of metabolism.

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Herrn Prof. Dr. Karl-Heinz Bässler, Physiolog.-chem. Institut der Universität Mainz, sei für sachkundige Beratung in biochemischen Fragen vielmals gedankt.     

Mucopolysaccharidosis VII: β-Glucuronidase deficiency

Summary An 18-month-old female showed a markedly decreased activity of the lysosomal enzyme -D-glucuronidase in cultured fibroblasts, leucocytes, and serum. In obligate heterozygotes, the serum and leucocyte -D-glucuronidase activity was decreased to approximately 50% of the control values. Clinically, the patient had a mild facial dysmorphism reminiscent of Hurler disease, moderate mental retardation, and hepatosplenomegaly. The corneae were clear. Peripheral granulocytes contained abundant, coarse Alder-Reilly granulations. The urinary excretion of acid mucopolysaccharides was increased. The disorder has been classified as mucopolysaccharidosis, type VII. It is assumed that this new mucopolysaccharidosis is caused by the defective action of -glucuronidase which results in the faulty degradation and intralysosomal storage of acid mucopolysaccharides.

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Zusammenfassung Bei einem 18 Monate alten Mädchen war die Aktivität des lysosomalen Enzyms -D-Glucuronidase in gezüchteten Fibroblasten, Leukocyten und im Blutserum erheblich vermindert. Obligat heterozygote Anlageträger hatten in Serum und Leukocyten eine auf ca. 50% der Norm herabgesetzte Enzym-Aktivität. Klinisch fiel die Patientin durch Hurler-ähnliche Gesichtszüge auf, durch eine mäßige geistige Retardierung und Hepatosplenomegalie. Die Hornhäute waren spaltlampenmikroskopisch klar. Granulocyten des periphernen Blutbildes zeigten eine dichte Speicherung grober Alder-Reillyscher Einschlüsse. Im Urin wurden vermehrt saure Mucopolysaccharide ausgeschieden. Es handelte sich um eine Mucopolysaccharidose Typ VII. Das Krankheitsbild wird durch eine ungenügende Aktivität der -D-Glucuronidase hervorgerufen. Saure Mucopolysaccharide können nicht abgebaut werden und häufen sich intralysosomal an.

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Supported by grants of the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur quantitativen Bewertung histochemischer Dehydrogenasedarstellungen

Zusammenfassung Am Beispiel einiger vergleichender histochemischer und biochemischer Aktivitätsbestimmungen von Dehydrogenasen des energieliefernden Stoffwechsels werden die Schwierigkeiten einer quantitativen Auswertung enzymhistochemischer Reaktionen aufgezeigt und diskutiert. Nach unseren Ergebnissen erlaubt der jetzige Stand der histochemischen Methodik nur grobe Rückschlüsse auf die absolute Höhe der vorliegenden Enzymaktivitäten. Die Stärke enzymhistochemischer Methoden liegt auch weiterhin auf dem Gebiet der Enzymhistotopie. Quantitative Fragestellungen bedürfen in der Regel ergänzend der biochemischen Methodik.

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Summary Several comparative histochemical and biochemical methods for the determination of dehydrogenases of the energy supplying system are compared and the difficulties encountered in the interpretation of quantitative enzyme histochemical reactions are discussed. According to the results it is even with modern histochemical methods only possible to get an approximation of the absolute value of the enzyme activity in question. The strongest point of enzyme histochemical methods lies still in the enzyme histotopical field. Quantitative assessments will therefore give only approximate values and usually need complementary biochemical determinations.

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Diese Arbeit wurde in dankenswerter Weise von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

Zur Bedeutung der lokalen Mitochondriendichte für die Formkonstanz von Zellen

Zusammenfassung Nach mehrstündiger Abkühlung von Gewebekulturen von Fibroblasten von Hühnerembryonen auf +1⁰ und vorsichtiger Wiedererwärmung auf 38⁰ bilden sich an den zunächst deutlich kontrahierten Zellen der peripheren Wachstumszone neue distale Ausläufer, die bei regionaler Erschlaffung des kontraktilen Oberflächensystems des Plasmas entstehen. Nach einer gewissen Latenzzeit wandern neben anderen Zellpartikeln auch Fadenmitochondrien in die neuen Ausläufer hinein und bilden dann ziemlich regelmäßig lange Fadenaggregate, die von der Kernregion bis in die äußersten Ausläuferspitzen hineinreichen. In diesem Stadium tritt eine allmähliche Beruhigung der Zelloberfläche und damit eine Stabilisierung der Form der Zelle ein. Schließlich entsteht durch Auflösung des Aggregats in seine Teilstücke und deren diffuse Verteilung im Ausläufer wieder das übliche Bild einer Fibroblastenzelle in der Interphase.     

Untersuchungen zur Resistenz von Chalcidoidea und Cynipidae (Hymenoptera parasitica) gegenüber Seewasser

Zusammenfassung Chalcidoidea sind gegenüber rhythmischen Überflutungen mit Seewasser weniger resistent als verschiedene andere Arthropoden aus dem Vorland der Nordseeküste. Die Reaktionen auf das Wasser sind bei Vorland- und Inlandtieren gleich. Ihre Resistenz its abhängig von der Größe: Bei kleinen Arten bis 3, 5mm nimmt die Resistenz mit der Länge linear zu, bei Tieren über 3,5 mm nimmt sie ab. Bei allen Arten sind die Stigmen auf dem Propodeum vom Wasser leicht erreichbar. Bei den großen Arten beträgt ihr Durchmesser mehr als 50 .Es wird vermutet, daß bei den Chalcidoidea mit zunehmender Länge und der damit verbundenen Vergrößerung der Stigmen auf über 50 eine Schädigung durch eindringendes Wasser einsetzt. Im Gegensatz dazu ist bei einer zum Vergleich überfluteten Cynipiden-Art von über 3,5 mm Länge und mit Stigment von mehr als 50 Durchmesser keine Abhängigkeit der Resistenz von der Körperlänge festzustellen. Diese Art besitzt ein Propodeum mit dichtem Haarbesatz, der unter Wasser einen dünnen Luftfilm festhält und damit einen Schutz der Stigment bewirkt.Die Imagines der untersuchten Chalcidoidea aus dem Vorland besitzen keine morphologischen oder verhaltensmäßigen Anpassungen an Überflutungen. Die Arten überleben aufgrund von Prädispositionen ihrer Larven und Puppen. Für ihr Auftreten ist nur die Existenz ihrer Wirte von Bedeutung.

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Summary Chalcidoidea are less resistant to rhythmical floodings with sea water than other arthropods from the intertidal region of the North Sea coast. The reactions of specimens from the intertidal region and from inland are alike. The resistance of small species (up to 3.5 mm) inereases in proportion to their body length, whereas the resistance of larger species decreases with length.The spiracles in the propodeum of all species are easily reached by water. It is likely that those Chalcidoidea that have spirales with a diameter of more than 50 are damaged by penetrating water. In the Cynipidae, however, which measure more than 3.5 mm in length and have spiracles of more than 50 in diameter, the propodeum is covered with hairs which retain a thin film of air under water and thus protect the spiracles.Morphology and behaviour of the adult Chalcidoidea from the intertidal region are not adapted to the floodings. The species only survive because of the predispositions of their juvenile stages. The most important condition of their existence are their hosts.

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Die Untersuchungen der Fachrichtung Küstenforschung wurden finanziell durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, die Akademie der Wissenschaften und der Literatur zu Mainz, das Bundesernährungsministerium, die Stiftung Volkswagenwerk, die Verwaltungen der Kreise Süderdithmarschen, Eiderstedt und Südtondern, den Deich- und Hauptsielverband Süderdithmarschen, das Deichbauamt Husum, das Landesamt für Wasserwirtschaft unterstützt.     

Dye-induced changes in the developmental physiology of Aedes aegypti larvae

Exposure to methylene blue and neutral red affected length of development, rate of pupation, and larval mortality in populations of Aedes aegypti (L.). Female pupal weights generally were adversely affected, while male pupal weights were not. Retardation of growth was not caused by rejection of dyed food under the conditions of our experiments. Methylene blue, neutral red, and nile blue A were most severe in their action on longer exposures and exposures to earlier instars.The importance of recognizing the physiological and behavioral changes in organisms caused by perfunctory use of dyes is discussed.

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Zusammenfassung Bei Larven von Aedes aegypti, die Methylenblau oder Neutralrot ausgesetzt wurden, ließ sich eine deutliche Verzögerung des Wachstums nachweisen. Der Verpuppungsbeginn (Larven-Puppen-Häutung) wurde von beiden Farben in Abhängigkeit von der ansteigenden Konzentration verzögert. Obwohl zur Erzeugung der Reaktion mit Neutralrot höhere Konzentrationen erforderlich waren, war die Genauigkeit der Farbwirkung größer. Die geprüften Konzentrationen von Methylenblau reichten von 0,5 bis 4,5 ppm; die für Neutralrot von 3 bis 9 ppm.In der Absicht, die Wirkungen der beiden Farben zu messen, wurden andere Parameter quantitativ geprüft. Diese umfaßten die Mortalität, den Weibchen-Prozentsatz und die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen. Die Sterberaten waren hoch und äußerst variabel. Es ließen sich auch keine Unterschiede im Geschlechterverhältnis der Populationen finden, die als Larven in Methylenblau oder Neutralrot aufgezogen worden waren. Neutralrot und Methylenblau schienen auch die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen nicht zu beeinflussen, jedoch erzeugten sie deutliche Wirkungen bei den durchschnittlichen Puppengewichten der Weibchen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den Nahrungsmengen festgestellt werden, die von gefärbten oder ungefärbten Larven oder von Larven in ansteigenden Farbkonzentrationen aufgenommen wurden. Die jüngeren Larvenstadien wurden stärker beeinflußt und längerer Aufenthalt in der Farbe ergab stärkere Verzögerung der Wachstumsrate.Folgende Aspekte der Vital-Farbstoffe werden diskutiert: 1. ihre toxischen Wirkungen, 2. Beziehungen zwischen Genauigkeit und Aussagewert der experimentellen Ergebnisse, und 3. die Notwendigkeit vollständigerer Kenntnis der Farbstoffe vor ihrer Anwendung auf lebende Systeme.

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Contribution No: 1420 from the Department of Entomology, University of Massachusetts, Amherst, Mass. This research was supported by Hatch Project No. 253 Revised.     

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.     

Glucocorticoidwirkung auf Wachstum und Stoffwechsel permanenter Fibroblastenkulturen in Abhängigkeit von Konzentration und Expositionsdauer

Zusammenfassung Glucocorticoide, die der Nährflüssigkeit von permanenten L-Zellkulturen in geringen, klinisch gebräuchlichen Konzentrationen zugesetzt werden (10^–4%), üben folgende Wirkung auf die Zellen aus: Vermindertes Wachstum, morphologische Veränderungen im Sinne einer Epithelisierung der Fibroblasten und Hemmung des Sauerstoff- und Glucoseverbrauches wie des Milchsäure- und Brenztraubensäurestoffwechsels. Diese Wirkungen sind vollständig reversibel.Sehr geringe Konzentrationen in der Kulturflüssigkeit (10^–6-10^–7%) verursachten Steigerung der Mitoserate, Steigerung des Sauerstoffverbrauches sowie stärkere Ausbildung von Plasmafortsätzen beiden Zellen.Es läßt sich in Zellkulturen eine ausgesprochene biphasische Glucocorticoidwirkung an den von uns untersuchten Meßgrößen nachweisen.

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Summary Low concentrations of glucocorticoides in the nutrient fluid of cell-cultures (10^–4%), as they are also to be applied in usual clinical dosages, lead in permanent L-cells to restriction of growth, morphological changes in the sense of epithelisation of fibroblasts and inhibition of consumption of oxygen and glucose as well as of the lactic acid and pyruvic acid metabolism. These reactions are completely reversible.Very low concentrations in the culture-medium (10^–6-10^–7%) produce an increase of the rate of mitosis, raising of the oxygen-consumption as well as a stronger formation of cell processes.In our cell-cultures a biphasic effect of the applied glucocorticoides was evident, as demonstrated by measurements.

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Diese Forschung wurde mit der finanziellen Unterstützung der Europäischen Gemeinschaft für Kohle und Stahl, Hohe Behörde, Luxemburg, durchgeführt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an verfetteten Fibroblastenkulturen nach verzögerter Umsetzung

Zusammenfassung Fibroblastenkulturen vom embryonalen Hühnerherzen wurden 12 Std bis 6 Tage nach der 1. bis 22. Umsetzung elektronenmikroskopisch untersucht. Nach verzögerter Umsetzung tritt eine Verfettung der Fibroblasten ein. Man kann zwei Formen von Fetteinschlüssen unterscheiden. Runde bzw. mit gezähnelter Kontur versehene Neutralfetteinschlüsse liegen im Zelleib verstreut. Ihr Durchmesser kann 2 erreichen. Sie werden wahrscheinlich in der Zelle selbst synthetisiert. Daneben kommen Einschlüsse vor, die aus homogenem und granulärem Material sowie aus geschichteten Membranen bestehen. Sie gehören zu den polaren Fetten. Diese Einschlüsse entstehen bei der Einschmelzung von Cytoplasmastrukturen und stellen Lysosomen dar.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Contrary responses of Musca domestica concerning their selection of different shades and hues

The results of experiments in the open air with houseflies settling on surfaces (cardboards) of light and dark shades and of various colours differed from those in laboratory tests. Whereas black is preferred to gray and to white and to all hues in the indoor tests, the white cardboards we used attracted in most cases a preponderant majority of flies in the open air but not so when placed versus yellow.It is assumed that the attraction of the white cardboard is due to the reflection of the near ultraviolet of sunlight. Ultraviolet reflection of a more moderate degree by gray, blue and yellow cardboards could be only one of various factors which cooperate in rendering the respective colour attractive in the open air. Red was quite frequently preferred both in indoor and outdoor tests. Blue was the least frequented colour in indoor and brown in outdoor tests.

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Zusammenfassung Die Fliegen wurden in Laboratoriumsversuchen in einen zylinderförmigen, 80 cm weiten und 35 cm hohen, aus durchsichtiger Plastik hergestellten Behälter gesetzt. Der Boden und die Wand waren in sechs Sektoren eingeteilt, die abwechselnd mit Kartons zwei verschiedener Farben belegt wurden.In Freilandversuchen (im Hof einer grossen Milchviehwirtschaft) wurden dieselben farbigen Kartons benutzt. Ein Paar verschiedenfarbiger Bögen, die mit einer Zuckerlösung bestrichen waren, wurde auf den Boden an Orten ausgelegt, wo sich Fliegen in grosser Menge angesmmelt hatten.In den Laboratoriumsversuchen ließen sich 75% der Fliegen auf Schwarz und 25% auf Weiss nieder. In der Wahl gegenüber den fünt chromatischen Farben (Rot, Braun, Gelb, Grün und Blau) bevorzugten zwischen 63% und 68% der Fliegen die schwarze Unterlage. In Versuchen, in denen die fünf genannten Farben unter sich verglichen wurden, wurde Rot stets bevorzugt und Blau niemals; Braun, Gelb und Grün wurden in verschiedenem Maße gewählt je nach der Kombination, in der sie sich befanden.Die Bevorzugung von Schwarz spricht für die Auffassung, daß in geschlossenen Räumen im allgemeinen die dunkleren Farben bevorzugt werden, doch zeigt die Wahl der farbigen Flächen, daß, wenn man die Helligkeitswerte derselben in Betracht zieht, der Farbe an sich (dem Chroma) eine wichtige Rolle bei der Auswahl zukommt.In den Freilandversuchen wurde Gelb von 77%–93% der Fliegen gegenüber Weiß, Grau und Schwarz bevorzugt und von 81%–95% gegenüber den fünf andern Farben. Ausserdem wurden folgende Bevorzugungen festgestellt: Rot gegenüber Blau, Grau, Schwarz und Braun; Weiß gegenüber Grün, Grau, Schwarz und Braun, Blau gegenüber Weiß, Grau, Schwarz und Braun; Grün gegenüber Blau, Schwarz und Braun; Grau gegenüber Schwarz und Braun; Schwarz gegenüber Braun. Farbpaare mit annähernd gleicher Verteilung der Fliegen waren Rot und Grün, Rot und Weiß, und Grün und Grau. Die am wenigsten besuchte Farbe war Braun.Ein Vergleich der Ergebnisse der Freilandversuche mit denen der Laboratoriumsexperimente zeigt keine Übereinstimmung. Am auffälligsten ist die Verschiedenheit in der Wahl von Schwarz und Weiß. Im Gegensatz zu den 75% der Fliegen auf Schwarz im Laboratorium, liessen sich im Freien 80% auf Weiß nieder. Da keine Beeinflussung der Wahl durch Wärme, Feuchtigkeit, Wind, Licht oder Schatten festgestellt werden konnte, vermuten wir, daß im Freien die starke Reflektion des im Sonnenlicht vorhandenen Ultraviolett das weiße Papier für die Fliegen anziehend macht, für das (von Professor Autrum in München) eine Reflektion von 40%–80% der Wellenlängen zwischen 320 und 380 m gemessen wurde.Wenn wir für die verschiedene Wahl von Schwarz und Weiß im Plastikkäfig des Laboratoriums einerseits und im Freiland andererseits eine Erklärung geben können, so fehlt uns eine solche für das verschiedene Verhalten der Fliegen gegenüber den Farben. Eine sehr mäßige Reflektion von Ultraviolett seitens der blauen, gelben und grauen Kartons kann bestenfalls nur einer von mehreren Faktoren sein, die zusammenwirken, um die betreffenden Farben im Freiland anziehend zu machen.

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This work was supported partly by a grant from the Stiftung Volkswagenwerk, Hannover-Döhren, Germany.     

Spektralphotometrische Untersuchungen am Tabakmosaik-Virus

Zusammenfassung Die Herstellung von TMV-Reinpräparaten wird beschrieben und die Auswertung der Meßergebnisse angegeben. Für natives TMV werden sowohl die Absorptionskurven für die gesamte und die reine Absorption, als auch Meßkurven zur Konzentrationsbestimmung des Virus in Suspensionen und Hydrolysaten gezeigt. Außerdem wird eine einfache Methode zur Bestimmung des Nucleinsäuregehaltes angegeben.An Hand von Nucleinsäureisolierungen wird auf die Bedeutung der Vorbehandlung bzw. Alterung der Nucleinsäure für die Form der Absorptionskurven hingewiesen und die Erhöhung der _D bei hydrolytischer Spaltung behandelt. Auf Grund dieser Ergebnisse werden die Resultate der Spaltungsversuche von nativem TMV besprochen. Abschließend werden die Angaben der Literatur mit den eigenen verglichen.     

Zytoplasmatische Filamente in den quergestreiften Muskelzellen des kaudalen Lymphherzens von Rana temporaria L.

Zusammenfassung Die quergestreiften Muskelzellen im Lymphherzen von Rana temporaria werden von etwa 60 AE dicken Filamenten durchzogen, die den Aktinfilamenten ähnlich sind. Sie bilden ein Netzwerk, das unter dem Sarkolemma zirkulär verläuft und mit queren Zügen die Z-Streifen der Myofibrillen untereinander und mit der Zellmembran verbindet. Aktinfilamente der Myofibrillen strahlen in das Netzwerk ein. Die Filamente haben Beziehung zum Sarkoplasmaretikulum und seinen Anlagerungen (Enhapsen) an die sarkolemmalen Einstülpungen (T-System). Das tonofibrillenartige System dient vermutlich der Aufnahme von quer zu den Myofibrillen gerichteten Kräften, unterstützt so den Ablauf der gerichteten Kontraktion der Weichteilmuskulatur des Lymphherzens und erhält die Lage und Ordnung der intrazellulären Strukturen.Im Zusammenhang mit den zytoplasmatischen Filamenten wird hingewiesen auf die sog. Z-Brücken (Garamvölgyi), die Krausesche Grundmembran, die Spiralbinden (Ringbinden) und die leptomeren Myofibrillen (Thoenes und Ruska), die zeigen, daß Muskelzellen passiv wirksame (Filamente im Lymphherzen) und aktiv wirksame (Ringbinden) Quersysteme zur Aufnahme bzw. Ausübung von quergerichteten Kräften auszubilden vermögen.

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Summary A net of filaments of about 60 Å diameter, similar to actin filaments, is observed in cross striated muscle cells in the lymph heart of Rana temporaria L. The filaments form circular strands beneath the sarcolemma. They connect the Z-regions of myofibrils and make contact with the sarcoplasmic reticulum, specially where it is attached to the sarcolemmal invaginations (enhapsis). It is supposed that the filaments resist mechanical forces perpendicular to the myofibrils and keep cellular structures in the right place.In relation to these filaments the Z-bridges (Garamvölgyi), Krauses Grundmembran, Ringbinden und leptomere myofibrils (Thoenes and Ruska) are discussed. It is concluded that muscle cells are capable to develop non contractile (filaments in the lymph heart) or contractile (Ringbinden) systems in response to forces acting perpendicular to the regular myofibrils.

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Die Untersuchungen wurden mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.

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Herrn Prof. Dr. med. Kurt Goerttler zum 70, Geburtstag gewidmet.