Über die Wirkung von Acridinfarbstoffen auf die Ultrastruktur von Mitochondrien in HeLa- und LM-Zellen

Zusammenfassung Kürzlich haben wir über die Vitalfluorochromierung der Mitochondrien von HeLa-Zellen und Mäusefibroblasten (LM) mit Acridinfarbstoffen berichtet. Es wurden jetzt elektronenmikroskopische Untersuchungen angeschlossen. Als Farbstoffe verwendeten wir bei unseren Vitalfärbungen 10-Ethyl- und 10-(2-Iodethyl)acridinorangehydrochlorid (EAO, IAO). Die Mitochondrien vital gefärbter Zellen wurden mit unbehandeltem Material verglichen. Die Ultrastruktur der HeLa-Mitochondrien wird während der kurzen Inkubationszeit von wenigen Minuten ungewöhnlich stark verändert. Demgegenüber konnten während der gleichen Zeit bei LM-Mitochondrien nur vergleichsweise kleine Veränderungen beobachtet werden.

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Effect of acridine dyes on the ultrastructure of mitochondria in HeLa and LM cells

Summary Fluorescent staining of mitochondria in living HeLa cells and mouse fibroblasts (LM) with acridine dyes has been reported recently. The investigations are now extended to electron microscopy. Dyes used in our vital staining experiments are 10-ethyl-and 10-(2-iodethyl)acridine organe hydrochloride (EAO, IAO). The mitochondria of vitally stained cells are compared with untreated material. There are dramatical changes of the ultrastructure of HeLa mitochondria within the short incubation time of a few minutes. During the same time only small alterations of LM mitochondria could be observed.

     

Der Einfluß von Gibberellin und Colchizin auf die Keimung und das Keimlingswachstum von Sommergerste

Ohne ZusammenfassungMit 5 Abbildungen     

Über die Pseudopodien von Megakaryocyten und ihre Bedeutung für die Freisetzung von Thrombocyten

Zusammenfassung Im Knochenmark der Ratte werden große runde Megakaryocyten und Megakaryocyten mit zahlreichen Pseudopodien gefunden. Die prospektiven Plättchenfelder liegen in der Mitte der Pseudopodien und sind von der hyalinen Zone des Ektoplasmas umgeben. An der Spitze der Pseudopodien ist die hyaline Zone verbreitert. Die Pseudopodien ragen in Sinusoide und Kapillaren, werden aber auch extravasal gefunden. Gelegentlich läßt sich eine Kontinuität zwischen der Membran der Demarkationsbläschen und der Pseudopodienmembran beobachten. Eine intravasale Freisetzung von Thrombocyten aus Pseudopodien ist sehr wahrscheinlich.

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Pseudopodia of megakaryocytes and liberation of blood platelets

Summary In the bone marrow of rats large round megakaryocytes and megakaryocytes with numerous pseudopodia are to be found. The prospective fields of platelets are located in the central part of the pseudopodia. These fields are surrounded by the hyalin zone of ectoplasm. At the tip of a pseudopodium this zone is enlarged. Pseudopodia protrude into sinusoids and capillaries, but occur also extravasally. Continuity between the membrane of the vesicles for the demarcation of platelets and the cell membrane is occasionally observed. The intravasal liberation of thrombocytes from pseudopodia seems very likely.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Der Einfluß von Sauerstoff und Atmungsgiften auf die Auf-nahme und Speicherung saurer und basischer Farbstoffe durch die lebende Pflanzenzelle

Zusammenfassung Die Aufnahme und Speicherung der sulfosauren Farbstoffe Prontosil, Ponceau PR, Bordeauxrot und Brillantsulfoflavin FF durch Epidermis- und Mesophyllzellen von Blumenblättern ist von der Lebenstätigkeit der Zellen abhängig. In einer Stickstoffatmosphäre und bei Zugabe von Stoffwechselgiften unterbleibt eine Anfärbung.Bei gleicher Molarität wirken die untersuchten Stoffwechselgifte in folgender Reihe hemmend auf die Aufnahme und Speicherung sulfosaurer Farbstoffe: Natriumazid > Dinitrophenol > Monojodacetat > KCN. Die Urethane sind erst in höheren Konzentrationen wirksam.Die Parenchymzellen längs der Leitbündel zeichnen sich durch eine besonders ausgeprägte Speicherungsfähigkeit für sulfosaure Farbstoffe aus, die auch noch bei Sauerstoffspannungen und Giftkonzentrationen, die eine Vitalfärbung anderer Zellen bereits verhindern, in Erscheinung tritt.Die beiderseitigen Epidemien der Schuppenblätter vonAllium cepa lassen sich mit der Immersionsmethode mit Prontosil nicht vital färben, dies gelingt aber in Übereinstimmung mit den Befunden von E. Küster (1952) mit der Transpirationsmethode. Aber auch hier unterbleibt eine Anfärbung in einer Stickstoffatmosphäre trotz guter Transpirationsmöglichkeit.Aufnahme und Speicherung der basischen Farbstoffe Neutralrot und Nilblau werden weder durch Sauerstoffmangel noch durch Stoffwechselgifte gehemmt.In den Epidermiszellen und den Parenchymzellen längs der Leitbündel der Blumenblätter vonChrysanthemum leucanthemum undMatricaria chamomilla wird Brillantsulfoflavin FF in kristalliner Form im Zellsaft gespeichert.Herrn Prof. Dr. Friedl Weber zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

Über die Bindung von Kalzium in Ei und Larve von Paracentrotus lividus

Zusammenfassung Bei der Befruchtung der Eier vonParacentrotus lividus (Roscoff) werden ins Seewasser Substanzen abgegeben, die mit Oxalat in schwach alkalischer Lösung (Seewasser) fällbar sind. In Anschluß an frühere Befunde wird vermutet, daß wenigstens ein Teil dieser Fällung aus Kalziumoxalat besteht, und daß demzufolge Ca bei der Befruchtung ins Seewasser abgegeben wird. Pro ccm Eier beträgt diese Veränderung 0,20 mg Ca. Die Veränderung ist statistisch gesichert.Im Seeigelei sind etwa 66 % des Kalziums in nicht ultrafiltrierbarer Form, d. h. in schwerlöslichen oder kolloidalen Substanzen, vorhanden. Die Bindung von Ca folgt dem Gesetz der Massenwirkung. Die Eier können mehr Ca binden als im Ei vorhanden ist. Normal werden 7,77 Mikromol Ca per ccm Eier gebunden. Graphisch läßt sich berechnen, daß bei 11,7 Mikromol Ca das maximale Bindungsvermögen der Eier bei dem gegebenen pH erreicht ist. In alkalischer Lösung (pH 8,5–9) nimmt das Bindungsvermögen stark zu: die Eier können dann zwei- bis dreimal soviel Ca enthalten als normal. Bei pH 8,5–9 haben die eben befruchteten Eier nach einer Stunde Behandlung etwa zwei- bis dreimal soviel Ca aufgenommen wie die nicht befruchteten.Bis auf die oben beschriebenen bei der Entwicklungserregung eintretenden geringfügigen Veränderungen des Ca-Gehaltes bleibt die Ca-Menge derParacentrotus-Eier konstant auf 0,46 mg Ca per ccm Eier bis 15 Stunden nach der Befruchtung.Dann steigt sie parallel mit dem Auswachsen der Skelettstäbe und beträgt 40 Stunden nach der Befruchtung etwa 5 mg per ccm Eier, zehnmal mehr als bei den unbefruchteten Eiem.     

Untersuchungen über die Einwirkung von γ-Strahlen auf die Pflanzenentwicklung und die Blattformen zweier Kartoffelsorten

Zusammenfassung Es wurde über den Einfluß einer 60-Co--Bestrahlung auf die Pflanzenentwicklung und die Blattformen von bestrahlten Bintje- und Sieglinde-Kartoffel berichtet, wobei die Dosen 0, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 und 5000 rad angewandt wurden. Sieglinde weist dabei hinsichtlich Wachstum und Sproßhöhe der Kartoffelstauden eine wesentlich stärkere Empfindlichkeit gegenüber-Bestrahlung auf als Bintje, bei der auch noch bei 5000 rad ein minimales Wachstum der Kartoffelstauden beobachtet werden konnte. Außerdem waren nach Bestrahlung an den Blattfiedern der Kartoffelstauden schon zum Großteil bekannte Erscheinungen wie Strahlensukkulenz und Verwachsung von Endfiederblättern mit einem oder mehreren Nachbarfiederblättern zu erkennen, wohingegen dies bei den mehr gegen den Blattgrund zu befindlichen Fiederblättern nicht auftrat.Die-Bestrahlung wurde am Institut für Biologie und Landwirtschaft im Reaktorzentrum Seibersdorf durchgeführt, wofür wir unseren Dank aussprechen möchten.     

Über die Metachromasie der Absorption und Fluoreszenz von Acridinfarbstoffen

Zusammenfassung An Hand einer Auswahl von Arbeiten verschiedener Autoren wird festgestellt, daß sowohl bei hoher Konzentration als auch bei der Absorption an Kristalloberflächen und Kolloiden viele Farbstoffe, darunter auch Acridinorange und verwandte Farbstoffe tiefgreifende Änderungen im Absorptionsspektrum und ebenso im Fluoreszenzspektrum erleiden. Die Ursache für die Erscheinung, die bei richtiger Meßmethodik vollkommen eindeutig feststellbar ist, ist die Assoziation zu Doppel- und höheren Assoziaten, wie durch die Prüfung des Massenwirkungsgesetzes durch eine große Anzahl von Autoren bewiesen wurde. Die Tendenz zur Assoziation ist stark von der Konstitution der Farbstoffe abhängig, z. B. ist sie groß bei Acridinorange, sehr klein bei Aeridingelb. Die vonCh. M. A. Kuyper in dieser Zeitschrift veröffentlichten Experimente sind mit systematischen Fehlern behaftet; die aus diesen Experimenten gezogenen Schlüsse bestehen nicht zu Recht.Mit 2 TextabbildungenErschienen in Histochemie3, 46 (1962).     

Über eine Wirkung von Natrium-Ionen auf die Phosphataufnahme und die lichtabhängige Phosphorylierung von Ankistrodesmus braunii

Summary The uptake of labelled phosphate, especially the incorporation in the organic, in TCA soluble phosphate compounds of the unicellular green alga Ankistrodesmus braunii is markedly stimulated by Na⁺ more in the light but is stimulated in the dark as well (Na⁺-effect). This stimulation depends on the phosphate concentration and on the sodium concentration of the medium (optimum 10^-3M NaCl) and appears in short-time incorporations (1 min) only at low phosphate concentrations (10^-7 to 10^-5 m PO₄). In addition the Na⁺-effect depends on temperature and almost disappears at 1°C. The incorporation of ³²P in the dark is strongly inhibited by 2,4-dinitrophenol (DNP) and under this condition only a very samll increase of the ³²P incorporation by Na⁺ can be measured. In the light however the same concentration of DNP has only a low effect on ³²P incorporation in case no Na⁺ is present in the medium. If Na⁺ is present in the medium, the effect of DNP on ³²P incorporation is increased in the light. The Na⁺-effect in the light is also inhibited by di-chlorophenyl-1,1-dimethylurea (DCMU) in N₂-atmosphere. High concentrations of g-Strophantin (10^-3 m) inhibit the uptake of phosphate by Ankistrodesmus; the inhibition is more increased in the presence of KCl than in the presence of NaCl. The results clearly indicate, that Na⁺ will not effect the incorporation of labelled phosphate by means of influencing passive processes of phosphate diffusion or phosphate exchange, but acts on different energy-requiring processes of phosphorylation in dark and light. At present one could conclude, that Na⁺ acts less through a mechanism of a sodium pump, but rather affects the formation of energy-rich compounds (in the dark by way of the oxydative phosphorylation, in the light perhaps by means of the non-cyclic photosynthetic phosphorylation).     

Der Einfluß des Sauerstoffpartialdruckes und der Antibiotica Actinomycin und Puromycin auf das Wachstum,die Synthese von Bacteriochlorophyll und die Thylakoidmorphogenese in Dunkelkulturen von Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Die Wachstumsrate (1/p; p = Proteinverdopplungszeit) von Rhodospirillum rubrum in aeroben Dunkelkulturen ist vom Sauerstoffpartialdruck abhängig. Das Optimum liegt bei 3–5 mm Hg [O₂]. Steigt die O₂-Konzentration auf 150 mm Hg [O₂] an, so vermindert sich die Wachstumsrate langsam um etwa 10%. Unterhalb 2 mm Hg fällt sie dagegen steil nach 0 ab. Die Ausbildung des gesamten Systems der Photophosphorylierung (Thylakoide, Chromatophoren) ist ein lichtunabhängiger, aber vom Sauerstoffpartialdruck direkt abhängiger Prozeß. Die Morphogenese wird induziert, wenn der Sauerstoffpartialdruck auf etwa 20 mm Hg erniedrigt wird. Das Optimum der Bacteriochlorophyll-bildung unter aeroben Dunkelbedingungen liegt bei etwa 2 mm Hg [O₂]. Die Pigmentsynthese kann durch Veränderung der Sauerstoffkonzentration induziert werden, ohne die Wachstumsgeschwindigkeit in der logarithmischen Wachstumsphase zu verändern. Eine Änderung der Wachstumsrate führt zu einer relativen Verschiebung der Syntheseraten für DNS, RNS und Protein.

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Summary The growth rate (1/p; p = time for protein doubling) of Rhodospirillum rubrum in aerobic dark cultures is dependent from the oxygen partial pressure. The optimum of growth is achieved at an oxygen partial pressure of 3 to 5 mm Hg. At 150 mm Hg [O₂] the growth rate will be reduced to 90% of the optimal rate. After lowering the oxygen partial pressure below 2 mm Hg the growth rate is dropped very strongly.The morphogenesis of the thylakoid-or chromatophore—membranes and the biosynthesis of bacteriochlorophyll are light independent processes. The morphogenesis is started by lowering the oxygen partial pressure. The optimum of bacteriochlorophyll synthesis in dark cultures is near the oxygen concentration of 2 mm Hg. It is possible to induce the pigment synthesis by lowering the oxygen partial pressure without changing the growth rate. But a change of the growth rate implies a change of the quotient protein/RNS and RNS/DNS. After induction of bacteriochorophyll synthesis early proteins are synthesized which are needed for the last part of the Mg-way of tetrapyrrol synthesis.

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Im Text verwendete Abkürzungen B.-Chlorophyll Bacteriochlorophyll - DNS Desoxyribonucleinsäure - RNS Ribonucleinsäure - ATP Adenosintriphosphat     

Einfluß von Montmorillonit auf die Bildung von Biomasse und Stoffwechselzwischenprodukten durch einige Mikroorganismen

Zusammenfassung Die Zugabe von Montmorillonit zu Kulturlösungen verschiedener Mikroorganismen ergab bei Schüttel- oder Standkulturen meist eine Steigerung der Biomasse und einen erhöhten Nährstoffverbaruch. Diese Steigerung wurde besonders unter aeroben Verhältnissen und in den ersten Wachstumsphasen beobachtet. Die Bildung von Äthanol durch S. cerevisiae bzw. Citronensäure durch A. niger war beschleunigt, aber nicht wesentlich erhöht. Manometrische Messungen mit S. cerevisiae ergaben in Abhängigkeit von der Montmorillonit-Konzentration einen höheren RQ. Die Relation der Biomasse zu verbrauchter Glucose deutet auf eine bessere Ausnutzung der Energiequelle für synthetische Prozesse hin.

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Influence of montmorillonite on the formation of biomass and metabolic products by some microorganisms

Summary The addition of montmorillonite to stationary and shake-cultures of various microorganisms usually increased total biomass formation and accelerated the utilization of nutrients. These effects were noted especially under aerobic conditions and during the initial growth phases. The formation of ethanol by S. cerevisiae and citric acid by A. niger was accelerated, but not significantly increased. manometric measurements with S. cerevisiae showed a higher RQ which increased with increasing montmorillonite concentrations. The relation between biomass formation and glucose consumption indicates a more efficient utilization of the energy source for synthetic processes.

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Abkürzung: Montmorillonit wird im Text als M bezeichnet.     

Der Einfluß von Rot- und Blaulicht auf die Photosynthese vonAcetabularia mediterranea und auf die Verteilung des assimilierten Kohlenstoffs

Zusammenfassung Bei Zellen der marinen Grünalge Acetabularia mediterranea liegen nach 2stündiger Photosynthese im Weißlicht (8000 Lux) etwa 80% des fixierten¹⁴C in äthanollöslicher Form vor, etwa 12% entfallen auf Stärke, 2–3% auf Protein und 6% auf die Zellwand.Werden die Zellen mit Rotlicht (Dauerlicht, 3800 erg · cm^–2 · sec^–1) bestrahlt, so fällt die Einbaurate in allen 4 Fraktionen stark ab (Abb. 1). Dabei nimmt der¹⁴C-Anteil in der äthanollöslichen Fraktion innerhalb von 3 Wochen zu Lasten der Stärke und Zellwand von 80% auf ca. 90% zu. Im Gegensatz dazu wird im Blaulicht (Dauerlicht, 5600 erg · cm^–2 · sec^–1) mit der Bestrahlungsdauer der Einbau in Stärke, Zellwand und Protein gefördert (Abb. 1).Trotz sinkender Einbauraten von¹⁴C in Stärke nimmt im Rotlicht der Stärkegehalt pro Zelle zu, liegt dagegen im Blaulicht trotz höherer¹⁴C-Einbauraten deutlich unter demjenigen der Rotlichtzellen (Tabelle 1 und 2). Die Akkumulation von Stärke im Rotlicht dürfte demnach auf einer Hemmung des Stärkeabbaus beruhen.Der Gehalt an löslichen Kohlenhydraten (Fructose, Glucose, Saccharose, Fructosane) stagniert in Rotlichtzellen und steigt in Blaulichtzellen um ein Mehrfaches an (Tabelle 1).Bestrahlung mit Blaulicht nach Rotlichtvorbehandlung führt zu einem Ansteigen der Photosyntheseintensität. Nach 8stündiger Bestrahlung nimmt die Fixierungsrate zu und erreicht nach 48- bis 72stündiger Bestrahlung etwa das 5- bis 6fache des am Ende der Rotlichtbestrahlung gemessenen Wertes (Abb. 2).Diesem Anstieg der Fixierungsrate muß offenbar eine Synthese von Proteinen vorausgehen (Abb. 3). Auch der¹⁴C-Einbau in Stärke und die Zellwand steigt bereits vor der Gesamtfixierung an, und außerdem wird der Abbau der während der Rotlichtvorbehandlung akkumulierten Stärke eingeleitet (Tabelle 2).Der Hauptanteil des¹⁴C in der löslichen Fraktion entfällt auf die löslichen Kohlenhydrate. Bestrahlung mit Blaulicht nach Rotlichtvorbehandlung führt zunächst zu einer Abnahme des¹⁴C-Einbaus in die löslichen Kohlenhydrate, gefolgt von einem starken Anstieg bis zur 72. Stunde und einem erneuten Abfall (Abb. 4). Während der¹⁴C-Einbau in Fructose, Saccharose und Glucose diesem Kurvenverlauf folgt, steigt der Einbau in Inulin bis zur 72. Stunde kontinuierlich an (Abb. 5).Demgegenüber ist der auf die basische (Aminosäuren) und die saure Fraktion entfallende Anteil gering. Der¹⁴C-Einbau in beide nimmt im Blaulicht kontinuierlich zu (Abb. 4). Aminosäuren werden in den Zellen auch nach 3wöchiger Bestrahlung mit Rotlicht gebildet. Ferner ist der Gehalt an Aminosäuren am Ende der Rotlichtvorbehandlung am höchsten (Tabelle 3). Die Syntheserate von Protein in Rotlicht dürfte demnach nicht durch die Aminosäurekonzentration begrenzt werden.Die Ursache für den Abfall der Photosyntheseintensität bei Rotlichtbestrahlung ist den vorliegenden Daten nicht zu entnehmen. Die Möglichkeiten, die dabei eine Rolle spielen könnten, werden diskutiert.

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The effect of red and blue light on photosynthesis ofAcetabularia mediterranea and on the distribution of assimilated carbon

Summary After photosynthesis for two hours in white light (8000 lux), cells of the marine chlorophycean algaAcetabularia mediterranea contain about 80% of the¹⁴C incorporated in ethanol soluble form, about 12% in starch, 2–3% in protein, and 6% in the cell wall.When cells are irradiated with red light (continuous light, 3800 erg · cm^–2 · sec^–1), the incorporation rate for all four fractions is sharply reduced (Fig. 1). Concomitantly, the¹⁴C content in the ethanol soluble fraction rises in three weeks from 80% to about 90%, to the debit of starch and cell wall. In contrast to these findings, incorporation into starch, cell wall, and protein under blue light (continuous light, 5600 erg · cm^–2 · sec^–1) rises with the irradiation time (Fig. 1).Starch content per cell rises under red light in spite of declining incorporation rates of¹⁴C into starch, whereas it is clearly reduced in blue light below the values for red light cells, notwithstanding the increased¹⁴C incorporation rates (Tables 1 and 2). Accumulation of starch under red light seems to be due, therefore, to an inhibition of starch degradation.Soluble carbohydrate content (fructose, glucose, sucrose, fructosans) stagnates in red light cells and is multiplied in blue light cells (Table 1).Blue light irradiation after red light pretreatment increases the intensity of photosynthesis. The assimilation rate rises after an irradiation period of eight hours, reaching, after 48 to 72 hours of irradiation, about five to six times the level at the end of the red light period.Obviously, this rise in the assimilation rate must be preceded by protein synthesis (Fig. 3).¹⁴C incorporation into starch and cell wall rises even before the increase in total fixation, too, and, in addition, degradation of starch accumulated during the red light pretreatment is initiated (Table 2). The main amount of¹⁴C in the soluble fraction falls to soluble carbohydrates. Irradiation with blue light after red light pretreatment results at first in a reduction of¹⁴C incorporation into soluble carbohydrates, followed by a sharp increase till the 72nd hour and another decline (Fig. 4).¹⁴C incorporation into fructose, sucrose, and glucose follows this pattern, whereas incorporation into inulin increases continuously till the 72nd hour (Fig. 5).The amount falling to the basic and the acid fractions is small, in contrast.¹⁴C incorporation into both fractions rises continuously in blue light (Fig. 4).Amino acids are formed in the cells even after a three-week period of red light irradiation. Furthermore, the amino acid content is highest at the end of the red light pretreatment (Table 3). Thus, the rate of protein synthesis in red light seems not to be limited by amino acid concentration.The cause for the reduction of photosynthesis under irradition with red light does not become obvious from the data obtained. Factors possibly playing a role in this process are discussed.

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Die Untersuchungen wurden durch Sachmittel der Deutschen Forschungsgesellschaft unterstützt. Frau I. MAASS danke ich für die sorgfältige Mithilfe bei den Versuchen.     

Über die Struktur und Teilung der Kerne von Geotrichum candidum und Geotrichum magnusii

Summary The nuclei in germinating spores and growing hyphae ofGeotrichum magnusii andG. candidum have been examined during life and in fixed and stained preparations.The spores and the cells of the hyphae are multinucleate. The nuclei consist of a dense Feulgen-negative nucleolus surrounded by a less dense shell of Feulgen-positive particles. No membrane was seen at the margin of either living or fixed and stained nuclei. The mass of chromatin and the nucleolus divide at the same time by elongation followed by constriction. Chromosomes could not be detected in either resting or dividing nuclei.

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Mit 5 Textabbildungen     

Über die Entwicklung der Arbeits- und Erregungsleitungsmuskulatur des Herzens von Ratte und Meerschweinchen

Zusammenfassung Die Chemodifferenzierung der Herzmuskulatur von Ratte (215 Tiere) und Meerschweinchen (180 Tiere) wird untersucht und zur Morphodifferenzierung und elektrophysiologisch nachweisbaren Funktionsentwicklung in Beziehung gesetzt. Ferner wird die Entwicklung der Arbeitsmuskulatur mit der des Reizleitungssystems verglichen. Prinzipiell verhält sich die Herzentwicklung bei Ratte und Meerschweinchen ähnlich, doch bestehen erhebliche Unterschiede im Terminplan der Entwicklung. Bei der Ratte erfolgen wesentliche Schritte der Herzentwicklung nach der Geburt, beim Meerschweinchen ist die Entwicklung etwa zur Zeit der Geburt abgeschlossen. In der frühen Embryonalzeit ist die Herzmuskulatur reich an Glykogen, aber arm an Enzymen des oxidativen Stoffwechsels (Bernsteinsäuredehydrogenase, Cytochromoxidase) und -Hydroxibuttersäuredehydrogenase. Kapillaren fehlen. Dann — bei der Ratte etwa ab 12. Embryonaltag — beginnt der Glykogenbestand der Arbeitsmuskulatur abzunehmen. Zunächst werden die subepikardial gelegenen Schichten betroffen. Von hier schreitet die Glykogenverminderung nach innen fort. In den glykogenarm gewordenen Zonen vermehrt sich der Bestand an Atmungsfermenten und Kapillaren. Die Chemodifferenzierung in der Kammermuskulatur erfolgt grundsätzlich von außen nach innen. Parallel hierzu verläuft die Strukturentwicklung der Herzmuskelzellen und es kommt zu elektrophysiologisch nachgewiesenen Änderungen in der Permeabilität der Herzmuskelzellmembranen. Abgeschlossen ist die Entwicklung bei der Ratte nach färberisch-lichtmikroskopischen Befunden in der Mitte der 2. Lebenswoche, nach histochemischen Befunden in der 4. Lebenswoche, nach Maßgabe elektrophysiologischer Beobachtungen nach dem 31. Lebenstag. Die Vorhofmuskulatur ist mit Ausnahme frühembryonaler Stadien stets reicher an Glykogen und ärmer an Atmungsfermenten als die Kammermuskulatur. — Das Reizleitungssystem durchläuft eine eigene Entwicklung. Ursprungsgewebe für das Atrioventricularsystem ist der atrioventriculäre Muskelring. Von hieraus wachsen spezifische Fasern in die Kammermuskulatur vor. Sie unterscheiden sich histochemisch von vornherein von der Arbeitsmuskulatur.

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Summary The present study deals with the chemodifferentiation of the cardiac muscle in rats (215 animals) and Guinea pigs (180 animals). The results obtained are compared with the morphological differentiation and the functional development, as determined by electrophysiological methods. Finally, the development of the cardiac muscle is compared with the development of the conducting system. Fundamentally the development as such is the same in rats and Guinea pigs; however, there are striking differences as far as the schedule for the development is concerned. In rats, important steps in the development of the heart take place after birth, where as in Guinea pigs the development is terminated at approximately the time of birth. In the early embryonic stages the cardiac muscle has a high content of glycogen, but it is poor in enzymes of the oxidative metabolism (succinate dehydrogenase, cytochrome oxidase) and -hydroxibutyricaciddehydrogenase. There are no capillaries. Approximately from the 12th embryonic day onwards a decrease of the glycogen content is observed in the cardiac muscle of rats. The first layers to undergo this change are the subepicardial layers. From there it progresses to the innermost layers. The activity of the respiratory enzymes and the number of the capillaries increases in the areas where the glycogen content is now relatively low. On principle the chemodifferentiation of the ventricular mucsle progresses always from the outermost to the innermost layer. The structural development of the cells of the cardiac muscle goes parallel with it; at the same time changes in the permeability of the membranes of cardiac muscle cells are demonstrable by electro-physiological methods. According to light microscopical findings the development in rats is terminated in the middle of the second week of life, according to histochemical findings in the 4th week of life, electrophysiologically after the 31st day of life. It seems to be a rule that apart from the early embryonic stages the auricular muscle is richer in glycogen and poorer in respiratory enzymes than the ventricular muscle. The conducting system has a separate pattern of development. The initial form of the atrioventricular system is the atrio-ventricular muscular ring. From there specific fibres penetrate into the ventricular musculature. Histochemically they are a priori different from the cardiac muscle.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Stipendiatin der Humboldt-Stiftung.

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Frau Prof. Berta Scharrer mit herzlichem Glückwunsch zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Untersuchungen über den darm und die verdauung von kamptozoen,bryozoen und phoroniden

Ohne ZusammenfassungDissertation der Philosophischen Fakultät der Universität Rostock.     

Über die Lymphkapillaren in den Darmzotten von Meerschweinchen und Affe

Zusammenfassung Die zentralen Chylusgefäße in den Zotten des Duodenum und Jejunum von Meerschweinchen und Affe zeigen die Strukturbesonderheiten, die für die Lymphkapillaren des Dünndarms charakteristisch sind. Die Endothelzellen sind durch ihre langen Ausläufer in komplizierter Weise miteinander verzahnt. Sie können an diesen Stellen auseinanderweichen und größeren Chylomikronen den Durchtritt vom extrazellulären Raum in die Lymphkapillaren ermöglichen. Marklose Nervenfasern und vor allem glatte Muskelzellen der Muscularis mucosae treten mit dem Endothel der Lymphkapillaren in Kontakt. Das Zusammenwirken der Endothelverzahnungen mit der Zottenpumpe, die auf den Kontraktionen der glatten Muskelzellen beruht, wird im Hinblick auf den Lymphtransport diskutiert.

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Lymphatic capillaries in the intestine villi of guinea pig and monkey

Summary The central lacteals in the villi of duodenum and jejunum (Macaca mulatta, Cavia cobaya) exhibit the same structural peculiarities as the lymphatic capillaries in the villi of the small intestine in general. The endothelial cells overlap extensively at their margins. At these points they may be separated from each other so enabling larger chylomicra to pass from the extracellular space into the lumen of the lacteal. Nonmyelinated nerve fibres as well as smooth muscle cells of the Muscularis mucosae in particular contact the endothelium of the lymphatic capillaries. The co-operation of the endothelial interdigitations with the villus pump, realized by the contractions of the smooth muscle cells, is discussed as mechanism of the lymph transport.

30. Mai 1972.     

Über die Feinstruktur der Arachnoidea und Dura mater von Mammalia

Zusammenfassung Die Hirnhäute von jungen und erwachsenen Hunden und Katzen wurden in situ über das Blutgefäßsystem mit Glutaraldehyd fixiert. Auf diese Weise konnte der feinere Aufbau der Arachnoidea und Dura mater ohne Artefakte dargestellt werden.Folgende Befunde wurden erhoben: Der Subarachnoidalraum ist von einem Mesothel ausgekleidet, das gelegentlich kleine Poren enthält. Die Mesothelzellen sind untereinander durch Desmosomen und Nexus verbunden. In der Regel ist unter dem Mesothel keine Basalmembran ausgebildet. Das leptomeningeale Bindegewebe ist auffallend flüssigkeitsreich. Seine geformten Strukturanteile sind Kollagenfibrillen, elastische Fasern, 90–110 Å dicke desmale Mikrofibrillen und feinste Filamente mit Durchmessern zwischen 25 und 40 Å. Die Filamente scheinen zum Teil aus den Mikrofibrillen durch Entspiralisierung hervorzugehen. Die Filamente beteiligen sich am Aufbau der Matrix zwischen den Kollagenfibrillen. Sie bilden dann oft auf der Oberfläche der Kollagenfibrillen einen Stäbchensaum. Die elastischen Fasern haben ihren Ursprung in Bündeln desmaler Mikrofibrillen. Sie sind auch im reifen Zustand von Mikrofibrillen umlagert. Der sog. Subduralraum ist von einem mehrschichtigen flachen Mesothel ausgefüllt, das in Anlehnung an das perineurale Neurothel subdurales Neurothel genannt wird. Die Zellen sind untereinander durch Desmosomen und Nexus verankert, so daß ein virtuelles Cavum subdurale nicht besteht. Es wird angenommen, daß das subdurale Neurothel ähnlich wie die Perineuralscheide eine Diffusionsbarriere bildet. Gegen die Arachnoidea ist das Neurothel durch einen kontrastreichen Interzellularspalt abgegrenzt. Das subdurale Neurothel wird als Duragrenzschicht bei 11 mm langen, menschlichen Keimlingen im Bereich der Sella turcica und des Clivus angelegt. Es hat vermutlich bereits in diesem Stadium die Funktion einer Diffusionsbarriere. Die intensive Membranvesikulation der Endothelien in den Durakapillaren spricht für ihre resorptive Tätigkeit, die durch das subdurale Neurothel gesteuert werden könnte. Die feinfilamentäre Matrix zwischen den Kollagenfibrillen ist in der Dura besonders dicht. Sie repräsentiert möglicherweise die PAS-positive Substanz, die lichtmikroskopisch nachweisbar ist. In der Umgebung von Nerven- oder Nervenwurzelaustritten bestehen kontinuierliche Verbindungen zwischen dem subduralen und perineuralen Neurothel. Die Arachnoidea ist hier nicht scharf gegen das Neurothel abgegrenzt. Die Bindegewebsauflockerung und die topographisch bedingte starke Vaskularisation dieser Zone könnten hier eine Liquorresorption begünstigen.

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Summary Meninges of young and adult dogs and cats were fixed with glutaraldehyde in situ by perfusion technic. Only in this way the fine structure of arachnoidea and dura mater will be fixed without any artifact. The subarachnoid space is lined by a flat mesothelium which shows rarely little pores of 0.25 to 1 nm in diameter. The cells of this mesothelium are fused to each other by small desmosomes or nexus. No distinct basement membrane underlies the subarachnoid mesothelium. The leptomeningeal connective tissue is rich in fluid. Its structure is composed of fine collagen fibrils, elastic fibers, desmal microfibrils with diameters of 90–110 Å and very fine filaments with diameters of 25–40 Å. The filaments seem to derive from desmal microfibrils by decoiling their possible helical structure. The filaments participate on the formation of the matrix between the collagen fibrils. In cross sections the filaments show a corona like arrangement on the surface of the collagen fibrils. The elastic fibers seem to derive from bundless of desmal microfibrils. The mature elastic fiber is still surrounded by corresponding microfibrils. The subdural space is filled up by a flattened squamous mesothelium which is to be called subdural neurothelium. The cells of this neurothelium have desmosomal and nexus like connections with one another. They do not form a subdural space. In 11 mm human embryos the anlage of the neurothelium is represented by the dural border layer separating the endomeninx from the ectomeninx. It is assumed that the subdural neurothelium has a similar function as diffusion barrier like the perineural epithelium. Between the arachnoidea and the subdural neurothelium exists a thin and intercellular space filled with electron dense material. The endothelium of the dura capillaries is bordered by micro pinocytotic vesicles. This structure may represent an active resorption mechanism which is probably controlled by the subdural neurothelium. The collagen fibers of the dura are embedded in a filamentous matrix showing a positive PAS-reaction. The continuity between the subdural neurothelium and the perineural mesothelium is obvious in dura regions surrounding the points of nerve passages. The loose and interlacing fiber arrangement of the dural connective tissue and the special vascularisation between the neurothelial and arachnoideal cell layers seem to favour the resorption of the cerebro spinal fluid in this region.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über die Entwicklung von Ependym und Plexus chorioideus der Ratte

Zusammenfassung Formentwicklung der Seiten- und des 3. Ventrikels, Histogenese und Chemodifferenzierung des Ventrikelependyms und der Plexus chorioidei der Ratte (163 Tiere) vom 14. Embryonaltag bis zum 40. Lebenstag und bei erwachsenen Kontrolltieren werden lichtmikroskopisch untersucht. Die wesentlichsten Formmerkmale der Ventrikel sind bis zur Geburt ausgeprägt. Die Anpassung an die weitere Größenzunahme des Gehirns ist jedoch erst etwa am 30. Lebenstag abgeschlossen. — Die Bildung der Plexus chorioidei beginnt im Seitenventrikel am 15., im 3. Ventrikel am 17. Embryonaltag. Der Glykogengehalt des Plexusepithels nimmt bis zur Geburt zu und wird bis zum 15. Lebenstag vollständig reduziert. Die postnatale Aktivitätszunahme der verschiedenen Dehydrogenasen (NADH, NADPH, SDH, LDH, -HB-DH, Glu-6-DH), Cytochromoxidase und sauren Phosphatase im Plexusepithel ist etwa am 30. Lebenstag beendet. — Die Histogenese des zunächst mehrreihigen Ependyms aus der Matrix beginnt am 18. Embryonaltag. Die Aktivität der verschiedenen Fermente steigt pränatal nur mäßig an. Im Seitenventrikel tritt Wimpernependym auf; hier ist die morphologische Differenzierung an der medialen Wand (Hippocampusformation) am 3. Lebenstag, an der lateralen Wand (gleichzeitig mit der Rückbildung der subependymalen Zellschicht) zwischen dem 11. und 21. Lebenstag, die Chemodifferenzierung bis zum 30. Lebenstag abgeschlossen. Im 3. Ventrikel beginnt am 19. Embryonaltag die Differenzierung in Wimpernependym und Tanycytenependym; letzteres besitzt keine Wimpern, entsendet jedoch lange Zellfortsätze in den Hypothalamus und zur basalen Oberfläche des Zwischenhirns. Es kleidet nur den ventralen Ventrikelbezirk (Radix und Rec. infundibuli, Rec. inframammillaris) aus und kommt auch in einer schmalen mittleren Zone, dem Wimpernependym unterlagert, vor. Das Wimpernependym des 3. Ventrikels erreicht etwa gleichzeitig mit der morphologischen Reifung zwischen dem 5. und 10. Lebenstag die Fermentaktivität erwachsener Kontrolltiere. Morphologische und histochemische Differenzierung des Tanycytenependyms sind dagegen erst am 34. Lebenstag abgeschlossen. Wimpernependym und Tanycytenependym unterscheiden sich nicht nur morphologisch, sondern auch in ihrem Fermentmuster: ATPase fehlt im Wimpernependym, saure Phosphatase, Bernsteinsäuredehydrogenase, Cytochromoxidase und -Hydroxibuttersäuredehydrogenase zeigen keine Aktivität im Tanycytenependym. Die anderen nachgewiesenen Fermente besitzen — mit Ausnahme der Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase — die relativ höchste Aktivität im Wimpernependym. Die Fermentaktivität tritt im Wimpernependym vorwiegend apikal, in den Tanycyten über die ganze Zelle verteilt und in den Fortsätzen auf. Das Enzymmuster des Wimpernependyms wird als Ausdruck eines oxidativen Energiestoffwechsels im Dienst der Wimpernmotorik gewertet. Die Fermentausstattung des Tanycytenependyms deutet auf möglicherweise hier ablaufende Synthesevorgänge hin.

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Summary The development of the lateral and third ventricle, histogenesis and chemodifferentiation of the ventricle ependyma and plexus chorioidei in rats (163 animals) are investigated by means of light microscopy. The age of the animals investigated ranged from the 14th day of embryonic life to the 40th day of life. Adult control animals were included in the investigation.The most essential structural elements of the ventricles are developed before birth. The adjustment to the increasing size of the brain, however, is completed only on the 30th day of life. The formation of the plexus chorioidei begins in the lateral ventricle on the 15th, in the third ventricle on the 17th day of embryonic life. The glycogen content of the plexus epithelium increases steadily until birth; from there on a reduction takes place until, on the 15th day of life, the glycogen is completely reduced. The post-natal increase in the activity of various dehydrogenases (NADH, NADPH, SDH, LDH, -HB-DH, Glu-6-DH), cytochrome oxidase, and acid phosphatase in the plexus epithelium is terminated on the 30th day of life approximately. The histogenesis of the originally stratified ependyma deriving from the matrix starts on the 18th embryonic day. The increase of enzymatic activity before birth is negligible. Ciliated ependyma is observed in the lateral ventricle; there the morphological differentiation of the medial wall (hippocampus formation) is terminated on the 3rd day of life, of the lateral wall (together with the reversion of the subependymal cell layers) between the 11th and 21st day of life. The chemodifferentiation is terminated on the 30th day of life. On the 19th embryonic day the differentiation of the ciliated and tanycyte ependyma starts in the third ventricle. The tanycyte ependyma is not ciliated; it sends long cell processes into the hypothalamus and to the basal surface of the diencephalon. It only lines the ventral region of the ventricle (Radix and Rec. infundibuli, Rec. inframammillaris) and is present in a narrow central zone, where it is demonstrable underneath the ciliated ependyma. Together with the morphological differentiation the ciliated ependyma of the third ventricle obtains an enzymatic activity comparable to adult control animals between the 5th and 10th day of life. The morphological and histochemical differentiation of the tanycyte ependyma is only completed on the 34th day of life. Ciliated ependyma and tanycyte ependyma differ not only morphologically but also in their enzymatic pattern. ATP-ase is not present in ciliated ependyma. There is no activity of acid phosphatase, succinate dehydrogenase, cytochrome oxidase, and -hydroxi-butyric acid dehydrogenase in the tanycyte ependyma. With the exception of glucose-6-phosphate dehydrogenase, all the enzymes investigated show the relatively highest activity in the ciliated ependyma. The enzymatic activity of the ciliated ependyma is predominantly found in the apical part of the cell, whereas in tanycytes it is evenly distributed over the cell and the processes. The enzymatic pattern of the ciliated ependyma is to be regarded as the expression of an oxidative energy metabolism which serves the motoricity of the cilia. The enzymatic pattern of the tanycyte ependyma seems to indicate a certain synthesizing activity.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und den Universitätsbund Würzburg.

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Die Arbeit hat der Medizinischen Fakultät Würzburg als Inauguraldissertation vorgelegen.     

Die Wirkung von Gibberellinsäure und Indolylessigsäure auf die Wurzelbildung von Tomatenstecklingen

Summary Root formation of tomato cuttings was always inhibited by GA, never promoted. The number of roots was reduced and the roots appeared later, so that at the end of the experiment (13 days later) a reduced dry weight resulted. The effect depended on the concentration of GA, the lowest effective concentration being 10^-3 mg/l. Root formation decreased up to 1000 mg/l GA. An effect on the shoot was noted at concentrations above 10 mg/l. Counts of root primordias after 3–5 days showed the same diminution of root formation. The growth of existing primordias seemed not to be influenced by GA.Short-time treatments with GA had a smaller effect, but a 3-day absorption-period resulted in the same decrease as a treatment during the whole experiment. When GA was given after the experiment had started, the first 3 days of treatment were again the most effective. This result shows that the induction of root primordias is inhibited or at least retarded.CCC had no effect on root formation nor was it able to alter the inhibition by GA. IAA alone did not promote the rooting process. In combination with GA (concentration range for both 10^-3–1 mg/l) IAA never reduced the inhibition by GA. On the contrary, 1 mg/l IAA+GA was somewhat more inhibitive than GA alone.     

Über die β-Glucosidase und Lactase im Darm von Vertebraten

Zusammenfassung Mit 1-Naphthylderivaten kann die -Glucosidase im Darm von Ratte, Kröte und Goldfisch nachgewiesen werden; die Lactase kommt nur bei Ratte und Kröte vor. Das Intestinum von Taube, Grünfink, Schildkröte und Frosch reagiert negativ. Mit Ausnahme der Kröte, bei der beide Enzyme im Cytoplasma lokalisiert sind, färbt sich stets der Bürstensaum der Enterozyten an.Im Darm von Rattensäuglingen besitzen -Glucosidase und Lactase die höchste Aktivität während der ersten Lebenswoche, wobei das Aktivitätsmaximum bereits am Geburtstermin auftritt. Verglichen mit dem entsprechenden Galactosid wird 1-Naphthyl--glucosid etwa 5mal schneller gespalten. Hemmversuche erbringen für die -Glucosidase und Lactase nahezu identische Resultate.

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-Glucosidase and lactase in the intestine of vertebrates

Summary By means of 1-naphthyl derivates -glucosidase has been demonstrated in the intestine of rats, toads and gold-fishes; lactase can only be detected in rats and toads. The intestine of pigeons, finches, turtles and frogs does not react. With the exception of the toad where both enzymes are localized in the cytoplasm the brush border of the enterocytes is always stained.In the intestine of suckling rats the highest -glucosidase and lactase activity occurs dnring the first week of life. At birth these enzymes have already reached their maximal activity. In comparison with the corresponding galactosid 1-naphthyl--glucoside exhibits an about five times higher splitting rate. The results obtained in the inhibition tests are nearly the same for -glucosidase and lactase.

     

Über die Gestaltung der Kotyledonen von Tilia und Lepidium sativum

Ohne ZusammenfassungMit 21 Textabbildungen.