Aufnahme und Speicherung von 14C- und 3H-markiertem Noradrenalin in Ratten

Zusammenfassung Die Aufnahme und Verteilung von ¹⁴C- bzw. ³H-markiertem Noradrenalin (5 g bis 1,4 mg/kg Körpergewicht) wurde an Ratten nach i.v. Injektion autoradiographisch analysiert. Das markierte Noradrenalin wurde schon innerhalb der ersten Minute nach Beginn der Injektion vom Nebennierenmark und vom adrenergen Grundplexus der sympathisch innervierten Organe und Gewebe gestapelt. Die Markierung von sympathischen Neuronen nahm nach längeren Wartezeiten noch deutlich zu. Ordnet man die einzelnen Organe und Gewebe entsprechend ihrer intraneuralen Stapelung von Noradrenalin absteigend an, so ergibt sich folgende Reihe: Ductus deferens, interscapulares, prävertebrales und mediastinales Fettgewebe, Iris, Ziliarkörper, autonome Plexus des Intestinaltrakts, Arterien im Mesenterium>periportale Felder der Leber>Herz, Nierenrinde>Milz, intraorbitale Tränendrüse, Lunge, Skeletmuskulatur>Thymus, Lymphknoten>Hoden, Knochenmark, Gehirn. Neben der intraneuralen Stapelung war eine extraneurale Aufnahme von markiertem Noradrenalin in verschiedenen Organgeweben innerhalb der ersten Minuten nach der Injektion festzustellen. Zu diesen radioaktiv markierten extraneuralen Gewebselementen gehörten die Myokardfasern, die Epithelzellen der Bronchien, das Parenchym der Speicheldrüsen, des Pankreas und der Nierenrinde sowie die glatte Muskulatur des Darms. Es ist anzunehmen, daß es zu einer extraneuralen Aufnahme von Noradrenalin aus dem Plasma beim Noradrenalin sezernierenden Phaeochromozytom kommt und daß Adrenalin bei schwerer körperlicher Belastung Noradrenalin von extraneuralen Organstrukturen, insbesondere von den Myokardfasern, abdrängen kann.

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Uptake and storage of ¹⁴C- and ³H-labelled norepinephrine in rats

Summary The uptake and the distribution of ¹⁴C- and ³H-labelled norepinephrine (dose 5 g to 1,4 mg/kg body weight) injected intravenously into rats were analysed by autoradiography of frozen-dried sections. The radioactive labelled norepinephrine was already bound within the first minute after the injection by the adrenal medulla and the adrenergic ground plexus of the sympathetic innervated organs and tissues. A more distinct label of the sympathetic neurons was seen by a longer gap between the injection of norepinephrine and the death of the rats. In arranging the organs and tissues by their intraneuronal storage of the labelled norepinephrine there was the following descendent order: Deferent duct, interscapular, praevertebral and mediastinal fat tissue, iris, ciliary body, autonomic plexus of the intestinal tract, mesenterial arteries>periportal fields of the liver>heart, cortex of the kidney>spleen, intraorbital lacrimal gland, lung, sceletal muscle>thymus, lymphatic glands >testicles, bone marrow, brain. Within the first minutes after the injection an other uptake of the labelled norepinephrine into subsequent extraneuronal structures was demonstrated: Myocardial fibers, epithelial lining of the intestinal tract, alveolar tissue of the lung and epithelial cells of the bronchi, parenchymic cells of salivary glands, pancreas, and kidney cortex such as the smooth muscles of the intestinal tract. It is suggested that there is an extraneuronal uptake of norepinephrine from plasma under the conditions of a norepinephrine secreting phaeochromocytoma and that epinephrine secreted from the adrenal medulla during an emergency reaction may inhibit the uptake of norepinephrine into extraneuronal pools especially into the myocardial fibers by competition.

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Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung durchgeführt. — Über die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung ist bereits anläßlich der 31. und 34. Tagung der Deutschen Physiologischen Gesellschaft (Würzburg, 20.–23. 4. 66, Mainz 27.–29. 3. 68) sowie auf der 6. Jahrestagung der Gesellschaft für Nuclearmedizin (Wiesbaden, 26.–28. 9. 68) berichtet worden (vgl. Leder und Kammermeier, 1966; Leder und Harms, 1968 a, b). Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit wurden von Herrn E. Harms der Medizinischen Fakultät Freiburg i. Br. als Dissertation eingereicht.     

Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

Zusammenfassung Die rhythmischen Aktionspotentiale in den optischen Ganglien der Schmeißfliege (Calliphora erythrocephala) werden untersucht.Wird das Komplexauge von Calliphora belichtet, so können vom Ganglion opticum II schnelle, rhythmische Aktionspotentiale, 'Belichtungsrhythme , abgegriffen werden (Abb. 1). Sie treten im Bereich physiologischer Temperaturen und Lichtintensitäten stets und unabhängig von Schädigungen auf. Sie sind die einzige Form von Erregung, die zwischen dem retinalen Bereich und dem Cerebralganglion nachgewiesen werden kann. Die Belichtungsrhythmen zeigen gesetzmäßige Abhängigkeiten von den Reizgrößen. Es ist daher wahrscheinlich, daß sie in die Kausalkette der bei Belichtung des Auges ablaufenden zentralen Vorgänge eingeschaltet sind.Die optischen Ganglien werden mit einer Doppelmikroelektrode abgetastet. Da die Spannung zwischen zwei eng benachbarten Elektroden in der Nähe der Spannungsquelle am größten sein muß, kann gezeigt werden, daß die Belichtungsrhythmen wahrscheinlich in der äußeren Körnerschicht des Ganglion opticum II entstehen (Abb. 14 und 15).Als Maß für die Größe der Belichtungsrhythmen wird die größte während einer Belichtung auftretende Amplitude gewählt, die 'Maximalamplitud ; sie hängt stetig und reproduzierbar von der Zahl belichteter Ommatidien, von der Lichtintensität und vom Adaptationszustand des Auges ab (Abb. 5, 6, 7, 8, 10, 11 und 12).Die Amplituden der Belichtungsrhythmen klingen bei längerer Belichtung allmählich ab (Helladaptation), (Abb. 1C, Abb. 5). Die Heiladaptationszeit ist der Maximalamplitude proportional (Abb. 6, 8, 9 und 10). Wird die Belichtung vor dem völligen Abklingen der Rhythmen unterbrochen, so werden sie durch den Aus-Effekt des Retinogramms gehemmt und brechen sofort und vollkommen ab (Abb. 1 D). Die Dunkeladaptation ist selbst nach vorangegangener Belichtung mit sehr hohen Lichtintensitäten nach spätestens einer Minute abgeschlossen (Abb. 6 und 7).Die Frequenz der Belichtungsrhythmen liegt zwischen 100 sec^–1 und 250 sec^–1, sie nimmt mit steigender Temperatur zu (Tabelle 1). Die Frequenz ist unabhängig von der Lichtintensität, vom Adaptationszustand d von der Zahl belichteter Ommatidien.Während der einzelnen Belichtung zeigen die Rhythmen ein verschieden starkes Schwanken der Amplitude, eine Amplitudenmodulation. Die Modulation hängt vom Präparat und vom Präparationszustand ab.Durch den Vergleich der verschiedenen Modulationstypen und durch gleichzeitige Ableitung an mehreren Stellen des Ganglions können die physikalischen Überlagerungsvorgänge untersucht werden. Die Einzelschwingungen physiologischer Einheiten überlagern sich am gemeinsamen Ableitwiderstand zwischen den Elektroden. Durch die Art der Überlagerung wird die Modulationsform bestimmt. Sie hängt im besonderen von der Frequenz und der Phasenlage der Einzelrhythmen und von physiologischen Synchronisationsvorgängen ab (Abb. 1, 2 und 16).Auch wenn ein Bereich der Retina gereizt wird, der nur wenige Sinneszellen umfaßt, treten Belichtungsrhythmen wie bei großen Reizflächen auf (Abb. 12). Deshalb wird die Möglichkeit diskutiert, daß bereits die kleinste physiologische Einheit im Ganglion mit rhythmischer Erregung antwortet, die in ihrer Amplitude, nicht aber in ihrer Frequenz vom Reiz abhängt.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich für das stete Interesse, das er den Untersuchungen entgegengebracht hat. Die Untersuchungen wurden zum Teil mit Apparaten durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Der Einfluß dünner luftäquivalenter Zwischenschichten auf die Druckabhängigkeit der mittleren Ionendosisleistung

Zusammenfassung Die in der praktischen Dosimetrie unerwünschte Volumen- bzw. Druckabhängigkeit der mittleren Dosisleistung bei Messungen mit Hohlraum-Ionisationskammern kann durch eine luftäquivalente Schicht zwischen der Luft im Meßvolumen und dem Umgebungsmaterial unterdrückt werden. Aus den Messungen der Druckabhängigkeit der mittleren Dosisleistung mit einer HohlraumIonisationskammer bei¹³⁷Cs- und⁶⁰Co--Strahmng sowie 30 MV- und 45 MV-Röntgenstrahlung konnte gezeigt werden, daß praktisch unabhängig von der Photonenenergie eine luftäquivalente Zwischenschicht mit einer Dicke von etwa 10^–3 g/cm² ausreicht, um die mittlere Dosisleistung druckunabhängig zu machen. Im Photonenenergiebereich oberhalb von etwa 1 MeV ist diese erforderliche Dicke sehr klein gegen die Reichweite der Sekundärelektronen. Mit einer für die praktische Dosimetrie ausreichenden Genauigkeit kann bei beliebigem Umgebungsmaterial B die druekunabhängige mittlere Ionendosis im Photonenenergiegebiet oberhalb von etwa 1 MeV mit Hilfe der Bragg-Gray-Beziehung in die Energiedosis am Meßort im Umgebungsmaterial umgerechnet werden.Wir danken den Herren Professor H.Fränz und Professor W.Hübner für das Interesse an dieser Arbeit und den Herren W.Fricke und G.Trautmann für die sorgfältige Ausführung der Messungen.     

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.     

Accumulation and distribution of methoprene in resistant Culex pipiens pipiens larvae

Culex pipiens pipiens larvae experimentally selected for methoprene resistance accumulated only three-quarters as much radioactivity from ¹⁴C-methoprene as a susceptible laboratory strain. Larvae of the methoprene-resistant strain eliminated ¹⁴C radioactivity at a faster rate, and much less radioactivity reached tissues other than the gut, than in normal larvae. They also were slower than the normal in resuming their mouthbrush activity after transfer to a new site, a behavioural characteristic shown whether or not the water contained methoprene. The character of reduced accumulation occurred early in the development of resistance and remained at the same level when resistance became intensified due to the added mechanism of increased detoxication.

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Aufnahme und verteilung von methoprene in resistenten Culex pipiens Pipiens-larven

Zusamenfassung Die Aufnahme von (5-¹⁴C)-Methopren (Altosid^®) durch resistente und sensible Larven von Culex pipiens wurde mit der Flüssig-Szintillations-Zählung verglichen. In 6 Stunden absorbierten resistente Larven 25% weniger Radioaktivität als sensible Larven. Resistente Larven, die nach der Exposition an einen neuen Ort verbracht wurden, nahmen ihre Mundbürsten Aktivität langsamer wieder auf. Diese charakteristische Verhaltensweise wurde durch die Anwesenheit von Methopren im Wasser nicht beeinflusst, was im Zusammenhang mit der Methoprenaufnahme und der Methoprenresistenz diskutiert wird. Verringerte Methoprenaufnahme erschien schon früh in der Resistenzbildung und blieb auf demselben Niveau, während die Resistenz durch zusätzliche Entgiftungsmechanismen intensiver wurde.

     

Studies on the behaviour of Oscinella frit L. (Diptera) adults of the panicle generation

Evidence from direct observations in the oatfield and from catches in various traps shows that Oscinella frit adults of the panicle generation, emerging in the oatfield, have a high level of migratory activity.

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Zusammenfassung Direkte Beobachtungen in einem erntereifen Haferfeld wiesen auf eine hohe Abflug-intensität der Vollkerfe der Rispengeneration von Oscinella frit hin. In der untersuchten Periode lag dieser Höhepunkt morgens, ungefähr Stunden nach Sonnenaufgang. Direkte Beobachtungen ergaben weiterhin, daß bei diesem Flug die Fliegen von Luftströmungen in horizontaler und senkrechter Richtung vom Feld weggetragen werden. Daß bei guten Wetterverhältnissen ein großer Anteil der Population abwandert, wurde durch aufeinanderfolgende Schätzungen der vorhandenen und der ausschlüpfenden Individuen im Haferfeld bestätigt sowie durch die rings um das Haferfeld aufgestellten, wassergefüllten Fallen. Es zeigte sich ferner, daß die große Mehrzahl von Oscinella frit am frühen Morgen aus den Puparien schlüpft und daß die Paarung nicht vor der Mitte des Vormittags stattfindet, womit die Angaben von Riggert (1935) bestätigt werden. Es wurde beobachtet, daß sich die Fliegen im Haferfeld von Honigtautropfen der Blattläuse und von verfaultem Pflanzengewebe ernähren. Sämtliche Stufen der Vorflugreifeperiode (teneral period), die bei 20° C 3–4 Stunden dauert, werden beschrieben.

     

Weitere Versuche über die Veränderung der Induktionsleistungen von gekochten Organteilen

Zusammenfassung Es wurde die Induktionsfähigkeit von 2 Stunden lang gekochter Mäuseniere und von Tritonleber nach verschieden langer Kochzeit (etwa 2 Sek., 5 Min., 15 Min.) durch Implantation in die frühe Gastrula vonTriton alpestris geprüft.Die 2 Stunden lang gekochte Mäuseniere hat ihre Induktionsfähigkeit fast ganz verloren, nur in vereinzelten Fällen treten noch schwache Induktionen auf.Die Tritonleber induziert schon nach kurzem Abbrühen kein Mesoderm mehr, die Neuralinduktionen gehen ebenfalls zurück. Nach 5 Min. langem Kochen bleiben die mesodermalen Induktionen weiter aus, die neuralen steigen an. Durch 15 Min. langes Kochen des Induktors sinken sie wieder ab.Die induzierten Augen und Nasen nehmen nach kurzem Abbrühen erheblich zu, erreichen bei einer Kochzeit von 5 Min. ihren Höhepunkt und nehmen erst bei 15 Min. langem Kochen wieder ab. Sie können gut ausgebildet sein, selbst wenn sie mit schlecht differenzierten kleinen Neuralteilen auftreten.Aus den Versuchsergebnissen wird geschlossen, daß für die Induktion von mesodermalen und von ektodermalen Gebilden spezifische, untereinander qualitativ verschiedene Faktoren verantwortlich sind, von denen die mesodermalen durch das Kochen leichter angegriffen werden. Die Unterschiede in der neuralen Leistungsfähigkeit der verschieden lang gekochten Leber könnten auf quantitativen Veränderungen der gleichen Induktorsubstanz beruhen. Wahrscheinlich ist die Induktion von Augen und Nasen durch die Annahme weiterer spezifischer Induktionsfaktoren zu erklären, die in vielen induktionsfähigen Geweben bei einer durch das Kochen bedingten Stoffumwandlung entstehen können.     

Über die Vibrationsstärke-Empfindung und die Wahrnehmbarkeit von Reizstärkeänderungen beim Tastsinn

Zusammenfassung Im Hinblick auf eine Informationsübertragung über den Tastsinn wird die Vibrationsstärke-Empfindung als Funktion der Reizstärke und deren gerade wahrnehmbare Änderung an einer Stelle der Haut an der Innenseite des Unterarms untersucht.Zunächst wird aufgrund von Schwellenmessungen gezeigt, daß ein schmalbandiger mechanischer Reiz der Haut sinnvoll durch den zeitlichen Verlauf der Hüllkurve der Deformationsgeschwindigkeit (t) im Frequenzbereich um 180 Hz beschrieben werden kann. Daran anschließend wird die VibrationsStärke-Empfindung als Funktion der Dauer t _iund der Geschwindigkeitsamplitude einer sinusförmigen Vibration untersucht. Aus den Meßergebnissen geht hervor, daß erst nach etwa 100 ms sich die volle Empfindungsstärke einstellt, die proportional zu ^t anwächst. Bei Vibrationsdauern t _i< 100 ms integriert der Tastsinn das Quadrat der Geschwindigkeit über die Zeit.Die Wahrnehmbarkeit von Reizstärke-Änderungen hängt von der Stärke des Reizes, von der aus die Änderung erfolgt, und von dem zeitlichen Verlauf des Reizes vor der Änderung ab. Letzteres enthält die Fähigkeit des Tastsinns, auf den jeweils herrschenden Reizzustand zu adaptieren und so die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen zu erhöhen. Im nicht adaptierten Zustand können im Bereich weit oberhalb der Fühlschwelle relative Änderungen der Vibrationsamplitude von 16% gerade wahrgenommen werden, im adaptierten Zustand dagegen bereits solche von 6%.     

Changes in the ecological balance of invertebrate communities in kelp holdfast habitats of some polluted North Sea waters

Summary 1. This paper presents a thirty-one month study of a neotenous invertebrate community which developed inLaminaria hyperborea holdfasts in some polluted waters of the North Sea (northeast England und southwest Scotland).2. Sixty miles of open coastal waters and approximately thirty miles of the Forth Estuary are affected by pollutants.3. Reduction in the species diversity leaves only one possible detritus food chain in the habitat.4. This simple community is not in balance.5. The ecology of the polluted water community is considered and the possible long-term effects of pollution in the kelp forest are discussed.

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Veränderungen des ökologischen Gleichgewichts von Invertebraten-Lebensgemeinschaften in Habitaten der Haftorgane von Tangen einiger verunreinigter Nordseegewässer

Kurzfassung Die durch Wasserverunreinigungen bedingten räumlichen und zeitlichen Veränderungen der Lebensgemeinschaften von Invertebraten, die auf dem Haftorgan der BraunalgeLaminaria hyperborea Gunn. Fosle siedeln, wurden untersucht. Alle Beobachtungen beziehen sich auf die nordöstliche Küste Englands und die südwestliche Küste Schottlands. Die Arbeit schließt sich an eine frühere Veröffentlichung (Jones 1971) an, in der die chemischen, physikalischen und biologischen Faktoren behandelt wurden, welche die verschmutzten Küstengebiete charakterisieren. Dabei wurde unterschieden zwischen der jährlichen Zuwachsrate des Haftorgan-Habitats (gemessen in mm³ ecospace) und der Besiedlungsrate (ecoperiod). Die Ergebnisse zeigen, daß die Entwicklung der Epifauna aufLaminaria hyperborea in einem Radius von ungefähr 50 km um den Firth of Forth und in einem Bereich von 100 km in offenen, verschmutzten Küstengewässern verlangsamt ist. In verunreinigten Küstengewässern entsteht eine wenig stabile Nahrungskette, die sich auf Detritus aufbaut. Der periodische Verlust einiger nur kurzfristig siedelnder Arten scheint zu bewirken, daß sich die Biozönose nicht unabhängig von benachbarten, in unverschmutzten Gebieten vorkommenden marinen Gemeinschaften entwickeln kann. Die möglichen Dauerfolgen der Verschmutzung auf derartige neotene Lebensgemeinschaften werden diskutiert.

     

Operation of a cheap underwater house

Summary 1. Two divers have been maintained satisfactorily at a depth of 10,7 m for a week by means of a cheap and simple underwater house.2. The house was unaffected by heavy seas, indicating that underwater houses can be used in exposed sites.3. A simple closed-circuit system of air purification was used for the first time in an underwater house.

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Der Betrieb eines billigen Unterwasserhauses

Kurzfassung Unterwasserhäuser wurden während der letzten Jahre angewendet, um lange Arbeitszeiten im Tiefwasser zu ermöglichen. Sie erwiesen sich aber als sehr kostspielig. Vor kurzem hat eine Gruppe Amateurtaucher ein Unterwasserhaus gebaut und geprüft, um zu beweisen, daß ein längerer Aufenthalt unter Wasser möglich und zudem nicht kostspielig ist. Das Haus (GLAUCUS), ein zylindrischer Stahlbau von 3,5 m Länge und 2 m Durchmesser, blieb während einer Woche mit zwei Mann Besatzung in einer Wassertiefe von 10,7 m (35 Fuß). Es hatte eine Lukenöffnung an der Unterseite und konnte zum Ablassen oder zur Dekompression nicht abgedichtet werden. Elektrischer Strom wurde durch einen Stromerzeuger an Land geliefert, den eine Oberflächenmannschaft betreute, die auch Mahlzeiten zubereitete und ins Haus brachte. Das Haus besaß ein selbständiges Lüftungskontrollsystem mit einer Mischung von 15 bis 18% O₂ in N₂. Sehr starke Winde hatten die Sicht unter Wasser verringert und die Arbeit erschwert, das Leben im Haus jedoch nicht beeinträchtigt. Am Ende der Woche wurde die Dekompression durch eine Erhöhung des Sauerstoffanteils der Luft vorgenommen. Beim Aufheben des Hauses gab es einige Schwierigkeiten, daher schwamm die Mannschaft nach oben und ließ das Haus für späteres Emporheben zurück. Es wird die Ansicht geäußert, daß die weitere Entwicklung billiger und einfacher Unterwasserhäuser für manche Arbeitsgebiete unter Wasser von großem Wert sein könnte.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle nach Fixation durch Gefriersubstitution

Zusammenfassung Die Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta besteht aus parallel verlaufenden Muskelfasern, die über glanzscheibenartige Strukturen in den Querverbindungen miteinander verbunden sind. Jede Muskelfaser ist von einer dicken Bindegewebshülle umgeben. Die Fasern sind über Hypodermiszellen mittels Tonofibrillen in der Cuticula verankert.Unkontrahierte Sarkomere haben eine Länge von 5 m und mehr. Eine H-Zone ist angedeutet, eine M-Linie nicht vorhanden. Aktin- und Myosinfilamente (Durchmesser 72 bzw. 160 AE) liegen nicht im Register. Daneben existiert ein dritter, sehr dünner Filamenttyp. Die Z-Zone hat einen gewellten Verlauf und faßt die Aktinfilamente in Bündeln zusammen. Mitochondrien liegen beiderseits der Z-Zone. Das T-System faltet sich in Form von Sarkolemmkerben in das Faserinnere ein und setzt sich in Tubuli nach innen fort. Z-Zonen und Sarkolemmkerben sind miteinander verbunden. T-System und sarkoplasmatisches Retikulum treten durch unregelmäßig verteilte Diaden miteinander in Kontakt.Begrenzter Ca⁺⁺-Entzug läßt Kontraktionswellen von der Länge mehrerer Sarkomere entstehen.Die Fixation durch Gefriersubstitution erzeugt gegenüber Standardverfahren Veränderungen wie Schrumpfung des Sarkoplasmas, Verdickung der Myosinfilamente, Vakuolisierung von Mitochondrien und vesikulärem System. In der Kontraktionswelle verkürzt sich die A-Zone mit zunehmender Sarkomerenkontraktion. Der Durchmesser der Myosinfilamente beträgt 172 AE, die Periodik der Cross-bridges von 305 AE bleibt im mittleren Bereich der Filamente konstant.

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Electron microscope studies of the ventral diaphragm of Locusta migratoria and of the slow wave of contraction after fixation by freeze substitution

Summary The muscular system of the ventral diaphragm of Locusta consists of parallel muscle fibers, which are connected by structures like intercalated discs within transverse bridges. Each muscle fiber is enveloped by a thick sheath of connective tissue. The fibers are attached to the cuticule by means of hypodermic cells with tonofibrils.Uncontracted sarcomeres have a length of 5 m and more. The H-band is slightly indicated, a M-line is not visible. Actin and myosin filaments (diameter 72 respectively 160 AE) are out of register. Moreover there is a third and very thin type of filaments. The Z-band has an undulating shape and collects the actin filaments into bundles. Mitochondria lie on either side of the Z-band. The T-system invaginates as sarcolemmal clefts and continues its course inwards as tubuli. The sarcolemmal clefts are connected with the Z-band. The T-system and the sarcoplasmic reticulum are joined by diads of irregular distribution.Limitated deprivation of Ca⁺⁺ causes waves of contraction with the length of several sarcomeres.Contrary to standard methods the freeze-substitution causes some modifications such as shrinking of the sarcoplasm, thickening of the myosin filaments, vacuolization of mitochondria and vesicular system. Within the waves of contraction the A-band shortenes with increasing sarcomere contraction. The diameter of the myosin filaments measures 172 AE, the 305 AE-period of the cross-bridges remains constant within the middle of the filaments.

Auszug aus der Dissertationsarbeit Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle unter Anwendung der Gefriersubstitution (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Göttingen). Auf Anregung von Herrn Prof. Dr. Schlote und mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Göttinger Akademie der Wissenschaften.     

Zur elektronenmikroskopischen Morphologie des Neurosekrets im Hypophysenstiel des Schweins

Zusammenfassung Hypophysenstiele von drei weiblichen und von drei männlichen kastrierten Schweinen wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Die Zahl der Pituicyten ist verhältnismäßig gering; ihre Verknüpfung mit dem neuralen Gewebe scheint nicht sehr innig zu sein. — Die Spezialgefäe sind durch mächtige Basalmembrankomplexe gekennzeichnet, die verschieden große perivaskuläre Räume zwischen sich einschließen. Es wird angenommen, daß den genannten Komplexen eine besondere Rolle bei Freisetzung und Transport der neurosekretorischen Wirkstoffe zukommt. Das Endothel kleidet die Gefäße teils durchgehend, teils durch Poren unterbrochen, aus. An die neurale Seite der Basalmembrankomplexe grenzen Endfüßchen von Axonen; infolge des Auftretens von Mitochondrion und kleinen Bläschen weisen sie synapsenähnliche Struktur auf. — Im Infundibulum werden zwei Typen von neurosekrethaltigen Granula unterschieden: In den Axonen und ihren Endfüßchen werden vorwiegend kleinere Granula (Durchmesser ea. 100 m) beobachtet; größere Granula (Durchmesser ca. 180 m) kommen hauptsächlich in den Herring-Körpern vor.Herring-Körper finden sich ausschließlich in der Zona interna; sie sind an die Basalmembran der Spezialgefäße angelagert oder in Aufspaltungen derselben eingeschlossen. — Die Zona interna enthält auch myelinhaltige Axone, die frei von Sekret sind. — In einzelnen Ependymzellen werden osmiophile Tröpfchen festgestellt, die vielleicht Neurosekret enthalten. In der Zona externa, finden sich osmiophile Granula, die denen des Tractus supraopticohypophyseus gleichen.

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Summary In three female and three male castrated pigs the hypophysial stalk is examined by means of electron microscopy. The number of pituicytes is relatively small; it seems that their contact with the neural tissue is not very close. The special blood vessels are characterized by vast complexes of basement membrane which enclose perivascular spaces of various dimensions. It is suggested that these complexes play a special part in the liberation and transportation of the neurosecretory substances. The vessels are lined by an epithelium that is partly continuous and partly porous. End-feet of axons are found at the neural side of the basement membrane complexes; because of the presence of mitochondria and small vesicles they show a synapsis-like structure. Two types of neurosecretory granules are found in the infundibulum: smaller granules (diameter c. 100 m) are predominantly seen in the axons and their end-feet; larger granules (diameter c. 180 m) predominantly occur in the Herring bodies.Herring-bodies are found exclusively in the zona interna; they either border the basement membrane of the special vessels or are inclosed in branchings of the latter.The zona interna also contains myelinated axons, which are free of secretion. A few ependyma cells exhibit osmiophilic droplets which may contain neurosecretion.Osmiophilic granules which resemble those of the tractus supraoptico-hypophyseus are found in the zona externa.

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Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Frau H.Asam danke ich für technische Unterstützung, Frau Dipl.-Phys. A.Schwink für die Anfertigung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen, Herrn Prof. Dr. R. Wetzstein dafür, daß er mir immer mit Rat und Tat geholfen hat.     

Genbedingte Störungen der Infloreszenz- und Blütenbildung

Zusammenfassung Mit Hilfe von Mikrotomschnitten werden die histologischen Verhältnisse in 2 Mutanten von Pisum sativum im Vergleich zur Normalform beschrieben, die durch Störungen in der Infloreszenz- bzw. Blütenbildung charakterisiert sind.Bei der Mutante 2228 unterbleibt die Ausdifferenzierung sporogener Zellen in den Antheren und Samenanlagen, während bei der Mutante 172A anstelle normaler Infloreszenzen vegetative Kurzsprosse ausgebildet werden. Vergleichende histologische Untersuchungen von Kurzsproß-, Hauptsproß- und Blütenblättern einerseits und von Kurzsproß- und Hauptsproß-Vegetationskegeln andererseits ergeben keine Anhaltspunkte für generative Restpotenzen in dieser Mutante.Zum Schluß werden die Ergebnisse im Zusammenhang mit vergleichbaren Fällen in der Literatur diskutiert, mögliche Ursachen für die Entstehung der Störungen aufgeführt und kurze Hinweise für eine experimentelle Weiterbearbeitung gegeben.

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Genetically determined abnormalities of inflorescence development and of flower formation

Summary In a histological study of two sterile mutants of Pisum sativum induced by X-rays and neutrons, respectively, the following results were obtained: Individuals of the mutant 2228 are characterized by failure to develop normal sexual organs. In the nucellus as well as in the anthers no sporogenous cells are differentiated. Instead, a homogenous mass of cells can be seen to fill the organs, it degenerates sooner or later. In the mutant 172 A no inflorescences are developed at all, so that the change from the vegetative to the generative phase of the plants is blocked. Instead of normal inflorescences so-called vegetative inflorescences are produced. Comparative histological studies showed that in this mutant there remain no residual generative potentialities in either the shoot tips or the leaves.

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Mit Unterstützung des Bundesministers für Wissenschaft und Forschung der Bundesrepublik Deutschland und der Euratom-I.T.A.L.

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Angenommen durch H. F. Linskens     

Autoradiographische Untersuchungen über die Hemmung der Noradrenalin-Aufnahme durch Desmethylimipramin und Normetanephrin

Zusammenfassung Die Aufnahme von i. v. injiziertem ¹⁴C- und ³H- markiertem Noradrenalin (10–400 g/kg Körpergewicht) wurde an Ratten a) nach Verabreichung von Desmethylimipramin und b) von Normetanephrin autoradiographisch untersucht. a) Desmethylimipramin-HCl (2–40 mg/kg Ratte) bewirkte eine starke Hemmung der intraneuralen Aufnahme und Stapelung von Noradrenalin. Trotzdem wurden das Myokard und andere extraneurale Organgewebe radioaktiv markiert. b) Normetanephrin (33 mg/kg Körpergewicht) verminderte lediglich die Aufnahme von radioaktiv markiertem Noradrenalin in die Myokardfasern, während die intraneurale Aufnahme unbeeinflußt blieb. Beide Substanzen verbesserten die periphere Durchblutung nach toxischen Dosen von Noradrenalin.

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Inhibition of the uptake of norepinephrine by desmethylimipramine and normetanephrine, an autoradiographic investigation

Summary The uptake of ¹⁴C- or ³H-labelled norepinephrine (dose 10 to 400 g/kg body weight) injected intravenously into rats was studied after the application a) of desmethylimipramine and b) of normetanephrine by autoradiography. a) Desmethylimipramine-HCl (2–40 mg/kg body weight) caused a strong inhibition of the intraneuronal uptake and storage of norepinephrine. b) Normetanephrine (dose 33 mg/kg body weight) on the other side diminished only the uptake into the myocardial fibers without an effect of the intraneuronal uptake. Both substances, desmethylimipramine and normetanephrine, improved the peripheral circulation after toxic doses of norepinephrine.

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Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung durchgeführt. Ein vorläufiger Bericht wurde schon anläßlich der 34. Tagung der Deutschen Physiologischen Gesellschaft (Mainz 27.–29.3.1968) sowie auf der 6. Jahrestagung der Gesellschaft für Nuclearmedizin (Wiesbaden 26.–28.9.1968) gegeben (vgl. Leder u. Harms, 1968 a, b). Wesentliche Teile der Arbeit wurden von Herrn E. Harms der Medizinischen Fakultät i. Br. als Dissertation eingereicht.     

Effect of larval population density on the adult morphology of two species of Lepidoptera, Plusia gamma L. and Pieris brassicae L.

The morphological effects of population density in locusts in the production of phases is now well established and in recent years somewhat parallel effects have been observed in the larvae of Lepidoptera. Unlike locusts Lepidoptera pass through a quiescent pupal period but nevertheless the adult may be affected. In both P. gamma and P. brassicae adults from crowded larval cultures were smaller in both size and weight although the effect was counteracted to some extent by approaching pupal diapause in P. brassicae. The effect was similar in many cases to that produced by an increase in temperature except that it disturbed the relationships between the lengths of the wing and hind femur with the live weight. The ratio of these lengths (equivalent to E/F ratio in locusts) was significantly increased but was not a satisfactory index of larval population density. No effects were observed in the wing pattern and colouration in either species.

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Zusammenfassung Die Einwirkung der larvalen Populationsdichte auf die Morphologie der jungen Falter wurde bei Plusia gamma und Pieris brassicae durch Vergleich frischgeschlüpfter Falter aus Einzel- und aus Massenzuchten bestimmt.Bei P. gamma wogen Puppen aus Massenkulturen etwas weniger und verloren während des Puppenstadiums mehr an Gewicht. Die entstehenden Falter waren gewichtsmäßig deutlich leichter und hatten etwas kürzere Flügel. Größe und Gewicht der Männchen waren größer als die der Weibchen, und da die Massenzucht die meßbaren Größen bei den Weibchen stärker beeinflußt, verstärkte sie den Unterschied zwischen den Geschlechtern. Jahreszeitliche Unterschiede wurden beobachtet, wobei Gewicht und Größen in der warmen Jahreszeit geringer waren, doch blieb der jahreszeitliche Einfluß geringer als der durch Übervölkerung hervorgerufene.Bei P. brassicae hatte die Massenzucht eine ähnliche Wirkung auf die Puppen- und Erwachsenengewichte und auch auf die Maße, außer daß der Flügel kürzer und schmaler war. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern wurden durch die Massenaufzucht nicht verschärft. Lebendgewicht und Femurlänge waren beim Männchen größer, währen das Weibchen größere Flügel hatte. Bei Herannahen der Diapause wurde die Wirkung der Massenkultur auf Puppen- und Imaginalgewicht kompensiert, aber die Wirkungen auf die Erwachsenenmaße blieben noch erhalten, wenn auch in geringerem Ausmaß als sie bei nichtdiapausierenden Generationen zu beobachten waren. In der wärmeren Jahreszeit wurden Variationen erzielt, die in etwa den durch Übervölkerung bewirkten ähnlich waren, außer daß die Flügel abweichende Form aufwiesen und daß Übervölkerung bei den Männchen die Wirkung stark reduzierte.In Einzelkulturen beider Arten wurden positive, aber nicht stark signifikante Korrelationen in der Beziehung von Costa- und Hinterschenkellänge mit dem Lebendgewicht gefunden. Diese Beziehungen wurden durch Massenkultur gestört.In beiden Arten wurde das Costa-Schenkel-Verhältnis durch Massenkultur signifikant vergrößert (cf. E/F-Rate bei Heuschrecken), ergab aber keinen befriedigenden Index für die larvale Populationsdichte.In der Flügelzeichnung und Färbung beider Arten wurden durch larvale Massenkultur keine Wirkungen beobachtet.

     

Autoradiographische Studien über die DNS-Synthese in der Nebennierenrinde von Ratten

Zusammenfassung Autoradiographische Untersuchungen nach Injektion von H³-Thymidin zeigten, daß in der Nebenniere der Ratte die Zellproliferation des Parenchyms hauptsächlich in der Glomerulosa und in der äußeren Fasciculatazone erfolgt. Die Zellneubildung des Gefäßbindegewebs-Apparates findet indessen ganz überwiegend in der Fasciculata statt. Die Intermitosezeit des Bindegewebes ist wesentlich kürzer als die des Parenchyms. 14 Tage nach Kastration kommt es zu einer Erhöhung der Zahl DNS neubildender Kerne und zu einer Verkürzung der mittleren Generationsdauer von Parenchym- und Gefäßbindegewebszellen, während sich 14 Tage nach Thyreoidektomie ein reziprokes Verhalten abzeichnet. Eine Induktion der Proliferationsrate betrifft unter den geprüften experimentellen Bedingungen gleichermaßen Parenchym- und Bindegewebszellen.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das Bundesministerium für Wissenschaftliche Forschung.     

Die Aktivitätsperiodik von Nagern im künstlichen 24-Stunden-Tag mit 6–20 Stunden lichtzeit

Zusammenfassung Die Tagesperiodik der lokomotorischen Aktivität von weißen Ratten und Mäusen ist nicht einfach 24-Std-periodisch. Man beobachtet auch im künstlichen Licht-Dunkel-Wechsel 2 Maxima der Aktivität, die den beiden Umkehrpunkten der Umweltperiode: Licht-an und Licht-aus zugeordnet sind. Veränderungen des Verhältnisses von Lichtzeit zu Dunkelzeit (bei unveränderter Dauer der Periode mit 24 Std) führt zu entsprechenden Verformungen der tierischen Periodik: die Maxima folgen mehr oder weniger streng den Verschiebungen der Umkehrpunkte, wie das auch von den jahreszeitlichen Änderungen der Vogelperiodik unter natürlichen Bedingungen bekannt ist.Wird die Zahl der Lichtstunden im 24-Std-Kunsttag von normal 12 Std um 6 Std herauf- oder herabgesetzt, so folgen die Maxima den Umkehrpunkten nicht in gleichem Ausmaß. Bei der Maus beträgt der Abstand zwischen Morgen- und Abendmaximum im Kunsttag mit 12 Std Licht rund 15,5 Std. Im Kunsttag mit 6 oder 18 Std Licht wird dieser Abstand nur um jeweils 1,5 Std verkleinert oder vergrößert. Das gilt auch für Tiere, die bereits 6 Wochen an das entsprechende Licht-Dunkel-Verhältnis angepaßt wurden. Die endogene Komponente der Tagesperiodik läßt Verformungen durch den Zeitgeber nur im begrenzten Umfang zu.Das Verhältnis der Lichtstundenzahl zur Dunkelstundenzahl übt einen starken Einfluß auf die insgesamt vom Tier entwickelte Aktivität aus. Bei schrittweiser Vergrößerung der Lichtstundenzahl von 12 über 14 auf 16 Std/die Licht versuchen dunkelaktive Tiere durch Steigerung der stündlichen Aktivitätsleistung zumal in der Dunkelzeit die Verkürzung der von ihnen bevorzugten Zeitspanne auszugleichen; sie erreichen im allgemeinen im Kunsttag mit rund 14–16 Std/die Licht die größte Gesamtaktivität je 24 Std. Im Kunsttag mit 18 Std Licht und mehr bricht diese Regulation zusammen — die Gesamtaktivität nimmt stark ab. Dasselbe gilt bei Verkürzung der Lichtstundenzahl auf 6: sowohl in der Lichtzeit wie in der Dunkelzeit wird unter diesen Umständen die je Stunde entwickelte Aktivität auf weniger als die Hälfte der Werte herabgedrückt, die für den Kunsttag mit mittlerer Lichtstundenzahl gelten.Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß je nach Tierart bestimmte Verhältnisse von Licht zu Dunkel eine optimale Umwelt darstellen und daß ganz allgemein nicht nur die Durchschnittswerte der wichtigsten Umweltgrößen sondern auch deren periodische Änderungen entscheidend die Lebensäußerungen der Tierwelt beeinflussen.     

Weitere Untersuchungen über den nativen Wuchsstoff

Zusammenfassung Eine Fortsetzung unserer Studien über das Vorkommen eines säure- und erbsenenzymfesten Wuchsstoffes, den wir in einer Reihe von Arbeiten beschrieben hatten, machte es wahrscheinlich, daß dieser doch mit IES identisch sei. Dafür sprachen chromatographische Untersuchungen, die einen ähnlichen Rf-Wert ergaben, ferner ein der IES etwa entsprechendes Molekulargewicht und schließlich das Ergebnis einer UV-Absorptionsanalyse. Es handelte sich nunmehr darum, festzustellen, wie sich die bisher beobachtete Resistenz gegen die Einwirkung von HCl und Erbsenenzym erklären lasse. Bezüglich der letzten ergab sich eine überraschende Feststellung. Ein in alkoholischen Extrakten vorhandener Stoff setzt die Wirksamkeit des Erbsenenzyms weitestgehend herab. Dies wird besonders dadurch bewiesen, daß reine IES schon in der Konzentration 10^–5 g/cm³ nach Zusatz wuchsstofffreien Extraktrückstandes durch die IES-Oxydase nur zum geringen Teil zerstört wird. Bei Verwendung von Säure wird Unzerstörbarkeit leicht durch die bei der Einengung der Extrakte entstehende Konzentrationserhöhung vorgetäuscht. Die beschriebene Schutzwirkung des Extraktes war schon, in eigenen früheren Versuchen, sowie vonMayr (1956) gegenüber UV-Licht beobachtet worden. Die Natur des fraglichen Stoffes wäre durch weitere Versuche zu klären.     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Aus sinusoidalen Analysen im Frequenzbereich von 0,01–70 Hz ist es gelungen, das dynamische Verhalten des passiven Muskels durch eine Serienschaltung dreier Maxwell-Elemente zu approximieren. Die MaxwellElemente werden den im entspannten Zustand bestimmenden morphologischen Strukturen — Verbindungsfilament, Myosinfilament und H-Zone — zugeordnet. Der passive Muskel kann als ein lineares System mit konzentrierten Parametern aufgefaßt werden, da viscose Zwischenwirkungen zwischen den Actinfilamenten und den dominanten passiven Elementen vernachlässigbar klein sind. Über die aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen und Röntgenstrukturanalysen bekannten Dehnbarkeiten der einzelnen Filamentstrukturen des Muskels ist es möglich, Steifigkeitswerte für das Verbindungsfilament (1,4 (g/m), das Myosinfilament (34,2 g/m) und die H-Zone (4,6 g/m) zu bestimmen. Der elastische Modul des Myosinfilamentes, 1,5×10¹⁰ dyn/cm² ist vergleichbar mit den in der Literatur für andere natürliche Polymere angegebenen Elastizitätswerten.Für den Muskel im Zustand der Totenstarre, wo alle Myosinbrücken am Actinfilament festhalten, wird die Dehnbarkeit der H-Zone zum bestimmenden Faktor.Die Dynamik des passiven Muskels ist im beträchtlichen Maße abhängig von der Verstärkung der Restaktivität bei sehr niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen. Bei zunehmender Dehnbarkeit des Myosinfilamentes wird dieser Verstärkungsfaktor größer und die resultierende Phasennacheilung wird dominant über die durch die passiven Strukturen hervorgerufene Phasenvoreilung. Bei hoher Ionenstärke wird das Myosinfilament so weich, daß die vorhandenen niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen von 10^–9M, bei denen der Muskel sich normalerweise im entspannten Zustand befindet, für eine Aktivierung ausreichen; der Muskel leistet oszillatorische Arbeit.