Die Zweikomponenten-Theorie der Strahlung als Bindeglied zwischen Strahlenbiologie und Strahlentherapie

Zusammenfassung Es wird gezeigt, wie eine Zweikomponenten-Theorie der Strahlung, in Verbindung mit einfachen Annahmen über die Erholung der lokal im Körperverband bestrahlten Zellen nach der Bestrahlung imstande ist, eine Brücke zwischen Zellkulturuntersuchungen und strahlentherapeutischen Erfahrungen zu errichten. Es gelingt auf diese Weise, verschiedene Erfahrungen der Strahlentherapie zu erklÄren und insbesondere die günstige Wirkung von hochenergetischen Elektronen unter Anwendung von hohen Einzeldosen zu verstehen. Zum Schluß wird an Hand neuerer Untersuchungen und Hypothesen versucht, die PrimÄrwirkungen der Strahlenkomponenten zu erklÄren.     

Elektive Vitalfärbungen im Dienste der Anatomie und Physiologie der Exkretionsorgane von Wirbellosen (Cladoceren als Beispiel)

Zusammenfassung Es wird, eine übersichtliche Darstellung der Anatomie und Physiologie der Bxkretionsorgane von Kladozeren gegeben und an Hand von Beispielen werden die außerordentlichen Vorteile vitaler Elektivfärbungen besprochen.Im Anschluß an frühere Untersuchungen des Autors wird die funktionello Differenzierung der Nephridialschleifen eingehender behandelt. Neben prinzipiellen Untersuchungen zu Problemen der vitalen Elektivfärbung wird darauf hingewiesen, daß sich — unbekümmert um anatomische oder histologische Unterschiede — die Funktionsweise der Nephridien Wirbelloser durchaus gleichartig gestaltet: neben einer Phase der Exkretion, die in anatomisch distinktcn Abschnitten des Nephridiums erfolgt, haben wir eine Phase der Rückresorption, die ebenfalls auf anatomisch distinkte Abschnitte lokalisiert ist. Die funktionellen Verschiedenheiten der einzelnen Bezirke in den Nephridialschleifen sind jedoch histologisch und zytologisch nicht nachweisbar, sondern treten erst bei vitaler Elektivfärbung hervor. Es ist mit dieser Methode möglich, am lebenden Objekt Bau und Funktion der Exkretionsorgane Wirbelloser mit einer befriedigenden Sicherheit und Anschaulichkeit zu studieren.Die vorliegende, als Sammelreferat gedachte Zusammenfassung der Gesichtspunkte und Ergebnisse der Analyse von Nephridien Wirbelloser stützt sich in erster Linie auf Beobachtungen des Autors, wobei erstmalig auch neue, bisher nicht veröffentlichte Beobachtungen verwertet sind. Ebenso sind die Mikrophotographien neu hergestellt worden. Wiederholte Ansätze zur Klärung der Anatomie und Physiologie der Exkretionsorgane von Kladozeren scheinen bei diesen Objekten zu einem befriedigenden Abschluß gebracht, wenigstens insofern, als Vitalfärbungen angewendet werden können.     

Vergleich der Wirkung von Thymochinon und Thymohydrochinon mit der von 2,4-Dinitrophenol auf den Stoffwechsel der Hefe

Zusammenfassung Beim Vergleich der Wirkung von Thymohydrochinon und Thymochinon mit der von 2,4-DNP auf den aeroben und anaeroben Stoffwechsel der Hefe wurde eine Ähnlichkeit in der Wirkung dieser Substanz gefunden. Beim Vergleich gleicher Konzentrationen ist die Stoffwechselaktivität von 2,4-DNP größer als die von Thymohydrochinon und Thymochinon. Bei Konzentrationen, die die Atmung anregen, wird von Thymohydrochinon und Thymochinon im Gegensatz zu 2,4-DNP die Synthese der Polysaccharide nicht gehemmt.     

Sui cromatofori dei Cefalopodi

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit ist die Wirkung von verschiedenen Giften auf die Chromatophoren einiger Cephalopodenarten (hauptsächlich Octopus vulgaris und Eledone moschata, aber auch Octopus macropus, Sepia officinalis, Loligo vulgaris) untersucht worden.Die Anwendung eines zu diesem Zwecke besonders geeigneten neuromuskulären Präparates ermöglichte es, bei diesen Untersuchungen die Angriffsstelle oder -stellen der verwendeten Gifte zu erkennen. Die angewendete Methode machte die Unterscheidung wenigstens dreier Angriffsstellen möglich; das ist a) die Nervenfaser, b) die Muskelfaser, c) die möglicherweise zwischen Nerven-und Muskelfaser sich findenden Gebilde.Nur eines der untersuchten Gifte, nämlich das Guanidin, übt eine stark erregende Wirkung auf die Nervenfaser aus; für verschiedene andere Gifte ist die erregende Wirkung unsicher und nicht konstant; am auffallendsten ist sie noch beim Atropin.Die meisten unter den untersuchten Giften üben keine spezifische Wirkung auf die Nervenfaser aus, sondern bewirken nur eine mehr oder weniger starke Schädigung. Relativ besonders stark wird die Nervenfaser durch Aconitin, Atropin, Chinin, Phenol, Physostigmin, Yohimbin, Lobelin, Strophanthin, Veratrin geschädigt. Einige andere Gifte, nämlich Chloreton, Cocain und Tetrahydro--Naphtylamin, lähmen die Nervenfaser in sehr kurzer Zeit und scheinen demnach eine mehr spezifische Wirkung zu haben.In bezug auf ihre Wirkung auf die zwischen Nerven-und Muskelfaser sich findenden Gebilde kann man zuerst zwei gut begrenzte Gruppen von Giften unterscheiden. Die Gifte der ersten Gruppe (Nicotin, Acetylcholin und Cholin, Betain, Coniin, Lobelin, Pilocarpin und -wenn auch mit einigen Abweichungen Physostigmin) wirken erregend und rufen eine kürzer oder länger dauernde Kontraktur hervor, nach deren Abklingen jedoch die Muskelfaser, die selbst noch gut erregbar ist, ihre indirekte Erregbarkeit verloren hat.Einige andere Gifte (Aconitin, Hypophysenextrakte, Yohimbin) kommen denen der ersten Gruppe nahe, obgleich ihre Wirkung sich in mancher Hinsicht von ihnen unterscheidet.Die Gifte der zweiten Gruppe, zu der Strychnin, Chinin, Chloreton, Cocain, Tetrahydro--Naphtylamin, Coffein, Ephedrin, Phenol gehören, lahmen die zwischen Nervenund Muskelfasern sich befindenden Gebilde mehr oder weniger elektiv. Der Lähmung kann eine kurze Erregungsperiode vorangehen. Mit Atropin dauert die Erregung etwas länger; demnach nimmt dieses Gift eine Zwischenstellung zwischen den beiden Gruppen ein.Die anderen verwendeten Gifte (außer Veratrin, von dem später die Rede sein wird) üben auf die Zone zwischen Nerv und Muskel keine Wirkung aus, abgesehen von der unspezifischen Schädigungswirkung, die für Morphin besonders evident ist.Auf die Muskelfaser üben einige Gifte (Adrenalin, Ergotamin, Tyramin, Physostigmin, Coffein, Chinin und — weniger stark — Strychnin und Tetrahydro--Naphtylamin) eine erregbarkeitsteigernde Wirkung aus und verursachen so ein lebhaftes Wolkenwandern bei den Chroatophoren. Andere Gifte setzen die direkte Erregbarkeit herab (Atropin) oder bringen sie zum Verschwinden (Chloreton, Cocain).Unter den Giften, die die Erregbarkeit der Muskelfaser steigern, können die wirksamsten, nämlich Physostigmin, Coffein, und, wenn auch seltener, Chinin, unter günstigen Bedingungen eine Kontraktur verursachen. Digitalin und Strophanthin dagegen bewirken stets Kontraktur, die in diesem Falle auch hauptsächlich durch Erhöhung der Erregbarkeit der Muskelfaser zustande kommt. Verschieden davon scheint dagegen der Mechanismus der Histaminkontraktur zu sein, die wahrscheinlich, ebenso wie die durch Bariumchlorid verursachte Kontraktur, als eine direkte Wirkung auf den kontraktilen Apparat der Muskelfaser zu deuten ist. Die vorangehende Übersicht zeigt, daß verschiedene Gifte an mehr als einer Stelle ihre Wirkung ausüben können; das durch diese Gifte verursachte Symptomenbild stellt also eine Kombination der verschiedenen Elementarwirkungen dar. Im allgemeinen kann man sagen, daß, außer im Falle des Guanidins, die Wirkung auf die Nervenfaser an dem komplexen Symptomenbild der Einwirkung des Giftes auf ein normalinnerviertes Präparat keinen großen Anteil hat; dieses kommt demnach im wesentlichen durch die Wirkungen auf die Muskelfaser und auf die sich zwischen Nerven und Muskel befindlichen Gebilde zustande.Das Hauptergebnis dieser Untersuchung ist der Beweis, daß auch bei den Cephalopoden die Zone zwischen Nerv und Muskel sich als pharmakologisch und physiologisch differenziertes Gebilde erweist; der Beweis für ihre morphologische Differenzierung steht noch aus. Während die Nervenfaser nach der Sektion sehr schnell degeneriert, bleibt die Zwischenzone lange erhalten und behält zunächst ihre spezifische Erregbarkeit für chemische Reize, die sie erst nach mehreren Monaten verliert. Die Zwischenzone unterliegt also wahrscheinlich weniger einer Degeneration als vielmehr einer Atrophie infolge Nichtgebrauches. Das Fehlen einer schnellen Degeneration unterscheidet die Zwischenzone von der Nervenfaser; die schließliche Atrophie unterscheidet sie von der Muskelfaser; auf diese Weise war es möglich, die Resultate der pharmakologischen Analyse auf anderem Wege zu bestätigen.Die elektrische und mechanische Erregbarkeit der Muskelfaser bleibt nach der Nervendegeneration immer gleich, obwohl im ersten Teile dieser Periode die Zwischenzone noch funktioniert, später nicht mehr. Man kann daraus schließen, daß während dieser ganzen Zeit die Zwischenzone durch elektrische und mechanische Reize nicht erregbar ist, sondern nur. durch spezifische chemische Reize. Verschiedene Gründe machen es wahrscheinlich, daß der beschriebene Tatbestand nicht nur auf die Periode beschränkt ist, die der Nervendurchschneidung folgt, sondern auch unter normalen Bedingungen auftritt; das ermöglicht die Auffassung, daß auch normalerweise die Überleitung des Impulses vom Nerven zum Muskel durch die Zwischenzone mittels eines chemischen Mechanismus erfolgt. Die Tatsache, daß unter den die Zwischensubstanz spezifisch erregenden Giften Acetylcholin (dem auch bei den Wirbeltieren bei ähnlichen Phänomenen öfters eine Rolle zugeschrieben wird) und Betain (das in den Muskeln der Cephalopoden vorkommt) sich befinden, macht diese Hypothese wahrscheinlicher.Obgleich sie sich in verschiedener Hinsicht, besonders in bezug auf ihre pharmakologischen Affinitäten, von ihr unterscheidet, ist die Zone zwischen Nerv und Muskel der Cephalopoden der Rezeptivsubstanz der Muskeln der Wirbeltiere nahezusetzen. Die Ähnlichkeiten und Verschiedenheiten beider Gebilde sind im Text diskutiert worden und man kommt zu dem Ergebnis, daß jene größer sind als diese. Dagegen scheint es bei den Cephalopoden völlig an einer Differenzierung zu fehlen, die der der motorischen Nervenendigungen entspräche. In dieser Hinsicht stimmen die pharmakologischen Daten (das schon lange bekannte Fehlen jeder Wirkung des Curare, sowie die Wirkung des Guanidins auf die Nervenfasern) vollkommen mit den morphologischen überein (Fehlen der motorischen Endplatten). Diese Übereinstimmung macht es sehr wahrscheinlich, daß eine Differenzierung der motorischen Nervenendigungen tatsächlich fehlt.Die Untersuchungen haben bewiesen, daß auch bei der Muskelfaser wenigstens zwei Angriffsstellen der Gifte zu unterscheiden sind. Auf die eine, die mit dem Erregungsprozeß verbunden ist, wirken die meisten unter den untersuchten Giften; auf die andere, die wohl mit dem eigentlichen kontraktilen Apparat zu identifizieren ist, üben Bariumchlorid und sehr wahrscheinlich auch Histamin ihre Wirkung aus.Im Lichte der Resultate der pharmakologischen Analyse konnte man die Interpretation bestätigen, die von den auf der isolierten überlebenden Haut beobachteten Phänomenen von rein physiologischen Standpunkten aus gegeben worden war. Namentlich konnte man erkennen, daß die unmittelbar auf den Reiz folgende diffuse Expansion, die man nach direkter Applikation der Elektroden auf die normale Haut beobachtet, durch eine Erregung der Nerven-und nicht der Muskelfasern zustande kommt. Auf der normalen Haut lassen sich die Eigenschaften der Eigenerregbareit der Muskelfaser nur sehr schwer zeigen. Man kann sie dagegen gut beobachten an den Chromatophoren einer Haut, deren indirekte Erregbarkeit vorher aufgehoben worden ist. An einer solchen Haut sieht man, daß die Eigenerregbarkeit der Muskelfaser immer die gleiche bleibt, unabhängig davon, vor wie langer Zeit und auf welche Weise die indirekte Erregbarkeit erloschen ist.Hinsichtlich des Ursprunges des Wolkenwanderns konnte die Erklärung von Hofmann bestätigt werden, die dieses Phänomen auf die Erregung zurückführt, der jede Radialfaser dadurch unterliegt, daß sie durch die nahen sich kontrahierenden Fasern gedehnt wird. Es werden neue Tatsachen zugunsten und zur Vervollständigung dieser Erklärung beigebracht. Unter anderem wird zur Erklärung der Einsinnigkeit des Wolkenwanderns die refraktäre Periode der Muskelfaser herangezogen, deren Bestehen erklärt, warum der Reiz, der die Fasern trifft, die sich eben kontrahiert haben, unwirksam bleibt.Tyramin und Betain üben beide eine direkte Wirkung auf die Chromatophoren aus, die bei dem ersten in einer Erhöhung der Erregbarkeit der Muskelfaser und demnach in dem Auftreten von Wolken, bei dem anderen in einer Erregung der Zone zwischen Nerv und Muskel und demnach in einer Kontraktur sich äußert. Da beide Stoffe im Körper, Betain sogar in den Muskeln der Cephalopoden nachgewiesen sind, so kann man sich vorstellen, daß sie nicht nur durch ihre Wirkung auf die Nervenzentren den Zustand der normalen Chromatophoren in jedem Augenblick bestimmen, sondern auch bei den denervierten Chromatophoren das Auftreten der wohlbekannten Phänomene bewirken (peripherogener Tonus), die dem Durchschneiden des Nerven folgen.Die Wirkung des Veratrins auf die Chromatophoren, die der bekannten Wirkung auf die Muskeln wenigstens in den Grundzügen vollkommen entspricht, ermöglicht es durch einige ihrer Eigenschaften, den Wirkungsmechanismus dieses Stoffes einer feineren Analyse-zu unterziehen. Veratrin wirkt auf den Erregungsprozeß derart, daß auch auf einen Einzelreiz eine mehrmalige Wiederholung der Erregung eintritt, die um so viel häufiger und länger andauernd ist, je stärker die Wirkung des Stoffes ge wesen ist.Die Wirkung des Veratrins auf die Chromatophoren zeigt ferner verschiedene andere interessante Eigenheiten; unter anderem ist es möglich, nach vorangehender Einwirkung des Veratrins durch Magnesium eine paradoxe Expansion zu bekommen, die auf eine kontrakturerregende Wirkung des Magnesiums schließen läßt, die sonst nicht zur Beobachtung kommt.Auch die Wirkung des Strophanthins gibt Anlaß zu interessanten Beobachtungen. Unter anderem gibt sie die Möglichkeit, die erregende Wirkung des Lichtes auf die Chromatophoren ganz klar zu beweisen.     

Ein Beitrag zum Problem der Zellform und deren Umwandlung

Zusammenfassung An Hand von Modellversuchen und Experimenten an lebenden Zellen werden jene Faktoren diskutiert, die die Form der Zellen in Gewebekulturen beeinflussen können, wobei besonders auf die Wirkung von Oberflächenkräften hingewiesen wird. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde unter anderem festgestellt, daß spezifische, gegen Gewebsbrei von Hühnerembryonen gerichtete Antisera von Meerschweinchen an Hühnerfibroblasten von Gewebekulturen irreversible Zustandsänderungen auslösen können, die bei höheren Konzentrationen des Serums bis zu einer Zerstörung der Zellmembran und zu einem Ausfließen des Plasmas führen. Auch das Zytoplasma scheint dann irreversibel verändert zu sein. Bei Verwendung geringerer Konzentrationen des Antiserums kommt es primär zu einer kurzen Bewegungsphase der Zelloberfläche und zu einer Abrundung der Zellen. Ähnliche Erscheinungen können auch durch wenig konzentrierte Lösungen von Tannin erzielt werden. Die Versuchsergebnisse ermöglichen verschiedene Schlußfolgerungen hinsichtlich des Zustandekommens von Formveränderungen der Zellen und der Wirkung spezifischer Antikörper.     

Untersuchungen zur Folsäure-Ausscheidung durch Nannochloris schopferi Pringsheim und Chlorocloster engadinensis Vischer

Zusammenfassung Der Folsäuregehalt von Nannochloris schopferi und Chlorocloster engadinensis, sowie der Nährlösungen, in denen diese Algen gewachsen waren, wurde mikrobiologisch bestimmt.Es konnte festgestellt werden, daß das Licht den Folsäuregehalt der Zellen und die relative Folsäurekonzentration der Nährlösung (=die Menge der je Masseneinheit Algen in die Nährlösung abgegebene Folsäure) erhöht. Die Folsäureabgabe wird von der Zusammensetzung der Nährlösung beeinflußt und ist von permeabilitätsverändernden Stoffen abhängig. Kalium erhöht, Calcium vermindert die Abgabe. Das Licht bleibt ohne Einfluß auf den Folsäureaustritt.Während der Zellteilung sind die Folsäureabgabe und der Folsäuregehalt der Algen vermindert.Es konnten labile Verbindungen der Folsäuregruppe durch Ascorbinsäurezusatz während der Extraktion stabilisiert und nachgewiesen werden.Die Wirkung des Lichtes auf den Folsäuregehalt der Algen und auf die Folsäureabgabe, der Zusammenhang der Folsäure mit der Mitose und der Wachstumsrate, die Folsäureabgabe und die Schlüssigkeit der mit der angewendeten Methode erhaltenen Ergebnisse werden diskutiert.     

Feldversuchswesen: die Gitterquadratmethode in praktischer Anwendung

Zusammenfassung Die Grundlagen der Gitterquadratmethode werden soweit erörtert, wie es für die praktische Anwendung erforderlich ist. In Tabellen werden die Teilstückzahlen, welche die einzelnen Versuchsgrößen notwendig machen, gegeben.Es wird darauf hingewiesen, daß durch Verwendung von Standortnummern die technische Durchführung der Versuche wesentlich erleichtert wird.Zur Verrechnung wird auf Schemata hingewiesen, von denen im Rahmen dieser Erörterung nur ein Beispiel gebracht werden kann.Die in der Futterpflanzenabteilung des Instituts für Acker- und Pflanzenbau, Müncheberg, seit 1954 nach der Gitterquadratmethode angelegten und ausgewerteten Versuche sind in einer Tabelle zusammengefaßt. Eine Besprechung der einzelnen Versuche ergab, daß die erzielten Grenzdifferenzen dem Normalen entsprechen.Es kann gesagt werden, daß die technischen und verrechnungsmäßigen Schwierigkeiten der GM bei weitem nicht so groß sind, wie bisher angenommen wurde, und es wird besonders dem Pflanzenzüchter empfohlen, die Methode in stärkerem Maße für die Prüfung von zahlreichen Zuchtstämmen anzuwenden.     

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.     

Die Dressur der Ellritze und ihre Abhängigkeit vom Wetter

Zusammenfassung Die Schnappreaktion der Ellritze wird als Instinkthandlung aufgefaßt. Die Intensität der Reaktion ist abhängig von der reaktionsspezifischen Erregung und von der Valenz der auslösenden Reizsituation.Vom Objekt der Schnappreaktion hat die Ellritze kein angeborenes Schema. Ich kann daher durch eine Dressur die auslösende Wirkung von einem bekannten Reiz auf ein von mir gewähltes Signal übertragen.Der allgemeine Erregungszustand ist von der Vielfalt aller inneren und äußeren Umstände abhängig. Von großer Bedeutung dafür sind optische Eindrücke.Wetterfaktoren (Frontendurchgang, Föhn, Gewitter) spielen dabei keine Rolle. Sie haben bei der Dressur weder auf die Reaktionssicherheit noch auf die Reaktionsweise Einfluß.D 19.     

Die Beeinflussung der cytotoxischen Quarzwirkung an Mäusefibroblasten (strain L) durch Polyvinylpyridin-N-Oxyd (P 204)

Zusammenfassung Mäusefibroblasten (strain L) werden in vitro gegen die toxische Wirkung von Quarzstaub durch Polyvinylpyridin-N-oxyd geschützt. Das Polymer wird in der Zelle gespeichert. Der Wirkungsmechanismus läßt sich nicht durch eine Adsorption an Quarz in der Außenlösung erklären. Vielmehr wird vermutet, daß die Wirkung des Präparates in einer allgemeinen Verbesserung der Zellresistenz oder in einer Beeinflussung biochemischer Zellreaktionen zu suchen ist.Die Zellen wurden mikroskopisch beobachtet und ihre Reaktion auf die Testsubstanzen durch Bestimmung der Zellzahl quantitativ erfaßt.     

Untersuchungen über die Eihüllen von Cypriniden

Zusammenfassung An den Eihüllen verschiedener Cypriniden wurden histologische und histochemische Untersuchungen über ihre Genese und stoffliche Zusammensetzung durchgeführt.Unter der polysaccharidhaltigen primären Oocytenmembran entsteht als erste Hüllbildung eine hyaline Schicht, die vom Grundplasma der Oocyte gebildet wird und positive Eiweiß- und Polysaccharidreaktion gibt. Darunter entsteht — ebenfalls von der Oocyte aus — die radiärstreifige Kortikalschicht. Sie gibt nur positive Eiweißreaktion.Außen auf der primären Oocytenmembran wird die Zottenschicht angelegt. Sie entsteht nach den vorliegenden Untersuchungen wahrscheinlich vom Follikelepithel. Die Zottenschicht ergibt nur positive Eiweißreaktionen.Die Ergebnisse anderer Autoren werden diskutiert.     

Die Gefrier-Fixation lebender Zellen und ihre Anwendung in der Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Der Gefriervorgang in den Zellen hängt in erster Linie ab von der Gefriergeschwindigkeit, der Frosthärte des Objektes und von der Konzentration eines Frostschutzmittels (Glyzerin) im Zytoplasma. Für die meisten Untersuchungen wurde Preßhefe als Testobjekt verwendet. Der Einfluß der Gefriergeschwindigkeit äußert sich auf drei verschiedene Weisen; das Zellwasser kristallisiert entweder extra oder intrazellulär oder es wird amorph verfestigt (Vitrifikation). Die Bestimmung von Gefrierpunkt, Unterkühlbarkeit und Rekristallisationspunkt ermöglicht eine Erklärung dieser drei Wirkungsweisen und führt zu einem physikalischen Verständnis des Phänomens der Frosthärte. Physikalische Untersuchungen zeigen, wie das Frostschutzmittel eine Erhöhung der Frosthärte bewirkt; physiologische Experimente veranschaulichen einige Nebenwirkungen des Glyzerins.Die Verwirklichung des Gefrierens lebender Zellen hängt in erster Linie von der Wahl geeigneter Gefriergeschwindigkeiten und Frostschutzmitteln ab. Die Endtemperatur des Gefriervorganges muß, je nach der Frosthärte des Objektes, d. h. je nach dem tiefsten in den Zellen auftretenden Rekristallisationspunkt, unter –50 bis –70° C liegen.Das Anwendungsgebiet des Gefrierens lebender Zellen ist sowohl auf biologischem wie auch auf medizinischem Gebiete sehr groß, sei es als reine Gefrierkonservierung oder in der Gefrier-Trocknung oder -Substitution. Mit Hilfe der Gefier-Ätzung können hochauflösende, elektronenmikroskopische Bilder der gefrorenen Objekte hergestellt werden, die vollkommen artefaktfrei sind, insbesondere frei von den durch die üblichen Präparationsmethoden eingeführten Veränderungen.Einige Beispiele illustrieren die Anwendung des Gefrierens lebender Zellen in der Elektronenmikroskopie. Die Methode der Gefrier-Ätzung ist besonders geeignet für die Darstellung der auf den Zytomembranen lokalisierten Partikel; z. B. Fibrillen synthetisierende Partikel in der Plasmamembran, Ribosomen auf einer Vakuolenmembran, Elementarpartikel auf den Cristae mitochondriales und Quantasomen auf den Granalamellen eines Chloroplasten. Die vielfältige Anwendbarkeit der Gefrier-Ätzung wird aufgezeigt an Hand von Mikroorganismen (Hefe), pflanzlichen (Wurzelspitze) und tierischen Zellen (Dünndarmepithel).Diese Arbeit wurde durch einen Kredit des Schweizerischen Nationalfonds unterstützt. Den Vorstehern des Institutes für Allgemeine Botanik der Eidgenössischen Technischen Hochschule, Herrn Prof. Dr. A. Frey-Wyssling und des Laboratoriums für Elektronenmikroskopie, Herrn Prof. Dr. K. Mühlethaler, sei für die großzügige Förderung dieser Arbeit bestens gedankt. Herrn Dr. D. Branton und Herrn und Frau Prof. Dr. H. Ruska (Medizinische Akademie, Düsseldorf) danke ich für ihre Mitarbeit und für die Überlassung der Abb. 17, 20 und 21.     

Änderungen von Kern und Polyphosphaten in Abhängigkeit von dem Energiegehalt des Cytoplasmas bei Acetabularia

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluß des Cytoplasmas auf den Kern und Nucleolus näher zu analysieren. Als Maß der Kernreaktion wurde die Vergrößerung oder Verkleinerung des Kern- und Nucleolusvolumens gewählt, als Maß für den Zustand des Cytoplasmas das Vorhandensein bzw. Fehlen von energiereichen, Polyphosphate enthaltenden Grana und als Maß für die Leistung der ganzen Zelle das Wachstum.Der Einfluß der Photosynthese auf Kern und Polyphosphate wurde durch Applikation verschieden langer täglicher Belichtungszeiten untersucht (Tabelle 1, Abb. 1). Die Kern- und Nucleolusvergrößerung sowie die Entstehung der Polyphosphate und das Wachstum ist von der Länge der täglichen Belichtungszeiten abhängig. Auf der anderen Seite führt eine Verdunkelung der Zellen zu einer starken Reduktion der Polyphosphate sowie Kern- und Nucleolusgröße.Der Einfluß der Plastidenanzahl auf Kern und Polyphosphate wurde durch Belichtung kleiner und großer, verdunkelt gewesener Zellen untersucht (Tabelle 2, Abb. 2und 3). In den kleinen 4mm langen Zellen werden weniger Polyphosphate synthetisiert und auch die Kernvergrößerung ist wesentlich langsamer als in den großen 8 mm langen Zellen.Der Einfluß von energiereichen Substanzen des Cytoplasmas auf die Kernvergrößerung wurde durch Applikation verschiedener Gifte untersucht. 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure hemmen eine Synthese von Polyphosphaten, verhindern eine Volumenzunahme von Kern und Nucleolus und blockieren das Wachstum. Trypaflavin übt hingegen keinen wesentlichen Einfluß auf die Polyphosphatvermehrung und Kernvergrößerung aus (Tabelle 3, Abb. 4 und 5). Werden die Gifte großen Zellen mit ausgewachsenen Kernen appliziert, so erfolgt in 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure eine Reduktion von Kern- und Nucleolusvolumen sowie eine Verminderung der Polyphosphatgrana, während in Trypaflavin die Kerngröße kaum beeinflußt wird (Tabelle 5, Abb. 6).Aus diesen Befunden wurde geschlossen, daß das Cytoplasma einen steuernden Einfluß auf Reaktionen des Kernes und Nucleolus ausübt und daß dieser Einfluß durch die im Cytoplasma gebildeten energiereichen Phosphate (unter anderem Polyphosphate) bewirkt wird, wodurch auf die große Bedeutung des Cytoplasmas bei der Regulierung der Kernfunktion hingewiesen wird.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Über die Wirkung von Digitalis und anderen Glykosiden auf die Keimung und das Wachstum von Pflanzen

Zusammenfassung Entgegen der Behauptung vonFahrenkamp ergibt eine fehlerstatistisch gesicherte Untersuchung bei keiner Konzentration herzwirksamer Glykoside eine Förderung der Samenquellung, der Keimung, der Katalaseaktivität, des Keimwurzelwachstums und des Ernteertrags von Kulturpflanzen. Das gilt sowohl für die nachFahrenkamp in den Handel gebrachten Viviflor-Präparate, wie fürDigitalis-, Adonis-, Scilla- undConvallaria-Tinkturen,Digitalis-Preßsaft und wäßrige Lösungen von Digitalin und Digitonin. Die bei höheren Konzentrationen auftretenden Hemmungswirkungen gehen auf den Alkoholgehalt der Viviflorpräparate und Tinkturen zurück. Diese Schädigung nimmt mit steigender Temperatur ab; sie beruht nicht auf einer entquellenden Wirkung und auch nicht auf einer Hemmung der Katalaseaktivität, da diese Erscheinungen erst bei viel höheren Konzentrationen auftreten als die Wachstumsschädigungen. Die Schädigung durch wäßrige Digitoninlösung höherer Konzentration nimmt entgegengesetzt der Alkoholschädigung mit steigender Temperatur zu. Auch diese Wirkung geht nicht über die Quellung oder Katalaseaktivität. Abschließend ergibt sich, daß keinerlei Aussicht besteht, auf dem vonFahrenkamp vorgeschlagenen Weg einer Glykosidbehandlung eine Erntesteigerung zu erzielen.Mit 9 Abbildungen.Auszug aus meiner Dissertation: Kritische Untersuchungen über die vonFahrenkamp angegebene Methode einer Wachstumsbeschleunigung und Ernteerhöhung durchDigitalis und verwandte Glykoside, Darmstadt 1945. Den Herrn Professoren Dr.O. Stocker und Dr.L. Schmitt, welche die Arbeit angeregt und in ihren Instituten Betreut haben, bin ich zu großem Dank verpflichtet.     

Die Eigenschaften des Verdauungssaftes von Potamobius (Astacus) Leptodactylus und Anderen Invertebraten in bezug auf die Fettresorption

Zusammenfassung Es wird festgestellt, daß der Verdauungssaft von Potamobius (Astacus) leptodactylus und anderen Invertebraten auf Fette und Fettsäuren auflösende (aufhellende) Wirkung hat, welche makroskopisch und mikroskopisch verfolgt werden kann.Es wird wahrscheinlich gemacht, daß der oberflächenaktive Stoff, welchen alle diese Säfte enthalten und welcher diesen eine Oberflächenspannung erteilt, die sogar niedriger ist als die der Galle, hierbei die Hauptrolle spielt. Dieser Stoff kann mittels Alkohol den Säften entzogen werden. Es ist merkwürdig, daß er bei so niedrigemph (5,0–5,6) seine Wirkung entfalten kann. Für die Fette spielt auch der Eiweißgehalt der Säfte, welcher 2–2,5% an genuinem Eiweiß und 2–2,5% an Albumosen und Peptonen beträgt, eine Rolle. Es wird die Meinung ausgesprochen, daß die Fettresorption der meisten Invertebraten durch diese Eigenschaften ihrer Säfte ermöglicht wird. Es wird darauf hingewiesen, daß der bei der Fettresorption beteiligte oberflächenaktive Stoff hier als Bestandteil des gesamten Verdauungssaftes vorkommt, während er bei den Vertebraten das Sekretionsprodukt einer besonderen Drüse ist.     

Die Beeinflussung der Zellatmung durch partiellen Salzmangel

Zusammenfassung Die Beeinflussung der Atmung durch partiellen Salzmangel wurde an hungerndem und gefüttertem Gewebe verschiedener Organe verschiedener Tierarten untersucht. Die Ergebnisse früherer Untersuchungen auf diesem Gebiete konnten an hungerndem Gewebe zum Teil bestätigt werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Art der Beeinflussung der Atmung durch Ca- und K-Entzug und durch Entzug der Salze dieser beiden Kationen von den spezifischen Eigenheiten des Gewebes und von der Art seiner Ernährung abhängt.Die Atmung hungernden embryonalen Gewebes von Schwein und Rind verhält sich auf Salzentzug anders als das Gewebe von erwachsenem Schwein und Rind, während gefüttertes Gewebe sich ähnlich wie das Gewebe der erwachsenen Tiere dieser Art verhält.An Hand von Versuchen an Rinderretina kann die Wirkung des partiellen Salzentzugs auf die Atmung nicht als Folge einer Änderung des pH-Optimums der Atmung durch diesen Eingriff gedeutet werden.Der Einfluß von Ca-Mangel auf die Atmung kann durch Zusatz einer äquimolaren BaCl₂-Lösung annähernd kompensiert werden. Zusatz von äquimolaren Mengen von MgCl₂ hemmt, der von SrCl₂ steigert unter unseren Versuchsbedingungen die Atmung. Die Wirkungsintensität der zweiwertigen Kationen der Ca-Reihe Sr, Mg, Ba auf die Atmung gefütterter Rattennierenlinde verhält sich nicht entsprechend ihrer Reihenfolge im periodischen System.     

Das Verhalten des neurosekretorischen Zwischenhirnsystems der Ratte nach Ganzkörperbestrahlung

Zusammenfassung Eine Ganzkörperbestrahlung von 1000 r führt im Zwischenhirn-Hinterlappensystem zu einer Entspeicherung von gomoripositivem Neurosekret. Das Maximum der Entleerung wird am dritten Tage nach der Bestrahlung erreicht. Zusätzlicher Wasserentzug verstärkt die Wirkung. Die Bestrahlung allein des Kopfes verursacht dagegen keine morphologisch faßbaren Veränderungen am neurosekretorischen System. Es handelt sich demnach um einen indirekten Strahleneffekt.Als mögliche Ursache der beobachteten Veränderungen werden Erhöhung des osmotischen Druckes und stressbedingtes Versagen des Zwischenhirn-Hypophysen-Nebennierenrinden-Systems diskutiert. Strahlenbiologische Untersuchungen weisen übereinstimmend auf die Bedeutung der stressabwehrenden endokrinen Funktionsvorgänge für den Verlauf und die Symptomatik der akuten Strahlenkrankheit hin. Eine Erhöhung des osmotischen Druckes als Folge einer Totalbestrahlung ist dagegen wegen der den Wasserverlusten parallel gehenden Elektrolytabgaben wenig wahrscheinlich. Der Auffassung, das Neurosekret spiele eine Rolle in der zentralen Steuerung des endokrinen Regulationsapparates, wird daher der Vorzug gegeben.     

Sulle capacità di sviluppo della placca midollare in condizioni di espianto

Zusammenfassung Durch Anwendung der Explantationsmethode vonMangold wird der Rumpfschwanzteil der Medullarplatte in vitro explantiert, um die Evolutionsfähigkeiten der isolierten Medullaranlage und die Entwicklungskorrelationen zwischen dem Chorda-Mesodermkomplex und der Morphohistogenese des Rückenmarks zu studieren.Es wird vor allem festgestellt, daß der Neuralstrang, der sich aus der explantierten Neuralplatte bildet, auch ohne Mitwirkung der Chorda oder irgendeines Stützorgans verlängerungsfähig ist.Von großer Bedeutung für die Morphohistogenese des Neuralstranges scheint die Chorda zu sein, und gewissermaßen auch das Mesoderm.Fehlt das Mesoderm, so schmelzen die Ganglien zu einer einzigen Masse zusammen, ventral zum Neuralstrang; die Struktur des Neuralstranges erleidet aber dadurch keine Veränderung.Fehlt die Chorda dagegen, so treten sehr wichtige Veränderungen im Neuralstrang ein, d. h. übermäßige große der Neuralröhre oder mehrfache Röhrenbildung, Zerstörung der Zellen- und Fasernanordnung, Neuroblastenabsonderung aus dem Rumpfteil des Neuralstranges.Wenn aber, auch bei fehlender Chorda, der Neuralstrang von Mesodermmassen begleitet wird, ist seine Struktur viel regelmäßiger.Es scheint also, daß das Mesoderm, außer die Wirkung auf die Zerteilung der Ganglienanlagen, auch gewissermaßen die ausgebliebene Wirkung der Chorda ersetzen kann.     

Der Weg und die Veränderungen des Harnstoffs in der Niere von Salamandra maculosa Laur

Zusammenfassung Es wird darauf hingewiesen, daß die Nieren vonSalamandra maculosa undTriton alpestris, und zwar von Tieren im Zustand der natürlichen Winterstarre nach mehrwöchentlichem Aufenthalt im Freiland praktisch frei von Harnstoff sind. Wegen der besonderen Vorzüge im Bau und der Größe der einzelnen Nephrone sind diese beiden Versuchsobjekte deshalb ein überaus günstiges, bisher nicht beachtetes Objekt für nierenphysiologische Untersuchungen, um die Orte und die Art der Abscheidung harnfähiger Stoffe zu studieren.Mit Hilfe der histochemisch ausreichend lokalisierenden Xanthydrolreaktion gelingt es bei passend gewählter Technik, den in zuführende Gefäße injizierten oder nach Resorption durch die Haut im Blute befindlichen Harnstoff nachzuweisen, so daß der Weg und teilweise auch die Konzentrationsänderungen von Harnstoff selbst im einzelnen Nephron der genannten Versuchsobjekte festgestellt werden können.Alle in der Arbeit diskutierten Versuche haben übereinstimmend ergeben, daß der im Blut kreisende Harnstoff ausschließlich von den Glomeruli bei der Bereitung des provisorischen Harns in die Browmansche Kapsel abgeschieden wird.Es konnten keine Anhaltspunkte dafür gewonnen werden, daß der Harnstoff des Blutes auch noch durch die Kanälchenepithelien in das Lumen der Tubuli contorti befördert wird, eine Meinung, die vielfach vertreten wird.Es ließ sich zeigen, daß die längst bekannten Konzentrationsunterschiede im Harnstoffgehalt des Blutes und des definitiven abgeschiedenen Harns dadurch zustande kommen, daß bloß der im Lumen der Kanälchen fließende Harn durch Rückresorption von Wasser als Lösungsmittel eingedickt wird.Alle Versuche des lokalisierten histochemischen Harnstoffnachweises in der Niere der genannten Amphibien lieferten erneute Beweise zugunsten der Theorie der Rückresorption und sprechen gegen die noch immer diskutierte Sekretionstheorie harnfähiger Stoffe im zweiten Abschnitt der Tubuli contorti.Es wird darauf hingewiesen, daß wahrscheinlich in den proximalen, dem Halsteil eines Amphibiennephrons benachbarten Bezirken der 2. Schleifenabschnitte der Tubuli außer einer Rückresorption von Wasser auch eine solche von Harnstoff selbst stattfindet.Auf Grund der in der Arbeit einzeln diskutierten Befunde wird zu einigen Fragen der Nierenphysiologie Stellung genommen. (Gegensatz zwischen Sekretions- und Rückresorptionstheorie, Technik der bisher beim Wirbeltier angewendeten Harnstoffnachweise, Rhythmik der Glomerulifunktion.)Es wird auf die Notwendigkeit einer histochemischen Untersuchung von Tieren mit echtem Winterschlaf hingewiesen, und zwar nicht bloß in bezug auf die chemische Zusammensetzung von Blut und Blasenharn, sondern vor allem als lokalisierende Analyse der Niere und ihrer einzelnen Gewebe.