Histochemische Untersuchungen über die Aktivität einiger Hydroxisteroiddehydrogenasen in der Meerschweinchenplacenta während der Entwicklung

Zusammenfassung Es wurde die Verteilung der Aktivität der 3-, 3-, ³-3-, 11-, 17-, 17-, 20-und 20-Hydroxisteroiddehydrogenasen (HSTD) in der Hauptplacenta des Meerschweinchens zwischen dem 18. und 45. Tag der Tragzeit histochemisch untersucht. Die Reaktionen für den Nachweis der 17-, 20-und 20-HSTD waren negativ. Von den übrigen HSTD hatte die 3-HSTD die geringste, die 17-HSTD die höchste Aktivität. Die Reaktionen waren in der Regel mit NADP als Cofactor schwächer als mit NAD.Am 18. Tag liegt das Reaktionsprodukt hauptsächlich im Interlobium in der Nähe der mütterlichen Blutlakunen. Nach dem 19.–20. Tag beginnt auch das im Entstehen begriffene Labyrinth positiv zu werden. Einige Riesenzellen besitzen eine starke Aktivität. Bei den Reaktionen mit den Substraten Androstenediol, Testosteron und Östradiol beobachtet man gut ausgeprägte Aktivität in den Epithelzellen des Dottersacks. — Nach dem 26. Tag ist das Interlobium praktisch negativ. Die HSTD-Aktivität ist jetzt auf das Labyrinthsyncytium verteilt. Bei den Reaktionen mit den Substraten Testosteron, Östradiol und Androstenediol und NAD als Cofactor (nicht NADP) beobachtet man eine positive Reaktion in den größeren Gefäßen. — Möglicherweise sind in den Frühstadien die von mütterlichem Blut und nach dem 26.–30. Tag die vom Fet kommenden Vorläufer für den Steroidstoffwechsel der Meerschweinchenplacenta von größerer Bedeutung.

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Histochemical investigation on the activity of some hydroxisteroid dehydrogenases in the developing guinea-pig placenta

Summary The distribution of enzyme activity of 3, ⁵-3-, 11-, 17-, 11-, 20-, and 20-hydroxisteroid dehydrogenases (HSTD) in the guinea-pig placenta (from 18th to 45 day of gestation) was studied. The reactions for 17-, 20-, and 20-HSTD are negativ. The lesser activity was observed by the reaction for 3-HSTD, and the strongest by the 17-HSTD. The enzyme activity with the use of cofactor NAD was in generally stronger as with the use of NADP.On the 18th day the reaction product was distributed predominantly in the interlobar and marginal syncytium on its surface of the maternal lacunae. On the 19th–20th day was found a positive reaction in the syncytioplasma of the labyrinth. Some giant cells have strong HSTD activity. The reactions with substrate testosterone, oestradiole and androstenediole show strong activity in the yolk sac epithelial cells.-On the 26th–35th day the activity of the interlobar syncytium was practically negativ. The HSTD-activity is distributed on the labyrinth syncytioplasma. The reactions with use of testosterone, oestradiole and androstenediole with cofactor NAD (no NADP) show positive deposits in the big blood vessels.-The results of this investigation shows that probably at the early periods of gestation, the products coming from the mother blood, and that after the later periods at 26th–30th day the components coming from the foetus, are from greater significance for the steroid metabolism in the guinea-pig placenta.

     

Untersuchungen zur Frage der Methionintoxizität

The study aimed to examine effects of supplemented conjugated linoleic acids (CLA) to periparturient cows receiving different concentrate proportions ante partum (a.p.) to investigate CLA effects on lipid mobilisation and metabolism. Compared to adapted feeding, a high-concentrate diet a.p. should induce a ketogenic metabolic situation post partum (p.p.) to better understand how CLA works. Sixty-four pregnant German Holstein cows had ad libitum access to partial mixed rations 3 weeks prior to calving until day 60 p.p. Ante partum, cows received control fat (CON) or a CLA supplement at 100 g/d, either in a low-concentrate (CON-20, CLA-20) or high-concentrate diet (CON-60, CLA-60). Post partum, concentrate proportion was adjusted, while fat supplementation continued. After day 32 p.p., half of the animals of CLA-groups changed to CON supplementation (CLA-20-CON, CLA-60-CON). A ketogenic metabolic situation p.p. was not achieved and therefore impacts of CLA could not be examined. Live weight, milk yield and composition, blood parameters remained unaffected by the treatments. Only a slightly reduced milk fat yield (not significant) was recorded for Group CLA-20. The proportion of trans-10,cis-12 (t10,c12) CLA in milk fat was significantly increased in CLA-groups compared to CON-groups. With the exception of a reversible CLA effect on milk fat in Group CLA-20, no post-treatment effects occurred. Dry matter intake (DMI) of Group CLA-60 was highest before calving, resulting in a significantly improved estimated energy balance after calving. Ante partum, net energy intakes were significantly increased in high-concentrate groups. Overall, supplemented CLA preparation did not relieve metabolism and lipid mobilisation of early lactating cows. But feeding CLA in a high-concentrate diet a.p. seems to increase DMI and thereby improve the energy balance of cows immediately after calving.     

Untersuchungen zur biologischen Aktivität der Phenylborsäure

Summary After 10 applications of phenylboric acid (0.03 ml of a 2·10^–3 M solution) to young plants ofKalanchoe blossfeldiana the flowers were found to have a reduced number of petals or no petals at all.InCucumis sativus one application of phenylboric acid at the same strength was enough to cause abnormal flowers to develop in the axils of 8 to 10 leaves; in addition there were 1 to 2 leafles nodes and other abnormalities. The position of the abnormal flowers and leafless nodes was dependant upon the stage of development of the plant at the time of application. It seems from a parallel study of treated plants grown to maturity, and plants sectioned at the time of treatment, that phenylboric acidinhibited selectively the first differentiation processes of the leaf primordia.

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Mit 9 Textabbildungen

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D 77.     

Untersuchungen über die Regulation der DNS-Synthese während des Aktivitätswechsels vonAgrostemma githago-Samen

The relationships between DNA synthesis and germination capacity ofAgrostemma seeds have been studied. Protein synthesis and RNA synthesis are activated at the very beginning of imbibition, whereas DNA synthesis starts in the second part of the imbibition phase. Agrostemma seeds inhibited by higher temperature (30° C), or aged seeds with a low germination capacity are characterized by a remarkably reduced protein synthesis. DNA synthesis is also reduced. The inhibition of protein-synthesis ofAgrostemma embryos fed with cycloheximid or actinomycin D causes a depression of DNA synthesis. These results indicate that the initiation of DNA synthesis of imbibingAgrostemma seeds depends on the synthesis of special proteins. Abscisic acid inhibits growth as well as DNA synthesis of isolatedAgrostemma embryos. Mitomycin inhibits germination and DNA synthesis to the same extent. Dormant seeds with an undiminished intensity of protein synthesis also show a reduced incorporation of³H-thymidine in DNA. We suggest that DNA synthesis of imbibed seeds, which is a necessary prerequisite for the radicle protrusion, is involved in the mechanism of afterripening of theAgrostemma seeds.     

Histochemische Untersuchungen zum Nachweis der Betainaldehya-Dehydrogenase beim Säugetier

Zusammenfassung Die Betainaldehyd-Dehydrogenase, die im Rahmen der Cholinoxydation die Teilreaktion Betainaldehyd Betain katalysiert, wurde unter Verwendung von Nitro-BT histochemisch nachgewiesen. Untersuchungen zur Spezifität der Reaktion (in Abwesenheit von Substrat bzw. DPN sowie nach Vorinkubation der Kryostatschnitte in p-Chlormercuribenzoat) zeigen, daß die Reduktion von Nitro-BT enzymatischer Natur ist. Der Reaktionsausfall ist anaerob stärker als aerob. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen biochemischer Untersuchungen zeigt bei der Ratte die Leber und Niere die stärkste Betainaldehyd-Dehydrogenase-Aktivität. Untersuchungen zur Spezifität der Lokalisation des Formazans von Nitro-BT ergaben in Abwesenheit von Substrat einen positiven Reaktionsausfall in Leber-Kryostatschnitten nach Reduktion des Nitro-BT mit Ascorbinsäure. Nach 30 min Vorinkubation der Schnitte in Nitro-BT-Lösung und anschließender Reduktion mit Ascorbinsäure ist der Reaktionsausfall am stärksten. Diese Befunde werden als unspezifische Bindung des Tetrazols an Lipoproteinstrukturen gedeutet, analog den Befunden von Carmichael (1963) mit MTT. Besonders beim Nachweis nichtstrukturgebundener Dehydrogenasen muß daher die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, daß das adsorbierte Tetrazol durch frei diffusible Enzyme reduziert wird, so daß sich eine Aussage über den tatsächlichen Sitz der Enzymaktivität nicht sicher treffen läßt.     

Histochemische Untersuchungen zum Nachweis der Cholindehydrogenase beim Säugetier

Zusammenfassung Es werden die Tetrazoliumverbindungen MTT und Nitro-BT zum histochemischen Nachweis der Cholindehydrogenase sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Inkubationsbedingungen vergleichend getestet. Der histochemische Nachweis der Cholindehydrogenase gelingt unter anaeroben Bedingungen unter Einschaltung von Phenazinmethosulfat als intermediärem Elektronenüberträger mit beiden Tetrazoliumverbindungen bereits nach kurzen Inkubationszeiten. Die Cholindehydrogenase wird gehemmt durch p-Chlormercuribenzoat sowie geringer durch Atebrin. Mehrmaliges Frieren und Tauen des Gewebes führt zu einer Aktivitätsminderung des Fermentes, die nach Zusatz von ATP zum Inkubationsmedium wieder ausgeglichen wird.In Übereinstimmung mit den Ergebnissen biochemischer Untersuchungen findet sich Cholindehydrogenase nur in Niere und Leber der untersuchten Ratten.Mit 17 Textabbildungen     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Herzmuskel der Ratte während der Entwicklung

Zusammenfassung Es wird elektronenmikroskopisch die Histogenese der Herzmuskulatur der Ratte (52 Tiere) vom 14. Embryonaltag bis zum 31. Lebenstag verfolgt. In dieser Zeit verändern sich die Feinstruktur und das Gefüge der Herzmuskulatur kontinuierlich und erreichen fast den Reifezustand. Vor der Geburt sind die Muskelzellen ungeordnet und besitzen neben einzeln liegenden Myofilamenten wenige Myofibrillen mit Z-Streifen, reichlich undifferenzierte Mitochondrien und viel Glykogen. Eine Ausrichtung der Zellen ist etwa ab 20. Embryonaltag zu beobachten. Die Ausdifferenzierung aller Strukturen erfolgt jedoch erst nach der Geburt, nach einem Stufenplan geringer individueller Schwankungsbreite. Neu wird postnatal das sarcoplasmatische Reticulum angelegt: das longitudinale System in den ersten Lebenstagen, das transversale System zwischen dem 14. und 20. Lebenstag. Das Glykogen wird bis zum 13. Lebenstag etwa auf den bleibenden Stand reduziert; die Mitochondrien sind bis zum 16. Lebenstag ausgereift, bis zum 24. Lebenstag endgültig verteilt. Bis zu diesem Zeitpunkt ist die Differenzierung und Orientierung der Myofibrillen abgeschlossen und ihr voller Bestand erreicht. Gleichzeitig gewinnt das longitudinale System des sarcoplasmatischen Reticulum seine charakteristische Ausprägung und Anordnung. Das transversale System, dessen Entwicklung mit unscheinbaren Einziehungen in Höhe der Z-Streifen beginnt, und das stets die Beziehung zur Oberfläche bewahrt, ist am 31. Lebenstag typisch, aber quantitativ noch nicht vollständig ausgebildet. Die Disci intercalares besitzen am 30. Lebenstag ihre endgültigen Verzahnungen. Weiter werden Differenzierungsvorgänge an den Kapillaren und den Fibrocyten beobachtet. — Die Ergebnisse der Untersuchung werden zu den früher erarbeiteten histochemischen und elektrophysiologischen Befunden in Beziehung gesetzt.

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Summary The histogenesis of the cardiac musculature of rats (52 animals) is investigated from the 14th day of embryonic life to the 31st postnatal day by means of electron microscopy. During this period the fine structure and texture of the cardiac musculature change continuously and almost reach the stage of maturation. Before birth the muscle cells are rather disorganized; besides isolated myofilaments they exhibit few myofibrils with Z-bands, many undifferentiated mitochondria, and abundant glycogen. From the 20th day of embryonic life onwards an alignment of the cells can be observed. The final differentiation, however, takes place only after birth and follows a plan, that shows only little individual variation. It is only the sarcoplasmic reticulum that is newly differentiated after birth. The longitudinal system is formed during the first days of life, whereas the formation of the transverse system takes place between the 14th and 20th day of life. Up to the 13th day the amount of glycogen is reduced until it finally reaches the normal, stationary level. On about the 16th day of life the mitochondria are fully mature; their distribution is completed, by the 24th day of life. At this point the differentiation and orientation of the myofibrils are also completed and no increase in the number of fibrils will be observed from there on. At the same time the sarcoplasmic reticulum acquires its characteristic differentiation and arrangement. By the 31st day of life the transverse system shows its typical structure, although, from a quantitative point of view, it is not fully developed. Its formation starts with the appearance of insignificant infoldings in the region of the Z-bands; over the whole period of development it stays in contact with the surface. By the 30th day of life the intercalated discs exhibit their definitive interdigitation. Furthermore, differentiation is observed in capillaries and fibrocytes. The results of this investigation are brought into relationship with previous histochemical and electrophysiological findings.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft und des Universitätsbundes Würzburg.

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Herrn Professor Dr. W. Bargmann, Kiel, zum 60. Geburtstag in Verehrung und Dankbarkeit gewidmet.     

Die Aktivität von Phosphoglucose-Isomerase und Phosphoglucomutase während der Morphogenese kernhaltiger und kernloser Acetabularien

Summary The activity of two enzymes of the UDP-glucose and UDP-galactose biosynthetic pathway—phosphoglucose-isomerase and phosphoglucomutase—have been followed during morphogenesis of the unicellular green alga Acetabularia mediterranea. We have found that the increase in enzyme activities during morphogenesis represents de novo synthesis. The kinetic constants (K _m, K _i) of phosphoglucose-isomerase are similar to those found for the enzyme from rabbit muscle; mannose-6-phosphate was found to be a competitive inhibitor.The increase in activity of phosphoglucose-isomerase parallels the linear increase in total protein, neither showing changes with cap formation. In contrast, the activity of phosphoglucomutase is enhanced markedly when cap formation starts.Whether the nucleus is present or absent does not affect the above mentioned properties of the two enzymes. From this fact we conclude that the enzyme syntheses are regulated by the cytoplasm, probably at the level of translation. Contributions of DNA from chloroplasts and mitochondria can be excluded because in anucleate cells, which have an already established gradient of m-RNA, actinomycin D (10 g/ml) has no effect on the synthesis of these enzymes.There are also differences in the spatial distribution of the two enzymes. We were able to show that both enzymes are synthesized unequally in different regions of the cells.

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Abkürzungen PGI Phosphoglucose-isomerase - PGM Phosphoglucomutase - UDPG-Pyr UDPG-Pyrophosphorylase - G-6-PDH Glucose-6-phosphat Dehydrogenase - G-6-P Glucose-6-phosphat - F-6-P Fructose-6-phosphat - G-1-P Glucose-1-phosphat - UDPG Uridin-diphosphat-glucose - G-1,6-diP Glucose-1,6-diphosphat - 6-PG 6-Phosphogluconat - TRAP Triäthanolamin-Puffer - K _m Michaelis-Konstante - K _p veränderte K _m - K _i Inhibitor-Konstante