Histochemische Untersuchungen zur Spezifität und Anwendung der Carbodiimidreaktion für den Nachweis von Carboxylgruppen

Zusammenfassung Mittels vergleichender Untersuchungen und Blockierungs-bzw. Abbauverfahren wurde der Reaktionsumfang für die Säureanhydridreaktion und für die Carbodiimidreaktion zum histochemischen Nachweis für Carboxylgruppen bestimmt. Die Carbodiimidreaktion erfaßt COOH-Gruppen von Proteinen und von einigen sialinsauren Kohlenhydraten. Durch den zusätzlichen Nachweis saurer Kohlenhydrate unterscheidet sie sich von der Säureanhydridreaktion. Außerdem wurde der Fixierungseinfluß auf das Ergebnis der Carbodiimidreaktion ermittelt.

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Summary The reactive range of the acid anhydride reaction and the carbodiimide reaction for the histochemical demonstration of carboxyl groups was investigated by comparative methods, blocking tests and analytical methods. The carbodiimide reaction reveals COOH-groups of proteins and several sialinic acid carbohydrates. The additional demonstration of acid carbohydrates distinguishes the carbodiimide reaction from the acid anhydride reaction. The influence of fixatives on the outcome of the carbodiimide reaction is also investigated.

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Mit Unterstützung durch einen Forschungsauftrag des Ministeriums für das Hoch-und Fachschulwesen der DDR.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Verteilung der Cholinesterasen im Megakaryocyten der Ratte

Zusammenfassung Megakaryocyten aus dem Knochenmark von 12 erwachsenen Ratten wurden mit kombiniert histochemisch-elektronenmikroskopischer Methodik auf das Vorkommen und die Verteilung von Cholinesterasen untersucht.Eine geringe Cholinesterasen-Aktivität fand sich dabei diffus im Cytoplasma verteilt; sie ließ keine Bindung an morphologische Strukturen erkennen. Die wesentlich stärkere Aktivität einer Acetylcholinesterase war entlang der Plättchendemarkationsmembranen in Form elektronendichter Partikel lokalisiert.Die Literaturdurchsicht zeigt weitgehende Übereinstimmung unserer Befunde mit den bisherigen lichtmikroskopischen Ergebnissen.

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Electron microscopical investigations on the distribution of cholinesterases in the rat megakaryocyte

Summary Megakaryocytes from the bone marrow of 12 adult rats were investigated by histochemical and electron microscopical means as to the content and distribution of cholinesterases. — A minor fraction of cholinesterase activity was diffusely spread over the cytoplasm of the megakaryocyte. There was no correlation to be seen between the deposition of reaction product and morphological structures. Electron dense particles representing the site of a highly active acetylcholinesterase however, were localized along the outer and inner surface of all demarcation membranes.

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Mit Unterstützung durch die Deutsehe Forschungsgemeinschaft.

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Für die Herstellung der Schnitte für die Elektronenmikroskopie danken wir Fräulein M. Guerricabeitia.     

Zur histochemischen Ionenlokalisation mit Hilfe der Elektronenmikroskopie unter besonderer Berücksichtigung der Chloridreaktion

Zusammenfassung Nach einer Erörterung der Voraussetzungen, Methodik und Grenzen der histochemischen Ionenlokalisation mit Hilfe der Elektronenmikroskopie werden an einigen Beispielen der Chloridfällung Fragen der Interpretation und Diffusionsartefakte behandelt. Durch Kontrollversuche an der Niere, sowie an Beleg- und Chloridzellen wird die Spezifität der histochemischen Chloridmethode aufgezeigt und das Reaktionsprodukt im Falle der Chloridzellen durch Elektronenbeugung einwandfrei identifiziert. Diese Untersuchung bestätigt die prinzipielle Möglichkeit der elektronenmikroskopischen Ionenlokalisation durch simultane Gewebefixation und Ionenfällung nach der Methode von Komnick (1962). Die histochemische Lokalisation von Natrium- und Chlorionen im Schleim der apikalen Höhle der Chloridzellen von Stichlingen beweist die osmoregulatorisohe Punktion dieser Zellen und zeigt eine akkumulative Ionenadsorption durch die äußere Mucoidschicht an.

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On the histochemical localization of ions by electron microscopy, with special reference to the chloride reaction

Summary After dealing with the conditions, method and limitation of the histochemical localization of ions by means of electron microscopy several examples of chloride precipitation are given to explain some problems of interpretation and diffusion artifacts. The specifity of the histochemical method for chloride is demonstrated by control experiments on kidney, parietal cells and chloride cells. In chloride cells, the reaction product is identified by electron diffraction. This study principally confirms the possibility of the electron microscopical localization of ions by simultaneous tissue fixation and ion precipitation after the method of Komnick (1962).The histochemical localization of sodium and chloride in the mucus of the apical cavity of the stickleback chloride cells proves the osmoregulatory function of these cells and indicates an accumulative adsorption of ions by the extracellular mucous coat.

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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützte die Untersuchungen durch eine Sachbeihilfe.     

Verwendung der Gefriertrocknung nach Lowry in der Histochemie

Zusammenfassung Ausgehend von der mikrochemischen Gefriertrocknung von Kryostatschnitten wird ein Verfahren beschrieben, mit dem parallel mikrochemische und histochemische Enzymnachweise durchgeführt werden können. Anhand praktischer Beispiele werden die Vorteile dieser Methode für histochemische Untersuchungen geschildert.

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Application of the freeze-drying method after lowry for histochemical purposes

Summary Basing on the microchemical freeze-drying of cryostat sections a simple procedure was developed which allows the parallel demonstration of enzymes with microchemical and histochemical methods. The advantages of this technique for histochemical investigations are described and some practical examples for its use are given.

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Herrn Dr. J. F. Jongkind und seinen Mitarbeitern, Niederländisches Zentralinstitut für Hirnforschung, Amsterdam, danke ich herzlich für ihre Hilfe beim Erlernen der Mikrochemie.     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Die Kenntnis der Mikromorphologie der Saumzellen des Dünndarmepithels wird in einigen Punkten ergänzt (Ausbildung des Terminalgespinsts, Zusammenhang von endoplasmatischem Retikulum und perinukleärer Zisterne, Centrosom).Durch Erniedrigung und Erhöhung des osmotischen Drucks im Darminhalt werden die in den verschiedenen Membransystemen der angrenzenden Zellen eingeschlossenen flüssigen Mischphasen beeinflußt. Die sich hierbei ergebenden Veränderungen von Form, Größe und Dichte der Zelle und ihrer Komponenten werden beschrieben. Der Weg des Wassers führt durch die Epithelzellen über die epithelialen Interzellularräume in den subepithelialen Raum. Einige Eigenschaften der verschiedenen Membranen der Zelle werden besprochen. Die flache Form der Sacculi in den Golgi-Zonen und der Cysternen des endoplasmatischen Retikulums wird darauf zurückgeführt, daß der osmotische Druck in diesen Räumen niedriger liegt als im angrenzenden Cytoplasma. Es wird vermutet, daß aktive Transportleistungen der Membranen des endoplasmatischen Retikulums zu einem Kreislauf von Stoffen zwischen Kern und Cytoplasma führen.

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Teilweise vorgetragen auf der 9. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Freiburg, Oktober 1959.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Replication and recombination in bacteriophage

Zusammenfassung Experimente zur Replikation und Rekombination von Bakteriophagen werden diskutiert unter dem Gesichtspunkt der Frage, ob die infizierende DNA eines Phagen in Fragmente zerlegt und bruchstückweise repliziert wird (partial replica) oder ob bei der Vermehrung stets vollständige Genomstrukturen erhalten bleiben.Ein molekulares Modell wird vorgeschlagen, das auf einigen Annahmen über die Replikationsweise von DNA beruht und das die meisten Befunde der Rekombinationsgenetik von Phagen dutet. Dieses wird für einige neuere Resultate speziell diskutiert.

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With 22 Figures in the Text     

Histochemischer Nachweis hydrolytischer Enzyme mit Hilfe der Azofarbstoffmethode

Zusammenfassung 1. Die vorliegende Arbeit berichtet über systematische histoenzymatische Untersuchungen und befaßt sich mit grundsätzlichen und methodischen Problemen sowie mit Untersuchungen zur vergleichenden Histoenzymatik beim Menschen und verschiedenen warmblütigen Wirbeltieren.2. Der histochemische Nachweis hydrolytischer Enzyme (Phosphatasen und Esterasen) erfolgt mit Hilfe derAzofarbstoffmethoden. Dieselben beruhen im Prinzip auf der Sichtbarmachung der enzymatisch abgespaltenen phenolischen Komponente geeigneter Substratester durch direkte Kupplung mit einer Diazoniumverbindung zu einem Azofarbstoff.3. Auf diemethodischen Grundlagen histochemischer Enzymnachweise wird durch Besprechung derArtefaktbildungen, derautolytischen Veränderungen sowie der Methoden zurGewebsfixierung undSchnittherstellung auf Grund eigener systematischer experimenteller Untersuchungen eingegangen.4. Die eigentlichen Nachweisreaktionen werden unter theoretischen und praktischen Aspekten im einzelnen dargestellt. Untersuchungen mit zahlreichen verschiedenenDiazoniumverbindungen führten zu einer Verbesserung einiger Enzymnachweise, vor allem im Hinblick auf eine exakte topographische Lokalisation der Enzymaktivität im Gewebe.5. Die auf diese Weise fundierten Methoden wurden zum Studium dervergleichenden Histotopik von Phosphatasen und Esterasen in Milz, Leber, Niere und Pankreas des Menschen und verschiedener warmblütiger Wirbeltiere herangezogen.Dabei werden zum Teil auffallend unterschiedliche Enzymmuster in den gleichen Organen verschiedener Tierarten festgestellt. Besonders auffallende und neuartige Befunde konnten in bezug auf die Enzymverteilung in Milz und Pankreas erhoben werden.Diese Untersuchungen sind Grundlagen für weitere experimentelle Arbeiten im Rahmen allgemein-pathologischer Studien.6. Es wird auf die Bedeutung der Enzymhistochemie im Rahmen einer funktionellen Morphologie und Pathologie hingewiesen und in diesem Zusammenhang über Enzymbefunde bei derTuberkuloseinfektion des Menschen und der Laboratoriumstiere berichtet. Die unterschiedliche Enzymverteilung in den Epitheloidzellen verschiedener Arten scheint Beziehungen zwischen konstitutiver Enzymausrüstung und natürlicher Resistenz gegenüber der Infektion aufzuzeigen.

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Summary The present paper deals with the application of azo dye methods in enzyme histochemistry for the demonstration of phosphatases and esterases. After a discussion of general technical problems the results of systematic experiments on artifacts, autolysis, fixation and enzyme reactions are reported. By application of new diazonium salts an improvement in enzyme localization has been achieved.These improved methods have been applied to a comparative study on the enzyme pattern in normal liver, kidney, spleen, pancreas and tuberculous lesions in lymphnodes. As a result the organs of different species show a marked variation in enzyme content and distribution.

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Mit 38 Textabbildungen, davon 6 farbigen

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Mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

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Habilitationsschrift, Medizinische Fakultät der Universität     

Die topochemische Verlagerung von Funktionseinheiten des Glykogenstoffwechsels in der Leber durch Allylformiat

Zusammenfassung Durch Allylformiatgaben i.p. gelingt es, in der Leber von Goldhamstern eine von portal nach zentral fortschreitende Nekrose des Läppchenparenchyms zu erreichen. Hierdurch werden zunächst die periportal gelegenen Funktionsfelder des Glykogenstoffwechsels ausgeschaltet. Mit histochemischer Methodik kann dann stets in der äußeren Zone des noch intakten Parenchymbereiches ein Saum hoher UDPGGT- und Phosphorylaseaktivität nachgewiesen werden. Die experimentelle Verlagerung von normalerweise periportal gelegenen Funktionsfeldern der Leber bis in die zentralen Läppchenbereiche widerspricht einmal der Annahme von stoffwechselmäßig spezialisierten Leberzellen in bestimmten Läppchenbereichen; darüber hinaus ergeben sich neue Interpretationsmöglichkeiten des Glykogenstoffwechsels in der Leber.

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The topochemical shift of functional units of glycogen metabolism in the liver by allyl formate

Summary After i.p. administration of allyl formate to golden hamsters a necrosis of the parenchyma of the liver lobules, progressing from the portal to the central areas is detectable. So the periportally situated functional units of glycogen metabolism are destroyed at first. Using histochemical techniques in the outer zone of the intact parenchymal area can be found a border of high enzymatic activity of UDPGGT and phosphorylase. The experimental shifting of functional units, which normally lie in the periportal areas of the liver lobule unto the central areas is contradictory to the conception of metabolically specialized liver cells in certain zones of the liver lobule. The results of these experiments are discussed in regard of a new interpretation of the glycogen metabolism in the liver.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit werden von J. Köhler der Medizinischen Fakultät der Universität Tübingen als Inauguraldissertation vorgelegt.     

Die Histotopik von Aldolase und Alkohol-Dehydrogenase in der Harderschen Drüse des Kaninchens

Zusammenfassung In der Harderschen Drüse des Kaninchens wurden mit der Tetrazoliumtechnik die Enzyme Aldolase und Alkohol-Dehydrogenase histochemisch nachgewiesen und ihr Verteilungsbild in den beiden Drüsenlappen studiert. Beide Drüsenanteile zeigen hohe Aktivitäten der genannten Enzyme. Auf Grund dieser und früher mitgeteilten Befunde (Kühnel, 1966) wird die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, daß die Hardersche Drüse an der Biosynthese von Steroiden beteiligt ist.

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Summary The histochemical localization of aldolase (ALD) and alcohol-dehydrogenase (NAD-ADH) was studied in both lobes of the Harder gland in rabbits by means of the tetrazolium technique. Both lobes of the Harder gland were active. The enzyme activities of ALD and ADH and those of G-6-PDH and NAD-T-Red and their functional link with the process of steroidbiosynthesis are discussed.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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FräuleinIngrid Meyersiek undHerrn Fraedrich danken wir für gewissenhafte technische Mitarbeit.     

Zur Entwicklung des Subcommissuralorgans der Ratte Morphologische und histochemische Untersuchungen

Zusammenfassung Die Entwicklung des Subcommissuralorgans (SCO) der Ratte wurde morphologisch und histochemisch untersucht. Zwischen dem 15. und 16. Embryonaltag steigt mit Ausbildung der hochprismatischen Ependymzellen die Enzymaktivität des Energiestoff-wechsels (GAP-DH, LDH, SDH, CyO) deutlich an, wobei die anaerobe Glykolyse überwiegt. Die gleichzeitige Aktivitätszunahme der G6P-DH, NADPH₂-Reduktase, Thiaminpyrophos-phatase und sauren Phosphatase führt zu dem für das Ependym der adulten Ratte charakteristischen Enzymmuster. Dieser bis zum 18. Tag anhaltende Anstieg wird mit der beginnenden sekretorischen Tätigkeit in Beziehung gebracht. Der Glykogengehalt nimmt ebenfalls allmählich zu. Nach der Geburt fällt die Enzymaktivität des Energiestoffwechsels allmählich ab. Der Glykogengehalt und die Zahl apikaler Protrusionen nehmen anfänglich noch zu, dann aber ebenfalls langsam ab. Es wird auf einen Rückgang der sekretorischen Aktivität geschlossen.An dem nur spärlich ausgebildeten Hypendym treten erst in der 3. Lebenswoche ähnliche Änderungen der Enzymaktivitäten und des Sekretgehalts auf. Mit dieser verzögerten Entwicklung des Hypendyms schließt die Differenzierung des SCO in der 4. Lebenswoche ab.Die Anlage eines besonderen Ependymbereichs, der okzipital an das SCO anschließt, wird beschrieben. Vor der Geburt weist er dem SCO vergleichbare morphologische und histochemische Eigenschaften auf, fehlt jedoch bei der erwachsenen Ratte. Die mögliche Bedeutung dieser Kückbildung wird diskutiert.

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The development of the subcommissural organ of the rat morphological and histochemical investigations

Summary The development of the Subcommissural organ (SCO) of the rat has been investigated morphologically and histochemically. Between the 15th and 16th prenatal day elongated ependymal cells appear. The activities of enzymes of the energy metabolism (GAP-DH, LDH, SDH, CyO), particularly of the anaerobic glycolysis, increase. With the synchronous increase of activities of G6P-DH, NADPH₂-reductase, thiamine pyrophosphatase and acid phosphatase, an enzyme pattern appears which is characteristic for the ependyma of the adult rat. This increase which is observed to the 18th day may correspond to the onset of the secretory activity. The content of glycogen increases gradually. After birth the enzyme activities of the energy metabolism decrease gradually. After an initial increase, the glycogen content and the amount of apical protrusions decrease, too. The amount of secretory material increases till the 10th day, and remains unchanged thereafter. This may reflect a decrease in secretory function.The hypendyma is poorly developed. Similar changes in enzyme activities and secretory content appear in the 3rd postnatal week. In the 4th week the differentiation of the SCO is completed.The anlage of a specialized ependyma adjoning the SCO caudally is described. Prenatally it has some of the morphological and histochemical characteristics of the SCO. It has not been observed in the adult rat. The possible significance of this involution is discussed.

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Frau I. Köhl danken wir für ihre sorgfältige technische Hilfe, Frau H. Asam für die Durch-führung der Photoarbeiten.

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Die vorliegende Arbeit ist ein wesentlicher Teil der Inauguraldissertation, die von Thomas Linderer der Medizinischen Fakultät der Universität München vorgelegt wird.     

Elektronenmikroskopisch-histochemische Untersuchungen zur Darstellung saurer Mucopolysaccharide und sialinsäurehaltiger Glycoproteine in Nierenrinde und innerem Nierenmark der Ratte

Zusammenfassung Saure Mucopolysaccharide und sialinsäurehaltige Glycoproteine wurden elektronenmikroskopisch-histoohemisch mit der kolloidalen Eisenreaktion in der Niere dargestellt. Alle Zellmembranen in Rinde und Mark lagern an der Oberfläche positive kolloidale Eisenteilchen an. Die Dicke der Eisenschicht ist bei den Zellen unterschiedlich und variiert auch zwischen luminaler, lateraler und basaler Seite einer Zelle. Bei Tubuli und Capillaren besteht eine Parallele zwischen der Dicke des Außenblattes der Plasmalemm-Unit membrane und der Dicke der kolloidalen Eisenschicht. Auf Grund biochemischer Analysen von Zellmembranen und negativer histochemischer Eisenreaktion nach Sialidasebehandlung ist anzunehmen, daß diese kolloidale Eisenschicht sialinsäurehaltigen Glycoproteinen entspricht. Dieser Glycoproteinbesatz ist ein integrierender Bestandteil der Zellmembran.In mehreren Zellen war das endoplasmatische Retikulum eisenpositiv. Auch hier wurde schon biochemisch Sialinsäure ermittelt.Die positive kolloidale Eisenreaktion im extrazellulären Raum beruht in der Nierenpapille auf dem Vorkommen von sauren Mucopolysacchariden und Sialinsäure und in der Lamina rara interna und externa der glomerulären Basalmembran auf dem Sialinsäuregehalt.

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Localization of acid mucopolysaccharides and sialic acid containing glycoproteins in the renal cortex and inner medulla by a combined electron microscopic histochemical method

Summary Acid mucopolysaccharides and sialic acid containing glycoproteins are localized in the kidney by the colloidal iron method. All cell membranes in cortex and medulla are coated by positive colloidal iron particles. This iron-coat variies in thickness at different cells and at the luminal, lateral and basal surface of one cell, too. Tubules and capillaries show a parallelism between the thickness of the outer leaflet of the plasmalemm unit-membrane and the thickness of the colloidal iron coat. Biochemical analyses of cell membranes and the negative result of the colloidal iron reaction after sialidase-treatment allow to conclude, that this colloidal iron coat represents sialic acid containing glycoproteins. This glycoprotein-coat is part of the whole cell membrane.In some cells the endoplasmatic reticulum reacts with colloidal iron. Here, too, sialic acid was found by biochemical analysis.The positive colloidal iron reaction in the extracellular space depends on acid mucopolysaccharides and sialic acid. In the lamina rara interna and externa of the glomerular basement membrane the positive colloidal iron reaction correlates to the sialic acid content.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Teilbefunde von A. Nolte auf der 51. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Pathologie, Göttingen 1967, vorgetragen.     

Chromosomenanalysen nach Ultraschalleinwirkung

Zusammenfassung In 3 Versuchsreihen mit 29 Einzelexperimenten wurde die Wirkung von Ultraschall verschieden hoher Intensität und Frequenz auf Chromosomen menschlicher Lymphocyten untersucht. Insgesamt wurden aus beschallten Kulturen 4822 und aus Kontrollkulturen 2393 Metaphasen auf Zahl der Chromosomen und Aberrationen aller Art analysiert. Bei Beschallung von Blut mit einer Intensität von 3 W/cm² und einer Frequenz von 810 kHz, 10 min lang, ergab sich im Vergleich mit den Kontrollen eine niedrigere Anzahl der azentrischen Fragmente einerseits und ein leichter Anstieg der Zweibruchfiguren andererseits und somit keine Erhöhung der Bruchzahl. Bei Anwendung einer Intensität von 20 mW/cm² und einer Frequenz von 2 MHz für die Dauer von 1 Std war lediglich eine signifikante Erhöhung von aberranten Kernen zu verzeichnen, die ausschließlich auf die in einem Teilversuch erhöhte Anzahl von Gaps zurückzuführen ist, nicht aber auf eine signifikante Erhöhung der Bruchzahl. Die Ergebnisse werden diskutiert und mit den Resultaten anderer Autoren verglichen.

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Chromosome anlysis after ultrasonic irradiation

Summary In a series of 3 experiments, the effects of ultrasonic irradiation with different intensities at different frequencies on chromosomes of human lymphocytes were investigated. In 4822 irradiated and 2393 unirradiated cells the total number of chromosomes were counted and checked for all types of aberrations. The irradiation of the blood at an intensity of 3 W/cm² and a frequency of 810 kHz for the duration of 10 min showed no change in the total number of breaks as against the controls; the slight increase in the number of dicentrics and rings was balanced approximately by an equal decrease in the number of acentric fragments. At an irradiation intensity of 20 mW/cm² and a frequency of 2 MHz for an interval of 1 hr, a significant increase in the number of aberrant cells was found. This increase is due only to an increase in the number of gaps in a part of the experiments and not due to any real increase in the number of breaks. These results are compared with those of other authors.

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Suppl. Leiter: Prof. Dr. L. Stockinger

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Vorstand: Prof. Dr. H. Husslein

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Diese Arbeit konnte dank einer Zuwendung aus der Hochschuljubiläumsstiftung der Stadt Wien durchgeführt werden.     

Esterase

Zusammenfassung Mit der Wismutoxinatmethode wurde in der Leber und der Niere von Mäusen eine Esteraseaktivität in den Mitochondrien dargestellt. Sie findet sich nur in einem Teil der vorhandenen Mitochondrien und zwar in der Matrix, während die Cristae reaktionslos bleiben.

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EsteraseV. On the esterase reaction within mitochondria of mouse liver and kidney

Summary Using the bismuth oxinate method an esterase activity within mitochondria of mouse liver and kidney is demonstrated. This enzyme is detected exclusively in the matrix of a small number of the mitochondria present whereas the cristae are lacking in enzyme activity.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Herrn A. Rombach danken wir für wertvolle technische Mitarbeit.     

Die kombination verschiedener endogener Rhythmen bei der zeitlichen Programmierung von Entwicklung und Verhalten

Zusammenfassung Zahlreiche Periodizitätsphänomene in Entwicklung oder Verhalten sind nicht allein auf den Tag-Nacht-Zyklus abgestimmt, sondern gleichzeitig auf den Gezeitenzyklus oder auf den Spring-Nipptiden-Zyklus oder auf den Jahreszeitenzyklus. Die bisher vorliegenden Befunde über die bei diesen Zeitmeßvorgängen genutzte Kombination von endogenen Rhythmen verschiedener Periodendauer werden diskutiert. Hierbei werden die Kombinationen zwischen circadianen und circatidalen, zwischen circadianen und circasyzygischen (=endogenen semilunaren) und zwischen circadianen und circannualen Rhythmen besprochen. Hinsichtlich des Kombinationsmodus werden 5 Typen unterschieden, bei denen jeweils zwei endogene Rhythmen entweder simultan (nach Art einer Superposition) oder sukzessiv auf physiologische Vorgänge einwirken und die geforderte zeitliche Programmierung ermöglichen.

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Summary Data of biological chronometry, which depend on the combination of endogeneous rhythms of different period, are discussed in the following order: combination between circadian and circatidal rhythms, combination between circadian and endogenous semilunar (=circasyzygic) rhythms, and combination between circadian and circannual rhythms. With regard to principles of combination 5 types are distinguished.

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Die Untersuchungen an der Mücke Clunio marinus wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

Autoradiographische Untersuchungen zum Thymidin-Einbau nach mehrstündiger Inkubation von Rattenlebern

Zusammenfassung An 85 Lebern von 14 Tage alten Ratten wurde durch in vivo- und in vitro-Versuche mit der autoradiographischen Methodik geprüft, ob nach mehrstündiger Inkubation von Gewebsstreifen in H-3-thymidinhaltigem Nährmedium die Markierungsindices und die DNS-Synthesephasen den Werten entsprechen, die nach in vivo-Markierung mit H-3-Thymidin erhalten werden.Die Untersuchungen haben ergeben, daß bis zu einer 3stündigen Inkubation der Thymidineinbau, d.h. die Silberkorndichte, der Markierungsindex und die DNS-Synthesephasedauer der Hepatocyten in vivo-Werten gleichen. Nach längeren Inkubationszeiten sinkt die Thymidineinbaurate erheblich ab. Die DNS-Synthesephase verlängert sich nach einer 8stündigen Lebergewebsinkubation um das 4fache der Norm.

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Autoradiographic investigations of thymidine-incorporation after long-time incubation of rat-liver

Summary With autoradiographic methods in vivo and in vitro on 85 livers of 2-week-old rats it was studied, if the labeling index and the duration of DNA-synthesis phase after long-time incubation of liver with radioactive thymidine, are comparable with those after in vivo labeling with H-3-thymidine.The results show, that up to an incubation time of three hours the thymidine-incorporation per nucleus, the labeling index and the duration of the S-phase are comparable with those of in vivo labeling. After an incubation time of more than three hours the incorporation of thymidine into the nucleus decreases and the DNA-synthesis time is much longer than under in vivo conditions.

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Mit Unterstützung durch das Landesamt für Forschung Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf. Fräulein U. Merkel und Dr. K. Yamashita danken wir für die Mitarbeit.     

Histochemische,elektronenmikroskopische und quantitative Studien über den Glykogenvorrat der Plexus chorioidei vonRana temporaria L.

Zusammenfassung Die Epithelzellen derPlexus chorioidei ventr. III undIV vonRana temporaria L. sind sehr glykogenreich. DiesesGlykogen hat offenbar den Charakter eines innerhalb des Gehirns gelegenen Kohlenhydratdepots. Die Glykogenpartikeln des Plexusepithels (Durchmesser etwa 300 Å) bilden Rosetten oder Aggregate von einer weniger regelmäßigen Beschaffenheit als die -Partikeln, die in der Leberzelle beschrieben worden sind. Nach Verabfolgung vonAdrenalin ist mit histochemischer, elektronenmikroskopischer und quantitativer Methodik eine Abnahme des Plexusglykogens zu beobachten. Die f unktionelle Bedeutung des Glykogendepots im Anurengehirn wird auf der Basis dieser Befunde diskutiert. Weiterhin werden einige Aspekte des Stoffwechsels und der Gefäßversorgung der Plexus chorioidei vonRana temporaria, besprochen. Die Ultrastruktur des Glykogens im Plexusepithel wird unter normalen und Versuchsbedingungen mit dem elektronenmikroskopischen Bild des Leberglykogens verglichen.

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Histochemical, electron microscopic and biochemical studies on the glycogen stores in the choroid plexuses of Rana temporaria L.

Summary The epithelial cells of the choroid plexuses (third and fourth ventricle) inRana temporaria L. are rich in glycogen. This material seems to represent a storage depot of carbohydrate within the brain. The glycogen particles (about 300 Å in diameter) of the plexus epithelium form rosettes or aggregates that are more irregular than the alpha particles described in the liver cell. After administration of epinephrine a depletion of glycogen can be demonstrated in choroid plexus cells with histochemical, electron microscopic and biochemical methods. The functional significance of the glycogen depot in the anuran brain is discussed in view of this evidence. Consideration is also given to certain other metabolic aspects and to the vascular supply of the choroid plexuses inRana temporaria L. The ultrastructure of the glycogen in this epithelium is compared with that in the liver cell under normal and experimental conditions.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Teil einer medizinischen Doktorarbeit.

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Herrn Prof. Dr.Hj. Staudinger danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes am Physiologisch-Chemischen Institut der Universität Gießen.     

Quantitative 125J-Autoradiographie einzelner Zellen

Zusammenfassung Das nach der Energie seiner -Zerfälle zwischen Tritium und Kohlenstoff-14 liegende Isotop ¹²⁵J wurde auf seine Eignung zur quantitativen Autoradiographie geprüft. Absorption und Geometrie-Faktoren der radioaktiven Strahlung wurden untersucht. Hieraus ließen sich geeignete Meßbedingungen entwickeln. Durch gleichzeitige Exposition von radioaktiven Referenzquellen können absolute Radioaktivitätsmengen ermittelt werden. Als Referenzquellen sind membranmarkierte Standardzellen geeignet, die den physikalischen Eigenschaften des Isotopes Rechnung tragen. Hierzu wurden enzymatisch radiojodinierte Schaferythrozyten auf ihre Eignung geprüft. Die absolute Zahl von antigenen Stoffen auf den Oberflächen einzelner Zellen erhält man, wenn man die spezifische Aktivität der markierten Antikörpermoleküle bestimmt und die Silberkorndichte der zu untersuchenden Zellen und der Standardzellen mißt. Die Radioaktivität pro Standardzelle wird in herkömmlicher Weise ermittelt.Die neue Methode wurde zur Quantifizierung membrangebundener Immunglobulinmoleküle vom IgG-Typ auf einzelnen menschlichen Lymphozyten angewendet. Hierbei ist die Ermittlung einer immunologischen Sättigung des markierten Antikörpers wesentlich. Auf Lymphozyten von Normalpersonen und von chronisch-lymphatischen Leukämiepatienten konnten sehr unterschiedliche absolute Immunglobulinmengen bestimmt werden.

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Quantitative ¹²⁵I-autoradiography of individual cells

Summary Iodine 125, an emitter of -radiation with an energy lying between that of tritium and carbon-14, is investigated for its applicability in quantitative autoradiography. Absorption and geometric factors of radiation are elucidated. From this, appropriate measuring conditions are derived. The simultaneous exposure of radioactive standard sources permits the evaluation of absolute amounts of radioactivity. Standard cells with labelled membranes are a suitable source of reference taking into account the physical properties of the isotope. Sheep red blood cells are examined for their suitability as standard cells after enzymatic radioiodination. The absolute number of antigenic substances on the surface of single cells is obtained by determining the specific activity of the labelled antibody molecules, and by measuring the silver grain densities of the cells under investigation and of the standard cells. The radioactivity per standard cell can be assessed by conventional procedures.The new method is applied to the quantification of membrane-bound immunoglobulin molecules of the IgG-type on single human lymphocytes. The determination of an immunologic saturation of the labelled antibody is essential for this purpose. On the lymphocytes of a normal person and of a patient with chronic lymphatic leukaemia quite different amounts of immunoglobulins have been evaluated.

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Assoziation mit EURATOM 031-64 I BIAD.     

Die Erregungsübertragung bei Lineus sanguineus Rathke (Nemertini)

Zusammenfassung Mit histochemischer Methodik läßt sich in den Geweben von Lineus sanguineus (Nemertini) Acetylcholinesterase (ACHE; Spezifitätskontrolle: Eserin- und iso-OMPA-Test) nachweisen. Das Enzym kommt im zentralen und peripheren Nervensystem (Ganglienzellen, Neuropilem, Nervenfasern) vor. Daneben sind die Epithelien der Frontalorgane und Kopfspalten, die Cerebralorgane, die Muskulatur und die Blutzellen ACHE-reaktiv. Die Enzymverteilung läßt auf einen cholinergen Transmittermechanismus schließen.Die Befunde werden in Zusammenhang mit Befunden am aminergen Nervensystem von Lineus (Reutter, 1969) besprochen. Möglicherweise werden doppelt innervierte Sinnesorgane (z.B. Frontalorgane) cholinerg erregt und aminerg kontrolliert, analog zum Parasympathicus-Sympathicus-System der Wirbeltiere. Die ACHE-Aktivität im Bereich der Muskulatur, die frei von aminergen Fasern ist, läßt darauf schließen, daß sie cholinerg erregt wird.

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Impulse transmission in Lineus sanguineus Rathke (Nemertini)II. The cholinergic nervous system

Summary With histochemical methods acetylcholinesterase (ACHE; the specifity of which was tested with eserine and iso-OMPA) was demonstrated within several tissues of Lineus sanguineus (Nemertini). The enzyme is mainly located in the central and in the peripheral nervous system (neurons, neuropileme, and nerve fibers). The epithelia of the frontal organs and of the lateral head folds, the cerebral organs, the musculature and the blood cells are ACHE-reactive, too. The distribution of the enzyme may indicate cholinergic neurotransmission.The results are discussed in view to the adrenergic nervous system of Lineus (Reutter, 1969). Possibly double innervated organs (i.e. the frontal organs) are stimulated cholinergically and are controlled aminergically. This will be in analogy to the parasympathetic-sympathetic system of vertebrates. The activity of ACHE within the musculature, where no aminergic nerve fibers are found, indicates its cholinergic stimulation.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopisch-cytochemischer Nachweis der Cytochromoxydase in den Mitochondrien normaler Meerschweinchenepidermis

Zusammenfassung Es wurde die Verteilung der Cytochromoxydase in der Leber der Maus und in der Meerschweinchenepidermis untersucht. Das kontrastreiche Reaktionsprodukt liegt vorwiegend zwischen der äußeren und inneren Mitochondrienmembran, weniger zwischen den beiden Membranen der Cristae mitochondriales. Die histochemisch nachweisbare Verminderung der Aktivität dieses Enzyms in den höheren Schichten der Epidermis ist auf die ständige Reduktion der Zahl der Mitochondrien und ihrer Cristae zurückzuführen.

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Ultrastructural localization of cytochrome oxidase in the mitochondria of normal guinea pig epidermis

Summary Cytochrome oxidase activity is demonstrated in the mitochondria of liver of mouse and epidermis of guinea pig. The reaction product is found mainly between outer and inner mitochondrial membranes, seldom in intracristate spaces. The histochemically demonstrated decrease in the activity of this enzyme in the upper layers of the epidermis is in our opinion a result of the continual reduction in the number of mitochondria and cristae mitochondriales.

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Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Herrn Prof. Dr. W. Vogell, Universität Konstanz, danken wir sehr für die Durchsicht des Manuskriptes.     

Über die Fluoreszenz der Spermatozoen im Nebenhoden des Kaninchens

Zusammenfassung In den Anfangsabschnitten des Nebenhodenganges geschlechtsreifer Kaninchenböcke zeigen die Spermatozoen im UV-Licht eine leuchtend grüne Eigenfluoreszenz. Diese Fluoreszenzerscheinung wird mit histochemischen, pharmakologischen und mikrospektrographischen Methoden untersucht. Dabei ergibt sich, daß die grünfluoreszierende Substanz thermolabil und ihre UV-Stabilität pH-abhängig ist. Durch eine Vorbehandlung der Tiere mit Reserpin wird die fluoreszierende Substanz nicht beeinflußt; außerdem ist sie unempfindlieh gegenüber Natriumborhydrid. Die Fluoreszenz kann daher nicht auf dem Vorhandensein von biogenen Catecholaminen beruhen. Wie enzymatische Untersuchungen zeigen, ist sie an die Anwesenheit von TPNH gebunden; denn nach Oxydation von TPNH verwandelt sich die Grünfluoreszenz in eine Rotfluoreszenz.

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Summary In the proximal part of the epididymis of adult rabbits the heads of the spermatozoa exhibit a brilliant green autofluorescence. It has been investigated by means of histochemical, pharmacological and microspectrographical methods. The results show that the green fluorescent substance is thermolabile. Its UV-stability is pH-dependant. Pretreatment of the animals with Reserpine does not influence the intensity of the fluorescence. The green fluorescence does not disappear after treatment of the tissue with sodiumborohydride. Therefore the fluorescence is not due to the presence of biogenic catecholamines. By means of enzymatic methods it is shown that the fluorescence is dependant on the presence of TPNH; after oxidation of TPNH the fluorescence changes from a bright green to a deep orange red.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch eine Sachbeihilfe der Joachim-Jungius-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Hamburg, an Prof. Fleischhauer.