Über den Peroxydasetransport im Darmepithel der Ratte

Zusammenfassung Bei Ratten tritt 3 min nach intravenöser Injektion von Peroxydase elektronenmikroskopisch ein entsprechendes Reaktionsprodukt im Kapillarlumen der Lamina propria des Dünndarms und an der Basalmembrangrenze der Saumepithelzellen auf. 5 min nach der Injektion finden sich im basalen Abschnitt des Darmepithels pinozytotische Bläschen mit dem Peroxydase-Reaktionsprodukt. — 10–30 min nach der Injektion erreichen die Partikel die apikalen Teile der Zelle. Sie dringen in den interzellulären Spalten bis zu den Haftplatten vor, erreichen jedoch nie das Darmlumen. Im Dünndarm existiert vermutlich auch ein der Resorption entgegengesetzter Saftstrom, der durch Peroxydase markiert werden kann.

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The transport of horseradish peroxidase in the epithelium of the small intestine

Summary In rats, 3 minutes after intravenous injection of peroxidase the reaction product can be observed electronmicroscopically in the lumina of the capillaries of the small intestine as well as at the border of the basement membrane of the epithelial border cells. Pinocytotic vesicles containing peroxidase particles occur in the basal portion of the epithelium of the small intestine 5 minutes after injection. 10–30 minutes later, the peroxidase reaches the apical region of the cell. The particles infiltrate into the intercellular spaces as far as the tight junctions but never reach the intestinal lumen. In the small intestine there probably exists a flow of fluid in opposite direction to the resorption, which can be marked by peroxidase.

     

Entstehung und Ultrastruktur der Biondi-Körper in den Plexus chorioidei des Menschen (Biopsiematerial)

Zusammenfassung Bei 50–60jährigen Menschen enthält das Plexusepithel Einschlüsse (Biondi-Körper), die als Zeichen einer Alterung gelten. Elektronenmikroskopisch bestehen sie aus einer fibrillären Komponente und verschiedenartigen tropfigen (Lipid) oder granulären (u.a. Lipofuszin) Strukturen. Nach Frühstadien solcher Komplexe wurde im Seitenventrikel-plexus (Biopsiematerial) 20–30 Jahre alter Personen gefahndet. In dieser Altersgruppe haben wir nur Lipidtropfen, Lysosomen, stark osmiophile Partikel und Konglomerate dieser Einschlüsse beobachtet; die für ältere Menschen charakteristischen Filamentbündel (Fasern) ließen sich bisher nicht nachweisen. Das Plexusepithel einer 54jährigen Frau war reich an verschiedenen Entwicklungsstadien fibrillärer Biondi-Strukturen. Aus 80–100 Å starken Filamenten bestehende Bündel können frei im Grundplasma der Plexuszelle liegen; ähnliche Filamente trifft man auch innerhalb von großen lysosomenartigen Körpern an. Solchen Fasern bzw. Lysosomenkomplexen lagern sich Lipidtropfen, kleinere elektronendichte Cytosomen und Lipofuszingranula an. Einzelne Filamente sind quergestreift, mit einer Periode von etwa 40–50 Å und globulären Untereinheiten (Durchmesser etwa 25 Å). Nach Färbung mit Kongorot sind die Biondi-Fasern stark doppelbrechend; ein Teil dieses Materials leuchtet grün, andere Faserstrukturen zeigen einen gelben Farbton. Diese Merkmale entsprechen den Strukturcharakteristika von Amyloidfasern. Auf den Amyloidcharakter der Biondi-Einschlüsse haben bereits Divry (1955) und Schwartz (1970) hingewiesen; immunbiologische Aspekte ihrer Entstehung sind zu diskutieren. Einzelne Biondi-Einschlüsse können auch in den Liquor cerebrospinalis austreten. Gebilde, die an die nichtfibrilläre Komponente der Biondi-Körper erinnern, wurden auch im Endothel und in den Pericyten der Plexusgefäße dargestellt.

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Formation and ultrastructure of Biondi bodies in the human choroid plexus (biopsy material)

Summary The choroid epithelium of 50–60-year old persons contains inclusions known as Biondi bodies. These inclusions have been presumed to be signs of aging. Electron microscopic studies have shown that mature Biondi bodies contain filaments, various droplets, and dense granular structures. The vesicular inclusions are identified as lipid droplets; lipofuscin pigment may be associated with lysosomes. In the present studies, in order to analyse the early stages of formation of Biondi bodies, we investigated biopsy material from 20–30-year old persons. In this age group, we observed lipid bodies, lysosomes, osmiophilic particles, and complexes of these structures, but not the filament bundles that were characteristically present in older persons. In a 54-year-old female, the choroid epithelium contained different forms and stages of Biondi fibers. Some groups of filaments of 80–100 Å mean diameter were seen in cytoplasm; others were located in large lysosome-like bodies. Both types of inclusions were associated with lipid droplets, small electron-dense cytosomes and lipofuscin pigment granules. Some filaments showed cross-striation with about 40–50 Å periodicity and globular subunits measuring about 25 Å in diameter. In sections stained with Congo red, the Biondi fibers were strongly birefringent and displayed green or yellow colors. These data are in agreement with the morphological and physical characteristics of human amyloid fibrils and filaments. It has been suggested by Divry (1955) and Schwartz (1970) that Biondi bodies contain amyloid deposits. Immunobiological aspects should therefore be considered in relation to the formation of Biondi bodies. Evidence has been found in our material that single Biondi bodies may be extruded into the cerebrospinal fluid. Further, structures resembling the vesicular and granular components of Biondi bodies were observed in the endothelium and pericytes of the choroid vessels.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

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

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

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

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

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

Eigenschaften des Elektronentransportsystems von Mitochondrien des Protisten Acanthamoeba castellanii Neff. II. Reinigung und Eigenschaften der NADH-Akzeptor-Oxydoreduktase des Elektronentransportsystems

ZUSAMMENFASSUNG. Es wird die Reinigung einer mitochondrialen NADH-Akzeptor-Oxydoreduktase (EC. 1.6.99.3) über folgende Stufen beschrieben: fraktionierte Ammonsulfatfällung, Chromatographie an DEAE-Cellulose und Molekularsiebchromatographie an Sephadex G 100. Das gewonnene Enzympräparat erwies sich als elektrophoretisch rein. Die Michaeliskonstante für NADH als einziges Substrat liegt bei 6,9 × 10⁻⁵ M NADH. Ein ebenfalls isoliertes extramitochondriales Enzym underscheidet sich vom intramitochondrialen in drei voneinander unabhängigen Eigenschaften: Substratspezifität, elektrophoretiche Mobilität, Molekulargewicht. Das isolierte intramitochondriale Enzym verhält sich gegenüber Atmungsketteninhibitoren ähnlich wie isolierte Mitochondrien.
SYNOPSIS. Mitochondrial NADH reductase (EC. 1.6.99.3) was isolated from Acanthamoeba castellanii by the following steps: fractionation by (NH₄)₂SO₄ precipitation, DEAE-cellulose chromatography, and chromatography on Sephadex G 100 columns. Purity of the enzyme preparation was demonstrated by electrophoresis. With NADH as the sole substrate, the K _m= 6.9 × 10⁻⁵ M NADH. Extramitochondrial enzyme, also isolated from the ameba, differed from the mitochondrial one in substrate specificity, electrophoretic mobility, and molecular weight. The mitochondrial NADH reductase and isolated mitochondria were affected in the same way by respiratory chain inhibtors.     

Optische Signale in der Coevolution von Pflanze und Tier

In den mannigfachen Wechselbeziehungen, die zwischen Pflanze und Tier bestehen, evolviert die Pflanze an das Tier gerichtete optische Signale vor allem im Bereich der Zoogamie und Zoochorie. Die Evolution solcher “Auslöser” kann vielfach als Imitation präexistierender Signale (Vorbilder) verstanden werden. Beispiele für eine solche “Mimikry” finden sich im Dienste der Samenverbreitung (“mimetic seeds”) und der Bestäubung. Vor allem aus letzterem Bereich werden die relativ wenigen Beispiele für Imitationen von Stamina und Pollen bei Pollenblumen, von Pilzstrukturen bei Pilzmückenblumen, von Beutetieren (Aphiden) oder Weibchenattrappen bei Orchideen zur Anlockung der Bestäuber vorgestellt. Ausführlicher begründet wird die These, daß zahlreiche Blütenmale (floral guides) als Kopien von Antheren, Stamina oder eines ganzen Androeceums evolviert wurden (Osche 1979). Die durch Flavonoide (als UV-Schutzpigment) schon bei Anemogamie vorgegebene Gelbfärbung des Pollen und der Antheren wird (gesteigert durch Carotinoide) als primäres Signal für Bestäuber eingesetzt. Da Blüten um Bestäuber konkurrieren und letztere die Blütenmuster lernen (Konditionierung), besteht ein Selektionsdruck auf Normierung gewisser “Merk”-male von Blüten, so daß die Ausbildung eines “Suchbildes” für Blüten möglich wird. Das in offenen Blüten sichtbar dargebotene Androeceum spielt dabei als “Signalmuster” eine entscheidende Rolle, auch in “Nektarblumen”. Für das gelbgefärbte (Antheren) und UV-absorbierende Androeceum wird in Anpassung an die Wahrnehmungsfähigkeit des Insektenauges im Laufe der Coevolution von Pflanze und Bestäuber ein möglichst kontrastierender “Hintergrund” durch die Färbung des Perianths geschaffen. Insekten haben für solche Farben offensichtlich coevolutiv gewisse erbliche Lerndispositionen entwickelt. Vor allem wenn in hochevolvierten Blütentypen das Androeceum im Inneren der Blüte verborgen wird, werden “Blütenmale” entwickelt, die als Antheren-, Stamina-, oder Androeceum-“Kopien” (Attrappen) die Signalwirkung der Vorbilder ersetzen. In manchen Fällen läßt sich die Substitution der echten Stamina (oder Antheren) durch kopierende Muster bei nahe verwandten Arten direkt demonstrieren. Ein Vergleich zeigt, daß Antheren-und Staminaattrappen ihren Vorbildern in unterschiedlichem Ausmaß gleichen. Neben flachen Imitationsmustern von Antheren und Stamina gibt es halbplastische “Reliefe” und vollplastische Attrappen. Dabei kann es auch zur “Reizsummation” und zur Ausbildung “übernormaler Auslöser” kommen. Antheren-, Stamina- und Androeceum-imitierende Blütenmale sind selbst innerhalb engerer Verwandtschaftskreise (Familien und Gattungen) mehrfach unabhängig und auf unterschiedlicher morphologischer Grundlage (“prinzip-konvergent”) entstanden. Das zeigt, wie stark der Selektionsdruck auf Signalnormierung wirkte, aber auch, daß die zu diesen Blütenmalen führenden Evolutionsschritte relativ spät (nach der Differenzierung der Gattungen) vollzogen wurden. Die Evolution der Maskenblüte mit völlig verschlossener Blütenröhre ist mehrfach konvergent durch fortschreitende Übernormierung halbplastischer “Antherenattrappen” entstanden. Abschließend werden Beispiele vorgeführt, in denen Tiere von Pflanzen entwickelte Signale (Blüten, Früchte) entweder direkt oder als Signalkopien im Dienste der Kommunikation einsetzen.     

Zur systematischen Stellung der GattungProckia: Karyologie und Epidermisskulptur im Vergleich zuFlacourtia (Flacourtiaceae),Grewia (Tiliaceae) und verwandten Gattungen

Detailed analyses of karyology and leaf morphology do not support relationships betweenFlacourtiaceae andTiliaceae. In spite of different chromosome numbers,Prockia (2n = 18),Flacourtia (2n = 22) andRawsonia (2n = 22) are very similar in karyomorphology, indicating a certain karyological uniformity withinFlacourtiaceae. Lacistema (2n = ca. 62) appears more isolated. On the other hand, theTiliaceae Grewia (2n = 18) andLuhea (2n = 36) have much in common and differ remarkably from the Flacourtiaceous genera. The salicoid leaf-teeth ofProckia are also found inIdesia, but never inTiliaceae. Epidermis ultrastructure reveals certain relationships betweenProckia andFlacourtia in contrast to the strongly differingGrewia. Idesia has a rare und unique epidermis sculpture. — Basic chromosome numbers and chromosomal evolution within theFlacourtiaceae are discussed.

     

Untersuchungen zur Veränderung der Unkrautflora bei mehrmaligem Getreidenachbau auf einer Tonschwarzerde des Thüringer Beckens

The latent effects of precocenes I and II (PI and PH) and juvenile hormone I (JHI) when topically applied to the last three instars of Spodoptera littoralis (Boisd.) larvae have been studied. Application of both PI or PII resulted in morphogenetic abnormalities resemble some effects induced by administration of JHI, e.g., larval‐pupal intermediate, partial or severe cases of untanned pupae and imperfect moths. In PII‐treatments, the effect was instar‐dose‐dependent. The intermediate dose (55 μg) was more effective on S. littoralis larvae than other doses. The effectiveness of both doses of 40 or 70 μg in production of deformed larvae and pupae decreased when applied as repeated doses instead of single ones. In Pi‐treatments, the lower dose (25 μg) was more harmful to Spodoptera larvae than the higher dose (70 μg). Repeated application by either lower or higher doses did not enhance the production of imperfect insects. Application of JHI induced symptoms ranging from supernumerary instars, larval‐pupal intermediate, untanned pupae and deformed adults. The effect was dose‐dependent. In all tested compounds, there apparently was a latent or delayed effects. Although the insects were treated while they were larvae the complete effects were not apparent until after the insect had become a pupa or an adult. More efforts will be needed to understand how does precocene interferes with the process of tanning or sclerotization?     

Beschreibung und Durchführung der Impfaktion bei Zoovögeln im Zoo am Meer Bremerhaven gegen Aviäre Influenza, hervorgerufen durch das Virus H5N1

The avian influenza A virus (H5N1), which causes the bird flu is latently present in populations of wild birds. The Bremerhaven Zoo is subject to an especially high infection risk owing to its close proximity to the North Sea coast and to resting places of birds. As an alternative to drastically killing all birds in an event of infection, a vaccination campaign was initiated in May 2006 as part of the “Program of the Federal Republic of Germany for the Vaccination of Birds in Zoos against Bird Flu”. The campaign is carried out in cooperation with the responsible authorities. This required formal approval of the authorities was subject to multiple conditions, the fulfilment of which required a large logistic effort. Some issues remained unresolved after the campaign had been completed. It is unclear, for instance, whether or not the applied inoculation is sufficient to immunize infected zoo birds and in which time intervals the vaccination has to be repeated in the future. The legal basis for the handing over of inoculated zoo birds to other institutions is published in the Federal Gazette.     

Loss of tight junction barrier function and its role in cancer metastasis

As the most apical structure between epithelial and endothelial cells, tight junctions (TJ) are well known as functioning as a control for the paracellular diffusion of ions and certain molecules. It has however, become increasingly apparent that the TJ has a vital role in maintaining cell to cell integrity and that the loss of cohesion of the structure can lead to invasion and thus metastasis of cancer cells. This article will present data showing how modulation of expression of TJ molecules results in key changes in TJ barrier function leading to the successful metastasis of a number of different cancer types.