Untersuchungen zur Morphologie und Elektrophysiologie des Seitenlinienorgans vom Krallenfrosch (Xenopus laevis Daudin)

Zusammenfassung Eine Seitenorgangruppe von Xenopus besteht aus 2–12 Sinnesknospen. Eine Sinnesknospe ist aus Mantel-, Stütz- und Sinneszellen aufgebaut. Jede Sinneszelle trägt ein etwa 40 langes Sinneshaar.Die Sinneshaare sind von einer etwa 100 langen fahnenförmigen Cupula umgeben.In einer Sinnesknospe gibt es zwei Typen Sinneszellen, die spiegelbildlichen Feinbau zeigen. Jeder Typ wird sehr wahrscheinlich von einer der beiden 8–18 dicken afferenten Nervenfasern innerviert.Die dünnen Nervenfasern geben weder in der Ruhe noch bei Reizung der Sinneszellen Impulse ab. Vermutlich handelt es sich um efferente Bahnen.Es wird ein Strömungsapparat beschrieben, der es gestattet, ein Seitenorgan von Xenopus mit einer konstanten, laminaren Wasserströmung zu reizen.Eine Organgruppe hat eine mehr oder minder steile Richtcharakteristik: Durch einen Wasserstrom rechtwinklig zur Organgruppe, parallel zu der Breitseite der Cupula, werden die Sinneszellen der einen Nervenfaser maximal gereizt, die der anderen maximal gehemmt. Bei entgegengesetzter Anströmung verhalten sich die Fasern umgekehrt.Die Impulsfrequenz einer Nervenfaser ist bei gleichen, niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten eine annähernd sinusförmige Funktion des Anströmungswinkels.Die Impulsfrequenz einer Nervenfaser bei Beginn eines Reizes ist proportional dem Logarithmus der Strömungsgeschwindigkeit.Die Mechanik der Cupula-Ablenkung wird diskutiert.     

Die Schwellen der Hemmung der Nucleinsäuresynthese und der Teilung durch Actinomycin bei Tetrahymena pyriformis

Zusammenfassung An synchronen Kulturen von Tetrahymena pyriformis Stamm HSM, die man durch Auswählen von Tieren gleichen Teilungsstadiums erhält, wurde die Wirkung unterschiedlicher Konzentrationen von Actinomycin auf verschiedene Vorgänge des Teilungszyklus untersucht. 0,1 g Actinomycin/ml Medium und geringere Konzentrationen haben keinen deutlichen Effekt auf die RNS-Synthese (Auszählung von Silberkörnern in der Autoradiographie). Bei höheren Konzentrationen bis zu 3 g/ml wird die RNS-Synthese bis auf ca. 10 % unterdrückt. Die Stärke der Hemmung ist konzentrationsabhängig. 0,5 g/ml hemmt die Zellteilung völlig, wenn der Hemmstoff spätestens 70 min vor der nächsten Zellteilung gegeben ist. Bei diesen Konzentrationen ist die DNS-Synthese im Makronucleus noch möglich. Diese wird vielmehr erst durch 5 g/ml vollständig gehemmt. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß die Teilung von der RNS-Synthese abhängig ist, während für eine direkte Abhängigkeit der DNS-Synthese von der Nachlieferung von RNS keine Anzeichen vorliegen.

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Summary The effect of different concentrations of actinomycin on division, RNA synthesis, and DNA synthesis was studied in synchronous cultures of Tetrahymena pyriformis strain HSM. Synchronous cultures were obtained by selecting cells which were all in the same division phase. 0,1 g actinomycin per ml of medium and lower concentrations reveal no significant effect on RNA synthesis as shown by counting silver grains over the macronucleus after application of H³-uridine. Higher concentrations up to 3 g/ml inhibit RNA synthesis to 10 % of the normal intensity. Cell division is blocked completly by 0,5 g/ml, provided the inhibitor is given not later than 70 min prior to the next division. This concentration however is not sufficient to block DNA synthesis. The minimum concentration for complete suppression of DNA synthesis is 5 g/ml. These results demonstrate that cell division is depending on RNA synthesis while there are no indications that the synthesis of DNA depends directly on the production of RNA.

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Unterstützt durch Sachbeihilfen der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

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Ich danke Frl. M. Sippel für wertvolle Mitarbeit, Herrn Dr. D. M. Prescott, Denver, Colorado, USA, für kritische Durchsicht des Manuskripts.     

Der praecorneale Glykosaminoglykan-Film beim Haushuhn

Summary The anterior cornea epithelium of the house-hen consists of 5 layers. The outermost layer has a villus border. The 0.2 long microvilli are 0.04–0.05 thick and are not more than 0.1 apart. A film of ruthenium red stainable glycosamine Glycans of 0.26–0.3 thickness lies on the free surface. The microvilli protrude into this film. This film is responsible for the reflecting shine of the cornea. The tear secretion can be kept at a low level as a part of the fluid is bound to the acid mucopolysaccharides. The molecules for this film are probably synthesized in the outermost cell layer.

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Der praecorneale Glykosaminoglykan-Film beim Haushuhn

Zusammenfassung Das vordere Corneaepithel des Haushuhnes besteht aus 5 Schichten. Die oberflächlichste Lage hat einen Zottenbesatz. Die 0,2 langen Mikrovilli haben eine Dicke von 0,04–0,05 und einen Abstand von höchstens 0,1 voneinander. Auf der freien Oberfläche liegt ein mit Rutheniumrot anfärbbarer Film von Glykosaminoglykanen von 0,26–0,3 Dicke. Die Mikrovilli ragen in diesen Film hinein. Dieser Film ist für den spiegelnden Glanz der Cornea verantwortlich. Die Tränensekretion kann sehr gering sein, weil ein Teil der Flüssigkeit an die sauren Mukopolysaccharide gebunden ist. Die Moleküle dieses Films werden wahrscheinlich in der oberen Zellage synthetisiert.

     

Zur Feinstruktur der Elektrozeptorepidermis der Mormyridae (Teleostei,Pisces)

Zusammenfassung Die schwachelektrischen Mormyridae haben eine dreischichtige Epidermis, deren innere Schicht aus nur etwa 0,22 m dicken sechseckigen Zellen von ca. 60 m Durchmesser besteht. Die etwa 2 m dicken, linsenförmigen Kerne von 7,6 m Durchmesser liegen am Zellrand. Die Zellen sind zu Säulen aufgeschichtet. Ihr Rand ist ausgezackt und dort, wo er die Säulengrenze erreicht, auf etwa 0,34 m verdickt. In der Nähe der Säulengrenzen sind die Zellen über Desmosomen mit den Nachbarn in der eigenen und in der angrenzenden Säule verbunden. Diese Epidermisschicht ist auf die Körperpartien beschränkt, in denen auch Elektrorezeptoren ausgebildet sind.Die beiden anderen Epidermisschichten haben den üblichen Aufbau einer Fischepidermis, abgesehen vom Fehlen der Becherzellen.

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Ultrastructure of the electroceptor epidermis of the Mormyridae (Teleostei, Pisces)

Summary The weakly electric fish of the family Mormyridae have a three layered epidermis, with a medium layer consisting of hexagonal cells of only 0.22 m in thickness and about 60 m in diameter. The lens-shaped nuclei are about 2 m thick and 7.6 m in diameter and are situated near the border of the cells. The cells are piled up to hexagonal columns. Their margin is serrate and where it reaches the boundary of the column, it has a thickness of about 0.34 m. Close to the boundaries of the columns, the cells are linked to their neighbours within the column and of the adjoining column by desmosomes. This layer of the epidermis is confined to those regions of the body surface which also contain electroreceptors.The other layers of the epidermis have a structure as usual in fish, except for the lack of goblet cells.

     

Über die Ausmessung glatter Muskelfasern zur Feststellung ihres Kontraktionszustandes

Zusammenfassung Zur Feststellung des Kontraktionszustandes glatter Muskelfasern werden sehr viele Querschnitte im Gefrierschnittpräparat ausgemessen. Die Messung wird an Zeichnungen in tausendfacher Vergrößerung vorgenommen, die mit einem Zeichenprisma erhalten werden. Der genaue Kontraktionszustand kann nur dann einwandfrei festgestellt werden, wenn die gesamte Variationsbreite der Muskelfasern in verschiedenen Kontraktionszuständen bekannt ist. Darüber gibt die mittlere Dicke der herausgezeichneten Muskelfasern Auskunft. Es ist darauf zu achten, daß immer der kleinste Durchmesser einer Faser gemessen wird. Die mittlere Dicke bei völlig erschlafften Muskelfasern des Kaninchendünndarms beträgt 2,1, bei mäßiger Kontraktion 3,4. Für die grobe Orientierung kann ein Vergleich der Anzahl der vorhandenen Fasern mit der Fläche, die sie einnehmen, dienen. Ebenso kann die Zahl der Muskelfasern mit der Zahl der angeschnittenen Kerne verglichen werden. Beim Kaninchendünndarm entfallen bei maximaler Erschlaffung 11 Querschnitte auf 100 ², und auf einen sichtbaren Kern kommen 12 Fasern. In kontrahiertem Zustand werden 3,5 Fasern auf 100 ² gezählt und 4 Fasern kommen auf einen Kern.Paraffinschnitte eignen sich nicht für die statistische Auswertung der durchschnittlichen Faserdicke.Herrn Prof. Dr. S. Janssen zum 65. Geburtstag.     

Die Steigerung der durch Phytochrom bewirkten Anthocyansynthese des Senfkeimlings (Sinapis alba L.) durch Chloramphenicol

Zusammenfassung Chloramphenicol (CAP) steigert in einem gewissen Konzentrationsbereich (etwa 20–40 g/ml) die durch Dunkelrot (DR) ausgelöste Anthocyansynthese des Senfkeimlings. Die lag-Phase sowie der Zeitpunkt der Beendigung der Anthocyansynthese werden durch das Antibioticum nicht beeinflußt. Mit und ohne CAP beobachtet man bei allen untersuchten DR-Intensitäten eine konstante Akkumulationsrate an Anthocyan über einen Zeitraum von mindestens 24 Std. —Die Steigerung der Akkumulationsrate durch CAP (20 g/ml) liegt stets im Bereich von 25%, auch wenn die DR-Intensität auf die Hälfte oder ein Viertel gesenkt wird (Wirkung des CAP=25% · Wirkung des DR). Man kann daraus formal schließen, daß CAP und DR unabhängig voneinander die Anthocyansynthese beeinflussen. Molekular läßt sich der Sachverhalt folgendermaßen deuten: CAP hemmt bei einer Konzentration von 20 g/ml die Proteinsynthese der Plastiden. Dadurch wird der Phenylalanin-pool in den Kotyledonen erhöht. Da diese geringe CAP-Konzentration die cytoplasmatische Proteinsynthese noch nicht hemmt, kann die Anthocyansynthese ungestört ablaufen. Da Phenylalanin als eine Vorstufe der Flavonoidsynthese fungiert, führt das erhöhte Angebot an dieser Substanz zu einer Steigerung der Anthocyansynthese.

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The increase of phytochrome-mediated anthocyanin synthesis in the mustard seedling (Sinapis alba L.) by chloramphenicol

Summary Chloramphenicol (CAP) within a certain range of concentration (about 20–30g/ml) increases the rate of far-red mediated anthocyanin accumulation in the mustard seedling (Sinapis alba L.) (Fig. 1). The lag-phase after the onset of far-red and the time of termination of anthocyanin synthesis are not influenced by the presence of the antibiotic (Fig. 2). With and without CAP we observe a constant rate of anthocyanin accumulation over a period of at least 24 hours after the lag-phase at all far-red intensities investigated (Fig. 2). The percentage increase of the rate of anthocyanin accumulation which is due to CAP (20 g/ml) is independent of the far-red intensity applied and always amounts to about 25% (Table). Formally one can conclude that CAP and far-red seem to act as two independent factors in a multiplicative system. On the molecular level the observations can possibly be explained as follows: CAP at a concentration of 20 g/ml inhibits protein synthesis of the plastids. This inhibition leads to an increase of the pool of phenylalanine in the cotyledons. Because the small concentration of CAP does not interfere with protein synthesis (enzyme synthesis) in the cytoplasm, far-red mediated anthocyanin synthesis can proceed normally. Since phenylalanine acts as a precursor of flavonoids the increased pool of this substance will lead to an increase in the rate of anthocyanin accumulation.

     

Über die Primärwindungen menschlicher Chromosomen

Zusammenfassung In Routinepräparat befinden sich 70–80% der Chromosomensätze im Stadium der Metaphase. Die Zahl der Coils pro Chromosom ist konstant. Nach Zählung der Windungen kann danach karyotypiert werden. Die Zahl der Windungen bei Prophasechromosomen ist größer, die der Anaphasechromosomen kleiner. Die Ganghöhe ist in diesen drei untersuchten Stadien der Mitose konstant=0,55 (±0,15 ).

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The primary coils of human chromosomes

Summary In a routine chromosome preparation 70–80% of chromosome sets are at the stage of metaphase. The number of coils per chromosome is constant. Karyotyping is possible on the basis of the number of primary coils. There are more primary coils in chromosomes at the stage of prophase and less in chromosomes in anaphase. The pitch is constant in all three stages of mitosis examined=0.55 (±0.15 ).

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am gesunden und kariösen Dentin mit Hilfe der Abdruckmethode und der Schnittmethode an kompakter,nichtentmineralisierter Substanz

Zusammenfassung Um zur Klärung der Frage nach der Struktur der Dentingrundsubstanz und der Hofbezirke um die Dentinkanälchen beizutragen, wurden Abdrücke und Schnitte von nicht entmineralisierter Dentinsubstanz angefertigt. Auf Abdruckbildern polierter Anschliff-Flächen hebt sich der Hofbezirk durch eine glattere Oberfläche von der übrigen Dentingrundsubstanz deutlich ab. Daraus kann man schließen, daß er aus noch kleineren Bauelementen als die Dentinmatrix besteht und ein dichtes, festes Gefüge bildet. Die Dentinmatrix erscheint im Abdruck körnig. Die Schnittbilder von nicht entmineralisiertem Dentin gestatten einen tieferen Einblick in die Struktur. Im Bereich der Dentinmatrix wurden Hydroxylapatitkristallite beobachtet (Querdurchmesser 15–30 m), die oft Kollagenfasern in ihrer Längsrichtung parallel laufen. Die Kollagenfasern sind meist in kurze, fibrilläre Grundelemente mit einem Querdurchmesser im Bereich von 6–12 m ausgefasert. Die orientierte Zusammenlagerung der Kristallite und Fasergrundelemente läßt auf epitaktische Verknüpfung schließen, wie sie schon von Perdok vorausberechnet wurde.Schnittbilder von kariösem Dentin zeigen, daß sich die Karies im wesentlichen in einer Desorientierung der Kristallite und Fasern unter Auflösung der Bauelemente äußert. Ferner wurden zuweilen rhomboedrisch aussehende Karieskristallite beobachtet, die den von Hayek bei Kristallisationsversuchen gefundenen Phosphatkristallen der Formel Ca HPO₄ weitgehend ähneln. Offenbar wird dieses Phosphat bei der Karies gebildet.     

La question de la sensibilité des Abeilles A l'ultra-violet

Zusammenfassung Es wurde die Reaktion von Bienen auf monochromatische Lichter und variabler Intensität im Spektrum von 300 bis 665 m untersucht. Das Spaltbild eines Spektrographen wurde auf die Wand einer Versuchskammer vergrössert abgebildet. Als Test der Reaktion wurde die Zahl der Bienen genommen die während einer vorgegebenen Zeit auf das Spaltbild zugehen und ihm entlanglaufen.Dabei ergaben sich folgende Resultate: 1) Eine lineare Abhängigkeit zwischen der Reaktionszahl und dem Logarithmus der verwendeten Spektralenergie für alle verwendeten monochromatischen Lichter. 2) Eine spektrale Empfindlichkeitskurve mit zwei Maxima bei 550 und bei 365 m. Das Letztere ist etwa doppelt so intensif wie das im Sichtbaren.Die gefundenen Resultate bestätigen z. Teil die Resultate Bertholf's und ergänzen sie. Es konnte gezeigt werden, warum bei Sander das Max. bei 365 m nicht auftritt.Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dassApis mellifica keinerlei Lichthautsinn besitzt.     

Der submikroskopische Bau der Grana in den Chloroplasten vonSpinacia oleracea L.

Zusammenfassung Die Grana der ausdifferenzierten Chloroplasten des Spinats stellen in Profilansicht eine dichte seriale Folge von Grana- und Stromamembranen in unterschiedlichem Wechsel unter Ausbildung spezifischer Kontaktzonen dar (vgl. Schemata). Im Vergleich zu den Granamembranen zeigen die Stromamembraen eine größere morphologische Plastizität und eine zahlenmäßig stärkere Beteiligung am Granaaufbau. In Erweiterung der bisherigen Vorstellungen können Stromamembranen am Rande eines Granastapels wie Granamembranen enden. Diese werden als nicht durchgehende Stromamembranen von den bekannten durchgehenden unterschieden. Aus den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten der Membrantypen. die im einzelnen charakterisiert werden, erklären sich die Besonderheiten im morphologischen Aspekt der Grana. Außer in den typischen Grana treten im Intergranabereich Membranen unter Ausbildung kontrastreicher Kontaktzonen zusammen.Das häufige Vorkommen nicht durchgehender Stromamembranen schränkt die Zahl flächenmäßig weiter ausgedehnter Stromamembranen ein und führt zu neuen Aspekten über den räumlichen Bau des Membrankörpers (=Lamellarsystem) im Chloroplasten. Die verschiedenen Methoden der Strukturanalyse an Chloroplasten werden verglichen und die jeweils erreichten Ergebnisse kritisch gegenübergestellt.     

Die Wirkung verschiedener Spurenelemente auf Wachstum,Reproduktion und Symbionten von Neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae,Homoptera, Insecta) bei künstlicher Ernährung

Zusammenfassung 1. Eine Methode wird beschrieben, siebröhrensaugende Aphiden an einem vollsynthetischen, sterilen Medium über mindestens 10 Generationen zu züchten, was die permanente Trennung eines obligaten Parasiten von seinem pflanzlichen Wirt ermöglicht. 2. Fehlen Eisen, Zink, Mangan, Kupfer und Calcium in der Nahrung, dann ist die Reproduktion der I. Generation sehr stark reduziert und die zweite bleibt steril. 3. Durch Einzelzusatz der Elemente zur Nahrung werden die für optimales Wachstum der Aphiden erforderlichen Konzentrationen mit 460 g Pe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca und 100 g Cu pro 100 ml Medium ermittelt. 4. Zusatz von Eisen und Zink verdreifacht die Gewichtszunahme der Aphiden in der 1. Generation und hebt die Reproduktionsrate beträchtlich. Pehlen beide, so ist spätestens die 3. Generation steril. 5. Manganmangel verringert erst in der 2. Generation Wachstum und Fertilität und ruft schließlich in der vierten Sterilität hervor. Zwischen Zink und Mangan besteht eine synergistische Wirkung. 6. Pehlen von Calcium bedingt zunehmend geringeres Wachstum der Aphiden von der 1. bis zur 3. Generation, stark reduzierte Pertilität in der 2. und Abgabe nicht lebensfähiger Larven in der 3. Generation. Calcium wirkt antagonistisch gegenüber Zink und Mangan. 7. Ohne Kupfer in der Nahrung ist den Tieren eine Reproduktion nur bis zur 5. Generation möglich. Das Wachstum nimmt dabei von der 2. bis zur 5. Generation kontinuierlich ab. 8. Mit Pe, Zn, Mn, Cu und Ca im Medium erreichen die Aphiden der 1. Generation gleiche Körpergewichte und Reproduktionsraten wie an Vicia faba ernährte. In der 2. Generation am Medium sind Wachstum und Pertilität um 10% reduziert, bleiben dann aber bis zur zehnten konstant. 9. Bei Ernährung der Aphiden ohne Spurenelemente degenerieren ihre Symbionten. Die Mycetocyten der Tiere der 2. Generation sind dann frei von Symbionten. 10. Die Symbionten reagieren auf Zugabe von Spurenelementen zur Nahrung ihres Wirtes. Durch stufenweise Zugabe der einzelnen Elemente wird der Symbiontenzerfall zeitlich verzögert. So sind Eisen und Zink für einen normalen Symbiontenbestand der 2. Generation erforderlich. Erst bei Anwesenheit aller Elemente verändern sich die Symbionten nicht mehr. Sie gleichen auch in der 10. künstlich ernährten Generation denen natürlich ernährter Aphiden völlig.

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The effect of some trace elements on growth, reproduction, and symbionts of artificially fed neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae, homoptera, insecta)

Summary 1. A method is described for rearing a sieve tube sucking aphid, N. circumflexus, for at least 10 generations on a totally synthetic, sterile diet. 2. Without addition of iron, zinc, manganese, copper, and calcium to the diet the reproduction of first generation aphids is greatly reduced. Second generation aphids are sterile. 3. Adding the trace elements individually, concentrations for optimal growth of first generation aphids were determined with: 460 g Fe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca, and 100 g Cu (per 100 ml diet). 4. Addition of iron and zinc to the food increased aphid weights three times and reproduction rates considerably. Lack of both caused total sterility in the third generation. 5. Omission of manganese decreased growth and reproduction of the aphids in the second generation, and caused sterility in the fourth. Zinc acts as a Synergist to manganese. 6. Deprivation of calcium reduced aphid growth more and more from the first to the third generation. The fertility in the second generation was considerably decreased and malformed larvae deposited in the third. Calcium acts as an antagonist to zinc and manganese. 7. A deficiency of copper became apparent in the second generation, causing reduced growth and fertility from this to the fifth generation up to total sterility in the sixth. 8. If all trace metals are included in the diet growth and reproduction of first generation aphids are equal to those on Vicia faba. Both is reduced to 90% in second generation aphids on the diet, but remaining constant in all subsequent generations. 9. The intracellular symbionts of aphids fed on diets lacking trace elements show typical degenerations. Finally, the mycetocytes of second generation aphids are free of symbionts. 10. The microorganisms show a reaction on the addition of trace metals to the aphids food. The degeneration is delayed by gradually adding individual metals. For example, iron and zinc are necessary for maintaining a normal supply of symbionts in second generation aphids. If all elements are added to the diet, no alterations occur. Then, the supply of symbionts of tenth generation aphids on the diet is the same like that of naturally fed aphids.

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Frau U. Schlauss danke ich für wertvolle Hilfe bei der Durchführung der Versuche.     

The influence of penetration, distribution, sorption and decomposition on the poisoning of the cockroach Periplaneta americana treated topically with diazoxon

Microchemical techniques were used to assess the rate of penetration of diazoxon into the American cockroach Periplaneta americana L. by measuring loss from the surface of the cuticle after topical application. By similar methods the proportions of the amount entering which were decomposed, absorbed by the tissues, or circulating in the haemolymph were also estimated. About three-quarters of an LD₉₀ of diazoxon (2.6 g) applied to the metathoracic sternum of adult male cockroaches had penetrated the cuticle 2 hr after treatment. The maximum concentration within the cockroach, reached about 1 hour after treatment, was 2.4 M, but two-fifths of this is sorbed on solids, leaving 1.4 M in the total body fluids. The maximum concentration in the haemolymph occurred 1 1/2 hr. after treatment and ranged from 0.9 to 3.4 M, with a median value of 1.8 M. The close relationship between concentration in haemolymph and in total body fluids suggests that they are in approximate equilibrium.An independent estimate of the concentration of diazoxon in the haemolymph of cockroaches treated with an LD₉₀ of the insecticide, made by means of an electrophysiological technique, agreed well with the values obtained from the chemical assay. The maximum concentrations (0.6–1.0 M) was found 1–2 hr. after treatment, when irreversible damage to the nervous system first occurred.The close agreement between the chemical and biological estimates suggests that diazoxon invades the nerve cord from the haemolymph, and that it acts directly, rather than as a metabolite or by the release of a neuroactive material.

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Zusammenfassung Um die Eindringgeschwindigkeit von Diazoxon in die Amerikanische Küchenschabe Periplaneta americana festzustellen, wurden mikrochemische Verfahren benutzt, indem nach örtlicher Aufbringung das Verschwinden von der Oberfläche der Kutikula gemessen wurde. Mit ähnlichen Methoden wurden auch die Anteile der eingedrungenen Menge abgeschätzt, die abgebaut oder von den Geweben absorbiert wurden oder in der Haemolymphe zirkulieren. Das Eindringen von Diazoxon, das auf dem Sternum des Metathorax erwachsener Küchenschaben-Männchen aufgetragen wurde, ist der vergangenen Zeit proportional, und über 3/4 einer LD₉₀ (2,6 g) ist nach 2 Stunden eingedrungen. Die Menge im Insekt wächst eine Stunde nach der Applikation auf etwa 1/5 der angewendeten Dosis und nimmt nach 2 Stunden auf etwa 1/12 ab. Etwa 2/5 der eingedrungenen Menge wird an ungelöste Stoffe gebunden, und in Anbetracht dessen wurde für die maximal erreichte Konzentration in der gesamten Körperflüssigkeit 1,4 M berechnet, was etwa 1/8 der angewandten Dosis entspricht. Die Zeit-Konzentrations-Kurve des Diazoxons in der Haemolymphe einzelner Küchenschaben, die mit einer LD₉₀ behandelt worden waren, hatte einen ähnlichen Verlauf wie die für das gesamte Diazoxon; die Konzentration erreichte ein Maximum 1 1/2 Stunden nach der Behandlung, wobei es von 0,9 bis 3,4 M mit einem Median wert von 1,8 M schwankte. Die enge Beziehung zwischen der Konzentration in der Haemolymphe und in der gesamten Körperflüssigkeit machte es wahrscheinlich, daß sie annähernd im Gleichgewicht miteinander stehen.Bei der Bespülung von Küchenschaben-Ganglien in vitro mit einer Reihe von Diazoxon-Konzentrationen in Kochsalzlösung unter Beobachtung der Vergiftungssymptome in den Metathorax-Ganglien mit elektrophysiologischen Methoden wurde eine Kurve aufgestellt über die Beziehungen der Diazoxon-Konzentration zu der Zeit, die erforderlich ist, um irreversible Schäden der Nervenfunktion hervorzurufen. Unter Anwendung der gleichen Methoden bei der Beobachtung des Verhaltens der Ganglien in Küchenschaben, die zu bekannter Zeit vorher mit LD₉₀s von Diazoxon örtlich behandelt worden waren, konnte von der Kurve die Diazoxon-Konzentration in der Haemolymphe abgeschätzt werden, wann die Ganglien irreversibel geschädigt wurden. Irreversible Schädigung trat erst 1–2 Stunden nach der Anwendung mit einer LD₉₀ auf, und die Konzentration, die zur Erzeugung des gleichen Vergiftungsstadiums in freigelegten Ganglien in vitro in der gleichen Zeit erforderlich war (0,6–1,0 M), ähnelt eher der mittleren Konzentration (1,8 M), die durch chemische Prüfung in der Haemolymphe ähnlich behandelter Schaben gefunden wurde. Daraus folgt, daß Diazoxon von der Haemolymphe aus in die Ganglien eindringt, und daß es eher direkt wirkt statt als Umwandlungsprodukt oder durch die Entbindung eines neuroaktiven Stoffes.

     

Über das Aktionsspektrum der phototaktischen Reaktionen von Euglena

Zusammenfassung Bei Euglena gracilis zeigt das Aktionsspektrum der positiv-phototaktischen Reaktion, gemessen an Reizstärken, die eben über der Schwelle liegen, ein Hauptmaximum bei etwa 490–500 m, ein Nebenmaximum wurde bei etwa 415–430 m gefunden.Das Aktionsspektrum für die negativ-phototaktische Reaktion, gemessen an den Reizstärken, die eben über der Schwelle für diesen Reaktionstyp liegen, hat sein Hauptmaximum bei etwa 415 m; es stimmt ungefähr mit dem eben erwähnten Nebenmaximum der positivphototaktischen Reaktion überein.Die Empfindlichkeitsgrenze zum Langwelligen liegt für beide Reaktionstypen bei etwa 550 m.Die Befunde legen folgende Deutung nahe: Die negativ-phototaktische Reaktion erfolgt ohne Mitwirkung des Stigmas rein phobisch. Die positiv-phototaktische Reaktion ist an die gleiche strahlungsabsorbierende Substanz gebunden wie die negative, für sie ist dabei aber eine periodische Verdunkelung dieser Photoreceptorsubstanz durch die photochemisch nicht wirksamen Carotinoide des Stigmas erforderlich. Wo diese Verdunkelung wegen geringer Absorption der Stigma-Carotinoide (etwa bei 400 m) nicht möglich ist, kann nur die negative (phobotaktische) Reaktion entstehen. Wo umgekehrt zwar das Stigma absorbiert (etwa zwischen 550–600 m), nicht aber die lichtempfindliche Substanz des Photoreceptors, sind beide Reaktionen ausgeschlossen.     

Eine Ultrastruktur in der Zellwand der Innenepidermis der Zwiebelschuppe vonAllium cepa — Ektodesmen?

Zusammenfassung An Tangentialschnitten nahe der Epidermisaußenwand trat nach KMnO₄-Fixierung in manchen Bereichen der Zellwände eine sehr deutliche porenartige Ultrastruktur in Erscheinung. Der Durchmesser der rundlichen Poren variiert von etwa 10 nm bis etwa 0,1. Es wird wahrscheinlich gemacht, daß es sich um die den Ektodesmen der Zwiebelschuppen-Innenepidermis (Franke 1961) zugrunde liegende submikroskopische Struktur (Subektodesmen) handelt.     

The interaction between organophosphorus insecticides and esterases in homogenates of organophosphate susceptible and resistant houseflies

Housefly homogenates contain different esterases, which compete for added organophosphates. Among these the cholinesterase and an ali-esterase rank first. If small amounts of organophosphate are added, the final result of the competition depends on the amounts of the esterases present and their reaction rates. The bimolecular rate constants (Table I) show that the ali-esterase is a powerful competitor of the cholinesterase for DDVP, paraoxon and diazoxon. Accordingly it was found that removal of the ali-esterase by denaturation (AD-treatment) strongly enhances the inhibition of the cholinesterase by these three compounds (Tables II, III and IV; Figs 1, 2 and 3), but not by tetram and QAT.In homogenates of organophosphate resistant flies, which as previously shown contain much less ali-esterase, cholinesterase inhibition was generally much stronger than in susceptible homogenates (Table IV: Figs 1, 2 and 3). It seemed difficult to reconcile these findings with previous observations showing that low ali-esterase activity and resistance are closely connected. Further studies, however, showed that resistant flies contain a modified ali-esterase which has the capacity of degrading the organophosphates (P=O compounds) to which resistance has developed. The change of the ali-esterase (in susceptible flies) into a phosphatase (the modified enzyme in resistant flies) is due to a single gene mutation, which in the two resistant strains investigated is also responsible for the resistance. In each of these two strains the phosphatase shows a very high affinity for its substrates-paraoxon and diazoxon.

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Zusammenfassung Wenn einem Stubenfliegen-Homogenisat Phosphorsäure-Ester zugesetzt werden, dann werden mehrere Esterasen in wechselseitiger Konkurrenz mit diesen Substanzen zu reagieren versuchen. Die wichtigsten sind die Cholinesterase und eine Aliesterase, die zur Hydrolyse des Methyl- und Phenylbutyrats und mehrerer anderen Ester befähigt ist. Nach Zusatz geringer Mengen von Phosphorsäure-Ester wird das Endergebnis dieses Wettbewerbes von den Quantitäten der Esterasen und ihren Reaktionsgeschwindigkeiten abhängig sein.Tabelle I zeigt die bimolekularen Geschwindigkeitskonstanten für die Reaktionen zwischen der Cholinesterase und der Aliesterase und den fünf untersuchten Estern: DDVP, Paraoxon, Diazoxon, Tetram und QAT (die quaternären Phosphonothiolat-Analoge von Tetram). Aus diesen Daten wird geschlossen, daß die Aliesterase ein wichtiger Konkurrent der Cholinesterase für DDVP, Paraoxon und Diazoxon darstellt. Dementsprechend wurde gefunden, daß ach Beseitigung der Aliesterase mittels einer Denaturierung (AD-Verfahren) die Hemmung der Cholinesterase durch diese drei Substanzen bedeutend höher ist (Tabelle II, III und IV; Fig. 1, 2 und 3), nicht aber jene durch Tetram und QAT.In Homogenisaten von Phosphorester-resistenten Fliegen, die — wie früher gezeigt wurde — viel weniger Aliesterase enthalten, war die Hemmung der Cholinesterase meistens viel stärker als in empfindlichen Homogenisaten (Tabelle IV; Fig. 1, 2 und 3). Es erschien schwer, diese Befunde mit dem früheren in Einklang zu bringen, daß niedrige Aliesterase-Aktivität und Resistenz eng verbunden seien. Weitere Versuche aber zeigten, daß resistente Fliegen eine modifizierte Aliesterase enthalten, die keine oder eine nur geringe Aktivität gegenüber Methyl- und Phanylbutyrat aufweist, aber die Fähigkeit besitzt, die Phosphorsäure-Ester, gegen welche Resistenz besteht, abzubauen. Die Substrat-Spezifizität und Aktivität wiesen eine deutliche Korrelation mit der Art und Höhe der Resistenz auf.Die Umwandlung der Aliesterase (in empfindlichen Fliegen) in eine Phosphatase (das modifizierte Enzym in resistenten Fliegen) wird durch eine einzige Gen-Mutation verursacht. Diese ist in den zwei untersuchten Stämmen auch für die Resistenz verantwortlich.Die Phosphatasen haben eine hohe Affinität für ihre Substrate, Paraoxon und Diazoxon. Die Abbau-Geschwindigkeit in vitro (0.01–0.04 g/St/Fliege) ist aber niedrig im Vergleich mit den gefundenen LD₅₀-Werten. Da ihre Bedeutung für den Mechanismus der Resistenz feststeht, muß entweder angenommen werden, daß der Abbau in vivo schneller verläuft oder daß strukturelle Faktoren in der lebenden Fliege einen wichtigen Einfluß ausüben.Weitere Betrachtungen ermöglichten die Berechnung der wahrscheinlichen Aliesterase- und Phosphatase-Konzentration und der Umsatzzahlen für Diazoxon in Homogenisaten.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an der Interzellularsubstanz des menschlichen Sehnengewebes

Zusammenfassung Die Interzellularsubstanz menschlicher Achillessehnen verschiedener Entwicklungs- und Altersstufen wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Das Mengenverhältnis und die Verbindung von Fibrillen und Kittsubstanz ändern sich im Verlauf der Entwicklung. Die Fibrillendicken nehmen während der Entwicklung zu, und zwar liegen bei einem Keimling von 8 cm Scheitel-Steißlänge die Fibrillendicken im Bereich von 10–25 m, während sie bei Erwachsenen 25–140 m betragen. Bei den fetalen Stadien haben die Kurven eine geringe Schwankungsbreite und ein einziges Maximum. Bei einem 13/4jährigen Kind ist die Streuung wesentlich größer, ein deutliches Maximum ist nicht vorhanden. Die Kurven der Erwachsenen haben 2 Maxima und eine große Schwankungsbreite. Bei Anwendung der Versilberungsmethode nach Gömöri zeigen die jüngsten Stadien eine völlig unregelmäßige Außenversilberung, die während der Entwicklung über eine periodische Außenversilberung in eine periodische Innenversilberung übergeht. Bei einem 13/4Jährigen Kind ist bereits die Mehrzahl der Fibrillen innenversilbert. Nur die periodisch innenversilberten Fibrillen werden als reife Kollagenfibrillen angesehen. Für alle außenversilberten Fibrillen wird die Bezeichnung präkollagene Fibrillen vorgeschlagen. Ein Zusammenhang zwischen dem Differenzierungsablauf in der Interzellularsubstanz der menschlichen Achillessehne und der funktionellen Beanspruchung ist nachweisbar. Es besteht eine auffallende Übereinstimmung zwischen den Befunden der empirischen Gömöri-Methode und den mit einer histochemischen Perjodsäure-Silbertetrammintechnik erhobenen. Die Bedeutung dieser Untersuchungsergebnisse für das Verständnis des Wirkungsmechanismus der Gömöri-Methode wird erörtert.Die Befunde an einem Teil des kollagenen Bindegewebes lassen sich nicht ohne weiteres verallgemeinern. Wenn auch elektronenmikroskopisch einige übereinstimmende Merkmale bestehen, so sind doch zum Teil erhebliche Unterschiede vorhanden. Das gilt besonders für den Ablauf der Differenzierung. Die Verwendung der Begriffe der präkollagenen und kollagenen Faser erscheint weiterhin gerechtfertigt, da die Bestandteile dieser Faserarten auch elektronenmikroskopisch ein differentes Verhalten zeigen.Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Arbeit unter Leitung von Prof. Dr. W. Schwarz.     

Die Länge der Internodien der Markfasern im Bereich der Sehrinde der erwachsenen Katze

Zusammenfassung Die Internodienlänge der Markfasern und ihre Abhängigkeit vom Durchmesser wird durch indirekte Messungen an elektronenmikroskopischen Bildern bestimmt. Der Ranviersche Schnürring wird für die Messung in einen nackten und zwei lamellierte Teile unterteilt (Abb. 1). Die Summenlänge der Markfasern und der Nodien besitzen die in Abb. 4 sichtbare Beziehung zum Durchmesser. Die Internodienlänge beträgt für Markfasern mit einem Durchmesser von 0,4 etwa 40 für solche mit einem Durchmesser von 2,5 etwa 500 . Es wurde eine mittlere Internodienlänge von 90 gefunden. Die Länge aller Markfasern pro mm³ beträgt 590 m; daraus kann eine Anzahl von 6 bis 7 Millionen Ranvierscher Schnürringe pro mm³ errechnet werden. Die Internodienlänge und der Durchmesser stehen wahrscheinlich in einer logarithmischen Beziehung (Abb. 8). In diese logarithmische Beziehung fügen sich die Ergebnisse anderer Autoren gut ein.

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Summary In electron micrographs the internodal length of myelinated fibers and its relation to the diameter has been measured. In this investigation the node of Ranvier is subdivided in three parts, i. e. one non-myelinated and two lamellated parts (Fig. 1). The relationship between the length of the nodes of Ranvier and its diameter is determined (Fig. 4). The internodal length is about 40 for fibers with a diameter of 0.4 and 500 for those with a diameter of 2.5 . The average internodal length is about 90 . The myelinated fibers have a total length of 590 m per mm³; in one mm³ there are therefore 6 to 7 million nodes. The relation between length of internodium and diameter of fiber is probably logarithmic (Fig. 8). The results are compared with similar measurements on peripheral nerves carried out by other authors.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung über die Differenzierung der Interzellularsubstanz der menschlichen Lederhaut

Zusammenfassung Es wurde Haut aus der Bauchdecke des Menschen vom 8 cm-Keimling (Scheitel-Steiß) bis zum 82jährigen elektronenmikroskopisch untersucht.Die Differenzierung der Haut wird mit Hilfe der Kriterien Fibrillendicke, Versilberungsmodus und Verhalten der Kittsubstanz verfolgt. Die Differenzierung der Kollagenfibrillen der Haut ist bereits intrauterin abgeschlossen und entwickelt sich nur noch wenig im frühesten Kindesalter (Neugeborenes) weiter.Im Verlaufe dieser Entwicklung werden die Fibrillen dicker, die Kittsubstanz nimmt ab. Bei einem Foeten von 33,4 cm Gesamtlänge hegt der Versilberungsmodus der reifen kollagenen Fibrillen, nämlich die streng periodische Einlagerung der Silberteilchen in die D-Teile.Im hohen Alter werden die Fibrillen dünner, die periodische Innenversilberung wird ungleichmäßig und die Menge der amorphen Kittsubstanz nimmt wieder zu, wobei diese grobschollig ist. Dieser Befund wird diskutiert.Aus der Verteilungskurve der Fibrillendicken geht hervor: Die Fibrillendicken vom 8 cm-Keimling bis zum Neugeborenen schwanken zwischen 5 und 70 m. Im Laufe dieser kontinuierlichen Dickenzunahme wandert das Maximum von 10 und 20 m (Keimling 8 cm Scheitel-Steiß) bis zu 50 m (Neugeborenes). Im Erwachsenenalter schwanken die Fibrillendicken von 30–100 m mit einem Maximum bei 60 m. Im hohen Alter (72–82 Jahre) liegen die Dickenwerte zwischen 20 und 80 m mit dem Maximum zwischen 50 und 60 m.Die Querstreifungsperiode betrug im Durchschnitt 65 m.Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Dissertation unter Leitung von Prof. Dr. W. Schwarz.     

Die Membrana limitans gliae superficialis der Sehrinde der Katze

Zusammenfassung Die Membrana gliae limitans superficialis im Cortex des Gehirns der Katze ist an den Kuppen dünner (herab bis 3 m) als an den Windungstälern (bis zu 15 m). Sie enthält drei verschiedene Fortsätze der Astrocyten, deren Perikarya an der Grenze zum eigentlichen Neuropil der Molekularschicht liegen. Es handelt sich um: 1. Runde oder ovale Fortsätze mit dicht gepackten Gliafilamenten, die horizontal, schräg oder radiär verlaufen. 2. Flache, oberflächliche Fortsätze mit Filamenten (Endfüße). 3. Astrocytenlamellen, d.h. sehr platte, horizontal liegende Fortsätze ohne Filamente, die stapelförmig aufeinanderliegen. Eine specific junction wird beschrieben.

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The membrana limitans gliae superficialis of cat's visual cortex

Summary In the region of the sulci of the cats brain the membrana limitans gliae superficialis is thicker (up to 15 m) than in the gyri (down to 3 m). It contains 3 different kinds of processes of astrocytes. Its pericarya are situated at the border of the neuropil. The different kinds of processes are: 1. round or oval processes with closely packed filaments of the glia having a horizontal, oblique or radiate direction, 2. flat, superficial processes with filaments (end-feet of the glia), 3. astrocytic lamellae = very flat processes without filaments lying horizontally, piled up between the processes with filaments. A specific junction is described.

Herrn Prof. Dr. Alkmar v. Kügelgen zum 60. Geburtstag gewidmet. — Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Für technische Hilfe danke ich Frau H. Prien.     

Phasenoptische Untersuchungen an Innenepidermen der Zwiebelschuppe vonAllium cepa L.

Zusammenfassung An Oberepidermiszellen der Zwiebelschuppen verschiedener Sorten vonAllium cepa wurden mit positivem Phasenkontrast und negativem Anoptralkontrast Beobachtungen durchgeführt und mit einem neuen Mikroblitzgerät von Reichert Mikrophotographien angefertigt.Die Golgi-Körper sind von den Mitochondrien deutlich zu unterscheiden. Während die knapp nach der Präparation verkürzten Mitochondrien zumindest schwach oval sind, haben die Golgi-Körper einen kreisrunden Umriß und einen deutlich schwächeren Phasenkontrast. Wenn sie sich drehen sieht man auf ihre Schmalseite und erkennt die Scheibenform.In allen Fällen beinhaltet das Plasma lange dünne, schlauchförmige intraplasmatische Vakuolen. Bei leichter Alteration und Verlangsamung der Strömung verkürzen und verdicken sich die Vakuolen und zerfallen dann auch in einzelne Bläschen. Ihre Verteilung und ihr Verhalten zeigt viele Züge, die dem Endoplasmatischen Retikulum zugeschrieben werden, doch ist ihre Dimension zu groß.Neben den altbekannten, etwa 1 großen, Sphärosomen finden sich immer wesentlich kleinere (0,3 und darunter) Körper, die besonders im Dunkelfeld dasselbe optische Verhalten zeigen. Zwischen den beiden gibt es keine Übergänge in der Größe.In selteneren Fällen finden sich im Plasma dünne fadenförmige Gebilde mit einem Durchmesser von 0,3 und darunter. Sie liegen frei im Plasma oder sind in anderen Fällen offenbar am Kern adhäriert.