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.

---

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.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

---

Herrn A. Rombach danken wir für wertvolle technische Mitarbeit.     

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.

---

---

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

---

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

Kanamycin-induced changes in cochlear hair cells of the guinea pig

Summary Electron-microscopical studies on the organ of Corti in kanamycin-intoxicated guinea pigs showed that progressive changes occurred in the cochlear hair cells. The changes appeared first in the basal turn of the organ of Corti, and affected primarily the outer hair-cells. During the later stages of intoxication, degeneration spread from the basal turn upwards, in the direction of the apex of the cochlea and, finally, affected all the external hair-cells.The early changes caused clumping of the chromatin in the nucleus, swelling of the nuclear membrane, damage in the mitochondria, with vesiculation of the mitochondrial cristae, and the formation of lamellated structures. The lysosomes were converted into dense bodies exhibiting various degeneration patterns. The ribosomes disappeared at an early stage from the cytoplasm.Even in cells where severe changes had occurred the hairs and cuticle seemed to be intact.During the final stages the plasma membrane, as well as the hairs and cuticle, was destroyed, and only remnants of these structures remained.Even after the disappearance of the sensory cells and the afferent nerve endings, some efferent nerve endings were still present in the organ of Corti.The action of kanamycin seems to differ slightly from that of streptomycin, since the changes caused by kanamycin in the plasma membrane are a fairly late effect, whereas the earliest changes occur apparently in the RNA protein-synthesis system and in the mitochondria of the external hair-cells.

---

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Cortischen Organ von Meerschweinchen mit Kanamycinintoxikation ergaben eine fortschreitende Schädigung der cochlearen Haarzellen. Die Veränderungen begannen in der basalen Schneckenwindung und betrafen vorwiegend die äußeren Haarzellen. In späteren Intoxikationsstadien breitete sich die Degeneration von der Basalwindung nach aufwärts bis in die Schneckenspitze aus und wurde schließlich an allen äußeren Haarzellen gesehen.Die früheren Veränderungen manifestierten sich am Kern mit Chromatinverklumpung, Schwellen der Kernmembran, Schädigung der Mitochondrion mit vesikulären Cristae mitochondriales und Bildung von Lamellenstrukturen. Die Lysosomen waren in dichte Körper verwandelt und wiesen verschiedene Degenerationsmuster auf. Die Ribosomen verschwanden früh aus dem Cytoplasma. Sogar in schwer geschädigten Zellen erschienen Haare und Cuticula intakt.In den Endstadien waren Plasmamembran, Haare und Cuticula bis auf Reste zerstört. Einige efferente Nervenendigungen waren selbst nach dem Verschwinden der Haarzellen und der afferenten Endigungen noch anzutreffen.Die Wirkung von Kanamycin ist offenbar etwas anders als die von Streptomycin, da die Veränderungen an der Plasmamembran ziemlich spät auftreten, während sich die frühesten Schäden im System der RNA-Proteinsynthese und in den Mitochondrien der äußeren Haarzellen zu manifestieren scheinen.

---

---

This investigation was supported by Grant No. NB 3956-03 from the US Public Health Service, the Swedish Medical Research Council, and Stiftelsen Therese and Johan Anderssons Minne. The skillful technical assistance of Miss Cathrine Lindholm, Miss Ann-Marie Lundberg, Miss Sonja Löfvenius, and Miss Gunilla Wiman is gratefully acknowledged. The kanamycin was kindly supplied by AB H. Lundbeck & Co.     

Expansive growth of the nuclear envelope and formation of mitochondria in ganglionic neuroblasts

Summary Many neuroblasts undergo differentiation in the lateroventral region of spinal ganglia in chick embryos at the 4th to 5th incubation day. In these neuroblasts a striking increase in the chondriome has been recorded, and the following structures have been observed. a) Whorls of membranes which are continuous with the outer nuclear membrane: ribosomelike granules lie in the intramembranous spaces of these whorls, b) Membranous whorls with a peripheral portion, crescent-shaped in the sections, containing a minute granular material, c) Membranous whorls which are continuous with the membranes of the envelope, and of the cristae of large, irregular mitochondria. d) Formations which are transitional in structure between the ones mentioned above.No significant differences were recorded of the thickness of the outer nuclear membrane, of the whorls' membranes, and of the mitochondrial membranes. Beside, the mean values of the total area of the membranes of each whorl of the type listed under a), and of the total area of the membranes of large mitochondria, such as listed under c), are of the same order of magnitude.

---

Zusammenfassung Während des 4. und 5. Bruttages differenzieren sich im lateroventralen Abschnitt der Spinalganglien des Hühnerembryos viele Neuroblasten. In diesen Neuroblasten nimmt das Chondriom stark zu und man findet gleichzeitig folgende Strukturen: a) Rollen, aus Membranen gebildet, die einen komplizierten, von Fall zu Fall verschiedenen Verlauf aufweisen. Die Rollen setzen sich in die äußere Nuclearmembran fort. Zwischen ihren Membranen liegen elektronenoptisch dichte, den Ribosomen ähnelnde Granula. b) Membranrollen, deren peripherer halbmondförmiger Abschnitt feinkörniges Material enthält. c) Rollen, deren Membranen sich in die Außenmembran und die Cristae umfangreicher, unregelmäßig geformten Mitochondrien fortsetzen. d) Übergangsformen zwischen denen unter b) und c) beschrieben.Die äußere Nuclearmembran, die Membranen der beschriebenen Rollen und der Mitochondrien weisen die gleiche Dicke auf. Die Membranen, welche eine der unter a) geschilderten Rollen bilden und jene, die sich in einem der umfangreichen Mitochondrien befinden (c), haben Oberflächen von gleicher Größenordnung.Unter den verschiedenen Hypothesen zur Interpretation der Befunde verdient folgende den Vorzug, da sie eine klare Deutung aller gewonnenen Befunde erlaubt: die äußere Nuclearmembran dehnt sich aus und führt auf diese Weise zur Entstehung einer Membranrolle. In dieser Rolle bildet sich sodann ein körniges Material, den Vorläufer der MitochondrienMatrix. Die Menge des körnigen Materials nimmt zu, gleichzeitig wickeln sich nach und nach die Membranenrollen ab und bilden die Hülle und die Cristae eines umfangreichen Mitochondrions. Letzteres teilt sich endlich in mehrere kleinere Mitochondrien auf. Während der Neuroblastendifferenzierung der Spinalganglien des Hühnerembryos geht also die Bildung von Mitochondrien von der Nuclearhülle aus.

---

---

Research supported by a C.N. R. grant.

---

I wish to thank Prof. R. Amprino and Prof. J. D. Robertson for much useful discussion and criticism, Dr. phis. S. de Petris for the help given in the statistical evaluation of the data, Mrs. G. Fiori for technical assistance, and Miss A. Bertolasi for drawing Fig. 17.     

A study on hearing in frogs (Rana pipiens and Rana clamitans)

Zusammenfassung Die relative Reizschwellkurve für die Schallempfindung bei den Fröschen Rana clamitans und R. pipiens wurde in dem Frequenzbereich von 30–15000 Hz bestimmt. Die Kurve ist dieselbe für beide Geschlechter. Versuche zeigten, daß Schälle entweder inhibierend oder stimulierend auf die Atmungsbewegungen wirken können. Diese Wirkung wird nicht von der Frequenz oder der Intensität der Schälle bestimmt, sondern von dem physiologischen Zustand des Tieres.Die Latenzzeit zwischen Reiz und Effekt ist unabhängig von der Tonfrequenz, wird aber von den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Reizen beeinflußt; sie wird kürzer, wenn die Intervalle verlängert werden.Dressurversuche mit 18 Tieren, unter Anwendung von Strafung durch elektrische Schläge und einem Dressurton von 300 Hz, ergaben positive Erfolge bei zwei Individuen von R. clamitans.

---

---

Contribution No. 67 of the Department of Biology, Hamilton College, McMaster University, Hamilton, Ontario.     

Histochemische Untersuchungen zur Lokalisation von Acetylcholinesterase,Monoaminooxydase und Monoaminen im kaudalen neurosekretorischen System von Cyprinus carpio

Zusammenfassung Das kaudale Rückenmark von 80 Karpfen wurde auf das Vorkommen und die Lokalisation von Monoaminooxydase, Acetylcholinesterase und Monoaminen untersucht. Die Monoaminooxydase ist in den neurosekretorischen Zellgruppen relativ gleichmäßig verteilt, während die Acetylcholinesteraseaktivität von Zelle zu Zelle beträchtlich schwankt. Monoaminooxydaseaktivität ist in der gesamten Urophyse vorhanden. Dagegen konnte die Acetylcholinesterase histochemisch nur in den neurosekretorischen Zellen und den Nervenfasern erfaßt werden, die in das Filum terminale ziehen. Die Monoamine sind in den neurosekretorischen Neuronen perinucleär angeordnet. Nach Blockade des aminergen Systems mit Nialamid reichern sie sich in diesen Zellen an. Der Monoaminooxydasenachweis fällt nach einer Blockade negativ aus, die Aktivität der Acetylcholinesterase bleibt jedoch unbeeinflußt. Die Befunde am kaudalen neurosekretorischen System werden mit den Verhältnissen im Hypothalamus bei verschiedenen Species verglichen. Der Transmittermechanismus wird diskutiert.

---

Acetylcholinesterase, monoaminooxidase and monoamines in the caudal neurosecretory system of the carp, Cyprinus carpio

Summary The distribution and localization of monoamine oxidase, acetylcholinesterase and monoamines has been investigated in the caudal spinal cord of 80 carps. The monoamine oxidase is comparatively evenly distributed in the neurosecretory cell groups, whereas the acetylcholinesterase activity varies remarkably from cell to cell. In contrast to monoamine oxidase, which occurs throughout the whole urophysis, acetylcholinesterase is confined to the neurosecretory cells and to nerve fibres entering the filum terminale. The monoamines show a perinuclear distribution in the neurosecretory neurons. The inhibition of the aminergic system by nialamid results in an increase of monoamines in these cells and a negative reaction for monoamine oxidase; the acetylcholinesterase, however, is not influenced by this inhibition. The results obtained in the caudal neurosecretory system are compared with the situation in the hypothalamus of different species. The transmitter mechanism is discussed.

---

---

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

Weitere Untersuchungen zur strahlenbedingten Lebensverkürzung bei Versuchstieren nach Dauerbestrahlung

Zusammenfassung Es wird über verschiedene Dauerbestrahlungsversuche mit Röntgenstrahlen an Mäusen mit Dosisleistungen zwischen 0,8 und 750 R/Tag berichtet. Aus den Ergebnissen werden u. a. die folgenden Schlüsse gezogen: Es ist eine strenge begriffliche Trennung zwischen der Spätschädigung und den akuten Effekten notwendig. Die Kenntnis der Altersabhängigkeit der Lebensverkürzung nach einmaliger Bestrahlung mit kleinen Strahlendosen erlaubt es, Schlüsse auf die Lebensverkürzung bei Dauerbestrahlungen zu ziehen. Bei einer Dauerbestrahlung wird der Effekt im wesentlichen durch die im ersten Lebensdrittel empfangenen Dosis bestimmt. Die unterschiedliche RBW von Röntgenstrahlen gegenüber Gammastrahlen wurde in einem Dauerbestrahlungsversuch mit 50 R/Tag erneut bestätigt. Bei Dauerbestrahlungen von Mäusen mit Röntgenstrahlen und Dosisleistungen oberhalb von 25 R/Tag wird der Tod der Tiere durch die gleichen Schädigungen verursacht, die nach einmalig-kurzzeitiger Bestrahlung als akutes Strahlensyndrom auftreten. Es wird ein Modell angegeben, welches den Zusammenhang zwischen Lebensverkürzung und Dosisleistung bei Dauerbestrahlungen beschreibt. Bei Mäusen ergab sich bei einer Bestrahlung der vorderen bzw. der hinteren Körperhälfte mit 2×300 R in beiden Fällen die gleiche Lebensverkürzung.

---

Life-shortening of mice after long term irradiation with X-rays

Summary Results of long term irradiations of mice with X-rays (dose rates 0.8 to 750 R/ day) were reported. Life shortening in these experiments may be calculated from results of age dependency of life shortening after single short irradiations with low doses. In long term irradiations life shortening is caused mainly by the dose received during the iuvenile period. A model is proposed, which relates life shortening in long term irradiations with dose rate. Irradiation of the upper or the lower part of the body of a mouse with 2×300 R results in the same life shortening.

---

---

Herrn Professor Dr. B.Rajewsky zum 75. Geburtstag gewidmet.

---

Für die unermüdliche Hilfe bei der Durchführung der Versuche habe ich Frl. G.Jureeit, Frl. E.Midunsky und Herrn G.Manthey herzlich zu danken.     

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.

---

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.

---

---

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

Gleichzeitiger Nachweis von phenolarmen und phenolreichen Phasen in den Blattepidermiszellen vonSalix alba L.

Zusammenfassung In vielen Epidermiszellen der Blattoberseite vonSalix alba L. wurden in den Vakuolen stark und schwach lichtbrechende Phasen nebeneinander beobachtet. Mit dem Vitalfarbstoff Brillantcresylblau und verschiedenen mikrochemischen Nachweisen konnten sekundäre Vakuoleninhaltsstoffe innerhalb einer Zelle getrennt voneinander nachgewiesen werden. Während in den stark lichtbrechenden Gebilden alle Reaktionen auf Gerbstoffe (Gemische mit vielen phenolischen OH-Gruppen) positiv verliefen, wiesen die Reaktionen in den schwach lichtbrechenden Phasen auf Flavonoide und ihre Derivate (Gemische mit weniger phenolischen OH-Gruppen) hin.

---

Simultaneous demonstration of separate phases with different phenol content in the leaf epidermis cells ofSalix alba L.

Summary Strongly and weakly refractive phases occur in many vacuoles of the upper leaf epidermis ofSalix alba L. Different secondary vacuolar substances could be demonstrated separately in the interior of single cells by vital staining with brillant cresyl blue as well as by various microchemical assays. Only flavonoids (substances containing few phenolic OH-groups) could be detected in the weakly refractive phase whereas tannins (substances rich in phenolic OH-groups) could be demonstrated in the strongly refractive phases.

---

---

Frau Prof. Dr.Maria Luhan zum 60. Geburtstag gewidmet.

---

Die Autorin dankt Herrn Prof. Dr.Helmut Kinzel, Pflanzenphysiologisches Institut der Universität Wien, und Herrn Doz. Dr.Hanno Richter, Botanisches Institut der Universität für Bodenkultur, Wien, für ihre freundliche Diskussionsbereitschaft und Herrn Dr.Robert Kartusch für die Anfertigung der Abbildungen.     

Remarks on the environmental adaptation of man

Summary In this paper the geographical variability of some morphological, physiological and serological traits of man is discussed with respect to the question, how far this variability can be considered as the result of selective adaptation processes. Though there is already some evidence supporting such an assumption, much more detailed and exactly planned research is necessary to clear the indubitable relations between the distribution patterns of anthropological traits and the various environmental conditions of human biotops. Particularly much more work is required to understand the causative mechanisms on which these relations are based.

---

Zusammenfassung In dieser zusammenfassenden Untersuchung wird die geographische Variabilität in der Verteilung morphologischer, physiologischer und serologischer Merkmale des Menschen diskutiert und zwar unter dem Aspekt, inwieweit diese Variabilität als Ergebnis selektiver Adaptationsprozesse interpretiert werden kann. Obwohl es bereits eine Reihe von stichhaltigen Gründen für eine solche Annahme gibt, sind weitere, intensive Untersuchungen zur Klärung der zweifellos vorhandenen Beziehungen zwischen dem geographischen Verteilungsmuster teilungsmuster anthropologischer Merkmale und den unterschiedlichen Umweltbedingungen der verschiedenen menschlichen Biotope erforderlich. Insbesondere müssen sich künftige Untersuchungen noch stärker um eine exakte Erfassung der möglichen Ursachen bemühen, die den Beziehungen zwischen Merkmalsverteilung und Umweltgegebenheiten zugrunde liegen.

---

---

Based on a lecture at the International Symposium on Human Genetics at Waltair (India), March 2–6, 1971.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung des Bulbus olfactorius der Ratte während der Entwicklung

Zusammenfassung Die Differenzierung des Bulbus olfactorius der Ratte zwischen dem 20. Embryonaltag und 3. Lebensmonat wird elektronenmikroskopisch untersucht. Besondere Aufmerksamkeit gilt den Mitralzellen und ihren Synapsen. Die endgültige Ausbildung der Organellen der Mitralzellen erfolgt postnatal etwa in der Reihenfolge: Golgiapparat, dendritische Tubuli und — annähernd gleichzeitig — granuläres endoplasmatisches Retikulum und Mitochondrien. Auch während der Synapsenentwicklung bestehen zeitliche Unterschiede im Auftreten der charakteristischen Strukturen. Als erstes erscheinen synaptische Bläschen in den praesynaptischen Endigungen; später kommt es zur Verdickung der synaptischen Membranen. Abgeschlossen ist die Entwicklung zwischen dem 12. und 17. Lebenstag. Diese Befunde werden zur Chemodifferenzierung des Bulbus olfactorius in Beziehung gesetzt und mit den Ergebnissen anderer Autoren über die Synapsendifferenzierung verglichen.

---

Summary The present electron microscopic study deals with the differentiation of the olfactory bulb in the rat from 20 days of gestation to 3 months of age with special regard to mitral cells and their synapses. In the mitral cells the final differentiation of the organelles takes place after birth showing the following sequence: Golgi apparatus, dendritic tubules, and — almost simultaneously — rough-surfaced endoplasmic reticulum and mitochondria. Also in developing synapses the typical features appear at different stages of development. Synaptic vesicles are the first to appear in presynaptic nerve fibre endings. Synaptic membrane thickenings appear at later stages. The differentiation of synapses is finished between 12 and 17 days of age. These results are discussed in relation to the chemical differentiation of the olfactory bulb and are compared with observations on the differentiation of synapses obtained by others.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Ultrastrukturveränderungen motorischer Vorderhornzellen des Kaninchens unter abgestufter Ischämie

Zusammenfassung Die motorischen Vorderhornzellen im Rückenmark des Kaninchens wurden im Lumbaibereich nach abgestufter temporärer Ischämie elektronenmikroskopisch untersucht. Die cytoplasmatischen Strukturen und Organellen dieser Zellen werden unterschiedlich stark durch die Zirkulationsunterbrechung beeinflußt; besonders eindrucksvoll sind die Veränderungen der Mitochondrien und des endoplasmatischen Retikulums. Vor allem zeigen die Mitochondrien mit zunehmender Ischämiedauer ganz charakteristische, reproduzierbare Strukturveränderungen. Sowohl an den Mitochondrien als auch am endoplasmatischen Retikulum sind bereits nach einer Blockade der Blutzufuhr von 5 min deutliche Folgen der Ischämie zu erkennen (Schwellung, Wasseraufnahme). Zentral gelegene Vorderhornzellen sind durchgehend stärker von der Zirkulationsunterbrechung betroffen als peripher gelegene Zellen. Innerhalb einer Zelle finden sich nach längerer Ischämiedauer nebeneinander Gruppen stark geschwollener und weniger geschädigter Mitochondrien. Die durch Ischämie an den Mitochondrien und am endoplasmatischen Retikulum hervorgerufenen Schwellungen und Membranveränderungen sind als Folge einer Störung des Energie- und Wasserhaushaltes der Zelle aufzufassen.

---

Ultrastructural alterations of spinal motoneurons during gradually different ischemias in the rabbit

Summary Spinal ventral horn motoneurons from the lumbar region in the rabbit were examined in the electron microscope during different states of temporary ischemia. Ischemia caused variable effects upon the motoneuron cytoplasmic structures. Alterations were particularly evident in mitochondria and endoplasmic reticulum; a swelling and water uptake by these organelles were observed already after a 5-minute blockade of blood supply. After prolonged ischemia, reproducible structural changes and membrane alterations were especially evident in mitochondria; within a cell, the swollen mitochondria occurred next to less damaged mitochondria. Centrally located ventral horn cells were affected more than peripherally located cells. The structural alterations of the mitochondria and the endoplasmic reticulum are interpreted to be caused by a disturbance of cellular energy and water metabolism.

---

---

Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. H. Spatz gewidmet.

---

Herrn Prof. Dr. A. Oksche danke ich für einen Arbeitsplatz an der Elektronenmikroskopischen Abteilung des Anatomischen Institutes, Lehrstuhl I.

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Struktur der Forellenmuskulatur und die Lokalisation der sauren ATPase im Verlaufe der Totenstarre

Zusammenfassung Rückenmuskulatur von Forellen wurde vor Eintritt und während der Totenstarre sowie nach ihrer Lösung (I., II. und III. Abnahme) elektronenmikroskopisch untersucht. Die Forellenmuskulatur zeigt den typischen Aufbau aus dicken und dünnen Myofilamenten. Nach OsO₄-Fixierung sind die I-, A- und H-Bänder in der I. und III. Abnahme schwer abzugrenzen, während sie sich in der II. Abnahme deutlich durch verschiedene Dichte und Filamentanordnung unterscheiden. Der M-Streifen besteht zu jeder Zeit aus Verdickungen der Myofilamente. Der Z-Streifen stellt in der I. und III. Abnahme eine filzartige Verflechtung aus dünnen Filamenten dar. In der II. Abnahme sind jedoch auch im Z-Streifen Filamentverdickungen zu erkennen. Der Innenraum des endoplasmatischen Retikulums und der Cristae mitochondriales wird nach dem Tode zunehmend erweitert. — Die Menge des Bleisulfid-Niederschlages als Äquivalent der sauren ATPase-Aktivität nimmt mit der Zeit nach dem Tode kontinuierlich ab. Die größte Dichte und die geringste Abnahme des Niederschlages weist der M-Streifen auf. Der Z-Streifen zeigt in der I. Abnahme Niederschläge, ist jedoch während der Totenstarre und danach nicht markiert. Der Niederschlag ist streifenförmig in den Grenzbereichen des A-Bandes gegenüber I und H lokalisiert und zeigt in der I. und III. Abnahme eine deutliche Zuordnung zur axialen Periodik. Unter der Totenstarre ist die ATPase-Aktivität nicht so genau lokalisiert. Insbesondere sind die feinen Streifen, die der axialen Periode entsprechen, nicht zu beobachten. — Die ATPase-Lokalisation wird in bezug auf die verschiedenen Kontraktionsmodelle diskutiert.

---

Summary The dorsal musculature of the trout before and during rigor mortis as well as during its decrease (stages I, II and III) was examined electron microscopically. The muscles were found to have the typical structure of thin and thick myofilaments. During stages I and III, following OsO₄ fixation, the differentiation between I, A, and H bands was found to be difficult; during stage II, however, they were clearly differentiated by various degrees of density and by the arrangement of the filaments. At any stage the M band appeared to be due to a thickening of the myofilaments. During stages I and III the Z band seemed to be composed of a felt-like network of thin filaments. During stage II, however, the Z band showed also a thickening of the filaments. After death the internal volume of the endoplasmic reticulum and of the cristae mitochondriales becomes increasingly enlarged. — The amount of lead-sulphide precipitate — if taken as the equivalent of the acid ATP-ase activity — decreased constantly with the time after death. The M band showed the highest density and the smallest decrease in the amount of precipitate. During stage I it was possible to demonstrate a precipitate in the Z band; during rigor mortis and afterwards, however, the band was not prominent. The precipitate had a striated appearance and was localized at the zones of transition between A band and I and H bands; a marked relation to the axial periodicity was found during stages I and III. During rigor mortis ATP-ase activity was not as accurately localized. Especially the fine striae, which correspond to the axial periodicity, were not observed. — The localization of ATP-ase is discussed in relation to various models of contraction.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Spatial and temporal organization in retinal units

Zusammenfassung Mittels Mikroelektroden wurde von den Ganglienzellen der Netzhaut decerebrierter bzw. pretigeminaler Katzen die Erregung registriert, die man bei zeitlich konstantem oder sinusförmig moduliertem Licht im stationären Zustand erhält. Eine Analyse der Spikeintervall-Verteilung zeigt, daß die Verteilungsfunktion invariant gegenüber den Reizbedingungen ist, wenn man sie über dem Zeitmaßstab der registrierten Zelle aufträgt. Die Analyse des Korrelationskoeffizienten zwischen den Erregungen verschiedener Einheiten der Netzhaut, die mit ein und derselben Mikroelektrode registriert wurden, führt zu dem Ergebnis, daß zwischen diesen Einheiten weder im Dunkeln noch unter Lichteinwirkung eine statistische Abhängigkeit besteht.

---

---

This research was supported by the Office of Scientific Research, EOAR, through the European Office, Aerospace Research, United States Air Force, under Contract AF 61 (052)-830 and by Impresa di Cibernetica del C.M.R.     

Vergleichende histochemische und elektronenmikroskopische Untersuchungen am inneren Nierenmark von Ratte,Hund und Schwein

Zusammenfassung Das innere Nierenmark von Ratte, Hund und Schwein wurde nach Formalinfixierung histologisch-histochemisch (Astrablau- und PAS-Reaktion) und elektronenmikroskopisch untersucht. Bei allen drei Tierarten gibt das Papilleninterstitium eine positive Astrablaureaktion am Paraffinschnitt. Die Intensität der Farbreaktion ist in den verschiedenen Abschnitten der Papille und bei den drei Tierarten unterschiedlich. Elektronenimkroskopisch enthält das Papilleninterstitium bei Ratte, Hund und Schwein kontrastreiche Partikel. Die Anzahl dieser Partikel variiert je nach Papillenabschnitt und Tierart. Es ergibt sich eine eindeutige Parallele zwischen der Partikeldichte im elektronenmikroskopischen Bild und der Intensität der Astrablaureaktion am histologischen Schnitt. Damit ist die schon früher gemachte Annahme, daß die Partikel saure Mukopolysaccharide enthalten, weiter erhärtet. Zudem konnte in weiteren eigenen Untersuchungen gezeigt werden, daß Chondroitinsulfatprotein, aus Rindernasenknorpel rein isoliert, sich elektronenmikroskopisch ebenfalls in Form von Partikeln darstellt. Neben Partikeln enthält das Papilleninterstitium kollagene Fibrillen mit typischer Querstreifung. Sie kommen im Papilleninterstitium der Hundeniere reichlich vor, in dem der Rattenniere nur sehr spärlich. Das Papilleninterstitium der Schweineniere steht im Fasergehalt zwischen Hund und Ratte. Dieser Befund wird durch unsere am identischen Material durchgeführten biochemischen Analysen bestätigt. Hingegen ergeben sich Diskrepanzen bezüglich des Mukopolysaccharidgehalts. Es muß angenommen werden, daß nur ein Teil der sauren Mukopolysaccharide durch die Formalinfixierung präzipitiert und histologisch-histochemisch und elektronenmikroskopisch erfaßt wurde. Dieses Problem wird eingehend diskutiert. Als dritte Komponente sind im Papilleninterstitium Basalmembran-Strukturen vorhanden, die u.E. aufgrund ihres Glycoproteingehalts die positive PAS-Reaktion am histologischen Schnitt bewirken.

---

Comparative histoehemical and electron microscopic examinations of the renal papillae in rats, dogs and pigs

Summary The renal papilla of rat, dog and pig was examined after formalin-fixation by histochemical (Astrablue and PAS-reaction) and electron microscopic methods. In all three animals the papillary interstitial space gives a positive Astrablue-reaction in paraffin-sections. The intensity of the colour-reaction differs in the three animals and in different areas of the papilla. Electron microscopically the papillary interstitial space in rat, dog and pig contains particles with heavy contrast. The number of the particles per area varies with animal-kind and papillary zone. There is a parallele between the number of particles in electron microscopic pictures and the intensity of the Astrablue-reaction in histologic sections. This result further confirms the assumption, that these particles contain acid mucopolysaccharides. Furthermore we found, that chondroitinsulfate-protein, isolated in pure form from beef nasal cartilage, consists electron microscopically also of similar particles. Besides these particles the papillary interstitium contains collagen fibrils with cross-striation. They are numerous in the papillary interstitium of the dog kidney and only few in that of the rat kidney. The content of fibrils in the papilla of the pig kidney is between dog and rat. These results are in agreement with our biochemical analyses. Discrepances exist as to the mucopolysaccharide content. It is assumed, that only part of the acid mucopolysaccharides was prezipitated and fixed by formalin-fixation. This problem is discussed thoroughly. As third component the papillary interstitium contains basement membrane structures, which probably cause the positive PAS-reaction in histologic sections by means of their glycoprotein content.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

---

Herrn Prof. Dr. W. Rotter zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Toxicity of Nicotiana gossei domin to Myzus persicae (Sulzer)

Resistance in Nicotiana species to the green peach aphid appears to result from the production of a toxic material produced by the aerial parts of the plant. Materials exuded from the leaf hairs which are transferred to glass micro-beakers are toxic to several species of aphids. The symptoms of such poisoning resemble those of nicotine poisoning, but resistance does not appear to be correlated with the amount of nicotine in the leaf.

---

Zusammenfassung Nicotiana-Arten erzeugen einen Stoff, der für die grüne Pfirsichlaus, Myzus persicae und verschiedene andere Blattlausarten giftig ist. Dieser Giftstoff scheint von den Haaren der Pflanzen ausgeschieden zu werden. Er wird von den Blattläusen aufgenommen, während sie über die Pflanzen laufen, und vermutlich durch die Kutikula absorbiert. Wenn man diese Exsudate mit Kamelhaarpinseln von den Blättern resistenter Pflanzen in Mikrobecher überträgt, werden die Blattläuse verschiedener Art getötet, sobald sie in diese Becher gesetzt werden. Die von N. gossei, einer hoch resistenten Art, übertragene Substanz blieb in diesen Behältern wenigstens 28 Tage lang toxisch.Das erste Symptom der Vergiftigung ist eine Lähmung der Hinterbeine. Die beiden anderen Beinpaare werden kurz danach betroffen, sodass sich die Blattläuse nicht mehr aufrecht halten können. Die Endsymptome bestehen in ziemlich raschen, jedoch nicht heftigen Zuckungen der Beine und Antenne. Es scheint keinerlei Beziehung zwischen der Anfälligkeit der Nicotiana-Arten und der Nicotiana tabacum-Sorten durch die Grüne Pfirsichlaus und dem Nikotingehalt der Blätter zu bestehen. Reziproke interspezifische Pfropfungen zwischen resistenten und anfälligen Nicotiana-Arten verursachen keinerlei Veränderungen in der Resistenz von Unterlagen und Reissern.

---

---

The investigation reported in this paper is in connection with a project of the Kentucky Agricultural Experiment Station and is published with the approval of the Director.     

Über matrixreiche Riesenmitochondrien

Zusammenfassung Im Tubulusepithel der menschlichen Niere (bei nephrotischem Syndrom) wurden stark vergrößerte Mitochondrien beobachtet, die das vielfache, möglicherweise bis zu 25fache des Volumens normaler Mitochondrien aufweisen. Die Vergrößerung beruht auf einer excessiven Vermehrung der Mitochondrienmatrix. Aus diesem Grunde wird die Bezeichnung matrixreiche Riesenmitochondrien vorgeschlagen. Weitere nicht regelmäßig anzutreffende Merkmale sind runde dichte Innenkörper im Matrixraum und fädiges Material innerhalb erweiterter Cristae mitochondriales.Die Matrixvermehrung findet sich nicht nur in den Riesenmitochondrien, sondern in geringerem Ausmaß auch in den übrigen Mitochondrien der betroffenen Tubuluszelle. Das gesamte Chondriom weist also eine quantitative Verschiebung der Crista: Matrix-Relation zugunsten der Matrix auf, wobei die Riesenformen einen excessiven Grad darstellen. Da Indizein dafür vorliegen, daß das quantitative Verhältnis von Cristae zu Matrix differente mitochondriale Stoffwechseleigenschaften widerspiegelt, wird die vorliegende Mitochondrien-Veränderung als Hinweis auf eine funktionelle Umstellung des Chondrioms gewertet.

---

Summary Highly enlarged mitochondria were observed in the tubular epithelium of human kidney (in nephrotic syndrome). The enlarged mitochondria exhibit an excessive increase of the mitochondrial matrix. Therefore the term matrix-rich giant mitochondria is proposed. Also other but inconstant structural changes are found, such as round dense (granular) bodies (230–300 m.) within the matrix and threadlike material within single dilated cristae mitochondriales. The increase of the matrix is found not only in the giant mitochondria, but also in a lower and variable degree in most of the rest mitochondria of the tubular cell or in all of them. Thus, it reveals a change of the crista: matrix-relation in favor of the matrix to the whole chondriome.There are arguments that differences in the quantitative relation between cristae and matrix reveal different mitochondrial metabolic qualities. In this regard the mitochondrial transformation of the tubular epithelial cell appears to represent an altered functional state of the chondriome. The giant form of the mitochondria described in this paper is interpreted as an excessive degree of this general mitochondrial alteration of the cell.

---

---

Herrn Professor Dr. Dr. h. c. Ernst Ruska (Berlin-Dahlem) zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Methodik cytochemischer Analysen bei pflanzlichen Objekten

Zusammenfassung Bei Schnittpräparaten von Knospen der Apfelsorte Jonathan wurden die Zellkerne in 8 Versuchsgliedern einer teilweise unterschiedlichen Vorbehandlung bezüglich Fixierung und Hydrolyse unterworfen und anschließend nach der Feulgen-Methode angefärbt. Die DNS-Menge der Kerne wurde cytophotometrisch gemessen.Zwischen den DNS-Mittelwerten der Versuchsglieder I, II und IV und denjenigen der Versuchsglieder III, VI, VII und VIII — beide Gruppen von Versuchsgliedern haben unterschiedliche Hydrolysen erfahren — bestehen bis auf eine Ausnahme signifikante Unterschiede. Die Zuverlässigkeit der Langzeithydrolyse wird durch den Befund bestätigt, daß zwischen den DNS-Mittelwerten der Versuchsglieder I, II und IV, bei denen die gleiche Hydrolyseprozedur verwendet wurde, keine signifikanten Unterschiede gefunden wurden.Die DNS-Mittelwerte der Versuchsglieder VI und VII, die auf unterschiedliche Weise fixiert wurden, sind signifikant voneinander verschieden.Bei Unterteilung der Apfelknospen-Schnittpräparate in drei Gewebebezirke konnten innerhalb der Versuchsglieder II und IV zwischen den DNS-Mittelwerten der drei Bereiche nur sehr geringe oder keine mit statistischen Methoden erfaßbare Unterschiede ermittelt werden.Bei den Versuchsgliedern II und IV wurden die einzelnen Kerne nach den in relativen Arbeitseinheiten gemessenen DNS-Werten und nach Flächen-Größen-Klassen gruppiert. Innerhalb beider Versuchsglieder konnten zwischen den DNS-Mittelwerten nahezu aller Klassen signifikante Unterschiede gefunden werden. Zwischen den DNS-Mittelwerten der gleichen Klasse in beiden Versuchsgliedern ergeben sich keine statistisch nachweisbaren Unterschiede. Auf Grund dieser Befunde kann man Rückschlüsse auf den DNS-Replikationsgrad der Zellkerne ziehen. Beim vorliegenden Knospenmaterial hat der größte Teil der Kerne die Replikation bereits eingeleitet, aber noch nicht abgeschlossen.Im Diskussionsteil wird das Problem der Kernanschnitte bei Schnittpräparaten besprochen und die Frage erörtert, welchen Aussagewert Kern-DNS-Bestimmungen an Schnittpräparaten im Vergleich zu denjenigen an Ausstrich- und Quetschpräparaten besitzen.

---

Methodical studies of cytochemical analyses in higher plantsI. Cytophotometrical measurements of the nuclear DNA-concentration in sections from apple buds by varying treatment in regard to fixation and hydrolysis

Summary Sections prepared from buds of the Jonathan apple type were divided into eight experimental parts. The nuclei were subjected to partially varying preliminary treatment in regard to fixation and hydrolysis, and subsequently stained according to the Feulgen method. The nuclear DNA concentration was then determined cytophotometrically.Group 1 (parts I, II, and IV) was hydrolyzed differently than group 2 (parts III, VI, VII, and VIII). With only one exception the DNA averages of group 1 differ significantly from those of group 2. The reliability of the longer hydrolysis time is confirmed by the result that among the individual DNA averages of group 1 there were no significant differences found. Parts VI and VII were fixed differently and the DNA averages were significantly different.By subdividing the slides of parts II and IV into three tissue regions there could be only very small or no differences statistically determined.The individual nuclei of parts II and IV were grouped into classes according to relative DNA values (measured in arbitrary units) and surface area. Within both parts significant differences in the DNA averages could be found among almost all the classes. Between the DNA averages of the same class of the two parts there are no statistically demonstrable differences. Based on these results one can draw conclusions about the level of the nuclear DNA replication. In the described bud material DNA replication had already been initiated, but not yet completed in the bulk of the nuclei.In the discussion the problem of the cell slicing is reviewed. The question of the relative value of sections for nuclear DNA measurements in comparison to those of smear and squash slides is discussed.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

---

Unser Dank gilt Frau Prof. Dr. O. Zeller, Abteilung für Angewandte Botanik der Universität Hohenheim und Herrn Prof. Dr. F. Mechelke, Lehrstuhl für Allgemeine Genetik der Universität Hohenheim für die Unterstützung bei den vorliegenden Untersuchungen.     

Darstellung und Lokalisation der Mg-ATP-ase im peripheren Nerven

Zusammenfassung Eine elektronenmikroskopische Darstellung der Mg-ATP-asen im peripheren Nerven gelingt mit der Gefrierschnittmethode nach einfacher oder doppelter Vorfixation und Inkubation nach Farquhar und Palade. Die Lokalisation in markhaltigen Fasern ist folgende: An Membranen der Schwann-Zellen, und zwar an der äußeren und inneren Grenzmembran, sowie an den Membranen des losen Myelins der Schmidt-Lantermannschen Inzisuren und an den Ranvierschen Schnürringen. Intrazytoplasmatische Niederschläge in den Schwann-Zellen fanden sich vorwiegend im endoplasmatischen Retikulum. An den Axonen war das Axolemm positiv; in den axonalen Mitochondrien konnten an der inneren Membran Präzipitate gefunden werden. In marklosen Fasern konnten die bereits bekannten Lokalisationen am Mesaxon und im Raum zwischen innerer Schwannzell-Grenzmembran und Axolemm wiedergefunden werden. Membran-gebundene Präzipitate traten an der äußeren Schwannzell-Grenzmembran auf. Untersuchungen der Spezifität sowie der Fixationsempfindlichkeit wurden durchgeführt und Unterschiede der verschiedenen lokalisierten Enzyme beschrieben. Es konnten 3 verschiedene ATP-asen unterschieden werden, denen 3 unterschiedliche Funktionsbereiche entsprechen. Den lokalisatorisch umfangreichsten Bereich nimmt eine am Elektrolyttransport beteiligte Membran-ATP-ase ein.

---

Demonstration and localisation of Mg-adenosine-tri-phosphatase in peripheral nerve

Summary An electron microscopic demonstration of Mg-activated-adenosine-triphosphatase was performed. Different methods (tissue block, tissue sectioner, frozen section) were employed. The best results were obtained with frozen sections, simple or double prefixation and incubation according to Farquhar and Palade. In myelinated fibers adenosine-tri-phosphatase reaction was found: on the inner and other surface membranes of Schwann cells, on the loose myelin-membranes of Schmidt-Lantermann incisures and of nodes of Ranvier and within the Schwann cells on the endoplasmic reticulum. Further positive reactions appeared on the axolemm and on the inner membranes of the axonal mitochondria. In unmyelinated fibers enzyme-reactions were localized on the mesaxon, in the interspace of axolemm and inner surface membrane of Schwann cells and on the outer surface membrane of Schwann cells. Examinations concerning the specifity of enzym-reaction and the sensibility to fixatives were done. Three nucleoside-phosphatases different in behaviour and function were observed. The most extensive part of the ATP-ase in peripheral nerve belongs to a transport-ATP-ase participating in electrolyte regulation.

---

---

Nach einer Mitteilung an der Tagung der Österreichischen Arbeitsgemeinschaft für Neuropathologie, Igls, Juni 1968.

---

Gastwissenschaftler aus der 3. Medizinischen Klinik der Universität Tokio (Vorstand: Prof. Dr. K. Nakao).     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den Mitochondrien des menschlichen Uterusepithels während der Sekretionsphase

Zusammenfassung Durch Strichkurettagen gewonnene menschliche Uterusschleimhaut aus der 2. Zyklushälfte wurde elektronenmikroskopisch untersucht. In der Zyklusmitte kommt es zu einer Vermehrung und Vergrößerung der Mitochondrien in den Epithelzellen. Es entstehen Riesenmitochondrien bis zu einem Durchmesser von 7 , die dichtgepackte Cristae enthalten. In den kleinen oder mittelgroßen Mitochondrien läßt sich bei günstiger Schnittrichtung im Matrixraum ein kurzes Filament von 200 Å Dicke nachweisen, das morphologisch den intramitochondrialen DNS-Filamenten in anderen Zelltypen entspricht. In den Riesenmitochondrien können bis zu 8 dieser DNS-Filamente in einer Schnittebene beobachtet werden. Die Mitochondrienvergrößerung geht also mit einer Vermehrung der DNS-Strukturen einher oder wird durch diese Vermehrung hervorgerufen. In den letzten Tagen des Zyklus tritt häufig eine Schwellung der Mitochondrien ein. In einem Falle (16. Zyklustag) enthielten die Mitochondrien im Matrixraum stäbchenförmige Einschlüsse, die aus dichtgepackten, parallel verlaufenden Filamenten und einer dichten Grundsubstanz bestehen. Eine Stimulierung der DNS- und RNS-abhängigen Proteinsynthese in den Mitochondrien unter Progesteroneinfluß wird diskutiert.

---

Summary Electron microscopic studies of human uterus mucosa in the second half of the cycle have been performed. An enlargement of epithelial mitochondria combined with an increase in number can be observed in the middle of the cycle. Giant mitochondria develop with a diameter up to 7 containing densely packed cristae in the matrix space. One short, electron dense filament with a thickness of 200 Å can be found in favourable sections through mitochondria of smaller or medium size. This corresponds morphologically to the DNA filaments seen in other types of cells. In contrast to the smaller cell organelles giant mitochondria contain up to 8 DNA filaments in one plane of section. Thus the extreme enlargement of mitochondria is associated with an increase in number of DNA filaments.During the last days of the cycle a swelling of mitochondria is frequently observed. In one case (16th day of cycle) thread-like inclusions are seen within the mitochondrial matrix. These inclusions consist of filamentous subunits embedded in a dense ground substance. The possibility of progesterone leading to a DNA- and RNA-dependent increase of protein synthesis in the mitochondria of human uterus epithelia is discussed.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.