Hereditäre Optikusatrophien

Hereditary optic neuropathies comprise a group of clinically and genetically heterogeneous disorders, which can be divided into 2 subgroups: isolated hereditary optic atrophies and optic neuropathies as part of complex disorders. In the first group of isolated hereditary optic neuropathies, optic nerve dysfunction is typically the only manifestation of the disease. This group comprises autosomal dominant, autosomal recessive and X-linked recessive optic atrophy, and the mitochondrial inherited Leber’s hereditary optic neuropathy (LHON). In the second group of complex disorders, various neurologic and other systemic abnormalities are regularly observed. The most frequent cause in this group are mitochondrial DNA (mtDNA) mutations, inherited peripheral neuropathies, Charcot–Marie–Tooth disorders (CMT2A2, CMTX5), hereditary sensory neuropathy type 3 (HSAN3), Friedreich ataxia, leukodystrophies, sphingolipidoses, ceroid-lipofuscinoses, and neurodegeneration with brain iron accumulation (NBIA). In the present article, the clinical phenotypes and underlying genetic predispositions are described.     

Hereditäre Paragangliome

Hereditary paragangliomas/pheochromocytomas are inherited as autosomal dominant traits. Three types, i. e. PGL1, PGL2, and PGL3 can be distinguished. They are caused by mutations of the genes SDHD, SDHC, and SDHB, which encode components of mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone reductase, SDH) of the respiratory chain. “Loss of heterozygosity” (LOH) of the region harbouring the disease gene is found in all 3 types of paragangliomas. LOH results in functional loss of SDH, the accumulation of succinate and of reactive oxygen species. As a consequence, hypoxia-dependent metabolic pathways are induced which appear to trigger tumorigenesis. PGL3 and PGL4 can be caused by germ-line mutations in either the paternal or the maternal copy of the respective disease gene, i. e. SDHC and SDHB. In contrast, PGL1 only occurs after paternal transmission of a mutation in SDHD. This observation can be explained by partial inactivation (“imprinting”) of the maternal SDHD-gene and induction of hypoxia-dependent genes, which in turn favour non-disjunction and loss of chromosome 11.     

Über intrazelluläre und extrazelluläre Lokalisierung der alkalischen Phosphatase

Zusammenfassung Nierenblöckchen von Mäusen wurden für 2–3 min in einer OsO₄-Lösung vorfixiert und nach drei Methoden (Gomori-Molnar, Mizutani und Barrnett, Mölbert, Duspiva und v. Deimling) für die histochemische Lokalisierung der alkalischen Phosphatase-Aktivität in toto inkubiert. In den Tubuli, die an der Blockoberfläche liegen, befindet sich das Reaktionsprodukt nach sämtlichen Methoden, intrazellulär. Nach Vorfixierung in einer Glutaraldehyd-Lösung bildet sich das Reaktionsprodukt bei der nichtsimultanen Methode von Gomori-Molnar an den Außenflächen der Zellmembran; bei den simultanen Methoden von Mizutani und Barrnett und Mölbert, Duspiva und v. Deimling teils intrazellulär teils extrazellulär.Das Fixierungsmittel und die Art der histochemischen Reaktion beeinflussen also die Lokalisierung der alkalischen Phosphatase-Aktivität.

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Summary For the demonstration of alkaline phosphatase activity, blocks of mouse kidney were fixed 2–3 min in a OsO₄ solution and in toto incubated. The methods of Gomori-Molnar, Mizutani and Barrnett, and Mölbert, Duspiva and v. Deimling were applied.In the proximal convolute tubules of the outer zone of the blocks, in every case, threaction product is localized along the inside of the cell membrane. After fixation in a glutaraldehyde solution, with the non-simultaneous method of Gomori-Molnar the reaction product occurs always outside of the cell membrane; with the simultaneous methods of Mizutani and Barrnett and Mölbert, Duspiva and v. Deimling it is formed irregularly both intracellular and extracellular.These observations show that the localization of the alkaline phosphatase activity depends on the fixative and on the histochemical method used.

     

Neuromuskuläre Zentren in Deutschland

Schwerpunkt

Neuromuskul?re Zentren in Deutschland     

Delta-Cytomembranen und lamelläre Cytosomen

Zusammenfassung Im Epithel der Kiemenbüschel von Axolotl (Amblystoma mexicanum) findet sich ein besonderer Typ von cytoplasmatischen Membranen, den wir mit -Cytomembran bezeichnen. -Cytomembranen sind schichtweise in Schleifen oder Spiralen angeordnet und bestehen aus einer 30–45 Å dicken osmiophilen Schicht mit einem 60 Å breiten intermembranösen Intervall. Die -Cytomembranen differenzieren sich im perinucleären Bereich des Cytoplasmas aus einer homogenen, elektronendichten Substanz und stellen die Vorstufen der lamellären Cytosomen dar. Die -Cytomembranen und die lamellären Cytosomen sind aus einem Kohlenhydrat-Protein-Komplex mit möglicher Bindung an Phospholipoide zusammengesetzt. Wir glauben, daß diese besondere Gruppe von submikroskopischen Strukturen wichtige Funktionen für die Synthese der Mucopolysaccharide im allgemeinen und für die Schleimsekretion im speziellen hat.Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Komplementäre DNA-Replikationsmuster bei Drosophila melanogaster

In D. melanogaster salivary gland chromosomes continuous and discontinuous labeling patterns have been described. Arcos-Terán (1972) has devided those of the X-chromosome in into a 6 class sequence beginning with continuous labeling and ending with labeling restricted to a few heavy bands. Labeling patterns reverse to the described ones have not been reported. — In the present communication new types of discontinuous labeling patterns are described for the X of melanogaster females. One type shows unlabeling of the majority of heavy bands and of the chromocenter whereas interbands and faint bands are labeled. In other types the number of unlabeled heavy bands is decreased and the chromosome is nearly totally labeled. These new labeling patterns are the reverse of Arcos-Terán's patterns II, IV, and V. It must therefore be assumed that the continuous pattern of labeling corresponds to the (early) middle of the replication cycle and that replication in melanogaster females starts with the labeling patterns described here.     

Über eine Periklinalchimäre aus Plastiden- und Plasmonabänderungen mit „Gewebefenstern”

Zusammenfassung Durch eine bei Epilobium entstandene Kernmutante wurde neben zahlreichen Plasma- und Plastidenabänderungen auch eine Periklinal-chimäre induziert, in der in der hypodermalen Palisadenschicht (L II) eine schwachwüchsige dunkelgrüne Plasmonabänderung über dem Kern (L III) einer chlorophyllfreien Plastidenabänderung liegt. Die Zellen der farblosen Zelldeszendenzen schieben sich in die Lücken der grünen Palisadenschicht ein und bilden weiße Gewebefenster, passen sich dabei aber völlig dem typischen Bau der Palisadenschicht an.

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About a periclinal chimera with tissue windows originated from plastom and cytoplasmon alterations

Summary Besides numerous cytoplasmic and plastid alterations, caused by a nuclear mutant of Epilobium, there was also induced a periclinal chimera which exhibited a poorly growing, dark green cytoplasmic alteration in the hypodermal palisade layer lying above the central tissue of a plastid alteration which is without chlorophyll. The cells of the colourless cell descendants shove into the gaps of the green palisade layer and form white tissue windows. They adapt themselves totally to the typical structure of the palisade layer.

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Mit 8 Textabbildungen     

Über sekundäre Geschlechtsmerkmale bei einigen Ameisenlarven

Summarium In larvis, etiam juvenilibus, et præpupis generumSolenopsis etTetramorium (Subfam.Myrmicinæ) genus ex signis secundariis cognosci potest.Solenopsis fugax: Mas: Pili e vertice et fronte provenientes (sicut pili per corpus sparsi) in duos ramos divergentes dividuntur; truncus pili brevior ramis vel etiam æqualis; pili genæ similes, sed eorum truncus multum largior; pili clypei ambo cum acumine quadripartito. Mandibula cum brevi acumine; dentes molares desunt, eorumque locum denticulus acutus tenet. Femina: Pili corporis ut in masculo; pili capitis omnes longiores, in apice tantum bi-vel. tripartiti; duo pili clypei simplices. Mandibula cum dente incisivo robusto et duobus distinctis molaribus.Tetramorium cæspitum: Mas: Pili corporis discissi in multos ramos conflexos; pili capitis penicillo non dissimiles. Palpus maxillaris crassus et tuberosus. Galea lata, paulo minor quam palpus. Femina: Pili corporis cum ramis expansis; pili capitis dupli quam in masculo, in apice tantum bi- ad quadripartiti; pili clypei breves ut in masculo, in apice bifurci. Palpus maxillaris minus crassus. Galea procera, altior quam palpus.     

Gradualismus und Punktualismus Komplementäre Modelle evolutiven Wandels

The models of punctuated and gradual evolution are put in a historical perspective and contrasted with each other. Mechanisms of saltational change are discussed. A synthesis of the two models might be achieved on the basis ofC. H. Waddington’s theory of developmental canalization as recently discussed byA. Hoffman.     

Intracelluläre Organisation phagenschwanz-ähnlicher Bacteriocine der Gruppe A in Serratia marcescens

Zusammenfassung Die Genese eines phagenschwanzähnlichen Bacteriocins in Zellen des Gruppe A-bacteriocinogenen (bA⁺) Serratia marcescens-Stammer Nr. 16 wurde nach Mitomycin C (MC) Induktion elektronenoptisch untersucht. Dieses Bacteriocin (Gesamtlänge 117 nm) besteht aus einem hohlen Stift mit kontraktiler Scheide. Nach 60 min Induktion wurden in Dünnschnitten stäbchenförmige Bacteriocine identifiziert. Sie erscheinen in drei Aggregationsformen: 1. als hexagonale Einschlüsse, 2. als Bänder dicht nebeneinanderliegender Bacteriocine und 3. als Stapel von übereinanderliegenden Bacteriocinschichten, wenn nach 120 min Induktion ein Maximum von ca. 450 Bacteriocinen pro Zelle erreicht wird.Bacteriocine konnten nach der gleichen Induktionszeit von 60 min auch mit der in situ lysis technique nachgewiesen werden. Neben Bacteriocinen traten relativ selten und unregelmäßig auch Phagenköpfe auf.Die Stäbchenform teilungsfähiger Zellen blieb bis zum Auftreten von intracellulären Bacteriocinen erhalten. Ihre Umwandlung in geblähte, sphäroplastenähnliche Zellformen, die nach 120 min Induktion lysierten, war zeitlich korreliert mit Feinstrukturveränderungen der Zellwand.

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Intracellular organisation of bacteriophage tail-like Bacteriocins of group A in Serratia marcescens

The biosynthesis of a phage tail-like Bacteriocin by cells of the group A-bacteriocinogenic (bA⁺ Serratia marcescens strain no. 16 after induction with mitomycin C (MC) was examined electronmicroscopically. This bacteriocin (total length 117 nm) consists of a hollow core and a contractile sheath. At 60 min following induction, rod-like bacteriocin-partieles were identifiable in ultrathin sections. The particles were found to comprise three morphologically different forms of aggregation: 1. hexagonal inclusions, 2. contiguous, bank-like particles, and 3. staples of superimposed layers of bacteriocin particles. At 120 min after induction bA⁺ cells revealed maximally 450 bacteriocin particles.Similarly, the phage tail particles could be demonstrated with the in situ lysis technique at 60 min following induction. Occasionally, phage heads were demonstrable, but in no instance were complete phage particles discernible.Dividing cells of the bA⁺ strain of S. marcescens maintained their rod-form following induction with MC until intracellular phage tail bacteriocin particles were seen. However, at 120 min after induction, the swollen, sphaeroplast-like cells lysed, an event that could be correlated with fine structural alterations of the cell wall.

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Abkürzungen B Bacteriocine in Bandform - C core - CM Cytoplasmamembran - F Schwanzfasern - H hexagonale Aggregationsform - M Mesosom - MC Mitomycin C - OM outer membrane - ZW Zellwand     

TREAT-NMD – Ein europäisches Netzwerk für neuromuskuläre Erkrankungen

Schwerpunkt

Das Muskeldystrophie Netzwerk MD-NET     

Intrazelluläre Lokalisation von Enzymen des Flußkrebses

Zusammenfassung Es werden Eigenschaften von Mitochondrien des Flußkrebses untersucht. Als bestes Isolationsmedium erwies sich eine gepufferte 0,1 M KCl-Lösung mit 0,001 M EDTA und 0,001 M ATP. Flußkrebsmitochondrien sind sehr viel empfindlicher gegenüber mechanischer Beanspruchung als Mitochondrien der Mäuseleber.Unterschiede zwischen sehr schonend isolierten und durch inadäquate Isolierungsmethoden geschädigten Mitochondrien werden im elektronenmikroskopischen Bild gezeigt.Die intrazelluläre Verteilung folgender Enzyme wurde mit Hilfe der successiven Enzymextraktion aus unzerstörten Zellen untersucht: Lactatdehydrogenase, Glucose-6-phosphatdehydrogenase, Malatdehydrogenase, Glutamatdehydrogenase, Hydroxyacyl-Coenzym A-dehydrogenase, Ketoacylthiolase, Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-synthase, Succinyl-Coenzym A-transferase und Proteasen der Mitteldarmdrüse.Durch leichte Extrahierbarkeit sind Lactatdehydrogenase und Glucose-6-phosphat-dehydrogenase auch beim Flußkrebs als cytoplasmatische Enzyme charakterisiert.Glutamatdehydrogenase, Hydroxyacyl-Coenzym A-dehydrogenase, Thiolase und Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-synthase werden erst nach agressiver Homogenisation freigesetzt, sind demnach wie bei Säugetieren offenbar partikelgebunden.Succinyl-Coenzym A-transferase und Malatdehydrogenase werden zum Teil in den ersten Extraktionsschritten, zum Teil erst nach der Homogenisation freigesetzt. Die nach der Homogenisation freigesetzte MDH (M-MDH) unterscheidet sich von der in den ersten Extraktionsschritten freigesetzten (C-MDH) durch starke Hemmbarkeit mit überschüssigem Oxalacetat. Bei der Succinyl-Coenzym A-transferase besteht kein Unterschied in der Hemmbarkeit durch Acetoacetyl-CoA oder Succinat zwischen den einzelnen Fraktionen. Die scheinbare K_m für Succinat liegt bei 30 mM.Enzymmessungen an Homogenaten der Mitteldarmdrüse werden gestört durch Proteasen. Diese Proteasen werden zur Hauptsache beim ersten Extraktionsschritt herausgelöst. Es wird angenommen, daß hierbei vor allem Verdauungssaft aus den feinen extrazellulären Tubuli dieses Organs extrahiert wird. Methoden werden geschildert, die zu einer Abschätzung der wahren Aktivitäten anderer Enzyme in Mitteldarmdrüsen-Homogenaten führen.

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Intracellular localization of enzymes in the crayfishEnzymes of fatty acid oxidation, and of ketone body metabolism, dehydrogenases of energy yielding metabolism, and proteases of hepatopancreas

Summary Properties of the mitochondria from the crayfish have been investigated. Buffered 0,1 M KCl with 0,001 M ATP proved to be the best medium for the isolation. Mitochondria of the crayfish are much more sensitive to mechanical stress than mitochondria of mouse-liver.Differences between carefully isolated mitochondria of the crayfish and those damaged by an inadequate method are demonstrated electron microscopically.The intracellular localization of the following enzymes has been investigated by successively extracting them from non-disrupted cells: Lactate-dehydrogenase, glucose-6-phosphate-dehydrogenase, glutamate-dehydrogenase, hydroxyacyl-coenzyme-A-dehydrogenase, ketoacyl-coenzyme A-thiolase, hydroxymethylglutarylcoenzyme A-synthase, succinyl-coenzyme A-transferase and proteases of the hepatopancreas.Lactate-dehydrogenase and glucose-6-phosphate-dehydrogenase are characterized as cytoplasmatic enzymes because of their easy extraction.Glutamate-dehydrogenase, hydroxyacyl-coenzyme A-dehydrogenase, thiolase and hydroxymethylgmtaryl-coenzyme A-synthase are soluble only after agressive homogenization and therefore are believed to be particle-bound.Succinyl-coenzyme A-transferase and malate-dehydrogenase are partly extracted in the first extraction step and partly after homogenization. The malate-hydrogenase delivered after homogenization (M-MDH) is different from the enzyme extracted in the first steps (C-MDH) in its inhibition by excess oxaloacetate. There is no difference between the fractions of succinyl-coenzyme A-transferase in the inhibition by excess acetoacetyl-coenzyme A or succinate. The apparent K _mfor succinate is 30 mM.Measurements of enzymes in homogenates of the hepatopancreas are disturbed by proteases. These proteases are mainly removed in the first extraction-step. It is believed that in this step for the most part extracellular gastric juice of the fine extracellular tubuli of hepatopancreas is extracted. Methods for estimating the real activities of enzymes in homogenates of the hepatopancreas have been described.

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Herrn Prof. Dr. G. Kümmel und Fräulein H. Claassen danke ich sehr für die elektronenmikroskopische Präparation und die freundliche Überlassung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen. Fräulein C. Kretschmer sei gedankt für ihre zuverlässige Mitarbeit beim biochemischen Teil dieser Arbeit.     

Kernhüllenvesikeln und intranukleäre Lamellen bei Hefeprotoplasten

Ohne ZusammenfassungHerrn Prof. M.Girbardt danken wir für die Unterstützung dieser Arbeit durch wertvolle Hinweise und Diskussionen. Frau H.Gottstein, Frau I.Schindewolf, Frl. H.Falkowski und dem Elmi-Kollektiv der Abteilung danken wir für technische Assistenz.     

Intracelluläre Myelinfiguren und ähnliche Bildungen bei der reversiblen Entmischung des Protoplasmas

Ohne Zusammenfassung     

Kapillaren und perikapilläre Räume im Hypothalamus-Hypophysen-System und ihre Beziehungen zum Nervengewebe

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Beobachtungen an den Kapillarsystemen der Neurohypophyse des Meerschweinchens bestätigen, daß diese Gefäße eine Sonderstellung unter den Hirnkapillaren einnehmen. Ein Porenendothel zeichnet die Kapillaren des Portalplexus der Zona externa, des Hinterlappens und des Vorderlappens aus. Weite perikapilläre Räume umgeben die Kapillaren der Neurohypophyse im Gegensatz zu den übrigen Hirnkapillaren, die von einer Gliascheide dicht umschlossen sind. Die Baueigentümlichkeiten der neurohypophysären Kapillarsysteme weisen auf einen gesteigerten Austausch zwischen dem Blut und dem benachbarten inkretorisch tätigen Gewebe hin.Eine Besonderheit stellt das Vorkommen von Axonen und Axonendigungen in den perivaskulären Räumen um die Kapillaren der neurohämalen Kontaktzonen im Hinterlappen und der Zona externa dar. Die Nervenelemente unterschiedlichen Kalibers enthalten dort neben großen und kleinen Elementargranula auch synaptische Vesikel. Drei Axontypen lassen sich feststellen.Die Möglichkeit regeneratorischer Wachstumsvorgänge an neurosekretorisch tätigen Nerven wird diskutiert. Andererseits kommt der in der Neurohypophyse spezifisch differenzierten Glia (Tanyzyten, Pituizyten) auf Grund ihrer elektronenoptischen Struktur und ihrer engen Beziehung zu Nerven und Gefäßen eine besondere Bedeutung zu. Die lichtmikroskopisch bei Tieren beobachtete Zona granulosa (Hagen [1955]) zwischen Zona externa und Pars tuberalis der Adenohypophyse läßt sich in diesem Sinne deuten.

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Summary EM observations of the capillary system of the neurohypophysis of the guinea pig confirm that these vessels are unique among the capillaries of the brain. The capillaries of the portal plexus, the median eminence, the neural lobe and the pars anterior all possess a fenestrated endothelium. In contrast to the other brain capillaries, provided with a thick glial sheath, those of the neurohypophysis are surrounded by wide perivascular spaces. The structural peculiarities of the neurohypophysial capillary system point to an enhanced interchangeactivity between blood and surrounding endocrinous tissue.Especially noteworthy is the presence of axons and axon-endings in the perivascular space round the capillaries of the neurohaemal contact areas in the neural lobe and in the median eminence. These neural elements are of varying calibre and they contain synaptic vesicles in addition to large and small elementary granules. Three types of axon are observable.The possibility of regenerative growth-processes taking place on neurosecretory-active nerves is considered. On the other hand, specially differentiated glial cells (tanycytes, pituicytes) in the hypophysis are of particular significance on account of their EM structure and their close relation to nerves and blood vessels. The lightmicroscopically observed zona granulosa in animals (Hagen [1955]), observed between the median eminence and the pars tuberalis of the adenohypophysis, could be explainable on this basis.

     

Intranucleäre Mitosen in homokaryotischen und dikaryotischen Mycelien der Basidiomyceten

Zusammenfassung In homokaryotischen und in dikaryotischen Mycelien der Basidiomyceten wird das Volumen des prämitotischen Kernes dadurch reduziert, daß der eigentliche Teilungskern von einem membranumgebenen Restkern abgetrennt wird. Da die Kernmembran während der gesamten Mitose persistiert, arbeitet der Spindelapparat intranucleär.

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Intranuclear mitosis in homokaryotic and dikaryotic mycelia of basidiomycetes

Summary In homokaryotic as well as in dikaryotic mycelia of Basidiomycetes the volume of the premitotic nucleus is reduced by separating the division nucleus from a residual nucleus which is surrounded by a membrane. For the nuclear membrane persists throughout the mitosis the spindle apparatus acts intranuclear.