Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Feinstruktur der atypischen und typischen Spermatozoen von Opalia crenimarginata (Gastropoda,Prosobranchia)

Zusammenfassung Die atypischen Spermatozoen von Opalia crenimarginata bestehen aus Treibplatte, Verbindungsstück und Ansatzstück, an das sich die typischen Spermatozoen in großer Zahl ansetzen. Die Treibplatte wird vornehmlich durch Fibrillen gebildet, die eine sehr regelmäßige Anordnung aufweisen. Ihre Zahl beläuft sich auf ungefähr 3000. Sie zeigen elektronenmikroskopisch das bekannte Strukturmuster von einem zentralen und neun peripheren Füamentpaaren. Ihre Centriolen sind hohlzylinderförmig gebaut. In der Treibplatte finden sich ferner strukturlose granuläre Elemente und langgestreckte Mitochondrien vom Crista-Typ, die auch in den anderen Abschnitten vorkommen. Im Verbindungs- und Ansatzstück treten endoplasmatische Kanäle unterschiedlicher Größe sowie im Ansatzstück zahlreiche Vesiculae und deutoplasmatische Schollen auf. Letztere sind von einer Membran umgeben und setzen sich aus dichten, wahrscheinlich fädigen Strukturelementen zusammen.Die typischen Spermatozoen sind durchschnittlich 90 lang und bestehen aus Acrosom, Kopf, Mittelstück und Schwanzstück. Das Acrosom wird von zwei Membranen und einem von diesen eingeschlossenen Zapfen gebildet. Es verankert das typische Spermatozoon in der Wand der atypischen Samenzelle. Der Kopf ist von dichten, granulären Strukturen erfüllt. Das proximale Centriol liegt in einer kanalartigen Vertiefung des Kopfstückes. Spiralig um den Achsenfaden gewundene Mitochondrien bilden das Mittelstück. Das Schwanzstück zeigt ebenfalls einen Feinbau aus einem zentralen und neun peripheren Filamentpaaren. Doppelbildungen typischer Spermatozoen können gelegentlich auftreten.     

Über die zentralen Kleinhirnkerne als möglichen Ursprungsort der Kletterfasern

Zusammenfassung Die Ergebnisse unserer Untersuchungen zeigen, daß die von Carrea, Reissig und Mettler entwickelte Vorstellung vom Ursprung der Kletterfasern in den zentralen Kleinhirnkernen — falls überhaupt — nur sehr bedingt zutrifft.Es ist nach unseren experimentellen Befunden nicht ausgeschlossen, daß für einen Teil der Kletterfasern bei der Katze die zentralen Kleinhirnkerne das trophische Zentrum darstellen. Der wesentliche Anteil der Kletterfasern dürfte jedoch aus anderen Kerngebieten bzw. Neuronensystemen stammen.Auch beim Menschen kommt nach den Erfahrungen bei Erkrankungen des Kleinhirns — wenn überhaupt — offensichtlich nur ein geringfügiger Prozentsatz der Kletterfasern aus den intracerebellaren Kernen. Dafür sprechen das Persistieren eines großen Teiles der Kletterfasern bei den primären Zahnkernatrophien, die bekannte Resistenz des Zahnkerns gegenüber einer transneuronalen Atrophie bei den Kleinhirnrindenatrophien und schließlich auch das Fehlen einer faßbaren Korrelation zwischen dem Ausmaß des Kletterfaserausfalles und dem Zahnkernbefund bei den olivo-ponto-cerebellaren Atrophien.Für die Deutung transneuronal-degenerativer Befunde in der Humanpathologie kann nach den bisherigen Erfahrungen dieser offensichtlich belanglose Anteil vorerst weitgehend unberücksichtigt bleiben.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Spermatogenese

Zusammenfassung Die Struktur und Genese der oligopyrenen Spermien von Melania libertina Gould wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Die atypischen Spermatiden enthalten außer den bekannten Organellen des Cytoplasmas sehr viele elektronendichte Granula, die innerhalb der erweiterten Zisternen des endoplasmatischen Retikulums zum Vorschein kommen. Ihre Größe und Form schwanken beträchtlich; die rundlichen Granula haben Durchmesser von 20 bis 80 m. Die Granula verschmelzen zu großen, lichtmikroskopisch sichtbaren Körperchen, die RNA-Reaktion geben. Es wurde nachgewiesen, daß die Ribonucleoproteine in partikulärer Form durch die Kernporen in das Cytoplasma und weiter in die Zisternen des endoplasmatischen Retikulums übertreten. Damit ist die Annahme berechtigt, daß die in Zisternen auftretenden Körperchen keine Viren sind, sondern die aus dem Kern in die Zisternen übergetretenen RNP-Komplexe.Eine chemische Umwandlung der RNP in PAS-reaktionpositive Substanz wurde lichtmikroskopisch nachgewiesen.Im Karyoplasma des fertigen, oligopyrenen Spermatozoons ist eine fädige Struktur zu erkennen.Die Untersuchungen wurden durchgeführt mit Unterstützung durch The United States Public Health Service Grant-RG-8327.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Dynamik neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus (Oligochaeta)

Zusammenfassung Von lichtmikroskopischen Befunden der Neurosekretion bei dem Oligochaeten Enchytraeus ausgehend, haben wir an zwei elektronenmikroskopisch genau bezeichneten und festgelegten Zellen bzw. Zelltypen, die bereits lichtmikroskopisch charakterisiert worden waren, Untersuchungen über die submikroskopisch faßbare Zelldynamik durchgeführt. Die beiden Arten neurosekretorischer Zellen (Q-Zelle und P-Zellen) sind elektronen-mikroskopisch schon durch ihre Lage zu erfassen. Sie können nicht nur durch die Zellgröße, sondern auch durch ihre Elementargranula, den Aufbau des endoplasmatischen Retikulums und den Golgi-Apparat eindeutig unterschieden werden. Wie schon in den lichtmikroskopischen Untersuchungen wurde die Sekretionsaktivität mit der Amputation ausgelöst. Sowohl in der Q -als auch in der P-Zelle bewirkt die Amputation eine unmittelbare Sekretentleerung. Die darauf einsetzende Phase der Sekretproduktion ist submikroskopisch durch eine erhöhte Zahl von Golgistrukturen in diesen Zellen, durch das deutlich in Erscheinung tretende granuläre endoplasmatische Retikulum und durch eine fortschreitende Vergrößerung und Verdichtung von Lysosomen in beiden Zelltypen gekennzeichnet. Für die Q-Zelle sind weiterhin die Verstärkung des diesen Zelltyp besonders noch charakterisierenden Bereiches von Membranzisternen und die dortige Ribosomenbildung typisch. Auf Grund der Feststellungen wird die Frage der Beziehung einzelner Strukturen in diesen beiden Zelltypen zur Produktion des Neuro-sekrets diskutiert. Die elektronenmikroskopische Untersuchung führte zur Entdeckung eines weiteren Zelltyps, der im Lichtmikroskop bisher nicht erkannt worden war und der sich durch besonderen Reichtum an Mitochondrien und großen Lipoid (?)-Komplexen auszeichnet (M-Zelle). Über seine Bedeutung ist jedoch noch keine Aussage möglich.

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Summary The cytophysiology of two types of neurosecretory cells (Q and P cell) in the brain of the oligochete Enchytraeus was studied at the ultrastructural level. These cell types can be identified by their location, and particularly by the size difference of their elementary granules. Amputation of the last ten segments caused a release of secretory product followed by a phase of renewed production. This was characterized by changes in the endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus, and the lysosomes. The role of these structures in the production of neurosecretory material was discussed. Furthermore, a cell type with extraordinarily numerous mitochondria, hitherto unknown in Enchytraeus, was described. Its function has not yet been determined.

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Mit Unterstützung durch die Sächsische Akademie der Wissenschaften zu Leipzig.

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Herrn Prof. Dr. F. Seidel, Marburg, zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Adrenergic nerves in the corpora cavernosa penis of some mammals

Summary The corpora cavernosa et spongiosa penis from Rhesus monkeys, Cynomolgus monkeys and cats have been investigated by means of the method for fluorescence microscopical detection of catecholamines- and tryptamines according to Falck and Hillarp.In all species investigated the smooth muscle cells surrounding the sinusoidal cavities of the corpora cavernosa are densely innervated by varicose adrenergic nerve fibres, which form a typical autonomic ground-plexus. A superficial and a deep plexus have been distinguished, the former being composed of densely packed preterminal, ramifying bundles the latter consisting mainly of terminal varicose fibres. In contrast to this the corpus spongiosum — being mainly composed of collagenous and elastic tissue — receives only a moderate adrenergic nerve supply related to the small bundles of smooth musculature. Whereas arteries of the penis are characterized by a superficial adventitial fibre plexus, the greater veins of the penis are supplied by adrenergic fibre meshes which penetrate the media up to the limiting lamina elastica interna. In addition the paraurethral glands seem to possess a direct adrenergic innervation.According to microspectrographical results it is concluded that the transmitter is noradrenaline. This assumption is supported by the finding of relatively high amounts of noradrenaline in tissue pieces from the erectile tissue of four Rhesus monkeys: 0,67 g/g (± 0,05). No dopamine or adrenaline have been detected.Scattered along the whole length of the urethral epithelium there occur yellow fluorescent cells morphologically resembling enterochromaffin cells. The fluorophore has the spectral properties of formaldehyde-condensed authentic 5-hydroxytryptamine.The possible role of the sympathetic noradrenergic innervation to the penis concerning the initiation and termination of the erection is discussed.

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Zusammenfassung Die Corpora cavernosa und spongiosa penis von Rhesusaffen (Macaca mulatta), Javaneraffen (Cynomolgus irus = Macaca fascicularis) und Hauskatzen (Felis domestica) wurden mit der von Falck und Hillarp entwickelten Methode zum fluoreszenzmikroskopischen Nachweis von Catechol- und Tryptaminen untersucht.Die glatten Muskelzellen der cavernösen Hohlräume werden von einem dichten Geflecht variköser, adrenerger Nervenfasern innerviert. Das Aufbauprinzip dieses Plexus ähnelt dem des autonomen Grundplexus (Hillarp). Der pericavernöse Plexus läßt sich in einen oberflächlichen Anteil gliedern, der aus gebündelten, präterminalen Nervenfasern besteht und in einen tiefen Plexus, der aus varicositätenreichen Endaufzweigungen aufgebaut ist. Im Gegensatz dazu besitzt das an kollagenen und elastischen Fasern reiche Corpus spongiosum nur eine spärliche Nervenversorgung. Während die Arterien des Penis mit einem adventitiellen adrenergen Plexus ausgestattet sind, werden die Venen von einem adrenergen Fasergeflecht innerviert, das alle Schichten der Adventitia und der Media gleichmäßig durchsetzt. Bei allen untersuchten Spezies kommen außerdem adrenerge Fasern in Begleitung der Paraurethraldrüsen vor.Aus mikrospektrographischen Befunden wird gefolgert, daß die Grünfluoreszenz in den Nervenfasern auf die Anwesenheit von Noradrenalin zurückzuführen ist. Diese Annahme wird durch den Nachweis relativ großer Mengen von Noradrenalin im Schwellkörpergewebe von vier Rhesusaffen bestätigt (0,67 g/g ±0,05). Dopamin und Adrenalin konnten nicht nachgewiesen werden.Zwischen den Epithelzellen der Harnröhrenmukosa kommen einzelne Zellen vor, deren Cytoplasma eine intensiv gelb fluoreszierende Substanz enthält. Das gelb fluoreszierende Produkt besitzt die gleichen spektralen Eigenschaften wie formaldehydkondensiertes 5-Hydroxytryptamin.Die Bedeutung der sympathischen, noradrenergen Innervation für die Einleitung und Beendigung der Erektion des Penis wird diskutiert.

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Dedicated to Prof. Dr. Dr. E. Horstmann with the best wishes for his 60 th birthday.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft and by grants from the Swedish Medical Research Council/project no. B 69-14X-56-05C and the Ford Foundation, grant no. 68-383.     

Mikropinozytose im Zentralnervensystem

Zusammenfassung An durch Perfusion mit Glutaraldehyd fixierten Rattengehirnen wurde das Erscheinungsbild der Mikropinozytose in Elementen der Meso- und Neuroglia sowie an den Perikarya und synaptischen Endformationen der Nervenzellen elektronenmikroskopisch dargestellt.Die bei der Mikropinozytose von der Zellmembran invaginierten Caveolen und Tubuli können einfache Verzweigungen zeigen. Ihre Oberfläche und die der mikropinozytotischen Bläschen zeigen an der gegen das Zytoplasma gerichteten Membranseite einen Stachelsaum. Diese Membrandifferenzierung dürfte mit der Resorption besonderer, zum Teil makromolekularer Substanzen zusammenhängen.Im Bereich großer Synapsen, z.B. in den Moosfasertelodendren der Glomerula cerebellaria oder in der Zona glomerulosa des Bulbus olfactorius sind mikropinozytotische Invaginationen und Bläschen sehr häufig. Möglicherweise übernehmen sie von den postsynaptischen Dendriten, die dünne Zytoplasmaprotrusionen in die Invaginationen hineinsenden, Stoffe. Es wird vermutet, daß es sich hierbei um inaktivierte Transmittersubstanz handelt, die auf diesem Wege dem präsynaptischen Abschnitt wieder zugeführt wird. Die zurückresorbierten Abbauprodukte der Transmittersubstanz werden in einem präsynaptischen Golgi-Komplex resynthetisiert und in synaptischen Bläschen angereichert. Dieses morphologische Bild ergänzt die biochemische Hypothese eines Acetylcholin-Kreislaufes im Bereich von Nervenendigungen.Entsprechende mikropinozytotische Erscheinungen wurden in caudalen Abdominalganglien von Leucophaea maderae beobachtet. Es wird angenommen, daß die Mikropinozytose ein allgemein verbreiteter Resorptionsmechanismus im Zentralnervensystem ist.Herrn Prof. Dr. F. Wassermann zum 80. Geburtstag gewidmet.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Observations on the morphology,submicroscopic structure and biological properties of satellite cells (S.C.) in sensory ganglia of mammals

Zusammenfassung Die Untersuchung der perisomatischen und periaxonalen Satelliten in sensiblen Ganglien verschiedener Säuger hat folgende Ergebnisse:Es wird nachgewiesen, daß die Satelliten um das Neuron eine ununterbrochene Hülle bilden, die es von den Bindegewebsstrukturen des Ganglions vollständig trennt. Jeder Satellit ist von seiner eigenen Zellmembran scharf begrenzt; die Membranen der anliegenden Zellen sind durch Zwischenräume von etwa 200 Å getrennt. Die Form der Satelliten ist im wesentlichen laminär: die Abbildungen von Zellen mit feinen verzweigten Fortsätzen, die hauptsächlich durch Silberimprägnation gewonnen wurden, geben meistens Artefakte wieder.Die Satelliten haben innige Beziehungen zum Neuron, von dem sie durch einen dünnen Zwischenraum (etwa 200 Å), von den entsprechenden Zellmembranen abgegrenzt, getrennt sind: die Satelliten passen sich jeder Unregelmäßigkeit der Neuronenoberfläche an, die durch kleine Paraphyten hervorgerufen wird.Wo der Neurit erscheint, stellen sich die perisomatischen Satelliten ein. Sie werden von den periaxonalen Satelliten ersetzt und diese ihrerseits von den Schwannschen Zellen.Die Satelliten enthalten manchmal ergastoplasmische Bildungen. Im großen und ganzen ist die Struktur dieser Zellen derjenigen der Schwannschen Zellen und vieler protoplasmatischen Gliocyten des Zentralnervensystems ähnlich.Während des körperlichen Wachstums erfahren die Satelliten eine bedeutend geringere Volumen-Zunahme als die Neurone, aber sie vermehren sich häufig durch mitotische Teilung. Beim Erwachsenen sind die Mitosen dagegen sehr selten. Das endgültige Volumen der Satelliten ist eher gleichmäßig, es entspricht dem Drieschschen-Gesetz. Auf Grund der gewonnenen Daten kann man diese Zellen als stabile Elemente im Sinne Bizzozero's betrachten.Über den funktionellen Wert der Satelliten äußert sich der Verfasser auf Grund der morphologisch und biologisch gesammelten Daten. Da diese Zellen immer zwischen den Blutgefäßen und den Neuronen liegen, muß ihre Tätigkeit trophischer Art sein. Die morphologischen Untersuchungen können allerdings nicht feststellen, ob diese trophische Funktion nur in einer Filtrierung der von den Blutgefäßen herkommenden Substanzen oder auch in ihrer Verarbeitung besteht.Schließlich behauptet der Verfasser, daß die perisomatischen und periaxonalen Satelliten einerseits eine große Ähnlichkeit mit den perineuronalen protoplasmatischen Gliocyten des Zentralnervensystems aufweisen, andererseits mit den Schwannschen Zellen. Es ist vielleicht möglich, in einer Kategorie viele Zellen zusammenzufassen, die in enger Beziehung zu den Neuronen stehen und ähnliche funktionelle Eigenschaften besitzen, Zellen, die sowohl dem zentralen als auch dem peripheren Nervensystem angehören.

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

Vorkommen und Funktion sensibler Erregungssubstanzen und sie abbauender Fermente im Tierreich

Zusammenfassung Im Zentralnervensystem der Wirbeltiere wird die Erregung sensibler Nerven durch eine eigene, von ihnen gebildete Erregungssubstanz vermittelt, welche durch ein Ferment rasch wieder abgebaut wird (Hellauer und Umrath ⁴⁹). Das Ferment läßt sich durch Strychnin, Pikrotoxin, Brucin und Cardiazol hemmen (Hellauer und Umrath ⁵⁰). Diese Pharmaka bewirken daher Erregung und charakteristische Krämpfe.Durch einen neuen Test an Bienen konnte gezeigt werden, daß die sensiblen Nerven der Arthropoden eine von der der Wirbeltiere etwas verschiedene Erregungssubstanz bilden. Ihr fermentativer Abbau wird durch Pikrotoxin und Cardiazol gehemmt, nicht aber durch Strychnin.An einer großen Anzahl von Arten aus dem ganzen Tierreich wurden die Reaktionen auf Strychnin, Pikrotoxin und Cardiazol geprüft. Es zeigte sich, daß bestimmte Tiergruppen jeweils verschiedene sensible Erregungssubstanzen und dementsprechend verschiedene abbauende Fermente besitzen. Es ergaben sich interessante Beziehungen zur Systematik: Die Deuterostomier (Vertebraten, Tunikaten, Echinodermen, Chätognathen) erwiesen sich hinsichtlich der sensiblen Erregungssubstanz und des sie abbauenden Fermentes als einheitliche Gruppe (Hemmung des Abbaues durch Strychnin, Pikrotoxin und Cardiazol). Einheitlich sind auch die Arthropoden (Hemmung durch Pikrotoxin und Cardiazol). Bei Mollusken hemmt ausschließlich Strychnin, das auch bei verschiedenen anderen Gruppen der Protostomier diese Wirkung hat, wenn auch zum Teil schwächer. Pikrotoxin hemmt außer bei Deuterostomiern und Arthropoden nur noch bei Turbellarien und Nemertinen, bei denen auch Strychnin und Cardiazol wirksam sind.Die sensible Erregungssubstanz der Clitellaten ist Acetylcholin.Bei Cölenteraten erwiesen sich die Pharmaka als unwirksam. Bei Ciliaten ist das Vorkommen einer sensiblen Erregungssubstanz mit fermentativem Abbau (Hemmung durch Strychnin) möglich.Die Wirkungsweise von Strychnin, Pikrotoxin, Brucin und Cardiazol wird besprochen.     

Das elektronenmikroskopische Bild Menschlicher Endometrialer Drüsenzellen Während des Menstruellen Zyklus

Zusammenfassung Die elektronenmikroskopisch sichtbaren Veränderungen menschlicher endometrialer Drüsenzellen im Verlauf des menstruellen Zyklus werden beschrieben.In der Proliferationsphase zeichnen sich die Drüsenzellen durch reichliche Ergastoplasmamembranen und Paladegranula aus, besonders in den basalen Zytoplasmaanteilen. Daneben sieht man, fast ausschließlich supranukleär, zahlreiche Sekretgranula von etwa 0,7 Durchmesser, deren Zahl am Ende der Proliferationsphase ein Maximum erreicht. Außerdem findet man noch am basalen Kernpol ein Sekret, das aus einem elektronenoptisch schwach konturierten Material besteht und aus Glykogen sowie Glyk- ound Mucoproteiden aufgebaut ist. Gleichzeitig werden die hier liegenden Paladegranula und Ergastoplasmamembranen aufgelöst. Die hier liegenden Mitochondrien vergrößern sich auf ein Mehrfaches, die Zahl ihrer Cristae nimmt zu. Sobald die Sekretproduktion abgeschlossen ist, verkleinern sie sich wieder.Zur Zeit der mittleren Sekretionsphase ist dieses Sekret in das apikale Zytoplasma gewandert. Dabei verschwinden die in den vorangehenden Subphasen reichlich vorhandenen Mikrovilli weitgehend. Gegen Ende des menstruellen Zyklus erscheinen die Zellen durch Abstoßung der apikalen Zytoplasmateile im ganzen niedriger. Kurz vor der Desquamation lösen sie sich dann voneinander, wobei sich der Interzellularraum auf ein Mehrfaches verbreitert. Gleichzeitig treten im Zytoplasma Degenerationszeichen wie vakuoläre Umwandlungen von Mitochondrien, Ergastoplasmaräume und Golgizone auf. Außerdem verlieren die Zellorganellen ihre scharfen Konturen, und die bis dahin runden oder ovalen Zellkerne zeigen eine unregelmäßige, teilweise sogar gelappte Begrenzung.Die seitlichen Zellgrenzen verlaufen in den dem Drüsenlumen nahen Abschnitten gerade oder leicht gewunden und besitzen zahlreiche Desmosomen. Weiter basal hingegen weisen sie starke Verzahnungen mit den Naehbarzellen auf, wobei die Desmosomen nur noch sehr selten zu finden sind. Nach Abstoßung der Zellspitzen in der späten Sekretionsphase reicht die Verzahnungszone bis an das Drüsenlumen heran.Die Basalmembran der Drüsen ist zu Beginn des Zyklus relativ schmal (etwa 300 Å). Sie wächst dann in den späteren Subphasen weiter an und erreicht am Ende des Zyklus eine Dicke von etwa 800 Å.Neben den Drüsenzellen begegnet man hin und wieder in allen Subphasen cilientragenden Zellen (Flimmerzellen), die relativ arm an Zytoplasmaorganellen sind. Die Cilien besitzen den typischen Aufbau mit 9 auf einem Kreisbogen liegenden und einem zentralen Filament, die aus je 2 Subfilamenten bestehen.Außerdem sieht man mitunter zwischen den Drüsenzellen einen weiteren Zelltyp, der reich an Paladegranula und Ergastoplasmastrukturen ist. Art und Funktion dieser Zellen, bei denen es sich nicht um Wanderzellen wie Plasmazellen, Lympho- oder Leukozyten handelt, ist noch unklar.Herrn Prof. Dr. med. H. Siebke und Herrn Oberarzt Doz. Dr. Puck, Universitäts-Frauenklinik Bonn, danke ich für Überlassung des Untersuchungsgutes, Herrn Prof. Dr. med. Piekarski, Hygiene-Institut der Universität Bonn, für die Benutzung des Siemens-Elmiskops.     

Über die Geotaxis von Convoluta Roscoffensis

Zusammenfassung Convoluta reagiert in ungereiztem Zustande im allgemeinen negativ geotaktisch, auf mechanische Reize hin wird sie positiv geotaktisch. Als Receptor der Schwerkraftsreize ist mit großer Wahrscheinlichkeit die Statocyste anzusprechen. Die geotaktischen Krümmungen geschehen durch Muskelkontraktionen, die normale Fortbewegung dagegen geschieht durch den Cilienschlag. Wenn auf das Tier außer der Schwerkraft noch die Zentrifugalkraft einwirkt, stellt sich das Tier mit physikalischer Genauigkeit in die Resultante beider Kräfte ein. Daraus ist zu folgern, daß normalerweise qualitativ und quantitativ die Schwerkraft die geotaktische Orientierung bewirkt.Vorliegende Arbeit wurde im August und September 1927 an der zoologischen Station zu Roscoff (Bretagne) durchgeführt. Zu großem Dank bin ich Herrn Prof. Ch. Péréz-Paris für die Überlassung des Arbeitsplatzes verpflichtet. Der Aufenthalt in Roscoff war mir durch eine Spende der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft ermöglicht, wofür ich dieser Körperschaft hier meinen herzlichen Dank ausdrücke.     

Über die Metachromasie der Absorption und Fluoreszenz von Acridinfarbstoffen

Zusammenfassung An Hand einer Auswahl von Arbeiten verschiedener Autoren wird festgestellt, daß sowohl bei hoher Konzentration als auch bei der Absorption an Kristalloberflächen und Kolloiden viele Farbstoffe, darunter auch Acridinorange und verwandte Farbstoffe tiefgreifende Änderungen im Absorptionsspektrum und ebenso im Fluoreszenzspektrum erleiden. Die Ursache für die Erscheinung, die bei richtiger Meßmethodik vollkommen eindeutig feststellbar ist, ist die Assoziation zu Doppel- und höheren Assoziaten, wie durch die Prüfung des Massenwirkungsgesetzes durch eine große Anzahl von Autoren bewiesen wurde. Die Tendenz zur Assoziation ist stark von der Konstitution der Farbstoffe abhängig, z. B. ist sie groß bei Acridinorange, sehr klein bei Aeridingelb. Die vonCh. M. A. Kuyper in dieser Zeitschrift veröffentlichten Experimente sind mit systematischen Fehlern behaftet; die aus diesen Experimenten gezogenen Schlüsse bestehen nicht zu Recht.Mit 2 TextabbildungenErschienen in Histochemie3, 46 (1962).     

Histochemische Aspekte bei der Azanfärbung des Knochens

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welcher Weise chemische Gruppierungen der Grund- und Kittsubstanz die Azanfärbung des lamellären Knochens beeinflussen.Es wurde dabei gezeigt, daß für die Aufnahme von Azokarmin Amino- und Iminogruppen große Bedeutung besitzen. Ihre Zerstörung führt zum Verlust der Azokarminfärbung bei 18° C undph 5,82. Mit heißen Lösungen dieses Farbstoffes vonph 2,58 hingegen (Azokarminbad bei der Azanfärbung) ist noch eine Anfärbung des Knochens herbeizuführen. Sie gelingt auch mit der erstgenannten Lösung nach Einwirkung verdünnter Säuren bei 60° C. Die Aufnahme von Azokarmin bei der Azanmethode wird daher auf eine Veränderung derKittsubstanz des Knochens durch das heiße Färbebad bezogen.Anilinblau wird ebenfalls von den Aminogruppen des Gewebes gebunden, es kann jedoch auch durch seine basischen Phenylaminogruppen eine Bindung mit sauren Gruppen des Substrats eingehen. Die Anwendung von Phosphorwolframsäure macht dem Anilinblau außerdem vermehrt basische Gruppen zugänglich. Eine vorhergehende Azokarminfärbung erlaubt daher oft noch eine Aufnahme von Anilinblau durch den Knochen. Am kollagenen Bindegewebe findet wegen der geringen Anzahl der Aminogruppen keine Hemmung durch Azokarmin statt.Mit 1 Textabbildung     

Die Verbreitung von Chromosomendislokationen in natürlichen Populationen von Liriomyza urophorina Mik

Zusammenfassung Die Larven der Agromyzide Liriomyza urophorina Mik, die in den Blütenknospen von Lilium martagon parasitieren, zeigen in den Speicheldrüsen außerordentlich günstige Riesenchromosomen.Bei der Untersuchung von Material von 11 verschiedenen Standorten in Österreich wurden 6 verschiedene Inversionen gefunden, davon 3 von großer Verbreitung und Häufigkeit. Die Häufigkeit und Verteilung dieser 3 Inversionen an den verschiedenen Standorten zeigen deutlieh, daß sie keinen spezifischen Anpassungswert an bestimmte ökologische Bedingungen haben können. Sie zeigen, daß die Inversionen an bestimmten Orten einmalig entstanden sind und sich von dort ungefähr radiär durch die Population ausgebreitet haben. Ausnahmen von dieser Verteilung lassen sich als Isolationswirkungen erklären. Es wird die Annahme begründet, daß das beobachtete Verteilungsbild nicht auf rein statistischem Wege zustande gekommen ist, sondern am besten durch die Annahme einer Heterosiswirkung des strukturell heterozygoten Zustandes erklärt werden kann. Mögliche Ursachen dieser Heterosiswirkung werden erörtert.     

Elektronenmikroskopische Autoradiographie mit H3-Thymidin an der Thymusrinde der Maus

Zusammenfassung Ultradünnschnitte durch die Thymusrinde erwachsener männlicher Mäuse wurden mit einer Einkristallschicht von Ilford-L 4-Photoemulsion überzogen. In elektronenmikroskopischen Autoradiogrammen können die mit H³-Thymidin markierten Zelltypen besser erkannt werden als in lichtmikroskopisch-autoradiographischen Untersuchungen am gleichen Gewebe.Den größten Anteil der freien Zellen stellen die kleinen Lymphocyten mit dichten, von wenigen Ausnahmen abgesehen, unmarkierten Kernen und schmalem Zytoplasmasaum. In der subkapsulären Zone finden sich gehäuft große Lymphozyten und ihre Vorstufen mit einem umfangreichen, nicht so dichten Kern und einem breiteren, freie Ribosomen enthaltenden Zytoplasmasaum. 83% der Kerne dieser Zellen sind deutlich markiert. Die epithelialen Retikulumzellen im Inneren der Rinde und das Randepithel haben unmarkierte Kerne. Nur vereinzelt werden markierte Retikulumzellen unmittelbar unter dem Randsaum gefunden. Plasmazellen sind in der Rinde nur selten zu finden. Ihre Kerne weisen keine Markierung auf. Die lichtmikroskopisch-autoradiographisch erhobenen Befunde von Hinrichsen (1963, 1965) werden elektronenmikroskopisch bestätigt: Bei der Maus stellt die unmittelbar unter der Kapsel liegende Randzone des Thymus die Keimschicht zur Bildung von Thymuslymphozyten dar.

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Summary Sections of the thymus of adult male mice were covered with Ilford-L 4 photographic emulsion. In electron microscopic autoradiograms, the labelled cell types after H³-thymidine injection — can be more easily identified than with light microscopic autoradiographic methods.Most of the free cells are small lymphocytes with dense, mostly unlabelled nuclei and scanty cytoplasm. In the sub-capsular zone larger lymphocytes with a bigger, but not so condensed nucleus and more extensive cytoplasm containing free ribosomes can be found. 83% of their nuclei are labelled with tritiated thymidine. The nuclei of epithelial reticulum cells in the inner cortex and the surface epithelium are unlabelled. Only very few labelled reticulum cells can be found immediately under the connective tissue layer. Plasma cells are rarely found in the cortex. Their nuclei are not labelled. The light microscopic autoradiographic findings by Hinrichsen (1963, 1965) are electronmicroscopically confirmed: the lymphocytes of the mouse thymus originate in the immediately sub-capsular cortex of the thymus.

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Herrn Professor Bargmann zum 60. Geburtstag gewidmet.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Änderungen von Kern und Polyphosphaten in Abhängigkeit von dem Energiegehalt des Cytoplasmas bei Acetabularia

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluß des Cytoplasmas auf den Kern und Nucleolus näher zu analysieren. Als Maß der Kernreaktion wurde die Vergrößerung oder Verkleinerung des Kern- und Nucleolusvolumens gewählt, als Maß für den Zustand des Cytoplasmas das Vorhandensein bzw. Fehlen von energiereichen, Polyphosphate enthaltenden Grana und als Maß für die Leistung der ganzen Zelle das Wachstum.Der Einfluß der Photosynthese auf Kern und Polyphosphate wurde durch Applikation verschieden langer täglicher Belichtungszeiten untersucht (Tabelle 1, Abb. 1). Die Kern- und Nucleolusvergrößerung sowie die Entstehung der Polyphosphate und das Wachstum ist von der Länge der täglichen Belichtungszeiten abhängig. Auf der anderen Seite führt eine Verdunkelung der Zellen zu einer starken Reduktion der Polyphosphate sowie Kern- und Nucleolusgröße.Der Einfluß der Plastidenanzahl auf Kern und Polyphosphate wurde durch Belichtung kleiner und großer, verdunkelt gewesener Zellen untersucht (Tabelle 2, Abb. 2und 3). In den kleinen 4mm langen Zellen werden weniger Polyphosphate synthetisiert und auch die Kernvergrößerung ist wesentlich langsamer als in den großen 8 mm langen Zellen.Der Einfluß von energiereichen Substanzen des Cytoplasmas auf die Kernvergrößerung wurde durch Applikation verschiedener Gifte untersucht. 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure hemmen eine Synthese von Polyphosphaten, verhindern eine Volumenzunahme von Kern und Nucleolus und blockieren das Wachstum. Trypaflavin übt hingegen keinen wesentlichen Einfluß auf die Polyphosphatvermehrung und Kernvergrößerung aus (Tabelle 3, Abb. 4 und 5). Werden die Gifte großen Zellen mit ausgewachsenen Kernen appliziert, so erfolgt in 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure eine Reduktion von Kern- und Nucleolusvolumen sowie eine Verminderung der Polyphosphatgrana, während in Trypaflavin die Kerngröße kaum beeinflußt wird (Tabelle 5, Abb. 6).Aus diesen Befunden wurde geschlossen, daß das Cytoplasma einen steuernden Einfluß auf Reaktionen des Kernes und Nucleolus ausübt und daß dieser Einfluß durch die im Cytoplasma gebildeten energiereichen Phosphate (unter anderem Polyphosphate) bewirkt wird, wodurch auf die große Bedeutung des Cytoplasmas bei der Regulierung der Kernfunktion hingewiesen wird.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Catecholaminhaltige Nervenfasern im Hoden des Menschen

Zusammenfassung Mit Hilfe der von Falck und Hillarp entwickelten Methode zur fluoreszenzmikroskopischen Lokalisation von Catechol- und Tryptaminen konnten im Hoden und Nebenhoden des Menschen grünfluoreszierende Nervenfasern nachgewiesen werden. Sie bilden Geflechte um kleine Blutgefäße; einzelne Fasern ziehen durch das Interstitium und nehmen Kontakt mit Leydig-Zellen und der Lamina propria der Tubuli contorti des Hodens auf. An den Berührungsstellen kommen intensiv fluoreszierende Varicositäten vor.

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Summary The testis and epididymis of man was investigated by means of Falcks and Hillarps method for the fluorescence-microscopical detection of catechol- and tryptamines. It is shown that in the testis and epididymis there are nerve fibres containing catecholamines. These are located in small varicosities along the nerve fibres and particularly near their terminals. The nerve fibres form plexus around small blood-vessels. Some nerve fibres run through the interstitial tissue to approach Leydig-cells and others to approach the lamina propria of the tubuli contori of the testis.

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

Über den Bau des Saccus vasculosus einiger Tiefseefische

Zusammenfassung Die aus der Tiefsee stammenden, hier untersuchten Pediculaten (Oneirodes niger, Gigantactis Vanhoeffeni, Aceratias macrorhinus indicus und Halicmetus ruber) besitzen ausnahmslos einen Saccus vasculosus.Vergleicht man die Befunde von Gierse, Trojan und die hier vorgelegten miteinander, so besitzen nur Bassocetus und Leucicorus, die in einer Tiefe von 3057 und 3436 m gefangen wurden, einen besonders großen und blutreichen Saccus. Bei allen anderen Formen übersteigt die Größe des Saccus vasculosus das auch bei nicht aus der Tiefsee stammenden Fischen übliche Maß keineswegs. Nach Brauer sind Oneirodes und Halicmetus ausgesprochene Grundfische, während Aceratias und Gigantactis, die in Tiefen von 1900 bis 4000/5000 m gefangen worden sind, als pelagische Formen anzusprechen sind. Gerade bei diesen beiden Spezies könnte man einen besonders großen Saccus erwarten, da diese Fische in stark wechselnden Wassertiefen angetroffen worden sind. Diese Befunde erwecken an der Gültigkeit der Hypothese von Dammerman Zweifel. Scharrer (1948, 1953) vermutete, daß der Saccus vasculosus durch seinen großen Gefäßreichtum intrakranielle Druckschwankungen ausgleichen könne. Es ließen sich jedoch bei allen hier untersuchten Formen nur wenig Gefäße im Saccus nachweisen. Dies kann gegen eine allgemeine Gültigkeit der Annahme Scharrers sprechen.Wegen des schlechten Fixierungs- und Erhaltungszustandes konnten sichere Anzeichen einer sekretorischen Leistung des Saccus vasculosus nicht nachgewiesen werden. Nur bei Halicmetus läßt das Vorhandensein eines dichteren Saccusinhaltes an diese Möglichkeit denken.     

Die Gefrier-Fixation lebender Zellen und ihre Anwendung in der Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Der Gefriervorgang in den Zellen hängt in erster Linie ab von der Gefriergeschwindigkeit, der Frosthärte des Objektes und von der Konzentration eines Frostschutzmittels (Glyzerin) im Zytoplasma. Für die meisten Untersuchungen wurde Preßhefe als Testobjekt verwendet. Der Einfluß der Gefriergeschwindigkeit äußert sich auf drei verschiedene Weisen; das Zellwasser kristallisiert entweder extra oder intrazellulär oder es wird amorph verfestigt (Vitrifikation). Die Bestimmung von Gefrierpunkt, Unterkühlbarkeit und Rekristallisationspunkt ermöglicht eine Erklärung dieser drei Wirkungsweisen und führt zu einem physikalischen Verständnis des Phänomens der Frosthärte. Physikalische Untersuchungen zeigen, wie das Frostschutzmittel eine Erhöhung der Frosthärte bewirkt; physiologische Experimente veranschaulichen einige Nebenwirkungen des Glyzerins.Die Verwirklichung des Gefrierens lebender Zellen hängt in erster Linie von der Wahl geeigneter Gefriergeschwindigkeiten und Frostschutzmitteln ab. Die Endtemperatur des Gefriervorganges muß, je nach der Frosthärte des Objektes, d. h. je nach dem tiefsten in den Zellen auftretenden Rekristallisationspunkt, unter –50 bis –70° C liegen.Das Anwendungsgebiet des Gefrierens lebender Zellen ist sowohl auf biologischem wie auch auf medizinischem Gebiete sehr groß, sei es als reine Gefrierkonservierung oder in der Gefrier-Trocknung oder -Substitution. Mit Hilfe der Gefier-Ätzung können hochauflösende, elektronenmikroskopische Bilder der gefrorenen Objekte hergestellt werden, die vollkommen artefaktfrei sind, insbesondere frei von den durch die üblichen Präparationsmethoden eingeführten Veränderungen.Einige Beispiele illustrieren die Anwendung des Gefrierens lebender Zellen in der Elektronenmikroskopie. Die Methode der Gefrier-Ätzung ist besonders geeignet für die Darstellung der auf den Zytomembranen lokalisierten Partikel; z. B. Fibrillen synthetisierende Partikel in der Plasmamembran, Ribosomen auf einer Vakuolenmembran, Elementarpartikel auf den Cristae mitochondriales und Quantasomen auf den Granalamellen eines Chloroplasten. Die vielfältige Anwendbarkeit der Gefrier-Ätzung wird aufgezeigt an Hand von Mikroorganismen (Hefe), pflanzlichen (Wurzelspitze) und tierischen Zellen (Dünndarmepithel).Diese Arbeit wurde durch einen Kredit des Schweizerischen Nationalfonds unterstützt. Den Vorstehern des Institutes für Allgemeine Botanik der Eidgenössischen Technischen Hochschule, Herrn Prof. Dr. A. Frey-Wyssling und des Laboratoriums für Elektronenmikroskopie, Herrn Prof. Dr. K. Mühlethaler, sei für die großzügige Förderung dieser Arbeit bestens gedankt. Herrn Dr. D. Branton und Herrn und Frau Prof. Dr. H. Ruska (Medizinische Akademie, Düsseldorf) danke ich für ihre Mitarbeit und für die Überlassung der Abb. 17, 20 und 21.     

Cytologischer Nachweis einer positiven Interferenz über das Centromer. (Der Paarungskoeffizient. 1.)

Zusammenfassung Chromosomenarme, die durch ein oder mehrere Chiasmata miteinander verbunden sind, werden als gepaart bezeichnet. V_b sei die beobachtete Streuung (variance) der Chromosomen mit 0,1 oder 2 gepaarten Armen, V_e die bei Fehlen von Interferenz über das Centromer erwartete Streuung. Je nachdem positiv oder negativ ist, besteht positive oder negative Interferenz über das Centromer. Bequeme Verfahren zur Berechnung und statistischen Prüfung von J_c werden angegeben. Die Eigenschaften des Maßes J_c werden untersucht.Die J_c-Methode ermöglicht in einfachster Weise eine Analyse auf Interferenz über das Centromer bei allen Chromosomen, bei denen kein Arm stets gepaart ist, und bei denen folgende vier Klassen bestimmt werden können: Anzahl a₀ der Paare von Univalenten, Anzahl a_l (a_r) der nur im linken (rechten) arm gepaarten Bivalenten, Anzahl a₂ der in beiden Armen gepaarten Bivalenten. Wenn der rechte und der linke Arm in der Meiose nicht zu unterscheiden sind, kann mit dieser Methode positive Interferenz über das Centromer zwar nicht bewiesen, wohl aber in manchen Fällen sehr wahrscheinlich gemacht werden.Die Auswertung von früher veröffentlichten Beobachtungen Moffetts und von Daten, die dem Verfasser von Herrn Wolf zur Verfügung gestellt wurden, ergibt, daß bei Culex pipiens wahrscheinlich und bei Dicranomyia trinotata mit sehr hoher statistischer Sicherung positive Interferenz über das Centromer existiert.In der Besprechung wird gezeigt, daß positive Interferenz über das Centromer als Sonderfall der gewöhnlichen Chiasmainterferenz aufgefaßt werden kann, und daß die bisher vorliegenden einander scheinbar widersprechenden Ergebnisse verständlich werden durch die Annahme einer zentralen Region, in der keine Chiasmata gebildet werden können, und deren Länge mehr oder weniger symmetrisch zum Centromer variiert. Auch der Befund Gowens, wonach im III. Chromosom von Drosophila melanogaster zunächst negative und in größerem Abstand positive Interferenz über das Centromer auftritt, findet damit seine Erklärung.     

Die Feinstruktur der Speicheldrüse von Boophthora erythrocephala de Geer (Simuliidae,Diptera) vor und nach der Blutaufnahme

Zusammenfassung Die Speicheldrüsen adulter Kriebelmücken (Boophthora erythrocephala De Geer, Simuliidae, Diptera) wurden vor und nach Blutaufnahme elektronenmikroskopisch untersucht. Die Zellen von Haupt-und Nebendrüsen unterscheiden sich in ihrer Feinstruktur deutlich. Die Kerne der großen Hauptdrüsenzellen enthalten im Gegensatz zu den kleineren der Nebendrüsenzellen Riesenchromosomen. Die Produktion von mindestens zwei verschiedenen Sekretsubstanzen wird angenommen: stark elektronendichtes Material in der Hauptdrüse, deutlich weniger dichtes in der Nebendrüse. Die Ausbildung eines in beiden Drüsenabschnitten reich entwickelten granulären endoplasmatischen Reticulums läßt darauf schließen, daß es sich dabei um Proteine handelt.Die nach der Blutaufnahme beobachteten Veränderungen im Zytoplasma laufen in der Nebendrüse schneller ab als in der Hauptdrüse. Eine Reservoirfunktion der Nebendrüse erscheint unwahrscheinlich.

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The fine structure of the salivary gland of boophthora erythrocephala De Geer (Simuliidae, Diptera) before and after blood uptake

Summary The salivary glands of adult black flies (Boophthora erythrocephala De Geer, Simuliidae, Diptera) were studied with the electron microscope before and after blood uptake. The cells of the two parts of the gland called main gland (Hauptdrüse) and accessory gland (Nebendrüse) exhibit a markedly different ultrastructure. The big nuclei of the large cells in the main gland contain giant chromosomes in contrast to those of the smaller ones in the accessory gland. The production of two different secretory products is assumed: strongly electrondense material in the main gland and moderately electrondense material in the accessory gland. A well developed granulated B. R. in both parts of the gland suggests these secretory products to be proteins.The changes in the cytoplasm observed after blood uptake occur at a faster rate in the accessory gland than in the main gland. It appears unlikely that the accessory gland should function as a mere reservoir.

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Die Untersuchung wurde mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.