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.     

Cytodynamik des Hodens und Nebenhodens beim Siebenschläfer (Myoxus glis L., glis glis L.)

Zusammenfassung Die Zytodynamik des Hodens und Nebenhodens von 11 Siebenschläfern wird unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses des Winterschlafes untersucht.Der Hoden zeigt noch im Juli das Bild voller Aktivität. Im August wird er inaktiv. Die Kanälchen und der Nebenhoden weisen keine reifen Spermien mehr auf. Es findet eine starke Abstoßung der inneren Keimzellenschichten statt, die degenerieren und in den Nebenhoden ausgeschwemmt werden. Im Nebenhoden erfolgt eine Resorption eines Kolloids, das in den Zwischenzellen, in den Gefäßen und im braunen Fett nachweisbar ist, das wahrscheinlich aus den degenerierenden Zellen entsteht.Schon nach kurzem Winterschlaf werden die Kanälchen in solide Hodenstränge übergeführt, deren Inhalt aus Pro- und Metaphasenstadien der Spermiozyten besteht. Die im Metoestrus schon nachgewiesenen Riesenzellen vermehren sich. Sie stehen nicht in Mitose und werden als weiblich determinierte Zellen angesehen.Im tiefen Winterschlaf sind die Kanälchen einheitlich mit gehemmten Spermiozytenmitosen angefüllt. Dieser Mitosestop bleibt über Wochen bestehen. Die Riesenzellen sind vermehrt. Der Nebenhoden ist leer und inaktiv.Die erste Phase des Erwachens zeigt den Fortgang der Zellteilung. Mit den Anaphasen treten Präspermiden auf. Die Stränge kanalisieren sich. Die Riesenzellen gehen in Massen in den Lichtungen zugrunde.Vier Wochen nach dem Erwachen aus dem Winterschlaf bietet die Gonade etwa das Bild eines Präpubertätshodens.Die Befunde werden mit der Zytodynamik junger, noch unreifer Gonaden verglichen. Es zeigt sich zwischen dem Winterschlafhoden und jungen Gonaden eine auffallende Übereinstimmung (Riesenzellbildung u. a.).Im Winterschlaf wird der Hoden nicht involviert, sondern wie in der Präpubertät in den Zustand der Ruhe und der Bereitschaft zu neuer Organfunktion überführt.Die Bedeutung der Befunde wird diskutiert.Ausgeführt mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.Herrn Prof. Dr. phil., Dr. med. h. c. J. W. Harms zum 70. Geburtstage gewidmet.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Interstitiellen Gewebe des Rattenhodens,unter Besonderer Berücksichtigung der Leydigschen Zwischenzellen

Zusammenfassung Die elektronenmikroskopische Untersuchung des Interstitiums des Rattenhodens nach Fixierung mit Glutaraldehyd und Nachfixierung mit Osmiumtetroxyd bestätigte das Vorkommen von dunklen und hellen Leydig-Zellen.Die dunkle Leydig-Zelle besitzt ein tubular gestaltetes, feinmaschiges, dicht gepacktes agranuläres endoplasmatisches Reticulum. Sie ist reicher an einzelnen und an rosettenförmig gelagerten Ribosomen als die helle Zelle. Sie ist mit einem typischen Ergastoplasma, somit mit einem Proteinsyntheseapparat ausgestattet. Der Golgi-Apparat ist geringer entfaltet, die Mitochondrien sind dichter und kleiner als in hellen Zellen. Ferner zeichnet sich die dunkle Zelle durch das Vorkommen von Glykogengranula aus.In der hellen Leydig-Zelle wird die Cytoplasmastruktur von dem bläschenförmig gestalteten agranulären endoplasmatischen Reticulum beherrscht. Tubuli sind in einzelnen Zellen und Zellbezirken zwar nachweisbar, stehen aber im Verhältnis zu den Bläschen ganz im Hintergrund. Typisches Ergastoplasma fehlt. Die Mitochondrien sind hell und groß sowie arm an Binnenstrukturen. Der Golgi-Apparat ist durch besonders große Golgi-Vakuolen gekennzeichnet. Glykogen fehlt.Außer den Leydig-Zellen wird die Ultrastruktur der Tubuluswand, insbesondere der sog. kontraktilen Zellen und der neben den Leydig-Zellen im Interstitium vorhandenen Fibrocyten, Histiocyten und Lymphocytenc?) beschrieben.

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Summary The electron microscopic investigation of the interstitium of rat testis after fixation in glutaraldehyde and subsequent fixation with osmiumtetroxyde confirmed the existence of dark and clear Leydig-cells.The dark Leydig-cells possess a tubule-formed, fine-meshed, tightly packed, agranular, endoplasmatic reticulum. They have more ribosomes — single or arranged in rosettes — than the clear cells. They have a typical ergastoplasm, i.e. an apparatus for protein-synthesis. The Golgi-apparatus is less developed, the mitochondria are denser and smaller than in the clear cells. Furthermore the presence of glycogen granules is characteristic for the dark cell-type.In the clear cells a vesicle-shaped, agranular, endoplasmic reticulum is predominant. In some cells and regions of cells tubules are detectable but in comparison to the vesicles they are rare. Typical ergastoplasm is lacking. The mitochondria are clear, voluminous and the inner structures are poorly developed. The Golgi-apparatus is characterized by especially large Golgi-vacuoles. Glycogen is missing.Besides the Leydig-cells the ultrastructure of the tubular elements especially of the socalled contractile cells as well as the structure of the fibrocytes, histiocytes and lymphocytes (?), located in the interstitium, is described.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Forschungsstipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung 1964–1965.     

Licht- und fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen zur Innervation des Luftsacksystems der Vögel

Zusammenfassung Die Innervation der Wandungen des abdominalen Luftsacks und der thorakalen Luftsäcke sowie des horizontalen und schrägen Septum wird bei Haushuhn (Gallus domesticus L.) und Höckerschwan [Cygnus olor (Gmelin)] untersucht mit zwei Versilberungstechniken und der Falck-Hillarp-Methode zur Demonstration biogener Amine. In allen Luftsäcken finden sich adrenerge Plexus, die teilweise zum Gefäßsystem und zur glatten Muskulatur der Luftsackwandung in Beziehung stehen, und ausgedehnte ganglienzellhaltige (parasympathische) Nervennetze. Große Teile der Plexus können keiner identifizierbaren Struktur zugeordnet werden. Die quantitative Bestimmung des Katecholamingehaltes in glattmuskulärem Gewebe von Huhn und Schwan (M. tensor septi obliqui) zeigt erhebliche Differenzen. Beim Huhn ist nur Noradrenalin nachweisbar; beim Schwan finden sich hingegen eine wesentlich höhere Noradrenalinkonzentration, große Mengen an Adrenalin und Spuren von Dopamin. Bei beiden Arten sind in den thorakalen Luftsäcken sensible Endigungen vorhanden, die besonders beim Schwan eine große Mannigfaltigkeit zeigen. Die funktionelle Bedeutung der Befunde, insbesondere die Relevanz der Rezeptoren des Luftsacksystems für die nervöse Steuerung der Atmung, wird unter Berücksichtigung experimentell-physiologischer Untersuchungen diskutiert. Es zeigt sich dabei, daß eine eindeutige Korrelation der morphologischen und der physiologischen Befunde zur Zeit nicht möglich ist.

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The innervation of the avian air-sac system an investigation by means of the light and fluorescence microscope

Summary The innervation of the walls of the abdominal and the thoracic air sacs and of the horizontal and oblique septa of the domestic fowl and the mute swan have been investigated by means of two silver-impregnation techniques and by the method of Falck-Hillarp for demonstration of biogenic amines. In the air sacs there are adrenergic plexus associated with the vascular system, and with the smooth musculature of the septa and air sac walls; there is also a widespread (parasympathetic) nerve net containing ganglion cells. Large parts of the plexus cannot be associated with any identifiable structure. The quantitative detection of the catecholamines in the smooth-muscle tissue of the oblique septum of the two species reveals considerable differences. In the domestic fowl only noradrenaline is present. In the swan, on the contrary, the noradrenaline level is much higher; there is also a large amount of adrenaline, and a trace of dopamine is detectable. The walls of the thoracic air sacs of both species contain sensory endings; in the swan these are of diverse types. The functional importance of the results, and, in particular, the relation of the receptors of the air-sac system to the nervous control of ventilation, have been discussed in regard to experimental physiological investigations. It is not yet possible to present an unequivocal correlation between the results of morphological and physiological investigations.

Medizinische Dissertation unter Anleitung von Priv.-Doz. Dr. Dr. H.-R. Duncker.     

Über einen monoaminergen Mechanismus im Nierenpfortadersystem der Vögel

Zusammenfassung Die noradrenerge Innervation der Anastomose zwischen der V. renalis advehens und revehens des Huhnes wurde mit der histochemischen Fluoreszenzmethode nach Falck und Owman untersucht. — Ein dichtes, dreidimensionales Netz von monoaminergen Nerventerminalen kommt in der Klappe und in der benachbarten Wand der Anastomose vor. Eine ähnlich reiche monoaminerge Innervation wurde von anderen Autoren nur in der Iris und in der Membrana nictitans beobachtet. In dem freien Rande der Klappe, wo sich zahlreiche Epitheloidzellen befinden, kommt keine monoaminerge Innervation vor. Andere große Venen des Nierengefäßsystems haben ein normales, zweidimensionales Geflecht von monoaminergen Endigungen auf der Mediaoberfläche.Starke spezifische Fluoreszenz wird in den Zellen beobachtet, welche um kleine Gefäße in der Umgebung der Anastomose angehäuft sind. Diese Gefäße besitzen eine dicke Muskelwand, wie sie für arterio-venöse Anastomosen, z.B. in den Fingerbeeren, typisch ist.Die spezifische Fluoreszenz verschwindet nach Reserpinverabreichung wie in den Nervenendigungen, so auch in den monoaminergen Zellen. Eine Untersuchung des durch die monoaminergen Zellen ausgesandten Lichtes mit Hilfe eines Mikroskop-Photometers liefert eine spektrale Kurve mit einem Hauptgipfel bei 500 nm und zwei Nebengipfeln bei 555 und 585 nm. Dieselbe Kurve wurde auch bei der Untersuchung der erwähnten monoaminergen Zellen beobachtet. Die spektrale Kurve der diffusen Fluoreszenz in der Wand der Klappe nach Reserpinverabreichung zeigt nur den Gipfel 555 nm, d. h. der Hauptgipfel 500 nm verschwindet. Die Empfindlichkeit nach Reserpinverabreichung und die spektrale Analyse des emittierten Lichtes zeigen, daß die stark fluoreszierenden Zellen Noradrenalin enthalten.

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Monoaminergic mechanism in the renal portal system in the avian kidneyA histochemical and cytophotometrical study

Summary The noradrenergic innervation of the venous anastomosis between the renal advehens and the renal revehens vein of the domestic fowl and its valve, which is situated in the anastomosis, was studied by the histochemical fluorescence method according to Falck and Owman.A dense threedimensional network of monoaminergic nerve terminals occurs in the valve and in the adjacent part of the wall of the venous anastomosis. A similar rich MA innervation has been observed by other authors only in the iris and in the nictitating membrane. The free border of the valve containing numerous epitheloid cells shows no MA innervation. Other large veins of the vascular system of the kidney have a normal twodimensional network of MA nerve terminals on the surface of the media.Strong specific MA fluorescence is observed in the cells accumulated around the small vessels in the vicinity of the anastomosis. These vessels have a thick muscular wall typical for the arteriovenous anastomoses e.g. in fingertips. Both in the nerve terminals and in the MA cells the specific fluorescence disappears after the administration of reserpine. An investigation with microscope-photometer of light emitted by the MA nerve terminals of the valve gives a spectrophotometric curve with a main peak 500 nm and two small other peaks situated in 555 and 585 nm. The same curve is to be obtained from the MA cells mentioned. The spectroscopical curve of the diffuse fluorescence in the wall of the valve after administration of reserpine shows only the peak 555 nm, whereas the main peak 500 nm disappears. The sensitivity against the administration of reserpine and the spectroscopical analysis of the emitted light demonstrate that the cells giving an intensive fluorescence contain noradrenalin.

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Nachtrag bei der Korrektur: Erst nach Absendung des Manuskriptes an die Redaktion haben wir die Gelegenheit gehabt, die Arbeit von Akester, A. R., und S. P. Mann: [Adrenergic and cholinergic innervation of the renal portal valve in the domestic fowl. J. Anat. 104, 241–255 (1969)] zu lesen. Ihre Befunde sind identisch mit den unsrigen, mit Ausnahme der Cholinesterasereaktion, die wir nicht gemacht haben. Was die Deutung der Fluoreszenzreaktion betrifft, sind wir der Meinung, daß es sich um Noradrenalin und nicht um Adrenalin handelt, da die Reaktion schon nach einstündiger Kondensation vollkommen war, was für die Anwesenheit von Noradrenalin charakteristisch ist. Außerdem haben die Autoren die photometrische Auswertung und die Reserpinprobe nicht durchgeführt.     

Über die Verteilung der Radioaktivität auf die Organe des Flußkrebses Orconectes limosus Rafinesque (Cambarus affinis Say) nach Injektion von 14C-Glucose in die Hämolymphe

Zusammenfassung Nach Injektion von ¹⁴C-Glucose in die Hämolymphe männlicher Flußkrebse wurde die Aufnahme der Radioaktivität in die Organe und die zeitliche Veränderung der Aktivität in den Organen gemessen.Nach den Abklingkurven kann man bei den Organen zwei Gruppen unterscheiden. Antennendrüse, Epidermis, Enddarm, Kiemen, Hoden, Magen, Schwanzmuskel, Cuticula und Restkörper zeigen eine einfache exponentielle Abfallkurve. Bei Herz und Mitteldarmdrüse ist die Abklingkurve zweiphasisch, in den ersten 10 h erfolgt die Aktivitätsabnahme sehr viel rascher als danach.Die Höhe der Radioaktivität in den Organen 3 h nach Injektion ist positiv korreliert mit der Aktivität des Enzyms Hexokinase. Hieraus wird geschlossen, daß die in vitro gemessenen Hexokinaseaktivitäten proportional sind der Geschwindigkeit des Kohlenhydratumsatzes im lebenden Tier.

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The distribution of radioactivity in the organs of the crayfish Orconectes limosus Rafinesque (Cambarus affinis Say) after injection of ¹⁴C-glucose into the hemolymph

Summary The accumulation and the time-course of radioactivity in the organs of male crayfish have been measured after injection of U-¹⁴C-glucose into the hemocoel.Two groups of organs can be distinguished by their time-course of radioactivity. The antennal gland, epidermis, intestine, gills, testicles, stomach, abdominal muscle, cuticula and rest body have a simple exponential decay. In heart and hepatopancreas the decrease has two phases, the decline in the first 10 hours is much quicker than afterwards.3 hours after injection the accumulation of ¹⁴C-glucose in the organs is positive correlated with the activity of the enzyme hexokinase. From this it is concluded that the activities of hexokinase measured in vitro are proportional to the rate of carbohydrate metabolism in the living animal.

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Fräulein M. Zange danke ich für zuverlässige technische Assistenz.     

Embryogenic disturbances of the testis

Summary In a series of about two thousand sections of fifty-four specimens of the testis, epididymis, and spermatic cord from new-born infants a variety of embryogenic disturbances were observed. The chief of these were: marked variation in the number of interstitial cells of the same period; isolated islands of testicular tissue in the tunica albuginea; subserous groups of endothelial cells; pigmentation of rudimentary ducts; disturbance of structural relations and hypertrophy of cells of the rete testis; in eight cases (13.8%) the occurrence of probable adrenal rests or of paraganglia; in one case the presence near the epididymis of an epidermoidal cyst.No evidence bearing directly on the origin of teratoma testis was discovered, but the structural irregularities of the fetal rete testis would seem to favor the isolation of spermatic cells and tubules in this region which is the point of origin of most teratomas of the testis.

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Zusammenfassung In einer Serie von ungefähr 2000 Schnitten 24 verschiedener Exemplare von Hoden, Nebenhoden und Samensträngen neugeborener Kinder wurden verschiedene entwickluugsgeschichtlich begründete Abweichungen von der Norm beobachtet. Die hauptsächlichsten davon waren: Ausgesprochene Verschiedenheiten in der Zahl der interstitiellen Zellen in derselben Periode, isolierte Inseln von Hodengewebe in der Tunica albuginea, subserös gelegene Gruppen von Endothelzellen, Pigmentierung rudimentärer Gänge, Störung in den geweblichen Verhältnissen und Zellhypertrophie im Rete testis, in acht Fällen (13,8%) das Vorkommen von wahrscheinlichen Nebennierenresten oder Paraganglien, in einem Falle das Vorhandensein einer epidermoidalen Cyste nahe beim Nebenhoden.Es konnte kein direkter Beweis für den Ursprung des Teratoma testis entdeckt werden, aber die strukturellen Unregelmäßigkeiten des Rete testis schienen doch die Isolierung von Spermazellen und -röhrchen in diesem Bezirk zu begünstigen, welche den Ausgangspunkt für die Entstehung der meisten Teratome des Hodens bildet. Übersetzt von W. Gebhardt.

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To Dr.Ewing, at whose suggestion this study was undertaken, I am greatly indebted for his interest in the work and for his helpful advice.     

Über die Stütz- und Zwischenzellen des Froschhodens während des spermatogenetischen Zyklus

Zusammenfassung Hoden, Hypophysen und Daumenschwielen von Fröschen (Rana temporaria) wurden während eines Jahres, d.h. während eines spermatogenetischen Zyklus, untersucht. Der Zyklus wurde in die Stadien Involution, Vermehrung, Zystenbildung, Reifung (Spermiogenese), Ruhe und Brunst eingeteilt.Während der aktiven Spermatogenese (Mai bis August) zeigen die Leydigschen Zwischenzellen das Bild von inaktiven Zellen: Zellkern und Zytoplasma sind geschrumpft, im Zytoplasma befinden sich cholesterinhaltige Fettvakuolen, wenig Mitochondrien und ein spärliches ER. Dagegen scheinen die Zwischenzellen im Herbst wieder zu neuer Aktivität zu erwachen: Kern und Zytoplasma nehmen an Umfang zu, die Zahl und Größe der Fettvakuolen nimmt ab, das ER ist gut entwickelt und es erscheinen osmiophile Granula im Zytoplasma. Diese Aktivitätsphase dauert bis zur Brunst. Zu diesem Zeitpunkt verschwinden die osmiophilen Granula, während die Fettvakuolen wieder vermehrt auftreten. Übergangsformen zwischen Bindegewebszellen und Zwischenzellen oder Zellteilungen von Zwischenzellen wurden nicht beobachtet. Der Aktivität der Leydigzellen läuft eine Entwicklung der Daumenschwielen parallel.Während der relativen Funktionsruhe der Zwischenzellen im Sommer dürften die-Zellen des Hypophysenvorderlappens vermehrt Gonadotropine (FSH) ausschütten. Zur gleichen Zeit bieten die Stützzellen in den Samenkanälchen Zeichen erhöhter Aktivität. Letztere äußert sich u. a. im Auf- und Abbau von cholesterinhaltigen Fettvakuolen und einer anschließenden Glykogenbildung. Da die Stützzellen alle morphologischen Merkmale von steroidhormonproduzierenden Zellen tragen, wird angenommen, daß hypophysäres FSH spezifisch auf die Stützzellen der Samenkanälchen wirkt. Die Stützzellen könnten ihrerseits den Zustrom von Nährstoffen zu den Samenzellen regulieren und so einen direkten Einfluß auf den Ablauf der Spermatogenese ausüben.Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Herrn Prof. Dr.W. Bargmann und Herrn Prof. Dr.A. von Kügelgen danke ich für die Überlassung von Arbeitsplätzen, Herrn Priv.-Doz. Dr.A. Oksche für Material, FrauGuttenberger für die Anfertigung lichtmikroskopischer Präparate.     

Die Histotopik einiger Oxydoreduktasen im Hoden von Hund und Katze

Zusammenfassung Im Hoden von Hund und Katze werden folgende Enzyme histochemisch nachgewiesen: NADH-Tetrazoliumreduktase (NADH-T-Red), NADPH-Tetrazoliumreduktase (NADPH-T-Red), Cytochromoxydase (Cyt-Ox), Lactat-Dehydrogenase (LDH), Aldolase (ALD), Alkohol-Dehydrogenase (ADH), Glycerin-1-phosphat-Dehydrogenase (GDH), Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase (G-6-PDH), Succinat-Dehydrogenase (SDH), NAD-spezifische Isocitrat-Dehydrogenase (NAD-ICDH). Die starke Fermentaktivität der G-6-PDH und der LDH in den Leydig-Zellen beider Spezies, der relativ hohe Gehalt an histochemisch nachweisbarer ADH in den Zwischenzellen der Katze sowie eine deutliche Reaktion auf GDH in den Sertoli-Zellen der Katze werden diskutiert.

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Summary In the testes of dog and cat the distribution pattern of NADH-tetrazolium reductase, NADPH-tetrazolium reductase, cytochrome oxydase, lactate dehydrogenase, aldolase, alcohol dehydrogenase, -glycerophosphate dehydrogenase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, succinate dehydrogenase and NAD specific isocitrate dehydrogenase was studied by histochemical means. The strong reaction of G-6-PDH and LDH in the Leydig cells of both species, the relatively high amount of ADH in the interstitial cells of the cat testis and the principal site of -GPDH in the Sertoli cells of the cat are discussed.

     

Reaktionen metabolisierender Systeme auf experimentelle Beeinflussung,Reiz und Schädigung

Zusammenfassung 1. Die Grundlagen einer quantitativen Biologie werden an Hand der Reaktionen stoffwechselnder Systeme auf experimentelle Beeinflussung, Reiz und Schädigung erörtert. In die Darstellung geht mit Notwendigkeit die Berücksichtigung des Systems (vor den Einzelreaktionen) ein.2. Zu den Begriffen Wirkungsmechanismus und spezifische Wirkung wird einleitend Stellung genommen.3. Die Reaktionen metabolisierender Systeme äußern sich in Übergängen (transition-states); sie können schon am Modellsystem der Enzymkinetik dargestellt werden, in welcher die Fließgleichgewichtsbetrachtung immer mehr an Raum gewinnt. Limitierende Glieder (das Master-Prinzip) stehen mit den Eigenschaften des Gesamtsystems in Wechselwirkung. Die Übergänge können zu multiplen Schwingungen werden; von diesen sind spontan-rhythmische Vorgänge abzugrenzen.4. Allgemeine Reiz-Reaktionsgesetze, wie dasWeber-Fechnersche Gesetz, dasArndt-Schulzsche Gesetz und dasWildersche Ausgangslagengesetz, lassen sich aus der Theorie stoffwechselnder Systeme ableiten. Schon im Bereich der Enzymkinetik, besonders im sogenanntenOgston-Laidlerschen Modell, können diese Gesetze verifiziert werden.5. Neben Hemmungserscheinungen werden ausführlich Aktivierungsvorgänge betrachtet, die die Gültigkeit des (von der Pharmakologie irrtümlich abgelehnten)Arndt-Schulzschen Gesetzes unter Beweis stellen.6. Für das Problem der Ausgangslage erweist sich die Diskussion experimenteller Bedingungen als notwendig. Die Frage einer physiologischen Ausgangslage wird erörtert.7. Auch einige sogenannte Konstanz-Phänomene, die mit den Reiz-Reaktionsgesetzen im Zusammenhang stehen und sich oft als (summative oder multiplikative) Konstanten aus zwei oder mehr Vorgängen ergeben, werden behandelt: paradoxe Reaktion, Komplettierung, Regulation, Kompensation, Erholung, Adaptation, Empfindlichkeit, Interferenz und die Beziehung des Stoffwechsels zu Alter und Körpergröße.8. Auf dem Gebiete der experimentellen Leberpathologie wird eine besondere Exemplifizierung gegeben, und zwar bei den Reaktionen des Stoffwechsels nach chemischer und physikalischer Beeinflussung und ihren Verbindungen zu morphologischen Veränderungen. Kriterien zur Unterscheidung von Reiz und Schädigung werden erwogen; zu den Problemen der experimentellen Karzinogenese und zu Entzündung und Krebs wird Stellung genommen.9. Auch der Aktivitätsstoffwechsel stellt eine spezielle Exemplifizierung der Gesetzmäßigkeiten stoffwechselnder Systeme dar; bei ihm verschaffen sich limitierende Bedingungen (wie O₂-Gehalt, Substratgehalt, Durchblutung etc.) besonders stark Geltung.10. Stoffwechselunterschiede zwischen Kalt- und Warmblütern treten unter Beeinflussung der Gewebsatmung in vitro mit 4,6-Dinitro-o-kresol bei verschiedenen Temperaturen zutage, und zwar an Gehirn, Leber und Herz, den mitochondrienreichsten Geweben. Die Unterschiede werden auch auf der Basis der TheorieJohnsons kinetisch interpretiert. Hier wird zum Problem der biologischen Temperaturwirkung kritisch Stellung genommen.11. Abschließend wird das Problem der Beziehung der deterministischen zur indeterministischen Betrachtung in der Biologie erörtert. Es wird auf die Anerkennung stochastischer Abhängigkeiten in der Enzymkinetik, theoretischen Pharmakologie und Treffertheorie hingewiesen; sie deuten die Möglichkeit einer Erweiterung der Betrachtung der Reaktionen metabolisierender Systeme an. Eine typologische Auffassung wird der Fülle der Erscheinungen und der dynamischen Übergänge zwischen ihnen nicht gerecht. Auch die quantitative Betrachtungsweise gelangt an eine Grenze, sobald die Notwendigkeit qualitativer Gesichtspunkte anerkannt wird.

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Reactions of metabolizing systems following experimental influences, stimulation or injuryBasic problems of quantitative biology of metabolism

Metabolizing systems which follow the kinetics of open systems reveal characteristic reactions due to experimental influences, stimulation or injury. In the time-course of such reactions single or multiple transition states are observed; with a constant time parameter, a behaviour becomes manifest which was described long ago by various laws (Weber-Fechner-law,Arndt-Schulz-law, law of initial value afterWilder). These laws are derivable from the theory of open systems. Enzyme kinetics provide us with simple models obeying these laws; they are, however, also verified by reactions of metabolizing systems of either level or organization. Specific examples of these reactions are presented from the areas of experimental liver-injury, resting and activity state, as well as metabolic differences between cold- and warmblooded animals. The limitations of quantitative methods in biology are emphazised.

     

Das Schicksal der Nährstoffe bei dem FlußkrebsOrconectes limosus

Zusammenfassung Unter Verwendung der neubestimmten Turnoverkonstanten der Hämolymphbestandteile beim Flußkrebs (Herz-Hübner, Urich und Speck, 1973) werden früher veröffentlichte Befunde über die chemische Umwandlung der Glucose in den resorbierenden Geweben (Speck und Urich, 1972) erneut ausgewertet. Während der Resorption von Glucose entfällt je ein Drittel des Substanztransfers aus den resorbierenden Geweben in die Hämolymphe auf Zucker, organische Säuren und Aminosäuren. Nur 9 % der resorbierten Glucose passieren die resorbierenden Gewebe unverändert.

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The metabolic fate of nutrients in the crayfish,Orconectes limosus V. Chemical conversion of glucose within the absorbing tissues

Summary Earlier data on the chemical conversion of glucose within the absorbing tissues in crayfish (Speck and Urich, 1972) are recalculated on the basis of the recently determined turnover constants for hemolymph constituents (HerzHübner, Urich and Speck, 1973). During glucose absorption, sugars, organic acids, and amino acids contribute one third each to the total substance transfer from absorbing tissues to hemolymph. Only 9 percent of absorbed glucose penetrates the absorbing tissues unchanged.

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Abkürzungen und Definitionen PoolgrößeP [g] die in der Hämolymphe enthaltene Menge einer Substanz - Turnoverkonstantek [min^–1] der pro Minute aus der Hämolymphe in die Gewebe übertretende Anteil vonP - TransferT [g/min] die pro Minute aus einem Kompartiment in ein anderes übertretende Menge einer Substanz - T _DHi Transfer aus dem resorbierenden Gewebe in die Hämolymphe - T _HIK bzw.T' _HIK Transfer aus der Hämolymphe in die Körpergewebe berechnet nach Formel (1) bzw. (2). Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Leydigschen Zwischenzellen im Funiculus spermaticus des Menschen

Zusammenfassung Innerhalb und an manchen Nervenstämmchen des Funiculus spermaticus des Menschen konnten bei 13 untersuchten erwachsenen Männern regelmäßig beiderseitig in wechselnder Ausbildung Leydigsche Zwischenzellen aufgefunden werden. Sie liegen vorwiegend 4–7 cm über den Hoden und zeigen jeweils alle charakteristischen Merkmale der Zwischenzellen des dazugehörigen Hodens. Eine authochtone Entstehung dieser Zellen aus dem örtlichen Bindegewebe oder aus den Schwannschen Zellen der Nerven wird ebenso wie eine Gleichsetzung dieser Zellkomplexe mit akzessorischem Nebennierenrindengewebe abgelehnt. Ein Vergleich mit den Lageverhältnissen bei Feten läßt vermuten, daß die Zellgruppen dem Hoden entstammen und durch den Descensus und das Längenwachstum der Nerven vom Ursprungsort verlagert werden.     

Über den Einfluß der Photoperiode auf die Geschlechts-realisation beiGammarus duebeni

Zusammenfassung 1. Untersuchungen über die Bestimmung des Geschlechts bei dem AmphipodenGammarus duebeni Lillj. haben zur Annahme einer polyfaktoriellen Geschlechtsdetermination geführt. Neben amphogenen ist die Existenz thelygener Stämme nachgewiesen worden (Traut 1962). In den amphogenen Stämmen ist darüber hinaus ein mehr oder weniger starkes Wirksamwerden modifikatorischer Einflüsse auf die Geschlechtsdetermination vermutet worden. Diese Annahme bezieht sich insbesondere auf Tiere, die hinsichtlich der Geschlechtsverteilung ihrer Nachkommen beträchtliche Schwankungen in aufeinanderfolgenden Würfen aufweisen (Allelogenie) und daher auf genetisch labile Verhältnisse schließen lassen.2. Die bislang offen gebliebene Frage nach der Natur und Wirkung derartiger Umwelteinflüsse konnte dahingehend geklärt werden, daß der Photoperiode eine entscheidende Bedeutung zukommt. Kulturversuche bei unterschiedlichen Lichtzeiten ergaben, daß in Brutsätzen von Tieren des allelogenen Typs unter Kurztagsbedingungen (LD 8:16) die Zahl der und unter Langtagsbedingungen (LD 16:8) die Zahl der. beträchtlich erhöht ist. Relative Unterschiede hinsichtlich der Verschiebung des Geschlechtsverhältnisses, die von Paar zu Paar verzeichnet wurden, deuten auf eine Abhängigkeit von der genetischen Konstitution der Elternitere hin. Die photosensible Phase liegt im geschlechtlich indifferenten Stadium nach der Geburt; sie ist ungefähr auf das Intervall zwischen 2. und 4. Häutung begrenzt. Die Differenzierung der Gonaden zu Ovarien oder Hoden vollzieht sich im allgemeinen zwischen 4. und 5. Häutung.3. Unter Berücksichtigung entwicklungsphysiologischer und endokrinologischer Untersuchungen an anderen Malakostraken wird die Abhängigkeit der Geschlechtsausprägung von der Tageslänge unter der Annahme gedeutet, daß die Aktivität neurose kretorischer Zentren im Gehirn photoperiodisch beeinflußt wird und die Entwicklung der androgenen Drüsen einer übergeordneten neurohormonalen Steuerung unterliegt. Differenzieren sich die androgenen Drüsen, die ebenso wie Vesiculum seminalis, Vasa deferentia und Ovidukte als Anlagen postembryonal bei allen Jungtieren auftreten, so stimulieren sie durch die Abgabe eines Sexualhormons die Ausbildung der männlichen Sexualcharaktere. Unterbleibt ihre histologische Entfaltung und damit die Produktion des androgenen Hormons, so vollzieht sich die Entwicklung in weibliche Richtung.

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On the influence of the photoperiod on sex realization inGammarus duebeni

In the euryhaline amphipodGammarus duebeni Lillj., highly different sex ratios have been found. Rearing experiments proved the existence of amphogenic and thelygenic strains. Evidence is given for polygenic sex determination in this species; however, depending on the genetic background, environmental factors may also influence sex ratio. A modifying effect of the factors involved was assumed in animals producing offspring with considerable fluctuations of the sex ratio (allelogeny). In order to analyse the influence of the environment, animals of this type were selected and tested under different conditions of light time. Rearing experiments under two light-dark cycles, LD 8:16 and 16:8, have demonstrated the increase of the number of females in the short-day photoperiod, while males dominate in the long-day photoperiod. The photosensitive phase is restricted to the sexually indifferent life span after birth; it is more or less limited to the interval between the second and fourth moult. On the basis of research on physiological and developmental aspects in Malacostraca, an interpretation of the photoperiodic influence on sex realization is presented; it is assumed that the activity of neurosecretory cells in the brain depends on the day length and the differentiation of the androgenic glands is subjected to neurohormonal control of the CNS. The androgenic glands occupy a key position in sexual differentiation by causing a hormonal stimulation of primary and secondary male characters; if they do not differentiate, the sexual development tends towards feminity.

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Herrn Professor Dr.W. E. Ankel zum 70. Geburtstag in Verehrung gewidmet.     

Zytoplasmatische Filamente in den quergestreiften Muskelzellen des kaudalen Lymphherzens von Rana temporaria L.

Zusammenfassung Die quergestreiften Muskelzellen im Lymphherzen von Rana temporaria werden von etwa 60 AE dicken Filamenten durchzogen, die den Aktinfilamenten ähnlich sind. Sie bilden ein Netzwerk, das unter dem Sarkolemma zirkulär verläuft und mit queren Zügen die Z-Streifen der Myofibrillen untereinander und mit der Zellmembran verbindet. Aktinfilamente der Myofibrillen strahlen in das Netzwerk ein. Die Filamente haben Beziehung zum Sarkoplasmaretikulum und seinen Anlagerungen (Enhapsen) an die sarkolemmalen Einstülpungen (T-System). Das tonofibrillenartige System dient vermutlich der Aufnahme von quer zu den Myofibrillen gerichteten Kräften, unterstützt so den Ablauf der gerichteten Kontraktion der Weichteilmuskulatur des Lymphherzens und erhält die Lage und Ordnung der intrazellulären Strukturen.Im Zusammenhang mit den zytoplasmatischen Filamenten wird hingewiesen auf die sog. Z-Brücken (Garamvölgyi), die Krausesche Grundmembran, die Spiralbinden (Ringbinden) und die leptomeren Myofibrillen (Thoenes und Ruska), die zeigen, daß Muskelzellen passiv wirksame (Filamente im Lymphherzen) und aktiv wirksame (Ringbinden) Quersysteme zur Aufnahme bzw. Ausübung von quergerichteten Kräften auszubilden vermögen.

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Summary A net of filaments of about 60 Å diameter, similar to actin filaments, is observed in cross striated muscle cells in the lymph heart of Rana temporaria L. The filaments form circular strands beneath the sarcolemma. They connect the Z-regions of myofibrils and make contact with the sarcoplasmic reticulum, specially where it is attached to the sarcolemmal invaginations (enhapsis). It is supposed that the filaments resist mechanical forces perpendicular to the myofibrils and keep cellular structures in the right place.In relation to these filaments the Z-bridges (Garamvölgyi), Krauses Grundmembran, Ringbinden und leptomere myofibrils (Thoenes and Ruska) are discussed. It is concluded that muscle cells are capable to develop non contractile (filaments in the lymph heart) or contractile (Ringbinden) systems in response to forces acting perpendicular to the regular myofibrils.

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Die Untersuchungen wurden mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.

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Herrn Prof. Dr. med. Kurt Goerttler zum 70, Geburtstag gewidmet.     

Morphologie,Stoffwechselphysiologie und Charakterisierung der Malic-Enzym-Aktivität L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien

Zusammenfassung Sechs Bakterienarten, denen die Fähigkeit der Umwandlung von L-Äpfelsäure in Milchsäure und Kohlendioxyd gemeinsam ist, werden hinsichtlich ihrer morphologischen Merkmale, der stoffwechselphysiologischen Eigenschaften und der Enzymausstattung untersucht. Die einzelnen Arten unterscheiden sich hinsichtlich der Form und Größe der Zellen sowie des Nährstoffbedarfs. Außer Äpfelsäure werden von einigen Stämmen Citronensäure, Fumarsäure und auch Weinsäure assimiliert. Metabolit der Citronensäure- und Weinsäureumsetzung durch L. plantarum ist Äpfelsäure. Von den Kohlenhydraten werden bei allen Stämmen Glucose und Fructose verbraucht. Die Geschwindigkeit des Umsatzes ist erhöht, wenn Äpfelsäure zugegen ist. Die typischen Äpfelsäureabbaubakterien lassen sich an die Milieubedingungen der natürlichen sauren Substrate durch stufenweise Erhöhung der (H⁺)-Ionen-Konzentration adaptieren.Alle getesteten Bakterienarten besitzen eine Malic-Enzym- und eine Oxalacetat-Decarboxylase-Aktivität. Die Malic-Enzym-Aktivität ist besonders ausgeprägt bei den Homofermentativen. Das Verhältnis der Oxalacetat-Decarboxylase- zur Malic-Enzym-Aktivität ist bei den letzteren etwa 1, bei den Heterofermentativen merkbar kleiner als 1. Die pH-Geschwindigkeitsmaxima der Enzyme gegenüber L-Malat bzw. Oxalacetat unterscheiden sich bei den einzelnen Arten geringfügig; sie liegen bei 3,9 bzw. 3,6. Nur die weniger typischen Stämme Pf-1 und L. plantarum, die auch gute Citronensäureverwerter sind, benötigen zur maximalen Malat-Dissimilation etwas höhere pH-Werte.

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Morphology, physiology and characterisation of malic enzyme activity of bacteria, decomposing L-malic acid

Summary Six strains of bacteria, which all have the ability of fermenting L-malic acid to lactic acid and carbon dioxide, were investigated. Their morphology, properties of assimilation and their enzyme activities were determined. The shape and size of the cells and the demand of nutriments of the strains was found to be different. Besides malic acid some strains decompose citric, fumaric and tartaric acids. Malic acid is an intermediate of the dissimilation of citric and tartaric acids by L. plantarum. All strains need glucose and fructose as carbone source. Its turnover is accelerated by the presence of malic acid. The typical bacteria, dissimilating malic acid, can be adapted to the conditions of the natural acid substances by increasing the (H⁺) ion concentration step by step.All strains which were investigated possess malic enzyme and oxalacetate decarboxylase activity. Homofermentative strains have a very distinct malic enzyme activity. The ratio of oxalacetate decarboxylase to malic enzyme activity is about one; with heterofermentative strains this ratio is noticeably lower than one. The pH optima of the enzymes of the several strains are little different; they are pH 3,9 and 3,6 for L-malate and oxalacetate respectively. Only the less typical strains Pf-1 and L. plantarum, which utilize citric acid, need higher pH values for the maximal dissimilation of malate.

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I. Mitteilung zum Problem des biologischen Säureabbaues. Über adaptive und konstitutive fermentchemische Eigenschaften L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien.     

Aufnahme und Speicherung von 14C- und 3H-markiertem Noradrenalin in Ratten

Zusammenfassung Die Aufnahme und Verteilung von ¹⁴C- bzw. ³H-markiertem Noradrenalin (5 g bis 1,4 mg/kg Körpergewicht) wurde an Ratten nach i.v. Injektion autoradiographisch analysiert. Das markierte Noradrenalin wurde schon innerhalb der ersten Minute nach Beginn der Injektion vom Nebennierenmark und vom adrenergen Grundplexus der sympathisch innervierten Organe und Gewebe gestapelt. Die Markierung von sympathischen Neuronen nahm nach längeren Wartezeiten noch deutlich zu. Ordnet man die einzelnen Organe und Gewebe entsprechend ihrer intraneuralen Stapelung von Noradrenalin absteigend an, so ergibt sich folgende Reihe: Ductus deferens, interscapulares, prävertebrales und mediastinales Fettgewebe, Iris, Ziliarkörper, autonome Plexus des Intestinaltrakts, Arterien im Mesenterium>periportale Felder der Leber>Herz, Nierenrinde>Milz, intraorbitale Tränendrüse, Lunge, Skeletmuskulatur>Thymus, Lymphknoten>Hoden, Knochenmark, Gehirn. Neben der intraneuralen Stapelung war eine extraneurale Aufnahme von markiertem Noradrenalin in verschiedenen Organgeweben innerhalb der ersten Minuten nach der Injektion festzustellen. Zu diesen radioaktiv markierten extraneuralen Gewebselementen gehörten die Myokardfasern, die Epithelzellen der Bronchien, das Parenchym der Speicheldrüsen, des Pankreas und der Nierenrinde sowie die glatte Muskulatur des Darms. Es ist anzunehmen, daß es zu einer extraneuralen Aufnahme von Noradrenalin aus dem Plasma beim Noradrenalin sezernierenden Phaeochromozytom kommt und daß Adrenalin bei schwerer körperlicher Belastung Noradrenalin von extraneuralen Organstrukturen, insbesondere von den Myokardfasern, abdrängen kann.

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Uptake and storage of ¹⁴C- and ³H-labelled norepinephrine in rats

Summary The uptake and the distribution of ¹⁴C- and ³H-labelled norepinephrine (dose 5 g to 1,4 mg/kg body weight) injected intravenously into rats were analysed by autoradiography of frozen-dried sections. The radioactive labelled norepinephrine was already bound within the first minute after the injection by the adrenal medulla and the adrenergic ground plexus of the sympathetic innervated organs and tissues. A more distinct label of the sympathetic neurons was seen by a longer gap between the injection of norepinephrine and the death of the rats. In arranging the organs and tissues by their intraneuronal storage of the labelled norepinephrine there was the following descendent order: Deferent duct, interscapular, praevertebral and mediastinal fat tissue, iris, ciliary body, autonomic plexus of the intestinal tract, mesenterial arteries>periportal fields of the liver>heart, cortex of the kidney>spleen, intraorbital lacrimal gland, lung, sceletal muscle>thymus, lymphatic glands >testicles, bone marrow, brain. Within the first minutes after the injection an other uptake of the labelled norepinephrine into subsequent extraneuronal structures was demonstrated: Myocardial fibers, epithelial lining of the intestinal tract, alveolar tissue of the lung and epithelial cells of the bronchi, parenchymic cells of salivary glands, pancreas, and kidney cortex such as the smooth muscles of the intestinal tract. It is suggested that there is an extraneuronal uptake of norepinephrine from plasma under the conditions of a norepinephrine secreting phaeochromocytoma and that epinephrine secreted from the adrenal medulla during an emergency reaction may inhibit the uptake of norepinephrine into extraneuronal pools especially into the myocardial fibers by competition.

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Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung durchgeführt. — Über die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung ist bereits anläßlich der 31. und 34. Tagung der Deutschen Physiologischen Gesellschaft (Würzburg, 20.–23. 4. 66, Mainz 27.–29. 3. 68) sowie auf der 6. Jahrestagung der Gesellschaft für Nuclearmedizin (Wiesbaden, 26.–28. 9. 68) berichtet worden (vgl. Leder und Kammermeier, 1966; Leder und Harms, 1968 a, b). Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit wurden von Herrn E. Harms der Medizinischen Fakultät Freiburg i. Br. als Dissertation eingereicht.     

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.     

Nuove ricerche sull'orientamento e il senso del tempo di Arctosa perita (Latr.) (Araneae lycosidae)

Zusammenfassung Die Uferspinne Arctosa perita (Latr.) verfügt über einen astronomischen Orientierungsmechanismus, durch den die Tiere imstande sind, wenn sie auf dem Wasser ausgesetzt werden, in der Richtung nach dem Ufer zu fliehen. Die Spinnen orientieren sich auf Grund des Sonnenstandes und des polarisierten Himmelslichtes und haben die Fähigkeit, die Tageszeit einzukalkulieren (Papi 1955b und c).Wenn eine Gruppe von Tieren gefangengehalten wird, dann nimmt bei den Fluchtversuchen die Streuung der Fluchtrichtungen zu. Dabei ist die Streuung der gesamten Fluchtversuche — wenigstens während der ersten 16 Tage — statistisch nicht verschieden, ob die Tiere nun a) in den natürlichen Belichtungs- und Temperaturschwankungen, b) im Dauerdunkel und in den Temperaturschwankungen oder c) im Finstern unter konstanter Temperatur gehalten werden. Was die Genauigkeit der Richtungsorientierung betrifft, so bleibt, trotz der stärkeren Streuung, die durchschnittliche Fluchtrichtung bei Gruppe a) bis zu 21 Tage lang korrekt, während sie bei den Gruppen b) und c) von der theoretischen Richtung immer mehr abweicht.Tiere, die im Finstern unter konstanter Temperatur gefangengehalten werden, orientieren sich bezüglich einer unbeweglichen Lampe bei verschiedenen Tageszeiten ungefähr so, wie wenn sie die Sonne wäre.Exemplare, die 3 Tage lang einem gegen den natürlichen Tag um 6 Std verschobenen Belichtungsrhythmus ausgesetzt werden, nehmen Orientierungswinkel an, die zur Zeit ihres künstlichen Tages korrekt wären.Ein innerer Tagesrhythmus (innere Uhr) regelt die Abweichung des Orientierungswinkels der Tiere. Im Laufe des Tages ändert sich der Orientierungswinkel nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit, sondern mit einer solchen, die die Azimutgeschwindigkeit der Sonne auszugleichen sucht.Wenn die Tiere einige Stunden bei einer Temperatur von 4–5°C oder in 2°C gehalten werden, dann orientieren sie sich so, wie es einige Stunden vorher korrekt wäre. Der Gang der inneren Uhr kann also durch sehr niedrige Temperaturen verzögert oder gestoppt werden.Unter experimentellen Bedingungen können die Tiere in 8–10 Tagen neue Fluchtrichtungen erlernen.In der Besprechung werden die Resultate mit jenen verglichen, die bei anderen, einer astronomischen Orientierung fähigen Tieren erhalten wurden.

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Dedicato al Prof. Karl von Frisch in occasione del suo 70 compleanno.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Subcommissuralorgan des Meerschweinchens

Zusammenfassung Im Subcommissuralorgan des Meerschweinchens wird das mehrreihig hochprismatische Ependym von einem wechselnd breiten, gefäßführenden Hypendym unterlagert, das neben Astrocyten, Oligodendrocyten und Ependymfortsätzen Zellen mit den feinstrukturellen Merkmalen der Ependymzellen enthält.Die subcommissuralen Zellen in Ependym und Hypendym bilden verschiedene Arten von Sekret: Von den Cisternen des endoplasmatischen Reticulum schnüren sich helle Sekretsäckchen ab, die das Cytoplasma durchsetzen. Im apikalen Zellbereich konfluieren sie mitunter zu großen, unregelmäßig begrenzten Sekretarealen. Helle Sekretsäckchen liefern auch den Rohstoff für dichte Sekretgranula, die in manchen Zellen vom Golgi-Apparat gebildet werden; die in verschiedenen Varianten vorkommenden Granula sind apikal angehäuft. Vereinzelt anzutreffende Zellen sind mit Sekretvakuolen so dicht angefüllt, daß das Cytoplasma zu schmalen, dichten Stegen reduziert ist; der Zellkern ist pyknotisch. Die Sekretvakuolen enthalten sehr wenig flockiges Material. Im Hypendym konfluieren die Sekretvakuolen zu großen intracellulären Hohlräumen, in die gelegentlich Mikrovilli und Cilien hineinragen. Schließlich ist eine Art von apokriner Sekretion zu beobachten: Manche Ependymzellen besitzen nahezu homogene Protrusionen, die weit in den Ventrikel reichen; isoliert im Ventrikel werden organellenfreie Cytoplasmabereiche gefunden.Die Kapillaren besitzen ein unterschiedlich breites Endothel. Die Basalmembran ist an vielen Stellen aufgeweitet und umschließt kleine, helle Bezirke. Häufig ist ein echter perivasculärer Raum vorhanden; er ist mit ungeordnet liegenden Filamenten oder Kollagenfibrillen angefüllt und enthält gelegentlich Adventitiazellen. In schmalen perivasculären Spalträumen beobachtet man öfters ein Streifenmuster (Periode ca. 50 m); es handelt sich dabei um ausgedehnte, nicht fibrillär gegliederte Kollagenbereiche.Der entlang dem Recessus pinealis dünn ausgezogene supracommissurale Teil des Organs ist nur von Randbündeln der Commissura posterior unterlagert, die ein dünner Gliafilz von der Hirnoberfläche trennt.

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Electron microscope studies on the subcommissural organ of the guinea pig

Summary In the subcommissural organ of the guinea pig the ependyma is built up of several rows of prismatic cells. The hypendyma of varying width contains capillaries plus astrocytes, oligodendrocytes and ependymal cell processes as well as elements showing the structural characteristics of ependymal cells.The subcommissural cells in the ependyma and in the hypendyma form various types of secretory products: Light secretory sacs originating from the cisternae of the endoplasmic reticulum pile up in the cytoplasm. Sometimes they confluate to irregularly lined areas in the apical zone. In several cells the light secretory sacs deliver material for dense secretory granules which are produced by the Golgi apparatus; dense granules of varying shape are accumulated apically. Some cells are tightly filled with secretory vacuoles. The cytoplasm between the vacuoles is condensed and reduced to narrow rims; the nucleus is pyknotic. The secretory vacuoles contain very little fluffy material. In the hypendyma the secretory vacuoles confluate forming giant vacuoles, occasionally containing microvilli and cilia. Finally a kind of apocrine secretion is observed: Some ependymal cells have protrusions which possess a nearly homogeneous cytoplasm and extend far into the ventricular lumen. Isolated cytoplasmic areas lacking organelles are to be found within the ventricle.The endothelium of the capillaries varies in width. At some places the basement membrane is widened and encloses small areas of lower density. Often a true perivascular space is found, filled with disordered filaments or collagen fibrils; occasionally it contains adventitial cells. Sometimes a substance exhibiting a periodic pattern (period ca. 50 m) occurs in narrow perivascular spaces; this material consists of extended areas of non-fibrillar collagen.The thin supracommissural part of the organ extends along the recessus pinealis. The adjoining commissura posterior is flattened to only a few axon bundles which are separated from the cerebral surface by a thin felt of glial processes.

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Herrn Dozenten Dr. phil. Ernst Kinder zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet.

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Die Arbeit wurde mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft ausgeführt. — Frau H. Asam danken wir für ausgezeichnete Mitarbeit bei der Präparation; ihr und Frl. C. Degen, Frl. I. Dürr und Frau B. Rottmann für die Ausführung der photographischen Arbeiten. Herrn Dr. med. A. Meinel gebührt unser Dank für wertvolle Diskussionen und Mithilfe bei der Fixierung der Objekte.     

Identificazione plastica per coerosione dei manicotti lienali pericapillari: (Hülsenkapillaren) in Sus scrofa (Linn)

Zusammenfassung Die Verfasser haben die Hülsenkapillaren der Schweinemilz (Sus scrofa, Linn.) durch Verwendung des Lactis Geon 576 plastisch sichtbar gemacht. Sie vervollständigen die Studien von Loreti (1934) und von Loreti und Sabbia (1942) an Erinaceus und Homo, aus denen die histiocytäre Natur der den Hülsen eigenen, zum Gefäßbaum in Beziehung stehenden Zellen klar hervorgeht. Die Hülsenkapillaren der Milz sind daher als perivasculäre Anhäufungen der Histiocyten und der retikulären Fasern des Pulparetikulums (rote Pulpa) aufzufassen.Anhand der Ergebnisse stellen die Verfasser Betrachtungen bezüglich der Permeabilität der Hülsen und der Wände des Kapillargefäßes der Hülsen an. Die Permeabilität der Blutzellen, besonders der Erythrocyten, ist beim Schwein hoch.Das Studium der Präparate läßt den spiraligen oder gewöhnlichen Verlauf der penizillierten kleinen Arterie feststellen, die den Hülsen vorgeschaltet ist und das Vorhandensein von zusätzlichen Hülsen distal von der Haupthülse, deren Volumen stets geringer ist.Außerdem schließen die Verfasser aus der reichhaltigen Innervation der Milzhülsen auf deren Funktion als Druckempfänger, die im Dienste der Blutauspressung aus dem Pulparetikulum stehen.

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L'allieva Sig. na C. Vogliotti ha partecipato all'allestimento delle preparazioni sia mioroscopiche sia per corrosione.