Zur Morphokinetik und Cytochemie der Schilddrüse

Zusammenfassung Der Funktionswandel der Schilddrüse des Goldhamsters wurde mit elektronenmikroskopisch-cytochemischen und -autoradiographischen Methoden an Drüsen mit supprimierter und akut stimulierter Funktion studiert. Die Schilddrüse des Normaltieres ist durch schlauchförmige, kolloidarme Follikel mit morphologisch aktiven Thyreocyten und ein stark vascularisiertes Stroma gekennzeichnet. Besonderes cytochemische Merkmal der Hamsterschilddrüse ist die Aktivität von alkalischer Phosphatase an der apikalen Zellgrenze des Follikelepithels. Diese Reaktion hängt von dem Funktionszustand der Drüse ab. Die Aktivität von saurer Phosphatase ist in sekundären und primären Lysosomen des apikalen Cytoplasma lokalisiert und hängt ebenfalls vom Funktionszustand der Drüse ab. Die Aktivität von ATP-ase findet sich vor allem in besonderen mesenchymalen Zellen des perifolliculären Interstitiums. Diese Zellen haben morphologische Merkmale von Pericyten und werden als Uferzellen des Lymphgefäßsystems in der Schilddrüse angesehen. Die cytochemischen Befunde werden im Hinblick auf die morphologischen Merkmale der Hormonsekretion diskutiert.

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Morphological kinetics and cytochemistry of the thyroid glandElectron microscopic-cytochemical and radioautographical investigation in the golden hamster (Cricetus auratus)

Summary The functional activity of the thyroid gland in the golden hamster was suppressed by exogeneous hormone (T₄) and was subsequently stimulated by exogeneous TSH. Morphological kinetics were studied by electron microscopical cytochemistry and radioautography following¹²⁵iodine injection. The normal gland possesses tubule shaped follicles with active epithelium and is rich in alkaline phosphatase which is localized at the apical cell border of the follicular epithelium. This activity is exclusively demonstrable in the functionally active gland. Activity of acid phosphatase is demonstrated in secondary and in primary lysosomes of the follicular epithelium. Activity of ATP-ase in mainly localized in perifollicular cells which are interpreted to be pericytes. These cells seem to form the perifollicular lymphatic vessels of the gland. The results are discussed and correlated to cellular mechanisms of hormonal secretion in the thyroid gland.

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Der Einfluß dünner luftäquivalenter Zwischenschichten auf die Druckabhängigkeit der mittleren Ionendosisleistung

Zusammenfassung Die in der praktischen Dosimetrie unerwünschte Volumen- bzw. Druckabhängigkeit der mittleren Dosisleistung bei Messungen mit Hohlraum-Ionisationskammern kann durch eine luftäquivalente Schicht zwischen der Luft im Meßvolumen und dem Umgebungsmaterial unterdrückt werden. Aus den Messungen der Druckabhängigkeit der mittleren Dosisleistung mit einer HohlraumIonisationskammer bei¹³⁷Cs- und⁶⁰Co--Strahmng sowie 30 MV- und 45 MV-Röntgenstrahlung konnte gezeigt werden, daß praktisch unabhängig von der Photonenenergie eine luftäquivalente Zwischenschicht mit einer Dicke von etwa 10^–3 g/cm² ausreicht, um die mittlere Dosisleistung druckunabhängig zu machen. Im Photonenenergiebereich oberhalb von etwa 1 MeV ist diese erforderliche Dicke sehr klein gegen die Reichweite der Sekundärelektronen. Mit einer für die praktische Dosimetrie ausreichenden Genauigkeit kann bei beliebigem Umgebungsmaterial B die druekunabhängige mittlere Ionendosis im Photonenenergiegebiet oberhalb von etwa 1 MeV mit Hilfe der Bragg-Gray-Beziehung in die Energiedosis am Meßort im Umgebungsmaterial umgerechnet werden.Wir danken den Herren Professor H.Fränz und Professor W.Hübner für das Interesse an dieser Arbeit und den Herren W.Fricke und G.Trautmann für die sorgfältige Ausführung der Messungen.     

Degenerationsstudien am Nervus pinealis von Rana esculenta L. nach stirnorgannaher und -ferner Durchtrennung

Zusammenfassung Am Nervus pinealis von Rana esculenta wurde der Verlauf der Wallerschen Degeneration nach Durchtrennung des Nervenstrangs unterhalb des Stirnorgans studiert.30 Std nach der Läsion tritt im distalen Stumpf der markhaltigen Nervenfasern eine Anhäufung von Glykogen auf; granulär-vakuolige Veränderungen zeigen diese Faserabschnitte am 4. Tag. Veränderungen der Myelinscheide beginnen am 7. postoperativen Tag an den Innenlamellen und greifen dann auf die ganze Markscheide über. Die Desintegration der einzelnen markhaltigen Fasern eines Nervus pinealis verläuft verschieden schnell; nach 25 Tagen ist sie an den meisten Fasern abgeschlossen.Am 7. Tag sind die ersten Veränderungen an den marklosen Fasern zu beobachten. Dabei werden die peripher in der Hüllzelle liegenden Fasern durch Retraktion des Hüllzellzytoplasmas ins Interstitium ausgestoßen und gehen dort zugrunde. Die mehr zentral in den Hüllzellen lokalisierten Fasern bleiben hingegen vom Hüllplasma umgeben. Die Degeneration dieser marklosen Elemente ist nach 14 Tagen abgeschlossen; es resultiert ein mit homogenem Inhalt geringer Elektronendichte gefüllter Kanal, der auf Querschnittsbildern eine Vakuole vortäuscht.Weiterhin ist für den degenerierenden Nervus pinealis eine starke Fibrosierung sowie der Schwund der intra- und perineuralen Lymphspalten charakteristisch. Nach etwa 60 Tagen treten im distalen Nervenstumpf von Büngnerschen Bändern umgebene marklose Nervenfasern auf. Dieses Auswachsen von Nervenfasern bestätigt elektrophysiologische Ergebnisse von Morita (s. Dodt und Morita, 1967), daß im Nervus pinealis erregungsleitende Elemente in beide Richtungen ziehen (frontofugale und frontopetale Fasern).Bindegewebsstrukturen, Degenerationsablauf und Strukturbild der Hüllzellen lassen den Nervus pinealis als peripheren Nerven erscheinen.

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Degeneration pattern of the pineal nerve of rana esculenta after transection at different anatomical levels

Summary Wallerian degeneration was studied in the pineal nerve of Rana esculenta with the electron microscope after transection of the nerve beneath the frontal organ.30 hours after the operation an accumulation of glycogen was found in the distal stump of the myelinated axons. Four days after interruption these axons displayed signs of granular and vaculoar disintegration. Myelin sheath changes started at the seventh day after the operation at the level of the inner lamellae and were subsequently followed by changes in the outer lamellar systems. The velocity of disintegration varied for individual myelinated fibers. 25 days after transection of the pineal nerve most of its myelinated fibers were completely degenerated.Initial changes of the unmyelinated fibers were recognized at the seventh postoperative day. Fibers located peripherally in the satellite cell were exposed by retraction of the satellite cytoplasm and degenerated rapidly. On the other hand, unmyelinated fibers which were located more centrally remained within the satellite cell and completed their degeneration only after 14 days. The residual structure observed was a channel occupied by a homogeneous material of low electron density.The number of collagen fibers increased and the intra- and perineural lymph spaces were obliterated in the distal nerve stump. Approximately 60 days after the operation chains of satellite cells and unmyelinated nerve fibers reappeared in the distal nerve stump. This result confirms the electrophysiological data of Morita (cf. Dodt and Morita, 1967) that nerve fibers run in both directions within the pineal nerve (i.e. they are frontofugal and frontopetal with respect to the frontal organ).The properties of the connective tissue between the pineal nerve fibers, the pattern of degeneration and the fine structure of the satellite cells suggest that the pineal nerve of Rana esculenta has the structure of a peripheral nerve rather than that of a central nervous tract.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Ein Druckkostenzuschuß wurde aus Institutsmitteln zur Verfügung gestellt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Pinealorgan von Pterophyllum scalare Cuv. et Val. (Cichlidae,Teleostei)

Zusammenfassung Das Pinealorgan (Epiphysis cerebri) des Knochenfisches Pterophyllum scalare besteht aus nervösen und gliösen Zellelementen. Sehr stark ausgebildet sind die ependymalen Stützzellen. Sie umhüllen mit ihren Ausläufern, die sich überlappen können, andere Zellelemente, z.B. Rezeptorzellen und marklose Nervenfasern. Neben dieser Neuroglia-Art finden sich auch noch oligodendrocytenähnliche Gliazellen. In ihrer Grundstruktur entsprechen die Rezeptoren den Epiphysensinneszellen anderer Knochenfische. Vom cilientragenden Teil des Außenglieds geht ein schürzenartiger Lamellenstapel aus. Dieser besteht aus 50–70 Lamellenplatten von etwa 6 m Länge. Im basalen Teil der Rezeptorzelle sind neben schlanken Mitochondrien mit unregelmäßigen Cristae und Tubuli auch noch große, runde Mitochondrien mit einer regelmäßigen Cristastruktur zu beobachten. Der basale Fortsatz der Rezeptorzelle ist auf die axial verlaufenden Axonbündel ausgerichtet. Synapsenartige Kontakte sind selten. Die Zahl der marklosen Axone nimmt hirnwärts zu; dieser Befund wurde in partiellen Rekonstruktionen gesichert. Am Übergang in den Epiphysenstiel treten einige markhaltige Axone auf. Zur Verteilung der Zelltypen und zum Verlauf der Axonbündel im Epiphysenstiel des Skalars liegen detailliertere Angaben vor als bei anderen bisher untersuchten Knochenfischepiphysen. In der Diskussion werden nach Vergleich der pinealen Rezeptoren verschiedener Fische drei Außengliedformen unterschieden: Bürsten-, Schürzen- und Kappentyp. Diese Varianten werden in Verbindung mit den bekannten physiologischen Reaktionsformen der Pinealorgane diskutiert. Die elektrophysio logischen Unterschiede lassen sich nicht mit verschiedenen Strukturtypen des Außenglieds erklären.

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Electron microscopic studies of the pineal organ in Pterophyllum scalare cuv. et val. (Cichlidae, Teleostei)

Summary The pineal organ (epiphysis cerebri) of Pterophyllum scalare is formed by neuronal and glial elements. Ependymal supportive cells are very abundant, and their cytoplasmic processes envelop adjacent receptor cells and unmyelinated nerve fibers by an intertwining network. In addition to this type of neuroglia, oligodendrocytic cells have also been identified. The receptor cells show the general structural pattern (outer segment, inner segment, basal process) of teleostean pineal receptors. The ciliary part of the outer segment bears a dome-like stack of 50–70 curved saccules each of average length of 6 m. In the basal part of the receptor cell, slender mitochondria containing irregular cristae and tubules, and also some more spherical mitochondria with a highly regular arrangement of cristae, can be observed. The basal cytoplasmic process radiates into neuropile-like areas that contain axial bundles of axons. Synaptoid contacts rarely occur. The number of unmyelinated axons of the pineal stalk, increases in a proximad direction (towards the brain). This finding has been verified in partial reconstructions. In the transitional zone leading from the pineal body into the pineal stalk, a few myelinated fibers become visible. With respect to cell types and the axonic bundles of the pineal stalk in Pterophyllum scalare, more detailed data are presented than for most other teleostean pineal organs examined thus far. The comparison of pineal sensory cells in several fishes allows a distinction among three different types of outer segments, i.e., a slender type, a dome-like type, and a cap-like type. These structural types are discussed with respect to the relevant physiological results. The existence of particular structural types of the outer segment does not explain the different electrophysiological reactions observed in different pineal organs.

Ein Druckkostenzuschuß wurde von beiden Instituten zur Verfügung gestellt.     

Attività enzimatiche in vivo ed in vitro negli abbozzi di organi di Gallus domesticus durante l'ontogenesi

Riassunto E' stato seguito lo sviluppo ovulare del fegato nel Gallus dom., mediante tecniche istochimiche atte a rivelare attività fosfatasica acida, esterasiche non specifiche e colinesterasiche. L'indagine si è poi estesa ad abbozzi o frammenti di fegato coltivati in vitro.

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Zusammenfassung Die Leber von Gallus dom, wurde mit enzymhistochemischen Methoden zum Nachweis von Carboxylsäureesterasen und saurer Phosphatase während der ganzen Entwicklung und in der ersten Zeit nach dem Schlüpfen untersucht. Im Leberparenchym treten die Phosphatase und die mit alpha-Naphthylacetat, Naphthol-AS-Acetat oder 5-Brom-Indoxylacetat nachweisbaren Esterasen sehr früh in Erscheinung, während mit der Methode nach Koelle und Gerebtzoff keine Reaktion auf Cholinesterasen zu erhalten ist. Im Mesenchym und im Epithel der Gallenwege sind die Phosphatase bzw. die unspezifischen Esterasen in keinem der untersuchten Stadien aktiv, und da die Volumenzunahme und die Differenzierung des Lebergewebes keinen Änderungen in der Lokalisation der Enzymaktivitäten entspricht, ist anzunehmen, daß diese nicht überwiegend an die Entwicklung der Anlage gebunden sind.Auffällig ist die ungleichförmige Verteilung der unspezifischen Esterasen in der Leberanlage. Im blutgefäßnahen Teil des Cytoplasmas der Hepatocyten und besonders in den Leberzellen um die zentrolobulären Venen sind die Esterasen am aktivsten, was wohl dafür spricht, daß diese Enzyme an den Leberstoffwechsel gebunden sind. Die saure Phosphatase ist gleichförmig im Parenchym verteilt, und man muß demnach annehmen, daß die beiden Enzymgruppen — saure Phosphatase bzw. unspezifische Esterasen — nicht in der gleichen Weise in die histogenetischen Prozesse eingreifen.Bei der Züchtung eines Stückes der Leberanlage in vitro erhält man ganz charakteristische histotopochemische Bilder. Im Zentrum des Explantats entspricht die Reaktion auf Phosphatase oder Esterase derjenigen, die man in vivo im gleichen Entwicklungsstadium erhält, was wohl auch damit zusammenhängt, daß dieser Teil des Explantats keinen stärkeren Strukturumwandlungen unterliegt. In den Fällen, in denen es auch nur zu leichten Degenerationserscheinungen kommt, nimmt die Aktivität der unspezifischen Esterasen allerdings eindeutig ab. An der Peripherie des Explantats, wo man einige Schichten unterschiedlicher Struktur beobachten kann, ändert sich das normale Bild der Enzymreaktionen. Die das Explantat umhüllende Mesenchymmembran ist enzymlos, während die unter dieser in vitro gebildeten Hülle beerenartig angeordneten Hepatocyten eine Reaktion auf Phosphatase und Esterase geben, die der in vivo auftretenden Anfärbung entspricht. Die zwischen der äußersten Parenchymschicht und dem zentralen Kern des Explantats liegende Zellschicht besitzt keine deutliche Struktur und ist von verschiedenartigen Zellen, auch solchen in Degeneration, durchsetzt. In dieser Schicht erhält man die stärkste Reaktion auf Phosphatase und unspezifische Esterasen, was ein Anzeichen dafür ist, daß es sich hier um eine sehr vitale Zone handelt.

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Le ricerche sono state eseguite sotto gli auspici del C. N. R. italiano.     

Die Beeinflussung der Kreislauftätigkeit von Ascidien durch den in der Körperhöhle herrschenden Druck

Zusammenfassung Bei Ciona intestinalis L. wird durch eine starke Zusammenziehung des Tieres die Herztätigkeit sehr stark verändert. Dies ist auf die Drucksteigerung im Inneren des Tierkörpers zurückzuführen, die durch die muskuläre Zusammenziehung bewirkt wird. Das Herz zeigt sich prall gefüllt, die Automatiezentren A sowohl wie B arbeiten weniger oft als in der Norm, und es findet ein sehr häufiger Schlagwechsel statt.Dabei erweist sich das Zentrum A in seiner Tätigkeit stärker beeinflußt als das Zentrum B. Dies verdient Hervorhebung, weil in der Norm die Tätigkeit des Zentrums A die des Zentrums B übertrifft. Nach wiederholter Reizung des Tieres zur Zusammenziehung beobachtet man eine Angleichung der beiden Automatiezentren A und B in dem Sinne, daß sie Stunden hindurch nahezu gleich lang und mit der gleichen Frequenz tätig sind.Diejenigen Arten von Manteltieren, die durch Muskelzug eine starke Verkürzung ihres Körpers herbeiführen können, haben es bis zu einem gewissen Grade willkürlich in der Gewalt, die Richtung des Blutumlaufes im Körper zu ändern.Die vorliegende Untersuchung wurde mit Hilfe einer Spende der Notgemeinschaft Deutscher Wissenschaft durchgeführt, der auch an dieser Stelle für die gütige Unterstützung herzlichst gedankt sein soll.Vgl. auch die Mitteilung des Verf. Observations sur le battement du coeur chez les Ascidies in den Bull. du musée océanogr. Monaco 1929.     

Zur Frage der Meßgenauigkeit bei hydrobioakustischen Untersuchungen in Aquarien und Flachwassergebieten

Zusammenfassung 1. Bioakustische Untersuchungen in Aquarien bieten den Vorteil einer eindeutigen Zuordnung von Tier und Geräusch. Messungen des Schalldrucks und der frequenzmäßigen Zusammensetzung eines tierischen Unterwassergeräusches sind jedoch in Aquarien nicht durchführbar, und der bisher eingehaltene Standard der Meßgenauigkeit von ± 0,01 dB ist meßtechnisch nicht haltbar.2. Das Schallfeld im Aquarium ist definiert durch die untere Grenzfrequenz, unterhalb derer die Schallausbreitung gesperrt ist, sowie durch die Schallfeldbegrenzung, die als relativ schallweich zu bezeichnen ist.3. Die hohe Schallkennimpedanz des Wassers bedingt, daß an den schallweichen Wänden der reflektierte Schalldruck gegenphasig zurückgeliefert wird, wodurch sich hin-und rücklaufende Wellen auslöschen. Der Schalldruck eines im Schwerpunkt des Wasserkörpers befindlichen Schallsenders fällt exponentiell in Richtung auf die schallweich reflektierenden Wände ab. Absorbierende Materialien sind in den benötigten /₄-Schichtdicken nicht herstellbar.4. Ein allseitig schallharter Meßtank entspricht in seinen akustischen Eigenschaften einem Hallraum, der mit den durch die drei Raumdimensionen gegebenen Grund-frequenzen resonanzartig angeregt werden kann. Zur meßtechnischen Beurteilung von tierischen Geräuschen, die sich durch eine regellose Charakteristik (transients) und unendlich dicht liegende Teiltonbereiche auszeichnen, ist ein derartiger Hallraum ungeeignet. Die in einem derartigen Meßtank auftretenden Reflexionen müßten von einem breitbandigen Absorber geschluckt werden. Derartige Materialien sind in Anbetracht der zu erstellenden Schichtdicke und des damit verbundenen Materialaufwands erst für Frequenzen ab 5 kHz herstellbar.5. Die frequenzabhängige Dämpfung in schallweichen Glas-, Eternit- und Kunststoff-aquarien liegt oberhalb der Grenzfrequenz, unter der das Aquarium jede Wellenausbreitung sperrt, bei Werten zwischen 0 bis 10 dB/cm. Dämpfungsmessungen in herkömmlichen Aquarien zeigen, daß bereits im Abstand von 1 cm vom Laut-sprecher der Schalldruck abzusinken beginnt. Ein Wandler, der auf die Registrierung der Schallschnelle ausgelegt ist, würde in direktem Massekontakt bessere Meßergebnisse zeigen als die auf Schalldruck reagierenden Hydrofone.6. Da alle tieferen Frequenzen eines Tiergeräusches im Aquarium nicht abgestrahlt werden können, sowie die relative Intensität der Teiltöne nur verzerrt aufgenommen werden kann, ist ein Tiergeräusch im freien Wasserraum, auf Grund einer im Aquarium gewonnenen Horcherfahrung, nicht wiederzuerkennen. Alle Geräusche, die im Nahfeld eines Senders registriert werden, um einen meßbaren Schalldruck zu erhalten, lassen sich nicht auf Freifeldbedingungen umrechnen.7. Der in einem Aquarium gemessene Schalldruck eines Tiergeräusches kann aufgrund der erwähnten Schallfeldbedingungen um 10 bis 30 dB zu niedrig liegen. Gemessen an der Gesamtdynamik tierischer Unterwassergeräusche, müssen derartige Meßergebnisse als falsch bezeichnet werden.

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On the problem of measuring accuracy in hydrobioacoustic investigations conducted in aquaria and shallow water areas

The accuracy of bioacoustic measurements lies, according to data from literature, within ± 0.01 dB referred to 1 µb or p₀. Such high degree of accuracy is justified neither by test accuracies of noise measuring equipment nor by the properties of a sound field limited by soft boundaries. According to our measurements in aquaria of various sizes and different boundaries and the results on frequency dependent damping in columns of liquid with zero impedance byKuhl &Tamm (1953), it can be demonstrated that the sound propagation in an aquarium is considerably reduced below the lowest cut-off-frequency and that the damping of sound waves can reach 20 dB or more due to the soft sound field boundaries. It is pointed out that no type of aquarium is suitable for measurements of sound pressure and relative amplitudes of a given spectrum in the frequency range of bioacoustical interest. From the standpoint of physical measuring techniques all bioacoustical data measured in aquaria are incorrect.

     

Permanent automatic synchronization of micro algae achieved by photoelectrically controlled dilution

Summary A photoelectrically controlled automatic dilution device and the experimental set-up for its application in maintaining cultures of micro algae permanently synchronized during repeated life cycles are described. The accuracy of dilution, synchrony, growth parameters and photosynthetic response were determined for cultures of Scenedesmus obliquus and Chlorella pyrenoidosa.

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Zusammenfassung Es wird eine automatische photoelektrisch gesteuerte Verdünnungsanlage beschrieben, die so mit einer Schaltuhr gekoppelt ist, daß sie Synchronkulturen von Mikroalgen zu Beginn des Entwicklungscyclus auf eine vorgegebene Dichte verdünnt. Diese Anlage gewährleistet die permanente Synchronisation von Mikroalgen während beliebig vieler aufeinander folgender Entwicklungscyclen. Die Genauigkeit der Verdünnung sowie die Reproduzierbarkeit der Synchronkulturen wurden an mehreren Wachstumsparametern und am photosynthetischen Verhalten der Zellen überprüft. Die Abweichungen lagen während der Meßperiode von acht Entwicklungscyclen innerhalb der meßmethodisch zu erwartenden Grenzen.

     

Über die Pyridoxinspeicherung der Hefe in Abhängigkeit von der Stickstoffquelle

Zusammenfassung In wuchsstoffkompletten vollsynthetischen Kulturmedien wurde der Einfluß der N-Quelle auf die Pyridoxin-Speicherung in untergärigen Bierhefezellen (Sacch. carlsbergensis) untersucht.Die Impfzellen der drei Hefen wurden N-arm vorgezüchtet und hatten bei Versuchsbeginn einen sehr niedrigen B₆-Gehalt, der sich während der achttägigen Bebrütung stark erhöhte. Die intensivste Speicherung entfiel auf die Absterbephase, in der nach sechstägiger Bebrütung die Maxima erreicht und anschließend wieder abgebaut wurden.Die maximalen Speicherwerte waren deutlich differenziert in Abhängigkeit von der N-Quelle und schienen der jeweiligen Bedeutung des Vitamins für den Aminosäurenstoffwechsel zu entsprechen. Caseinhydrolysat als N-Quelle hatte die schwächste B₆-Speicherung zur Folge, Asparagin bewirkte die stärkste Anreicherung (Steigerung um etwa 50%), während die Speicherwerte bei anorganischer N-Ernährung (Ammoniumsulfat) dazwischenlagen.     

Messungen der Protonendosis der Gemini-Astronauten mit Kernemulsionen

Zusammenfassung Kleine Filmpacks mit Kernemulsionen wurden auf den Gemini-Flügen von den Astronauten direkt auf dem Körper unter dem Raumanzug getragen. Die Auswertung der Bahnspuren in Ilford-G.5 und -K.2-Emulsionspaaren erlaubte eine genaue Bestimmung von Fluß und Energieverlustspektrum und damit der Dosis der Protonenstrahlung, der die Gemini-Kapsel im Flug durch die Südatlantische Anomalie des Strahlengürtels ausgesetzt war. Trotz der starken Vorfilterung in der Kapselwand und anderen Materialien in der Kapsel erweist sich die Strahlung am Meßort in der Emulsion noch als sehr weich. Mehr als 40% der örtlichen Dosis in der Emulsion ist von Protonen einer Reichweite von weniger als 1 mm Gewebe erzeugt. Als Folge dieser spektralen Zusammensetzung ergeben sich große Unterschiede im Strahlenspiegel in der Kapsel, die selbst im gleichen Filmblatt über Abstände von Millimetern sich noch geltend machen. Die Dosen an je drei Meßstellen direkt an den Astronauten auf dem 14tägigen Gemini-Flug GT-VII variieren von 159 bis 233 millirad. Der Elektronen- und Gammauntergrund erscheint sehr gering, wurde aber nicht im einzelnen bestimmt. Der Dosisbeitrag von schweren Kernen wurde durch Schätzung der Atomnummer mit Hilfe einer Vergleichsskala größenordnungsmäßig bestimmt und ergab sich als kleiner als 10 millirad. Es erscheint außerordentlich schwierig, die wahre Strahlenbelastung und die höchstzulässige Dosis für Ganzkörperbestrahlungen in solch bizarren Strahlenfeldern, wie sie sich aus den Messungen ergeben, festzulegen.Die in dieser Arbeit mitgeteilten Messungen wurden im Auftrage des Manned Spacecraft Center der National Aeronautics and Space Administration der USA durchgeführt. Die geäußerten Ansichten sind ausschließlich die des Verfassers und stellen keine offizielle Verlaut barung des Auftraggebers dar.     

Die intracytoplasmatische Organellenverteilung als Indikator gerichteter Wechselbeziehungen zwischen Kapillarsystem und zentralnervösen Zellkomplexen

Zusammenfassung Funktionelle Zusammenhänge zwischen dem Kapillarsystem und zentralnervösen Zellkomplexen wurden im Oberschlundganglion von Lumbricus terrestris L. mit einer weiterentwickelten morphometrischen Methode nach dem Punktzählverfahren sichtbar gemacht. Die Häufigkeitsverteilung von Mitochondrien und endoplasmatischem Retikulum (ER) wurde zur Charakterisierung der metabolischen Koppelung der Perikapillarzellen, Gliazellen und Neurone herangezogen. Danach sind die Neuron-Glia-Komplexe asymmetrisch um die Hirnkapillaren verteilt. Aus morphometrischen Befunden wird geschlossen, daß die Wege des transzellulären Metaboliten-Austausches, der von den unterschiedlichen Stoffwechselleistungen der Mitochondrien und des endoplasmatischen Retikulums abhängt, meist entgegengesetzt gerichtet sind. Zellsysteme mit Kapillarkontakt unterscheiden sich durch ihre auf Gefäße orientierte Häufigkeitsverteilung der Mitochondrien und des ER von kapillarfernen Neuron-Glia-Komplexen. Die Abhängigkeit der Neurone von der umgebenden Hüllglia wird in gefäßfernen Gebieten durch die gleichsinnige Ausrichtung der Häufigkeitsmaxima der Mitochondrien- und ER-Verteilung in beiden Zelltypen sichtbar.

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The intracellular distribution of organelles as an indicator of metabolie interrelationships between capillaries and cell complexes in the central nervous system of Lumbricus terrestris L.

Summary Results obtained in Lumbricus terrestris L. by a modified morphometric pointcounting method suggest functional interrelationships between the capillary system and certain nerve cell-glia complexes of the supraoesophageal ganglion. The distribution of the mitochondria and the endoplasmic reticulum (ER) in the pericapillary cells, in the neuroglia and in the neurons was used to characterize different types of functional cell-coupling. Nerve cell-neuroglia complexes are arranged in an asymmetric pattern around the capillaries. On the basis of morphometric calculations it is shown that there are two main axes of distribution of mitochondria or ER which are arranged at right angles to each other. Therefore it is suggested that there exist two different types of transcellular metabolic pathways characterized by either high concentrations of mitochondria or ER. The orientation of the distribution frequencies of mitochondria and ER in juxtavascular neurons, glial-and pericapillary cells suggests that these cells are metabolically linked. In contrast to the juxtavascular cell complexes the distribution frequencies of mitochondria and ER in nerve cells and glial cells at some distance from the capillaries were not at right angles but overlapped. From this observation it is apparent that these peripheral neurons depend metabolically on their glial satellites.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Unterschiedsschwelle als Ma\ für die übertragbare Information

Zusammenfassung Bei der Abschätzung der maximal über ein Sinnesorgan des Menschen übertragbaren Information I _max ging man bisher von der Anzahl n der im Signalbereich lückenlos aneinandergereihten Unterschiedsschwellen aus und setzte I _max=ld n bit. Dieser Schätzwert ist jedoch immer zu groß. Es wird gezeigt, wie die Güte der Schätzung von der Definition der Unterschiedsschwelle abhängt. Analogien zwischen Nachrichtenübertragungen durch absolute Identifizierung und additiv gaussgestörter Nachrichtenübertragung werden aufgezeigt. Ein kurzer Abriß der Verhältnisse beim additiv gaussgestörten Nachrichtenkanal ist eingefügt. Durch Vergleich mit vorliegenden Meßergebnissen wird gezeigt, daß die Analogie auch quantitativ belegbar ist. Damit läßt sich ein Verfahren zur Berechnung der Synentropie von eindimensional variierten Reizen ableiten.     

Ultrastruktur des pinealen Sinnesapparates bei einigen Pipidae und Discoglossidae

Zusammenfassung Der Pinealkomplex der Anuren ist ein spezialisiertes Organ. Dafür sprechen sowohl physiologische Befunde als auch der histologische Aufbau, die Nervenverbindung mit dem Gehirn und die starke Blutversorgung. Degenerationszeichen sind nur an einem Teil der Rezeptorenaußenglieder zu beobachten; daneben finden sich stets voll differenzierte Sinneszellen. An der Epiphysis cerebri einiger stammesgeschichtlich bemerkenswerter Anurenformen (Pipidae: Xenopus laevis, Hymenochirus boettgeri; Discoglossidae: Bombina bombina) wird gezeigt, daß die durch Invaginationen des Plasmalemms entstandenen Außengliedstrukturen (Plättchen) nicht wie bei den Stäbchen und Zapfen der Lateralaugen auf einen bestimmten Durchmesser festgelegt sind. Aus ursprünglich zapfenähnlichen Formen entstehen durch tiefere Plasmalemmeinstülpungen Außenglieder, deren Lamellen das Innenglied kapuzenförmig überdecken. Bin weiteres Fortschreiten des Invaginationsprozesses führt zu unregelmäßigen Auf- und Abfaltungen des Außengliedes; an solchen Außengliedern treten Degenerationszeichen auf. Es werden zwei verschiedene Ablaufsformen der Degeneration beschrieben: 1. Membrankomplexe werden am distalen Pol abgestoßen; 2. Ein lytischer Abbau erfolgt von der Basis her. Diese Befunde werden unter Berücksichtigung energetischer Aspekte diskutiert. — Die Stützzellen sind offenbar zu trophischen und phagocytotischen Leistungen befähigt. Sie enthalten zahlreiche Myeloidkörper, deren Punktion ungeklärt ist. In der plexiformen Zone der Epiphysis cerebri sind neben Synapsen, die von basalen Sinneszellfortsätzen und Dendriten der Ganglienzellen gebildet werden, markhaltige und marklose Nervenfasern nachweisbar. Die marklosen Nervenfasern enthalten elektronendichte Granula. Vereinzelte elektronendichte Granula finden sich neben zahlreichen 500 Å großen Vesikeln auch in den basalen Sinneszellausläufern; die Bedeutung dieser Zelleinschlüsse ist noch ungeklärt.

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Ultrastructure of the pineal sensory apparatus in some Pipidae and Discoglossidae

Summary The pineal complex of the anura is a specialized organ as demonstrated with physiological and histological methods. It shows a connection with the brain by nerve fibers and an extensive vascularization. Physiological degeneration is seen only in a part of the outer segments of the sensory cells. In the pineal organ of several phylogenetically remarkable anuran species (Pipidae: Xenopus laevis, Hymenochirus boettgeri; Discoglossidae: Bombina bombina) the flattened sacs of the outer segment form more irregular arrangements than in the lateral eye receptors and overlap the inner segment. When the invaginations become more complex, irregular outer segments are frequently observed. In such outer segments degeneration occurs in either of two ways: 1. The membrane complexes are discarded from the apex, 2. lysis starts in the basal portion. These observations are discussed considering the energyutilization aspects. — The supporting cells seem to have trophic and phagocytic functions. These cells contain also myeloid bodies with unknown function. — The plexiform region of the pineal organ contains, in addition to the basal processes of the receptor cells and the dendrites of the nerve cells, also myelinated and unmyelinated nerve fibers. The unmyelinated fibers contain dense-core granules. Besides many vesicles with a diameter of 500 Å, there are also some dense-core granules in the basal processes of the receptor cells; the functional role of these inclusions is still open to discussion.

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

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über Veränderungen des Nucleinsäurengehaltes von Proteus vulgaris während der durch Penicillin ausgelösten Umwandlung in die L-Phase

Zusammenfassung Suspensionen von Proteus vulgaris wurden in verschiedenen Entwicklungszuständen mit Penicillin versetzt und parallel zur einsetzenden Umwandlung in die Frühstadien der L-Phase (large bodies) wurde der Gehalt an RNS, DNS und Eiweiß-N bestimmt. Durch Verwendung geringer Konzentrationen (4–7 IE/ml) konnte auch in der log-Phase die Umwandlung so schonend geführt werden, daß keine Lysen eintraten.Die Atmungsmessungen zeigten, daß unter Bedingungen, unter denen sich alle Bakterien umwandeln, keine Veränderung des Sauerstoffverbrauches eintritt. Die Hemmung der Sauerstoffaufnahme bei Zugabe hoher Konzentrationen zur log-Phase beruht auf der Lyse eines großen Teiles der Zellen. Mit der Umwandlung in die large bodies ist eine Verschiebung des Quotienten RNS/DNS zugunsten von DNS und eine Erhöhung der Werte für DNS/Eiweiß-N verbunden. Dies beruht aber nicht auf einer Steigerung der DNS-Synthese, sondern nur auf der etwas schwächeren Hemmung derselben gegenüber dem Aufbau von RNS und Eiweiß. Es ergeben sich keine Anzeichen für die auf Grund morphologischer Versuche vermutete Vermehrung des Kernmaterials. Es kann sich demnach nur um eine Aufteilung des vorhandenen Materials handeln.Untersuchungen über die entsprechenden Wirkungen von Arsenat, Monojodessigsäure und Trypaflavin auf die Stoffzusammensetzung von P. vulgaris zeigten, daß es sich bei der erfaßten Penicillinwirkung nicht nur um eine unspezifische Folge einer allgemeinen Stoffwechselhemmung handelt.Die Arbeit ist ein Auszug aus der von J. Müller bei der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München vorgelegten Dissertation gleichen Titels.     

Die Verteilung exogener Peroxydase im Endoneuralraum

Zusammenfassung Gelöste Meerrettichperoxydase wurde Ratten in den Endoneuralraum des N. ischiadicus, Mäusen intravenös injiziert, 1–30 min nach der Applikation wurden die Nn. ischiadici und Kontrollpräparate fixiert und die Verteilung des Tracers untersucht.Bei lokaler Applikation ist der Endoneuralraum des N. ischiadicus nach 1 min gleichmäßig vom Tracer gefüllt, dessen weitere Ausbreitung vom Perineurium auch noch nach 15 min Einwirkungsdauer verhindert wird. Die Mesaxone markfreier und markhaltiger Nervenfasern sind nach 1 min, die periaxonalen Räume markfreier Nervenfasern nach 5 min zur Gänze mit der Markierungssubstanz gefüllt. Bei markhaltigen Nervenfasern bleiben das Myelin und der periaxonale Raum frei von Tracer, im Bereich Ranvierscher Schnürringe wird die von Schwannzellzytoplasma freie Axonoberfläche bereits nach 1 min vom Markierungsferment erreicht. Im Axoplasma markfreier Nervenfasern finden sich mit Peroxydase gefüllte, membranbegrenzte Hohlräume. Schwannsche Zellen und Endoneuralzellen phagozytieren, letztere reichlich und unter Bildung größerer Phagosomen oder Phagolysosomen.Bei intravenöser Applikation stellt in größeren Nervenstämmen das Kapillarendothel eine Schranke für das Austreten von Peroxydase dar.Die erhobenen Befunde werden im Hinblick auf die Abmessungen des Tracermoleküls einerseits, der membranbegrenzten Hohlräume in Nervenfasern andererseits, interpretiert. Eine eventuelle Gültigkeit der Ergebnisse auch für kleinere (physiologisch vorkommende) Verbindungen wird zur Diskussion gestellt.

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The distribution of exogenous peroxidase within the endoneural space

Summary Horseradish peroxidase was injected into the endoneural space of the ischiadic nerve of rats and into mice by intravenous injection. The ischiadic nerves and other organs (as controls) of each were fixed 1 to 30 min after the injection of the tracer and the distribution of peroxidatic activity was observed.The endoneural space of the ischiadic nerve is filled totally with tracer 1 min after the local injection. Even after 15 min, the perineural sheath is a barrier against the spreading of the enzyme. The mesaxonal spaces of nonmyelinated and myelinated nerve fibers are filled with the tracer after 1 min. The periaxonal spaces of nonmyelinated fibers are completely filled with the tracer 5 min after injection. In myelinated fibers the myelin itself and the periaxonal space remain free of peroxidatic activity but in the gaps of the nodes of Ranvier, the axon surface, free of Schwann cell cytoplasm, is reached by the marker after only 1 min. In the axoplasm of nonmyelinated fibers peroxidatic activity is sometimes seen within membrane bound vesicles and cavities. Schwann cells and endoneural cells both absorb the enzyme, the latter abundantly forming large phagosomes or phagolysosomes.When peroxidase is administered intravenously, the enzyme does not pass through the endothelium of capillaries within nerve trunks.These results are interpreted with respect to the diameter of the tracer molecule and the dimensions of the membrane bordered spaces. The validity of this interpretation for smaller molecules (physiological components) is discussed.

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Diese Untersuchung wurde mit dankenswerter Unterstützung durch das Wissenschaftsreferat des Magistrates der Stadt Wien durchgeführt.     

Über die Vibrationsstärke-Empfindung und die Wahrnehmbarkeit von Reizstärkeänderungen beim Tastsinn

Zusammenfassung Im Hinblick auf eine Informationsübertragung über den Tastsinn wird die Vibrationsstärke-Empfindung als Funktion der Reizstärke und deren gerade wahrnehmbare Änderung an einer Stelle der Haut an der Innenseite des Unterarms untersucht.Zunächst wird aufgrund von Schwellenmessungen gezeigt, daß ein schmalbandiger mechanischer Reiz der Haut sinnvoll durch den zeitlichen Verlauf der Hüllkurve der Deformationsgeschwindigkeit (t) im Frequenzbereich um 180 Hz beschrieben werden kann. Daran anschließend wird die VibrationsStärke-Empfindung als Funktion der Dauer t _iund der Geschwindigkeitsamplitude einer sinusförmigen Vibration untersucht. Aus den Meßergebnissen geht hervor, daß erst nach etwa 100 ms sich die volle Empfindungsstärke einstellt, die proportional zu ^t anwächst. Bei Vibrationsdauern t _i< 100 ms integriert der Tastsinn das Quadrat der Geschwindigkeit über die Zeit.Die Wahrnehmbarkeit von Reizstärke-Änderungen hängt von der Stärke des Reizes, von der aus die Änderung erfolgt, und von dem zeitlichen Verlauf des Reizes vor der Änderung ab. Letzteres enthält die Fähigkeit des Tastsinns, auf den jeweils herrschenden Reizzustand zu adaptieren und so die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen zu erhöhen. Im nicht adaptierten Zustand können im Bereich weit oberhalb der Fühlschwelle relative Änderungen der Vibrationsamplitude von 16% gerade wahrgenommen werden, im adaptierten Zustand dagegen bereits solche von 6%.     

Die Faserglia in der Hypophyse und im Saccus vasculosus von Torpedo marmorata

Zusammenfassung Die Parenchymbalken des Zwischenlappens gehen beim Zitterrochen sowohl in das Epithel des Vorderlappens als auch in die ventrale Saccuswand über. Die Intermediabalken werden im ganzen Zwischenlappen von Faserglia durchsetzt. Die Glia bildet mit feinen Fortsätzen einen mehr oder weniger dichten Strumpf um die Balken, durchdringt sie mit kräftigen Fasern in radiärer Richtung und setzt sich in feineren Ausläufern in die Balkenachse fort, die außer Gliafasern noch Nervenfasern und im rostralen Abschnitt einige Zellen enthält. Wo Blutgefäße an die Balken herantreten, sind stellenweise Gliafüßchen ausgebildet.In der Wand des Vorderlappens liegen Stützzellen, deren faserige Fortsätze die ganze Dicke der epithelialen Bekleidung senkrecht durchsetzen.Die neurogene Wand des Saccus vasculosus ist ebenfalls von Gliocyten durchsetzt. Sie bilden Faserkörbe, welche die Saccuszellen einzeln oder in Nestern umhüllen, und setzen sich bis zum Bindegewebe fort, wobei sie Gliascheiden um die unter der zelligen Bekleidung gelegenen Nervenfaserzüge bilden. Die Gliafasern des ventralen Mittelstreifens verflechten sich mit denen des Mittellappens.Die Anwesenheit und Verteilung der Glia, Nervenfasern und vereinzelter Saccuszellen im Mittellappen zeigt, daß in ihm die zentralnervösen Elemente untrennbar mit den epithelialen Anteilen vermischt sind, die nach unserer bisherigen Kenntnis der Rathkeschen Tasche entstammen.Die Untersuchung wurde durch dankenswerte Unterstützung seitens der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht.     

Über den Licht- und Schattenreflex von Mya arenaria

Zusammenfassung Wird eine Intensität, an die Mya adaptiert ist, für einige Sekunden vermindert und dann wieder auf die alte Höhe gebracht, so benötigt Mya 5 Min., um sich an die Ausgangsintensität zurückzuadaptieren.Es ist damit zu rechnen, daß etwa 70% aller Beschattungen eine Reaktion zeitigen. Das Auftreten oder Fehlen der Reaktion steht nicht in Zusammenhang mit der Länge der Zeit, während der das Tier an die Ausgangsintensität adaptiert wurde, wenn diese Zeit länger als die eigentliche Adaptationszeit ist. Auf Beschattung reagiert Mya in der Regel durch Einschlagen oder Einziehen der an den Siphoöffnungen befindlichen Tentakel, auf Belichtung mittels einer Siphokontraktion. Die biologische Bedeutung dieser beiden Reaktionsweisen wird zu erklären versucht.Die Unterschiedsschwellen für Belichtung und Beschattung fallen annähernd in die gleiche Größenordnung, auf Intensitätserhöhung reagieren die Tiere um ein Geringes empfindlicher. Die Muscheln sprechen im. Durchschnitt auf eine Intensitätsverminderung um 59,35% des Anfangsbetrages gerade eben noch an, während eine Erhöhung um das 1,05fache des Anfangsbetrages als durchschnittliche Unterschiedsschwelle des Licht-reflexes anzusehen ist.Die minimalen Beschattungszeiten und die Latenzzeiten des Schatten-reflexes sind wesentlich kürzer als die minimalen Expositionszeiten und Latenzzeiten des Lichtreflexes unter entsprechenden Bedingungen.Setzt man die Muscheln einer Kombination zweier Lampen aus, von denen jede stets die gleiche Intensität hat, während die Farbe der einen Lampe gewechselt werden kann, und mißt nun die Reaktionszeiten bei Auslöschen des farbigen Lichtes, so ergeben sich bei den verschiedenen Farben verschiedene Reaktionszeiten. Die kürzeste Reaktionszeit fanden wir bei Auslöschen gelben Lichtes. Im Gelb ist also das Absorptions-maximum der den Schattenreflex bedingenden photosensiblen Substanz, in einem anderen Spektralbereich also als das des den Lichtreflex bestimmenden Stoffes.Alle diese Tatsachen führten uns zu der Schlußfolgerung, daß die für den Schatten- und Lichtreflex von Mya verantwortlich zu machenden Rezeptoren miteinander nicht identisch sind.Die Reaktionszeit des mechanischen Reizes verkürzt sich mit steigender Reizstärke. Mechanischer Reiz und ein (an sich zeitlich unterschwelliger) Lichtreiz können sich summieren, was sich in einer Verkürzung der Reaktionszeit zeigt.     

Within-family selection in Avena fatua and A. barbata

Summary Twenty families each of Avena fatua and A. barbata drawn from a natural population were used for measuring the response to within-family selection for the two extremes in heading date and seed size. The estimates of the relative amounts of between- and within-family variation were interpreted in relation to the realized responses to show that A. fatua has greater genetic variability than A. barbata which, on the other hand, has more phenotypic plasticity. These results support our model on the alternative adaptive strategies in the two species discussed earlier.

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Zusammenfassung Je 20 Familien von Avena fatua und A. barbata, die aus natürlichen Populationen entnommen worden waren, wurden zur Messung der Reaktion auf intrafamiliäre Selektion auf die beiden Extreme des Schoß-Termins und der Samengröße verwendet. Die Schätzungen der relativen Beiträge der Variation zwischen und innerhalb der Familien wurden in Beziehung zu der erzielten Reaktion interpretiert, um zu zeigen, daß A. fatua eine größere genetische Variabilität und A. barbata eine größere phänotypische Plastizität als die jeweils andere Art besitzt. Die vorliegenden Ergebnisse stützen unser früher diskutiertes Modell der alternativen adaptiven Strategien in diesen beiden Spezies.

     

Über den Feinbau des hyponeuralen Nervensystems des Seesternes (Asterias rubens L.)

Zusammenfassung Langes Nerv, ein Teil des hyponeuralen Nervensystems der Asteroiden, wurde licht-, fluoreszenz- und elektronenmikroskopisch untersucht. Er zeigt die typische Gliederung in Kern- und Faserschicht. Die großen unipolaren Ganglienzellen reichen mit kolbenförmigen Ausläufern in das Cölom. Ihre basalen Fortsätze ziehen in die Faserschicht. Cölomepithelzellen liegen den Nervenzellen in unregelmäßigen Abständen als Deckzellen kappenartig auf oder sind als Stützzellen ausgebildet. Deck- und Stützzellen werden als Gliazellen aufgefaßt. Unterhalb der Kernschicht wurden licht- und elektronenmikroskopisch Zellen beobachtet, die für neurosekretorische Elemente gehalten werden. Der Feinbau der erwähnten Zelltypen wird beschrieben und diskutiert. Der histochemische Nachweis auf biogene Amine in Langes Nerv fiel negativ aus.

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The fine structure of the hyponeural nerve system of the starfish (Asterias rubens L.)

Summary The nerve of Lange, part of the starfish hyponeural nervous system, was investigated with the light-, fluorescence- and electron microscopes in Asterias rubens. It consists of two layers, one containing perikarya, the other fibres. The big nerve cells are unipolar and possess club-shaped processes which extend into the coelom. At their basis, the axon merges into the fibrous layer. Irregularly spaced coelomic epithelial cells cover partly the ganglion cells or constitute supporting elements. Covering and supporting cells are interpreted to represent glia cells. Underneath the perikarya layer, cells have been found by both the light and electron microscopes which are considered to be neurosecretory elements. The fine structure of the various cell types is described and discussed. Histochemical tests for biogenic amines were negative.

Herrn Prof. Dr. G. Birukow zum 60. Geburtstag gewidmet.