Evidence for dysfunction in the regulation of cytosolic Ca2+ in excitation-contraction uncoupled dysgenic muscle

In noncontracting, dysgenic murine muscle, excitation is uncoupled from contraction. To test whether the gene lesion is expressed as a defect in the regulation of the intracellular free Ca2+ levels, cultured normal and dysgenic muscle at various stages of development (proliferative myoblasts, early, late, and mature myotubes) were exposed to increasing increments (0.5-mM steps) of extracellular Ca2+ in ionophore A23187-Ca2+-EGTA-buffered media. Normal and dysgenic muscle at all stages (except myoblast) displayed contractures at approximately 500 microM free Ca2+ and higher. Experiments using finer increments of Ca2+ and different ionophore concentrations indicated an external Ca2+ threshold for contracture at 265 microM Ca2+ for early and late myotubes and 47-78 microM for mature normal and dysgenic myotubes. Low extracellular concentrations of calcium (14 microM and 0.76 nM) caused elongation of both normal and dysgenic myotubes. Mature cells were depolarized by exposure to increasing extracellular K+ and monitored by intracellular recording; normal and dysgenic myotubes showed similar reductions in membrane potentials. Depolarization to -35 mV elicited contractures in normal myotubes, but even depolarization to -9 mV in dysgenic cells elicited no response. Thus steady-state depolarization of dysgenic muscle does not cause contractures, which can, however, be elicited by increasing the intracellular free Ca2+. These results offer new evidence for a possible defect in the regulation of Ca2+ levels in dysgenic muscle.     

Stomatal movement in Zea mays: Shuttle of potassium and chloride between guard cells and subsidiary cells

Summary When stomates of Zea mays open K and Cl migrate from the subsidiary cells into the guard cells; when the stomates close both elements return to the subsidiary cells. Subsidiary cells function as reservoirs for K and Cl. Import of K and Cl into the guard cells and loss of both elements from the guard cells become observable 1 or 2 min after light is turned on or off, both when histochemical methods and the electron-probe microanalyzer are used for detection. Each stomatal complex of maize contains on the average 10±3×10^-13 gram equivalents (eq) of K and 4±1×10^-13 eq of Cl. Guard cells accumulate K in the light and CO₂-free air at an average rate of 10×10^-15 eq K per minute, and Cl at approximately half that rate.     

Genetic control of murine hemagglutinin formation to H-2.5

When B10.D2 (H-2^d) mice are immunized with lymphoid cells from C57B1/10 (H-2 ^d ) and their antisera tested against B10.A (H-2 ^a ) target cells, only antibodies to H-2.5 are measured. The same is true for immunization of DBA/2 (H-2 ^d ) mice when their antisera are absorbed with B10.D2 cells prior to testing. Irrespective of the dose of immunogen administered, the primary hemagglutinin response of B10.D2 mice is significantly lower than that of DBA/2 mice and (B10.D2 × DBA/2)F₁ hybrids, but the secondary responses are similar. The low responsiveness of B10.D2 mice appears to be determined by a single dominant gene with incomplete penetrance; the gene is not linked to eitherH- 2, Hc, or the immunoglobulin allotype loci. In addition, the H-2.5 hemagglutinin response is susceptible to nongenetic influences. When antisera from B10.D2, devoid of H-2.5 hemagglutinins, were assayed in a complement-mediated cytotoxic test, they contained almost as much anti-H-2.5 activity as did the antisera from DBA/2 mice or (B10.D2 × DBA/2)F₁ hybrids. The possibility is discussed that the locus responsible for the deficient primary hemagglutinin response of B 10.D2 may not be determinant-specific but may affect hemagglutinin responses in general.     

Coordinated changes in enzyme activities of phenylpropanoid metabolism during the growth of soybean cell suspension cultures

Variations in teh activities of several enzymes of phenylpropanoid metabolism were studied in fermenter-grown cell suspension cultures of soyben (Glycine max).Concomitant large increases and subsequent decreases in the activities of phenylalanine ammonina-lyase (EC 4.3.1.5), cinnamic acid 4-hydroxylase, and two isoenzymes of p-coumarate:CoA ligase occurred prior to the stationary phase of the cell cultures. These findings represent a further example of an interdependent regulation of these enzymes of the general phenylpropanoid metabolism.The increases in all of these enzyme activities could be further enhanced by illunination of the cells.No comparable light effects and no significant changes were observed for the specific activity of an S-adenosylmethionine:o-dihydric phenol m-O-mehyltransferase and for the overall rate of the two-step reduction of feruloyl-CoA to coniferyl alcohol. These enzymatic reactions therefore appear to be regulated independently of the enzymes of the general phenylpropanoid metabolism.     

Tagesperiodik,Revierverhalten und Beutefang der Geißelspinne Admetus pumilio C. L. Koch im Freiland*

Auf einer Fläche von ca. 40 × 60 m eines Regenwaldes bei Manaus/Amazonas wurden über 30 Admetus pumilio untersucht, sowie Temperatur, Feuchte und Helligkeit im Biotop registriert. Man findet immer nur ein Tier in einer Höhle am Fuß großer Bäume; nahezu jedes derartige Versteck ist besetzt. Der Aktivitätsverlauf zeigt im Freiland 3 Aktivitätsschübe: der abendliche dient der Nahrungsaufnahme, der nachmitternächtliche dem Verlassen des engeren Reviers zu Partnersuche oder zum Höhlenwechsel, der morgendliche zur Rückkehr ins Versteck. Der Aktivitätsbeginn gegen 16 Uhr ist endogen, das Aktivitätsende gegen 6.30 Uhr weitgehend exogen bestimmt. Der Rückzug in die Höhle am Morgen erfolgt bei 10fach niedrigerer Helligkeit als der Auszug aus dieser am Abend. Adulte Geißelspinnen behalten über mehrere Wochen die gleiche Höhle bei; beobachtet wurde bis zu 65 Tagen. Innerhalb eines untersuchten Umkreises von 7—10 m können sie sich hervorragend orientieren — vermutlich olfaktorisch. Die Beutefanghandlung wird beschrieben und die Orientierung hierbei analysiert. Zwei mechanorezeptorische Systeme werden nach- oder nebeneinander wirksam: Trichobothrien auf den Schreitbeinen leisten die Fernorientierung und dirigieren die Annäherung an die Beute bis in den Wirkungsbereich der Tastbeine, die die Orientierung im Nahbereich übernehmen, vor allem beim Packen der Beute. Die kutikularen Haarsensillen auf den Beinen werden kurz beschrieben.     

Zur Wirtsvogelsynchronisation brutschmarotzender Vögel im südlichen Afrika

Zusammenfassung Sechs im südlichen Afrika beobachtete Brutschmarotzer halten sich außerhalb der Fortpflanzungszeit nicht im selben Gebiet auf wie die jeweiligen Wirtsarten. Sie sind demnach anderen Umweltfaktoren ausgesetzt und müssen auf andere Zeitgeber für die Gonadenentwicklung reagieren.Histologische Untersuchungen haben gezeigt, daß die Keimdrüsenreifung der Parasiten früher abgeschlossen ist als die der Wirte. Sie haben damit eine Wartezeit mit voll funktionstüchtigen Gonaden entwickelt, um sofort legebereit zu sein, wenn die jeweiligen Wirte zu brüten beginnen und trotz anfänglich verschiedener Umweltbedingungen die notwendige Synchronisation zu erreichen.Damit ergeben sich deutliche Unterschiede in der Wirtsvogelsynchronisation afrikanischer und europäischer Brutschmarotzer.

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Summary In the non-reproductive period, six species of brood parasites (4 cuckoos, 2 viduines) observed in Rhodesia and in the Kalahari were found to inhabit other areas than their hosts, being either nomadic or migratory in habit. They are hence exposed to different environmental conditions.Histological examination of the gonads revealed a distinctly earlier maturation in the parasites than in their hosts. The parasites have thus developed a waiting period with fully developed gonads in order to synchronise their egg-laying period with that of their hosts. Parasites and hosts probably react to different environmental stimuli for the development of gonads.Altogether, host synchronisation seems to be distinctly different in African and European brood parasites. The reasons for these differences are discussed.

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Herrn Prof. Dr. Erwin Stresemann zu seinem 80. Geburtstag gewidmet.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Zur Innervation der Nebennierenrinde vom Goldhamster

Zusammenfassung Die Innervation der Nebennierenrinde (NNR) des Goldhamsters wurde mit der von Falck entwickelten Methode zum fluoreszenzmikroskopischen Nachweis von Catecholaminen und elektronenmikroskopisch untersucht.Fluoreszenzmikroskopie: Grün fluoreszierende Nerven finden sich in der Kapsel, im perikapsulären Gewebe und in der Zona glomerulosa, und zwar überwiegend in Gefäßnähe. Fasern der tieferen Schichten gehören fast ausschließlich den in Richtung auf das Mark vordringenden Hauptnervenstämmen an.Elektronenmikroskopie: Die Ultrastruktur der in der Kapsel gelegenen Ganglienzellen und aller beobachteten Nerven weist keine nennenswerten Besonderheiten auf. Es fällt auf, daß massiven Fluoreszenzerscheinungen weitgehend kein morphologisches Substrat entspricht. Nervenstämme, deren von Satellitenzellen umgebene Einzelfasern etwa 0,4–1 m im Querschnitt messen, durchqueren Kapsel und NNR in Richtung auf das Mark, Nervenstämmchen mit dünneren Einzelfasern (0,1–0,4 m) begleiten Arteriolen und teilweise auch die Sinus. Im Verlauf ihrer Endstrecke schwindet häufig die Satellitenscheide; die um 300 m dicken Nervenäste weisen zunehmend Aggregate von synaptischen Vesikeln und einzelne Granulärvesikel auf. Diese Endformationen können in enge Beziehung zu den endokrinen Epithelzellen aller NNR-Schichten treten. Dabei durchstoßen sie deren Basalmembran, bleiben aber durch einen etwa 200 Å breiten Interzellularspalt von diesen Zellen getrennt. Prä- und postsynaptische Membranen sind nicht ausgebildet. Die Berechtigung der Bezeichnung Synapse für diese Endigungen wird dargelegt und ihre Bedeutung anhand von physiologischen und pharmakologischen Befunden diskutiert.

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Innervation of the adrenal cortex of the Syrian Hamsterfluorescence and electron microscopic study

Summary The innervation of the adrenal cortex of the Syrian Hamster is investigated by means of Falck's fluorescence method for the detection of catecholamines and with the electron microscope.Fluorescence microscopy: Green fluorescent nerve fibers are predominantly to be found in the capsule, in the pericapsular tissue and in the zona glomerulosa, closely attached to vessels and sinus. In the deeper zones almost all nerve fibers belong to the truncs extending into the adrenal medulla.Electron microscopy: Ganglion cells in the capsule show no peculiarities. There is a striking discrepancy between the intense fluorescence of the fibers and ganglion cells and the absence of an ultrastructural substrate for this phenomenon. Nerve fibers, surrounded by satellite cells, the single axons of which are about 0.4–1 m thick pass through capsular and cortical tissue to reach the adrenal medulla. Similar small nerve fibers, the single axons of which are about 0.1–0.4 m thick accompany arterioles and in part the sinus. In their terminal part the satellite envelope often disappears and the fibers show accumulations of synaptic and dense-cored vesicles. These terminals occasionally come into contact with endocrine cells of all zones, by perforating the basal membrane. The distance between nerve and endocrine cell is about 200 Å. Specific pre- and postsynaptic membranes are not developed. The term synapse for these nerve endings appears to be justified and their significance is discussed on the base of physiological and pharmacological findings.

     

Zur Ultrastruktur der intrazellulären Symbionten im Embryo der KleinzikadeEuscelis plebejus Fall. (Homoptera,Cicadina)

Summary Two types of bacterial symbionts (a- and t-types) were present intracellularly in embryos of the leafhopperEuscelis plebejus. In the electron microscope, three unit membranes were seen to surround the bacteria; the two inner membranes appeared to originate from the bacteria, the outer — from the host cytoplasm. DNA-structures were not observed in the symbionts. The a-symbionts contained in their cytoplasm crystalloid bodies presumably of protein nature and, during certain stages of embryonic development, tubular membranous bodies. The t-symbionts contained in their cytoplasm chymotrypsin-resistant dense bodies, that probably invade the host cytoplasm.Zusammenfassung Das elektronenmikroskopische Bild der intrazellulären a- und t-Symbionten vonEuscelis plebejus Fall. läßt erkennen, daß die symbiontischen Bakterien von drei Elementarmembranen umgeben sind. Morphologische Gründe sprechen dafür, daß die beiden inneren den Bakterien entstammen, die äußere Hüllmembran aber vom Cytoplasma der Wirtszelle gebildet wird. Bakterien-DNS konnte noch in keinem der beiden Symbiontentypen mit Sicherheit nachgewiesen werden. Die a-Symbionten sind vor Aufnahme in die Mycetocyten reich an tubulären Membrankörpern. Sie enthalten außerdem einen mit Chymotrypsin auflösbaren kristallinen Körper. In den t-Symbionten befinden sich Chymotrypsin-resistente dense bodies, die wahrscheinlich in das Wirtscytoplasma abgegeben werden.

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Mit Unterstützung durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Herrn Prof. Dr.K. Sander zur Verfügung standen.