The particle concept and solid state physics

Zusammenfassung Der Begriff des Elementarteilchens ist zentral in der Struktur der modernen Physik. Sein Ursprung und seine historische Entwicklung werden erläutert. Die Festkörperphysik hat zu dieser Entwicklung einen speziellen Beitrag geleistet; der Beitrag ist das Quasiteilchen, das heisst eine Anregung im Festkörper, die sich wie ein Elementarteilchen verhält. Es ist endlich gezeigt, dass die Unterscheidung zwischen Teilchen und Quasiteilchen nicht gründsätzlich ist.     

The effect of hyperconjugation upon the boiling points of alkenes

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass die Hyperkonjugation einen entscheidenden Einfluss auf den Siedepunkt der einfach ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffe hat. Dieser Zusammenhang wird durch vergrösserte Elektronendelokalisierung in Molekülen, die Hyperkonjugation aufweisen, theoretisch verständlich. Ein grösseres Ausmass der Elektronendelokalisierung führt zu stärkerer Kohäsion und dadurch zu erhöhten Siedepunkten. Die neue Gesetzmässigkeit ergänzt ohne Widerspruch die bekannten Hückelschen Siedepunktsregeln und erklärt Beobachtungen, die aus keiner der bisher aufgestellten Regeln ableitbar waren. Es ist zu erwarten, dass analoge Zusammenhänge in anderen Gruppen von organischen Verbindungen aufgewiesen werden können.     

The filling mechanism of the swimbladder

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass die Erzeugung der hohen Gasdrucke, welche in der Schwimmblase von Tiefseefischen beobachtet werden, durchVervielfachung bekannter Konzentrier-Einzeleffekte in der durch das rete mirabile gegebenen Haarnadelgegenstromvorrichtung möglich ist.Der Konzentrier-Einzeleffekt — eine kleine Erhöhung der Gaskonzentration in den afferenten relativ zu benachbarten efferenten Kapillarelementen — dürfte bei allen Gasen durch eine geringe Erhöhung der Elektrolytkonzentration (Aussalzwirkung) zustande kommen.Im Falle von Sauerstoff überlagern sich der Aussalzwirkung bei Zusatz von Milchsäure die durch pH-Verschiebung bedingten Bohr- und Rooteffekte, wobei die Substanzen dem Blut am Scheitel des rete durch die dort befindliche Drüse zugefügt werden.Auf Grund der vorliegenden Berechnungen, die sich auf die beim Aal gegebenen Verhältnisse stützen, würde eine relative Erhöhung des Salzgehaltes um 0,02M/I im Falle von Stickstoff einen Einzeleffekt erzeugen, aus welchem infolge der durch das rete bewirkten Vervielfachung ein Partialdruck von etwa 25 Atm N₂ aufgebaut werden könnte.Eine relative Erhöhung des Milchsäuregehaltes in den efferenten Kapillaren um 45 mg% (beim Aalin vivo experimentell bestätigt) müsste für Sauerstoff einen Einzeleffekt hervorbringen, der bis zu Enddrucken von 3000 Atm multipliziert werden kann. Die genaue Analyse lässt in diesem Fall erkennen, dass bei niedrigen Partialdrücken der Bohr- und Rooteffekt, und nach Erreichung hoher O₂-Drücke, der Aussalzeffekt den im Gegenstrom vervielfachten Einzeleffekt bildet.Es wird ein Modellversuch beschrieben, bei welchem die Anreicherung eines Gases durch Vervielfachung des Aussalzeffektes in einer Gegenstromvorrichtung tatsächlich durchgeführt wurde.Es wird weiter darauf hingewiesen, dass der Vorgang im Gesamteffekt einenaktiven Transport darstellt und es wird die Herkunft der für einen solchen Vorgang benötigten freien Energie durch eine thermodynamische Betrachtung aufgezeigt.Im übrigen wurde versucht, die allgemeinen Prinzipien der Gegenstrom-Multiplikation verständlich zu machen, und bestehende Theorien über die Gaskonzentrierung in der Schwimmblase wurden im Lichte dieser Erkenntnisse einer sachlichen Diskussion und Kritik unterworfen.     

Spontaneous miniature activity and gradation of transmission at the neuromuscular junction

Zusammenfassung Aus den bisher veröffentlichten experimentellen Befunden über presynaptische, für die neuromuskuläre Erregungsübertragung massgeblich erscheinende Vorgänge wird geschlossen, dass die Förderung der Erregungsübertragung in direkter Beziehung zur Grösse des Aktionspotentials in den motorischen Nervenendigungen steht, während die Frequenz der spontanen Miniaturentladungen an sich kein eindeutiges Mass für die Intensität des Übertragungsvorganges von Nervimpulsen zum Muskel darstellt.     

Oxygen exchange in the erythrocyte

Zusammenfassung Es wird eine Übersicht über die mathematischen und experimentellen Aspekte des O₂-Austausches im Erythrozyten gegeben. Der Gesamtprozess kann als eine Sauerstoffdiffusion mit gekoppelter Hämoglobin-Sauerstoff-Reaktion beschrieben werden. Für die mathematische Analyse muss also die partielle Differentialgleichung der Diffusion durch ein Gleichungssystem erweitert werden, das dem chemischen Reaktionsablauf Rechnung trägt. Voraussetzung hierfür ist die Aufstellung eines Modells zur molekularen Interpretation der O₂-Bindungskurve. Die vereinfachten Differentialgleichungen für Diffusion und Reaktion lassen sich unter Beachtung der Rand- und Anfangsbedingungen nur näherungsweise integrieren.Es werden ferner die experimentellen Methoden beschrieben, die für die Verfolgung der schnellen O₂-Austauschvorgänge im Erythrozyten geeignet sind. An einigen Beispielen werden die mit diesen Methoden gewonnenen Untersuchungsergebnisse erläutert. Es zeigt sich, dass die mathematische Analyse und die experimentellen Untersuchungen zu übereinstimmenden Ergebnissen führen.     

On the role of non-specific factors in the pathogenesis of infectious disease

Zusammenfassung Es wird einleitend darauf hingewiesen, dass mehr und mehr die Bedeutung von unspezifischen Faktoren für die Resistenz gegen Infektionen erkannt wird. Solche Faktoren können wohl auch in der Pathogenese von Infektionskrankheiten eine Rolle spielen, so zum Beispiel eine erhöhte Sensibilität gegen Endotoxin, die während den verschiedensten experimentellen Infektionen in Tieren nachgewiesen werden kann. An Hand von Experimenten an Mäusen wird dargestellt, in welchem Ausmass eine vorausgehende Impfung mit BCG den Ablauf einer nachfolgenden Infektion mitSalmonella typhimurium in verschiedenster Weise beeinflussen kann. Dies hängt weitgehend davon ab, ob grosse oder kleine Dosen zur Infektion verwendet werden.     

Vitamin D,example and challenge

Zusammenfassung Vitamin D ist eine in verschiedener Hinsicht interessante Verbindung, deren Untersuchung zu neuen Erkenntnissen auf dem Gebiete der Stereochemie, der Photochemie und der Reaktionsspezifität beigetragen hat. Insbesondere die damals intrigierende Entstehungsweise unter dem Einfluss von Ultraviolettstrahlung (antirachitische Wirkung des Sonnenlichtes) hat frühzeitig die Aufmerksamkeit von Chemikern und Physikern erregt. Es sind dann die sehr spezifisch verlaufenden thermischen und photochemischen Isomerisierungen gewesen, die zum Verständnis des Reaktionsmechanismus und zu den dem Reaktionsverlauf zu grunde liegenden Gesetzmässigkeiten geführt haben. Auch bieten die Moleküle der unterschiedlichen Vitamin-D-Isomeren mit deren Chiralitätszentren und dem polyzyklischen Aufbau nach wie vor ein fruchtbares Gebiet zur Prüfung der Reichweite der modernen Konformationsanalyse und von chiroptischen Betrachtungen.Es wird eine Übersicht über die verschiedenen experimentellen Ergebnisse und die daraus entwickelten theoretischen Spekulationen gegeben. Als Grundlage wird immer wieder die genaue Kenntnis der molekularen Geometrie und der Bindungsverhältnisse angestrebt. Diese lässt sich heutzutage mittels Konformationsanalyse, Valence Force Field-Kalkulationen und insbesondere auch Röntgenanalyse in konsistenter Weise gewinnen. Bei der weiteren Diskussion der (photo)chemischen Prozesse zeigen sich 3 Faktoren zum Verständnis und zur Voraussicht des Ablaufs wichtig. Es ist die schon längst bekannte sterische Hinderung und zwei weitere, beim Studium der Reaktionen im Vitamin-D-Gebiet zuerst formulierte Faktoren: der Einfluss der Orbitalsymmetrie und (für Photoreaktionen) die Lage des Konformationsgleichgewichtes im Grundzustand. Insbesondere das letztgenannte Prinzip hat sich bei der Auffindung von bisher unbekannten Photoprodukten des Vitamins D als sehr wichtig erwiesen.Auch in der Zukunft werden die von der Natur sorgfältig selektionierten Moleküle von Vitamin D und dessen Isomeren ein anregendes Beispiel und Untersuchungsobjekt beim Studium der detaillierten Mechanismen von Photoisomerisierungen und bei der Konformationsanalyse von Molekülen in aktiviertem Zustand darbieten.

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14th Paul Karrer Lecture, presented 20 June 1973, in the Aula of the University of Zurich.     

Serotonin storage mechanism and its interaction with reserpine

Zusammenfassung Es gelang nicht, mit physikalisch-chemischen Methoden einen HT-Komplex in hämolysierten oder homogenisierten Suspensionen von Kaninchen-Thrombozyten nachzuweisen. Versuchsergebnisse über die HT-Aufnahme durch Thrombozyten stimmen mit der Möglichkeit überein, dass das Amin in den Zellen durch einen aktiven Transportmechanismus konzentriert wird. Es wird angenommen, dass die Abgabe von normalem HT aus der Zelle unter Reserpineinwirkung, durch eine Hemmung des Aufnahmemechanismus und langsame, passive Diffusion aus den Zellen erfolgt.     

Alternative molecular forms of erythrocyte catalase

Zusammenfassung Katalase aus Erythrocyten vom Menschen (und Pferd) lässt sich säulenchromatographisch und elektrophoretisch in drei Fraktionen A, B und C auftrennen, wobei die Fraktionen A und B die Tendenz haben, in die Fraktion C überzugehen. Durch Chromatographie unter Ausschluss von Luftsauerstoff konnte gezeigt werden, dass die Katalase in den Erythrozyten in der Form A vorliegt. Setzt man das Hämolysat dagegen einige Zeit Luftsauerstoff aus, wird die Katalase bei der Chromatographie in Form C eluiert. SH-blockierende Reagentien verhindern die Umwandlung von A in C, während C mit Mercaptoäthanol zu A reduziert werden kann. Es wird angenommen, dass dem Übergang von Fraktion A in B und C eine Bildung von Disulfidbrücken zugrunde liegt und dass es sich bei den beobachteten alternativen Formen möglicherweise um Katalase-Konformere handelt.     

Effect of a growth-promoting factor on protein synthesis and amino acid transport in vitro

Zusammenfassung Es wird nachgewiesen, dass sich in der Muskulatur ein Faktor befindet, der eine Anreicherung der -Amino-isobuttersäure in den Zellen hervorruft und der auch in vitro den Einbau von Leucin und damit die Proteinsynthese fördern kann. Ob dieser Faktor als Übermittler für Wachstumshormon wirkt, ist noch nicht abgeklärt.     

Adrenocortical lipoid hyperplasia induced in rats by aniline

Zusammenfassung Subkutan injiziertes Anilin verursacht bei der Ratte eine Vergrösserung der Neben-nierenrinde mit beachtlicher Ansammlung von Lipoiden. Morphologisch unterscheiden sich diese Veränderungen wesentlich von denen, die nach schwerer unspezifischer Stresswirkung entstehen, ähneln aber den durch Aminoglutethimid hervorgerufenen Läsionen. Es scheint, dass die Corticoidsynthese durch Anilin gestört wird und dass die Gewichtssteigerung der Nebennieren auf die ausgleichende Ausschüttung von ACTH zurückzuführen ist.     

The metabolism of glutethimide (Doriden®)

Zusammenfassung In diesem Übersichtsreferat werden die Stoffwechselstudien mit dem Schlafmittel Doriden^® (-Phenyl--äthyl-glutarimid) geschildert, wobei alle bisher erzielten, teilweise noch nicht veröffentlichten Resultate zusammengefasst sind. Die Untersuchungen wurden an Ratten und Hunden mit Hilfe von¹⁴C-markierter Substanz durchgeführt, speziell im Hinblick auf die Abklärung der Resorption, Verteilung, Ausscheidung und Struktur der Metaboliten des Wirkstoffes. Es wurde gefunden, dass Doriden nach der Resorption in kurzer Zeit praktisch quantitativ in Form von Metaboliten im Harn ausgeschieden wird. Diese bestehen zu mehr als 90% aus Glucuroniden, welche untoxisch sind und keine sedative Wirkung mehr besitzen. Aus der Strukturaufklärung der isolierten Stoffwechselprodukte ging hervor, dass Doriden nach zwei verschiedenen biochemischen Mechanismen metabolisiert wird, und es konnte gezeigt werden, dass dies auf den verschiedenen Stoffwechsel der beiden Antipoden von -Phenyl--äthyl-glutarimid zurückzuführen ist. Versuche mit Gallenfistelratten liessen erkennen, dass 70% der Glucuronide über die Galle und 30% direkt renal ausgeschieden werden. Bei einer solchen Versuchsanordnung konnte eine biologische Halbwertszeit von Doriden von 6,5 h bestimmt werden. Verteilungsstudien mit¹⁴C-markiertem Doriden und mit markierten Glucuroniden nach oraler und parenteraler Gabe liessen erkennen, dass sich Doriden ähnlich wie die ultrakurzwirksamen Barbiturate verhält, indem es eine ausgesprochene Affinität zu lipoidem Gewebe aufweist. Die Glucuronide dagegen sind aus dem Magen-Darm-Trakt bedeutend schlechter resorbierbar, zeigen keine Affinität zu lipoiden Organen und werden — einmal im Blut angelangt — durch die Niere rasch und vollständig eliminiert.

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Registered Trade Mark.

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H. Keberle published previously under the name ofJ. Kebrle.     

Amino acid incorporation by müllerian ducts isolated from chick embryos

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass die Müllerschen Gänge weiblicher Hühnchenembryonen die gleiche Fähigkeit zum Einbau von Aminosäuren besitzen, trotzdem der rechte Gang sich allmählich zurückbildet. Auch erwies sich die Differenz zwischen männlichen und weiblichen Embryonen im Hinblick auf den Aminosäureneinbau als nicht besonders auffällig.

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Supported by a grant from the Swedish Cancer Society.     

Le molybdène en biologie

Zusammenfassung Durch seine Beteiligung an der Reduktion der Nitrate und an der Aufnahme von Stickstoff, spielt das Molybdän eine erhebliche Rolle im Cyclus dieses Elements. Aus diesem Grunde ist es nützlich, diejenigen Stoffwechselprozesse zu kennen, an denen das Molybdän entscheidend beteiligt ist. Es ist das Ziel dieser Übersicht, einen zusammenfassenden Einblick in den Stand unserer Kenntnisse auf dem Gebiet dieses Oligoelements zu geben; eine chronologische Betrachtung erlaubt uns, zuerst diejenigen biochemischen Vorgänge zu betrachten, für die seine Einwirkung als gesichert gilt.Die Gesamtheit der Arbeiten über die Nitratreduktion lassen darauf schliessen, dass das Molybdän spezifisch zur Funktion der Nitratreduktase gehört. Indem es integraler Bestandteil der aus Mikroorganismen und höheren Pflanzen extrahierten Nitratreduktase ist, kommt ihm eine Rolle im Elektronentransport, welcher von den Nitraten zu den Nitriten führt, zu. Es handelt sich hier um die erste Stufe der Reaktionen, die zur Ammoniakbildung führen.Man weiss schon lange, dass Molybdän zur Bindung des Luftstickstoffs benötigt wird. Unsere Kenntnisse über eine spezifische Beteiligung des Elements an diesem Vorgang verdankt man jedoch neueren Arbeiten, vor allem jenen, welche die Bindung von Stickstoff in zellfreien Extrakten zum Gegenstand haben. Diese Ergebnisse werden im Lichte der neuern Theorien über den Mechanismus der Stickstoffbindung besprochen.Abschliessend werden einige andere Reaktionen des pflanzlichen und tierischen Stoffwechsels betrachtet, an denen das Molybdän Anteil hat.     

Effects of Piericidin A and amytal on the energy-linked swelling of rat liver mitochondria

Zusammenfassung Es gelingt, die Schwellung der Rattenlebermitochondrien durch Energiekonservierung an jedem der 3 Phosphorylierungsorte herbeizuführen. Bei Gegenwart von Piericidin A oder Amytal wird die energieabhängige Schwellung nicht unterdrückt, insofern Energieänderungen auf den ersten Phosphorylierungsort beschränkt bleiben, was dafür spricht, dass die Wirkungsorte von Piericidin A und Amytal auf der Sauerstoffseite der Energiekonservierung am Phosphorylierungsort I liegen.     

Action of transmitters on the responsiveness of effector cells

Zusammenfassung Die Regulation der Empfindlichkeit der Effektorzellen ist in der vorliegenden Übersicht an Speicheldrüsen, hauptsächlich an der Submaxillarisdrüse als Modell untersucht worden. Es entwickelt sich eine gesteigerte Empfindlichkeit, wenn man die Verbindung mit dem zentralen Nervensystem durch chirurgische Dezentralisierung oder durch Behandlung mit ganglienblockierenden Substanzen unterbricht. Eine gewisse Sensibilisierung kann auch erhalten werden, indem man die afferenten Nervenfasern im sekretorischen Reflexbogen durchschneidet. Die Versuche deuten darauf hin, dass der sekretorische Impuls eine Rolle bei der Regulation des Empfindlichkeitsniveaus spielt. Dass dieser Effekt ebenso wie der sekretorische durch Acetylcholin vermittelt wird, geht daraus hervor, dass Sensibilisierung eintritt, wenn das Versuchstier mit Botulinustoxin behandelt wird, da dieses die Freisetzung von Acetylcholin verhindert, oder durch Atropinsubstanzen, die die Wirkung des Acetylcholins auf die Drüsenzellen verhindern. Andererseits kann eine durch parasympathische Dezentralisierung hervorgerufene Sensibilisierung durch tägliche Injektionen von Pilokarpin, Mecholyl oder Physostigmin aufgehoben werden; auch das normale Empfindlichkeitsniveau kann durch eine solche Behandlung gesenkt werden. Behandlung mit Botulinustoxin oder mit Atropinsubstanzen oder postganglionäre parasympathische Denervierung ergeben eine Sensibilisierung, die ausgesprochener ist als diejenige, welche auf parasympathische Dezentralisierung folgt. Diese und andere Beobachtungen deuten darauf hin, dass Acetylcholin ständig von den postganglionären Nervenendigungen abgegeben wird und dass dieses Acetylcholin, wie auch das von den Nervenimpulsen freigesetzte, die Empfindlichkeit der Effektorzellen kontrolliert. Entsprechend scheint Sympathin von den postganglionären sympathischen Nervenendigungen abgegeben zu werden und zur Regulation der Empfindlichkeit beizutragen; postganglionäre sympathische Denervierung ruft eine gewisse Sensibilisierung hervor, und eine Behandlung mit Bretylium oder Guanethidin hat den gleichen Effekt.     

Fluctuations in sarcomere length in the chick anterior and posterior latissimus dorsi muscles during isometric contraction

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass die Schwankung der Sarkomerenlänge bei Benützung der «laser beam» — Methode während der isometrischen Kontraktion der M. latissimi dorsi beim Hühnchen verschieden war. Der Schwankungsumfang war in den vorderen und hinteren Muskeln ungefähr gleich (900 Å), hingegen war die Frequenz in den hinteren phasischen Muskeln dreimal höher als in den vorderen tonischen Muskeln.     

Drosophila tumors and the structure of larval lymph glands

Zusammenfassung Die larvalen Lymphdrüsen von 3 tumorfreien und 2 erblich tumorösen Stämmen vonDrosophila melanogaster wurden untersucht, um Zusammenhänge zwischen dem Auftreten erblicher und durch Injektion zellfreier Extrakte induzierter melanotischer Bildungen zu prüfen. Es wurde gefunden, dass die Lymphdrüsen der getesteten erblich tumorösen Stämme stärkere Auflösungserscheinungen zeigen als die der tumorfreien Teststämme. Die im Vergleich zu Berlin wild lockerere Struktur der Lymphdrüsen vonyw wird als mitverantwortlich für die bei den Versuchen zur Induktion melanotischer Bildungen inyw (positiv) und Berlin wild (negativ) beobachtete Wirtsspezifität angesehen.     

Cell metabolism and virus

Zusammenfassung Es werden die wichtigsten experimentellen Ergebnisse über Sauerstoffverbrauch, Zukker-und Fettumsatz, Funktion des Citronensäurecyclus und die Wirkung von Salzen und Milieufaktoren auf die Virusinfektion der tierischen Zelle referiert. Die Änderungen haben sehr verschiedene Bedeutung für die Physiologie der Zelle. Irreversible Schädigungen entstehen nur durch Änderung der Nukleinsäure- und Proteinsynthese, durch die virusbildende Einheiten entstehen.Der zeitliche Ablauf der Prozesse wird am besten bei gezüchteten Zellen untersucht. Es zeigt sich deutlich die besondere Bedeutung der biochemischen Veränderungen, vor allem an den Enzymen, die den strukturellen Störungen vorausgehen. Der Autor weist darauf hin, dass die makromolekulare Schädigung, die das Wesentliche der Virusinfektion darstellt, chemisch interpretiert werden muss.

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On the basis of a relation presented at the Symposium.The Effect of Corticosteroides on Viral Infection. Symp. Soc. ital. Stud. Malatt. infett. parasit., Sta. Margherita Ligure, June 11/12, 1960. G. Malatt. infett. parasit. (in italian), in press.     

Genetic and postgenetic sex determination

Zusammenfassung Die relative Bedeutung genetischer und postgenetischer Faktoren der Geschlechtsbestimmung wird diskutiert. Nach einer Übersicht über Fälle von experimenteller Geschlechtsumkehr bei Wirbeltieren, die alle ohne genetische Regulation bleiben, werden die degenerativen Typen von Geschlechtsabnormalitäten beim Menschen kritisch bewertet. Es wird angenommen, dass in den sogenannten Turner- und Klinefelter Syndromen die somatischen, genitalen, und chromosomalen Aberrationen wahrscheinlich gemeisam durch Keimschädigung erzeugt werden.