Aspects of the theory of hydrogen overpotential

Zusammenfassung 1. Unter Benützung einer Theorie vonEyring, Glasstone undLaidler werden Messungen der Überspannung von Wasserstoff und Sauerstoff an verschiedenen Metallen ausgewertet. Hierbei werden insbesondere die Werte einer für die Theorie wesentlichen Konstante «B » berechnet. Es ergibt sich, daß diese Größe «B » nur in 8 von 13 untersuchten Fällen ein und denselben, vom Material und von der Konzentration unabhängigen Wert besitzt. Nach der Auffassung der genannten Autoren sollte die Material- und Konzentrationsunabhängigkeit, bzw. Konstanz allgemein vorhanden sein. Die Theorie vonEyring, Glasstone undLaidler kann also in ihrer jetzigen Gestalt sicher nicht allgemeingültig sein.2. Für eine Reihe von Metallen werden die unter vergleichbaren Versuchsbedingungen beobachteten Werte der Überspannung von Wasserstoff gegen die entsprechenden Elektronenaustrittsarbeiten aufgetragen. Hierbei ergibt sich eine Trennung der Metalle in zwei Hauptgruppen. Innerhalb jeder dieser Gruppen nimmt die Größe der Überspannung mit steigenden Werten der Austrittsarbeiten ab.     

Importance of the anti-serotonin effect for mounting behaviour in rats

Zusammenfassung «Mounting behaviour» bei Ratten wird nicht nur durch die Kombination Testosteron plus Parachlorphenylalanin hervorgerufen. Auch durch die Gabe von Testosteron in Kombination mit den Substanzen Mesorgydin, WA 335-BS und Methysergid, die unter anderem antiserotonergen Effekt haben, wird «mounting behaviour» bei männlichen Ratten ausgelöst. Aufgrund dieser Ergebnisse und zitierten Beobachtungen ist eine ursächliche Bedeutung zwischen dem Anti-Serotonin-Effekt und der Aktivierung des «mounting behaviour» bei männlichen Ratten anzunehmen. Die spezifische Wirkung der Substanz PCPA allein kann für dieses Verhalten nicht verantwortlich gemacht werden.     

Le développement des ovaires des ouvrières des abeilles et l'ectohormone des reines

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit soll die Begriffe der «Fruchtbarkeitssubstanz» und des «hemmenden Ektohormons» näher bestimmen. Nach unserer Ansicht können aktivierende und hemmende Faktoren einander entgegengesetzte Wirkungen haben. Das Vorhandensein einer Fruchtbarkeitssubstanz bzw. eines trophischen Faktors geht aus unseren Versuchen ebenso wie aus denjenigenMüssbichlers hervor; dies steht aber nicht im Gegensatz zur Wirkung des hemmenden Faktors, der aus dem Tegument der Königin gewonnen werden kann. Auf Filterpapier dargeboten lösen diese Tegumentextrakte ein charakteristisches Verhalten der Arbeitsbienen aus (Antennenbewegungen, Strecken des Rüssels). Die Reizung der Antennen, die mit der oralen Aufnahme des Ektohormons verbunden ist, scheint für die Hemmung der Ovarialentwicklung bei Arbeitsbienen notwendig zu sein.     

Oral and parenteral toxicity ofBacillus thuringiensis ‘exotoxin’, and its inactivation in larvae ofGalleria mellonella

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass Larven der grossen Wachsmotte durch oral appliziertes «Exotoxin» vonBacillus thuringiensis vergiftet werden, die LD₅₀ aber ca. 250mal grösser ist als bei parenteraler Applikation. Oral verabreichtes «Exotoxin» wird zu einem grossen Teil im Raupendarm inaktiviert. Es konnte eine mathematische Beziehung zwischen der Inkubationszeit und der Inaktivierung des «Exotoxins» gefunden werden, die für einen enzymatischen Abbau des «Exotoxins» spricht.     

The D-genome and the control of wheat gluten synthesis

Zusammenfassung Die Entfernung des D-Genoms aus der Handelsweizensorte «Canthatch» führte bei der Stärkegelelektrophorese zum Verlust von 4 Komponenten des Klebermusters. Aus «Tetracanthatch» und verschiedenen Genotypen vonA. squarrosa nachgezüchtete Hexaploide zeigten bei der Stärkegelelektrophorese eine ähnliche Zusammensetzung wie die Mischung der aus den entsprechenden Elterntypen extrahierten Proteine.     

Le phototropisme et les deux modes de la photoréception

Zusammenfassung Der tierische Phototropismus hängt bekanntlich weitgehend von der Wellenlänge des beeinflussenden Lichts ab. Wie der Verfasser nachweist, sindvier Haupttypen der Wirksamkeitskurven monochromatischer Strahlen zu unterscheiden. Diese zeigen, daß eszwei grundsätzlich verschiedene Arten der Lichtrezeption bei Tieren gibt: 1. die «visuelle» Photorezeption und 2. die «dermatoptische» Photorezeption. Die erstere ist auf Photorezeptoren zurückzuführen, die spezielle Substanzen mit einer maximalen Absorption zwischen etwa 500 und 550 mµ besitzen (Beispiel: Sehpurpur). Die letztere beruht auf der Lichtempfindlichkeit des undifferenzierten und farblosen Protoplasmas, das vor allem auf die ultravioletten Strahlen von etwa 360 mµ reagiert. Die «visuelle» Photorezeption kommt hauptsächlich für die genaue phototropische Orientierung in Betracht. Die «dermatoptische» Lichtrezeption ist vor allem für die «positive Photokinesis», d.h. für die lokomotorischen Bewegungen nach dem Licht bestimmend. — Bei den Pflanzen gibt es, nach neuen Arbeiten, ebenfalls zwei Arten der Photorezeption: Lichtrezeption durch lokalisierte mit-Carotin beladene Rezeptoren, und ferner eine Photorezeption des farblosen Protoplasmas bei Pflanzen. Der Verfasser erörtert den möglichen Fortschritt in der Entwicklung der Photorezeption: von der primitiven photosensoriellen Funktion des Protoplasmas (bei Pflanze und Tier) bis zur Sehfunktion der Tiere und bis zur besonderen Orientierungsfunktion der mit Carotin versehenen Organe der Pflanzen.     

Pitch discrimination in the minnow(Phoxinus laevis) at different temperature levels

Zusammenfassung Aus früheren Untersuchungen war bekannt, dass die Elritze (Phoxinus laevis) imstande ist, Töne nach ihrer Frequenz (Tonhöhe) zu unterscheiden, jedoch nur im Frequenzgebiet bis zu etwa 1260 Hz, nicht darüber (die obere Hörgrenze liegt bei etwa 5000 Hz). Es wurde geprüft, welchen Einfluss Wechsel der Temperatur auf die Lage dieser oberen Schwelle der Frequenzunterscheidung hat. Sie lag für die einzelnen Versuchstiere bei 16°C zwischen 800 und 1260 Hz; bei 25°C zwischen 1260 und 1420 Hz, also höher. Der Unterschied beruht nicht auf grösserer Lebhaftigkeit oder Reaktionsbereitschaft der Fische bei der höheren Temperatur. Das Ergebnis steht im Einklang mit der Vermutung, dass die Tonfrequenzunterscheidung bei Fischen nach dem «volley principle» (Wever) erfolgt.     

A female-sterile mutant(deep orange) ofDrosophila melanogaster Increasing isoxanthopterine content

Zusammenfassung Der Bestand an fluoreszierenden Stoffen in verschiedenen Entwicklungsstadien der Weibchen-steril-Mutantedeep orange wurde papierchromatographisch festgestellt. In allen geprüften Stadien vondor/dor- undClB/dor-Weibchen ist mehr Isoxanthopterin nachweisbar als bei +-Weibchen. Bei Männchen der Mutante findet sich in Puppenstadien weniger Isoxanthopterin als bei +-Männchen; nur bei frisch geschlüpften Fliegen entsprechen sich normale unddor-Männchen in ihrem Isoxanthopterin-Gehalt. Beidor/dor- unddor/Y-Tieren sind ausserdem noch andere Pterine betroffen. So zeigen die Köpfe derdor-Mutante weniger rote Pigmente, sowie mehr «Xanthopterin» und «Sepia-Pterin» als Fliegen des Wildtyps, dagegen kommen HB₁ und HB₂ in normaler Menge vor. Im Kopf der heterozygoten Weibchen werden für alle diese Pterine Werte gemessen, die sogar den Wildtypus beträchtlich übertreffen. Beidor/dor unddor/Y findet sich in den Malpighischen Gefässen eine stark erhöhte Konzentration an fluoreszierenden Stoffen.     

Applications of a generalized data-management language in medicine: Some recent experience at Stanford university

Zusammenfassung Um den Zugang zum Computer auch für den Nichtfachmann möglichst einfach und effektiv zu gestalten, müssen neue Programmiertechniken entwickelt werden. Ein Teil dieser Neuentwicklungen beschäftigt sich mit dem Aufbau und dem Gebrauch von Computer-Dateien. Zu diesem Zwecke wurde DIRAC an der Stanford-University entwickelt und getestet. Diese Sprache ist die erste einer ganzen Familie von Prototypen, welche eingesetzt werden, um die organisatorischen Probleme der Speicherung und Wiederauffindung wissenschaftlicher Information zu lösen. Die Sprache ist so konstruiert, dass die Benützer via einen Fernschreiber, der weit von der Computer-Zentrale entfernt aufgestellt sein kann, mit Hilfe einfacher Schlüsselwörter ihren Zwecken angepasste Kartotheken aufbauen können («create»), die einmal gespeicherte Information ergänzen, zerstören oder modifizieren können («up date»), die Kartothek nach fast beliebigen Kriterien abfragen und gesuchte Informationen heraussortieren können («query») sowie den Inhalt der ganzen Kartothek herausdrucken und einfach statistisch bearbeiten lassen können («status»). Ein kurzer Überblick über den Sprachaufbau von DIRAC und Beispiele für den Gebrauch von DIRAC durch verschiedene medizinische Abteilungen der Stanford-University sind beschrieben.     

Permeability of the blood-brain-barrier in lymphostatic encephalopathy combined with complex vitamin B deficiency. The protective effect of vitamin (factor) P treatment

Zusammenfassung Die bereits bekannte Permeabilitätszunahme der Blut-Hirnschranke bei der lymphostatitischen Enzephalopathie wurde mittels einer neuen Methode bestätigt: i.v. infundiertes PVP, mit einem Molekulargewicht von 40.000, drang bei normalen Kontrollratten in die Hirnsubstanz nicht ein; bei Tieren mit einer lymphostatischen Enzephalopathie war PVP in der Hirnsubstanz nachweisbar. Eine komplexe B-Avitaminose führt ebenfalls zum Eindringen von PVP in die Hirnsubstanz; eine Kombination zwischen lymphostatischer Enzephalopathie und komplexer B-Avitaminose hat eine Addition der Permeabilitätsstörung zur Folge. Zwei in die «Vitamin P-Familie» gehörende Stoffe, Cumarin und Troxerutin, übten einen weitgehenden protektiven Effekt gegen die Zunahme der Permeabilität der Blut-Hirnschranke aus.     

The comparative physiology of respiratory organs

Zusammenfassung Es wird in diesem Artikel versucht, die Evolution der Atemmechanismen in verschiedenen Entwicklungsrichtungen darzustellen und die Korrelation, welche zwischen Tiergröße und Leistung besteht, aufzuweisen.Die einfachsten Atemeinrichtungen lassen nur geringe Körpergröße und niedrigen Stoffwechsel zu.Kiemen, wie sie bei Wasserorganismen ausgebildet sind, können eine hohe Wirksamkeit entwickeln und erlauben eine gesteigerte Körpergröße.Der Übergang zum Luftleben, wie er in der Geschichte der Vertebraten wirklich vor sich gegangen ist, brachte eine ganz erhebliche Herabsetzung der respiratorischen Wirksamkeit des Kreislaufs mit sich, die erst bei den warmblütigen Säugetieren und Vögeln vollständig überwunden werden konnte.Die Vogellungen, die einen Luftstrom vor- und rückwärts durch die Luftkapillaren treiben, sind sogar wirksamer als diejenigen der Säugetiere.Die Atempigmente im Blute vieler Tierformen zeigen interessante Anpassungen an den Sauerstoff- und Kohlensäuredruck, dem die Tiere ausgesetzt sind.Tracheenatmung, die hauptsächlich durch Diffusion von Sauerstoff durch ein System starrer Röhren hervorgebracht wird, setzt der möglichen Größe der Tracheaten eine feste Grenze, aber sie läßt innerhalb dieser Grenze eine große Mannigfaltigkeit zu.

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Compiled fromA. Krogh. Comparative Physiology of Respiratory Mechanisms, Philadelphia 1940.     

Implications of epidermal-dermal relations following injury for understanding association of carcinogenesis with hair regeneration or scars

Zusammenfassung Während des normalen Heilungsvorganges in Hautverletzungen wurde nachgewiesen, dass das Epithel die unterliegende traumatisierte Cutis « überfällt ». Normalerweise werden solche « überfallenden » Epithelsporen entweder durch Fremdkörperreaktion des Bindegewebes eliminert, oder aber eine « kompetente » Cutis bewirkt die Bildung von Talgdrüsen oder neuer Haarfollikel. In Anbetracht der engen Korrelation zwischen Haarbildung, Narben und Carcinogenese wird auf Grund der histologischen Befunde der Autoren und aus einer Übersicht der einschlägigen embryologischen Forschungsliteratur gefolgert, dass das endgültig massgebliche Verhalten solcher « überfallenden » pluripoten tialen Epithelsporen während des Wundheilungsvorganges teilweise von der Natur der epikutanen Überfälle abhängig ist, und vornehmlich von der Reaktivität der unterliegenden Cutis.Epikutane Neoplasie könnte infolgedessen hauptsächlich als Ergebnis des Versagens einer beschädigten Cutis betrachtet werden, die weder die überfallende Epidermis eliminiert, noch die Haarpapillen differenziert, in ihrer Reaktion gegen überfallende, epidermale Sporen oder neue Haar-Anlagen, die während normalem Heilungsvorgang gebildet wurden; dies gilt für jedwede Verletzung, die chemisch oder physisch verursacht wurde. Überfallende epidermale Sporen könnten zuerst verhornte Zysten bilden, in welchen späterhin neoplastische Veränderungen in Erscheinung treten.     

Aggregation of german cockroach (Blattella germanica) nymphs

Zusammenfassung Die Larven der Schabe,Blattella germanica L., leben in Verbänden, wodurch ihre Wachstumsgeschwindigkeit beschleunigt wird. Der Herdeninstinkt funktioniert auch im Dunkel, nicht aber nach Abschneiden der Fühler. Eine chemische Erregungssubstanz, die für Zusammensitzen verantwortlich ist, wurde im Kot gefunden. Diese wird offenbar im Rectum produziert und im Kot ausgeschieden. Die Substanz wird als eine Art von « Pheromon » angesehen, und es wird vorgeschlagen, da sie für das Zusammensitzen der Schaben verantwortlich ist, sie als « Aggregationspheromon » zu bezeichnen.     

Experimental gout from alloxan in pigeons. Findings in the joints and serous membranes

Zusammenfassung Bei Tauben erzeugt intravenös gegebenes Alloxan bekanntlich Läsionen, die denen der Eingeweidegicht ähneln. Chemische und mikroskopische Untersuchungen zeigten eine große Menge von Uraten auf Perikardium, Peritoneum und Pleura. Die große Zunahme der Harnsäure im Blute, die von anderen Autoren kolorimetrisch festgestellt wurde, wird durch die Urikasemethode bestätigt. In der vorliegenden Mitteilung wird weiterhin über ein der Gelenkgicht ähnliches Bild bei alloxanbehandelten Tauben berichtet. Verschiedene Tierarten mit einem «ureotelic-proteic metabolism» zeigen nach Alloxan weder eine nennenswerte Harnsäurezunahme im Blut noch eine Gicht der Eingeweide oder der Gelenke.     

Statistical investigations on the relation between the ultra-violet rays of the sun and spasmophilic convulsions

Zusammenfassung Ein Zusammenhang zwischen meteorologischen Faktoren und Spasmophilie gilt bisher als nicht bewiesen. Die Verfasser haben diese Frage neu aufgegriffen und dabei folgendes gefunden: Tage, an denen Tetanieanfälle auftreten (33 Fälle), unterscheiden sich von beliebigen andern Tagen dadurch, daß sie auf eine durchschnittlich viermal größere Sonnenstrahlungsdauer während der vorausgehenden 10 Tage folgen. Die Verfasser haben weiterhin den Ultraviolettgehalt des Tageslichtes während der den Anfällen vorausgehenden 10 Tage berechnet. Er ist im Durchschnitt dreimal so groß als während beliebiger anderer 10 Tage. Da imt-Test die 5%-Grenze nicht überschritten wird, ist die Differenz statistisch (schwach) gesichert.Die Verfasser halten deshalb einen Zusammenhang zwischen spasmophilen Konvulsionen und UV-Gehalt des Tageslichtes für wahrscheinlich. Sie nehmen an, daß das UV über die Bildung von natürlichem Vitamin D zu einer Abnahme des ionisierten Ca (wie sie nach D₂-Stoß vonSartori gefunden wurde) und damit zu den Krämpfen führt. Möglicherweise spielt auch eine Ca-Entionisierung eine Rolle, die durch Einatmung organischer Kondensationskerne der Luft (nach UV-Aktivierung) zustande kommt.     

The experimental analysis of tuberculous infections

Zusammenfassung Züchtet man Tuberkelbazillen nach den bis heute üblichen Methoden, so begegnet man immer wieder gewissen Schwierigkeiten, die sich nicht leicht beheben lassen: Die Bakterien wachsen nur sehr langsam; sie bilden Klumpen oder kompakte, an der Oberfläche der Kultur schwimmende Häute, die aus einem uneinheitlichen Gemisch verschieden alter, lebender und toter Bakterien bestehen; sie lassen sich nicht gut homogen in einer Aufschwemmung verteilen. Außerdem kann man nur sehr große Inocula mit Erfolg verimpfen, da kleinere Bakterienmengen in der Regel nicht angehen.Diese Umstände erschweren das experimentelle Arbeiten in vielerlei Hinsicht, und es wurde deshalb ein Züchtungsverfahren ausgearbeitet, welches es gestattet, ausgehend von sehr kleinen Inocula (10^–8 mg Bakterien) Kulturen zu bekommen, die sich in flüssigen Nährmedien innert weniger Tage unter homogener Trübung des Milieus entwickeln. Der wesentliche Bestandteil dieses neuen Mediums ist ein nichttoxisches Netzmittel, ein Ölsäureester, und zwar ein Polyoxyäthylenderivat von Sorbitmonooleat (Marken-name «Tween 80»). Dieser Stoff haftet mit Hilfe einer hydrophoben Gruppe am Tuberkelbazillus, mit seinen langen Alkoholketten macht er aber den Bakterienleib nach außen hydrophyl, so daß er in der wässerigen Lösung frei und homogen suspendiert bleibt und zudem leichter Nährstoffe aus der Lösung aufzunehmen vermag. Außerdem scheint die veresterte Ölsäure selbst auch das Wachstum zu fördern.Die so gewachsenen Tuberkelbazillen behalten ihre Virulenz über lange Zeit bei. Ferner lassen sie sich durch Immunseren agglutinieren, was neue diagnostische Möglichkeiten eröffnet. Außerdem ist es möglich, damit Hühnerembryonen und besonders Mäuse zu infizieren, die einen andern Typ von Tuberkulose entwickeln als nach Infektion mit gewöhnlich gewachsenen Tuberkelbazillen, nämlich eine rasch tödlich verlaufende Lungentuberkulose. Obwohl diese akut verlaufende tuberkulöse Infektion von zahlreichen Formen der menschlichen Erkrankung wesentlich verschieden ist, wird doch die Hoffnung ausgesprochen, daß damit dem Experimentator eine neue; praktische Versuchsanordnung zum Studium der Tuberkulose in die Hand gegeben sei.

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The observations and views reported in this article are the result of a program of investigation carried out at the Rockefeller Institute for Medical Research, New York, in collaboration with DrsBernard D. Davis, Gardner Middlebrook andCynthia Pierce.     

The mechanism of movement of the gill-filaments in Teleostei

Zusammenfassung Bei ruhiger Atmung sind die Kiemenspalten der Teleostier sowohl während der Ein- wie während der Ausatmung dadurch verschlossen, daß je zwei einander zugekehrte Filamentreihen der angrenzenden Kiemen sich mit ihren Filamentspitzen berühren. Nur durch die ganz feinen Spalten zwischen den Lamellen der Filamente hindurch kann das Atmungswasser vom Ein- zum Ausatmungsraum strömen.Die Zusammenziehung der Adduktormuskeln bringt die Spitzen der Filamente zweier auf einem Kiemenbogen stehenden Filamentreihen zur Adduktion, und zwar entweder durch die Drehung des ganzen Filaments oder durch die Streckung seines freien Teiles. Ein- und Ausatmungsraum stehen dann durch breite Spalten miteinander in Verbindung.Diese Kontraktion der Adduktormuskeln tritt bei den Hustbewegungen auf, sowohl beim Husten nach vorne wie auch beim Husten nach hinten. Die Muskeln haben also eine Bedeutung für die Kiemenreinigung und spielen weder bei der Bewegung des Blutes durch die Kiemengefäße (Riess, 1881,Woskoboinikoff, 1932) noch bei der Erneuerung des Atmungswassers (Elfriede Schöttle, 1932) eine Rolle.     

Excitatory and inhibitory pathways involved in lower reflex integration

Zusammenfassung Auf Grund der Frequenzabhängigkeit des respiratorischen Effektes der afferenten Vagusreizung und des lokalisatorischen Nachweises von zwei getrennten zentralen Schaltstellen für den inspiratorischen und den exspiratorischen Effekt läßt sich ein funktionelles Schema der vagalen Atmungsreflexe aufstellen. Die afferenten Lungenfasern des Vagus treten in synaptische Verbindung mit Schaltneuronen im Nucleus tractus solitarii und in der angrenzenden Zone der Formatio reticularis lateralis. Auf einem mehr kaudalen Niveau sind diese Schaltneurone inspiratorisch wirksam; ihre Neuriten bilden erregende Synapsen an den inspiratorischen Motoneuronen. Auf einem etwas mehr kranialen Niveau sind sie exspiratorisch wirksam; es wird angenommen, daß sie über besondere Synapsen eine direkte Hemmung auf die inspiratorischen Motoneurone ausüben. Diese exspiratorischen bzw. inspiratorischhemmenden Schaltneurone haben ein geringeres «Summationsvermögen» als die inspiratorischen und werden daher erst durch höhere afferente Erregungsfrequenzen in Aktion versetzt. Ihr hemmender Einfluß ist aber imstande, die motorische Auswirkung der gleichzeitig immer vorhandenen inspiratorischen Aktivierung gänzlich zu verhindern. Dieses Prinzip des doppelten zentralen Schaltweges für Erregung und Hemmung läßt sich in verallgemeinerter Form auf spinale Reflexe anwenden, wo ein hemmender Einfluß steigender afferenter Erregungsfrequenzen ebenfalls besteht. Ein in ähnlicher Weise antagonistisch wirkendes Schaltneuron-system ist für Reflexe mit tonischem Charakter als grundlegend anzunehmen, während der direkte monosynaptische Schaltweg als sekundär vereinfachter Mechanismus für gewisse phasische Reaktionen zu betrachten ist.     

Migration of “storage PNA” from cotyledon into growing organs of bean seed embryo

Zusammenfassung Die in den Kotyledonen der LeguminoseVigna sesquipedalis als «Reserve-PNA» reichlich gespeicherte Pentosenukleinsäure (PNA) nimmt rasch ab, sobald der Same zu keimen beginnt. In den frühen Stadien der Keimung ist die Abnahme des «Reserve -PNA» scheinbar aufgehoben durch die Zunahme des PNA in den wachsenden Geweben des Keimlings, während später, wenn das Alter der Gewebe sich erhöht, die Gesamtzunahme an PNA in den wachsenden Geweben allmählich die PNA-Abnahme in den Reserveorganen überwiegt. Kotyledonen, die von den Keimlingen abgetrennt und auf feuchtem Filtrierpapier geeignet warm gehalten wurden, zeigen praktisch keine Abnahme im Gehalt an «Reserve-PNA».Wenn Samen zuerst mit einer Phosphatlösung behandelt werden, die P³² enthält und dann zum Keimen gebracht werden, so findet man die Radioaktivität nicht nur im akkumulierten PNA der wachsenden Gewebe, sondern auch in dem im Abbau begriffenen PNA der Kotyledonen. Auf diesen Tatsachen fussend, wird die Möglichkeit einer makromolekularen Wanderung des «Reserve-PNA» von den Kotyledonen in den Keimling kurz diskutiert.

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We are indebted to Dr.Ch. Koyama, Chemical Institute of Nagoya University, for the use of a Lauritsen apparatus, and also to Dr.A. Sibatani, Laboratory of Cytochemistry, Yamaguti Medical School, for his valuable suggestions during this work. P³² used in this experiment was provided by Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee, U.S.A.     

Chemical modifiers of passive ion permeability of the erythrocyte membrane

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird ein Überblick über die Probleme gegeben, die bei der Interpretation der Wirkung von Substanzen auftreten, welche die passive Ionenpermeabilität der Erythrozytenmembran beeinflussen. Dabei wird besonderes Gewicht auf Hemmstoffe der Anionenpermeabilität gelegt.1-Fluoro-2,4-Dinitrobenzol (DNBF) und 5-Methoxy-2-Nitrotropon (MNT) können mit Aminogruppen kovalente Bindungen eingehen. Beide Substanzen werden von der Erythrozytenmembran irreversibel gebunden. Sie hemmen die Permeabilität für Anionen und steigern sie für Kationen. Die Wirkung des MNT auf die Kationenpermeabilität wird allerdings nur sichtbar, wenn es zusammen mit einer nahezu hämolytischen Menge an Äthanol dem Inkubationsmedium zugesetzt wird. Die Beobachtungen stehen im Einklang mit der Hypothese, dass die Erythrozytenmembran ein Anionenaustauscher ist, in dem Aminogruppen als Träger der positiven Festladungen vorhanden sind.Schwieriger lässt sich die Hemmwirkung einer Reihe von Stoffen erklären, die nicht mit Aminogruppen reagieren können. Dinitrophenol und Benzoat hemmen den Sulfationenfluss nichtkompetitiv, ohne dabei eine Steigerung des Kaliumeffluxes herbeizuführen. Auch aliphatische Verbindungen, darunter primäre Alkohole und Amine, können die Anionenpermeabilität vermindern, wobei bereits ein deutlicher Hemmeffekt auftritt, bevor der Kaliumefflux vergrössert wird. Die einzige Gemeinsamkeit dieser chemisch sehr heterogenen Gruppe an Hemmstoffen ist der polar-apolare Charakter ihrer Moleküle, was zu einer Anreicherung dieser Stoffe an Grenzflächen zwischen Lipid und Wasser führen sollte.Die Beziehung zwischen Sulfatpermeabilität und Hemmstoffkonzentration lässt sich mit Hilfe einer einfachen, aus der Enzymkinetik bekannten Formel beschreiben. Zwischen dem gemessenen Sulfatfluss und der aufgrund der Festladungshypothese berechneten Sulfatkonzentration in der Membran besteht ein exponentieller Zusammenhang, der durch eine empirische Gleichung wiedergegeben werden kann. Mit Hilfe dieser Gleichung lässt sich der Anionenfluss auch in Gegenwart eines Hemmstoffes (Phenol) beschreiben, wobei sich nur eine der beiden empirischen Konstanten erheblich ändert.Die geschilderten Ergebnisse legen die Vermutung nahe, dass die Anionen bei der Penetration durch die Erythrozytenmembran mindestens zwei verschiedene, hintereinander geschaltete Permeabilitätsbarrieren überwinden müssen.