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.     

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.     

A new concept of the alkaline oxidation of uric acid

Zusammenfassung Früher veröffentlichte Arbeiten über die alkalische Oxydation der Harnsäure wurden ergänzt durch eine Untersuchung über die Struktur von Uroxansäure sowie der Zwischenprodukte, die im alkalischen Oxydationsgemisch auftreten. Die Resultate führen zu einer grundlegend neuen Auffassung über den Mechanismus der Abbaureaktion (Schema II). Uroxansäure ist ein Imidazolidon (XIII) und nicht ein offenkettiges Diureid (III); das vonBehrend formulierte Zwischenprodukt II hingegen, dem man bisher in der alkalisch-chemischen sowie auch in der enzymatischen Harnsäureoxydation eine Schlüsselstellung einräumte, muss durch offenkettige Verbindungen ersetzt werden (XIV, XV, X), in denen das zentrale C-Atom auf die frühere Harnsäure-position 4 zurückgeführt werden kann.     

On temperature regulation and metabolism in the swift,Micropus aapus L., during fasting

Zusammenfassung Durch vollständiges Fasten können junge und erwachsene Mauersegler in eine Art von Erstarrungszustand versetzt werden. Hierbei sinkt ihre Körpertemperatur nach 24stündigem Schlaf beinahe bis auf die Temperatur der Umgebung). So wurde zum Beispiel am 7. Fasttag bei 19°C eine Körpertemperatur von 21°C gemessen. Während des Tages wurde die Temperatur wieder annähernd normal. Der Erstarrungszustand ist bei Jungtieren am deutlichsten. Bei den erwachsenen Mauerseglern gibt es Störungen der Temperaturregulation; der Tod tritt schneller ein als bei den jungen Individuen. Die Jungtiere können bedeutend länger fasten als die ausgewachsenen Mauersegler, da sie reichlich Reservestoffe besitzen (das durchschnittliche Gewicht der Jungen ist etwa siebenmal größer als das der Erwachsenen). Überdies ist der Stoffwechsel im Erstarrungszustand verlangsamt. In der Natur dürfte diese vom Verfasser festgestellte Hungerstarre während der Zeit des schlechten Wetters eine große Bedeutung besitzen, wenn die Mauersegler — und zwar vor allem ihre Jungen — kein Futter bekommen können.     

Effect of alloxan diabetes and insulin administration on the incidence of pituitary necrosis caused by hexadimethrine bromide in rats

Zusammenfassung Während Alloxan Diabetes die Sensitivität der Ratten für die Wirkung des Hexadimethrin-Bromid (HB) nicht steigert, bewirkt Insulinbehandlung eine starke Erhöhung der HB-Empfindlichkeit. Die Mehrzahl der mit Insulin + HB simultan behandelten Ratten starb innerhalb von 2 Tagen, und in den Adenohypophysen zeigten sich häufig Nekrosen. Da die potenzierende Wirkung des Insulins bei Ratten, deren Histamin-Depots durch Vorbehandlung mit Polymyxin und Substanz 48/80 depletiert worden waren, nicht zur Geltung kam, wird angenommen, dass beim HB-potenzierenden Effekt des Insulins auch das Histamin eine Rolle spielt.     

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.     

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.     

A rather accurate method to determine Vitamine Deficiency from Urine

Zusammenfassung Die Untersuchung der Ausscheidung im Urin nach Vitaminbelastung ist ein zur Bestimmung der Hypovitaminose geeignetes Verfahren, wenn wir die Belastungsdose in Abständen von je 2 Stunden darreichen und die Einzelausscheidungswerte kurvenmäßig darstellen. Die Kurven ermöglichen eine Differenzierung zwischen Hypovitaminose und Ausscheidungsstörung und die Beurteilung des Grades der Hypovitaminose.     

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.     

Enhancement of tyrosine transamination in vivo by catecholamines

Zusammenfassung Bei normalen Ratten bewirkenl-Dihydroxyphenylalanin, Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin eine Herabsetzung des Plasma-Tyrosins, eine erhöhte Ausscheidung vonp-Phenylbrenztraubensäure im Urin und eine Zunahme der Aktivität der Tyrosin-Aminotransferase der Leber. Es wird daraus geschlossen, dass Catecholamine die extrazerebrale Transaminierung von Tyrosin steigern und dass die Tyrosin-Transaminierung möglicherweise an der Regulation der Catecholamin-Biosynthese beteiligt ist.     

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.     

The jurassic ammonite-faunas of East Greenland

Zusammenfassung Die Juraformation von Ostgrönland ist reichlich fossilführend. Unter den marinen Tieren sind Ammoniten vorherrschend, und es liess sich eine breite und detaillierte Faunen- und Schichtgliederung durchführen. Die Bedeutung der Gliederung wird im Hinblick auf stratigraphische Zonenbildung und allgemeine Korrelation kurz besprochen. Die Gliederung der Schichtfolgen ist zur Aufklärung der Biologie und Evolution der Ammoniten brauchbar. Von besonderem Interesse erweisen sich die Ammoniten des mittleren und oberen Jura von Grönland, da sie ein klares Beispiel geben für die Tendenz einzelner Familien, sich in ihrer Ausbreitung auf begrenzte Faunengebiete zu beschränken. Die Grenzen solcher Provinzen blieben nicht dieselben und Unterbrechungen in den zu beobachtenden Faunen an bestimmten Stellen sind oft auf Auswanderungen der Faunen zurückzuführen. Unterbrechungen dieser Art dürfen keinesfalls übersehen werden, wenn eine phylogenetische Klassifizierung versucht wird. So haben die ermittelten Schichtfolgen von Grönland einige phylogenetische Ungewissheiten aufklären können.     

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.     

Some remarks on the aglucosuric blood sugar concentration

Zusammenfassung Zu einer kürzlich erschienenen Arbeit vonFöldi und Mitarbeitern wird folgendes festgestellt: Ihre «aglykosurische Blutzuckerkonzentration» (Ag=die höchste Blutzuckerkonzentration, bei der eben noch kein Zucker im Harn erscheint), ist bei ein und derselben Person eine vom momentanen Blutzuckerwert unabhängige Größe, obwohl in der Formel fürAg die Blutzuckerkonzentration (Pg) vorkommt. Die Formel fürAg ist nur fürPg>Ag definiert. Wenn manAg bei verschiedenen Personen bestimmt und die Ergebnisse in ein Koordinatensystem (AbszissePg, OrdinateAg) einträgt, dann fallen die Punkte, die einer normalen Nierentätigkeit entsprechen, in einen mit der Abszisse parallelen Streifen. Dieser liegt im Bereiche der physiologischen Werte der Nierenzuckerschwelle. Punkte unterhalb dieses Streifens deuten auf eine vergrößerte, Punkte oberhalb des Streifens auf eine verminderte «Zuckerdurchlässigkeit» der Nieren hin. Mit den vorliegenden kritischen Bemerkungen soll nicht bestritten werden, daß es — wie dasFöldi und Mitarbeiter betont haben — klinisch bedeutsam ist, die durch Nierenfaktoren komplizierten Diabetesfälle zu erkennen.     

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.     

New directions in the chemistry of natural products: The organic chemist as a pathfinder for biochemistry and medicine

Zusammenfassung Im Rückblick und Ausblick wird anhand einiger ausgewählter Arbeiten aus dem Laboratorium des Verfassers gezeigt, wie die Ziele und Methodologie der modernen Naturstoff-Forschung sich im Laufe der letzten 20 Jahre geändert haben. Noch immer kommen die unerwartetsten Anregungen für ungewöhnliche Strukturen aus der Natur, so zum Beispiel die neuen Tier-AlkaloideHistrionicotoxin und seine Begleiter, die an einem Spiro-cyclohexyl-piperidin-Skelett, Azetylen- und Allen-Seitenketten enthalten. Mehr noch als die Struktur interessiert beimBatrachotoxin die selektive Wirkung auf den passiven Transport von Natrium-Ionen durch Membranen elektrogener Gewebe, ein Effekt, der durchTetrodotoxin reversibel aufgehoben werden kann. Heute zählt man auch die Eiweiss-Stoffe zu den wichtigen Naturprodukten. Ihre Erforschung wurde durch die Einführung selektiver Spaltungsmethoden ermöglicht und erleichtert, was am Beispiel desImmunoglobulins und desKollagens gezeigt wird. Diese Spaltungsmethoden beruhen auf der Ausnutzung benachbarter Gruppen-Effekte, die weiterhin auch als Basis zum Ausbau von Enzym-Modellen dienen. Die Beschäftigung mit der Chemie der Überträgersubstanzen der Nervenfortleitung, wie Dopamin und Noradrenalin, führte zur Auffindung von6-Hydroxydopamin, das zum ersten Mal selektiv «chemische Sympathektomie» erlaubt. In der physiologischen Inaktivierung dieser Nervenhormone spielt dieBrenzkatechin O-Methyltransferase eine grosse Rolle im Stoffwechsel, der man durch Reindarstellung und Beschreibung des Enzyms näherzukommen versucht. Im Stoffwechsel von aromatischen Substraten bedeutet die ersteIsolierung eines Arenoxyds einen wichtigen Fortschritt. Ein derart labiles Stoffwechselprodukt spielt in der langfristigen Toxikologie aromatischer Arzneimittel und in der Ätiologie von Krebs durch cancerogene Kohlenwasserstoffe eine Rolle. Zum Studium von Oxydationsmechanismen mikrosomaler oder Modell-Hydroxylierungen wird als Kriterium mehr und mehr die sogenannteNIH-Verschiebung herangezogen.

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13. Paul Karrer Lecture, presented 30 June 1971, in the Aula of the University of Zurich. German title: Neue Ziele in der Naturstoffchemie: Der organische Chemiker als Wegbereiter der Biochemie und Medizin.     

A rapid colorimetric method for the determination of tobacco mosaic virus concentration in plant saps

Zusammenfassung Es wird eine neue kolorimetrische Schnellmethode zur Bestimmung des Nucleoproteidgehaltes von Tabakmosaikvirus im Saft von Tabakblättern beschrieben. Der Saft wird durch die Chloroform-Wasser-Emulsionstechnik geklärt, das Virus-Nucleoproteid durch 2,0M Trichloressigsäure gefällt und dann in 1,0N NaOH gelöst. Die durch Zusatz von Folin-Phenolreagens entstandene Farbe wird kolorimetrisch bestimmt. Die mit der neuen Methode erhaltenen Resultate stimmen gut mit denjenigen von Aktivvirusbestimmungen überein.     

Concerning the effect of bulbocapnine on the caudate loop

Zusammenfassung Es wurde bei der Ratte die Wirkung von Bulbocapnin auf die durch elektrische Reizung des N. caudatus ausgelösten Spindeln untersucht. Bulbocapnin bewirkt eine Senkung der Reizschwelle für das Auftreten der Caudatusspindeln und eine starke Zunahme ihrer Spannungsamplitude und Dauer. Die Wirkung wird sowohl im N. caudatus selbst, als auch im Kortex beobachtet. Diese verstärkte Erregbarkeit des N. caudatus geht der bekannten kataleptischen Wirkung von Bulbocapnin zeitlich parallel.     

Chemical approaches to intermediates of enzyme catalysis

Zusammenfassung Die Untersuchung von Enzymsubstratkomplexen auf katalyse-induzierte Änderungen der chemischen Reaktivität hat sich als ein aufschlussreicher experimenteller Zugang zum Mechanismus enzymatischer Reaktionen erwiesen. Ternäre Systeme bestehend aus Enzym, Substrat und einem geeigneten Reagens (Tetranitromethan=TNM) sind auf katalyse-abhängige Reaktionen geprüft worden, die nur im vollständigen System, jedoch nicht mit Reagens und Enzym allein oder Reagens und Substrat allein beobachtet werden. Untersuchungen mit Aldolasen und Aspartat-Aminotransferase haben ergeben, dass katalyseinduzierte Reaktivität sowohl auf dem Substrat-als auch auf dem Enzymteil eines Enzym-Substratkomplexes nachgewiesen werden kann.Im Reaktionsmechanismus von Muskelaldolase (eine Lysinaldolase) und von Hefealdolase (eine Metallaldolase) lässt sich mit TNM ein intermediäres Carbanion des Substrats nachweisen. Die TNM-carbanion-Reaktion lässt sich spektralphotometrisch verfolgen und ist benutzt worden, um carboxypeptidase-behandelte Muskelaldolase und den Effekt von Cofaktoren auf die Hefealdolase zu untersuchen.Katalyse-induzierte Reaktivitätsveränderungen einer Enzymseitenkette sind bei der Aspartat-Aminotransferase beobachtet worden. Ein essentieller Tyrosylrest, der in der Abwesenheit von Substrat nicht mit TNM reagiert, wird ungewöhnlich reaktiv im Laufe der Katalyse und ermöglicht dabei seine selektive Nitrierung.Die katalyse-synchrone oder synkatalytische Aktivierung dieses Aminosäurerests scheint ein integraler Bestandteil des katalytischen Mechanismus von Aspartat-Aminotransferase zu sein und wird vermutlich durch katalyse-induzierte Konformationsänderungen des Enzym-Coenzym-Substratkomplexes hervorgebracht. Mögliche funktioneile Zusammenhänge synkatalytischer Reaktivitätsänderungen funktioneller Gruppen mit der Konformationsflexibilität des Enzymproteins und dem Vorkommen metastabiler Zwischenprodukte in der Enzymkatalyse werden diskutiert.     

Electrophoresis

Zusammenfassung Es wird ein Überblick über die Elektrophorese gegeben, wie sie aus den grundlegenden Arbeiten vonA. Tiselius-hervorgegangen und vonL. G. Longsworth, H. Svensson und anderen Forschern ausgebaut worden ist. Neuere Fortschritte der Technik und Methodik, die in Amerika, Schweden und der Schweiz erzielt werden konnten und sowohl eine Erleichterung der Versuche wie eine Steigerung der Meßgenauigkeit ermöglichen, werden besprochen. Die Bedeutung der Elektrophorese, insbesondere für die Proteinforschung, wird hervorgehoben und es wird auf die zunehmende Verbreitung der Elektrophorese hingewiesen, die sich in einem erheblichen Anwachsen der einschlägigen Literatur spiegelt. Leistungsfähigkeit und Anwendungsbereich der Elektrophorese werden umrissen mit dem Hinweis darauf, daß es zumeist von Vorteil ist, die Ergebnisse mit Hilfe anderer geeigneter Methoden (Ultrazentrifugierung, Diffusionsmessung usw.) zu sichern, zu ergänzen und zu erweitern.

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Originally delivered by the author in the form of two lectures one on the 20th November 1946 (Naturforschende, Chemische und Medizinische Gesellschaft Basel) and the other on the 16th January 1947 (Chemische Gesellschaft, Biochemische Vereinigung und Ärzteverein Bern).