4 Wochen an Versuchspersonen stieg die Harns~iure im Blur auf ~2 rag-% (Normalwert 2 - - 4 rag-%), nach ether VVoche im Vergleich zum Ausgangswert schon um t00--300%. Die Hyperurik~imie nach Aufnahme yon Sce~edesmv~s obliquus ist eine Stoffwechselbelastung, die Konkrementbildung und Coronarinfarkt naeh sich ziehen kann, besonders bet Personen mit pathologisch ver~indertem Harnsiiurestoffweehsel. Der h , h e Fremdstoffgehalt in den Mikroalgen erkl~irt sich aus der F~higkeit aller Mikroorganismen, aus dem Niihrmedium nicht nur N&hrstoffe, sondern such fi~r den Mensehen toxisch wirkende Verbindungen kumulativ zu speichern. Da das grol3technische Verfahren zur Gewinnung yon Rohprotein aus Scenedesm~s ob~iquus eine Limitierung der Kontamination mit Umweltchemikalien nicht garantieren kann, ist die Verwendung solcher gez~chteter NahrungsmitteI fiir die tierische und die menschliche Erniihrung nicht vertretbar.

apparent brightness of threshold stimuli is greater for eccentric positions, d) The slopes of the intensity summation curves should be pm'allel, irrespective of the position of the receptive fields, because apparent brightness is the same for suprathreshold stimuli at different retinal positions. These predictions apply for a homogeneous population of ganglion cells, differing only with respect to the diameter of their receptive fields. Support for this work was received from the Deutsche Forsehungsgemeinschaft. Received December 1 I, I972

[1] Siddiqi, I., Wagner, K.-H. : Chemosphere 1, 83 (1972).

[I] Harvey, Jr., L.O., P6ppel, E.: Am. ] . Opt,re. 49, 748 (1972). - - [2] Sloan, L. L.: Arch. Ophthal. 86, 612 (197t). - [3] Wertheim, T.: Z. Psychol. Physiol. Sinnesorgane 7, 172 (1894). - - [4] P6ppel, E., Harvey, Jr., L. O. : Psychol. Forsch. (in press). - - [5] Hubel, D. H., Wiesel, T. N.: J. Physiol. 154, 572 096O).

Apparent Brightness in the Peripheral Visual Field

St6rung der DNS-Synthese durch Hypoxie in der Neuralanlage yon Miiuseembryonen

E. P6ppel Department of Psychology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02t 39, USA

H. Hara

Eingegangen am t2. Dezember t972

Under conditions of photopic adaptation the sensitivity of the retina decreases from the f . y e a towards the periphery of the visual field. Thus more luminance is needed to make peripheral stimuli equally visible [1]. During measurements of the contrast threshold in the periphery of the visual field (4 subjects) it was observed t h a t the apparent brightness of threshold stimuli did not remain constant but changed systematically. The apparent brightness of threshold stimuli increases from the central to the peripheral parts of the visual field and is rather conspicuous. Whereas a f,veal threshold stimulus may have a very low apparent brightness, a threshoid stimulus at, for instance, 60 ~ eccentricity may appear subjectively like a bright flash. The observations were made with the use of the Tiibingen perimeter [2] which provides homogeneous background illumination for the entire retina. The luminance of the background ilIumination was set at g.5 ApostiIb. The stimulus diameter was 10 rain arc; presentation time of the stimulus was 200 msec. All observations were made with monocular and uncorrected vision. The observed increase in apparent brightness of threshold stimuli with increasing eccentricity may tie in with the observation t h a t suprathreshold stimuli show constant brightness throughout the visual field. Most subjects, if asked, wiIl report t h a t the apparent brightness of a suprathreshold stimulus does not change when it is moved into the periphery of the visual field, although the acuity, i.e. the perception of fine details of objects, clearly gets worse [3]The phenomenon of constant brightness throughout the visual field has been verified experimentally [4]. Thus, a stimuhls with suprathreshold luminance, moved from the center of vision to the periphery, will keep the same apparent brightness at all peripheral positions until it reaches its threshold at one eccentricity and is no longer visible. Another suprathreshold stimulus with less luminance and therefore less apparent brightness, when moved towards the periphery, will also keep its apparent brightness, but will reach its threshold closer to ~he loves than the stimulus with higher luminance and greater apparent brightness. Thus, the prin~ ciple of constancy of brightness throughout the visual field predicts that peripheral threshold stimuli will appear brighter than more central ones because they have a higher luminance. The foregoing observations can be explained at neuronal level by assuming t h a t retinal ganglion cells have a firing frequency which is related to the magnitude of the apparent brightness. They would then have the following properties: a) Eccentric receptive fields being on average larger than central ones [5], should have the same spontaneous firing frequency because brightness is constant throughout the visual field when the eye is exposed to the homogeneous background at the perimeter, b) For a stimulus of constant size, eccentric receptive fields would need higher luminance to excite them because the contrast threshold increases towards the periphery, c) The firing frequency at threshold should be higher in eccentric receptive fields because the 1 t0

Pathologisches Institut der Universit&t Hit, shims und Forschungsstelle far Pathologie der Zellatmung, Freiburg i. Br. Untersuchungen ist bekannt [1--9], dab bet lVarmbliitern in der FriihentwicMung eine interkinetische Wanderung der Zellkerne einerseits aus der Augensehicht des Neuralrohrs nach der ventrikel- bzw. kanaln&heren Zone, andererseits aus der zentralen Zellzone nach der Peripherie erfoIgt Dadurch finden sieh die markierten Zellen w~ihrend der DNS-Verdoppelung nicht in der innersten Zellschicht um den Hirnvengrikel und Riickenmarkskanal, w , die Mitosen stattfinden, sondern in der iiugeren Matrixzone des Nenralepithels. Erst vor Beginn der Mitose bewegen sich die DNS-synthetisierenden Zellkerne zur ventrikel- bzw. kanalnahen Zellschicht, w . sie sich teilen; nach den Mitosen schieben sich die beiden Tochterzellkerne wieder lateralw~irts. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die DNSSynthesen der NeurafrohrzelIen 10 Tage alter M~iuseembryonen durch Sauerstoffmangel gest6rt werden. Dazu wurden M&useembryonen vom Inzuchtstamm ICR/JCL benutzt. Die im Oestrus befindlichen weiblichen Tiere wurden gepaart und auf das Vorhandensein eines Vaginalpiropfes untersucht. Der Tag des Auftretens eines Vaginalpfropfes galt als Tag 0 der Schwangerschaft. N,finale Muttertiere wurden am 10. Schwangerschaftstag 30 und 45 rain, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, S, 9, 10, t2 und t4 Std nach einmaliger intraperitonealer Injektion yon 3H-Thymidin dureh Dekapitation get6tet. Die Uteri mit den Embryonen wurden in 4%them gepuffertem Formol fixiert. Nach Einbettung in Paraffin wurden yon ihnen 5 [zm dicke Schnitte mit Sakura-Emulsion in Gel-Form NR-M 2 ~bersehichtet und 4 W.chert bet 4 ~ exponiert. An den so gewonnenen Histoautoradiogrammen wurden der Markierungsindex, die SilberkornzahI t~ber den Zellkernen des Neuralrohrs im Kopfbereich sowie die Zahl tier markierten und nicht murkierten Metaphasen auf der ventriknl~iren innersten Zellschicht b e s t i m m t Zur Beatrnung in Sauerstoffmaugel wurden Muttertiere in einen luftdichten Exsiccator gebracht, der so lunge mit Stickstoff beschickt wurde, bis eine Sauerstofikonzentration yon 5,5--6% erreicht war. t{urz vor der Beatmung schwangerer Muttertiere vom t0. Sehwangerschaftstag wurde in Normalluft aH-Thymidin intraperitoneal injiciert, und die Tiere wurden 30 und 45 rain, L 2, 3, 4, 5, 6, 7, g und 9 Std im Sauerstoffmaugel gehalten, yon jeder Versuchgruppe 2 Muttertiere. Ein Tell der Tiere wurde nach 6 Std Sauerstoffmangel 1 Std in Normalluft ~H-Thymidin ansgesetzt. Die Versuche hatten folgende Ergebnisse: 1. Bet den Embryohen normal beatmeter Miatter hatten die Neuralrohrzellen eine gesamte Generationszeit yon 8 Std. Ts betrug 4,5 Std, T m t,3 Std, TG~ 0,85 Std nnd TG1 t,35 Std (vgl. [81). 2. Die Zahl der markierten Kerne des Neuralrohres im Kopfbereich pro gesamter Kernzahl (aH-tndex) betrug in der Norm 48,2 ~h 5,1%, unter Sauerstoffmangel 40,3 =[: 6,3 % und bet den nach O~-Mangel wieder normal beatmeten Embryonen 46,9 ~ 3,3 %. 3. Die SilberkornzahI pro Zellkern betrug nach t Std 3H-Thymidin in der Norm 9 , 6 • unter Sauerstoffmangel 6,1 ~ 1,4% und bet den Embryonen, die uach Durch histoautoradiographische

Naturwissenschaften 60 (1973)

9 by Springer-Verlag 1973

100-

90. c 80-

~7o~6o. 0

. i,

50. ~0

~2 2o 2 3 ~ 5 6 ' 8 10 12 ~tunden nach der [njektion bis zur TStung

1l,

Fig. 1. Generationscyclus der Neuralrohrzellen bet 10Tage allen Miuseembryonen in der Norm (o) und unter Sauerstoffmangel (9 Starke Verringerung der markierten Metaphasen in der inneren Zellschicht unter O2-Mangel

6 Std Sauerstoffmangel wieder normal beatmet wurden, 8,5 • t,3 %. 4. Die Zahl markierter Metaphasen pro gesamter Metaphasenzahl in der Innenzellschicht des Neuralrohrs im Kopfbereich war nach verschieden langem O2-Mangel eindeutig herabgesetzt (Fig. t). Es kam also bet intensivem O2-Mangel eur Hemmung der DNS-Synthese, besonders deutlich zur Hemmung der Migration der Zellkerne nach der ventrikeln&heren Zellschicht und zu einer H e m m u n g der Mitosen. Diese Vergnderungen an den ZelIkernen des Neuralrohrs durch Sauerstoffmangel in teratogenetischer 14onzentralion diorite bet der Entstehung yon 3/iiBbildungen des ZNS eine entscheidende Rolle spielen. Eingegangen am 8. November 1972 [1] Saner, F. C., Walker, B. E. : Proc. Soc. Exper. Biol. Med. 101, 557 (t959). - - [2] Sidman, E. L., MiMe, I. L., Feder, E.: Exper. NeuroL 1, 322 (t959). - - [3] Fujita, S.: Exper. Cell. IRes. 28, 52 ( t 9 6 2 ) . - [4] Ngll~n, B., Valmin, K. : Z. Zellforsch. 60, 49t (~963). - - [5] Berry, M., Rogers, A. V~., Eayrs, J. T.: Nature 203, 59t (t964). - - [6~ Atlas, M., Bond, V. P.: J. Cell. Biol. 26, 19 ( 1 9 6 5 ) . - [7] Watterson, R. L., in: De Haan, R.L., Ursprung, N.: Organogenesis, p. 129. Chicago-San FranciscoToronto-London: Holt, Rinehart u. Winston 1965. - [8] Xauffman, S. L. : Exper. Ceil Res. 42, 67 (I966). - - [9] Langman, J., Shimada, M., Haden, C., in: Pease, D. C.: Cellular aspect of neural growth and differentiation, p. 33. BerkeleyLos Angeles-London: Univ. of California Press t97I.

Electron Microscopy of Low-density P l a s m a l i p o proteins in Patients with Type IIa Hyper-

lipoproteinemia B. Agostini Max-Planck-Institut ft~r Medizinische Forschung, Abteilung Physiologic, Heidelberg D. Seidel and H. \u Mediziniscbe Universit&tsklinik (Ludolph-Krehl-I(linik), Heidelberg Analysis of plasmalipoproteins has identified five major types of primary hyperlipoproteinemia Eli. Type I I a hyperlipoproteinemia (essential hypercholesterolemia) is characterized by elevated total plasma cholesterol accompanied by normal plasma triglycerides with an excess of low-demi@ lipoprote~4s (LDL; ~-lipoproteins as determined by electrophoresis) of normal lipid-protein composition. This type of hyperlipoproteinemia is of particular interest since it often accompanies tendon xanthomas and accelerated atherosclerosis. Negative staining has proved a very suitable technique tot studying the structure of plasmalipoproteins [2~, and aggregates of disc-like lipoproteins have been described in two secondary forms of hyperlipoproteinemia with increased LDL concentrations: cholestasis [3, 4], and familial lecithin: cholesterol acyl~ansferase deficiency [5]. No significant difference was detected in protein-lipid composition between ~-hpoproteins isolated from healthy controls and those from type II Naturwissenschaften 60 (1973)

9 by Springer-Verlag t973

Fig. 1. Electron micrographs of low-density plasmalipoprotein fractions of a healthy control (a and c) and of a patient with type I I a hyperlipoproteinemia (b and d). Negative staining with t % potassium ptmsphotungstate, a and b • 100000; c and d • 300000 patients [1]. However, when observed in the electron microscope the lipoproteins of type I I a are seen to differ from those of healthy controls. Samples of whole plasma and low-density lipoproteins were isolated by ultracentrifugation at the densities d = 1.006 and t.063 g/ml from fasting healthy controls and well-defined type I I a hyperiipoproteinemics (male and female, age 34-35; cholesterol 474-572 mg-%; triglycerides 75-t02 rag-%) and were negatively stained by standard procedures [4, 6]. The stain was applied in an appropriate concentration and a good spreading of the specimen was obtained so as to avoid artifactual clustering. Under these conditions the LDL of normal subjects (Fig. t a) show a fairly homogeneous population of round particles with a mean diameter of about 200 A (range tg0-220~), while those of type I I a hyperlipoproteinemics (Fig. I b) display a striking tendency to form elongated or branched stacks. The particles forming the stacks are ellipsoidal or disc-like with mean minimum and maxinmm diameters of 150 and 270 A, respectively. They are not as flattened nor do they flow together like the abnormal LDL particles (LP-X) of cholestatic patients [3, 4] or of patients with familial lecithin:cholesterol acyltransferase deficiency [5]. The fine granular appearance of normal and type I I a LDL particles (Fig. t a-d) cannot definitively be attributed to the presence of "subunits" as a similar granularity is present all over the micrographs. Turnover studies of LDL labelled in the protein moiety have shown t h a t the fractional catabolic rate of LDL is significantly lower in type II hyperlipoproteinemics than in controls [7]- We propose to investigate whether and to what extent the structural changes described m this note on the fl-lipoproteins in type I I a patients may be caused by a prolonged biological half-live of the particles. The structural abnormalities of ~-lipoproteins in type II patients may indeed play a role in the accelerated development of atherosclerosis. The technical assistance of Mr. K. Jelinek is acknowledged. Received October 26, t972 [5 ] Fredrickson, D. S., Levy, R. I. : The metabolic basis of inherited disease, p. 545 (Stanberry, J. B., Wyngaarden, J. B., Fredrickson, D. S., eds.). New York: McGraw-Hill 1972. - [2] Forte, G. M., Nichols, A. V., Glaeser, R. M.: Chem. Phys. Lipids 2, 396 (1968). - - [3] Hamilton, R. L., et al. :Science 172, 475 ( t 9 7 1 ) . - [43 Seidel, D., Agostini, B., Mt~ller, P.: Biochim. Biophys. Acta 260, 146 ( t 9 7 2 ) . - [5~ Forte, T., et al.: J. Clin. Invest. 50, 1141 ( t 9 7 1 ) . - [6] Agostini, B., Seidel, D. : Fegato 18, 3tl (t972). - - [7] Langer, T., Strober, W., Levy, I.: J. Clin. Invest. 50, 754 (t97t). t 11