E. Noll

Fermentaktivitäten in der vorderen Schale, der hinteren Schale, dem Äquator und dem Kern unterschiedlich alter Rinderlinsen

Zu den bekann t en Veri inderungen des Linsenstoffwechsels mi t zunehmendem Lebensal ter geh6ren aueh die Vergnderungen der Ferment aktivit / i ten. I)iese k6nnen im Alter sowohl vermehr t als auch verminder t sein. Bisherige Unte r suchungen wurden meist im Homogena t ganzer Linsen ausgeftihrt (Gt~EE~ und SOLOMOn, KIRSTE~r und D A I ~ D E ~ , PAULIrS und HocKwlN), wobei in sehr vielen F~llen nur 2 oder 3 Altersgruppen zur Unte rsuehung gelangten. Die Stoffweehselvorg/tnge verlaafen in der Linse n ieht homogen verteilt . Dies ist n ieht allein abh/ingig yon der untersehiedliehen En t f e rnung vom Nghrmedium Kalnmer wasser, sondern wahrseheinlich aueh bedingt dureh das unterschiedliche Alter der w/thrend des ganzen Lebens sieh bi ldenden Linsenfasern. W~Lhrend im Linsenkern die i~ltesten Linsenfasern angeordnet sind, l inden sieh in der Linsenperipherie die jeweils j t ingsten. U m fiber das Stoffweehselverhalten in AbhS~ngigkeit yon der Lokal isation und dami t aueh vom Alter einzelner Linsenfasersehiehten ngheren Einbl iek zu erhalten, sollten deshalb in dieser Arbeit einige Fermente des Kohlenhydratstoffweehsels in einzelnen Teilen untersehiedlieh alter l%inderlinsen unte rsueht werden (s. Stoffweehselsehema).

Durchlässigkeit der isolierten Rinderlinsenkapsel für Aminosäuren und wasserlösliche Eiweiße

A mixture of 18 amino-acids was investigated. Results showed that the isolated lens capsule is completely permeable for these molecules. It seems possible that by the negative potential of the capsule the permeation for basic amino-acids is encouraged, since their ratio in the amount of permeated amino-acids is increased. Among a mixture of water-soluble lens proteins only the fraction of the γ-crystallin is able to penetrate the capsule, while for α- and β-crystallin the capsule proves impermeable. An einem Gemisch von 18 verschiedenen Aminosäuren wird gezeigt, daß die isolierte Rinderlinsenkapsel für diese Moleküle frei durchlässig ist. Möglicherweise wird durch die negative Ladung der Kapsel der Durchtritt basischer Aminosäuren begünstigt, da ihr Anteil im Kapseldurchlauf erhöht ist. Aus einem Gemisch wasserlöslicher Linseneiweißkörper vermag die Fraktion des γ-Kristallins die Kapsel zu passieren, α- und γ-Kristallin treten nicht durch.

Veränderungen verschiedener Fermentaktivitäten in Linsen von Meerschweinchen mit zunehmendem Lebensalter

Unsere Kenntnisse der Altersveränderungen des Linsenstoffwechsels beruhen zumeist auf den Untersuchungsergebnissen zweier Altersklassen. Dadurch wird die Vorstellung bestärkt, daß diese Veränderungen linear und kontinuierlich mit dem Altern einhergehen. Dies ist aber nicht der Fall, wie die Untersuchungen der Fermentaktivitäten von Aldolase, Glucose-6-phosphat-dehydrogenase, Malatdehydrogenase, Glutaminsäure-Brenztraubensäure-Transaminase, Glutaminsäure-Oxalessigsäure-Transaminase und Lactathydrogenase von verschieden alten Meerschweinchenlinsen zeigen. Die stärksten Veränderungen dieser Fermentaktivitäten liegen in der ersten Zeit des Lebens und werden nach Abschluß der raschen Wachstumsperiode der Linse geringer oder kommen sogar zum Stillstand. Die einzelnen Fermente verhalten sich aber nicht gleichsinnig. — Die Eiweißkörper sind die Träger der Fermentaktivität. Nach papierelektrophoretischer Trennung zeigt sich, daß die gealterte Linse, besonders aber die Linsenteile, die zu einem späteren Zeitpunkt des postnatalen Lebens gebildet worden sind, an einer bestimmten Eiweißfraktion verarmt sind. Es wird diskutiert, ob ein Zusammenhang zwischen den altersbedingten Veränderungen der Fermentaktivitäten und denen der Eiweißzusammensetzung bestehen könnte. Our knowkedges of the changes of lens metabolism due to age derive mostly on results of experiments with only two agegroups. By this the idea is fortified, that these changes are running linear and continuously with the age. This is not true as it is shown by investigations of enzyme avtivities in guinea-pig lenses of different old animals. The strongest changes of the enzyme activities happen within the first period of animal life. After settlement of the fast growth period of the lens these changes become smaller or even stopp. The behaviour of the different enzymes is not uniform. — The protein components are carrier of enzyme activities. Separation by paper electrophoresis indicates, that the older lens, in particular such parts of the lens, which are formed in a later period of post-natal life, has a decrease of a certain protein fraction. It is diseussed, if there is a possible relation between changes of enzyme activities due to age and protein composition.

Concerning the Estimation of the Age of Guinea Pigs, Rabbits, and Chickens by Means of Determining their Lens Weight

The lens weight of guinea pigs, rabbits and chickens is strongly correlated to the animals’ age, embryonic period included. Using the age values as logarithms, linear regressions can be estimated with

Is it possible to maintain a normal glutathione level in lenses in vitro

In most types of experimentally induced cataracts, glutathione (GSH) content decreases considerablybefore the onset of opacity. GHS may provide a protective function for protein SH groups by scavenging oxidative products that may impair lens metabolism. To avoid impairment of lens metabolism by decreased levels of GSH it may be possible in vitro: (1) to stimulate GSH synthesis by enrichment of the incubation medium with the amino acids necessary for GSH synthesis or (2) to enrich the incubation medium with the tripeptide itself so that it can be taken up by the lens.Both approaches were investigated with bovine lenses. Lenses were incubated in pairs in a salt solution without carbohydrates, so as to deplete lens of GSH. Following starvation, one lens of each pair was incubated for recovery in TCM 199 enriched with MgSO4 and the three amino acids of GSH; the other lens was put into a freshly prepared salt solution. After 6 h, lenses from the recovery solution contained more GSH than the other lenses. Addition of fructose-1,6-diphosphate to the medium enhanced this effect. When, after starvation, lenses were incubated in the presence of different amounts of GSH, GSH lens content rose, with the highest in those lenses incubated in a medium with a final molarity of 4 × 10−3M GSH. Therefore, incubation of lenses depleted of GSH in medium with either the amino acids of GSH or GSH itself appear to facilitate recovery of GSH content.

Untersuchungen des Gehaltes an freien Nucleotiden und anderen säurelöslichen Phosphatverbindungen in Linsen verschiedener Tierarten in Abhängigkeit vom Lebensalter

Das von anderen Verfassern mitgeteilte Verteilungsmuster der Linsen vom Stoffwechseltyp wird für Meerschweinchen, Mäuse und Kaninchen durch Ionenaustauschtrennungen ihrer säurelöslichen Phosphatverbindungen bestätigt. Die Ergebnisse der Hähnchenlinsen weisen eher auf das Muster des Energietyps hin; dieser Befund könnte z.B. das von den Säugetierlinsen abweichende Verhalten im Wachstum erklären und bringt einen erneuten Hinweis, daß wir bei den Ergebnissen des Linsenstoffwechsels durchaus mit Artunterschieden zu rechnen haben. Das Lebensalter hat einen Einfluß auf das Nucleotidverteilungsschema von Linsen. Den Ergebnissen an Rinderlinsen entsprechen die vorliegenden Befunde an Mäuse-, Kaninchen- und Hähnchenlinsen. Die für Meerschweinchenlinsen im Alter von weniger als 4 Wochen und mehr als 2 Jahre erhaltenen Daten weichen ab. Das Ausmaß der an Linsen anderer Tierarten gefundenen Veränderungen kommt hierbei kaum oder gar nicht zum Vorschein. By investigations of bovine lenses was already known, that the distribution pattern of the free nucleotides of lenses is very similar to the “metabolic type”. Now these investigations were extended with examinations on lenses of guinea pigs, mice, rabbits and chickens. The impression of a distribution pattern, which corresponds to the metabolic type is confirmed after ion exchange separation of their acid-soluble phosphates by the present result on lenses of guinea pigs, mice and rabbits. The results of investigations on chicken lenses point to a distribution corresponding to the energy type. This finding could give an explanation for the different behaviour in growth compared with primate-lenses and gives more proof, that in lens metabolism we have to realize species differences. Age of animals has an influence on the distribution scheme of free nucleotides in lenses. The results of test on mice-, rabbits- and chicken-lenses correspond to the data on bovine lenses. The data of guinea pig lenses (age of 4 weeks and 2 years) show a different behaviour. The extent of changes found in lenses of other species is either not at all or only barely noticeable.

Über das Verhalten der Aktivitäten einiger Fermente in Hornhäuten in Abhängigkeit von Konservierungsart und Konservierungsdauer

Es wurden im Epithel und Parenchym von Schweinehornhäuten die Fermentaktivitäten von Aldolase, Lactat-Dehydrogenase, saurer und alkalischer Phosphatase untersucht, nachdem die Hornhäute als isoliertes Scheibchen oder im intakten Bulbus belassen in feuchter Kammer, als Trepanat in Paraffinöl und nach Gefriertrocknung bis zu einer Dauer von 8 Tagen aufbewahrt worden waren. Bei der Aufbewahrung der isolierten Hornhaut in feuchter Kammer finden sich die geringsten Veränderungen der untersuchten Fermentaktivitäten. Die Unterschiede innerhalb der Konservierungsarten treten bei Bestimmung der Fermentaktivitäten im Parenchym weniger stark ausgeprägt hervor als im Hornhautepithel. Der Einfluß der Aufbewahrungsdauer macht sich jedoch im Parenchym stärker bemerkbar. Pig-corneas were stored as isolated disk or left in the total bulbus either in a moist chamber, as trepanate in parafine-oil, or after lyophylisation up to a period of 8 days. Afterwards encyme-activity of aldolase,

Enhancement of the stimulating effect of fructose-1.6-diphosphate on the metabolic energy balance of carbohydrate-deficient bovine lenses by additional supply with ADP.

The energy supply in carbohydrate-deficient bovine lenses was disturbed, as could be demonstrated by measuring the content of free adenine nucleotides. It could be regenerated in part by a 3-hour-incubation in TCM 199 in the presence of fructose-1.6-diphosphate (FDP). Additional supply of ADP enhanced the stimulating effect of FDP towards formation of ATP, providing sufficient receptor molecules for the activated rate of glycolysis and probably also for the citric acid cycle.

Utilization of Bencyclane-Hydrogen-Fumarate as a Substrate for the Citric Acid Cycle of Bovine Lenses

Bovine lenses incubated in TC 199 in the presence of bencyclane-hydrogen-fumarate (BCHF) show, in contrast to controls incubated without addition of BCHF, an increased metabolite-level of malate and α-ketoglutarate which is due to metabolism of the fumarate portion of the BCHF. This effect is most obvious after pre-incubation under conditions of endogenous substrate deficiency. Addition of disodium fumarate does not show any effect which may be due to different permeation properties with respect to BCHF.— Results support former findings that an activation of the carbohydrate metabolism through bencyclane-hydrogen-fumarate is due to its utilization as a substrate of the citric acid cycle.

Kortikosteroidwirkung auf Enzymaktivitäten des Kohlenhydratstoffwechsels von Rinderlinsen

Die Ausbildung von Linsentrubungen geht vielfach einher mit Veranderungen im Kohlenhydratstoffwechsel. Zu dessen Hauptaufgaben gehort die Bereitstellung von Stoffwechselenergie, die eine Erhaltung der Durchsichtigkeit gewahrleistet.