Elektronenmikroskopische Untersuchung der neurosekretorischen Zellen im Hypothalamus der Maus

Zusammenfassung Die Region des Nucleus supraopticus der Maus wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:Die neurosekretorischen Zellen sind durch einen stark entwickelten Golgi-Apparat und durch osmiophile Granula in seiner Lumina charakterisiert. Die Ansammlungen dieser Granula entsprechen wahrscheinlich den lichtmikroskopisch sichtbaren Neurosekretgranula.Die Granula sind elliptoid bis ovoid gestaltet und durch eine zarte Grenzmembran gegen das Neuroplasma abgegrenzt. Man kann zwei Arten von Granula, kleinere (1. Typ) und größere (2. Typ), unterscheiden. Die kleineren Granula besitzen Durchmesser von 1000–2000 Å. Zwischen ihrem Zentrum und ihrer Grenzmembran befindet sich meistens eine helle Zone. Die größeren Granula haben Durchmesser von 4000–6000 Å; ihr Inhalt wird von der Grenzmembran eng umschlossen. Zwischen beiden Granula besteht kein Übergang. Außer diesen osmiophilen Granula sieht man im Golgi-Feld multivesicular bodies, wenn auch in geringer Zahl.Die kleineren Granula sind ähnlich strukturiert und geformt wie die Golgi-Granula. Vermutlich stehen beide Gebilde zueinander in inniger genetischer Beziehung. Es konnte nicht entschieden werden, ob die größeren Granula (2. Typ) aus multivesicular bodies oder aus anderen Organellen hervorgehen.In den neurosekretorischen Zellen treten vorwiegend kugelige oder stabförmige Mitochondrien auf. Sie kommen im Perikaryon und im Fortsatz vor, sind jedoch im Golgi-Feld besonders reichlich angehäuft. Der Zelleib — ausgenommen das Golgi-Feld — ist mit Ergastoplasma gefüllt, dessen sackartig erweiterte Räume keine Sekretgranula enthalten.In seltenen Fällen treten Zentralkörperchen im Golgi-Feld und im peripheren Teil des Zelleibes auf. Im Neuroplasma des Fortsatzes befinden sich kleine osmiophile Granula mit Durchmesser 1000 Å bis zu 2000 Å. Sie ähneln den im Hinterlappen vorkommenden Elementargranula (Bargmann), andererseits den Granula des 1. Typs. Dagegen sind die den Granula des 2. Typs vergleichbaren Gebilde im Neuroplasma des Fortsatzes niemals zu finden.Die Kapillaren im Kerngebiet sind von einer Basalmembran umgeben, deren Dicke etwa 700 Å beträgt. An der Außenfläche der Basalmembran setzen die neurosekretorischen Zellen und ihre Fortsätze unmittelbar an. Eine poröse Bauweise des Endothels wurde nicht nachgewiesen.In den auf der Basalmembran fußenden Nervenendigungen sind keine oder nur wenige Sekretgranula festzustellen. Die Hauptaufgabe der Kapillaren des Kerngebietes dürfte daher nicht in der Aufnahme des Neurosekrets bestehen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Spermatogenese

Zusammenfassung Die Struktur und Genese der oligopyrenen Spermien von Melania libertina Gould wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Die atypischen Spermatiden enthalten außer den bekannten Organellen des Cytoplasmas sehr viele elektronendichte Granula, die innerhalb der erweiterten Zisternen des endoplasmatischen Retikulums zum Vorschein kommen. Ihre Größe und Form schwanken beträchtlich; die rundlichen Granula haben Durchmesser von 20 bis 80 m. Die Granula verschmelzen zu großen, lichtmikroskopisch sichtbaren Körperchen, die RNA-Reaktion geben. Es wurde nachgewiesen, daß die Ribonucleoproteine in partikulärer Form durch die Kernporen in das Cytoplasma und weiter in die Zisternen des endoplasmatischen Retikulums übertreten. Damit ist die Annahme berechtigt, daß die in Zisternen auftretenden Körperchen keine Viren sind, sondern die aus dem Kern in die Zisternen übergetretenen RNP-Komplexe.Eine chemische Umwandlung der RNP in PAS-reaktionpositive Substanz wurde lichtmikroskopisch nachgewiesen.Im Karyoplasma des fertigen, oligopyrenen Spermatozoons ist eine fädige Struktur zu erkennen.Die Untersuchungen wurden durchgeführt mit Unterstützung durch The United States Public Health Service Grant-RG-8327.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung des Trypanosoma cruzi mit besonderer Berücksichtigung des Periplasten und des Blepharoplasten

Zusammenfassung Der Periplast der begeißelten Trypanosomen (Trypanosoma Cruzi) und der Leishmaniaform besteht aus einer 130 Å dicken, dreigeschichteten Membran und den unmittelbar daruntergelegenen Fibrillen. Jede der beiden osmiophilen Membranschichten des Periplasten ist 45 Å dick; die osmiophobe Mittelschicht mißt 40 Å. Die Fibrillen sind 200–210 Å dick und liegen als wandverstärkende Röhrchen unmittelbar an der Innenfläche der Hüllmembran. Der helle röhrenförmige Innenraum der Fibrillen hat einen Querdurchmesser von 90–100 Å. Der seitliche Abstand der Fibrillen mißt etwa 320 Å.Der Blepharoplast ist ein etwas gekrümmter, scheibenförmiger Körper mit einem Längsdurchmesser von 0,75–1,35 und einem Querdurchmesser von 0,2–0,3 . Er liegt gemeinsam mit dem Basalkörperchen an der Geißelbasis. Der Blepharoplast gibt eine positive Feulgen-Nuklealreaktion und enthält Desoxyribonukleinsäure. Elektronenmikroskopisch finden sich im Innern des Blepharoplasten helixförmig angeordnete 125 Å dicke Fibrillen, die einen 35 Å im Querdurchmesser messenden helleren Innenraum aufweisen. Die Hülle des Blepharoplasten besteht aus einer mitochondrienähnlichen Doppelmembran, die an einigen Stellen auch Cristae bildet. An der zur Geißelbasis gerichteten Oberfläche des Blepharoplasten kommen knospenförmige und länglich ausgezogene mitochondrienähnliche Fortsätze vor, von denen wir vermuten, daß sie Mitochondrien nach Abschnürung vom Blepharoplasten darstellen. In diesen Fortsätzen finden sich zahlreiche Innenmembranen, die manchmal stark ineinander verzahnt sind. Offenbar werden sie von der Hüllmembran des Blepharoplasten gebildet. Es wird angenommen, daß der Blepharoplast ein mit Desoxyribonukleinsäure und Lipoproteinen, möglicherweise auch mit Atmungsfermenten besonders ausgestattetes Zellorganell ist, das sich zu teilen vermag, den Zellkern und die Zellteilung beeinflußt sowie produktiv an der Bildung der Mitochondrien beteiligt ist.Die Zellteilung der Parasiten beginnt mit einer Bildung von Tochterkörperchen durch die Basalkörperchen und der Ausbildung einer zweiten Geißel. Die Filamente der zweiten Geißel werden im Zytoplasma der Mutterzelle gebildet. Danach teilt sich der Blepharoplast quer zur Längsachse. Der Blepharoplast ist vor der Teilung etwa 1,35 lang und schwalbenförmig. Nach der Querteilung des Blepharoplasten erfolgt erst die Kernteilung und die Längsteilung des Zytoplasmas.Die Befunde wurden auf der 28. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie in Düsseldorf am 2. 5. 1961 von H. Schulz vorgetragen.     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

Die Feinstruktur der enterochromaffinen Zellen und ihrer spezifischen Granula

Zusammenfassung Die zwischen die DrÜsenzellen der LieberkÜhnschen Krypten spärlich eingestreuten enterochromaffinen Zellen liegen der Basalmembran der DrÜse breit auf und kÖnnen mit ihrem schmalen, apikalen Zellpol die DrÜsenlichtung erreichen. Ihr Kern liegt nahe der Zellbasis. Im Cytoplasma werden Mitochondrien, mit Ribosomen besetzte Membranen des endoplasmatischen Reticulums und ein supranukleär gelegener Golgi-Apparat gefunden. Gelegentlich sind einzelne Lipidtropfen, runde bis ovale, membranbegrenzte KÖrper und BÜndel feiner Filamente zu beobachten.Das vorherrschende Element im Cytoplasma der Zellen sind die spezifischen (enterochromaffinen) Granula, deren nahezu kreisrunde Schnittprofile eine verhältnismäßig einheitliche (mittlere bis beträchtliche) elektronenoptische Dichte besitzen. Sie zeigen eine meist feingranuläre Innenstruktur und sind von einer Membran umgeben. Der mittlere Kugeldurchmesser der Granula wurde zu etwa 330 m errechnet. Der schmale, apikale Zellpol ist nahezu frei von Granula. Örtliche Beziehungen von enterochromaffinen Granula zu Membranen des endoplasmatischen Reticulums sind festzustellen. Im Bereich des Golgi-Apparates werden kleinere granuläre Strukturen gefunden, die vielleicht als Vorstufen enterochromaffiner Granula gedeutet werden dÜrfen.     

Das Bild des Endoplasmatischen Reticulums vonPlanaria alpina in Abhängigkeit vompH-Wert des Fixierungsmittels (I)

Zusammenfassung Eine Besprechung der vorliegenden Literatur über die Abhängigkeit des Bildes der Zellstrukturen von der verwendeten Fixierungsmethode ergab, daß der Anteil einzelner Faktoren sehr unterschiedlich bewertet wird. So wird dempH-Wert des Fixierungsmediums von Sjöstrand und seiner Schule nur ein geringer Einfluß zugeschrieben, von Palade und P. Sitte dagegen ein wesentlicher. FürPlanaria alpina Dana konnte nun eine Änderung des ER in Abhängigkeit vompH-Wert des Fixierungsmediums beschrieben werden. Zwei Zelltypen vonPlanaria alpina — Dotterstockzellen und Drüsenzellen der quergestreiften Granula — besitzen besonders reichlich rauhes —mit Meiosomen besetztes — endoplasmatisches Reticulum. In beiden Zelltypen quellen die Zisternen im sauren Bereich (pH 6,0–5,0) und das Grundcytoplasma bleibt weitgehend unverändert. Im alkalischen Bereich (8,0) quillt dagegen das Grundcytoplasma und die Zisternen bleiben weitgehend unverändert. Nicht nur eine qualitative Übereinstimmung ist gegeben, sondern auch eine weitgehend quantitative (siehe Tab. 1).     

Zur Kenntnis des Monokotyledonen-Perigons II. Die Perigonblätter vonOrnithoglossum

Zusammenfassung Die Untersuchung der Perigonblätter der südafrikanischen Liliaceen-Melanthioideen-GattungOrnithoglossum an Hand von Herbarmaterial hat ergeben, daß sie, und zwar in beiden Kreisen, gemäß ihrer äußeren Form, Bündelversorgung und Ontogenese als peltat-schlauchförmige Blätter zu bezeichnen sind. Damit ist die morphologisch bedeutsame peltate Bauweise im Perianth einer weiteren Monokotyledonen-Gattung nachgewiesen worden.Mit ihrer sitzenden Spreite und den an ihrem Schlauchteil herablaufenden akzessorischen Randkanten gehören die Perigonblätter vonOrnithoglossum jener Modifikation des Schlauchblattes an, die auch die Nektarblätter vonRanunculus verwirklichen. Bemerkenswerterweise wiederholen sich die verschiedenen Ausbildungsmöglichkeiten der Ventralspreite derRanunculus-Nektarblätter an den Perigonblättern vonOrnithoglossum: die taschenartige Ausbildung der Ventralspreite beiO. viride, das Auswachsen des Randes der Ventralspreite zur freien Nektarschuppe beiO. calcicolum und schließlich der Zusammenschluß des Ventralspreitenrandes durch einen akzessorischen apikalen Wulst zu einer in sich geschlossenen Kurve bei gewissen Formen vonO. viride und beiO. glaucum.     

Das Zerfallsstadium und die Folgen der Mastzelldegranulierung mit besonderer Berücksichtigung der mesenchymalen Reaktion

Zusammenfassung Die Injektion des MZ-Degranulators (Histaminliberator) 48/80 in einem MZ-reichen Gewebe führt über die Aktivierung der Granulabildung in den MZ zur Entleerung der neugebildeten Granula (Orfanos und Stüttgen 1962). Die bei niedriger 48/80-Dosis beobachtete lokale Entleerung ohne Zelldestruktion wird bei Erhöhung der verabreichten 48/80-Dosis zu einem abrupt eintretenden Zellzerfall. Dabei werden die vorausgehenden proliferativen Prozesse unterbrochen und unreife Granula ins Interstitium entleert.Das Zerfallsstadium der MZ-Granulation zeigt charakteristische Gewebeveränderungen, die näher beschrieben und erläutert werden (Leukozyteneinwanderung, Eosinophilie, Granulocyten-essaimage, Aktivierung der Fibrillogenese, Bindegewebe- und Gefäßreaktionen). Besonders beachtenswert erscheinen die Struktur und der unterschiedliche Entleerungsmodus der MZz (sekretorische Degranulierung) im Gegensatz zur eosinophilen und neutrophilen essaimage, ferner Bauweise und Schicksal der ausgeschütteten Granula sowie ihr Eingreifen in humorale und mesenchymale Reaktionen (cytotaktische Reaktion, lokale Mesenchym-Reaktion).Die Kollagenneubildung (Fibrillogenese) ist im Zusammenhang mit der MZ-Degranulierung deutlich erfaßbar und wird besonders abgehandelt. Morphologische Studien lassen als sicher erscheinen, daß die TC-Molekülbildung und zumindest die ersten Stufen ihrer linearen Polymerisierung zu den feinen Protofibrillenfäden intrazellulär erfolgen. Die laterale Aggregation zu den quergestreiften reifen Kollagenfibrillen und ihre Bündelung finden nur extrazellulär statt. Die extrazellulären Prozesse werden durch die interstitiellenph- und Ionenstärkeverhältnisse beeinflußt. Dabei spielen die sauren Sulfatgruppen der SMPS eine maßgebende Rolle.Die beschriebenen Folgen einer massiven MZ-Degranulierung können zum großen Teil als histaminbzw. heparinbedingte Prozesse interpretiert werden.     

Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen am Duodenalepithel der weissen Maus (Mus musculus)

Zusammenfassung Zur mikroskopischen Untersuchung gelangte lebensfrisehes sowie unfixiert und fixiert geschnittenes Material aus dem Duodenum der weißen Maus.Kurzdauernde Instillation von Acridinorangelösung (110000/60 sec) in das Duodenum führt zum Auftreten zahlreicher intensiv rot fluoreszierender Granula unterschiedlicher Größe besonders im apikalen Abschnitt der Darmepithelzelle. Die Entstehung der roten Granula ist an die Vitalität der Zellen gebunden; durch die Technik zur Herstellung unfixierter Gewebeschnitte im Kryostaten werden die roten Granula schon zum Verschwinden gebracht.Als Zellgifte bekannte Chemikalien (Kaliumcyanid, Natriumfluorid, Malonsäure, Monojodessigsäure) führen zu einer Abschwächung der Granulabildung; Quecksilberverbindungen hemmen die Granulabildung vollkommen (HgCl₂ in einer Konzentration von 10^-3 mol).Aus den vorliegenden Befunden kann geschlossen werden, daß die Ausbildung der roten Granula in lebenden Epithelzellen Ausdruck einer Ferment-Tätigkeit ist. Aus der starken Beeinflußbarkeit des Vorganges durch Quecksilbersalze läßt sich ableiten, daß es sich dabei um Fermente handelt, die in ihrem Molekül eine SHGruppe aufweisen.Die Orte der roten Granula fallen in Darmepithelzellen nicht mit Orten höherer Ribonukleotidkonzentration zusammen, wie z. B. in Nervenzellen.Die Grünfluoreszenz einer Epithelzelle kann in Verbindung mit den in ihr auftretenden roten Granula bei Acridinorangefärbung als Ausdruck ungeschädigter Vitalität gedeutet werden. Rote Granula, die durch Blaulichtbestrahlung nur sehr langsam oder gar nicht in ihrer Floureszenzfarbe beeinträchtigt werden, wie z. B. Mastzellengranula oder Krinomgranula, lassen sich mit diesen Granula nicht vergleichen.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Untersuchungen über die Osteon- und Lamellenformen im Extremitätenskelet des Erwachsenen

Zusammenfassung Auf Grund der Untersuchung von Knochenquerschnitten eines gesunden 43jährigen Mannes, bestätigt durch noch zu veröffentlichende Untersuchungen an Tibien verschiedener Individuen, werden die Strukturformen des Knochens nach ihrem Querschnittsbild beschrieben.Es wird zwischen Osteonen und Tangentiallamellen unterschieden. Zu den Tangentiallamellen mit dem mehr oder minder parallelen Verlauf zur Knochenoberfläche gehören die bisher als Generallamellen und Schaltlamellen beschriebenen Systeme.Soweit eine Lamellengliederung vorhanden ist, zeichnen sich die Tangentiallamellen durch den strengen Wechsel zwischen flach und steil gewickelten aus.Auf Grund des Querschnittsbildes werden verschiedene Osteonformen unterschieden. Die Größe des einzelnen Osteonquerschnittes wird mit Hilfe der Lamellenzahl bestimmt. Gleichzeitig wird die Steigungsfolge beachtet, d. h. der Wechsel des Kollagenfaserverlaufs von Lamelle zu Lamelle.Es ergibt sich, daß die kleineren Osteone überwiegend in der peripheren Schnitthälfte, die größeren dagegen in der zentralen liegen. Der regelmäßige Wechsel der Steigungsfolge nimmt von den kleineren zu den größeren Osteonen hin ab, die mehr steile Verlaufsweise dagegen zu. Die kleineren Größenklassen lassen häufiger die lamelläre Gliederung vermissen als die großen.Abschließend wird erörtert, daß sowohl das Osteon wie die Lamelle nur als eine besondere Lagerungsform der Kollagenfasern im Knochen angesehen werden können. Der Begriff Osteon wurde in Anlehnung an die Begriffe der überwiegend zellulären Einheiten Neuron und Chondron bzw. der sog. Entwicklungs- und Funktionseinheit Nephron gebildet. Die zirkuläre Lagerung der Kollagenfasern hat aller Voraussicht nach eine besondere festigkeitstheoretische Bedeutung. Sie ist aber abhängig vom Gefäßbaum, an dessen Verzweigungen Doppelbildungen auftreten. Diese Doppelbildungen teilen sich und begleiten die Gefäßäste. Sie werden damit zum Osteon, das sich nach Querschnittsgröße und Wicklung in benachbarten Querschnitten verschieden verhalten kann. Die zirkuläre Wicklung führt nicht zu individuellen Gebilden, die den Knochen wie Bausteine aufbauen. Sie stellt ein System dar, das den Gefäßbaum im Knochen in mehr oder minder kontinuierlichem Zusammenhang begleitet. Die zirkulären Wicklungen gehen ohne Abgrenzung in die übrigen Lamellensysteme, die Tangentiallamellen, über. Osteone und Tangentiallamellen erscheinen damit als eine übergeordnete Lagerungsform der Kollagenfasern. Die nächstniedere Stufe der Lagerung ist die Lamelle.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Zur funktionellen Bedeutung der osmiophilen Granula in Herzorganen niederer Vertebraten

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Herzen niederer Vertebraten (Frosch, Forelle, Goldfisch) und am Lymphherzen des Frosches zeigen, daß osmiophile intrazelluläre Granula (800–1300 Å) als Ausdruck sekretorischer Funktionen der Herzmuskelzellen bei verschiedenen poikilothermen Vertebraten vorkommen. — Innerhalb der Granulaansammlungen in Muskelzellen des Froschventrikels werden neben Dictyosomen, Vesikeln und Multivesikulärkörpern besondere Multivesikulärkörper mit Dichtekern gefunden. Übereinstimmende vesikuläre Substruktur dieses Dichtekerns und der spezifischen Granula sowie der Übergangsformen ergeben eine morphogenetische Reihe: Golgiapparat Multivesikulärkörper Multivesikulärkörper mit Dichtekern spezifisches Granulum. — Zwischen den Muskelzellen des Rana-Herzens wird wie bei Cyclostomen ein Zelltyp mit osmiophilen Granula gefunden, die in Größe und Struktur auch den Granula in den terminalen adrenergen Nervenfasern des Froschherzens entsprechen.Vieltägige Isolation des Froschherzens unter physiologischen Bedingungen sowie Inkubierung oder längere Behandlung isolierter Forschherzen mit Reserpin führt zum Abbau der spezifischen Granula. Oxypertin und Acetylcholin haben nur geringen Einfluß auf deren Größe, Struktur und Zahl. L-Dopa und Adrenalin wirken einer isolationsbedingten Reduktion der Granula entgegen. — Fluoreszenzmikroskopisch kann am Rana-Herzen intramuskulär eine auf Catecholamine hindeutende punktartige Gelbgrün-Fluoreszenz nachgewiesen werden. Nach Rückgang des Granulagehaltes durch Reserpin zeigt das isolierte Froschherz eine Sensibilisierung für Acetylcholin und Adrenalin.Es ist wahrscheinlich, daß die spezifischen Granula in den Herzorganen der untersuchten Arten (wie die entsprechenden Strukturen im Cyclostomenherzen) Catecholamine speichern, die für eine gleichbleibende Erregbarkeit der Muskelfasern von Bedeutung sein könnten.

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Function of the osmiophilic granules in the heart-organs of lower vertebratesA comparative electron microscopic and pharmacological study on the isolated heart of frog and other poikilothermic vertebrates

Summary Electron microscopic studies of the hearts of lower vertebrates (frog, trout, goldfish) and of the lymph-heart (frog) show that osmiophilic intracellular granules probably are related to secretory functions of cardiac muscle cells in poikilothermic vertebrates. — Beside dictyosomes, vesicles, and usual multivesicular bodies, a special type of multivesicular body with a dense core is found among the granules in the muscle cells of the frog's ventricle. The vesicular substructure of this dense core, and the specific granules as well as the intermediate forms suggest the following morphogenetic process: Golgisystem multivesicular body multivesicular body with a dense core specific granule. Between the muscle cells of the heart of Rana, as well as with Cyclostomata, a cell type with osmiophilic granules can be found corresponding in size and structure to the adrenergic terminals of the frog's heart.Many days' isolation of the frog's heart under physiological conditions, as well as incubation, or longer treatment of isolated hearts of frogs with reserpine leads to the dissolution of the specific granules. Oxypertin and acetylcholine have only little influence on the size, structure, and number of granules. L-Dopa and adrenalin appose a reduction of granules caused by isolation. Fluorescence microscopic results show a point-like yellow-green fluorescence in the heart of Rana, pointing to an accumulation of catecholamines intramuscularly.— After reduction of the content of granules by reserpine, the isolated frog's heart shows a higher sensitivity to acetylcholine and adrenalin.It is, therefore, probable that the specific granules store catecholamines in the heart organs of the investigated species in the same way as corresponding structures do in the hearts of Cyclostomata. These catecholamines are possibly important for a continual irritability of the cardiac muscle fibres in poikilothermic vertebrates.

Frau A. Beyerle-v. Wehren sei für ihre wertvolle technische Unterstützung gedankt.     

Struktur und Verhalten der Nukleolen von Hühnerherzmyoblasten in Gewebekultur während des Interphasewachstums und der Mitose

Zusammenfassung Die Nukleolen von Hühnerherzmyoblasten können durch ein verbessertes Verfahren annähernd lebensgetreu dargestellt werden. Die im lebenden Zustand recht homogen aussehenden Nukleolen lassen nach geeigneter Behandlung charakteristische Innenstrukturen erkennen, deren Differenzierungsgrad von der Größe der Zellkerne abhängt, die ihrerseits vom Interphasealter der Zellen bestimmt wird.Zur Ermittlung des Interphasealters wurden die Größen von mehreren hundert Kernen in zwei Myoblastenkulturen gemessen. Durch rechnerische und statistische Verfahren konnte daraus die Wachstumskurve der Interphasekerne gewonnen werden. Die weiteren Untersuchungen galten dann den Wechselbeziehungen zwischen der Nukleolusdifferenzierung und dem Kernalter.Zur Identifizierung der Nukleolusbestandteile wurden mehrere cytochemische und färberische Nachweisverfahren verwendet, mit deren Hilfe sich chromatische, fadenförmige Strukturen mit einem gewissen DNS-Gehalt nachweisen ließen, die von einer RNS-haltigen Substanz allseits wolkenartig umgeben waren. Die morphologischen und stofflichen Eigenschaften dieser Nukleolusinnenstrukturen deuten auf ihre chromosomale Natur hin, wofür auch der Umstand spricht, daß die Anzahl der Nukleoluseinheiten pro Zellkern von Generation zu Generation konstant bleibt.Wenn die Chromosomen unmittelbar vor und nach der Mitose infolge ihrer starken Kondensierung sichtbar und auch die Nukleolen eben noch bzw. schon wieder erkennbar sind, kann man nachweisen, daß sie integrierende Bestandteile zweier Chromosomen sind.Mit fortschreitender Interphase dekondensieren die extranukleolären Chromosomenanteile und entziehen sich damit der mikroskopischen Betrachtung. Während dieser Zeit erscheinen die Nukleolen zunächst als kompakte Massen, werden dann langsam größer, lockern sich dabei auf und lassen in einer homogen erscheinenden grauen Masse zunächst eine und bald darauf zwei dünnere identische Fadenstrukturen erkennen, die mitunter weit auseinander weichen. Dieser Vorgang tritt gesetzmäßig ein und muß als Chromosomenspaltung im Hinblick auf die zur nächsten Zellteilung notwendige Chromosomenverdoppelung gedeutet werden. Während der frühen Prophase rücken die beiden Chromosomenspalthälften noch einmal zu einer scheinbaren Einheit zusammen und werden mit Beginn der Anaphase vom Spindelapparat endgültig getrennt.Das Verhalten der Nukleolen gibt auch Hinweise auf ihre Funktion. Die Nukleolen treten im Verlauf der Interphase mit grauer Substanz beladen an die Kernmembran heran und geben diese in submikroskopisch kleinen Mengen an das Cytoplasma ab. Das Produkt der Nukleolen besteht aus RNS-haltigen Granula, die nur im Elektronenmikroskop sichtbar sind und sicher eine Bedeutung für die Eiweißsynthese der Myoblasten haben, die bei der raschen Zellteilungsfolge sehr rege ist. Nach der Aktivitätsphase löst sich der chromosomale Anteil der Nukleolen mit einem Rest an grauer Substanz wieder von der Kernwand ab und wandert zum Kerninnern zurück, wo er dann im expandierten Zustand einen genaueren Einblick in seine chromatischen Strukturen zuläßt. Der den Nukleolen verbliebene Substanzrest wird noch vor der Zellteilung, nämlich nach der Auflösung der Kernmembran während der Prophase, in mikroskopisch sichtbarer Form dem Cytoplasma zugeführt.Gelegentlich erfolgen während der Interphase Nukleolusextrusionen. Hierbei können außer der RNS-haltigen Substanz auch chromosomale Nukleolusanteile knospenartig in das Cytoplasma ausgeschleust werden. Dieser Vorgang ist zwar sehr augenfällig, kann aber schon aus statistischen Gründen kaum eine besondere Bedeutung haben, weil er keine regelmäßige Versorgung des Cytoplasmas mit RNS-haltigen Substanzen gewährleistet.Die Arbeit wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht. Herrn Professor Dr. R. Danneel, danke ich für beratende Hilfe, Frl. stud. med. R. Mielke und Frau A. Meyer für technische Assistenz.     

Die Entwicklungsgeschichte vonColeochaetenitellarum und das Rechts-Links-Problem

Zusammenfassung Die festgesetzten Zoosporen vonColeochaete nitellarum sind nicht nur polar und dorsiventral gebaut, sondern zeigen auch eine Rechts-Links-Differenzierung, deren Richtungssinn, wenigstens unter den gegebenen Bedingungen, konstant erscheint. Eine gleichartige Differenzierung läßt sich auch bei anderen Arten erkennen oder vermuten.Die erste Teilung des Keimlings verläuft extrem inäqual: Sie liefert eine fast den ganzen Inhalt der Mutterzelle erhaltende apikale Tochterzelle, die sich weiter teilt, und eine fast inhaltsleere, bald absterbende basale Tochterzelle. Der Chromatophor gelangt ungeteilt in die apikale Zelle. Die unmittelbare Ursache liegt in den Raumverhältnissen des langgestreckten Keimlings bzw. in der Lage des Kerns und der Kernspindel; bei anderen Arten ist dies anders, und es läßt sich ein induzierender Einfluß des Kerns oder des Piasinabezirks, in dem die Kernteilung sich abspielt, auf die Teilung des Chromatophors und die Lage des Teilungsspalts in ihm annehmen (vgl. die Besprechung).Die zweite Teilung, die nur in der apikalen Zelle erfolgt, verläuft mäßig inäqual und ergibt eine größere apikale und eine kleinere interkalare Tochterzelle, die zur primären Haarzelle wird; unter bestimmten Außenbedingungen bildet sie allerdings kein Haar und unterbleibt in ihr die sonst charakteristische Rotation und somit die entsprechende Umformung des Chromatophors. Es erhebt sich die Frage, ob die auch von anderen Arten bekannte stark wechselnde Bildung von Haaren, vor allem der sekundären, darauf beruht, daß keine differentiellen Teilungen ablaufen, oder ob zwar Haarzellen entstehen, aber keine Haare treiben. Ausnahmsweise entsteht die primäre Haarzelle erst bei der nächsten (dritten) Teilung.Die Keimlinge zeigen ein deutliches Erstarkungswachstum; dementsprechend sind auch die sekundären Haarzellen und Haare größer als die primären.Das Wachstum unter Widerstand in derNitella-Membran führt zu charakteristischen, unregelmäßig-lappigen Zellformen.Im Unterschied zu den anderen bisher untersuchten Arten erfolgt keine Abhebung der primären Wand der festgesetzten Zoospore; vermutlich deshalb, weil kein Dickenwachstum des Keimlings stattfindet und somit die Druckwirkung, die zur Sprengung führt, unterbleibt.     

Neue Befunde über den Feinbau des Cytoplasmas von Paramecium nach Einbettung in Vestopal W

Zusammenfassung Paramecium-Zellen wurden nach einer neuen Präparationsmethode (Ryter u. Kellenberger 1958) in Vestopal W eingebettet und elektronenmikroskopisch untersucht. Die nach Methacrylat-Präparation auftretenden Polymerisationsschäden und Artefakte treten bei Vestopal-Einbettung nicht auf. Vestopal verdampft im Elektronenmikroskop kaum oder gar nicht. Alle Feinstrukturen des Cytoplasmas werden wesentlich schärfer konturiert abgebildet. Die bisher als granulär beschriebene Komponente des Cytoplasmas wird auf Grund von Dünnschnitten als granulär-fädig gedeutet, wobei eine 40–50 Å breite fädige Struktur von ein- oder angelagerten durchschnittlich 100 Å großen Granula unterschieden werden kann. Die bekannten anderen Bausteine des Cytoplasmas (Doppelmembranen, vesiculäre Elemente) werden bestätigt. Neu beschrieben werden kugelige bzw. eiförmige Komplexe aus ineinandergelagerten Doppelmembranen, deren physiologische Bedeutung noch unbekannt ist, und lokale Anhäufungen ergastoplasma-ähnlicher Strukturen. Die Echtheit feiner Doppelmembranstrukturen der Wandungen der vesiculären Elemente und der Tubuli mitochondriales wird diskutiert, die Entstehung der Mitochondrien aus Promitochondrien bestätigt.     

Beiträge zur Kronblattmorphologie. VII. Die Kronblätter einiger Linaceen

Zusammenfassung Die Kronblätter der untersuchten LinaceengattungenReinwardtia, Linum, Hesperolinon undHugonia zeichnen sich alle durch ein gesteigertes Wachstum des Blattrückens aus. Dies führt beiReinwardtia undLinum neben einer nur an jungen Blättern erkennbaren dorsalen Ausbuchtung der Blattbasis über die Ansatzstelle des Blattes hinaus zur Ausbildung der charakteristischen Lamellen, die im Bereich des Nagelteiles den morphologischen Blattrand begleiten. BeiHesperolinon hingegen zeigt der Blattrücken nur partielles Wachstum in der Umgebung der Blattansatzstelle, welches zu einem Emporheben des mit dem Blatt kongenital verwachsenen Staminodiums (dens interjectus) und zu einem schleifenartigen Aufbiegen der echten basalen Blattränder führt. Die hypopeltaten Kronblätter vonHugonia schließlich verdanken ihre Schildform ebenfalls dem gesteigerten Wachstum des Blattrückens und sind daher als gespornte Blätter zu bezeichnen. Wie nämlich der Verlauf des echten Blattrandes an jungen Petalen zeigt, wird die an sich herzförmige Blattgestalt durch einen medianen Rückenauswuchs zum geschlossenen Schilde abgerundet. Die Deutung des Stieles dieser Kronblätter als eine stielartige Verschmälerung der Unterblattbasis oder als eine stielartige Verlängerung der Ansatzstelle des Blattes, der Achse also, wird offengelassen.Daß jene Stelle am Kronblatt, an der das gesteigerte Wachstum des Blattrückens vor sich geht, dem Unterblatt angehört, konnte an verbildeten pollensacktragenden Kronblättern vonReinwardtia trigyna gezeigt werden. An diesen sind nämlich öfters alle Teile eines normalen Blattes wohl erkennbar ausgebildet. Wie auch anderswo festgestellt, entspricht die Platte der Spreite, der Nagel dem Stiel und die Nagelbasis dem Unterblatt, das mitunter Andeutungen von nebenblattartigen Randausgliederungen aufweist.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am sympathischen Nervensystem des Menschen

Zusammenfassung Lumbale Sympathicusganglien von Patienten mit arteriosklerotischen Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten wurden operativ entfernt und in Daltonscher Lösung sowie in KMnO_h4 (Luft) fixiert. Das Material wurde dann in Aceton entwässert und in Vestopal W eingebettet. Die Schnitte wurden mit einem Porter-Blum-Mikrotom hergestellt, mit Urany-loder Bleiacetat nachkontrastiert und mit einem Elmiskop I untersucht.Die Neurone zeigen runde oder ovale, verhältnismäßig helle Kerne mit glatter oder welliger doppelter Kernmembran. Diese enthalten viele 53 m breite Poren. Der Nucleolus setzt sich aus dunklen und hellen Zonen zusammen; in den dunklen Zonen befinden sich 170 Å dicke Filamente. Im Nucleoplasma wurden 57–70 Å dicke Filamente und einige etwa 150 m große sternförmige Ansammlungen von Kernsubstanzen beobachtet, die als Chromatinteile gedeutet werden. Die Profile des endoplasmatischen Retikulums sind nach OsO₄-Fixierung stark erweitert, nach KMnO₄-Fixierung jedoch eng gestellt. Diese Membranen sind unregelmäßig im Cytoplasma verteilt und zeigen meistens vesiculäre Form. Nur selten wurden kleine Tubuli angetroffen, manchmal im Bereich von Nissl-Schollen, an deren Aufbau Ribosomen und Membranen beteiligt sind. Die Ribosomen kommen teilweise frei im Cytoplasma, teilweise an Membranen gebunden, vor. Sie fehlen im Abgangsteil des Axons aus dem Zellkörper. Die Erweiterung des endoplasmatischen Retikulums nach OsO₄- und die Engstellung nach KMnO₄-Fixierung bei demselben Individuum wurde als eine spezielle Reaktion dieser Nervenzellen auf die Fixierung bei alten Patienten mit Durchblutungsstörungen gedeutet. Ein Artefakt konnte jedoch nicht ausgeschlossen werden.In den Golgi-Membranen, aber auch entfernt von diesen erscheinen Granula (Durchmesser von 50–114 m). Einige Granula weisen eine Kapsel und ein relativ dichtes Zentrum auf, das von einer helleren Zone umgeben ist. Gruppen von gleichmäßig dunklen Granula mit einem maximalen Durchmesser von 70 m können entfernt von der Golgi-Zone liegen. Daneben wurden besonders nach KMnO₄-Fixierung in allen Cytoplasmazellen multivesicular bodies beobachtet. Die Granula in den Golgi-Zonen können vielleicht als eine Form von Neurosekret der sympathischen Neurone angesehen werden, zumal diese den Granula in den sympathischen Axonen und in anderen Zellen mit neurosekretorischer Aktivität ähneln.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung (1961/62). Ass. Prof. of Neuropathology of New York University, USA (on leave of absence). — Für freundliche Unterstützung danke ich Herrn Prof. Dr. W. Schwarz. Fräulein Barbara Finck, Frau Sybille Shunnar und Herrn E. Liersch bin ich für technische, Frau Ingrid Wolff für photographische Hilfe, Frau Dorothea Benisch für Unterstützung bei der Herstellung des Manuskriptes zu Dank verpflichtet.     

Vergleichende Untersuchungen an haploiden und durch Colchicineinwirkung diploid gewordenen Stämmen vonOedogonium cardiacum

Zusammenfassung Durch die Behandlung gut teilungsfähiger Fäden vonOedogonium cardiacum mit einer 1%igen Colchicinlösung während 36 Stunden läßt sich Polyploidie auslösen.Die Bestimmung des Zuwachses von je 65 fünfzelligen haploiden und diploiden Keimlingen nach 1, 2 und 3 Wochen ergibt für haploide und diploide Zellen eine weitgehend übereinstimmende Vermehrungsrate.Die haploiden Keimlinge reagieren auf eine leichte Veränderung der Außenbedingungen im Zuge der Überimpfung mit einer höheren Absterberate als die diploiden (31 gegenüber 9).Die Bestimmung der Zellzahl von 500 beliebigen Keimlingen aus Massenkulturen in Abständen von 10, 20 und 30 Tagen nach dem Überimpfen ergibt nach den ersten beiden Zeiträumen eine höhere Zahl für die haploiden, nach 30 Tagen aber eine merkbar höhere für die diploiden Keimlinge. Dabei ist nach 10 und 20 Tagen der Anteil Einzelliger bei den diploiden Keimlingen viel höher als bei den haploiden; ob dies auf verzögerter oder wiederholter Schwärmerbildung beruht oder an einem Keimverzug liegt, ist fraglich. Jedenfalls wird das anfängliche Nachhinken der diploiden Keimlinge nach 20–30 Tagen völlig ausgeglichen.Im Konkurrenzversuch erweist sich unter den gegebenen Kulturbedingungen die diploide der haploiden Sippe hinsichtlich der Vermehrungsrate überlegen; denn bei Beimpfung der Kulturgefäße mit je zehn haploiden und zehn diploiden 40zelligen Fäden (vier Parallelversuche) finden sich in 35 Tage nachher entnommenen Proben ungefähr 2/3 diploide und 1/3 haploide Zellen.Die Mittelwerte des Zellvolumens von haploiden und diploiden Keimlingen verhalten sich wie 14,6, die des Kernvolumens wie 14,0.Die Anzahl der Pyrenoide ist bei den diploiden Zellen erhöht (100 haploide Zellen enthielten 306, 100 diploide 584 Pyrenoide), das einzelne Pyrenoid ist etwas vergrößert.Hinsichtlich der Breite der Chromatophorenlamellen ergeben sich zwischen haploiden und diploiden Zellen keine wesentlichen Unterschiede.Die Chromosomenzahl vonOedogonium cardiacum beträgt n=19. Im haploiden Satz liegen drei verschiedene, charakteristisch gestaltete SAT-Chromosomen vor.Mit Hilfe der Colchicin-Behandlung lassen sich auch tetraploide Zellen und kurze Fadenstücke erzielen, doch zeigt sich bei diesen eine verminderte Vitalität.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den Ernährungsorganellen von Paramecium

Zusammenfassung Der Cytopharynx von Paramecium aurelia wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Aus Befunden und den aus zahlreichen Veröffentlichungen erhobenen lichtmikroskopischen Beobachtungen ließen sich Rückschlüsse auf den Vorgang des Einstrudeins der Nahrungspartikel und die Funktion der Schlundfasern bei der Bildung und Abschnürung der Empfangsvakuole ziehen. Beim Einstrudeln der Nahrungspartikel aus einem durch die Mundfeldbewimperung hervorgerufenen Zirkulationsstrom gelangen die peripher erfaßten Partikel durch die Mundöffnung, die durch Falten der Vestibulum- und Pharynxpellikula gebildet wird, in den Pharynx. Durch die Mundverengung wird sowohl ein Abfiltrieren zu großer Partikel als auch eine Reusenwirkung der in den Pharynx gelangten Nahrungspartikel bewirkt. Die in den Pharynx aufgenommenen Partikel werden von dem Peniculus und der Vierermembran zum Ösophagus befördert, wobei der Peniculus als hauptsächlichstes Schluckorganell angesehen werden muß. Zahlreiche Mikrovilli an den Cilien verhindern ein Zurückströmen der Partikel. Am Endabschnitt des Pharynx inserieren in Rippen die Schiundfasern, die röhrenförmige und in flachen Bändern angeordnete Fibrillen darstellen, denen Kontraktilität zugeschrieben wird. Sie führen am Ösophagus entlang caudalwärts und enden anscheinend blind im Cytoplasma. Im erschlafften Zustand ermöglichen sie eine Dehnung des Ösophagus, an dessen Endabschnitt die Empfangsvakuole gebildet wird. Nach maximaler Anschwellung der Empfangsvakuole erfolgt eine Kontraktion der Schlundfasern, die als Kontraktionswelle von der Ansatzstelle der Fibrillen aus caudalwärts fortschreitet, dabei den Ösophagus verengt, die Empfangsvakuole abschnürt und nach hinten wegbewegt. Am Pharynx gelegene hochgradige Fibrillenkomplexe werden als das von Gelei (1934) beschriebene Neuromotorium gedeutet. Lichtmikroskopische Befunde verschiedener Autoren über eine unterschiedliche Beschaffenheit der Wände (Membranen) in den einzelnen Cytopharynxabschnitten konnten elektronenmikroskopisch nicht bestätigt werden. Eine Klärung der funktionellen Bedeutung von schlauchförmigen Strukturen, die im Endabschnitt des Pharynx an den Rippen in den Pharynx einmünden, steht noch aus.     

Über das elektronenmikroskopische Bild des eosinophilen Granulozyten

Zusammenfassung Die elektronenmikroskopische Untersuchung der Körnchen der eosinophilen Granulozyten von Katze und Mensch enthüllt einen komplizierten Aufbau dieser in ihrer Größe wechselnden, bald rundlichen, bald kantigen Gebilde. Man kann an ihnen ein dichteres, sehr verschiedenartig geformtes Internum und ein weniger dichtes Externum unterscheiden. Neben kompakten Granula lassen sich in Auflösung begriffene Körper darstellen, die offenbar aus ersteren hervorgehen. Die Behandlung der eosinophilen Zellen mit Formalin, Alkohol, Xylol und Paraffin führt eine tiefgreifende Zerstörung der Cytoplasmastruktur herbei, nicht jedoch eine im elektronenmikroskopischen Bild deutlich werdende Veränderung des Feinbaues der eosinophilen Granula. Auf die Übereinstimmung des elektronenmikroskopischen Befundes mit den Ergebnissen chemischer Untersuchungen wird hingewiesen. Die Frage nach der Herkunft der eosinophilen Granula bleibt offen.Die Untersuchung wurde mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.Herrn Prof. Dr. H. Becher (Münster/W.) zum 60. Geburtstage gewidmet.