Zur Methodik der elektronenmikroskopischen Darstellung der Succinat-Tetrazoliumsalzreduktase mit TC-NBT

Zusammenfassung Fünf gebräuchliche Präparationsmethoden wurden auf ihre Eignung für die elektronenmikroskopische Darstellung der Succinat-Tetrazoliumsalzreduktase mit TC-NBT am Herzmuskel untersucht. Frieren und Tauen wie auch Waschen der Blöcke in Puffer vor der Inkubation in Medien mit Sacharosezusatz lieferten bei guter Strukturerhaltung spezifische Resultate. Reaktionsprodukt trat in der Innenmembran, zwischen Außen- und Innenmembran und intracristal auf. Auf einige Quellen für Fehlinterpretationen wird näher eingegangen.

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On the methods for the electron microscopic demonstration of succinate-tetrazolium salt reductase with TC-NBT

Summary Five conventional preparation methods were investigated with respect to their suitability for the electron microscopic demonstration of succinate-tetrazolium salt reductase in heart muscle. Specific results combined with satisfactory ultrastructural tissue preservation were obtained by means of freezing followed by thawing as well as by rinsing the tissue blocks in buffer solution just before incubation in saccharose-containing media. Reaction products were localized in the inner membrane and in the intermembrane and intercristal space. Some reasons for false interpretations are discussed.

     

Tetrazoliummethoden zum histochemischen Hydrolasennachweis

Zusammenfassung An gefriergetrockneten und Schnitten von nativem oder aldehyd-fixiertem Material wird die Eignung von Nitro BT (NBT), Tetranitro BT (TNBT), Distyryl Nitro BT (DS-NBT), Thiocarbamyl Nitro BT (TC-NBT) und Benzothiazolylstyrylphthalhydrazidyltetrazoliumcholorid (BSPT) als Hilfsreagentien zur Lokalisation von Glykosidasen, Phosphatasen und unspezifischen Esterasen mit Indoxylsubstraten an Rattenorganen geprüft.Mit NBT und TNBT lassen sich die saure -d-Galactosidase, -d-N-Acetylglucosaminidase, saure Phosphatase, Neuraminidase und unspezifische Esterase höchstens auf Zellebene nachweisen; präziser kann die Lactase--d-glucosidase im intestinalen Bürstensaum dargestellt werden. Die besten Resultate liefert die Untersuchung der alkalischen Phosphatase; mit TNBT ist das Tetrazoliumverfahren unter allen bisher beschriebenen Reaktionen die Methode der Wahl für die lichtmikroskopische Darstellung dieses Enzyms.Mit BSPT als Tetrazoliumsalz und anschließender Osmierung seines Formazans lassen sich alle sauren und neutralen Hydrolasen exakt in Lysosomen, Sekretgranula, Cytoplasma und/oder Mikrovilli fassen; gleichzeitig sind damit ultracytochemische Studien möglich. Die alkalische Phosphatase reagiert mit BSPT nur an hochaktiven Stellen positiv.-DS- und TC-NBT sind NBT, TNBT und BSPT unterlegen.

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Tetrazolium methods for the histochemical investigation of hydrolases

Summary Using freeze-dried or sections from fresh-frozen or aldehyde-fixed material nitro BT (NBT), tetranitro BT (TNBT), distyryl nitro BT (DS-NBT), thiocarbamyl nitro BT (TC-NBT) or benzothiazolylstyrylphthalhydrazidyl tetrazolium chloride (BSPT) were tested as auxiliary reagents for the localization of glycosidases, phosphatases and non-specific esterases with indoxyl substrates in rat tissues.By means of NBT or TNBT as a tetrazolium salt acid -d-galactosidase, -d-N-acetylglucosaminidase, acid phosphatase, neuraminidase and non-specific esterase can only be localized at the cellular level; a more precise localization is possible for lactase--d-glucosidase in the intestinal brush border, and the best results are obtained in the demonstration of alkaline phosphatase; among all methods described previously the tetrazolium procedure with TNBT is the method of choice for the light microscopic localization of this enzyme.Reverse data are observed with BSPT as a tetrazolium salt; then, all acid and neutral hydrolases can be exactly localized in lysosomes, secretion granules, cytoplasm and/or microvilli of many cells and tissues provided BSPT-formazan is stabilized by osmification. Furthermore, this procedure enables the reliable ultracytochemical demonstration of these enzymes. However, in the case of alkaline phosphatase only sites with high enzyme activity reveal a positive reaction.-DS- and TC-NBT are inferior to NBT, TNBT or BSPT.

     

Die Feinstruktur der Terminalzellen (Cyrtocyten) an den Protonephridien der Priapuliden

Zusammenfassung Die Feinstruktur der Terminalzellen von beiden Priapulidengattungen (Halicryptus und Priapulus) wird beschrieben. Beide Formen sind grundsätzlich gleich gebaut. Die Reusenröhrchen sind das Produkt vieler Terminalzellen (Cyrtocytengewebe). Die Wand der Röhrchen wird von den Zellkörpern und ihren Fortsätzen, querverlaufenden Stäbchen und einer feinen Membran gebildet. Dabei überspannen die Stäbchen den Raum zwischen den Fortsätzen, die feine Membran den Raum zwischen den Stäbchen.Im Lumen der Röhrchen befinden sich viele Geißeln, die in Einzahl von jeder Terminalzelle abgehen, außerdem noch lange dünne Zellausläufer, hier Leptotrichien genannt, die in großer Zahl den Zellen entspringen.Der Bau der Terminalzellen der Priapuliden zeigt, daß sie zum Zelltyp der Cyrtocyten gehören. Ein Vergleich mit den schon bekannten Formen dieses Zelltyps macht die Sonderstellung dieser Cyrtocytenform klar. Insbesondere kann man zum ersten Mal von einem Cyrtocytengewebe sprechen.In den Betrachtungen zur Funktion wird der Ort der Filtration diskutiert. Außerdem wird die Möglichkeit phagocytotischer und pinocytotischer Vorgänge erörtert. Die Bedeutung der Leptotrichien wird besprochen.Die Cyrtocyten wreden mit morphologisch und funktionell ähnlichen Strukturen, nämlich den sog. gefensterten Wirbeltierkapillaren, verglichen. Es wird festgestellt, daß ähnliche Aufgaben durch zwei verschiedene Wandtypen erfüllt werden.     

Blutbildung in der Nebenniere

Zusammenfassung In der Nebenniere des Meerschweinchens und der Maus werden Blutbildungsherde nachgewiesen, die nach unserer Ansicht mit größter Wahrscheinlichkeit lokal entstanden sind. An Hand des Schrifttums wird die Blutbildung im prävertebralen Raum in ontogenetischer und phylogenetischer Hinsicht erörtert.     

Strukturbesonderheiten der Anurenepiphyse nach prolongierter Osmierung und Anwendung der Acetylcholinesterase-Reaktion

Zusammenfassung Mit der prolongierten Osmierung nach Friend wird an den Außengliedern der pinealen Sinneszellen von Rana temporaria eine körnige Schwärzung erzielt. Diese Partikel haben einen Durchmesser von etwa 50 Å. In Analogie zu den Befunden an den retinalen Stäbchen (Eakin und Brandenburger) wird das geschwärzte Material als das Reaktionsprodukt eines Photopigments gedeutet. Weiterhin kann man mit dieser Methode in den pinealen Stützzellen 300–2500 Å große Granula darstellen, die im Golgi-Apparat entstehen. Die für Stützzellen charakteristischen Granula ermöglichen eine sichere Erkennung kleiner Stützzellanschnitte. Obwohl der Chemismus der Friendschen Reaktion nicht bekannt ist, bewährt sich diese Fixierungsmethode bei der elektiven Darstellung bestimmter Zellstrukturen. So war es möglich, den Degenerationsablauf an den Sinneszellaußengliedern und das Verhalten von Zellfortsätzen im perivaskulären Raum präziser als bisher zu untersuchen. Mit der Acetylcholinesterase-Reaktion können in der Anurenepiphyse nur Ganglienzellen und deren Neuriten elektiv hervorgehoben werden; basaler Rezeptorenfuß und die plexiformen Zonen sind dagegen negativ.

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The anuran pineal organ after prolonged osmium tetroxide fixation and in acetylcholinesterase preparations

Summary 50 Å particles are selectively demonstrated in the cytoplasmic lamellae of the outer segments of the pineal sensory cells inRana temporaria after prolonged osmium tetroxide fixation according to Friend. In analogy to the interpretations of Eakin and Brandenburger concerning the rods of the lateral eye, it is assumed that a photopigment is present in the outer segment of the anuran pineal receptors. Furthermore, 300–2500 Å granules are demonstrated in the supportive cells; these originate in the Golgi zone. The characteristic granules of supportive cells are an important feature in the demonstration of small supportive cell segments. The chemical basis of the Friend reaction is not completely understood. However, the reaction proves to be useful in the demonstration of certain cell organelles. A more precise picture of degenerating outer segments of pineal sensory cells and of the distribution of terminal processes of different pineal cell types in the perivascular spaces can be obtained by the prolonged osmium tetroxide fixation. The nerve cells of the anuran pineal organ and their axons are demonstrated selectively by the acetylcholinesterase technique. The basal feet-like processes of the receptor cells and the plexiform zones of the pineal organ are negative in acetylcholinesterase preparations.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopischer Nachweis von Fettpartikeln im Disseschen Raum

Zusammenfassung Im Disseschen Raum der Leber von Meerschweinchen, Ratten und Mäusen findet man elektronenmikroskopisch regelmäßig kleine Fettpartikel mit einem größten Durchmesser von etwa 80 m. Derartige Fettpartikel treten auch in den mit dem Disseschen Raum in Verbindung stehenden Interzellularspalten (zwischen benachbarten Leberzellen) auf. Hier und da stülpt sich die Leberzellmembran ein, die Fetttröpfchen kommen damit in tiefe Buchten und Einsenkungen der Leberzelloberfläche zu liegen. Mitunter erscheinen auch im Cytoplasma der Leberzellen kleine von Membranen umhüllte Fetttröpfchen. Diese Beobachtungen sprechen für einen korpuskularen Übertritt von Fetttröpfchen aus dem Disseschen Raum in die Leberzelle. Sehr wahrscheinlich werden Fettpartikel von der Leberzelle, wie es vom Zottenepithel des Darmes bereits bekannt ist, durch Pinocytosevorgänge aufgenommen.Die Untersuchung wurde mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Messungen der Protonendosis der Gemini-Astronauten mit Kernemulsionen

Zusammenfassung Kleine Filmpacks mit Kernemulsionen wurden auf den Gemini-Flügen von den Astronauten direkt auf dem Körper unter dem Raumanzug getragen. Die Auswertung der Bahnspuren in Ilford-G.5 und -K.2-Emulsionspaaren erlaubte eine genaue Bestimmung von Fluß und Energieverlustspektrum und damit der Dosis der Protonenstrahlung, der die Gemini-Kapsel im Flug durch die Südatlantische Anomalie des Strahlengürtels ausgesetzt war. Trotz der starken Vorfilterung in der Kapselwand und anderen Materialien in der Kapsel erweist sich die Strahlung am Meßort in der Emulsion noch als sehr weich. Mehr als 40% der örtlichen Dosis in der Emulsion ist von Protonen einer Reichweite von weniger als 1 mm Gewebe erzeugt. Als Folge dieser spektralen Zusammensetzung ergeben sich große Unterschiede im Strahlenspiegel in der Kapsel, die selbst im gleichen Filmblatt über Abstände von Millimetern sich noch geltend machen. Die Dosen an je drei Meßstellen direkt an den Astronauten auf dem 14tägigen Gemini-Flug GT-VII variieren von 159 bis 233 millirad. Der Elektronen- und Gammauntergrund erscheint sehr gering, wurde aber nicht im einzelnen bestimmt. Der Dosisbeitrag von schweren Kernen wurde durch Schätzung der Atomnummer mit Hilfe einer Vergleichsskala größenordnungsmäßig bestimmt und ergab sich als kleiner als 10 millirad. Es erscheint außerordentlich schwierig, die wahre Strahlenbelastung und die höchstzulässige Dosis für Ganzkörperbestrahlungen in solch bizarren Strahlenfeldern, wie sie sich aus den Messungen ergeben, festzulegen.Die in dieser Arbeit mitgeteilten Messungen wurden im Auftrage des Manned Spacecraft Center der National Aeronautics and Space Administration der USA durchgeführt. Die geäußerten Ansichten sind ausschließlich die des Verfassers und stellen keine offizielle Verlaut barung des Auftraggebers dar.     

Modellversuche zum elektronenmikroskopischen Nachweis von Noradrenalin

Zusammenfassung Zur Klärung der selektiven Darstellbarkeit von Noradrenalin nach Fixierung mit Glutardialdehyd wurden Modellversuche durchgeführt. Die Beständigkeit der geprüften Reaktionsprodukte auch im sauren Milieu spricht gegen das Vorliegen einer Schiff schen Base, wohl aber zusammen mit dem negativen Ausfall der Ninhydrinreaktion für einen — bei Dicarbonylverbindungen ohnehin typischen — Ringschluß des Glutardialdehyd an der primären Aminogruppe von Noradrenalin oder Hydroxytyramin. Die phenolischen OH-Gruppen nehmen an der Reaktion nicht direkt teil. Das Amin-Dialdehyd-Umsetzungsprodukt ist in wäßrigen Lösungen schwerer löslich als das Amin selbst und verbleibt im Gewebe. Da allerdings auch nach Alkoholextraktion von Nebennieren noch Noradrenalin nachweisbar ist, muß zumindest eine teilweise Verankerung an Gewebsbestandteile vorliegen. Durch verschiedene Puffer mit physiologischem pH werden die Vesikelmembranen der Catecholamingranula zunächst nicht geschädigt, sondern offenbar erst unter Aldehydeinfluß für Amine passierbar. Tritt eine Reaktion mit Dialdehyd ein, so verbleibt die resultierende Verbindung im Gewebe, sonst kommt es zur Ausschwemmung noch während der Einwirkung der wäßrigen Aldehydlösung.

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Model experiments for electron microscopic demonstration of noradrenaline

Summary Model experiments were carried out to understand the selective demonstrability of noradrenaline in consequence of fixation with glutaraldehyde. The obvious stability of the reaction products tested even at low pH is in contradiction to the assumption that Schiff bases are formed. Rather together with a negative ninhydrine reaction this strongly suggests a cycle reaction of glutaraldehyde at the primary amino group of noradrenaline or hydroxytyramine. This cycle reaction is a type, typical of dicarbonyl compounds anyhow. The phenolic OH-groups of the amines are not involved directly. As the compound formed by primary amine and dialdehyde is less soluble in aquous media than the amines, it will remain in the tissue. Even after extracting suprarenal glands with aethanol, however, there still is a positive chromatereaction with noradrenaline. Therefore there must be a linkage of the noradrenaline at least in parts to tissue structures. Various buffer solutions at physiologic pH do not alter the membrane of amine granules. Rather destruction of membranes is obviously caused by aldehydes, thereby increasing their permeability for amines. If there is a reaction of amine with the dialdehyde the compound thus formed will remain in the tissue, if not the amine will be washed out from it, even before fixation with the aquous solution of an aldehyde has come to an end.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Zur Zeit Gast am Anatomischen Institut Tübingen. Ständige Adresse: Institut für Histologie u. Embryologie der Tierärztlichen Hochschule in Wien.     

Die Innervation der Lungenarterien in reimplantierten Hundelungen

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Nervenplexus der Pulmonalarterien reimplantierter Lungen von Hunden, deren Überlebenszeiten zwischen 20 Tagen und 5 Monaten lagen, haben zu folgenden Ergebnissen geführt: Im distal von der Arterienanastomose gelegenen Abschnitt der A. pulmonalis ist der größte Teil der Nervenfasern degeneriert. Diese degenerierten Fasern gehören zu extrapulmonalen Ganglienzellen (Grenzstrang des Sympathicus, N. vagus, extrapulmonaler Plexus peribronchialis). Zwischen Adventitia und Media der mittleren und kleinen Äste der A. pulmonalis können reichlich intakte Nervenfasern beobachtet werden, und im Bereich der Arteriolen fallen nur intakte Axone auf. An den terminalen Axonen sind synaptische Anschwellungen mit den feinstrukturellen Merkmalen adrenergischer oder cholinergischer Nerven nachzuweisen.In biochemischen Untersuchungen wurden Gehalt und Aufnahme von Noradrenalin (NA) in Stamm-, Lappen- und Segmentarterienwänden von normalen und reimplantierten Hundelungen quantitativ bestimmt. Die Reimplantationszeiten betrugen hierbei 6, 15 und 20 Tage. In teilweiser Übereinstimmung mit den elektronenmikroskopischen Befunden haben diese biochemischen Untersuchungen ergeben, daß im distal von der Arterienanastomose gelegenen Teil der A. pulmonalis praktisch keine NA-Aufnahme oder -Speicherung mehr nach-weisbar ist.Die Befunde werden wie folgt interpretiert: Die Innervation der mittleren Pulmonalarterienäste erfolgt zum Teil, die der kleinen und kleinsten Arterienäste ausschließlich von intrapulmonalen Ganglienzellen des Plexus peribronchialis aus, während die A. pulmonalis mit ihren großen Ästen im wesentlichen von extrapulmonalen Ganglienzellen innerviert wird.

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The innervation of the pulmonary arteries in reimplanted canine lungsStudies of ultrastructure, noradrenalin content and uptake

Summary Electron microscopic studies on pulmonary arteries 20 days to 5 months after lung reimplantations (dogs) yielded the following results: In the plexus arterialis of the stem of the pulmonary artery most of the nerve fibres were found to be degenerated. These fibres belong to extrapulmonary ganglionic cells (i.e., sympathetic chain, vagus nerve, extrapulmonary peribronchial nerve plexus). Whereas in the nerve plexus of some of the branches of the pulmonary arteries and at the site of the arterioles no degenerated nerve fibres could be detected. The fibres which survived showed synaptic swellings with the fine structural characteristics of either adrenergic or cholinergic nerve terminals.Further investigations on the content and uptake of noradrenalin (NA) are consistent with the assumption that a part of the adrenergic nerves survived in the walls of the pulmonary arteries of reimplanted lungs, 6, 15, and 20 days after reimplantations. The highest decrease in the NA-content as well as in the NA-uptake was found in the stem of the artery in reimplanted lungs. Our present and previous findings lead to the following conclusion: in reimplanted lungs autonomic innervation of middle-sized, smaller, and smallest branches of the pulmonary artery is mainttained. The innervating nerve terminals belong to ganglionic cells of the plexus peribronchialis.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Die Kenntnis der Mikromorphologie der Saumzellen des Dünndarmepithels wird in einigen Punkten ergänzt (Ausbildung des Terminalgespinsts, Zusammenhang von endoplasmatischem Retikulum und perinukleärer Zisterne, Centrosom).Durch Erniedrigung und Erhöhung des osmotischen Drucks im Darminhalt werden die in den verschiedenen Membransystemen der angrenzenden Zellen eingeschlossenen flüssigen Mischphasen beeinflußt. Die sich hierbei ergebenden Veränderungen von Form, Größe und Dichte der Zelle und ihrer Komponenten werden beschrieben. Der Weg des Wassers führt durch die Epithelzellen über die epithelialen Interzellularräume in den subepithelialen Raum. Einige Eigenschaften der verschiedenen Membranen der Zelle werden besprochen. Die flache Form der Sacculi in den Golgi-Zonen und der Cysternen des endoplasmatischen Retikulums wird darauf zurückgeführt, daß der osmotische Druck in diesen Räumen niedriger liegt als im angrenzenden Cytoplasma. Es wird vermutet, daß aktive Transportleistungen der Membranen des endoplasmatischen Retikulums zu einem Kreislauf von Stoffen zwischen Kern und Cytoplasma führen.

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Teilweise vorgetragen auf der 9. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Freiburg, Oktober 1959.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zum Problem der Ocellenfunktion bei den Insekten

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden teils experimentell, teils aus vorhandenen Abbildungen die Augenkonstanten einer Anzahl von Insektenocellen bestimmt.Diese ergeben, daß die Ocellen bei großer Lichtstärke und geringem Auflösungsvermögen nur für die Rezeption von Helligkeit und Lichtrichtung in Anspruch genommen werden können. Sie ergänzen bei gut fliegenden Tieren infolge ihrer großen Lichtstärke die lichtschwachen Appositionsaugen.Versuche mit den Arbeitern von Formica rufa zeigen, daß es für ihre Abwehrreaktion gegen dunkle Gegenstände einen innerhalb einer Versuchsreihe konstanten kleinsten Sehwinkel (Reaktionswinkel) gibt, der im übrigen mit Temperatur und Beleuchtung meßbar variiert.Versuche, im Experiment die Funktion der Ocellen festzustellen, fielen, wie bisher immer, negativ aus.Herrn Prof. Kühn schulde ich Dank für die Anregung zu dieser Untersuchung und wohlwollende Förderung; ferner spreche ich Herrn Prof. Pohl, Der mich in der Arbeit durch Beratung in physikalischen Fragen und durch Überlassung von Räumlichkeiten und Apparaten im I. Physikalischen Institut der Universität weitgehend unterstützte, sowie den Assistenten im Zoologischen und Physikalischen Institut, den Herren Dr. Kröning und Dr. Kuhn, und Herrn Dr. Gudden für Anregungen und Ratschläge meinen Dank aus.     

Über die Bildung von Stromasubstanz und Thylakoiden im Raum zwischen dem äusseren und inneren Teil der Plastiden-Doppelmembran

Zusammenfassung In den Chloroplasten der Keimblätter des Oenotherenbastards velans · ^h hookeri mit lamarckiana-Plastiden (aus Oenothera lamarckiana x Oe. hookeri) weichen die beiden Teile der begrenzenden Doppelmembran des öfteren innerhalb eines beschränkten Teils des Plastidenumfangs auseinander. Der zwischen ihnen befindliche, gewöhnlich nur 100–300 Å breite intramembranöse Bereich kann dadurch u. U. größer sein als der normale, innerhalb der gesamten Doppelmembran liegende Innenraum des Chloroplasten.Dieser vergrößerte intramembranöse Bereich ist gegenüber dem übrigen, unverändert schmal gebliebenen intramembranösen Raum nicht durch eine Membran abgegrenzt. Er ist aber von einer Substanz angefüllt, die in ihrem Kontrast weitgehend dem Plastidenstroma entspricht. Gleichzeitig enthält dieser, nunmehr stromaerfüllte Raum auch Thylakoide. Diese sind ganz analog zu denen im normalen Chloroplasten-Innenraum ausgebildet und können auch zu Grana gestapelt sein. Wenn im normalen Chloroplasten-Innenraum die Thylakoide infolge der vorhandenen Inkompatibilität zwischen Genom und Plastom stark verlängert oder vesikelartig aufgebläht sind, so ist dasselbe auch bei denen im intramembranösen Raum der Fall. Im Endzustand der Entwicklung besteht gewöhnlich zwischen der Strukturausbildung im normalen Chloroplasten-Innenraum und jonor im vergrößerten intramembranösen Raum kein Unterschied. Im intramembranösen Raum kann sogar Stärke gebildet werden.Die Thylakoide im intramembranösen Raum entstehen durch Evagination der inneren Plastidenmembran in völliger Analogie zur normalen Thylakoidbildung, die unter Invagination derselben Membran vor sich geht. Bei vesikelartiger Ausbildung vermögen die Thylakoide im intramembranösen Raum tubuläre Einstülpungen zu bilden und sich u. U. auch durch knospungsartige Vorgänge zu vermehren.Auf Grund der geschilderten Entwicklungsvorgänge werden a) die Möglichkeiten einer spontanen Entstehung von Stromamaterial im intramembranösen Raum, b) die Verwendbarkeit der Bezeichnungen intramembranöser und extramembranöser Raum (Sitte, 1962), c) Schwierigkeiten bei der allgemeinen Anwendung des Schemas der Zellkompartimentierung von Schnepf (1966) und d) Fragen des Baues der Thylakoidmembranen diskutiert.

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On the formation of stroma-like material and of thylakoids in the space between the outer and the inner part of the plastid limiting membrane

Summary The cross between Oenothera lamarckiana and Oenothera hookeri produces among others the hybrid velans · ^h hookeri with lamarckiana-plastids, which is characterized by an incompatibility between the genome and the plastome. The result of this incompatibility is a more or less distinct bleaching of the leaves in the juvenile stage of the plants.The cells in pale-green leaf regions contain many chloroplasts, which show a partial broadening of the normally narrow space between the two electron dense lines of the plastid envelope (Fig. 1, 3, 4). This enlarged intramembranous space may become bigger than the normal interior space of the chloroplasts (Fig. 11), and it is not separated by a membrane from the remaining normal narrow intramembranous space of the plastid envelope (Fig. 1, 5).According to the contrast after KMnO₄-fixation, the material in the enlarged intramembranous region seems to be similar to the plastid stroma (Fig. 1, 4, 6). It is capable of storing starch (Fig. 14). The enlarged intramembranous spaces contain thylakoids which are sometimes arranged to grana. They cannot be distinguished from the thylakoids and grana in the normal interior space of the chloroplasts (Fig. 3, 4).Due to the transient incompatibility between the genome and the plastome, abnormalities in the thylakoid shape, e.g. vesiculation and/or an extraordinary elongation, occur in the chloroplasts. Such abnormalities are visible simultaneously in the normal interior space and in the enlarged intramembranous region of the same chloroplast (Fig. 4, 15).The thylakoids in the intramembranous space arise from evaginations of the inner membrane of the plastid envelope (Fig. 5b). This is completely analogous to the normal development of thylakoids, which takes place by an invagination of the same inner plastid membrane into the interior of the chloroplast (Fig. 5 a, 17). Vesicular thylakoids in the intramembranous space may occasionally produce small tubular invaginations (Fig. 6) and secondary vesicles by budding (Fig. 7).The possible formation of stroma-like material in the enlarged intramembranous region and some questions about the structure of thylakoid membranes are discussed.

     

Über die Lymphkapillaren in den Darmzotten von Meerschweinchen und Affe

Zusammenfassung Die zentralen Chylusgefäße in den Zotten des Duodenum und Jejunum von Meerschweinchen und Affe zeigen die Strukturbesonderheiten, die für die Lymphkapillaren des Dünndarms charakteristisch sind. Die Endothelzellen sind durch ihre langen Ausläufer in komplizierter Weise miteinander verzahnt. Sie können an diesen Stellen auseinanderweichen und größeren Chylomikronen den Durchtritt vom extrazellulären Raum in die Lymphkapillaren ermöglichen. Marklose Nervenfasern und vor allem glatte Muskelzellen der Muscularis mucosae treten mit dem Endothel der Lymphkapillaren in Kontakt. Das Zusammenwirken der Endothelverzahnungen mit der Zottenpumpe, die auf den Kontraktionen der glatten Muskelzellen beruht, wird im Hinblick auf den Lymphtransport diskutiert.

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Lymphatic capillaries in the intestine villi of guinea pig and monkey

Summary The central lacteals in the villi of duodenum and jejunum (Macaca mulatta, Cavia cobaya) exhibit the same structural peculiarities as the lymphatic capillaries in the villi of the small intestine in general. The endothelial cells overlap extensively at their margins. At these points they may be separated from each other so enabling larger chylomicra to pass from the extracellular space into the lumen of the lacteal. Nonmyelinated nerve fibres as well as smooth muscle cells of the Muscularis mucosae in particular contact the endothelium of the lymphatic capillaries. The co-operation of the endothelial interdigitations with the villus pump, realized by the contractions of the smooth muscle cells, is discussed as mechanism of the lymph transport.

30. Mai 1972.     

Die Feinstruktur der interstitiellen Grundsubstanz im inneren Nierenmark der Ratte bei verschiedenen Fixierungsarten

Zusammenfassung Das Interstitium des inneren Nierenmarkes von Ratten wurde nach Anwendung verschiedener Fixierungsarten und Versuchsanordnungen elektronenmikroskopisch untersucht. Neben Bindegewebszellen und kollagenen Fibrillen enthält der interstitielle Raum bandförmige, basalmembranartige Strukturen, in deren weiträumigen Maschen zwei weitere Komponenten, nämlich ein feingranuläres und feinfilamentäres Material sowie kontrastreiche, globuläre Partikel liegen. Diese beiden Formelemente stellen sich bei den verschiedenen Fixierungsarten und Versuchsanordnungen unterschiedlich dar. Bei der feingranulären und feinfilamentären Komponente handelt es sich wahrscheinlich um interstitielles Blutplasma. Diese Deutung wird gestützt durch die morphologische Ähnlichkeit mit dem Blutplasma der Blutgefäße, die unterschiedliche Darstellbarkeit nach Glutardialdehyd-und Formalinfixierung sowie durch die Befunde nach Gefäßperfusion und Nierenvenenstauung. Das Verhalten der globulären Partikel nach OsO₄-Einwirkung steht in Einklang mit der schon früher gegebenen Interpretation als präzipitierte saure Mukopolysaccharide. Ihr elektronenoptisches Bild wird im Vergleich zur bekannten makromolekularen Struktur der Mukopolysaccharid-Protein-Moleküle diskutiert.

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The ultrastructure of the interstitial ground substance in the inner medulla of the rat kidney investigated after various fixations

Summary The interstitial ground substance in the inner medulla of the rat kidney is examined electron microscopically after fixation with various fixation agents and under different experimental conditions. The papillary interstitium contains besides interstitial cells and few collagen fibrils basement membrane like material and two other components, fine granular-fibrillar elements and globular particles with heavy contrast. The appearance of the two latter interstitial components varies according to the different fixation agents used and to the experimental conditions. The fine granular and fine fibrillar material surrounds the globular particles numerously after glutardialdehyde-fixation but scarcely after formaldehyde-fixation. It increases after renal vein occlusion, but is diminished or absent, if the kidney is rinsed bloodfree. These results allow to conclude that this material represents interstitial bloodplasma. The behaviour of the globular particles after OsO₄-fixation agrees well with the earlier interpretation according to which they represent precipitated acid mucopolysaccharides. Their electron microscopic appearance is discussed in comparison with the known macromolecular structure of the acid mucopolysaccharides.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die orthopteren-fauna und pflanzengesellschaften der kahlschläge des arbergebietes im bayerischen wald,mit einem beitrag zum problem der makropterie

Zusammenfassung Während eines 12tägigen Aufenthaltes im September 1962 warden die Orthopteren-Fauna und Pflanzengesellschaften der Kahlschläge im Arbergebiet des Bayerischen Waldes in soziologischer Hinsicht bearbeitet. Zur Charakterisierung des Gebietes werden Klimadaten und die Vegetationsgliederung herangezogen.Die einzelnen Kahlschläge sind in ihrem Mikroklima nicht einheitlich, was anhand der Vegetation und Orthopteren-Verteilung gezeigt werden konnte. Die Orthopteren lassen sick auch in diesen Gebieten als Indikatoren des Mikroklimas verweaden.Es warden 13 Orthopteren-Arten erbeutet, die im Hinblick auf ihre ökologische Verbreitung charakterisiert werden. Am häufigsten ist auf allen Arber-Kahlschlägen die mesophile Art Omocestus viridulus vertreten, gefolgt von Roeseliana roeselii und Glyptobothrus biguttulus, wodurch die untersuchten Flächen mikroklimatisch als mäßig trocken bis mäßig feucht gekenuzeichnet werden.Eine direkte Parallelität zwischen Pflanzensoziation und Orthopteren-Population besteht nicht. Die vor allem auf die Bodenbeschaffenheit ansprechenden Pflanzen zeigen etwas trockenere Verhältnisse auf den Arberwiesen an als die Orthopteren.Ein Vergleich mit anderen Gebieten zeigt, daß O. viridulus mit zunehmender Höhe eine stärkere Assoziation mit xerophilen Arten eingeht.Auf engem Raum wurden von drei verschiedenen Arten holoptere Formen gefangen. Die Entstehung von makropteren Individuen wird als klimatisch bedingt hingestellt. Es wird diskutiert, ob bei verschiedenen Orthopteren-Unterordnungen die Flügelreduktion bzw. -verlänge-rung von gleichen Mechanismen gesteuert wird.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. B. Rensch zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Quantitative und qualitative elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Struktur des Leberläppchens normaler Ratten

Zusammenfassung Untersucht wurden zufällig ausgewählte Leberstückchen normaler Wistarratten. 25 lückenlose Übersichten von periportalen und zentralen Arealen des Leberläppchens, die aus 2564 elektronenmikroskopischen Einzelaufnahmen (Vergrößerung 4600 x) zusammengesetzt waren, wurden bei einer Gesamtvergrößerung von 53000 x mit Hilfe eines Liniengitters nach der Methode. von Loud quantitativ ausgewertet.Die mittlere Cytoplasmafläche eines Hepatocyten, der im Läppchenzentrum liegt, ist größer als diejenige einer in der Peripherie des Läppchens gelegenen Leberzelle, die Zahl der Anschnitte von Mitochondrien pro Cytoplasmafläche im Zentrum geringfügig größer als in der Peripherie. Die Zahl der Lysosomen pro Cytoplasmafläche ist in der Peripherie des Lobulus dreimal höher als in seinem Zentrum.Der Flächenanteil der Mitochondrienanschnitte an der Cytoplasmafläche im Zentrum beträgt 12,3%, im periportalen Bereich 19,3%. Die mittlere Fläche eines Mitochondrienanschnittes ist im periportalen Gebiet doppelt so groß wie im Zentrum, die Membranprofildichte in Mitochondrien periportaler Zellen ist um etwa ein Drittel größer.Schüsselförmige und schlegeloder hantelförmige Mitochondrien mit parallel zur Längsachse ausgerichteten inneren Membranen wurden nur im Zentrum des Leberläppchens gefunden. Dasselbe gilt für Plasmaprotusionen der Hepatocyten in den Disseschen Raum. Glykogenablagerungen sind gleichmäßig über den Lobulus verteilt, auffallend ist jedoch die ungleichmäßige Verteilung auf die einzelnen Zellen.Die quantitativen Daten werden mit histochemischen Befunden und biochemisch ermittelten Enzymaktivitäten verglichen. Die morphologischen Beobachtungen werden im Zusammenhang mit ähnlichen Befunden, die an pathologisch veränderten Lebern erhoben wurden, diskutiert.

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Structure of the hepatic lobule of the rat

Summary Small randomly chosen pieces of liver tissue of normal Wistar rats were investigated with the electron microscope. 25 survey pictures, consisting of 2564 individual micrographs, were analyzed quantitatively at a final magnification of 53,000 x by a linear scanning method as described by Loud.The average area of cytoplasm is larger in the centrolobular than in the periportal area. The number of mitochondria per unit of cytoplasmic area was roughly the same throughout a liver lobule. However, in the periportal zone the mitochondria were about two times larger than in the center and displayed a 30% higher membrane profile concentration. It was found that the total mitochondrial area per unit of cytoplasm was 12,3% in the centrolobular region as compared to 19,3% in the periportal zone. The number of lysosomes per unit of cytoplasmic area was about three times higher in the periportal than in the centrolobular zone.Cup- and dumbbell-shaped mitochondria with densely packed and longitudinally arranged internal membranes were only found in the centrolobular area. Irregular protrusions of the liver cell into the space of Disse were also found exclusively in this area. The amount of glycogen varied considerably from cell to cell but no significant difference in this respect could be seen between the two zones of the liver lobule.The quantitative findings are discussed with reference to available bio- and histochemical data. The morphological observations are compared with similar observations made on pathologically altered liver cells.

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Herrn Prof. Dr. med. Helmut Ruska zum 60. Geburtstag gewidmet.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Autoradiographie mit H3-Thymidin an der Thymusrinde der Maus

Zusammenfassung Ultradünnschnitte durch die Thymusrinde erwachsener männlicher Mäuse wurden mit einer Einkristallschicht von Ilford-L 4-Photoemulsion überzogen. In elektronenmikroskopischen Autoradiogrammen können die mit H³-Thymidin markierten Zelltypen besser erkannt werden als in lichtmikroskopisch-autoradiographischen Untersuchungen am gleichen Gewebe.Den größten Anteil der freien Zellen stellen die kleinen Lymphocyten mit dichten, von wenigen Ausnahmen abgesehen, unmarkierten Kernen und schmalem Zytoplasmasaum. In der subkapsulären Zone finden sich gehäuft große Lymphozyten und ihre Vorstufen mit einem umfangreichen, nicht so dichten Kern und einem breiteren, freie Ribosomen enthaltenden Zytoplasmasaum. 83% der Kerne dieser Zellen sind deutlich markiert. Die epithelialen Retikulumzellen im Inneren der Rinde und das Randepithel haben unmarkierte Kerne. Nur vereinzelt werden markierte Retikulumzellen unmittelbar unter dem Randsaum gefunden. Plasmazellen sind in der Rinde nur selten zu finden. Ihre Kerne weisen keine Markierung auf. Die lichtmikroskopisch-autoradiographisch erhobenen Befunde von Hinrichsen (1963, 1965) werden elektronenmikroskopisch bestätigt: Bei der Maus stellt die unmittelbar unter der Kapsel liegende Randzone des Thymus die Keimschicht zur Bildung von Thymuslymphozyten dar.

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Summary Sections of the thymus of adult male mice were covered with Ilford-L 4 photographic emulsion. In electron microscopic autoradiograms, the labelled cell types after H³-thymidine injection — can be more easily identified than with light microscopic autoradiographic methods.Most of the free cells are small lymphocytes with dense, mostly unlabelled nuclei and scanty cytoplasm. In the sub-capsular zone larger lymphocytes with a bigger, but not so condensed nucleus and more extensive cytoplasm containing free ribosomes can be found. 83% of their nuclei are labelled with tritiated thymidine. The nuclei of epithelial reticulum cells in the inner cortex and the surface epithelium are unlabelled. Only very few labelled reticulum cells can be found immediately under the connective tissue layer. Plasma cells are rarely found in the cortex. Their nuclei are not labelled. The light microscopic autoradiographic findings by Hinrichsen (1963, 1965) are electronmicroscopically confirmed: the lymphocytes of the mouse thymus originate in the immediately sub-capsular cortex of the thymus.

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Herrn Professor Bargmann zum 60. Geburtstag gewidmet.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Neurohistologische und fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen über die Innervation des Glykogenkörpers der Vögel

Zusammenfassung Mit Versilberung und mit der fluoreszenzmikroskopischen Technik von Falck-Hillarp wurden im Glykogenkörper des Vogelrückenmarks Nervenfasern dargestellt. Diese Nervenfasern stammen aus Kerngebieten, die den Glykogenkörper flankieren. Die stärkste Fluoreszenz dieser lumbalen Kernareale findet sich an den beiden Polen des Glykogenkörpers. Es wird angenommen, daß das beschriebene aminerge Neuronensystem einen funktionellen Einfluß auf den Glykogenkörper ausübt. Der Glykogenkörper der Vögel wird mit anderen zentralnervösen Glykogendepots verglichen.

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Neurohistological and fluorescence microscopic investigations of the innervation of the avian glycogen body

Summary Nerve fibers were demonstrated in the glycogen body of the avian lumbar spinal cord by using silver-impregnation and fluorescence microscopic (Falck-Hillarp) techniques. These nerve fibers originated from nuclear areas in lateral juxtaposition with the glycogen body. The fluorescence of the nuclear area was strongest near the polar regions of the glycogen body. It was suggested that the aminergic neurons of the avian lumbar spinal cord may influence the glycogen body. The avian glycogen body was compared with other storage sites of glycogen within the central nervous system.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Histologische Studie über die Innervation der Nebennierenrinde

Zusammenfassung Die Drüsenzellen der Nebennierenrinde erhalten ihre nervöse Versorgung zum größten Teil von einem in der Kapsel der Nebenniere befindlichen Nervengeflecht. Die Nervenfasern dringen sowohl mit dem Bindegewebe als auch mit den Gefäßen in die Nebennierenrinde ein. Sie entwickeln um die Zellgruppen des Parenchyms feinste, nervöse Netze, in denen multipolare, vegetative Ganglienzellen vorkommen. Vagus- und Sympathikusäste lassen sich in der Rindensubstanz nicht voneinander unterscheiden.Grobkalibrige Nervenfasern mit eigenartigen Schleifenbildungen gehören vielleicht dem Vagus an.Abgesehen von einem neurofibrillären Endnetz, dem im Drüsen parenchym die Übertragung nervöser Impulse zukommen muß, gelang es nicht, spezifische Endigungen irgendwelcher Art zu entdecken.Die Parenchymnerven hängen mit den Gefäßnerven zusammen.An der Mark-Rindengrenze breitet sich ein spezifisches Nervengeflecht aus, das sich aus breiten, grobkalibrigen Fasern zusammen setzt. Die Nervenfasern zeigen auf engem Raum häufig dichotomische Aufteilungen und bilden mit den Neurofibrillen des Kapselgeflechtes in der Nebennierenrinde ein untrennbares Netz.     

Zum Feinbau der ForaminifereAllogromia laticollaris

Zusammenfassung 1. Das Cytoplasma im Innern der Schale der monothalamen ForaminifereAllogromia laticollaris ist durch ein zusammenhängendes, die ganze Zelle durchziehendes Lakunensystem aufgelockert und zerklüftet. Dieses System steht über die Schalenöffnung mit dem Außenmedium (Seewasser) in Verbindung und wird zum Cytoplasma hin durch das Plasmalemm abgegrenzt; es ist somit extrazelluläres Gebiet. In extremen Fällen kann bei Zellen mit ausgestreckten Rhizopodien der größte Raum innerhalb der Schale mit Seewasser gefüllt sein. Die Zerklüftung des Cytoplasmas setzt sich im sublichtmikroskopischen Größenbereich weiter fort: Zahlreiche feine, zusammenhängende Cytoplasmastränge, z. T. mit einem Durchmesser von nur ca. 20 mµ, durchziehen diese Seewasser-Lakunen. Dadurch wird eine extreme Oberflächenvergrößerung des Protoplasten innerhalb der Schale erreicht.2. Das Lakunensystem ist daher sicher von Bedeutung für Austauschvorgänge (Atmung, Verdauung), die sich an dieser inneren Oberfläche vollziehen können. Daneben dient es als Platzreservoir für das Rhizopodienmaterial, welches beim Einziehen der Rhizopodien nicht mit dem Cytoplasma im Schalenraum zu einer kompakten Masse verschmolzen, sondern in Form von Strängen gestapelt wird.3. Da das Cytoplasma sowohl im Schalenraum als auch in den Rhizopodien immer in lakunisierter, strangförmiger Form vorliegt, können Ausstrecken und Einziehen der Rhizopodien ohne wesentliche Strukturveränderung des Cytoplasmas erfolgen und deshalb sehr schnell vor sich gehen.4. Innerhalb des Schalenraumes weistA. laticollaris vier unterschiedlich strukturierte Cytoplasmabereiche auf, die bei Zellen mit ausgestreckten Rhizopodien auch durch die quantitativ verschieden starke Ausbildung der Lakunen charakterisiert sind. Der Zellkern wird von einer extreme dünnen Cytoplasmaschicht gesäumt und liegt häufig fast isoliert in einer großen Lichtung des Hohlraumsystems.5. Die durchscheinende, flexible Schale ist aus filamentförmigen Strukturelementen aufgebaut, welche in eine Kittsubstanz eingelagert sind. Sie besteht zumindest teilweise aus sauren Mucopolysacchariden.

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On the fine structure of the foraminiferAllogromia laticollaris. I. Contribution: Cells with extended and withdrawn rhizopodia

The cytoplasm inside the shell of the monothalamous foraminiferAllogromia laticollaris is loosened and disrupted by a continuous vacuolar system (lacunary system), which extends through the entire cell. This system is separated from the cytoplasm by the cell-membrane and is directly connected to the outer medium (sea-water) across the shell-opening; it is therefore extracellular space. In extreme cases, most of the space inside the shell of cells with extended rhizopodia (reticulopodia) is filled with sea-water. The disruption of the cytoplasm is even more visible at a higher magnification: Numerous fine anastamosing cytoplasmic strands, partly with a diameter of only about 20 mµ, extend through these sea-water filled vacuolar spaces (lacunes). In this way an extreme enlargement of the cell-surface inside the shell is attained. Consequently, the lacunary system must be of importance for exchange processes (respiration, digestion) at this inner cell-surface. In addition, this system serves as a reservoir for the rhizopodia-material, not melted into a compact mass together with the cytoplasm inside the shell during rhizopodia withdrawal, but stored in the form of strands. Since the cytoplasm inside the shell, as well as within the reticulopodia, always exists in a vacuolar strand-like form, extension and withdrawal of the rhizopodia can take place without essential changes of the cytoplasmic structure and, therefore, can occur very fast. Within the shellA. laticollaris shows four differently structured cytoplasmic regions. In cells with extended reticulopodia these regions can be characterized by the different degree of extension of the lacunary system. The nucleus is surrounded by an extremely thin cytoplasmic layer and lies, often nearly isolated, within a large lacune of the vacuolar system. The transparent, flexible shell, consisting partly of acid mucopolysaccharides, is composed of filament-like structural elements embedded in a glue-like substance.