Die DÜnnschnittkontrastierung mittels Bariumchlorid: Eine Methode für den topochemischen Nachweis Von Stoffen mit unvollständig veresterten schwefelsäure gruppen im submikroskopischen Bereich

Zusammenfassung Subkutanes Gewebe aus der Schnauze von weißen Ratten wurde mit Glutaraldehyd fixiert, mit Osmiumtetroxyd nachfixiert und in ein Gemisch von Butyl- und Methylmethacrylat (91) eingebettet. Ultradünne Schnitte dieses Materials wurden auf Kupfernetze aufgenommen, welche mit einer Formvarfolie versehen waren, und dann für 5–7 Std auf einer 10% igen wäßrigen Bariumchloridlösung mit einem pH von 4,5 schwimmen gelassen (befilmte Seite der Trägernetze nach unten). Elektronenmikroskopisch konnte daraufhin eine beträchtliche Dichtezunahme der spezifischen Granula von Mastzellen und der Kollagenfibrillen beobachtet werden. All die anderen submikroskopischen Strukturkomponenten des subkutanen Gewebes zeigten dagegen keinen deutlichen Kontrastierungs-effekt. Die Selektivität der Bariumchloridmethode wurde noch viel augenscheinlicher, wenn sie bei Dünnschnittpräparaten von Gewebsstücken zur Anwendung kam, welche nicht mit Osmiumtetroxyd nachfixiert worden waren. Während alle anderen ultrastrukturellen Details des nur mit Glutaraldehyd fixierten Gewebes im Elektronenmikroskop so kontrastarm erschienen, daß sie nicht identifiziert werden konnten, waren die Mastzellengranula und die Kollagenfibrillen auf Grund ihrer erhöhten Dichte leicht zu erkennen. Die spezifischen Granula der Mastzellen weisen einen hohen Heparingehalt auf und vom Kollagen nimmt man an, daß es auf das engste mit Chondroitinsulfat vergesellschaftet ist. Sowohl das Heparin als auch das Chondroitinsulfat sind saure Mukopolysaccharide mit einer Vielzahl von unvollst andig veresterten Schwefelsäuregruppen. Auf Grund der großen Affinität der Bariumionen zu Sulfationen liegt die Vermutung nahe, daß die nach der Einwirkung von Bariumchlorid im Elektronenmikroskop feststellbare Kontrastzunahme der Mastzellengranula und der Kollagenfibrillen auf der Anwesenheit von Stoffen mit freien Schwefelsäuregruppen innerhalb dieser Strukturen beruht.

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Summary Subcutaneous tissue from white rats' snouts was fixed with glutaric acid dialdehyde, postfixed with osmium tetroxide, and embedded in a 91 butyl-methyl methacrylate mixture. After mounting on formvar coated copper grids ultrathin sections were floated face down for 5 to 7 hours upon a 10% aqueous solution of barium chloride at pH 4.5. This resulted in a considerable increase in electron density of the specific granules of mast cells and of collagen fibrils. All the other submicroscopic structures of the subcutaneous tissue did not show any definite staining effect. The selectivity of this barium chloride method became much more evident when it was applied to ultrathin sections of tissue specimens not postfixed with osmium tetroxide. While all the other ultrastructural components of the tissue fixed only with glutaraldehyde were to pale for identification, the mast cell granules and the collagen fibrils could be easily recognized by their enhanced electron contrast. The specific granules of the mast cells have a very high content of heparin, while collagen is said to be closely associated with chondroitin sulphate. Both heparin and chondroitin sulphate are acid mucopolysaccharides with a multitude of incompletely esterfied sulphate groups. The known affinity of barium ions for sulphate ions gives rise to the beliefe that the increased electron density of the mast cell granules and the collagen fibrils after staining with barium chloride is due to the presence of substances with free sulphate groups in these structures.

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Im Auszug vorgetragen auf der 11. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie (Zürich 1963) und am 8. Internationalen Anatomenkongreß (Wiesbaden 1965).     

Die zytochemische Identifikation der Mastzellvorstufen bei der Ratte

Zusammenfassung Die Regeneration von Gewebsmastzellen wurde durch Untersuchungen von Peritonealexsudat erwachsener Ratten verfolgt, die häufigen Spülungen der Bauchhöhle unterworfen wurden. Innerhalb von 4–6 Tagen kommt es zu einer starken Vermehrung unreifer Gewebszellen. Die Ausbildung von Alcianblau-positiven unreifen Granula in ungranulierten Vorstufen benötigt etwa 6 Std. Die Ausbildung von Safranin-positiven reifen Granula vollzieht sich in 48 Std. Die Ergebnisse der zytochemischen Untersuchungen unreifer Mastzellvorstufen sprechen für eine monozytogene Entstehung der Gewebsmastzellen.

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Cytochemical identification of rat tissue mast cell precursors

Summary In adult rats, the regeneration of tissue mast cells in peritoneal exudates was studied by repeated peritoneal lavages. After 4–6 days, tissue mast cells appeared in great numbers in peritoneal exudates. Alcian blue positive granules were first noted at 6 hrs in agranular mast cell precursors. Maturation with accumulation of safraninpositive granules was complete after 48 hrs. The cytochemical reactions of the earliest tissue mast cell precursors suggest a monocytogenic origin of tissue mast cells.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über die Entstehung von Mastzellgranula

Zusammenfassung In den Mastzellen der Gallenblase fetaler und neugeborener Meerschweinchen kommen neben wenigen homogenen Körnchen reichlich grobkörnige, reticuläre und lamelläre Granula vor. Da der Golgi-Apparat nur schwach entwickelt ist und nicht alle Granula von Membranen umgeben sind, wird geschlossen, daß die spezifischen Granula nicht in dieser Zellorganelle entstehen. Es gibt Anzeichen dafür, daß sie sich in situ im Zytoplasma entwickeln.

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The genesis of mast cell granules

Summary The mast cells in the gall bladder of fetal and newborn guinea-pigs contain few homogeneous granules and many coarse-granular, reticular and lamellate ones. Since the Golgi apparatus is poorly developed and since not all the granules are membrane bound, it is concluded that the specific granules do not originate in this organelle. There are indications that the granules develop in situ in the cytoplasm.

     

Die Feinstruktur gefriergebrochener Hormongranula

Zusammenfassung Gefriergebrochene Präparate (mit und ohne Ätzung) der Adenohypophyse und der C-Zellen der Schilddrüse von Ratte und Meerschweinchen wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Bei den Hormongranula dieser Zellen verlaufen die Bruchflächen im allgemeinen zwischen den beiden Membranflächen oder zwischen Granulum-Inhalt und Membran. Nur relativ selten werden Granula quergebrochen. Auf beiden Hälften der gespaltenen Membranen der C-Zellgranula werden etwa mit gleicher Häufigkeit Proteinpartikel (100–200 Å) gefunden. Bei den Granula der somatotropen Zellen treten auf der dem Plasma anliegenden Membranhälfte deutlich mehr Proteinpartikel auf als auf der dem Granuluminhalt anliegenden Hälfte. Der Inhalt der somatotropen und C-Zellgranula erscheint bei dieser Präparationsmethode aus einer dichten Packung von 80–100 Å großen Partikeln zu bestehen.Eine besonders strukturierte Zone zwischen Membran und Granuluminhalt konnte bei den bisherigen Untersuchungen nicht festgestellt werden. Durch Ätzung der Gefrierbrüche ließen sich keine zusätzlichen strukturellen Details der Granula darstellen.Eine durch Auswertung von stereoskopischen Aufnahmen gewonnene Größenverteilungskurve für die C-Zellgranula wird vorgelegt.

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The fine structure of freeze-fractured hormone granules

Summary Freeze-fractured preparations (with and without etching procedures) of guineapig and rat thyroid (C-) cells and anterior pituitary (somatotropic-) cells have been investigated with the electron microscope. The hormone granules of these cells in general split either between the two lamellae of their unit membrane or between the granule contents and the unit membrane. Only rarely cross-broken granules have been observed. Inner and outer lamella of the unit membrane of the C-cell granules contain in more or less similar frequency moderate amounts of protein particles of 100–200 Å diameter. In case of the somatotrophs the outer lamella contains higher numbers of these particles than the inner one. The contents of the C-cell and somatotroph granules seems to consist of densely packed 80–100 Å particles. A particular zone between contents and membrane (as observed on micrographs with conventional electron microscopy) could not be detected on freeze-fractured preparations. The etching procedure does not reveal additional details of the granule structure.A size distribution curve of the C-cell granules as determined from stereo-pairs, is given.

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Ultrastruktur der phaeochromen Zellen im Nebennierenmark der Ratte

Zusammenfassung Das Nebennierenmark der Ratte wurde vergleichend licht- und elektronenoptisch unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Die nach phaeochromer Reaktion im Lichtmikroskop sichtbaren hellen und dunklen Markzellen lassen sich anhand ihrer cytoplasmatischen Granula bei geeigneter Technik ultrastrukturell als zwei differente Zellsysteme identifizieren. Die Morphologie der Granula einerseits und das unterschiedliche Verhalten der beiden Zellsysteme nach Insulinapplikation andererseits erlauben, unter Heranziehung vor allem biochemischer Ergebnisse, den Schluß, daß der helle Zelltyp (I) vorwiegend oder ausschließlich Adrenalin, der dunkle Zelltyp (II) entsprechend Noradrenalin enthält. Diese Typisierung scheint auch für die phaeochromen Zellen des Nebennierenmarks anderer Tierspecies gültig zu sein. Es werden ferner die Faktoren diskutiert, welche bei der Darstellbarkeit der beiden phaeochromen Granulumtypen im Elektronenmikroskop eine Rolle spielen dürften.

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Summary The chromaffin cells of the adrenal medulla of the rat were investigated by light and electron microscopy on the resting animal and after insulin treatment. With adequate techniques, the light and dark cells visible in the light microscope after chromaffin reaction can be identified in the electron microscope, by their cytoplasmic granules, as two different cell types. The morphologic classification of the granules and the different reaction of the two cell types following the injection of insulin, under consideration of the biochemical, physiological and pharmacological findings, lead to the conclusion that the light cells (I) mainly or exclusively contain epinephrine; the same applies, as concerning norepinephrine, to the dark cells (II). This classification appears to apply also to the chromaffin cells of the adrenal medulla of other animal species. Furthermore, the factors are discussed which influence the visualization and the differentiation of the two types of chromaffin granules.

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Arbeit mit Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfonds und die Forschungs-kommission der Universität Basel.     

Histologische Untersuchungen an lymphatischen Organen des Huhnes (Gallus domesticus) während des ersten Lebensjahres

Zusammenfassung Bursa Fabricii, Thymus, Milz und Zäkaltonsillen von 63 Hühnern im Alter von 1 Tag bis zu 1 Jahr werden histologisch untersucht, wobei das Vorkommen der als bursaabhängig geltenden Keimzentren und Plasmazellen quantitativ erfaßt wird. Beide treten in der Milz und Tonsilla caecalis erst während des Reifestadiums der Bursa in zunehmender Menge auf. Mit Beginn der Bursainvolution werden Keimzentren und pyroninophile Zellen in der Milz selten, während in den Zäkaltonsillen kaum Veränderungen auftreten. Im Thymus verschiebt sich das Verhältnis zwischen Mark- und Rindenbreite zugunsten des Marks. Bei 8 Monate alten Tieren fehlt die Rinde vollständig. Plasmazellen treten im Thymusmark während des Reifestadiums der Bursa auf und nehmen mit dem Beginn deren Involution zu. In dem Zeitraum zwischen 2 Wochen und 5 Monaten ändert sich das Verhältnis zwischen reifen und unreifen Plasmazellen beständig zugunsten der reifen Plasmazellen.

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Histological studies of lymphatic organs in the chicken (Gallus domesticus) in the first year of age

Summary Bursa of Fabricius, thymus, spleen and cecal tonsils were histologically examined with special reference to the number of bursa-dependent germinal centers and plasma cells in 63 chickens, 1 day to 1 year old. Both structures appear in spleen and cecal tonsils increasingly during the bursal maturity stage. At the beginning bursal involution, germinal centers and pyroninophilic cells become rare in the spleen, in contrary no changes appear in the cecal tonsils. The medulla cortex ratio of the thymus changes in favour of the medulla, in animals 8 months of age the cortex is absent. Plasma cells appear in the medulla of the thymus during the bursal maturity stage and increase in number with beginning involution. During the period of 2 weeks to 5 months the proportion between mature and immature plasma cells changes in favour of mature cells.

Für technische Mitarbeit danke ich Frau U. Weinandt und Frau A. Schick.     

Postembryonale Entwicklung und Involution der Bursa Fabricii beim Haushuhn (Gallus domesticus)

Zusammenfassung Die Bursae Fabricii von Hühnern im Alter von 1 Tag bis zu 1 Jahr werden histologisch untersucht. Dabei sind nach dem histologischen Bild Postembryonal-, Ausreifungs-, Reife-, frühes und spätes Involutions- sowie Reliktstadium zu unterscheiden. Postembryonal-, Ausreifungs- und Reifestadium weichen im wesentlichen hinsichtlich Gesamtgröße, Follikelgröße und Zellzusammensetzung voneinander ab. Die Involution kann im Alter von 14 Wochen bis 5 Monaten beginnen. Während der Involution verschmelzen die Bursafalten, das Lumen verschwindet. Die Bursafollikel verlieren an der Lumenseite zunächst die Rinde, dann das Mark. Die Restfollikel lagern sich zusammen und werden nekrotisch, ein Teil bildet Zysten. Als Reliktstadien finden sich bis zum Alter von 1 Jahr fibrotische, muskel- und gefäßreiche Gebilde, die Bursafollikel, Keimzentren oder Lymphozytenhäufchen enthalten.

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Post-hatching development and involution of the bursa Fabricii in the chicken (Gallus domesticus)

Summary Bursae Fabricii were histologically examined in chickens 1 day to 1 year old. They were divided into 6 stages based on their histological appearance: the post-hatching, maturation, maturity, early involution, late involution, and residual stages. The post-hatching, maturation, and maturity stages differ with regard to bursal size, follicle size, and cellular composition. Involution may begin at 14 weeks to five months of age. During the course of involution, the bursal plicae grow together and the bursal cavity disappears. Near the luminal surface epithelium, the bursal follicles at first lose their cortex and then later their medulla. The remnant follicles join and undergo regressive and cystic changes. Residual stages are present up to 1 year of age; they are composed of fibrous connective tissue with smooth muscle and blood vessels and contain single bursal follicles, germinal centers, or lymphatic nodules.

Für technische Mitarbeit danken wir Fräulein U. Neumann und Frau A. Schick.     

Vergleichende histologische,histochemische und elektronenmikroskopische Untersuchungen an Tränendrüsen

Zusammenfassung Die menschliche Glandula lacrimalis ist eine tubulo-acinöse Drüse und besitzt mehrere Ausführungsgänge. Ihr fehlen Schaltstücke sowie Sekretrohre; die verzweigten Tubuli münden direkt in intralobuläre Ausführungsgänge. Histologisch und histochemisch sind zwei Zelltypen zu unterscheiden: sog. G-Zellen mit zahlreichen, sehr großen Granula, und sog. K-Zellen, die vorwiegend kleine Sekretkörnchen in geringer Menge enthalten. Alle Drüsenzellen verhalten sich PAS-positiv. Die G-Zellen (Drüsenzellen mit großen Sekretkörnchen) sind außerdem reaktiv auf Alcianblau, Astrablau, Rutheniumrot und nietachromatisch nach Toluidinblau. Hierbei handelt es sich demnach um saure Mucopolysaccharide enthaltende Sekretgranula.Die Feinstruktur zeigt den typischen Bau sekretorischer Zellen. Das basale Ergastoplasma ist stark entwickelt und erinnert an das Zellbild eiweißproduzierender Zellen. Augenfällig ist die Fülle von Golgi-Strukturen, die ohne Bevorzugung bestimmter Zellbezirke überall im Cytoplasma verteilt sind. Die zahlreichen Mitochondrion sind auffällig groß.Die supranucleären und apikalen Zellbezirke sind fast völlig vom kugeligen, ovoiden und häufig stark verformten Sekretvakuolen unterschiedlicher Größe ausgefüllt. Ihr Inhalt ist teilweise hell und strahlendurchlässig, teils fein, teils grob granuliert, teils elektronendicht, osmiophil und homogen. Die luminalen Plasmamembranen sind entweder glatt oder mit kurzen, stummeiförmigen Mikrovilli besetzt.In der menschlichen Tränendrüse wurden zahlreiche Hydrolasen und eine Reihe von Oxydoreduktasen aus der Glykolysekette, dem Zitronensäurezyklus, der Atmungskette und dem Pentosephosphatcyklus histochemisch nachgewiesen. Das Enzymmuster gleicht dem der Kaninchen-Tränendrüse. Die Befunde werden diskutiert.

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Comparative histological, histochemical and electronmicroscopical investigations on lacrimal glandsVI. The human lacrimal gland

Summary The human lacrimal gland is a tubuloacinar organ consisting of three rather distinct compartments: acini, tubuli and excretory ducts. Two of these compartments, the acini and tubuli, are the sites of secretory activity. There are two types of secretory cells: K-cells with large granules and G-cells containing a few of very small granules.Histochemically, acinar cells are uniformly characterized by a basal dense basophilia and PAS-positive material in the apical two thirds of the cytoplasm. In contrast, the granules of the G-cells are positive for Alcian blue, Astra blue, Ruthenium red and Toluidine blue.Electron microscopic studies have demonstrated further dissimilarities between these two cell types. If the vertical axis of an acinar cell is divided into four equal zones, it can be found that the basal zone always contains most of the rough-surfaced endoplasmic reticulum, the nucleus lies within the next zone, and the apical half of the cell is filled with secretory material of varying density and a number of scattered Golgi areas. Golgi profiles are most abundant in the granule-containing apical half of the cell but also occur near the nucleus and occasionally in the lateral areas of the basal zone.Secretory granules are bound by ill-preserved membranes. Their internal structure is partly electron lucent, partly electron dense, occasionally characterized by a flocculent graininess. Plasma membranes take different contours on various surfaces of the cell. Bordering the lumen they are relatively even but form a few microvilli. Acinar cells have many mitochondria, some of which may be rather large.Also the distribution pattern of some hydrolases and of a number of oxydoreductases of the glycolytic chain, the citric acid cycle, the respiratory chain and the hexose monophosphate shunt is reported for the human lacrimal gland. The enzyme patterns were similar to those observed in the rabbit.

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Gekürzter Teil einer Arbeit, die der Medizinischen Fakultät der Philipps-Universität Marburg als Habilitationsschrift vorlag.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Frage der Exocytose im Vorderlappen der Hypophyse

Zusammenfassung Serienschnitte vom Vorderlappen der Rattenhypophyse wurden elektronenmikroskopisch untersucht, um das Verhalten der Granula bei der Hormonabgabe aufzuklären. — Granula werden einzeln oder zu mehreren durch Exocytose aus der Zelle ausgeschleust. Serienschnitte lassen erkennen, daß granulahaltige Vakuolen, die innerhalb des Zytoplasmas in einer Schnittebene zu liegen scheinen, sich bereits im Extrazellularraum befinden. Die Granula gelangen nicht als Ganzes in die Blutbahn, sondern unterliegen einem Auflösungsprozeß. Hierbei verlieren sie an Massendichte. Wir nehmen an, daß für ihre Lyse und die Freisetzung der Hormone Milieuveränderungen und Diffusionsvorgänge von Bedeutung sind. Neben der Exocytose von Granula scheinen der Zelle noch andere Wege offen zu stehen, um hormonal wirksame Stoffe freizusetzen.

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On the problem of exocytosis in the anterior pituitary

Summary The question of the granular extrusion from normal anterior pituitary cells of the rat was investigated electromicroscopically (serial sections). Granules are released from the cell either separately or several together by exocytosis. Serial sections indicate that vacuoles containing granules appear in sections taken within the cytoplasm, but are actually situated in the extracellular space. The granules are dissolved, i.e. do not enter into the blood stream. During this process they partially loose electron density. Their lysis and the release of hormones is believed to be due to a change in the milieu and to a process of diffusion. Besides exocytosis of granules possibly other mechanisms of release of hormonally active components exist.

Herrn Prof. Dr. Werner Rotter, Homburg (Saar), zur Vollendung des 75. Lebensjahres in Dankbarkeit gewidmet.     

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 Beitrag zur Kenntnis des Glomus caroticum (Katze)

Zusammenfassung Die submikroskopische Morphologie des Glomus caroticum der Katze wird beschrieben. Zur Anwendung kamen zwei Fixationsmedien: 1.5%iges Glutaraldehyd in 1/15 m Sørensen-Puffer (pH 7,35; 520 Milliosmol) und 2.1%ige Osmiumsäure in 0,1m s-CollidinPuffer (pH 7,35; 310 Milliosmol). Ein Vergleich der Strukturen nach Behandlung mit den beiden Mitteln ergibt erhebliche Differenzen, die in einer Entleerung der osmiophilen Bläschen, Eluation der Gewebsmatrix und der Anwesenheit von inocytosebläschen an den Hüllzell- und Endothelmembranen nach Osmiumsäurefixation (s-Collidin-gepuffert) bestehen. Nach Fixation in Glutaraldehyd (in Sørensen-Puffer) sind diese Erscheinungen nicht vorhanden, hingegen stellen sich die osmiophilen Bläschen immer gefüllt dar. Sie sind auch in Nervenendigungen und in den präterminalen Nervenfasern zu finden. Nach Iversen (1967a, b) enthalten die osmiophilen Bläschen wahrscheinlich ATP und Katecholamine im molaren Verhältnis von 14. Zur Aktivierung von ATP bei einer hypoxischen Stoffwechsellage ist ein Einstrom von Ca²⁺ Ionen notwendig, die das Membranpotential der Chemorezeptorzellen verändern. Es wird ein Innervationsmechanismus aufgrund dieser Elektrolytverschiebung diskutiert.

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Ultrastructure of the carotid body of the cat

Summary Ultrastructure of the cat carotid body was studied after fixation in either 1.5% glutaraldehyde in 1/15 Sørensen buffer (pH 7.35; 520 milliosmol), or 2.1% osmium tetroxide in 0.1 M s-collidine buffer. After fixation in osmium tetroxide, the content of osmiophilic granules was depleted, elution of the tissue matrix was observed, and pinocytotic vesicles appeared at covering and endothelial cell membranes.After fixation in glutaraldehyde, these characteristics were not observed and osmiophilic granules were always filled. Osmiophilic granules were also present in nerve endings and preterminal nerve fibers. According to Iversen (1967a, b), the osmiophilic granules probably contain ATP and catecholamines in a 14 molar ratio. To activate ATP in hypoxic states, it appears that Ca²⁺ ions must diffuse into the chemoreceptor cells to alter their membrane potential. The resulting electrolytic changes appear to be related to carotid body excitation.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Induktion der Phenylalanin-Ammonium-Lyase in Gewebekulturen vonHaplopappus gracilis

Zusammenfassung In Zellkulturen vonHaplopappus gracilis, die nur im Licht Anthocyan synthetisierten, wurde die PAL-Aktivität untersucht. Diese Kulturen wiesen auch im Dunkeln, abhängig vom Zeitpunkt der letzten Übertragung auf frisches Nährmedium, deutliche Unterschiede in der Höhe der PAL-Aktivität auf. Blaulicht führte in jedem Falle zu einer Erhöhung der PAL-Aktivität und zu anschließender Anthocyansynthese. Den größten Einfluß auf die Aktivität des Enzyms hatte Blaulicht auf 3 Wochen alten Kulturen. Nach 48stündiger Bestrahlung betrug der Anstieg der Enzymaktivität 400%, dann folgte ein allmählicher Rückgang. Der Proteingehalt und die MDH-Aktivität der Kulturen blieben während dieser Zeit konstant. Ein PAL-inaktivierendes System konnte in denHaplopappuskulturen nicht nachgewiesen werden. Aber Actinomycin D und Puromycin hemmten die Blaulicht-induzierte PAL-Synthese. Rotlicht hatte in allen Versuchen keinen Effekt auf die Höhe der Enzymaktivität.

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Induction of phenylalanine ammonia-lyase in tissue cultures ofHaplopappus gracilis

Summary The PAL activity of cell cultures ofHaplopappus gracilis was investigated. These showed anthocyanin synthesis only after exposure to light. Blue light always led to an increase of PAL activity and subsequent anthocyanin production. But also in the dark, only depending on the time after the passage to fresh medium significant changes in PAL activity have been detected. The highest effect of blue light on the activity of the enzyme was observed in the cultures three weeks after passage to fresh medium. Irradiation for 48 hours with blue light then resulted in a 400% rise of PAL activity followed by a gradual decline. In these experiments no changes of total protein content or MDH activity were found. There also was no evidence for a PAL-inactivating system. Actinomycin D and Puromycin inhibited the blue light induced increase of PAL activity. Irradiation with red resp. farred light alone or given after induction with blue light had no effect on the enzyme synthesis.

     

Altersabhängigkeit des Toluidinblau-Dichroismus und der Anisotropie der Fasern in der Wachstumszone menschlicher Rippen

Zusammenfassung Die parallel zu den Säulenknorpelzellen in der Knorpelmatrix der Wachstumszone menschlicher Rippen verlaufenden Faserbündel untersuchten wir nach standardisierter Toluidinblau-Färbung absorptionsoptisch mit dem Leitz-Mikrospektrographen und polarisationsoptisch mit einem Berek- und einem Brace-Köhler-Kompensator. Bei 35 Autopsiefällen zwischen 0 und 22 Jahren wurde der Gangunterschied der Doppelbrechung an ungefärbten und an gefärbten Schnitten und der Dichroismus der Faserbündel an gefärbten Präparaten bestimmt. Der metachromatische Index wurde berechnet. Für alle Parameter ergab sich eine charakteristische altersabhängige Verteilung der Meßwerte, die darauf hinweist, daß die höchste molekulare und strukturelle Ordnung der Faserbündel bereits im 8. Lebensjahr erreicht wird. Der mit dem Lebensalter kintinuierlich zunehmende Gangunterschied kann durch den progredienten Wasserverlust der Fasern erklärt werden.

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Age-dependency of Toluidine-blue dichroism and birefringence of fibers within the costo-chondral junction of human ribs

Summary The chondral fibers running parallel to the chondrocyte columns within die costo-chondral junction of human ribs were investigated quantitatively following standardized Toluidine blue staining by using the Leitz-Mikrospektrograph for observing the absorption spectrum, and by employing both a Berek- and a Brace-Köhler compensator for polarization measurements. Autopsy material was obtained from the ribs of 35 children and adults at the age of 0 to 22 years. Refractivity was measured in stained and unstained paraffin sections, whereas dichroism and metachromatic index (MI) of the fibers were determined in stained specimens.All three parameters showed characteristic, quantitative age-dependent variations indicating that the highest degree of molecular and structural adjustment and alignment of the fibers is already being reached at the age of 8 years. The continuously higher refractivity of the fibers with increasing age and bone maturity may be explained by a progressive loss of water by the fibers.

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Die Ergebnisse dieser Arbeit sind Teil der Dissertationsschrift von Herrn Heuft

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft, AZ Bo 395/4/5     

Die Feinstruktur des paraganglionären Gewebes im Plexus suprarenalis des Meerschweinchens

Zusammenfassung Die Feinstruktur der chromaffinen paraganglionären Zellinseln im Endoneuralraum des Plexus suprarenalis wird beschrieben.Das paraganglionäre Gewebe liegt neben Kapillaren mit teilweise fenestrierten Endothelien und spärlich verstreuten Bindegewebszellen. Es wird von zwei Zellarten aufgebaut:Typ I-Zellen (chromaffine Zellen) mit großen, locker strukturierten Kernen enthalten im Zytoplasma elektronendichte Granula (1000–1600 Å Durchmesser) mit eng anliegender Membranbegrenzung und Vesikel von 2000–4000 Å Durchmesser, deren dichter Inhalt meist exzentrisch gelegen und durch einen weiten Spalt von der Membran getrennt ist. Weiters beobachtet man ausgedehnte Golgiregionen und in ihrer Nähe uncharakteristische (Entwicklungs-) Formen der beschriebenen Granula, Mitochondrien, Ergastoplasma und freie Ribosomen. Mikrotubuli und Plasmafilamente sind regelmäßig, multivesiculated bodies gelegentlich zu finden.Typ II-Zellen (Hüllzellen) bilden eine Basalmembran aus und umgeben die chromaffinen Zellen mit dünnen Fortsätzen. Die Zellorganellen sind in der Nähe des Kernes gelegen, die Fortsätze weisen eine dichte, z. T. geordnete, fibrilläre Strukturierung auf. An der Zelloberfläche beobachtet man regionäre Zytoplasmaverdichtungen. Die Hüllzellen enthalten keine Bläschen mit elektronendichtem Inhalt.Markfreie Nerven, in Schwannsche Zellen und Hüllzellen gelagert, ziehen an die Typ I-Zellen heran und bilden an deren Oberfläche synaptische Verbindungen aus. Dabei erscheinen die chromaffinen Zellen stets als postsynaptischer Teil der Formation.Die Typ I-Zellen werden als endokrin tätige Zellen aufgefaßt, die durch Abgabe von Katecholaminen hemmend auf die Impulstransmission wirken. Die Typ II-Zellen entsprechen den Schwannschen Zellen.

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Fine structure of paraganglionic tissue in the suprarenal plexus of the guinea pig

Summary The fine structure of chromaffin paraganglionic tissue situated in the endoneural space of the plexus surparenalis is described.The paraganglionic tissue is found near capillaries with partially fenestrated endothelial cells and rarely scattered connective tissue cells. Two cell types are observed:Type I-cells (chromaffin cells) with great, fine structured nucleus show in their cytoplasm electron dense granules (1,000–1,600 Å in diameter) with clinching membranes and vesicles of 2,000 to 4,000 Å in diameter. In the latter the normally excentric situated dense core is separated from the membrane by a wide cleft. Further large Golgi areas and near them uncharacteristic (developing) kinds of the granules, as described above, mitochondria, ergastoplasm and ribosomes occur. Microtubules and filaments are regularely, multivesiculated bodies occasionally found.Type II-cells (surrounding cells) produce a basement membrane and envelope the chromaffin cells with fine processes. The cell organells are near the nucleus. The processes show a compact, partially fibrillar structure. On the cell surface condensations of the cytoplasm are observed in some regions. The surrounding cells do not contain vesicles with an electron dense core.Myelinated nerves, wrapped by Schwann cells and surrounding cells approach to type I-cells and build synaptic junctions to their surface. In such cases constantly the chromaffin cells are seen as the postsynaptic part of the formation.The type I-cells are thought to be of endocrine function, having an inhibitory effect on impulse transmission by secreting catecholamines. The type II-cells correspond to the cells of Schwann.

     

Topochemischer Nachweis von carbonylhaltigen Verbindungen im Thymus

Zusammenfassung Topochemisch konnten im Kaninchenthymus Ketosteroide nachgewiesen werden, für deren Vorhandensein die chemische Analyse von Thymuslipidextrakten Hinweise ergeben hatte. Die Darstellung der Ketosteroide erfolgte mit der NAHD-Reaktion (Camber, 1949). Diese Befunde dürften als spezifisch gelten, da eine Verfälschung durch freie Gewebsaldehyde, Plasmalogene (Gomori, 1952) und Corticosteroide (Khanolkar et al., 1958) ausgeschlossen wurde.Mit Hilfe der Camber-Methode konnten Granula bestimmter Zellen des Kaninchenthymus selektiv dargestellt werden, die auf Grund morphologischer Kriterien in zwei Gruppen unterteilt wurden. Die Zellen liegen im gesamten Thymusparenchym sowie im Bindegewebe der Septen und der sogenannten Kapsel. Prädilektionsorte stellen die Umgebung der Hassallschen Körperchen, die Mark-Rinden-Grenze, der intra- und perivasale Raum sowie die subkapsuläre Zone dar.Beide Zellgruppen sind Sudan III-, PAS- und Eosin-positiv, besitzen eine ausgeprägte gelbgrüne Eigenfluoreszenz und können differentialdiagnostisch gegen Mastzellen abgegrenzt werden. Elektronenmikroskopisch zeigen beide Zellgruppen zahlreiche Übereinstimmungen mit Reifestadien eosinophiler Knochenmarkszellen.

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Topochemical demonstration of carbonyl compounds in the thymus

Summary Ketosteroids were demonstrated topochemically in the rabbit thymus following indications given by chemical analysis of thymus lipid extracts. They were revealed by means of the NAHD-reaction (Camber, 1949). The results are thought to be specific, because adulteration by free tissue aldehydes, plasmalogens (Gomori, 1952) and corticosteroids (Khanolkar et al., 1958) can be excluded.The Camber-method selectively reveals the presence of two groups of morphologically differentiable granules in specific rabbit thymus cells which are distributed throughout the entire thymic parenchyme as well as in the connective tissue of the septa and the in so-called capsule. They are mainly seen in the vicinity of Hassall's bodies, in the zone between medulla and cortex, the intra- and perivascular space and in the subcapsular space.Both cell groups are Sudan III-, PAS- and eosin-positive, show intensive yellow-green primary fluorescence and can be distinguished from mast cells by differential diagnosis.Electron microscopy reveals that both cell groups show many similarities with the maturation phase of bone marrow eosinophils.

Institut für Pharmazeutische Chemie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster.     

Die epidermale Columnärstruktur

Zusammenfassung Die strukturelle Organisation von Hornschicht und nichtverhornter Epidermis des Mäuseohres wurde an FITC-gefärbten, säurenachbehandelten Schnitten sowie an Aufsichtspräparaten untersucht und mit Meerschweinchen- und menschlicher Epidermis verglichen. Bei der für eine dünne Epidermis charakteristischen Zellsäulenbildung entstehen 5–6eckige Hornzellen, die sich nur geringgradig und regelmäßig überlappen. In der Hornschicht wie in der columnär geordneten lebenden Epidermis ist die Überlappung (oder Stufung) die Folge eines abwechselnden Einrückens differenzierender Zellen in die Säulen. Dabei lassen sich 2 Formen der Zellbewegung abgrenzen: a) das seitliche Einschieben unterhalb der Nahtstelle zweier Zellsäulen und b) das senkrechte Aufwandern subcolumnärer Basalzellen. Ein unterschiedliches Zellalter scheint für die Bildung von Zellsäulen erforderlich zu sein.

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The columnar structure of the epidermisPossible mechanism of differentiation

Summary The structural organisation of the Stratum corneum and the nonkeratinized epidermis of the mouse ear has been analyzed with a fluorescence-acid-staining technique and was compared to human and guinea pig epidermis. In cell columns, which are typical for a thin epidermis, 5–6-sided horny cells overlap each other regularly and to a constant extent. In the horny layer as well as in the stacked portion of the living epidermis this overlap results from an alternatant movement of differentiating cells into the stacks. Two forms of cellular movement can be observed: sideward slipping into the column below the junction of two cell stacks and vertical upward movement of subcolumnar basal cells. The age-dependent differences of non-stacked cells seem to be one of the factors necessary for the organization of thin mammalian epidermis.

Für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit sei der Deutschen Forschungsgemeinschaft gedankt.     

Der Phragmoplast der Spermatiden von Spirostreptus spec. (Myriapoda,Diplopoda)

Zusammenfassung Die Spermatiden von Spirostreptus spec. bleiben während der ersten Phasen der Spermiohistogenese durch Zellbrücken miteinander verbunden. Im Bereich der Brücke tritt ein Phragmoplast auf, der zuerst aus Zwischenspindelfasern, einem regelmäßigen Netzwerk endoplasmatischen Retikulums und aus einem kugeligen osmiophilen Körper besteht. Die osmiophile Substanz wird stark vermehrt und erstreckt sich in die Zellbrücke, während das endoplasmatische Retikulum dort verschwindet. Vor der Durchtrennung der Zellbrücke ziehen sich das granulierte Material und die Spindelfasern aus der Zone der trennenden Zellmembran zurück. Dort erscheinen dann Bläschen und konfluieren zu den Zellmembranen.

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The phragmoplast in the spermatides of Spirostreptus spec. (Myriapoda, Diplopoda)

Summary During the early phases of the spermiohistogenesis the spermatides of Spirostreptus spec. are connected by cell bridges. In the region of the bridge a phragmoplast appears which at first consists of continuous spindle fibres, a regular network of endoplasmatic reticulum and a spheric osmiophilic body. The osmiophilic substance increases and extends into the cell bridge while the endoplasmatic reticulum is disappearing there. Before the cell bridge is divided the granulated material and the spindle fibres retract from the zone of the separating cell membrane. Then there are appearing vesicles which fuse to the cell membrane.

     

La forme des cellules royales chez les abeilles

Summary The bees are able to change and adapt the form of royal artificial cells. If the opening is too wide and the cup short (the cup is the artificial sketch of the royal cell), they partially close it and build upon an usual royal cell (photo n. 1-2). If the opening is too wide and the cup too long, the partial closing is made in the inner of the cup.The initial form (Hexagonal, square or round) is without importance if the larvæ dispose in the cup, of enough space. The percentage of acceptance only is modified, but the royal larvæ correctly develop them.

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Zusammenfassung Künstliche Weiselzellen können von den Bienen in ihrer Form geändert und angepaßt werden. Ist ihre Óeffnung zu breit, so werden sie von den Bienen teilweise zugeschlossen und eine normale Weiselzelle wird darüber gebaut (Bilder 1 und 2). Ist ihre Oeffnung zu breit und der Weiselbecher zu lang, so wird dieser innerlich gesperrt. Die ursprüngliche Form des Weiselbechers (sechseckig, viereckig, rund) hat keine Bedeutung soweit die Larve auf genügend Raum verfügt. Allein ändert sich der Prozentsatz der Annahmen; die Weisellarven entwickeln sich ganz normal.

     

Über die Degeneration von Eizellen des Zebrafisches,Brachydanio rerio,in vitro

Zusammenfassung In Ovarkulturen des Zebrafisches, Brachydanio rerio, wird der Degenerationsverlauf der Eizellen verschiedener Entwicklungsstadien beschrieben. Junge dotterlose Oocyten überstehen die 4 wöchige Kultivierung ohne wesentliche morphologische oder histochemisch nachweisbare Veränderungen. Oocyten mittleren Alters, die bereits Rindenvakuolen enthalten, verlieren im Laufe der Kultivierung ihre cytoplasmatische Basophilie und ihre in vivo zahlreichen Nukleolen. Bei einem Teil dieser Eizellen sind als Zeichen beginnender Degeneration Follikelepithelzellen im randständigen Cytoplasma eingewandert. Reife Oocyten beginnen nach 1–2 Wochen mit der Degeneration. Das in der Kultur auswachsende Follikelepithel behält seine Fähigkeit bei, in degenerierende Eizellen einzuwandern und Dotter zu phagocytieren.

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Oocyte degeneration in the zebrafish, Brachydanio rerio, in vitro

Summary In cultured ovarian tissue of the zebrafish, Brachydanio rerio, the degeneration of oocytes in various developmental stages is described. Young yolk-free oocytes survive the 4 weeks cultivation time without significant morphological and histochemical alterations. In medium sized oocytes, which contain cortical granules already, the cytoplasmic basophilia and the number of nucleoli decrease in the culture. Some of these oocytes show follicular epithelial cells invading in the peripheral cytoplasm. Mature oocytes become atretic after 1 or 2 weeks cultivation time. The outgrowing follicular epithelial cells retain their ability to penetrate degenerating oocytes and to take up yolk by means of phagocytosis.

     

Form and function in manganese-oxidizing bacteria

Summary Stalked, budding bacteria of the genus Hyphomicrobium are shown to be responsible for manganese deposition in freshwater pipelines. The attachment of the cells to the pipe surface is considered from the point of view of electrostatic attraction and the production of holdfast material. Electrophoretic studies indicate that Hyphomicrobium cells are negatively charged and that their surface ionogenic groups are carboxylic. It is postulated that the curious morphology and mode of reproduction of hyphomicrobia accounts for their efficiency in producing, or coexisting with, the manganese oxides they produce.

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Zusammenfassung Die gestielte Bakteriengattung der Hyphomikroben wird für die Manganschlammablagerungen in Süßwasserdruckrohrleitungen verantwortlich gemacht. Die Bindung der Zellen an die Rohroberfläche soll durch elektrostatische Anziehungskraft und Bildung von Haftmaterial bewirkt werden. Die elektrophoretischen Versuche zeigen, daß die Hyphomicrobium-Zellen negativ geladen und die Ionen-Gruppen der Oberfläche Carboxyle sind. Es wird postuliert, daß die eigentümliche Morphologie und Vermehrungsweise der Hyphomikroben verantwortlich sind für ihre Fähigkeit, Manganoxyde zu bilden und mit ihnen gemeinsam zu existieren.