Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen mit Pseudoisocyaninchlorid am Schlundring einiger stylommatophorer Pulmonaten

Zusammenfassung Durch Anwendung von Pseudoisocyaninchlorid lassen sich im zentralen Nervensystem von stylommatophoren Pulmonaten in allen Schlundringganglien Neurosekretzellen fluoreszenzmikroskopisch nachweisen. In den Cerebralganglien bilden sie mit ihren ausleitenden Axonen das bereits bei einigen Gastropoden bekannte geschlossene neurosekretorische System. In den übrigen Ganglien liegen die neurosekretorischen Zellen einzeln oder in Gruppen zusammen und bilden kein System. Es konnte nachgewiesen werden, daß in Visceral-Parietaganglien der untersuchten Arten die meisten sekretorischen Neurone vorkommen. Die Zahl der neurosekretorischen Zellen in den einzelnen Ganglien ist zumindest für die hier untersuchten Arten wahrscheinlich artspezifisch, ihre topographische Lage in den Ganglien aber bei allen Arten identifizierbar ähnlich. Bei allen untersuchten Pulmonaten fanden sich nur im Procerebrum keine neurosekretorischen Zellen. Die vielfältigen, über die Darstellung der Neurosekretzellen hinaus feststellbaren fluoreszenzmikroskopischen Erscheinungen in den Nerven- und Gliazellen, in der Fasermasse der Ganglien, den Kommissuren und Nerven und im Bindegewebe um die Ganglien, wurden mit Hilfe anderer lichtmikroskopischer Färbungen vergleichend untersucht; die Ergebnisse werden diskutiert.

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Fluorescence-microscopic investigations with pseudoisocyanin on the central nervous system of some stylommatophoran pulmonates

Summary Using fluorescence microscopy with pseudoisocyaninchloride one can demonstrate the well known cells and axons of the neurosecretory system in the cerebral ganglia of some gastropod pulmonates. In the other ganglia of the central nervous system-except procerebrum-single secretory neurones or groups of neurosecretory cells occur. These secretory neurones do not build up a neurosecretory system. The majority of these cells is concentrated in the visceral-parietal ganglia. The specific elements are topographically identifiable relative to each other in the ganglia of each species of pulmonates investigated. Other fluorescence-microscopic investigations of the neurones, glial cells and the neuropil of the ganglia, commissures and nerves and in the connective tissue surrounding the ganglia are described in comparison with other light microscopical findings obtained by staining methods; the results are discussed.

     

Weitere elektronenmikroskopische Untersuchungen am kaudalen neurosekretorischen System von Fischen

Zusammenfassung Das kaudale neurosekretorische System von Cyprinus carpio und Channa argus Cantor wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Während in den Golgi-Bläschen von Channa nur eine Art von Elementargranula entsteht, kommen bei Cyprinus zwei Granulatypen verschiedener Größe und Elektronendichte (- und ß-Granula) vor, jedoch nie in ein und derselben neurosekretorischen Zelle zusammen. Bei Cyprinus werden Elementargranula verschiedener Elektronendichte aus der Zelle in die perivaskulären Räume abgegeben.Außer Elementargranula wurden große Tropfen mit verschiedener Struktur in den Perikaryen und in den Basen der Zell-Fortsätze beobachtet. Ein Teil der Tropfen ist durch Verschmelzung der Elementargranula entstanden, die meisten jedoch entsprechen Lysosomen, Myelinfiguren, multivesicular bodies usw.Die neurosekretorischen Zellen sind durch zahlreiche axo-somatische und axo-axonale sowie axo-dendritische Synapsen mit nichtsekretorischen Nervenzellen verbunden. — Da die Wandungen der endozellulären Kapillaren ohne Zwischenschaltung einer gliösen Schranke die Zellmembran der Perikaryen berühren, wird ein unmittelbarer Stoffaustausch zwischen neurosekretorischen Zellen und Blut vermutet.

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Summary The caudal neurosecretory system of Cyprinus carpio and Channa argus Cantor was studied electron microscopically. In the secretory nerve cells of both species the elementary granules are formed in the Golgi complex. In the neurosecretory system of Cyprinus carpio two kinds of neurosecretory cells can be differentiated according to the size and the electron density of their granules (- and ß-granule). Grnules of both types cannot be found in the same neurosecretory cell. In Cyprinus the elementary granules of various density are released into the pericapillary space.Apart from the elementary granules droplets with various structures in the perikarya and bases of the processes were recognized. A part of these droplets consists of accumulated elementary granules, the majority however belongs to inclusions like lysosomes, myelinfigures, multivesicular bodies and so on.The neurosecretory elements are connected with non-secreting nerve cells by numerous axo-somatic, axo-axonic and axo-dendritic synapses. In Channa argus the perikarya of neurosecretory cells are in close contact with the basement membrane of the capillary, i.e. there is no glial barrier between the neurosecretory cell and the blood vessel.

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Frau Professor Dr. B. Scharrer zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Untersuchungen über die Beeinflussung der Substrukturen neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus durch Puromycin

Zusammenfassung Untersucht wurde die Wirkung von Puromycin auf die neurosekretorischen Q- und P-Zellen im Cerebralganglion von Enchytraeus. Die ersten Erscheinungen treten bereits 15 min nach Applikation des Antibiotikums an den Nucleolen (periphere Auflockerung) und an den Ribosomen (Lösung von den Membranen) auf. In späteren Stadien der Puromycineinwirkung wurden Schwellung der Mitochondrien und Desintegration ihrer Innenstrukturen sowie Veränderungen des endoplasmatischen Retikulums beobachtet. Die durch Puromycin im Kern und Cytoplasma der Q- und P-Zelle hervorgerufenen Effekte entsprechen sich weitgehend.Die Befunde zeigen, daß die durch Puromycin (und wohl auch durch andere Antibiotika) ausgelösten substrukturellen Veränderungen meistens sehr komplexer Natur und daher nur selten auf direkte Ursachen zurückzuführen sind.

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Studies on the influence of puromycin on the ultrastructure of neurosecretory cells in Enchytraeus

Summary The influence of puromycin on the neurosecretory Q and P cells of the brain of Enchytraeus was studied. The first effects were noticeable in nucleoli and ribosomes as early as 15 min after the administration of the antibiotic. At later stages of puromycin treatment swelling of mitochondria and disintegration of their internal structure, as well as changes in the endoplasmic reticulum, were observed. The effects of puromycin on the nucleus and cytoplasm of Q and P cells were essentially similar. The results demonstrate that the ultrastructural changes caused by puromycin (and probably also by other antibiotics) are very complex and presumably not attributable to direct causes.

Für technische Unterstützung danken wir Frl. B. Reymann, Frl. A. Zinßer, Frau B. Cosack und Frau E. Wolschner.     

Morphometrisch-ultrastrukturelle Untersuchungen am Nucleus supraopticus der Ratte nach Dehydratation

Zusammenfassung Der Nucleus supraopticus der Ratte, die einer Dehydratation ausgesetzt war, wurde ultrastrukturell-morphometrisch analysiert. Dabei zeigte sich, daß die relativen Volumenanteile der einzelnen Zellkompartimente während der fünftägigen Durstperiode eine auffallende Konstanz aufweisen. Hingegen läßt sich eine absolute Zunahme der Einzelzellvolumina und somit auch der an der Synthese und Sekretion der Neurohormone beteiligten Zellkompartimente feststellen. Die vorliegenden Befunde sprechen für einen beschleunigten Abtransport des neurosekretorischen Materials bei gesteigerter Synthese. Auf eine optimale Standardisierung der Perfusionsmethode bei Untersuchungen am neurosekretorischen Zwischenhirnsystem wird hingewiesen.

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Morphometric-ultrastructural investigations on the supraoptic nucleus of dehydrated rats

Summary The supraoptic nucleus of the dehydrated rat has been analysed by electron microscopy and morphometry. With that it appears, that the relative volumes of the different cell compartments are striking constant. Otherwise one can see an absolute increase of the cell volume together with the cell compartments which take part at the synthesis and secretion of the neurohormones. These results are expression of an accelerated move of the neurosecretory material during increased synthesis. The importance of an optimal standardization of the perfusion-method in investigations of the neurosecretory system is demonstrated.

Wesentliche Teile der vorliegenden Arbeit werden von H. F. Reinhardt der Medizinischen Fakultät der Universität Basel als Dissertation vorgelegt.     

Zur Frage der Beziehung der neurosekretorischen Hypothalamuskerne zur Keimdrüsenfunktion

Zusammenfassung Nachdem in einer voraufgegangenen Untersuchung (Smollich, 1968) gezeigt werden konnte, daß das Zellkernvolumen der neurosekretorischen Hypothalamuskerne bei Ratten mit dem ovariellen Zyklus einhergehende Schwankungen aufweist, wird nunmehr nachgewiesen, daß eine Änderung der Konzentration an Geschlechtshormonen im Organismus einen morphokinetischen Effekt der Nuclei supraopticus und paraventricularis zur Folge hat. Er kommt in signifikanten Änderungen des Zellkernvolumens zum Ausdruck und läßt teilweise Geschlechtsunterschiede erkennen. Die Frage nach der Art der Beziehung zwischen den neurosekretorischen Hypothalamuskernen und der Keimdrüsenfunktion muß zunächst unbeantwortet bleiben.

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On neurosecretory hypothalamic nuclei and gonadal functions

Summary In a previous study (Smollich, 1968) it was proved that the cell nuclear size of the neurosecretory hypothalamic nuclei in rats shows differences in coincidence with the ovarial cycle. The present paper makes evident, that changes in the concentrations of gonadal hormones in the organism cause a morphocinetic effect on the supraoptic and paraventricular nuclei. This effect finds its expression in significant changes of the nuclear volumes of the ganglionic cells and exhibits occasionally sex differences at present. The kind of the relationship between the neurosecretory hypothalamic nuclei and the gonadal function is not yet clear.

     

Effects of hostplant age on phytophagous insects

In Colorado beetle females fed with physiologically aged potato leaves, an inhibition or even a standstill of reproduction occurs, followed by diapause.In such beetles, the volume of the corpora allata is reduced and the medial cerebral neurosecretory cells do not transport their neurosecretory material. In feeding tests, it is shown that the beetle can detect the age of its hostplant.

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Zusammenfassung Wenn weiblichen Kartoffelkäfern zwei Arten bevorzugter Wirtspflanzen zur Verfügung stehen, ändert sich ihr Wirtswahlverhalten mit dem Ansteigen der Temperatur, während das nicht der Fall ist, wenn abgelehnte mit angenommenen Pflanzen verglichen werden.Die Käfer können zwischen alten und jungen Blättern bevorzugter Wirtspflanzen unterscheiden.Bei Kartoffelkäfern, die mit physiologisch gealtertem Laub gefüttert werden, tritt eine Hemmung oder sogar ein völliger Stillstand der Reproduktion ein, worauf eine Diapause folgt. Es scheint, daß die Corpora allata beeinflußt werden und aufhören zu arbeiten; die Käfer zeigen histologisch die charakteristischen Anzeichen diapausierender Käfer genauso wie hungernde Käfer: einen völligen Stillstand des Transportes von Neurosekret und eine dichte Anhäufung neurosekretorischen Materials innerhalb der Zellen. Nachfolgende Nahrungsaufnahme der hungernden Käfer bewirkt den Transport neurosekretorischen Materials entlang der Neurosekretbahnen und die Dispersion desselben innerhalb des Zellplasmas.Es scheint also, daß die jahreszeitlichen Veränderungen im Zustand der Wirtspflanze dem neuro-endokrinen System angezeigt werden und für die Nahrungswahl sowie für die Synchronisation von Bedeutung sind.

     

Fluoreszenzmikroskopischer Nachweis von Arginin im Neurosekret von Säugern

Zusammenfassung Bei Hunden, Hausschweinen, Wistarratten und Albinomäusen wurde das Vorkommen von Arginin im Neurosekret des supraoptico-hypophysären Systems mit der von Rosselet angegebenen Fluoreszenzreaktion untersucht. Das Verfahren basiert auf der Bildung einer fluoreszierenden Verbindung durch Anlagerung eines im alkalischen Milieu entstehenden Umwandlungsproduktes des Ninhydrins an die Guanidogruppe des Arginins.Bei allen aufgeführten Spezies zeigte das neurosekretorische Material im Hypophysenhinterlappen eine positive Argininreaktion. Auch in den Zellen der Nuclei supraopticus und paraventricularis konnte bei allen Spezies mit Ausnahme der Maus Arginin nachgewiesen werden. Dagegen ließen sich mit der Methode bei keiner Spezies die Fasern des Tractus supraoptico-hypophyseus hervorheben.Die Argininspezifität der Reaktion wurde durch mikrospektrographische Untersuchungen bestätigt.Aus dem Nachweis von Arginin im Neurosekret des Schweines folgt, daß es sich bei dem neurosekretorischen Material nicht um die Hinterlappenhormone selbst, sondern nur um deren Trägerproteine handeln kann.

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Fluorescence-microscopical detection of arginine in the neurosecretory material of some mammalian species

Summary In the neurosecretory material of the supraoptico-hypophysial system of dogs, pigs, rats, and mice arginine was shown to occur by means of the method of Rosselet. This method is based on the fact that arginine reacts with a ninhydrin derivate to give a fluorescent compound which can be localized in histological sections.In all species investigated, the neurosecretory material in the pituitary posterior lobe has been found to give a positive reaction. In addition, arginine was found in the nerve cells of the supraoptic and paraventricular nuclei of all species except mice. In contrast, no arginine could be demonstrated in the tractus supraoptico-hypophyseus of any of the species investigated.The arginine specificity of the reaction was confirmed by microspectrographic investigations.From the finding that the neurosecretory material of pigs contains arginine it can be concluded, that this material is not identical with the posterior lobe hormones, because in the pig these hormones are free of arginine. It is thus likely that the neurosecretory material represents the carrier protein of the hormones.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch den Herrn Bundesminister für Bildung und Wissenschaft.

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Herrn Professor Dr. Dr. h. c. W. Bargmann zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Über die Entwicklung des Enzymmusters in den neurosekretorischen hypothalamischen Zentren der Ratte

Zusammenfassung Es wird die ontogenetische Entwicklung des Fermentmusters in den neurosekretorischen hypothalamischen Zentren der Ratte (N. paraventricularis und N. supraopticus) vom 1.–49. Tag post partum beschrieben und mit dem färberisch-lichtmikroskopischen Verhalten der Kerngebiete verglichen.Die noch sehr unreifen Ganglienzellen des neugeborenen Tieres enthalten bereits Neurosekret und zeigen eine kräftige Reaktion auf saure Phosphatase und Thiaminpyrophosphatase. Die übrigen Fermentreaktionen fallen noch schwach bis negativ aus. Morphologische Entwicklung und Ausbildung des Neurosekretbildes sind am Ende der 2. Lebenswoche abgeschlossen. NADH-und NADPH-Diaphorase, LDH, Esterasen und alkalische Phosphatase (Kapillardichte) erreichen ihre endgültige Aktivität am Ende der 3. Lebenswoche. Der charakteristische Ausfall der Reaktionen auf saure Phosphatase und Glucose-6-Phosphatdehydrogenase bildet sich im Laufe der 4. Lebenswoche heraus. Die Ursache der zeitlichen Differenzen zwischen den Terminplänen der Entwicklung von Neurosekretbild und Fermentmuster ist unklar.Das Fermentmuster der neurosekretorischen Zentren reifer Tiere zeichnet sich durch hohe Aktivitäten an saurer Phosphatase, Thiaminpyrophosphatase und Glucose-6-phosphat-dehydrogenase aus. Die Bedeutung dieser Enzyme für den spezifischen Stoffwechsel der neurosekretorischen Zellen wird diskutiert. Hinsichtlich der übrigen Fermentaktivitäten unterscheiden sie sich nicht von gewöhnlichen Nervenzellen.

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Summary The ontogenetic development of the enzyme pattern in rat neurosecretory hypothalamic centers (N. paraventricularis and N. supraopticus) from the 1st to the 49th day post partum is described. It is compared with the development as revealed by conventional staining and light microscopy.The still immature neurons of the newborn rat already contain neurosecretory substance and give strong reactions for acid phosphatase and thiamine pyrophosphatase. With other enzyme reactions, weak or negative results are obtained. The morphological development and accumulation of neurosecretory material is completed at the end of the 2nd week after birth. NADH and NADPH diaphorases, LDH, esterases and alkaline phosphatase, however, reach their definitive level of activity at the end of the 3rd week. The characteristic appearance of the acid phosphatase and glucose-6-phosphate dehydrogenase reactions emerges in the course of the 4th week. The cause for the time differences between the development of staining behaviour and enzyme pattern remains to be clarified.The enzyme pattern of the neurosecretory centers of adult animals is characterized by high activities of acid phosphatase, thiamine pyrophosphatase and glucose-6-phosphate dehydrogenase. The possible role of these enzymes in the specific metabolism of neurosecretory cells is discussed. The cells do not seem to differ, though, from normal nerve cells as to the remaining enzyme activities investigated.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Beeinflussung der Dynamik neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus (Oligochaeta) durch Aktinomycin D

Zusammenfassung Die Wirkung von Aktinomycin auf die neurosekretorischen Q-und P-Zellen im Cerebralganglion von Enchytraeus wurde untersucht. Die Cytophotometrie lichtmikroskopischer Präparate von Q-Zellen ergab, daß in den ersten Stunden nach Aktinomycin-Behandlung eine deutliche Verminderung PAF-positiven Materials auftritt. Die ersten Veränderungen wurden elektronenmikroskopisch zwischen 1 und 4 Std nach Aktinomycin-Injektion beobachtet. Sie waren in beiden Zelltypen am eindeutigsten am Nucleolus. Es kommt zu einer Sonderung und räumlichen Trennung von granulärem und fibrillärem Material. Letzteres wird sehr stark vermehrt.In bezug auf Veränderungen der Strukturen des Cytoplasmas unterscheiden sich die Q-und P-Zellen besonders im Verhalten des Golgi-Apparates und der Ribosomen. Der Golgi-Apparat wird in den Q-Zellen kurze Zeit nach Applikation von Aktinomycin reduziert. In den P-Zellen persistiert er dagegen über alle beobachteten Zeitstufen hinweg. Die Ribosomen lösen sich von den Membranen in den Q-Zellen 4–8 Std nach Injektion, was in den P-Zellen nicht festzustellen ist. Diese Tatsachen führen zu der Annahme, daß das System der Proteinsynthese der P-Zellen relativ stabiler als das der Q-Zellen ist.Die in den späteren Zeitstufen beobachtete Normalisierung der Zellstrukturen läßt darauf schließen, daß die Wirkung des einmalig injizierten Aktinomycins 24 Std danach nachzulassen beginnt.

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Light and electron microscopic studies on the influence of actinomycin D on the dynamics of neurosecretory cells of Enchytraeus (Oligochaeta)

Summary The influence of actinomycin on the neurosecretory Q and P cells of the brain of Enchytraeus was studied. Cytophotometrical measurements of Q cells in light mirocscopic preparations showed a significant decrease of PAF-positive material in the first hours after actinomycin application. At the ultrastructural level primary changes were established one to four hours after injection of actinomycin: In the nucleolus granular and fibrillar material became separated; there was a substantial increase of the fibrillar component.Concerning structural changes of the cytoplasm, Q and P cells differed especially with respect to the Golgi apparatus and the ribosomes. In the Q cells the Golgi apparatus had become greatly reduced shortly after actinomycin treatment. However, it persisted in P cells during all stages examined. Ribosomes became detached from membranes only in Q cells between 4 and 8 hours after injection.These data indicate that protein synthesis in P cells shows greater stability than in Q cells. The restitution of normal ultrastruoture during subsequent stages indicates that effects begin to subside 24 hours after a single injection.

Für technische Unterstützung danken wir Frl. B. Reymann, Frl. A. Zinßer, Frau B. Cosack und Frau E. Wolschner.     

Acetylcholinesterase in der Pars distalis von Zonotrichia leucophrys gambelii (Aves)

Zusammenfassung In beiden Lobi der Pars distalis photosensitiver Zonotrichia leucophrys gambelii-Männchen bewirkt die photoperiodische Stimulation unter Langtagbedingungen das Auftreten von Acetylcholinesterase, die, solange die Vögel unter Kurztagbedingungen gehalten wurden, nicht oder nur in geringer Menge vorhanden war. Das Enzym ist auf PAS-positive Zellen beschränkt, doch nicht in allen von ihnen anzutreffen. Nach dem Erreichen eines Maximums zwischen Tag 31 und Tag 52 sinkt der AChE-Gehalt wieder und nähert sich nach 80 Tagen dem Ausgangsstadium. Der Parallelismus zwischen den Testesgewichten und der AChE-Aktivität läßt vermuten, daß die AChE-Zellen gonadotropes Hormon bilden.

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Acetylcholinesterase in the Pars distalis of Zonotrichia leucophrys gambelii (Aves)

Summary Photoperiodic stimulation of photosensitive male white-crowned sparrows, Zonotrichia leucophrys gambelii, causes the appearance of acetylcholinesterase activity in the cephalic and caudal lobes of the pars distalis. In photosensitive birds held on short daily photoperiods little or no activity can he demonstrated histochemically. The enzyme is restricted to PAS-positive cells. After attaining a maximum between 31 and 52 days after the beginning of photoperiodic stimulation (20 hours of light per day), AChE activity declines and after 80 days returns approximately to the initial level of short-day birds (eight hours of light per day). The correlation between the increase in weight of the testes and AChE activity, and other considerations, suggest that these AChE cells must produce gonadotropic hormones. Our observations are generally consistent with the results of the biochemical studies of Russell (1968) on the AChE activity in the pars distalis of the same species.

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Mit Unterstützung durch National Institutes of Health (Grant 5R01 NB 06187, Prof. Farner, Principal Investigator).

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Institut für Haustierkunde der Universität Kiel (Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. Wolf herre).     

Histologische Untersuchungen Endozellulärer Kapillaren Neurosekretorischer Zellen

Zusammenfassung Die neurosekretorischen Zellen im Kaudalrückenmark von Channa argus Cantor werden von einem dichten Kapillarnetz versorgt. Die Blutkapillaren umschließen die Nervenzellen nicht nur perizellulär, sondern dringen auch als endozelluläre Kapillaren in das Zytoplasma ein. Sie können sich im Zytoplasma verzweigen und an die Kernmembran herantreten. Wir sehen in diesem Verhalten einen Ausdruck für den direkten und schnellen Stoffaustausch zwischen neurosekretorischer Zelle und Blut. Zwischen der Basophilie des in den Kerndellen gelegenen Zytoplasmas und der Kapillarisierung der Zellen dürfte ein Zusammenhang bestehen.     

Färberische Beobachtungen zur Frage nach dem primären Bildungsort von Neurosekret im supraoptico-hypophysären System

Zusammenfassung An Embryonen und Jungtieren von Maus und Huhn wurde die Entwicklung des neurosekretorischen hypothalamo-hypophysären Systems untersucht. Dabei gelang es, neurosekretorisches Material in den Perikaryen des Systems zum gleichen Zeitpunkt nachzuweisen, zu dem es in der Neurohypophyse erstmalig auftrat.In vergleichend-anatomischen Untersuchungen an erwachsenen Tieren ließ sich bei einer Reihe von Säugetierarten Neurosekret im Verlauf des gesamten Neurons sichtbar machen. Korrespondierende Neuronabschnitte verschiedener Spezies enthielten dabei vergleichbare Neurosekretmengen.Die Befunde wurden mit verbesserten Verfahren zur färberischen Darstellung von Neurosekret gewonnen. Die von ihnen abweichenden Ergebnisse früherer Untersuchungen beruhen auf unzulänglichen Methoden und können daher nicht gegen die Hypothese eines intraaxonalen Neurosekret-Transportes ins Feld geführt werden.

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Stainability of neurosecretory material and the beginning of its formation in the supraoptico-hypophysial system

Summary The development of the neurosecretory hypothalamo-hypophyseal system of mouse and chick embryos has been studied. Neurosecretory granules could be identified in the perikarya of the neurosecretory cells simultaneously with their first appearance in the neurohypophysis.Subsequently, a variety of adult mammalian species was investigated. In all cases, neurosecretory material could be demonstrated along the whole length of the neurons. Comparison of corresponding parts of the neurons showed them to contain comparable amounts of neurosecretory material.The investigations were carried out with improved techniques for staining neurosecretory material. Results of earlier investigations, inconsistent with these findings, were obtained with inadequate methods and cannot be regarded as contradicting the hypothesis of an intraaxonal transport of neurosecretory material.

     

Zur Frage der Wirkung von Morphiumsulfat auf das neurosekretorische System

Zusammenfassung Eine Belastung mit Morphium löst eine ADH- und Oxytocinmobilisierung aus. Durch Versuche an 38 mit Morphiumsulfatinjektionen behandelten Ratten wurde erwiesen, daß in gleicher Weise auch eine Neurosekretabnahme eintritt. Davon ist insbesondere die Neurohypophyse, das Abgabeorgan von Hypophysenhinterlappenhormonen und Neurosekret, betroffen. Bei Fortdauer der Stress-Situation, d. h. bei Fortsetzen der täglichen Morphiumsulfatinjektionen stellt sich eine Gewöhnung des neurosekretorischen Systems ein, die Neurosekreteinlagerung wird wieder auf den vorherigen Stand gebracht. Die Gewöhnung geht in der Regel so weit, daß vorbehandelte Tiere auch bei einer erheblichen Steigerung der Morphiumsulfatdosis keine Reaktion ihres neurosekretorischen Systems, d. h. keine Neurosekretabnahme, zeigen. Auch die fortgesetzte Belastung mit Morphiumsulfat führt demnach — wiedie Belastung mit Nikotinsäure — zur Ausbildung eines general adaptation syndrome im Sinne Selyes.

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Summary The administration of morphine to rats engenders a release of ADH and oxytocin. The injection of morphine sulfate to 38 rats shows that neurosecretory material depletion takes place in a similar manner, particularly in the posterior pituitary. After daily injections, the system adapts to the stress by redeposition of neurosecretory substances. The adaptation reaches the point where pretreated animals show no depletion after a much increased test dosis of morphine sulfate, similar to the prolonged stress with nicotinic acid. This is interpreted to represent adaptation in the sense used by Selye.

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Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Die Vorversuche zu dieser Arbeit konnte der eine von uns (Rodeck) während seiner Gastassistentenzeit (1959) im Institut de Médecine et de Chirurgie expérimentales de l'Université de Montréal, Kanada (Direktor Prof. Dr. H. Selye) durchführen, wofür an dieser Stelle gedankt sei.     

Die Elektrische Polarisierbarkeit von Nitella Unter Verschiedenen Bedingungen

Zusammenfassung Versuche, in denen die durch rechteckige Stromstöße wechselnder Richtung am Plasmalemma bedingte Polarisation gemessen wurde, haben ergeben, daß der Widerstand des Plasmalemmas bei Stromfluß von außen nach innen geringer ist, als bei Stromfluß von innen nach außen. Die Unterschiede sind bei gutem Zustand der Zelle am geringsten.Kaliumchlorid vermindert den Widerstand und erhöht die Kapazität des Plasmalemmas.Alkohol erhöht den Widerstand und vermindert die Kapazität des Plasmalemmas.     

Liquorkontaktneurone im Nucleus lateralis tuberis von Fischen

Zusammenfassung Der Nucleus lateralis tuberis (NLT) von Fischen wurde licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Beim Karpfen senden die ventromedialen Zellen des Kernes Fortsätze in das Lumen des 3. Ventrikels, wo sie auffallend große, knopfförmige, aus einer inneren und äußeren Zone bestehende Liquorkontakt-Nervenendigungen bilden. Zwischen den Zellen des NLT liegen bedeutend kleinere Neurone, deren kleine, freie, dense-core Vesikel enthaltende, zilientragende Nervenendigungen den Liquor cerebrospinalis erreichen.Die äußeren Zonen der Liquorkontakt-Nervenendigungen des NLT besitzen ein außerordentlich gut entwickeltes endoplasmatisches Retikulum, dessen flache, mit Ribosomen besetzte Cisternen sich parallel zur Oberfläche der Endigung ausdehnen. In der inneren Zone des Endkolbens können neben verstreuten endoplasmatischen Cisternen Golgi-Felder und zahlreiche Mitochondrien beobachtet werden. Die Endigung enthält neurosekretorische Elementargranula (Durchmesser 1,300—1,900 Å) in wechselnder Menge und einzelne Neurotubuli.Im Lumen des 3. Ventrikels treten ferner Katecholamingranula-haltige Neuriten auf, die mit den Liquorkontaktendigungen des NLT mehrfach Synapsen bilden. Der präsynaptische Bereich ist durch synaptische (400–550 Å) und granulierte Vesikel (600–800 Å) charakterisiert. Ähnliche Synapsen werden auf den neurosekretorischen Perikaryen und ihren Fortsätzen beschrieben. In den ausgedehnten Golgi-Feldern der Perikaryen des NLT findet man Zeichen einer Sekretbildung. Aufgrund der morphologischen Daten wird der kammernahe Teil des NLT als ein Gebiet des Liquorkontakt-Neuronensystems angesehen. Die mutmaßliche Bedeutung der Liquorkontakt-Nervenendigungen wird diskutiert.

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Liquor contacting neurons in the nucleus lateralis tuberis of fishes

Summary The nucleus lateralis tuberis (NLT) of fishes was studied light- and electron microscopically. In the carp, the ventromedial cells of the nucleus send processes into the lumen of the 3rd ventricle where they form strikingly large, club-shaped liquor contacting nerve endings built up of an inner and outer zone. Smaller neurons situated between the cells of the NLT, form small, ciliated, free, dense-core vesicles containing nerve endings in the cerebrospinal fluid.The outer zone of the liquor contacting terminals of the NLT contains an extraordinarily well developed endoplasmic reticulum which flat, rough cisternae run parallel to the surface of the terminal. In the inner zone of the nerve ending, Golgi areas and numerous mitochondria can be observed besides of scattered endoplasmic cisternae. The terminal contains neurosecretory granules (1,300–1,900 Å) of various amounts, and some neurotubules.Furthermore, in the lumen of the 3rd ventricle, there occur neurites containing catecholamine granules. These axons form repeatedly synapses with the liquor contacting terminals of the NLT. The presynaptic cytoplasm is characterized by synaptic (400–550 Å) and densecore vesicles (600–800 Å). Similar synapses occur on the neurosecretory perikarya and their processes. The extensive Golgi region of the perikarya of the NLT shows equivalents of secretory activity. On the basis of the morphological data, the part of the NLT situated near the ventricle is considered as to belong to the liquor contacting neuronal system. The presumable significance of the liquor contacting nerve endings of the NLT is discussed.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Dynamik neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus (Oligochaeta)

Zusammenfassung Von lichtmikroskopischen Befunden der Neurosekretion bei dem Oligochaeten Enchytraeus ausgehend, haben wir an zwei elektronenmikroskopisch genau bezeichneten und festgelegten Zellen bzw. Zelltypen, die bereits lichtmikroskopisch charakterisiert worden waren, Untersuchungen über die submikroskopisch faßbare Zelldynamik durchgeführt. Die beiden Arten neurosekretorischer Zellen (Q-Zelle und P-Zellen) sind elektronen-mikroskopisch schon durch ihre Lage zu erfassen. Sie können nicht nur durch die Zellgröße, sondern auch durch ihre Elementargranula, den Aufbau des endoplasmatischen Retikulums und den Golgi-Apparat eindeutig unterschieden werden. Wie schon in den lichtmikroskopischen Untersuchungen wurde die Sekretionsaktivität mit der Amputation ausgelöst. Sowohl in der Q -als auch in der P-Zelle bewirkt die Amputation eine unmittelbare Sekretentleerung. Die darauf einsetzende Phase der Sekretproduktion ist submikroskopisch durch eine erhöhte Zahl von Golgistrukturen in diesen Zellen, durch das deutlich in Erscheinung tretende granuläre endoplasmatische Retikulum und durch eine fortschreitende Vergrößerung und Verdichtung von Lysosomen in beiden Zelltypen gekennzeichnet. Für die Q-Zelle sind weiterhin die Verstärkung des diesen Zelltyp besonders noch charakterisierenden Bereiches von Membranzisternen und die dortige Ribosomenbildung typisch. Auf Grund der Feststellungen wird die Frage der Beziehung einzelner Strukturen in diesen beiden Zelltypen zur Produktion des Neuro-sekrets diskutiert. Die elektronenmikroskopische Untersuchung führte zur Entdeckung eines weiteren Zelltyps, der im Lichtmikroskop bisher nicht erkannt worden war und der sich durch besonderen Reichtum an Mitochondrien und großen Lipoid (?)-Komplexen auszeichnet (M-Zelle). Über seine Bedeutung ist jedoch noch keine Aussage möglich.

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Summary The cytophysiology of two types of neurosecretory cells (Q and P cell) in the brain of the oligochete Enchytraeus was studied at the ultrastructural level. These cell types can be identified by their location, and particularly by the size difference of their elementary granules. Amputation of the last ten segments caused a release of secretory product followed by a phase of renewed production. This was characterized by changes in the endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus, and the lysosomes. The role of these structures in the production of neurosecretory material was discussed. Furthermore, a cell type with extraordinarily numerous mitochondria, hitherto unknown in Enchytraeus, was described. Its function has not yet been determined.

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Mit Unterstützung durch die Sächsische Akademie der Wissenschaften zu Leipzig.

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Herrn Prof. Dr. F. Seidel, Marburg, zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen ah den Corpora cardiaca von Carausius morosus. Br.

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den Corpora cardiaca ergaben, daß 2 Drüsenzelltypen auftreten. Die osmiophilen Zellen enthalten Granula, die oft auf bestimmte, klarumgrenzte Bezirke beschränkt sind. Das Cytoplasma der osmiophoben Drüsenzellen ist von einem Vacuolensystem durchsetzt. Es umschließt konzentrisch geschichtete Lamellenkörper und eigenartige, sehr lange, fibrillär differenzierte Mitochondrien. Die Endkeulen der neurosekretorischen Zellen des Protocerebron reichen teilweise bis an die Kernmembran der osmiophoben Drüsenzellen. Die Nervenendigungen enthalten Sekretgranula, die den für die Nervenendigungen des Hypophysenhinterlappens beschriebenen größenordnungsmäßig (500–2000 Å) und hinsichtlich ihrer Struktur entsprechen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Zytoarchitektur des Gehirns vonBranchiostoma lanceolatum

Zusammenfassung Das Gehirn vonBranchiostoma lanceolatum wurde licht- und elektronen-mikroskopisch untersucht. Der rostral gelegene Ventrikel wird von unterschiedlich gebauten, prismatischen Epithelzellen umgeben, unter denen neben den Pigmentzellen und den sekret-bildenden Infundibulumzellen vor allem dorsal und ventral gelegene Elemente mit ungewöhnlich langen, zilienähnlichen apikalen Fortsätzen auffallen, die vermutlich Rezeptorzellen entsprechen. Nach caudal schließt sich dem Ventrikel der schmale Zentralkanal an, der von Tanyzytengliazellen ausgekleidet wird. Ihre basalen filamenthaltigen Fortsätze ziehen bis zur Oberfläche des ZNS und bilden hier Füßchen aus. Zwischen diesen Ependymzellen erreichen apikale Fortsätze von tiefergelegenen Zellen das Lumen des Zentralkanals. Die Zahl der um den Zentralkanal gelegenen Neurone nimmt im Gehirn von rostal nach caudal ab. Die Perikaryen dieser Neurone sind vor allem durch ihren hohen Gehalt an Glykogen und verhältnismäßig zahlreichen granulären Einschlüssen gekennzeichnet. Eine ventral gelegene Gruppe von großen, ergastoplasmareichen Nervenzellen enthält relativ große Granula, die vermultlich neurosekretorischen Elementargranula entsprechen. Dorsal kommen neben den großen Josephschen Zellen ependymale Zellen vor, deren Zellapex mit zahlreichen Lamellen versehen ist. Auch sie stellen vermutlich Lichtrezeptoren dar. Das peripher lateral und ventral gelegene Neuropil setzt sich aus Fasern zusammen, die nicht von den Gliazellen umgeben sind und die in ihrer Mehrzahl Granula enthalten. Es werden 6 (?) Granulatypen unterschieden. Außerdem lassen sich vor allem in der Peripherie Fasern mit Mikrotubuli und Filamenten erkennen. Die Riesenfasern enthalten außer einzelnen Organellen unstrukturiert erscheinendes Zytoplasma. Synapsenähnliche Kontakte sind relativ selten und einfach gebaut.

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Electron microscopical investigation on the cytoarchitecture of the brain ofbroanchiostoma lanceolatum

Summary The brain ofBranchiostoma lanceolatum has been investigated with the light-and electron microscope. The cranially located ventricle is surrounded by various types of prismatic epithelial cells among which—beside the anterior pigment-cells and the mucus producing infundibular cells—elements bearing unusually long apical cilium-like processes are particularly striking. They can be found in the dorsal and ventral wall of the ventricle and presumably represent receptor cells. The ventricle is caudally replaced by the narrow central canal which is lined by tanycyte-like glia cells, whose filamentous basal processes reach the surface of the CNS where they terminate in broad foot-like structures. Between these ependymal cells apical processes of light, granule-containing cells reach the lumen of the central canal. The number of neurons which are all concentrated around the central canal, decreases in caudal direction. Their perikarya are characterized by granular inclusions and large amounts of glycogen particles. A ventrally situated group of big ER-rich neurons contains granules which presumably correspond to neurosecretory elementary granules. Dorsally beside the large Joseph-cells lamellated cells occur, which possibly also represent lightreceptor cells. The neuropile which predominantly occurs in the lateral and ventral and ventral periphery of the CNS consists of densely packed fibres which are not surrounded by glia cells and the majority of which contains granular or vesicular inclusions. 6 (?) types of granules and vesicles are to be distinguished. In addition, fibres containing microtubules and filaments occur. They are mainly to be found in a marginal position. The giant fibres contain beside scarce organelles structureless light cytoplasm. Synaptoid contacts are comparatively rare and of simple structure.

Die Untersuchung, zu der mich Herr Dozent Dr. Welsch anregte, wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert.     

Ultrastrukturbesonderheiten der pinealen Sinneszellen von Protopterus dolloi

Zusammenfassung Das Pinealorgan (Epiphysis cerebri) von Protopterus dolloi (Dipnoi) enthält Sinneszellaußenglieder, die in Größe und Form denen der Amphibien gleichen. Bemerkenswert sind stark ausgebildete Cilienwurzeln im Innenglied und das Vorhandensein von endoplasmatischem Reticulum und Mikrotubuli im Außenglied. Die Mikrotubuli mit einem Durchmesser von 200 Å strahlen vom Basalteil der Zelle über das Verbindungsstück in das Außenglied ein; es wurde beobachtet, daß sie zwischen den Außengliedlamellen ausmünden. Die Außengliedlamellen zeigen lokale Verbreiterungen bis zu einer Höhe von 700 Å; intrasacculär läßt sich Grundcytoplasma darstellen. Die distalen Außengliedlamellen sind länger als die proximalen und weisen Degenerationszeichen auf, die sich teils als Erweiterung, teils als Komprimierung der Membranenstapel manifestieren. Im Hinblick auf einige morphologische Eigentümlichkeiten der pinealen Photorezeptoren werden Fragen ihres Vitamin A-Metabolismus diskutiert.

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Special ultrastructural characteristics of the pineal sensory cells in protopterus dolloi

Summary The pineal organ (epiphysis cerebri) in Protopterus dolloi (Dipnoi) are characterized by sensory cells that in size and shape resemble pineal photoreceptor cells of amphibians. The sensory cell contain in its inner segment fibrous ciliary rootlets and in its outer segment endoplasmic reticulum and microtubules. The microtubules are of 200 Å diameter and extend from the basal part of the sensory cell through the connecting piece into the outer segment, where they end between lamellae in the intersaccular spaces. The lamellae of the outer segment contain intrasaccular hyaloplasm and are enlarged to a maximum thickness of 700 Å. The more distal lamellae are longer than the more proximal ones and suggest a process of degeneration by enlargement or narrowing of their intermembranous spaces. The special morphological characteristics of the pineal photosensory cells are discussed in relation to the vitamin A-metabolism.

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Mit Unterstutzung 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.