Über die Spaltung von Adenosintriphosphat in Isolierten Myofibrillen aus Insektenflugmuskeln

Zusammenfassung An isolierten Myofibrillen aus den indirekten Flugmuskeln der Schmeißfliege Phormia regina wurde die Lokalisation der ATPase-Aktivität in der Feinstruktur sowie die Bedingungen, unter denen ihr Nachweis gelingt, untersucht. Die Fällung des freigesetzten Phosphats geschah dabei entweder direkt mit Pb⁺⁺ oder aber zunächst mit Ca⁺⁺ bei nachfolgender Umfällung in Bleiphosphat.Mit beiden Methoden konnte demonstriert werden, daß die Ablagerung des Reaktionsprodukts (und damit die Spaltung von ATP) in zwei verschiedenen Abschnitten der Sarcomere erfolgt: im A-Band und in der Z-Scheibe.Innerhalb des A-Bandes finden sich in der Regel Abschnitte mit unterschiedlicher Niederschlagsdichte. Während die — häufig von der H-Zone zerteilte — Zentralregion mit Präzipitat dicht bedeckt ist, enthalten die Endabschnitte an der Grenze zum I-Band deutlich weniger Partikel. Die Bleiphosphatkristallite sind nicht selten in longitudinalen Reihen angeordnet, die der Position der Primärfilamente entsprechen. In der H-Zone wurden niemals Anzeichen für eine Spaltung von ATP gefunden.Die ATPase-Aktivität der Z-Scheibe läßt sich regelmäßig und unter den verschiedensten Bedingungen demonstrieren. Sie muß deswegen als ein spezifisches Kennzeichen dieser Sarcomerenregion angesehen werden. Es gelang allerdings nicht, die Hydrolyse von ATP in der Z-Scheibe unabhängig von der im A-Band nachzuweisen und umgekehrt.

---

Summary The fine structural localization of ATPase activity and the conditions under which it can be demonstrated in myofibrils isolated from indirect flight muscles of the blowfly Phormia regina were studied, using either Pb⁺⁺ or Ca⁺⁺ as precipitating reagents.With both techniques, the deposition of reaction product indicating the hydrolysis of ATP was found in two separate parts of the sarcomere: in the A band and in the Z disc.The A band very often appeared to consist of a central region (frequently divided by the H zone) densely covered with precipitate, while narrow zones bordering the A/I junction contained significantly less particles. Sometimes the precipitated cristallites were found to be arranged in longitudinal rows which corresponded to the position of the thick filaments. Under no conditions was ATPase activity detected in the H zone.The Z disc is established as a specific place of ATP splitting in the sarcomere although it was not possible to demonstrate both myofibrillar ATPase activities independently from each other.

---

---

Dem Andenken an Herrn Prof. Dr. Wolfgang von Buddenbrook gewidmet.

---

Wir danken Frau D. Rewicki für ihre kompetente Mithilfe bei der Ausführung der Experimente und der Aufarbeitung des Materials. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sind wir für ihre großzügige Unterstützung der Arbeit zu Dank verpflichtet.     

Morphological changes in the zonula adhaerens during embryonic development of chick retinal pigment epithelial cells

Summary Retinal pigment epithelial cells from chicks at various stages of development were examined by transmission electron microscopy to determine how the adult form of the zonula adhaerens, composed of subunits termed zonula adhaerens complexes, is acquired. During early stages of development, between embryonic day 4 and embryonic day 7, the intermembrane discs of zonula adhaerens complexes appear to be formed from material already present between the junctional membranes of the zonulae adhaerentes. In contrast, the cytoplasmic plaque material of the zonulae adhaerentes is difficult to detect before hatching; it is seen as a dense band along the junctional membranes at hatching and as individual subunits in register with the intermembrane discs in adult retinal pigment epithelial cells. After embryonic day 16, when the zonulae adhaerentes increase dramatically in size, single zonula adhaerens complexes are also present basal to the zonulae adhaerentes along the lateral cell membrane. This suggests that, during later stages of development, the junctions grow in size and/or turn over by the addition of pre-assembled zonula adhaerens complexes.Abbreviations CMB Circumferential microfilament bundle - ZA Zonula adhaerens - ZAC Zonula adhaerens complex - RPE Retinal pigment epithelium     

Zur histochemischen Ionenlokalisation mit Hilfe der Elektronenmikroskopie unter besonderer Berücksichtigung der Chloridreaktion

Zusammenfassung Nach einer Erörterung der Voraussetzungen, Methodik und Grenzen der histochemischen Ionenlokalisation mit Hilfe der Elektronenmikroskopie werden an einigen Beispielen der Chloridfällung Fragen der Interpretation und Diffusionsartefakte behandelt. Durch Kontrollversuche an der Niere, sowie an Beleg- und Chloridzellen wird die Spezifität der histochemischen Chloridmethode aufgezeigt und das Reaktionsprodukt im Falle der Chloridzellen durch Elektronenbeugung einwandfrei identifiziert. Diese Untersuchung bestätigt die prinzipielle Möglichkeit der elektronenmikroskopischen Ionenlokalisation durch simultane Gewebefixation und Ionenfällung nach der Methode von Komnick (1962). Die histochemische Lokalisation von Natrium- und Chlorionen im Schleim der apikalen Höhle der Chloridzellen von Stichlingen beweist die osmoregulatorisohe Punktion dieser Zellen und zeigt eine akkumulative Ionenadsorption durch die äußere Mucoidschicht an.

---

On the histochemical localization of ions by electron microscopy, with special reference to the chloride reaction

Summary After dealing with the conditions, method and limitation of the histochemical localization of ions by means of electron microscopy several examples of chloride precipitation are given to explain some problems of interpretation and diffusion artifacts. The specifity of the histochemical method for chloride is demonstrated by control experiments on kidney, parietal cells and chloride cells. In chloride cells, the reaction product is identified by electron diffraction. This study principally confirms the possibility of the electron microscopical localization of ions by simultaneous tissue fixation and ion precipitation after the method of Komnick (1962).The histochemical localization of sodium and chloride in the mucus of the apical cavity of the stickleback chloride cells proves the osmoregulatory function of these cells and indicates an accumulative adsorption of ions by the extracellular mucous coat.

---

---

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützte die Untersuchungen durch eine Sachbeihilfe.     

Die Histotopik von Aldolase und Alkohol-Dehydrogenase in der Harderschen Drüse des Kaninchens

Zusammenfassung In der Harderschen Drüse des Kaninchens wurden mit der Tetrazoliumtechnik die Enzyme Aldolase und Alkohol-Dehydrogenase histochemisch nachgewiesen und ihr Verteilungsbild in den beiden Drüsenlappen studiert. Beide Drüsenanteile zeigen hohe Aktivitäten der genannten Enzyme. Auf Grund dieser und früher mitgeteilten Befunde (Kühnel, 1966) wird die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, daß die Hardersche Drüse an der Biosynthese von Steroiden beteiligt ist.

---

Summary The histochemical localization of aldolase (ALD) and alcohol-dehydrogenase (NAD-ADH) was studied in both lobes of the Harder gland in rabbits by means of the tetrazolium technique. Both lobes of the Harder gland were active. The enzyme activities of ALD and ADH and those of G-6-PDH and NAD-T-Red and their functional link with the process of steroidbiosynthesis are discussed.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

---

FräuleinIngrid Meyersiek undHerrn Fraedrich danken wir für gewissenhafte technische Mitarbeit.     

Zytochemische Lokalisation und Differenzierung von Na+-K+- und anderer membranständiger ATPase-Aktivität im Herzmuskel

Zusammenfassung Unter Annahme, daß die hier benutzte Bleipräcipitationsmethode bei dem Nachweis membranengebundener ATPase-Aktivitäten keine artifiziellen Ergebnisse liefert, lassen sich an den verschiedenen Teilen der Zellmembran der Herzmuskelzelle mindestens zwei unterschiedliche ATP spaltende Fermente oder Fermentsysteme darstellen. Erstens eine Mg-, Na- und K-Ionen benötigende, durch g-Strophanthin hemmbare ATPase, die vermutlich identisch mit der Na, K-Transport-ATPase ist. Sie wird durch Ca⁺⁺ und durch SH-Gruppen-Inhibitoren unterdrückt und spaltet vorzugsweise ATP, weniger intensiv ITP. Das Ferment hat seinen Sitz an der Plasmamembran des Sarkolemms, nicht an der Basalmembran. Zweitens ein durch Mg⁺⁺ und auch durch Ca⁺⁺ darstellbares Fermentsystem, das nicht durch Strophanthin zu beeinflussen ist und keine Na- und K-Ionen benötigt. SH-Gruppen-Inhibitoren vermindern diese Fermentaktivität, unterdrücken sie aber nicht völlig. Diese Fermentaktivität ist an den Membranen des Glanzstreifens lokalisiert und besonders aktiv am Nexus (Fascia und Macula occludens). Sie könnte identisch sein mit der in Untersuchungen an isolierten Zellmembranpräparaten gleichzeitig mit der Na-, K-Transport-ATPase gewöhnlich vorgefundenen, durch Mg ohne Na und K stimulierten Grund-ATPase-Aktivität.

---

Cytochemical localization and differentiation of Na⁺, K⁺ dependent and other membrane-bound AT pase activity in the myocardium

Summary Assuming that the lead precipitation method used in the present study for the cytochemical demonstration of ATPase activity does not yield artificial results one can demonstrate at least two enzymes or enzyme systems ATP hydrolyzing at the different parts of the cell membrane of the myocardial cell. First, a Mg, Na, K activated ATPase subject to inhibition by ouabain. This enzyme system is presumably identical with the Na, K transport ATPase. It is inactivated by Ca⁺⁺ and by SH groups inhibitors and preferably splits ATP, to some extent also ITP. The enzyme activity is localized at the plasma membrane of the sarcolemma and not at the basal membrane. Second, an enzyme system which can be demonstrated in the presence of Mg⁺⁺ and also of Ca⁺⁺. It is not inhibited by ouabain and does not require Na- and K ions. Its activity is lowered, though not abolished by sulfhydryl group inhibitors. This enzyme activity is localized at the membranes of the intercalated disks and is particularly active at the nexus (Fascia and macula occludens). It may be identical with the Mg stimulated, Na, K independent basal ATPase activity which usually is observed in studies on isolated cell membrane preparations simultaneously with the Na, K transport ATPase.

---

Abkürzungen ATP Adenosintriphosphat - ITP Inosintriphosphat - UTP Uridintriphosphat - GTP Guanosintriphosphat - ADP Adenosindiphosphat - IDP Inosindiphosphat - PCMP p-Chloromercuribenzoat - NEM N-Äthylmaleinimid - Tris 2-Amino-2-oxymethylpropan-1,3-diol Für die sorgfältige und aufmerksame Hilfe bei der Durchführung der Arbeit danken wir Frl. Evelyn Bolick und Frl. Heike Sommerfeld.     

Ricerche anatomo-comparative sul muscolo tensore del timpano,con riferimento alla innervazione propriocettiva

Zusammenfassung Der M. tensor tympani des Menschen und einiger Säugetierarten wurde verglichen und besonders bezüglich der proprioceptiven Innervation untersucht. Die Befunde bestätigen die Angaben über die Topographie und Architektur des Muskels. Indessen ergaben sich bezüglich der Verteilung der Muskelfasern kleinen Durchmessers verschiedene Charakteristika je nach der Muskelform.Typische Muskelspindeln sind im M. tensor tympani des Menschen erstmals im 6. Fetalmonat anzutreffen. Sie sind längs des ganzen Muskels verteilt; während sich jedoch im Ursprungs- und Mittelteil des Muskels komplexe Muskelspindeln befinden — nämlich Muskelspindeln mit zahlreichen intrafusalen Muskelfasern, Zwillingsspindeln, komplizierte Muskelspindeln — kommen im zugespitzten bzw. Endteil des Muskels in der Regel einfachere Muskelspindeln mit zwei, drei oder mit einer einzigen intrafusalen Muskelfaser vor. Auch bei Macaca stellt man kleine typische Muskelspindeln fest.Bei anderen Arten hat der Verfasser keine typischen Muskelspindeln beobachtet. Mit Silberimprägnations-Methoden sind isolierte und gruppierte Muskelfasern nachzuweisen, die von zirkulärbzw. spiralig verlaufenden und verzweigten Nervenfasern umhüllt werden. Einige dieser Endformationen befinden sich an den Muskelfasern in der Nähe der Muskel-Sehnenverbindung. Diese Lokalisation erscheint besonders aufschlußreich, da sie von dem motorischen Innervationsstreifen (motorischem Endplattenstreifen) entfernt liegt, der sich im M. tensor tympani an der Grenze zwischen dem Ursprungs- und dem mittleren Drittel befindet. Im Ursprungsdrittel dringt der Nerv des M. tensor tympani in den Muskel ein. Es ist nicht auszuschließen, daß solche Formationen Muskelsinnesorgane sind, welche die typischen Muskelspindeln ersetzen.

---

---

Le osservazioni al microscopio elettronico sono state effettuate presso l'Istituto Anatomico dell'Università di Kiel.L'A. ringrazia il Chiar. mo Prof. W. Bargmann, Direttore delPIstituto, per la cordiale ospitalità ed i consigli; il Doz. Dr. E. Lindner per la collaborazione; la Sig. na Jacob, la Sig. ra Behrens e la Sig. na Anhut per l'assistenza tecnica.     

Histochemische Calcium-Lokalisation in der Skelettmuskulatur des Frosches

Zusammenfassung Im Bauchmuskel des Frosches kann durch Fixation mit Oxalathaltiger Glutaraldehydlösung nach der Methode von Carasso und Farvard (1966) Calcium gefällt werden. Die Niederschläge liegen im Longitudinalsystem und zeigen daher einen höheren Calciumgehalt dieser Struktur an. Dieser Befund steht im Einklang mit der Auffassung, daß die Calciumpumpe auf das Longitudinalsystem beschränkt ist.

---

Histochemical localization of calcium in frog skeletal muscle

Summary In the abdominal muscle of the frog calcium was precipitated by fixation with an oxalate containing glutaraldehyde solution after the method of Carasso and Favard (1966). The precipitates are located within the longitudinal system and indicate a high calcium concentration of this structure. This finding is consistent with the view that the calcium pump is confined to the longitudinal system.

---

---

Der Herr Kultusminister des Landes Nordrhein-Westfalen unterstützte die Untersuchung durch eine Sachbeihilfe aus Überschußmitteln des WDR.

---

Zum Teil vorgetragen auf der 13. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie e.V. vom 17.–21. 9. 1967 in Marburg im Rahmen eines Referates über Ionenlokalisation.     

Nachweis von saurer Phosphatase in gezüchteten Hühnerherzmyoblasten

Zusammenfassung Ein verbessertes Verfahren zur Durchführung der Gomori-Reaktion gewährleistet die lagegetreue Darstellung der sauren Phosphatase in gezüchteten Hühnerherzmyoblasten. Enzymaktiv sind die nach Verfütterung von eiweißhaltiger Nahrung regelmäßig auftretenden Proteinspeicher, hier Cytosomen genannt, sowie die Cisternen und Vesikel der Golgi-Apparate. Zu Beginn der Interphase weisen die Myoblasten in der Regel bedeutend weniger enzymaktive Cytosomen und Golgi-Apparate auf als in älteren Interphasestadien. Die Golgi-Vesikel trifft man nur in der Golgi-Zone an. Zwischen den Cytosomen und den Golgi-Apparaten besteht eine enge Lagebeziehung. Alle Cytosomen und auch die gelegentlich auftretenden Cytolysomen enthalten vesikuläre Elemente in der Größenordnung der Golgi-Vesikel. Aus diesen Befunden wird geschlossen, daß die Golgi-Cisternen saure Phosphatase produzieren oder aktivieren und durch Abschnürung von Vesikeln an die Cytosomen übermitteln, die nunmehr Lysosomen-Charakter annehmen.

---

Summary An improved method of the Gomori-technique enables the exact localization of acid phosphatase activity within cultured chicken heart myoblasts. Enzym activity is found in the protein storing granules, the so-called cytosomen, which usually appear within the myoblasts, when albumin has been added to the culture medium, as well as in the cisternae and vesicles of the Golgi apparatus. In early stages of interphase, the cells generally contain much fewer enzym-active cytosomes and Golgi apparatus than in later stages.The Golgi vesicles are only found in the Golgi zone. There is a close, topographical relation between the cytosomes and the Golgi apparatus. All cytosomes as well as the cytolysomes which are occasionally found in the myoblasts, enclose vesicular elements of the size of the Golgi vesicles. From these observations it may be concluded that the Golgi cisternae produce or activate acid phosphatase which is transfered to the cytosomes by the vesicles originating from the Golgi cisternae. Thus the cytosomes assume the character of lysosomes.

---

---

Die Arbeit wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht. Herrn Prof. Dr. R. Danneel danke ich für beratende Hilfe, Frl. I. Rosocha, Frl. I. Spieckermann und Frl. S. Kliewer für technische Assistenz.     

Elektronenoptische Untersuchungen der Körperdecke vonArion rufus L. (Pulmonata)

Zusammenfassung Es wird ein Überblick über das Oberflächenepithel der WegschneckeArion rufus L. gegeben. Beschrieben werden Flimmerepithel und das Saumepithel, welches den größten Teil der Oberfläche bedeckt. An gewissen Stellen dieses Epithels kommt blasige Sekretion vor, bei deren Verlauf die Mikrovilli verschwinden, um zunächst die Zellen zu einem Zinnenepithel werden zu lassen, welches später von der Oberfläche große Kugeln abschnürt.Benachbarte Zellen der Körperepidermis zeigen verschiedene Interzellularverbindungen. Den Schlußleistenkomplex bilden Zonula adhaerens, eine Zwischenzone und Zonula septata. An den lateralen Zelloberflächen sind Maculae occludentes lokalisiert. Weiters stehen die Zellen durch Verzahnungen und die Interzellularräume durchquerende Zellbrücken miteinander in Verbindung.

---

An electron microscopic study of the epidermis ofArion rufus L. (Pulmonata)

Summary The surface epithelium of the slugArion rufus L. is surveyed. The ciliated epithelium and the striated epithelium, which covers the greater part of the surface, are described. In certain areas of the epithelium there is secretion by means of vesicles. During this process the microvilli disappear. The cells are first transformed to a Zinnenepithel (crenellated epithelium), which there upon ties off small lumps from its surface.Adjacing epithelial elements of the skin show different intercellular communications. Zonula adhaerens, an interzone, and a Zonula septata form the junctional complex of the epithelia. The Maculae occludentes are located on the lateral cell surface. Furthermore the cells are in communication by idention and by means of cell-bridges which cross the intercellular spaces.

     

Der Follikel und die peripheren Strukturen der Oocyten der Teleosteer und Amphibien

Zusammenfassung Das elektronenmikroskopische Bild zeigt weitgehende Übereinstimmung in der Konstruktion des Follikels und der Rindenschichten der Oocyten von Teleosteern und Amphibien. Auf dieser Grundlage und unter Berücksichtigung der frühen Histogenese ist es möglich, die üblichen Termini zu vereinheitlichen. Alle nichtzelligen Schichten zwischen Follikelepithel und Oocytenmembran werden als Zona pellucida zusammengefaßt. Der Bau des Follikels ovoviviparer und viviparer Fische unterscheidet sich von dem der oviparen Arten im wesentlichen durch die Reduktion der Schichten und die dadurch engere Verbindung zum mütterlichen Kreislauf.

---

Summary Electron microscopic investigations of the layers of the oocyte cortex and the follicle of teleosts show correspondence with those of amphibians. In this regard and considering the early histogenesis it is possible to make use of the same terms in either case. All acellular layers between follicle epithelium and oocyte membrane form the zona pellucida. The construction of the follicle of ovoviviparous and viviparous fishes mainly differs from the follicle of oviparous species in the reduction of layers. Therefore the relation between the maternal and fetal blood is more intimate.

---

---

Herrn Prof. Dr. W. E. Ankel zum 70. Geburtstag gewidmet.

---

Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt, der dafür herzlich gedankt sei.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über Glaskörperrindenzellen und Zonulafasern

Zusammenfassung Es werden folgende Befunde zur Feinstruktur des Glaskörpers beim 16 Tage alten Rattenembryo und der Glaskörperrinde beiderseits der Ora serrata beim 3 Jahre alten, an Retinoblastom erkrankten Kind mitgeteilt:Der Glaskörper des Rattenembryos und die Glaskörperrinde des kindlichen Auges enthalten Fibroblasten. Sie unterscheiden sich nicht von den im Bindegewebe vorkommenden Fibroblasten. Im embryonalen Rattenglaskörper wurden außerdem faserbildende Zellen mit wabiger Struktur des Zytoplasmas beobachtet.Die Fibroblasten der Glaskörperrinde bilden die Fibrillen des Glaskörpergerüstes und der Zonulafasern. Diese Fibrillen zeigen eine deutliche Querstreifung. Die Streifung ist unregelmäßig oder periodisch. Die Länge der Perioden beträgt in unseren Schnitten bei den Glaskörperfibrillen des Rattenembryos und des kindlichen Auges meist etwa 120, seltener 210 A. An den Fibrillenbündeln einer Zonulafaser des kindlichen Auges wurden Perioden von 90–120, 400, 440 und 630 A beobachtet.Die Fibroblasten der Glaskörperrinde des kindlichen Auges liegen im Bereich der Pars plana corporis ciliaris auch tief in den Buchten und Falten des Ciliarepithels. Hierdurch wird eine maximal große Anheftungsfläche für die von ihnen produzierten Fibrillen der Zonulafasern gewährleistet.Die Pars plana corporis ciliaris des kindlichen Auges ist von einem dichten Netz von Fibroblastenfortsätzen überzogen. Auch vereinzelte Makrophagen finden sich hier.Unsere elektronenmikroskopischen Befunde bestätigen die Angaben von Balazs über das Vorkommen von Fibrocyten (Fibroblasten) und Makrophagen in der Glaskörperrinde. Ferner bestätigen sie die bereits von früheren Autoren lichtmikroskopisch gewonnenen Erkenntnisse, wonach es sich beim Glaskörper um mesenchymales Gewebe, bei den Zonulafasern im Bindegewebsfasern handelt.

---

Summary The following electron microscopical findings in the vitreous body of 16-day-old rat embryos and in the vitreoretinal border layer on both sides of the ora serrata in a 3-year-old child are reported:The vitreous body of the rat embryo and the vitreoretinal border layer of the infant eye contain fibroblasts. These fibroblasts do not differ from those present in connective tissue. The embryonic vitreous body of the rat contains fibre-forming cells, which show an alveolar structure of the cytoplasm.The fibroblasts in the cortical tissue layer of the vitreous body form the fibrils of the stroma of the vitreous body and the zonula fibres. These fibrils show a marked cross striation. The striation is either irregular or shows periodicity. In the vitreous body of the rat embryo and of the infant eye the lenght of these periods has been measured with 120 and 210 A. Periods of 90–120, 400, 440 and 630 A could be shown in the fibrillar bundles of a zonula fibre of the infant eye. In the region of the pars plana corporis ciliaris the fibroblasts of the cortical tissue layer of the vitreous body of the infant eye are also found deep down in the sinus and folds of the ciliary epithelium. Thus they guarantee an as large as possible area for the attachment of the fibrils of the zonula fibres which they produce.The pars plana corporis ciliaris of the infant eye is covered with a dense network of fibroblast processes. Also cells of the macrophage type may be found in this region.Our electron microscopical findings confirm those of earlier light microscopists and lately by Balazs. The vitreous body of the eye is formed by mesenchymal tissue, whereas the zonula fibres are formed by connective tissue.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung.     

Zonula continua im Mitteldarm und den Malpighi'schen GefÄ\en von Honigbienen (Insecta,Hymenoptera)

Zusammenfassung Die Epithelzellen des Mitteldarms von Honigbienen weisen im apikalen Kontaktbereich eineZonula continua auf. Sie fehlt den Zellen der Regenerationskrypten, die noch nicht an das Darmlumen grenzen. Auch in denVasa malpigbii ist eineZonula continua ausgebildet. Als mögliche Funktion derZonula continua wird eine Abdichtung des Interzellularraums gegen Eindringen von Makromolekülen bei Resorptions-aktiven Epithelien diskutiert.

---

Zonula continua (continuous junction) in the midgut and malpighian tubules of honeybees (Insecta, Hymenoptera)

Summary The epithelial cells of the honeybee midgut show aZonula continua (continuous junction) in the apical contact region. The cells of the regeneration krypts which do not border upon the gut lumen lack continuous junctions. AZonula continua is also differentiated in the Malpighian tubules. To make tight the intercellular space against penetration of macromolecules is discussed as a possible function of continuous junctions in resorbing epithelia.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch das Ministerium für Wissenschaft und Forschung d. L. NRW (Düsseldorf), Projekt W. Engels Interindividueller Proteinstoffwechsel bei Sozialen Insekten

---

Stipendiat der Studienstiftung     

Elektronenmikroskopische Darstellung der Muskelkapillaren im Gefrierätzbild

Zusammenfassung Mit Hilfe des Gefrierätzverfahrens wurde die Struktur von Muskelkapillaren aus dem Diaphragma der Maus dargestellt. Die im Abdruck wiedergegebenen Feinstrukturen entsprechen denen vom Schnittbild her bekannten Zellkomponenten. Durch die besonderen Vorteile dieser Technik werden Einblicke in das räumliche Zellgefüge gewonnen. Das Studium von ausgedehnten Membranoberflächen weist auf eine partikuläre Baukomponente sowie auf den bipolaren Charakter der Unitmembran hin. Außen- und Innenseite der Erythrozyten-Membran unterscheiden sich durch unterschiedliche Strukturierung und verschiedenen Partikelbesatz. Das Stroma des Erythrozyten ist aus partikulären Einheiten aufgebaut. Die vorliegenden Ergebnisse werden mit den in der Literatur beschriebenen Befunden verglichen und diskutiert.

---

Electron microscopical investigation of muscle capillaries applying the freeze-etching technique

Summary The structure of muscle capillaries in the mouse diaphragm was investigated applying the freeze-etching technique. The replicated fine structure has its equivalent in the cell components already known from ultra-thin sections. The particular advantage of the freezeetching technique is the possibility to examine the tissue structure in three dimensions. The study of large areas of membrane surfaces shows that the membrane is composed of particles. The different structures of the inner and outer surfaces indicate further the bipolarity of the unit membrane. In the erythrocyte membrane, both the inner and the outer surfaces are distinguished by their different structures and the characteristic distribution and size of their particles. The cytoplasm of the erythrocyte is filled with particles which might be hemoglobin molecules. The results of this paper and the findings of other workers are discussed.

---

---

Wir danken Herrn Prof.H. Moor für die Durchsicht des Manuskriptes und die Durchführung der Gefrierätzungen sowie Herrn Dr.Vogel für das Überlassen einiger Aufnahmen und für wertvolle Diskussionsbeiträge.     

Über die Typen der Ependymzellen und ihre regionale Verteilung bei Rana temporaria L.

Zusammenfassung Das Gehirn adulter Grasfrösche (Rana temporaria L.) zeigt ein charakteristisches regionales Verteilungsbild seiner Ependym- und Gliazellen. Es wurden die folgenden Ependym- und Gliatypen identifiziert: unipolare und bipolare ependymale Tanycyten, Furchenependym, freie Tanycytenformen, regressiv modifiziertes Ependym und Matrix-ependym. Sternförmig verzweigte astrocytäre Elemente sind äußerst selten. Aufmerksamkeit verdienen die im Vordergund stehenden ependymalen Tanycyten, die eigenartige Kontakte mit den Blutgefäßen und Nervenzellen bilden. Die regionale Verteilung der verschiedenen Ependymtypen wird in vier Karten dargestellt. Diese Karten sind eine Basis für weitere histochemische Studien und Modellversuche zur Frage der trophischen Rolle und der Stoffwechselfunktion der Neuroglia.

---

Summary The pattern of distribution of ependyma and neuroglia cells has been investigated in detail in the brain of adult Rana temporaria L. Several cell types are recognized: unipolar and bipolar ependymal gliocytes (tanycytes, Horstmann), columnar tanycytes of the sulci, free neuroglia cells which strongly resemble spongioblasts, epithelial ependymal cells and groups of germinal (matrix) elements. Only occasionally a very few spider cells were observed. Attention is drawn to the chief cell type — the ependymal tanycytes, which form remarkable contacts with the blood vessels and the nerve cells. The regional distribution of the different ependymal types is clearly shown in four charts. These charts form an anatomical basis for further histochemical studies and experiments serving as a model for the analysis, of the supporting and metabolic function of neuroglia.

---

---

Frau Prof. Dr. Berta Scharrer zum 60. Geburtstag gewidmet.

---

Teil einer medizinischen Doktorarbeit.

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Verteilung des Membranpotentials in der Zellkultur

Zusammenfassung Das Membranpotential kultivierter Zellen in derDeckglaskultur läßt sich unter entsprechenden Voraussetzungen mit guter Reproduzierbarkeit messen und unterliegt einer leicht asymmetrischen Normalverteilung. Die Deckglaskultur erweist sich somit als günstig für Untersuchungen über die Beziehungen zwischen dem elektrischen Polarisationszustand der Membran und anderen Zelleigenschaften und Funktionen.

---

Summary The membrane potential of the cultured cells in the cover-glass culture can be measured by the corresponding suppositions with a good repeatability and it is subject to a standard distributing being easy asymmetrical.The cover-glass culture is with it favourable for the inquiries between the electrical condition of the polarization of the membran and other cell properties and functions.

---

---

Herrn Dr. med. habil. L.Döhner vom Institut für Medizinische Mikrobiologie sei auch an dieser Stelle für die ständige Lieferung der Kulturen und für wertvolle Hinweise und Anregungen gedankt. Frl. D.Lüders danke ich für gewissenhafte technische Assistenz.     

Über intrazelluläre und extrazelluläre Lokalisierung der alkalischen Phosphatase

Zusammenfassung Nierenblöckchen von Mäusen wurden für 2–3 min in einer OsO₄-Lösung vorfixiert und nach drei Methoden (Gomori-Molnar, Mizutani und Barrnett, Mölbert, Duspiva und v. Deimling) für die histochemische Lokalisierung der alkalischen Phosphatase-Aktivität in toto inkubiert. In den Tubuli, die an der Blockoberfläche liegen, befindet sich das Reaktionsprodukt nach sämtlichen Methoden, intrazellulär. Nach Vorfixierung in einer Glutaraldehyd-Lösung bildet sich das Reaktionsprodukt bei der nichtsimultanen Methode von Gomori-Molnar an den Außenflächen der Zellmembran; bei den simultanen Methoden von Mizutani und Barrnett und Mölbert, Duspiva und v. Deimling teils intrazellulär teils extrazellulär.Das Fixierungsmittel und die Art der histochemischen Reaktion beeinflussen also die Lokalisierung der alkalischen Phosphatase-Aktivität.

---

Summary For the demonstration of alkaline phosphatase activity, blocks of mouse kidney were fixed 2–3 min in a OsO₄ solution and in toto incubated. The methods of Gomori-Molnar, Mizutani and Barrnett, and Mölbert, Duspiva and v. Deimling were applied.In the proximal convolute tubules of the outer zone of the blocks, in every case, threaction product is localized along the inside of the cell membrane. After fixation in a glutaraldehyde solution, with the non-simultaneous method of Gomori-Molnar the reaction product occurs always outside of the cell membrane; with the simultaneous methods of Mizutani and Barrnett and Mölbert, Duspiva and v. Deimling it is formed irregularly both intracellular and extracellular.These observations show that the localization of the alkaline phosphatase activity depends on the fixative and on the histochemical method used.

     

Der intrazelluläre Bildungsort der phaeochromen Granula im Nebennierenmark der Ratte

Zusammenfassung Zur Klärung der Frage nach dem Bildungsort der katecholaminhaltigen Granula in den phaeochromen Zellen des Nebennierenmarks wurde die Morphologie und die Funktion des Golgifeldes entsprechender Zellen bei der Ratte einerseits elektronenoptisch, anderseits autoradiographisch im lichtmikroskopischen und ultrastrukturellen Bereich untersucht. Dabei fand sich einmal, als Ausdruck der wichtigen Rolle von ATP beim Aufbau der phaeochromen Granula, daß die Mehrzahl der Mitochondrien einer Zelle in unmittelbarer Nachbarschaft des Golgifeldes konzentriert ist. Weiter kommt es nach Injektion von ³H-Dopa zu einer autoradiographisch feststellbaren, vorübergehenden Konzentration von Silberkörnern über den Strukturen des Golgifeldes in einer Zeitspanne, während der der Einbau der Katecholamine in die Granula erfolgt.Damit wird die Rolle des Golgifeldes in der Nebennierenmarkzelle als Bildungsort der phaeochromen Granula belegt.

---

Summary In order to clear the question of the site of the formation of the catecholamine granules in the chromaffin cells of the adrenal medulla, the morphology and function of the Golgi apparatus of such cells of the rat were investigated by the electron microscope as well as by autoradiography in the light microscope and at a fine structural level. A topographical relationship between the mitochondria of a cell and its Golgi region corresponding to the important role of ATP as a component of the structure of the chromaffin granules was established.Moreover, after injection of Tritium-labelled dopa there results a temporary concentration of silver granules over the Golgi region, and this during the time of incorporation of the catecholamines into the granular fraction. Thus, the role of the Golgi apparatus in the formation of the chromaffin granules of the adrenal medullary cell is confirmed.

---

---

Arbeit mit Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfonds und die Forschungskommission der Universität Basel.

---

Für die Herkunft der ebenfalls beim Aufbau der phaeochromen Granula wesentlich beteiligten Proteine konnten wir bei der Ratte keine sicheren morphologischen Hinweise finden. Insbesondere fehlten die entsprechenden Modifikationen des Ergastoplasmas, z.B. in Richtung des Golgifeldes ausgestülpte Membranabschnitte mit elektronendichtem Inhalt, wie sie an der exokrinen Pankreaszelle (Hirsch, 1960; Zeigel u. Dalton, 1962 u.a.) oder dem Leberepithel (Bruni u. Porter, 1965) beschrieben worden sind. Der Umsatz der Katecholamine im Nebennierenmark des ruhenden Tiers und damit der Bedarf an entsprechenden Proteinen ist aber im Gegensatz zum intensiven Eiweiß-Stoffwechsel von exokrinem Pankreas oder der Leber sehr niedrig (Russell, 1965; Udenfriend, Cooper, Clark u. Baer,1953), was erklären könnte, daß eine Synthese der für den Aufbau der phaeochromen Granula bestimmten Proteine und deren Transport zum Golgifeld bei der ruhenden Ratte morphologisch nicht zum Ausdruck kommt. Diese Frage dürfte nach Stimulierung der Granulumproduktion weiter geklärt werden.     

Die Gefrierätzung korrespondierender Bruchhälften: ein neuer Weg zur Aufklärung von Membranstrukturen

Zusammenfassung Mit Hilfe der Gefrierätztechnik konnte bisher nur eine der beiden beim Anschneiden bzw. Anbrechen des Objektes entstehenden Bruchflächen ausgewertet werden. Daraus ergaben sich vor allem bei der Deutung von Membranstrukturen unterschiedliche Auffassungen hinsichtlich des Bruchverlaufes.Es wird eine Gefrierbruchmethode beschrieben, die es ermöglicht, beide bei einem Bruch entstehenden Bruchflächen gleichzeitig zu ätzen und zu bedampfen.Wie am Beispiel einiger Membranstrukturen vonSaccharomyces cerevisiae gezeigt wird, eröffnet diese Methode die Möglichkeit, eine eindeutige Aussage über das Bruchgeschehen bei der Gefrierätzung von Membranen zu treffen.Es werden Beispiele für Membran-Oberflächen und Innenansichten gebracht. Auf mögliche Unterschiede im Bruchgeschehen bei –100° C und –210° C wird hingewiesen.

---

Freeze-etching of corresponding fracture moieties: A new approach to membrane structures

Summary Hitherto, freeze-etching techniques permitted only one of the two fracture faces formed in cutting or fracturing an object to be evaluated. The incomplete information thus obtained resulted in contradictory concepts, especially for the interpretation of membrane structures.A freeze-fracturing method is described, which provides for the evaluation of both the fracture faces formed. The object is enclosed between two tightly appressed object holders. After vitrification at –210° C, cells can be cleaved under liquid nitrogen by means of a tensile stress applied to the holders. Subsequently, the object holders are fastened under liquid nitrogen on a supporting metal plate. Corresponding fracture moieties are adjusted so as to obtain a positive-negative-effect of the replicae in shadowing, which enhances the interpretation of the relief.The supporting plate bearing the objects is taken up under liquid nitrogen by means of a special transport device and transferred into the preparation unit EPA 100 (Leybold-Heraeus, Cologne, West Germany). The capacity of the support plate being up to 12 objects, both the fracture moieties can be etched and replicated in high vacuum at the same time. Some membrane structures ofSaccharomyces cerevisiae demonstrate the value of this method for unequivocal interpretation of the fracture processes involved in freeze-etching of membranes. Examples of membrane surface and membrane interior views are presented. Possible differences in fracture processes at –100° C and –210° C are mentioned.

---

---

Mit finanzieller Unterstützung durch die Hochschuljubiläumsstiftung der Gemeinde Wien.

---

Die elektronenmikroskopische Bedampfungsanlage EPA 100 wurde von der Fa. Leybold Heraeus (Köln) zur Verfügung gestellt.

---

Herrn Dr. F.Grasenick, Dr. W.Geymeyer und Ing. A.Aldrian bin ich für Hilfsmittel und wertvolle Anregungen zu Dank verpflichtet.

---

Herrn Prof. Dr. H.Adam danke ich für das Entgegenkommen bei der Benützung des elektronenmikroskopischen Laboratoriums.

---

Mein besonderer Dank gilt Frl. H.Friedl für ihre ausgezeichnete technische Mitarbeit sowie

---

Herrn Dr. H.Richter für anregende Diskussionen bei der Abfassung des Manuskriptes.     

Intrazelluläre Zellzotten in Nahrungsvakuolen von Ciliaten

Zusammenfassung 1. Die Nahrungsvakuolen vonMetafolliculina andrewsi entwickeln mit zunehmendem Alter einen Faltensaum, der seine höchste Differenzierung in dem Altersstadium erreicht, wo die stärkste Resorption der Nährstoffe zu vermuten ist.2. Dieser Faltensaum besteht aus lamellenartigen Cytoplasmaprotuberanzen und bewirkt — ähnlich wie der Bürstensaum an der freien Zelloberfläche — innerhalb der Zelle eine erhebliche Oberflächenvergrößerung der Nahrungsvakuole zugunsten der Permeation der Nährstoffe.3. Bei alten Nahrungsvakuolen werden die Falten wieder zurückgebildet, eine Tatsache, die die funktionelle Bedeutung dieser Struktur weiterhin unterstreicht.4. An Hand des Verdauungsgrades des Vakuoleninhalts und der morphologischen Veränderungen der Vakuolenwand lassen sich bei den Nahrungsvakuolen vonMetafolliculina deutlich vier Alters- beziehungsweise Funktionsstadien unterscheiden: 1. Ingestionsvakuolen, 2. Digestionsvakuolen, 3. Resorptionsvakuolen und 4. Egestionsvakuolen.5. Die morphologischen Befunde an der Resorptionsvakuole, die strukturelle und funktionelle Parallelen mit den resorbierenden Darmepithelien von Metazoen aufweist, werden im Rahmen der heutigen Vorstellungen über die zelluläre Stoffaufnahme diskutiert.

---

Lamellar microvilli in food vacuoles of ciliates

With progressing age, the food vacuoles ofMetafolliculina adrewsi develop a border of folds, which attains its most pronounced differentiation at a stage where maximum resorption of nutrient substances presumably takes place. This border of folds, similar to the well known brush border at the free cell surface, consists of lamellar cytoplasm protuberances and causes a considerable enlargement of the membrane area of the food vacuole within the cell, thus favoring the permeation of nutrient substances. In old food vacuoles the border of folds undergoes involution, an observation that also points to the functional significance of this structure. InMetafolliculina the degree of digestion of the vacuole contents and the morphological changes of the vacuole wall enable a distinction to be made between 4 different stages of age and function of the food vacuoles respectively: (1) ingestion vacuoles, (2) digestion vacuoles, (3) resorption vacuoles and (4) egestion vacuoles. The resorption vacuole evidently shows structural and functional analogies to the resorbing intestinal epithelia of Metazoa. The morphological findings are discussed in the light of current concepts on substance uptake by the cell.

---

---

Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Der Einfluß verschiedener Aldehyde auf die Strukturerhaltung gezüchteter Zellen und auf die Darstellbarkeit von vier Phosphatasen

Zusammenfassung Durch Verbesserung der Fixierungs- und Inkubationsverfahren gelang bei gezüchteten Hühnerherzmyoblasten der lagegetreue Nachweis von vier Phosphatasen. Da die Myoblasten in vitro sehr flach auswachsen und sich somit die Anfertigung von Schnitt-präparaten erübrigt, eignen sich diese Zellen besonders gut für cytochemische Untersuchungen.Zunächst wurden sieben verschiedene Aldehyde bezüglich ihrer Fixierungseigenschaften geprüft. Hierbei stellte sich heraus, daß die einzelnen Aldehyde die Zellstrukturen ungleichmäßig gut erhalten. Anschließend wurde der Einfluß der verschiedenen Fixierungsmittel auf die Aktivität der vier Phosphatasen untersucht. Da eine gute Strukturerhaltung nicht unbedingt auch eine schonende Enzymbehandlung bedeutet und umgekehrt, waren mitunter Kompromisse notwendig.

---

Aldehyde fixation of culture cells for studies of morphology and phosphatase activity

Summary Improved methods of fixation and incubation enabled exact localization of four phosphatases in cultured chicken heart myoblasts. The flat-growing of myoblasts cultivated in vitro spares the sectioning procedure, therefore these cells are an excellent material for cytochemical investigations.Researching the fixation properties of seven aldehyds, major morphological differences in the quality of fixation were noted. Subsequently the influence of the different fixators on the activities of phosphatases was investigated. Since a perfect fixation of structure does not imply without fail a sufficient preservation of enzyme activity and vice versa, occasionally compromises were necessary.

---

---

Die Arbeit wurde durch Mittel der Kernforschungsanlage Jülich GmbH gefördert. Herrn Prof. Dr. N. Weissenfels, Herrn Prof. Dr. R. Danneel und Herrn Dr. D. Schäfer danke ich für beratende Hilfe, Frau G. Scheben und Frl. I. Rosocha für technische Assistenz.