Über die Feinstruktur der motorischen Endplatte von höheren Wirbeltieren

Zusammenfassung Die Perfusionsfixierung mit Glutaraldehyd führt zu einer genaueren Darstellung der Strukturelemente in motorischen Endplatten höherer Wirbeltiere. Es wurden folgende elektronenmikroskopische Befunde erhoben:Der subsynaptische Faltenapparat ist kein sicheres Kriterium zur Unterscheidung einfach und multipel innervierter Muskelfasern, da die motorische Endplatte einfach innervierter Fasern ebenfalls faltenlos sein kann.Die Feinstruktur der motorischen Endplatte zeigt bei günstiger Schnittführung ein typisches Bauprinzip. Neurofilamente und Mikrotubuli des Axoplasmas sind in der Nähe des synaptischen Membrankomplexes mit dem endoplasmatischen Retikulum verbunden. Das Axoplasma geht in eine randständige Matrix über, in der die synaptischen Vesikel liegen. Das Chondriom bildet eine Grenzzone zwischen der Matrix und den einstrahlenden Axoplasmastrukturen. Die synaptischen Bläschen scheinen sich von Endoplasmaschläuchen abzuknospen. Sie sind über feine Stege miteinander verbunden. Besondere Membrandifferenzierungen an den Retikulumsohläuchen sind Stachelsaumcaveolen und Formationen mit bürstenartigem Stäbchenbesatz. Größere Stachelsaumbläschen treten an der präsynaptischen Membran auf, weniger häufig auch an dem postsynaptischen Sarkolemm und der Schwannzellmembran. Atypische Mitochondrienformen mit dichten lamellären oder lockeren bläschenreichen Formationen sind Ausdruck einer Degeneration, die im Zusammenhang mit einer Organellenmauserung auftreten könnte. Glycogengranula werden regelmäßig gefunden. In Sonderfällen füllen sie große Bereiche der motorischen Endplatte aus.Die Feinstruktur der motorischen Endplatte wird in bezug auf die Synthese und Resynthese der Transmittersubstanz diskutiert.

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Summary In an electron microscopic study on glutaraldehyde perfused motor-endings of vertebrate striated muscles the morphology of different structures is described.The subneural apparatuses are not a characteristic feature with which to differentiate between slow and twitch muscle fibres. There are twitch fibre junctions with complete absence of any junctional folds of the muscle membrane.The arrangement of the structural elements in the motor ending is a very typical one. The synaptic vesicles lie in a differentiated axoplasm and are separated by several mitochondria from the endoplasmic reticulum, neurofibrils and neurotubules which are in direct connection. The synaptic vesicles seem to originate in tubules of the endoplasmic reticulum. They are often connected to one another by thin filaments. New formations of the endoplasmic reticulum are complex vesicles and brush bordered membrane differentiations. Complex vesicles are often to be seen at the presynaptic membrane. You can also find them rarely at the postsynaptic membrane and the Schwann-cell membrane. Mitochondria containing concentric cellular lamellae or expanded cristae and dense glycogen particles seem to express the normal alteration in the sense of a cell moulting. Glycogen particles are always to be seen in motor nerve endings. Sometimes they are scattered over nearly the whole axoplasm.The fine structure of motor endings is discussed in relation to the synthesis and resynthesis of the transmitter.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Unter Anleitung von Priv.-Doz. Dr. K. H. Andres.     

Über Struktur und Innervation der quergestreiften Muskulatur des Oesophagus der Ratte

Zusammenfassung Die Muskelwand des Rattenoesophagus besteht ausschließlich aus quergestreiften Muskelfasern. Diese weisen keine Strukturunterschiede gegenüber gewöhnlichen Skeletmuskeln der Ratte auf. Sie sind in zwei spiralig gegenläufigen Muskelschichten angeordnet. Zwischen den beiden Muskelschichten befindet sich ein mit ChE-Darstellungsmethoden anfärbbarer Plexus myentericus, der an seinen Kreuzungspunkten regelmäßig Ganglienzellen aufweist. 10% der Ganglienzellen sind stark ChE-positiv, es handelt sich um tiberwiegend spezifische AChE.Die Rr. oesophagei des N. vagus zeigen sowohl marklose als auch myelinisierte Axone. Die Endäste, die den Plexus verlassen, um an motorischen Endplatten zu endigen, sind marklos.Die motorischen Endplatten weisen muldenförmige Einsenkungen des Sarkolemms auf. Die subsynaptische Membran ist reichlich in Palten gelegt, auch dort, wo ihr kein terminales Axon aufliegt. Es wurden 2 Arten von terminalen Axonen an den Endplatten festgestellt: 1.Dicke Axone, die mit vielen synaptischen Bläschen angefüllt sind, daneben aber auch einige granulierte Bläschen enthalten. 2. Dünne, fast ausschließlich mit granulierten Bläschen erfüllte Axone. Oft berühren die terminalen Axone einander unmittelbar, bisweilen unter Bildung von Membranverdickungen.

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Structure and innervation of the striated muscle fibres of the esophagus of the rat

Summary The muscular wall of the esophagus of the rat consists exclusively of striated muscle fibers which do not differ from the skeletal muscles of the same animal. These fibres are arranged in two layers running spirally in contrary directions. Between these two layers a ChE-positive myenteric plexus occurs, containing several ganglionic cells at its crossing points. 10 per cent of these ganglionic cells are strongly AChE-positive. The tiny branches of the vagus nerve, passing through the outer muscular layer into the myenteric plexus consist of bundles of unmyelinated as well as myelinated fibres. The terminal branches of the plexus leading to motor endplates are unmyelinated.The motor endplates are situated in trough-shaped impressions of the surface of muscle fibres. The subsynaptic sarcolemma is richly folded, even in places where there is no overlying synaptic terminal.There are two kinds of nerve terminals in the motor endplates: (1) Thick terminals abundantly filled with clear synaptic vesicles but also containing a few dense core vesicles. (2) Thin axons containing predominantly granulated vesicles.The synaptic nerve terminals often come into contact with each other, occasionally forming membrane thickenings at such places.

     

Synapsen im Antennenhügel von Locusta migratoria (Orthoptera,Insecta)

Zusammenfassung Die Feinstruktur des Glomerulineuropils im Antennenhügel (sensorisches Zentrum) der Wanderheuschrecke Locusta migratoria wird beschrieben.Die Glomeruli stellen ein kompliziertes Netzwerk von sensorischen Antennennervenfasern und interneuronalen hirneigenen Elementen dar. Die Nervenfasern sind in ihrer großen Mehrheit von klaren synaptischen Vesikeln gefüllt, die sich mit Zinkjodid-Osmiumsäure färben (Akert und Sandri, 1968). Zwei Synapsentypen treten auf, die sich vor allem durch die Form und Ausdehnung des Synapsenspaltes unterscheiden. Beide Typen zeigen eine morphologische Polarität. Paramembranöses synaptisches Material läßt sich besonders deutlich mit der Wismutjodid-Methode von Pfenninger et al. (1969) darstellen. Diese Methode, die den gleichen Effekt wie bei Wirbeltieren zeigt, scheint zur Beurteilung synaptischer Verhältnisse (Verteilung, Häufigkeit) besonders geeignet.Normalerweise sind über synaptische Kontakte drei aneinandergrenzende Nervenfasern miteinander verknüpft. Obwohl Degenerationsexperimente vorgenommen wurden, konnte die synaptische Verschaltung der verschiedenen Fasern nur teilweise geklärt werden. Sensorische Fasern sind mit interneuronalen Fortsätzen verbunden, die prä- und postsynaptische Zonen haben. Es gibt einige Hinweise, daß auch sensorische Fasern miteinander synaptisch verknüpft sind. Vesikelfreie postsynaptische Elemente sind sehr selten, während eine synaptische Verbindung über axo-axonale Kontakte häufig vorkommt. Die Antennalglomeruli mit ihrer großen Anzahl von kleinen, mit synaptischen Vesikeln gefüllten Fasern sind deutlich anders organisiert als die Glomeruli im Pilzkörperkelch (vgl. Lamparter et al., 1969).

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Synapses in the antennal lobes of Locusta migratoria

Summary The fibre anatomy of the glomeruli neuropil of the antennal lobes (sensory centres) of Locusta migratoria has been analysed by electron microscopy.The glomeruli consist of interneuronal and sensory elements of the antennal nerve, forming a complicated mesh-work of fine fibres. The great majority of nervous fibres is filled with clear synaptic vesicles, which stain with zinc-iodide-osmic-acid (Akert and Sandri, 1968), Two types of synaptic junctions are found, differing especially in shape and size of their synaptic gap. Both types show a clear morphological polarity, so that the distinction of pre- and postsynaptic fibres is possible. Inter- and intracellular paramembraneous synaptic material can be demonstrated by the bismuth iodide impregnation of Pfenninger et al. (1969) This method, showing the same effect as in vertebrate nervous systems, seems to be very adequate for the identification of synaptic structures and synaptic distribution.Normally presynaptic structures are situated in angles of nerve fibres. Although degeneration experiments were made, the synaptic interaction of the various fibre types could only partially be explained. Sensory fibres interact with intemeurons, which show pre- and postsynaptic zones. They seem to be responsible for the integration of different glomeruli. There is some evidence that sensory fibres have synaptic connections, too. Postsynaptic profiles with several synaptic contacts and free of vesicles are very rare, whereas axo-axonic contacts are found quite often. These glomeruli with their great number of vesicle-filled profiles differ from corpora pedunculata calyx glomeruli (see Lamparter et al. 1969).

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Feinstruktur einer elektrischen Synapse

Summary Free-running, naked axons (diameter 2000 to 7000 Å) can be found in the lumen of the pineal organ. Their axoplasm contains microtubules, mitochondria as well as synaptic (diameter 350 to 450 Å) and granulated vesicles (diameter 500 to 1500 Å). In Pleurodeles waltlii, the axons in the pineal lumen form synapses on the free, apical surface of the pineal ependyma which is supplied with microvilli. In addition to usual cytoplasmic elements the innervated ependymal cells contain myeloid bodies and accumulations of glycogen granules. Without forming synapses these axons pass by and occasionally contact the inner and/or outer segments of the pinealocytes. The synapses found on the pineal ependymal cells furnish evidence of a neuronal control of these glial elements.The nerve fibers of the pineal lumen are being compared with known CSF contacting axons; they resemble one another in their ultrastructure and synaptic connections. Therefore and since in amphibians the pineal lumen communicates with the 3rd ventricle, the axons of the pineal lumen are considered to represent CSF contacting axons and to belong to the so-called CSF contacting axon system of the brain.In addition, the pineal CSF contacting axons are being compared with the following nerve fibers and terminals found in the pineal tissue: 1) axons containing large, granulated vesicles (diameter 1300 to 1500 Å) and terminating on the dendrites of nerve cells situated among the basal processes of the pinealocytes; 2) the synaptic ribbons-containing pinealocyte processes forming likewise synapses on the nerve cells; 3) the neurohormonal, synaptic semidesmosomes of pinealocytic processes on the lamina basalis separating the connective tissue spaces of the pia mater from the proper nervous tissue of the pineal organ; 4) the perivasal, autonomic nerve fibers of the pial septa. Though granulated vesicles of various diameters are present in all these terminals the greatest morphological similarity is found between the pineal CSF contacting axons and those nerve fibers containing large, granulated vesicles and forming axo-dendritic synapses on the pineal nerve cells. A similar nature and origin of both axons are suggested.

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Zusammenfassung Im Lumen des Pinealorgans können frei verlaufende, nackte Axone (Durchmesser 2000–7000 Å) beobachtet werden. Ihr Axoplasma enthält Mikrotubuli, Mitochondrien, synaptische (Durchmesser 350–450 Å) und granulierte Vesikel (Durchmesser 500–1500 Å). Bei Pleurodeles waltlii bilden die im Lumen des Pinealorgans verlaufenden Axone Synapsen auf der freien, apikalen Oberfläche der pinealen Ependymzellen. In den innervierten Ependymzellen kommen neben sonstigen Zytoplasmabestandteilen Myeloidkörper und Anhäufungen von Glykogengranula vor. Die Axone verlaufen am Innen- und Außenglied der Pinealozyten vorbei, können diese berühren, bilden aber dort keine Synapsen. Die auf den pinealen Ependymzellen nachgewiesenen Synapsen beweisen eine neuronale Kontrolle dieser Gliaelemente.Die Nervenfasern des pinealen Lumens wurden mit bekannten Liquorkontaktaxonen verglichen. Sie ähneln einander in ihrer Ultrastruktur und ihren synaptischen Verbindungen. Aus diesem Grunde und da bei den Amphibien das pineale Lumen mit dem 3. Ventrikel kommuniziert, werden die Axone des pinealen Lumens als Liquorkontaktaxone und als Glied des sogenannten Liquorkontakt-Axonsystems des Gehirns angesehen.Ferner wurden die pinealen Liquorkontaktaxone mit folgenden Nervenfasern und Endigungen verglichen, die im pinealen Gewebe vorkommen: 1) Axone, die große, granulierte Vesikel (Durchmesser 1300–1500 Å) enthalten und an den Dendriten von Nervenzellen endigen, welche zwischen den basalen Fortsätzen der Pinealozyten liegen; 2) Pinealozytenfortsätze, die synaptische Bänder enthalten und ebenfalls an diesen Neuronen Synapsen bilden; 3) die neurohormonalen, synaptischen Semidesmosomen von Pinealozytenfortsätzen an der Lamina basalis, die die bindegewebigen Räume der Pia mater vom eigentlichen Nervengewebe des Pinealorgans begrenzt: 4) die perivasalen, autonomen Nervenfasern der pialen Septen. Obwohl granulierte Vesikel verschiedener Durchmesser in allen diesen Terminalen vorhanden sind, stellten wir die größte, morphologische Ähnlichkeit zwischen den pinealen Liquorkontaktaxonen und denjenigen Nervenfasern fest, die große, granulierte Vesikel aufweisen und an den pinealen Neuronen axo-dendritische Synapsen bilden. Eine ähnliche Natur und Herkunft beider Axone werden angenommen.

     

Mikropinozytose im Zentralnervensystem

Zusammenfassung An durch Perfusion mit Glutaraldehyd fixierten Rattengehirnen wurde das Erscheinungsbild der Mikropinozytose in Elementen der Meso- und Neuroglia sowie an den Perikarya und synaptischen Endformationen der Nervenzellen elektronenmikroskopisch dargestellt.Die bei der Mikropinozytose von der Zellmembran invaginierten Caveolen und Tubuli können einfache Verzweigungen zeigen. Ihre Oberfläche und die der mikropinozytotischen Bläschen zeigen an der gegen das Zytoplasma gerichteten Membranseite einen Stachelsaum. Diese Membrandifferenzierung dürfte mit der Resorption besonderer, zum Teil makromolekularer Substanzen zusammenhängen.Im Bereich großer Synapsen, z.B. in den Moosfasertelodendren der Glomerula cerebellaria oder in der Zona glomerulosa des Bulbus olfactorius sind mikropinozytotische Invaginationen und Bläschen sehr häufig. Möglicherweise übernehmen sie von den postsynaptischen Dendriten, die dünne Zytoplasmaprotrusionen in die Invaginationen hineinsenden, Stoffe. Es wird vermutet, daß es sich hierbei um inaktivierte Transmittersubstanz handelt, die auf diesem Wege dem präsynaptischen Abschnitt wieder zugeführt wird. Die zurückresorbierten Abbauprodukte der Transmittersubstanz werden in einem präsynaptischen Golgi-Komplex resynthetisiert und in synaptischen Bläschen angereichert. Dieses morphologische Bild ergänzt die biochemische Hypothese eines Acetylcholin-Kreislaufes im Bereich von Nervenendigungen.Entsprechende mikropinozytotische Erscheinungen wurden in caudalen Abdominalganglien von Leucophaea maderae beobachtet. Es wird angenommen, daß die Mikropinozytose ein allgemein verbreiteter Resorptionsmechanismus im Zentralnervensystem ist.Herrn Prof. Dr. F. Wassermann zum 80. Geburtstag gewidmet.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Granulierte marklose Nervenfasern in der Epiphysenregion von Anuren

Zusammenfassung In der ganzen Epiphysenregion der Anuren, vor allem aber in perivaskulärer Anordnung, sind marklose Nervenfasern zu beobachten. Ein Teil dieser Fasern enthält Vesikel vom Typ synaptischer Bläschen sowie elektronendichte Granula mit einem Durchmesser von 500–1000 bzw. 2000 Å. Die granulahaltigen Fasern dringen vereinzelt bis in die synaptischen Regionen der Epiphyse vor. Es wird darauf hingewiesen, daß eine Verletzung dieses ausgedehnten Fasersystems bei Epiphysen-Exstirpationen und die Verunreinigung des Epiphysenmaterials mit benachbarten Gewebspartien bei der Gewinnung von Epiphysen-Extrakten zu falschen Schlüssen über die Funktion der Anuren-Epiphyse führen können.

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Granulated unmyelinated nerve fibers in the pineal region of anurans

Summary The anuran pineal region, which includes the connective tissue capsule of the pineal organ and adjacent parts of brain, shows many unmyelinated nerve fibers. Most of these fibers have a perivascular location. Many of the fibers contain inclusions resembling synaptic vesicles as well as dense-core vesicles of granular appearance with diameters of either 500–1,000 Å or 2,000 Å. Isolated granulated fibers penetrate into the synaptic regions of the pineal organ. It is suggested that this extensive fiber system may be damaged during pinealectomy and that adjacent tissues containing fibers with granular inclusions may contaminate the pineal extracts. This may lead to false conclusions about the function of anuran epiphysis.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen des Saccus vasculosus und des Nervus und Tractus sacci vasculosi

Zusammenfassung Der Saccus vasculosus von Anguilla anguilla, Cyprinus carpio und Amiurus nebulosus wurde lichtmikroskopisch mit der AChE-Reaktion und dem fluoreszenzhistochemischen Monoaminnachweis, sowie elektronenmikroskopisch untersucht.Lichtmikroskopisch weisen die Liquorkontaktneurone und ihre Fortsätze eine starke AChE-Aktivität auf, während die Krönchenzellen inaktiv sind. Die AChE-positiven Fortsätze der Nervenzellen bilden Bündel, die in den Nervus sacci vasculosi eintreten und im Tractus sacci vasculosi weiterziehen. Diese AChE-positive Bahn kann nach Kreuzung zur Gegenseite bis in das Neuropil des Thalamus ventralis verfolgt werden. Die Liquorkontaktneurone des Saccus vasculosus, der Nervus und Tractus sacci vasculosi, sowie der Nucleus sacci vasculosi weisen keine Monoaminfluoreszenz auf.Auf den Perikaryen der Krönchenzellen kommen Synapsen vor, deren praesynaptisches Cytoplasma außer synaptischen Bläschen und Mitochondrien 800–1000 Å große granulierte Vesikel aufweist. Die Perikaryen der Liquorkontaktneurone enthalten neben den üblichen Cytoplasmabestandteilen dense core Vesikel, deren Durchmesser 700–900 Å beträgt. Axone, in denen granulierte Vesikel (Durchmesser 800 oder 1300 Å) vorkommen, bilden mit diesen Perikaryen Synapsen. Im basalen Teil des Saccusepithels findet man granulierte Bläschen (Durchmesser 800 oder 1400 Å) enthaltende Nervenfasern unterschiedlichen Durchmessers, ferner Synapsen. Der Nervus sacci vasculosi enthält klein- und großkalibrige, marklose Nervenfasern und vereinzelte Synapsen, während der Tractus sacci vasculosi aus vorwiegend kleinkalibrigen, marklosen Fasern besteht.

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Light and electron microscopic studies of the vascular sac and of the nervus and tractus sacci vasculosi

Summary The vascular sac of Anguilla anguilla, Cyprinus carpio and Amiurus nebulosus has been studied by light microscopy using AChE reaction and the fluorescence histochemical method for the demonstration of monoamines, and by electron microscopy.As demonstrated light microscopically, the cerebrospinal fluid (CSF) contacting neurons and their processes exert a strong AChE activity, while the coronet cells are inactive. The AChE-positive processes of the neurons form bundles that enter the nervus sacci vasculosi and pass on in the tractus sacci vasculosi. After crossing to the opposite side, this AChE-positive bundle can be traced into the neuropil of the ventral thalamus. Neither the CSF contacting neurons of the vascular sac, nor the nervus, tractus and nucleus sacci vasculosi show any monoamine fluorescence.As demonstrated electron microscopically, there are synapses on the perikarya of the coronet cells, their presynaptic cytoplasm being characterized by mitochondria, synaptic and granulated vesicles (diameter about 800 to 1000 Å). The perikarya of the CSF contacting neurons contain dense-core vesicles (diameter about 700 to 900 Å) besides of the usual cytoplasmic components. Axons displaying granulated vesicles with a diameter of 800 Å or 1300 Å, form synapses on these perikarya. In the basal part of the saccus epithelium, there are nerve fibres of different calibres containing dense-core vesicles (diameter about 800 Å or 1400 Å) and forming synapses. The nervus sacci vasculosi is characterized by thin and thick, unmyelinated nerve fibres, and rare synapses, while the tractus sacci vasculosi is composed of mainly small, unmyelinated fibres.

     

Synapsenartige Kontakte zwischen intraventrikulären Axonendigungen und freien Oberflächen von Ependymzellen des Kaninchengehirns

Zusammenfassung Im III. und IV. Ventrikel des Kaninchengehirns kommen zahlreiche nackte Axone mit kolbenförmigen Endigungen vor, die kleine helle Vesikel (400–800 Å), Vesikel mit dichtem Kern (650–1000 Å) und Mitochondrien mit einem prismatischen Tubulus enthalten. Das Plasmalemm der Kolben bildet mit dem apikalen Plasmalemm des Ependyms synapsenähnliche Kontakte. Sie sind durch praesynaptische dense bodies, Membranverdickung, subjunctional bodies und parallele Filamente (50 Å) charakterisiert, die den synaptischen Spalt (200 Å) überqueren. Außerdem kommen zwischen den Kolben und dem Ependym desmosomenähnliche Kontakte vor.

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Synapse-like contacts between the intraventricular axonal endbulbs and the apical plasmalemma of ependyma (rabbit)

Summary In the 3rd and 4th ventricle of the brain (rabbit) a great number of non-myelinated axons are found having bulb like endings. These terminals contain small clear vesicles (400–800 Å), dense cored vesicles (650–1000 Å), and mitochondria, wich are characterized by a single prismatic tubule. The plasmalemma of the bulb is in a synapse-like contact with the apical plasmalemma of the ependyma. The contact is characterized by presynaptic dense bodies, membrane thickening, subjunctional bodies, and parallel intersynaptic filaments (50 Å) across the synaptic gap (200 Å). Besides, between the bulbs and ependyma desmosome-like junctions are found.

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Die Untersuchung wurde mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Über den Charakter synaptoider Endstrukturen markloser Fasern im Epiphysenpolster (Pulvinar corporis pinealis) der Gelbbauchunke (Bombina variegata L.)

Zusammenfassung Die synaptoiden Endformationen markloser, granulierter Axone im Pulvinar corporis pinealis vonBombina variegata wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Mit Hilfe der Zn-J-OsO₄-Methode lassen sich Vesikel vom Typ synaptischer Bläschen in den Endformationen der Fasern im Pulvinar, in den plexiformen Zonen der Epiphyse sowie in den Endigungen markloser Fasern im sekretorischen Ependym des Subcommissuralorgans selektiv darstellen. Die in den Axonen des Epiphysenpolsters vorhandenen Granula mit elektronendichtem Kern reagieren nicht.Durch Injektion von Reserpin sowie dem Benzochinolizin-Derivat Ro 4-1284 ließen sich Aussehen und Dichte der Granula mit dichtem Inhalt nicht beeinflussen.Der Charakter der Vesikel und Granula und der mögliche Mechanismus ihrer Entleerung werden diskutiert.

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On the properties of synaptoid terminations of unmyelinated fibers in the pulvinar corporis pinealis in Bombina variegata (L.)

Summary The synaptoid terminations of granulated unmyelinated fibers in the neuropile of the pulvinar corporis pinealis inBombina variegata have been studied by light and electron microscopy.Vesicles with the structural properties of synaptic vesicles in the synaptoid terminations in the pulvinar corporis pinealis as well as identically shaped vesicles in the plexiform regions of the pineal organ and in unmyelinated fibers terminating between ependymal cells of the subcommissural organ can be stained selectively by aid of the zinciodide-osmium method. On the other hand granules with electron dense core in the pulvinar do not react.Size and number of the granulated vesicles in the axons of the pulvinar cannot be influenced by injection of reserpine or the benzoquinolizine derivative Ro 4-1284.The possible mechanism of discharge of secretory material and the probability of the presence of a cholinergic mechanism are discussed.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Ultrastructure of synaptic terminals in nucleus infundibularis and nucleus supraopticus of Passer domesticus

Summary Axo-dendritic and axo-somatic synapses and complex axo-dendritic junctions from the nucleus infundibularis and nucleus supraopticus of Passer domesticus were studied in the electron microscope. A morphological asymmetry, represented by clustering of synaptic vesicles (of about 500 Å diameter) at the presynaptic membrane and a thickening of and subsynaptic web formation at the postsynaptic membrane, was observed in the axo-dendritic and axo-somatic synapses, and to a smaller extent in the complex axo-dendritic junctions. In the hypothalamic synaptic axon terminals, as in the perikarya of nucleus infundibularis, dense-core vesicles of 800–1,000 Å mean diameter were observed in addition to the synaptic vesicles, but the 800–1,000 Å vesicles were not concentrated at the presynaptic membrane. Granules of 2,000 Å mean diameter, observed in the neurons of nucleus supraopticus, were not seen in any hypothalamic synaptic terminals. Intersynaptic filaments and an intrasynaptic band lying in the intersynaptic cleft were frequently observed. The significance of the synaptic structures was discussed in relation to neurotransmission and to possible mechanisms by which perikarya of the nucleus infundibularis and nucleus supraopticus receive nervous information.

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Zusammenfassung Mit dem Elektronenmikroskop wurden im Nucleus infundibularis und Nucleus supraopticus von Passer domesticus axo-dendritische und axo-somatische Synapsen sowie komplexe axo-dendritische Kontaktstellen untersucht. Vor allem zeichnen sich die axodendritischen und axo-somatischen Synapsen durch eine Polarität ihrer Feinstruktur aus. Diese wird in erster Linie durch eine Anhäufung von etwa 500 Å großen synaptischen Bläschen an der präsynaptischen Membran sowie durch eine Verdichtung und ein subsynaptisches Geflechtwerk an der postsynaptischen Membran gekennzeichnet. Die hypothalamischen synaptischen Axonendigungen enthalten neben den charakteristischen synaptischen Bläschen elektronendichte Granula mit einem Durchmesser von etwa 800–1000 Å; die letzteren, die u.a. auch für Perikaryen des Nucleus infundibularis charakteristisch sind, lassen sich jedoch nicht in unmittelbarer Nähe der präsynaptischen Membran nachweisen. Granula mit einem Durchmesser von etwa 2000 Å, die in den Neuronen des Nucleus supraopticus zu beobachten sind, fehlen in den hypothalamischen synaptischen Nervenendigungen. Intersynaptische Filamente und ein den Synapsenspalt füllendes intrasynaptisches Band konnten in zahlreichen Synapsen dargestellt werden. Die Bedeutung der Synapsenstrukturen wird im Hinblick auf die nervöse Übertragung und auf die Mechanismen, die der Zuleitung nervöser Informationen an den Nucleus infundibularis und Nucleus supraopticus dienen, diskutiert.

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Dedicated to Professor Ernst Horstmann.

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The investigation was supported by a scholarship of the Alexander von Humboldt-Stiftung to Dr. J. Priedkalns (on leave from the Department of Veterinary Anatomy, University of Minnesota, St. Paul, U. S. A.) and by a research grant of the Deutsche Forschungsgemeinschaft to Professor A. Oksche.     

Die Diatomeenflora des Neusiedler Sees im österreichischen Burgenland

Zusammenfassung Die vorliegende Neubearbeitung der Diatomeenflora des Neusiedler Sees gründet sich auf Analysen von 71 Proben, die sowohl Plankton als auch Litoralmaterial umfassen. Insgesamt wurden 158 Formen in 35 Gattungen mit 130 Arten und 28 Varianten festgestellt. Diese im Verhältnis zur Ausdehnung des Seebeckens außerordentlich große Formenarmut wird auf den Chemismus des Wassers an sich, auf seine mehr oder weniger großen Schwankungen und auf die wiederholt auftretende Austrocknung des ganzen Beokens zurüekgeführt.Obgleich der Chlorid- wie der Kochsalzgehalt sich in verhältnismäßig geringen Grenzwerten bewegen, sind die Halophyten mit etwa 50 Arten, also rund 40% der beobachteten Diatomeen, vertreten. Die Wirksamkeit des Chlorid-Anions muß daher durch andere Anionen unterstützt werden. Als solche kommen besonders HCO₃ und SO₄ in Frage, die im Seewasser vorwiegend als Soda, Glauber- und Bittersalz, ferner als Gips und Kaliumsulfat vorhanden sind.Nur eine geringe Anzahl von Diatomeenarten wird durch den im See herrsehenden Chemismus in der Entwicklung begünstigt, so daß sie als charakteristische Leitformen für Gewässer mit ähnlichem Chemismus aufgefaßt werden können. Im übrigen stellen aber die genannten Salze, insbesondere wahrscheinlich die Natriumverbindungen, für die meisten Diatomeen Maxiraumfaktoren dar, die die Entwicklung einer reicheren Flora verhindern.Als besonders zu wertendes Charakteristikum im Chemismus ist das Natriumbikarbonat zu beachten, dem wohl in erster Linie die Entwicklung einiger Leitformen, aber auch der einschränkende Einfluß auf die Diatomeenflora in ihrer Gesamtheit zuzuschreiben ist.     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

Über die Pylorusanhänge des Seesterns (Asterias rubens L.), insbesondere ihre Innervation

Zusammenfassung Die Pylorusanhänge (P. A.) von Asterias rubens L. wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. — Die Wandung der P. A. gliedert sich in eine hohe Epithelschicht, in deren basalen Abschnitten zahlreiche Nervenfasern verlaufen, eine bindegewebige Basallamelle und ein Coelomepithel, dessen Zellen eine lockere Lage von glatten Muskelzellen und Axonen bedecken.Die Zellen des Epithels der P. A. sind mit einem dichten, gleichmäßig ausgebildeten Bürstensaum ausgestattet, ferner mit je einer langen, mit einer Wimperwurzel verbundenen Cilie (9+2-Typus), die sich in die Lichtung der Caeca erhebt. Die Wimperwurzeln besitzen eine periodische Gliederung. Vereinzelte Epithelzellen tragen ein plumperes, unregelmäßig gestaltetes Geäst von Mikrovilli. Die bereits lichtmikroskopisch wahrnehmbare zarte Streifung der Zellapices beruht auf dem Vorhandensein von parallelisierten Mikrotubuli. Starke Vesikulation der Saumzellen und das Vorhandensein pinozytotischer Bläschen an der Basis der Mikrovilli ist als Ausdruck lebhafter resorptiver Tätigkeit des Epithels der P. A. anzusehen. Vor allem in den basalen Abschnitten der Epithelzellen liegen kugelige Lipideinschlüsse, in anderen Zellen Mukopolysaccharidgranula. An der Oberfläche der Epithelzellen werden Mukopolysaccharide ausgestoßen, teilweise in Form zusammengesinterter, unregelmäßig gestalteter Bildungen. Das morphologische Äquivalent der von anderen Autoren beschriebenen sog. Zymogenkörnchen konnte mit Sicherheit nicht ermittelt werden. Intraepitheliale Sinneszellen wurden nicht beobachtet.Die nackten Axone innerhalb des Epithels der P. A. lagern sich den Basalteilen der Saumzellen an, bilden jedoch mit ihnen keine typischen, d. h. durch Membranverdickungen ausgezeichneten Synapsen. Ihr Axoplasma enthält außer Neurotubuli Bläschen mit massendichtem Inhalt, die Granula aminerger oder peptiderger Nervenfasern ähneln. Möglicherweise sind bei Asterias Nervenfasern jeweils verschiedenen Inhalts ausgebildet, da Profile von Axonen mit kleineren (1000–1200 Å Durchmesser) und größeren Granula (1200–1600 Å) nachzuweisen sind. Das Vorkommen von Ergastoplasmastrukturen und Golgimembranen in den Axonen sowie die Abschnürung von Vesikeln mit massendichtem Inhalt vom Golgiapparat spricht für eine Entstehung von Elementargranula in der Peripherie der entsprechenden Neurone. Das Bild synaptischer Bläschen kann durch entleerte Elementargranula vorgetäuscht werden.Die glatten Muskelzellen unter dem Coelomepithel stehen mit Nervenendigungen, die dense-cored vesicles enthalten, in Berührung, doch sind Synapsen mit Membranverdickungen, wie sie bei den Vertebraten angetroffen werden, nicht ausgebildet.

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Summary The pyloric ceca (p. c.) of the starfish, Asterias rubens L., are investigated light- and electronmicroscopically.The wall of the p. c. consists of 1. a high columnar epithelium the basal part of which is permeated by many axons, 2. a basal lamina, 3. a loose layer of smooth muscle cells intermingled with thin nerve fibres, and 4. the coelomic epithelium. Intraepithelial sensory elements are lacking in the epithelium.The epithelial cells of the p. c. are provided with a very well developed brush border built up by microvilli of equal length and diameter. In addition each cell bears a long cilium (9 + 2 pattern) connected with a periodically structured rootlet. Only single cells are characterized by a more or less irregular seam of plump ramified microvilli. The parallel orientation of microtubules in the apical parts of the cells causes the striation already to be observed under the light microscope.The intense vesiculation of the cytoplasm and the occurrence of many pinocytotic invaginations on the basis of the brush border is considered to be the equivalent of the high absorption activity of the epithelial cells.Spheroidal lipid inclusions, mucopolysaccharide granules and large masses of unknown nature are embedded in the cytoplasm of the epithelial cells. Irregularly shaped mucopolysaccharide substances are extruded into the lumen of the p. c. The occurrence of so-called zymogen granules has not been observed in our material.The intraepithelial axons are closely attached to the basal parts of the epithelial cells without forming typical synapses with membrane thickenings. Apart from neurotubules, the axoplasm of these tiny fibres contains dense-cored vesicles (diameter 1000–1200 Å, 1200–1600 Å) resembling the elementary granules of aminergic and peptidergic nerve fibres. The presence of ergastoplasmic structures and Golgi membranes within the axoplasm and the gemmation of dense-cored vesicles from the Golgi apparatus speaks in favour of a peripheral elaboration of elementary granules in the axons of the starfish.The smooth muscle cells covered by the coelomic epithelium of the p. c. are in contact with axonal terminals containing dense-cored and empty vesicles. Typical synaptic structures as described for vertebrates apparently do not exist in the starfish.

     

Der Einfluß der Bodenmikroorganismen auf Trockensubstanzbildung und Aschegehalt in Nährlösung wachsender Pflanzen

Zusammenfassung In Wasserkulturen von Rotklee (Trifolium pratense) und Sonnenblumen (Helianthus annuus) wurde der Einfluß der Bodenmikroorganismen auf das Pflanzenwachstum untersucht.Die Rhizosphärenflora verringert die Wurzelentwicklung, fördert aber gleichzeitig das Wachstum der oberirdischen Pflanzenteile. Der Einfluß der Mikroorganismen kommt in dem größeren Sp/W-Verhältnis der nichtsteril wachsenden gegenüber den steril wachsenden Pflanzen zum Ausdruck.Die Stärke des Einflusses der Bodenmikroflora auf die Verschiebung des Sp/W-Verhältnisses hängt von ihrer Dichte in der Rhizosphäre ab. Die Populationsdichte der Rhizosphäre ist von der Pflanzenart abhängig. Bei Rotklee (Leguminosen) mit hoher Organismenzahl in der Rhizosphäre ist das Sp/W-Verhältnis der nichtsterilen Pflanzen gegenüber den sterilen prozentual höher als bei Sonnenblumen (Compositen) mit geringerer Organismenzahl.Der Mineralstoffgehalt der Trockensubstanz von Pflanzen, die mit einer Rhizosphärenflora vergesellschaftet sind, ist niedriger als der steriler Pflanzen.Die spezifischen Wirkungen der Bodenmikroorganismen auf die Trockensubstanzbildung sind wahrscheinlich auf mikrobiell gebildete Wuchsstoffe zurückzuführen.     

Weitere Untersuchungen zur Feinstruktur und Innervation des Pinealorgans von Passer domesticus L.

Zusammenfassung Im Parenchym der Epiphysis cerebri von Passer domesticus kommen Nervenzellen vor. Ihre Neuriten ziehen im langgestreckten Epiphysenstiel zur Commissura habenularum. Im proximalen Endabschnitt des Epiphysenstiels wird ein Teil dieser Fasern myelinisiert. Zwischen die Nervenfasern schieben sich zahlreiche Pinealocytenausläufer; synaptische Bänder helfen die letzteren eindeutig zu identifizieren. Im Bereich der synaptischen Bänder liegen: 1. 300 Å Vesikel, 2. 300 Å Vesikel und 800–1200 Å Granula, 3. nur 800–1200 Å große granulierte Vesikel. Die Tatsache, daß in Pinealocytenausläufern nebeneinander synaptische Bänder und Granula vorkommen, und daß apikal in zilientragenden Zellen ebenfalls Granula nachweisbar sind, spricht dafür, daß bei Passer domesticus ein Pinealzelltyp sensorische und sekretorische Strukturmerkmale besitzen kann. Außerdem werden Kontaktsynapsen beobachtet; ihre praesynaptischen Fasern enthalten die gleichen Strukturelemente wie die Fasern mit synaptischen Bändern. Die Zahl der Mikrofibrillen und Mikrotubuli variiert in den Pinealocytenausläufern, in den postsynaptischen Dendriten und in den Neuriten so stark, daß es mitunter schwierig ist, diese Fortsatztypen einwandfrei zu unterscheiden und die Zahl der zum Gehirn ziehenden Neuriten exakt zu ermitteln.Efferente sympathische Nervenfasern dringen in die Bindegewebssepten der Epiphyse ein. Sie enthalten Granula mit einem Durchmesser von 300–500 Å und 800–1200 Å. Nach Injektion von Nialamid zeigen beide Granulatypen einen elektronendichten Kern. Mikrospektrographisch ist Serotonin und Noradrenalin in diesen Nervenfasern nachweisbar. Das Material dieser Studie enthält keinen fluoreszenzmikroskopischen oder elektronenmikroskopischen Hinweis darauf, daß die sympathischen Nervenfasern durch die Basalmembran in den Zellverband des Epiphysenparenchyms eintreten. Im elektronenmikroskopischen Bild haben manche Pinealocytenausläufer eine Ähnlichkeit mit autonomen Nervenfasern.Die funktionelle Bedeutung der Vogelepiphyse als photo-neuro-endokrines Organ wird diskutiert.

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Further investigations on the structure and innervation of the pineal organ of Passer domesticus L.

Summary The pineal organ of Passer domesticus contains nerve cells within its parenchyma. Axons of the nerve cells run within the elongated stalk of the pineal organ to the habenular commissure. At the proximal end of the stalk, some axons become myelinated. In the stalk, the axons intermingle with pinealocyte processes containing synaptic ribbons. The synaptic ribbons are in contact with (1) vesicles with a diameter of 300 Å; (2) 300 Å diameter vesicles and 800–1,200 Å diameter dense-core granules; or (3) the dense-core granules only. Dense-core granules are also present in pinealocytes with 9+0 type cilia. These results suggest that sensory and secretory structures are present in the same pineal cell type. Furthermore, conventional synapses are present between receptor and nerve cells: The presynaptic fibers have the same structure as the fibers containing synaptic ribbons. The numbers of microfibrils and microtubules vary among postsynaptic fibers (dendrites), the pinealocyte processes, and the neurites. Thus it is difficult to obtain an exact count of the number of axons running to the brain.Efferent sympathetic nerve fibers enter the pineal organ associated with the connective tissue surrounding blood vessels. The fibers show granules of 300–500 Å diameter or 800–1,200 Å diameter. After nialamide injection, both types of granules contain a dense core. Microspectrographically serotonin and noradrenaline are demonstrated in the sympathetic nerve fibers. There is no evidence found in the material of this study to suggest that sympathetic nerve fibers perforate the basement membrane and enter the parenchymal cell complexes of the pineal organ. Pinealocyte processes and sympathetic nerve fibers often show a very similar ultrastructural pattern.The role of the avian pineal organ in photo-neuro-endocrine regulation is discussed.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Ultrastruktur der motorischen Endplatte im Zwerchfell der Ratte und Veränderungen nach Inhibierung der Acetylcholinesterase

Zusammenfassung Im Terminalaxon der motorischen Endplatte aus dem Zwerchfell der Albinoratte beobachteten wir Synapsenvesikel, Mitochondrien und in manchen Fällen Neurofilamente. Die fibrillären Bestandteile des Axoplasmas stehen möglicherweise mit den Synapsenvesikeln in Verbindung, die in unmittelbarer Nähe der präsynaptischen Membran lokalisiert sind. Vermutlich besteht zwischen Vesikeln und Neurofilamenten eine funktionelle Beziehung.Nach intraperitonealer Applikation von Soman (O-pinakolyl-methylphosphonsäurefluorid) erscheinen im Zwerchfell lokal begrenzte degenerative Veränderungen, die sich sowohl auf die neuromuskulären Verbindungen als auch auf die Muskelfasern erstrecken. Das Ausmaß der Schädigung ist in den einzelnen Nekrosebereichen verschieden, doch tritt in den meisten Fällen eine Auflösung des Sarcolemms im subneuralen Faltenapparat auf, wodurch vermutlich die Bildung von Acetylcholinesterase verhindert wird. In weiter fortgeschrittenen Stadien der Vergiftung werden auch die feinstrukturellen Bestandteile der Muskelfaser geschädigt. Anschwellung der Mitochondrien und Auflösung ihrer Cristae, Bildung von Myelinfiguren in den Mitochondrien, Pyknose der Zellkerne, Verschwinden der Querstreifung des Muskels und schließlich ein Zerfall der Myofilamente kennzeichnen eine durch Soman verursachte Zerstörung des Muskelgewebes.

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Summary In the terminal axon of the motor end-plate in the diaphragm of albino rat we observed synaptic vesicles, mitochondria, and in some cases neurofilaments. Possibly the fibrillar components of the axoplasm are connected with the synaptic vesicles, which are located near the praesynaptic membrane. Probably there exists a functional relation between vesicles and neurofilaments.In the diaphragm there appear degenerative changes when Soman (methyl-pinacolyloxy-phosphonylfluoride) has been applicated intraperitoneally. These are locally limited and extend to neuromuscular junctions as well as to muscle fibres. The extent of injury is very different in the various regions of necrosis, but in most cases there appears a dissolution of sarcolemma in the subneural infoldings probably preventing the production of acetylcholinesterase. In a more progressive state of poisoning the ultrastructural components of the muscle fiber are also injured. The destruction of muscle tissue caused by Soman is characterized by swelling of mitochondria, dissolving of its cristae, formation of myelin figures in mitochondria, pyknosis of nuclei, disappearing of the striation of muscle, and finally the decay of myofilaments.

     

Histologisch-entwicklungsgeschichtliche Untersuchungen an Mauthnerschen Zellen von Fischen

Zusammenfassung Die Mauthnerschen Zellen in der Medulla oblongata von 15 Fischarten wurden histologisch, histochemisch und entwicklungsgeschichtlich untersucht. Bei allen Spezies sind Mauthnersche Zellen ausgebildet, ausgenommen bei Anguilla japonica, Fugu rubipes, Mola mola und Ranzania laevis.Die Mauthnerschen Zellen sind durch ihre beachtliche Größe und durch zwei dicke laterale und ventrale Hauptdendriten, ferner ein dickes, markhaltiges Axon mit der sog. Axonkappe charakterisiert. Die präsynaptischen Faserverdickungen sind mit Silberimprägnation leicht darstellbar, werden aber auch durch die PJS- und Bauersche Reaktion deutlich hervorgehoben.Untersuchungen an Embryonen und Jungfischen von Salmo irideus ergaben, daß die Mauthnerschen Zellen schon am 7. Tag vor den Ausschlüpfen in der Anlage des Nucleus motorius tegmenti erkennbar sind. Bereits bei 23 bzw. 25 Tage alten Larven zeigen sie den für sie typischen Feinbau.Das Nichtvorhandensein der Mauthnerschen Zellen wird mit dem Fehlen einer Schwanzflosse bzw. mit deren geringer Motorik in Zusammenhang gebracht.Herrn emer. Prof. Dr. K. Shimada zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Die Lungenatmung der Süsswasserpulmonaten (zugleich ein Beitrag zur Temperaturabhängigkeit der Atmung)

Zusammenfassung Das Lungengas wird bei der Ventilation durch Diffusion erneuert, zum geringen Teil jedoch durch aktives Kontrahieren und Expandieren der Lunge (wie bei den Stylommatophoren).Die Reflexhandlung der Luftaufnahme verläuft bei Jungtieren von Segmentina nitida äußerst starr. Am Oberflächenhäutchen wird nach wechselnden Zeiten plötzlich in mehreren Ventilationen die Lunge mit Luft gefüllt. Durch Außeneinflüsse kann die Zeit bis zum Eintritt des Reflexes verändert werden. — Auch Armiger crista vermag Luft in die normalerweise Wasser enthaltende Lungenhöhle aufzunehmen.Die bei Jungtieren von Segmentina nitida starr verlaufende Reflexhandlung kann für längere Zeit (1 Stunde und mehr) unterbrochen werden. Der Reizzustand dauert dabei an.Bei den kleineren Arten der Planorbiden verlängert sich mit abnehmender Körpergröße die Tauchzeit. Segmentina nitida macht als sehr bewegliche Art eine Ausnahme. Die kleinen Planorbiden sind auch bei mittleren Temperaturen bei erzwungener Hautatmung (durch Absperren von der Wasseroberfläche) lebensfähig.Im Winter, aber auch im Sommer geht Limnaea stagnalis bei niedriger Temperatur (5° C) zu reiner Hautatmung über.Bei der Ventilation wird das Lungengas weitgehend erneuert. Die kurz nach derselben gemessenen Lungengasmengen variieren je nach den Versuchsbedingungen mehr oder weniger. Bei einer bestehenden Sauerstoffschuld (z. B. nach längerer erzwungener Tauchzeit) wird die Lungenfüllung vergrößert. Auch reiner Stickstoff wird aufgenommen. Nach der Füllung der Lunge mit diesem Gas kriecht die Schnecke abwärts.Luft, der CO₂ in geringen Mengen beigemischt wird, hat deutlich abstoßende Wirkung auf Limnaea stagnalis. In geringen Mengen im Versuchswasser gelöstes CO₂ verlängert die Zeit des Spiraculumanlegens (Diffusionsregulierung), hat jedoch keinen Einfluß auf die Länge der Tauchzeiten, auf die bei der Ventilation aufgenommene Luftmenge und auf die Gasmenge der Lunge beim Aufstieg am Ende der Submersion.Während der Tauchzeit funktioniert das Lungengas wie bei den tauchenden Insekten als physikalische Kieme.Sauerstoffmangel kann als Atemreiz die negative Geotaxis am Ende der Tauchzeit auslösen (auch bei Armiger crista).Druckversuche zeigen, daß auch die Abnahme der Lungenfüllung als Atemreiz wirken kann. Die Schnecke perzipiert den Füllungsdruck.Durch Versuche mit übergeleiteten Gasgemischen wird das Zusammenwirken beider Faktoren geklärt. Sie können sich in ihrer Wirkung summieren. In einem Sommer- und Winterversuch wurde die Länge der Tauchzeiten durch übergeleitete Gasgemische beeinflußt, und zwar in beiden Versuchen entgegengesetzt. Es wird gezeigt, daß allein ein Variieren von Aufbewahrungs- und Versuchsbedingungen das verschiedene Verhalten bedingen kann. Die beim Aufstieg in der Lunge befindliche Gasmenge bleibt dagegen bei nicht gerade extremen Versuchsbedingungen annähernd konstant. In sauerstoffarmem Wasser sind die Tauchzeiten verkürzt und die Lungengasmengen beim Aufstieg vergrößert.Die Tauchzeiten sind im Winter länger als im Sommer. Die Lungenfüllung beim Aufstieg am Ende derselben ist im Winter geringer.Das beim Atmungsprozeß entstehende CO₂ reichert sich nicht im Lungengas an, sondern löst sich sofort im Wasser.Der Sauerstoff des Lungengases wird bei erzwungenen Tauchzeiten weitgehender verbraucht als in Hazelhoffs Versuchen. Nach langen Tauchzeiten enthält das Lungengas von Limnaea stagnalis im Winter 1% O₂, im Sommer etwas mehr.Der O₂-Verbrauch bei 30 Min. Tauchzeit ist im Winter größer als im Sommer (wahrscheinlich nicht Rassenunterschiede). Bei diesen schon längere Zeit an die Versuchstemperatur angepaßten Schnecken ist der Unterschied im Verbrauch bei 15° und 21,5° C im Sommer größer als im Winter. Die Abhängigkeit der Lungenatmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist in beiden Jahreszeiten gleich. Die Temperaturabhängigkeit der Atmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist grundsätzlich verschieden von der nach einer Anpassung des Organismus an die Versuchstemperatur. Beides läßt sich nicht zu einem Gesetz vereinigen.Die Anpassung des Organismus nach plötzlicher Temperaturänderung verläuft in den beiden Jahreszeiten grundsätzlich verschieden. Im Sommer werden die endgültigen Werte nach der Anpassung bei der plötzlichen Änderung der Temperatur nicht erreicht, im Winter dagegen überschritten.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Cerebro-Pleural-Ganglien von Nudibranchiern

Zusammenfassung Die Cerebro-Pleural-Ganglien von fünf Nudibranchierarten (Coryphella pedata, Flabellina affinis, Cratena peregrina, Trinchesia coerulea, Goniodoris castanea) wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Auf Grund der Befunde an den Perikarya lassen sich die Nervenzellen in vier Gruppen einteilen: Riesenzellen, große, mittelgroße und kleine Nervenzellen.Die Riesenzellen sind durch ein ungeordnetes, granuläres und agranuläres endoplasmatisches Retikulum und einen großen Golgi-Apparat charakterisiert. Sie enthalten keine Neurosekretgrana, aber sehr viele Zytosomen.Die großen Nervenzellen dagegen besitzen nur wenige Zytosomen. Die Zellen treten in zwei, von uns als Funktionstypen gedeuteten Varianten (A und B) auf, die beide ein hochorganisiertes endoplasmatisches Retikulum aufweisen. In den A-Zellen ist es glatt und tubulär, in den B-Zellen besteht es aus granulären Parallelformationen. Beide Zellvarianten enthalten viele Vesikel mit osmiophilem Inhalt. Sie sind in den A-Zellen mit dem großen Golgi-Apparat assoziiert und messen zwischen 300 und 1500 Å. In den B-Zellen fehlt eine Beziehung der Vesikel zum Golgi-Apparat. Außerdem sind sie durchschnittlich größer (Durchmesser 1000–2000 Å, manchmal bis zu 5000 Å). Wir bezeichnen diese Grana als neurosekretorisch und nehmen an, daß sie zumindest teilweise neurohormonale Funktionen ausüben.Die mittelgroßen Nervenzellen besitzen auffallend viele Mitochondrien, Lipoidtropfen und ein gut entwickeltes granuliertes endoplasmatisches Retikulum. Außerdem kommen zahlreiche Vesikel mit osmiophilem Inhalt vor, deren Durchmesser 1000 Å nie überschreitet. Wir vermuten, daß diese Grana im Unterschied zu den osmiophilen Grana der großen Nervenzellen Neurotransmitter vom Typ der Monoamine enthalten.Die kleinen Nervenzellen haben einen sehr schmalen Zytoplasmamantel von einfacher Feinstruktur: Das endoplasmatische Retikulum ist spärlich, freie Ribosomen dominieren. Mitochondrien und Golgi-Zonen bleiben klein. Vereinzelt treten Vesikel mit osmiophilem Inhalt auf (Durchmesser 300–400 Å).

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Electron-microscopical investigation of cerebro-pleural-ganglia of some NudibranchsI. Nerve cells

Summary The ultrastructure of nerve cell perikarya in the cerebro-pleural-ganglion of several Nudibranchs (Coryphella pedata, Flabellina affinis, Cratena peregrina, Trinchesia coerulea, Goniodoris castanea) has been investigated. Four types of perikarya can be distinguished, namely the giant, large, medium sized and small nerve cells.The giant nerve cells are characterised by a poorly organized granular and agranular endoplasmic reticulum and a large Golgi apparatus. The giant nerve cells do not contain neurosecretory granules, but many cytosomes.The large nerve cells, showing only few cytosomes, occur in two variations (A and B) which we assume to be functionally different. Both have a highly organized endoplasmic reticulum. It is agranular and tubular in the A cells. In the B cells it consists of granular membranes in parallel arrangement. A and B cells contain many vesicles with an osmiophilic content. In the A cells their diameter ranges from 300 to 1500 Å and they are associated with the Golgi apparatus. In the B cells they are not associated with the Golgi apparatus and generally larger, measuring 1000 to 2000 Å, sometimes up to 5000 Å. It is suggested that at least some of these granules exert neurohormonal functions.The medium sized nerve cells are characterized by many mitochondria and lipid droplets. The endoplasmic reticulum is granular. Many vesicles with osmiophilic content, that are never larger than 1000 Å are found. We suppose that these vesicles in contrast to the osmiophilic granules of the large nerve cells contain a neurotransmitter of monoamine character.The small nerve cells possess a very thin cytoplasmic coat with a simple structure. There are many free ribosomes, but only poorly developed endoplasmic reticulum, mitochondria, and Golgi apparatus. A few very small vesicles with an osmiophilic center (diameter 300 to 400 Å) have been observed.

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Mit Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfond zur Förderung der Wissenschaften und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

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.