Licht- und fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen zur Innervation des Luftsacksystems der Vögel

Zusammenfassung Die Innervation der Wandungen des abdominalen Luftsacks und der thorakalen Luftsäcke sowie des horizontalen und schrägen Septum wird bei Haushuhn (Gallus domesticus L.) und Höckerschwan [Cygnus olor (Gmelin)] untersucht mit zwei Versilberungstechniken und der Falck-Hillarp-Methode zur Demonstration biogener Amine. In allen Luftsäcken finden sich adrenerge Plexus, die teilweise zum Gefäßsystem und zur glatten Muskulatur der Luftsackwandung in Beziehung stehen, und ausgedehnte ganglienzellhaltige (parasympathische) Nervennetze. Große Teile der Plexus können keiner identifizierbaren Struktur zugeordnet werden. Die quantitative Bestimmung des Katecholamingehaltes in glattmuskulärem Gewebe von Huhn und Schwan (M. tensor septi obliqui) zeigt erhebliche Differenzen. Beim Huhn ist nur Noradrenalin nachweisbar; beim Schwan finden sich hingegen eine wesentlich höhere Noradrenalinkonzentration, große Mengen an Adrenalin und Spuren von Dopamin. Bei beiden Arten sind in den thorakalen Luftsäcken sensible Endigungen vorhanden, die besonders beim Schwan eine große Mannigfaltigkeit zeigen. Die funktionelle Bedeutung der Befunde, insbesondere die Relevanz der Rezeptoren des Luftsacksystems für die nervöse Steuerung der Atmung, wird unter Berücksichtigung experimentell-physiologischer Untersuchungen diskutiert. Es zeigt sich dabei, daß eine eindeutige Korrelation der morphologischen und der physiologischen Befunde zur Zeit nicht möglich ist.

---

The innervation of the avian air-sac system an investigation by means of the light and fluorescence microscope

Summary The innervation of the walls of the abdominal and the thoracic air sacs and of the horizontal and oblique septa of the domestic fowl and the mute swan have been investigated by means of two silver-impregnation techniques and by the method of Falck-Hillarp for demonstration of biogenic amines. In the air sacs there are adrenergic plexus associated with the vascular system, and with the smooth musculature of the septa and air sac walls; there is also a widespread (parasympathetic) nerve net containing ganglion cells. Large parts of the plexus cannot be associated with any identifiable structure. The quantitative detection of the catecholamines in the smooth-muscle tissue of the oblique septum of the two species reveals considerable differences. In the domestic fowl only noradrenaline is present. In the swan, on the contrary, the noradrenaline level is much higher; there is also a large amount of adrenaline, and a trace of dopamine is detectable. The walls of the thoracic air sacs of both species contain sensory endings; in the swan these are of diverse types. The functional importance of the results, and, in particular, the relation of the receptors of the air-sac system to the nervous control of ventilation, have been discussed in regard to experimental physiological investigations. It is not yet possible to present an unequivocal correlation between the results of morphological and physiological investigations.

Medizinische Dissertation unter Anleitung von Priv.-Doz. Dr. Dr. H.-R. Duncker.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur embryonalen und postembryonalen Genese der Eierstockzwischenzellen des Haushuhns

Zusammenfassung Für die Zwischenzellen des Hühnerovars gibt es embryonal und post-embryonal bindegewebige und epitheliale Quellen. Die bindegewebigen Mutterzellen sind Mesenchymzellen und Fibrozyten, die epithelialen Mutterzellen sind Wandepithelzellen der Markstranglakunen und Epoophorontubuli. Kriterien zur Unterscheidung dieser vierfachen Abstammungsmöglichkeiten der Zwischenzellen werden angegeben.

---

Electronmicroscopic investigations on the embryonic and postembryonic genesis of the interstitial cells of the hen's ovary

Summary The interstitial cells of the hen's ovary have two sources: connective tissue mother cells, which are mesenchymal cells or fibrocytes, and epithelial mother cells, which are wall epithelial cells of the medullary cord lacunae or of the tubuli of the epophoron. Criteria are provided for differentiating this fourfold genesis of the interstitial cells.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an spezifischen Organellen von Endothelzellen des Frosches (Rana temporaria)

Zusammenfassung Endothelzellen der Wirbeltiere enthalten spezifische Organellen, deren Funktion unbekannt ist. Diese Organellen werden beim Frosch (Rana temporaria) nach unterschiedlichen Fixierungen elektronenmikroskopisch untersucht. Die Organellen sind walzenförmig mit mannigfachen Abweichungen, bis zu 2 lang und 0,1 bis 0,5 dick. Ihre oft unterbrochene Außenmembran ist dicker als zytoplasmatische Membranen. Das Innere der Organellen besteht aus Tubuli, die in eine elektronendichte Matrix eingebettet sind. Die Dichte dieser Matrix zeigt deutliche Abstufungen. Die Tubuli sind möglicherweise aus einer spiralförmigen Molekülkette aufgebaut. Das Verteilungsmuster der Organellen wird mit stereologischen Methoden untersucht. Die größte Volumendichte weisen die Aortae thoracicae mit 8% auf. Die Volumendichte der Organellen im Zytoplasma der Endothelzellen scheint mehr von der Entfernung der betreffenden Gefäßstrecke zum Herzen abzuhängen als von der Gefäßgröße. Es werden Verbindungen der Organellen zu zytoplasmatischen Membransystemen aufgezeigt. Auf Besonderheiten des Endothels, darunter Aggregationen von Ribosomen, wird hingewiesen.

---

Electron microscopic studies on specific organelles of endothelial cells in the frog (Rana temporaria)

Summary Endothelial cells of vertebrates contain specific organelles of unknown function. These organelles are studied by electron microscopy with different fixations. The organelles are rod-shaped with many variations, up to 2 in length and 0.1 to 0.5 in thickness. Their outer membrane, which is often discontinuous, is thicker than cytoplasmic membranes. The density of the matrix shows distinct gradations. The organelles contain tubules, possibly built up by a spiral molecular chain. The distribution of the organelles is investigated with stereological methods. Their volume density in endothelial cell cytoplasm appears to depend more on the distance from the heart than on vessel size, the thoracic aortae showing the highest organellae content of 8%. Connections between organelles and cytoplasmic membranes are demonstrated. Particularities of endothelium, among them aggregations of ribosomes, are pointed out.

Herrn Prof. Dr. med. F. Hammersen und Fräulein Dr. med. M. Lewerenz danke ich herzlich für Anregungen, Unterstützung und Kritik. Die Arbeit entstand während eines vom Deutschen Akademischen Austauschdienst dankenswerterweise gewährten Stipendiums; sie wurde unterstützt vom Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, Kredit-Nr. 3952.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle nach Fixation durch Gefriersubstitution

Zusammenfassung Die Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta besteht aus parallel verlaufenden Muskelfasern, die über glanzscheibenartige Strukturen in den Querverbindungen miteinander verbunden sind. Jede Muskelfaser ist von einer dicken Bindegewebshülle umgeben. Die Fasern sind über Hypodermiszellen mittels Tonofibrillen in der Cuticula verankert.Unkontrahierte Sarkomere haben eine Länge von 5 m und mehr. Eine H-Zone ist angedeutet, eine M-Linie nicht vorhanden. Aktin- und Myosinfilamente (Durchmesser 72 bzw. 160 AE) liegen nicht im Register. Daneben existiert ein dritter, sehr dünner Filamenttyp. Die Z-Zone hat einen gewellten Verlauf und faßt die Aktinfilamente in Bündeln zusammen. Mitochondrien liegen beiderseits der Z-Zone. Das T-System faltet sich in Form von Sarkolemmkerben in das Faserinnere ein und setzt sich in Tubuli nach innen fort. Z-Zonen und Sarkolemmkerben sind miteinander verbunden. T-System und sarkoplasmatisches Retikulum treten durch unregelmäßig verteilte Diaden miteinander in Kontakt.Begrenzter Ca⁺⁺-Entzug läßt Kontraktionswellen von der Länge mehrerer Sarkomere entstehen.Die Fixation durch Gefriersubstitution erzeugt gegenüber Standardverfahren Veränderungen wie Schrumpfung des Sarkoplasmas, Verdickung der Myosinfilamente, Vakuolisierung von Mitochondrien und vesikulärem System. In der Kontraktionswelle verkürzt sich die A-Zone mit zunehmender Sarkomerenkontraktion. Der Durchmesser der Myosinfilamente beträgt 172 AE, die Periodik der Cross-bridges von 305 AE bleibt im mittleren Bereich der Filamente konstant.

---

Electron microscope studies of the ventral diaphragm of Locusta migratoria and of the slow wave of contraction after fixation by freeze substitution

Summary The muscular system of the ventral diaphragm of Locusta consists of parallel muscle fibers, which are connected by structures like intercalated discs within transverse bridges. Each muscle fiber is enveloped by a thick sheath of connective tissue. The fibers are attached to the cuticule by means of hypodermic cells with tonofibrils.Uncontracted sarcomeres have a length of 5 m and more. The H-band is slightly indicated, a M-line is not visible. Actin and myosin filaments (diameter 72 respectively 160 AE) are out of register. Moreover there is a third and very thin type of filaments. The Z-band has an undulating shape and collects the actin filaments into bundles. Mitochondria lie on either side of the Z-band. The T-system invaginates as sarcolemmal clefts and continues its course inwards as tubuli. The sarcolemmal clefts are connected with the Z-band. The T-system and the sarcoplasmic reticulum are joined by diads of irregular distribution.Limitated deprivation of Ca⁺⁺ causes waves of contraction with the length of several sarcomeres.Contrary to standard methods the freeze-substitution causes some modifications such as shrinking of the sarcoplasm, thickening of the myosin filaments, vacuolization of mitochondria and vesicular system. Within the waves of contraction the A-band shortenes with increasing sarcomere contraction. The diameter of the myosin filaments measures 172 AE, the 305 AE-period of the cross-bridges remains constant within the middle of the filaments.

Auszug aus der Dissertationsarbeit Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle unter Anwendung der Gefriersubstitution (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Göttingen). Auf Anregung von Herrn Prof. Dr. Schlote und mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Göttinger Akademie der Wissenschaften.     

Untersuchungen an der Regio olfactoria des Aals,Anguilla anguilla L.

Zusammenfassung Das Flimmerepithel von Anguilla anguilla besteht aus 4 Zellarten: Flimmerzellen, Stützzellen, Basalzellen und Schleimbecherzellen. Flimmerzellen enthalten im oberen Zelldrittel zahlreiche Mitochondrien und tragen an ihrer Oberfläche bis zu 140 Kinocilien. Die Basalkörper dieser Kinocilien haben lange Wurzelfilamente, von denen ein Teil ins Zellinnere zieht; der andere Teil verläuft parallel zur Oberfläche und verbindet benachbarte Basalapparate. — Ein Übergangsepithel verknüpft das Flimmerepithel mit dem Riechepithel. Im Riechepithel finden sich außer den Zellarten des Flimmerepithels die Rezeptoren. Bei einheitlichem Aufbau des Zellkörpers lassen sich aufgrund rein morphologischer Unterschiede der Vesiculae olfactoriae 3 Rezeptortypen unterscheiden: 1. Cilien-Rezeptor, 2. Mikrovilli-Rezeptor und 3. Pfriem-Rezeptor. — Der Cilien-Rezeptor trägt unterhalb der Vesicula olfactoria in einer Einschnürung 4–8 sensorische Cilien, die alle auf gleicher Höhe entspringen. Zwei gegenüberliegende sensorische Cilien schließen einen konstanten Winkel von 60° ein. — Der Mikrovilli-Rezeptor trägt auf seiner abgerundeten Vesicula olfactoria 30 bis 60 Mikrovilli von 0,1 m Dicke und bis zu 5 m Länge. Der Mikrovillus wird von einem zentralen, 160 Å weiten, Tubulus durchzogen. Unterhalb der Vesicula olfactoria liegen mehrere Centriolen. Die Rezeptornatur dieser Zellen wird durch ein Axon unterstrichen. — Der Pfriem-Rezeptor besitzt eine 0,8 m breite und bis zu 4 m lange Vesicula olfactoria ohne sensorische Cilien und ohne Mikrovilli. Im Lumen der Vesicula olfactoria befinden sich neben Neurotubuli auch Fibrillen von 40–50 Å Durchmesser, die gebündelt auftreten. An der Basis des Köpfchens liegen mehrere Centriolen.

---

Studies of the regio olfactoria in the eel, Anguilla anguilla I. Fine structure of the olfactory epithelium

Summary The ciliary and olfactory epithelia of the olfactory folds in Anguilla anguilla were studied with the electron microscope. The ciliary epithelium is composed of ciliary cells, supporting cells, basal cells, and mucous cells. The ciliary cells contain numerous mitochondria in their apical portion and bear up to 140 cilia. The ciliary basal bodies have rootlets, some of which project towards the central part of the cell, and others parallel to the cell surface thereby connecting neighbouring basal bodies. A transitional epithelium is located between the ciliary and olfactory epithelia. The olfactory epithelium is composed of the same 4 cell types of the ciliary epithelium and besides contains three morphologically different receptor cell types: ciliary receptor cells, microvillous receptor cells, and receptors with a single rodshaped free appendage. The ciliary receptors have 4 to 8 sensory cilia which project from below the vesicula olfactoria, each forming a constant angle of about 30° with the vertical cell axis. The vesicula olfactoria of the microvillous receptors bears from 30 to 60 microvilli, each of 0.1 m diameter and up to 5 m length. Each microvillus of this receptor type contains a central tubulus of 160 Å diameter. Few centrioles are located closely to the vesicula olfactoria. The third receptor type, which has neither cilia nor microvilli, is characterised by a single rod-shaped appendage of 0.8 m diameter which projects up to 4 m above the epithelial surface. This appendage contains neurotubules and fibril bundles; some centrioles lie close to the base of the appendage.