Zur Cytologie und Physiologie pflanzlicher Drüsen

Zusammenfassung Nach licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen anDrosophyllum-Drüsen (Fixierungen mit Osmium-Bichromat) läßt sich folgendes feststellen:Bei Fütterungen mit Albumin und Casein ballt sich das Chromatin in den Kernen der Drüsenzellen zusammen. Vorübergehend bilden sich in den Nucleolen dense particles, und die Mitochondrien schwellen leicht an. Darauf wird das endoplasmatische Reticulum stark vermehrt, es entstehen Zisternen und röhrenförmige Strukturen, die mit Ribosomen in charakteristischen Gruppen besetzt sind. Die Ausscheidung der Verdauungsfermente läßt sich elektronenmikroskopisch nicht beobachten. Die zersetzten Substanzen werden über die Zellwände aufgenommen.In einigen Fällen bilden sich in den Drüsenzellen eigenartige Membranknäule, wahrscheinlich aus den Dictyosomen, die dann meist stark verkrümmt sind, ferner Zisternen des endoplasmatischen Reticulum, die mit einzelnen Ribosomen besetzt sind und häufig dicht parallel liegen. Dabei schwellen die Mitochondrien oft an und das Chromatin der Zellkerne dispergiert. Es scheint sich hierbei um (vorübergehend?) erschöpfte Zellen zu handeln.Mit 24 TextabbildungenGekürzter Teil einer bei der philosophischen Fakultät der Universität Marburg eingereichten Habilitationsschrift.     

Zur Cytologie der Rectaldrüsen von Knorpelfischen

The stratified epithelium of the central collecting duct of the elasmobranch(Scylliorhinus canicula, Galeorhinus galeus andRaja batis) rectal gland consists of 3 to 6 layers of cells: one superficial, and several basal cell layers. In the superficial layer normally three different types of cells can be distinguished (a) goblet cells, (b) cells with apical secretory granules and (c) flask-shaped cells. The superficial layer ofScylliorhinus canicula reveals a further cell type, so-called mitochondria-rich cells. The epithelial areas built by these cells are always single-layered. The goblet-cells are very similar to goblet cells found in the intestine of vertebrates. Their dominant structures are a well developed ergastoplasm, a large Golgi-apparatus and mucous granules compactly filling the apical cell region. The cells with apical secretory granules are columnar or dumbbell shaped. They contain a rough-surfaced endoplasmic reticulum and a well developed Golgi-apparatus. The secretory granules are loosely distributed within the Golgi-field and are arranged in one or more rows just below the cell apex. The flask shaped cells are characterized by a cytoplasm rich in small vesicles. They posses few dictyosomes and several small mitochondria. There is some evidence for endocytotic activity. The mitochondria-rich cells are characterized by lateral cell interdigitations, by a basal labyrinth and by numerous mitochondria. They are similar to the excretory cells of rectal gland parenchyma. The cells of the basal epithelium layers are differenciated only to a small extent. They are joined in a loose formation with white blood cells often found in the intercellular spaces. The function of the elasmobranch rectal gland is not restricted to the excretion of concentrated salt solutions. There is also a significant secretion of mucous substances. The tubule glands are primarily excretory, the epithelium cells of the central collecting duct mainly secretory in function.     

Zur Cytologie der Rectaldrüsen von Knorpelfischen

Zusammenfassung Die Rectaldrüse von Knorpelfischen (Galeorhinus galeus, Scylliorhinus canicula, Raja batis) besteht aus zahlreichen, verzweigten tubulösen Drüsen, die in einen zentralen Sammelkanal führen, welcher über einen kurzen Ausführungsgang in den Enddarm einmündet.Das Epithel der Drüsenschläuche des Grundhaies und des Glattrochens wurde elektronenmikroskopisch untersucht und zeigte prinzipiell den gleichen Aufbau. Die Epithelzellen besitzen eine äußerst polymorphe Gestalt und sind durch primäre, grobe Fortsätze und durch sekundäre, feine Ausläufer innig miteinander verzahnt. Diese doppelte Verzahnungsstruktur bewirkt eine erhebliche Oberflächenvergrößerung der Zellen und gleichzeitig eine labyrinthartige Vergrößerung des Interzellularensystems, welches das sogenannte basale Labyrinth darstellt. Die Epithelzellen beherbergen zahlreiche Mitochondrien, die oftmals an den Orten besonders inniger Zellverzahnungen angehäuft sind.Die Architektur des Tubulusepithels der Rectaldrüse ist im Prinzip die gleiche wie bei den Tubulusepithelien der Salzdrüsen von Silbermöwen. Nach der vergleichenden Morphologie und nach den dominierenden Feinstrukturen zu urteilen, ist der Mechanismus der Salzausscheidung in der Rectaldrüse im Gegensatz zu der Auffassung von Doyle (1962) in erster Linie in einem Zusammenwirken von Mitochondrien, Zellmembranen und Interzellularen zu suchen.

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Summary The rectal gland of elasmobranch fishes (Galeorhinus galeus, Scylliorhinus canicula, Raja batis) consists of many branched tubular glands which join a central collecting duct opening by a short excretory duct into the intestine. The epithelium of the gland tubules of Galeorhinus and Raja exhibits a similar construction, when studied with the electron microscope. The epithelial cells are polymorphic in shape. Extensive interdigitations are present; these involve primary large cytoplasmic processes, and also secondary, fine ones. This double interdigitation produces a considerable enlargement of the cell surface and, at the same time, a labyrinthine system of intercellular clefts, which constitute the so-called basal labyrinth. The cells contain many mitochondria, often crowded in the neighbourhood of the extraordinarily extensive cell interdigitations. In principal, the architecture of the tubular epithelium of the rectal gland is comparable with that of the salt gland of the herring gull. As judged from the comparative morphology and from the predominant fine structures, the mechanism of salt excretion in the elasmobranch rectal gland (In contrast to the opinion of Doyle, 1962) is mainly based on the co-operation of mitochondria, cell membranes, and intercellular clefts.

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Herrn Prof. Dr. Rolf Danneel zu seinem 65. Geburtstag gewidmet.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Biologische Anstalt Helgoland.     

Züchtung und Cytologie

Ohne ZusammenfassungMit 7 Abbildungen.     

Untersuchungen zur Physiologie der Carnivoren-Drüsen

Zusammenfassung Die Sekretion von ³⁶Cl^- durch Gewebescheiben, die aus dem drüsentragenden Teil von Nepenthes-Kannen ausgestanzt worden waren, wurde mikroautoradiographisch untersucht. Nach der Applikation von 1–10 mM Chloridlösungen von der der Kannenaußenseite entsprechenden Fläche her waren die Drüsenzellen, die Zellgrenzen im Mesophyll (also die Zellwände einschließlich des dünnen Plasmabelags), Plasmaansammlungen und die Leitbündel besonders stark markiert. Die Drüsenzellen sind dicht mit Plasma erfüllt und wenig vacuolisiert. Die Kornzählungen zeigen, daß die Radioaktivität der verschiedenen plasmareichen Bereiche (der Drüsenzellen, der Zellgrenzen und der Plasmaansammlungen) nicht statistisch signifikant verschieden ist, während die Vacuolen viel weniger markiert sind. Diese Befunde werden im Lichte von Arisz' Theorie des symplasmatischen Transportes diskutiert. Eine artefizielle Übertragung der in den großen Vacuolen der Mesophyllzellen enthaltenen Radioaktivität auf das Cytoplasma während der Präparation kann allerdings nicht völlig ausgeschlossen werden.

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Investigations on the physiology of the glands of carnivorous plantsV. Microautoradiographic investigations of chloride secretion by the gland tissue of Nepenthes

Summary The secretion of ³⁶Cl^- by tissue isolated from Nepenthes pitchers was investigated with microautoradiographic techniques. The tissue was transferred into ether at-30°C or embedded in the vacuum, following procedures described earlier (Lüttge and Weigl, 1965).The microautoradiographs which we obtained after application of 1–10 mM chloride solutions to the surface corresponding to the outside of the pitchers showed a high labelling of the gland cells, the cell borders in the mesophyll (i.e. the cell walls including the thin plasmatic layers), plasmatic particles and the conductive tissue. The gland cells have only very small vacuoles and are densely filled with cytoplasm. The grain counts show that the radioactivity in the parts of the tissue which are rich in cytoplasm (glands, cell borders, plasmatic particles) did not differ within the statistical error. The activity of the vacuoles, however, was much less.These findings are discussed in the light of Arisz' theory of symplasmatic transport. However, an artificial transfer of the radioactivity contained in the large vacuoles of the mesophyll cells to the cytoplasm during the preparation can not be entirely excluded.

     

Untersuchungen zur Physiologie der Carnivoren-Drüsen

Zusammenfassung Der Cl^--Transport durch isolierte Gewebescheiben aus dem die überdachten Drüsen tragenden Teil von Nepenthes-Kannen wurde untersucht. An der der Kannenaußenseite entsprechenden Fläche, deren cutinisierte Epidermis durch oberflächliches Anschneiden mit einer Rasierklinge entfernt wurde, nehmen die Gewebescheiben aus den Versuchslösungen Cl^- durch metabolischen Trägertransport auf, während die Cl^--Abgabe passiv ist. Die Cl^--Sekretion durch die drüsentragende Oberfläche hängt von der Bereitstellung energiereicher Phosphate durch den Stoffwechsel ab. Zwischen dem Chloridgehalt und der caseinspaltenden Aktivität des Kannensekretes konnte eine Korrelation nachgewiesen werden.

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Investigations on the physiology of the glands of carnivorous plantsIV. The kinetics of chloride secretion by the gland tissue of Nepenthes

Summary The transport of chloride in isolated tissue from Nepenthes pitchers was investigated using ³⁶Cl^-, an Aminco-Cotlove chloride-titrator for the determinations of Cl^- concentrations, and KCN and AsO ₄ ^- -as metabolic inhibitors.The tissue was brought in contact with different experimental solutions (=medium). The surface corresponding to the outside of the pitchers was cut with a razor blade to remove the cutinized epidermal layer. At this surface the Cl^- uptake from the medium is a metabolic process which depends on the Cl^--concentration of the medium in a manner that corresponds to the Michaelis-Menten kinetics. The Michaelis-constant of this transport step was 3×10^-2M. The Cl^--efflux into the medium, however, is a passive process.The opposite surface of the tissue slices (corresponding to the inside of the pitchers) carries the glands. The chloride secretion taking place here is also dependent on metabolism. In vitro it occurs even when a high gradient of chloride concentration has been set up between the medium and the solution which is in contact with the glands. In vivo the Cl^--concentration of the pitcher fluid and the amount of Cl^- per gram of tissue water are almost equal.The rôle of chloride in the physiology of Nepenthes is still under investigation, A correlation between the chloride content of the pitcher fluid and its enzymatic activity (Casein-test), however, could already be demonstrated.

     

Physiologie und Pflanzenzüchtung

Ohne ZusammenfassungVortrag, gehalten auf dem Fortbildungskursus für Pflanzenzüchter am 20. Juni 1934 in Müncheberg i. M.     

Zur frage der morphologischen beziehungen zwischen sehorganen und drüsen

Ohne Zusammenfassung     

Untersuchungen über die Atraktosomen und Muzine in menschlichen Drüsen

Zusammenfassung Die in den gemischten und rein mukösen Drüsen des Menschen gebildeten Mucine zeigen zum Teil ein refraktäres Verhalten gegenüber den sog. spezifischen Schleimfärbemitteln, welches aller Wahrscheinlichkeit nach durch eine vorübergehende engere Bindung der sauren Mucopolysaccharide an Proteine bedingt ist.Während bei Anwendung der Bauerschen Chromsäure-Leukofuchsinmethode alle Schleimschläuche eine gleichmäßige rotviolette Färbung zeigen, sind bei Anwendung der Hotchkiss-McManusschen Überjodsäure-Leukofuchsinreaktion an den einzelnen Schleimschläuchen bzw. Schleimzellen Unterschiede in der Intensität der Färbung zu beobachten; diese sind bei den in Zenker-Formol und Müller-Formol fixierten Drüsen nicht nur besonders stark ausgeprägt, sondern auch mit Abweichungen in den Farbton verbunden.Atraktosomen haben in allen untersuchten menschlichen Drüsen, wenn auch in sehr wechselnder Menge, gefunden werden können. Sie treten in den Drüsenschläuchen, in denen der Schleim auf die Hotchkiss-McManussche Reaktion nur schwach oder gar nicht anspricht, als intensiv gefärbte Gebilde außerordentlich deutlich in Erscheinung, was dafür zu sprechen scheint, daß ihre Substanz aus MucopolysaccharidProteinkomplexen besteht.     

Zur Elektrophysiologie von Drüsenprotoplasma

Ohne Zusammenfassung