Über den Histochemischen Nachweis der β-Glucuronidase, α-Mannosidase und α-Galactosidase mit 1-Naphthylglykosiden

Zusammenfassung Mit simultanen Azokupplungsverfahren und 1-Naphthylglykosiden als Substraten werden Verteilung und Aktivität von -Glucuronidase, -Mannosidase und -Galactosidase bei Ratte, Maus und Meerschweinchen untersucht.Für die -Glucuronidase besteht das Inkubationsmedium aus 5–10 mg 1-Naphthyl-glucuronid (gelöst in 0.4 ml NN-Dimethylformamid) und 0.6 ml 2% Hexazonium-p-rosanilin in 9 ml 0.2 M Acetat-Puffer, pH 5; für die -Mannosidase und -Galactosidase aus der gleichen Menge 1-Naphthyl--mannosid bzw. --galactosid und p-Rosanilin in 9 ml 0.1 M CitratCitronensäure-Phosphatoder Acetat-Puffer, pH 5 bzw. 5.2. Die Spezifität der Nachweisreaktionen sichern qualitative und quantitative Hemmversuche mit verschiedenen 1–4-Lactonen und Galactose ab.Die -Glucuronidase kann bei der Ratte vor allem intralysosomal nachgewiesen werden, z.B. in Niere, Nebenhoden, Uterus, Samenblase, Darm und Respirationstrakt; Mäuseund Meerschweinchengewebe setzen 1-Naphthyl--glucuronid langsamer um. Für die -Mannosidase läßt sich in zahlreichen Organen auch histochemisch die lysosomale Lokalisation des Enzyms beweisen, wobei die Aktivität in Urogenitalsystem, Darm und Speicheldrüsen besonders hoch ist, und in der Mäuseniere geschlechtsspezifische Unterschiede vorkommen. Erstmalig wird die intralysosomale Lokalisation der -Galactosidase gezeigt, die ubiquitär in teilweise hoher Aktivität anzutreffen ist. 6-Br-2-Naphthyl--galactosid eignet sich in Verbindung mit Fast Blue B nicht zur intralysosomalen Lokalisation der -Galaotosidase.Fluorometrische Messungen aller 3 Glykosidasen mit dem entsprechenden 1-Naphthylglykosid ergeben nach Fixation in Formol oder Glutaraldehyd Hemmraten zwischen 90 und 98 %; anschließendes Waschen in Zuckerlösung verdoppelt oder verdreifacht die Restaktivität.

---

On the histochemical demonstration of -glucuronidase, -mannosidase and -galactosidase using 1-naphthyl glycosides

Summary By means of simultaneous azo coupling using 1-naphthyl glycosides as substrates the distribution and activity of -glucuronidase, -mannosidase and -galactosidase have been investigated in rats, mice and guinea-pigs.For -glucuronidase the incubation medium consists of 5–10 mg 1-naphthyl--glucuronide (dissolved in 0.4 ml NN-dimethyl formamide) and 0.6 ml 2% hexazonium-p-rosaniline in 9 ml 0.2 M acetate buffer, pH 5; for -mannosidase and -galactosidase of the same quantities of 1-naphthyl--mannoside and -galactoside respectively and p-rosaniline in 9 ml 0.1 M citrate, citric acid-phosphate or acetate buffer, pH 5. Qualitative and quantitative inhibition tests using various 1–4 lactones and galactose prove the reaction specifity of the methods presented here. -Glucuronidase can be detected especially in lysosomes of rat organs, e.g. kidney, epididymis, uterus, vesicular gland, intestine and respiratory tract; tissues from mice and guineapigs exhibit a slower splitting rate for 1-naphthyl glucuronide. As to -mannosidase its lysosomal localization becomes apparent in many organs also by means of histochemistry. The urogenital system, intestine and the salivary glands belong to the structures with the highest amount of -mannosidase, and in the mouse kidney sex differences occur. For the first time -galactosidase can be demonstrated unequivocally in the lysosomes of rat, mouse and guineapig tissues in which this enzyme displays a high overall activity. 6-Br-2-Naphthyl--galactoside and Fast Blue B for postcoupling are not able to detect the lysosomal localization of -galactosidase.Fluorometric measurements of these 3 glycosidases by means of the corresponding 1-naphthyl glycoside reveal inhibition rates between 90 and 98% following fixation in formol or glutaraldehyde. Washing in sugar solution raises enzyme activity two or three times.

     

Über den histochemischen Nachweis der β-Glueosidase mit 1-Naphthyl-β-glucopyranosid

Zusammenfassung Es wird eine einfache simultane Azokupplungsmethode zur Darstellung der -Glucosidase im Dünndarm verschiedener Säuger beschrieben und mit anderen histochemischen Verfahren zum Nachweis dieses Enzyms verglichen. Eine intrazelluläre Lokalisation der -Glucosidase ermöglichen nur die Indigogen-und die hier angegebene Technik, nicht dagegen die bisherigen Azofarbstoffmethoden mit 6-Br-2-Naphthyl--glucopyranosid als Substrat und p-Rosanilin zur Simultanoder Fast Blue B zur Postkupplung.Das Inkubationsmedium des neuen Verfahrens enthält 4,5–9,0 mg 1-Naphthyl--glucopyranosid (gelöst in 0,4 ml Dimethylformamid) und 0,4–0.8 ml 2% hexazotiertes p-Rosanilin in 9,0 ml 0,1 M Citronensäure-Phosphat-Puffer, pH 5,5. —Mikrochemische Messungen mit dem gleichen Substrat zeigen, daß die -Glucosidase durch p-Rosanilin in ähnlichem Ausmaß wie durch Ferricyanid im Indigogen-Medium gehemmt wird.Wegen der fraglichen Verwandtschaft von -Glucosidase und neutraler -Galactosidase wurde dieses Enzym mit obigem Ansatz und 1-Naphthyl--galactopyranosid als Substrat untersucht.

---

On the histochemical demonstration of -glucosidase with 1-naphthyl--glucopyranoside

Summary A simple simultaneous azo coupling method for the demonstration of -glucosidase in the small intestine of various mammals is described and compared with other histochemical techniques for this enzyme. Strong evidence occurs that a correct intracellular localization of -glucosidase can only be obtained by means of the indigogenic and the assay presented here: the azo dye methods published so far with 6-Br-2-naphthyl--glucopyranoside as substrate and p-rosaniline for simultaneous or Fast Blue B for postcoupling are not able to reflect the true binding sites of intestinal--glucosidase.The recommended incubation medium consists of 4.5–9.0 mg 1-naphthyl--glucopyranoside (dissolved in 0.4 ml NN-dimethyl formamide) and 0.6–0.8 ml 2% hexazonium-p-rosaniline in 9.0 ml 0.1 M citric acid-phosphate buffer, pH 5.5.— Microchemical measurements using the same substrate show that p-rosaniline inhibits -glucosidase to a similar extent as ferricyanide in the indigogenic medium.Because of the presumed relationship between -glucosidase and neutral -galactosidase the latter enzyme has been demonstrated with the above mentioned assay replacing the 1-naphthyl--glucoside by the corresponding -galactopyranoside.The strongest -glucosidase and -galactosidase activity can regularly be observed in the jejunum of rats, mice and guinea-pigs where both enzymes are localized in the brush border region of the enterocytes. In comparison with -galactosidase the -glucosidase reaction is always more intensive and the azo dye production in the microvillous zone of suckling rats and guinea-pigs is far higher than in the intestine of adult animals. Furthermore both enzymes react in a similar way to inhibitors, experiments (thirst, hunger) and pregnancy and do not split naphthol AS BI -glucopyranoside respectively -galactopyranoside.Bloc fixation in formol-calcium and especially in glutaraldehyde improves the localization of the azo dye considerably; but microchemistry reveals that aldehyde fixation supresses the -glucosidase to ca. 50%. The basis activity of the enzyme following pretreatment with formol is reached within the first minute of fixation.

     

Über den histochemischen und mikrochemischen Nachweis der β-Galactosidase mit 1-Naphthyl-β-galactopyranosid

Zusammenfassung Es wird ein simultanes Azokupplungsverfahren zur intrazellulären Darstellung der sauren (Hetero-) und neutralen -Galactosidase (Lactase) in verschiedenen Organen von Ratte, Maus und Meerschweinchen beschrieben.Das Inkubationsmedium enthält 4,5–9mg 1-Naphthyl--galactopyranosid (gelöst in 0,4ml NN-Dimethylformamid) und 0,5–0,8ml 2% Hexazonium-p-rosanilin in 9 ml 0,1 M Citrat-Puffer, pH 5 (Hetero--galactosidase) oder 5,5 (Lactase).Unter allen Organen reagiert die saure -Galactosidase am kräftigsten in den Lysosomen von Nebenhoden, Niere, Nebenniere, Schilddrüse, Glandula präputialis und inguinalis, Milz, Colon und Plexus chorioideus; die neutrale -Galactosidase kommt in mittlerer Aktivität nur im intestinalen Stäbchensaum vor.Die intralysosomale Darstellung der löslichen Hetero--galactosidase erfordert Blockfixation in Glutaraldehyd; die Lactase kann an frischen oder gefriergetrockneten Schnitten untersucht werden. Im proximalen Tubulus der Rattenniere wird die saure -Galactosidase durch Formol unabhängig von der Konzentration des Fixans verglichen mit Glutaraldehyd stärker gehemmt. Spätestens 10 min nach Beginn der Fixation hat das Enzym seine Basisaktivität erreicht. Spülen in hypertoner Zuckerlösung macht die Inhibition der Hetero--galactosidase teilweise rückgängig.Die mit dem Azokupplungs- und Indigogen-Verfahren gewonnenen Befunde sind weitgehend identisch.

---

On the histochemical and microchemical demonstration of -galactosidase by means of 1-naphthyl--galactopyranoside

Summary A simultaneous azo coupling method for the intracellular demonstration of acid (hetero-) and neutral -galactosidase (lactase) in various organs of rats, mice and guinea-pigs is described.The recommended incubation medium consists of 4.5–9 mg 1-naphthyl--galactopyranoside (dissolved in 0.4 ml NN-dimethylformamide) and 0.5–0.8 ml 2% hexazonium-p-rosaniline in 9 ml 0.1 M citrate buffer, pH 5.0 (hetero--galactosidase) or 5.5 (lactase).Among all organs investigated the strongest acid -galactosidase reaction regularly occurs in the lysosomes of the epididymis, kidney, adrenal, thyroid, preputial and inguinal gland, spleen, colon and chorioid plexus; the neutral -galactosidase can only be detected in the intestinal brush border exhibiting a moderate activity.Because hetero--galactosidase is a highly soluble enzyme bloc-fixation using glutaraldehyde becomes necessary to achieve a precise intralysosomal localization; for the demonstration of lactase fresh or freeze-dried cryostat sections are suitable. —In the proximal tubule of the rat kidney independent of their concentration the inhibition of acid -galactosidase following treatment with formol surpasses that of glutaraldehyde. Within the first ten minutes of fixation the enzyme reaches its basis activity. The recovery rate of renal hetero--galactosidase considerably increases in the course of washing in hypertonic sugar solution.In comparison with the indigogenic technique nearly identical results can be obtained with the azo coupling procedure.

     

Über den Nachweis von Wuchsstoff in Wurzeln

Ohne ZusammenfassungMit 1 Textabbildung.     

Über den Lichtkompensationspunkt der Landpflanzen

Ohne ZusammenfassungMit 9 Textabbildungen     

Über den Zahnschmelz der Krokodile

Ohne ZusammenfassungAngenommen als Dissertation von der Philosophischen Fakultät, II. Abt. Gießen.     

Über den Granabau der Micrasterias-Plastiden

Ohne ZusammenfassungMit 1 Textabbildung.     

Über den Geschmackssinn der Biene

Ohne Zusammenfassung     

Über den Chromosomenkomplex der Truthennen

Ohne Zusammenfassung     

Über den Feinbau der Knochenmarkskapillaren

Zusammenfassung Nach den hier mitgeteilten Beobachtungen sind die venösen Kapillaren des Knochenmarkes vom Frosch allseitig durch eine dünne cytoplasmatische kernhaltige Membran gegen das Markgewebe abgeschlossen. Eine Kommunikation mit den Interzellularräumen des Retikulums durch konische Übergangsstellen oder präformierte Öffnungen in den Kapillarwänden konnte nicht festgestellt werden. Die Sinuswände zeichnen sich durch die Fähigkeit der Speicherung von Tusche und Trypanblau aus. Ein Grundhäutchen ließ sich an ihnen färberisch nicht nachweisen, doch zeigen die Wandungen der Venensinus — entgegen den Angaben von Tretjakoff (1929) — eine wohlausgebildete Gitterfaserstruktur, die fließend in die argyrophilen Netze des angrenzenden Retikulums übergeht. Die von Jordan u. Baker (1927) aufgestellte Behauptung, daß im Knochenmark des Frosches eine Kommunikation der Sinus mit den Interzellularräumen des Retikulums bestehe, läßt sich nicht aufrecht erhalten und kann auch auf das Knochenmark der Säuger nicht übertragen werden, dessen Sinus sich von denen des Froschmarkes prinzipiell nicht unterscheiden. Die venösen Kapillaren des Säugermarkes gehen aus langen, engen, relativ dickwandigen und kernreichen arteriellen Kapillaren hervor, auf deren Grundhäutchen typische Pericyten (Adventitialzellen) angetroffen werden. Die Einmündung in die weiten dünnwandigen Sinus erfolgt mit trichterartiger Erweiterung und gleichzeitiger Gabelung der Blutbahn. Das System der Venensinus stellt ein reichverzweigtes Wundernetz dar, das an keiner Stelle präformierte Öffnungen oder kontinuierliche Übergänge in das Markretikulum aufweist. Die Ausschwemmung der reifen Erythrocyten aus dem Parenchym in den Kreislauf ist durch periodische Durchbrechungen der histiocytären Wandmembran zu erklären. Die Darstellung eines Grundhäutchens war auch an den Sinus des Säugermarkes nicht möglich. Das Verhalten der Gitterfasern entspricht dem für das Froschmark geschilderten.Zum Schlüsse möchte ich mir erlauben, Herrn Priv.-Doz. Dr. K. Zeiger für die Anregung zu dieser Untersuchung und ihre Unterstützung herzlich zu danken.