Vitalmikroskopische und mikrokymographische untersuchungen zur entwicklung des Herz-Kreislauf-Systems bei parabiotischen molchlarven (Triturus alpestris)

Summary

The heart and peripheral vessels (branchial circulatory system) of living parabiotic newt larvae (produced by the fusion of neurulae), were observed under the microscope. The heart rate was determined and a special analysis of the functions of the circulatory organs (i.e. heart contractions with a microkymograph velocity of blood flow, etc.) was carried out. Some of the hearts taken from parabionts were similar to those of the normal control animals in stage of development, position and function, while others deviated sharply from the controls. The hearts were classified into the following eight categories:

• Type I: separated hearts for each partner;

• Types II–IV: partial duplication of the organs;

• Type V: one common heart for both partners;

• Type VI: two variously differentiated organs;

• Types VII–VIII: underdeveloped or rudimentary hearts or none.

A rhythmically accented form of contraction is present in a normally developed parabiotic heart, whereas in undifferentiated organs there is still a peristaltoid action. According to heart type, the circulation in the branchial system is normal, or slower or even stagnant, in comparison to the control animals. Disturbances in circulation can affect either one or both partners. Partial duplication of the organ with a strictly synchronous rhythm (Types II–IV) offers the most favorable hemodynamic conditions. Hemodynamical conditions are less favorable in separate hearts that have a predominantly asynchronous rhythm (Type I) and in common hearts and variously differentiated hearts; hearts in categories VII and VIII are completely inadequate. The decisive morphological and functional factors in the varied hemodynamic conditions in the parabionts are discussed and general questions concerning the development of the heart in parabiosis are also mentioned.

Zusammenfassung

Herz und periphere Gefäßbahnen (Kiemenkreislauf) werden an lebenden, parabiotischen Molchlarven, die durch Keimverschmelzung erzeugt wurden, mikroskopisch untersucht. Dabei wurden gleichzeitig Pulsbestimmungen am Herzen und mit Hilfe der mikrokymographischen Registriertechnik spezielle Funktionsanalysen an den Kreislauforganen (Herzbewegungsanalysen, Blutströomungsgeschwindigkeiten u.a.) durchgeführt. Es bilden sich bei den Parabionten versehiedenartige Formen des Herzorgans aus, das nach Entwicklungsstadn, Lage und Funktion teilweise denen der Einzeltiere (Kontrollen) entspricht, teilweise jedoch starke Abweichungen von diesen zeigt. Die einzelnen Organkonstellationen des Herzens werden nach Typen aufgegliedert:

• Typ I: getrennte Herzen fur je einen Partner;

• Typ II–IV: partielle Organverdoppelungen;

• Typ V: ein gemeinsames Herz fur beide Partner;

• Typ VI: 2 unterschiedlich differenzierte Organe;

• Typ VII–VIII: unterentwickelte, rudimentäre oder fehlende Herzen.

Bei normal entwickelten Parabiontenherzen (Differenzierungsmerkmale wie bei Kontrolltieren) läßt sick eine rhythmisch betonte Kontraktionsform nachweisen, während bei undifferenzierten Organformen noch eine peristaltoide Bewegung besteht. Die Zirkulation im Kiemenkreislauf ist je nach Herztyp im Vergleich zu der der Kontrolltiere normal, verlangsamt oder sogar stagnierend. Die Zirkulationsstörungen können sowohl einen als auch beide Partner betreffen. Bei partiellen Organverdoppelungen des Herzens mit streng synchroner Rhythmik (Typ II–IV) liegen die hämodynamisch günstigsten Verhältnisse vor. Bei getrennten Herzen (Typ I) mit meist asynchronen Schlagfolgen und beim Einzelherz (Typ V) sowie bei unterschiedlich differenzierten Herzorganen (Typ VI) ergeben sich schon etwas ungünstigere und bei den Herzkonstellationen der Typen VII and VIII absolut unzureichende Kreislaufbedingungen. Die für die Ausbildung der verschiedenen hämodynamischen Bilder bei den Parabionten maßgebenden morphologischen und funktionellen Faktoren werden diskutiert und allgemeine Fragen der Herzentwicklung in der Parabiose berührt.