Summary
Light and electron microscopic investigations on the branchial gland of different Cephalopoda (Sepia officinalis, Octopus vulgaris, Loligo vulgaris, Eledone moschata) show that the gland tissue, strongly vascularized, consists of an actively secreting cell type with a remarkable endoplasmatic reticulum. In the cisternae of the endoplasmatic reticulum granular and ring-shaped structures can be identified (diameter: 45–65 Å and 170 Å) which correspond in size and shape with the hemocyanin units in the vessels and lacunae and which seem to emigrate into the blood space caused by the peripheral decay of the cells. Histochemical investigations show a positive reaction for monoaminoxidase, but comparatively low phosphatase and dehydrogenase activities. These results, and also the high content of histochemically identified copper in the gland tissue, seem to indicate a hemopoetic, i.e. hemocyanin-forming function for the branchial gland.
Zusammenfassung
Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen an der Branchialdrüse verschiedener Cephalopoden (Sepia officinalis, Octopus vulgaris, Loligo vulgaris, Eledone moschata) zeigen, daß das Drüsengewebe des stark vaskularisierten Organs aus einem sekretorisch aktiven Zelltypus mit ausgeprägtem endoplasmatischen Retikulum besteht. In den Zisternen des endoplasmatischen Retikulums lassen sich granuläre und ringförmige Strukturen (Durchmesser: 45–65 Å und 170 Å) nachweisen, die in Größe und Gestalt mit den Hämocyanin-Einheiten in den Gefäßen und Lakunen übereinstimmen und durch randlichen Zerfall der Zellen in den Blutraum auszuwandern scheinen. Die histochemischen Untersuchungen ergeben eine positive Reaktion für Monoaminoxydase, aber vergleichsweise geringe Phosphatase- und Dehydrogenase-Aktivitäten. Diese Befunde sowie der histochemisch nachgewiesene hohe Kupfergehalt des Drüsengewebes sprechen für eine hämopoetische, d.h. hämocyaninbildende Funktion der Kiemendrüse.
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Literatur
Baginski, S.: Histophysiology of the peribranchial gland in cephalopods of the genus Eledone (poln.). Folia morph. (Warszawa) 24, 230–249 (1965).
Barber, V. C., Graziadei, P.: The fine structure of cephalopod blood vessels. I. Some smaller peripheral vessels. Z. Zellforsch. 66, 765–781 (1965).
Bayer, E., Fiedler, H.: Aufbau und Spezifität des Hämocyanins. Analyt. Chem. 653, 765–781 (1965).
Blaschko, H., Hawkins, J.: Observations on amine oxidase in cephalopods. J. Physiol. (Lond.), 118, 88–93 (1952).
Bruggen, E. F. J. von, Wiebenga, E. H.: Structure and properties of hemocyanin. II. Electron micrographs of hemocyanin of Sepia officinalis, Octopus vulgaris and Cancer pagurus. J. molec. Biol. 4, 8–9 (1962).
Cazal, P., Bogoraze, D.: Les glandes endocrines des Cephalopodes. Ann. Biol. 25, 225–288 (1949).
Cloney, R. A., Florey, E.: Ultrastructure of cephalopod chromatophore organs. Z. Zellforsch. 89, 250–280 (1969).
Declair, W. J., Lemaire, J., Richard, A.: The differentiation of blood proteins during ontogeny in Sepia officinalis L. Comp. Biochem. Biophys. 40, 923–930 (1971).
Deimling, O. H. von: Die Darstellung phosphatfreisetzender Enzyme mittels Schwermetall Simultan-Methoden. Histochemie 4, 48–55 (1964).
Dilly, P. N., Messenger, J. B.: The branchial gland: A site of haemocyanin synthesis in Octopus. Z. Zellforsch. 132, 193–201 (1972).
Ericsson-Quensel, J. B., Svedberg, T.: The molecular weight and pH-stability regions of the hemocyanins. Biol. Bull. 76, 126–128 (1936).
Fernández-Morán, H., Bruggen, E. F. G. von, Ohtsuki, M.: Macromolecular organization of hemocyanins and apohemocyanins as revealed by electron microscopy. J. molec. Biol. 16, 191–207 (1966).
Ginkel, G.: Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen zum Bau der Cephalopodenkieme. Mainz 1971 (unveröffentlicht).
Glenner, G. G. Burtner, H. J., Brown, G. W.: The histochemical demonstration of monoaminooxidase by tetrazolium salts. J. Histochem. Cytochem. 5, 591–600 (1957).
Gomori, G.: The complex nature of alkaline phosphatase. Biochim. biophys. Acta (Amst.) 8, 162–172 (1952a).
Gomori, G.: Microscopic histochemistry. Chicago: Chicago Univ. Press 1952b.
Hernler, F., Philippi, E.: Die elementare Zusammensetzung des kristallisierten Oxyhaemocyanins von Helix pomatia. Z. physiol. Chem. 191, 232–241 (1930).
Hutchinson, G. E.: The branchial gland of the cephalopoda: a possible endocrine organ. Nature (Lond.) 71, 674–675 (1928).
Joubin, L.: Structure et développement de la branchie de quelques Céphalopodes des côtes de France. Arch. Zool. exp. Gén. 3, 75–150 (1885).
Karnovsky, M. J., Roots, L.: A ‘direct-coloring’ thiocholine method for cholinesterase. J. Histochem. Cytochem. 12, 219–221 (1964).
Leray, C., Ladányi, P.: Histo-enzymological investigations on the muscle fibers of a cephalopode (Octopus vulgaris, Lam.). Acta biol., Acad. Sci hung. 20, 153–161 (1969).
Nachlas, M. M., Crawford, D. T., Seligman, A. M.: The histochemical demonstration of leucine aminopeptidase. J. Histochem. Cytochem. 5, 264–278 (1957).
Nachlas, M. M., Tsou, K. C., De Souza, Cheng, C. S., Seligman, A. M.: Cytochemical demonstration of succinic dehydrogenase by the use of a new p-nitrophenyl substituted ditetrazole. J. Histochem. Cytochem. 5, 420–431 (1957).
Nachlas, M. M., Walker, D. G., Seligman, A. M.: A histochemical method for the demonstration of diphosphopyridine nucleotide diaphorase. J. biophys. biochem. Cytol. 4, 29–38 (1958).
Okamoto, K., Utamura, M.: Biologische Untersuchungen des Kupfers. I. Mitteilung über die histochemische Kupfernachweismethode. Acta Sch. med. Univ. Kioto 20, 413–460 (1938).
Pearse, A. C. E.: Histochemistry. Theoretical and applied, sec. ed. London: J. A. Churchill 1960.
Rudolph, G., Klein, H. J.: Histochemische Darstellung und Verteilung der Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase in normalen Rattenorganen. Histochemie 4, 283–251 (1964).
Rutenberg, A. M., Rutenberg, S. H., Monis, B., Teague, R., Seligman, A. M.: Histochemical demonstration of β-D-galactosidase in the rat. J. Histochem. Cytochem. 6, 122–134 (1958).
Schipp, R., Höhn, P., Schäfer, A.: Elektronenmikroskopische und histochemische Untersuchungen zur Funktion des Kiemenherzanhanges (Pericardialdrüse) von Sepia officinalis. Z. Zellforsch. 117, 252–274 (1971).
Sereni, J.: Sulla funzione dei corpi branchiali dei cefalopodi. Arch. Zool. ital. 16, 941–947 (1932).
Svedberg, T., Erikson, I.: The molecular weight of the hemocyanin of Octopus vulgaris. J. Amer. chem. Soc. 54, 320–324 (1932).
Taki, I.: On the morphology and physiology of the branchial gland in cephalopoda. J. Fac. Fish. Anim. Husb. Hieroshima Univ. 5, 345–417 (1964).
Turchini, J.: Charactères histologiques des glandes hypobranchiales des céphalopodes dibranchiaux. C. R. Ass. Anat. 18, 447–478 (1923).
Uzman, L. L.: Histochemical localisation of copper with rubeanic acid. Lab. Invest. 5, 299 (1956).
Williams, L. W.: The anatomy of the common squid Loligo peallii. Leiden 1909.
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Schipp, R., Höhn, P. & Ginkel, G. Elektronenmikroskopische und histochemische Untersuchungen zur Funktion der Branchialdrüse (Parabranchialdrüse) der Cephalopoda. Z.Zellforsch 139, 253–269 (1973). https://doi.org/10.1007/BF00306525
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