Summary
The distribution of monoamines in the mushroom bodies (corpora pedunculata) in the brain of the cricket Acheta domesticus L. has been investigated by means of the histochemical technique of Falck and Hillarp (Falck and Owman, 1965) and compared with light and electron microscopical findings.
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1.
The corpora pedunculata contain catecholamines in the pedunculus and in the α- and β-lobes. Calyces and perikarya of globuli cells do not exhibit green fluorescence indicating catecholamines. Some yellow fluorescent varicosities are sometimes visible in the calyces, perhaps indicating the presence of indolamines.
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2.
Distribution and intensity of fluorescence are different in the positive reacting mushroom body portions. The fluorescence is linked to neuropile areas which in part can be distinguished by light microscopy.
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3.
In some areas appearence and intensity of green fluorescence is apparently correlated with the presence and number of vesicles.
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4.
In the pedunculus and α-lobe fluorescence is found in thin fibres which run approximately parallel to each other.
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5.
Some evidence is adduced for the catecholaminergic nature of intrinsic mushroom body fibres (globuli cell fibres).
Zusammenfassung
Die Monoaminverteilung in den Pilzkörpern (Corpora pedunculata) des Gehirns von Acheta domesticus L. wird beschrieben und mit licht- und elektronenmikroskopischen Befunden verglichen.
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1.
Die Pilzkörper enthalten Katecholamine im Pedunculus, sowie im α- und β-Lobus. Calyces und Perikaryenschicht der Globulizellen sind frei von grüner Fluoreszenz. In den Calyces finden sich einige gelb fluoreszierende Varikositäten, die möglicherweise das Vorhandensein von Indolaminen andeuten.
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2.
Fluoreszenzverteilung und Intensität sind in den genannten Pilzkörperteilen nicht homogen; man kann sie teilweise zu histologisch identifizierbaren Neuropilarealen in Beziehung setzen.
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3.
Auftreten und Intensität der Katecholamine anzeigenden Fluoreszenz sind in einigen Fällen deutlich mit dem Vorhandensein und der Menge von neuronalen Vesikeln korreliert.
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4.
Die Fluoreszenz erscheint im Pedunculus und α-Lobus an schmale Faserelemente gebunden, die diese Regionen der Länge nach annähernd parallel durchziehen.
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5.
Verschiedene Hinweise deuten auf einen katecholaminergen Charakter von intrinsischen Fasern (Globulizellfasern).
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Literatur
Aghajanian, G.K., Bloom, F.E.: Electron microscopic autoradiography of rat hypothalamus after intraventricular H3-norepinephrine. Science 153, 308–310 (1966).
Akert, K., Sandri, C.: An electron microscopic study of zinc-iodide-osmium impregnation of neurons. I. Staining of synaptic vesicles of cholinergic junctions. Brain Res. 7, 286–295 (1968).
Björklund, A., Falck, B., Klemm, N.: Microspectrofluorimetric and chemical investigation of catecholamine-containing structures in the thoracic ganglia of Trichoptera. J. Insect Physiol. 16, 1147–1154 (1970b).
Björklund, A., Stenevi, U.: Acid catalysis of the formaldehyde condensation reaction for sensitive histochemical demonstration of tryptamines and 3-methoxylated phenylethylamines. I. Model experiments. J. Histochem. Cytochem. 18, 794–802 (1970a).
Bloom, F.E.: The fine structural localization of biogenic monoamines in nervous tissue. In: C.C. Pfeiffer, J.R. Smythies (eds.), Int. Rev. Neurobiol. 13, 27–66 (1970).
Bullock, T.H., Horridge, G.A.: Structure and function in the nervous system of invertebrates, vol. II. San Francisco-London: Freeman 1965.
Corrodi, H., Jonsson, G.: Fluorescence method for the histochemical demonstration of monoamines. 4. Histochemical differentiation between dopamine and noradrenaline in models. J. Histochem. Cytochem. 13, 484–487 (1965).
Cottrell, G.A., Laverack, M.S.: Invertebrate pharmacology. Ann. Rev. Pharmacol. 8, 273–299 (1968).
De Robertis, E.: Structural and chemical studies on storage and receptor sites for biogenic amines in the central nervous system. In: S.H. Barondes (ed.), Cellular dynamics of the neuron, vol. 8, p. 191–207. New York-London: Academic Press 1969.
De Robertis, E.A., Pellegrino de Iraldi, A., Rodriguez de Lores Arnaiz, G., Zieher, L.M.: Synaptic vesicles from the rat hypothalamus, isolation and norepinephrine content. Life Sci. 4, 193–201 (1965).
Dietl, M.J.: Die Organisation des Arthropodengehirns. Z. wiss. Zool. 27, 488–517 (1876).
Euler, U.S. v.: Occurrence of catecholamines in acrania and invertebrates. Nature (Lond.) 190, 170–171 (1961).
Falck, B.: Observations on the possibilities for the cellular localization of monoamines with a fluorescence method. Acta physiol. scand. 56, Suppl. 197, 1–25 (1962).
Falck, B., Owman, C.: A detailed methodological description of the fluorescence method for the cellular demonstration of biogenic amines. Acta Univ. Lund., Sect. II, 7, 1–23 (1965).
Frontali, N.: Histochemical localization of catecholamines in the brain of normal and drug-treated cockroaches. J. Insect. Physiol. 14, 881–996 (1968).
Frontali, N., Häggendal, J.: Noradrenaline and dopamine content in the brain of the cockroach Periplaneta americana. Brain Res. 14, 540–542 (1969).
Frontali, N., Mancini, G.: Studies on the neuronal organization of cockroach corpora pedunculata. J. Insect Physiol. 16, 2293–2301 (1970).
Frontali, N., Norberg, K.A.: Catecholamine containing neurons in the cockroach brain. Acta physiol. scand. 66, 243–244 (1966).
Frontali, N., Piazza, R., Scopelliti, R.: Localization of acetylcholinesterase in the brain of Periplaneta americana. J. Insect Physiol. 17, 1833–1842 (1971).
Hanström, B.: Vergleichende Anatomie des Nervensystems der wirbellosen Tiere. Berlin: Springer 1928.
Hanström, B.: Inkretorische Organe, Sinnesorgane und Nervensystem des Kopfes einiger niederer Insektenordnungen. Kungl. Svenska Vetenskaps Akad. Handl., Ser. 3B, 18, 4–266 (1940).
Hebb, C.: CNS at the cellular level: identity of transmitter agents. Ann. Rev. Physiol. 32, 165–192 (1970).
Hillarp, N.A., Fuxe, K., Dahlström, A.: Central monoamine neurons. In: U.S. v. Euler, S. Rosell and B. Uvnäs (eds.), Mechanisms of release of biogenic amines, p. 31–57. Oxford: Pergamon Press 1966.
Hökfelt, T.: In vitro studies on central and peripheral monoamine neurons at the ultrastructural level. Z. Zellforsch. 91, 1–74 (1968).
Holmgren, N.: Zur vergleichenden Anatomie des Gehirns von Polychaeten, Onychophoren, Xiphosuren, Arachniden, Crustaceen, Myriapoden und Insekten. Kungl. Svenska Vetenskaps Akad. Handl. 56, 1–299 (1916).
Huber, F.: Untersuchungen über die Funktion des Zentralnervensystems und insbesondere des Gehirnes bei der Fortbewegung und Lauterzeugung der Grillen. Z. vergl. Physiol. 44, 60–132 (1960).
Iversen, L.L.: Neurotransmitters, neurohormones and other small molecules in neurons. In: The neurosciences: second study program (F.O. Schmitt, ed.), p. 768–782. New York: The Rockefeller University Press 1970.
Kandel, E.R., Kupferman, I.: The functional organization of invertebrate ganglia. Ann. Rev. Physiol. 32, 193–258 (1970).
Klemm, N.: Monoaminhaltige Strukturen im Zentralnervensystem der Trichoptera (Insecta). Teil I. Z. Zellforsch. 92, 487–502 (1968).
Klemm, N.: Teil II. Z. Zellforsch. 117, 537–558 (1971).
Klemm, N.: Vergleichende histochemische Untersuchungen über die Verteilung monoaminhaltiger Strukturen im Oberschlundganglion bei Insekten verschiedener Ordnungen. Unveröffentlichtes Manuskript (1972).
Klemm, N., Axelsson, S.: Determination of dopamine, noradrenaline and 5-hydroxytryptamine in the brain of the desert locust, Schistocerca gregaria Forsk. (Insecta, Orthoptera). Unveröffentlichtes Manuskript (1972).
Klemm, N., Björklund, A.: Identification of dopamine and noradrenaline in nervous structures of the insect brain. Brain Res. 26, 459–464 (1971).
Landolt, A.M., Sandri, C.: Cholinergische Synapsen im Oberschlundganglion der Waldameise (Formica lugubris Zett.). Z. Zellforsch. 69, 246–259 (1966).
Mancini, G., Frontali, N.: Fine structure of the mushroom body neuropile of the brain of the roach, Periplaneta americana. Z. Zellforsch. 83, 334–343 (1967).
Mancini, G., Frontali, N.: On the ultrastructural localization of catecholamines in the β-lobes (corpora pedunculata) of Periplaneta americana. Z. Zellforsch. 103, 341–350 (1970).
Murdock, L.L.: Catecholamines in arthropodes: a review. Comp. gen. Pharmacol. 2, 254–276, (1971).
Myhrberg, H. E.: Ultrastructural localization of monoamines in the central nervous system of Lumbricus terrestris (L.) with remarks on neurosecretory vesicles. Z. Zellforsch. 126, 348–362 (1972).
Östlund, E.: Adrenaline, noradrenaline and hydroxytryptamine in extracts from insects. Nature (Lond.) 172, 1042–1043 (1953).
Pitman, R.M.: Transmitter substances in insects: a review. Comp. gen. Pharmac. 2, 347–371 (1971).
Ramade, F., L'Hermite, P.: Mise en évidence de neurones adrénergiques par la microscopie de fluorescence dans le système nerveux central de Calliphora erythrocephala Meig. et de Musca domestica L. C.R. Acad. Sci. (Paris) 272, 3314–3317 (1971).
Richards, J.G., Tranzer, J.P.: The ultrastructural localisation of amine storage sites in the central nervous system with the aid of a specific marker, 5-hydroxydopamine. Brain Res. 17, 463–469 (1970).
Rowell, F.C.H.: A method general for silvering invertebrate central nervous systems. Quart. J. micr. Sci. 104, 81–87 (1963).
Schürmann, F.W.: Über die Struktur der Pilzkörper des Insektenhirns. I. Synapsen im Pedunculus. Z. Zellforsch. 103, 365–381 (1970).
Schürmann, F.W.: Synaptic contacts of association fibres in the brain of the bee. Brain Res. 26, 169–176 (1971).
Schürmann, F.W.: Über die Struktur der Pilzkörper des Insektenhirns. II. Synaptische, Schaltungen im Alpha-Lobus des Heimchens Acheta domesticus L. Z. Zellforsch. 127, 240–257 (1972).
Steiger, U.: Über den Feinbau des Neuropils im Corpus pedunculatum der Waldameise. Elektronenoptische Untersuchungen. Z. Zellforsch. 81, 511–536 (1967)
Strausfeld, N.J., Blest, A.D.: Golgi studies on insects. Part I. The optic lobes of lepidoptera. Phil. Trans. B 258, 81–134 (1970).
Tauc, L.: Transmission in invertebrate and vertebrate ganglia. Physiol. Rev. 47, 521–593 (1967).
Tranzer, J.P., Thoenen, H., Snipes, R.L., Richards, J.G.: Recent developments on the ultrastructural aspects of adrenergic nerve endings in various experimental conditions. In: K. Akert a. P.G. Waser (eds.), Mechanisms of synaptic transmission. Progress in brain research, vol. 31, p. 33–46. Amsterdam: Elsevier 1969.
Vowles, D.M.: The structure and connexions of the corpora pedunculata in bees and ants. Quart. J. micr. Sci. 96, 239–255 (1955).
Welsh, J.H., Moorhead, M.: The quantitative distribution of 5-hydroxytryptamine in the invertebrates especially in their nervous system. J. Neurochem. 6, 146–169 (1960).
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Die histochemischen Untersuchungen wurden am Histologischen Institut der Universität Lund, Schweden (Direktor Prof. Dr. B. Falck), durchgeführt. Für fachliche und technische Hilfe danken wir Herrn Prof. Dr. B. Falck und Herrn Dr. A. Björklund. Mit Unterstützung des “Swedish Medical Research Council”, Nr. B70-14x-56-06 u. B70-14x-05.
Mit Unterstützung durch eine Reisebeihilfe der Universität Köln.
Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.
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Schürmann, F.W., Klemm, N. Zur Monoaminverteilung in den Corpora pedunculata des Gehirns von Acheta domesticus L. (Orthoptera, Insecta). Z.Zellforsch 136, 393–414 (1973). https://doi.org/10.1007/BF00307042
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