Chemoarchitektonische Studien am Tectum Opticum von Teleostiern unter normalen und experimentellen Bedingungen

Zusammenfassung

• 1. Es wird die Cyto-Myeloarchitektonik des Tectum opticum der Teleostier Tinca vulgaris und Cottus bubalis untersucht und beschrieben. Das Tectum beider Fische besteht aus sieben Grundschichten, die sich bei Tinca in 14, bei Cottus in 16–17 Lamellen differenzieren lassen.

• 2. Mit Hilfe histochemischer Reaktionen wird das Vorkommen und die Lokalisation PAS-positiver Substanzen, der alkalischen und sauren Phosphatase, der 5-Nukleotidase, der ATP-ase, der Acetylcholinesterase und der Bernsteinsäuredehydrogenase im Tectum beider Fische bestimmt. Mit Ausnahme letzteren Fermentes, das mit Hilfe der von uns verwandten Methoden nicht erfaßt werden konnte, zeigte jede der anderen Substanzen eine typische, artspezifische Verteilung. Wir gewannen auf diese Weise Einblick in die Chemoarchitektonik des Tectum opticum von Cottus und Tinca. Es wurde versucht, die chemoarchitektonischen Felder mit den cyto- und myeloarchitektonischen Lamellen zur Deckung zu bringen.

• 3. Im Tectum opticum beider Fische lassen sich PAS-positive Substanzen — wahrscheinlich Glykogen — vor allem in den Schichten I, III und VII nachweisen.

• 4. Die alkalische Phosphatase verteilt sich bei Tinca auf zehn chemoarchitektonische Felder: 2 Felder reagieren intensiv (beide in der färberisch-histologisch einheitlichen Schicht VII), 3 mäßig aktiv (Lamelle IV, VI und VII), ein Feld schwächer aktiv (Lamelle 8, 9, 10, 11, 12), 3 schwach (Lamelle 1, 2, 5, 13) und ein Feld minimal (Lamelle 3). Innerhalb der Nervenzellen ist die alkalische Phosphatase in der Peripherie der Perikaryen und am Abgang der Ausläufer angereichert. In den Zellfortsätzen steigt die Aktivität mit der Entfernung vom Perikaryon.

• 5. Saure Phosphatase ist bei Tinca intensiv in den Schichten VI, V, III und I, schwach in II, IV und VII nachzuweisen. Sie befindet sich hauptsächlich in den Perikaryen.

• 6. Mit Hilfe der 5-Nukleotidase können bei Tinca acht chemoarchitektonische Felder abgegrenzt werden. Die größte Aktivität weisen die Schichten VI und VII auf. Das Ferment kommt besonders reichlich in den Zellkernen vor.

• 7. Bei der Ermittlung des Vorkommens und der Verteilung der ATP-ase ist zwischen dem mit Mg-und Ca-Ionen aktivierten Ferment zu unterscheiden. Die Aktivität der Mg-ATP-ase ist im ganzen Tectum schwächer als die der Ca-ATP-ase. Bei Tinca fällt die Reaktion für Mg-ATP-ase in der Lamelle 3 und in den Schichten VI und VII intensiv aus — ausgenommen Lamelle 13 — mäßig in den Schichten V, IV und III, schwach in den übrigen Arealen. Sie ist vor allem an die Nervenzellkerne gebunden, kommt aber auch in den Perikaryen und in geringer Menge in den anderen Elementen des Tectum vor. — Die Ca-ATP-ase reagiert mit Ausnahme der Lamellen 3, 5 und 13 in allen Schichten kräftig positiv.

• 8. Mit Hilfe der Acetylcholinesterase können bei Tinca 7 chemoarchitektonische Felder unterschieden werden, von denen 4 intensiv (Lamelle 3, 11 und 12 sowie die innere Lamelle der Schicht VII), ein Feld mäßig (Lamelle 9) sowie 2 Felder schwach reagieren.

• 9. Verglichen mit dem Tectum der Schleie reagiert jenes von Cottus bei allen histochemischen Reaktionen schwächer. Bei Cottus können mit Hilfe der Reaktion für alkalische Phosphatase 9 chemoarchitektonische Felder, für saure Phosphatase und 5-Nucleotidase je 7 und mit Hilfe der ATP-ase 6 Felder unterschieden werden. Acetylcholinesterase ist histochemisch im Tectum von Cottus nicht nachweisbar.

• 10. An 63 Schleien werden histochemische Untersuchungen am Tectum opticum nach beidseitiger Augenentfernung durchgeführt. Die Reaktion des Tectum auf den Eingriff wird über 59 Tage beobachtet. Dabei zeigt sich, daß die enzymatische Aktivität 3 Tage nach der Enukleation abzunehmen beginnt. Betroffen ist vor allem die Schicht VI, die als optische Schicht bekannt ist. Danach werden die Schichten V und IV und später die Schichten III, II und I von dem Enzymschwund ergriffen. Am längsten bleibt die enzymatische Aktivität in der Schicht VII erhalten.

• 11. Erhebliche Unterschiede bestehen bezüglich der Aktivitätsabnahme zwischen den einzelnen Fermenten und den verschiedenen Schichten. Die alkalische Phosphatase war am stärksten betroffen; sie war nach 5 Tagen gänzlich aus der Schicht VI, nach 7 Tagen aus den Schichten V und IV, nach 8 Tagen aus der Schicht III und nach 14 Tagen aus dem ganzen Tectum verschwunden. — Die saure Phosphatase beginnt ihre Aktivität 14 Tage nach der Enukleation in den Schichten VI, V und III zu vermindern. Die übrigen Schichten werden später ergriffen, behalten jedoch mit Ausnahme der Lamelle 2 eine Restaktivität bis zum Abschluß der Experimente. — Die Aktivität der 5-Nucleotidase ist nach 7 Tagen vollkommen aus der Schicht VI und teilweise VII geschwunden. In den übrigen Schichten schreitet die Aktivitätsabnahme soweit fort, daß praktisch nach 21 Tagen bis auf Resten in der Schicht IV und der äußeren Lamelle der Schicht VII kein Ferment mehr vorhanden ist. — Die ATP-ase und Acetylcholinesterase vermindern ihre Aktivität nur langsam. Nach 21 Tagen ist das Vorkommen der ATP-ase in der Schicht VI, V und III vermindert. Die Acetylcholinesterase nimmt, nur in der Schicht VI geringfügig ab. — Die PAS-Reaktion wird 14 Tage nach Enukleation deutlich schwächer. Betroffen sind zunächst die Schichten III, IV und V, später die Schichten II, VI und VII. Nach 21 Tagen ist PAS-positive Substanz nur noch in der Lamelle l und minimal in der Schicht VII vorhanden.

• 12. Die mit färberisch-histologischen Methoden zu beobachtenden Veränderungen im Tectum opticum der Schleie nach Enukleation treten frühestens 21 Tage nach dem Eingriff in Erscheinung. Es handelt sich vor allem um degenerative Veränderungen in der Schicht VI.

• 13. Die Ergebnisse der histochemischen und experimentellen Untersuchungen werden in Hin blink auf die Chemoarchitektonische Gliederung des Tectum opticum der Fische und auf die funktioneile Bedeutung der nachgewiesenen Enzyme und Substanzen diskutiert.