Elektronenmikroskopische und histochemische Untersuchungen zur Funktion des Kiemenherzanhanges (Pericardialdrüse) von Sepia officinalis

Summary

Our electron microscopic studies of the appendages of the branchial heart and veins of Sepia officinalis suggest an excretory function for these organs. The pericardial gland appears to be a derivate of the branchial heart; it mostly consists of a folded polarized epithelium. Ultrastructural features of the epithelium such as the basal folding system, contents of mitochondria and lysosomes, and secretory microvilli suggest active ion transport in these cells of the pericardial gland. The pericardial gland epithelium is homologous with the external epithelium of the branchial heart; it is also present in a similar form in the central heart and branchia. Polygonal cells present in the peripheral zone of the pericardial gland are homologous with the central branchial heart tissue. The system of basal cell processes of the polygonal cells near blood lacunae is similar to the podocyte-capillary relationship in the vertebrate kidney and suggests the possibility of pressure filtration. The plasmalemma, as well as the basal and intermediate membranes, appear to be filtration membranes; they contain pore-like structures about 30 Å in diameter which are permeable to Myofer. Furthermore, special dense cells are present at the epithelium-lacunae border and in the intima of larger vessels; these cells, similar to macrophages, take up large particles, such as ferritin and Myofer, and deposit them in the cytoplasm as dense bodies.

Histochemical findings on the distribution of enzymes G-6-PD, SDH, IDH, MDH, and MAO, and the distribution in the folded epithelium and lacunae of alkaline and acid phosphatases confirm the ultrastructural results and suggest an excretory function of the pericardial gland.

Zusammenfassung

Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen am Kiemenherzanhang von Sepia officinalis zeigen, daß diesem Organ wie den Venenanhängen exkretorische Funktionen zukommen. Die Pericardialdrüse erweist sich als ein Derivat des Kiemenherzens. Ihre Hauptmasse besteht aus einem polar organisierten Faltenepithel, dessen Ultrastrukturmerkmale (basaler Faltenapparat, Gehalt an Mitochondrien und Lysosomen, sekretorisch aktiver Mikrovillisaum) anderen Exkretionsorganen entsprechend auf aktive Ionentransportvorgänge hindeuten. Es ist dem äußeren Kiemenherzepithel homolog und kommt in ähnlicher Ausbildung auch in anderen Organen (Zentralherz, Kieme) vor. Die polygonalen Zellen der Randzone sind dem zentralen Gewebe des Kiemenherzens zu homologisieren; ihr Reusensystem in Nachbarschaft der Blutlakunen ist ähnlich dem der Podocyten in der Vertebratenniere und macht eine Druckfiltration wahrscheinlich. Als Filtermembranen funktionieren neben dem Plasmalemm auch noch die Basalmembran und Zwischenmembran, die porenartige, für Myofer durchlässige Lücken von 30 Å Weite zeigen. Daneben werden an der Grenze zwischen Epithel und Lakune wie auch in der Intima größerer Gefäße besondere Dichtezellen dargestellt, die ähnlich wie Macrophagen größere Partikel (z.B. Ferritin und Myofer) aufnehmen und intraplasmatisch als “dense bodies” ablagern.

Die enzymhistochemischen Befunde über die Verteilung von G-6-PD, SDH, IDH, MDH und MAO und der sauren und alkalischen Phosphatase in Faltenepithel und Lakunen stützen diese Befunde und sprechen ebenfalls für eine exkretorische Funktion.