Skip to main content
Log in

Ultrastruktur glycerinextrahierter Dünndarmmuskelzellen der Ratte vor und nach Kontraktion

Ultrastructure of glycerinated small intestine muscle cells of the rat before and after contraction

  • Published:
Zeitschrift für Zellforschung und Mikroskopische Anatomie Aims and scope Submit manuscript

Summary

Tunica muscularis of the rat's small intestine was studied electron microscopically before and after glycerol-extraction and at various times after ATP treatment. Before and after extraction only F-actin-filaments with a diameter of 50–80 Å could be found in smooth muscle cells. Dense bodies disappear during extraction. Glycerinated smooth muscle cells contract when ATP is added. At the same time thick filaments with a diameter of 150–200 Å appear, which probably represent myosin filaments, running longitudinally within the cells. During prolonged ATP treatment actin and myosin filaments first separate from each other by a sort of “sliding mechanism” because actin filaments are still bound to the cell membrane while myosin filaments move. Then actin filaments are drawn off from the cell membrane and actin and myosin filaments assemble in an intricate network of filaments in the central part of the cell. Around this network fine filaments with a diameter of 20–30 Å remain.

Zusammenfassung

Die Tunica muscularis des Dünndarms der Ratte wurde elektronenmikroskopisch vor und nach Glycerinextraktion und nach verschieden lang andauernder ATP-Behandlung untersucht. Vor und nach der Extraktion sind nur 50–80 Å breite F-Actin-Filamente in den glatten Muskelzellen nachzuweisen. Die extrahierten glatten Muskelzellen kontrahieren sich nach Zugabe von ATP. Gleichzeitig treten in der Längsrichtung der Zelle verlaufende 150–200 Å dicke Myosinfilamente auf. Während langanhaltender Inkubation mit ATP trennen sich Actin- und Myosinfilamente zunächst voneinander durch eine Art Gleitmechanismus, da die Actinfilamente noch an der Zellmembran verhaftet bleiben, die Myosinfilamente sich aber verschieben. Dann lösen sich die Actinfilamente von der Zellmembran und Actin- und Myosinfilamente bilden ein dichtes Netzwerk im Zentrum der Zelle. In der Umgebung dieses Netzwerkes verbleiben feine Filamente mit einem Durchmesser von 20–30 Å.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

Literatur

  • Beck, R., Komnick, H., Stochem, W., Wohlfarth-Bottermann, K. E.: Weitreichende fibrilläre Protoplasmadifferenzierungen und ihre Bedeutung für die Protoplasmaströmung. IV. Vergleichende Untersuchungen an Actomyosinfäden und glycerinierten Zellen. Cytobiologie 1, 99–114 (1969).

    Google Scholar 

  • Caesar, R., Edwards, G., Ruska, H.: Architecture and nerve supply of mammalian smooth muscle tissue. J. biophys. biochem. Cytol. 3, 867–878 (1957).

    Google Scholar 

  • Choi, J. K.: Fine structure of the smooth muscle of chicken gizzard. V. Internat. Congr. Electron Microscopy, Philadelphia 1962, M 9.

  • Elliott, G. F.: X-ray diffraction studies on striated and smooth muscle. Proc. roy. Soc. B 160, 467–472 (1964).

    Google Scholar 

  • Gansler, H.: Struktur und Funktion der glatten Muskulatur. II. Licht- und elektronenmikroskopische Befunde an Hohlorganen von Ratte, Meerschweinchen und Mensch. Z. Zellforsch. 55, 724–762 (1961).

    Google Scholar 

  • Hamoir, G., Gaspar-Godfroid, A., Laszt, L.: Changements d'état d'aggrégation et de dissociation de la tonoactomyosine de carotides de bovidé sous l'influence de la force ionique et de l'ATP. Angiologica 2, 44–60 (1965).

    Google Scholar 

  • Hanson, J., Lowy, J.: The structure of F-actin and of actin filaments isolated from muscle. J. molec. Biol. 6, 46–60 (1963).

    Google Scholar 

  • —: The problem of the location of myosin in vertebrate smooth muscle. Proc. roy. Soc. B 160, 523–524 (1964).

    Google Scholar 

  • Heumann, H. G., Zebe, E.: Über Feinbau und Funktionsweise der Fasern aus dem Hautmuskelschlauch des Regenwurms Lumbricus terrestis. Z. Zellforsch. 78, 131–150 (1967).

    Google Scholar 

  • —: Über die Funktionsweise glatter Muskelfasern. Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Byssusretraktor (ABRM) von Mytilus edulis. Z. Zellforsch. 85, 534–551 (1968).

    Google Scholar 

  • Huxley, H. E.: The double array of filaments in cross striated muscle. J. biophys. biochem. Cytol. 3, 631–648 (1957).

    Google Scholar 

  • —: Electron microscope studies on the structure of natural and synthetic protein filaments from striated muscle. J. molec. Biol. 7, 281–308 (1963).

    Google Scholar 

  • Huys, J.: Données nouvelles sur l'actomyosine d'utérus humain gravide. Bull. Soc. roy. belge Gynéc. Obstét. 33, 429–442 (1963).

    Google Scholar 

  • Kelly, R. E., Rice, R. V.: Localization of myosin filaments in smooth muscle. J. Cell Biol. 37, 105–116 (1968).

    Google Scholar 

  • —: Ultrastructural studies on the contractile mechanism of smooth muscle. J. Cell Biol. 42, 683–694 (1969).

    Google Scholar 

  • Keyserlingk, D.: Kontraktilität und Ultrastruktur glycerin-extrahierter Fibroblasten aus der Gewebekultur. Protoplasma (Wien) 67, 391–406 (1969).

    Google Scholar 

  • Lane, B. P.: Alterations in the cytologic detail of intestinal smooth muscle cells in various stages of contraction. J. Cell Biol. 27, 199–213 (1965).

    Google Scholar 

  • Laszt, L., Hamoir, G.: Étude par électrophorèse et ultracentrifugation de la compostition protéinique de la couche musculaire des carotides de bovidé. Biochim. biophys. Acta (Amst.) 50, 430–449 (1961).

    Google Scholar 

  • Mark, J. St.: An electron microscope study of uterine smooth muscle. Anat. Rec. 125, 473–485 (1956).

    Google Scholar 

  • Needham, D. M., Shoenberg, C. F.: Proteins of the contractile mechanism of mammalian smooth muscle and their possible location in the cell. Proc. roy. Soc. B 168, 517–524 (1964).

    Google Scholar 

  • —, Williams, J. M.: Proteins of the uterine contractile mechanism. Biochém. J. 89, 552–561 (1963).

    Google Scholar 

  • Panner, B. J., Honig, C. R.: Filament ultrastructure and organization in vertebrate smooth muscle. Contraction hypothesis based on localization of actin and myosin. J. Cell Biol. 35, 303–321 (1967).

    Google Scholar 

  • Pease, D. C.: Structural feature of unfixed mammalian smooth and striated muscle prepared by glycol dehydration. J. Ultrastruct. Res. 23, 280–303 (1968).

    Google Scholar 

  • Rice, R., Brady, A. C., Dupue, R. H., Kelly, R. E.: Morphology of individual macro-molecules and their ordered aggregates by electron microscopy. Biochem. Z. 345, 370–394 (1966).

    Google Scholar 

  • Rüegg, J. C., Strassner, E., Schirmer, R. H.: Extraktion und Reinigung von Arterien — Actomyosin, Actin und Extraglobulin. Biochem. Z. 343, 70–85 (1965).

    Google Scholar 

  • Schirmer, R. H.: Die Besonderheiten des kontraktilen Proteins der Arterien. Biochem. Z. 343, 269–282 (1965).

    Google Scholar 

  • Schoenberg, C. F.: An electron microscope study of smooth muscle in pregnant uterus of the the rabbit. J. biophys. biochem. Cytol. 4, 609–614 (1958).

    Google Scholar 

  • —: Contractile proteins of vertebrate smooth muscle. Nature (Lond.) 206, 526–527 (1965).

    Google Scholar 

  • —: A study of myosin filaments in extracts and homogenates of vertebrate smooth muscle. Angiologica 6, 233–246 (1969).

    Google Scholar 

  • —, Rüegg, J. C., Needham, D. M., Schirmer, R. H., Nemetchek-Gansler, H.: A biochemical and electron microscope study of the contractile proteins in vertebrate smooth muscle. Biochem. Z. 345, 255–266 (1966).

    Google Scholar 

  • Szent-Györgyi, A.: Chemistry of muscular contraction. New York: Academic Press 1951.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Für die technische Mithilfe danke ich Frau Karla Struwe.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Keyserlingk, D.G. Ultrastruktur glycerinextrahierter Dünndarmmuskelzellen der Ratte vor und nach Kontraktion. Z. Zellforsch. 111, 559–571 (1970). https://doi.org/10.1007/BF00330932

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00330932

Key-Words

Navigation