Zusammenfassung
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1.
Die kontraktile Substanz in den Muskelzellen des Regenwurms besteht aus Filamenten und Fibrillen, die jeweils in alternierenden, senkrecht zur Zellmembran angeordneten Streifen verlaufen. Die Durchmesser dieser Filament-(=A-) und Fibrillen-(=B-)Lamellen hängen vom Funktionszustand der Zelle ab: Mit fortschreitender Kontraktion nimmt die Dicke der B-Lamellen auf Kosten der A-Lamellen zu. Die Fibrillen sind als Filamentaggregate aufzufassen. Bei Kontraktion der Muskelzelle vereinigen sich immer mehr Filamente zu Fibrillen. Im Gegensatz zu den Filamenten zeigen längsgetroffene Fibrillen eine Querbänderung, deren Periode bei 1 nm liegt. Im Wechsel von Kontraktion und Dilatation erscheint die Myofibrille als höchst labiles System, dessen Glieder (Filamente) sich rasch miteinander zu verbinden, aber ebensoschnell voneinander zu lösen vermögen. — Das kontraktile Material wird im Bereich platten- oder knotenartiger Verdichtungszonen des Plasmalemms der Muskelzelle mit Hilfe sog. Haftfibrillen verankert.
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2.
Innerhalb der A-Lamellen finden sich in verhältnismäßig regelmäßigen Abständen membranbegrenzte Röhrchen oder homogen verdichtete Streifen bzw. Flecken. Letztere als „dark spots“, „dense lines“, „J-particles“ oder „cross filaments“ in unterschiedlichster Weise interpretiert, stellen unserer Auffassung nach eine funktioneil bedingte Erscheinungsform des sarkoplasmatischen Retikulum dar. Dünnwandige vakuolen- oder cysternenartige Erweiterungen dieses Kanalsystems schmiegen sich dem Plasmalemm der Muskelzellen so dicht an, daß ein Spaltraum mitunter völlig zu fehlen scheint.
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3.
Kern und Organellen liegen in einer „filamentfreien Randzone“, die sich zum sog. Kernsack ausweiten kann. Perinukleär werden neben dem Cytozentrum und den Lamellen des Golgi-Apparates auch Cytosomen, multivesikuläre Vakuolen und „Zwiebelkörperchen“ angetroffen.
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4.
„Pinocytose-Ketten“ sind in der filamentfreien Randzone sehr reichlich vorhanden. Da sie unmittelbar benachbarte Stellen der Zellmembran miteinander verbinden, dürften sie nicht mit transzellulären Durchschleusungsvorgängen zusammenhängen. Ihre Bedeutung wird vielmehr im Sinne einer Verlagerung des biologisch aktiven Plasmalemms in das Zellinnere gesehen. Dieses Prinzip wäre vor allem bei solchen Zellen verständlich, bei denen der Oberflächenvergrößerung „nach außen“ (z. B. durch Mikrovilli) aus mechanischen oder sonstigen Gründen Grenzen gesetzt sind.
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5.
Die neuro-muskuläre Verbindung ist beim Regenwurm recht einfach gebaut: Nackte, meist zu Bündeln vereinigte Axone enthalten dort, wo sie in Kontaktbeziehung zur Muskulatur treten, Mitochondrien und zahlreiche synaptische Bläschen. — Größere, markhaltige und marklose Axone führende Nerven in den Bindegewebssepten des Hautmuskelschlauchs besitzen Hüllzellen und werden von einer basalmembranartigen Verdichtungszone des Bindegewebes begrenzt.
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6.
Zwischen den Zellen des Hautmuskelschlauchs wird ein „zweiter“ Zelltyp eines wechselnden Feinbaus beschrieben, den wir mit Regenerationsvorgängen innerhalb der Muskulatur in Zusammenhang bringen.
Literatur
Bargmann, W.: Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen, 4. Aufl. Stuttgart: Georg Thieme 1962.
—, u. Br. Behrens: Über den Feinbau des Nervensystems des Seesterns. II. Mitt.: Zur Frage des Baues und der Innervation der Ampullen. Z. Zellforsch. 59, 746–770 (1963).
Bennett, H. St.: The sarcoplasmatic reticulum of striped muscle. J. biophys. biochem. Cytol. 2 (Suppl), 171–173 (1956).
Bergmann, R. A.: Intercellular bridges in ureteral smooth muscle. Bull. Johns Hopk. Hosp. 103, 195–202 (1958).
Caesar, R.: Über Beziehungen zwischen Feinbau und Funktion im glatten Muskelgewebe und im spezifischen Herzmuskelgewebe. Vierter Internat. Kongr. f. Elektronenmikroskopie Verh. 1958, Bd. II, 315–320. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
Chapman-Andresen, C., and H. Holter: Studies on the ingestion of 14C glucose by pinocytosis in the amoeba Chaos chaos. Exp. Cell Res. 3 (Suppl.), 52–63 (1955).
Csapo, A.: Molecular structure and function of smooth muscle. In: G. H. Bourne, The structure and function of muscle, vol. I. New York and London: Academic Press 1960.
Dewey, M. M., and Ll. Barr: Intercellular connection between smooth muscle cells: the nexus. Science 137, 670–672 (1962).
Dobie, W. M.: Observation on the minute structure and mode of contraction of voluntary muscular fibre. Ann. Mag. Nat. Hist. 3 (Ser. II) 109–119 (1849).
Ebashi, S.: Conf. Chem. Musc. Contraction. Tokyo 1957, p. 89. Zit. nach Ebashi und Lipmann 1962.
—, and F. Lipmann: Adenosine triphosphate — linked concentration of calcium ions in a particulate fraction of rabbit muscle. J. Cell Biol. 14, 389–400 (1962).
Edwards, G. A.: Electron microscope observations of annelid muscle and nerve (Abstract, Demonstration). Anat. Rec. 128, 542–543 (1957).
Edwards, G. A.: Comparative study on the fine structure of motor units. Vierter Internat. Kongr. f. Elektronenmikroskopie. 1958. Verh. Bd. II. S. 301–307. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
—, H. Ruska and E. de Harven: Neuromuscular junctions in flight and tymbal muscles of Cicada. J. biophys. biochem. Cytol. 4, 251–255 (1958b).
—, P. Souza Santos and A. Villejo-Freire: Comparative cytophysiology of striated muscle with special reference to the role of the endoplasmatic reticulum. J. biophys. biochem. Cytol. 2 (Suppl.), 143–155 (1956).
Elliot, G. F.: The structure of certain smooth muscles which contain “paramyosin” elements. Verh. Vierter Internat. Kongr. f. Elektronenmikroskopie 1958, Verh. Bd. II. S. 328–329. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
Fawcett, D. W., and S. Ito: Observations on the cytoplasmatic membranes of testicular cells, examined by phase contrast and electron microscopy. J. biophys. biochem. Cytol. 4, 135–141 (1958).
Fleckenstein, A.: Der Na-K-Austausch als Energieprinzip in Muskel und Nerv. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1955.
Gansen, P. van: Plexus sanguin du lombricien Eisenia foetida: étude au microscope électronique de ses constituants conjonctif et musculaire. J. Microscopic 1, 363–376 (1962).
Gansler, H.: Zur Feinstruktur der glatten Muskulatur. Vierter internat. Kongr. f. Elektronenmikroskopie 1958. Verh. Bd. II, S. 330–331. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
Gerlach, J.: Über das Verhältnis der nervösen und contractilen Substanz des quergestreiften Muskels. Arch. mikr. Anat. 13, 399–415 (1877).
Gilev, V. P.: Die Untersuchung einiger Elemente des Muskelgewebes in seiner Histogenesis und Regeneration. Verh. Vierter Internat. Kongr. f. Elektronenmikroskopie 1958. Verh. Bd. II, S. 321–323. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
Haguenau, F.: The ergastoplasm; its history, ultrastructure and biochemistry. Internat. Rev. Cytol. 7, 425–483 (1958).
Hanson, J.: The structure of the smooth muscle fibres in the body wall of the earthworm. J. biophys. biochem. Cytol. 3, 111–122 (1957).
Hasselbach, W.: Zur Cytochemie des Herzmuskels. Acta tertii europaei de cordis scientia conventus, Romae 1960, vol. 1, p. 113–123.
—: Mechanismen der Muskelkontraktion und ihre interzelluläre Steuerung. Verh. Ges. dtsch. Naturf. u.Ärzte Bd. 102, S. 90–97. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1963.
Hay, E. D.: Concentric lamellar membranes in muscle cells. Exp. Cell Res. 19, 194–198 (1960).
Huxley, A. F.: Local activation of muscle. Ann. N.Y. Acad. Sci. 81, 446–452 (1959).
—, and J. Hanson: The molecular basis of contraction in cross-striated muscles. In: G. H. Bourne, The structure and function of muscle, vol. I. New York and London: Academic Press 1960.
—, and R. W. Straub: Local activation and interfibrillar structures in striated muscle. J. Physiol. (London) 143, 40 P-41 P (1958).
—, and R. E. Taylor: Local activation of striated muscle fibres. J. Physiol. (Lond.) 144, 426–441 (1958).
Karlson, P.: Kurzes Lehrbuch der Biochemie für Mediziner und Naturwissenschaftler. Stuttgart: Georg Thieme 1961.
Kawaguti, S., and H. Ikemoto: Electron microscopy on the smooth muscle from the body wall of the earthworms Pheretima communissima and Eisenia foetida. Biol. J. Okayama Univ. 3, 223–230 (1956/57).
—: Electron microscopic patterns of earthworm muscle in relaxation and contraction induced by glycerol and adenosinetriphosphate. Biol. J. Okayama Univ. 5, 57–72 (1959).
Marchesi, V. T., and R. J. Barrnett: The demonstration of enzymatic activity in pinocytotic vesicles of blood capillaries with the electron miroscope. J. Cell. Biol. 17, 547–556 (1963).
Marsh, B. B.: The effects of adenosine triphosphate on fibre volume of muscle homogenate. Biochim. et biophys. Acta (Amst.) 9, 247–260 (1952).
Mattisson, G. M., and A. Birch-Andersen: On the fine structure of the mitochondria and its relation to oxidative capacity in muscles in various invertebrates. J. Ultrastr. Res. 6, 205–228 (1962).
Melland, B.: A simplified view of the histology of the striped muscle fibre. Quart. J. micr. Sci. 25, 371–390 (1885).
Nagai, T., M. Makinose u. W. Hasselbach: Der physiologische Erschlaffungsfaktor und die Muskelgrana. Biochim. biophys. Acta (Amst.) 43, 223–238 (1960).
Odor, D. L.: Uptake and transfer of particulate matter from the peritoneal cavity of the rat. J. biophys. biochem. Cytol. 2 (Suppl.), 105–108 (1956).
Palade, G. E.: The endoplasmatic reticulum. J. biophys. biochem. Cytol. 2 (Suppl.), 85–97 (1956).
Philpott, D. E., M. Kahlbrock and A. G. Szent-Györgyi: Filamentous organization of Molluscan muscles. J. Ultrastr. Res. 3, 254–269 (1959/60).
Porter, K. R.: The sarcoplasmatic reticulum in muscle cells of amblystoma larvae. J. biophys. biochem. Cytol. 2 (Suppl.), 163–169 (1956).
- Symposium on the submicroscopic organization and function of nerve cells. Caracas (Venezuela). Exp. Cell Res., Suppl. 5, (1958).
Portzehl, H.: Die Bindung des Erschlaffungsfaktors von Marsh an die Muskelgrana. Biochim. biophys. Acta (Amst.) 26, 373–377 (1957).
Prosser, C. L., and N. Sperelakis: Transmission in ganglion-free circular muscle from the cat intestine. Amer. J. Physiol. 187, 536–545 (1956).
Ramon y Cajal, S.: Observations sur la texture des fibres musculaires des pattes et des ailes des insectes. Internat. Mschr. Anat. Physiol. 5, 205–276 (1888).
Retzius, G.: Zur Kenntnis der quergestreiften Muskelfaser. In: G. Retzius, Biologische Untersuchungen. Stockholm 1881.
- Muskelfibrille und Sarcoplasma. In: G. Retzius, Biologische Untersuchungen, N. F. Bd. I. Stockholm 1890.
Rhodin, J. A. G.: Fine structure of vascular walls in mammals with special reference to smooth muscle component. Physiol. Rev. 3, 48–87 (1962).
Röhlich, P.: The fine structure of the muscle fibre of the Leech Hirudo medicinalis. J. Ultrastruct. Res. 7, 399–408 (1962).
Rothschuh, K. E.: Beziehungen zwischen Struktur und Funktion an der Muskelfaser. Vierter Internat. Kongr. f. Elektronenmikroskopie 1958, Verh. Bd. II, S. 290–300. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
Ruska, H.: Symposium on the submicroscopic organization and function of nerve cells. Caracas (Venezuela), Exp. Cell Res., Suppl. 5, 560–567 (1958).
—: Der Beitrag der Elektronenmikroskopie zum Verständnis der Muskelfunktion. Hippokrates (Stuttg.) 34, 253–264 (1963).
—, G. A. Edwards and R. Caesar: A concept of intracellular transmission of exitation by means of the endoplasmatic reticulum. Experientia (Basel) 14, 117–120 (1958).
Ruthmann, A.: Basophilic lamellar system in the crayfish spermatocyte. J. biophys. biochem. Cytol. 4, 267–273 (1958).
Schlote, Fr.-W.: Die Myofilamente glatter Muskulatur und ihr Verhältnis zu den Myofilamenten quergestreifter Muskulatur. Eine elektronenmikroskopische Studie an Muskelzellen der Weinbergschnecke. Z. Naturforsch. 12, 647–653 (1957).
Schmidt, W.: Struktur und Leistung des Golgi-Apparates. Fortschr. Med. 80, 737–742 (1962).
Staubesand, J.: Zur Histophysiologie des Herzbeutels. II. Mitt. Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Passage von Metallsolen durch mesotheliale Membranen. Z. Zellforsch. 58, 915–952 (1963a).
- Zur Morphologie der Aufnahme und der transzellulären Passage von Stoffen durch Membranvesikulation. Ref. anläßl. des 23. Internat. Kongr. pharmazeut. Wiss., Münster 9.-14. 9. 63 (b) (im Druck).
—, B. Kuhlo u. K.-H. Kersting: Licht- und elektronenmikroskopische Studien am Nervensystem des Regenwurms. Z. Zellforsch. 61, 401–433 (1963).
Thin, G.: Edinb. med. J. 20, pt. l, 238 (1874). Zit. nach Bennett 1956.
Veratti, E.: Mem. Ist. Lomb., Cl. sci. nat. 19, 87–133 (1902). Zit. nach H. Ruska 1963.
Walker, B. E.: Electron microscopic observations on transitional epithelium of the mouse urinary bladder. J. Ultrastruct. Res. 3, 345–361 (1960).
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Staubesand, J., Kersting, K.H. Feinbau und Organisation der Muskelzellen des Regenwurms. Zeitschrift für Zellforschung 62, 416–442 (1964). https://doi.org/10.1007/BF00339289
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