Untersuchungen zur fluorescenz- und elektronenmikroskopischen Darstellung von 5-Hydroxytryptamin (5-HT) im Pineal-Organ von Lacerta viridis und L. muralis

Summary

The pineal organ (epiphysis cerebri) of adult lizards (Lacerta viridis and Lacerta muralis) has been studied by means of Falck's and Hillarp's method and electron microscopically with the aim to detect and localize 5-hydroxytryptamine (5-HT) in secretorial pinealocytes. The amount of 5-HT concentrated in the pineal organ is extremly high (total amount per brain = 0.1998 μg; total amount per pineal organ = 0.0869 μg=43%). Comparison of the results obtained by fluorescence and electron microscopy demonstrates that pinealocytes contain two types of 5-HT. The major amount is localized in granules with a diameter of 1337±42 Å (L. muralis). They are surrounded by a unit membrane separating the interior from the cytoplasm (=large granulated vesicles ranging between 600 and 3000 Å). This intravesicular pool of 5-HT is relatively resistent towards reserpine treatment and seems to be tightly bound to a protein matrix of the granules. Even after 2 doses of 10 mg/kg reserpine there is only a decrease of the relative fluorescence intensity of about 50%. That corresponds to a small but significant decrease in the diameter of the granular content after reserpine pretreatment whereas 2 doses of 300 mg/kg nialamide do not produce any observable alteration of the granules. The second type of 5-HT constitutes an easily available extravesicular pool spread over the cytoplasm. Increase and decrease of the yellow fluorescence after nialamid and reserpine treatment might be largely due to the influence on this extravesicular pool. Electron microscopically this type of 5-HT is difficult to localize; pretreatment with nialamide and 5-hydroxytryptophane (5-HTP), however, considerably increases the extravesicular pool and sites of large concentrations of 5-HT containing substances become visible. Under normal conditions both pools are balanced in such a way as to keep down and hold constant the amount of extravesicular 5-HT.

Zusammenfassung

Es wurden Pinealorgane (Epiphysis cerebri) ausgewachsener Eidechsen (Lacerta viridis und Lacerta muralis) mit der Falck-Hillarp Methode und dem Elektronenmikroskop untersucht, um 5-Hydroxytryptamin (5-HT) in den sekretorischen Pinealzellen zu bestimmen und zu lokalisieren. Die in dem Pinealorgan enthaltene Menge an 5-HT ist sehr groß (Gesamtmenge in Gehirn = 0,1998 μg; Gesamtmenge in Pinealorgan = 0,0869 μg=43%). Beim Vergleich der durch Fluorescenz- und Elektronenmikroskopie gewonnenen Resultate ergab sich, daß Pinealocyten zwei Formen von 5-HT enthalten. Die Hauptmenge ist in Granula mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1337±42 Å (L. muralis) lokalisiert, die von einer Elementarmembran umgeben sind, wodurch sie vom Cytoplasma getrennt sind (große, granulierte Vesikel zwischen 600 und 3000 Å). Dieser intravesiculäre 5-HT-Pool ist gegen Reserpinbehandlung relative resistent und scheint außerdem sehr fest an eine Protein-Matrix der Granula gebunden zu sein. Sogar nach 2 Dosen von 10 mg/kg Reserpin findet man nur eine Abnahme der relativen Fluorescenzintensität um etwa 50%. Das entspricht einer geringen, aber doch signifikanten Durchmesserabnahme des granulären Gehaltes nach Reserpin-Vorbehandlung, wogegen 2 Dosen von 300 mg/kg Nialamid keine sichtbaren Veränderungen an den Granula hervorrufen. Die zweite 5-HT-Form ist Bestandteil eines schnell verfügbaren, extravesiculären Pools, der über das gesamte Cytoplasma verteilt ist. Ab- und Zunahme der gelben Fluorescenz nach Reserpin oder Nialamid-Behandlung dürften im wesentlichen auf Einwirkung auf diesen extravesiculären Pool zurückzuführen sein. Elektronenmikroskopisch ist diese 5-HT Form schwer zu lokalisieren; jedoch führt eine Vorbehandlung mit Nialamid und 5-Hydroxytryptophan (5-HTP) zu einem starken Anstieg des extravesiculären Pools, in dessen Folge Orte mit hohen Konzentrationen an 5-HT-haltigen Substanzen sichtbar werden. Unter normalen Bedingungen stehen beide Poole in einem Gleichgewicht, und zwar in einer Weise, daß die Menge an extravesiculären 5-HT niedrig aber konstant gehalten wird.