Feinstrukturelle Besonderheiten und Funktion autonom-contractiler Vertebratengefäße

  • R. Schipp
  • D. Voth
  • I. Schipp
Article

Zusammenfassung

Die vergleichend-elektronenmikroskopischen Untersuchungen an verschiedenen autonom-contractilen Gefäßen — Vena portae (Ratte), mesenterialen Lymphgefäßen (Meerschweinchen und Fledermaus), Flughaut-Venen (Flughund) — zeigen für diesen Gefäßtypus trotz des im einzelnen unterschiedlichen Wandbaues gewisse Grundmerkmale der Feinstruktur auf, die in Relation zu deren am Beispiel der V. portae (Ratte) näher untersuchten besonderen Aktivität stehen. So fehlt bei allen spontan contractilen Gefäßen eine geschlossene Elastica interna. Das Endothel enthält regelmäßig intraplasmatische Filamente, die als Tonofilamente gedeutet werden. Die besonders eng verzahnte glatte Muskulatur zeichnet sich durch ihre hohe Mikropinocytoseaktivität aus. Sie zeigt gegenüber nicht contractilen Kontrollgefäßen außerdem einen morphometrisch signifikant höheren Mitochondriengehalt, der vor allem in kernnahen Ansammlungen dieses Organells zusammen mit Ergastoplasma, Golgikörpern und freien Ribosomen zum Ausdruck kommt. — Bezüglich anderer feinstruktureller Merkmale: Auftreten dicker Myofilamente (Ø 120–180 Å) bei Fixierung im kontrahierten Zustand, “dense bodies” und “attachment plaque areas” sowie der Art ihrer Innervation unterscheidet sich das autonom-contractile Gefäß nur unwesentlich von solchen ohne diese funktionelle Eigenschaft.

Fine structural features and function of autonomously contractile vessels of vertebrates

Summary

The comparative electron microscopic studies of various vessels with active contractility — Vena portae (rat), mesenteric lymph vessels (guinea-pig and bat), veins of the flying membrane (flying-fox)—show for this type of vessel—in spite of a different structure of vascular wall in particular—certain features of fine structure which are related to the special activity, more closely examined in the vena portae (rat). Thus all examinated spontaneously contractile vessels miss a complete Elastica interna. The endothelium regularly contains intraplasmatic filaments, which are interpreted as tonofilaments. The closely connected smooth muscle cells whow a high micropinocytotic activity. Compared with non-contractile control vessels they have moreover a greater content of mitochondria, which manifests itself above all in the accumulation of this organells near the nucleus together with ergastoplasm, Golgi complexes and free ribosomes. In regard to the other fine structural characteristics as for occurence of thick myofilaments ( Ø 120–180 Å) observed in contracted vessels rapidly fixed in glutaraldehyde, dense bodies, attachment plaque areas and the kind of innervation, the autonomously contractile vessels differ only slightly from those without this functional speciality.

Key-Words

Autonomous-contractile vessels Vertebrates Fine structure 

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Literatur

  1. Axelsson, J., Wahlström, N., Johansson, B., Jonsson, O.: Influence of the ionic environment on spontaneous electrical and mechanical activity of the rat portal vein. Circulat. Res. 21, 609 (1967).Google Scholar
  2. Bennett, T., Cobb, J. L. S.: Studies on the avian gizzard: Morphology and innervation of the smooth muscle. Z. Zellforsch. 96, 173–185 (1969).Google Scholar
  3. Bensch, K. G., Gordon, E. B., Miller, L.: Fibrillar structures resembling leyomyofibrils in endothelial cells of pulmonary mammalian blood vessels. Z. Zellforsch. 63, 759–766 (1964).Google Scholar
  4. Booz, K. H.: Experimentelle und morphologische Beobachtungen an den Vena portae der weißen Ratte. Ann. Univ. Sarav. Med. 7, 115 (1959).Google Scholar
  5. Cecio, A.: Ultrastructural features of cytofilaments within mammalian endothelial cells. Z. Zellforsch. 83, 40–48 (1967).Google Scholar
  6. Funaki, S., Bohr, D. F.: Electrical and mechanical activity of isolated vascular smooth muscle of the rat. Nature (Lond.) 203, 192 (1964).Google Scholar
  7. Gansler, H.: Phasenkontrast- und elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Innervation der glatten Muskulatur. Acta neuroveg (Wien) 22, 192–211 (1961).Google Scholar
  8. Hammersen, F., Jüngst, A.: Zum Wandbau der Vena portae. I. Mitt: Elektronenmikroskopische Untersuchungen an intra- und perimuralen Leitungsbahnen der Pfortader kleiner Nager. Verh. Anat. Ges. Marburg 1967. Anat. Anz. 121 (Suppl.) 449–456 (1968).Google Scholar
  9. Heller, A.: Über selbstständige rhythmische Kontraktionen der Lymphgefäße bei den Säugetieren. Zbl. med. Wiss. 7, 545–567 (1869).Google Scholar
  10. Horstmann, E.: Über die funktionelle Struktur der mesenterialen Lymphgefäße. Morph. Jb. 91, 483–510 (1952).Google Scholar
  11. —: Beobachtungen zur Motorik der Lymphgefäße. Pflügers Arch. ges. Physiol. 269, 511–519 (1959).Google Scholar
  12. Imaizumi, M., Hama, K.: An electron microscopic study on the interstitial cells of the gizzard in the love-bird (Uroloncha domestica). Z. Zellforsch. 97, 351–357 (1969).Google Scholar
  13. Johansson, B., Ljung, B. L.: Spread of exication in the smooth muscle of the rat portal vein. Acta physiol. scand. 70, 312 (1967).Google Scholar
  14. Kelly, R. E., Rice, R. V.: Ultrastructural studies on the contractile mechanism of smooth muscle. J. Cell Biol. 42, 683–694 (1969).Google Scholar
  15. Kinmonth, J. B., Taylor, G. W.: Spontaneous rhythmic contractility in human lymphatics. J. Physiol. (Lond.) 133, 38 (1956).Google Scholar
  16. Mato, M., Aikawa, E.: Some observations on the obliteration of Ductus arteriosus Botalli using the electron microscope. Z. Anat. Entwickl.-Gesch. 127, 327–345 (1968).Google Scholar
  17. Merillees, N. C. R., Burnstock, G., Holman, M. E.: Correlation of fine structure and physiology of the innervation of smooth muscle in the guinea pig vas deferens. J. Cell Biol. 19, 529–550 (1963).Google Scholar
  18. Mislin, H.: Zum Problem der Selbstregulation des Venenherzens (Chiroptera). Helv. physiol. pharmacol. Acta 17, 27–31 (1959).Google Scholar
  19. —: Zur Funktionsanalyse der Lymphgefäßmotorik (Cavia porcellus L.). Rev. suisse Zool. 68, 228–238 (1961).Google Scholar
  20. —: Zur Funktionsanalyse des Hilfsherzens (Vena portae) der weißen Maus (Mus musculus alba). Vers. Schweiz. Zool. Ges. 1963. Rev. suisse Zool. 70, 317–331 (1963).Google Scholar
  21. Mislin, H.: Zur Funktionsanalyse der Herzeigenschaften der Vena cava bei Rana temporaria und Rana esculenta. Verh. Dtsch. Zool. Ges. Innsbruck 1968. Zool. Anz. (Suppl.) 471–478 (1969a).Google Scholar
  22. —: Erregungsleitung und Erregungsausbreitung in der Vena portae der weißen Maus (Mus musculus alba). Rev. suisse Zool. 76, 1063–1070 (1969b).Google Scholar
  23. —, Helfer, H.: Vergleichende quantitativ-anatomische Untersuchungen an glatten Muskelzellen der Flughautgefäße (Chiroptera). Rev. suisse Zool. 65, 384–389 (1958).Google Scholar
  24. —, Kauffmann, M.: Der Einfluß von Extrareizen auf die Tätigkeit des „Venenherzens” (Mikrochiroptera). Rev. suisse Zool. 56, 344–348 (1949).Google Scholar
  25. ——: Beziehungen zwischen Wandbau und Funktion der Flughautvenen (Chiroptera) Rev. suisse Zool. 54, 240–245 (1947).Google Scholar
  26. Pfuhl, W., Wiegand, W.: Die Lymphgefäße des großen Netzes beim Meerschweinchen. Z. mikr.-anat. Forsch. 47, 117–136 (1940).Google Scholar
  27. Phelps, P. C., Luft, J. H.: Electron microscopical study of relaxation and constriction in frog arterioles. Amer. J. Anat. 125, 399–428 (1969).Google Scholar
  28. Reale, E., Ruska, H.: Die Feinstruktur der Gefäßwand. In: Morphologie und Histochemie der Gefäßwand. Int. Symp., Fribourg 1965. T. I. und II, S. 314–366. Basel-New York 1966.Google Scholar
  29. Rhodin, J. A. G.: Fine structure of vascular wall in mammals. With special reference to smooth muscle component. Physiol. Rev. 42 (Suppl.), 47–87 (1962).Google Scholar
  30. —: Ultrastructure of mammalian venous capillaries, venules, and small collecting veins. J. Ultrastruct. Res. 25, 452–500 (1968).Google Scholar
  31. Rice, R. V., Moses, J. A., McManus, G. M., Brady, A. C., Blasik, L. M.: The organization of contractile filaments in a mammalian smooth muscle. J. Cell Biol. 47, 183–196 (1970).Google Scholar
  32. Rolshoven, E.: Zur Problematik der Vena portae. Ann. Univ. Sarav. Med. 6, 376 (1965).Google Scholar
  33. Rostgaard, J., Barnett, R. J.: Fine structure of nucleoside phosphatases in relation to smooth muscle cells and unmyelinated nerves in the small intestine of the rat. J. Ultrastruct. Res. 11, 193–207 (1964).Google Scholar
  34. Schipp, R.: Zur Feinstruktur der mesenterialen Lymphgefäße (Cavia porcellus). Z. Zellforsch. 67, 799–818 (1965a).Google Scholar
  35. Schipp, R.: Vergleichende Untersuchungen zur Struktur und Funktion der mesenterialen Lymphgefäße bei Mammalia. Diss. Mainz 1965b).Google Scholar
  36. —: Besonderheiten der Lymphgefäßwand im elektronenmikroskopischen Bild. Verh. Anat. Ges. Basel 1966. Anat. Anz. 120 (Suppl.), 223–234 (1967).Google Scholar
  37. —: Der Feinbau filamentärer Strukturen im Endothel peripherer Lymphgefäße. Acta anat. (Basel) 71, 341–351 (1968).Google Scholar
  38. Sitte, H.: Morphometrische Untersuchungen an Zellen. In: Quantitative Methoden in der Morphologie, ed.: E. Weibel und H. Elias, S. 167–198. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1967.Google Scholar
  39. Smith, R. O.: Lymphatic contractility. A possible intrinsic mechanism of lymphatic vessels for the transport of lymph. J. exp. Med. 90, 497–509 (1949).Google Scholar
  40. Stehbens, W. E.: The basal attachment of endothelial cells. J. Ultrastruct. Res. 15, 389–399 (1966).Google Scholar
  41. Verity, M. A., Bevan, J. A.: Fine structural study of the terminal effector plexus, neuromuscular and intermuscular relationships in the pulmonary artery. J. Anat. (Lond.) 103, 49–63 (1968).Google Scholar
  42. Voth, D., Schipp, R., Agsten, M., Schürmann, K., Kohlhardt, M., Dudek, J.: Untersuchungen über den Einfluß des Kationenmilieus und verschiedener Pharmaka auf die Eigenkontraktilität und Autorhythmik eines spontan aktiven glatten Gefäßmuskels in vitro. Arch. Kreisl.-Forsch. 60, 364–387 (1969).Google Scholar
  43. Waldeck, F.: Zur Motorik der Lymphgefäße bei der Ratte. I. Mitteilung: Die Bedeutung aktiver Kontraktionen der Lymphgefäße für den Lymphtransport. Pflügers Arch. ges. Physiol. 283, 285–293 (1965a).Google Scholar
  44. —: Zur Motorik der Lymphgefäße bei der Ratte. II. Mitteilung: Die kontraktilen Eigenschaften der Muskulatur der Leberlymphgefäße. Pflügers Arch. ges. Physiol. 283, 294–300 (1965b).Google Scholar
  45. Weiss, P.: Submikroskopische Charakteristika und Reaktionsformen der glatten Muskelzelle unter besonderer Berücksichtigung der Gefäßwandmuskelzelle. Z. mikr.-anat. Forsch. 78, 305–331 (1968).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • R. Schipp
    • 1
    • 2
  • D. Voth
    • 1
    • 2
  • I. Schipp
    • 1
    • 2
  1. 1.Institut für Physiologische ZoologieGießenDeutschland
  2. 2.Neurochirurgische der Johannes-Gutenberg-Universität MainzMainzDeutschland

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