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Die histochemische darstellung der feinstruktur menschlicher keratine mit hilfe von saurem natriumthioglycolat und osmiumtetroxid

(Callus, normale und psoriatische Nägel, Haare)

Ultrastructure of human keratins (callus, normal and psoriatric nails, hairs) after treatment with sodium thioglycclate and osmium tetroxide

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Summary

The treatment of horny tissues with acid solutions of sodium thioglycolate (aNaThG) and osmium tetroxide (Os) is a histochemical method which allows the visualization of the fine structure of different human keratins (callus, nails, hairs) under the electron microscope.

In to this method acid sodium thioglycolate reduces some disulfide bonds of keratins and osmium reacts with free thiol groups. By this way, different keratin patterns can be observed in different horny materials.

In our investigations on hairs and human callus horny cells the characteristicα-keratin pattern could be observed by theaNaThG-Os-Method. Nail keratin however, when prepared under the same conditions as hair, does not show this pattern.

Psoriatic nail keratin is similar to the keratin of normal nails but contains numerous granules of lipid-like material. Furthermore, the intercellular spaces of psoriatic nails are widened and the intercellular coherence is not always preserved.

Zusammenfassung

Die Einwirkung von saurem Natriumthioglycolat (sNaThG) mit anschließender Osmiumtetroxid-Behandlung ist eine geeignete, auf histochemischen Prinzipien beruhende Methode, um die Feinstruktur verschiedener menschlicher Keratine darzustellen. Bei dieser Methode werden die Disulfid-Brücken des Keratins reduktiv gespalten und die dabei entstehenden Thiolfunktionen mit Osmiumtetroxid umgesetzt. DiesNaThG-Os-Methode ist als quasi indirektes Kontrastierungsverfahren spezifischer als die ausschließliche Osmiumbehandlung der Keratine sowie andere direkte, in der elektronenmikroskopischen Cytologie übliche Verfahren.

Mit Hilfe dieser Methode war es möglich, im Haarcortex und in den Hornzellen der menschlichen Schwiele den typischen Filament-Matrix-Komplex des α-Keratins nachzuweisen. Im normalen Nagelkeratin hingegen konnten wir bisher dieses Muster nicht beobachten.

Das psoriatische Nagelkeratin ähnelt dem Keratin des normalen Nagels mit dem Unterschied, daß es zahlreiche sog. Lipoidgranula enthält. Darüber hinaus sind im psoriatischen Nagel die Intercellularräume erweitert und der intercelluläre Zusammenhang nicht immer erhalten.

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Literatur

  • Bahr, G. F.: Osmium tetroxide and ruthenium tetroxide and their reactions with biologically important substances. Electron stains III. Exp. Cell Res.7, 457–479 (1954).

    Google Scholar 

  • Caputo, R., Dadati, E.: Preliminary observations about the ultrastructure of the human nail plate treated with thioglycolic acid. Arch. klin. exp. Derm.231, 344–354 (1968).

    Google Scholar 

  • Fraenkel-Conrat, H.: Chemistry of proteins. In: M. Florkin and E. H. Stotz (eds.). Comprehensive Biochemistry. Vol. 7: Proteins (Part 1/Chapter II), pp. 56–106. Amsterdam: Elsevier Publ. Comp. 1963.

    Google Scholar 

  • Freytag, H.: Beiträge zur Kenntnis des physikalischen und chemischen Verhaltens von Humanhaaren. III a) Weitere methodische Einzelheiten zur Bestimmung der Löslichkeiten auch unterschiedlich behandelter Haare. Parfüm. u. Kosm.43, 201–208 (1962).

    Google Scholar 

  • ——: Beiträge zur Kenntnis des physikalischen und chemischen Verhaltens von Humanhaaren. III b) Beschreibung der Wirkung des Ammoniumthioglykolat-/Ammoniak-Systems auf Humanhaar mit Hilfe der Alkalilöslichkeit. Aesthct. Med.9, 278–291 (1962).

    Google Scholar 

  • Goddard, D. R., Michaelis, L.: A study on keratin. J. biol. Chem.106, 605–614 (1934).

    Google Scholar 

  • Hopkins, F. G.: Glutathione. Its influence in the oxidation of fats and proteins. Biochem. J.19, 787–819 (1925).

    Google Scholar 

  • Hanker, J. S., Kasler, F., Bloom, M. G., Copeland, J. S., Seligman, A. M.: Coordination polymers of osmium: The nature of osmium black. Science156, 1037–1038 (1967).

    Google Scholar 

  • ——, Seaman, A. R., Weiss, L. P., Ueno, H., Bergman, R. A., Seligman, A. M.: Osmiophilic reagents: New cytochemical principle for light and electron microscopy. Science146, 1039–1043 (1964).

    Google Scholar 

  • ——, Weiss, L. P., Dmochowski, H., Katzoff, L., Seligman, A. M.: A new cytochemical principle for light and electron microscopy of functional groups of macromolecules with reagents having an osmiophilic moiety. J. Histochem. Cytochem.13, 3 (1965).

    Google Scholar 

  • Johnson, D. J., Sikorski, J.: Molecular and fine structure of alpha-keratin. Nature (Lond.)194, 31–34 (1962).

    Google Scholar 

  • Jones, C. B., Mecham, D. K.: The dispersion of keratins. II. Studies on the dispersion of keratins by reduction in neutral solutions of protein denaturants. Arch. Biochem.3, 193–202 (1943).

    Google Scholar 

  • Orfanos, C.: Das Keratin der Fingerbeere. Feinstrukturelle Befunde und Beziehungen zum Nagelkeratin. Klin. Wschr.47, 439–441 (1969).

    Google Scholar 

  • -- Mahrle, G., Ruska, H.: Callus und Calluskeratin. Die Feinstruktur der Schwiele und die Einwirkung von saurem Natrium-Thioglycolat auf die Skleroproteine des Schwielenhorns. (Im Druck) (1971).

  • ——, Ruska, H.: Die Feinstruktur des menschlichen Haares. I. Die Haar-Cuticula. II. Der Haar-Cortex. III. Das Haarpigment. Arch. klin. exp. Derm.231, 97–110, 264–278, 279–292 (1968).

    Google Scholar 

  • ——, ——: Die Keratine der Haut und des Haares. Hautarzt21, 343–351 (1970).

    Google Scholar 

  • Patterson, W. I., Geiger, W. B., Mizell, L. R., Harris, M.: Role of cystine in the structure of the fibrons protein wool. J. Res. nat. Bur. Stand.27, 89–103 (1941); zit nach Zahn, H. (1951).

    Google Scholar 

  • Pendl, I., Felix, K.: Eiweiß, deskriptiver Teil G. Keratin. In: Hoppe-Seyler-Thierfelder: Handbuch der physiologisch- und pathologisch-chemischen Analyse, Bd. IV/1: Bauteile des Tierkörpers, II/1, S. 481–485. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.

    Google Scholar 

  • Rogers, G. E.: Electron microscopy of wool. J. Ultrastruct. Res.2, 309–330 (1959).

    Google Scholar 

  • ——: Electron microscope studies of hair and wool. Ann. N. Y. Acad. Sci.83, 378–399 (1959).

    Google Scholar 

  • Seligman, A. M., Hanker, J. S., Wasserkrug, H. L., Dmochowski, H., Katzoff, L.: Histochemical demonstration of some oxidized macromolecules with thiocarbohydrazide (TCH) of thiosemicarbazide (TSC) and osmium tetroxide. J. Histochem. Cytochem.13, 629–639 (1965).

    Google Scholar 

  • Young, E. G.: Occurence, classification, preparation and analysis of proteins. In: M. Florkin, and E. H. Stotz (eds.): Comprehensive Biochemistry. Vol. 7: Proteins (Part 1/Chapter I), pp. 1–55. Amsterdam: Elsevier Publ. Comp. 1963.

    Google Scholar 

  • Zahn, H.: Sammelreferat über Histologie, Feinstruktur, Chemie und Technologie der Keratine. D. Chemische Reaktionen an Keratinen. Leder2, 8–14 (1951).

    Google Scholar 

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Orfanos, C.E., Ruska, H. & Schade, H. Die histochemische darstellung der feinstruktur menschlicher keratine mit hilfe von saurem natriumthioglycolat und osmiumtetroxid. Arch. Derm. Res. 240, 404–418 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00584594

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