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Strukturbesonderheiten der Anurenepiphyse nach prolongierter Osmierung und Anwendung der Acetylcholinesterase-Reaktion

Article

Zusammenfassung

Mit der prolongierten Osmierung nach Friend wird an den Außengliedern der pinealen Sinneszellen von Rana temporaria eine körnige Schwärzung erzielt. Diese Partikel haben einen Durchmesser von etwa 50 Å. In Analogie zu den Befunden an den retinalen Stäbchen (Eakin und Brandenburger) wird das geschwärzte Material als das Reaktionsprodukt eines Photopigments gedeutet. Weiterhin kann man mit dieser Methode in den pinealen Stützzellen 300–2500 Å große Granula darstellen, die im Golgi-Apparat entstehen. Die für Stützzellen charakteristischen Granula ermöglichen eine sichere Erkennung kleiner Stützzellanschnitte. Obwohl der Chemismus der Friendschen Reaktion nicht bekannt ist, bewährt sich diese Fixierungsmethode bei der elektiven Darstellung bestimmter Zellstrukturen. So war es möglich, den Degenerationsablauf an den Sinneszellaußengliedern und das Verhalten von Zellfortsätzen im perivaskulären Raum präziser als bisher zu untersuchen. Mit der Acetylcholinesterase-Reaktion können in der Anurenepiphyse nur Ganglienzellen und deren Neuriten elektiv hervorgehoben werden; basaler Rezeptorenfuß und die plexiformen Zonen sind dagegen negativ.

The anuran pineal organ after prolonged osmium tetroxide fixation and in acetylcholinesterase preparations

Summary

50 Å particles are selectively demonstrated in the cytoplasmic lamellae of the outer segments of the pineal sensory cells inRana temporaria after prolonged osmium tetroxide fixation according to Friend. In analogy to the interpretations of Eakin and Brandenburger concerning the rods of the lateral eye, it is assumed that a photopigment is present in the outer segment of the anuran pineal receptors. Furthermore, 300–2500 Å granules are demonstrated in the supportive cells; these originate in the Golgi zone. The characteristic granules of supportive cells are an important feature in the demonstration of small supportive cell segments. The chemical basis of the Friend reaction is not completely understood. However, the reaction proves to be useful in the demonstration of certain cell organelles. A more precise picture of degenerating outer segments of pineal sensory cells and of the distribution of terminal processes of different pineal cell types in the perivascular spaces can be obtained by the prolonged osmium tetroxide fixation. The nerve cells of the anuran pineal organ and their axons are demonstrated selectively by the acetylcholinesterase technique. The basal feet-like processes of the receptor cells and the plexiform zones of the pineal organ are negative in acetylcholinesterase preparations.

Key-Words

Anura Pineal organ (epiphysisProlonged osmium tetroxide fixation Specific sensory cell and supportive cell structures Acetylcholinesterase reaction 

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Literatur

  1. Adams, C. W. M.: Osmium tetroxide and the Marchi method: reaction with polar and nonpolar lipids, protein and polysaccharide. J. Histochem.8, 262–267 (1966).Google Scholar
  2. —: Osmium tetroxide as a histochemical and histological reagent. Histochemie9, 68–77 (1967).Google Scholar
  3. Altner, H.: Untersuchungen an Ependym und Ependymorganen im Zwischenhirn niederer Wirbeltiere (Neoceratodus, Urodelen, Anuren). Z. Zellforsch.84, 102–140 (1968).Google Scholar
  4. —, Bayrhuber, H.: Über den Charakter synaptoider Endstrukturen markloser Fasern im Epiphysenpolster (Pulvinar corporis pinealis) der Gelbbauchunke (Bombina variegata L.) Z. Zellforsch.96, 600–608 (1969).Google Scholar
  5. 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
  6. —: Zur Interpretation elektronenmikroskopischer Bilder osmiumfixierter Objekte. Naturwissenschaften42, 121 (1955a).Google Scholar
  7. —: Continued studies about the fixation with osmium tetroxide. Exp. Cell Res.9, 277–285 (1955b).Google Scholar
  8. Barrnett, R. J., Roth, W. D.: Effects of fixation on protein histochemistry. J. Histochem. Cytochem.6, 406–415 (1958).Google Scholar
  9. Bischoff, M. B.: Photoreceptoral and secretory structures in the avian pineal organ. J. Ultrastruct. Res.28, 16–26 (1969).Google Scholar
  10. Burck, H. -Ch.: Histologische Technik. Stuttgart: Georg Thieme 1969.Google Scholar
  11. Collin, J. -P.: Distinction et rapports entre les pédicules basaux des photorécepteurs rudimentaires sécrétoires et les afférences nerveuses monoaminergiques de l'épiphyse d'Oiseau. Recherches chez le poussin de Passereau (Pica pica L.) C. R. Soc. Biol. (Paris)163, 1137 (1969).Google Scholar
  12. Dodt, E., Jacobson, M.: Photosensitivity of a localized region of the frog diencephalon. J. Neurophysiol.26, 752–758 (1963).Google Scholar
  13. —Ueck, M., Oksche, A.: Relation of structure and function: The pineal organ of lower vertebrates. J. E. Purkyne Centenary Symposium Prag 1969 (im Druck).Google Scholar
  14. Dowling, J. E.: Chemistry of visual adaptation in the rat. Nature (Lond.)168, 114–118 (1960).Google Scholar
  15. —, Gibbons, I. R.: The effect of vitamin A deficiency on the fine structure of the retina. In: G. K. Smelser (ed.), The structure of the eye, p. 85–99. New York and London: Academic Press 1961.Google Scholar
  16. Eakin, R. M., Brandenburger, J. L.: Osmic staining of amphibian and gastropod photoreceptors. J. Ultrastruct. Res.30, 619–641 (1970).Google Scholar
  17. El Badawi, A., Schenk, E. A.: Histochemical methods for separate, consecutive and simultaneous demonstration of acetylcholinesterase and norepinephrine in cryostat sections. J. Histochem. Cytochem.15, 580–588 (1967).Google Scholar
  18. Friend, D. S.: Cytochemical staining of multivesicular body and golgi vesicles. J. Cell Biol.41, 269–279 (1969).Google Scholar
  19. —, Murray, M. J.: Osmium impregnation of the golgi apparatus. Amer. J. Anat.117, 135–150 (1965).Google Scholar
  20. Geyer, G.: Ultrahistochemie. Stuttgart: Gustav Fischer 1969.Google Scholar
  21. Harms, H.: Handbuch der Farbstoffe für die Mikroskopie. Kamp-Lintfort, Deutschland: Staufen-Verlag Paul Bercker 1965.Google Scholar
  22. Hayes, Th. L., Lindgren, F. T., Gofman, J. W.: A quantitative determination of the osmium tetroxide-lipoprotein interaction. J. Cell Biol.19, 251–255 (1963).Google Scholar
  23. Karnovsky, M. J.: The localization of cholinesterase activity in rat cardiac muscle by electron microscopy. J. Cell Biol.23, 217–232 (1964).Google Scholar
  24. Matus, A. I.: Ultrastructure of the superior cervical ganglion fixed with zinc iodide and osmium tetroxide. Brain Res.17, 195–203 (1970).Google Scholar
  25. Oksche, A., Vaupel-von Harnack, M.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen an der Epiphysis cerebri vonRana esculenta L. Z. Zellforsch.59, 582–614 (1963a).Google Scholar
  26. — —: Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Stirnorgan von Anuren. Z. Zellforsch.59, 239–288 (1963b).Google Scholar
  27. — —: Vergleichende elektronenmikroskopische Studien am Pinealorgan. Progr. Brain Res.10, 237–258 (1965).Google Scholar
  28. Owman, Ch., Rüdeberg, C.: Light, fluorescence, and electron microscopic studies on the pineal organ of the pike,Esox lucius L., with special regard to 5-hydroxytryptamine. Z. Zellforsch.107, 522–550 (1970).Google Scholar
  29. — —, Ueck, M.: Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen der biogenen Amine in der Epiphysis cerebri vonRana esculenta undRana pipiens. Z. Zellforsch.111, 550–558 (1971).Google Scholar
  30. Pellegrino de Iraldi, A., Gueudet, R.: Action of reserpine on the osmium tetroxide zinc iodide reactive site of synaptic vesicles in the pineal nerves of the rat. Z. Zellforsch.91, 178–185 (1968).Google Scholar
  31. — —: Osmium tetroxide-zinc iodide reactive sites in the photoreceptor cells of the retina of the rat. Z. Zellforsch.101, 203–211 (1969).Google Scholar
  32. Reimer, L.: Elektronenmikroskopische Untersuchungs- und Präpariermethoden. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1967.Google Scholar
  33. Ueck, M.: Granulierte marklose Nervenfasern in der Epiphysenregion von Anuren. Z. Zellforsch.90, 389–402 (1968a).Google Scholar
  34. —: Ultrastruktur des pinealen Sinnesapparates bei einigen Pipidae und Discoglossidae. Z. Zellforsch.92, 452–476 (1968b).Google Scholar
  35. —: Ultrastrukturbesonderheiten der pinealen Sinneszellen vonProtopterus dolloi. Z. Zellforsch.100, 560–580 (1969).Google Scholar
  36. —Weitere Ultrastrukturbeiträge zur Funktionsanalyse des pinealen Sinnesapparates der Anuren. Verh. Dtsch. Zool. Ges. Köln 1970 (im Druck).Google Scholar
  37. Wald, G.: General discussion of retinal structure in relation to the visual process. In: G. K. Smelser (ed.), The structure of the eye, p. 101–115. New York and London: Academic Press 1961.Google Scholar
  38. Wartenberg, H.: The mammalian pineal organ: Electron microscopic studies on the fine structure of pinealocytes, glial cells and on the perivascular compartment. Z. Zellforsch.86, 74–97 (1968).Google Scholar
  39. Zimmermann, H., Altner, H.: Zur Charakterisierung neuronaler und gliöser Elemente im Epithel des Saccus vasculosus von Knochenfischen. Z. Zellforsch.111, 106–126 (1970).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • M. Ueck
    • 1
  1. 1.Anatomisches Institut der Universität GießenDeutschland

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