Summary
The muscular system of the ventral diaphragm of Locusta consists of parallel muscle fibers, which are connected by structures like intercalated discs within transverse bridges. Each muscle fiber is enveloped by a thick sheath of connective tissue. The fibers are attached to the cuticule by means of hypodermic cells with tonofibrils.
Uncontracted sarcomeres have a length of 5 μm and more. The H-band is slightly indicated, a M-line is not visible. Actin and myosin filaments (diameter 72 respectively 160 AE) are out of register. Moreover there is a third and very thin type of filaments. The Z-band has an undulating shape and collects the actin filaments into bundles. Mitochondria lie on either side of the Z-band. The T-system invaginates as sarcolemmal clefts and continues its course inwards as tubuli. The sarcolemmal clefts are connected with the Z-band. The T-system and the sarcoplasmic reticulum are joined by diads of irregular distribution.
Limitated deprivation of Ca++ causes waves of contraction with the length of several sarcomeres.
Contrary to standard methods the freeze-substitution causes some modifications such as shrinking of the sarcoplasm, thickening of the myosin filaments, vacuolization of mitochondria and vesicular system. Within the waves of contraction the A-band shortenes with increasing sarcomere contraction. The diameter of the myosin filaments measures 172 AE, the 305 AE-period of the cross-bridges remains constant within the middle of the filaments.
Zusammenfassung
Die Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta besteht aus parallel verlaufenden Muskelfasern, die über glanzscheibenartige Strukturen in den Querverbindungen miteinander verbunden sind. Jede Muskelfaser ist von einer dicken Bindegewebshülle umgeben. Die Fasern sind über Hypodermiszellen mittels Tonofibrillen in der Cuticula verankert.
Unkontrahierte Sarkomere haben eine Länge von 5 μm und mehr. Eine H-Zone ist angedeutet, eine M-Linie nicht vorhanden. Aktin- und Myosinfilamente (Durchmesser 72 bzw. 160 AE) liegen nicht im Register. Daneben existiert ein dritter, sehr dünner Filamenttyp. Die Z-Zone hat einen gewellten Verlauf und faßt die Aktinfilamente in Bündeln zusammen. Mitochondrien liegen beiderseits der Z-Zone. Das T-System faltet sich in Form von Sarkolemmkerben in das Faserinnere ein und setzt sich in Tubuli nach innen fort. Z-Zonen und Sarkolemmkerben sind miteinander verbunden. T-System und sarkoplasmatisches Retikulum treten durch unregelmäßig verteilte Diaden miteinander in Kontakt.
Begrenzter Ca++-Entzug läßt Kontraktionswellen von der Länge mehrerer Sarkomere entstehen.
Die Fixation durch Gefriersubstitution erzeugt gegenüber Standardverfahren Veränderungen wie Schrumpfung des Sarkoplasmas, Verdickung der Myosinfilamente, Vakuolisierung von Mitochondrien und vesikulärem System. In der Kontraktionswelle verkürzt sich die A-Zone mit zunehmender Sarkomerenkontraktion. Der Durchmesser der Myosinfilamente beträgt 172 AE, die Periodik der „Cross-bridges“ von 305 AE bleibt im mittleren Bereich der Filamente konstant.
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Auszug aus der Dissertationsarbeit „Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle unter Anwendung der Gefriersubstitution“ (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Göttingen). Auf Anregung von Herrn Prof. Dr. Schlote und mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Göttinger Akademie der Wissenschaften.
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Dierichs, R. Elektronenmikroskopische Untersuchungen des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle nach Fixation durch Gefriersubstitution. Z.Zellforsch 126, 402–420 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00306853
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00306853