Skip to main content
Log in

Ultrastrukturelle und cytochemische Untersuchungen am Saccus vasculosus von Knochenfischen unter besonderer Berücksichtigung der Innervation

Ultrastructural and cytochemical investigations on the saccus vasculosus of teleosts with special reference to its innervation

  • Published:
Zeitschrift für Zellforschung und Mikroskopische Anatomie Aims and scope Submit manuscript

Summary

  1. 1.

    The epithelial surface of the saccus vasculosus fails to react to the cytological test for non-specific alkaline phosphatase. In addition to synaptic vesicles, the zinc iodide osmium (ZnIO) method permits the impregnation of numerous cytoplasmic elements of the saccus epithelium.

  2. 2.

    The nervus sacci vasculosi (n.s.v.) of Perca apparently consists of one afferent and two efferent systems. The afferent systems leads from the bipolar neurons contacting the cerebro-spinal fluid (csf-contact neurons) to the hypothalamus. One efferent system innervates these bipolar neurons and forms synapses with their axons, perikarya and dendrites. The other efferent system terminates on the glial cells at the surface of the n.s.v. and also of the fiber bundles within the epithelium.

  3. 3.

    After entering the hypothalamus the n.s.v. separates into tracts consisting of densely packed axons and dendritic fibers with synapses.

  4. 4.

    Both synaptic and synaptoid contacts of the saccus epithelium, in the nerve and in the ventral tracts of the hypothalamus were examined cytochemically. The small electronlucent vesicles become black with ZnIO impregnation and also with prolonged exposure to OsO4. The Bi-I and E-PTA methods clearly distinguish the types of contact. The neuronglia contact shows “presynaptic” dense projections in the usual hexagonal array. However, a “postsynaptic” band is lacking and the intracleft line is poorly developed resembling that of conventional membrane appositions. These synaptoid terminals may have secretory function with respect to the ventricular and leptomeningeal cerebrospinal fluid.

Zusammenfassung

  1. 1.

    Der Test auf alkalische Phosphatasen fällt an der Epitheloberfläche des Saccus vasculosus negativ aus. Mit Hilfe der ZnIO-Methode lassen sich außer synaptischen Vesikeln zahlreiche cytoplasmatische Bestandteile des Saccusepithels imprägnieren.

  2. 2.

    Der Nervus sacci vasculosi (N.s.v.) von Perca setzt sich aus drei Bestandteilen zusammen: 1. einem afferenten System, das von den bipolaren Liquorkontaktneuronen des Epithels kommend in the Hypothalamus zieht, 2. einem efferenten System, das diese Neurone innerviert und Synapsen an Axon, Dendrit und Perikaryon bilden kann und 3. einem weiteren efferenten System, das am Rande des N.s.v. sowie der Faserbündel des Epithels den umhüllenden Gliazellen zugewandt endet.

  3. 3.

    Nach seinem Eintritt in den Hypothalamus spaltet sich der N.s.v. in Stränge auf. Diese bestehen aus dicht gepackten Axonen, die von synapsentragenden dendritischen Fasern durchsetzt werden.

  4. 4.

    Die synaptischen bzw. synaptoiden Kontakte des Saccusepithels sowie des Nervus und des ventralen Tractusabschnittes des Hypothalamus wurden mit cytochemischen Methoden näher gekennzeichnet. ZnIO-Imprägnation bzw. prolongierte Osmierung schwärzen die kleinen hellen Vesikel. Die Bi-I und die E-PTA-Methode demonstrieren deutliche Unterschiede zwischen den Kontakttypen. Dem Neuron-Glia-Kontakt fehlt ein „postsynaptisches“ Band, obwohl präsynaptische „dense projections“ in hexagonaler Anordnung vorhanden sind. Die elektronendichte (Doppel-) Linie im Spaltraum gleicht den Strukturen bei gewöhnlicher Membranapposition. Die Möglichkeit einer Sekretabgabe aus diesen synaptoiden Endigungen in den inneren und den äußeren Liquorraum wird diskutiert.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

Literatur

  • Akert, K., Moor, H., Pfenniger, K., Sandri, C.: Contributions of impregnation methods and freeze etching to the problems of synaptic fine structure. Progr. Brain Res. 31, 223–240 (1969).

    Google Scholar 

  • — Pfenniger, K.: Synaptic fine structure and neural dynamics. In: Cellular dynamics of the neuron. S. H. Barondes (Hrsg.). Symp. Ser. Int. Soc. Cell Biol. 8, 245–260 (1969).

    Google Scholar 

  • — Sandri, C.: An electron-microscopic study of zinc iodide-osmium impregnation of neurons. I. Staining of synaptic vesicles at cholinergic junctions. Brain Res. 7, 286–295 (1968).

    Google Scholar 

  • Altner, H., 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 

  • — Zimmermann, H.: The saccus vasculosus. In: The structure and function of nervous tissue. G. H. Bourne (Hrsg.). New York: Academic Press 1971 (im Druck).

    Google Scholar 

  • Bloom, F. E.: Correlating structure and function of synaptic ultrastructure. In: The neurosciences, second study program. F. O. Schnitt (Hrsg.), S. 729–747. New York: The Rockefeller University Press 1970.

    Google Scholar 

  • — An osmiophilic substance in brain synaptic vesicles not associated with catecholamine content. Experientia (Basel) 24, 1225–1227 (1968).

    Google Scholar 

  • — Aghajanian, G. K.: Cytochemistry of synapses: selective staining for electron microscopy. Science 154, 1575–1577 (1966).

    Google Scholar 

  • Dammerman, K. W.: Der Saccus vasculosus der Fische ein Tiefeorgan. Z. wiss. Zool. 96, 654–726 (1910).

    Google Scholar 

  • Dellmann, H. D., Owsley, P. A.: Investigations in the hypothalamo-neurophypophyseal neurosecretory system of the green frog (Rana pipiens) after transection of the proximal neurohypophysis. I. Light and electron-microscopic findings in the disconnected neurophysis, with special emphasis on the pituicytes. Z. Zellforsch. 94, 325–336 (1969).

    Google Scholar 

  • Diederen, J. H. B.: The subcommissural organ of Rana temporaria L. A cytological, cytoencymical and electronmicroscopical study. Z. Zellforsch. 111, 379–403 (1970).

    Google Scholar 

  • Eakin, R. M., Brandenburger, J. L.: Osmic impregnation of amphibian and gastropod photoreceptors. In: Arcenaux, C. J. (ed.), Proc. 27th Ann. Meet., Electron Microscopy. Soc. Amer. 300. Baton Rouge (Louis.): Claitor's Publ. 1969.

    Google Scholar 

  • — Osmic staining of amphibian and gastropod photoreceptors. J. Ultrastruct. Res. 30, 619–641 (1970).

    Google Scholar 

  • — Kuda, A.: Ultrastructure of sensory receptors in ascidian tadpoles. Z. Zellforsch. 112, 287–312 (1971).

    Google Scholar 

  • Ebner, H.: Zur elektronenmikroskopischen Darstellung der Langerhanszell-Organellen mit Hilfe der Osmium-Zinkjodid-Methode. Cytobiologie 1, 316–321 (1970).

    Google Scholar 

  • — Niebauer, G.: Zum elektronenoptischen Nachweis der epidermalen Dendritenzellen mit der Osmium-Zinkjodid-Methode. Mikroskopie 22, 299–306 (1967).

    Google Scholar 

  • Friend, P. S.: Cytochemical staining of multivesicular body and golgi vesicles. J. Cell Biol. 41, 269–279 (1969).

    Google Scholar 

  • — Brassil, G. E.: Osmium staining of endoplasmic reticulum and mitochondria in the rat adrenal cortex. J. Cell Biol. 46, 252–266 (1970).

    Google Scholar 

  • — Murray, M. J.: Osmium impregnation of the golgi apparatus. Amer. J. Anat. 117, 135–150 (1965).

    Google Scholar 

  • Gray, E. G., Guillery, R. W.: Synaptic morphology in the normal and degenerating nervous system. Internat. Rev. Cytol. 18, 111–182 (1966).

    Google Scholar 

  • Harrach, M.. Graf von: Elektronenmikroskopische Beobachtungen am Saccus vasculosus einiger Knochenfische. Z. Zellforsch. 105, 188–209 (1970).

    Google Scholar 

  • Hugon, J., Borgers, M.: A direct method for the electron microscopic visualization of the alkaline phosphatase activity. J. Histochem. Cytochem. 14, 429–431 (1966).

    Google Scholar 

  • Jansen, W. F.: In: Kamer, J. C. van de, Mellinger, J., Prasad, M. R. N., Stahl, A., Sundararaj, B. J., B. J., Table ronde sur la nature et les fonctions du sac vasculaire des poissons. Arch. Anat. micr. Morph. exp. 54, 613–625 (1965).

    Google Scholar 

  • — The cation absorbing and transporting function of the saccus vasculosus. In: Zirkumventrikuläre Organe und Liquor. Symp. Reinhardsbrunn 1968, G. Sterba (Hrsg.), S. 123–126. Jena: VEB G. Fischer 1969.

    Google Scholar 

  • -- West, R.: A cytochemical investigation of specific and non-specific cholinesterase activity in the saccus vasculosus of the rainbow trout. Proc. kon. ned. Akad. Wet. (1971) (im Druck).

  • — Flight, W. F.: Light- and electronmicroscopical observations on the saccus vasculosus of the rainbow trout. Z. Zellforsch. 100, 439–465 (1969).

    Google Scholar 

  • Karnovsky, M. J.: A formaldehyde-glutaraldehyde fixative of high osmolality for use in electron microscopy. J. Cell Biol. 27, 137A-138A (1965).

    Google Scholar 

  • Kawana, E., Akert, K., Sandri, C.: Zinc iodide-osmium tetroxide impregnation of nerve terminals in the spinal cord. Brain Res. 16, 325–331 (1969).

    Google Scholar 

  • Knowles, F., Vollrath, L.: Neurosecretory innervation of the pituitary of the eels Anguilla and Conger. Phil. Trans. B 250, 311–342 (1966).

    Google Scholar 

  • — Vollrath, L., Nishioka, R. S.: Dual neurosecretory innervation of the adenohypophysis of Hippocampus, the sea horse. Nature (Lond.) 214, 309 (1967).

    Google Scholar 

  • — Weatherhead, B.: The ultrastructure of neurosecretory fiber terminals after zinc-iodineosmium impregnation. In: Aspects of neuroendocrinology. W. Bargmann and B. Scharrer (Hrsg.), S. 159–165. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1970.

    Google Scholar 

  • Kolnberger, I.: Vergleichende Untersuchungen am Riechepithel, insbesondere des Jacobsonschen Organs von Amphibien, Reptilien und Säugetieren. Z. Zellforsch. 122, 53–67 (1971).

    Google Scholar 

  • Lamparter, H. E., Steiger, U., Sandri, C., Akert, K.: Zum Feinbau der Synapsen im Zentralnervensystem der Insekten. Z. Zellforsch. 99, 435–442 (1969).

    Google Scholar 

  • Legait, E., Legait, H.: Recherches sur le sac vasculaire des poissons. C. R. Soc. Biol. (Paris) 158, 135–137 (1964b).

    Google Scholar 

  • — Recherches histoenzymologiques sur le sac vasculaire des poissons. C. R. Ass. Anat. 49, 1046–1053 (1964a).

    Google Scholar 

  • Leonhardt, H.: Über Plasmazellen im Nervengewebe (Eminentia mediana des Kaninchens). Acta neuropath. (Berl.) 16, 148–153 (1970).

    Google Scholar 

  • — Backhus-Roth, A.: Synapsenartige Kontakte zwischen intraventrikulären Axonendigungen und freien Oberflächen von Ependymzellen des Kaninchengehirns. Z. Zellforsch. 97, 369–376 (1969).

    Google Scholar 

  • Martin, R., Barlow, J., Miralto, A.: Application of the zinc-iodide-osmium tetroxide impregnation of synaptic vesicles in encephalopod nerves. Brain Res. 15, 1–16 (1969).

    Google Scholar 

  • Matus, A. J.: Ultrastructure of the superior cervical ganglion fixed with zinc iodide and osmium tetroxide. Brain. Res. 17, 195–203 (1970).

    Google Scholar 

  • Monroe, B. G.: A comparative study of the ultrastructure of the median eminence, infundibular stem and neural lobe of the hypophysis of the rat. Z. Zellforsch. 76, 405–432 (1967).

    Google Scholar 

  • — Scott, D. E.: Ultrastructural changes in the neural lobe of the hypophysis of the rat during lactation and suckling. J. Ultrastruct. Res. 14, 497–517 (1966).

    Google Scholar 

  • Murakami, M., Yoshida, T.: Elektronenmikroskopische Beobachtungen am Saccus vasculosus des Kugelfisches Spheroides niphobles. Arch. Histol. Jap. 28, 265–284 (1967).

    Google Scholar 

  • Nakai, Y.: Electron microscopic observation on synapse-like contacts between pituitary and different types of nerve fibres in the anuran pars nervosa. Z. Zellforsch. 110, 27–33 (1970).

    Google Scholar 

  • Nickel, E., Waser, P. G.: An electron microscopic study of denervated motor endplates after zinc-iodide-osmium impregnation. Brain Res. 13, 168–176 (1969).

    Google Scholar 

  • Niebauer, G., Ebner, H.: Zur elektronenmikroskopischen Darstellung der Keratinosomen (Odland-Körper) mit Hilfe der Osmium-Zinkiodid-Methode. Cytobiologie 1, 322–327 (1971).

    Google Scholar 

  • — Krawczyk, W. S., Kidd, R., Wilgram, G. F.: Osmium zinc iodide reactive sides in the epidermal Langerhans cells. J. Cell Biol. 43, 80–89 (1969).

    Google Scholar 

  • Noack, W., Wolff, R.: Über neuritenähnliche intraventrikuläre Fortsätze und ihre Kontakte mit dem Ependym der Seitenventrikel der Katze. Corpus callosum und Nucleus caudatus. Z. Zellforsch. 111, 572–585 (1970).

    Google Scholar 

  • 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 

  • Pellegrino de Iraldi: Osmium tetroxide zinc iodide reactive sites in the photoreceptor cells of the retina of the rat. Z. Zellforsch. 101, 203–211 (1969).

    Google Scholar 

  • — 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 

  • — Suburo, A. M.: Action of p-chlorophenylalanine on the synaptic vesicles from rat pineal nerves. Experientia (Basel) 27, 289–290 (1971).

    Google Scholar 

  • Peute, J.: Somato-dendritic synapses in the paraventricular organ of the anuran species. Z. Zellforsch. 112, 31–41 (1971).

    Google Scholar 

  • Pfenniger, K.: The cytochemistry of synaptic densities. I. An analysis of the bismuth iodide impregnation method. J. Ultrastruct. Res. 34, 103–122 (1971).

    Google Scholar 

  • — Sandri, C., Akert, K.: Neue Darstellung von Membranen im Nervensystem. Acta anat. (Basel) 73, 305 (1969b).

    Google Scholar 

  • — Eugster, C. H.: Contribution to the problem of structural organization of the presynaptic area. Brain Res. 12, 10–18 (1969a).

    Google Scholar 

  • Reale, E., Luciano, L.: Über intrazelluläre und extrazelluläre Lokalisierung der alkalischen Phosphatase. Histochemie 10, 1–7 (1967).

    Google Scholar 

  • Richardson, K. C., Garret, L., Finke, E. H.: Embedding in epoxy resins for ultrathin sectioning in electron microscopy. Stain Technol. 35, 313–323 (1960).

    Google Scholar 

  • Rodríguez, E. M.: Ependymal specializations. I. Fine structure of the neural (internal) region of the toad median eminence, with particular reference to the connection between the ependymal cells and the subependymal capillary loops. Z. Zellforsch. 102, 153–171 (1969).

    Google Scholar 

  • — LaPointe, J.: Histology and ultrastructure of the neural lobe of the lizard Klauberina riversiana. Z. Zellforsch. 95, 37–57 (1969).

    Google Scholar 

  • Scharrer, B.: Neurohumors and neurohormones: definitions and terminology. J. Neuro-Visc. Rel., Suppl. 9, 1–20 (1969).

    Google Scholar 

  • Schnorr, B.: Cytochemische Untersuchungen über die alkalische Phosphatase im Vormagenepithel der Ziege. Z. Zellforsch. 114, 175–192 (1971).

    Google Scholar 

  • Scott, D. E., Knigge, K. M.: Ultrastructural changes in the median eminence of the rat following deafferentation of the basal hypothalamus. Z. Zellforsch. 105, 1–32 (1970).

    Google Scholar 

  • Smoller, G. H.: Ultrastructural studies on the developing neurohypophysis of the pacific tree frog, Hyla regilla. Gen. comp. Endocr. 7, 44–73 (1966).

    Google Scholar 

  • Stelzner, D. J.: The relationship between synaptic vesicles, golgi apparatus, and smooth endoplasmic reticulum: a developmental study using the zinc iodide-osmium technique. Z. Zellforsch. 120, 322–345 (1971).

    Google Scholar 

  • Sterba, G., Brückner, H.: Zur Funktion der ependymalen Glia in der Neurohypophyse. Z. Zellforsch. 81, 457–473 (1967).

    Google Scholar 

  • — Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Reaktion der Pituicyten nach Hypophysenstieldurchtrennung bei Rana esculenta. Z. Zellforsch. 93, 74–83 (1969).

    Google Scholar 

  • Stockinger, L., Graf, G.: Elektronenmikroskopische Analyse der Osmium-Zinkjodid-Methode. Mikroskopie 20, 16–35 (1965).

    Google Scholar 

  • Ueck, M.: Weitere Ultrastrukturbeiträge zur Funktionsanalyse des pinealen Sinnesapparates der Anuren. In: Verh. Dtsch. Zool. Ges. W. Rathmayer (Hrsg.), S. 92–96. Suttgart: Gustav Fischer 1970.

    Google Scholar 

  • — Strukturbesonderheiten der Anurenepiphyse nach prolongierter Osmierung und Anwendung der Acetylcholinesterase-Reaktion. Z. Zellforsch. 112, 526–541 (1971).

    Google Scholar 

  • Vigh-Teichmann, J., Vigh, B., Aros, B.: Enzymhistochemische Studien am Nervensystem. IV. Acetylcholinesteraseaktivität im Liquorkontaktneuronensystem verschiedener Vertebraten. Histochemie 21, 322–337 (1970).

    Google Scholar 

  • Vollrath, L.: Über die neurosekretorische Innervation der Adenohypophyse von Teleostiern, insbesondere von Hippocampus und Tinca tinca. Z. Zellforsch. 78, 234–260 (1967).

    Google Scholar 

  • Watanabe, A.: Light and electron microscope studies on the saccus vasculosus in the ray (Dasyatis akajei). Arch. Histol. Jap. 27, 427–449 (1966).

    Google Scholar 

  • Weatherhead, B.: Cytology of the neuro-intermediate lobe of the tuatara Sphenodon Gray. Z. Zellforsch. 119, 21–42 (1971).

    Google Scholar 

  • Wienker, H. G.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Spezifität der Osmium-Zink-Jodid-Methode. Z. mikr.-anat. Forsch. 76, 70–102 (1967).

    Google Scholar 

  • Wittkowski, W.: Synaptische Strukturen und Elementargranula in der Neurohypophyse des Meerschweinchens. Z. Zellforsch. 82, 434–458 (1967).

    Google Scholar 

  • — Ependymokrinie und Rezeptoren in der Wand des Recessus infundibularis der Maus und ihre Beziehung zum kleinzelligen Hypothalamus. Z. Zellforsch. 93, 530–546 (1969).

    Google Scholar 

  • Zambrano, D.: The nucleus lateralis tuberis system of the gobiid fish Gillichthys mirabilis. II. Innervation of the pituitary. Z. Zellforsch. 110, 496–516 (1970).

    Google Scholar 

  • Zimmermann, H.: Neuro-neuronal and neuro-glial contacts in the epithelium of the saccus vasculosus of Perca fluviatilis (Teleostei): a fine structural-cytochemical study. Progr. Brain Res. (1971) (im Druck).

  • — Altner, H.: Zur Charakterisierung neuronaler und gliöser Elemente im Epithel des Saccus vasculosus von Knochenfischen. Z. Zellforsch. 111, 106–126 (1970).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Herrn Prof. Dr. H. Altner danke ich für sein Interesse am Fortgang der Arbeit und für die kritische Durchsicht des Manuskripts.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Zimmermann, H. Ultrastrukturelle und cytochemische Untersuchungen am Saccus vasculosus von Knochenfischen unter besonderer Berücksichtigung der Innervation. Z. Zellforsch. 126, 240–260 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00307219

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00307219

Key words

Navigation