Ferritin und Hämoglobin im Chloragog von Lumbriciden (Oligochaeta)

Summary

• 1) Chloragog tissue of native lumbricids was examined light- and electron microscopically as well as histochemically for its iron content.

• 2) Chloragogcells contain vacuoles up to a few μm in size which have a thick unit membrane; they contain macromolecules which are 120–220 Å in size. Judged by form and size these particles may be hemoglobin. It cristallizes in the vacuoles and shows hexagonal patterns or periods of 80–220 Å.

• 3) Iron is found as ferritin in the cytoplasmic matrix, in siderosomes, and together with hemoglobin in the protein vacuoles. The distribution of storage-iron (residual iron) is compared with the situation in the liver of mammals. The relation to hemoglobin metabolism is pointed out.

• 4) Small and large chloragosomes are covered with a sheath. Often small chloragosomes show cytoplasmic processes, which may contain ferritin. The bodies of chloragosomes, but not their processes, can be removed from the section by EDTA (pH 4.5) or certain electron stains. The bodies of chloragosomes are free of ferritin. Their iron content (Delkeskamp 1963, 1964) does not seem to be based on ferritin.

• 5) In adult animals the chloragogcells always contain mitochondria, which are more than 1 μm in length and about 0.2 μm thick. Their matrix is relatively dense; the surface area of the inner membranes, forming the cristae, is small.

• 6) Chloragogcells have a transport system for macromolecules (pinocytosis, secretion). Direction, magnitude, and nature of this transport system remain to be determined.

• 7) The labyrinth between the numerous cell processes is able to enlarge. Vesicles derived from the plasma membrane and other particles are found in this labyrinth; the same kinds of particles are found in the chloragosome cavities. Basal processes cover the limiting membrane of the intestinal blood sinus; however, these processes are not attached to the membrane by semidesmosomes, as is the case in muscle cells. Non-myelinated nerves with satellite cells and cells containing secretion droplets are found in the basal region.

• 8) Otherwise the chloragogcells have nuclei whith the usual submicroscopic structure and the well known organelles of the cytoplasm like Golgi complex and ergastoplasm.

Zusammenfassung

• 1. Chloragog von einheimischen Lumbriciden wurde lichtmikroskopisch, elektronenmikroskopisch und histochemisch (Eisennachweis) untersucht.

• 2. Chloragocyten enthalten bis zu einigen μm große Vakuolen mit dicker Einheitsmembran, in denen 120–220 Å große Makromoleküle eingeschlossen sind. Teilchenform und -größe lassen auf Hämoglobin schließen. Es kristallisiert in den Vakuolen und zeigt dann hexagonale Muster oder Perioden von 80–220 Å.

• 3. Eisen tritt als Ferritin auf im Grundcytoplasma, in Siderosomen und zusammen mit Hämoglobin in den Proteinvakuolen. Diese Verteilung des Speichereisens (Resteisen) wird mit den Verhältnissen in der Säugerleber verglichen. Auf den Zusammenhang mit dem Hämoglobinumsatz wird hingewiesen.

• 4. Kleine und große Chloragosomen sind von einer Hüllmembran umschlossen. Kleine Chloragosomen tragen oft cytoplasmatische Anhänge, in denen Ferritin vorkommen kann. Die Chloragosomenkörper, nicht aber ihre Anhänge, lassen sich mit EDTA (pH 4,5) und verschiedenen Kontrastierungsflüssigkeiten aus dem Schnitt entfernen. Die Chloragosomenkörper sind frei von Ferritin. Ihr Eisengehalt (Delkeskamp 1963, 1964) dürfte nicht auf Ferritin beruhen.

• 5. Die Chloragocyten adulter Tiere sind regelmäßig mit Mitochondrien ausgestattet, die über 1 μm lang und etwa 0,2 μm dick sind. Ihre Matrix ist relativ dicht, die Flächenausdehnung der als Cristae ausgebildeten Innenmembran ist gering.

• 6. Die Chloragocyten sind zur Durchschleusung von Makromolekülen befähigt (Pinocytose bzw. Sekretion). Richtung, Größe und Art des Stofftransportes bedürfen der Klärung.

• 7. Zwischen den fortsatzreichen Chloragocyten erstreckt sich ein erweiterungsfähiges Labyrinth. In ihm findet man von der Zellmembran abstammende Blasen und andere Formbestandteile, die auch in den Chloragosomenhöhlen vorkommen. Basale Fortsätze liegen der Grenzmembran des Darmblutsinus breitflächig an, sind aber nicht wie die Muskelzellen mit Halbdesmosomen an ihr befestigt. Im basalen Bereich treten marklose Nerven mit Begleitzellen und sekrethaltige Zellen auf.

• 8. Im übrigen besitzen die Chloragocyten Zellkerne mit den gewohnten submikroskopischen Merkmalen und die bekannten Arbeitsstrukturen des Cytoplasmas wie Golgi-Apparat und Ergastoplasma.