Demonstration of dense core vesicles by means of pyrogallol derivatives in noradrenaline containing neurones from the organon vasculosum hypothalami ofLacerta

Summary

Difficulties to demonstrate the storage sites of noradrenaline by means of electronmicroscopy in neurones from the nucleus ependymalis hypothalami ofLacerta have been overcome by pretreatment of animals with 5-hydroxydopamine and 5-hydroxydopa. 5-hydroxydopamine which has been shown to act as a false sympathetic transmitter in the peripheral nervous system is specifically taken up and stored by dense core vesicles from the noradrenaline neurones while the storage sites of serotonin containing neurones do not concentrate this pyrogallol analogue. A reduction in the number of dense core vesicles from the serotonin storing neurones might indicate that both substances are capable of releasing tryptamine-like substances besides replacing catecholamines. This observation was confirmed by measurements of the noradrenaline- and serotonin-depletion from the brain following pretreatment of animals with both pyrogallol analogues. Moderate doses of 5-hydroxydopamine and 5-hydroxydopa (100 mg/kg) caused a considerable decrease in the concentration of serotonin whereas the loss of noradrenaline was lower. The effect of the amino acid on the content of brain-monoamines was more pronounced than the effect of the amine itself. It is suggested that a pretreatment of animals with 5-hydroxydopa and/or 5-hydroxydopamine will provide a safe identification of catecholamine storing neurones in the central nervous system — a prerequisite for studies of the organization of synaptic connections from noradernergic and dopaminergic neurones to their effectors.

Zusammenfassung

Durch Vorbehandlung von Eidechsen mit 5-Hydroxydopa und 5-Hyoxydopamin, die in Speichervesikel peripherer noradrenerger Neurone aufgenommen werden, gelang es, die Speicherorte von Noradrenalin in Neuronen des Nucleus ependymalis hypothalami elektronenmikroskopisch sichtbar zu machen. 5-Hydroxydopamin wird von Vesikeln der Noradrenalinneurone spezifisch aufgenommen und gespeichert; durch die Vorbehandlung erscheint in den bei Anwendung konventioneller Fixierungstechnik leeren Vesikeln ein elektronendichter Kern. Die Vesikel von serotoninhaltigen Neuronen des gleichen Kerngebietes vermögen die Pyrogallolanalogen nicht zu speichern. Nach Vorbehandlung mit beiden Substanzen ist jedoch die Zahl mäβig elektronendichter Granula in den serotoninspeichernden Neuronen deutlich verringert. Dieser Befund läßt vermuten, daß die verwendeten Pyrogallolabkömmlinge nicht nur endogene Catecholamine in ihren Speichercompartments ersetzen, sondern auch serotoninähnliche Substanzen freisetzen. Diese Vermutung wird durch die Ergebnisse quantitativer Messungen bestätigt: Mittlere Dosen von 5-Hydroxydopa und 5-Hydroxydopamin (100 mg/kg) führen zu einem beträchtlichen Abfall der Serotoninkonzentration im Gehirn, während die Minderung des Noradrenalingehaltes im Gehirn nicht so ausgeprägt ist. Die Wirkung der Aminosäure auf die Freisetzung von Gehirnmonoaminen übertrifft die Wirkung des Amins beträchtlich. Die Vorbehandlung von Versuchstieren mit Pyrogallolverwandten gestattet eine sichere elektronenmikroskopische Identifizierung von catecholaminspeichernden Neuronen im Zentralnervensystem, eine Voraussetzung für Studien über die Organisation der synaptischen Verbindungen noradrenerger und dopaminerger Neurone im Gehirn.