Summary
The ultrastructural stages of melanosome transfer („Zytokrinie“) between melanocytes and epithelial cells were studied in the epithelium of embryonic and adult chick down feathers.
The melanosome transfer can be divided in four stages. (I) invagination of the tip of the melanocyte process into the epithelial cell, (II) incorporation of the tip of the melanocyte process into the epithelial cell, (III) transformation of the incorporated process into a melanosomal complex, (IV) dissolution of the melanosomal complex and dispersion of melanosomes within the cytoplasm of the epithelial cell.
The transfer of melanosomes is cooperatively and actively performed by both the melanocytes and epithelial cells. The cytocrine process is distinguished from phagocytosis by cooperation of two differently specialized cells active during a limited time course of their differentiation. This cooperative transfer of melanosomes occurs only during a limited, but well defined phase of differentiation of the epithelial cell.
Zusammenfassung
Die ultrastrukturellen Stadien der Melanosomenübertragung (Zytokrinie) zwischen Melanozyten und Epithelzellen wurden am Epithel embryonaler und reifer Dunenfedern des Haushuhns untersucht.
Die Zytokrinie läßt sich in vier Stadien einteilen. (I) Einstülpung der Melanozytenfortsatzspitze in die Epithelzelle, (II) Einverleibung der Melanozytenfortsatzspitze in die Epithelzelle, (III) Umwandlung des einverleibten Fortsatzes in einen Melanosomenkomplex, (IV) Auflösung des Melanosomenkomplexes und Verteilung der Melanosomen im Zytoplasma der Epithelzelle.
Bei der Zytokrinie üben sowohl die Melanozyten als auch die Epithelzellen eine aktive Funktion aus; zwei unterschiedlich spezialisierte Zellen arbeiten während eines begrenzten Zeitraumes ihrer Entwicklung zusammen. Dieser Zeitraum wird vom Differenzierungszustand der Epithelzelle bestimmt. Dadurch unterscheidet sich die Zytokrinie von der Phagozytose.
Similar content being viewed by others
Literatur
Andres, G., Steinicke, H.: Experimentelle Untersuchungen über die Spezifität der Beziehungen zwischen Pigmentzellen und Haut bei Amphibienlarven. Wilhem Roux' Arch. Entwickl.-Mech. Org.156, 249–282 (1965).
Bessis, M. C., Breton-Gorius, J.: Iron metabolism in the bone marrow as seen by electron microscopy: a critical review. Blood19, 635–663 (1962).
Biedermann, W.: Vergleichende Physiologie des Integumentes der Wirbeltiere, II. Teil: Die Hautfärbung der Fische, Amphibien und Reptilien. Ergebn. Biol.1, 174–342 (1926).
Billingham, R. E., Silvers, W. K.: The melanocytes of mammals. Quart. Rev. Biol.35, 1–40 (1960).
Birbeck, M. S. C.: Electron microscopy of melanocytes. Brit. med. Bull.18, 220–222 (1962).
Bonse, A.: Feinbau und Funktion der Melanozyten in den Haarwurzeln pigmentierter und weißer Kaninchen. Z. Zellforsch.60, 504–517 (1963).
Brumbaugh, J. A.: Differentiation of black-red melanin in the fowl: Interaction of pattern genes and feather follicle milieu. J. exp. Zool.166, 11–23 (1967).
Charles, A., Ingram, J. T.: Electron microscope observations of the melanocyte of the human epidermis. J. biophys. biochem. Cytol.6, 41–44 (1959).
Duncker, H.-R.: Die extracutanen Melanocyten der Echsen (Sauria). Ergebn. Anat. Entwickl.Gesch.40, 1–55 (1968).
Durrer, H., Villiger, W.: Bildung der Schillerstruktur beim Glanzstar. Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Entstehung gasgefüllter Melaninkörner. Z. Zellforsch.81, 445–456 (1967).
Duve, de, C.: The lysosome. Sci. Amer.208, 64–72 (1969).
Fitzpatrick, T. B., Breathnach, A. S.: Das epidermale Melanin-Einheits-System. Derm. Wschr.147, 481–489 (1963).
—, Quevedo, W. C., Jr., Levene, A. L., McGovern, V. J., Mishima, Y., Oettle, A. G.: Terminology of vertebrate melanin-containing cells, their precursors and related cells: A report of the Nomenclature Commitee of the Sixth Int. Pigment Cell Conf. Sofia 1965. In: Della Porta, G., Mühlbock, O.: Structure and control of the melanocyte. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1966.
Greite, W.: Die Strukturbildung der Vogelfeder und ihre Pigmentierung durch Melanine. Z. wiss. Zool.145, 283–336 (1934).
Hamburger, V., Hamilton, H. L.: A series of normal stages in the development of the chick embryo. J. Morph.88, 49–92 (1951).
Hamilton, H. L.: Lillie's development of the chick. An introduction to embryology, 3rd ed. New York: Henry Holt and Company 1952.
Hori, Y., Toda, K., Pathak, M. A., Clark, W. H., Jr., Fitzpatrick, T. B.: A fine-structure study of the human epidermal melanosome complex and its acid phosphatase activity. J. Ultrastruct. Res.25, 109–120 (1968).
Horstmann, E.: Die Haut. In: Handbuch der mikroskopischen Anatomie des Menschen, hrsg. von Bargmann, W., Bd. III/3. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1957.
Ito, S., Winchester, R. J.: The fine structure of the gastric mucosa in the bat. J. Cell Biol,16, 541–577 (1963).
Karg, A.: Studien über transplantierte Haut. I. Entwicklung und Bedeutung des Hautpigmentes. Arch. Anat. Physiol. (Anat. Abt.) 369–406 (1888).
Klaus, S. N.: Post-transfer digestion of melanosome complexes and saltatory movement of melanin granules within mammalian epidermal cells. J. Invest. Derm.53, 440–444 (1969a).
—: Pigment transfer in mammalian epidermis. Arch. Derm. (Chic.)100, 756–762 (1969b).
Luft, J. H.: Improvements in epoxy resin embedding methods. J. biophys. biochem. Cytol.9, 409–414 (1961).
Masson, P.: Pigment cells in man. In: The biology of melanomas, ed. by Miner, P. W., Gordon, M., Spec. Publ. N.Y. Acad. Sci.6, 15–51 (1948).
Maul, G. G.: Golgi-melanosome relationship in human melanoma in vitro. J. Ultrastruct. Res.26, 163–176 (1969).
Mottaz, J. H., Zelickson, A. S.: Melanin transfer: A possible phagocytic process. J. invest. Derm.49, 605–610 (1967).
Nicolaus, R. A.: Melanins. Paris: Hermann 1968.
Niebauer, G.: Dendritic cells of human skin. Exp. Biol. Med., vol. 2. Basel-New York: Karger 1968.
Nissen, T.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen des melanotischen Pigmentes in der Feder des normalen und albinotischen Wellensittichs (Melopsittacus undulatus Shaw). Mikroskopie13, 1–23 (1958).
Prunieras, M.: Interactions between keratinocytes and dendritic cells. J. invest. Derm.52, 1–17 (1969).
Rappaport, B. Z.: Studies on atopic dermatitis. Arch. Path.61, 318–321 (1956).
Rawles, M. E.: Origin of pigment cells from neural crest in the mouse embryo. Physiol. Zool.20, 248–266 (1947).
—: The integumentary system. In: Biology and comparative physiology of birds, ed. by Marshall, A. J., vol. I. New York-London: Academic Press 1960.
Reynolds, E. S.: The use of lead citrate at high pH as an electron-opaque stain in electron microscopy. J. Cell Biol.17, 208–212 (1963).
Riehl, G.: Zur Kenntnis des Pigmentes im menschlichen Haar. Arch. Derm. Syph. (Berl.)16, 33–39 (1884).
Schmidt, W.: Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über die intrazelluläre Verarbeitung von Vitalfarbstoffen. Z. Zellforsch.58, 573–637 (1962).
Schmidt, W. J., Ruska, H.: Elektronenmikroskopische Untersuchung der Pigmentgranula in den schillernden Federstrahlen der TaubeColumba trocaz H. Z. Zellforsch.55, 379–388 (1961).
Schroeder, H. E.: Melanin containing organelles in cells of the human gingiva. II. Keratinocytes. J. periodont. Res.4, 235–247 (1969).
Seiji, M.: Subcellular tyrosinase activity and site of melanogenesis in melanocytes. In: Della Porta, G., Mühlbock, O., Structure and control of the melanocyte. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1966.
Snell, R. S.: An electron microscopic study of the dendritic cells in the basal layer of guineapig epidermis. Z. Zellforsch.66, 457–470 (1965).
Strong, R. M.: The development of color in the definitive feather. Bull. Mus. Comp. Zool. Harvard40, 147–184 (1902).
Trump, B. F., Smuckler, E. A., Benditt, E. P.: A method for staining epoxy sections for light microscopy. J. Ultrastruct. Res.5, 343–348 (1961).
Zelickson, A. S., Hartmann, J. F.: An electron microscopic study of the human epidermis. J. invest. Derm.36, 65–72 (1961).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Auszugsweise vorgetragen auf der 65. Vers. Anat. Ges. Würzburg 1970.
Herrn Prof. Dr. Dr. E. Horstmann danke ich für die Überlassung des Themas, Herrn Priv. Doz. Dr. Dr. H.-R. Duncker für die kritischen Diskussionsbeiträge.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Ruprecht, K.W. Pigmentierung der Dunenfeder vonGallus domesticus L.. Z.Zellforsch 112, 396–413 (1970). https://doi.org/10.1007/BF02584052
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02584052