Bertram Schnorr

Untersuchungen zum Wirkungsmechanismus des Phalloidins

Summary1. Lysosomal enzymes were rapidly released when phalloidin was added to perfused isolated rat liver.2. Phalloidin has no significant effect on isolated lysosomes from normal bovine leucocytes or from rat liver. Preincubation of microsomes or other subcellular fractions from rat liver with phalloidin does not produce a toxic metabolite for isolated lysosomes. It appears unlikely that phalloidin has a direct effect on the lysosomal membrane.3. Potassium is released from the liver before lysosomal enzymes are liberated, which corresponds the destruction of the cell membranes as seen in the electrone microscope.4. A change of medium of liver perfused for 20 min in the presence of toxin did not reverse the toxic effects.5. Phalloidin does not appear to have a marked affinity for liver tissue.Zusammenfassung1. An der isoliert perfundierten Rattenleber wurde unter der Wirkung von Phalloidin eine rasch einsetzende Freisetzung lysosomaler Enzyme (Kathepsin, β-Glucuronidase, N-Acetylglucosaminidase) gemessen.2. Auf isolierte Lysosomen aus normalen Rinderleukocyten oder Rattenlebern hatte Phalloidin keine nennenswerten Wirkungen. Vorinkubation des Phalloidins mit Mikrosomen oder anderen subcellulären Fraktionen aus Rattenleber führte nicht zur Bildung eines für isolierte Lysosomen toxischen Produktes. Ein primärer Angriffspunkt des Phalloidins an der Lysosomenmembran ist unwahrscheinlich.3. Der Freisetzung lysosomaler Enzyme geht an der perfundierten Rattenleber ein schnell einsetzender Kaliumverlust voraus, dem elektronenoptisch eine Auflösung der Zellgrenzen entspricht.4. Das Schicksal der perfundierten Rattenleber ist 20 min nach der Zugabe des Giftes auch dann entschieden, auch wenn das Perfusionsmedium ausgetauscht wird.5. Anhaltspunkte für eine besonders hohe Affinität der Leber für Phalloidin konnten nicht gewonnen werden.

Histochemische, elektronenmikroskopische und biochemische Untersuchungen über die ATPasen im Vormagenepithel der Ziege

SummaryLight- and electron microscopical studies were carried out to demonstrate ATPases activated by Mg++, by (Mg++-Na+-K+), and by Ca++. Histological sections showed clear differences of the activity of Mg++- and Ca++-stimulated ATPases in the light microscope in different layers of the epithelium as well as in different areas of the forestomach. The deeper layers reacted more intensely than the superficial ones. The intensity of the reaction (which depends on incubation time) in the omasal epithelium was stronger than in the lamina epithelialis of the reticulum and much stronger than in the lamina epithelialis of the rumen. In the electron microscope, the reaction products of the ATPase appeared on the outer surface of cell membranes (plasmalemmata). No deposits of the reaction products were observed on those areas of the cell membranes, which are involved in the formation of desmosomes and semidesmosomes. The basal parts of the basal cells were also free from reaction products. As for the distribution and ultrastructural localisation of the deposits, no differences were observed among the ATPase stimulated by Mg++, (Mg++-Na+-K+), and Ca++.Using the technique of Coleman et al. (1967), the cell membranes of ruminal epithelium were isolated. Biochemical assays of the enzymes were carried out. The quantity of cell membranes obtained was 0.3% of the whole homogenate, when compared with 5′-nucleotidase, which is the typical enzyme of plasmalemmata. The biochemical enzyme assays showed that, besides Mg++- and Ca++-dependent ATPases, a (Na+-K+)-dependent transport ATPase exists in the cell membranes of ruminal epithelial cells.ZusammenfassungAm Epithel der drei Vormägen der Ziege wurden licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über den Nachweis der Mg++-, (Mg++-Na+-K+)- und der Ca++-aktivierbaren ATPasen durchgeführt. Bereits an lichtmikroskopischen Präparaten wurde festgestellt, daß sich deutliche Unterschiede in der Enzymaktivität der Mg++- und Ca++ stimulierbaren ATPasen sowohl für die einzelnen Epithelschichten als auch für die verschiedenen Bereiche der Vormägen nachweisen lassen; die tiefen Epithellagen reagieren stets stärker als die oberflächlichen. Ferner ist die in hohem Maße von der Inkubationszeit abhängige Reaktionsstärke im Epithel des Blättermagens größer als in der Lamina epithelialis des Netzmagens und vor allem in jener des Pansens. Bei dem elektronenmikroskopisch geführten Nachweis der ATPasen zeigt sich, daß die Reaktionsprodukte an der Außenseite der Zellmembranen liegen. Frei von Niederschlägen sind alle Zellmembranabschnitte, die sich an der Bildung der Desmosomen und Halbdesmosomen beteiligen sowie die basalen Abschnitte der Basalzellen.Im Hinblick auf die Verteilung und feinstrukturelle Lokalisation konnten keine Unterschiede zwischen den Mg++-, Ca++- und (Mg++-Na+-K+)-aktivierbaren ATPasen beobachtet werden.In Anlehnung an die Methode nach Coleman u.a. (1967) wurden Zellmembranen von Pansenepithelzellen isoliert und an diesen biochemische Enzymbestimmungen durchgeführt. Die Ausbeute der gewonnenen Zellmembranen betrug, gemessen anhand der 5′-Nukleotidase, dem Leitenzym für Plasmamembranen, gegenüber dem eingesetzten Gesamthomogenat 0,3%. Die mit diesem Verfahren durchgeführten biochemischen Enzymbestimmungen erbrachten den Nachweis, daß in den Plasmamembranen der Pansenepithelzellen neben der Mg++- und Ca++-aktivierbaren auch eine (Na+-K+)-abhängige Transport-ATPase vorkommt.

Die Feinstruktur des Epithels des Ductus pancreaticus major des Schafes

Light- and electron-microscopic and some histochemical investigations on the epithelium of the ductus pancreaticus major were carried out in sheep. At least six different cell types are recognizable:

Zonulae occludentes im Pansenepithel der Ziege

SummaryThe deep horn cells of the goat ruminal epithelium, which border the stratum granulosum, form an important component of the epithelial barrier. This barrier of the intercellular labyrinth presents zonulae occludentes (tight junctions).ZusammenfassungDas Pansenepithel besitzt in den tiefen Hornzellen, die an das Stratum granulosum grenzen, eine Barriere. Diese Barriere, die das Labyrinth der Interzellularräume gegen das Pansenlumen verschließt, ist mit Zonulae occludentes ausgestattet.

Ultrastruktur der Thyreozyten der Ratte im alimentären Tocopherol- und Ubichinonmangel und nach Substitution

SummaryNormal thyroid follicular epithelial cells in the rat show three functional phases: (1) synthesis of protein and secretion into the follicular lumen; (2) relative inactivity; (3) resorption of the colloid. The resorption of the colloid is stimulated by the thyrotropic hormone, whereas colloid protein synthesis appears to be independent of pituitary stimulus. Ultrastructural alterations, present in some cellular components during alimentary tocopherolubiquinone deficiency, reflect disturbances in the normal functional phases. The deficiency possibly influences the function of the thyroid gland in two ways: in affecting the metabolism of thyroid hormones which seems to depend on the antioxidant properties of tocopherols, and/or, in affecting the participation of the quinoid forms in the mitochondrial enzyme system. Substitution with either d,1-α-tocopherol or α-tocopherolquinone reverses the alterations and disturbances produced by the dietary deficiency.ZusammenfassungDie Follikelepithelzellen der Rattenschilddrüse zeigen drei Funktionsphasen, die normalerweise nicht nebeneinander auftreten: 1. Hormonsynthese und Sekretion, 2. relative Inaktivität und 3. Kolloidresorption. Während die Resorption von Thyreotropin induziert wird, scheint die Proteinsynthese vom hypophysären Stimulus unabhängig zu sein. Die Ultrastrukturveränderungen, die an einigen Zellorganellen (Mitochondrien, rauhes endoplasmatisches Retikulum) der Rattenschilddrüse im Tocopherol-Chinon (T-Q)-Mangel zu beobachten sind, stören offenbar den Ablauf ihrer Funktionsphasen. Der alimentäre T-Q-Mangel beeinflußt die Schilddrüse möglicherweise auf zwei verschiedenen Wegen: 1. in Abhängigkeit von der Antioxidanseigenschaft der Tocopherole über den peripheren Stoffwechsel der Schilddrüsenhormone; 2. über eine Beteiligung der Metaboliten mit Chinonstruktur am mitochondrialen Enzymsystem. — Die im T-Q-Mangelzustand auftretenden strukturellen Veränderungen der Thyreozyten können durch Substitution der Mangeldiät mit d,1-α-Tocopherol oder α-Tocopherolchinon wieder normalisiert werden.

Cytochemische Untersuchungen über die alkalische Phosphatase im Vormagenepithel der Ziege

SummaryLight and electron microscopic techniques were employed to study the distribution and intensity of the non-specific alkaline phosphatase activity in the epithelium of the three forestomachs of the goat. The effects on the enzyme reaction of different fixatives, prefixatives, and incubation times were determined.Alkaline phosphatase was found to be present only in the stratum corneum, stratum granulosum, and stratum spinosum superf. of each of the specimens. Different prefixation of the specimens, either by formol calcium (24 h), glutaraldehyde (2, 5, 30, 120 min), or osmium tetroxide (2 or 5 min) had no influence on the distribution of the enzyme and the intensity of its reaction. Maximal intensity of the reaction was obtained after an incubation period of 10 min at room temperature, as seen with the light microscope. To demonstrate the enzyme in sections in the electron microscope, an incubation period of 5 min at 4° C was found to be optimal. The products of the enzyme reaction were located on cell membranes and in cell particles. The “membrane-bound” reaction products in the specimens prefixed with glutaraldehyde were found on the outer surface of the plasma membrane; after a short prefixation with osmium tetroxide (3 min), they appeared on the inner surface of the plasma membrane.ZusammenfassungMit licht- und elektronenmikroskopischen Methoden wurde die Verteilung und Aktivität der unspezifischen alkalischen Phosphatase im Epithel der drei Vormägen der Ziege untersucht und gleichzeitig der Einfluß verschiedener Fixiermittel und unterschiedlicher Vorfixierungs- und Inkubationszeiten auf das Ergebnis der Enzymreaktion geprüft. Es wurde festgestellt, daß die alkalische Phosphatase bei allen untersuchten Proben nur im Stratum corneum, Stratum granulosum und Stratum spinosum superf. vorkommt. Verschiedene Vorfixierungen der Proben entweder mit Formol-Kalzium (24 Std) oder Glutaraldehyd (2, 5, 30, 120 min) bzw. OsO4 (2 oder 5 min) beeinflussen die Enzymverteilung und Reaktionsstärke nicht. Beim lichtmikroskopischen Nachweis wurde die maximale Reaktionsstärke bereits bei einer Inkubationszeit von 10 min bei Zimmertemperatur erreicht. Für den elektronenmikroskopischen Enzymnachweis war eine Inkubationszeit von 5 min bei 4° C am günstigsten. Die Reaktionsprodukte sind sowohl an den Zellmembranen als auch in Zellpartikeln lokalisiert. Die „zellmembrangebundenen“ Reaktionsprodukte befinden sich bei allen mit Glutaraldehyd vorfixierten Proben an der äußeren Lamelle, bei kurzzeitiger Osmiumvorfixation (3 min) hingegen an der Innenseite der Plasmamembranen.

Actin cytoskeleton and calcium-ATPase in the process of abomasal mucus secretion in cattle

SummaryThe distribution of actin filaments in pyloric gland cells of cattle was studied with respect to their functional significance in the process of exocrine secretion by use of rhodamine-phalloidin labelling and immunogold-electron microscopy based on the biotinstreptavidin bridge technique. Actin concentrates on the filamentous network of the luminal cell cortex. Membranes of secretory vesicles accumulating in the cell cortex are also labelled for actin. The present results support the concept of a barrier function of cortical microfilaments entrapping vesicles and linking them to the cytoskeleton. In addition, intracellular localization of calcium-ATPase activity was determined. Enzyme activity associated with the microfilamentous cortical matrix is supposed to be of cytoskeletal nature indicating participation of myosin (-like) structures in the dynamic secretion event. Deposition on the interior aspect of secretory vesicle membranes points to an ATPase transporting calcium into these organelles and enabling them to participate via storage of the cation in intracellular calcium homeostasis, thereby influencing the functional architecture of the cortical cytoskeleton.

Saure und alkalische Phosphatase sowie Adenosintriphosphatasen im Epithel der Pars proventricularis des Pferdemagens

SummaryThe activities and localization of a lysosomal acid phosphatase and of a Mg++-and Ca++-activated ATPase were shown in the pars proventricularis epithelium of the horse stomach using cytochemical methods and the light and electron microscopes. Activity of the non-specific alkaline phosphatase was exclusively demonstrated on the subepithelial vessel loops of the papillae occultae.The activity of ATPases gradually decreased from the stratum basale to the stratum superficiale. Reaction intensity was optimal after 45 min and did not increase further. An increase of the Mg++-activated basal activity by Na+ and K++ was not shown cytochemically. Reaction products adhered to the outer lamellae of plasmalemmata. Only the plasmalemmal regions forming desmosomes and hemidesmosomes were free of enzyme activities.Some problems of active transport related to activities of these enzymes have been discussed.ZusammenfassungIm Epithel der Pars proventricularis des Pferdes wurden mit licht- und elektronenmikroskopischen cytochemischen Methoden eine lysosomale saure Phosphatase sowie die Mg++- und Ca++-aktivierbaren ATPasen nachgewiesen und lokalisiert. Positive Reaktionen der unspezifischen alkalischen Phosphatase fanden sich dagegen ausschließlich an den subepithelialen Gefäßschlingen der Papillae occultae.Die ATPasen-Aktivität nimmt vom Stratum basale zum Stratum superficiale kontinuierlich ab. Die Reaktionsintensität ist nach 45 min-Inkubationszeit optimal und läßt sich nicht weiter steigern. Eine Erhöhung der Mg++-aktivierbaren Grundaktivität des Enzyms durch Na+ und K+ ist cytochemisch nicht nachweisbar. Die Reaktionsprodukte haften an der äußeren Lamelle der Zellmembranen. Frei von Enzymaktivitäten sind lediglich die an der Bildung von Desmosomen und Halbdesmosomen beteiligten Plasmalemm-Abschnitte.Einige Probleme des aktiven Transportes, die sich aus den histochemischen Enzym-Befunden ergeben, werden diskutiert.

AktivitÄtsmessungen lysosomaler Enzyme der Rattenleber nach Gabe von Äthylalkohol

SummaryBound and free activities of the glycosaminoglycan hydrolases hyaluronidase (EC 3.2.1.35),Β-glucuronidase (EC 3.2.1.31) andΒ-acetylglucosaminidase (EC 3.2.1.30) were measured in rat liver after administration of 1 g ethanol/kg i.p.The following results were obtained:1.Protein concentration decreased significantly in the lysosomal fraction.2.Protein concentration remained constant in lysosomal supernatants.3.Activities of hyaluronidase andΒ-glucuronidase decreased significantly (p<0.05) in the lysosomal supernatants.4.In the lysosomal fraction activities ofΒ-glucuronidase decreased significantly, hyaluronidase activity remained constant.5.Electron microscopy of the parenchymal liver cells showed disturbances of the mitochondria and defects of the lysosomal membranes.

Das Blutgefäßsystem des Darmes von Gallus domesticus

Summary The vascular system of the chicken intestine was investigated by corrosion cast, light and electron microscopic methods. In the intestinal villi the “Fontainentyp” is present with a single arteriole rising to the apex and draining into subepithelial capillaries. Occasionally ramifications of the arteriole occur in the upper third of the villi. Another variation is splitting of the arteriole into a capillary net at the base of the villi in the caeca between the regions with and without villi. At the tip, at the margins and at the base of the villi the capillaries fuse into venules, which proceed to the inside and empty into veins. At the base above the propria they form a superficial net with connecting veins arising to an inferior venous plexus below the region of crypts. The submucosal collecting veins descend from short vascular truncs, which originate from the inferior plexus and cross the muscularis mucosae. Elements of a vasoregulatory system like arterio-venous marginal loops, submucosal arterio-venous anastomoses, sphincter-arteries, precapillary sphincters and sphincterveins well know in the literatur are not found in the intestine of the domestic chicken. Therefore arterioles, capillaries and muscle bundles concentric around the veins in the villi seem to take over this function.