Summary
The influence of actinomycin on the neurosecretory Q and P cells of the brain of Enchytraeus was studied. Cytophotometrical measurements of Q cells in light mirocscopic preparations showed a significant decrease of PAF-positive material in the first hours after actinomycin application. At the ultrastructural level primary changes were established one to four hours after injection of actinomycin: In the nucleolus granular and fibrillar material became separated; there was a substantial increase of the fibrillar component.
Concerning structural changes of the cytoplasm, Q and P cells differed especially with respect to the Golgi apparatus and the ribosomes. In the Q cells the Golgi apparatus had become greatly reduced shortly after actinomycin treatment. However, it persisted in P cells during all stages examined. Ribosomes became detached from membranes only in Q cells between 4 and 8 hours after injection.
These data indicate that protein synthesis in P cells shows greater stability than in Q cells. The restitution of normal ultrastruoture during subsequent stages indicates that effects begin to subside 24 hours after a single injection.
Zusammenfassung
Die Wirkung von Aktinomycin auf die neurosekretorischen Q-und P-Zellen im Cerebralganglion von Enchytraeus wurde untersucht. Die Cytophotometrie lichtmikroskopischer Präparate von Q-Zellen ergab, daß in den ersten Stunden nach Aktinomycin-Behandlung eine deutliche Verminderung PAF-positiven Materials auftritt. Die ersten Veränderungen wurden elektronenmikroskopisch zwischen 1 und 4 Std nach Aktinomycin-Injektion beobachtet. Sie waren in beiden Zelltypen am eindeutigsten am Nucleolus. Es kommt zu einer Sonderung und räumlichen Trennung von granulärem und fibrillärem Material. Letzteres wird sehr stark vermehrt.
In bezug auf Veränderungen der Strukturen des Cytoplasmas unterscheiden sich die Q-und P-Zellen besonders im Verhalten des Golgi-Apparates und der Ribosomen. Der Golgi-Apparat wird in den Q-Zellen kurze Zeit nach Applikation von Aktinomycin reduziert. In den P-Zellen persistiert er dagegen über alle beobachteten Zeitstufen hinweg. Die Ribosomen lösen sich von den Membranen in den Q-Zellen 4–8 Std nach Injektion, was in den P-Zellen nicht festzustellen ist. Diese Tatsachen führen zu der Annahme, daß das System der Proteinsynthese der P-Zellen relativ stabiler als das der Q-Zellen ist.
Die in den späteren Zeitstufen beobachtete Normalisierung der Zellstrukturen läßt darauf schließen, daß die Wirkung des einmalig injizierten Aktinomycins 24 Std danach nachzulassen beginnt.
Similar content being viewed by others
Literatur
David, H., Marx, I.: Leberparenchymzellveränderung nach Gabe von Actinomycin C und D. Acta biol. med. germ. 18, 259–273 (1967).
Droz, B.: Protein metabolism in nerve cells. Int. Rev. Cytol. 25, 363–390 (1969).
Flickinger, C. J.: The fine structure of the nucleoli of normal and Actinomycin D-treated Amoeba proteus. J. Ultrastruct. Res. 23, 260–271 (1968).
Gersch, M., Tappert, J., Meusinger, H., Drawert, J.: Über ein einfaches, im Eigenbau konstruiertes Cytophotometer, das den Anforderungen nach hoher Meßgenauigkeit entspricht. Acta histochem. (Jena) 18, 137–142 (1964).
—, Ude, J.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Dynamik neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus (Oligochaeta). Z. Zellforsch. 81, 374–389 (1967).
—, Wohlrabe, K.: Experimentelle Untersuchungen über die Beziehungen zwischen Neurosekretion und Regeneration bei Enchytraeus. Zool. Jb., Abt. allg. Zool. u. Physiol. 71, 393–413 (1965).
Harris, H.: Rapidly labelled ribonucleic acid in the cell nucleus. Nature (Lond.) 198, 184–185 (1963).
—: Breakdown of nuclear ribonucleic acid in the presence of Actinomycin D. Nature (Lond.) 202, 1301–1303 (1964).
Heine, U., Langlois, A. J., Beard, J. W.: Ultrastructural alterations in avian leukemic myeloblasts exposed to Actinomycin D in vitro. Cancer Res. 26, 1847–1858 (1966).
Jacob, J., Sirlin, J. L.: Electron microscope studies on salivary gland cells. IV. The nucleus of Smittia parthenogenetica (Chironomidae) with special reference to the nucleolus and the effects of Actinomycin thereon. J. Ultrastruct. Res. 11, 315–328 (1964).
Jones, K. W., Elsdale, T. R.: The effect of Actinomycin D on the ultrastructure of the nucleus of the amphibian embryonic cell. J. Cell Biol. 21, 245–252 (1964).
Journey, L. J., Goldstein, M. N.: Electron microscope studies on He La cell lines sensitive and resistant to Actinomycin D. Cancer Res. 21, 929 (1961).
Koenig, H., Jacobson, S.: Nuclear changes induced in neurons by Actinomycin D. Cell Biol. 31 (Abstr. 6th Ann. Meet. Amer. Soc. Cell Biol., S. 61 A–62 A) (1967).
Lane, N. J.: Spheroidal and ring nucleoli in amphibian oocytes. Patterns of uridine incorporation and fine structural features. J. Cell Biol. 35, 421–434 (1967).
Löwe, H., Grunewald, I., Zeidler, H.: Zur Bildung endoplasmatischer Membranen in der Leberparenchymzelle in vitro. II. Die Bildung von agranulären Membrankomplexen in vitro nach Vorbehandlung mit Aktinomycin C. Acta biol. med. germ. 20, 393–408 (1968).
Marinozzi, V.: Cytochemie ultrastructurale du nucléole-RNA et protéines intranucléolaires. J. Ultrastruct. Res. 10, 433–456 (1964).
Narayan, K. Sh., Steele, W. J., Busch, H.: Evidence that the granular and fibrillar components of nucleoli contain 28 and 6 S RNA, respectively. Exp. Cell Res. 43, 483–492 (1966).
Reich, E., Franklin, R. M., Shatkin, A. J., Tatum, E. L.: Effect of Actinomycin D on cellular nucleic acid synthesis and virus production. Science 134, 556–557 (1961).
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).
Richardson, K. C., Jarett, L., Finke, E. H.: Embedding in epoxy resins for ultrathin sectioning in electron microscopy. Stain Technol. 85, 313–323 (1960).
Rodriguez, T. G.: Ultrastructural changes in the mouse exocrine pancreas induced by prolonged treatment with Actinomycin D. J. Ultrastruct. Res. 19, 116–129 (1967).
Samuels, L. D.: Actinomycin and its effects. Influence on an effector pathway for hormonal control. New Engl. J. Med. 271, 1252–1258 (1964).
Scharrer, B., Kater, S. B.: Neurosecretion. XV. An electron microscopic study of the corpora cardiaca of Periplaneta americana after experimentally induced hormone release. Z. Zellforsch. 95, 177–186 (1969).
Schoefl, G. I.: The effect of Actinomycin D on the fine structure of the nucleolus. J. Ultrastruct. Res. 10, 224–243 (1964).
Seite, R.: Effets de l'actinomycine D sur l'activité élaboratrice du noyau de la cellule nerveuse. Étude des ganglions cervical supérieur et plexiforme du rat. Arch. Biol. (Liège) 78, 645–667 (1967).
Smetana, K., Potmésil, M.: Ring shaped nucleoli in liver cells of rats after treatment with Actinomycin D. Z. Zellforsch. 92, 62–69 (1968).
Stenram, U.: Radioautographic RNA and protein labelling and the nucleolar volume in rats following administration of moderate doses of Actinomycin D. Exp. Cell Res. 36, 242–255 (1964).
Stevens, B.: The effect of Actinomycin D on nucleolar and nuclear fine structure in the salivary gland cell of Chironomus thummi. J. Ultrastruct. Res. 11, 329–353 (1964).
Ude, J., Gersch, M.: Eine besondere Konfiguration membrangebundener Polysomen in neurosekretorischen Zellen des Zentralnervensystems eines Anneliden (Enchytraeus albidus). Gen. comp. Endocr. 10, 429–433 (1968).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Die Arbeit wurde mit Mitteln des Ministeriums für Wissenschaft und Technik der DDR durchgeführt.
Für technische Unterstützung danken wir Frl. B. Reymann, Frl. A. Zinßer, Frau B. Cosack und Frau E. Wolschner.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Gersch, M., Ude, J. Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Beeinflussung der Dynamik neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus (Oligochaeta) durch Aktinomycin D. Z. Zellforsch. 107, 87–103 (1970). https://doi.org/10.1007/BF00338960
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00338960