Summary
Acomys Cahirinus, the spiny mouse, is a small rodent living in the semi-desertic areas of the Eastern Mediterranean. The observation that diabetes may occur spontaneously in this species, at least under laboratory conditions, has led to its breeding at the Institut de Biochimie Clinique, where a colony has been maintained over the last 3 years. Diabetes occurs in approximately 15% of the animals reaching one year of age; some of these are obese, but not all. Diabetes occurs in the presence of, and despite a striking hyperplasia of the endocrine pancreas, which may make up as much as 15% of the total organ in adult mice. This hyperplasia is present in all animals, whether hyperglycemic or not. — The islets of Langerhans of 22 spiny mice have been examined with the electron microscope and form the basis for an analysis of the different cell types observed, at different times relative to the onset of diabetes. Findings in the B cells of this species have included the generally high degree of development of the Golgi complex, the great variability of glycogen accumulation in diabetic animals, the frequent fusion of the granular sacs, and the occurrence of grossly hyper-granulated cells. — The hyperplasia of the islets of Langerhans in spiny mice is associated with a remarkable cellular polymorphism. However, the authors do not feel that this is the result of the presence in these islets of many distinct cell types. It would seem much more likely, that they represent different functional states of a small number of distinct types of cells, among which only A, B and perhaps D cells have been securely identified. Another feature of this cellular polymorphism is thefrequent presence of mixed or intermediate cells (exocrine-endocrine, or endocrine A-B), which suggests that the stimulation leading to hyperplasia of the endocrine cells in this species might result in the removal of some part of the nuclear inhibition usually associated with fully differentiated cells.
Résumé
L'Acomys Cahirinus ou souris à piquants est un rongeur vivant dans les régions semi-désertiques de l'est de la Méditerranée. La découverte d'un diabète spontané chez certains de ces animaux a fait entreprendre l'élevage d'une colonie dans laquelle ce syndrome s'est maintenu jusqu'à maintenant. Il atteint environ 15% des animaux, qu'ils soient obèses ou non. Il apparaît sur un terrain insulaire très particulier puisque le pancréas endocrine montre une hyperplasie très importante jusqu'à constituer 15% du pancréas total. Cette hyperplasie existe chez tous les animaux, hyperglycémiques ou non. — L'étude au microscope électronique est encore trop incomplète pour une analyse corrélative détaillée entre les données métaboliques et morphologiques. Elle permet toutefois de décrire les différentes structures cellulaires de l'Acomys ainsi que leurs modifications dans les conditions pathologiques. Les changements du complexe de Golgi et des mitochondries et certains aspects plus pathologiques,comme l'accumulation de glycogène, sont décrits ainsi que des images plus particulières à l'Acomys, telles les confluences de vésicules et les cellules hypergranulées. — L'extrême hyperplasie du pancréas endocrine de la souris à piquants s'accompagne à son niveau d'un grand polymorphisme cellulaire. Les différentes cellules ainsi observées sont interprétées comme des aspects de différents moments physiologiques et non comme des types cellulaires particuliers. Ces données font conclure à la non-existence d'autres entités cellulaires que les cellules A, B et éventuellement D. Un aspect particulièrement intéressant de la souris à piquants est celui dela présence de cellules mixtes. Cette image est discutée dans le cadre très particulier du syndrome diabétique observé chez l'Acomys.
Zusammenfassung
Acomys cahirinus, die Stachelmaus, ist ein kleines Nagetier, das in den an die Wüste grenzenden Gegenden des östlichen Mittelmeerraumes lebt. Da in dieser Tierart Spontandiabetes auftritt, zumindest in Laboratoriumszucht, halten wir dieses Tier am Institut de Biochimie Clinique seit etwas mehr als drei Jahren. Diabetes mellitus tritt bei ungefähr 15% der Tiere die ein Jahr alt werden ein; einige davon sind fettsüchtig, nicht aber alle. Diabetes erscheint trotz einer sehr stark entwickelten Hyperplasie der Langerhans'schen Inseln, die bis zu 15% des erwachsenen Organs ausmachen können! Diese Hyperplasie ist bei allen Tieren zu sehen, unabhängig davon ob eine diabetische Stoffwechselstörung vorliegt oder nicht. Mit dem Elektronenmikroskop haben wir die Langerhans'schen Inseln von 22 Stachelmäusen untersucht und berichten hier über die verschiedenen beobachteten Zelltypen, zu verschiedenen Zeitpunkten der Entwicklung der diabetischen Stoffwechselstörungen. Befunde an den B-Zellen dieser Tierart betreffen die hochgradige Entwicklung des Golgi Apparates, die große Unterschiedlichkeit und manchmal extreme Glycogen-Ablagerung in diabetischen Tieren, die häufige Verschmelzung der Membranen der Granula, und das Auftreten von ganz übermäßig hypergranulierten Zellen. — Die Hyperplasie der Langerhans'schen Inseln in Stachelmäusen geht mit einem betrachtenswerten zellulären Polymorphismus einher. Die Autoren sind jedoch nicht der Meinung, daß diese Befunde auf das Vorhandensein von vielen verschiedenen Zelltypen in diesen Inseln deutet. Es scheint ihnen viel wahrscheinlicher, daß es sich um verschiedene funktionelle Zustände einer kleinen Anzahl von Zelltypen handelt, wobei nur A, B, und vielleicht D Zellen mit Sicherheit als identifiziert gelten können. Ein besonders frappanter Aspekt dieses zellulären Polymorphysmus istdie häufige Beobachtung von gemischten oder Intermediärzellen (exokrin-endokrin sowie auch endokrin A-B). Diese Beobachtung wirft die Frage auf ob die Stimulation, die zu der Hyperplasie des endokrinen Systems in dieser Tierart führt, vielleicht mit einer Verminderung der nuklearen Hemmung, die bei voll differenzierten Zellen die Regel ist, einhergehen könnte.
Article PDF
Similar content being viewed by others
Avoid common mistakes on your manuscript.
References
Andre, J.: Contribution à la connaissance du chondriome. J. Ultrastructure Research, Suppl.3 (1962).
Bruni, C., andK.R. Porter: The fine structure of parenchymal cell of the normal rat liver. General observations. Amer. J. Path.46, 691–755 (1965).
Caramia, F., B.L. Munger andP.E. Lacy: The ultrastructural basis for the identification of cell types in the pancreatic islets: the guinea pig. Z. Zellforsch.67, 553–546 (1965).
Bjorkman, N., andB. Hellman: Ultrastructure of the islets of Langerhans in the duck. Acta anat.56, 348–367 (1964)
—C. Hellerström andB. Hellman: The ultrastucture of the islets of Langerhans in normal and obese hyperglycemic mice. Z. Zellforsch.58, 803–819 (1963).
Briggs, R., andT. King: Transplantation of living nuclei from blastula cells into enucleated frogs' eggs. Proc. nat. Acad. Sci.38, 455–463 (1962).
Dieterlen-Lievre, F.: Etude morphologique et expérimentale de la différenciation du pancréas chez l'embryon de poulet. Bull. Biol. de la France et de la Belgique. Tome XCIX fasc. 1 (1965).
Faller, A.: Elekronenmikroskopische Untersuchungen über azino-insuläre Übergänge im Pancreas der Ratte. Erg. Heft Anat. Anz.119 (1966) (in press).
Fischberg, M., J.B. Gurdon andT.R. Elsdale: Nuclear transfer in amphibia and the problem of the potentialities of the nuclei of differentiating tissues. Exp. Cell. Res., Suppl.6, 161–178 (1958).
Fluckiger, E., andP. Operschall: Die funktionelle Reife der Neurohypophyse bei neonaten Nestflüchtern und Nesthockern. Rev. suisse Zool.69, 297–301 (1962).
Gansler, H., andC. Rouiller: Modifications physiologiques et pathologiques du chondriome. Schweiz. Z. Path.19, 217–243 (1955).
Gomori, G.: A new stain for elastic tissue. Amer. J. clin. Path.20, 665(1950).
Gonet, A. E., J. Mougin, andA. E. Renold: Hyperplasia and hypertrophy of the islets of Langerhans, obesity and diabetes mellitus in the mouse Acomys Dimidiatus. Acta endocr., Suppl.100, 135 (1965).
—,W. Stauffacher, R. Pictet andA.E. Renold: Obesity and diabetes mellitus with striking congenital hyperplasia of the islets of Langerhans in spiny mice (Acomys Cahirinus). Diabetologia1, 162–171 (1965).
—, andA.E. Renold: Homografting of fetal rat pancreas. Diabetologia1, 91–96 (1965).
Gurdon, J.B., andV. Uehlinger: “Fertile” intestine nuclei. Nature210, 1240–1241 (1966).
Herman, L., Sato Tamiko andP.J. Fitzgerald: Electron microscopic anatomy. Edit. byS.M. Kurtz. New York: Academic Press 1964.
Karnovsky, M.J.: A simple method for staining with lead at high pH in electron microscopy. J. biophys. biochem. Cytol.11, 729–732 (1961).
Lacy, P.E.: Electron microscopy of the normal islets of Langerhans. Diabetes6, 498–507 (1957).
— Electron microscopy identification of different cell types in the islets of Langerhans of the guinea pig, rat, rabbit, and dog. Anat. Rec.128, 255–268 (1957).
—: Electron microscopy of the islets of Langerhans. Diabetes11, 509–513 (1962).
- Personnal communication.
Lazarow, A.: Cell types of the islets of Langerhans and the hormones they produce. Diabetes3, 222–232 (1957).
—P.K. Dixit, A. Lindall, J. Moran, K. Hostetler andS.J. Cooperstein: Enzyme specialization of islet tissue. In: Symposium on the structure and metabolism of the pancreatic islet, eds.S.E. Brolin, B. Hellman andH. Knutson, p. 249–268. Oxford: Pergamon Press 1964.
Lehninger, A.L.: The Mitochondrion. New York: W.A.Benjamin, Inc. 1964.
Lentz, T.: Intramitochondrial glycogen granules in digestive cells of hydra. J. cell. Biol.29, 162–167 (1966).
Like, A.A., J. Steinke, E.E. Jones andG.F. Cahill Jr.: Pancreatic studies in mice with spontaneous diabetes mellitus. Amer. J. Path.46, 621–644 (1965).
Luft, J.H.: Improvements in Epoxy resin embedding methods. J. biophys. biochem. Cytol.9, 409–414 (1961).
Melis, M., andL. Orci: La microscopia a contrasto di fase su ultrasezioni di tessuti e le sue applicazioni in biologia. La Ricerca scientifica34, Rendiconti B 4, 365–410 (1964).
- - Electron microscopic observations on mice kidney in osmotic nephrosis with glucose. Unpublished data.
Merlini, D., andF.G. Caramia: Electron microscopic study of the cells of the human pancreatic islets. Rev. int. Hepat.16, 687–693 (1965).
Munger, B.L., F. Caramia andP.E. Lacy: The ultrastructural basis for the identification of cell types in the pancreatic islets. II. Rabbit, dog and opossum. Z. Zellforsch.67, 776–798 (1965).
Pictet, R., andA.E. Gonet: Cellules mixtes (exocrines et endocrines) dans le pancréas de la souris à piquants, Acomys Cahirinus. C.R Acad. Sci. Paris262, 1123–1125 (1966).
-, and L.Orci: Electron microscopic observations on brown adipose tissue of the fetal rat. Unpublished data.
Renold, A.E., A.E.Gonet, W.Stauffacher and B.Jeanrenaud: Laboratory animals with spontaneous diabetes and/or obesity: suggested suitability for the study of spontaneous atherosclerosis. International Symposium on Recent Advances in Atherosclerosis, Athens, “in press”
Seljelid, R., andI.L.E. Ericsson: An electron microscopic study of mitochondria in renal clear cell carcinoma. J. Microscopy4, 759–770 (1965).
Smith, U., andD.S. Smith: Observations on the secretory processes in the corpus cardiacum of the stick insect, Carausius morosus. J. cell. Sci.1, 59–66 (1966).
Volk, B.V., andS.S. Lazarus: Ultramicroscopic evolution of B-cell ballooning degeneration in diabetic dogs. Lab. Invest.127, 697–711 (1963).
— — andK.F. Wellmann:β-cell structure in latent and chronic diabetes of the rabbit. Diabetes14, 792–804 (1965).
Weiss, M.: The release of pituitary secretion in the platyfish, Xiphophorus maculatus (Guenther). Z. Zellforsch.68, 783–799 (1965).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Supported in part by grants-in-aid from the Fonds national suisse de la recherche scientifique (Grants Nr. 3618 and 4237) and from the Fondation Emil Barell pour le développement des recherches médicoscientifiques.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Pictet, R., Orci, L., Gonet, A.E. et al. Ultrastructural studies of the hyperplastic islets of langerhans of spiny mice (acomys cahirinus) before and during the development of hyperglycemia. Diabetologia 3, 188–211 (1967). https://doi.org/10.1007/BF01222197
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01222197