Skip to main content
SpringerLink
Log in

Cytochemische Untersuchungen über die alkalische Phosphatase im Vormagenepithel der Ziege

Cytochemical study of alkaline phosphatase activity in the goat forestomach epithelium

  • Published:
Zeitschrift für Zellforschung und Mikroskopische Anatomie Aims and scope Submit manuscript

Summary

Light 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.

Zusammenfassung

Mit 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.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

Literatur

  • Basu, S. L., Sen, R., Ghosh, A.: Some histological and histochemical observations of the caprine forestomaeh. Indian J. Physiol. 11, 21–26 (1957).

    Google Scholar 

  • Cohn, Z. A., Hirsch, J. G.: The isolation and properties of the specific cytoplasmic granules of rabbit polymorphonuclear leucocytes. J. exp. Med. 112, 983–1004 (1960).

    Google Scholar 

  • Deimling, v. O.: Die Darstellung phosphatfreisetzender Enzyme mittels SchwermetallSimultan-Methoden. Histochemie 4, 48–55 (1965).

    Google Scholar 

  • —, Neuschäfer-Rube, G., Noltenins, H.: Methodische Untersuchungen zur quantitativen und histologischen Verteilung der alkalischen Phosphatase in den Hauptstücken der Rattenniere. Histochemie 8, 183–199 (1967).

    Google Scholar 

  • De Duve, Ch., Wattiaux, R.: Function of lysosomes. Ann. Rev. Physiol. 28, 435–492 (1966).

    Google Scholar 

  • Dobson, A.: Active transport through the epithelium of the reticulo-rumen sac. J. Physiol. (Lond.) 146, 235–251 (1959).

    Google Scholar 

  • Engelhardt, W. v., Nickel, W.: Die Permeabilität der Pansenwand für Harnstoff, Antipyrin und Wasser. Pflügers Arch. ges. Physiol. 286, 57–75 (1965).

    Google Scholar 

  • Folley, S. J., Kay, H. D.: The phosphatases. Ergebn. Enzymforsch. 5, 156–175 (1936).

    Google Scholar 

  • Gomori, G.: Microscopic histochemistry, principles and practice. Chicago: Chicago Univ. Press 1952.

    Google Scholar 

  • Green, H., Meyerhof, O.: Synthetic action of phosphatase. III. Transphosphorylation with intestinal and semen phosphatase. J. biol. Chem. 197, 347–364 (1952).

    Google Scholar 

  • Greenstein, J. P.: A. A. A. S. Res. Conf. Cancer 1, 192 (1945). Zit. in Ludwig und Richterich.

    Google Scholar 

  • Habel, R. E.: Carbohydrates, phosphatases and esterases in the mucosa of the ruminant forestomach during postnatal development. Amer. J. vet. Res. 24, 199–211 (1963).

    Google Scholar 

  • Hegner, D.: Isolierung und Enzymbestand von Granula aus polymorphkernigen Leukozyten des periphercn Rinderblutes. Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 349, 544–554 (1968).

    Google Scholar 

  • Hörnicke, H.: Der Stoffaustausch durch die Wand des Wiederkäuermagens. In: Physiologie des Pansens. 16. Tag. der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie der Haustiere in Gießen 1963; zusammengestellt von H. Burne. Z. Tierphys. Tierernähr. Futtermittelk. 19, 1–120 (1964).

    Google Scholar 

  • Horstmann, E., Stegner, H.-E.: Harn-und Geschlechtsapparat, Bd. VII/1, IV. Teil: Tube, Vagina und äußere weibliche Genitalorgane. In: Handbuch der mikroskopischen Anatomie des Menschen. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1966.

    Google Scholar 

  • Hugon, J.: Fine structural localization of acid and alkaline phosphatase activities in the absorbing cells of the duodenum of rodents. Histochemie 12, 42–66 (1968).

    Google Scholar 

  • —, Borgers, M.: A direct lead method for the electron microscopic visualization of alkaline phosphatase activity. J. Histochem. Cytochem. 14, 429–432 (1966a).

    Google Scholar 

  • —: Submicroscopic localization of the alkaline phosphatase activity in the duodenum of the rat. Exp. Cell Res. 45, 698–702 (1966b).

    Google Scholar 

  • —: Fine structural localization of lysosomal enzymes in the absorbing cells of the duodenal mucosa of the mouse. J. Cell Biol. 33, 212–218 (1967).

    Google Scholar 

  • Jacobsen, N. O., Jørgensen, F., Thomsen, Å. C.: On the localization of some phosphatases in three different segments of the proximal tubules in the rat kidney. J. Histochem. Cytochem. 15, 456–469 (1967).

    Google Scholar 

  • Kolb, E., Schütz, W.: Untersuchungen über die Aktivität der sauren und alkalischen Phosphatase in der Schleimhaut verschiedener Abschnitte des Magen-Darm-Kanals beim Schwein. Arch. exp. Vet.-Med. 15, 1273–1281 (1961).

    Google Scholar 

  • Krvavica, S.: Enzymatic investigations in the mucosa of the rumen. 1. The presence and localization of cholinesterase and alkaline phosphatase. Vet. Arh. (Zagreb) 34, 11–16 (1964).

    Google Scholar 

  • Ludwig, E., Richterich, R.: Morphologische und histochemische Untersuchungen am Stäbchensaum der Darmepithelzelle. Acta anat. (Basel) 21, 168–196 (1954).

    Google Scholar 

  • Mizutani, A., Barrnett, R. J.: Fine structural demonstration of phosphatase activity at pH 9. Nature (Lond.) 206, 1001–1003 (1965).

    Google Scholar 

  • Mölbert, E., Duspiva, F., Deimling, O. v.: Die histochemische Lokalisation der Phosphatase in der Tubulusepithelzelle der Mäuseniere im elektronenmikroskopischen Bild. Histochemie 2, 5–22 (1960a).

    Google Scholar 

  • —: The demonstration of alkaline phosphatase in the electron microscope. J. biophys. biochem. Cytol. 7, 387–390 (1960b).

    Google Scholar 

  • Montagna, W., Ellis, R. A.: Histochemistry of enzymes in the skin. In: W. Graumann und K. H. Neumann, Handbuch der Histochemie, VII/2: Enzyme. Stuttgart: Fischer 1962.

    Google Scholar 

  • Morton, R. K.: Transferase activity of hydrolytic enzymes. Nature (Lond.) 172, 65–68 (1953).

    Google Scholar 

  • Novikoff, A. B., Essner, E., Quintana, N.: Golgi apparatus and lysosomes. Fed. Proc. 23, 1010–1022 (1964).

    Google Scholar 

  • Reale, E., Luciano, L.: Sulla localizzazione della attivitá della fosfatasi alcalina non specifica al microscopio elettronico. Riv. Istochim. norm. pat. 9, 1 (1963).

    Google Scholar 

  • Reale, E., Luciano, L.: A probable source of errors in electronhistochemistry. J. Histochem. Cytochem. 12, 713–715 (1964).

    Google Scholar 

  • —: Kritische elektronenmikroskopische Studien über die Lokalisation der Aktivität alkalischer Phosphatase im Hauptstück der Niere von Mäusen. Histochemie 8, 302–314 (1967a).

    Google Scholar 

  • —: Über intrazelluläre und extrazelluläre Lokalisierung der alkalischen Phosphatase. Histochemie 10, 1–7 (1967b).

    Google Scholar 

  • Sabatini, D. D., Bensch, K. D., Barrnett, R. J.: Cytochemistry and electron microscopy. The preservation of cellular ultrastructure and enzymatic activity by aldehyd fixation. J. Cell Biol. 17, 19–58 (1963).

    Google Scholar 

  • Schnorr, B., Vollmerhaus, B.: Die Feinstruktur des Pansenepithels von Ziege und Rind. (II. Mitteilung zur funktionellen Morphologic der Vormägen der Hauswiederkäuer). Zbl. Vet.-Med. A 14, 789–818 (1967).

    Google Scholar 

  • Schulz, G.: Untersuchungen über die Aktivität der alkalischen und sauren Phosphatase in verschiedenen Abschnitten der Magenund Darmschleimhaut bei Rindern. Leipzig, Diss. med. vet., 1962a.

    Google Scholar 

  • Schulz, H.: Histo-enzymologische Beobachtungen an den Pansenzotten des Rindes. Zool. Anz. 169, 433–439 (1962b).

    Google Scholar 

  • —: Histotopochemische Enzym- und Lipidbestimmung an der kutanen Vormagenmucosa von Camelus ferus f. bactrianus L. Zool. Anz. 169, 440–448 (1962c).

    Google Scholar 

  • —: Mikroskopisch-anatomischer Bau und Enzymbestand der Pansenzotten von Giraffa camelopardalis (L.). (Ein histochemischer Beitrag zur Physiologie der Ruminantier-Vormägen.) Zool. Anz. 169, 331–347 (1962d).

    Google Scholar 

  • —: Histochemische Untersuchungen an den Pansenzotten eines Hausyaks, Bos mutus f. grunniens L. Zool. Anz. 170, 306–308 (1963).

    Google Scholar 

  • Stevens, C. E., Stettler, B. K.: Evidence of active transport of acetate across bovine rumen epithelium. Amer. J. Physiol. 213, 1335–1339 (1967).

    Google Scholar 

  • Trancer, J. P.: Utilisation de citrate de plomb pour la mise en évidence de la phosphatase alcaline en microscope électronique. J. Microscopie 4, 409–412 (1965).

    Google Scholar 

  • Turewsky, A. A.: Die Histochemie des Wiederkäuermagens. Dopovidi Akademii nauk Ukrainskoi RSR Kyiv Xo 10, 1332–1337 (1961).

    Google Scholar 

  • Vollmerhaus, B., Schnorr, B.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Lysosomen im Pansenepithel der Ziege. (III. Mitteilung zur funktionellen Morphologie der Vormägen der Hauswiederkäuer.) Zbl. Vet.-Med. A 14, 761–773 (1967).

    Google Scholar 

  • Wohlfahrt-Botternann, K. E., Komnick, H.: Die Gefahren der Glutaraldehyd-Fixation. J. Microscopie 5, 441–452 (1966).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Veterinär-Anatomisches Institut der Justus Liebig-Universität Gießen, Lehrstuhl I, Deutschland

    B. Schnorr

Authors
  1. B. Schnorr
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Teil einer Arbeit, die der Veterinär-Medizinischen Fakultät der Justus Liebig-Universität Gießen als Habilitationsschrift vorgelegen hat.

Auszugsweise vorgetragen auf dem Kongreß der Europäischen Vereinigung der Veterinäranatomen vom 8.–10. September 1969 in Parma.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Schnorr, B. Cytochemische Untersuchungen über die alkalische Phosphatase im Vormagenepithel der Ziege. Z. Zellforsch. 114, 175–192 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00333999

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00333999

Key-Words

Search

Navigation