Schema Zytoplasmateilung.]

Sind die Teilprodukte von Zytoplasma und Kern ungleich groß, dann

spricht man von ~Knospung~; es sieht aus, als wenn die Zelle

einen Sproß, eine Knospe triebe, die sich abschnürend zu einer

selbständigen Zelle wird.

Durch die mitotische Teilung wird vor allem das Chromatinmaterial

auffallend gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt; trotz der

zahlreichen Versuche, die merkwürdigen während der Mitose auftretenden

Zytoplasmastrukturen an unorganisiertem Material nachzuahmen --

Versuche, die für einzelne Strukturen ein Verständnis anbahnen -- sind

wir von einer mechanischen Erklärung der Mitose noch weit entfernt.

In seltenen, vorzugsweise pathologischen Fällen erfolgt auch eine

gleichzeitige Teilung in mehr als zwei Kerne nach dem Typus der Mitose,

sogenannte pluripolare Mitose.

Die Dauer einer Zellteilung, bei welcher die einzelnen Stadien nicht

gleichmäßig schnell ablaufen, schwankt von 1/2 Stunde (beim Menschen)

bis fünf Stunden (bei Amphibien).

Bis zum völligen Verschwinden der Mitosen in der menschlichen

Leiche vergehen 48 Stunden.

Die mitotische Teilung darf für alle Abkömmlinge der Eizelle als die

Regel gelten. Es gibt aber noch eine zweite Art der Kernteilung, die

~direkte~ oder ~amitotische~ Teilung; hier erfolgt keine typische

Gruppierung des Kerngerüstes, sondern eine einfache Teilung, zuerst

des Kernkörperchens, dann des Kernes (Fig. 17). Eine Teilung des

Zytoplasmas unterbleibt hier bei den Wirbeltieren unter normalen

Verhältnissen in der Regel, so daß keine Zell-, sondern nur eine

Kernvermehrung vorliegt, die, meist als ein Zeichen des Zugrundegehens,

an Leukozyten und Harnblasenepithelien sehr häufig beobachtet wird.

In der ersten Entwicklungszeit der Eizellen bilden fortgesetzt

aufeinanderfolgende Zellteilungen (Furchungen) die Hauptveränderung,

die wir beobachten können. Durch sie wandelt sich die Eizelle in

einen Haufen gleichartig gebauter, aber viel kleinerer Zellen

(Blastomeren[59]) um. Die Summe der Blastomeren nimmt den Raum ein, den

vorher die Eizelle einnahm (Fig. 18).

[Illustration: Fig. 17.

Zellen des Harnblasenepithels einer Maus. Technik Nr. 8, S. 74. 560mal

vergr.]

Erst von jetzt ab treten neue Veränderungen ein, die zur Ausbildung

des fertigen Organismus hinleiten und uns mit wichtigen allgemeinen

Zelleigenschaften bekannt machen; wir bezeichnen diese Vorgänge als

~Wachstum~ und ~Differenzierung~.

[Illustration: Fig. 18.

Unreifes Ei (A) und in viele Blastomeren geteiltes Ei (B) vom Seeigel

bei gleicher (500facher) Vergrößerung. Technik Nr. 9, S. 75.]

Das erste ~Wachstum~ des Keimes beruht auf einer beträchtlichen

Wasseraufnahme, die Hohlräume zwischen den Blastomeren verursacht.

Dazu kommt aber die Fähigkeit der Zellen, ihre Leibessubstanz durch

Ansatz neuer Stoffe zu vermehren. Sobald die Zellen, die nach einer

Teilung ja nur halb so groß sind als die Mutterzelle, dazu übergehen,

ihr Zytoplasma erst auf die Größe der Mutterzelle heranwachsen zu

lassen, ehe sie mit einer neuen Teilung beginnen, bedeutet Zellteilung

gleichzeitig Vermehrung der Gesamtmasse des Keimes. Von einer gewissen

Entwicklungsstufe des Keimes an ist das Heranwachsen der Zellen in der

Ruhepause zwischen zwei Zellteilungen die Regel.

Erst in späteren Ausbildungsstufen, wenn die Zellen sich nicht

mehr bloß vermehren, sondern allmählich für verschiedene Aufgaben

bestimmt werden, setzen dann die Wachstumsveränderungen ein,

die zu der für jede differenzierte Zelle charakteristischen

Größe führen. Die endgültige Größenänderung ist dann zumeist

mit einer Formänderung verbunden, so daß die mehr oder weniger

typischen Gestalten der verschiedenen Zellarten dabei definiert

werden. Bei diesen Wachstumsvorgängen verändert sich das

Zytoplasma gewöhnlich in stärkerem Maße als der Zellkern; bei

ungleichmäßigem Wachstum desselben wird die Zelle gestreckt,

abgeplattet oder verästelt usw.

Die meisten Zellen sind weich und imstande, unter mechanischen

Einflüssen ihre Form zu verändern; so werden z. B. die in der

leeren Harnblase zylindrischen Epithelzellen in der gefüllten

Blase zu niedrig abgeplatteten Gebilden (s. Fig. 295);

Epithelzellen des Bauchfelles können durch Dehnung das Dreifache

ihrer normalen Flächenausbreitung erhalten.

Das ungleichmäßige Wachstum ist also schon ein Teilvorgang dessen,

was wir als ~Differenzierung~ bezeichnen. Über das Wesen dieses

Vorganges sind wir nicht unterrichtet. Wir wissen, daß sich im

erwachsenen Organismus unter dem Einfluß besonderer Reizwirkungen,

die an die Funktion eines Gewebes gesteigerte Ansprüche stellen, die

Zusammensetzung mancher Gewebe in zweckentsprechender Weise ändern

kann; man wird hiernach daran denken müssen, daß es auch bei der

ersten Entstehung bestimmter Gewebsdifferenzierungen ein neuer Reiz

war, der zur Ausbildung der neuen Gewebsstruktur führte. Dieser

Möglichkeit steht aber die Tatsache gegenüber, daß die große Mehrzahl

der Differenzierungen schon in einer Entwicklungsstufe auftritt, in

der eine funktionelle Beanspruchung in den allermeisten Fällen kaum in

Frage kommt. Ist also das Entstehen der Gewebsstruktur in Vorstufen

heutiger Organismen die Folge einer Reizwirkung gewesen, so muß man,

um den Tatsachen gerecht zu werden, die Annahme machen, daß die einmal

erworbene Fähigkeit durch Vererbung in den Organismen auch dann

Strukturen bildet, wenn der Bildungsreiz wirksam ist.

Dieser Gedankengang würde also die Möglichkeit einer Vererbung

erworbener Eigenschaften zugeben. Schließt man, wie viele

Forscher es tun, diese Möglichkeit aus, so muß man umgekehrt die

Struktur als das primär Gegebene betrachten und annehmen, daß nur

passend strukturierte Gewebe ihre Aufgabe zu erfüllen imstande

waren. Nur solche aber konnten erhalten bleiben. Wie im Falle der

letzteren Annahme die erste Gewebsdifferenzierung zustande kam,

bleibt dabei unerörtert.

Ob die Entstehung von Strukturen im lebenden Organismus in allen Fällen

an die Tätigkeit von Zellen gebunden ist, ist durchaus zweifelhaft.

In einer großen Reihe von Fällen werden Körpersubstanzen nicht nur

von Zellen zusammengesetzt, sondern außerdem von z. T. mächtig

entwickelten, sogenannten Interzellularsubstanzen. In diesen sind

ebenfalls die verschiedensten Strukturelemente zu erkennen. Es ist

deshalb zweckmäßig zwischen ~intrazellulären~ und ~extrazellulären~

Differenzierungen zu unterscheiden.

Wie bei der Eizelle ausgeführt wurde, ist es oft schwer

zu sagen, ob bestimmte Differenzierungsprodukte einen

selbständigen Stoffwechsel besitzen und damit zu den »lebenden«

Körperbestandteilen gehören, oder ob sie wesentlich passiver

Natur sind. Im letzteren Falle würden sie dem Metaplasma

zuzurechnen sein. Es ist zweckmäßig, bei diesen Festsetzungen die

äußerste Zurückhaltung zu bewahren. Zudem müssen wir annehmen,

daß es auch Strukturen mit äußerst geringem Stoffwechsel

gibt, denen aber trotzdem eine gewisse Lebenstätigkeit nicht

abgesprochen werden darf.

In der Regel nimmt mit dem Differenzierungsgrad der Zellen ihre

Vermehrungsfähigkeit ab, so daß wir eine Reihe von hochspezialisierten

Zellformen kennen, die zur Teilung überhaupt nicht mehr befähigt

sind. Da die Lebensfähigkeit der Zellen überhaupt begrenzt und in

der Regel geringer ist als diejenige des Gesamtorganismus, so finden

sich für fast alle Zellarten auch im erwachsenen Organismus gewisse

Jugendformen, aus denen durch Teilung und Differenzierung ein Ersatz

für verbrauchte Zellen entstehen kann. Absterbende Zellen sind

charakterisiert durch Volumenabnahme von Kern und Zytoplasma, welch

letzteres oft am Rande angenagt erscheint oder sich stärker färbt,

während im Kerne die chromatische Substanz entweder abnimmt oder sich

zu kompakten, unregelmäßig geformten, intensiv sich färbenden Brocken

(»pyknotische Kerne«[60]) zusammenballt. Auch Vakuolen im Zytoplasma

und im Kerne sind oft Zeichen absterbender Zellen.

~Technik.~

Nr. 1. ~Frische Eier~ erhält man auf folgende Weise: Man

verschaffe sich aus dem Schlachthause ein paar frische Eierstöcke

einer Kuh. Die großen Bläschenfollikel sind durchscheinend, von

Erbsengröße und lassen sich mit einer Schere leicht in toto

herausschälen. Nun übertrage man den isolierten Follikel auf

einen Objektträger und steche ihn mit der Nadel vorsichtig an.

Das Anstechen muß an der auf dem Objektträger liegenden Seite

vorgenommen werden, sonst spritzt der Liquor im Bogen heraus und

mit ihm das Ei. In dem ausfließenden Liquor folliculi findet

sich, umgeben von Zellen des Cumulus oophorus (s. unter Ovarium),

das Ei (Fig. 3), welches, ohne daß das Präparat mit einem

Deckglase bedeckt wird, mit schwacher Vergrößerung aufgesucht

werden muß. Will man mit starken Vergrößerungen untersuchen, so

bringe man zu seiten des Eies ein paar feine Papierstreifen und

lege dann ein Deckglas vorsichtig auf.

Der Anfänger wird manchen Follikel opfern, ehe es ihm gelingt,

ein Ei zu finden. Oft tritt das Ei nicht sofort beim Anstechen

heraus und wird erst nach wiederholtem Zerzupfen des Follikels

gefunden.

Nr. 2. ~Froscheier.~ Die einem laichreifen Froschweibchen

entnommenen Eier kann man frisch unter einem Deckglas

zerquetschen; man kann dann leicht kleinere und größere

Dotterplättchen, Pigmentkörnchen und andere Granula untersuchen.

Um Dauerpräparate mit Erhaltung der Übersicht herzustellen,

werfe man eine Anzahl Eier in ~Zenker~sche Flüssigkeit (s. S.

16, Nr. 8) und lasse sie hierin einige Wochen liegen, wodurch

die die Weiterverarbeitung störende Gallerthülle zerfällt.

Dann entwässere man (jodieren! s. S. 16), und bette in

Kollodium-Nelkenöl-Paraffin ein nach folgendem Verfahren:

Alkohol abs. 10 Minuten,

Kollodium-Nelkenöl (zu gleichen Teilen

zusammengießen und 24 Stunden unbedeckt stehen

lassen, bis der Äthergeruch im wesentlichen

geschwunden ist 10 "

mit einem Pinsel auf Fließpapier übertragen und

vorsichtig von anhängendem Kollodium-Nelkenöl

befreien,

Chloroform 5 "

Paraffin I 5 "

Paraffin II 5 "

Einbetten (s. S. 23).

Durch dieses Einbettungsverfahren gelingt es leicht, den sonst

sehr brüchig werdenden Dotter zu schneiden.

Die Schnitte können ungefärbt montiert werden.

Nr. 3. Zur Färbung der ~Plastosomen~ muß besonders fixiertes

Material verwandt werden. Eierstöcke kleiner Säugetiere (Maus,

Meerschweinchen, Ratte) kann man ganz oder halb durchschnitten,

von größeren Säugetieren kann man nur kleine Stücke von Ovarien

einlegen in ~Altmann~sches Fixierungsgemisch:

Überosmiumsäure 2%ig 3,0

Kal. bichrom. 5%ig 3,0.

Gründlich wässern, dann entwässern und Einbetten, in Paraffin

oder in Zelloidin-Paraffin. Sehr dünne Schnitte (1 bis höchstens

3 µ).

Dann färben nach ~Altmanns~ Anilinöl-Fuchsinmischung, die man

sich folgendermaßen bereitet:

In 100 ccm Anilinwasser (5-10 ccm Anilinöl mit 100 ccm Aqua dest.

gut durchgeschüttelt und filtriert) löst man 20,0 g Säurefuchsin.

Vor dem Gebrauch filtrieren!

Diese Lösung tropft man auf den Objektträger und erwärmt

über einer Flamme bis Dämpfe aufsteigen; diese Prozedur wird

2-3mal wiederholt, zuletzt läßt man die Farblösung über dem

Objekt vollständig erkalten, gießt ab und beginnt mit der

Differenzierung in Pikrinsäurealkohol (1 Vol. gesättigte,

alkoholische Pikrinsäure zu 7 Vol. 20%igem Alkohol). Nur Übung

läßt den richtigen Differenzierungsgrad erkennen, bei dem im

Zytoplasma nur Plastosomen (und manche andere granuläre und

fibrilläre Einschlüsse), im Kern höchstens die Nukleolen gefärbt

sein sollen. Diese treten dann rot auf gelblichem Hintergrund

hervor.

Nach genügender Differenzierung gründliches Ausspülen in Alk.

95%, Alk. abs., Xylol, Balsam.

Ist die Färbung nicht richtig angegangen oder wurde zu stark

differenziert, so muß das Präparat wieder in Wasser zurückgeführt

werden, worauf die Färbung von neuem begonnen werden kann.

Über andere Methoden zur Fixierung und Färbung der Plastosomen

siehe die Spezialwerke über Mikrotechnik.

Nr. 4. Das Verhalten von ~Neutralrot zu lebenden Zellen~ studiert

man am besten an Infusorien, die man sich dadurch züchtet,

daß man Heu mit Wasser übergießt und die allmählich an der

Wasseroberfläche entstehende Kahmhaut untersucht. In ihr sind

besonders häufig die für solche Untersuchungen sehr günstigen

Paramäzien vorhanden. Nun bringt man mit einer sauberen Pipette

eine Anzahl Infusorien in ein Uhrschälchen, in dem sich einige

Kubikzentimeter einer Neutralrotlösung 1 : 30000 befinden.

Nach kurzer Zeit sind die Nahrungsvakuolen, etwas später die sog.

Entoplasmakörnchen gefärbt. In dieser Lösung halten sich viele

Infusorien tagelang gefärbt am Leben. Setzt man aber dem Präparat

vom Deckglasrande her einen Tropfen stärkerer (etwa 1%iger)

Neutralrotlösung zu, so sterben die Infusorien sehr rasch unter

intensiver Diffusfärbung des Zytoplasmas und des Zellkernes ab.

Ähnliche Versuche lassen sich auch an den meisten Körperzellen

zusammengesetzter Organismen vornehmen (supravitale Färbung).

Nr. 5. Man ~fixiere Ovarien~ kleiner Säugetiere ganz, größere

(auch die des Menschen) nach Anbringung von tiefen Querschnitten

in reichlichen Mengen (100 bis 200 ccm) ~Zenker~scher Lösung (S.

16). Weiterbehandeln nach Nr. 110.

Frosch- oder Reptilieneier zum Studium der Kernveränderungen

während des Eizellenwachstums findet man in den Ovarien,

behandelt sie nach den Vorschriften, die für die Säugetiereier

gegeben wurden, bettet aber hier nur mit Zelloidin oder

Zelloidin-Paraffin ein, da diese Objekte in Paraffin allein zu

brüchig werden.

Nr. 6. Zu Studien über Kernstrukturen und mitotische Teilungen

eignen sich am besten Entwicklungsformen von Amphibien. Im

Frühjahr frisch eingefangene Molche laichen im Aquarium

ab. Behandelt man Morula- oder junge Blastulastadien nach

Technik Nr. 2, so findet man in Schnitten meist reichlich

Kernteilungsstadien. Färben: Hansens Hämatoxylin, differenzieren

in Pikrinsäure, Alk. 95%, Alk. abs. Xylol.

Sehr leicht kann man sich die Larven unserer Molche (der sog.

Wassersalamander) verschaffen, die in den Monaten Juni und

Juli in Massen jeden kleinen Tümpel bevölkern. Man bringe die

~frischgefangenen~ 3-4 cm langen Exemplare

a) in ca. 100 ccm Chrom-Essigsäure (S. 6), in der sie

rasch sterben 3 Stunden,

dann b) in womöglich fließendes Wasser 8 "

dann c) in Alkohol 70% 4-24 "

dann d) in Alkohol 90% beliebig lang.

a) Für ~Kernstrukturen~ kratze man ~vorsichtig~ mit einem

Skalpell das Epithel der Bauchhaut ab, ziehe dann den Rest, das

dünne Corium, mit zwei spitzen Pinzetten vom Bauche, färbe das

abgezogene in Hansenschem Hämatoxylin (S. 32) und schließe es in

Xylolbalsam (S. 45) ein.

Sehr zu empfehlen ist auch Fixierung mit Chromosmiumessigsäure

(S. 17) und Färbung mit Saffranin nach Ansäuerung (S. 34).

Man sieht teilweise noch die runden Drüsen, zwischen diesen aber

schöne Bindegewebszellen mit großen Kernen. Der feinere Bau des

Zytoplasma, der Zentralkörperchen und Sphäre sind ebenso wie die

feinen Kernstrukturen nur bei Anwendung stärkster Vergrößerung

und komplizierter Methoden zu erkennen.

Auch quergestreifte Muskeln des Schwanzes und glatte

Muskelfaserhäute, welch letztere man sich leicht durch Abziehen

der Darmmuskularis verschaffen kann, liefern schöne Bilder.

b) Für mitotische ~Kernteilungen~, die schon bei der oben

erwähnten Behandlung vereinzelt zur Beobachtung gelangen,

umschneide man mit einer feinen Schere den Hornhautrand und

ziehe mit einer feinen Pinzette die Hornhaut, eine dünne Scheibe

ab, was ganz leicht gelingt; färbe und konserviere wie a). Das

Präparat muß so liegen, daß die konvexe Hornhautseite nach

oben gekehrt ist; im Epithel sieht man schon bei schwacher

Vergrößerung viele Kernteilungsbilder, welche sich durch ihre

intensive Farbe verraten; bei stärkerer Vergrößerung Bilder wie

in Fig. 19.

Kernspindel und Polstrahlungen sind bei dieser Methode nur an

besonders günstigen Präparaten, z. B. an Eiern von der Forelle,

von Amphibien (der Mutterstern rechts oben stammt von einem

Ei von Siredon) wahrzunehmen. Zentralkörperchen und erste

Stadien der Spindelbildung sind nur mit Immersionslinsen und an

Präparaten, die nach Technik Nr. 10 (S. 90) hergestellt sind, zu

sehen.

Auch die an der konvexen Seite der knorpeligen Kiemenbogen

herabhängenden zarten Lamellen, sowie das Epithel des

Mundhöhlenbodens, sind sehr geeignet. Zuweilen findet man bei

einem Tiere keine einzige Kernteilung, was sich durch die

bekannte Tatsache des »schubweisen« Auftretens der Mitosen

erklärt.

Nr. 7. ~Askariseier.~ Pferdespulwürmer finden sich im

Darminhalt geschlachteter Pferde; man entnimmt den Würmern

die ganzen Eischläuche, in denen am nächsten nach der äußeren

Geschlechtsöffnung zu Teilungsstadien der befruchteten Eier zu

finden sind. Diese untersten Abschnitte der Eileiter fixiert man

3-6 Std. in ~Carnoy~scher Flüssigkeit:

Alk. abs. 60,0,

Chloroform 30,0,

Eisessig 10,0.

Dann übertragen in Alk. absol.

[Illustration: Fig. 19.

Kernteilungsbilder aus Flächenpräparaten des Mundhöhlenepithels von

Triton alpestris. 560mal vergrößert.]

Für ~Totalpräparate~ färbt man in dünnen Röhrchen, aus denen man

die Flüssigkeiten jeweils vorsichtig absaugen muß, mit dünnem

Hämatoxylin oder Bismarckbraun.

Für Schnittpräparate (am besten 10 µ) bettet man in Paraffin ein

und färbt die Schnitte mit Eisenhämatoxylin (s. S. 40).

Das Askarismaterial ist nicht leicht zu behandeln, so daß es sich

empfiehlt, nicht zu wenig zu konservieren.

Nr. 8. ~Amitotische Kernteilungen.~ Vorbereiten: a) ein zuerst

mit absolutem Alkohol und dann mit Äther sorgfältig gereinigtes

Deckglas; b) ein Gefäß mit 20 ccm Zenkers Flüssigkeit, Watte

am Boden (S. 16). Einer mit Chloroform getöteten Maus wird die

Harnblase ausgeschnitten, der Länge nach geöffnet und ~schnell~

mit der Schleimhautseite auf das Deckglas gelegt und sanft

aufgedrückt: dabei bleiben die oberflächlichen Epithelzellen

am Deckglas haften. Die Blase wird vorsichtig sofort wieder

abgenommen,

das Deckglas schnell in b) gebracht 1 Stunde lang,

dann in destill. Wasser gewaschen 1/4 "

dann (je eine Stunde) in 40%, 50% usw. Alkohol

gehärtet (S. 18), Färben mit Eisenhämatoxylin

(S. 40), Einschließen in Xylolbalsam

(S. 45). Nicht alle Zellen sind gleich gut

konserviert und gefärbt, viele Zerrbilder.

Nr. 9. Seeigeleier läßt man sich am besten konserviert

(Sublimat-Eisessig) von einer zoologischen Meeresstation senden.

Sie werden dort durch Übergießen der frisch dem Weibchen

entnommenen Eier mit verdünnter Samenflüssigkeit künstlich

befruchtet und in verschiedenen Zeitabschnitten konserviert.

Manche zoologischen Stationen (Neapel) versenden alle gewünschten

Stadien konserviert.

Für Totalpräparate empfiehlt sich die Färbung des Materials mit

Boraxkarmin mit Differenzierung in Salzsäure (s. S. 34).

Für feinere Untersuchungen (Kernteilungen) fertigt man Schnitte

an, indem man einen Klumpen Eier in Paraffin einbettet, die

Schnitte mit Eisenhämatoxylin färbt (s. S. 40).

Lehrbuch der Histologie und der mikroskopischen Anatomie des Menschen, mit Einschluss der mikroskopischen Technik · 第 75 / 286 题