Skip to main content
SpringerLink
Log in

Pinéale et troisième oeil de Lacerta vivipara (J.), au cours de la vie embryonnaire et postnatale

Etude cytophysiologique des monoamines en microscopie de fluorescence et en microspectrofluorimétrie

Monoamines in the pineal organ and the parietal eye of Lacerta vivipara

A fluorescence microscopic and microspectrofluorometric study

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

Summary

The distribution of monoamines (indole- and catecholamines) was studied in the pre- and postnatal pineal organ of the lizard Lacerta vivipara (J.) using fluorescence histochemistry. After formaldehyde treatment, a yellow (U.V.-labile) fluorescence first appears at stage 36 in the parenchyma. The distribution of this fluorescence is considered with regard to cellular differentiation. Microspectrofluorometric analysis of the yellow fluorophores shows a storage of 5-HT, and possibly 5-HTP, in secretory rudimentary photoreceptors throughout life.

The fluorescence histochemistry and electron microscopy of the embryonic pineal organ indicates that the “interstitial” cells of the ependymal type play a role in the uptake of tryptophan and 5-HTP (precursors of serotonin).

Dark chamber culture of embryos was used to clarify the incorporation and storage of indole compounds. The presence of enzymatic systems, involved in the metabolism of indoleamines is discussed.

From stage 39 onwards a green fluorescence can be demonstrated in sympathetic nerve fibres running in the pineal capsule. Microspectrofluorometric analysis of the green fluorophores in the adult showed noradrénaline to be the normal neurotransmitter. Evidently the appearance of 5-HT during embryonic life does not depend on the adrenergic innervation of the pineal organ.

In normal and experimental series, monoamines could not be demonstrated in the embryonic pariétal eye.

Résumé

Par la technique de Falck et Hillarp, nous avons étudié la localisation des monoamines indoliques et catéchniques épiphysaires durant la vie pré- et postnatale, chez Lacerta vivipara. A partir du stade 36 de l'embryogenèse, le traitement par les vapeurs de paraformaldéhyde induit en U.V. une fluorescence jaune, labile, dans l'épithélium épiphysaire dont la localisation est étudiée en fonction de la différenciation épiphysaire. L'analyse microspectrofluorimétrique des fluorophores jaunes permet de garantir, à tous les stades de la vie, un stockage de 5-HT et peut-être de 5-HTP, dans les cellules de type photorécepteur rudimentaire sécrétoire. Chez l'embryon, la confrontation des recherches histochimiques et ultrastructurale montre que les cellules «interstitielles» de type épendymaire (= «cellules de soutien») jouent un rôle dans le captage des acides aminés, dont les précurseurs de la sérotonine.

Grâce à la technique de culture des embryons, en chambre noire, l'application de traitements pharmacologiques renseigne sur les modalités d'incorporation, et de stockage des dérivés indoliques. Le problème des systèmes enzymatiques impliqués dans la biosynthèse et le catabolisme de la sérotonine est discuté chez l'embryon.

La fluorescence verte des fibres nerveuses pinéalopètes n'apparaît qu'au stade 39. L'analyse microspectrofluorimétrique des fluorophores verts, chez l'adulte, montre que le neurotransmetteur de ces fibres est la noradrénaline. L'apparition de la sérotonine et de ses rythmes éventuels ne dépendent donc pas de l'innervation adrénergique, aux jeunes stades de la vie embryonnaire.

Dans les conditions normales et expérimentales, les monoamines (5-HTP, 5-HT et catécholamines) ne peuvent pas être mises en évidence dans l'oeil pariétal embryonnaire.

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

Bibliographie

  • Arvy, L.: La glande pinéale, centre régulateur des amines biogènes. Ann. Biol. 5, 565–594 (1966)

    Google Scholar 

  • Axelrod, J.: Neural control of indoleamine metabolism in the pineal. In: The pineal gland. Symposium of the Ciba Foundation. G.E.W. Wolstenholme and J. Knight ed. London: J. and A. Churchill, Pub. 35–47, 1971

    Google Scholar 

  • Björklund, A., Ehinger, B., Falck, B.: A method for differentiating dopamine from noradrenaline in tissue sections by microspectrofluorometry. J. Histochem. Cytochem. 16, 263–270 (1968)

    Google Scholar 

  • Björklund, A., Falck, B., Håkanson, R.: Histochemical demonstration of tryptamine. Properties of the formaldehyde-induced fluorophores of tryptamine and related indole compounds in models. Acta physiol. scand. Suppl. 318, 1–31 (1968)

    Google Scholar 

  • Björklund, A., Falck, B., Owman, Ch.: Fluorescence microscopic and microspectrofluorometric techniques for the cellular localization and characterization of biogenic amines. In: I. Kopin (ed.): Methods in Investigative and Diagnostic Endocrinology, Vol. I. Amsterdam: North Holland Publ. Co. 1971

    Google Scholar 

  • Björklund, A., Owman, Ch., West, K. A.: Peripheral sympathetic innervation and serotonin cells in the habenular region of the rat brain. Z. Zellforsch. 127, 570–579 (1972)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P.: Recherches préliminaires sur les propriétés histochimiques de l'épiphyse de quelques Lacertiliens. C. R. Acad. Sci. (Paris), Sér. D 265, 1827–1830 (1967)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P.: Pluralité des «photorécepteurs» dans l'épiphyse de Lacerta. C. R. Acad. Sci. (Paris), Sér. D 267, 1047–1050 (1968a)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P.: L'épiphyse des Lacertiliens: relations entre les données microélectroniques et celles de l'histochimie (en fluorescence U.V.) pour la détection des indole- et catécholamines. C. R. Soc. Biol. 162, 1785–1789 (1968b)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P.: Contribution à l'étude de l'organe pinéal. De l'épiphyse sensorielle à la glande pinéale: modalités de transformation et implications fonctionnelles. Ann. Stn. biol. Besseen-Chandesse Suppl. 1, 1–359 (1969)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P.: Differentiation and regression of the cells of the sensory line in the epiphysis cerebri. In: The pineal gland. Symposium of the Ciba Foundation. G.E.W. Wolstenholme and J. Knight, eds., J. and A. Churchill, Publ., p. 79–120. London: 1971

    Google Scholar 

  • Collin, J. P., Ariëns Kappers, J.: Electron microscopic study of pineal innervation in Lacertilians. Progr. Brain Res. 11, 85–106 (1968)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P., Ariëns Kappers, J.: Synapses of the ribbon type in the pineal organ of Lacerta vivipara (Reptiles, Lacertilians). Experientia (Basel) 27, 1456–1457 (1971)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P., Meiniel, A.: L'organe pinéal. Etudes combinées ultrastructurales, cytochimiques (monoamines) et expérimentales, chez Testudo mauritanica. Grains denses des cellules de la lignée «sensorielle» chez les Vertébrés. Arch. Anat. micr. Morph. exp. 60, 269–304 (1971)

    Google Scholar 

  • Collin, J. P., Meiniel, A.: Métabolisme des indolamines dans l'organe pinéal de Lacerta (Reptiles, Lacertiliens). I. Intégration sélective de 5-HTP-3H (5-hydroxytryptophane-3H) et rétention de ses dérivés dans les photorécepteurs rudimentaires sécrétoires. Z. Zellforsch. (in press) (1973a)

  • Collin, J. P., Meiniel, A.: Métabolisme des indolamines dans l'organe pinéal de Lacerta (Reptiles, Lacertiliens). II. L'activité MAO et l'incorporation de 5-HTP-3H et de 5-HT-3H, dans les conditions normales et expérimentales. Z. Zellforsch. (in press) (1973b)

  • Corrodi, H., Jonsson, G.: Fluorescence methods for the histochemical demonstration of monoamines: 4. Histochemical differentiation between dopamine and noradrenaline in model. J. Histochem. Cytochem. 13, 484–487 (1965)

    Google Scholar 

  • Corrodi, H., Jonsson, G.: The formaldehyde fluorescence method for the histochemical demonstration of biogenic monoamines. J. Histochem. Cytochem. 15, 65–78 (1967)

    Google Scholar 

  • Dufaure, J. P.: Recherches descriptives et expérimentales sur les modalités et facteurs du développement de l'appareil génital chez le lézard vivipare (Lacerta vivipara Jacquin). Arch. Anat. micr. Morph. exp. 55, 437–537 (1966)

    Google Scholar 

  • Dufaure, J. P., Hubert, J.: Table de développement du lézard vivipare: Lacerta (Zootoca) vivipara Jacquin. Arch. Anat. micr. Morph. exp. 50, 309–327 (1961)

    Google Scholar 

  • Eakin, R. M., Westfall, J. A.: Fine structure of the retina in the reptilian third eye. J. biophys. biochem. Cytol. 6, 133–134 (1959)

    Google Scholar 

  • Eakin, R. M., Westfall, J. A.: Further observations on the fine structure of the parietal eye of lizards. J. biophys. biochem. Cytol. 8, 483–499 (1960)

    Google Scholar 

  • Eakin, R. M., Westfall, J. A.: The development of photoreceptors in the stirnorgan of the treefrog Hyla regilla. Embryologia 6, 84–98 (1961)

    Google Scholar 

  • Falck, B., Hillarp, N. A., Thieme, G., Torp, A.: Fluorescence of catecholamines and related compounds condensed with formaldehyde. J. Histochem. Cytochem. 10, 348–354 (1962)

    Google Scholar 

  • Falck, B., Owman, Ch.: A detailed methodological description of the fluorescence method for the cellular demonstration of biogenic monoamines. Acta Univ. Lund 7, 1–23 (1965)

    Google Scholar 

  • Francotte, P.: Contribution à l'étude de l'oeil pariétal, de l'épiphyse et de la paraphyse chez les Lacertiliens. Mémoires couronnés et Mémoires des savants étrangers, Acad. Roy. Belgique 55, 1–45 (1896)

    Google Scholar 

  • Hamasaki, D.I., Dodt, E.: Light sensitivity of the lizard's epiphysis cerebri. Pflügers Arch. 313, 19–29 (1969)

    Google Scholar 

  • Hendrickson, A.E., Kelly, D.E.: Development of the amphibian pineal organ; cell proliferation and migration. Anat. Rec. 165, 211–228 (1969)

    Google Scholar 

  • Illnerova, H.: 5-hydroxytryptophan decarboxylase activity in the rat pineal body during ontogenesis. Physiol. bohemoslov. 18, 119–123 (1969)

    Google Scholar 

  • Kappers, J. Ariëns: Note préliminaire sur l'innervation de l'épiphyse du lézard Lacerta viridis. Bull. Ass. Anat. (Nancy) 134, 111–116 (1966)

    Google Scholar 

  • Kappers, J. Ariëns: The sensory innervation of the pineal organ in the lizard, Lacerta viridis, with remarks on its position in the trend of pineal phylogenetic structural and functional evolution. Z. Zellforsch. 81, 581–618 (1967)

    Google Scholar 

  • Luft, J.H.: Improvements in epoxy resin embedding methods. J. biophys. biochem. Cytol. 9, 409–414 (1961)

    Google Scholar 

  • Machado, C.R.S., Wragg, L.E., Machado, A.B.M.: A histochemical study of sympathetic innervation and 5-hydroxytryptamine in the developing pineal body of the rat. Progr. Brain. Res. 8, 310–318 (1968)

    Google Scholar 

  • Machado, C.R.S., Wragg, L.E., Machado, A.B.M.: Circadian rhythm of serotonin in the pineal body of immunosympathectomized immature rats. Science 164, 442–443 (1969)

    Google Scholar 

  • Meiniel, A., Collin, J.P.: Monoamines de l'organe pinéal au cours des stades de développement intra-utérins d'un Amniote. Recherches chez Lacerta vivipara (Jacquin), Reptile, Lacertilien. C. R. Acad. Sci. (Paris), Sér. D 271, 2373–2376 (1970)

    Google Scholar 

  • Meiniel, A., Collin, J.P., Calas, A.: Incorporation du 5-hydroxytryptophane (5-HTP) dans l'organe pinéal du Lacertilien Lacerta vivipara (J.): étude par radioautographie à haute résolution. C. R. Acad. Sci. (Paris), Sér. D 274, 2897–2900 (1972)

    Google Scholar 

  • Moszkowska, A.: L'antagonisme épiphyso-hypophysaire. Etude in vivo et in vitro chez l'embryon de Poulet Sussex. Ann. Endocr. (Paris) 19, 69–79 (1958)

    Google Scholar 

  • Oksche, A., Kirschstein, H.: Unterschiedlicher elektronenmikroskopischer Feinbau der Sinneszellen im Parietalauge und im Pinealorgan (Epiphysis cerebri) der Lacertilia. Ein Beitrag zum Epiphysenproblem. Z. Zellforsch. 87, 159–192 (1968)

    Google Scholar 

  • Owman, Ch.: New aspects of the mammalian pineal gland. Acta physiol. scand. 63, Suppl. 240, 1–40 (1964)

    Google Scholar 

  • Owman, Ch., Rüdeberg, C.: Light, fluorescence and electron microscopic studies on the pineal organ of the pike, Esox lucius L., with special regard to 5-hydroxytryptamine. Z. Zellforsch. 107, 522–550 (1970)

    Google Scholar 

  • Owman, Ch., Rüdeberg, C., Ueck, M.: Fluoreszenzmikroskopischer Nachweis biogener Monoamine in der Epiphysis cerebri von Rana esculenta und Rana pipiens. Z. Zellforsch. 111, 550–558 (1970)

    Google Scholar 

  • Petit, A.: Nouvelles observations sur la morphogenèse et l'histogenèse du complexe épiphysaire des Lacertiliens. Arch. Anat. (Strasbourg) 50, 228–257 (1967)

    Google Scholar 

  • Petit, A.: Ultrastructure de la rétine de l'oeil pariétal d'un Lacertilien, Anguis fragilis. Z. Zellforsch. 92, 70–93 (1968)

    Google Scholar 

  • Quay, W.B., Halevy, A.: Experimental modifications of the rat pineal content of serotonin and related indoleamines. Physiol. Zool. 35, 1–7 (1962)

    Google Scholar 

  • Quay, W.B., Jongkind, J.F., Ariëns Kappers, J.: Localizations and experimental changes in monoamines of the reptilian pineal complex studied by fluorescence histochemistry. Anat. Rec. 157, 304–305 (1967)

    Google Scholar 

  • Raynaud, A.: Une technique permettant d'obtenir le développement des oeufs d'Orvet (Anguis fragilis L.) hors de l'organisme maternel. C. R. Acad. Sci. (Paris) 249, 1715–1717 (1959)

    Google Scholar 

  • Ritzén, M.: Cytochemical identification and quantitation of biogenic monoamines. A micro-spectrofluorometric and autoradiographic study. M. D. Thesis, Stockholm 1967

  • Wartenberg, H., Baumgarten, H.G.: Über die elektronenmikroskopische Identifizierung von noradrenergen Nervenfasern durch 5-Hydroxydopamin und 5-Hydroxydopa im Pinealorgan der Eidechse (Lacerta muralis). Z. Zellforsch. 94, 252–260 (1969a)

    Google Scholar 

  • Wartenberg, H., Baumgarten, H.G.: Untersuchungen zur fluorescenz- und elektronenmikroskopischen Darstellung von 5-Hydroxytryptamin (5-HT) im Pineal-Organ von Lacerta viridis und L. muralis. Z. Anat. Entwickl.-Gesch. 128, 185–210 (1969b)

    Google Scholar 

  • Wilhoft, D.C., Quay, W.B.: Effects of temperature on brain contents of 5-hydroxytryptamine and related indoles in a lizard, Sceloporus occidentalis. Comp. Biochem. Physiol. 15, 325–338 (1965)

    Google Scholar 

  • Wurtman, R.J., Axelrod, J., Kelly, D.E.: The pineal, p. 1–199. New-York-London: Academic Press 1968

    Google Scholar 

  • Zweig, M., Snyder, S.H., Axelrod, J.: Evidence for a nonretinal pathway of light to the pineal gland of newborn rats. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.) 56, 515–520 (1966)

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Biologie animale, U.E.R. Sciences Exactes et Naturelles, Université de Clermont-Fd, Aubière, France

    A. Meiniel & J. P. Collin

  2. Anatomisches Institut I der Justus Liebig-Universität Gießen, Germany

    H. G. Hartwig

Authors
  1. A. Meiniel
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. J. P. Collin
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. H. G. Hartwig
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Travail dédié au Professeur Dr. Oksche, en témoignage de vive reconnaissance. Cette étude a été partiellement réalisée grâce à une bourse, attribuée par le «Deutscher Akademischer Austauschdienst».

Que le Dr. Björklund (Institute of Anatomy and Histology, University of Lund, Lund) trouve ici l'expression de notre profonde reconnaissance, pour avoir accepté de nous conseiller dans l'application de la technique microspectrofluorimétrique et dans la correction des courbes.

Ce travail doit également à la collaboration technique de Mme. Benay, et à Frl. Vaihinger pour la réalisation des schémas. Nous remercions également la firme Beckman (BRD) qui nous a autorisé à modifier l'un de ses schémas, concernant le microspectrophotomètre MS 1206, la firme Leitz (BRD) qui nous a procuré une lampe à tungstène calibrée et les Laboratoires CIBA, PFIZER-CLIN et ROCHE (France) qui nous ont gracieusement fourni des drogues.

Avec l'aide de la Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Meiniel, A., Collin, J.P. & Hartwig, H.G. Pinéale et troisième oeil de Lacerta vivipara (J.), au cours de la vie embryonnaire et postnatale. Z.Zellforsch 144, 89–115 (1973). https://doi.org/10.1007/BF00306688

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00306688

Key words

Search

Navigation