Cơ chế tổng hợp, lưu trữ và vận chuyển glycogen trong màng túi noãn của phôi gà

Archiv für Entwicklungsmechanik der Organismen - Tập 161 - Trang 89-117 - 1968
B. H. Willier1
1Department of Biology, The Johns Hopkins University, Baltimore

Tóm tắt

Bài báo này đề cập đến mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng trong màng túi noãn (YSM), một "trạm trung gian" sống giữa lòng đỏ trứng và phôi của gà. Qua các tế bào tổ chức (nội bì) của nó, tất cả các chất trong lòng đỏ trứng, dù không thay đổi hay được biến đổi enzym thành các chuyển hóa đơn giản hơn, đều được vận chuyển tới máu của phôi đang phát triển, trong đó chúng chủ yếu được sử dụng làm nguyên liệu xây dựng. Vì glycogen phải được lấy từ lòng đỏ trứng và được quan sát dễ dàng trong các tế bào nội bì (các tế bào glycogen của Claude Bernard) của YSM, nó đã được chọn làm dấu hiệu của hoạt động chức năng. Bằng sự kết hợp các phương pháp hóa sinh tế bào, đồng vị phóng xạ và kính hiển vi điện tử, việc định vị glycogen trong các tế bào nội bì và khả năng vận chuyển glucose vào máu đã được khảo sát trong phần giữa của cuộc sống phôi. Những phát hiện chính là: (1) Glucose có gắn triti được tiêm vào túi noãn được đưa vào các hạt glycogen trong tế bào chất của tế bào nội bì. Các hạt glycogen có gắn nhãn được sắp xếp thành vòng quanh các khối lòng đỏ trứng (“mẫu perilipid”) và trong các nồng độ cơ sở gần màng plasma (“mẫu cơ sở”). Những mẫu này giống hệt với những gì thu được từ thử nghiệm axit peryodic Schiff. (2) Trong các vi ảnh điện tử, glycogen thường xuất hiện dưới dạng các gói nhỏ của các vòm thường được bố trí trong ma trận tế bào chất giữa các khối lòng đỏ trứng nhưng không nằm bên trong chúng. Những khác biệt trong các mẫu tổ chức glycogen và bào quan giữa đỉnh và đáy của tế bào nội bì gợi ý về trạng thái lưu thông của glycogen theo hướng đỉnh - đáy, tức là từ tổng hợp ban đầu và lắng đọng glycogen ở tế bào chất đỉnh, tới một vùng giàu các lắng đọng glycogen liên quan đến ER không hạt, và tới một vùng đáy của glycogen, sẵn sàng để phân giải thành glucose và vận chuyển tới máu. Giữa glycogen của tế bào chất đáy và máu của mạch tĩnh mạch là một phức hợp siêu cấu trúc của các khoảng quanh mạch và màng tế bào có các túi vi nang có vẻ như đã thích nghi cho vận chuyển glucose hay các chất chuyển hóa khác vào máu cũng như cho việc trao đổi chất giữa các tế bào nội bì và phôi. Về cơ chế tiếp nhận các chất từ lòng đỏ trứng vào các tế bào nội bì, lần đầu tiên đã xác lập rằng các khối lòng đỏ trứng nguyên vẹn của nhiều loại khác nhau được nuốt vào bởi sự hợp nhất của cạnh của một nếp gấp hình chén của màng plasma. Các túi pinocytotic của màng bề mặt tế bào dường như cung cấp các thiết bị cho việc tiếp nhận các chất hòa tan trong lòng đỏ trứng.

Từ khóa

#yolk-sac membrane #glycogen #glucose transport #entodermal cells #cytochemistry #electron microscopy

Tài liệu tham khảo

Abraham, S., L. A. Hillhard, andI. L. Chaikoff: Components of serum and egg yolk lipoproteins: galactose, mannose, glycosamine and sialic acid. Arch. Biochem.89, 74–78 (1960). Allen, H. J.: Glycogen in the chick embryo. Biol. Bull.36, 63–71 (1919). Ballard, F. J., andI. T. Oliver: Glycogen metabolism in embryonic chick and neonatal rat liver. Biochim. biophys. Acta (Amst.)71, 578–588 (1963). Bellairs, Ruth: Differentiation of the yolk sac of the chick studied by electron microscopy. J. Embryol. exp. Morph.2, 201–225 (1963). —: Biological aspects of the yolk of the hen's egg. In: Advances in Morphogenesis, vol. 4, p. 217–272 (M. Abercrombie andJ. Brachet, ed.). New York: Academic Press 1964. —, andD. A. T. New: Phagocytosis in the chick blastoderm. Exp. Cell Res.26, 275–279 (1962). Bernard, Claude: Memoire sur une nouvelle fonction du placenta. Annales des Sciences Naturells, ser. 4. Zoologie10, 111–136 (1858). —: Sur une nouvelle fonction du placenta. J. Physiol. de L'Homme et Animaux2, 31–40 (1859). Biagi, G. L.: Proteins of the high density fraction of the fluid and granules of yolk during chick embryogenesis. Biochem. biophys. Acta (Amst.)93, 421–422 (1964). Budowski, P., N. R. Bottino, andR. Reiser: Lipid transport in the laying hen and the incubating egg. Arch. Biochem.93, 483–490 (1961). Bulmer, D.: Dimedone as an aldehyde blocking reagent to facilitate the histochemical demonstration of glycogen. Stain Technol.34, 95–98 (1959). Byerly, T. C.: Growth of the chick embryo in relation to its food supply. J. exp. Biol.9, 15–44 (1932). Casselman, W. G. B.: Histochemical Technique. New York: John Wiley & Son 1962. Chapeville, F., etP. Framageot: Formation de sulfite, d'acide cystéique et de taurine à partir de sulfate par l'oeuf embryonné. Biochim. biophys. Acta (Amst.)26, 538–558 (1957). ——: Mécanisme de la formation enzymatique de l'acide cystéique a partir de cysteine et de sulfite, en présence de préparations de sac vitellin et de vitellus d'oeufs embryonnés d'oiseaux. Bull. Soc. Chim. biol. (Paris)40, 1965–1972 (1958). Cook, W. H.: Proteins of hen's egg yolk. Nature (Lond.)190, 1173–1175 (1961). Dalton, A. J.: The functional differentiation of the hepatic cells of the chick embryo. Anat. Rec.68, 393–409 (1937). Danchakoff, Wera: Untersuchungen über die Entwickelung des Blutes und Bindegewebes bei den Vögeln. Anat. Hefte, Abt.1, 37, 471–589 (1908). Doyle, W. L., andR. L. Watterson: The accumulation of glycogen in the “glycogen body” of the nerve cord of the developing chick. J. Morph.85, 391–404 (1949). Emanuelsson, H.: Proteolytic activity in hen's egg prior to incubation. Nature (Lond.)168, 958–959 (1951). —: Changes in the proteolytic enzymes of the yolk in the developing hen's egg. Acta physiol. scand.34, 124–134 (1955). Fawcett, D. W.: The Cell. Its Organelles and Inclusions. An Atlas of Fine Structure. Philadelphia: W. B. Saunders Co. 1966. Flickinger, R. A.: Amino-acid studies in relation to yolk utilization in the chick embryo. Experientia (Basel)13, 248 (1957). Foote, M. W., andA. C. Kind: A phosphoprotein phosphatase in the chick embryo. Arch Biochem.46, 254–256 (1953). Grillo, T. A. I.: A histochemical study of phosphorylase in the tissues of the chick embryo. J. Histochem. Cytochem.9, 386–391 (1961 a). —: The ontogeny of insulin secretion in the chick embryo. J. Endocr.22, 285–292 (1961b). —:,G. Okuno, S. Price, andP. P. Foá: The activity of uridine diphosphate glucose-glycogen synthetase in some embryonic tissues. J. Histochem. Cytochem.12, 275–280 (1964). Hevesy, G. C., H. B. Levi, andO. H. Rebbe: The origin of phosphorus compounds in the embryo of the chicken. Biochem. J.32, 2147–2155 (1938). Himes, M., andL. Moriber: A triple stain for deoxyribonucleic acid, polysaccharides and proteins. Stain Technol.31, 67–70 (1956). Konigsberg, I. R.: The effects of early pituitary removal by “decapitation” on carbohydrate metabolism in the chick embryo. J. exp. Zool.125, 151–169 (1954). Larner, J.: Genetic and hormonal control of carbohydrate metabolism. Fed. Proc.19, 971–976 (1960). Lee, W. H.: The glycogen content of various tissues of the chick embryo. Anat. Rec.110, 465–474 (1951). Lewis, J. C., N. S. Snell, D. J. Hirschmann, andH. Fraenkel-Conrat: Amino acid composition of egg proteins. J. biol. Chem.186, 23–35 (1950). Lison, L.: Histochemie et Cytochimie Animales. Principes et Méthodes, 3rd ed., vol. II, p. 429–430. Paris: Gauthier-Villars 1960. Martin, W. G., andW. H. Cook: Preparation and molecular weight ofγ-livetin from egg yolk. Canad. J. Biochem.36, 153–160 (1958). McIndoe, W. M.: Changes in the protein content of yolk during chick embryogenesis. J. Embryol. exp. Morph.8, 47–53 (1960). Mecham, D. K., andH. S. Olcott: Phosvitin, the principal phosphoprotein of egg yolk. J. Amer. chem. Soc.71, 3670–3679 (1949). Moe, H., O. Behnke, andJ. Rostgaard: Staining of osmium fixed embedded tissue sections for light microscopy. Acta anat. (Basel)48, 142–148 (1962). Nemeth, A. M.: Glucose-6-phosphatase in liver of fetal guinea pig. J. biol. Chem.208, 733–736 (1954). —, andJ. B. Flexner: Glycogenesis in the liver of the fetal guinea pig. J. biol. Chem.208, 765–771 (1954). Nikitina, O. Y.: Some aspects of carbohydrate metabolism in the skeletal muscles of chick embryos. Ukr. Biokhim. Zh.35, 188–193 (1963). Noble, R. C., andJ. H. Moore: Metabolism of the yolk phospholipids by the developing chick embryo. Canad. J. Biochem.43, 1677–1686 (1965). ——: The liver phospholipids of the developing chick. Canad. J. Biochem.45, 627–639 (1967). Pearse, A. G. E.: Histochemistry. Theoretical and Applied, 2nd ed. pp. 998. Boston: Little Brown & Co. 1961. Przybylski, R. J.: Cytodifferentiation of the chick pancreas. I. Ultrastructure of the islet cells and the initiation of granule formation. Gen. comp. Endocr.8, 115–128 (1967). Rinaudo, M. T.: Glycogenesis in the liver of chicken embryo. Enzymologia24, 230–236 (1962). Romanoff, A. L., andA. J. Romanoff: The Avian Egg, 918 pp. New York: John Wiley & Sons 1949. Rosen, S. I., G. W. Kelly, andV. B. Peters: Glucose-6-phosphatase in tubular endoplasmic reticulum of hepatocytes. Science152, 352–353 (1966). Rudnick, D.: Localization of glutamotransferase activity in the chick embryo during the first six days of incubation. Arch. zool. ital.51, 137–147 (1966). —, andH. Waelsch: Enzymes of glutamine metabolism in the developing chick embryo. A study of glutamotransferase and glutamme synthetase. J. exp. Zool.126, 297–322 (1954). Rupe, C. O., andC. J. Farmer: Amino acid studies in the transformation of proteins of the hen's egg to tissue proteins during incubation. J. biol. Chem213, 899–906 (1955). Sabitini, Q. D., K. Bensch, andR. J. Barrnett: Cytochemistry and electron microscopy. The preservation of cellular ultrastructure and enzymatic activity by aldehyde fixation. J. Cell Biol.17, 19–58 (1963). Thommes, R. C., andJ. J. Just: Endocrine control of yolk sac membrane glycogen levels in the developing chick embryo. Gen. comp. Endocr.4, 614–623 (1964). Williams, M. A., W. A. DaCosta, L. H. Newman, andL. M. Marshall: Free amino acids in the yolk during the development of the chick. Nature (Lond.)173, 490 (1954). Willier, B. H.: Ontogeny of endocrine correlation. In: Analysis of Development, ed. byB. H. Willier, Paul Weiss andV. Hamburger, p. 574–619. Philadelphia: W. B. Saunders Co. 1955. —: Glycogen synthesis, storage and transportation in the yolk-sac membrane of the chick embryo. Amer. Zool.6, 357 (1966). Zheludkova, Z. P.: Glycogen fractions in the liver, muscles, and yolk sac of the chick embryo. Russ. J. Biochem.28, 23–26 (1963). Zwilling, E.: Carbohydrate metabolism in insulin-treated chick embryos. Arch. Biochem.33, 228–242 (1951).