LUPBÂRI ^PĂRUTE ÎN EDITURA ACADEMIEI REPUBIICII SOCIALISTE’ROMÂNIA $ i '1 ’ '«V ; ,i. . 4 IU .v'» 1111188^^ ? > , 4 *. J 1 c AJ\KINA DOjyuA'tfu ^i; ( ONS IAN JJN; JMANOLAGIJl, ,. ’/m, J; H)1II1(,' ' î',50 ki»'*11 ' Vo^siayii'n^man’oiV flC, 5,-IlihnoiHei.i, - ' 4 \^niil0nlv», btibl im,»'Mctioilin.ie, îqbț) îă!*», \j iJ '* "•M ,Ș< I I imn H. s. |(lllll ............ , । UW:s< u, .„ , < > ? '•eIiu/eni),'l'»r>QnoJ -XII, f.ikJr p >.< x„au/. p;, 5Up țrs, . « : ' Jl I ln\l n i 1,11,1,1.,!, du, Jtmii.u'H.i, । , ,, j . ^>'•l,,,;............................. '”"■ ■ u^an ■ile,' 106'X >1 IlUIIlll- o 4103 , -ijjinnK *u,v Lei-15. COMITETUL DE REDACȚIE Studii si rercclâri de BIOLOGIE Redactor responsabil: Academician EUGEN PORA TOMUL 22 SERIA ZOOLOGIE 1970 NR. 1 Redactor responsabil adjunct: R. CODREANU, membru corespondent al Academiei Republicii Socialiste România Membri: M. A. IONESCU, membru corespondent al Academiei Republicii Socialiste România; MIHAI BĂCESCU, membru corespondent al Academiei Republicii Socialiste România; OLGA NECRASOV, membru corespondent al Academiei Republicii Socialiste România; GR. ELIESGU, membru corespondent al Academiei Republicii Socialiste România; MARIA COLOIANU — secretar de redacție. S U M AR Pag. EUGEN V. NICULESCU, Caracterele structurale specifice ale larvelor de lepidoptere........................................ 3 Z. FEIDER și IULIA MIRONESCU, Variația morfologică și cheto- taxică la speciile de Ptilonyssus (Rhinonyssidae, Parasiti- formes) parazite pe Sitta europaea coesia (țoi) din România. . 15 CONSTANTINA SORESCU, Dezvoltarea și osificarea neurocraniu- lui la Leucaspius delineatus (Heckel) ......................... 23 Prețul unui abonament este de 90 de lei. în țară abonamentele se primesc la oficiile poștale, agențiile poștale, factorii poștali și difuzorii de presă din întreprinderi și instituții. Comenzile de abonamente din străinătate se primesc la CARTIMEX, București, Căsuța poștală 134 — 135 sau Ia reprezentanții săi din străinătate. D. SCRIPCARIU și A. BANCU, Contribuții la studiul histo- chimic al localizării lipidelor, noradrenalinei și adre- nalinei din formațiunile glandei suprarenale de Cyprinus carpio L....................................................... 31 LILIANA ROȘCA, Influența unor formațiuni telencefalice vechi asupra glicemiei și metabolismului energetic la păsări. ... 39 I. V. DEACIUC, Conversia glucozei în acizi grași. Semnificație funcțională,- mecanism și autoreglare..................... 47 MIHAIL ȘERBAN și DlTA COTARIU, Bazele moleculare ale contracției musculare ................................... 59 T; LORINTZ, Heterozisul și ereditarea unor indici hematologici la Gallus domesticus..................................... 69 VIAȚA ȘTIINȚIFICA ............................................. 83 RECENZII .................................................... 85 Manuscrisele, cărțile și revistele pentru schimb, precum și orice corespondență se vor trimite pe adresa Comitetului de redacție al revistei „Studii și cercetări de biologie — Seria zoologie”. APARE DE 6 ORI PE AN ADRESA REDACȚIEI: SPLAIUL INDEPENDENTEI NIL 2U6 BUCUREȘTI St. și'cerc, biol,, Seria zoologie, t. 22, nr. 1, p. 1—90, București, 1970 CARACTERELE STRUCTURALE SPECIFICE ALE LARVELOR DE LEPIDOPTERE DE - EUGEN V. NICULESGU 595.78 In the present paper the author presents the results ot personal researches on the morphology of Lepidoptera larvae. In the first part of the wprk, the morphological characters of one and the same speeies are examined in their ontogenetical development, while in the second part, the morphological characters in different speeies are presented, showing the value of the specific morphological criterion. Eaza larvară la lepidoptere este faza de nutriție cînd se acumulează material constructiv pentru faza de reproducere reprezentată prin imago. Pentru a se nutri activ, larva se deplasează căutînd hrana în cele mai . variate biotopuri, consumînd frunze, flori, fructe, diverse produse ali- mentare, precum și în lemnul arborilor, în ciuperci, mușchi și licheni, în cuiburile păsărilor și ale insectelor, în cadavre sau excremente etc. Regimul de hrană al larvelor este foarte variat,; chiar la acelea care sînt fitofage; deoarece acestea pot trăi liber pe frunze, în interiorul lor, răsucindu-le, sau în parenchimul acestora ca histofage sau plasmofage. Așa stînd lucrurile, la larve descoperim o serie de modificări adaptative, a căror strînsă depen- dență de factorii mediului care le-au determinat este incontestabilă. Nu numai că larvele diferitelor specii au structuri variate după felul de viață la care s-au adaptat, dar chiar la una și aceeași specie constatăm deosebiri dacă comparăm larva din primul stadiu cu larva matură. De aceea, în această lucrare vom urmări două aspecte : modificările morfo- logice care au loc în ontogeneză și examinarea criteriului morfologic de specie. ST. ȘI CERC. BIOL. SERIA ZOOLOGIEI. 22 NR. 1 P. 3 —13 BUCUREȘTI 1970 4 EUGEN V. NICULESCU 2 I. MODIFICĂRI MORFOLOGICE ÎN ONTOGENEZĂ în timpul dezvoltării larvare au loc numeroase modificări, care afectează diverse organe și sclerite. Larva neonată nu numai că este mult mai mică decît cea matură, dar prezintă o serie de alte particularități privind ochii, antenele, piesele bucale, pedes spurii, structura segmentelor abdominale etc. La larvele care își duc viața pe frunze, aceste modificări privesc în special tegumentul și formațiunile tegumentare, modificările pieselor bucale și ale organelor de simț fiind mai reduse. într-adevăr, prin apariția perilor secundari, prin formațiunile tegumentare și prin desen și colorit, larvele mature se deosebesc mult de cele neonate. Dimpotrivă, la larvele miniere modificările afectează în special piesele bucale și orga- nele de simț, iar coloritul și învelișul pilos se modifică prea puțin sau de loc, perii primari persistînd fără adăugiri de peri secundari sau alte formațiuni tegumentare. Totuși, atunci cînd în timpul ontogenezei au loc schimbări în felul de viață al larvelor miniere, se constată modificări în toate sec- toarele corpului. La larvele care trăiesc în rădăcinile și tulpinile plantelor (cum sînt speciile din familiile Cossidae, Aegeriidae, JSepialidae, Eriocraniidae și unele Noctuidae), în frunzele răsucite (Toriricidae, unele Pyralidae etc.) sau în minele săpate în frunze (Stigmellidae, Adelidae, Incurvariidae, Lithoeolletidae, GelecMidae, Momphidae, Tischeriiăae etc.) învelișul pilos este reprezentat, în toate stadiile, numai prin peri primari; datorită absenței perilor secundari, pielea lor pare glabră privită cu ochiul liber, deoarece perii primari sînt rari și mici și nu se văd decît la binocular. Pielea lor este albă sau gălbuie și netedă, cel mai adesea lipsită de orice formațiuni tegumentare, ca tubercule, scoli etc. Corpul, inclusiv capul, este turtit dorso-ventral mai ales la unele larve miniere. Dimpotrivă, larvele care trăiesc deschis, liber, pe frunze au capul globulos, iar corpul, cilindric, este acoperit deseori cu un bogat înveliș pilos de peri secundari, înfipți fie direct în tegument, fie pe tubercule de forme și mărimi diferite. Corpul este de obicei pigmentat, uneori cu desene foarte variate. Totuși se cunosc și unele specii de Noctuidae, care, ca și geometridele, au numai peri primari, culoarea corpului fiind albicioasă, cu mici pete negre. La unele specii, pe lîngă perii secundari se află și puternice formațiuni tegumentare ca scoli și diverse tubercule acoperite cu spini sau peri spi- niformi. La aceste larve, sutura metopica este de obicei foarte lungă și corelativ fruntea scurtă, pe cînd la endofite are loc fenomenul invers. în timpul dezvoltării ontogenetice, la o aceeași specie se produc numeroase modificări morfologice. Astfel tegumentul la larvele neonate este aproape întotdeauna incolor, desenele viu colorate apărînd mai tîrziu, în timpul stadiilor următoare. Capul este și el alb, ulterior puțind căpăta culori variate : negru, roșu, cenușiu, galben, verde etc. Sînt însă și cazuri cînd larva neonată are tegumentul complet negru, ca la Eudia pavonia L. La această specie, în stadiile următoare, apar dungi laterale portocalii, iar la a patra năpîrlire, pielea devine verde cu tubercule galbene. La larve- le endofite, perii primari sînt de obicei scurți, pe cînd la larvele neonate ale speciilor care trăiesc liber, ei sînt adesea foarte lungi, uneori de 3—5 ori mai lungi decît lățimea corpului, ca de exemplu la Amata phegea L., 3 CARACTERE SPECIFICE LA LARVELE DE LEPIDOPTERE 5 Hyphantria cunea Drury etc. La unele specii, capul este proporționat cu restul corpului, fiind, ca și la maturitate, mai mic sau egal cu lățimea toracelui. Dar există și specii megalocefale, ca de exemplu Laothoe populi L,, la care capul este disproporționat de mare; de asemenea, în stadiul II: el este mai larg decît toracele și de-abia în stadiul III începe să capete pro- porții normale. . ' în primul stadiu perii de pe cap și ocelii lipsesc la unele specii, apărînd în stadiul II; totuși de obicei larva neonată are atît peri, cît și oceli, însă diferă puțin prin chetotaxie și dispoziția ocelilor față de stadiile următoare. Scleritele fronto-laterale lipsesc la larvele din stadiul I; la Amata phegea L., ele se conturează vag în stadiul III, fiind clar vizibile numai la maturitate. La speciile cu sutura metopica lungă, în stadiul I aceasta este relativ scurtă, în stadiile următoare cbntinuînd să crească în lungime. Mandibulele, la Laothoe populi L. în stadiul I, sînt largi, ușor convex- concave și prevăzute cu 6 dinți pe marginea internă. La maturitate ele . sînt globuloase, masive și lipsite de dinți; pe marginea lor internă în loc de dinți se află o muchie arcuită, suprafața masticatoare a mandibulei fiind aproape plană. Acest fenomen a fost observat și la alte specii. La unele larve însă, dinții se păstrează pînă la maturitate, cu modificări pri- vind forma și numărul lor. Astfel, la unele specii, larva neonată are man- dibule cu dinți puțini și mici, pe cînd la maturitate prezintă dinți mai numeroși și mai puternici. Uneori numărul de peri (doi) pe mandibule se păstrează toată viața, alteori acesta crește pînă la 10. La Hypsopygia costalis F., mandibulele la larva neonată au trei dinți dintre care doi sînt lungi și ascuțiți, pe cînd larva matură prezintă numai doi dinți, mai scurți, dintre care unul este ascuțit. Labrum are uneori, în stadiul I, o scobitură mediană puțin accentu- ată, care în stadiile următoare se adîncește, ca la Antheraea pernyi Gu6r. et Men., la care scobitura este atît de adîncă încît labrum pare format din doi lobi. în unele cazuri, numărul perilor crește de la 6 la 12 perechi, ca la Brenthis hecate Den. et Schiff. Protoracele prezintă uneori o placă toracală (scut) foarte mare, ca la Zeuzera pyrina L.; alteori, fiind slab sclerificată, ea este vag indicată, sau chiar indistinctă. în stadiile următoare ea se modifică. Așa, de exemplu, la Arctia villica L. în stadiul I, placa protoracală este lată și poartă 8 peri, în stadiul II ea începe să se fragmenteze și pe aceste plăci mai mici apar peri secundari formînd smocuri. în stadiile următoare, plăcuțele devin din ce în ce mai convexe, luînd forma de tubercule. La Orgyidae, la majoritatea speciilor, grupa stigmatalis de pe torace poartă chiar din primul stadiu numeroși peri formînd un mănunchi, ca la Orgyia, Laelia etc. La Lymantria dispar L., larva neonată are pe corp peri umflați la bază și peri penați, lungi, care în stadiile următoare sînt înlocuiți prin peri tot penați, dar mai scurți. La Aglia tau L., larva neonată are tubercule ramificate, foarte lungi, cîte o pereche pe protorace, metatorace și al 8-lea segment abdominal și tubercule mai mici pe restul segmentelor, în stadiile următoare ele se reduc, lipsind complet la larva matură. Abdomenul se deosebește și eh în diferitele stadii de dezvoltare. Uneori perii din primul stadiu sînt foarte lungi, ca la Amata phegea L., 6 EUGEN V. NICULESCU 4 CARACTERE SPECIFICE LA LARVELE DE LEPIDOPTERE 7 Metitaea phoebe Den. et Schiff., M. athălia Rott., Agapetes galatliea L. etc. La Amata phegea L., în stadiul I acești peri sînt simpli; din stadiul II apar peri penați, ale căror ramificații cresc în stadiile următoare. în sta- diul I abdomenul, de obicei, nu are tubercule, rareori se observă plăci sclerificate, ca la Amata phegea L., Arctia mitica L., mici tubercule, ca la Metitaea athatia Rott., Agapetes galatliea L., sau scoli, ca la M. trivia Den. et Schiff. De asemenea, la unele Lymantriidae, larva din primul stadiu are tubercule cu numeroși peri secundari (K o j a n c i k o v, 1950). De multe ori, la larvele neonate, pinacula lipsesc și în acest caz, uneori, theca perilor este dezvoltată, astfel încît tegumentul nu mai este ca de obicei neted, cum apare la Zygaena trifotii Esp. Și pedes spurii se modi- fică în cursul dezvoltării ontogenetice. La unele specii, ele lipsesc în stadiul I, larva fiind apodă, ca la Lithocolletis. La Laothoe populi L., pedes spurii la larva neonată au 8 croșete pe segmentele 5, 6 și 10 dispuse în rînd median monoetajat; croșetele cresc în dimensiuni de la segmentul 3 la segmentul 10, La larva matură, croșetele sînt dispuse în rînd median bietajat, numărul fiind mai mare (15—19 croșete în șirul extern, 23 de croșete în cel intern). La Epinotia festivana Hbn.,larva neonată are 10 croșete pe segmentul III dispuse în șir circular monoetajat; la larva matură, pe același segment se află 35 de croșete dispuse de asemenea în șir circular bietajat. Modificări importante se observă la Lithocolletis. în stadiul I corpul larvei este glabru, turtit dorso-ventral, capul prognat, de asemenea turtit dorso-ventral, ascuțit, fruntea trapezoidală, cu puntea frontală foarte dezvoltată. Labrum este mare, la unele specii cu dinți pe margini; mandibulele, plate, au dinții slab dezvoltați, fusulus foarte redus; picioarele toracice și abdominale absente, segmentele toracice foarte largi. Aceste larve sînt plasmofage și se hrănesc cu sucurile din epi- dermă sau din stratul cel mai superior al parenchimului rnde-și fac mine. Începînd din stadiul III, larva ia formă cilindrică, cu picioare toracice și abdominale, cu peri primari (care apar în stadiul II). Capul este semi- prognat, fruntea triunghiulară, puntea frontală dispare. Larva trăiește în parenchim pe care îl roade, consumînd țesuturile frunzei (faza histofagă). în legătură cu modul de hrană diferit de al larvei din stadiul I, mandi- bulele sînt robuste, globuloase, cu mai mulți dinți bine dezvoltați. în acest stadiu, avînd un fusulus dezvoltat, larva țese mătase. Examinînd mai detaliat larva neonată și larva matură la Hyphantria cunea Drury, am constatat numeroase deosebiri, pe care le prezentăm în continuare sub forma unui tablou sinoptic. în afară de particularitățile menționate în tablou, am mai constatat deosebiri în dispoziția perilor pe cap și la- brum, pe picioarele toracice etc., fără să mai vorbim de învelișul pilos atît de abundent al larvei mature. DEOSEBIRILE MORFOLOGICE LA LARVA NEONATĂ ȘI LA LARVA MATURĂ DE HYPHANTRIA CUNEA DRURY Larva neonată Larva matură Epicraniul este acoperit numai cu peri primari. Pe lingă peri primari se află și cîțiva peri subprimari, mici, în grupele frontală, anteri- oară și posterioară. Scleritele fronto-laterale absente. Antena. Al doilea articol este de două ori mai lat decît înalt și poartă la extremitatea distală un păi1 foarte lung și două sensile digitiforme. Al treilea articol este foarte mic, deopotrivă de lat și de înalt; el poartă trei sensile sub- conice, dintre care una este formată din două articole. Labrum. Scobitura mediană este relativ îngustă. Cei patru peri din marginea anterioară sînt s curți. Perii epifaringieni sînt scurți și lăți. Pe partea ventrală, în regiunea anterioară, se află două formațiuni circulare. Spinii microscopici de pe fața ventrală sînt mici și mai abundenți în regiunea mediană. Maxila. Cardo este reprezentat printr-un singur sclerit redus. Stipes are doi peri lungi. Primul articol al palpului maxilar de două ori mai lat decît înalt. Al doilea articol al palpului maxilar cu 1/3 mai lat decit înalt. Al treilea articol al palpului maxilar poartă trei sensile, dintre care una este mai mare. Galea are patru sensile, dintre care trei sînt formate din două articole (două din ele sînt lungi și una scurtă). Labium. Fusulus este în întregime membranos și relativ larg. Fusuligerul este ușor sclerificat. Primul articol al palpilor labiali este lipsit de peri. Palpigerul este slab sclerificat. Scleritele fronto-laterale sînt prezente în jumătatea posterioară a frunții. Al doilea articol este mai mult înalt decît lat și poartă la extremitatea distală doi peri (unul foarte scurt și unul foarte lung), precum și patru sensile, dintre care două, digitiforme, sînt mai mari. Al treilea articol, de asemenea foarte mic, este mai mult înalt decît lat; el poartă patru sensile subconice, dintre care una este mai mare decît celelalte. Scobitura mediană este mai largă. Cei patru peri din marginea anterioară sînt lăți. Perii epifaringieni sînt mai lungi. Acestea lipsesc. Acești spini sînt mai mari și mai abundenți spre părțile laterale. Cardo este format din două sclerite mai mari. Stipes are doi peri lungi și opt scurți, dintre care trei sînt foarte mici. De odată și jumătate ori mai laț decît înalt. Puțin mai înalt decît lat. Poartă șase sensile, dintre care două sînt mai mari decit celelalte. Galea are patru peri și trei sensile, dintre care două, lungi, biarticulate, și una scurtă. Fusulus este de asemenea membranos, dar întărit de trei benzi sclerificate : două laterale mai lungi și una mediană scurtă; el este mult mai lung decît la larva neonată. Fusuligerul este mai puternic sclerificat. Acest articol este prevăzut cu un păr mic. Palpigerul este mai bine sclerificat. 8 EUGEN V. NICULESCU 6 Mentum are scobitura posterioară puțin adîncă. Mentum are scobitura posterioară mai adîncă. Submenlum are doi perj. Submenlum are patru peri. Pedes spurii au trei peri și cinci croșete. Pedes spurii au numeroși peri și 20 — 30 de croșete. II. CRITERIUL MORFOLOGIC DE SPECIE Studiul morfologic al larvelor ne oferă un excelent material pentru problema speciei. Caracterele morfologice, la nivelul specific, sînt foarte vizibile și pot fi găsite atît înhabitus (desen, colorit, forma capului), cît și în structura pieselor bucale, antenelor, ocelilor, picioarelor etc. Dacă desenul și coloritul sînt relativ bine cunoscute la larve, mai ales la macro- frenate, în schimb, caracterele structurale sînt insuficient studiate și de aceea ne vom opri mai mult asupra lor; datele morfologice în cea mai mare parte sînt noi pentru știință. Labrum prezintă deosebiri specifice atît în ceea ce privește forma sa, cît și chetotaxia. Astfel la Nymphalis polycloros L., labrum este mai lat, cu scobitura mediană mai îngustă decît la N. xanthomelas Esp. La Lasiocampa quercus L., scobitura mediană este mai adîncă decît la L. trifolii Esp.; la prima specie, labrum are șase perechi de peri, la a doua 11. De asemenea și la Apatele aceris L. scobitura mediană este mai adîncă decît la A. rumicis L. La Antheraea pernyi Guăr. et Men., cei doi lobi ai piesei labrum sînt mai înalți decît la A. yamamai Guer. et Măn., la care sînt mai scunzi și mai lăți. Placa epifaringiană este mai lată la A. pernyi decît la A. yamamai, iar cei trei peri epifaringieni sînt mai fini la A. yamamai Guăr. et Men. decît la A. pernyi Guer. et Men. Mandibulele se deosebesc prin forma lor generală, prin forma și nu- mărul dinților, prin chetotaxie. La Nymphalis polychloros L., mandibulele au marginea internă prevăzută cu o proeminență sub forma unui dinte, pe cînd la N. xanthomelas Esp. aceasta lipsește; în schimb, pe margine există mici crestături formînd cîțiva dinți abia perceptibili. La Nymphalis polychloros L. și N. antiopa L., fața masticatoare a mandibulei este mai îngustă decît la N. xanthomelas Esp. în ceea ce privește marginea mandi- bulei, la N. antiopa L. este mai regulat arcuită decît la N. xanthomelas Esp. și N. polychloros L. Marginea externă a mandibulei este mai bine conturată la N. antiopaL. și N. polyehloros L. decît la N. xanthomelas Esp., la care ea trece treptat spre condil. La Melitaea cinxia L., mandibulele au trei dinți bine conturați și ascuțiți, alături de alții vag indicați; la Melitaea trima Den. et Schiff, există nouă dinți bine conturați, dintre care patru sînt ascuțiți (fig. 1). La Melitaea athalia Eott., mandibulele au tot nouă dinți, însă ei încep chiar de la marginea externă. La Lasiocampa quercus L., mandibulele sînt lipsite de dinți, pe cînd la L. trifolii Esp. există patru dinți și patru cute proeminente (la L. quercus cutele sînt imperceptibile). La Arctia villica L., mandibulele au patru dinți și o proeminență triunghiulară, pe cînd la A. caja L. prezintă cinci dinți, proeminența fiind absentă. La Apatele aceris L., mandibulele au un dinte intern mai pronunțat decît la A. rumicis L. La Lymantria dispar L., cele două cute proeminente de Fig. 1. — Mandibule de Melitaea cinxia L. (1) și Fig. 2. — Mandibule de Lymantria dispar L. (I) și L. monacha M. trivia Den. et Schiff. (2), văzute pe fața internă (2), văzute pe fața internă (original). (original). 10 EUGEN V. NICULESCU CARACTERE SPECIFICE LA LARVELE DE LEPIDOPTERE 11 pe fața masticatoare sînt mai lungi și mai proeminente decît la L. monacha L.; alte deosebiri mai mici rezultă și din figura 2. Fusulus de asemenea variază dînd bune caractere specifice. La Antheraea pemyi Guer. et Mdn., el are formă ovală și cele două sclerite laterale sînt alungite, pe cînd la Antheraea yamamai Guer. et Men. este foarte lat, avînd la partea supe- rioară două mari expansiuni la- terale simetrice, scleritele laterale fiind foarte scurte, triunghiulare. La Arctia caja L. (fig. 3) palpigerul și scleritele laterale' de la fusulus ■ sînt mai largi decît la A. villica L. Forma capului, desenul și co- loritul adesea diferă de la specie la specie. Astfel la Nymphalis xahtho- melas Esp. capul este mai pătrat decît la N.-antiopa L., la care este puțin mai alungit; la N. polychlo- ros L. este mai puțin îngust decît la A. antiopa L. Cele două emi- sfere ale vertextului la N. antiopa L. sînt mai puțin convexe și adîn- citura dintre ele ceva mai profundă decît la A. xanthomelas Esp. Frun- tea la N. antiopa L. este mai lată decît la N. xanthomelas Esp. La N. polychloros L., tuberculele de pe cap sînt mai înalte, mai ales în regiunea superioară a vertexu- lui, cele mai scurte le găsim la N. antiopa L. La Lasiocampa quercus oare de Arctia cajaU, văzută ventral (original). L. și L. trifotii Esp., capul Se deo- fs, Fusulus; sm, stria mediana; sl, stnun late- ’ • i x . • rale; pl, palpi lâbiali; fg, fusuliger; pg, s .^Ș^e pim desen, iar la Arctia palpiger ; Lb 2, peri labiali; m, mcntum. Vlllica L. și A. caja L. prin Colorit (roșu la prima specie, negru la a doua). Apatele acerish. și A. rumicish. se deosebesc, de asemenea, prin desen și colorit. Mai constatăm deosebiri în ceea ce privește culoarea capului și pilozitatea la speciile genului Metitaea. La M. maturna L., capul este negru strălucitor, acoperit cu rugozități fine și peri negri; la M. aurinia Rott., capul este de asemenea negru, dar perii sînt ușor roșcati spre vertex. La M. cinxia L., capul este brun-gălbui (fruntea brun-negricioasă), cu peri negri, pe cînd la M. trivia Den. et Schiff. capul este gălbui ca și perii. La M. didyma Esp. este brun-gălbui cu puncte albe, la M. phoebe Den. et Schiff. și M. athatia Rott. este negru. La Metitaea cinxia L., capul este aproape pătrat, la M. maturna L. este mai lung decît la M. cinxia L., iar la M. trivia Den. et Schiff. este ușor triun- ghiular din cauză că regiunea ocelară este mai atenuată decît la M. cinxia, la care această regiune este proeminentă. ’ La Antheraea pemyi Guer. et Men., capul are mici pete negre (o regiune circulară pigmentată în jurul tecii perilor), pe cînd la A. ya- mamai Gudr. et Men. capul nu prezintă nici un fel de desen, fiind de culoare gălbuie uniformă. La Pieris napi L. capul, în primul stadiu, este cenușiu palid, la P. rapae L. este negru închis, iar la maturitate este verde, cu fine puncte negre, în timp cela P. brasicae L. este albăs- trui, cu puncte negre. La Chamaesphecia palustris Kautz, capul este brun feruginos, la Oh. empiformis Esp. este brun-gălbui cu fruntea mai închisă. Forma și numărul tuberculelor (scoli) de pe corpul larvelor de Nym- phalidae de asemenea variază specific. Astfel, la Polygonia C-album L., tuberculele alb-gălbui sînt rigide și foarte ramificate, pe cînd la P. L-album Esp.' ele sînt negre și mai puțin ramificate. La Nymphalis deosebirile sînt mai mari. Astfel, la N. polyehloros M, tuberculele ău trei sau cinci ramuri și peri numeroși, la N. xanthomelas Esp. două ramuri cu peri puțini, iar la A. antiopa L. tuberculele sînt simple, fără ramuri laterale și acoperite numai cu peri moi (fig. 4). La A. polychloros L. în vîrful Fig, 4. — Școli Ia cîteva specii de lepidoptere. 1, Metitaea maturna L.: 2, M. trivia Den. et Schiff. ; 3, M. atlialia Rott. ; î și 5, Nymphalis polychloros L. ; 6, N. xanthomelas Esp. ; 7, N. antiopa L. 12 EUGEN V. NICULESCU 10 tuberculului principal se alia un spin lung, iar la N. xanlhomelas Esp. unul foarte scurt. Și în ceea ce privește dispoziția tuberculelor există deo- sebiri. Astfel la N, polycldoros L. pe abdomen există șapte tubercule /o $ s<*'’ $ SS^’’ $ sbst.), pe cînd la celelalte două specii numai șase \. sp 2 ssț., 2 sbst.), lipsind tuberculul dorsal. La Melitaea maturna L. și M. einxia L. pe torace există patru tubercule (2 sbst., 2 exp.), pe cînd Fig. 5. — Protoracele la larva matură de Pieris brassicae L. (7) și P. rapae L. (2), văzut dorsal (original). 11 CARACTERE SPECIFICE LA LARVELE DE LEPIDOPTERE 13 sînt mult mai mici, aproape de aceeași mărime, lipsind regiunile pigmen- tate (2). . Din cele cîteva exemple prezentate rezultă în mod evident că larvele ne procură un prețios material în rezolvarea problemei speciei, deoarece deosebirile morfologice specifice sînt foarte clare și constante. Studiul larvelor, sub acest aspect, este de-abia la început, fiind mult depășit de studiul morfologic al adultului, care este foarte înaintat. Cînd cercetarea morfologică a larvelor va fi terminată, vom avea un ansamblu de date de cea mai mare importanță pentru sistematica lepidopterelor, nefiind exclusă posibilitatea unei revizuiri serioase a sistematicii actuale. (Avizat de prof. Eugen A. Pora.) BIBLIOGRAFIE 1. Forbes W. T. M., Ann. Ent. Soc. Amer., Columbus, 1910, III, 94 — 132. 2. Fracker S. B., Illinois Biol. Monogr., 1915, III, 1, 1 — 140. 3. Gherasimov A. M., Gusenițl Fauna SSSR, Nasekomîe ceșuekrtlle, 1952, I, 2, I, 3 — 338. 4. Hasenfuss I., Abhandl. Larvalsystemat., 1960, Ins., 5. 5. Heinrich C., Proc. Ent. Soc. Washington, 1916, 18, 3, 154. 6. Hinton H. E., Trans. Roy. Ent. Soc. London, 1946, 97, 1 — 37. 7. Kuznețov N. I.A., Fauna Rossii i sopredelinîh stran. Nasekomîe cesuekrllle, Petrograd, 1915, I, 7, 336. 8. Mackay M. Rae, The Canad. Ent., Suppl., 10, 1959, 91, 338. 9. - The Canad. Ent., Suppl. 28, 1962, 3-182. 10. Mc Guffin W. C., The Canad. Ent., Suppl. 8, 1958, XC, 3-104. 11. — Mem. o,f the Ent. Soc. of Canada, 1967, 50, 67. 12. Niculescu E. V. și colab., Bul. științ. Acad. R.P.R., Secția de biol, și șt. agr., 1956, VIII, 3, 599-630. ’ 13. — Bull. de la Soc. Ent. de Mulhouse, mai-juin 1962, 37—39. 14. — Bull. de la Soc. Ent. de Mulhouse, juin 1963, 41 — 49. 15. — Fauna R.P.R., Insecta, Familia Nymphalidae, Edit. Acad. R.P.R., București, 1965, XI, 7, 361. 16. — Bull. de la Soc. Ent. de Mulhouse, mai-juin 1968, 43 —49. 17. Swatschek B., Die larvalsystematik der Wickler (Tortricidae u, Carposinidae), Berlin, 1958. Institutul de biologie „Traian Săvulescu”, Sectorul de sistematică și evoluție animală. Primit în redacție Ia 9 octombrie 1969. la M. trivia Den. et Schiff. se află 10 tubercule (2 d, 2 sd., 2 sst., 2 sbst., 2 exp.). La M. maturna L. și la J\I. cinxia L. segmentul II abdominal prezintă 13 tubercule, în timp ce la M. trima Den. et Schiff. numai 11. Deosebiri importante constatăm și la larvele de Pieris (fig. 5). Astfel la P. brassicae L. pe protorace, alături de tubercule mici, se află și tubercule mari, care pe primul inel protoracic sînt dispuse simetric, în mai multe regiuni pe un fond pigmentat (1); la P. rapae L., tuberculele VARIAȚIA MORFOLOGICĂ SI CHETOTAXICĂ LA SPECI- ILE DE PTILONYSSUS (RHINONYSSIPAE, PARASITI- FORMES) PARAZITE PE SITTA EUROPAEA 00 ESI A (ȚOI) DIN ROMÂNIA DE Z. FEIDER și IULIA MIRONESCU 595'42 The authors describe the variability of the ppisthosomal shield in Ptilonyssus strandmannianus Feider et Mironescu, 1969 and Ptilonyssus bregetovae Feider et Mironescu, 1969 and the variability of the chetotaxie of the legs from the genual III and the tibial I —IV in Ptilonyssus tribaspis, P. strandmannianus, P. brege- tovae et P. maxvachoni. Studiul rinonsidelor din genul Ptilonyssus parazite în cavitatea nazală a speciei Sitta europaea coesia (țoi) din România, care ne-a dat posibilitatea să determinăm cinci specii noi pentru știință (P. strandman- nianus Feider et Mironescu, 1969; P. tribaspis Feider et Mironescu, 1969 ; P. bregetovae Feider et Mironescu, 1969; P. pelmaspis Feider et Miro- nescu, 1969 1 și P. maxvachoni Feider et Mironescu, 1969 2), ne-a condus către cîteva observații asupra variației morfologice a scuturilor dorsale și asupra variației chetotaxiei picioarelor la speciile la care am avut la dispoziție mai multe exemplare (P. strandmannianus și P. bregetovae). în acest fel, speciile menționate vor fi mai bine cunoscute atît morfologic, cît și din punctul de vedere al variației geografice. Aceste observații le prezentăm în cele ce urmează. 1. Variația morfologică a scuturilor. în altă lucrare 3, am prezentat variația scuturilor la P. strandmannianus din două localități (Repedea — Iași și Gura Humorului — Suceava). Aceste date le completăm acum cu 1 Z. Feider et I. Mironescu, Ann. Părăsit. Hum. et Comp., 1969 (sub tipar). 2 Z. Feider et I. Mironescu, Rev. roum. de Biol., Serie de Zoologie, 1969 (sub tipar).- 3 Z. F e i de r et I. Mironesc u, Ann. Părăsit. Hum. et Comp., 1969 (sub tipar). ST. ȘI CERC. BIOL. SERIA ZOOLOGIE T. 22 NR. 1 P. 15-21 BUCUREȘTI 1970 16 Z. FEIDER și IULIA MIRONESCU' 2 observații asupra variației scuturilor la mai multe exemplare provenite de la Pîngărați — Neamț. De asemenea vom menționa variația unor scuturi la P. bregetovae găsit la Sinaia și la Pîngărați. La femela de P. strandmannianus, scuturile dorsale, podozomal și -pigidial, mai late la exemplarele de la Repedea (fig. 1) și înguste la exem- plarele de la Pîngărați (fig. 3), prezintă o lățime intermediară la exempla- rele de la Gura Humorului (fig. 2). Variația scutului dorsal opistozomal este însă mult mai amplă. Dacă la exemplarele de la Repedea incizia pos- terioară a scutului este abia schițată (fig. 1), la cele de la Gura Humo- rului ea este bine marcată (fig. 2), iar la cele de la Pîngărați, pe lîngă faptul că această incizie este foarte evidentă și adîncă, în plus, la un exem- plar se observă tendința de fragmentare a scutului opistozomal la ,nivelul inciziei (fig. 3). - O variație similară se observă și la forma scutului opistozomal al masculului aceleiași specii. La exemplarele de la Repedea, scutul este lipsit de incizia posterioară (fig. 4, A), pe cînd la exemplarele de la Gura Humorului se observă chiar un început de fragmentare a acestui scut, în partea sa posterioară (fig. 4, P). La P. bregetovae, variația se manifestă prin faptul că scutul podo- zomal este lat în partea anterioară, la exemplarele de la Sinaia, dar se îngustează la exemplarul de la Pîngărați. La fel, este mai îngustat și scu- tul pigidial la exemplarele din această ultimă localitate. Scutul opistozomal la P. bregetovae (cel mai caracteristic pentru spe- ciile de Ptilonyssus) are marginea anterioară rotunjită, la exemplarele de la Sinaia, și trunchiată, la cele de la Pîngărați. Totodată, marginea .laterală, care la exemplarele de la Sinaia prezintă o slabă proeminență sau nici una, la cele de la Pîngărați se dezvoltă ca o proemiență evidentă. O variație a morfologiei scuturilor la acest gen, și anuine a sculpturii . scutului, a fost observată și de A. Fain (1) lai P. pyenonoti Fain, 1956 din Congo, precum și la subspecia acesteia P. pyenonoti ssp. malayi Fain, ’ 1963 din Malaya. Pe această bază, alături de alte caractere, autorul a sta- bilit o subspecie nouă. în cazul nostru, ținînd seama că teritoriul geografic de unde am co- lectat materialul este mai restrîns, am considerat că variația celor două scuturi este de natură negenetică, fără să formeze un taxon. Ea poate fi atribuită, pe de o parte, condițiilor de mediu, și anume temperaturii și* umidității care variază în funcție de altitudine, iar pe de altă parte gazdei, într-adevăr, la P. strandmannianus incizia scutului opistozomal crește , în funcție de altitudine (Repedea — Iași, 350 m; Gura Humorului — Sucea- ' va 480 m; Pîngărați — Neamț 500 m). De asemenea deformarea scutului opistozomal la P. bregetovae crește de la Pîngărați (500 m) la Sinaia (850 m). • într-un alt studiu, asupra variației clinale la larvele de Ixodeb ricinus, am putut constata că o serie de organe variază clinal (dimensional și mor- fplogic) o dată cu modificările umidității și temperaturii din diferite regiuni ale țării’ (2), (3). Merita să fie menționat că la aceeași - gazdă, Sitta europaea coesia, pe un teritoriu geografic relativ restrîns, cum este acela al țării noastre, s-au putut dezvolta un număr destul de mare de specii ale genului Ptilg-. nyssus. Fără îndoială că explicația acestui fapt este de natură genetică. Fig- 1- — Scuturile dorsale de la P. Fig. 4. — Scuturile dorsale la masculii de P. strandmannianus. A, Repe- strandmannianus de la Repedea. dea ; B, Gura Humorului. Scuturile dorsale de la P. strandmannianus de la Pîngărați. 20 6 7 RHINONYSSIDAE PARAZITE PE SITTA EUROPAEA COESIA 21 Ml El I in .ah £ O-peri ventrali ; © - par rudimentar. Schema dispoziției perilor pe genualul III și pe tibiile I—IV la P. tribaspis, P. strandmannianus, P. bregetooae si P. maxvachoni. Se poate sublinia, cu această ocazie, paralelismul existent la acest grup de specii între plasticitatea intraspecifică, fenotipică, dezvoltată în legătură cu condițiile de mediu, și mutația genetică, care a generat variația specifică. 2. Variația chetotaxiei. Am studiat variația chetotaxiei genualului III și a tibiilor I —IV la patru din cele cinci specii parazite pe Sitta europaea coesia, și anume la P. tribaspis, P. strandmannianus, P. bregetovae și P. maxvachoni (fig. 5). La observațiile noastre asupra acestor articole adăugăm și singurile date din literatură, ale lui I. Sakakibara (4), care printre altele descrie chetotâxia genualului III și a tibiei celor patru picioare la P. bololoensis Sakakibara, 1968, parazit pe un paradiseid din Noua Guinee, și la P. messimensis Sakakibara, 1968, parazit pe un melifagid din Noua Guinee. Din comparațiile de mai sus rezultă ^că la toate aceste specii genua- lul III prezintă un păr pe fața anterioară. în schimb, la speciile de Ptilo- nyssus parazite pe Sitta europaea coesia există peri (4—6) numai pe fața inferioară a articolelor. Dimpotrivă, speciile descrise de I. S a kaki- bara au peri totdeauna pe fața superioară și numai uneori pe cea inferioară a genualului III. în ceea ce privește chetotaxia tibiilor celor patru picioare se observă, ca un caracter comun, că la speciile parazite pe Sitta europaea coesia, tibiile I, II și III prezintă un singur păr pe fața posterioară. O altă caracteristică comună acestor specii este prezența unui număr de șase peri pe tibia II. Lărgind comparația cu speciile lui I. Sakakibara, reiese că la toate speciile, numai tibia I are peri comuni pe fața posterioară. După datele de mai sus deci rezultă că deo- camdată, din punctul de vedere al chetotaxiei picioarelor, caracteristică genului Ptilonyssus este prezența unui singur păr pe fața anterioară a genu- alului III și a unui singur păr pe fața posterioară a tibiei I. în schimb, numărul total al perilor de pe , articolele menționate variază între limite destul de largi, și anume: genualul III, 5 —9; tibia I, 6—8; tibia II, 5—8; tibia III, 4—8 și tibia IV, 3—10. Acest fapt permite o caracterizare a speciilor și din punct de vedere chetotaxic. (Avizat de Elena Chiriac.) BIBLIOGRAFIE 1. Fain A., Rev. Zool. Bot. Afr., 1963, LXVIII, 1-2, 61-85. 2. Feider Z., Mironescu I. și Kocsis D., Anal. șt. Univ. ,,A1. I. Cuza”, Iași, 1968, XIV, 2, 309-326. 3. Feider Z. și Mironescu I., Cercetări de ecologie animală, 1969, 191 — 207. 4. Sakakibara I., Acarologia, 1968, X, 3, 426 — 431. Centrul de cercetări biologice Iași. . Primit în redacție la 11 iunie 1969. DEZVOLTAREA ȘI OSIFIC ARE A NEUROCRANIULUI LA LEUCASPIUS DELINEATUS (HECKEL) DE CONSTANTINA SORESCU 591.471.38:595.7 The author studies the development and ossification of the neurocranium of Leucaspius delinealus (Heckel) as compared to that of Cyprinus carpio L. She concludes that the development and ossification of the neurocranium occur in the same manner as in the researched teleostei. From the gristles of the chondro- cranium result the substitution bones and the enchondral parts of the mixed bones and through the achondral (desinale) ossification of sorne fragments from the membraneus primordial skull takes shape the desmale bones and the des- male parts of the mixed bones. In the studied neurocranium prevail the mixed bones. Cercetările consacrate dezvoltării neurocraniului peștilor osoșinu au rezolvat problema originii oaselor craniene. Cele mai multe dintre ele se opresc la descifrarea primelor faze ale dezvoltării craniului, fără să urmărească și osificarea lui. în acest sens sînt lucrările unor cercetători, ca H. H. Swi.nnerton (8), H. N. Bhargava (3) și A. Hu- b endik (1942). Studii generale asupra dezvoltării și osificării craniului peștilor osoși efectuează E. S. Goodrich. (6), W. K. Gregory (7) și G. R. de Beer (2), adoptând însă pentru pești originea oaselor craniului, stabilită în urma studiului altor grupe de vertebrate, în special a mamiferelor. în realitate, la pești osificarea se desfășoară în mod cu totul particular. Asupra acestei probleme ne vom opri, urmărind felul în care are loc osificarea neurocraniului de la Leucaspius delinealus, în comparație cu cea de la Cyprinus carpio, analizată în alte lucrări (5). Această comparație are drept scop generalizarea rezultatelor obținute la întregul grup al teleosteenilor. ST. ȘI CERC. BIOL. SERIA ZOOLOGIE T. 22 NR. 1 P. 23-29 BUCUREȘTI 1970 24 CONSTANTINA SORESCU ' 2 MATERIAL ȘI METODĂ DE LUCRU / Studiul dezvoltării și osificării neurocraniului de la Leucaspius delineatus a fost efectuat pe alevini de diferite vîrste (apreciate prin lungime) : 12, 17, 24 și 37 mm, folosind metoda secțiunilor seriale. Materialul a fost fixat în lichidele lui Bouin și Bouin-Holande, inclus în parafină, tăiat în secțiuni transversale de 8 p. și colorat cu hemalaun-eritrozină. Fotografiile au fost efectuate pe alevini de 24 mm lungime (oc. 10 x ob. 7). CERCETĂRI PERSONALE La Leucaspius delineatus, ca și la Cyprinus carpio, la ecloziune baza cartilaginoasă a neurocraniului este pe deplin formată. Ea cuprinde două cartilaje paracordale, sudate ventral cu notocordul. Rostral, ele se pre- lungesc cu două trabeculae cranii, care vor fuziona într-o trabecula communis. Aceasta se continuă cu solum nași (placa etmoidală). Pe laturi se găsesc cele două capsule auditive, legate de paracorde prin comisurile basicapsulare anterioare și posterioare. De pe latura rostrală a fiecărei capsule auditive se prelungește cîte un cartilaj orbital- (taenia marginalis), care crește spre solum nași. La un alevin de Leucaspius, în lungime de 10 mm, între cartilajele condrocraniului, deși s-au alungit și s-au lățit, se mai păstrează porțiuni din craniu! primordial membranos. Astfel, perpendicular pe placa etmoi- dală (solum nași) s-a format un septum nași, tot cartilaginos, placa lățin- du-se foarte mult; în urma orificiului olfactiv, porțiunile sale laterale lățite se îndoaie, devenind verticale și formînd de fiecare latură o lamina orbitonasalis. Taenia marginalis a crescut mult rostral și, în dreptul plăcii etmoidale, s-a divizat în două ramuri: una orizontală (comisura sfenoseptală), care se unește cu septum nași, alta verticală (comisura sfenetmoidală), ce fuzio- nează cu lamina orbitonasalis. La un alevin în lungime de 10 mm, prin formarea tuturor cartilajelor care alcătuiesc condrocraniul și prin unirea lor s-au format modelele car- tilaginoase ale oaselor de înlocuire și porțiunile encondrale ale oaselor mixte. Astfel, mezetmoidul provine din solum' nași și septum nași, porțiu- nile cartilaginoase ale prevomerului din solum nași ; pleuretmoidul are ori- gine multiplă : dorsal el se formează din comisura sfenoseptală și taenia marginalis, lateral provine din comisura sfenetmoidală și lamina orbito- nasalis, iar ventral din solum nași, trabecula communis și trabeculae cranii, rămase separate-, zona encondrala a orbitosfenoidului și pleurosfenoidului derivă din taenia marginalis ; porțiunile encondrale ale sfenoticului, pro- oticului și epioticului provin din capsula auditivă, iar ale oaselor occipitale (bazioccipitalul, exoccipitalul și supraoccipitalul) din capsula auditivă și arcul occipital, înglobat Ia craniu. Ulterior, la un alevin de 16 mm lungime, în porțiunile membra- noase ale craniului primordial, rămase după formarea cartilajelor condro- craniului, se produc modificări. Celulele mezenchimatoase ale acestor por- țiuni se transformă direct în osteoblaste, care, prin funcționare, vor forma oasele desmale și porțiunile desmale ale oaselor- mixte. 3 OSIFICAREA NEUROCRANIULUI LA LEUCASPIUS DELINEATUS 25 Numărul osteoblastelor crește o dată cu restul neurocraniului carti- laginos, astfel că la un alevin de 24- mm lungime piesele scheletice ale craniului sînt în întregime formate. în secțiuni transversale efectuate prin craniul unui alevin de Leu- caspius de 24 mm lungime se distinge clar alcătuirea fiecărui os în parte. Astfel, mezetmoidul este în întregime cartilaginos. Deasupra lui s-a format supraetmoidul, os desmal, cu care va fuziona la adult, formînd etmoidul, os mixt (fig. 1). La extremitatea sa caudală, foi-amenele olfactive și cavitatea cra- niană segmentează mezetmoidul în două porțiuni cartilaginoase dorsale și una ventrală. Acestea reprezintă extremitățile rostrale ale ectetmoi- delor (fig. 2). După închiderea foramenului olfactiv, porțiunile dorsale ale ectet- moidelor au fuzionat cu cea ventrală, constituind o piesă scheletică carti- laginoasă continuă (fig. 3). Tot la acest nivel, apar în ectetmpid lame osoase desmale situate între porțiunile sale cartilaginoase dorsală și ven- trală ; de asemenea, lame desmale se formează pe suprafața superioară și pe cea externă ale porțiunii lor laterale. Acestea din urmă reprezintă cele două prefrontale, care, sudate la ectetmoide, alcătuiesc cele două pleuret- moide. Astfel constituite, pleuretmoidele formează plafonul osos desmal al canalului lui Vrolik și planșeu! său cartilaginos. Prin acest canal trec și se inseră pe pereții săi mușchii oblici ai globului ocular. Prin urmare, prin originea și alcătuirea sa pleuretmoidul este os mixt; Orbitosfenoidul continuă caudal pleuretmoidul. El începe în urma canalului lui Vrolik, fiind o piesă scheletică mixtă. Porțiunea: sa dorsală este cartilaginoasă, cea laterală și cea ventrală sînt desmale (fig. 4). De la porțiunile sale desmale ventrale se prelungesc alte lame desma- le, care se alipesc, formînd un septum interorbitar, mult mai înalt decît la crap. Caudal, în dreptul cartilajului epifizar, lamele desmale ale orbito- sfenoidului șe reduc, alungindu-se porțiunile cartilaginoase, care fuzionează ventral. Din acest punct și pînă la pleurosfenoid, orbitosfenoidul este cartilaginos, septumul interorbitar fiind redus la o simplă lamă desmală. Pleurosfenoidul în porțiunea sa rostrală, situata la nivelul cartilajului epifizar, este în întregime cartilaginos (fig. 5). în urma acestui cartilaj el își schimbă structura, prin apariția unei lame osoase desmale, ventrale, în prelungirea porțiunii cartilaginoase dorsale. Aceste lame se unesc, alcă- tuind planșeul neurocraniului. în dreptul foramenelor optice, lamele des- male se întrerup, lăsînd să treacă nervii. După închiderea foramenelor, lamele desmale refac planșeul neurocraniului. Așadar, atît orbitosfenoidul, cît și pleurosfenoidul sînt oase mixte, care cuprind în partea lor dorsală un os de înlocuire, iar ventral un os desmal. în dreptul cartilajului bpifizar, unde există o zonă cartilaginoasă mai lată și circulară, orbitosfenoidul și pleurosfenoidul sînt formate în între- gime dintr-un os de înlocuire. Prevomerul rezultă din fuzionarea unei lame desmale mediane (apă- rută la alevinii de 12 mm lungime) cu două piese partilaginoase dorsale (provenite din solum nași). Cele două cartilaje dorsale reprezintă procesele laterale osoase de la adult, la care aderă strîns preetomidele sau septo- 26 CONSTANTINA SORESCU 4 maxilarele (formate tot din solum nași) (fig. 1). Rezultă că prevomerul, considerat pînă în prezent os desmal, este în realitate mixt. Parasfenoidul este os desmal. Asupra originii lui nu există discuții. Totuși, pe partea ventrală a fiecărei apofize ascendente a parasfenoidului, la locul de articulație cu faringobranhialele arcurilor branhiale I și II, se găsește cîte o porțiune cartilaginoasă, subțire. Aceste cartilaje realizează o articulație adevărată între parasfenoid și faringobranhiale, în mod ase- mănător cu cea de la Cyprinus carpio (fig. 6 și 7). Aceste articulații prezintă interes, deoarece aici se observă cum, sub influența unor factori mecanici, celulele conjunctive, cu o dublă potenția- litate, se transformă atît în celule periostice (interne), ce formează apofi- zele desmale ale parasfenoidului, cît și în celule cartilaginoase (externe). Acestea alcătuiesc cartilajele de articulație. Sfenoticul, considerat rostrocaudal, începe cu un cartilaj inclus între cartilajul epifizar și pleurosfenoid (fig. 5). în urma cartilajului epifizar, .sfenoticul cartilaginos rămîne dorsal, continuîndu-se ventral cu porțiunea cartilaginoasă a pleurosfenoidului. Dorsal, la locul de legătură dintre sfe- notic și frontal, fee găsește o lamă desmală, care va forma toată suprafața sa externă. (fig. 6). Lateral, se formează o altă lamă osoasă desmală, sudată la sfenotic. Ea reprezintă procesul latero-rostral al acestui os. După terminarea pleurosfenoidului, sfenoticul, situat tot dorsal, delimitează .împreună cu prooticul șanțul de articulație al hiomandibularului. Prin urmare, sfenoticul este mixt. Toată suprafața sa dorsală și procesul său latero-rostral sînt desmale, sub ele găsindu-se restul sfeno- ticului cartilaginos. Prooticul începe după închiderea foramenului trigemenului. Imediat după acest foramen, prooticul este format dintr-o porțiune cartilaginoasă laterală (Cj), situată sub șanțul hiomandibularului, o apofiză osoasă desmală superioară (pt), care se continuă cu plafonul cartilaginos al mio- domului posterior, pe unde trec și se înseră mușchii drepți ai globului ocular, și o apofiză osoasă desmală (p2), articulată cu parasfenoidul. Această alcătuire se continuă pînă în fața foramenului facialului, unde apare și porțiunea ventrală cartilaginoasă a prooticului și începe miodomul posterior. De pe fiecare dintre aceste porțiuni cartilaginoase se prelungește orizontal spre linia mediană cîte o lamă cartilaginoasă, care fuzionează cu simetrica sa și formează porțiunea mijlocie a plafonului miodomului posterior. Planșeul acestui miodom este închis de parasfenoid, deasupra căruia, lateral, se . găsesc cele două lame desmale ale bazioccipitalului. Acestea sînt îndoite ca un jgheab și adăpostesc marginile inferioare ale cartilajelor prootice centrale (fig. 7). După închiderea orificiului facialului, porțiunile cartilaginoase late- rală și ventrală ale prooticului devin mai întinse, iar apofizele desmale (Pi și p2) dispar. Rămîne numai o lamă desmală, care închide orificiul nervului VII. Ea se continua și caudal, formînd porțiunea latero-infe- rioară a prooticului. Dorsal, începînd de la acest nivel, se găsește a doua porțiune cartilaginoasă (c2), încă nefuzibnată cu porțiunea laterală cârtii laginoasă (fig. 8). 5 OSIFICAREA NEUROCRANIULUI LA LEUCASPIUS DELINEATUS 27 z în dreptul fosei pentru timus, pteroticul reprezintă peretele ei extern, iar porțiunile cartilaginoase dorsală și laterală ale prooticului, care acum au fuzionat, constituie peretele intern al fosei și totodată închid lateral cutia craniană. La acest nivel s-a terminat și porțiunea desmală latero- inferioară, prooticul fiind în întregime cartilaginos. Porțiunea sa ventrală s-a îngroșat mult, reducînd din cavitatea miodomului. Așadar, și prooticul este os mixt. Rostral, el este alcătuit dintr-un os desmal în porțiunea sa mijlocie, latero-superior se găsește un os de înlocuire, latero-inferior un os desmal, iar ventral un os de înlocuire. Caudal, prooticul cuprinde numai un os de înlocuire. Pteroticul este os de înlocuire, asupra lui neexistînd discuții. Dermopteroticul (scvamosalul), os desmal, apare tîrziu în dezvoltare (la 37 mm) și fuzionează cu pteroticul. Epioticul este în întregime cartilaginos la un alevin de 24 mm lungime, structura sa definitivă stabilindu-se măi tîrziu, la alevinii de 37 mm, cînd, între porțiunile sale cartilaginoase, apar lame de os desmal. în secțiune transversală, epioticul prezintă două ramuri -. una internă, care se sudează cu prooticul, alta externă, cu pteroticul. ■ Dorsal, epioticul formează plafonul fosei pentru®timus. Lamele osoase desmale apar în mijlocul celor două ramuri ale sale. Și epioticul este deci un os mixt. Mai întîi el este cartilaginos, apoi începînd cu alevinii de 37 mm lungime, cînd neurocraniul crește mult, în locul rămas liber, unde cartilajul nu a crescut, apar lame de os desmal. Bazioccipitalul este format rostral dintr-o lamă desmală bifurcată, care adăpostește marginile inferioare ale prooticului (fig. 6). în porțiunea sa mijlocie, el este în întregime cartilaginos. Prelungirile acestui cartilaj se păstrează și în dreptul foramenului nervilor IX și X, unde această piesă scheletică cuprinde din nou lame osoase desmale. La acest nivel, bazioccipitalul adăpostește două cavități, în care se află situați saculii și utriculii urechii interne. Procesul faringian este numai desmal, fiind alcătuit din două lame laterale, unite printr-una orizontală. Ca și majoritatea oaselor neurocraniului, bazioccipitalul este mixt, fiind format rostral dintr-un os desmal, median dintr-un os de înlocuire, iar caudal, prin procesul faringian, dintr-un os desmal. Supraoccipitalul, considerat os de înlocuire, este în realitate mixt, deoarece creasta sa este desmală. Exoccipitalul cuprinde și el porțiuni desmale. Acestea formează o lamă orizontală, care închide dorsal cavitățile otice din bazioccipital. CONCLUZII 1. Studiind comparativ dezvoltarea și osificarea neurocraniului de la Leucaspius delineatus și Cyprinus carpio, am constatat că acestea se des- fășoară în același fel, la ambele genuri, deși unul este' primitiv (Leucaspius) și altul evoluat (Cyprinus). 2. Ca și la Cyprinus carpio, din p 'arachordalia cranii, trabecula com- munis, solum nași, taeniae marginalis, capsulae auditivae și arcuș occipitalis provin oasele de înlocuire și porțiunile encondrale ale oaselor mixte, Trctbeculae cranii nu participă la formarea neurocraniului. 28 '' CONSTANTINA SORESCU ... 0 3. Oasele mixte sînt aceleași ca și la Cyprinus carpio : etmoidul, 1 pleuretmoidul, prevomerul,. orbitosfenoidul, pleurosfenoidul, sfenoticul, prooticul, epioticul, supraoccipitalul, bazioccipitalul și exoccipitalul. * 4. Componența mixtă a acestor oase, se explică prin faptulcă, în cursul dezvoltării, cartilajele condrocraniului nu cresc uniform ; acolo unde cartilajul este redus, celulele mezenchimatoase ale craniului primxm dial membranos se transformă direct în osteoblaște, care, prin funcțio- nare, vor forma lame osoase desmale. 5. Datorită existenței unui număr mare de oase mixte în neuro- craniul ambelor genuri (Cyprinus și Leucaspius)’ rezultă că la teleosteeni nu se poate face o demarcație netă între oasele desmale și cele. de înlocuire. 6. Oasele desmale (parasfenoidul, frontalul, parietalul și scvamosa- lul) apar primele în cursul dezvoltării, împreună cu porțiunile desmale ale oaselor mixte. ■, 7. Că și la Cyprinus, parasfenoidul prezintă porțiuni cartilaginoase, rezultate în urma acțiunii forțelor de tracțiune asupra țesutului conjunctiv, situat la articulația sa cu faringobranhialele arcurilor I și II. 8. în timpul osteogenezci, rolul osteoblastelor este activ, dovada facînd-o jgheaburile de osteOblaste, formate la marginile în creștere ale oaselor desmale. , < (Avizat de prof. G. T. Dornescu.) LE D^VELOPPEMENT ET L’OSSIFIOATION DU NEUROCRÂNE DE LEUCASPIUS DELINEATUS(IIECKEL) ' RfiSUME ?’ L’dtude du developpement et de l’ossification du neurocrâne de Leu- ; caspius' delineatus a demonstree que chez Ies Teleostcens on ne peut faire une dblimitation stricte entre leș os desmaux et enchondrauX, car beaucoup des os consid^is jușqu’ă prăsent comme endochondraux com- prennent aiissi des portions desmales, ^tant en copsâquence mixteș. Ainsi, îe neurocrâne de Leucaspius comprend Ies os mixtes suivants : l’ethmoîde, ' le pivomer, le pleurethmoîde, l’orbitosph&nbide, le pleurosphenoi'de, le sph^notîque, le prootique, l’dpiotique, le basioccipital, l’exoccipital et le j super occipital. Tous ceux-ei ont 6t6 consid^is comme des os purement i desmaux, ou enchrondraux. j ... De meme on constate que le parasphdnoîde, quoique dtant un os. 1 desmal, contient aussi des portibns cartilagineuses, sițubes ă l’articulatibn | avec Ies pharhyngobranches des arcs branchiaux I et II. Ces cartilages i d’articulation ont pris naissance du tissu conjonctif, sous l’acțiqn de la ii force de traction exerc^e ă ce niveau. . . Les os desmaux comme : le frontal, le parietal, le squamosal (der- mopt^rotique), le parasphenoîde, ainsi que les portions desmales des os j mixtes, apparaissent tres tât au cours du developpement, en demonstrant 1 ainsi leur primitivii. Ils proviennent de la transformation directe des - 7 OSIFICAREA NEUROCRANIULUI LA LEUCASPIUS DELINEATUS 29 cellules mdsenchymateuses du crane primordial membraneux, en osteo- blastes, qui en fonctionnant forment des lames osseuses desmales. Les ospurement enohondraux (preethmoîde et pterotique) sont rares chez les Teleost^ens. BIBLIOGRAFIE 1. Beccari N„ Anatomia comparata clei vertebrati, Firenze, 1955, 2. 2. Beer De G. R., The development of the Vertebrate skull, Clarendon Press, Oxford, 1937. 3. Bharsava II. N., J. Morph., 1958, 102, 3, 401 — 426. 4. Devillers Ch., Arm. Pal., 1947, 33, 1 — 94 (Colloque du. C.JSi.R.S., Paris, 1954, 17 — 25). 5. Dornescu G. T„ Dornescu M., Marcu H. u. Sorescu G., Anat. Anz., 1969,125, 296 — 302. 6. Goodrich E. S., Studies on the slructure and development of the Vertebrates, Macmilan, Londra, 1930. • 7. Greoory W. K., Trans. Amer. Phil. Soc. (Philadelphia), 1933, 22, 75—481. 8. Swinnerton H. H.i Quart. J. Microscop. Sci., 1901 — 1902, 45, 503. Facultatea de științe naturale, Universitatea Craiova. Primit în redacție la 17 octombrie 1969. CONTRIBUȚII LA STUDIUL HISTOCHIMIC AL LOCALIZĂRII LIPIDELOR, NORADRENALINEI ȘI ADRENALINEI DIN FORMAȚIUNILE GLANDEI SUPRARENALE DE CYPRINUS CARP10 L. DE D. SCRIPOARIU și A. BANCU 591.147.6:597.554.3 The data presented in this work support the conclusion that there are only interrenal and noradrenal cells in the adrenal gland of the carp anterior kidney. The interrenal cells contain phospholipids and steroid hormones which differen- tiate from the cortical cells of other vertebrates by almost a total absence of neutral lipids. The chromaffin cells of this tissue synthesize only the noradrenaline being the only case quoted in fish. Its methylated homologue, the adrenaline, appears in blood. Our data do not allow us to precise the place where the methylation is operated. Peștii nu prezintă o glandă suprarenală în adevăratul sens al cuvîn- tului, așa cum o găsim la mamifere. La teleosteeni, ea este formată din celule ihterrenale și cromafine, răspîndite în rinichiul cefalic sub formă de cordoane sau manșoane, în lungul venei cardinale posterioare și al j ramificațiilor sale. în prezentul studiu ne-am propus să realizăm o diferențiere a tipu- rilor de celule care structurează glanda suprarenală de crap, pe baza consti- | tuției lor citochimice. ? MATERIAL ȘI TEHNICĂ ! | Peștii au fost obținuți de la Stațiunea piscicolă Nucet, experiențele fiind efectuate, In perioada decembrie—februarie. | Animalele au fost spinalizate, iar rinichiul cefalic a fost fixat în fixatorii: formol 10 %, î formol calcic, Helly, Orth-Miiller. | ST. ȘI CERC. BIOL. SERIA ZOOLOGIE T. 22 NR.1P. 31-37 BUCUREȘTI 1970 32 D. SCRJPCARU și A. BANCU 2 Colorațiile folosite. Pentru lipide s-au utilizat tehnicile: colorația cu albastru de Nil; roșu Sudan; Sudan III + IV; negru Sudan; reacția plasmală pentru acetofosfatide; reacția cu digitonină pentru colesterol. Pentru catecolamine: colorația Giemsa, după fixare în fixațorul Orth-Miiller; colorația Wood cu albastru de anilină-eozinâ galbenă; reacția cromafină; reacția cu soluție de cro- inat-bicromat de potasiu; reacția argirofilă; reacția cu iodat de potasiu pentru noradrenalină; reacția de inducere a fluorescenței în celulele cu noradrenalină; Erănko ; reacție, pentru cate- colamine cu iod în benzen; cromatografia pe hîrtie Watmann l a catecolaminelor. ; REZULTATE '■ '■ Colorațiile cu roșu IV, precum pentru lipidele neutre și reacția de decelare a lipidelor anizotropecu microscopul cu lumină polarizată au dat rezultate negative în ambele tipuri de celule, chiar și după prelungirea timpului de colorare la 24 de ore. Reacția cu digitonină alcoolică pentru punerea în evidență a coles- terolului nu a avut nici ca lin rezultat pozitiv. La colorația cu negru Sudan, în celulele interrenale (cu rolste- roidogen) (fig. 1) apar numeroase granule sudanoffie. Citoplăsmele celu- lelor cromafine prezintă o colorație cenușie palidă, difuză. Reacția plasmală, pozitivă în celulele interrenale, prezintă o colorație de intensitate medie, fiind mai pțegnantă în zona de citoplasmă din ime- diata apropiere a nucleului. Nucleu rămîn negativi. . Toate tehnicile de evidențiere a adrenalinei și noradrenalinei conferă uh rezultat net pozitiv în celulele cromafine. Pe secțiuni la parafină colo- rate cu, tehnica Giemsa, celulele cromafine, mai mari și mai puține la număr decîț cele interrenale, apar diseminate printre acestea. Citoplasmă celulelor cromafine apare colorată compact în verde-măsliniu/dînd im- presia unei repartiții difuze în citoplasmă a cateeolaminei. Celulele inter- renale prezintă o citoplasmă fin granulară, colorată în roz (fig. 2). Metoda Wood colorează selectiv diferitele celule ale glandei supra- renale ; celulele care sintetizează adrenalina se colorează în brun-roz, cele cu noradrenalină în galben. ' ' " La crapj formațiunile glandei suprarenale din rinichiul cefalic pre- zintă numai două tipuri de celule, și anume : celulele interrenale, colorate în albastru, și celule cromafine, mari, veziculoăse, cu citoplasmă fin gra- Fig. 1. — Colorație cu negru Sudan după fixare în formol calcic. Cordon suprarenal din rinichiul cefalic. C, Celule cromafine; I, celule interrenale. Fig. 2. —Colorația Giemsa după fixare în Orth-Miiller; A,.Venulă; B, celule,croma- fine ; C, celule ale țesutului limfoid. ■ Fig; 3.— Colorația Wood, cu albastru de anilină-eozină galbena după fixare în Orth-Miiller. Celulele deschise la culoare aparțin tipului cromafin-adrenalinogen. Fig. 4. — Reacția cu cromat-bidromat , de potasiu. Celulele noradrenalinogene apar printre celulele interrenale. C, Celule cromafine noradrenalinogene. Fig.5. — Reacția argirofilă din celulele cromafine (G). Celulele interrenale (I) apar cenușiu deschis. - '■ , ■ Fig. 6. — Reacția de inducere a fluorescenței-noradrenalinei cu formol calcic după metoda Erănkd. A, Lumenul vasului; Bf celule noradrenalinogene; G, celule conjunctive cu blocuri, cu fluorescentă brună nespecifică; IV, nucleu. 3 LOCALIZAREA LIPIDELOR ȘI CATECOLAMINELOR ÎN SUPRARENALA DE C. CARPIO 33 nulară, uneori vacuolizată, colorate în galben, colorație specifică celulelor noradrenalinogene (fig. 3). Secțiunile executate la microtomul de congelare, fixate în soluție de cromat-bicromat de potasiu, prezintă celule cromafine colorate în galben-brun, colorație specifică numai celulelor cu conținut de noradre- nalină (fig. 4). Un rezultat similar a fost obținut și în cazul reacției cu iodat de potasiu, cînd celulele cromafine apar colorate în brun; celule care să prezinte o colorație roșie, specifică după unii autori celor cu conținut de adrenalină, nu au fost observate în preparat. Reacția argirofilă apare intens pozitivă în celulele cromafine. Celulele mari prezintă o citoplasmă granulară, spre deosebire de cele de talie mică, probabil celule tinere la începutul ciclului de secreție, la care reacția argirofilă, deși intensă, are o repartizare difuză în citoplasmă (fig. 5). Conținutul în noradrenalină a celulelor cromafine este confirmat și de tehnicile citochimice, care folosesc microscopia cu fluorescență. în . preparatele executate atît pe secțiuni de țesut nefixat tratate cu iod în benzen, cît și pe secțiuni la gheață, după fixare în formol calcic, celulele cromafine prezintă o fluorescență gălbuie, caracteristică noradrenalinei (fig. 6). Un dezavantaj al acestei tehnici constă în faptul că secțiunile la gheață fiind groase (18—20 jx) nu permit observarea structurilor celulare. în microscopia cu fluorescență, pe lîngă celulele noradrenalinogene din cordoanele glandulare perivasculare, se observă, printre celulele țesu- tului limfoid care structurează rinichiul cefalic, celule mici, răspîndite neomogen, care prezintă o fluorescență galben-brună. Acestea fac parte din seria „celulelor conjunctive cu blocuri” și conțin, probabil, porfirine rezultate din degradarea hemoglobinei. Un rezultat interesant a fost obținut prin cromatografia pe hîrtie a catecolaminelor din extractele de rinichi cefalic și din plasma sanguină, în toate variantele interpretate de noi, în țesutul renal nu a fost găsită decît noradrenalina, iar în plasmă numai adrenalina. în literatură, este cunoscut faptul că migrarea cromatografică a adrenalinei și noradrenalinei din lichidele biologice se face mai încet decît din soluții apoase. Aceasta explică rămînerea în urmă în cromatogramă a spoturilor catecolaminelor din extractele analizate, în comparație cu spoturile adrenalinei și noradre- nalinei din soluția de referință. DISCUȚII La peștii teleosteeni, celulele cromafine formează un complex cu elemente celulare interrenale, fiind situate în vecinătatea venei cardinale posterioare și a ramificațiilor ei din rinichiul cefalic. Aceste formațiuni sînt mai puțin individualizate decît la selacieni (19), (21). La salmonide și exocide, celulele cromafine sînt dispuse în porțiunea cranială a venei cardinale posterioare, fiind separate de celulele țesutului interrenal, cu o dispoziție mai posterioară (2), (E. Gi ac omini, citat după (13)), (25), (26). La percide și cotide, celulele cromafine se găsesc asociate celor interrenale, formînd împreună cordoane strîns' atașate pere- ților venei cardinale. 3 - e. 4103 34 D. SCRIPCARU și A. BANCU 4 La ciprinidele Gobio și Carassius, celulele cromafine în asociere cu celulele interrenale formează insule și cordoane dispuse în jurul venei cardinale și ramificațiilor sale, fiind astfel dispersate în întreaga masă de țesut limfoid al rinichiului anterior (18), (.28). La crap, situația este , asemănătoare, cordoanele formate din celule cromafine și interrenale avînd aceeași repartiție ca la caras ; datele obținute de noi într-o altă lucrare (23) ( pledează pentru existența în cordoanele celulare glandulare a celulelor interrenale și cromafine intim asociate între ele. ' în celulele interrenale, testele histochimice pentru lipide pun în evi- dență granule sudanofile pozitive numai la negru Sudan și la albastru de Nil, care dau o colorație difuză în citoplasmă celulelor. După unii autori, printre care și L. L i s s o n (16), colorația albastră ar fi carac- teristică lipidelor acide. Practic, după o prealabilă colorare cu cromat- bicromat de potasiu a preparatului, celulele cromafine apar negative la colorația pentru lipide, ceea ce demonstrează și colorația suplimentară cu negru Sudan. Reacția plasmală este pozitivă atît în celulele cromafine, cît și în cele interrenale, indicînd prezența unor fosfolipide cu grupări aldehidice. Celulele interrenale prezintă reacția plasmalogenului mult mai intensă decît cele cromafine, fapt descris și de alți autori, la alte grupe de vertebrate (10), (23), (29). W. J. Ca vin (5), (6) pledează pentru existența în citoplasmă celulelor interrenale la pești numai a fosfolipidelor (unele dintre ele legate în cenapse lipoproteice) și a hormonilor steroizi. Celulele interrenale de la crap diferă de cele similare de la verte- brate din alte grupe, acestea din urmă conținînd pe lîngă steride și o mare cantitate de lipide neutre, fapt care își are expresia într-o intensă sudanofilie. Astfel de studii au fost întrepinse de G. Geyer (11) la Rana aesculenta, i&r de M. Grabe și M. Martoja (8), precum și deM. Ga- b e (9) la reptile. în celulele cromafine, cu excepția reacției plasmale, toate celelalte reacții pentru detecția lipidelor au dat rezultate negative. Acest fapt concordă cu rezultatele obținute de R. A n t o n i n i și colaboratori (1), F. Lungarotti (17), G. S i 1 i n i (24), G. S. Donati și colabo- ratori (7), F. E. Mahon și colaboratori (18), H. R. Stecklein și colaboratori (27) la alte grupe de vertebrate. De multă vreme, în medulosuprarenala mamiferelor au fost descrise doua categorii de celule: noradrenalinogene și adrenalinogene. Studii asemănătoare, cu rezultate de asemenea similare, au fost ; întreprinse la selacieni de către M. Oliverau (19), iar la teleosteeni , de către S. W. Vin cent și F. R. Cur tis (28), precum și de ; P. R o s q u in (22). Din datele obținute de noi în prezenta lucrare, am ajuns la concluzia că în glanda suprarenală de crap poate fi decelat un singur tip de celule cromafine, și anume cele noradrenalinogene. După tehnica Erănko, precum și după tratamentul secțiunilor cu iod în benzen toate celulele aparținînd țesutului cromafin devin intens fluorescente, indicînd prezența noradrenalinei. Reacția pentru noradrenalină cu iodatul de potasiu apare pozitivă în toate celulele tipului cromafin. 5 LOCALIZAREA LIPIDELOR ȘI CATECOLAMINELOR 1N .SUPRARENALA DE C. CARPIO 35 Rezultatul reacției cu cromat-bicromat de potasiu și colorația lui Wood indică existența de asemenea a unui singur tip de celule croma- fine, respectiv noradrenalinice. Cele afirmate de noi se confirmă în urma rezultatelor obținute prin cromatografia pe hîrtie a catecolaminelor din extractele de rinichi cefalic și plasmă sanguină. în acest caz noradrenalina apare cu exclusivitate în extractul de țesut renal, pe cînd în plasma sanguină numai adrenalina. Este interesant faptul că la pești, în toate lucrările consultate, sînt descrise ambele tipuri de celule cromafine, singurul caz constituindu-1 crapul, la care formațiunea cromafină este alcătuită numai din celule noradrenalinice. în literatură se mai citează două excepții de acest fel, și anume unul descris de G. Gey er (11) la Rana aesculenta, la care se constată exis- tența numai a celulelor noradrenalinogene, ca tip de celule cromafine, iar altul semnalat de C. G i r o d (12) la Macacus irus, la care există numai celule care depozitează doar adrenalina. Dacă celulele cromafine din glanda suprarenală de crap stochează numai noradrenalină, iar în plasmă se constată existența adrenalinei rămîne nelămurit încă locul unde se operează metilarea acesteia. Stu- diile biochimice au demonstrat că metilarea noradrenalinei se produce în hialoplasma celulelor adrenalinogene, sub acțiunea enzimei N-metil- transferazei, donatorul de radicali metil constituindu-1 1-metionina și s-adenozilmetionina, în prezența ATP și a ionilor de magneziu. în cazul crapului, localizarea acestui proces nu este încă cunoscută. Ar fi posibil ca metilarea noradrenalinei să se facă la, nivelul membranei celulare în momentul expulzării din celule a hormonului sau se poate presupune existența unor celule cromafine dispersate în diferite zone ale corpului, care preiau rolul metilării. Asemenea celule au fost descrise la mamifere de către unii cercetători, printre care și J. M. Bum și colaboratori (3), (4). CONCLUZII Datele expuse de noi în prezenta lucrare duc la concluzia că în glanda suprarenală din rinichiul cefalic de crap există numai celule interrenale și noradrenalinice. Celulele interrenale conțin fosfolipide și hormoni steroizi, deosebin- du-se de cele corticale ale altor vertebrate prin absența cvasitotală a lipi- delor neutre. Celulele cromafine ale acestui țesut sintetizează numai noradrenalina, fiind singurul caz cel citat la pești. Deși țesutul cromafin sintetizează numai noradrenalină, în sînge apare omologul său metilat-adrenalina. Datele deținute de noi nu ne permit să precizăm locul unde se operează metilarea. (Avizat de M. lonescu-Varo.) 7 LOCALIZAREA LIPIDELOR ȘI CATECOLAMINELOR ÎN SUPRARENALA DE C. CARPIO 37 36 D. SCRIPCARU și A. BANCU - 6 CONTRIBUTIONS Ă L’ETUDE HYSTOOHIMIQUE DE LA LOCALISATION DES LIPIDES, DE LA NORADRENALINE ET DE L’ADRBNALINE DES FORMATIONS DE LA GLANDE SUER^NALES DE CYPRINUS CARPIO L. RlSSUME L’dtude expose les insultata obtenus par le test hystochimique des lipides et des catdcholamines des formations de la glande surrenale de la Cârpe, Les cellules intenAnales pr^sentent comme caractdristique un riche contenii de phospholipides positifs au noir Sudan et au plasmalogene. Les lipides neutres sont completement absents, ce qui les differen- cient nettement des cellules du cortex surrenal des auțres Vertcbrds. Les reacționa specifiques pour la catecholamine indiquent unique- ment la prdsenoe des cellules chromaffines de type noradrdnalinogene. La chromatographie sur papier confirme l’existence d’un seul type de cellules chromaffines au niveau du rein cdphalique. Les extraits du tissu rdnal contiennent seulement de la noradrdnaline. Pratiquement la chro- matogramme met en evidence seulement la prdsence de l’adrdnaline dans le plasma sanguin, Les donnees obtenues ne nous permettent pas de pre- cisei dans quel tissu a lieu la methylation de la noradrenaline. 21. Rode B. et Krolj N., Acta Histochem., 1969, 33, 408. 22. Rosquin P., J. exp. Zool., 1951, 117, 317. 23. Scripcariu D., Bancu A. și Motelică I., St. și cerc, biol., Seria zoologie, 1967,19, 5, 469. 24. Silini G., Minerva Chirurg., 1957, 12, 1902. 25. Srdinko V. O., Arch. Microscop., Anat., 1903, 62, 773. 26. — Arch. Microscop. Anat. Entw., 1908, 71, 325. 27. Stecklein H. R. et Malmstrom B. G., Arch. Biochim. Biophys., 1955, 54, 513. 28. Vincent S. W. a. Curtis F. R., J. Anat. Physiol., 1927, 62, 114. 29. 'Wegmann R., Ann. Histochim., 1956, 1, 116. ' Facultatea de biologie, Catedra de anatomie. Primit în redacție la 3 octombrie 1969. BIBLIOGRAFIE 1, Antonini R., Brittingbh G., Lungabotti F. e Silini G.,Minerva Chirurg., 1957, 12,1479. 2, BaBcker R., Ztschr. Micr. Anat. Forsch., 1928, 15, 204. 3, Bubn J. M., Leach E. H., Rând M. J. a. Thomson J., J. Physiol. (Londra), 1959, 148, 332. 4, Bubn J. H. a. Rând M. J., Brit. Physiol. (Londra), 1959, 159, 295. 5, Cavin W. J„ J. exp. Zool., 1956, 133, 1. 6, Cavin W. J. a. Covacevic A., Gen. Comp. Endocrinol., 1961, 1, 264. 7, Donati G. S., Antonini R., Lungarotti F. e Silini G., Minerva Chirurg., 1957,12,1129. 8. Gabe M. et Martoja M., Arch. Anat. Micr. Morph. exp., 1962, 50, 1. 9. Gabe M., Arch. Anat. Micr. Morph. exp., 1962, 31, 107. 10, Gebbtzoff M. etDBEssE A., Ann. Histochim., 1961, 6, 125. 11. Gbyer G., Acta Histochim., 1959, 8, 234. 12. Girod C., C. R. Soc. Biol., 1963, 157, 1015. 13. GbassS P., Trăite de Zoologie, Masson Cie., Paris, 1958, XIII,17, 1484. 14, Hillabp N. A. et Hokfelt B., Acta Phisyol. Scand., 1953, 30, 55. 15, Hillăbp N. A., J. Endocrinol., 1954, 55, 255. 16, Lisson L,, Histochimie et Gytochimie animale, Gauthier-Villard, Paris, 1960. 17. Lungarotti F., Minerva Chirurg,, 1957, 12, 172. 18. Mahon F. E„ Hoab W. S.a. Sachico F. T., Canad. J. Zool., 1962,40, 450. 19. Oijverau M., Ann. Endocrinol., 1959, 20, 645. 20. Ray J. et Gosii A., Acta Histochim., 1961, 11, 68. INFLUENȚA UNOR FORMAȚIUNI TELENCEFALICE VECHI ASUPRA GLICEMIEI ȘI METABOLISMULUI ENER- । GETIC LA’PĂSĂRI DE ; LILIANA EOȘCA 591.133:598.2 The influence of unilateral excitations of the archistriatum, paleostriatum primi- tivum, paleostriatum augmentatum, and aria septalis on the blood sugar and enei’getic metabolism in White Leghorn hens have been studied. No significant influence has been noticed on the energetic metabolism and blood sugar except a slight hyperglicemia obtained after the stimulation of paleostria- tum primitivum. Influența sistemului nervos asupra glicemiei și metabolismului ener- getic a fost studiată în special la mamifere. La păsări, cercetările privind aceste probleme sînt foarte reduse. S. Bodbard și M. S.' Gold- s t e i n (9) au stabilit intervenția vagilor în relația dintre glicemie și tem- peratura corporală, iar M. O. Kah ana și A, E. T e le n k o v i c i (4) au observat la găini și cocoși după decorticare o hiperglicemie. S. K. T a g h i e, v (10) a urmărit mecanismul de formare a unor reflexe condi- ționate hipo- sau hiperglicemiante la porumbei, iar C. Nersesian- V a s i 1 i u și N. Ș a n t a (7) au urmărit la găini influența excitării și secționării vagilor asupra glicemiei. Cercetările reduse și destul de dispersate sînt departe de a realiza o concepție generală despre rolul regulator al sistemului nervos asupra glicemiei la păsări. , M. A. P o p o v și B. I. Baia n d u r o v (citați după (2)) au ob- ținut o creștere în greutate a porumbeilor după extirparea creierului mare. Ei au ajuns la concluzia că aceasta s-ar datora unei preponderențe • a proceselor de asimilație, care favorizau utilizarea hranei și depozitarea grăsimilor. . ST. ȘI CERC. BIOL. SERIA ZOOLOGIE, T. 22 NR. 1P. 8»-« BUCUREȘTI 1970 3' TELENCEFALUL, GLICEMIA ȘI METABOLISMUL ENERGETIC LA PAsARI 41 REZULTATE ȘI DISCUȚII A. Glicemia 40 LILIANA ROȘCA 2 Unii autori (B. K a p p e r s, H. Kuhlenback și H. R. Hae 1- fenfinger, citați după (8)) susțin că există o omologie între unele formațiuni telencefalice, în special cele bazale, de la păsări cu cele de la mamifere. Astfel, arhistriatul este considerat omolog cu nucleul amigdalian, paleostriatul cu globii palizi, hipocampul cu hipocampul mamiferelor. De asemenea, P. Putkonen (8) afirmă că paleostriatul, arhistriatul și aria septală participă în coordonarea nenumăratelor funcții vegetative la păsări. Cunoscînd această situație, am considerat necesară de studiat influ- ența unor formațiuni telencefalice asupra glicemiei și metabolismului ener- getic la păsări. în acest scop ne-am propus să studiem influența excitării unilaterale a arhistriatului, paleostriatului primitiv și augmentat (lărgit) și a ariei septale asupra acestor indici fiziologici la găini. MATERIAL ȘI METODĂ Am lucrat pe găini de rasă Leghorn, în greutate de 1,8—2 kg, supuse la un post de circa 14—20 de ore, urmărind: 1. Influența excitării arhistriatului, timp de 30 min, asupra glicemiei normale. 2. Influența excitării ariei septale, timp de 30 min, asupra glicemiei normale. 3. Influența exictării paleostriatului augmentat (lărgit), timp de 5 ore, asupra glicemiei normale și, timp de 2 ore, asupra hiperglicemiei provocate prin injecția de glucoza 1 g/1 kg soluție 20 %. 4. Influența excitării paleostriatului primitiv, timp de 5 ore, asupra glicemiei normale. 5. Influența excitării arhistriatului, ariei septale, paleostriatului primitiv și paleostria- tului lărgit, timp de 30 min, asupra citului respirator și cheltuielii de energie. Operația de implantare a electrozilor s-a făcut pe animale anesteziate cu nembutal 60 mg/kg soluție 0,5%. Electrozii, confecționați din viplă cu un diametru de 1 mm, au fost izolați în plexiglas în cloroform și implantați cronic cu ajutorul unui aparat stereotaxic (tip atelierele Academiei). Implantarea electrozilor s-a făcut după atlasul lui van Tienhoven (11), păstrîndu-se o distanță de 1 mm pentru fiecare pereche de electrozi. în fiecare forma- țiune s-a introdus, unilateral, o pereche de electrozi. Experimentarea a început la minimum 5 zile de ia operație. Excitarea s-a făcut cu un curent rectangular de 0,5 mA și o frecvență de 100 c/s de la un neuroexcitatortip SGL —60. Durata de excitare a fost de 30 min — 2 ore—5 ore. Durata de aplicare a excitantului a fost de 30 s, urmată de 4 min pauză. Acești parametri au fost folosiți și de către ălți autori, dovedindu-se cei mai adecvați pentru experimentele noastre. Glicemia s-a determinat după metoda Hagedorn-Jensen. Probele de sînge s-au luat la 5—30 min, iar apoi din oră în oră, pînă la 5 ore de la începerea excitării. Pentru variantele în care s-a urmărit influența excitării paleostriatului lărgit asupra hiperglicemiei provocate, probele s-au luat imediat după administrarea glucozei și la 5, 10, 15, 30, 45, 60, 120 și 180 min după administrarea glucozei și începerea excitației. Cîtul respirator și cheltuiala de energie s-au determinat prin metoda confinării, din oră în oră, pînă la 5 ore. Rezultatele obținute, în urma excitării formațiunilor mai sus-amintite, sînt reprezentate în figurile 1 și 2. 1. Valorile glicemiei la animalele neexcitate, în condiții de experi- mentare identice celorlalte variante experimentale, au variat între 175 și 181 mg% (fig. 1). , 2. Excitarea unilaterală a arhistriatului (fig. 1) a determinat, după 5 min de la începerea excitației, o hiperglicemie de + 15 mg față de normal, urmată apoi de o revenire și variații nesemnificative ale glicemiei. Apariția hiperglicemiei la 5 min după începerea excitației și dispariția ei după 30 min pot indica o intervenție simpatică, cunoscute fiind efectele simpatice (midriaza, secreția lacrimală) obținute de P . P u t k o n e n (8) prin excitarea arhistriatului. 3. După cum rezultă din figura 1 excitarea ariei septale nu are nici un efect asupra glicemiei. zio- — Animal neexcitaț — Excitare arh/striat —* Excitare arie septală — Excitare pateostriat lărgit Excitare pa leos triatprimitiv Excitare paleostriat lărgit in primele 3experiențe 200 ioo\ 180 170 150 - 160 ore de stimulare § § Fig. 1. — Variațiile glicemiei la animale neexcitate și la animale cu excitații ale arhistriatului, ariei septale, paleostriatului lărgit și pa- leostriatului primitiv. 4. Excitarea paleostriatului lărgit, timp de 5 ore, ă determinat o creștere medie a glicemiei'în prima oră de la 168 la 175 mg, după care s-a observat o scădere medie a glicemiei pînă la 161 mg (fig. 1). Aceste variații nu pot fi considerate semnificative. De apreciat în această pri- vință este însăpaptul că în primele 3 experiențe efectuate pe fiecare animal LILIANA ROȘCA 4 în parte (fig. 1) s-a observat o hipoglicemie de — 15 ... — 20 mg, eare apărea după o oră de la excitare și care dura tot timpul excitării. La experiențele următoare hipoglicemia a devenit nesemnificativă sau a fost înlocuită de o ușoară hiperglicemie. Daca paleostriatul lărgit ar fi avut un efect hipoglicemiant, ar fi însemnat că excitarea lui să determine o reducere a hiperglicemiei provo- cate sau o revenire mai rapidă a acesteia la normal. Dar, după cum reiese din figura 2, curba hiperglicemiei provocate are aproximativ ace- leași valori la animalele excitate și neexcitate. 5 TELENCEFALUL, GLICEMIA ȘI METABOLISMUL ENERGETIC LÂ PASĂRI 43 Deci putem afirma că, în condițiile noastre experimentale, excitarea unilaterală a paleostriatului lărgit nu a avut o influență semnificativă asupra glicemiei. 5. Comparînd curba glicemiei la animale neexcitate și la cele cu paleostriatul primitiv excitat (fig. 1), se observă că excitarea acestuia a avut o acțiune hiperglicemiantă semnificativă, cu o durată de 2 ore. în legătură cu acest fapt se ridică unele probleme : de ce acțiunea sa a durat numai 2 ore, deși excitarea a durat 5 ore? Care sînt căile prin.care se realizează această hiperglicemie ? Se datorește ea eliberării de adrenalină sau poate unei influențe directe a paleostriatului primitiv ca formațiune simpatică asupra ficatului. într-adevăr, se cunosc lucrările lui T. Ban (1) care a obținut hiperglicemie prin excitarea ariilor simpatice hipotalamice în absența suprarenalelor, tiroidei și hipofizei. Faptul că excitarea fiecărei formațiuni în parte deși nu a dus la modificări semnificative, totuși, practic, nu a rămas lipsită de efect ne împiedică să conchidem că excitarea diferitelor formațiuni telencefalice nu exercită nici o influență asupra glicemiei. Se știe că în general la păsări nu se poate vorbi de centri strict locali- zați, care să controleze diferitele funcții vegetative. Astfel P. Putkonen a obținut salivație prin excitarea arhistriatului și paleostriatului lăr- git, mioză prin excitarea tuturor componentelor striatale ale creierului anterior (arhistriat, paleostriat și neostriat) și a ariei dorso-laterale tala- mice, precum și midriază prin excitarea paleostriatului lărgit, arhistria- tului median și a diencefalului. S.E. Feldman și colaboratori (3) au obținut, prin distrugeri bilaterale în regiunea hipotalamusului anterior și posterior, afagie la păsări însoțită de pierderea capacității de a-și regla temperatură corporală și diminuarea activității voluntare. De asemenea, S. Lepkovsky și . M. Yasuda (5), (6) au obținut la cocoși hiperfagie însoțită de castrare - prin leziuni ale eminenței mediane și hiperfagie urmată de o dezvoltare exagerată a testiculelor, la animale cu leziuni ale ariei hipotalamice anterioare. Prin urmare, la păsări nu se poate vorbi de centri strict localizați, ' ci de un complex de centri care intervin în reglarea unei funcții oarecare. Poate că în aceeași lumină ar trebui să privim și intervenția formațiunilor telencefalice în reglarea glicemiei și a metabolismului energetic. B. Metabolismul energetic Influența excitării arhistriatului, ariei septale, paleostriatului lărgit și primitiv asupra cîtului respirator și cheltuielii de energie este ilustrată în figura 3. După cum se observă, variațiile cheltuielii de energie, expri- mată în procente, nu diferă la animalele excitate, față de cele normale. Diferențele de + sau — 10 față de normal nu sînt semnificative. De 44 LILIANA ROȘCA 6 aceea putem considera că, în condițiile noastre experimentale, excitarea unilaterală a acestor formațiuni nu a avut influență asupra citului res- pirator și cheltuielii de energie la găini. —------Animal neexcitat -------Excitare arhistriat ore de la stimulare Fig. 3.—Influența excitării arhistriatului, ariei septale, paleostriatului primitiv și lărgit asupra metabolismului energetic. CONCLUZII 1. Excitarea unilaterală a arhistriatului, ariei septale, paleostria- tului lărgit nu a determinat variații semnificative ale glicemiei la găini. 2. Excitarea paleostriatului primitiv a determinat o ușoară hiper- glicemie, a cărei cauză rămîne de elucidat. 3. Excitarea unilaterală a arhistriatului, paleostriatului lărgit și primitiv, ea și a ariei septale nu a avut o influență semnificativă în condițiile noastre experimentale asupra metabolismului energetic la găini. (Avizat de prof. [Eugen A, Pora.) L’TNFLUENCE DE QUELQUES FORMATIONS TELENCEPHA- LIQUES SUR LA GLYCĂMIE ET LE METABOLISME ENERGETIQUE CHEZ LES OISEAUX 7 TELENCEFALUE, GLICEMIA ȘI METABOLISMUL, ENERGETIC LA PĂSĂRI ' 45 Chez les animaux non excităs, dans des conditions d’expărience identiques ă celles des autres variantes expărimentales, la glycămie varie entre 175—181 mg %. L’excitation unilaterale de l’archistriatum a dătermină,cinq minutes aprăs le commencement de l’excitation, une hyperglycămie de + 15 mg par rapport au normal, suivie d’un retour ă l’ătat inițial et de quelques yariations năgligeables de la glycămie. Aucune variation significative de la glycămie n’a ete constată apres l’excitation de l’area septalis. L’excitation, pendant 5 heures, du paleostriatum augmentă, a dă- termine un accroissement de la glycămie de 168 ă 175 mg dans la pre- miere heurs, apres laquelle on a remarquă une baisse moyenne jusqu’ă 161 mg. Ces variations ne peuvent âtre considărăes comme significatives. Aremarqueren ce cas que dans les trois premieres expăriences effectuăes, on a constată, pour chaque individu pris săparăment, une hypoglycămie de — 15—20 mg, apparaissant une heure apres le commencement de la stimulation et durant tout le long de l’excitation. Dans les expăriences qui ont succădă, les valeurs de la hypoglycămie ătaient inșignifiantes. Si le palăostriatum augmentă avait eu un role hypoglycămiant, cela aurait signifiă que l’excitation aurait du dăterminer une răduction de la, hyperglycămie provoquăe ou un retour plus rapide de cette derniere â l’ătat inițial. Mais la courbe de l’hyperglycămie provoquăe marquait presque les memes valeurs, autant chez les animaux excităs, que chez les individus non excităs. En rapportant les variations de la glycămie apres l’excitation du paleostriatum primitif, ă celles des animaux non excităs, on remarqua une hyperglycămie de 15 mg pour une păriode de 2 heures. En ce qui concerne l’excitation de l’archistriatum, du paleostria- tum augmentă et du paleostriatum primitif, ainsi que de l’area septalis, chez la Poule, on n’obșerva aucune influence significative sur leur măta- bolisme ănergătique. Le fait que l’excitation de chaque formation, prise ă part, n’a pas d’influence significative sur les parametres examinăs, encore qu’elle ne soit pas restă sans effet, nous empeche conclure que l’excitation des diffă- rentes formations tălencăphalique n’ont aucune influence sur la glycămie et le mătabolisme ănergătique de la Poule. L’auteur considere qu’on ne peut donc discuter de centres stricte- ment localisăs, mais plutot d’un complexe de centres qui interviennent dans le răglage d’une fonction quelconque. BIBLIOGRAFIE rEsume L’auteur etudie l’influence de l’excitation unilaterale de l’archi- striatum, du paleostriatum augmentă et du paleostriatum primitif, ainsi que de Var ea septalis sur la glycămie et le mătabolisme ănergătique chez la Poule. 1. Ban T., Med. J., Osaka Univ., 1965, 15. 2. Gate ten J., Pfliiger’s Archiv, 1936, 13, 95 — 174. 3. Feldman S. E., Larsson S., Dimick M. K. a. Lepkovsky S., Amer. J. Physiol., 1957, 191, 259-263. 46 LILIANA ROȘCA 4. Kahana M. C. i Telenkovici A. E., Biul. exp. biol, i med., 1954, 37, 4, 23—25. 5. Lepkovsky S., Felpman S. a. Sharon I., Proc. Nutr. Soc., 1962, 21, 65—73. 6. Lepkovsky S. a. Yasuda M., Poultry Science, 1966, 45, 582 — 588. 7. Nersrsian-Vasiliu Cornelia et Șanta N., Rev. roum. Biol., Seric de Zoologie, 1969, 14, 4, 279-283. 8. PutkoMbn P., Aiul Acad. Sci. Fennicae, Series A V, Medical, 1967, 130. 9. Rodbaiuj S. a. Goldstein M. S., Amer. J. Pliysiol., 1950, 162, 175 — 181. 10. Taghirv S. K:, Izv. Akad. Naok Azerd. SSSR, S. biol, nauk, 1966, 1, 91 — 96. 11, Tienhoven Van a. Juhasz L. P., Comp. Neur., 1962, 118, 185—197. Facultatea de biologie, Catedra de fiziologie animală. Primit in redacție la 9 octombrie 1969. CONVERSIA GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI. SEMNIFICAȚIE FUNCȚIONALĂ, MECANISM ȘI AUTOREGLARE DE I. V. DEACIUC 591.133 Literature and author’s own data concerning the mechanism and metabolic regulation of the conversion of glucose into fatty acids are reviewed. A special attention is paid to the role of citrate in the regulation of phosphofructokinase and acetyl-CoA carboxylase activities. Preliminary experimental data are presented which support the hypothesis that during the conversion of glucose into fatty acids the activity of phosphofructokinase must be inhibited by high concentrations of citrate, which, in turn, are necessary to maintain at a high level the activity of acetyl-CoA carboxylase. Aș a result, glucose degradation to triosephosphates proceeds more intensively through the pentosephosphate pathway. The increase of activity through this pathway in these circumstances is regarded as a compen- satory mechanism. H ' Glucoza reprezintă unul dintre cele mai importante substrate me- ; ’ V tabolice primare pe seama degradării cărora organismul animal își procură ! i ' rilor — acidul gras, joacă un dublu rol în organismul animal: sînt elemente I , ST. SI CERC. BIOL. SERIA ZOOLOGIE T. 22 NE. 1 P. 47-58 BUCUREȘTI 1970 48 I. V. DEACIUC 2 strict necesare pentru alcătuirea unor structuri specializate (membranele 1 de exemplu) și reprezintă forme de depozitare a energiei. Din punctul de vedere al rolului energetic, ponderea revine acidului gras, deoarece 1 energia conținută în molecula acestuia și eliberată prin degradarea j sa este considerabil mai mare decît cea conținută în alți componenți ai 1 lor (glicerolul de exemplu). în situația în care lipidele reprezintă un mate- 1 rial energetic de rezervă, sinteza acizilor grași din glucoză trebuie, consi- 1 derată — așa cum a sugerat E. J. M a s o r o (41) — un mecanism homeo- | static menit să ducă la depozitarea acelei părți de energie chimică, adusă j sub forma glucozei, care este în exces față de necesitățile de moment ale j celulei, ale organismului. Organismul dispune de două posibilități de | depozitare a energiei în condițiile unui aport crescut al acesteia : sub forma ) polimerului glucozei — glicogenul — și sub forma lipidelor. Cea de-a doua 1 cale este mai utilă pentru organism din mai multe motive. j în primul rînd, sinteza glicogenului ește limitată de propria sa can- । titate printr-un mecanism feed-back negativ (13). în al doilea rînd, | lipidele, spre deosebire de glicogen, pot fi depozitate pe arii mult mai | mari'în organism, deoarece specificitatea de localizare a depunerii lor | este mult mai puțin accentuată decît cea a glicogenului. Trebuie notat 1 faptul ca, raportată la unitatea de greutate, cantitatea de energie conținută | în lipide este mult mai mare decît cea conținută în glicogen. Aceasta | ( permite organismului animal să realizeze o condensare de energie într-o 1 cantitate relativ mică de substanță. 1 .. xi Un calcul sumar arată că în procesul conversiei glucozei în acizi grași, 1 g de carbon 4 glucidic sau 2,59 g glucoză este convertit la 0,57 g carbon al acidului palmitic sau la 0,75 g | acid palmitic. Astfel 1 g de glucoză, al cărui echivalent energetic este de 4,1 cal, dă 0,3 g 1 acid palmitic, al cărui echivalent energetic este de 2,8 cal. Pe de altă parte, 1 g de glucoză J poate fi convertit la 0,9 g glicogen, ceea ce reprezintă o greutate de trei ori mai mare decît | a acidului palmitic derivat din aceeași cantitate de glucoză. Reiese deci, că într-un gram 1 de acid palmitic se depozitează o cantitate de energie de 2,2 ori mai mare (9,24 cal) decît J într-un g de glicogen (aproximativ 4 cal). 1 în sfîrșit, se pare că depunerea lipidelor, spre deosebire de cea a | glicogenului, nu este limitată de propria lor cantitate. Gu alte cuvinte, ] se pare că mecanismul feed-back negativ nu operează cu eficacitate mare 1 în cazul sintezei lipidelor. 1 în ceea ce privește cantitatea de glucoză care șe mețabolizează la i acizi grași în organismul normal în condiții fiziologice, datele experimen- | tale recente comunică valori cuprinse între 1 și 7 % (16), (Ș5), iar cele mai | vechi (59) valori de 30%. Intensitatea relativ redusă a acestui proces j în condiții fiziologice, cel puțin pentru unele specii (valorile de sus au fost | obținute în experiențe pe șobolani) nu diminuează cu nimic importanța sa, 1 în special adaptativă, pentru organism. în funcție de grupele de mamifere | cărora ne adresăm, conversia glucozei în acizi grași poate fi o cale majoră 1 de metabolizare a glucozei sau poate fi aproape inexistentă. Ultima si-1 tuație o întîlnim la rumegătoare, la care, datorită unei flore și unei 1 faune digestive foarte variate, metabolismul glucozei prezintă o serie de | particularități, între care și slaba sa conversie la acizi grași (26), (27). 1 Trebuie menționat, de asemenea, că sub aspect cantitativ conversia | ' CONVERSIA GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI 49 KîO.'?. . a . . . . glucozei în acizi grași variază în funcție de țesut pentru unul și același organism. Astfel, țesutul adipos este mai activ decît ficatul iar mușchiul ©".este aproape inactiv din acest punct de vedere. MECANISMUL CONVERSIEI GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI ■ afe; Procesul cuprinde, în linii generale, două momente : I. Degradarea glucozei la acetil-CoA. II. Reducerea acetil-CoA la acizi grași. Datele; experimentale de-care dispunem actualmente arată că în procesul de degra- dare a glucozei la acetil-CoA se formează toate elementele necesare sin- tezei acizilor grași, respectiv, substratul carbonic, fosfatul macroergic ■Bgj'acidul adenozintrifosforic — ATP) și echivalenții reducători. BEm , I. Degradarea glucozei la acetil-CoA. Degradarea glucozei la piruvat Bjafefeste bine și de mult cunoscută din lucrările clasice ale lui E m b d e n, ® > Meyerhof,.Lohmann, P a r n a s și W ar b u r g. Pentru lucra- rea de față, un interes deosebit prezintă o serie de aspecte ale problemei. Sistemele enzimatice care catalizează transformarea glucozei în piruvat MKMnt localizate în citoplasmă. Nu există date experimentale potrivit cărora MK&yreiina din etapele acestei secvențe ar fi catalizată de vreo enzimă locali- MKzată în mitocondrii. Piruvatul astfel format este metabolizat pe mai Mjj&multe căi, dintre care două prezintă importanță cantitativă majoră : SgAcarboxilarea cu formare de oxaloacetat, catalizată de piruvat-carboxilază ^y(CE 6.4.1.1.; CE aici și mai departe înseamnă clasificarea enzimelor, iar cifrele alăturate reprezintă codul enzimei date în clasificare) și decarboxi- fe',' larea oxidativă cu formare de acetil-CoA, catalizată de piruvat-oxidază |g'(C® 1.2.41.)^ Ambele căi prezintă importanță pentru lipogeneza din C- glucozei, deoarece oxaloacetatul și acetil-CoA sînt precursorii direcți ai ||||?citratului al cărui rol în sinteza acizilor grași este, după cum se va arăta in cele ce urmează, deosebit de important. Piruvat-oxidaza este localizată exclusiv mitocondrial (54), ceea ce face ca acetil-CoA provenită din glucoză să se nască în mitocondrii. Pe de altă parte, sinteza de novo a acizilor grași este un proces citoplasmatic (22), (64), (65), (66). Prin urmare, este necesar ca acetil-CoA să traverseze membrana mitocondrială spre KBcitonlasmă pentru a deveni accesibil sistemului enzimatic al sintezei ^ptacizilor grași. Multă vreme s-a crezut că un astfel de transfer se face fără jfedificultăti printr-o simplă difuziune. După descoperirea faptului că mem- ^gbrana mitocondrială este puțin permeabilă pentru acetil-CoA (52), (55), reg/problema mecanismului și formei sub care mitocondriile exportă acetatul ^‘în citoplasmă a devenit obiectul a numeroase cercetări experimentale. Astfel, au foșt formulate mai multe ipoteze referitoare la mecanismul ^/acestui transfer. Acestea sînt redate în figura 1. K 1 1. Acetil-CoA format în mitocondrii este hidrolizat la acetat și CoA; gg/acetatul, dar nu și CoA, traversează membrana mitocondrială și în cito- g, plasmă este din nou activat la acetil-CoA în reacția catalizată de acetat , Er tiokinăză (CE 6.2.1.1.). Mecanismul acesta a fost propus de O. Wie- &land și L. Weiss (67) pe baza unor date experimentale (25), (67). T Cu excepția prezenței în unele preparate mitocondriale a deacilazei acetil- 1% CoA, alte dovezi experimentale pentru acest mecanism nu există. &G> 4-0. 4103 50 I. V. DEACIUC 4 CONVERSIA GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI 51 2. Acetil-CoA se condensează în mitocondrii cu oxaloacetatul, formînd citTat în reacția catalizată de citrat sintază (CE 4.1.3.7,). Citratul astfel format traversează membrana mitocondrială, iar în citoplasmă regenerează din nou\oxaloacetatul și acetil-CoA în reacția catalizată de GLUCOZA PIRUVAT PiRU ACEÎIL-CARNITINA VAT ACETIC- CoA -CoA» ACE T AT /'CARNITINA 3 ACETAU CoA» ATP —ACETIL-CoA * AMP+ PP ACETIL-CARNITINĂ + CoA —► ACETIL-CoA, CARNITINA 1 ! OXAC \ CITRAT —— CCLUL \ cis-ACONlTAT KREBS | izo-CITRAT ClTR/^^C o A» A T P-ACE TIL- CoA» OXAC.» A OP» P 1 cis^ACONITAT ' , 1 M^at-Hazică. în principiu, acest mecanism nu se deosebește de varianta inițială; el implică mar cîteva etape în plus, menite să evite obstacolul creat de permeabilitatea redusă a mem- mfanei mitocondriale pentru citrat. ’ 3. 8-a presupus că acetatul poate fi transferat din mitocondrii în mpsol sub forma esterului său cu carnitina (6), (7), (39), (43). Reacția m’ămbele sensuri este catalizată de carnitin-acetil-transferază (CE 2.3.1.7.). Eef notat însă că: această enzimă este mai degrabă mitocondrială decît TOpplasmatică (44); or, existența unui mecanism în care carnitina este ^ehiculant al acetatului necesită prezența acestei ehzime în citoplasmă. de altă parte, scăderea drastică a intensității sintezei acizilor grași în muniție se asociază nu cu scăderea, cum ar fi de așteptat, ci cu creșterea ^ivității carnitin-acetil-transferazei (8), (45). Pe baza acestor rezultate, M B r e s s 1 e r și K. B r e n d e 1 (8) au sugerat că mecanismul de trans- fgrlcu participarea carnitinei ar putea să opereze în condiții de inaniție. E®e însă puțin probabil ca în aceste condiții transferul de acetat din mBocondrii în citoplasmă să fie legat de lipogeneză. Vom menționa, în lipsit, că O.C. O h i 1 d r e s s și colaboratori (10) atribuie carnitin-acetil- firansferazei funcții legate de'procesele de rezervare a energiei în mitocondrii izo-CITRAT ®iu de procesul de sinteză a acizilor grași. jig Reiese așadar că mecanismul cel mai plauzibil de transfer al acetatului m origine glucidică) din mitocondrii în citoplasmă este cel cu participarea, "aratului. Trebuie notat însă, că la unele specii de mamifere, la carC Mii “-CETOGLUTARAT-S . E nJ , 3" E GLUTAMAT —— 5 -CETOGLUTAR? ■ ►GLUTAMAT Fig. 1. — Schema mecanismelor de transfer al acetatului din mitocondrii în .citoplasmă. pnversia glucozei în acizii grași este absentă, citratul își pierde rolul de (hiculant al acetatului (26), (27). - 1 iL Reducerea acetil-CoA la acizi grași. Odată transferat în citoplas- ă, acetatul servește, sub forma acetil-CoA, drept substrat pentru sinteza izilor grași. Procesul cuprinde două etape: a) carboxilarea acetil-CoA dnalonil-CoA, catalizată de acetil-CoA-carboxilază (CE 6.4.1.2.) și b) n,densarea • succesivă a moleculelor de malonil-CoA cu formarea acidului ^s. Întrucît momentele acestei secvențe sînt bine cunoscute nu vom ista asupra lor. Vom nota numai necesitatea echivalenților reducători, posibili.sistemului sub forma NÂDPH și nu NADH (33). Aceasta ridică ^oblema surselor de reducere a NADP + în citoplasmă. Atenția cercetă- rilor a fost îndreptată îh primul rînd spre acele căi metabolice care ^rează în citoplasmă și în care se regenerează KADPH. între acestea un oc deosebit de important îl ocupă calea pentozo-fosforică. Este unanim ATP-citrat-liază (CE 4.1.3.8.). Acetil-CoA, ia apoi calea sintezei acizilor grași, iar oxaloacetatul este metabolizat într-o serie,de reacții asupra cărora vom reveni. Acest mecanism a fost formulat după ce P. A. Srere (58) a descoperit ATP-citraț-liaza, căreia deocamdată nu i se poate atribui o altă semnificație funcțională decît aceea de a regenera acetil-CoA din citratul de origine mitocondrială. Această ipoteză este susținută de o serie j de dov'ezi experimentale convingătoare (4), (9), (12), (31), (32), (36), (57), ) (58), (60). ( . ' ' Pe baza unor date experimentale care arată o slabă periheabilitate a membranei mito- ; condriale pentru citrat (50), (57) a îost sugerată o variantă a acestui mecanism (11), (37), ) în care transferul acetatului este conceput sub formă a-cetoglutaratului sau glutamatului ( (derivați din citrat în ciclul Krebs), care în citoplasmă regenerează citratul cu participarea izo- ’ citrat-dehidrogenazei-NADP-dependente (CE 1.1.1.42.). Citratul este apoi scindat în reacția j| mpărtășită părerea că unul dintre atributele funcționale ale acestei căi ®e regenerarea NADPH (18), (29). O serie de date experimentale (20) ^tă că .din necesarul total de NADPH pentru sinteza acizilor grași numai ^Q‘% este furnizat de către această cale. Trebuie remarcat faptul că această floare a fost obținută în experiențe pe țesut adipos, care este specializat & conversia glucozei în acizi grași și în care enzimele căii pentozo- mșforice sînt deosebit de active. Se pune așadar problema surselor deH ®re să completele întregul necesar pentru sinteza acizilor grași. Din Best punct de vedere o importanță deosebită o prezintă activitatea Vi mor dehidrogenaze-NADP-dependente. O atenție specială fee acordă în ®st sens izocitrat-dehidrogenazei-NADP-dependente și malat-dehidro- Biazei-NADP-dependente (CE 1.1.1.40.). în ceea ce privește prima ffihidrogenază, p serie de cercetători (11), (37) sînt înclinați să îi atribuie 52 I. V. DEACIUC 6' în citoplasmă un rol mai degrabă de generare a citratului (din a-ceto- glutarat) decît de oxidare a acestuia. Malat-dehidrogenaza-NADP-depen- dentă merită însă o mențiune specială, deoarece în cooperare cu malat- dehidrogenaza-NAD-dependentă (CE 1.1.1.37.), a cărei localizare este, dublă, mitocondrială și citoplasmatică (30)r asigură canalizarea echiva-i lenților reducători din două surse spre sinteza acizilor grași: de pe NADH; mitocondrial și de pe NADEI regenerat în cursul degradării glucozei- pe calea Embden-Meyerhof. Primul mecanism este funcțional în țesutul; hepatic iar cel de-al doilea în țesutul1 adipos. în al doilea caz, avem de-a face cu o transhidrogenare indirectă mediată de malăt și oxalo-; acetat. Această reacție necesită prezența și regenerarea continuă în cito- plasmă a oxaloacetătului, care, după cum s-a arătat anterior, se formează ca urmare a scindării citratului în reacția citrat-liazică. Acest mecanism, alături de călea pentozo-fosforică, asigură transferul unei cantități sufi- ciente de H de pe molecula glucozei pe cea a acizilor grași în formare (fig'- 2). a . - - . ' j în sfîrșit, un ultim aspect al conversiei glucozei în acizi grași este furnizarea de ATP necesar sintezei acestora. Considerînd cantitatea netă de ATP care șe formează în etapa glucoză -*■ piruvat (2 moli ATP per mol de glucoză), cantitatea de acetil-CoA care se formează din glucoză, (2 moli acetil-OoA per mol de glucoză), precum și cantitatea de ATP; necesară pentru înglobarea.acetil-CoA în acizii grași (2 moli ATP per mol. de acetil-CoA) reiese că numai 50% din ATP necesar pentru conversia; acetil-CoA la acizi grași poate fi furnizat de calea Embden-Meyerhof. Completarea necesarului de ATP pentru sinteza acizilor grași se face pe; seama fosforilării oxidative, deci intramitocondrial. în acest sens trebuie; distinse două situații: . ‘ î 1. în țesutul' adipos. Dacă sursa principală de electroni care aii-; mentează lanțul respirator ar fi ciclul Krebs, atunci o parte din acetiD CoA va trebui să ardă la COa\și H2O, ceea ce ar duce la o sustragere aș C-glucozei de pe calea sintezei acizilor grași. Rezultatele experimentale; obținute pe țesut adipos epididimal de șobolan (21) arată că, în condițiile conversiei glucozei în acizi grași, alimentarea cu electroni a lanțului res-s pirator este asigurată de două surse. Una dintre ele este reprezentată de’ echivalenții reducători generați în etapa glucoză piruvat; .este vorbă) despre acea parte care nu a fost antrenată prin transhidrogenare în sin-- teza acizilor grași (fig. 2). A doua sursă este asigurată de oxidarea piru-ș vatului la acetil-CoA, reacție în cursul căreia se formează NADH, carej este direct accesibil lanțului respirator. j 2. în țesutul hepatic. Întrucît contribuția căii pentozo-fosforice la] furnizarea de echivalenți reducători pentru sinteza acizilor grași este mai; redusă decît în țesutul adipos, o parte din echivalenții reducători formați în cursul reacțiilor ciclului Krebs este transferată, cum s-a descris măi| sus, în citoplasmă. Mare parte din ei sînt utilizați pentru fosforilareăl ADP în lanțul respirator. - J Din cele arătate reiese că, în timp ce în țesutul adipos intensitatea] reacțiilor ciclului Krebs trebuie să scadă în cursul conversiei glucozei îw acizi grași, ceea ce experimental s-a demonstrat (21), în țesutul hepatic] funcționarea ciclului Krebs este necesară pentru a asigura atît echivalenții] - CONVERSIA GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI 53 I . educatori, cît și ATP, necesari pentru sinteza acizilor grași. Această nație poate oferi o explicație parțială a capacității mai slabe a țesutului patic, în comparație cu cel adipos, de a converti glucoza în acizi grași. (■ baza acestora este de așteptat ca inhibarea ciclului Krebs în țesutul "atic să ducă la o scădere a sintezei acizilor grași. Noi am demonstrat Fig. 2. — Schema mecanismelor care asigură transferul de H de pe mo- lecula glucozei pe cea a acizilor grași yîn formare, în timpul conversiei glucozei în acizi grași de către țesutul adipos de șobolan. ' ■ erior că inhibitori ai ciclului, ca monofluoracetatul, malonatul și clorura amoniu, induc o scădere marcantă a sintezei acizilor grași în secțiuni Țicat (14), (15). . I. V. DEACIUC AUTOREGLAREA CONVERSIEI GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI Termenul de autoreglare nu este probabil cel mai potrivit, dar în aceasta lucrare el are înțelesul de reglare metabolică propriu-zisă, fără participarea hormonilor și sistemului nervos. Cu alte cuvinte, avem în vedere numai factorii intracelulari ai reglării conversiei glucozei în acizi grași. O atenție specială vom acorda reglării activității enzimelor care catalizează etapele limitante în secvențele respective, deoarece acestea sînt punctele la nivelul cărora este controlat fluxul de materie prin căile metabolice date. 1. Reglarea intensității degradării glucozei la acetil-CoA. Actualmente este unanim acceptat faptul că reacția limitantă în secvența glucoză piruvat este cea catalizată de fosfofructokinază (PFK) (CE 2.7,1.11.). Activitatea PFK este inhibată de către unul dintre substratele sale, ATI? (31), și de către citrat (17), (24), (47), (48); ea este stimulată de către AMP (38), (49) și ADP (2). Nu vom insista asupra controlului exercitat de către elementele sistemului adenilic (AMP, ADP, ATP); vom sublinia numai că acest control este exercitat într-o astfel de manieră, încît un potențial energetic crescut al celulei menține un nivel scăzut de activitate a PFK și invers (3). O atenție cu totul aparte merită controlul exercitat de către citrat. Citratul este de fapt un produs al degradării glucozei, deoarece precursorii săi — oxaloacetatul și acetil-CoA — derivă din piruvat. Prin urmare, avem de-a face cu un mecanism de reglare de tip feed-back negativ, în care pro- dusul final al caii inhibă etapa limitantă a acesteia. Este clar că citratul poate afecta activitatea PFK numai dacă se găsește în citoplasmă, deoa- rece PFK, la fel ca celelalte enzime ale caii Embden-Meyerhof, este locali- zată aici. Pe de altă parte, citratul este un stimulator de înaltă specifi- citate, chiar un factor necesar al activi- tății acetil-CoA-carboxilazei (40), (42), (62), (66). Reiese că rolul său de activator al acetil-CoA-carboxilazei vine în contradicție cu acela de inhibitor al PFK. Din figura 3 se vede că la concentrații de citrat, la care acti- vitatea acetil-CoA-carboxilazei este maximă, ceea ce este strict necesar pentru sinteza acizilor grași, activitatea PFK este aproape £ 4 Cifrat complet inhibată. în aceste condiții ar fi de așteptat ca să nu mai aibă loc conversia Fig. 3. - Dependența activității glucozei în acizi grași, ceea ,ce experimental tosfofructokinazei și acetii-CoA-car- nu g_a dovedit. Au fost formulate mai multe boSTde con^XțK^^^^^ ipoteze cu privire la mecanismul soluționării a citratului (datele pentru tosfo- de către celulă a acestei contradicții. Una fructokinază sînt luate după (17), dintre ele (17) sugerează existența a două iar cele pentru acetii-CoA-carboxi- forme de PFK : una sensibilă, alta insen- activitatea PFK, iar cea întreruptă Slblla la acțiunea citratului. Cea de-a doua activitatea acetil-CoA-carboxilazei. formă ar permite conversia glucozei la acetil- CoA chiar în condițiile unei concentrații crescute de citrat în citoplasmă. în acest sens nu există însă dovezi experimentale. O altă soluție este propusă de noi pe baza unor experiențe privind efectul monofluoracetatului (MFAc) asupra metabolis- mului glucozei-(U)-14C în țesutul epididimal adipos de șobolan, ale căror rezultate parțiale le dăm în tabelele nr. 1 și 2. Potrivit ipotezei propuse de noi, generarea acetil-CoA din glucoză s-ar realiza, în condițiile unei concentrații crescute de citrat, fără participarea segmentului căii Embden- Meyerhof cuprins între fructozo-6-fosfat și triozo-fosfați; acesta este înlocuit din punct de vedere funcțional cu calea pentozo-fosforică. Cu alte cuvinte este vorba despre un mecanism compensator care constă în preluarea de către calea pentozo-fosforică a funcției segmentului menționat mai sus al căii Embden-Meyerhof. Tabelul nr. 1 Efectul mouofliioracetatuliii (10 mM) asupra conținutului de citrat in (esututiil epididimal adipos de șobolan incubat cu 10 mtll glucoză Control Monofluoracetat (a) (b) p. moli citrat/g țesut proaspăt 0,205 1,027 5 Diferența dintre control și monofluoracetat este semnificativă (p<0,01) ;n=4. Tabelul nr. 2 Efectul monofluoracetatului (10 măi) asupra metabolismului glucozei .(V).UC In fesutui epididimal adipos de șobolan Indicele urmărit Control Monofluoracetat P Consum de glucoză * 6,54±0,33 10,34^0,98 <0,01 Glucoza convertită Ia acizi grași 0,33 0,70 <0,01 *Valorile reprezintă p. moli glucoză (consumată sau convertită în acizi grași)/g țesut proaspăt/oră. Detalii asupra experiențelor urmează să fie publicate de către autorul acestei lucrări împreună cu G h. F r e c u ș. în primul rînd am stabilit în experiențele noastre că MFAc în con- centrație de 10 mM induce o acumulare masivă a citratului în țesutul adipos de șobolan, incubat în prezența glucozei (10 mM) (tabelul nr. 1). în aceste condiții consumul de glucoză al țesutului adipos se dublează (ceea ce este contrar așteptărilor pe baza efectului inhibitor al citratului asupra activității PFK) și paralel se intensifică sinteza acizilor grași din glucoză (tabelul nr. 2). 2. Reglarea distribuției acetil-CoA între calea oxidării și calea redu- cerii la acizi grași. Independent de soarta ulterioară a restului de acetil a 56 I. V. CEACIUC 10 'ii CONVERSIA GLUCOZEI ÎN ACIZI GRAȘI 57 provenit din piruvat, el trebuie să formeze citratul în reacția de condensare cu oxaloacetatul. Cum citratul este forma sub care acetatul este exportat în citoplasmă pentru a fi pus la dispoziția sintezei acizilor grași, problema reglării distribuției acetil-CoA se rezumă de fapt la reglarea distribuției cifratului între arderea la CO2 și 1I2O în ciclul Krebs și cea a efluxului în citoplasmă. în acest sens prezintă o importanță deosebită lucrările lui J, A. Hathaway și D. E, Atkinson (28), care atestă existența unui control exercitat ătît asupra citrat sintazei, cît și asupra izocitrat- dehidrogenazei-KAH-dependente (CE 1.1.1.41.) de către elementele sis- temului adenilic. Fără a descrie detaliat, vom menționa că acest control asigură, în funcție de valoarea potențialului energetic al celulei, canali- zarea cifratului într-un mod corespunzător cu necesitățile de moment ale celulei. 3. Reglarea reducerii acetil-CoA la acizi grași. Enzima limitantă a căii acetil-CoA -> acizi grași este acetil-CoA-carboxilaza (23), (40), (46). După cum s-a arătat anterior, activitatea acestei enzime este foarte sever controlată de către citrat. Considerînd citratul ca substrat al sintezei aci- zilor grași, în cazul relației sale cu acetil-CoA-carboxilaza constatăm existența unui mecanism de activare de către precursor a enzimei care acționează într-un moment ulterior al secvenței metabolice în care este implicat activatorul. Semnificația unui astfel de mecanism în cazul anali- zat de noi stă în legătură cu necesitatea ca citratul odată ajuns în cito- plasmă să fie metabolizat pe calea sintezei acizilor grași. Pe de altă parte, un astfel de mecanism asigură finalizarea eficientă a mecanismelor care au controlat în prealabil distribuția cifratului între arderea în ciclul Krebs și sinteza acizilor grași. Interesant este faptul că deocamdată nu cunoaștem un mecanism eficient de tip feed-back negativ de reglare a activității acetil-CoA- carboxilazei. O serie de date experimentale au arătat că această enzimă este inhibată de către produși ai sintezei acizilor grași de tipul acil-CoA ■ (palmitil, stearil-CoA etc.) (5), (51), (53), (61). Cu totul recent însă, J. A . Dorsey și J. W. Porter (19) au demonstrat în experiențe convin- gătoare că nu este vorba despre un efect specific al acestor produși asupra enzimei și că ei acționează asupra sa în virtutea proprietăților lor de agenți. detergenți. Unei astfel de inhibiții nu i se poate atribui calitatea de ele- ment al unui sistem de control. în sfîrșit, vom nota că date relativ recente (1) atestă existența unor mecanisme de reglare a activității ATP-citrat-liazei, capabile de1 a pune activitatea acestei enzime de acord cu activitatea celorlalte enzime implicate în transformarea glucozei în acizi grași. Acestea constau în prin- cipal în. modelarea activității acestei enzime de către elementele sistemului adenilic. Din cele expuse se poate vedea că controlul adenilic se exercită la diferite nivele ale secvenței în. care se realizează conversia glucozei în acizi grași (la nivelul PFK, citrat-sintazei, ATP-citrat-liazeij. Exerci- tarea acestui tip de control asupra mai multor nivele ale secvenței glucoză -> acizi grași face posibilă acțiunea concentrantă, armonică, a enzimelor secvenței respective, ceea ce asigură ordinea care domnește în aceste căi metabolice. ■ (Avizat de prof. Eugen A. Pora.) BIBLIOGRAFIE 1. Afkinson D. E. a. Walton M. J., J. Biol. Chem., 1967, 242, 3239. Bă g5: I® Ifo £8 ‘■VS! Atkinson D. E., Ann. Rev. Biochem., 1966, 35, 85. — Biochemistry, 1968, 7, 4030. Bhaduri A. a. Srbre P. A., Biochim. Biophys. Acta, 1963, 70, 221. Bortz W. M. u. Lynen F., Biochem. Z., 1963, 337, 505. Bremer J., Biochim. Biophys. Acta, 1962, 40, 110. BitESSLER R. a. Katz R. J„ J. Biol. Chem., 1965, 240, 622. Bbessler R. a. Brendel K., J. Biol. Chem., 1966, 241, 4092. c)9. Brown J. a. McLban P., Biochem. Biophys. Res. Communs., 1965, 21, 607. 1^0; Ghildress C. C., Sacktor B. a. Traynor D. R„ J. Biol. Chem., 1967, 242, 754. $fl. D’Adamo F. jr. a. Haft D. E., J. Biol. Chem., 1965, 240, 613. ^2. 'Daikuhara Y., Tsunemi T. a. Takeda Y., Biochim. Biophys. Acta, 1968, 158, 51. (13. Danforth W. H., J. Biol. Chem,, 1965, 240, 588. Hh Dbaciuc I. V., Cu privire la rolul ciclului acidului citric in biosinteza acizilor grași in sg1 > organismul animal, Autoreferat, Kiev, 1967. 35. Deaciuc I. V. i Gulii M. F., Ukr. biohim. jurn., 1968, 40, 313. g6.'De Freitas A. S. W. a. Depocas F., Can. J. Biochem., 1965, 43, 437. u7. Denton R. M. a. Randle P. J., Biochem. J., 1966, 100, 420. a8. Dickens F., Glock G. i McLban P., in Reguliația kletocinogo obmena, Instr. lit., Moscova. gj/ 178. . 49: Dorsey J. A. a. Porter J. W., J. Biol. Chem., 1968, 243, 3512. §0.zFlatt J. P. a. Ball E. G., J. Biol. Chem., 1964, 239, 675. Sî. - J. Biol. Ghem., 1966, 241, 2862. §2! Formica J. W. a. Brady R. O., J. Amer. Chem. Soc., 1959, 81, 752. 23. Ganguly G., Biochim. Biophys. Acta, 1960, 40, 110. . ' Gabland P. R., Randle P. 5. a. Newsholme E. A., Nature, 1963,200, 169. 15. Gergely G., in Methods in Enzymology, sub red. S. P. Collowick a. N. O. Kaplan, Acad. ț Press, New York, 1960, 1, 602. ,6; Hanson R, W. a. Ballard F. j!, Biochem. J., 1967, 105, 529. Biochem. J., 1968, 108, 705. Mb28-. Hathaway J. A. a. Atkinson D. E., Biochem. Biophys. Res. Communs., 1965, 20, -661, ^^9? Hollman S., N onglycolylic Pathivys of Metabolism of Glucose, Acad. Press, New York — Londra, 1964, 74. ®?30. Kun E., in The Enzymes, sub red. P. D. Boyer, H. A. Lardy a. Myrback K., Acad. Press, New York—Londra, 1963, 7, 149. BB^l. iKoBNACKER M. S. a. Bale E. G., JProc. Natl. Acad. Sci. U.S., 1965, 54, 899. S32'-1 Kqrnacker M. S. a. Lowenstein J. M., Biochim. Biophys. Acta, 1964, 84, 490. ^^,33. Langdon R. G., J. Amer. Chem. Soc., 1955, 77, 5190. ®;.34. Lardy H. A., Parks R. E., in The Enzymes — Unites of Biologicul Struclure and Func- Hon, sub red. O. H. Gaebler, Acad. Press, New York — Londra, 1956, 584. |®35. Lequin H. C. a. Stbin-Parve: E. P., Biochim. Biophys. Acta, 1962, 58, 439. EM36. Lowenstein J. M., in Control of Energy Metabolism, sub red. B. Chance, R. W. Esta- brook a. J. R. Williamson, Acad. Press, New York — Londra, 1965, 261. Madsen, J., Abraham S. a. Chaikoff I. L., J. Lip. Res., 1964, 5, 545. ■ Wăk Mansour T. E., J. Biol: Chem., 1963, 238, 2285. IR Marouts N. R. a. Fritz I. B., J. Biol. Chem., 1965, 240, 2193. »). Martin D. B. a. Vagelos P. R., J. Biol. Chem., 1962, 237, 1787. ||8k4'L Masoro E. J., J. Lip. Res., 1962, 3, 149. Matsuhashi M., Matsdhashi S. a. Lynen F., Fed. Proc., 1962, 21, 288. ME43./NORUM K. R. a. Bremeb J., Biochim. Biophys. Acta, 1963, 78, 77. IpțV - J. Biol. Chem., 1967, 242, 707. «■|45. Norvm K. R., Biochim. Biophys. Acta, 1965, 98, 652. Î6. Numa S., Matsuhasi M. u. Lynen F., Biochem. Z., 1961, 334, 203. ■ 17. Parmeggiani A. a. Bowman R. H., Biochem. Biophys. Res. Communs., 1963, 12, 268. V'^^Passonneau J. V. a. Lowry O. H., Biochem. Biophys. Res. Communs., 1963, 13, 372. îV.’ÎS'1 — Biochem. Biophys. Res. Communs., 1962, 7, 10. >0. Plaut G. W. E. a. Plaut K. A., J. Biol. Chem., 1954, 207, 305. >1 * J1^ * / 5 î .Al ds Porter J. W. a. Long R. E., J. Biol. Chem., 1958, 233, 20. ^2. Purvis J. L. a. Lowenstein J. M., J. Biol. Chem., 1961, 236, 2794. *3. Robinson J; D., Brady R. O. a. Bradley M. D., J. Lip. Res., 1963, 4, 144. >2 58 I. V. REACIUC 12 54, Sanadi R. D., in The Enzymes, sub ied. P. D. Bover, H. A. Lardy a. K. Myrback, Acad. Press, New York — Londra, 1963, 7, 307. 55. Spenceu A. F. a. Lowrnstein J. M., J. Biol. Chem., 1962, 237, 3640. 56. Spencer A. F., Corman L. a. Loavenstbin J. M., Biochem. J., 1964, 93, 378. 57. Srere P. A., Mature, 1965, 205, 766. 58. - J. Biol. Chem., 1961, 236, 50. 59. Stetten D. F. jr. a: Boxer G. E., J. Biol. Chem., 1944, 155, 231. 60. Takeda Y., Isoue H., Tanioka H. a. Daikuhara Y,, Biochim. Biophys. Acta, 1967, 136, 214. 61. Tubbs P. K. a. Garland P. B., Biochem. J., 1963, 89, 25 P. 62. Vagelos P. R., Albert A. W. a. Martin D. B., J. Biol. Chem., 1963, 238, 533. 63. Wakil S. J., J. Amer. Chem. Soc., 1958, 80, 6405. 64. WmCii. S. J., Titchener E. B. a. Gibson D. M., Biochim. Biophys. Acta, 1958, 29, 225. 65. Wakil S, J. a. Gibson D. M., Biochim. Biophys. Acta, 1960, 41, 122. 66. Wakil S. J. a. Waite W. M„ J. Biol. Chem., 1963, 238, 77. 67. AVieland O. et Weiss L., Bull. Soc. Chim, biol., 1964, <46, 223. Centrul de cercetări biologice Cluj, Secția de fiziologie animală. Primit in redacție la 16 septembrie 1969. >3 591.175.4 BAZELE MOLECULARE ALE CONTRACȚIEI MUSCULARE DE MIHAIL ȘERBAN și UITA COTARIU The molecular bases of muscular contraction are presented in a survey conțai- nlng both classical data and newly reported findings in the literature. In this connection the authors discuss the problem of interactions between the two main contractile proteins, myosin and actin, as well as the interaction between actomyosin and ATP, during which the conversion of Chemical energy into mechanical one takes place. The relations between structural modifications of myofibrils and the contractile process are also illustrated in the light of the sliding filament mechanism, a theory with the widest acceptance today. Finally, the latest data relevant to the substrate of muscular contraction are discussed. Considerații generale. Una dintre proprietățile fundamentale ale organismelor regnului animal este capacitatea de a se deplasa în. mod autonom. Fenomenul de mișcare este însă exprimat sub diverse aspecte în seria animală, iar mecanismele moleculare care stau la baza acestuia sînt mai mult sau mai puțin diferite. Mușchiul este un țesut a cărui organizare structurală este strîns legată de funcția sa de contracție. Una dintre însușirile sale funcționale fundamentale este excitabilitatea sau capacitatea de a trece în stare de excitație în urma acțiunii unor agenți de diverse origini. Manifestarea exterioară a procesului de excitație este contracția mușchiului, care se produce îh condiții normale numai pe cale reflexă, adică prin intermediul sistemului nervos central. Ceea ce denumim în mod atît de simplu contracție musculară repre- zintă în realitate un angrenaj extrem de complex, realizat prin cooperarea intimă a mai multor sisteme structurale, și anume : elementele ■ celulare nervoase care inervează fibrele musculare; sistemele de membrane interne care brăzdează fibra musculară sub forma unei set complicat de canale cu , rol în transmiterea impulsului nervos, în activitatea aparatului contracții și în instalarea mecanismelor de relaxare; sarcozomii, sediul proceselor ST.ȘICERO.BIOL.SERIAZOOLOGIE T. 22 NR. 1 P. 59-07 BUCUREȘTI 1970 ,fi 3 T '^1 - <$ BAZELE MOLECULARE ALE CONTRACȚIEI MUSCULARE 00 MIHAIL ȘERBAN și UITA COTARIU 2 oxidative furnizoare de energie utilizabilă; sistemul de filamente proteice actomiozinice reprezentînd dispozitivul contracții propriu-zis. Definită în accepția sa biochimică, contracția musculară constituie ansamblul reacțiilor chimice cu semnificație diferită, care se petrec în cadrul acestor sisteme structurale, și anume : reacții care intervin înaintea activității contractile, condiționînd stimularea mușchiului; reacții care au loc în cursul contracției, generînd fenomenele mecanice; reacții de refacere a rezervelor energetice consumate; reacții care contribuie la instalarea relaxării etc. Suma acestor reacții, dintre care multe se pot desfășura simultan, constituie baza performanței întregului sistem h în principiu, bazele moleculare ale contracției comportă interacțiunea celor două tipuri principale de proteine cu rol contracții A și M 2, respec- tiv, ansamblul de reacții în al căror context se încadrează. Relațiile dintre AM și ATP constituie o trăsătură esențială a acestor reacții, în cadrul căreia se realizează conversia energiei chimice în energie mecanică. Interacțiunea A —M reprezintă un caz singular printre tipurile de proteine cunoscute; această proprietate conferă complexului AM funcții speciale cu rol major în contracția musculară. în ciuda progreselor remarcabile dobîndite în ultimii ani în cercetarea țesutului muscular, mecanismul efectiv prin care se produce actul contrac- ției nu este încă pe deplin elucidat. în acest sens, au fost emise numeroase teorii, ipoteze și opinii care oferă o imagine generală, însă, cel puțin în unele detalii esențiale, incompletă asupra modului de realizare a procesului contracții. în stadiul actual al cunoștințelor noastre,elementul determinant pentru construirea unor modele adecvate, dar extrem de simplificate, ale contracției musculare îl constituie modalitatea dispunerii în cele mai fine detalii a filamentelor proteice de A și M, precum și precizarea ra- porturilor spațiale dintre proteinele miofibrilare implicate în contracție. Una dintre teoriile mecanismului contracției musculare, ale cărei aspecte au căpătat o acceptare practic generală, este cunoscută sub denu- mirea de sistemul sau mecanismul filamentelor glisante, respectiv teoria mecanismului glisant. Conform acestei teorii (4), (5), (6), (7), (10) cele două componente majore ale miofribrilei — A și M — formează două seturi de filamente interdigitante, iar în cursul contracției filamentele subțiri conținînd A glisează de-a lungul filamentelor groase de M. Procesul de alunecare a filamentelor este asociat cu o serie de modificări structurale și biochimice, care își au sediul în miofibrilă, și se pare că este deter- minat de interacțiunea specifică dintre filamentele de A și proiecțiile laterale (punți încrucișate), care își au originea în filamentele groase. Aceste punți fac parte integrantă din moleculele de M, care alcătuiesc filamentele groase localizate în banda A. Teoria mecanismului glisant este sprijinită de numeroase fapte experimentale, fiind capabilă să explice o serie de fenomene care însoțesc procesul contracției. Ea oferă totodată posibilitatea interpretării unor detalii mai fine de natură histologică, bio- chimică și termodinamică ale activității musculare. 1 M. Ș c r 1> a n și D. C o t a r i ii, Biochimia contracției musculare, Edit. Academiei, București, 1970 (sub tipar). 2 Abrevieri : A = actină ; M = miozină ; AM — actomiozină ; HMM = fragment mero- miozină grea; LMM — fragment meromiozină ușoară; ATP = adenozin-trifosfat. Dispunerea în filamente a moleculelor de A și M. Elementele con- tractile din mușchiul striat sînt reprezentate prin miofibrile, care se extind pe. întreaga lungime a fibrei (1.1); ele prezintă striații caracteristice pro- venite din succesiunea unor șiruri ordonate de filamente proteice. O imagine schematică a structurii miofibrilei este redată în figura 1. Elementul care determină periodicitatea în direcția longitudinală a miofribrilei este sarcomera (2,5 g), delimitată de liniile Z, care servesc ca puncte de inserție pentru filamentele subțiri de A. La mușchiul. în repaus, aceste filamente nu se întîlnesc, rămînînd practic separate. în mijlocul sarcomerei se află plasată banda A, anizotropă (1,5 p), spre deosebire de banda I aproape complet izotropă (0,8 p). La mijlocul benzii A, există o zonă mai îngustă denumită H, compusă din filamente groase ; ea se caracterizează printr-o mare elasticitate, precum și printr-o densitate optică mai scăzută. Banda I realizează de fapt joncțiunea dintre două benzi A învecinate. Ea este bisectată de așa-numita linie sau mem- brană Z, compusă din material dens și amorf, care umple spațiile dintre filamentele subțiri. Banda A este de asemenea.bisectată de o linie nede- finită denumită M, care apare ca rezultat al ușoarei îngroșări pe care o manifestă filamentele groase la mijlocul lor. Structura miofibrilei este compusă dintr-o serie de filamente pro- teice, care sînt dispuse paralel cu axa sa lungă. Există două tipări de filamente : groase, constituite din M, și subțiri, constituite din A. Aceste filamente intră în componența segmentelor alternante dispuse în hingul miofibrilei, extinzîndu-se de la un capăt la celălalt al lor ; în regiunile de suprapunere se interdigitează unele cu altele. Segmentele constituite din filamentele groase de M reprezintă benzile A, dense și anizotrope; cele formate din filamente subțiri de A reprezintă benzile I, izotrope, mai puțin dense și birefringente. S-a sugerat că fiecare filament al benzii I ar conține două filamente subțiri de tropomiozină și două de actină, care se continuă împreună în linia Z (2). O componentă structurală a filamen- telor subțiri este și troponina, proteină cu rol reglator allosteric, impli- cată în legarea calciului (1), (12). în orientarea longitudinală, filamentele groase se întind de la o joncțiune A — I la alta prin banda M și zona H; filamentele subțiri se întind de la linia Z la zona H. După extracție, miozina este reținută și în vecinătatea liniilor Z, ceea ce presupune existența unor legături stabile între miozină și aceste linii. Filamentele fine de A ies din benzile I și se continuă în benzile A pînă la zonele H. Rezultă astfel că la nivelul fiecărei jumătăți a benzilor A se creează o întrepătrundere (alternare) între filamentele fine de A și filamentele groase de M, determinînd o creștere a densității optice. Fila- mentele groase prezintă o dispunere hexagonală, în regiunile de interdi- gitare filamentele subțiri fiind dispuse în triunghi în raport cu șirul hexagonal de filamente groase (fig. 1). în cazul acestei arhitecturi struc- turale, fiecare filament gros apare încercuit de șase filamente subțiri, iar fiecare dintre acestea apare „împărțit” de trei filamente groase. După ÎI. E. H u x 1 e y, modelul helicoidal dublu catenar presupus pentru A ar avea o axă triplă de simetrie, ceea ce îl face adecvat pentru a forma ramificații cu trei filamente de M dispuse simetric, alăturat. I 62 MIHAIL ȘBRBAN și DITA COTARIU 4 Unele dintre aspectele de,importantă semnificație ale ultrastructurii miofibrilei cu implicații în mecanismul contracției îl constituie așa-nnmitele punți încrucișate (3). Acestea apar între cele două tipuri de filamente și reprezintă pozițiile interacțiunii A — M. filamentele groase prezintă aproape perpendicular pe axa lor o serie de proiecții laterale scurte și regulat; distribuite; ele sînt îndreptate către filamentele subțiri, pe. pare par să le atingă în regiunile unde acestea pătrund în rîndul filamentelor groase, pe' exemplu, la mușchiul psoas de iepure, aceste proiecții apar sub forma a șase șiruri longitudinale pentru fiecare filament gros; ele sînt dis- puse în zig-zag și distanțate cu 60 — 70 A în lungul filamentului gros. S-a dedus că de la filamentele groase, o proiecție laterală, respectiv, punte , încrucișată ajunge la filamentele subțiri la fiecare 13,0—140 A, iar, șirurile de proiecții sînt astfel aranjate încît apar opuse celor șase filamente sub țipi situate în vecinătate. Spațierea punților în fiecare din cele șase rînduri este de 400 A de-a lungul unui filament de M. filamentele de A și M sînt: legate prin aceste punți (proiecții)^ asemenea legături contribuind, după toate probabilitățile, și la formarea complexului AM. O serie de argumente experimentale favorizează ideea după care punțile încrucișate reprezintă componenta meromiozinică grea (HMM) a moleculei de M, componentă care manifestă activitate ATP-azică și care posedă capacitatea de combi- năre cu A (14) (fig. 2). > ' , Se' admite astfel că axa filamentului de M este repezentată de unități LMM orientate longitudinal, care determină periodicitatea axială a fila- mentelor respective, și de pozițiile unităților HMM, care sînt atașate la LMM și care se proiectează din filamente. 1 , - Corelarea modificărilor structurale ale miofibrilelor cu contracția. Cer- cetarea modificărilor structurale ale mușchiului a fost efectuată atît pe miofibrile izolate, suficient de subțiri pentru o analiză microscopică deta- ■ liată, cît și pe fibre musculare intacte sauLibrile extrase cu glicerol. Astfel, de cercetări au evidențiat faptul că, deși lungimea miofibrilei se'modifică , în cursul contracției într-un domeniu relativ larg, totuși nu se produc modificări decelabile în lungimea globală a filamentelor. Benzile A își ■ păstrează/practic lungimea constantă, aceasta manifestîndu-se în domeniul de extensie maximă pînă. la circa 65 % din lungimea miofibrilei în repaus. Actul de scurtare său de întindere a miofibrilei atrage după sine însă mo- > dificări. la nivelul benzilor I care șe scurtează, respectiv, se lungesc. Cînd miofibrilele se scurtează cu circa 65% din lungimea.în repaus, se, constată dispariția benzilor I, iar' linia Z ajunge șă atingă capetele a două benzi A adiacente (11). Rezultă astfel că în,condițiile efectuării unui travaliu normal, fila- mentele do AI ale benzilor A nu-și modifică esențial lungimea lor, iar fila- mentele de A își păstrează și ele în cursul extensiei lungimea constantă. La mușchiul în stare, de contracție, se constată că filamentele de A ajung chiar în mijlocul'benzii Â. Bazele mecanismului de contracție. Teoria filamentelor glisante seba- zează pe următoarele premise experimentale: / — miofibrila mușchiului striat este constituită din șiruri suprapuse de filamente de două tipuri — groase și subțiri — dispuse longitudinal îițtr-o alternanță regulată de-a lungul sarcomerei; • * • • a • a • a • v » • i • • * • • . • * • *<•'A»- • • • |-----------LMM ---------------j ase '-----------HMM--------- I-----------1OO-gooÂ-----------1 -200-300Â-\ —W0-60OĂ--------‘ 1600Â Fig. 1. — Reprezentarea schematică a celor- două tipuri de filamente pro- teice din miofibrilă (după H. E. Huxley și J. Hanson, 1960). Sus, Secțiune longitudinală; jos, secțiune prin zona H (ce/dru) și banda A {dreapta și stingă). Punctele mici indică filamentele subțiri, iar cele mari filamentele groase.; după planul secționării, un filament subțire, apare între fiecare două filamente groase (stingă) sau două filamente subțiri apar în- tre, două filamente groase (dreapta). Fig. 2. — Modelul structurii posibile a moleculei de miozină (după E. F. W o o d s și colaboratori, J. Biol. Chem., 1963, 23«, 2374). RSE, Regiune sensibilă la acțiunea enzimelor proteolitice. Fig. 3. — Modelul modificărilor structurale asociate cu contracția (III) și extensia (I) in raport cu lungimea în repaus (II). a, Miofibrile in- tacte ; b, imagine după extracția miozinei ; e, pozițiile filamentelor (după H. E. Huxley și J. Hanson, 1960). 5 BAZELE MOLECULARE ALE CONTRACȚIEI MUSCULARE 63' — filamentele subțiri se extind de la benzile Z prin benzile I și se între- pătrund cu filamentele groase din benzile A; în cazul lungimii în repaos, filamentele subțiri nu ating centrul benzii A, delimitîndu-se astfel zona, mai puțin densă, denumită H; — filamentele groase sînt alcătuite din M, iar cele subțiri din A și probabil tropomiozină (troponină); — filamentele care prin aranjamentul lor reflectă secvența benzilor A și I se întrepătrund la nivelul'benzilor A, unde se extind aproape per- pendicular un mare număr de proecții (punți încrucișate) ale filamentelor groase spre cele subțiri; acestea reprezintă locuri (poziții) de interacțiune între A și M și asigură continuitatea mecanică între liniile Z; — mușchiul striat se poate contracta fără modificări apreciabile ale lungimii filamentelor, deci fără o scurtare a acestora, ca urmare a schimbării lungimii mușchiului; — contracția, respectiv, scurtarea mușchiului se bazează pe un me- canism de glisare a filamentelor de A peste filamentele de M din benzile A de-a lungul axei moleculare a M și în direcția centrului sarcomerei; inversarea acestui proces de alunecare este asociată cu extinderea; A — forța pentru contracție este corelată cu forța de alunecare între cele două tipuri de filamente, iar structurile acestor filamente reprezintă părțile eficiente ale aparatului contracții; contracția este rezultatul pro- ceselor care se petrec în aceste structuri (8). Un punct de sprijin al acestei teorii îl constituie și comportarea sis- temelor actomiozinice. Se pornește astfel de la postulatul că în miofibrile AM se formează în absența ATP, iar cele două componente — A și M — sînt legate în anumite locuri prin punți încrucișate reprezentate prin proiec- ții laterale ale filamentelor de M, proecții care ating filamentele de A. în absența ATP, miofibrila ar fi inextensibilă, pe cînd în prezența să AM disociază; legăturile vor fi „deschise”, iar filamentele de A vor putea fi trase în afara benzilor A ale sarcomerei, mușchiul putînd deveni astfel extensibil. în acest context, factorul de relaxare este capabil să suprime activitatea ATP-azică a AM sau să producă în, prezența ATP extensia miofibrilelor. A , Schema generală a mecanismului filamentelor glisante este redată în figura 3. în cursul contracției fibrei musculare, respectiv, cînd ea își modi- fică lungimea, cele două seturi de filamente alunecă unul peste altul (11); totodată, se produce o saturare cu A a zonelor H. Filamentele trec unele peste altele încît observate într-o secțiune transversală apar în număr dublu. După cum s-a menționat, se postulează că între filamentele de A și cele de M se stabilesc anumite punți, care emană din filamentele de M și se îndreaptă către filamentele de A. Se presupune, de asemenea, exis- tența unei reacții chimice, care se petrece între cele două tipuri de fila- mente și care are drept consecință glisarea filamentelor de A de-a lungul filamentelor de M; ciclul devine complet printr-o reîntoarcere la poziția inițială, respectiv, prin restabilirea configurației originale (7). în cursul- unei contracții normale (20% scurtare din lungimea în repaus), fiecare filament de A glisează în lungul filamentului de M pe distanțe de 2 000 — 3 000 Â. Datorită faptului că filamentele de M nu pot rămîne atașate la aceleași puncte pe filamentele de A decît o mică fracțiune din contracție și că separarea punților încrucișate este de numai cîteva sute de Â, ele tre- 64 MIHAIL ȘERBAN și DITA COTARIU 6 7 BAZELE MOLECULARE ALE CONTRACȚIEI MUSCULARE 65 buie să se detașeze și să se reatașeze de cîteva ori în cursul mișcării fila- mentelor. Se postulează astfel că în actul contracției se petrece un proces ciclic repetitiv la fiecare punte încrucișată AM, această punte fiind conec- tată într-o parte a ciclului și deconectată în restul acestuia. Aceste cuplări și decuplări ar corespunde cu legarea și defosforilarea ATP. Sub acțiunea ATP, punțile HMM sînt detașate în cursul contracției de filamentele sub- țiri de A, iar apoi reatașate la un punct mai îndepărtat de-a lungul fila- mentului. Scurtarea mușchiului s-ar datora stimulării unor serii de cuplări și decuplări de procese, care produc mișcarea filamentelor de A în direcții determinate de pozițiile centrilor activi de pe molecula M. Forța de alunecare relativă dezvoltată poate fi atribuită unei modifi- cări în configurația punții încrucișate fie atunci cînd ea se atașează la un monomer de A, fie cînd, atașată în prealabil de un astfel de monomer, are loc scindarea ATP la centrul enzimatic al M. De asemenea, cînd puntea este atașată de filamentul glisant de A este probabil ca ea să-și recapete configurația sa inițială; prin reatașarea de filament într-o poziție nouă se începe un nou ciclu de mișcare cu scindarea respectivă a ATP (8). Referitor la viteza de contracție și de producere a energiei s-a calculat, de exemplu, că în cazul mușchiului psoas de iepure sînt necesare pentru fiecare punte 50—100 de cicluri pe secundă. O asemenea reacție reclamă consumul unei molecule de ATP. Datorită structurii și dispunerii molecu- lelor de M, fiecare dintre acestea produce o forță relativă per molecula de A; pentru ca interacțiunea să se petreacă, trebuie să existe o anumită orientare a moleculelor în raport unele cu altele. Moleculele de M dispuse în filamentele groase prezintă o polaritate structurală definită (9), astfel încît într-o jumătate a unei benzi A punțile încrucișate, respectiv, regiu- nile globulare HMM ale moleculelor de M au o anumită polaritate,, în jumătatea opusă polaritatea fiind inversată (fig. 4). în felul acesta, fila- mentele de A sînt acționate prin forțe de alunecare dezvoltate în sensuri opuse. Observația menționată, precum și constatarea că la nivelul punți- HMM Fig. 4. — Reprezentarea modului de agregare a moleculelor de miozină pentru a forma filamente a căror polaritate structurală este inversă în cele două jumătăți ale benzii A (după H. E. Huxley, 1969). lor încrucișate sînt localizate activitatea ATP-azică și capacitatea de com- binare cu A sugerează că forța de glisare este dezvoltată la aceste punți ca o consecință a contactului fizic direct între punțile filamentelor groase și unitățile de A din filamentele subțiri. Recent însă, pentru a interpreta o serie de noi detalii observate la difracția cu raze X și pentru a rezolva unele neconeordanțe referitoare la acțiunea punților în funcție de spațierea filamentelor, H. E. Huxley (9) a emis o nouă ipoteză cu privire la comportarea acestor punți și la generarea forței longitudinale de glisare. Modelul elaborat în acest sens prevede că partea globulară (HMM) a M, care formează de fapt puntea încrucișată, ar fi atașată la axa filamentelor groase (coloana vertebrală) printr-o parte (subfragmentul S2) liniară (~ 400 A) a moleculei; această parte, deși întinsă paralel cu axa filamentelor, nu ar fi legată în toată lungimea ei la suprafața filamentelor groase, ci ar fi atașată, și anume la joncțiunea părții LMM a molecu- lei. Așadar, molecula de M prezintă două regiuni flexibile care coincid cu joncțiunea între HMM și LMM, pe de o parte, iar pe de altă parte cu joncțiunea între partea liniară HMM și partea globulară HMM. Partea LMM este legată la axa filamentelor, pe cînd porțiunea liniară a compo- nentei HMM poate să se' încline mai departe în afara filamentelor datori- Fig. 5. —Modelul comportării moleculelor de miozină în filamentele groase (după H.E Huxley, 1969)J tă joncțiunii HMM—LMM, permițînd părții globulare a HMM (subfragmentul SJ să se atașeze la A (fig. 5). Bezultă că prin aceste cuplări flexibile se creează posibilitatea realizării interacțiunii directe A — M într-un domeniu larg de spațiere a interfila- mentelor, iar punțile încrucișate pot fi atașate la filamentele de A, men- ținîndu-și aceeași orientare. Astfel, structura reală care generează forța de glisare este atașată la axa filamentelor de M printr-o legătură (~ 400 A), care are cupluri flexibile la fiecare capăt. Substratul biochimic al contracției. Interacțiunea dintre M și ATP constituie, sub raport biochimic, una dintre reacțiile cheie pentru con- tracția musculară, în al cărui context se realizează eliberarea energiei. Starea de activitate a mușchiului este asociată cu scindarea ATP, ciclul de funcționare a fiecărei punți încrucișate fiind corelat cu această scindare. Capacitatea M de scindare a ATP este evident mărită în prezența A. în lipsa unui aport de ATP legăturile între A și M devin „închise”, deter- minînd starea de rigor, pe cînd menținerea aportului de ATP fără ca defosforilarea să se producă determină relaxarea mușchiului. Sub acțiunea factorului de relaxare sau al unui inhibitor, caz în care scindarea ATP nu se mai produce, cele două componente A și M se disociază una de alta, ceea ce generează starea de relaxare a fibrei. în general, se acreditează ideea că procesul contracției decurge în etape, interacțiunea dintre M, A și ATP comportînd din punct de vedere biochimic trei stadii, fiecare stadiu putînd fi definit printr-o reacție caracteristică. a) în cursul perioadei de contracție activă, stimulul produs ar determina o transfosforilare pe molecula de M aptă pentru asemenea combinare : M + ATP ADP. . b) într-o etapă următoare, caracterizată prin scurtare, se formează legăturile menționate între A și M, respectiv, AM contractată cu elibe- rare de energie utilizabilă ca tensiune sau travaliu: M ~ P + A —> AM + Pj + energie liberă (contracție). 6 - c. 4103 66 MIHAIL ȘERBAN Șl DTTA COȚARIU 8 67 BAZELE MOLECULARE ALE CONTRACȚIEI MUSCULARE c) în relaxare, ca urmare a aportului de ATP adus prin difuzie la pozițiile active, se poate produce desfacerea legaturilor stabilite între A și M : AM 4- ATP M ~ ATP + A (relaxare). Considerînd ansamblul acestor reacții biochimice, ar rezulta, pe de o parte, că relaxarea nu comporta necesitatea unei provizii de energie, iar pe de altă parte că ATP ar fi implicat în cursul contracției prin for- marea și scindarea legăturilor dintre filamentele A și M; în relaxare însă, el este interesat numai în scindarea acestor legături. O interpretare generală a secvenței principalelor procese biochimice care au loc în cadrul interacțiunii dintre A, M și activitatea ATP-azică în ciclul contracție — relaxare poate fi formulată după cum urmează (13): —- în cazul mușchiului în repaus, concentrația ATP este suficient de mare pentru a preveni interacțiunea filamentelor proteice care pot aluneca liber unele în raport cu altele; se creează astfel condiții pentru ca mușchiul să fie extensibil în mod liber. în această situație Ca necesar pentru a asigura un prag ridicat a! activității ATP-azei este legat în reticulul sarco- plasmatic, iar Mg va fi disponibil, respectiv, va avea acces la centrul enzimatic (13). —- în cazul contracției, Ca va fi eliberat din reticul și va determina activarea ATP-azei, numărul centrilor enzimatici implicați fiind depen- denți de mărimea și durata acestei eliberări. Totodată, ca o consecință a prezenței Ca eliberat, respectiv, a stimulării activității ATP-azei se va produce o scădere a concentrației ATP în regiunile de interacțiune ale A. Ținîndu-se seama că fiecare filament de M este înconjurat de șase fila- mente de A, se creează posibilitatea unor numeroase interacțiuni între pozițiile apropiate de pe A și M. Mai mult, datorită procesului de alu- necare a filamentelor de A în interiorul benzilor A, numărul acestor regiuni de interacțiune actinice va crește. Dacă se admite existența unui singur centru de . interacțiune per monomer de A și a cel puțin unuia per moleculă de M, atunci este destul de probabil ca, pentru a se realiza interacțiunea, monomerii de A să se deplaseze numai pe o distanță scurtă către centrul benzii A (cîțiva Â). Probabilitatea realizării acestui proces depinde de intensitatea activității ATP-azice, fiind de presupus totodată că nu toți centri M sînt implicați. — ATP implicat în interacțiunea dintre M și A este refăcut în urma scindării sale pe calea intervenției sistemului creatinfosfochinazic sau probabil și prin fenomene de difuzie. în aceste condiții pragul ATP este restabilit, ceea ce are drept consecință ruperea legăturilor A — M prin a căror formare s-a putut realiza interacțiunea, respectiv, actul miș- cării. Totodată, prin acest act, noi monomeri de A vor fi aduși în domeniul de interacțiune eu M însă la alte poziții de pe filament. Astfel, procesul descris poate fi repetat, deoarece alți centri enzimatici devin disponibili în condițiile eliberării calciului. în concluzie, teoria mecanismului glisant este actualmente cea mai larg acceptată, deoarece ea se sprijină pe o serie de dovezi experimentale semnificative, care îi conferă un fundament solid. Deși explică în mod concludent numeroase date fiziologice și biochimice, multe detalii necu- noscute încă sau numai formulate reprezintă etape esențiale de rezolvat în ansamblul problemei. Oricum, teoria mecanismului glisant al con- tracției musculare oferă premise certe pentru aprofundarea și elucidarea acestei importante și complexe probleme a biologiei contemporane. (Avizat de prof. Eugen A. Pora.) BIBLIOGRAFIE 1. Ebashi S., Ebashi F. a. Kodama A., J. Biochem. (Tokyo), 1967, 62, 137. 2. Hanson J. a. Lowy J., J. Mol. Biol., 1963, 6, 46. 3. Hotta K., in Molecular Biology of Muscular Contraction, sub red. S. Ebashi et al., Igaku Shoin, Tokyo, 1965, 45. 4. Huxley H. E., in The Cell, sub red. J. Bbachet a. A. E. Mirsky, Acad. Press, New York, 1960, 4, 365. 5. - J. Mol. Biol., 1963, 7, 281. 6. - Nature, 1964, 202, 1067. 7. — in Muscle, sub red. W. M. Paul, E. E. Daniel, C. M. Kay a. G. Monckton, Pergamon Press, Londra — New York, 1965, 3. 8. — in Symp. Biol. Hung., 1968, 8, 427. 9. - Science, 1969, 164, 1356. 10. Huxley H. E. a. Hanson J., Nature, 1954, 173, 973. 11. — in The Structure and Function of Muscle, sub red. G. Boubne, Acad. Press, New York, 1960, I, 183. 12. Perry S. V., in Muscle, sub red. W. M. Paul, E. E. Daniel, C. M. Kay a. G. Monckton, Pergamon Press, Londra — New York, 1965, 29. 13. Schaub M. C., Hartshorne D. J. a. Perry S. V., Biochem. J., 1967, 104, 263. 14. Tice L. W. a. Smith D. S., J. Cell. Biol., 1965, 25, 121. Institutul de biochimie, Sectorul protide. Primit în redacție la 16 octombrie 1969. HETEROZISUL ȘI EREDITARBA UNOR INDICI HEMATOLOGICI LA GALLUS DOMESTICUL DE T. LORINTZ 571.125 s 591.111 s 598.617 The paper deals with the way of heredity of some blood indices of parental breed in the half-breed organisms. . It has been found out that the half-breed organisms have superior or intermediate blood indices as compared to the pure parental populations. This thing has been observed especially in the half-breed organisms obtained from the unconsanguine parents. In the hereditary transmission of the studied blood indices level it has been ob- served that the male organisms has a superior influence than the female one. Various tested Crossing combinations have a heterosis effect of different degrees. Pornind de la rolul deosebit de important pe care-1 are sîngele în cele mai variate procese vitale ale organismului și de la ideea că expli- cația teoretică a fenomenului heterozis, cu importantele sale implicații genetice, continuă să se afle într-un stadiu mai mult sau mai puțin ipo- tetic (5), (14), (15), am considerat util ca, în cadrul unui studiu mai larg despre unele aspecte ale heterozisului, să includem și un test privind modul de transmitere a unor indici hematologici de la rasele genitoare la organismele metise. MATERIAL ȘI METODĂ Cercetările noastre ș-au efectuat pe un număr de 260 de păsări, cîte 10 masculi și 10 femele din fiecare lot experimental, numărul loturilor fiind de 13, și anume : rase pure (Plymouth Rock, New Hampshire, Sussex, Rhode-Island), metiși simpli (