Advertisement

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

  • Ennio Pannese
Article

Keywords

Normal Condition Satellite Cell Axon Regeneration Spinal Ganglion Neuronal Hypertrophy 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.

Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.

Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden μ2-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.

Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.

Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden μ2-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.

Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.

Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. Abercrombie, M.: Estimation of nuclear population from microtome sections. Anat. Rec. 94, 239–247 (1956).Google Scholar
  2. Andres, K. H.: Untersuchungen über den Feinbau von Spinalganglien. Z. Zellforsch. 55, 1–48 (1961).Google Scholar
  3. Bairati, A.: Morfologia e struttura dei gliociti. Biol. lat. (Milano) 2, 601–659 (1950).Google Scholar
  4. Barnes, B. G.: Ciliated secretory cells in the pars distalis of the mouse hypophysis. J. Ultrastruct. Res. 5, 453–467 (1961).Google Scholar
  5. Benninghoff, A.: Das funktionelle Kernödem als Indikator der Zelltätigkeit. Monit. zool. ital., Suppl. 61, 84–86 (1953).Google Scholar
  6. Bizzozero, G.: Accrescimento e rigenerazione nell'organismo. Arch. Sci. med. 18, 245–287 (1894).Google Scholar
  7. Cervós-Navarro, J.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Spinalganglien. II. Satellitenzellen. Arch. Psychiat. Nervenkr. 200, 267–283 (1960).Google Scholar
  8. Coelho, R. R., J. W. Goodman, and M. B. Bowers: Chemical studies of the satellite cells of the squid giant nerve fiber. Exp. Cell Res. 20, 1–11 (1960).Google Scholar
  9. Cowdry, E. V.: Problems of ageing. Baltimore: Williams & Wilkins Co. 1942.Google Scholar
  10. Dahl, H. A.: Fine structure of cilia in rat cerebral cortex. Z. Zellforsch. 60, 369–386 (1963).Google Scholar
  11. Fawcett, D.: Cilia and flagella. In: The cell (J. Brachet and A. E. Mirsky ed.), vol. 2, p. 217–297. New York and London: Academic Press 1961.Google Scholar
  12. Grillo, M. A., and S. L. Palay: Ciliated Schwann cells in the autonomic nervous system of the adult rat. J. Cell Biol. 16, 430–436 (1963).Google Scholar
  13. Hagadorn, I. R., H. A. Bern, and R. S. Nishioka: The fine structure of the supraesophageal ganglion of the rhynchobdellid leech, Theromyzon rude, with special reference to neurosecretion. Z. Zellforsch. 58, 714–758 (1963).Google Scholar
  14. Hamberger, A., and H. Hydén: Inverse enzymatic changes in neurons and glia during increased function and hypoxia. J. Cell Biol. 16, 521–525 (1963).Google Scholar
  15. Hawkins, A., and J. Olszewski: Glia-nerve cell index for cortex of the whale. Science 126, 76–77 (1957).Google Scholar
  16. Heller, I. H., and S. Hesse: Substrate utilization by stimulated nerve, with particular reference to the Schwann cell. Exp. Neurol. 4, 83–90 (1961).Google Scholar
  17. Hild, W.: Observations on neurons and neuroglia from the area of the mesencephalic fifth nucleus of the cat in vitro. Z. Zellforsch. 47, 127–146 (1957).Google Scholar
  18. —: Structure and function of neuroglia. In: Macromolecular specificity and biological memory (F. O. Schmitt ed.), p. 49–51. Cambridge (Mass.): M.I.T. Press 1962.Google Scholar
  19. Hydén, H.: A molecular basis of neuron-glia interaction. In: Macromolecular specificity and biological memory (F. O. Schmitt ed.), p. 55–69. Cambridge (Mass.): M.I.T. Press 1962.Google Scholar
  20. —, and P. W. Lange: A kinetic study of the neuron-glia relationship. J. Cell Biol. 13, 233–237 (1962).Google Scholar
  21. —, S. Lowtrup, and A. Pigon: Cytochrome oxidase and succinoxidase activities in spinal ganglion cells and in glial capsule cells. J. Neurochem. 2, 304–311 (1958).Google Scholar
  22. Koenig, H.: An autoradiographic study of nucleic acid and protein turnover in the mammalian neuraxis. J. biophys. biochem. Cytol. 4, 785–792 (1958).Google Scholar
  23. Kulenkampff, H., u. E. Wüstenfeld: Funktionsbedingte Veränderungen der Kerngröße von Gliazellen im Grau des Rückenmarkes der weißen Maus. Z. Anat. 118, 97–101 (1954).Google Scholar
  24. Lowry, O. H., N. R. Roberts, and M. W. Chang: The analysis of single cells. J. biol. Chem. 222, 97–107 (1956).Google Scholar
  25. Maillard, M.: Origine des grains de sécrétion dans les cellules de l'antéhypophyse embryonnaire du rat; rôle de l'appareil de Golgi. J. Microscopie 2, 81–94 (1963).Google Scholar
  26. Munger, B. L.: A light and electron microscopic study of cellular differentiation in the pancreatic islets of the mouse. Amer. J. Anat. 103, 275–311 (1958).Google Scholar
  27. Palay, S. L.: The fine structure of secretory neurons in the preoptic nucleus of the goldfish (Carassius auratus). Anat. Rec. 138, 417–443 (1960).Google Scholar
  28. Pannese, E.: Observations on the morphology, submicroscopic structure and biological properties of satellite cells (s.c.) in sensory ganglia of mammals. Z. Zellforsch. 52, 567–597 (1960).Google Scholar
  29. —: Investigations on the ultrastructural changes of the spinal ganglion neurons in the course of axon regeneration and cell hypertrophy. I. Changes during axon regeneration. Z. Zellforsch. 60, 711–740 (1963a).Google Scholar
  30. —: Investigations on the ultrastructural changes of the spinal ganglion neurons in the course of axon regeneration and cell hypertrophy. II. Changes during cell hypertrophy and comparison between the ultrastructure of nerve cells of the same type under different functional conditions. Z. Zellforsch. 61, 561–586 (1963b).Google Scholar
  31. Pick, J.: Electron microscopic studies of sympathetic neurons in the frog (Rana pipiens). Proc. IV inter. cong. neuropathol. 2, 190–196. Stuttgart: Georg Thieme 1962.Google Scholar
  32. Roberts, N. R., R. R. Coelho, O. H. Lowry, and E. J. Crawford (1958): Quoted by R. R. Coelho et al. 1960.Google Scholar
  33. Röhlich, P., B. Aros, u. B. Vigh: Elektronenmikroskopische Untersuchung der Neurosekretion im Cerebralganglion des Regenwurmes (Lumbricus terrestris). Z. Zellforsch. 58, 524–545 (1962).Google Scholar
  34. Rosenbluth, J.: The fine structure of neurons and satellite cells in spinal ganglia of the toad. Anat. Rec. 142, 344 (1962).Google Scholar
  35. —: Contrast between osmium-fixed and permanganate-fixed toad spinal ganglia. J. Cell Biol. 16, 143–157 (1963).Google Scholar
  36. Schmitt, F. O.: Axon-satellite cell relationships in peripheral nerve fibers. Exp. Cell Res., Suppl. 5, 33–57 (1958).Google Scholar
  37. Sorokin, S.: Centrioles and the formation of rudimentary cilia by fibroblasts and smooth muscle cells. J. Cell Biol. 15, 363–377 (1962).Google Scholar
  38. Yamamoto, T.: Some observations on the fine structure of the sympathetic ganglion of bullfrog. J. Cell Biol. 16, 159–170 (1963).Google Scholar
  39. Zeigel, R. F.: On the occurrence of cilia in several cell types of the chick pancreas. J. Ultrastruct. Res. 7, 286–292 (1962).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1964

Authors and Affiliations

  • Ennio Pannese
    • 1
  1. 1.Institute of Human Anatomy (Laboratory of Neurocytology “P. Rando”)University of MilanoItaly

Personalised recommendations