Archives of Dermatological Research

, Volume 262, Issue 1, pp 97–111 | Cite as

Reifung und Alterung der elastischen Fasern

Elektronenmikroskopische Studien in verschiedenen Altersperioden
  • R. Stadler
  • C. E. Orfanos
Original Papers

Zusammenfassung

Die nicht lichtexponierte Haut von 12 gesunden Personen verschiedener Altersgruppen (1–10, 30–50, über 60 Jahre) wurde elektronen-mikroskopisch untersucht und die Feinstruktur der elastischen Fasern mit verschiedenen Methoden verglichen.
  1. 1.

    Die elastischen Fasern der menschlichen Haut können mit Silber-Tetraphenylporphyrinsulfat (Ag-TPPS), Uranylacetat, Bleicitrat und Tannin-Uranylacetat semiselektiv dargestellt werden. Sie bestehen aus einer amorphen Matrix, die von Mikrofilamenten durchsetzt und umgeben ist. Die Fasern sind bereits in frühen Altersperioden völlig entwickelt. Erst liegt ein Mikrofilamentgerüst vor, wo es allmählich zur Deposition des amorphen Proelastins kommt. Letzteres wird dann durch die Lysyloxydase in Elastin umgewandelt.

     
  2. 2.

    Der Reifungsperiode folgen übergangslos Alterungsprozesse: a) Minderung der Zahl der Mikrofilamente, b) Auftreten elektronendichter Einschlüsse in der Elastinmatrix und c) Fragmentierung und Desintegration der Faser.

     
  3. 3.

    Die Alterung der elastischen Faser der Haut besteht offenbar in einer verminderten Synthese von Strukturglycoproteinen (Mikrofilamente) und in einem vermehrten Einbau von osmiophilen Gruppen (polare Aminosäuren, Fettsäuren, Calciumsalze etc.). Dies führt zur gesteigerten Anfälligkeit der Faser gegenüber Elastase und schließlich zum elektronenmikroskopisch nachweisbaren Zerfall.

     

Schlüsselwörter

Elastische Fasern Nicht lichtexponierte Haut Physiologische Alterungsprozesse Färbetechnik Proclastin 

Maturation and aging of elastic fibers

Summary

The non-sunexposed skin of 12 healthy individuals was investigated under the electron microscope and the fine structure of normal elastic fibers was compared by different methods in 3 groups of age: 1–10 years, 30–50 years, and 60 years.
  1. 1.

    The elastic fibers of human skin may be semiselectively stained with silver tetraphenylporphyrine sulfate(Ag-TPPS), uranyl acetate, lead citrate and tannic uranyl acetate. They are composed of an amorphous matrix which is interwoven and surrounded by microfilaments. Elastic fibers are fully developed in early periods of age, first showing numerous microfilaments as structural glycoproteins, and then the deposition of the amorphous proelastin to be transformed into elastin.

     
  2. 2.

    The period of maturation is followed continuously by processes of physiological aging: a) decreasing number of microfilaments, b) appearing of electron-dense inclusions into the elastin matrix and c) fragmentation and disintegration of the fiber.

     
  3. 3.

    These changes indicate that aging of the fiber includes diminished synthesis of structural glycoproteins (microfilaments) and increasing content of osmiophilic groups, such as polar aminoacids, fatty acids and calcium salts. The fiber becomes thus more susceptible to the activity of elastase, and may totally disintegrate in older age.

     

Key words

Elastic fibers Non sunexposed skin Physiological aging Staining techniques Proelastin 

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Literatur

  1. Adnet, J. J., Pinteaux, G., Caulet, T.: Normal and pathological elastic tissue under the electronmicroscope. Path. Biol. 24, 293–296 (1976)Google Scholar
  2. Albert, E. N.: Developing elastic tissue. Amer. J. Pathol. 69, 89–94 (1972)Google Scholar
  3. Albert, E. N., Fleischer, E.: A new electron-dense stain for elastic tissue. J. Cytoch. Histochem. 18, 697–708 (1970)Google Scholar
  4. Bodley, H. D., Wood, R. L.: Ultrastructural studies on elastic fibers using enzymatic digestion of thin sections. Anat. Rec. 172, 71–81 (1972)Google Scholar
  5. Braun-Falco, O.: Die Morphogenese der senil-aktinischen Elastose. Arch. klin. exp. Derm. 235, 138–160 (1969)Google Scholar
  6. Cotta-Pereira, G., Guerra Rodrigo, F., Bittencourt-Sampaio, S.: Oxytalan, elaunin, and elastic fibers in the human skin. J. invest. Derm. 66, 143–148 (1976)Google Scholar
  7. Cramer, H. J.: Die Altersveränderungen der Haut. In: Handbuch der Haut- und Geschl. Krkh. von J. Jadassohn, Erg.-Bd. I/1, S. 684–695, Hrsg. O. Gans, G. K. Steigleder. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1968Google Scholar
  8. Danielsen, L., Kobayasi, T.: Degeneration of dermal elastic fibers in relation to age and light-exposure. Acta Derm.-venereol. (Stockh.) 52, 1–10 (1972)Google Scholar
  9. Fahrenbach, W. H., Sandberg, L. B., Cleary, E. G.: Ultrastructural studies on early elastogenesis. Anat. Rec. 155, 563–567 (1966)Google Scholar
  10. Franzblau, C.: Isolation of an unknown component from hydrolysates of elastin. Nature (Lond.) 205, 802–803 (1965)Google Scholar
  11. Greenlee, T. K.: The fine structure of elastic fibers. J. Cell. Biol. 30, 59–71 (1966)Google Scholar
  12. Hashimoto, K., Di Bella, R. J.: Electron microscopic of normal and abnormal elastic fibers of the skin. J. invest. Derm. 48, 405–423 (1967)Google Scholar
  13. Kadar, A.: The ultrastructure of elastic tissue. Pathol. Europ. 9, 133–146 (1974)Google Scholar
  14. Kajikawa, K.: An improved electron stain for elastic fibers using tannic acid. J. Electr. Microsc. 24, 287–289 (1975)Google Scholar
  15. Kobayasi, T.: Electron microscopy of the elastic fibers and the dermal membrane in normal human skin. Acta Derm.-venereol. (Stockh.) 48, 303–312 (1968)Google Scholar
  16. Korting, G. W.: Die Haut im Alter und ihre Krankheiten. Stuttgart: Schattauer-Verlag 1973Google Scholar
  17. Kramsch, D. M.: The interaction of serum arterial lipoproteins with elastin of the arterial intima and its role in the arterial intima and its role in the lipid accumulation in atherosclerotic plaques. J. Clin. invest. 52, 236–247 (1973)Google Scholar
  18. Lansing, A. I.: Aging of elastic tissue and the systemic effects of elastase. Ciba Found Symp. on Aging 1, 88–103 (1954)Google Scholar
  19. Partridge, S. M.: Constitution of the cross-linkages in elastin. Nature (Lond.) 197, 1297–1298 (1963)Google Scholar
  20. Robert, L.: Aging of connective tissues-skin. Frontiers of Matrix Biology, Bd. 1. Basel: Karger 1973Google Scholar
  21. Ross, R., Bornstein, P.: The elastic fiber. J. Cell. Biol. 40, 366–381 (1969)Google Scholar
  22. Sandberg, L. B.: Structural features of tropoelastin related to the sites of cross-link in aortic elastin. Biochemistry, 10, 52–56 (1971)Google Scholar
  23. Sandberg, L. B.: Elastin structure in health and disease. Conn. Tiss. Res. 7, 159–210 (1976)Google Scholar
  24. Venable, J., Coggeshall, R.: A simplified lead citrat stain for use in electron microscopy. J. Cell. Biol. 25, 407 (1965)Google Scholar
  25. Vohwinkel, K. H.: Über die Alterserscheinungen des Hautbindegewebes und über die sogenannte “Elastica mimica” bei verschiedenen Rassen. Derm. Z. 62, 95 (1931)Google Scholar
  26. Withe, C. J.: The elastic tissue of the skin. J. Cut. Dis. 28, 163–217 (1910)Google Scholar
  27. Winkelmann, J.: Staining with tetraphenylporphyrinesulfate in vivo. J. Exp. Path. 37, 303–305 (1962)Google Scholar
  28. Yu, S. Y., Blumenthal, M. D.: The calcification of elastic fibers. J. Geront. 18, 127–133 (1963)Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1978

Authors and Affiliations

  • R. Stadler
    • 1
  • C. E. Orfanos
    • 1
  1. 1.Universitäts-Hautklinik Köln (Direktor: Prof. D. G. K. Steigleder)Köln 41Bundesrepublik Deutschland

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