Zur Feinstruktur der Arachnoidalzotten bei Mammalia

Summary

Arachnoid villi and arachnoid granulations of young and adult cats and dogs were fixed in situ by glutaraldehyde perfusion through the Wood vessel system. Light microscopy of semi-thin serial sections and electron microscopic studies have given the following results: Arachnoidal villi and granulation of dogs and cats have identical ultrastructures. Differences in size and form characterise different types of arachnoid villi. “Intradural” and “transdural” protrusions of the “subdural neurothelium” are simple in structure. Most of these protrusions have contact with the perivascular sheaths of the dural blood vessels. The outer arachnoid cell layer has no or very little share in the cell plugs of the neurothelial protrusions. The larger type of the arachnoid villi and the arachnoid granulations contain a connective tissue space deriving from the leptomeninx. Fluid and substances which are to be secreted by the arachnoid villi from the subarachnoid space have to pass through six tissue laminae: 1. the mesothelium of the subarachnoid space, 2. the arachnoid connective tissue space, 3. the outer arachnoid cell layer, 4. the subdural neurothelium, 5. the perivascular connective tissue sheath, 6. the basement membrane and the endothelium of the dural vessel or sinus. Cytopempsis, endothelium fenestrations, micropinocytosis, complex-systems of intercellular gaps of the arachnoid cell border, and endothelium lined tubuli in the sinus wall are considered to show a specialized transport mechanism important for the CSF resorption. In this secretion process active cell mechanisms of the outer arachnoid cell layer and the subdural neurothelium probably guarantee the “milieu interne” of the leptomeninges. The cerebrospinal fluid (CSF) resorption through the dural blood vessels (dural resorption of CSF) seems to complete the main resorption within the meninx vasculosa (pial resorption of CSF) and the probable small resorption by intracerebral capillaries (cerebral resorption of CSF). It appears that the dural resorption of CSF through arachnoid villi may serve a special function similar to protein and antibody uptake in the peripheral connective tissue by lymphatic capillaries.

Myelinated and unmyelinated free nerve fibers in the region of the villi may represent receptors of the liquor pressure control system. Within the fetal and perinatal period the whole arachnoidea and dura mater may fulfill the function of the later villi and granulations.

Zusammenfassung

Arachnoidalzotten und Granula meningica von jungen und erwachsenen Katzen und Hunden wurden in situ über das Blutgefäßsystem mit Glutaraldehyd fixiert. Lichtmikroskopische Untersuchungen an Semidünnschnittserien und elektronenmikroskopische Auswertungen derselben Objekte ergaben: Die Arachnoidalzotten und Granula meningica von Hund und Katze zeigen den gleichen Feinbau. Die Unterschiede in der Größe und in der Struktur führen zu einer Klassifizierung der Arachnoidalzotten. Als Neurothelprotrusionen werden Einrichtungen des subduralen Neurothels beschrieben, die „intradural“ Kontakt zu Duragefäßen aufnehmen oder „transdural“ die Arachnoidea mit der Lamina intima der Wand des Sinus sagittalis superior verbinden. Die äußere Arachnoidalzellschicht ist an den Protrusionen unterschiedlich stark beteiligt. Die eigentlichen Arachnoidalzotten und Granula meningica haben immer einen Bindegewebsraum, der mit der Leptomeninx zusammenhängt. Flüssigkeit und Substanzen, die über die Arachnoidalzotten aus dem Subarachnoidalraum ausgeschieden werden, müssen folgende Zonen passieren. 1. das Mesothel des Subarachnoidalraumes, 2. den Bindegewebsraum der Arachnoidea, 3. die äußere Arachnoidalzellschicht, 4. das subdurale Neurothel, 5. den perivaskulären Bindegewebsraum, 6. das Endothel der Duragefäße oder die Wand des Sinus durae matris. Membranvesikulation, Endothelfensterung, Mikropinozytose, Systeme von Interzellularspalten der zellulären Scheiden und blind in der Zottenoberfläche endende Endothelkanälchen aus dem Sinus werden als morphologische Kriterien eines Stofftransportes angesehen, der für die Liquorresorption wichtig ist. Hierbei wird durch die aktive Steuerung der Zellen eine Diffusionsbarriere aufrechterhalten, die das „milieu interne“ der Leptomeninx garantiert. Dieser Resorptionsweg über die Duragefäße (durale Liquorresorption) scheint die Resorption durch die Meninx vasculosa (piale Liquorresorption) und die mögliche Resorption über die intracerebralen Kapillaren (cerebrale Liquorresorption) zu ergänzen. Es wird vermutet, daß die Gefäße zusammen mit den Arachnoidalzotten eine Sonderfunktion bei der Liquorresorption erfüllen, die unter anderem den Aufgaben des Lymphgefäß-systems in der Peripherie ähnlich ist. Markhaltige und freie marklose Nervenfasern, die in der Zottenumgebung anzutreffen sind, könnten Pressoreceptoren für die Regulation des Liquordruckes sein. Es wird angenommen, daß die genannten Funktionen der Zotten in der Fetalzeit und Neugeborenen-Periode von der gesamten Arachnoidea und Dura erfüllt werden können.