Vergleichende histologische, histochemische und elektronenmikroskopische Untersuchungen an Tränendrüsen

Summary

Comparative histological, histochemical and electronmicroscopical investigations of the lacrimal gland of adult rabbits and cats of both sexes reveal a distinct difference of the glandular acini. Observations also were made in respect of reactions for glycogen, mucopolysaccharides and lipids as well as for numerous dehydrogenases and hydrolytic enzymes. The results are as follows.

The lacrimal gland of the rabbit is a tubulo-acinar gland. There are no secretory and intercalated ducts. The serous acini are lined with pyramidal epithelial cells, resting upon a basement membrane and surrounding a narrow lumen. By employing the various techniques, fine intercellular secretory canaliculi may not be seen in the serous acini. The acinar cells contain very little PAS-reactive material. In other cells the cyptoplasm is filled with a number of small Astrablue and Alcianblue reactive granules. The cuboidal cells of the ducts are slightly stained by the Alcianblue- and PAS-methods for polysaccharides. The distribution of enzymes shows that in the lacrimal gland of the rabbit an anaerobic, an aerobic and a direct (Pentose-phosphate-cycle) glucose breakdown is possible. The enzyme pattern of acini and ducts is characterized by high activities of NADH-, NADPH-tetrazolium reductase and cytochrome oxydase. A marked positive reaction for alkaline phosphatase and esterase in the cuboidal epithelium of the ducts is in contrast with a much weaker reaction in the acini. Electronmicroscopic examination of the lacrimal gland of the rabbit shows the different cytoplasmic organization of the gland cells. Tubuli and acini are composed of pyramidal cells. The apices of the cells converge toward a central lumen, filled with a secretory product of medium density. The acinar cell has a large nucleus, and the basal part of the cells is characterized by a wealth of rough-surfaced endoplasmic reticulum in which mitochondria can be identified. The apical two-thirds of the cells are occupied by a large Golgi-complex and numerous light and dark secretory vacuoles in various stages of maturation. The cells of the ducts also contain secretory granules besides the common cytoplasmic components.

The lacrimal gland of the cat is a compound tubulo-acinar gland. The stroma consists of loose connective tissue which blends peripherally with the surrounding structures. In the adult, considerable lymphoid tissue occurs in the stroma. Between the acinar cells and the basement membrane are numerous basal or basket cells. There are two types of acinar cells: the light cells contain neutral polysaccharides, the small dark cells are filled with granules consisting of acid mucopolysaccharides. The intra- and interlobular ducts are lined by a single layer of cuboidal or sometimes pyramidal cells. The enzyme pattern of acini and ducts is characterized by high activities of LDH, GDH, G-6-PDH, NADH-T-Red, NADPH-T-Red and cytochrome oxydase. The terminal acini are rich in β-D-glucuronidase.

The ultrastructure of the epithelial cell of the lacrimal gland of the cat clearly indicates the typical secretory cell. The acini are lined by light and dark cells surrounded by a thin basement membrane, which borders on a lamina propria containing numerous fibroblasts. The cytoplasm is rich in secretory vacuoles, which display all gradations of density. All the cells are in a secretory phase with numerous vacuoles accumulating toward the lumen of the gland in which a secretion of medium densitiy is present. Short microvilli project into the lumen. Mitochondria are few in number, as are the profiles of the roughsurfaced endoplasmic reticulum. The cytoplasm contains numerous ribosomes. The Golgi complex is located at the apical portion of the nucleus. The intercellular space is small and becomes sometimes wider in the basal region of the acinar cells. Desmosomes may be found at the apical parts of the lateral cell surfaces. The ducts are lined by columnar cells. These cells have a cytoplasm of medium density with few mitochondria and apically located secretory granules. A few protrusions like microvilli characterize the luminal surface. The lateral sides of the duct cells are flat or irregular.

Zusammenfassung

Vergleichende histologische, histochemische und elektronenmikroskopische Untersuchungen an der Tränendrüse erwachsener Kaninchen und Katzen beiderlei Geschlechts ergaben sowohl hinsichtlich des Baues als auch der Substrat- und Enzymausstattung des Drüsengewebes deutliche Unterschiede. Folgende Befunde wurden erhoben:

Der Kaninchen-Tränendrüse fehlt eine deutlich ausgeprägte Kapsel. Die Glandula lacrimalis des Kaninchens ist eine tubulo-acinöse Drüse, deren sezernierende Endstücke ohne Einschiebung enger Schaltstücke direkt in intralobuläre Ausführungsgänge münden. Sekretorische Tubuli und Streifenstücke fehlen. Die Endstücke werden von einem zylindrischen oder kegelförmigen Epithel ausgekleidet. Die Lumina sind eng. Interzelluläre Sekretkapillaren kommen nicht vor. Die Drüsenzellen reagieren schwach PAS-positiv. Vereinzelte Acini, teilweise nur einzelne Drüsenzellen enthalten jedoch Astrablau- und Alcianblaupositive Granula (saure Mucopolysaccharide). Die Gangephithelien sind kubisch bis zylindrisch und enthalten apical PAS-positives und alcianophiles Material.

Nach der Enzymverteilung ist in der Tränendrüse des Kaninchens ein anaerober, ein aerober und ein direkter (Pentosephosphat-Zyklus) Glukoseabbau möglich. Drüsenendstücke und Ausführungsgänge besitzen hohe Aktivitäten der Enzyme NADH-Tetratzolium-Reduktase, NADPH-Tetrazolium-Reduktase und Cytochromoxydase. Einer stark positiven Reaktion auf alkalische Phosphatase und Esterase im Gangepithel steht ein schwächerer Ausfall in den Drüsenendstücken gegenüber. Im elektronenmikroskopischen Bild fällt die vielfältige cytoplasmatische Organisation der Drüsenzellen auf. Die Zellen verjüngen sich zum Lumen zu, das Sekretmassen mittlerer elektronenmikroskopischer Dichte enthält. Die basalen Zellabschnitte enthalten ergastoplasmatische Lamellen und Mitochondrien. Supranukleär liegt der Golgi-Apparat. Die oberen zwei Drittel der Drüsenzellen sind von zahlreichen hellen und dunklen, z.T. kontrastreichen Sekretvakuolen erfüllt. Benachbarte Sekretvakuolen können konfluieren. In manchen Drüsenzellen scheint die Sekretbildung unter einer nahezu vollkommenen Destruktion des Cytoplasmas zu erfolgen. Die Ausführungsgangepithelien weisen außer den gewöhnlichen cytoplasmatischen Bestandteilen osmiophile Sekretgranula auf.

Die Tränendrüse der Katze ist ebenfalls eine tubulo-acinöse Drüse, die außen von einer dicken bindegewebigen Kapsel umhüllt ist. Bindegewebssepten unterteilen das Drüsenparenchym in zahlreiche kleine Läppchen. In Tränendrüsen erwachsener Tiere werden zahlreiche Lymphozytenansammlungen beobachtet. Zwischen Drüsenzellen und Basalmembran kommen Myoepithelzellen vor. Die Drüsenendstücke enthalten zwei qualitativ verschiedene Zelltypen: große helle und kleine dunkle Zellen. Die hellen Zellen enthalten nur neutrale, die dunklen dagegen ein Gemisch neutraler und saurer Mucopolysaccharide. Intra- und interlobuläre Ausführungsgänge sind von einem kubischen bis zylindrischen Epithel ausgekleidet, das sich apical PAS-positiv verhält. Streifenstücke fehlen. Drüsenzellen und Ausführungsgänge zeigen eine kräftige Reaktion auf LDH, GDH, G-6-PDH, NADH-T-Red, NADPH-T-Red und Cytochromoxydase. Die Drüsenendstücke sind reich an β-D-Glucuronidase.

Die Feinstruktur zeigt den typischen Bau sekretorischer Zellen. Auch im elektronenmikroskopischen Bild lassen sich helle und dunkle Zellen unterscheiden, die einer Basalmembran aufsitzen. Das umgebende Bindegewebe (Lamina propria) enthält zahlreiche Fibrozyten. Das supranukleäre Cytoplasma ist mit Sekretvakuolen unterschiedlicher Dichte angefüllt. Kurze, stummelförmige Mikrovilli ragen in die Drüsenlichtung. Mitochondrien und ergastoplasmatische Lamellen sind spärlich. Zwischen den Sekretvakoulen kommen zahlreiche freie Ribosomen vor. Die Interzellularräume sind eng und durch kontrastreiche Desmosomen abgedichtet.

Die Ausführungsgänge sind von einem zylindrischen Epithel ausgekleidet. Das Cytoplasma ist von mittlerer elektronenoptischer Dichte und enthält nur wenig Mitochondrien. In den mittleren und apicalen Zellabschnitten liegen osmiophile, teils homogene, teils feingranulierte Sekretgranula. Die Zelloberflächen sind durch kurze Mirkovilli differenziert. Die seitlichen Zellwände verlaufen streckenweise völlig glatt, teilweise aber auch leicht geschlängelt.