Summary
Male rats were subtotally pancreatectomized at a weight of 80–100 g according to the method of Foglia (5% of the total pancreas remaining). The animals were killed at different intervals after. In these rats, as well as in healthy controls, the new formation of islets out of the excretory duct system was studied by electron microscopy.
Obviously the new formation of islets takes origin from certain cells of the ductular system which show a light cytoplasm and are larger and rounder than their neighbouring cells. The latter goes for their nuclei, too, even to a larger degree. These light cells migrate away from the ductular lumen and the gaps resulting from this are closed by long and thin processes of the cytoplasm of their neighbouring duct cells coming in contact with each other. The cells having migrated away seem to have an ability to differentiate into alphaor beta-cells. Most probably they are identical with the “trübe Zellen” described by light-microscopists. The higher the degree of differentiation in these cells is, the darker becomes their cytoplasm. But they still keep for some time morphological aspects indicating their origin from ductular cells.
An intense regeneration of islet tissue starts soon after the operation from the centroacinar cells but it decreases continuously after. As the process of islet regeneration becomes more and more ineffective, an increasing number of larger excretory ducts are involved in it. The exhaustion of the ability for regeneration is correlated exactly in time with the onset of a manifest diabetes between the 40 th and 60 th day after operation.
Zusammenfassung
Männliche Ratten wurden bei einem Gewicht von 80–100 g subtotal pankreatektomiert (5% Rest) und zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Operation abgetötet. Bei diesen wie bei unbehandelten Kontrolltieren wurde die Neubildung von Inselgewebe aus dem exkretorischen Gangsystem elektronenmikroskopisch untersucht. — Es konnte gezeigt werden, daß die Inselneubildung von Gangzellen ausgeht, welche ein auffallend helles Zytoplasma besitzen und samt ihren Kernen größer und abgerundeter sind als ihre Nachbarzellen. Diese Zellen wandern vom Lumen ab, wobei die entstehende Lücke zum Lumen zu jeweils durch eine seitliche Ausdehnung des Zytoplasmas benachbarter Gangzellen geschlossen wird. Die abgewanderten hellen Zellen, die mit den lichtmikroskopisch beschriebenen „trüben Zellen“ identisch sein dürften, haben die Fähigkeit, sich zu Alpha-oder Beta-Zellen zu differenzieren. Dabei werden sie größer und das Zytoplasma dunkler. Sie behalten aber gleichzeitig einige Besonderheiten, die auf ihre Herkunft hinweisen.
Die Regeneration des Inselgewebes, die vorwiegend von den zentroacinären Zellen ausgeht, setzt bald nach der Operation stark ein, schwächt sich dann aber kontinuierlich ab. In den immer ineffektiver werdenden Regenerationsvorgang werden zunehmend größere Gangabschnitte einbezogen. Die weitgehende Erschöpfung der Regenerationsfähigkeit fällt mit dem Auftreten eines manifesten Diabetes zwischen dem 40. und 60. Tag p.op. zusammen.
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Literatur
Boquist, L.: Cilia in normal and regenerating islet tissue. Ultrastructural study in the Chinese hamster with particular reference to the Beta-cells and the ductular epithelium. Z. Zellforsch. 89, 519–532 (1968).
Bunnag, S. C.: Postnatal neogenesis of islets of Langerhans in the mouse. Diabetes 15, 480–491 (1966).
Caramia, F.: Electron microscopic description of a third cell type in the islets of the rat pancreas. Amer. J. Anat. 12, 53–64 (1963).
Ferner, H.: Das Inselsystem des Pankreas. Entwicklung, Histologie und Pathophysiologie unter besonderer Berücksichtigung des Diabetes mellitus. Stuttgart: Georg Thieme 1952.
—, Stoeckenius, W. jr.: Die Cytogenese des Inselsystems beim Menschen. Z. Zellforsch. 35, 147–175 (1950).
Feyrter, F.: Über diffuse endokrine epitheliale Organe. Leipzig: Joh. Ambrosius Barth 1938.
Foglia, V. G.: Caracteristicas de la diabetes en la rata. Rev argent. Biol. 20, 21–37 (1944).
Gepts, W.: Pathologic anatomy of the pancreas in juvenile diabetes mellitus. Diabetes 14, 619–633 (1965).
Goberna, R., Fußgänger, R. D., Laube, H., Raptis, S., Pfeiffer, E. F.: Verhalten von Seruminsulin und Blutglucose bei der Entwicklung eines Diabetes mellitus bei Ratten nach subtotaler Pankreatektomie. Vortrag, geh. am 5. Kongreß der Deutschen Diabetes-Gesellschaft, Bonn-Bad Godesberg, 7. Mai 1970.
Hughes, H.: An experimental study of regeneration in the islets of Langerhans with special reference to the theory of balance. Acta anat. (Basel) 27, 1–61 (1956).
Loubatieres, A., Mariani, M. M., Alric, R., Ribes, G., Malbosc, H. de, Houareau, M. H.: Etude expérimentale d'un nouveau sulfamide hypoglycémiant particulièrement actif, le HB 419 ou glibenclamide. II. Action bêtacytotrophe et stimulatrice de la néogénèse des Îlots de Langerhans. Diabetologia 5, 219–227 (1969).
Luft, J. R.: Improvements in epoxy resin methods. J. biophys biochem. Cytol. 9, 409–414 (1961).
Millonig, G.: A modified procedure for lead staining of thin sections. J. biophys. biochem. Cytol. 11, 736–739 (1961).
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).
Neubert, K.: Bau und Entwicklung des menschlichen Pankreas. Arch. Entwicklungs.-Mech. Org. 111, 29–118 (1927).
Richardson, K. C., Young, F. G.: Histology of diabetes induced in dogs by injection of anteriorpituitary extracts. Lancet 1938 I, 1098–1101.
Sabatini, D. D., Bensch, K., Barrnett, R. J.: Cytochemistry and electron microscopy. The preservation of cellular ultrastructure and enzymatic activity by aldehyde fixation. J. Cell Biol. 17, 19–58 (1963).
Tiscornia, O. M., Dreiling, D. A.: Does the pancreatic gland regenerate? Gastroenterology 51, 267–271 (1966).
Wessels, N. K., Evans, J.: Ultrastructural studies of early morphogenesis and cytodifferentiation in the embryonic mammalian pancreas. Develop. Biol. 17, 413–446 (1968).
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Marx, M., Schmidt, W. & Goberna, R. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Inselregeneration im Rattenpankreas nach subtotaler Pankreatektomie. Z. Zellforsch. 110, 569–587 (1970). https://doi.org/10.1007/BF00330105
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00330105