Zusammenfassung
Lumbale Spinalganglien von Ratten wurden lokal mit 185 MeV-Protonen mit einer Dosis von 20 krad bestrahlt. In der Zeit von 18 Std bis 17 1/2 Tagen post irradiationem wurden folgende akute Veränderungen am ganglionären Gefäßapparat festgestellt:
-
1.
Als initiale Reaktion entsteht 18–42 Std p. irr. eine allgemeine Endothelschwellung mit Vesikelvermehrung im Zytoplasma und einer ausgeprägten Mikrovillibildung der lumenwärts liegenden Oberfläche. Die Endothelkerne zeigen vielfach bis 200 mμ große lochartige Aufhellungen im Chromatin.
-
2.
42 Std p. irr. und danach erscheinen Ablagerungen von kontrastreichem granulären Material zwischen den Gefäßwandzellen und unter der Basalmembran.
-
3.
Im intermediären und degenerativen Stadium der akuten Strahlenschädigung (2 1/2–4 1/2 und 6 1/2–17 1/2 d. p. irr.) kommt es zu einer weitgehenden Endothelentquellung. Unter dem Bild einer Kapillaritis und Arteriitis entstehen ausgedehnte Kapillardilatationen, Extravasate und Gefäßthrombosen („weiße Thromben“). Stellenweise treten auch in den Gefäßwänden Zellnekrosen und Fibrinausfällungen auf.
-
4.
In den nekrotischen Gefäßwandabschnitten aggregieren die Fibrinfilamente zu Kristalloiden, die auch lichtmikroskopisch sichtbar werden. Die Kristalloide bestehen aus hexagonalen Nadeln, die im Längsschnitt entsprechend den einzelnen Filamenten eine Querstreifenperiodik von 220 Å aufweisen.
-
5.
Die Ursache des strahleninduzierten Gefäßschadens läßt sich auf Grund der morphologischen Befunde nicht eindeutig klären. Es können primäre Störungen der DNS-RNS-Information, strahlenbedingte nervöse Dysregulationen oder auch Wirkungen toxischer Substanzen, die durch die Irradiation entstanden sind, vorliegen. Die später stellenweise auftretende fibrinöse und nekrotisierende Vaskulopathie wird wahrscheinlich auch zum Teil durch die dysorotischen oder insudativen und hypoxidotischen Zustände- und durch Ausscheidungs und Zerfallsprodukte des geschädigten Parenchyms hervorgerufen.
-
6.
Die von histiozytären Endoneuralzellen phagozytierten Zelltrümmer werden in großen Phagosomen gespeichert. Die Umwandlung dieser polymorphen Zytoplasmaeinschlüsse in kontrastreiche, von Bläschen durchsetzte Körper, wird als Ausdruck eines fermentativen Abbaus angesehen.
Literatur
Andres, K. H.: Untersuchungen über den Feinbau von Spinalganglien. Z. Zellforsch. 55 1–48 (1961).
—: Elektronenmikroskopische Untersuchungen über präparatorisch bedingte und postmortale Strukturveränderungen in Spinalganglienzellen. Z. Zellforsch. 59, 78–115 (1963a).
—: Elektronenmikroskopische Untersuchungen über Strukturveränderungen in den Kernen von Spinalganglienzellen der Ratte nach Bestrahlung mit 185 MeV-Protonen. Z. Zellforsch. 60, 560–581 (1963b).
—: Elektronenmikroskopische Untersuchungen über Strukturveränderungen an den Nervenfasern in Rattenspinalganglien nach Bestrahlung mit 185 MeV-Protonen. Z. Zellforsch. 61, 1–22 (1963c).
—, B. Larsson u. B. Rexed: Zur Morphogenese der akuten Strahlenschädigung in Rattenspinalganglien nach Bestrahlung mit 185 MeV-Protonen. Z. Zellforsch. 60, 532–559 (1963).
Arnold, A., P. Bailey, R.A. Harvey, L. L. Haas and J. S. Laughlin: Changes in the central nervous system following irradiation with 23 mev x-rays from the betatron. Radiology 62, 37–46 (1954).
Bargmann, W.: Über die Struktur der Blutkapillaren. Dtsch. med. Wschr. 83, 1704–1710 (1958).
—, A. Knoop u. Th. H. Schiebler: Histologische, cytochemische und elektronenmikroskopische Untersuchung am Nephron (mit Berücksichtigung der Mitochondrien). Z. Zellforsch. 42, 386–422 (1955).
Bennett, M. St., J. H. Luft and J. C. Hampton: Morphological classification of vertebrate blood capillaries. Amer. J. Physiol. 196, 381–390 (1959).
Blasius, W.: Zit. von W. Rotter 1959.
Blinzinger, K. u. H. Hager: Elektronenmikroskopische Beobachtungen bei Spätstadien von experimenteller bakterieller Meningitis. Verh. Dtsch. Ges. Path. 45. Tagg. 1961, S. 357–362.
Borak, J.: Radiation effects on blood vessels. Part. I. Erythema; edema. Radiology 38, 481–492 (1942a).
—: Radiation effects on blood vessels. Part. II. Inflammation; degeneration; suppression of growth capacity; retrogression; necrosis. Radiology 38, 607–617 (1942b).
Brenk, H. A. S. van den: The effects of ionizing radiation on capillary sprouting and vascular remodeling in the regenerating repair blastemia observed in the rabbit ear chamber. Amer. J. Roentgenol. 81, 859–884 (1959).
Clemente, C. D., and E. A. Holst: Pathological changes in neurons, neuroglia and bloodbrain barrier induced by x-irradiation of heads of monkeys. Arch. Neurol. Psychiat. (Chic.) 71, 66–79 (1954).
—, and H. E. Richardson jr.: Some observations on radiation effects on the blood-brain barrier and cerebral blood vessels. In: Response of the nervous system to ionizing radiation, p. 411–428, ed. by T. J. Haley and R. S. Snider. New York and London: Academic Press 1962.
Essner, E.: An electron microscopic study of erythrophagocytosis. J. biophys. biochem. Cytol. 7, 329–334 (1960).
Feldberg, W.: The role of mediators in the inflammatory tissue response. Int. Arch. Allergy 8, 15–31 (1956).
Geer, J. C., H. C. McGill and J. P. Strong: The fine structure of human atherosclerotic lesions. Amer. J. Path. 38, 263–287 (1961).
Gusek, W.: Zum submikroskopischen Zellbild bei der allergisch-hyperergischen Spätreaktion. Verh. Dtsch. Ges. Path. 46. Tagg. S. 176–181. 1962. Stuttgart: Gustav Fischer 1962.
Hager, H.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die vitale Metallspeicherung im zentralnervösen Gewebe bei experimenteller chronischer Tellurvergiftung. Arch. Psychiat. Nervenkr. 201, 53–64 (1960).
—, W. Hirschberger and A. Breit: Electron microscope observations on the x-irradiated central nervous system of the syrian hamster. In: Response of the nervous system to ionizing radiation, ed. by T. J. Haley, and R. S. Snider, p. 261–275. New York and London: Academic Press 1962.
Hirsch, G. C.: Allgemeine Stoffwechselmorphologie des Cytoplasmas. In: Handbuch der allgemeinen Pathologie, Bd. II/1. Das Cytoplasma. S. 92–212. Berlin-GöttingenHeidelberg: Springer 1955.
Janssen, P., J. Klatzo, J. Miquel, T. Brustad, A. Behar, W. Haymaker, J. Lyman, J. Henry and C. Tobias: Pathologic changes in the brain from exposure to alpha particles from a 60 inch cyclotron. In: Response of the nervous system to ionizing radiation, p. 383–409, ed. by T. J. Haley and R. S. Snider. New York and London: Academic Press 1962.
Keech, M. K.: Electron microscope study of the lathyritic rat aorta. J. biophys. biochem Cytol. 7, 539–546 (1960).
Klemperer, P.: The concept of collagen diseases. Amer. J. Path. 26, 505–520 (1950).
Lacassagne, A., et G. Gricouroff: Action des radiations ionisantes sur l'organisme. Paris: Masson & Cie. 1956.
Larsson, B.: Blood vessel changes following lokal irradiation of the brain with high energy protons. Acta Soc. Med. upsaliensis 65, 61–71 (1960).
—, L. Leksell, B. Rexed, P. Sourander, W. Mair and B. Andersson: Effect of high energy protons on the spinal cord. Acta radiol. (Stockh.) 51, 52–64 (1959).
Lebedinsky, A. V.: Effects of small doses of radiation. Proc. 2nd Intern. U.N. Conf. on Peaceful Uses of Atomic Energy, Geneva 22, 17–28 (1958).
—: Effects of ionizing radiations on the vegetative nervous system. In: effects of ionizing radiation on the nervous system, p. 375–395. Internat. Atomic Energy Agency. Wien 1962.
Luse, S. A.: Electron microscopic observation of the central nervous system. J. biophys. biochem. Cytol. 2, 531–542 (1956).
Majno, G., and G. E. Palade: Studies on inflammation. I. The effect of histamine and serotonin on vascular permeability: An electron microscopic study. J. biophys. biochem. Cytol. 11, 571–605 (1961).
Maynard, E. A., R. L. Schultz and D. C. Pease: Electron microscopy of the vascular bed of rat cerebral cortex. Amer. J. Anat. 100, 409–433 (1957).
Meyer, W. W.: Zum Gewebsbild der Thrombangiitis obliterans, insbesondere über die entzündliche Entstehung und weitere Umwandlung der Fibrinablagerungen in der Intima. Virchows Arch. path. Anat. 314, 681–720 (1947).
—: Die Bedeutung der Eiweißablagerungen in der Histogenese arteriosklerostischer Intimaveränderungen der Aorta. Virchows Arch. path. Anat. 316, 268–316 (1949).
—: Interstitielle fibrinöse Entzündungen im Formenkreis dysorischer Vorgänge. Klin. Wschr. 28, 697–703 (1950).
—: Die entzündlichen Arterienerkrankungen. In: Angiologie, hrsg. von M. Ratschow, S. 183–216. Stuttgart: Georg Thieme 1959.
Moore, D. M., and M. Ruska: The fine structure of capillaries and small arteries. J. biophys. biochem. Cytol. 3, 457–462 (1957).
Palade, G. E.: Fine structure of blood capillaries. J. appl. Physiol. 24, 1424 (1953).
Pease, D. C.: Electron microscopy of the vascular bed of the kidney cortex. Anat. Rec. 121, 701–721 (1955).
Pötz, L.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Kaninchenhaut bei infektiöser Myxomatose. Beitr. path. Anat. 118, 1–23 (1957).
Rexed, B., W. Mair, P. Sourander, B. Larsson and L. Leksell: Effect of high energy protons on the brain of the rabbit. Acta radiol. (Stockh.) 53, 289–299 (1960).
Rhoades, R. P.: The vascular system. Structures accessory to the gastro-intestinal tract. In: Bloom, Histopathology of irradiation. New York: McGraw-Hill 1948.
Rhodin, J. A. G.: Fine structure of vascular walls in mammals with special reference to smooth muscle component. Physiol. Rev. 42, Suppl. 5, 48–87 (1962).
Ricker, G.: Mesothorium und Gefäßnervensystem nach Beobachtungen am Kaninchenohr. Strahlentherapie 5, 679–741 (1914/15).
Rotter, W.: Das morphologische Gewebssubstrat bei gestörter Durchblutung. In: Angiologie, hrsg. v. M. Ratschow, S. 164–182. Stuttgart: Georg Thieme 1959.
Ruska, H. u. C. Wolpers: Zur Struktur des Liquorfibrins. Klin. Wschr. 19, 695 (1940).
Scholz, W.: Experimentelle Untersuchungen über die Einwirkung von Röntgenstrahlen. Z. ges. Neurol. Psychiat. 150, 765–785 (1934).
—: Über die Empfindlichkeit des Gehirns für Röntgenund Radiumstrahlen. Klin. Wschr. 14, 189–193 (1935).
Schümmelfeder, N.: Die experimentelle Strahlenschädigung des Zentralnervensystems. In: Ergebn. allg. Path. path. Anat. 42, 34–92 (1962).
Schultz, R. C., E. A. Maynard and D. C. Pease: Electron microscopy of neurons and neuroglia of cerebral cortex and corpus callosum. Amer. J, Anat. 100, 369–407 (1957).
Strauss, W.: Rapid cytochemical identification of phagosomes in various tissues of the rat and their differentiation from mitochondria by the peroxidase method. J. biophys. biochem. Cytol. 5, 193–203 (1959).
Thiel, A.: Licht- und elektronenmikroskopische Studie über die Nierenkörperchen der griechischen Landschildkröte. Z. Zellforsch. 47, 280–319 (1958).
Unna, P. G.: Die chronische Röntgendermatitis der Radiologen. Fortschr. Röntgenstr. 8, 67 (1904/05). Zit. von Zollinger 1960.
Wechsler, W. und H. Hager: Elektronenmikroskopische Untersuchung der Wallerschen Degeneration der peripheren Säugetiernerven. Beitr. path. Anat. 126, 352–380 (1962).
Wolpers, C.: Die Fibrinquerstreifung. Klin. Wschr. 24/25, 424–426 (1947).
Zeman, W.: Veränderungen durch ionisierende Strahlen. In: Handbuch der speziellen pathologischen Anatomie und Histologie, Bd. XIII/3, Nervensystem, S. 340–362. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1955.
Zollinger, H. U.: Radio-Histologie und Radio-Histopathologie, 14. Nervensystem. In: Handbuch der allgemeinen Pathologie, Bd. 10, Umwelt 1, Strahlung und Wetter, S. 240–243. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Mit dankenswerter Unterstützung durch den Schwedischen Medizinischen Forschungsrat, durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und durch das Office der Aerospace Research, US Air Force, Europäisches Office, Grant No. OAR 62-84.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Andres, K.H. Elektronenmikroskopische Untersuchungen über Strukturveränderungen an Blutgefässen und am Endoneurium in Spinalganglien von Ratten nach Bestrahlung mit 185 MeV-Protonen. Zeitschrift für Zellforschung 61, 23–51 (1963). https://doi.org/10.1007/BF00341520
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00341520