Zwei elektronenmikroskopisch unterscheidbare Formen sekundärer sensorischer Endigungen in einer Muskelspindel der Ratte

Summary

In a rat muscle spindle transversally cut into a series of alternating semithin and ultrathin sections, two different forms of nerve terminations were found on two neighbouring nuclear chain fibres. The two nerve terminations were connected to the same group II nerve fibre and are consequently constituents of one particular secondary sensory ending.

The nerve termination on one of the two nuclear chain fibres is of the anulo-spiral type.

The nerve termination on the second nuclear chain fibre shows a number of axons lying closely together between plasma membrane and basement membrane of the intrafusal muscle fibre. Not all of these axons are in direct contact with the intrafusal fibre. The terminating nerve fibre seems to be divided into several branches of rather small diameters and irregular courses. It is suggested that this kind of termination could be a correlate of the so-called “flower spray” type of sensory endings in muscle spindles.

The two morphologically different nerve terminations in the secondary ending have the following ultrastructural characteristics in common with those of the primary ending: 1) Synaptic contact between axon and intrafusal muscle fibre (synaptic gap about 200 Å) without interposition of basement membrane material; 2) terminal axons located beneath the basement membrane layer of intrafusal muscle fibres without covering by Schwann cells; 3) lack of synaptic vesicles; 4) desmosome-like structures between plasma membranes of axon and intrafusal muscle fibre, and 5) dyads of the sarcoplasmic reticulum adjacent to the synaptic cleft. According to present knowledge these features indicate that all of these endings are sensory ones.

Zusammenfassung

In einer Muskelspindel der Ratte, die an einer Serie alternierender Semidünn- und Ultradünnquerschnitte untersucht wurde, wurden zwei benachbart an „nuclear chain“-Fasern gelegene Nervenendformationen unterschiedlicher Bauweise festgestellt. Die beiden Endformationen sind mit ein und derselben Nervenfaser der Gruppe II verbunden und daher als Bestandteile einer sekundären sensorischen Endigung zu betrachten.

Die Nervenendformation an einer der beiden „nuclear chain“-Fasern hat anulo-spirale Form.

Die Nervenendformation an der anderen „nuclear chain“-Faser weist am Querschnittsbild eine Anzahl von Axonen auf, die zwischen Plasmalemm und Basalmembran der intrafusalen Muskelfaser eng aneinanderliegen. Nicht alle Axonquerschnitte stehen in direktem Kontakt mit der intrafusalen Faser. Das terminale Axon scheint sieh nach Eintritt unter die Basalmembran der intrafusalen Faser mehrfach in relativ dünne Äste unregelmäßigen Verlaufs zu teilen. Diese Form der Endigung könnte ein Korrelat der sog. „flower spray“-Endigung im Sinne Ruffinis (1898) darstellen.

Die beiden morphologisch unterschiedlichen Endformationen innerhalb der sekundären Endigung gleichen einander und den Endformationen der primären Endigung bezüglich folgender Ultrastrukturmerkmale: 1. Es besteht synaptischer Kontakt zwischen Axon und intrafusaler Muskelfaser (synaptischer Spalt durchschnittlich 200 Å) ohne Zwischenlagerung von Basalmembranmaterial; 2. die terminalen Axonabschnitte liegen direkt unter der Basalmembran der intrafusalen Muskelfaser und sind nicht von Schwannschen Zellen bedeckt; 3. Mangel an synaptischen Bläschen; 4. desmosomenartige Verhaftungen zwischen Zellmembranen von Axon und intrafusaler Faser; 5. dyadenartige Anlagerungen des sarkoplasmatischen Retikulums an die Zellmembran der intrafusalen Faser im Bereich des synaptischen Spaltes.

Nach unseren derzeitigen Vorstellungen sprechen diese Ultrastrukturmerkmale für eine rezeptorische Natur der beschriebenen Nervenendigungen.