Studies on the “vascular labeling” phenomenon in the iris and the ciliary body of the rat after intravenous injection of colloidal carbon

  • A. Castenholz
Article

Summary

The occurrence of carbon deposits after intravenous injection of colloidal carbon (vascular labeling phenomenon) in the iris and the ciliary body of the rat eye was studied by vital microscopy, unstained perfused mount preparations, and by electron microscopy. Generally in the untouched eye the vascular labeling phenomenon is either absent or appears only in the form of finest granular deposits in some capillaries and venules of the iris and the ciliary body. A decrease of intraocular pressure by paracentesis causes a certain blackening phenomenon, which prefers the capillaries and the venules of the iris and the capillaries in the ciliary processes. This effect is intensified by a further decrease of the intraocular pressure to -30 mm Hg. Predominantly the deposits are found stronger in the ciliary region than in the iris. Increase of the intraocular pressure of up to 30 mm Hg diminishes the blackening phenomenon. After administration of the vasodilator bencyclane into the anterior chamber the vascular labeling phenomenon shows a clear graduation of carbon affinity depending upon the concentration of the drug: The capillaries and venules are exclusively blackened at low concentrations, additionally the collecting venules and arterioles are influenced at medium and high doses. By electron microscopy an intraluminal as well as an intramural (subendothelial) deposition of carbon, partly accompanied with signs of hemoconcentration, can be seen. Extravascular position of carbon material is seldom observed and restricted to a state of abnormally high vascular permeability. The observations give evidence for a ‘gradient of permeability’ between the different types of vessels of the terminal anterior uveal vascular system and also permit the assumption that the vessels of the ciliary processes are more permeable than those of the iris.

Keywords

Permeability Intravenous Injection Intraocular Pressure Vascular Permeability Anterior Chamber 

Zusammenfassung

Das Auftreten von Tuscheablagerungen nach intravenöser Injektion von Spezialtusche („vascular labeling phenomenon”) im Gebiet der feinsten Gefäße der Iris und der Ziliarfortsätze des Rattenauges wurde sowohl vitalmikroskopisch am durchströmten Augenkreislauf als auch anhand ungefärbter, perfundierter Totalpräparate und elektronenmikroskopisch untersucht.

An intakten Augen finden sich im allgemeinen keine oder nur sehr geringe kleinfleckige Tuscheablagerungen in einzelnen Kapillaren und Venulen der Iris bzw. an den Kapillaren der Ziliarfortsätze. Bei Druckentlastung des Auges durch Parazentese kommt es zu einer deutlichen Schwärzung der Venulen der Iris und der Kapillaren und der Ziliarfortsätze. Der Effekt läßt sich durch einen Saugdruck von -30 mm Hg steigern. Die Ablagerungen sind im Gebiet des Ziliarkörpers im allgemeinen stärker als in der Iris ausgeprägt. Erhöhung des Augeninnendruckes auf +30 mm Hg schwächt das Schwärzungsphänomen ab. Nach intrakammeraler Gabe von Bencyclan, einem Wirkstoff mit stark vasodilatatorischen Eigenschaften, zeigt das Schwärzungsphänomen deutliche, von der Konzentration abhängige Abstufungen. Bei niedriger Konzentration werden ausschließlich die Kapillaren und kleineren Venulen, bei mittelstarken und hohen Dosen zusätzlich die Sammelvenulen und die Arteriolen geschwärzt.

Elektronenmikroskopisch werden intraluminale und intramurale Tuscheablagerungen gefunden, welche z.T. mit Zeichen der Hämokonzentration (Stase) vergesellschaftet sind. Eine extravasale Lage von Tuschematerial ist selten zu finden und auf den Zustand von abnormal hoher Vasopermeabilität beschränkt.

Die Untersuchungen sprechen für das Vorliegen eines „Permeabilitätsgradienten“ zwischen den verschiedenen Gefäßkategorien des vorderen Uveakreislaufes und geben auch einen Hinweis auf eine höhere Durchlässigkeit der Gefäße der Ziliarfortsätze gegenüber der der Irisgefäße.

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References

  1. Brånemark, P.-J., Ekholm, R., Lindhe, J.: Colloidal carbon used for identification of vascular permeability. Med. exp. 18, 139–150 (1968)Google Scholar
  2. Castenholz, A.: Vitalmikroskopische Untersuchungen am vorderen Bulbusabschnitt kleiner albinotischer Nager. Grundlagen der Methode und Beschreibung der apparativen Anordnung. Z. wiss. Mikr. 67, 78–91 (1966a)Google Scholar
  3. Castenholz, A.: Eine Apparatur für die Vitalmikroskopie unter besonderer Berücksichtigung des Tierauges als Untersuchungsobjekt. Albrecht v. Graefes Arch. klin. exp. Ophthal. 171, 25–32 (1966b)Google Scholar
  4. Castenholz, A.: Beobachtungen und Analysen mikrozirkulatorischer Vorgänge am Rattenauge. I. Über das druckabhängige Verhalten der Irisgefäße. Albrecht v. Graefes Arch. klin. exp. Ophthal. 171, 85–102 (1966c)Google Scholar
  5. Castenholz, A.: Untersuchungen zur funktionellen Morphologie der Endstrombahn. Technik der vitalmikroskopischen Beobachtungen und Ergebnisse experimenteller Studien am Iriskreislauf der Albinoratte. Abhdlg. der Akad. d. Wissensch. u. Lit. Mainz. Wiesbaden: Steiner 1971Google Scholar
  6. Castenholz, A., Dammer, L.: Tierexperimentelle Studien zur vasoaktiven Wirkung von Fludilat (Bencyclan) an der Endstrombahn. In preparationGoogle Scholar
  7. Cotran, R.S., Guter, E.R., Majno, G.: The use of colloidal carbon as a tracer for vascular injury. Vasc. Dis. 4, 107–127 (1967)Google Scholar
  8. Dammer, L.: Untersuchungen über die vasodilatatorische Wirkung von Bencyclan an Mesenterium und Iris der Ratte (unpublished)Google Scholar
  9. Halpern, B.N., Benacerraf, B., Biozzi, G.: Quantitative study of the granulopectic activity of the reticuloendothelial system. I. The effect of the ingredients present in India ink and of substances affecting blood clotting in vivo on the fate of carbon particles administered intravenously in rats, mice and rabbits. Brit. J. Exper. Path. 34, 426 (1953)Google Scholar
  10. Hauck, G.: Zur Frage der Existenz eines „gradient of vascular permeability“ an der Endstrombahn. Arch. Kreisl.-Forsch. 59, 197 (1969)Google Scholar
  11. Majno, G.: Ultrastructure of the vascular membrane. In: Handbook of Physiology, Sect. 2 Vol. III, p. 2293. The American Physiological Society, Washington, D.C., 1965Google Scholar
  12. Majno, G., Palade, G.E.: Studies on inflammation. I. The effect of histamine and serotonin on vascular permeability — an electron microscopic study. J. Biophys. and Biochem. Cytol. 11, 571 (1961)Google Scholar
  13. Smelser, G.K. and Pei, Y.F.: Cytological basis of protein leakage into the eye following paracentesis. An electron microscopic study. Invest. Ophthal. 4, 249–263 (1965)Google Scholar
  14. Zypen, E. van der: Vergleichende licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über die morphologischen Grundlagen der Liquor- und Kammerwasserzirkulation. Altern und Entwicklung 2, 1–136, Akad. d. Wissensch. u. Lit. Mainz. Stuttgart/New York: Schattauer 1971Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1977

Authors and Affiliations

  • A. Castenholz
    • 1
  1. 1.Section of Human BiologyGesamthochschule KasselKasselFederal Republic of Germany

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