Summary
1. Adult rats were given daily benzene injections for up to 3 weeks. After different periods of treatment, groups of animals were killed and the bone marrow of vertebrae and femora was examined in semi-thin sections after embedding in methacrylic methylester without decalcification.
2. Point-counting planimetry was used to obtain quantitative figures on the development of progressing benzene-induced bone marrow lesions.
3. The area of myeloid parenchyma was found to decrease from approx. 80% to 40% during benzene treatment. The corresponding increase of nonparenchymatous structures (blood vessels, fat cells) was unequal in the different bone marrow specimens as far as single components were concerned. The amount of fat cells in the marrow of vertebrae was twice as high as that in the marrow of femora.
4. Intoxication effects in the marrow of vertebrae and femora also differed for various bone marrow cells. The number of erythopoietic, myelopoietic and mast cells in the bone marrow of vertebrae decreased earlier and faster than in the marrow of femora.
5. In untreated control animals the marrow of femora showed greater blood vessel lumina and larger numbers of mast cells and plasma cells per square unit whereas the marrow of vertebrae contained a larger number of megakaryocytes per square unit.
6. Sinus dilatations and sinus wall lesions as well as the resulting hemorrhages and edematous areas in the bone marrow are interpreted as being due to benzene-induced parenchymal damage.
7. The toxic mechanisms of benzene are discussed with regard to impairment of mitoses, DNA synthesis defects and damages to other enzymatic systems in connection with the resulting histological changes.
Zusammenfassung
1. Die bis 3 Wochen dauernde Benzolintoxikation des Rattenknochenmarks wurde an semidünnen Methacrylatschnitten von Wirbeln und Femur histologisch untersucht und histometrisch ausgewertet.
2. Mit Hilfe der Treffermethode konnte die Entwicklung der Intoxikationsschäden des Knochenmarks quantitativ objektiviert werden.
3. Der (Flächen-)Anteil des myeloischen Parenchyms sinkt während der 3wöchigen Benzolbehandlung der Ratten von rund 80% auf rund 40%. Bei dem korrespondierenden Anstieg der nichtparenchymatösen Strukturen erreicht der Fettzellanteil im Wirbelmark mehr als das Doppelte des Anteils im Femurmark.
4. Die Intoxikationseffekte sind in Wirbel- und Femurmark auch hinsichtlich verschiedener Knochenmarkszellen unterschiedlich: im Wirbelmark nehmen die Zellen der Erythropoese und der Granulocytopoese sowie die Mastzellen früher und stärker ab als im Femurmark.
5. Bei den unbehandelten Kontrolltieren unterscheiden sich Wirbel- und Femurmark durch einen höheren (Flächen-)Anteil der Blutgefäßanschnitte und durch eine höhere Mastzell-und Plasmazellzahl pro Flächeneinheit im Femurmark sowie durch eine höhere Megakaryocytenzahl pro Flächeneinheit im Wirbelmark.
6. Die Sinusektasie und die Sinuswandläsionen mit den daraus sich entwickelnden Blutungen und Ödemseen werden als Folge des Parenchymschwundes unter Benzolwirkung gedeutet.
7. Die toxischen Wirkungsmechanismen des Benzols im Hinblick auf Mitosestörungen, DNS-Synthesedefekte und Schäden anderer Enzymsysteme werden im Zusammenhang mit den daraus resultierenden histologischen Veränderungen diskutiert.
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Mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.
Herrn Prof. Dudeck sei sehr herzlich für die Leitung der statistischen Auswertungen gedankt.
Mit technischer Assistenz von Herrn W. Dechert.
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Noeske, K., Martens, H. Histologische und histometrische Untersuchungen am Benzol-geschädigten Rattenknochenmark. Virchows Arch. Abt. A Path. Anat. 355, 50–65 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00549398
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00549398