Fungal osteoclasia: a model of dead bone resorption

Abstract

A morphological investigation has been carried out on the osteoclastic activity revealed by a fungus of theMucor genus on buried bone. The hallmark of its activity in eroding bone is the finding of resorption pits and boring channels whose walls are sharp and well calcified up to the free edge, suggesting that bone resorption affects crystallites and the organic matrix simultaneously. Unlike normal osteoclastic cells, the fungal membrane in contact with the bone shows no brush border. As the electron microscope reveals no migration of material to the fungal membrane and its protoplasm, the view is expressed that the material which reaches the fungus has been previously solubilized. There is good reason for supposing that a substance capable of solubilizing the inorganic bone fraction spreads freely through bone tissue, decalcifying the matrix, where, but only where, hyphae show the effects of ageing. All the findings are thoroughly discussed and compared with those furnished by the boring channels in fossil bone.

Résumé

L'action ostéoclasique exercée par un champignon appartenant au genreMucor sur des os inhumés a été étudiée au point de vue morphologique. L'érosion ossuse donne lieu à des cavités et à des canalicules de percement, dont les parois apparaissent régulièrement calcifiées jusqu'a l'interface avec le champignon, ce qui veut dire que la réabsorption intéresse en même temps la matrice organique et les cristallites. Au contraire des ostéoclastes, la membrane du champignon ne montre jamais un bord en brosse au niveau des points où elle se met en contact avec le tissu osseux. De même l'examen au microscope électronique ne décele apparemment aucun passage de matériel dans l'épaisseur de la membrane ainsi que dans le protoplasme du champignon, ce qui porte à admettre qu'un processus de solubilisation a lieu au préalable. Seulement dans le cas où le champignon présente des phénomènes de vieillissement, des données font prévoir la libération d'une substance capable de décalcifier la matrice organique. Tous les résultats ci-dessu sont discutés de façon analytique et comparés à ceux fournis par les canalicules de percement des os fossiles.

Zusammenfassung

Die osteoklastische Aktivität eines der Mucor-Gattung angehörenden Pilzes auf begrabene Knochen wurde morphologisch untersucht. Die Wirkung dieses Pilzes in der Knochenerosion führt zu Resorptionshöhlen und Bohrkanälen, deren Wände scharf und bis zur Oberfläche gut verkalkt sind; das bedeutet, daß die Knochenresorption gleichzeitig die Kristalliten und die organische Matrix in Mitleidenschaft zieht. Im Gegensatz zu den normalen Osteoklasten zeigt die Membran des Pilzes an den Berührungsstellen mit dem Knochengewebe keinen Bürstensaum. Ebenfalls läßt eine elektronenmikroskopische Untersuchung keinen Durchgang von Substanzen durch die Membran und das Protoplasma des Pilzes erkennen, so daß man annehmen muß, daß vorher ein Auflösungsprozeß stattgefunden hat. Die Vermutung liegt nahe, daß eine Substanz, welche den anorganischen Knochenanteil aufzulösen vermag, sich