Über die Entwicklung von Ependym und Plexus chorioideus der Ratte

Summary

The development of the lateral and third ventricle, histogenesis and chemodifferentiation of the ventricle ependyma and plexus chorioidei in rats (163 animals) are investigated by means of light microscopy. The age of the animals investigated ranged from the 14th day of embryonic life to the 40th day of life. Adult control animals were included in the investigation.

The most essential structural elements of the ventricles are developed before birth. The adjustment to the increasing size of the brain, however, is completed only on the 30th day of life. The formation of the plexus chorioidei begins in the lateral ventricle on the 15th, in the third ventricle on the 17th day of embryonic life. The glycogen content of the plexus epithelium increases steadily until birth; from there on a reduction takes place until, on the 15th day of life, the glycogen is completely reduced. The post-natal increase in the activity of various dehydrogenases (NADH, NADPH, SDH, LDH, β-HB-DH, Glu-6-DH), cytochrome oxidase, and acid phosphatase in the plexus epithelium is terminated on the 30th day of life approximately. The histogenesis of the originally stratified ependyma deriving from the matrix starts on the 18th embryonic day. The increase of enzymatic activity before birth is negligible. Ciliated ependyma is observed in the lateral ventricle; there the morphological differentiation of the medial wall (hippocampus formation) is terminated on the 3rd day of life, of the lateral wall (together with the reversion of the subependymal cell layers) between the 11th and 21st day of life. The chemodifferentiation is terminated on the 30th day of life. On the 19th embryonic day the differentiation of the ciliated and tanycyte ependyma starts in the third ventricle. The tanycyte ependyma is not ciliated; it sends long cell processes into the hypothalamus and to the basal surface of the diencephalon. It only lines the ventral region of the ventricle (Radix and Rec. infundibuli, Rec. inframammillaris) and is present in a narrow central zone, where it is demonstrable underneath the ciliated ependyma. Together with the morphological differentiation the ciliated ependyma of the third ventricle obtains an enzymatic activity comparable to adult control animals between the 5th and 10th day of life. The morphological and histochemical differentiation of the tanycyte ependyma is only completed on the 34th day of life. Ciliated ependyma and tanycyte ependyma differ not only morphologically but also in their enzymatic pattern. ATP-ase is not present in ciliated ependyma. There is no activity of acid phosphatase, succinate dehydrogenase, cytochrome oxidase, and β-hydroxi-butyric acid dehydrogenase in the tanycyte ependyma. With the exception of glucose-6-phosphate dehydrogenase, all the enzymes investigated show the relatively highest activity in the ciliated ependyma. The enzymatic activity of the ciliated ependyma is predominantly found in the apical part of the cell, whereas in tanycytes it is evenly distributed over the cell and the processes. The enzymatic pattern of the ciliated ependyma is to be regarded as the expression of an oxidative energy metabolism which serves the motoricity of the cilia. The enzymatic pattern of the tanycyte ependyma seems to indicate a certain synthesizing activity.

Zusammenfassung

Formentwicklung der Seiten- und des 3. Ventrikels, Histogenese und Chemodifferenzierung des Ventrikelependyms und der Plexus chorioidei der Ratte (163 Tiere) vom 14. Embryonaltag bis zum 40. Lebenstag und bei erwachsenen Kontrolltieren werden lichtmikroskopisch untersucht. Die wesentlichsten Formmerkmale der Ventrikel sind bis zur Geburt ausgeprägt. Die Anpassung an die weitere Größenzunahme des Gehirns ist jedoch erst etwa am 30. Lebenstag abgeschlossen. — Die Bildung der Plexus chorioidei beginnt im Seitenventrikel am 15., im 3. Ventrikel am 17. Embryonaltag. Der Glykogengehalt des Plexusepithels nimmt bis zur Geburt zu und wird bis zum 15. Lebenstag vollständig reduziert. Die postnatale Aktivitätszunahme der verschiedenen Dehydrogenasen (NADH, NADPH, SDH, LDH, β-HB-DH, Glu-6-DH), Cytochromoxidase und sauren Phosphatase im Plexusepithel ist etwa am 30. Lebenstag beendet. — Die Histogenese des zunächst mehrreihigen Ependyms aus der Matrix beginnt am 18. Embryonaltag. Die Aktivität der verschiedenen Fermente steigt pränatal nur mäßig an. Im Seitenventrikel tritt Wimpernependym auf; hier ist die morphologische Differenzierung an der medialen Wand (Hippocampusformation) am 3. Lebenstag, an der lateralen Wand (gleichzeitig mit der Rückbildung der subependymalen Zellschicht) zwischen dem 11. und 21. Lebenstag, die Chemodifferenzierung bis zum 30. Lebenstag abgeschlossen. Im 3. Ventrikel beginnt am 19. Embryonaltag die Differenzierung in Wimpernependym und Tanycytenependym; letzteres besitzt keine Wimpern, entsendet jedoch lange Zellfortsätze in den Hypothalamus und zur basalen Oberfläche des Zwischenhirns. Es kleidet nur den ventralen Ventrikelbezirk (Radix und Rec. infundibuli, Rec. inframammillaris) aus und kommt auch in einer schmalen mittleren Zone, dem Wimpernependym unterlagert, vor. Das Wimpernependym des 3. Ventrikels erreicht etwa gleichzeitig mit der morphologischen Reifung zwischen dem 5. und 10. Lebenstag die Fermentaktivität erwachsener Kontrolltiere. Morphologische und histochemische Differenzierung des Tanycytenependyms sind dagegen erst am 34. Lebenstag abgeschlossen. Wimpernependym und Tanycytenependym unterscheiden sich nicht nur morphologisch, sondern auch in ihrem Fermentmuster: ATPase fehlt im Wimpernependym, saure Phosphatase, Bernsteinsäuredehydrogenase, Cytochromoxidase und β-Hydroxibuttersäuredehydrogenase zeigen keine Aktivität im Tanycytenependym. Die anderen nachgewiesenen Fermente besitzen — mit Ausnahme der Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase — die relativ höchste Aktivität im Wimpernependym. Die Fermentaktivität tritt im Wimpernependym vorwiegend apikal, in den Tanycyten über die ganze Zelle verteilt und in den Fortsätzen auf. Das Enzymmuster des Wimpernependyms wird als Ausdruck eines oxidativen Energiestoffwechsels im Dienst der Wimpernmotorik gewertet. Die Fermentausstattung des Tanycytenependyms deutet auf möglicherweise hier ablaufende Synthesevorgänge hin.