Experimentelle untersuchungen zur resorption der endolymphe im innenohr des meerschweinchens

Summary

In electron microscope investigations on the endolymphatic sac (intermediate and distal portions) of healthy animals the lining epithelial cells appear to have an ultrastructure which suggest that it is responsible for the resorption of endolymph components and the transportation of a considerable amount of the liquid through the walls (microvilli, invaginations of the apical plasmalemma, vesicles in the apical and basal cytoplasm). Differences in cell morphology (light and dark cytoplasm; smooth and indented membranes of the nucleus, dense and less dense distribution of caryoplasm chromatin) are not referred to in the cell classification. They are considered as being a sign of the different functional phases and ages.—Isolated cells, e.g. disordered epithelial cells, macrophages and neutrophils, are to be seen inside the sac.

Subsequent to an injection of a ferritin solution into the cochlear duct a considerably increased number of isolated cells (neutrophils in particular) can be seen in the endolymphatic sac with the indicator inside their cytoplasm. The passage of granulocytes through the epithelial wall into the sac could be clearly demonstrated. The only lining cell function observed was that of resorption and storage of ferritin.

Within the cochlear duct itself, ferritin was resorbed by the epithelium of Reissner's membrane, and within the sacculus by the epithelial lining lacking sensory cells.—The mechanism was the same in all cases: invagination of apical plasmalemma followed by closing and forming pinocytotic vesicles. As a result of confluence of such vesicles and subsequent concentration formations of varying shapes, whose structure is dense and homogenous (phagosome) appear. Hydrolytic enzymes reacting with phagosomes produce lysosomes.—The absorbing epithelium passes on some of the ferritin to the underlying connective tissue; some reaches the venous blood stream via the endolymphatic sac, some the vestibular perilymph via the sacculus and some the perilymph of the scala vestibuli via Reissner's membrane.

From the results obtained it may be concluded that two mechanisms are responsible for endolymph resorption:

• 1. A local system (membrana vestibularis Reissneri in the cochlear duct and the lining lacking sensory cells in the saccule) which is responsible for eliminating a major portion of the metabolic products appearing in the endolymph under normal conditions.

• 2. A general system in the endolymphatic sac, which serves as a reserve; on account of phagocytotic capabilities of the free cells it can also deal with rough particles some of which are cellular digestive products.

Zusammenfassung

Die elektronenmikroskopisehe Untersuehung des Saccus endolymphaticus (Pars intermedia und distalis) von Normaltieren ergab, daß die Epithelzellen der Wand feinstrukturelle Merkmale aufweisen, die für die Resorption von Endolymphbestandteilen und für einen erheblichen Flüssigkeitstransport durch die Wand sprechen (Microvilli, Einsenkungen des apikalen Plasmalemm, Vesikeln im apikalen und basalen Cytoplasma). Morphologische Unterschiede der Zellen (“belles” und “dunkles” Cytoplasma; glatte und gebuchtete Kernmembran; locker und dicht verteiltes Chromatin im Caryoplasma) werden nicht zur Klassifizierung in verschiedene Zelltypen benutzt, sondern als Ausdruck unterschiedlicher Funktionszustände bzw. verschiedenen Zellalters gewertet. — Als freie Zellen werden abgestoßene Epithelzellen, Makrophagen und neutrophile Granulocyten in der Lichtung gefunden.

Nach Injektion von Ferritinlösung in den Ductus cochlearis sind im Saccus endolymphaticus die freien Zellen (unter diesen besonders die neutrophilen Granulocyten) erheblich vermehrt und mit dem in Cytoplasmaeinschlüssen aufgenommenen Markierungsstoff beladen. Die Wanderung der Granulocyten durch die epitheliale Wand in das Lumen war gut zu demonstrieren. Die Zellen des Wandepithels waren ausnahmslos mit der Resorption und Speicherung von Ferritin beschäftigt.

Im Ductus cochlearis selbst wurde Ferritin im Epithel der Reißnerschen Membran, im Sacculus vom sinneszellfreien Wandepithel resorbiert. — Der Vorgang der Ferritinresorption in den drei genannten Bereichen des häutigen Labyrinths verläuft in gleicher Weise: Von Einsenkungen des apikalen Plasmalemm schnüren sich Pinocytosebläschen ab, die den Markierungsstoff in das Zellinnere bringen. Aus der

Konfluation solcher Vesikeln entstehen unter Eindickung des Resorbats unterschiedlich geformte Einschlüsse mit dichter, homogener Innenstruktur (Phagosomen). Durch die Einwirkung hydrolytischer Enzyme werden Phagosomen in Lysosomen übergeführt. — Ein Teil des Ferritins wird von den resorbierenden Epithelien an das subepitheliale Bindegewebe weitergegeben; ein Teil des Materials gelangt beim Saccus endolymphaticus in ableitende Blutgefäße, beim Sacculus in die Perilymphe des Vestibulum, bei der Reißnerschen Membran in die Perilymphe der Scala vestibuli.

Aus den Versuchsergebnissen wird gefolgert, daß für die Resorption der Endolymphe zwei Systeme existieren:

• 1. Ein örtliches System (Membrana vestibularis Reißneri im Ductus cochlearis und sinneszellfreie Bereiche der Wand des Sacculus) ist für die Eliminierung der moisten normalerweise in der Endolymphe anfallenden Stoffwechselprodukte verantwortlich.

• 2. Ein übergeordnetes System im Saccus endolymphaticus funktioniert als Über-lauf- oder Reservesystem; vermöge der Phagocytosefähigkeit der freien Zellen verarbeitet es auch die groben, z. T. cellulären Abraumprodukte.