α-Motorische Nervenfaser: Axonquerschnittsfläche von Stammfaser und Endästen

Summary

Axonal calibre differences of α-motor nerve fibres occuring in the course of nerve fibre division were studied in the nerve supplying the sternomastoid muscle of the rat. By using Karnovsky's method for histochemical demonstration of acetylcholinesterase activity, it was possible to distinguish between efferent and afferent myelinated nerve fibres on the base of different staining intensities.

Among the motor nerve fibres, the γ-fibres could be recognized not only by their smaller calibre but also by their higher content of reaction product. The number and diameters of α-fibres were determined in a region shortly before the nerve was entering the sternomastoideus muscle. The sum of the crossectional areas of the axons of all α-stem fibres was calculated to be about 5800 μ², the mean value of one fibre being 60 μm².

The mean axon crossectional area of final branches, each of which is ending on a separate muscle fibre, was—randomly tested—12 μm². Taking in account the number of muscle fibres of sternomastoid muscle (over 5000) the sum of all crossectional areas of α-fibre terminal branches will thus be in the range of 64 000 μm². Therefore the crossectional area of the axon of one α-stem fibre was calculated to increase on average by a factor of 11 in the course of terminal ramification.

The motor unit of sternomastoid muscle was found to be 1∶45 in the mean. Assuming a chiefly dichotomic division of the nerve, the increase of axonal crossectional area occuring in connection with the division of one fibre was calculated to be 56% on average. Measurements made immediately before and after sites of fibre divisions show no significant differences of axonal diameters. It is concluded that the increase of axonal calbre occurs at a distance of the sites of division.

Zusammenfassung

Die Frage, welches Ausmaß die im Verzweigungsbaum des Neuriten eines α-Motoneurons im Zuge fortgesetzter Faserteilung auftretenden Veränderungen des axonalen Gesamtquerschnittes aufzuweisen haben, wurde am Beispiel des Muskelnerven für den M. sternomastoideus der Ratte untersucht. Innerhalb dieses Muskelnerven ist es auf Grund der gegebenen anatomischen Situation und mit Hilfe der histochemischen Cholinesterasetechnik möglich, morphologisch zwischen motorischen und sensiblen, innerhalb der motorischen auch weitgehend zwischen α- und γ-Fasern zu differenzieren. So konnten die Durchmesser der Axone aller α-Fasern dieses Nerven vermessen und deren Querschnittsfläche berechnet werden. Deren Summe beträgt im hier bearbeiteten Fall ca. 5800 μm² (1 Faser durchschnittlich 60 μm²). Stichprobenweise wurden auch die Flächen der Axone der an die Endplatten herantretenden terminalen Nervenästchen bestimmt und ihr Durchschnitt mit 12 μm² berechnet. Die Zahl der Endästchen, die indirekt durch Auszählung aller Muskelfasern ermittelt werden konnte, beträgt über 5000. Hieraus ergibt sich, daß die Summe der Flächen aller Endästchen der α-Fasern des N.m. sternomastoidei in der Größenordnung von 64000 μm² liegen dürfte. Der Querschnitt eines Axons einer α-Faser dieses Nerven müßte sich danach im Zuge der Endverzweigung durchschnittlich um das 11fache vergrößern.

Unter Berücksichtigung dieser Zuwachsrate ergibt eine Berechnung an einem vorwiegend dichotomisch orientiert gedachten Teilungsbaum bei der für den M. sternomastoideus festgestellten motorischen Einheit von 1∶45, daß die im Zusammenhang mit einer Faserteilung stehende Vergrößerung des axonalen Querschnittes durchschnittlich etwa 56% betragen müßte.

Daß diese Axonflächenzunahme nicht schon unmittelbar an der Teilung auftritt oder auftreten muß, lassen Messungen direkt vor und direkt nach Verzweigungsstellen vermuten, nach denen kein signifikanter Unterschied zwischen der Summe der Axonquerschnittsflächen der Teilungsäste und der Querschnittsfläche des Stammaxons erkennbar ist.