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Notes: Zusammenfassung Elektronenmikroskopische und histochemische Untersuchungen über die Knorpel- bzw. Knochenbildung unter besonderer Berücksichtigung der MPS-Synthese werden vorgelegt. Elektronenmikroskopisch haben wir die Tibia von Rattenfeten nach Osmium- und Formalinfixierung sowie Methacrylateinbettung, vergleichsweise auch Vestopal, untersucht. Die histochemischen Befunde wurden am Metacarpus von Rinderfeten unter entsprechender Kontrolle an Rattenfeten erhoben. Folgende Befunde wurden gewonnen: 1. Die Chondroblasten zeigen ähnlich wie die Osteoblasten sackartige Erweiterungen bis auf 3000–4000 Å der Zisternen des endoplasmatischen Retikulums. Die Zisternen sind mit einer homogen erscheinenden Substanz erfüllt. Nach Hyaluronidaseund Diastaseeinwirkung bietet der Zisterneninhalt das Bild unregelmäßiger Schollen. Die Zisternenerweiterungen verschwinden in der Knorpelbildungsfront bei Auftreten der Interzellularsubstanz des Knorpels, die eine metachromatische Farbreaktion gibt. Es wird erörtert, ob Veränderungen der Zellmembran und der Membranen des endoplasmatischen Retikulums als Zeichen der Materialabgabe aus Chondroblasten in den Interzellularraum angesehen werden können. 2. Bei dem Gestaltwandel der Knorpelzellen in den einzelnen Zonen des Epiphysenknorpels (Appositionszone, hyaliner Epiphysenknorpel, Proliferations-, Säulen- und hypertropher Knorpel) erscheinen wiederum Zisternenerweiterungen von 10 000–48 000 Å Durchmesser. Der Übertritt des Zisternenmaterials in das Hyaloplasma der hypertrophen Knorpelzellen ist zwar zu vermuten, aber elektronenmikroskopisch nicht nachweisbar. 3. In den Knorpelzellen lassen sich mit Toluidinblau bei saurem sowie mit Methoden zum KH-Nachweis Granula darstellen, die der Größe nach, 1–5 μ, den Zisternenerweiterungen entsprechen. Die hypertrophen Knorpelzellen weisen dagegen eine diffuse Metachromasie ihres Cytoplasmas auf. 4. Das Verhalten der Interzellularsubstanz in den Zonen des Epiphysenknorpels gegenüber einer Reihe von Färbemethoden zum Nachweis von MPS und KH wird beschrieben, ebenso deren Basophilie. Die verschiedenartige Reaktion der Interzellularsubstanz in den einzelnen Zonen wird im Einklang mit autoradiographischen Untersuchungen anderer Autoren als Zeichen für eine Stoffproduktion gedeutet. 5. Die in der Literatur mitgeteilten Befunde über Struktur und Bildung der Interzellularsubstanz, speziell der Mucopolysaccharide, werden zum Vergleich herangezogen. Diese Angaben lassen einen sehr verwickelten Aufbau der Interzellularsubstanz vermuten. Das färberische Verhalten der Interzellularsubstanz läßt zwar Differenzen zwischen den einzelnen Zonen des Epiphysenknorpels erkennen, doch gestatten die Färbemethoden keine zuverlässigen Aussagen über einen unterschiedlichen stofflichen Aufbau.

Notes: Zusammenfassung 1. Die periostale Osteogenese wurde elektronenoptisch an nicht entkalkten Schnitten durch die Tibia von Rattenfeten untersucht. Die Osteoblasten bilden dichte Lager oder eine Zelltapete. Die ruhenden Osteoblasten sind gegenüber dem Knochengewebe allenthalben durch eine Zellmembran begrenzt, besitzen ein gering entwickeltes endoplasmatisches Reticulum und eine lockere Kernstruktur. Der Zelleib der tätigen Osteoblasten enthält ein stark ausgebildetes endoplasmatisches Reticulum. Ihr ovoider Kern weist ein randständiges bzw. in Klumpen angeordnetes Chromatin und ein oder mehrere Kernkörperchen auf. Eine Zellgrenze zum Knochengewebe hin konnte nicht beobachtet werden. Quergestreifte Kollagenfasern können z. T. mit Cytoplasmaanteilen verschränkt im präossalen Gewebe auftreten. Auch intrazelluläre Fasern wurden beobachtet. 2. Die Dicke der quergestreiften Kollagenfasern nimmt schnell von 300 auf 430 Å ohne eindeutige Änderung der Periode von 290 Å zu. 3. Der überwiegend unverkalkte Gewebestreifen zwischen Osteoblasten und Knochen sollte nicht physiologisches Osteoid, sondern in Analogie zum Prädentin „präossales Gewebe“ genannt werden. 4. Die Ablagerung der anorganischen Bestandteile erfolgt anscheinend an der Oberfläche der Fasern in der Form von Nadeln mit einer Länge von etwa 185 Å. In einer Fasergruppe erscheinen die anorganischen Kristalle als ein drusenartiges Gebilde. Von den „Verkalkungszentren“ aus wird die ganze Faser mit einem Mantel überzogen. Eine Beziehung zwischen Faserperiode und Kristallanlagerungen ist zu vermuten, in diesem Entwicklungszustand jedoch nicht eindeutig zu erkennen. 5. Bei der Umwandlung eines Osteoblasten in einen Osteocyten, d. h. mit Einstellung der osteogenen Zelltätigkeit, schwindet das endoplasmatische Reticulum zum größeren Teil. Das Knochenhöhlchen wird von den benachbarten Osteoblasten gebildet.

Notes: Zusammenfassung 1. An der entmineralisierten Tibia von Jungratten haben wir elektronenmikroskopisch die Fibrillenstruktur des Knochengewebes untersucht. 2. Die bisher übliche Unterscheidung zwischen einem geflechtartigen und einem lamellären Knochengewebe kann nicht aufrechterhalten werden. Die Faserstruktur des Knochengewebes bleibt demzufolge von der Bildung an bis zur endgültigen Ausgestaltung zum sog. lamellären Knochen in ihrem Bauprinzip gleich. Die Osteogenese ist demzufolge nicht nur Bildung der Gewebekomponenten, sondern auch Bildung einer bestimmten Struktur. Die Entstehung solcher „Systeme höherer geometrischer Ordnung“ (P. Weiss) wird erörtert. 3. Bei der lamellären Ordnung liegt innerhalb einer Schicht eine spitzwinklige Verflechtung von überwiegend steil verlaufenden Fibrillen zu einem engen Maschenwerk vor. An Querschnitten durch die Tibia sind bogenförmige flach orientierte Fasersysteme zu beobachten, die als Bewehrung die längsverlaufenden Fasern umschnüren. An den Seiten einer Lamelle wird der Verflechtungswinkel der Fibrillen größer; Fibrillen und Fibrülenbündel treten in eine Zwischenschicht ein, die zu gleichen Teilen aus quer- und schräggeschnittenen Fibrillen aufgebaut ist. Lamellen als „Systeme höherer geometrischer Ordnung“ können größere Fasermassen miteinander austauschen oder sich in wechselnder Form ohne Fibrillenaustausch verbinden. 4. Um Gefäßkanäle und intertrabekuläre Spalten ist die Fibrillenlagerung sehr dicht. Die Knochenhöhlchen besitzen in ihrer Wand eine unterschiedlich aufgebaute Eigenfaserung. Die Knochenkanälchen haben nur zum Teil eine solche Eigenfaserung der Wand. 5. In der Umgebung von manchen Osteozyten tritt ein weitmaschiges Netz aus dünnen Fibrillen auf, die etwa in gleicher Menge steil und flach orientiert sind. Die entsprechenden Osteozyten sind reich an Zellorganellen. Wir nehmen an, daß diese Fibrillen durch eine „intraossale“ Osteogenese entstehen. 6. Bei der Ratte treten nur vereinzelt v. Korffsche Fasern auf. Wir haben zum Vergleich den nicht entmineralisierten Metacarpus eines Rinderfetus untersucht. Die Fibrillen der v. Korffsehen Fasern sind bis auf eine Strecke von 5–10 μ in das Knochengewebe eingelassen und erhalten erst in der Tiefe dieser Einpflanzung einen Mineralüberzug. Wir glauben, aus diesem Befund schließen zu können, daß die Kollagenfibrillen nicht unmittelbar für eine Kristallkernbildung verantwortlich sind.