Electron microscopic studies concerning the structural mechanism of the development of mental disturbance in experimental chronic methamphetamine poisoning

Summary

In 8 male albino strain guinea pigs, 1 mg/kg of methamphetamine HCl was injected daily for 7 months to 1 year to produce chronic methamphetamine intoxication and to study the fine structure of the brain electron microscopically. The following results were obtained:

• 1. Coalescence of membranes, between axons at the nerve endings and between axons and dendrites, was found in the cortex of the cerebrum and limbic system, in the thalamus and hypothalamus. Membranous structures were found in all portions of the cytoplasm of the nerve cells.

• 2. Within the cytoplasm of the nerve cell, coated vesicles were increased in number with hypertrophy and increase of endoplasmic reticulum within nerve fibres in the frontal, parietal, temporal and occipital regions, and in the limbic system.

In view of these findings, as well as the clinical neurological symptoms in patients with methamphetamine poisoning, the coalescence of membranes between nerve processes and the appearance of membranous structures in all portions of nerve cell cytoplasm from body to nerve endings appear to represent the most important findings, they probably produce a profound disturbance in the system of nerve conduction and transmission.

Zusammenfassung

Amphetaminchlorid in Mengen von 1 mg pro kg pro Tag wurde 8 männlichen Meerschweinchen ungefähr 1 Jahr lang täglich injiziert, um eine chronische Amphetaminvergiftung zu erzeugen. Bei jedem vergifteten Tier wurde die Feinstruktur des Gehirns elektronenmikroskopisch untersucht. Die Befunde waren folgende:

• 1. Verschmelzung der Membranen zwischen Axonen in den Nervenendigungen sowie zwischen Axonen und Dendriten wurden in der Großhirnrinde, im limbischen System, im Thalamus und Hypothalmus beobachtet; ferner wurde eine sich vom Cytoplasma bis zur Nervenendigung erstreckende Membranstruktur in diesen Hirnbereichen festgestellt.

• 2. Im Frontal-, Parietal-, Temporal- und Occipitalhirn sowie im limbischen System fanden sich vermehrt membranbegrenzte Vesikel im Cytoplasma der Nervenzellen und verdicktes und vermehrtes ER in den Nervenfasern.

In Anbetracht klinischer Symptome der Patienten mit Amphetaminvergiftung wurde angenommen, daß die Verschmelzung von Membranen zwischen Nervenfortsätzen und das Auftreten der Membranstrukturen in allen Teilen des Nervenzellcytoplasmas vom Perikaryon bis zur Nervenendigung die wichtigsten Befunde sind, die darauf hindeuten, daß die Vergiftungsvorgänge einen wesentlichen Einfluß auf das Leitungssystem der Nerven ausüben können.