Claus E. Dieterich

Zur Feinstruktur der Melanocyten in der menschlichen Iris

The structure of the melanocytes of the human iris was studied by electron microscopy. Melanocytes are mainly found in the anterior surface layer. Melanocytes are frequently found surrounding vessels and nerve bundles (“Hüllzellen”) in the iris stroma and occur together with fibrocytes in a typical manner. The cell membrane, on which numerous pinocytotic vesicles are observed, shows material comparable to a basement lamina. 80 Å filaments, a large Golgi area and sometimes cilia are further hitherto unknown structural characteristics of the melanocytes in the human iris. The number, size and density of the melanosomes vary according to the colour of the iris. An innervation of the melanocytes could not be found. It is assumed that, beside formation and storage of pigment granules, melanocytes have another functional significance hitherto unknown. From the structural point of view melanocytes may be related to smooth muscle cells in some way. The classification of the pigment cells of the human iris stroma is discussed with regard to their origin. An frisch fixiertem menschlichen Material wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Feinstruktur der Irismelanoeyten durchgeführt. Sie treten hauptsächlich im vorderen Irisblatt auf. Im Stroma finden sie sich häufig in Form von „Hüllzellen“ um Gefäße und Nervenstämmchen herum. Sie sind hier außerdem in charakteristischer Weise mit undifferenzierten Bindegewebselementen vergesellschaftet. Die durch zahlreiche Pinocytosevesikel gekennzeichnete Zellmembran besitzt basalmembranartige Auflagerungen und submembranöse Verdichtungszonen. 80 Å dicke Filamente, ein ausgedehnter Golgi-Komplex und Cilien sind weitere bisher nicht bekannte Struktureigentümlichkeiten der menschlichen Irismelanocyten. Zahl, Größe und Elektronendichte der Melanosomen wechseln mit der Irisfärbung. Eine Innervation der Melanocyten wird nicht gefunden. Pigmentgranula werden außerdem in Schwannschen Zellen und sog. Koganeischen Klumpenzellen nachgewiesen. Es wird angenommen, daß die funktionellen Aufgaben der Irismelanocyten des menschlichen Auges mit der Bildung und Stapelung von Pigmentgranula wahrscheinlich noch nicht erschöpft sind. Strukturell scheinen die Melanocyten den glatten Muskelzellen nahe zu stehen. Die Frage einer Klassifizierung der Melanocyten wird im Hinblick auf ihre Herkunft diskutiert.

Iris and circulation of aqueous humor

The anterior surface of the human iris was studied by transmission and scanning electron microscopy. Melanocytes, spongy grouped cells looking like fibrocytes, and bundles of collagen fibers between the cells were found. Holes and pores of different size reach down to the iris stroma. No closed-banded endothelium was found on the anterior surface of the iris. It is assumed that the aqueous humor has free access to the iris stroma. The question of circulation and drainage of aqueous humor along the iris is discussed. Das vordere Blatt der menschlichen Iris wurde mittels des Transmissions- und des Scanning-Elektronenmikroskops vergleichend untersucht. Das vordere Irisblatt setzt sich aus locker gruppierten fibrocytenähnlichen Zellen und Melanocyten zusammen, zwischen denen einzelne Kollagenfaser-Bündel verlaufen. Zwischen diesen Elementen bleiben Öffnungen frei, die bis in die Tiefe des Irisstroma reichen. Aufgrund der Ergebnisse wird vorgeschlagen, die Bezeichnung „Endothel“ für die Iris-Vorderkammer-Grenze fallenzulassen. Es wird angenommen, daß das Kammerwasser freien Zugang zum Irisstroma hat. Die Frage der Zirkulation und des Abtransportes des Kammerwassers über die Iris wird diskutiert.

On the retinal pigment epithelium of the barn owl (Tyto alba)

The fine structure of the retinal pigment epithelium (RPE) of the barn owl (Tyto alba) is described. In general it resembles that of the retinal pigment epithelium of other vertebrate animals and a high content of myeloid bodies, lipid droplets, electron dense cytosomes, and especially phagosomes is observed. The latter show different structural specializations which include membranes, tubules, filaments, granules, vesicles, and crystalloid patterns. The central part of the retina often contains a peculiar inclusion body which is separated from the cytoplasm by one or two distinct membranes and is composed of a regularly arranged tubular network which forms a three-dimensional honeycomb structure. The tubules in part are in continuation with randomly oriented and densly packed tubules and stacks of discs consisting of paired lamellae. Similar formations within secretory cells of a gland (dendritic organ) and the taste buds of catfish are discussed. Die Feinstruktur des retinalen Pigmentepithels (RPE) der Schleiereule entspricht im wesentlichen dem allgemeinen Aufbau dieser Zellen im Vertebratenauge. Auffallend ist der Reichtum an sog. Myeloid-Körperchen, Fetttropfen, elektronendichten Einschlüssen und ganz besonders Phagosomen. Letztere sind sehr unterschiedlich zusammengesetzt und enthalten verschiedene Strukturen wie Membranbildungen, Tubuli, Filamente, Granula, kleine Bläschen und kristalline Muster. In den zentralen Netzhautbereichen kommen eigentümlich gebaute Einschlußkörper vor, die von ein oder zwei Hüllmembranen umgeben sind. Sie bestehen aus einem regelmäßigen, dreidimensionalen Netzwerk, das entweder mit geschichteten Membranstapeln oder mit knäuelförmigen Tubuli verbunden ist. Ähnliche Strukturen sind bisher in Sekretzellen von Drüsen bzw. Geschmacksknospen von Welsen beschrieben worden. Die Entstehung solcher Bildungen wird diskutiert.

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Retina der Fledermaus, Myotis myotis

The retina of the domestic bat Myotis myotis was studied by light and electron microscopy. The structure of the bats retina corresponds with that of other vertebrate retinas. Electron microscopically we found all characteristics of a fully developed organ. Blood vessels were absent, an Area centralis is lacking. These pecularities and the preponderance of one simple type of a photoreceptor cell show the structural simplicity of the bats retina. The significance of cilia on amacrines and ganglion cells and the appearance of peculiar contact points of Müller cells are discussed. A comparison with structural and physiological dates shows some differences from the function of other pure rod retinas. It seems that the bats retina probably has a greater functional significance than hitherto assumed. Die Retina der einheimischen Mausohrfledermaus Myotis myotis wurde licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Der Netzhautaufbau entspricht dem allgemeinen Bauplan der Vertebratenretina. Im feinstrukturellen Bereich waren alle Merkmale eines ausdifferenzierten Organs nachweisbar. Ein Blutgefäßsystem fehlt, eine Area centralis ist nicht vorhanden. In der Fledermausretina herrscht ein einziger stäbchenförmiger Receptortyp vor. Von strukturellen Gesichtspunkten her ist die Netzhaut als primitiv anzusehen. Die Bedeutung von Cilien an Amacrinen und Opticusganglienzellen sowie das Auftreten eigentümlicher Kontaktpunkte an den Müllerschen Stützzellen werden diskutiert. Die Gegenüberstellung mit physiologischen Befunden ergibt, daß die Retina der Mausohrfledermaus ein von der Funktion anderer reiner Stäbchennetzhäute abweichendes Verhalten zeigt. Es wird vermutet, daß die Fledermausnetzhaut eine größere funktioneile Bedeutung besitzt als allgemein angenommen wird.

Über die Feinstruktur der Pigmentflecken in der menschlichen Iris

The fine structure of naevus iridis of the human iris was studied by scanning and transmission electron microscopy. Mainly rounded cells with a raspberrylike surface were found towards the anterior chamber. Flat covering cells and spindlelike cell types occur rarely. The cytoplasm of the naevus cells is densely filled with pigment granules. There is an extensive Golgi complex with centrosomes, mitochondria, free ribosomes and filaments. Pinocytotic vesicles and characteristic membrane specializations were observed at the cell membrane. The connective tissue cells of the naevus possess extensive accumulations of pigment granules. There are also melanocytes of normal appearance. The naevus cell is a further differentiated cell type which structurally resembles the iris melanocyte. Die Feinstruktur des Naevus iridis beim Menschen wurde mittels des Raster- und Transmissions-Elektronenmikroskops untersucht. Zur Vorderkammer hin finden sich in der Hauptsache abgerundete Zellen mit feinhöckeriger Oberfläche. Flache Deckzellen und spindelförmige Zelltypen sind selten. Das Cytoplasma der Naevuszellen findet sich dicht mit Pigmentgranula besetzt. Es weist außerdem einen ausgedehnten Golgi-Komplex mit Centrosomen, Mitochondrien, freie Ribosomen und Filamente auf. An der Zellmembran werden Pinocytosevesikel und charakteristische Membranspezialisierungen beobachtet. Die Bindegewebszellen im Naevusgewebe besitzen große Granula-Komplexe. Außerdem kommen normale Irismelanocyten vor. Die Naevuszelle ist ein hoch differenzierter Zelltyp, der strukturell dem Irismelanocyt nahesteht.

Über die Receptoren der menschlichen Netzhaut

The visual cells of the human retina were studied with the electron microscope. We found more structural differences between rods, cones and foveal cells hitherto supposed. Some structural features were found yet not known: Ciliary rootlets in the inner segments of cones and foveal cells, cylindrical inclusion bodies in mitochondria of rods, granule complexes in synapses of cones and bundles of filaments in parafoveal synapses. The functional implications of pigment granules and filaments in the inner segments, and the problem of micropinocytosis which is found in all synapses of retinal receptors are discussed in detail. Die Photoreceptoren der menschlichen Retina wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Es zeigte sich, daß zwischen Stäbchen, Zapfen und Foveareceptoren größere strukturelle Unterschiede bestehen, als man bisher angenommen hat. Einige Struktureigentümlichkeiten, die bisher nicht bekannt sind, werden beschrieben: quergestreifte Wurzelfäden in den Innengliedern von Zapfen und Foveazellen, zylinderartige Mitochondrieneinschlüsse in den Stäbchenzellen, Granulakomplexe in Zapfensynapsen und Filamentbündel in den Synapsen fovealer Receptoren. Besonderes Augenmerk wurde der Bedeutung von Pigmentgranula und Tubulusbzw. Filamentstrukturen in den Innengliedern gewidmet. Auf das Problem der Mikropinocytose, die den verschiedenen Receptorensynapsen gemeinsam ist, wurde ebenfalls eingegangen.

Beitrag zur Oberflächenstruktur des Pigmentepithels der menschlichen Iris

SummaryThe dorsal surface of the human iris was studied by means of scanning electron microscopy. The pigment epithelial cells are arranged in circular rows, which in the radial direction consist of 2–5 cells. Between the rows there are clefts, their depth measuring up to one half of the height of the whole epithelium. The epithelial cells possess small dotted lines probably caused by infoldings of the cell membrane. The circular pattern of the epithelial rows is interpreted as a structural adaptation to the movements of the iris. This structure allows the iris tissue to move in a radial as well as a circular direction during miosis and mydriasis. The arrangement of the epithelial cells possibly contributes to the enlargement of the surface area of the dorsal face of the iris.ZusammenfassungDie Rückfläche der menschlichen Iris wurde rasterelektronenmikroskopisch untersucht. Die Pigmentepithelzellen sind in zirkulär verlaufende, 2–5 Zellen breite Reihen angeordnet. Zwischen den Reihen sind Spalten vorhanden, die durchschnittlich bis zur Hälfte der Epithelhöhe einschneiden. Durch die Basalmembran hindurch bildet sich ein strichförmiges Mikrorelief ab, dem wahrscheinlich Einfaltungen der basalen Zellmembran zugrunde liegen. Das zirkuläre Faltenmuster der Epitheloberfläche wird als strukturelle Adaptation and die Erfordernisse des Pupillenspiels interpretiert. Daneben könnte die Reihenanordnung der Zellen auch als Vergrößerung der Epitheloberfläche bedeutsam sein.