Georg Eisner

Zur Anatomie des Glaskörpers

The anatomical arrangement of vitreous structures in human and animal eyes is described on the basis of coinciding findings of histological examinations, biomicroscopy and the “optical dissection” of unfixed vitreous specimens. The “funnel” of the primary vascular vitreous disappears completely during development. The vitreous cavity is filled with secondary vitreous. Its structure is nearly homogeneous, containing “holes” of low density at all sites where the structure of a normal inner retinal surface is altered. During postnatal development the secondary vitreous forms a new funnel system, consisting of zones of different density and of membranelles (vitreous tracts). Before completion of this funnel system, destruction of the vitreous gel begins and confuses the typical arrangement. Postnatal vitreous structures include: zones of different density: preretinal zone, intermediary zone, retrolental zone; holes (of low density): prepapillary hole, prefoveal hole, prevascular fissures, preanomaly holes at the ora serrata, cicatricial holes, degenerative holes; vitreous tracts (of high density): preretinal tract, median tract, coronary tract, retrolental tract (“hyaloid” tract). The pattern of the “holes” strongly suggests that the framework is formed by retinal elements. Aufgrund der übereinstimmenden Befunde der histologischen Untersuchungen, der Biomikroskopie und der optischen Glaskörpersektion werden die Strukturformationen des Glaskörpers beschrieben. Das Trichtersystem des primären Glaskörpers bildet sich im Verlauf der Entwicklung vollständig zurück. Der Glaskörperraum wird von sekundärem Glaskörper ausgefüllt. Dieser ist anfänglich homogen strukturiert. Im Verlaufe des Lebens entwickelt sich ein neues trichterförmiges System, bestehend aus Zon en unterschiedlicher Dichte und Membranellen (Tractus vitreales). Noch während sich dieses Strukturmuster ausbildet, setzt schon die Glaskörperdestruktion ein und verwischt das Bild. Der Glaskörperraum wird durchzogen von Zonen mit niedriger Strukturdichte; deren räumliche Anordnung deutet auf ein appositionelles Glaskörperwachstum, bei dem die dichten Strukturen durch retinale Elemente gebildet werden.

Vergleichend morphologische Spaltlampenuntersuchung des Glaskörpers von Schaf, Schwein, Hund, Affen und Kaninchen

Examinations of other animals show a variety of different structural patterns. The vitreous of the pig and of the sheep have a structure similar to cattle. The vitreous of the dog is similar to the cat. The vitreous of the rabbit is of very low density and could scarsely be examined. The vitreous of Macaca speciosa is similar to the human. Thus the various animal groups have distinctive characteristics which permit their identification by their vitreous patterns. Weitere Untersuchungen des Glaskörpers zeigen, bei welchen Tierarten die verschiedenen Bauprinzipien vorkommen. Der Glaskörper des Schweins und des Schafes hat das gleiche Bauprinzip wie derjenige des Rindes. Der Glaskörper vom Hund ist ähnlich strukturiert wie bei der Katze. Der Glaskörper des Kaninchens konnte wegen seiner geringen Konsistenz kaum dargestellt werden. Der Glaskörper von Macaca speciosa ist ähnlich gebaut wie beim Menschen. Die sichtbaren Glaskörperstrukturen sind offensichtlich keine Zufallsprodukte; vielmehr hat jede Tierart eine spezifische Struktur, so daß man allein aufgrund des Glaskörperaspektes eine Spezies identifizieren kann.

Vergleichend morphologische Spaltlampenuntersuchung des Glaskörpers beim Rind

Slit-lamp examination of bovine vitreous reveals a structural pattern which differs from that found in man. The entire vitreous cavity is filled with a nearly homogeneous substance whose optical proporties resemble the vitreous cortex of the human eye. The semifluid center found in man is lacking. Throughout the bovine vitreous there are zones of decreased density (so-called “holes”): prevascular fissueres (in front of retinal vessels) and a prepapillary “hole” (connected to Cloquets canal). “Holes”, however, are absent over the area centralis (since there is no fovea) and over the ora serrata (since oral serrations are lacking). However, aging changes, similar to those in man, are characteristically present: formation of vitreous tracts connected to structures of the anterior segment (ora serrata, Ligamentum medianum and lens border), and zones of liquefaction containing remnants of prevascular fissures. The vitreous tracts, however, have no apparent relationship to embryological structures (Cloquets channel or hyaloid vessels). The insertion of Cloquets channel at the posterior lens surface does not correspond, as is often assumed, to the hyaloid tract (plicated membrane inserting at the lens border) but actually to the arcuate line of Vogt (at the posterior pole of the lens). Thus experimental investigations using the bovine vitreous must be interpreted in the light of these variations. Spaltlampenuntersuchungen an enucleierten Rinderaugen zeigen, daß deren Glaskörper von homogener Struktur ist. Er hat in seiner ganzen Ausdehnung ungefähr die gleiche Dichte und die gleiche Strukturierung wie menschliche Glaskörperrinde. Prävasculäre Spalträume durchziehen den ganzen Glaskörperraum. Eine lockere Zentralsubstanz fehlt. Die Altersevolution verläuft mutatis mutandis gleichartig wie beim Menschen mit der Bildung von Tractus vitreales und Destruktionshöhlen. Keine Beziehung besteht zwischen Tractus vitreales und embryonalen Strukturen. Der Tractus hyaloideus bildet nicht — wie oft behauptet wird — die Wand des Cloquetschen Kanals. Experimentelle Ergebnisse von Untersuchungen an Rinderglaskörpern lassen sich nur mit Vorsicht auf menschliche Verhältnisse übertragen und müssen den grundsätzlich verschiedenen Grundbauplan der Glaskörperstruktur berücksichtigen.

Autoptische Spaltlampenuntersuchung des Glaskrpers@@@Slitlamp examination of the vitreous in autopsy eyes: II. Die spaltlampenmikroskopisch sichtbaren Glaskrperstrukturen@@@II. The pattern of the visible vitreous structures

The vitreous is covered by cortical layers of high density wherever it touches the retina. Consequently the vitreous cortex ends at the ora serrata. Within the cortex there are densifications and holes at typical spots. The vitreous core consists mainly of optically empty spaces crossed by tracts of higher density. These so-called tractus intermedii are arranged in funnel-shaped membranes, originating at the papilla, diverging through the vitreous cavity, and inserting at the anterior hyaloid membrane between the ora serrata and the lens. The regular pattern is interrupted by the prefoveal hole in the vitreous cortex. It is further complicated by curves and foldings of the vitreous tracts. Spaltlampenmikroskopisch zeigt der Glaskörper eine charakteristische Strukturanordnung, die von bisherigen, auf Grund von biomikroskopischen Untersuchungen gewonnenen Vorstellungen abweicht. Eine besonders dicht strukturierte Rinde überzieht die Netzhaut in ihrer ganzen Ausdehnung und endet an der Ora serrata. Darin sind Verdichtungen und Lücken verschiedener Art an typischen Stellen ausgebildet. Der Kern des Glaskörpers ist lockerer strukturiert: Optisch leere Räume werden von Fasern und feinen Membranellen durchzogen, die ein System von ineinandergeschachtelten Trichtern bilden, welche von der Papille divergent zum Ciliarkörper und zur vorderen Glaskörpergrenzmembran ziehen. Das regelmäßige Trichtermuster wird einerseits durch die präfoveale Rindenlücke gestört, andererseits durch S-förmige Windungen oder Z-förmige Faltungen kompliziert.

Transvitreal channel related to an intravitreal developmental anomaly

Description of an intravitreal glia particle connected to an atypical transvitreal channel, which was found incidentally during the autopsy of an unfixed sheep vitreous. The anomaly is interpreted as an avulsion of retinal tissue during prenatal development, resulting in a decreased density of the vitreous framework (transvitreal channel) above the retinal defect. In analogy to other observations of transvitreal channels, which occur at all sites where the inner retinal surface is altered, the analysis of the anomaly sustains the hypothesis that framework of the vitreous is formed by elements of the retinal surface. The cells within the particle were examined with electronmicroscopy. They show immature collagen fibrils between glia cells, which may be precursors of vitreous collagen, immigrating through intercellular lacunae into the vitreous. Es wird ein transvitrealer Kanal beschrieben im Zusammenhang mit einer Entwicklungsanomalie, die zufällig bei der Autopsie eines unfixierten Schafauges entdeckt wurde. Transvitreale Kanäle sind Zonen verminderter Dichte, die man über anatomisch besonders ausgezeichneten Arealen des Fundus findet (Papille, Macula, periphere Anomalien) oder an Stellen, an denen die Netzhautinnenfläche pathologisch verändert ist (Narben nach Entzündungen oder Eichtkoagulationen, äquatoriale Degenerationen etc.). Bei der hier beschriebenen Anomalie ist der transvitreale Kanal entstanden durch einen Retinaldefekt, der durch einen Ausriss von Retinalgewebe in einem frühen Entwicklungsstadium zustande kam. Die Form des Kanals ist dadurch erklärbar, daß über dem Retinaldefekt im Verlaufe des Wachstums kein Glaskörpergerüst mehr gebildet wurde. Dies ist ein Hinweis darauf, daß das Glaskörpergerüst von Elementen der Netzhautoberfläche produziert wird. Da man annehmen muß, daß der ausgerissene Partikel die Zellen enthält, die in der Lage sind, Glaskörper zu bilden, wurde er elektronenmikroskopisch untersucht. Der Partikel bestand ausschließlich aus Gliazellen mit ausgeprägten interzellulären Lacunen. In diesen wurde immatures Kollagen gefunden, welches Vorstadium von Glaskörperkollagen sein könnte, das durch die Zwischenräume in den Glaskörperraum geschleust wird. Diese Tatsache stützt die Hypothese, daß die Glaskörperfibrillen durch Gliazellen gebildet werden. Die nachgewiesenen Zellen hatten offensichtlich niedrige metabolische Bedürfnisse, zeigten sie doch mehrere Wochen nach Enukleation noch Zeichen der Vitalität.

Autoptische Spaltlampenuntersuchung des Glaskrpers@@@Slitlamp examination of the vitreous in autopsy eyes: III. Beziehungen zur Histologie, Biomikroskopie und Klinik@@@III. Its relations to histology and biomicroscopy; the clinical applications

Findings in non-fixated autopsy eyes correspond to those available by biomicroscopical as well as by histological methods. In conclusion it is assumed that histological methods are accurate also for the examination of the living vitreous. Clinically significant is the fact that structures of higher density have special mechanical properties. They may cause traction on the retina and act as a barrier against corpuscular material invading the vitreous. Clinical phenomena connected with these properties are the ascension phenomenon, the accumulation of corpuscles at the lower parts of the vitreous tracts, and the posterior vitreous detachment. The importance is stressed of defects in the posterior vitreous cortex at the fovea, the papilla, and the vessels. Untersucht man den Glaskörper von unfixierten Leichenaugen mit der Spaltlampe, findet man Strukturen, die sowohl mit den bekannten biomikroskopischen als auch histologischen Bildern völlig übereinstimmen. Man darf deshalb annehmen, daß histologische Methoden zur Erfassung von Strukturen im lebenden Glaskörper tauglich sind. Für die Klinik ist die Tatsache von besonderer Bedeutung, daß die optisch dichteren Strukturen auch mechanisch besondere Eigenschaften aufweisen und einerseits eine Traktion ausüben, andererseits als Filter die Passage von Substanzen verhindern können. Die Konsequenzen für die Klinik werden anhand der Absinkschichten des Glaskörpers, des Aufsteigephänomens sowie der hinteren Glaskörperabhebung dargestellt. Die möglichen Auswirkungen von Lücken in der Glaskörperrinde bei verschiedenen Krankheitsprozessen werden erörtert.

Vergleichend morphologische Spaltlampenuntersuchung des Glaskörpers bei der Katze

Examination of the vitreous of the cat reveals a pattern different from that of both the bovine and the human eye. There are two zones of different density whose distribution is the reverse of that of the human vitreous; that is, the cortex is fluid, and the center is dense. Tracts occur in the cortex, whereas the central vitreous contains the “holes” (typical of the cortex in humans: prepapillary channel and prevascular fissures). Anteriorly there is no “membraneous” vitreous boundary. A large fissure seems to exist, which extends into the vitreous cortex and may contain aqueous humour. These morphological differences may have functional significance and should be considered in the interpretation of experiments using the cat vitreous. Die Untersuchungen bei der Katze zeigen ein neues Bauprinzip des Glaskörpers. Im Gegensatz zum Rind findet man 2 verschieden dichte Zonen, die aber gerade umgekehrt angeordnet sind wie beim Menschen: die Rinde ist flüssig, die Zentralsubstanz ist dicht. Die Tractus vitreales gehören der Rinde an, die „Rindenlücken“ des Menschen finden sich hingegen in der Zentralsubstanz. Nach vorn ist keine eigentliche Glaskörpergrenzmembran vorhanden, und es scheint, daß sich kammerwasserhaltige Spalträume in die Glaskörperrinde hinein erstrecken. Ergebnisse tierexperimenteller Untersuchungen sind deshalb nur mit größter Zurückhaltung auf den Menschen übertragbar.

Lichtkoagulation und Glaskörperbildung

The examination in optical section of sheep eyes, photocoagulated several months previously, shows a disturbed vitreous growth above the destroyed retinal areas (Figs. 2–4). The shape of the resulting deficiencies of vitreous structure (holes) suggests that the vitreous is produced by retinal elements and develops by appositional growth. Holes above lesions due to photocoagulation in an early developmental stage are longer (Fig. 1a; Fig. 2) than those above photocoagulations in later stages (Fig. 1b; Fig. 4). Holes above lesions with intensive retinal destruction (Fig. 2a; Fig. 4a) produce more important vitreous deficiencies than do weaker coagulations (Fig. 2b). Structural deficiencies, though extensive at first, become less important during further growth (Fig. 1c; Fig. 2c; Fig. 3 shows transverse sections at a deep and superficial level through the holes of Figure 2c), which is a sign that in the retinal scars a regeneration of elements producing vitreous occurs. Apart from the theoretical implications concerning the development of the vitreous, the results of our experiments should be considered when photocoagulating children. Die optische Sektion des Glaskörpers an lichtkoagulierten Schafaugen zeigt, daß über den zerstörten Netzhautarealen der Glaskörper nicht mehr normal wächst. Die Form der resultierenden Strukturdefizite läßt auf eine retinale Herkunft der sichtbaren Glaskörpersubstanz schließen, das Wachstum erfolgt appositionell. Die Störung der Glaskörperbildung in wachsenden Augen läßt erwarten, daß bei Lichtkoagulation kindlicher Augen Probleme auftreten.