K. Blinzinger

Displacement of synaptic terminals from regenerating motoneurons by microglial cells

SummaryAxonal reaction of motoneurons has been shown to be usually accompanied by an early and brisk proliferation of perineuronal microgliacytes. In order to clarify the real nature of such newly formed microglial satellites and their fine structural relationships to the regenerating nerve cells, facial nuclei from bilateral preparations were examined by light and electron microscopy 4 days after cutting the right facial nerve in rats. On the transected side, microgliacytes could often be observed closely adjoining motoneuron perikarya and main dendrites over long distances, and thereby removing morphologically intact synaptic terminals from the neuronal surface membranes. This displacement of boutons by microglial cells is probably preceded by a loosening of the synaptic contacts due to some unknown membrane changes in the regenerating motoneurons. The functional significance of this considerable deafferentation process could not be entirely elucidated.

Fenestrated blood capillaries in rat cranio-spinal sensory ganglia

SummarySeveral fenestrated capillaries were seen in the endoneurium of trigeminal and dorsal root ganglia from two young adult albino rats treated with tetraethylthiuram disulfide. The finding is regarded as normal, although the possibility exists that intoxication with tetraethylthiuram disulfide may have enhanced the intensity and/or rate of this cytologic specialization of some isolated endothelial cells.

Über eigenartige Astrozytenfortsätze und intrazytoplasmatische Vesikelreihen (Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Gliosen des Säugetiergehirns)

ZusammenfassungBei Goldhamstern wurde die feinere Morphologie von reaktiven und reparativen Gliosen in der Großhirnrinde, die im Gefolge experimentell erzeugter pathologischer Prozesse auftreten, mit dem Elektronenmikroskop studiert. Dabei konnten in den Grenzzonen gliös vernarbter Gewebsbereiche gegen mesenchymal organisierte bzw. weitgehend abgeräumte Nekrosebezirke sowie innerhalb perivaskulärer und subpialer Grenzflächengliosen vielfach stapeiförmige oder konzentrische Anordnungen von schmalen und länglichen, membranbegrenzten Anschnittprofilen beobachtet werden. Diese ließen sich als zytoplasmatische Fortsätze von Astrozyten identifizieren. Im Bereich der gestapelten bzw. zwiebelschalenartig geschichteten Astrozytenausläufer fanden sich ferner des öfteren kettenförmig aneinandergereihte intrazytoplasmatische Vesikel, welche mitunter eine direkte Fortsetzung durch Zellmembranpaare zeigten. Geeignete Anschnitte ließen zuweilen erkennen, daß es sich tatsächlich um flächenhaft sich ausdehnende Platten von dicht beieinanderliegenden Bläschen handelt. Ob diese reihen- bzw. plattenförmigen Anordnungen von Vesikeln mit der Neuanlage zytoplasmatischer Grenzmembranen im Zusammenhang stehen, ließ sich nicht entscheiden. Auch über die Bedeutung der astrozytären Fortsatzstapel selbst ist vorerst eine sichere Aussage nicht möglich.

Dark cisternal fields: Specialized formations of the endoplasmic reticulum in striatal neurons of a rat

SummaryThe electron microscopic study of a rats striatum has revealed peculiar parallel arrays of membrane-bound cisternae with a strikingly dense intercisternal cytoplasmic matrix in the perikarya of a few neurons. The finding corresponds exactly to the unique lamellar configurations recently described in nerve cells of the entopeduncular nucleus and orbitofrontal cortex of the cat. These “dark cisternal fields” are regarded as distinct districts of the endoplasmic reticulum in a special functional state. They seem to occur normally in certain regions of the CNS in different animal species.ZusammenfassungBei der elektronenmikroskopischen Untersuchung des Striatums einer Ratte wurden im Perikaryon einiger Neurone eigentümliche parallele Anordnungen von membranbegrenzten Zisternen gefunden, welche durch eine auffallend dichte cytoplasmatische Matrix voneinander getrennt waren. Ein mit dieser Beobachtung völlig übereinstimmender Befund ist unlängst von anderer Seite an Nervenzellen des Nucleus entopeduncularis und der orbitofrontalen Großhirnrinde der Katze erhoben worden. Bei den „dunklen Zisternenfeldern“ dürfte es sich um Bereiche des endoplasmatischen Retikulums handeln, die sich in einem besonderen Funktionszustand befinden. Sie kommen wahrscheinlich schon normalerweise bei verschiedenen Tierarten in bestimmten Regionen des ZNS vor.

Neue Gesichtspunkte zur Frage der Entstehung und der pathogenetischen Bedeutung der entzündlichen Reaktion bei Virusinfektionen des ZNS

106 Rhesus- und Cynomolgus-Affen wurden mit virulentem, attenuiertem und inaktiviertem Poliovirus Typ 3 in einer Dosis von 105,6 bis 106,8 TCD50/0,1 ml intraspinal, subcutan, i.m. und i.v. inoculiert und nach Uberlebenszeiten von 12 Std bis 21 Tagen getotet. Das ZNS wurde histologisch, immunhistochemisch, elektronenmikroskopisch und virologisch untersucht. Beim Vergleich der virulenten und der attenuierten Infektion konnten zwei Komponenten der entzundlichen Reaktion (ER) unterschieden werden. Eine fruhzeitig einsetzende, bei der polymorphkernige Granulocyten und Makrophagen dominieren, wird vor allem durch die Zerfallsprodukte von geschadigten Nervenzellen ausgelost. Sie ist als eine sekundare, unspezifische, resorptive ER zu bezeichnen. Die andere Form, bei der Elemente der lymphocytar-plasmacellularen Reihe und Makrophagen vorherrschen, wird durch das virale Antigen hervorgerufen. Sie ist als eine primare, spezifische, defensive anzusehen und stellt das morphologische Substrat der lokalen Immunantwort dar. Beide Typen der ER sind auf die Erneuerung der Homeostasis gerichtet, so das man von einer protektiven Funktion sprechen kann. Die Immunfluorescenz sowie die Elektronenmikroskopie zeigen, das die mesenchymalen Zellen der ER und der Gefaswande mehr Beziehungen zu dem Virus aufweisen als die Nervenzellen. Die Befunde lassen vermuten, das der ER auser der protektiven Funktion auch eine wichtige pathogenetische Rolle zukommt, die man als aggressive Funktion bezeichnen kann. Die entzundlichen Elemente scheinen sowohl fur die ortliche Ausbreitung als auch fur die Replication des Virus verantwortlich zu sein. Die protektiven und aggressiven Vorgange im Rahmen der ER verlaufen parallel zueinander und ihr gegenseitiges Verhaltnis bestimmt den Trend des infektiosen Prozesses. Dieser kann als eine „Epidemie“ in der Zellpopulation angesehen werden. Den Trigger der „Epidemie“ stellen die von dem Virus befallenen Nervenzellen dar. Diese werden rasch geschadigt, so das sie nur relativ wenig Viren produzieren konnen. Ihre Zerfallsprodukte losen aber die sekundare entzundliche Reaktion aus. Zur Infektion der entzundlichen Elemente kommt es wahrend der Neuronophagie. Die meisten infizierten Phagocyten durften die Eigenschaft der amoboiden Beweglichkeit besitzen, so das die weitere Verbreitung des Virus in der nunmehr schon sehr dicht gewordenen, bunten Zellpopulation mit zahlreichen potentiellen Wirtszellen rasch erfolgen kann. Der Befall weiterer Nervenzellen bedingt eine Verstarkung der entzundlichen Reaktion, was wiederum einen Zuwachs an potentiellen Wirtszellen zur Folge hat. Auf diese Weise kann sich ein „circulus vitiosus“ entwickeln, wenn die protektiven Mechanismen — vor allem die Bildung von Immunglobulinen und Interferon — nicht rechtzeitig zur Wirkung kommen.Summary106 rhesus and cynomolgus monkeys were inoculated with 5.5 to 6.8 log10 TCD50/0.1 ml of virulent and attenuated Type 3 poliovirus, intraspinally (O.1 ml), subcutaneously (0.5 ml), intramuscularly (0.5 ml) and intravenously (0.5 ml). Inactivated trivalent polio vaccine was used intraspinally (0.1 ml) as control. The animals were sacrificed at time intervals ranging between 12 h and 21 days after inoculation. Light, fluorescence and electron microscopic observations, and virus assays were carried out on the central nervous system of the inoculated animals.The comparison of the virulent and attenuated infection revealed two parts of the inflammatory reaction. The first, occurring with virulent virus only, consisted mainly of polymorphonuclear cells and macrophages and appeared early in the course of infection. This phase, absorptive in nature, is probably initiated by breakdown products from the damaged nerve cells and represents the “secondary” nonspecific inflammatory reaction.The other inflammatory reaction, seen with both virulent and attenuated virus, consisted of cells of the lymphoplasmocytic series and of macrophages, and is probably induced by the viral antigen. It is the “primary” specific reaction, defensive in nature and represents the local immune-response. Both types of inflammatory reaction aim at the restoration of homeostasis, thus performing a protective function.The immunofluorescence and the electron microscopy show that the mesenchymal cells of the inflammatory reaction and the vessel walls posses a closer association to the poliovirus than the neurons. The findings indicate the potential capacity of some of the inflammatory cells to replicate the virus or to take it up and thus to serve as a “vector”, providing local spread of the virus. This important pathogenic role can be called an aggressive function.These protective and aggressive mechanisms run parallel within the heterogeneous cell population of the focus of infection but opposing one another. Their mutual relationship appears to determine the course of the infectious process. This process can be considered as an “epidemic” within the cell population. A nerve cell infected with the virus serves to trigger the “epidemic”. Its rapid destruction yields breakdown products, which give rise to the inflammatory reaction. The predominantly mobile cells of this inflammatory reaction constitute a dense cell population with extensive mutual contact. If several of these cells become infected during contact with a destroyed nerve cell (neuronophagia) the conditions for rapid spread of virus to further host cells (nerve cells or mesenchymal cells) are very favourable. The damage to increasing numbers of neurons intensifies the inflammatory reaction, which in turn provides an additional host population for the virus. In this way a vicious circle can develop if the protective mechanisms, especially immunoglobulins and interferon, do not intervene in time.Zusammenfassung106 Rhesus- und Cynomolgus-Affen wurden mit virulentem, attenuiertem und inaktiviertem Poliovirus Typ 3 in einer Dosis von 105,6 bis 106,8 TCD50/0,1 ml intraspinal, subcutan, i.m. und i.v. inoculiert und nach Überlebenszeiten von 12 Std bis 21 Tagen getötet. Das ZNS wurde histologisch, immunhistochemisch, elektronenmikroskopisch und virologisch untersucht. Beim Vergleich der virulenten und der attenuierten Infektion konnten zwei Komponenten der entzündlichen Reaktion (ER) unterschieden werden. Eine frühzeitig einsetzende, bei der polymorphkernige Granulocyten und Makrophagen dominieren, wird vor allem durch die Zerfallsprodukte von geschädigten Nervenzellen ausgelöst. Sie ist als eine sekundäre, unspezifische, resorptive ER zu bezeichnen. Die andere Form, bei der Elemente der lymphocytär-plasmacellulären Reihe und Makrophagen vorherrschen, wird durch das virale Antigen hervorgerufen. Sie ist als eine primäre, spezifische, defensive anzusehen und stellt das morphologische Substrat der lokalen Immunantwort dar. Beide Typen der ER sind auf die Erneuerung der Homeostasis gerichtet, so daß man von einer protektiven Funktion sprechen kann. Die Immunfluorescenz sowie die Elektronenmikroskopie zeigen, daß die mesenchymalen Zellen der ER und der Gefäßwände mehr Beziehungen zu dem Virus aufweisen als die Nervenzellen. Die Befunde lassen vermuten, daß der ER außer der protektiven Funktion auch eine wichtige pathogenetische Rolle zukommt, die man als aggressive Funktion bezeichnen kann. Die entzündlichen Elemente scheinen sowohl für die örtliche Ausbreitung als auch für die Replication des Virus verantwortlich zu sein. Die protektiven und aggressiven Vorgänge im Rahmen der ER verlaufen parallel zueinander und ihr gegenseitiges Verhältnis bestimmt den Trend des infektiösen Prozesses. Dieser kann als eine „Epidemie“ in der Zellpopulation angesehen werden. Den Trigger der „Epidemie“ stellen die von dem Virus befallenen Nervenzellen dar. Diese werden rasch geschädigt, so daß sie nur relativ wenig Viren produzieren können. Ihre Zerfallsprodukte lösen aber die sekundäre entzündliche Reaktion aus. Zur Infektion der entzündlichen Elemente kommt es während der Neuronophagie. Die meisten infizierten Phagocyten dürften die Eigenschaft der amöboiden Beweglichkeit besitzen, so daß die weitere Verbreitung des Virus in der nunmehr schon sehr dicht gewordenen, bunten Zellpopulation mit zahlreichen potentiellen Wirtszellen rasch erfolgen kann. Der Befall weiterer Nervenzellen bedingt eine Verstärkung der entzündlichen Reaktion, was wiederum einen Zuwachs an potentiellen Wirtszellen zur Folge hat. Auf diese Weise kann sich ein „circulus vitiosus“ entwickeln, wenn die protektiven Mechanismen — vor allem die Bildung von Immunglobulinen und Interferon — nicht rechtzeitig zur Wirkung kommen.

Interactions of concanavalin A with cell surfaces of normal and tumor rat glial cells monitored by agglutination and cytochemical detection

Abstract Binding of concanavalin A to cell surface saccharides of rat glial cells, both normal and neoplastic, was investigated by two methods. Concanavalin A-mediated agglutination was demonstrated with tumor cells but not with normal newborn cells tested under the same conditions. Ultrastructural visualization of concanavalin A receptors by means of horseradish peroxidase revealed an essentially discontinuous type of staining on both tumor and normal cells alike, the distribution of the label being less evenly spread in the latter cells than in the former. Therefore, the observed difference in concanavalin A-induced agglutinability between normal and tumor glial cells did not correlate with whatever difference was detected by the cytochemical reaction in the distribution of concanavalin A binding sites between the two populations of rat glial cells. In conclusion, it seems reasonable to argue that the non-random distribution of cell-bound concanavalin A bears little or nothing upon the positive lectin-induced agglutination behaviour of the tumor cells, being apparently insufficient for or coincidentally related to it.

Organized inclusions in astrocytic and amorphous inclusions in neuronal mitochondria of human frontal brain tissue

SummaryBrain tissue specimens were obtained early post mortem from the frontal lobe of seven unselected elderly subjects known to have been free of neurologic disease. Electron microscopically, two types of intramitochondrial inclusions were seen in four of seven cases. In two cases a few astrocyte mitochondria of the gyral white matter showed dense, elongated inclusions with an ordered linear substructure. These inclusions were, as a rule, accompanied by a row of prismatic cristae. In three cases some nerve cell mitochondria contained amorphous material of medium density and compact appearance. The globular masses often occupied the whole width of the mitochondrion. A relationship between the observed finding and a particular disease or morbid condition was not apparent. The inclusions are regarded as the morphologic substrate of a nonspecific metabolic change or degenerative process of the mitochondrion.

Cerebral form of generalized cytomegaly of early infancy

A 9-day-old baby boy developed Escherichia coli meningitis and died 10 weeks later despite antibiotic and corticosteroid therapy. Generalized cytomegaly was found at autopsy with unusually severe cerebrospinal involvement. The CNS showed two different types of findings: acute inflammatory changes with innumerable inclusion-bearing giant cells in the circumlittoral tissues, and burned-out necrotic lesions irregularly scattered in the cerebrum. The electron microscopic demonstration of cytomegalovirus (CMV) particles in the nucleus and cytoplasm of typical owl-eyed cells lent confirmatory support to the histologic diagnosis of cytomegaly. The case was thought to represent postnatal CMV disease arising in the course of Escher. coli meningitis. The preceding bacterial meningitis may have precipitated and/or promoted the spread of virus in the cerebrospinal fluid and the subsequent viral colonization of the littoral tissue of the CNS. The intrathecal corticosteroid administration patently failed to stop the cytomegalic infection and possibly contributed to the luxuriant viral replication. No satisfactory explanation could be found for the regions of old necrosis and scarring within the brain. The necrotizing phlebitis accompanying the acute inflammatory lesions could probably account for the hemorrhagic quality of the latter. Ein 9 Tage alter Knabe erkrankte an einer bakteriologisch gesicherten Coli-Meningitis und kam, obwohl eine intensive Therapie mit Antibiotica und Corticosteroiden durchgeführt worden war, 10 Wochen später ad exitum. Autoptisch wurde eine generalisierte Cytomegalie mit ungewöhnlich schwerer Beteiligung des Gehirns und Rückenmarks fest-gestellt. Die am ZNS erhobenen Befunde waren von zweierlei Art: Einerseits fanden sich akute entzündliche Veränderungen mit zahllosen einschlußkörperchenhaltigen Riesenzellen, die weitgehend auf die subependymalen und subpialen Gewebszonen beschränkt blieben, andererseits aber auch ältere Nekroseherde und gliöse Narben, die unregelmäßig über das ganze Großhirn verstreut waren. Durch den elektronenmikroskopischen Nachweis von Cytomegalieviruskörperchen im Kern und Cytoplasma typischer Eulenaugenzellen konnte die histologische Diagnose einer Cytomegalie erhärtet werden. Bei dem hier beschriebenen Fall dürfte sich die Speicheldrüsenviruskrankheit erst postnatal entwickelt haben. Die vorausgegangene bakterielle Meningitis hat die Aussaat der Cytomegalieviren in den Liquor und den nachfolgenden Virusbefall der Randzonen des ZNS wahrscheinlich erleichtert bzw. beschleunigt. Die intrathekale Corticosteroidapplikation konnte die Ausbreitung des viralen Infektionsprozesses offensichtlich nicht aufhalten und hat möglicherweise sogar zu der reichlichen Virusvermehrung beigetragen. Für die älteren Nekroseherde und gliösen Narben im Gehirn ließ sich keine befriedigende pathogenetische Erklärung finden. Die nekrotisierende Phlebitis, welche häufig im Bereich der entzündlichen Infiltrate beobachtet wurde, dürfte für den hämorrhagischen Charakter der letzteren verantwortlich zu machen sein.

Intravitale Tellur-Markierung lysosomaler Speicherorganellen bei exogener Lipidose

1. Nachtigall, W. : Verh. dtsch, zool. Ges. 1964, 319 2. Demoll, R,: Biol. Zbl. 39, 474 (19t9) 3. Stellwaag, F.: Z. wiss. Zool. 108, 358 (t914) 4. Insti tut ft~r \Vissenschaftlichen Film, G6ttingen, 1 400-2 600 b/see 5. Kaufmann, T.: Dissertation MOnchen ~960 6. Schneider, P.: in Vorbereitung 7. 1Riischkamp, F.: Zoologica 75, I (t927) 8. Hermes, M. : in Vorbereitung 9. Schneider, P., et al.: in Vorbereitung 10. Mit apparativer Unterst/i tznng der DFG

Hexagonal arrangement of intragranular particles in human basophilic leucocytes.

The electron microscopic study of leucocytes from a child with a familial cerebroretinal degeneration disclosed a hexagonal array of the intragranular particles of some basophiles. This highly ordered