Histologische und experimentelle Untersuchungen zur Frage der metaplastischen Knochenbildung

Chir. Universitiitsklinik Miinchen (Geheimrat E. Lexer).

Histologische und experimentelle Untersuchungen zur Frage der metaplastischen Knochenbildung.

Von

Dr. Werner Nehulze, Privatdozent fiir Anatomie, Assistent der Klinik.

Mit 16 Abbildungen.

Eingegangen 11. 4. 29.

l)ie metal)lastische Entstehung yon Kno(~'hen aus vers(~hie(le,len Artell des geformten Bindegewebes wird in der modernen Histologie z. T. sehr zuriickhaltend beurteilt, so vor allem ~'on Pde+'se~i), (lcr lnit Rc('ht darauf hinweist, dab ein r~iumliches Nebelminander ,loch nicht ei,~e~ genetischen Zusammelflm,lg beweise. Fiir ge- wisse ])~tthologis(:he Vorgfinge gil)t au<'h er tmtiirlich (lie meta- plastis(:he Entstehung w)n Kno(:hen zu. I)och besteht hier zwischen den Anschauu~lgen (let Histologen und denen man(~her Pathologcn und Chirurge~l ein luliit)erbrii('kbarer Iitltersehied. Viele halten durchaus eille mehr oder weniger mlmittelbarc Umwandlung des parallel-oder gcfiechtfascrigcn Bindegewebes in Knochen fiir mtig- ]ich (,,direkte Mct~q~htsie").

l)ie ganz(. Fragc ist eige,ltlich eine Frage der sogeuannten 1)etermi,lation. ]m Mesc,lchym des "eml)ryonalen Kgirpers cntstehen aus einem mort)hologisch glei('hartigen (~ewebe hentus die ver- schiedenstetl Arten des geformten Bindegewebes. Die forts('.hreitende 1)iffere,lziermlg wiihrend de,' weiteren E,ltwicklu~lg des eml)ryonalen zum jugemlli('hen laid schliet~lich Yollausgebildeten Organismus geht parallel mit eitler abnehmetlden F~ihigkeit (,,zunehmendem Potcnz~erlust "') der einzelnen Zellen ttnd G, ewebsartcl L die je nach dem Grade dcr l)ifi'erenziertulg ,mr noch zu ganz bestimmten morl~hologis(thcn und 1)hysMogischen I~eistungen fiihig sind.

Fiir die metaph, stis('he Kn()chenbildung gibt es demnaeh zwei Grmldfragell :

1) Lehrbuch der Histotogie. Deutsche Zcitschrift fiir ( 'hirurgio. 21.7. Bd.

34 Werner Schulze :

1. Gibt es im vollausgebildeten Organismus des Menschen und der S~tugetiere Zellen und Gewebe, die unter besonderen Be- dingungen die F~thigkeit besitzen, sich zu v e r s c h i e d e n e n Arten des geformten Bindegewebes zu differenzieren, soda~ auf diese Weise, z.B. bei Gewebsverlusten, das Baumaterial fiir die Wieder- herstellung zur Verfiigung steht ?

2. KSnnen schon fer~ig ausdifferenzierte Gewebsarten vor allem der Bindegewebsgruppe mehr oder weniger unmittelbar ineinander iibergehen ?

Wenn man zunachst einmal auch die zweite Frage bejahen will und z. B. die Ann~hme jener Autoren sich zu eigen macht, die behaupten, dul3 p~ralle]faseriges oder geiiechtfaseriges Binde- gewebe sich in Knochengewebe umwandeln kann, so mu~ man hier die ganz bestimmte Forderung erheben, da~ nicht nur einzelne Baubestandteile, wie die kollagenen Fibrillen, mit in den Aufbau des Knochens iibernommen werden, sondern es ist auch zu ver- langen, da~ die Zellcn von jetzt an die nur dem Knochen eigen- tiimliche harte Zwischensubstanz yon ganz bestimmtem physika- lischem und chemischem Aufbau bilden. Diese Forderung ist iibrigens sehr alt und wurde yon v. Ebner auigestellt gegeniiber Lieberki~hn, Henle und Lessing, die gegen v. Ebner die unmittelbare Umwandlung yon parallelfaserigem Bindegewebe in Knochen be- tlaupteten. In neuester Zeit wird die Lieberki~hn-Henlesche Ansicht vor allem yon Weidenreich gegeniiber zahlreichen anderen Forschern vertreten. Man hat versucht, der Frage der metaplastischen Knochenbildung yon den verschiedensten Seiten aus beizukommen. Die wichtigsten Beobachtungen wurden aus tier rSntgenologischen und histologischen Verfolgung der Knochenbruchheilung und der Untersuchung yon Knochentransplantaten gewonnen (Lexer, Rohde, Koch u. a.), wobei Tierversuche zar Unterstiitzung herbeigezogen wurden. Eine zweite Gruppe yon Untersuchungen sind Experi- mente, die in der Absicht angestellt wurden, durch die Herstellung geeigneter Stoffwechselbedingungen Bindegewebe zur Umdifferen- zierung in Knochen zu veranlassen. Hier gibt es eine alte, in positivem Sinn gedeutete Beobuchtung Barths. Er br~chte be- kanntlich Knochenascb.e in die BauchhShle yon Tieren und be- obachtete einmal bci ciner Katze, da] um die eingebrachte Asche herum yon dem Gewebe des grofien Netzes Knochen gebildct wurde. Diese Versuche sind sp~tcr unter verschiedenartigster Um~nderung der Versuchsbedingungen oft wiederholt worden (so yon Liek, Poch- hammer und Rohde bei Lexer). Sie sind stets ohne Erfolg ge- blieben. Eine dritte Gruppe bilden jene, wie eine 0bersicht fiber

Histol. u. exp. Untersuehuugeu zur metaplastischen Knochenbilduug, 35

des Schrifttnm ergibt, sehr zahlreichen Beobachtungen aus der Pathologic, bei denen in den verschiedenartigsten 0rganen unler sieherem Aussehlul~ einer Periost- oder Knochenmarksbeteiligung unter bisher noch nicht vSllig ertbrschten pathologischen VeP itnderangen des Stoffweehsels Knochen auftrat.

Auf Anregung yon Geheimrat Lexer babe ich reich seit zwei Jahren mit ausgedehnten histologischen Untersuchungen meta- plastischer Knochenbildungen und ihrer erstcn Entstehung be~ sch~ftigt und die histologischen Bethnde durch Tierversuche zu erg~tnzen versueht. Dabei habe ich die beiden eingang,~ aufge- stetlteu Fr~gcn besonders in den Vordergrund gestellt, ob die metapiastiset~ cntstehenden Knoci~en aus bestimmten, vielseitig be- fii.higtcn ~) ErstJtzgeweben des KSrl)ers entstehen, oder ob auf mehr oder weniger unmittelbarcm Wege ausdiffcrcnzierte andere Arten des Bindegewcbcs in Knochen iibergehen kSnnen.

]chwill hiergleichvorwegnehmen, da6 aI le m e i n e l !n ter~ s u c h ~ t n g s e r g e b n i s s e g e g e n den ( ) b c r g a u g d i f f e r e n - z i c r t e n B i n d e g e w e b e s in K n o c h c n g e w c b c sl)rechen_ Die m e t a p l a s t i s c h e E n t s t e h u n g yon K n o c h c n ge- s c h i e h t uu r aus b c s t i m m t e n , v i e l s e i t i g bcf~th ig ten~) G e w e b e n h e r a u s , s o w c i t ,~ie n i c h t u n m i t t e l b a r e ine A r b e i t s l c i s t u n g d e r zu r K u o ( : h e n b i l d u n g bef~higteu ~") P e r i o s t - un~l K~oc . l l e~ lm~rksze i l en ~iarste~it . Hierbei hal sich dim bemerkenswerte Talsache ergeben, dal~ s ich be~ der m e t a p l a s t i s e h e n K n o e h e n b i l d u n g , die u n t e r v e r - s e h i e d e n e n n l ( ) r p h o l o g i s c h e n B i l d e r n a b l a u f e n kanl~, Vorg / inge a b s p i e l e n , (lie g e r a d e s w e g s mi t den b e i d e n H a u p t f o r m e n de r e m b r y o n a l e n K n ( ) e h e n l ) i l d u n g in P a r a l l e l e g e s t e l l t w e r d e n kSnnen .

Zu Anfang dieses .]ahrhunderts hituften sich die Beobaehtungen der Pathologen, dug in den versehiedensten Geweben und Organeu, so in tier Muskulatur, rfiumlieh entternt vom Periost, in Faseien, in Bau<:Meekennarben, in Blutget'~t6w~tn<ten, in den Herzklappeu, iu verkalk~en I~yml~hdriiseu , aucit iu der l,unge, der Pleura, Leber, in tier Magenwand, im Krvpfknt~en, im l~ehirn und in (ter Dura, in Nieren, in Ovarien und in beslimmlen Teilen des Auges Knoehen gebildet werden kann. I)er l:ircbo,,sehe Satz ,,0ranis eellula e eellula:: war darnels ftir den fertigen Organismns so sehr in del~ Satz ,,omnis ('ellula e rellula eiusdem generis" eingeengt worden,

1) pluripotenten. 2) determinierten.

3*

36 lVer~er Schulze :

dab sich namhafte Forscher, wie Bibbert u. a., dagegen wehrten, diese Knoehenneubildungen als m e t a p l a s t i s c h e Kaochen- bildungen anzusehen. Man versuchte die Frage derart aufzuliisen, dag man annahm, die Knochenneubildungen seien aus verschleppten Periost- oder Knochenmarkszel]en zuf~]lig am fremden 0rt ent- standel), die Knochenbildung sei nicht metaplastisch, sondern nur heterotol), etwa so, wie wir es heute u. U. fiir die Myositis ossi- ficans atlerkennen. In der Folgeze~t hat man dann mehr uu4 mehr diese Verschleppung zur Knochenbildung bef/thigter Zellen bei einigen Formen heterotoper Knochen ausschliegen kSnnen (Lubarsch und Schiiler u. a.). Es kommt also tatsi~chlich metaplastisch ent- stehender Knoehen vor, wobei wir mit Orth unter Metaplasie die ,Umbildung eines wohl charakterisierten Gewebes in ein anderes, ebenfalls wohl charakterisiertes, aber sowohl morphologisch, wie tunktionell yon jenem versehiedenes Gewebe" verstehen. Wir unterscheiden mit Borst die direkte und die indirekte Metaplasie. Sowohl die Durcharbeitung des Schrifttums tier Pathologie, wie auch die eigenen histologisehen und experimentellen Ergebnisse zwingen reich za cler Anscha~ang, dal3 ei:~ direkte Me~;ai)Iasie zwischen den verschiedenen h, rten des g e f o r m t e n B i n d e g e - w ebes nur aus besonderen Oriinden bei der Callusbildung und der VerknScherung yon Exostosen sowie bei 0steochondrosarkomen vorkommt. Die indirekte Metaplasie, d. h. der Ersatz eines be- stimmten Gewebes dureh ein morphologisch und funktionell anders geartetes Gewebe aus embryonalem Vorratsgewebe heraus, ist bei tier metaplastischen Knoehenbildung hi~ufiger und verl/iutt ahnlich den beiden Hauptformen der embryonalen Knochenbildung, mtmlich der Bildung des Knochens nnmittelbar aus dem Mesenchym und der Knochenbildung in engster Beziehung zu Blutgef~gen, wie wir es bei der embryonalen Osteogenese in der Form der eneboMralen Ktmchet~bitdung zum i~'rsatz des piatzhaltenden Knorpets be- obaehten. Hierfiir glaube ieh in meinen histologisehen und ex- perimentellen Untersuchungen die nStigen Beweise beibringea zu k0nnen.

Wenn man zun~tchst unbefangen in den verschiedensten 0rganen entstandene metaplastische Knoehenbildungen untersucht, so sind zwei Beobachtungen besonders auffallend. Die erste ist die 5r t - l i e h e A n o r d n u n g de r m e t a p l a s t i s c h e n K n o c h e n - b i l d u n g . Fast stets findet sieh tier neugebildete Knoehen in einem irgendwie nekrobiotischen oder zumindest sehr zellarmen Gewebe. Hiiufig ist dieses Wirtsgewebe, in dem tier Knoehen ent- st@t, ~urch A:~sct~oppt~ng voe amorphe:: Kalksatzee ausgezeichner

ttistol, u. exp. Untersuchungen zur metaplastischen Knochenbildung. 37

Die zweite Beobaehtung ist die, da] der aufgefundene Knoehen in weitaus den meisten F~llen einen L a m e 11 e n k n o e h e n darstellt, der sieh in mehr oder mimer vollkommen ausgebildeten Systemen um Blutgef~ge oder um Fasermark herum auibaut. Von einigen Pathologen (Posrharifiky, Mebius u. a.) ist diese grSgere Hi~ufigkeit des Lamellenknoehens gegeniiber dem gefleehtartigen Knoehen aueh schon besonders betont worden. Dieses 0berwiegen des lamell~ren Knoehens sl)rieht an und fiir sieh schon gegen eine Entstehung dureh direkte Umwandlung fibrill~ren Bindegewebes; denn aueh Weidem'eich h~tlt den Lamellenknochen ja fiir Bin 0steoplasten- produkt mid seheidet ihn streng von dem Bindegewebsknoehen. Beide Formen. sowohl gefleehtartiger Knoehen, wie auch lamelli~rer, kommen manchmal in engster topographiseher Vereinigung vor, wie aueh yon 3lebi~s an Knoehenbildungen in der Mitralklappe beobaehtet worden ist.

Nach gu ist der grobgefleehtige Knoehen ein Produkt yon Bindegewebszellen. Bei der embryonalen 0steogenese kommt er dort vor, wo, wie am Sch~del, der Knoehen unmittelbar aus einem Mesenehym heraus entsteht, ferner als Periostprodukt in der periehondral entstehenden Diaphysenhii]se der RShrenl~noehen, sowie sp~ter an gewissen Sehnen- und Bandans~itzen. Die Fest- stellung, ob kS sich beim metaplastisch gebildeten Knoehen um solehen grobgefleehtigen Knochen oder um Lamellenknoehen handelt, wird bei der Durehsicht der ~lteren, vor allem patho- logisehen Literatur dadurch erheblich ersehwert, dag dig histo- ]ogischen Untersuchungen des Knoehens teehniseh erst in neuerer Zeit nach Einfiihrung der Silbermethoden, sowie der Weiyertsehen Fibrinf~trbung durch ii)~idem'eich und der neuesten, yon Peterse,. angegebenen F~trbe- und Untersuehul~gsmethoden so weir ausge- bildet wurden, dal~ man genauere Einzelheiten fiber den Bau der Knoehengrundsubstanz sammeln kann.

Immerhin ist es sieher, dag in manehen F~llen metaplastiseh gebildeter Knoehen im Organismus des erwaehsenen Mensehen als sogenannter grobgefleehtiger Knoehen zur Entwieklung kommt. Vor allem Gr.~ber bringt Bilder, die dies unwiderleglieh beweisen. Aus einem jungen zellreichen und faserarmen Bindegewebe heraus, das mehr oder weniger als entziindliehes Grannlationsgewebe anzu- spreehen ist, werden einzelne Knoehenspangen angelegt, die keine t ypisehe Lamellensehiehtung und keine engeren Beziehungen der Knoehengrundsubstanz zu Blutgef~ifien erkennen lassen. Gruber hat dies ausNhrlieh fiir versehiedene Formen der sogenannten Myositis ossifieans besehrieben. (Dieser Weg der metaplastisehen

38 Werner Schulze :

Knochenbildung wird yon v. Seemen ausfiihrlich dargestellt.) Wir haben bei denselben Erkrankungen auch einen anderen Ent- wicklungstyp gefunden, bei dem Lamellenknochen entsteht. Bei der Untersnchung yon Knochenbildungen in der mehr oder minder stark verkalkten Wand eines Aneurysmasackes der A. fern. land ich einen grobgeflechtigen Knochen gebildet, dessen Ent- stehung zahlreiche VergleichsmSglichkeiten mit der embryonalen

Abb. 1. Knochenbildung in der Wand eines Aneurysmasackes. Gef~ i l ] re iches , zellreiches junges Bindegewebe peripher vom jungen Faserknochen und dem mit

ihm zusammenh~ngenden Lamellenknochen. Silbergoldpr~iparat. Vgr. 1:125.

direkten Osteogenese zeigt. In der N~the amorpher Kalkeinlage- rungen zwischen kollagenen Bindegewebsfaserztigen finder sich ein zell- und blutgef~J]reiches Bindegewebe (Abb. 1), aus dem ein Knochen entstanden ist, dessen kollagene Faserziige in grobem Geflecht angeordnet sind und geradeswegs eine Fortsetzung der kollagenen Fasern der benachbarten Aneurysmasackwand dar- stellen (Abb. 2). Das, was hier schon besonders ins Auge f~tllt, ist der Reichtum an Blutgef~l)en, den ich besonders betonen mSchte. Zwischen den einzelnen Knochenbitlkchen liegen weite, z. T. un-

ttistol, u. exp. Untersuchungen zur metaplastischen Knochenbildung. 3 9

mittelbar dem Knochen angelagerte Kapillaren, deren Endothel- zellen den an der Oberfl~che der Knochenb~tlkchen l iegemen Zellen tiberraschend /~hneln, die ihrerseits morphologisch durchaus 0steo- plasten gleichen. W~hrend also dieser Knoehen dem Aufbau seiner Grundsubstanz nach grobgeflechtig ist, hfingt er doch offensichtlieh aufs lnnigste mit dem @ef~$system zusammen. Dieser grobge- flechtige Knochen in der Aneurysmasackwand geht nun gerades- wegs in einen Knochen tiber, tier als typischer Lamellenknochen

Abb. 2. Subintim~de Knochenbildung in der Wand eines Aneurysmas der A. fern. (Pat. W. IIa, 26). R. ,,Faser"-, 1. ,,LameUeu"knochen, eine zusammenh~tngeMe

Einheit bildend. Silbergoldpr~iparat. Vgr. 1 : 150.

zu bezeichnen ist (Abb. 3 u. 4). Fiir ih~l ist bezeichnend, daL~ sich die einzelnen Lamellensysteme konzentrisch um Blutgef~fie auf- bauen oder um ein lockeres Fasermark. Der Knochen erseheint am Rand seharf abgeschnitten, und die kollagenen Fasern seiner Lamellen gehen nicht in die Umgebung tiber, sondern hSren mit scharfer Grenze am Knochenrand auf. Verfolgt man die ganze Knochenbildung in histologischen Stufen welter, so maeht man die Feststellung, da$ lamell/irer und grobgeflechtiger Knoehen hier eine vollst~ndige morphologisehe Einheit bilden (Abb. 2), und dieser

40 Werner Schulze :

Befund lggt es doch sehr fraglich erscheinen, ob man diese beiden Arten der Knochenbildung so grunds~tzlich verschieden auffassen kann, wie es W e i d e n r e i c h tut, zumal ffir den Knochen als Gewebe doch die Knochengrundsubstanz das Hauptmerkmal ist und nicht die verschiedene Anordnung der kollagenen Fibrillen, worauf ja seinerzeit schon v. E b n e r besonders hingewiesen hat.

Manche Forscher gehen heutzutage so weit, Verkalkung und Verkn(icherung nicht mehr grunds~tzlich unterscheiden zu wollen,

Abb. 3. Subintimale Lamellenknochenbildung in der Wand eines Aneurysmas der A. fern. (Pat. W. IIa, 26). (Direkte Fortsetzung tier in Abb. 1 dargestellten Knochen-

spange.) Silbergo|dpr~iparat. Vgr. 1 : 125.

und vor allem ist man erstaunt fiber die Anschauungen, die haupts~chlich auf Grund yon Reagenzglasversuchen im p~td- i a t r i s c h e n Schrifttum entwickelt werden, die aber neuerdings auch yon Pathologen und Chirurgen iibernommen werden. Ich habe reich hiergegen schon in meiner Arbeit fiber die Elektrolyt- verteilung bei der 0steogenese 1) gewandt. Morphologisch lal3t sich beides streng auseinanderhalten. Besonders bei tier Unter-

1) Gediichtnisband fiir B,raus im Archiv fiir Entwicklungsmeehanik.

Histol. u. exp. Untersuchungen zur metap!astischen Knochenbildung. 41

suchung bindegewebig entarteter Kropfknoten mit teilweiser Ver- kalkung und VerknScherung treten die Unterschiede kral~ hervor. In den verkalkten Kropfknotenteilen findet man amorphe Kalk- salzanschoppungen im zellarmen fibrill~iren Bindegewebe regel]os zwischen den einzelnen Fibrillenbiindeln (Abb. 4), und wenn man darauf achtet, so ist in diesen Teilen die Gef~t~armut und Zell- armut der Bindegewebsfasermassen besonders auffallend. Man

Abb. 4. Echte ,,Verkalkung" (amorphe Kalksalz~mschoppung) um kollagene Binde- gewebsfasern im gefiti~armen Tell eines flbrSsen, teils verkalkten, teils verkniicherten

Kropfknotens. H~tmatoxylin-Orange. Vgr. 1: 230.

kann sich des Eindrucks nieht erwehren, dal~ diese Verkalkungen durchaus als Ausdruck einer Nekrobiose aufzufassen sind. Dem- gegeniiber bieten die Kropfknotenteile mit echter VerkScherung ganz andere Bilder. Im Gegensatz za der eingangs besehriebenen grobgeflechtigen Knoehenbildung in der Aneurysmasackwa,ld habe ich in verknScherten Stellen yon Krol)fknoten stets nur Lamellen- knoehen gefunden, mid zwar einen Lamellenknochen, der sich ent- weder um Fasermark oder abet direkt um Gef~l~e herum aufbaut, und der gegeniiber dem benachbarten, mehr oder mimer vet-

42 Werner Schulze:

kalkten Bindegewebe des Kropfknotens genau so eine vollst~ndig iremde Neubildung darstellt, wie etwa der Knochen eines Knochen- kerns nach Gef~13einbruch in der verkalkten Knorpelgruudsub- stanz eines knorpeligvorgebildeten Wirbelkiirpers. In tier Abb. 5 gebe ich ein charakteristisches Beispiel daiiir. Hier finden sich im verkalkten Bindegewebe des KroI)fes zwei junge Haverssche, ~m ziemlich weite Blutgefiil~e herum angelegte Osteo~)~e, deren Lame~letl am Rand durch scharfe Greazlinien gegcn das Nachbac-

Abb. b." Einzelne junge Haverssche 0steome, um kleine Gefi~e ko~zentr~sob en*- wickelt, ia ei~em tibr/isea Krop~knote~. Tyi~ische Eesorptiotisli~iert aa tier Peri-

pherie des neugehildetea Knochens. Vgr. 1:330.

gewebe abgegrenzt sind. Die kollagenen Fasern der Lamellen haben eine vollkommen andere Verlaufsrichtung als die kollagenen Fasern des fibrill~iren Bindegewebes des Kropfes und gehen nirgends in sie fiber. Nicht einmal als Sharpeysche Fasera sind diese zum Aut]oau des Knochens mitverwandt worden. 0bwohl bier eine Reihe yon Bedingungen: fibrill~res Bindegewebe nnd Kalk- ~eichtum, gegeben sind, ist die neuentstandene Knochenbildung ganz offensichtlich eine Funktion der einwachsenden Gef~lie und zeig~, ~a~ ~ies~ zwar in ~er Lage siad, a,u~ ~e~ a~fgelSstee ~ -

Histol. u. exp. Untersuehungen zur metaplastischen Knochenbildung. 43

organischen und organischen Bestandtei]en des 0rtsgewebet Knochen zu bilden, da] dieses selbst aber nicht in der Lage ist, sich in Knochen umzuwandeln. Dieter Befund isolierter Osteome um B]utgefit~e herum, die in verkalktes Bindegewebe einwachsen, besitzt m. E. recht erhebliche Bedentung. Bei der enchondralen Knoehcnbilduug hat man die Theorie aufgestellt, daft dig in den verkalkten Knorpel einbrechenden Blutgef~l~e die kaoehenbildenden Zellen aus dem Oberfl~ehenperiost mit einsehleppen (vgl. Jackson). Man hat auch die Ansicht entwickelt, dal~ nach AuflSsung der Knorl~elgrundsubstanz sieh die freiwerdenden Zellen an tier Bildung tier spezifischen Kno('hensubstaltz beteiligen. Wenn wir null bei der n)etal)lattitehen Knoctlenbihiung im KroI)iknoten nat'l~ dem Finwad~sen yon Blutgefitl~en in verkalktes Bindegewel)e (lie Knoehcnbihlung yon diesen BlutgeffiLYn telbst ausgehen sehen, so seheinl die Annahme nahe zu liegen, dat~ et vielleieht bei der enehm)dralen Knoehenbildung fihnlieh ist, lllld dali analog aueh dort (lib BlutgefhL~zellen selbst und ihre AbkSmmlinge den Knoehen bilden ').

l)er eigentiimliehe Formaufbaa der in Abb. 5 wiedergegebenen ()stemne, deren Lamellen rich gleiehmfil~ig konzentrisch um die Zelltralell Gefiil~e herum aufbauen, ist nun aueh noeh aus anderem Grutldc bemerkenswert. Wean um eiu in verkalktes Gewebe ei,- gewa('l~e~et Bk~tgef:~ti} herum K~i~chen neu gebilde~t wird, so gibt es fib' die Herknnft der knoehenbildenden Zellen mehrere MSgliel> keiten. ])ie erste MSgli('hkeit, (lab etwa (lie Bindegewebsze]leu (let Wirttgewebet den Knoehen bilden, ist unwahrteheinlieh, da erstens in den verkalkten Kropfkuoteuteilen gerade die 8eltenheit der 7Bindegewebszellen zwisehen den Fibrillen eharakteristiseh is(, luld da zweitens (lann uuverstitndlich bleibt, warum ein to voll~ st/indiger Al)bau und ganz anders gearteter Wiederaufbau der kollagenen Fibrillensystenm yon dell Zellen zwisehen den ab- gebauten Fibrillen selbst ausgehen sollte. Eine Vermehrung der Biudegewebszellen um dig Knochena,lage herum wird nieht be- obaehtet. Es gibt 111111 lloch zwei weitere MSgliehkeiteu; einmal kSmltcu es aus dem strSmenden glute dureh die Oefiil~wand herans- tretende ,,versehleI)l~te" Knoehenmarkzellen (Ribbert) sein oder weiSe B]utkSrpercheu (z. B. Lyml)hocyten) nach einer friiher ein- real ge~tul~erten Meinung yon Maximow, die Mar(ha Fre~tdenstei~

1) Aueh beim Umbau des grobgefleehtigen periehondralen Diaphysenknoehens in Abh~.ngigkeit veto Gefiil]system zur endgiiltigen Diaphysenkortikalis bleibt yon diesem (;esiehtspunkt aus die morphogenetisehe Funktion der Gefiil]wandzellen selbst aufzukl/iren.

44 Werner Schulze :

erw~thnt. Das ist in unserem Falle wohl unwahrscheinlich; doch mSchte ich in diesem Zusammenhang an die mangelhafte Knochen- bruchheilung bei an~tmisch gemachten Tieren (Sch&~bauer, Koch) und naeh Milzexstirpation erinnern (SchSnba~ter), die man sich allerdings auch anders erkliiren kSnnte.

Die Knochenlamellen sind doch so gleichm~$ig um die Gef~Be hernm angeordnet, da~ es merkwiirdig w~re, wenn an den ver- schiedensten Seiten des Biutgef~i~es eine so gleiehmgfiige Darch- wanderung yon Zellelementen des str0menden Blutes stattgefunden Mtte. Fiir die embryonale enehondrale Knochenbildung ist diese Theorie eigentlich noch unwahrscheinlicher. So bleibt ftir die Herkunft der knochenbildenden Zellen eigentlich nur die dritte MSglichkeit iibrig, daft sie Abk6mmlinge der Gefgfiwand selbst sind. Die Anschauung, da$ B l n t g e f g l 3 w a n d z e l l e n s i ch u n t e r b e s t i m m t e n S t o f f w e c h s e l b e d i n g n n g e n zn k n o e h e n - b i l d e n d e n Z e l l e n u m w a n d e l n k 6 n n e n , ist aueh schon friiher anfgestellt und yon anderen bekitmpft worden. Ieh l)ersSn- lieh halte sie durch den Befund g l e i c h m g I ~ i g g e b a u t e r Haversscher 0s~eome nm v e r e i r ~ z e l t e B l n t g e f i t l ] e h e r ~ m ftir bewiesen. Ieh m6chte darauf hinweisen, welche grofie Be- dentung die Endothelien yon Kapillaren und die aus ihnen entstehenden Adventitiazellen nicht nur fiir die Bildung iungen Grannlationsgewebes besitzen, sondern wie diese Zellen aueh in der Lage sind, bei Ausbildung eines kollateralen Kreislaufs kollagene und elastische Fasern, sowie glatte Muskn]atnr des weiter werdenden Gefii~es zu liefern. Vor allem Georg Herzog, H~r v. Miillendor#" haben in neuester Zeit auf diese Vielseitigkeit (Pluripotenz) der Endothel- und Adventitiazellen eindring]ich hin- gewiesen. Nicht nur die Endothe]zellen yon Kapillaren, sondern die wohl aus ihnen entstandenen Zellen der Adventitiasehicht gr0~erer Venen scheinen die Ffihigkeit zur Umbildung in knoehe~l- bildende Zellen zu besitzen (Abb. 6). In tier Naehbarschaft yon Knochenherden bei Myositis ossilicans fand ieh Venen, deren Adventitiazellen eine ausgesprochene Wucherung aufwiesen. Be- sonders eigenttimlieh sind unter diesen gewueherten Zellelementen grofie epitheloide Ze]len mit rundem Kern, dessert chromatisehe 8abstanz sehr dicht ist. Diese Zellen - - sicher zn unterseheiden yon Plasmazellen und Gewebswanderzellen - - zeigen morphologiseh eine sehr grofie [Jbereinstimmung mit den 0steoblasten der be- nachbarten Knochen.

Der metaplastisch gebiklete junge Knochen im Kropfknoten ist auch so~st noch recht bemerkenswert. Es kann auger ~er un-

Histol. u. exp. Untersuehnngen zur metaplastischen Knochenbildung. 45

mittelbaren Ents tehung yon Knochen um die Gef~t6e selbst herum, auch erst zu einer Bildung von Fasermark um die Blutgefit6e kommen (Abb. 7).

Vgl. aueh die Arbeit yon M(o't]~a Freudensteb~, die diese Art der Bildung yon metaplastischem markhaltigen Lamellenknochen beobachtete.

Hier sicht man im rechten Tell des Bildes die erste Ent- stehung yon Fasermark in der Nachbarschaft einer Kapillare, lind im mittleren Tell des Bildes gebe ich ein Beisl)iel daftir, wic

Abb. t;. Gr.lJe epitheloide Zellen (mit dunklem Plasmaleib) in tier Adventitia einer Vene bei Myositis .ssifieans im Braehialis int. eines 30 j. Mannes.

(Osteoblastenvorstufen?) tt~tmotoxylin-Orange. Vgr. 1 : 125.

sp~ter um das Fasermark herum sekund~h' Ha~,erssche Systeme entstehen, l'~bera]] tinden sieh bei solchen Bildungen am Rande die scharfen (h'enzlinien gegen das verkalkte fibrillare Binde- gewebe, dessert unmittelbare Umwandhmgsmiiglichkeit in Knochen durch diesen Befund widerlegt wird.

Unter Hinweis auf schalenf~irmige Knochenbiklungen an der Oberfl:~iche v()n Fibr()men ist yon Horst <lie Annahme ausgesl)rochen worden, da6 die Form diesel" Knochenbildungen und ihre Ent- stehuug auf mechanischc Bedingungen zuriickzuftihren sei. Bei

46 W e r n e r Schulze :

der Knochenbildung in Kropfknoten habe ich keine Bilder finden kSnnen, die diese Annahme stiitzen. Zwar liegen die neugebildeten Knochen ausschliefilich in den Randteilen der Knoten. Das diirfte darauf zurtickzuftihren sein, dal3 hier mehr B1utgefitl]e zu finden sind als im Inneren der Knoten. Abgesehen yon der Anordnung um einzelne Blutgef~e und yon ihnen gebildetes Fasermark her- um fand ich nun noch mehrfach ganz junge Knochenbildungen in den R~ndern alter Follikel, die, rings yon derbem Bindegewebe

Abb. 7. Fibriiser Strumaknoten mit Verkalkung und VerknScherung. Resol~ptionslinien an der Grenze des verkalkten Bindegewebes und des yore

Fasermark gebildeten jungen Lamellenknochens. Vgr. 1:330.

umschlossen, noch sp~rlich grobwabiges Kolloid enthielten, das von jungen, eingewachsenen Gef~Ben durchsetzt war. Auch hier war der Knochen in Anlehnung an diese jungen Blutgef~Be ent- standen (Abb. 8).

Die Untersuchung der formalen Genese der spontan auftretenden metaplastischen Knochenbildungen hat die e n g e B e zi ehun g z w i s c h e n j u n g e n Blutgef~il~en und n e u g e b i l d e t e m K n o c h e n gezeigt. Ferner war vor allem durch die wichtigen Befunde in den Kropfknoten die MSglichkeit des unmittelbaren

Histol. n. exp. Untersuchungen zur metaplastischen Knochenbildung. 47

()berganges yon ausgebildetem fibrill~ren Bindegewebe in Knochen za widerlegeu. Hierbei ergab sich die Annahme, dal~ Izwangsweise beim Einwachsen junger Blutgefii~e in kalkreiches und zellarmes Bindegewebe yon den Blutgef~ilen aus Knochen neugebildet wird. Diese These |st im Schrifttum der Pathologen und Chirurgen 5fters aufgestellt und ebe,lsooft bek~impft worden (z. B. (~'~tber, Berbli~ger u. a.). h~h babe deshall), um bier weitcr zu kommen, die a lteH Littct~s(:heu Versuche dcr ei,lseitigcn Nierengefg]unter-

Abb. 8. Fasermark und junge Blutgefiil~e im Kolloidrest eines iibrig gebliebenen Follikels in einem binde~ewebig entarteten Kr~pfknoten. L.u. am Follikelrand

be| X Neubildung von Lamelienkno('hen. Vgr. 1:330.

bindung be| Kaninchen, die sp~,iter yon Sacerdotti und Fratti~, yon Liek und Lubarsch wiederholt worden siud, wieder aufgenommen, um die Frage zu kV, iren, ob dcr ill tier nekrotisch gewordenen Niere metaplastisch entstehende Knochen grobgcfiechtiger Binde- gewebsknochen oder Lamellenknochen |st. Im ersten Falle wiirde das dafiir sprechen, dal3 in verkalkten dystrophischen Oeweben Knochen unmittelbar aus Bindegewebselementen hervorgehcn kann, wi~hrend der zweite Fall eine weitere Stiitze ftir unsere Anschauung darstellen wi~rde, da~ beim Einwachscn junger Blutgef/~e in dystrophisch verkalktes (~cwebe Kllochell a, ls Ersatzgewcbe hervor-

48 Wcr,~e~" Schulze :

Abb. 9. Topographische Verteilung des 3 Mon. nach Blutgef~llunterbiudung in der Niere eines Kaninchens gebildeten Lamellenknochens. Vgr. 1:40.

Abb. 10. Lamellenknochenbildung in einer Kaninchenniere, 3 Mon. nach Blut- gefitilunterbindung. Vgr. 1: 180.

ttistol, u. exp. Untersuehungen zur metaplastisehen Knoehenbildung. 49

gebraeht wird, dag aber ein direkter {~lbergang yon ausgebildetem Bindegewebe in Knoehen nicht vorkommt. Die vorgenommenen Kaninchenversuehe waren s~imtlieh erfolgreieh. Nach 3 Mon. war bei s~imtliehen Versuehstieren in der Niere, deren Gef~13e unter- bunden worden waren, Knochen entstanden. Die topographisehe Anordnung dieses neuen Knoehens entspricht den Befunden, die Li& erhoben hatte. Man i i ,det ihn in tier Nghe des Nierenbeekens,

l'O~os Knl)ch(mmark.

I

',lut- )faL~- . r lno i (won- indo.

.h~t- fffit{- f i n e s

mrk.

Bt~tg<ffSl~reic}~,~ Hilus~'c~'eml. Lamethmkn~,ehen.

Abb. 11. Lamellenknoehenbildun~ in einer Kaninehenniere, 3 Mon. naeh Blut- gefiil]anterbindung. Vgr. 1:30. (R. der unterbundene und verSdete Ureter, 1. davon der Spalt des Nierenbeekens. {'Tber dem neugebildeten Knoehen liegt

alas in rotes Knoehenmark umgewandelte FeCtgewebe des Nierenhilus.)

am Nierenhilus, im Gebiet der ehemaligen Marksubstanz (Abb. 9). Charakteristisch ist, dal] der neu entstandene Knoehen Lamellen- knochen ist (Abb. 10 und 11). ])ieser Lamellenknochen baut sieh um ein Mark herum auf, alas sehr blutgef:agreich ist. Seine Zell- elemente stammen entweder yon dem in rotes Knochenmark um- gebildeten l%ttgewebe des ehema]igen Nierenhilus, oder sie werden am Oef~tl]e henlm gebildet, die atls der Nachbarsehaft in die Ztt-

Deutacltc Zeitschrift flir (',hirurgio. 217. Bd. 4

50 Werner Schulze :

grunde gehende Niere einwachsen 1). Nur dort, wo solches Knochen- mark (Abb. 11) und in die Niere yon der Oberfi~iehe'her einwuchernde Blutgefi~fe (Abb. 10) in den" Randteilen der nekrobiotischen Niere auf kalkreiches Gewebe stol]en, kommt es zur Knochenbildung~). Nie beobachtete ich eine direkte Entstehung grobgefiechtigen Knochens aus Bindegewebe. Auch in den Abbildungen der Liek- schen Arbeit kann man feststellen, dal3 in seinen Versuchen Lamellenknochen entstanden ist3). So bilden auch diese Tier- versuche einen weiteren Beweis gegen die Theorie des unmittel- baren 0berganges gewiillnlichen, voll ausgeformten Bindegewebes in Knochen und zeigen, dal] n u r auf dem W e g e v e r w i c k e l t e n U m b a u e s yon Gef~i3en o d e r K n o c h e n m a r k s e l e m e n t e n aus m e t a p l a s t i s c h e K n o c h e n b i l d u n g s t a t t h a t , soweit die Knochenbilclung nicht, wie bei den Gruberschen Beobachtungen, yon jungem entztindlichen Bindegewebe ansgeht. Nur dort verl~uft sie nach Art der direkten Knochenentwicklung bei der embryo= nalen 0steogenese und fiihrt zur Bildung yon grobgeflechtigem, sogenannten Bindegewebsknochen.

Von Lexer, Bi~rkle-de la Camp u. a. ist stets darauf hin- gewiesen worden, da~ bei der Knochenbruchheilung einmal die Unversehrtheit des Periosts und seiner knochenbildenden Bestand- teile ftir eine gute Kallusbildung nStig ist, und dab zweitens ein ungestSrtes Auftreten der sogenannten Bruchhyper~mie ftir die Entstehung des Kallus und fiir sein Festwerden, d. h. fiir die Um- wandlung des weichen vorl~ufigen Ersatzgewebes in ausdifferen- zierten Knochen, notwendig ist. Nach Lexer bedingt die Bruch- hyper~mie vor allem das Herbeischaffen der fiir die Periostzellen- t~tigkeit notwendigen N~ihrstoffe. Neben zahlreichen anderen Ursachen (Weichteilzwischenlagerung u. a.) kann eine ungeniigend~ Bruchhyper~mie oder ihre vorzeitige oder zu starke Riickbildung die Entstehung einer Pseudarthrose begtinstigen. Die histologische Untersuchung yon den Frakturenden bei Pseudarthrosen gibt dafiir eine volle Bestiitignng (Abb. 12). Auf dem L~tngsschnitt durch eine Pseudarthrose ist einmal an den Knochenbruchstiickenden die

1) Beziiglich der Umwandlung yon Fettgewebe in Knochenmark verweise ich auf die Arbeiten ~assermauns tiber die Fettorgane.

2) Das Versuchstier der Abb. 11 wurde nach der Tiitung yon der Aorta aus mit Tusche-Ringerl~sung injiziert. Man beachte die Blutgefitflarmut der Rinde und cler zentralen Teile tier nekrobiotischen Niere (1. Bildh~ilfte) im Gegensatz zur Hilusgegend und den anschliefienden Markteilen, in welchen der metaplastische Knochen entsteht.

3) Vgl. • 4 Arch. klin. Chir. 85.

Hist.l.u. exp. Untersuchungen zur metaplastischen Knochenbildung. 51.

Armut an knochenbihlenden Zellen und dann tier Mangel an Blut- gefgfien besondcrs deutlich zu sehen. Die kollagenen Bindegewebs- fasersysteme tier Knochenbalken setzeu sich in grofien Biindeln in die Pseudarthrosenliicke hinein fort. Da, wie wir wissen, in der Nachbarschaft von Knochenbruchenden reichlich Kalk in aufge- 15ster Form vorhandeu ist (Co]r~, Syovia), worauf ich in einer Arbeit iiber Knochenexplantation n~her eingehen werdc, und da an dem

Abb. 12. Knochenende bei einer Tibiapseudarthrose der Pat. R. S. Zell- und Gef~l~armut des Narbengcwebes tier Pseudarthrosenstelle. Vgr. 1:65.

H~matoxylin-Orange.

Frakturende das fibrill~re Bindegewebe in grol~er Menge zur Ver- fiigung steht, mii~te sich bier Knochen bilden, wenn das fibrill~tre Bindegewebe zur direkten Umwandluug in Knochen f~hig w~Lre. Das Ausbleiben der Knochenneubildung ist wiederum ein Beweis fiir die Unf~thigkeit des fibrill~tren Bindegewebes, sich unmittelbar in Knochen umzuwamteln, und weist andererseits auf die Bedeutung der Blutgefitl]c fiir die Knochenneubildung hin. Zahlreiche andere, auch amerikanische, russische und sI)anische Forscher erkennen die Bedeutung mangelhafter Blutgef~Bversorgung fiir die Ent- stehung von Pseudarthrosen an.

4*

52 lVerner S & u l z e :

W~thrend wir bisher stets feststellen konnten, dal] im er- wachsenen menschlichen Organismus ein direkter 0bergang ge- formten Bindegewebes in andersartiges, ebenfalls zu bestimmter Leistnng bef~higtes Bindegewebe, vor allem in Knochen, nicht vorkommt, gibt es hiervon einige Ausnahmen, mit denen wir uns besch~ftigen mtissen, bevor wir auf die Bedeutung der Knochenbildnng um Blutgefitl]e fiir die Kallusumgestaltung eingehen. Das Periost und das Knochenmark sind diejenigen Gewebe des er- wachsenen KSrpers, aus denen heraus unmittelbar Knochensubstanz gebildet wird. Bei der Kallusbildung kommt es zu einer starken Wucherung der Periostzellen. Das zuerst gebildete junge Binde- gewebe kann sich nun entweder bei tier weiteren Ansgestaltung des Kallus in einen Faserknorpel umwandeln (Abb. 15, obere Bild- h~lfte), oder aber es kann aus ihm ein sehr zellreicher hyaliuer Knorpel entstehen; ferner kann es sich auch unmittelbar in Knochengewebe nmwandeln. So sehen wit hier also eine grol3e Vielseitigkeit und erinnern uns dabei daran, daft ja auch in Embryonalzeiten zun~chst ein Perichondrium besteht mit tier Fi~higkeit Knorpelsubstanz zu bilden, und da~ dieses sp~ter, ohne dail wir bisher die Grtinde fiir die Potenzverschiebung fassen kSnnen, den perichondralen Knochen der spiiteren RShrenknochen bi]det and damit ohne sichtbare morphologische Umbildung vom Perichondrium zn Periost wird. Diese doppelte F~higkeit der Knorpel- und Knochenbildung scheinen die Zellelemente des Periosts auch spgter beizubehalten.

So kSnnen bei der Kallusbildung aus demselben jungen Gewebe heraus in engster Nebeneinanderlagerung (Abb. 13) Knorpel and Knochen topographisch zu einer Einheit verbunden entstehen. Es ist nun abet bedeutsam, dal3 beim Kallus, soviel ich finden konnte, als fast einziger Ausnahme, die beiden Gewebsarten Knorpel und Knochen so ineinander tibergehen kSnnen, daft man nicht nur yon einer topographischen, sondern aueh yon einer genetischen Einheit sprechen darf. Bei dem der Abb. 14 zugrunde liegenden Kallus geht die hyaline Knorpelgrundsubstanz tier 1. gelegenen Knorpel- spange unmittelbar unter ganz allm~hlicher Anderung ihrer F~irb- barkeit in typische Knochengrundsubstanz des r. anschlie~enden Knochenbalkens tiber. Ebenso setzen sich die kollagenen Faser- systeme des Knorpelteils dieser Doppelbildung unmittelbar in die eng aneinandergelagerten kollagenen Faserbiindel des Knochenteils

1) Merkwiirdigerweise bildet sich nicht nut im RShrenknochenkallus, sondern auch im Kallus bindegewebig vorgebildeter Knochen, u. U. Knorpel.

Histol. u. exp. Untersuchungen zur metaplastischen Knochenbildung. 53

fort, und drittens beobachtet marl eiue allm~thliche Form~tnderung zwischen den 1. gelegeneu Knorpelzellen mid den im Knochen- abschnitt gelegene~l typischen Knochenzellen. 1)aB es sich hier nicht etwa um cinch Zufallsbefund handelt, kann man leicht bei der Untersuchung amlerer, im Umbau zu Knochen befindlicher Kallusstiickchen sehen. Au('h auf Abb. 15 findet sich diese Art des unmittelbaren ('Tberga~lges yon Knorpel in Knochen. Mit den Verhfiltnissen, (lie dieses Bild zeigt, miissen wir uns n~iher aus-

Abb. 13. Pat. H. M. Knorpel und Knochen nebeneinander gebildet. Rein topo- graphische Verbundenheit. Vgr. 1 : 75. H~imatoxylin-0range.

einandersetzen. Die obere Bildh~tlfte zeigt einen typischen Kallus- faserknorpel, w~Lhrend aut der unteren Bildhitlfte verschiedene Arten yon Knochenneubildung im Kallus in engster r~umlicher Ver- bindung miteiuander zur Darstellung kommen. In der I. unteren H~tlfte des Bildes sieht mall de,1 Einbruch eines Gef~l]es, das sich in zwei Aste gabelt. Um diese Gei'~Ll3aste herum sind unter leb- hafter Wucherung der Gefii~waudelemente Knochenlamellen ge- bildet worden, die mit einer scharfen Resorptionslinie abschliel~en. Es sind bier in der Form des indirekten Ersatzes des Knorpels

54 ~Verner Schulze :

durch Knochen die gleichen Vorg~tnge, die wir bei tier indirekten metaplastischen Knochenentstehung im verkalkten Kropfknoten be- obachteten. In der Mitte des Bildes sehcn wir an der Grenze zwischen dem in tier oberen Bildh~ilfte gelegenen Faserknorpel des Kallus und der unteren Knochenneubildungszone ein junges Haverssches 0steom quer getroffen. Der Haverssche Kanal in ihm ist noch weit, und erst wenige Knochenlamellen sind gegen den Faserknoq)el bin nach oben gebildet und zeigen durch eine scharfe Resorptionslinie und anderen Verlauf der kollagcnen Lamellen-

Abb. 14. Direkter Knorpel-Knocheniiberg~ing im Frakturkallus einer Linea aspera. (Pat. H. M., 9 J.). Vgr. 1:70. H~imatoxylin-Orange.

fibrillen an, dab von diesem neugebildeten Knochen aus die Grund- substanz des ersetzten Knorpels ebenfalls zerstSrt wird. Bemerkens- wert ist hier aber, da~ yon r. o. her die Zellcn eincr Knorpelzell- reihe des Kallusfaserknorpels sich geradeswegs in den Hohlraum des Haversschen Kanales des neugebildeten Osteoms hinein fort- setzen, wo sie sich morphologisch vollkommen den Markzellen diescs Kanals angleichen. W~thrend also bei dieser zweiten Art tier hier zur Beobachtung kommenden Knochenbildung zwar auch die Knorpelgrundsubstanz zerstSrt wird, wcrden die Zellen selbst ZU kn~henbildenden Zellen umbestimmt. Neben diesen beiden

Histol. u. exp. Untersuchungen zur metaplastisehen Knochenbildung. 55

Formen des i,direkten Knorpelersatzes durch Knochell ill diesem Kallus sehen wir beiderseits und vor allem an der 1". Seite des Bildes nnmittelbaren (~bergang des Kallusfaserknorpels in jungen Knoehen. Wie bei der Knort)elknochenspange tier Abb. 14, geht einmal die Grundsubstanz des Knorpels uuter langsamer Ver~nderung der Auff~rbbarkeit allm~ih]i(~h in die Knochensubstanz fiber; ferner setzen sieh die kollageHen l,amellensysteme des Faserknorpels un- mittelbar in die der Knochensubstanz fort, und drittens findet eine

Abb. 15. Umbau des Faserknorpels in Knochen. Frakturkallus bei Pat. C. Vgr. 1:132. (Einzelheiten s. Text.) Hiimatoxylin-Orange.

ganz allm~thliche Form~tnderung der Faserknorpelzellen start, die allm~hlich ihre Knorpelkapsel verlierell und die Merkmale tier Knochenzellen annehmen. W~thrend mau bei dem Kallus der Abb. 14 den Einwand erheben kSnnte, dal~ bier Knochen und Knorpel gleichzeitig miteinander gebildet werden, abet uicht aus- einander entstehen, ist dieser Einwand ffir das der Abb. 15 zu- grunde liegende Untersuehungsobjekt hinf~llig. Hier sind alle Anforderungen erffillt, die wit in tier Eiuleitung tier Arbeit als Grundforderungen ffir die unmittelbare Metaplasie eines aus- differenzierten Bindegewebes in Knochen aufgestellt haben:

56 Werner Schulze :

G r u n d s u b s t a n z , F a s e r s y s t e m e und Z e l l e n m a c h e n d i e u n m i t t e l b a r e U m w a n d l u n g m i t , sodal~ wir also f i i r den aus dem P e r i o s t e n t s t a n d e n e n F a s e r k n o r p e l de s Kal lus die d i r e k t e U m w a n d l u n g s f ~ t h i g k e i t i n K n o c h e n als b e w i e s e n ansehen kSnnen 1).

Neben den unmittelbaren Umwancllungsvorg~tngen finclet sich aber auch bier der verwickelte Ersatz des Faserknorpels durch nett entstehende Haverssche Osteome. Die knochenbildenden Zellen der zugehSrigen Haverssche Kan~ile setzen sich offensichtlich aus den Gef~tl3wandzellen und ihren AbkSmmlingen (Adventitiazellen) u nd arts Zellen des Kallusfaserknorpels zusammen.

lch habe vorher schon auf die yon Lexer stets betonte Be- deutung der Hyper/imie ftir die Frakturheilung und Umgestaltung des Knochenbruchkallus hingewiesen. Wie Lexer und seine Schtiler mit der RSntgenmethode nach Quecksilberinjektion der Blutgef~fie nachweisen konnten, bildet sieh im Kallus ein ausgedehntes Netz feiner und feinster Blutgef~tl~e. Nach meinen Untersuchungen bringen sie nicht nur fiir die aus dem Periost hervorgegangenen Zellea des Ka~Ius die nSt~gen N/~hrstoffe heran, sonclern in Za- sammenarbeit mit den Zellabk{Jmmlingen des Periostes bauen sie selbst den Knochen aufi

Wir sehen in d i e s e r d o p p e l t e n A r t des K n o c h e n - a u f b a u e s aus P e r i o s t z e l l a b k 6 m m l i n g e n und aus Ge- f i~ l~wandz e l l en eine d o p p e l t e S i c h e r u n g , wie wir sie im m e n s c h l i c h e n O r g a n i s m u s fi ir v i e l e F u n k t i o n e n kennen.

Die in den Faserknorpel des Kallus einwachsenden und in ihm am sekundiiren Knochenaufban beteiligten Blutgefiilte befinden sich vielleicht unter iihnlichen Stoffwechselbedingungen, wie Blntgef~t/3e, die metaplastisch in kalkreichem Bindegewebe Knochen bilden. Wie Cohn und Syovia naehgewiesen haben, findet sieh im zell- reichen Gewebe des jungen KaIlus aus den Knochenbruchenden aasgeschwemmter Kalk in grol]er Menge. Bei Knochenexplanta- tionen konnte ich, worauf ich in einer spiiteren Arbeit eingehen werde, ebenfalls eine reichliche Ausschwemmung von Kalk in die Umgebung des ausgepfianzten Knochens nachweisen. Eden und seine Mitarbeiter konnten durch quantitativ-chemische Unter- suchungen nachweisen, dal3 der noch weiche Kallus fast ebensoviel Kalk enth~tlt wie der Knochen selbst. So treffen die in den Faser-

1) l~Ieine Versuehsergebnisse bilden eine Widerlegung Asadas (bei Kauffmann). Er fand, dal] bei ~ iusen und Ratten der Knorpelkallus nur nach Art der enchon- dralen Ossifikation verknSchert. Seine Ergebnisse gelten demnaeh nut ftir die beiden ~ntersuchten Tierar~en.

Hist(~l. u. exp. Untersuchungen zur metaplastischen Knochenbildung. 57

knorpel des Kallus einwachsenden Blutgef/ifie auf ein iiul]erst kalk- reiches Biudegewebe und finde~l somit ~hnliche Bedingungen wie die Blutgef~t~e, die am fremden 0rt in kalkreichem Bindegewebe Knochen elltstehe~l lassen.

Aul~er beim Kallus finder sich der direkte (~bergang yon Knorpel in Kuochen nach meinen Untcrsuchungen nut noch bei der Um~vandlung kartilagiH~trer Exostoscn in Knochen, sowie iu Osteocho,ldrosarkomen. Auch bier konntc ich einen unmittelbaren

Abb. 16. Indirekter Ersatz des Knorpelgewebes einer kartilagin/iren Exostose (Pat. It. Kr.) dutch Lamellenknochen. Vgr. 1:70.

('~bcrgang s/tmtlicher Bestandteile (sowohl Zellen- wie Grundsub- stanz) des einen Gewebes in das andere feststellen. Wie beim Kallus kommt abet auch bei diesen Umwandlungsvorg~ingen neben der direkten Metaplasie eine indirckte Metaplasie vor (Abb. 16). Die hierbei zu bcobachtenden Bilder liefern uns Zerrbilder enchon- draler embryonaler Knochenbildung. Wie bei der enchondralen Knochenbildung ordnen sich in der N~the der Umwandlungszone die Knorpelzcllen in ganz eigenartigen S~ulen and Haufen an. In der unmittelbaren N~he des neugebildcten Knochens kommt es hier wie dort zu starker Speicherung des Kalkes in der Knorpel-

58 Werner Schulze :

grundsubstanz und schlieiilich zu einem Ersatz des Knorpels durch Knochen, der um Blutgef~fie und Mark herum gebildet wird. Neben der mit telbaren gibt es bei den kartilagin~tren Exostosen auch eine unmit telbare Umwandlung VOil Knorpel in Knochen. Wie der Kallus, entstehen ja auch die kart i lagin~ren Exostosen vom Periost aus (das ja friiher Periehondrium war), und diese Oemeinsamkeit mag es erkl~tren, dag wir auch bier, wie beim Kallus, eine direkte Metaplasie yon Knorpel in Knochen finden. Die neuerdings wieder fiir verschiedene Hiihnerrassen yon Mjassojedoff aufgestellte Be- hauptung des direkten 0berganges des Trachealr ingknorpels in Knochen hat schon v. Ebner widerlegt.

Z u s a m m e n f a s s u n g . 1. Die unmit telbare metaplastische Ents tehung yon Knochen

aus Bindegewcbe im menschlichen KSrper erfolgt nur aus ent- ziindlichem jungem Bindegewebe oder aus GewebsabkSmmlingen des Periostes.

2. Die gewShnliche Art der metaplastischen heterotopen Knochenbildung ist eine mit telbare nnd kommt durch Knochen- bildung um junge Blutgefii~e oder um Fasermark herum zustande. Eine unerl~iBliche Bedingung ist, dal] die Blutgef~t]e oder das Fase rmark dabei in kalkhalt iges nekrobiotisches Gewebe einwachsen, wobei alas kalkhal t ige Gewebe zur AuflSsung kommt.

3. Die beiden Formen der metaplastischen Knochenbildung lassen sich mit den beiden Hauptformen der embryonalen Knochen- bildung in Paral lele stellen. Die mit telbare Form der Knochen- bildung ist hier wie dort h~ufiger als die unmittelbare.

4. Die mit telbare Knochenbi]dung um junge Blutgefafie spielt bei der knSchernen Umwandlung des Kallus eine bedeutsame Rolle and gibt einen weiteren Anhaltspunkt itir die yon Lexer erkannte Bedeutung tier sogenaanten Bruchhyper~tmie ftir die Ausbildung eines festen Kallus.

Asada, Arch. klin. Chir. 147, H. 2 (1927). -- Bergma'nn und Rabl, Bruns' Beitr. 184 (1925). -- Burckhardt, Bruns' Beitr. 137. -- Cohn, M., Arch. klin. Chit. 112 (1919). -- Dieterich, Arch. klin. Chir. 141 (1926). -- v. Ebner, Sitzgsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturwiss. K1. 8, 72 (1875). -- Edelmann, Virchows Arch. 226, tt. 1 (1927). -- Eden, Miinch. reed. Wschr. 1924, Nr. 34. - - v. Eiselsberg, Zbl. Chir. 1923, 1707. -- Freudenberg und Gy6rgy, Erg. inn. Med. 24, 17 (1923). -- Freudenstein, Martha, Frankf. Z. Path. 2, 591 (1909). -- Gltiflner, Zbl. Chir. 1,927, 31. -- Gruber, Mitt. Grenzgeb. Med. u. Chir. 27, 762 (1914); Bruns' Beitr. 106, 484 (1917). -- Haas, Arch. Surg. 8, 535 (1924). - - Hcrzog, Georg, Klin. Wochenschr. 1928, 684. -- Hofmeister, Erg. Physiol. 10 (1910). -- Jackson, Arch. f. Anat. 1904, 133. -- Joest und Schieback, Virchows Arch. 253, 472 (1924). - -

Histol. u. exp. Uutersuchungcn zur metaplast ischen Knochenbildung. 59

Kb'n.ig, Fritz, Arch. klin. (~hir. 146, H. 2/3 (1927). - - Lidg Arch. klin. Chir. SO u. ~5. -- L~tba~'sd~, Dtsch. Pathol. Ges., S tu t tga r t 1906. - - Macewe~t, Z.org. Chit. 2(; (1924). - - Mebius, Virchows Arch. 255 (1925). - - Meyer, Max, Z. Hals- usw. t tei lk. 16. - - Mitten'stiller, Arch. klin. Chir. 122 (1923). - - Mjassq]edoff, Zbl. Pathol. 32 (1922). - - Mii~wkebcrg, Virchows Arch. 167 (1902). - - Miiller, Walther, Bruns' Beitr. 1,~0, g . 2. - - Petc~'sc~, Naturhist .-med. Verein Heidelberg, Febr. 1919 ; Histologie und mikrosk. Anatomic, II l . Abschn. Mtinchcn, Bergmann 1924; Arch. Entw.mechan. 112 (1927). - - Petrow, Arch. klin. Chir. 105 (1914). - - Pollack, Virchows Arch. 165 (1901). - - ]'ommcr, Virchows Arch. 18S3; Arch. klin. Chir. 1:~6 (1925); Z. Anat. 75 (1925). - - Posd~arifiky, Zieglers Beitr. , ~ (1905). - - Rabl, Virch. Arch. 249. Rd~bei.,, Dtscb. Z. Chir. 17S (1923). - - Riefi, Arch. klin. Chir. 1~)9, H. 4 . Rohmcr, Virchows Arch. 166 (1901). - - Itose~tstcb,, Virchows Arch. 1(;2, 100. - - Rost, Pathol. Physiol. d. (~hir. Leipzig, Vogel 1920. - - ,%'acc~'dotti und ]~'J'at~i~, Virchows Arch. 16~ (19(}2). - - ~%~c]~a/7~r, Vorles. fiber Histologie u. Histogen., Leipzig 1920. - - ,s'd~midt. M. B., Handb. d. allg. Pathol. Bd. 3; Lubar.~'d~-Oste~'tags Erg. Bd. 4, 1897 u. Bd. 5, 1898. - - Sd~5~bauer, Arch. klin. (!hit. 1~r (1923). - - ~,'dotlzc, IVc~'~to', Arch. Entw.mechan. 106 (1925). - - ,%'trotkiitter, Zbl. Pathol. 36 (1925) - - ?~'!tovia, Z. orthop. Chit. 4~S, H. 4 (1927). - - Vofl, Virchows Arch. 2(;1 (1926). - - l l ' asse~ ' , tan , , Sitzgsber. Ges. Morph. u. Physiol. Miinch. 1925; Die Fet torgane des Menschen. Z. Zellforschg 3, H. 2 (1926). - - Willicl~, Bruns' Beitr. 136 (1926). - - Zawiscl~-Ossc,itz, Z. mikrosk.-anat. Forschg.

6, It. 1 (1926). - - Zicglcr, Wiirzburger Berichte 1877. Wei tere einschl~igige Schriften bei Loxes" und v. ,%'ecmc,.