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Jg. 2~, Heft z7/2o WOLPEm, Elektronenmikroskopische Darstellung elastischer Gewebselemente. 16 9 Mai z944 Methode angestellten Versuche zu erweltern, weil durch meine damalige Versuchsanordnung, n~imlich vom Sektionsgut stammende Nieren zu verwenden, zu MiBdeutungen der Er- gebnisse geffihrt hat. So schreibt Fm~SEN in Nr. 44/45 dieser Zeitschrift: ,,Und wenn E. FAHR in den~ Bowmanschen Riiu- men .nach Hitzefixierung ,,normaler" Nieren geronnene Massen sah, so k6nnen wlr das nicht nut ffir ,,unrichtlge" Bilder, sondern mif RANDERATH und BRSDER ffir elne glomerul[ire Ausseheidung halten, da wit wissen, dab auch eine krankhafte Ausscheidung am Glomerulus keine morphologischen Kri- terien zu bieten braucht, -- er also seine normale Struktur beh~ilt --, und die zuniichst erscheinenden felnmolekularen Polypeptide und Albumine dureh Hitzeeinwirkung koaguliert und erst dann histomorphologiseh naehweisbar werden." Dieser Einwand ist solange berechtigt, wie zur Prfifung der Methode Nieren menschlieher Lelchen verwandt werden, da hier ja mit Sicherheit eine leichte degenerative Ver~_nderung der t~Iieren nie ausgeschlossen werden kann. Um dlesem Ein- wand zu begegnen, habe ieh nun Nieren yon gesunden Meer- sghweinchen der gleichen Methode unterworfen und kam zu folgendem Ergebnis: Die kalt fixierten Nieren b0ten keine Besonderhelten, die Bowmanschen Kapselr~iume, die nut elnen sehmalen Spalt darstellten, wurden leer gefunden. Wa- ten die Nieren gekocht worden (in Wasser oder Formol), wiesen die Glomeruli wesentlich breitere Kapselr~iume auf, die Kn~iuel waren erheblich kleiner als bei den kalt fixierten Material. In den Kapselr~iumen waren deutlich erkennbare geronnene EiweiBmassen zu sehen. Das Auftreten dieser Ei- weiBmassen m6chte ich zwa'nglos so deuten, dab die kleiner werdenden, durch die I-Iitzewlrkung schrumpfenden Schlin- gen Plasma auspressen, welches dann im Kapselraum gerinnt. Es ist eigentlich gar nicht vorstellbar, dab etwa beim Schrump- fen der Schlingen kein Plasma austreten sollte, denn Flfissig- keiten sind ja bekanntllch nicht oder wenigstens praktisch nicht komprimierbar. Dutch diese Versuche (Verwendung gesunden Tiermaterials, Beobachtung deutlicher Schrump- lung der Schlingen) schien es mir sehr~wahrscheinlich, dab es nicht zul~issig sei, auf dem Boden der so erhobenen EiweiB- befunde im Glomerulus yon einer intravitalen Eiweil3aus- scheidung zu sprechen. Da abet eine ganz.e Reihe yon Er- gebnissen der modernen Nierenforschung sich zum Teil auf diese Methode stfitzen, schlen es niir angezeigt, noch weitere Versuche anzustellen. Es muBte versucht werden, eine Me- thode zu finden, welche eine Hitzekoagulation eventuell im Bowmanschen Raum vorhandener EiweiBmassen zulieB, ohne dab gleichzeitig eine Schrumpfung der Schlingen mit Aus- pressen yon Plasma in den Bowmansehen Raum beffirchtet werden muBte. Um dies zu erreichen, ging ich folgender- maBen vor: Die Nieren normaler Meerschweinchen wurden unfixlert einlge Minuten nabh dem Tode des Tieres auf dem Gefriermikrotom mlt unterkfihltem Messer geschnltten. Hier- bei waren EiweiBverluste nicht zu beffirchten, dadas Pr~i- parat ja nicht mit Flfissigkeiten, die es h~itten herausl6sen k6nnen, zusammenkam, andererseits konnte auch elne Schrump- lung des Gewebes mit ihren geffirchteten Folgen (die ja aueh bei der fiblichen Behandlung mat Fixlerungsflfissigkeiten hie ganz ausgeschlossen werden k6nnen) nieht eintreten. Nach- dern der Schnitt angetrocknet war, wurde er trocken erhitzt. Eine Schrumpfung brauchte wegen des voraufgegangenen An- klebens der Schnitte auf dem Objekttr~iger nicht mehr be- ffirchtet zu werden. Darauf wurde wie fiblich gef~irbt. Es zeigte sich nun, daB die Glomeruli die Bowmansehen R~iume fast vollst~indig ausffillten, der Kapselraum stellte nut einen ganz schmalen Spalt dar, in welehem geronnenes EiweiB nicht nachgewiesen werden.konnte. Um ganz sicher zu gehen, daB aueh tats~ichlich eine Gerinnung eingetreten war, untersuchte ieh die Priiparate noch fluoreszenzmikroskopisch und konnte an sSmt]iehen Nierenabschnitten die ffir EiweiBgerinnung so typisehe helle weiBliche Fluoreszenz feststellen, wie ich sle in einer frfiheren Arbeit eingehend beschrieben habe. Einem eventuell zu erhebenden Einwand m6chte ich von vornherein begegnen. BR6DER berichtet in selner Arbeit von F~llen, in welchen er trotz Kochens jn den Kapseln kr EiweiB gefunden hat. Obwohl ich trotz zahlreicher Versuche nach Kochen normaler Nieren stets EiweiB in den Bowmanschen Riiumen sah, k6nnte ich rnir vorstellen, dab auch real bei sehr geringer Blutffille des Glomerulus trotz der Schrumpfungsprozesse nur sehr geringe Plasmamengen ausgepreBt werden, die sich~der Beobachtung eventuell entziehen k6nnen. Wichtig ist meines Erachtens auch die L~xlge der Kochzeit. Die St~irke der Schrumpfung wird nattirlich mit der L~inge der Kochdauer zunehmen. Aus diesen Ergebnissen m6chte ich den SchluB ziehen, dab ein Kochen der Nieren zum Zwecke der EiweiBfixierung in den Bowmanschen RSumen zu unrichtigen Ergebnissen ffihren muB. Man ist nie in der Lage, mit Sicherhelt anzu- geben, ob die auf dlese Welse gefundenen EiweiBmassen intravital in den Kapselraum gelangt sind, oder ob sie als in der geschilderten Weise entstandenes Kunstprodukt aufgefal3t werden mfissen. Ich m6chte im Rahmen dieser kurzen Mitteilung noch nlcht auf die praktische Anwendung det ver~nderten Methode eingehen, ieh habe aber vor, dies in einer sp~teren Arbeit zu tun. ZUR ELEKTRONENMIKROSKOPISCHEN DARSTELLUNG ELASTISCHER GEWEBSELEMENTE*. Von C. WOLPERS. Aus der Medizinlschen Unlversitiitsklinik, Heidelberg (Dir.: Prof.Dr. R. SIEBECK) und dem Laboratoriumf/it l~Ibermlkroskopie der Siemens& HalskeAG., Berlin- Spandau. Die elastischen Gewebselemente des menschlichen und tierischen K6rpers kommen als Fasernetze und Membranen vor. Die Elastizlt~it der Haut, der Lungen und anderer Organe die Windkesselfunktionen der artiellen BlutgefiiBe -- um nur einige Beispiele zu nennen -- sind auf das Vorhandensein und das Wirken dleser Gerfistsubstanzen zurfickzuffihren. Altersveriinderungen und Erkrankungen z. ]3. des arteriellen Systems gehen mit morphologisch charakterisfisehen Sch~idi- gungen des elastischen Gewebes einher, deren elektronen- mikroskopisehe Analyse noch fiussteht.. Der Feinbau normal beschaffener, elastischer Fasern ist mit indirekten Struktur- forschungsmethoden eingehend untersucht worden. Polari- sationsoptisch (ScHMIDT U. a.) und r6ntgenographisch (KoLPAK U. a.) ist man bis zum molekularen Feinbau der entspannten oder gedehnten Objekte vorgedrungen und hat die elastischen * Professor Dr. W. J. Schmi~it zura 60. Geburtstag. Eigenschaften dieser Gewebselemente mat Ordnungsvorgiin- gen in der Feinstruktur erkl~iren k6nnen.- R6ntgenographische Untersuchungen mit der Kleinwinkelmethode (KtlATKY U. a.), die auch ffir die Etektronenmikroskopie yon besonderer Be- deutung sind, liegen jedoch unseres Wissens von elastischen Fasern nicht vor. Wenn wir hier erste elektronenmikrosko- pische Befunde yon normalen, ungedehnten elastischen Fasem und elastischen Gef'aBmembranen beschreiben, so sind wir uns der Grenzen der neuen Methode bewuBt. Den wesent- lichen Fortschritt sehen wir in einer Grenzerweiterung der lichtmikroskopischen Histo!ogie his zum makromolekfllaren Bereich, die wesentliche Aufgabe in der Mitarbeit am Aufbau einer elektrone.nmikroskopischen Gewebeforsehung. Dar- fiber hinaus werden vergleichende Betrachtungen zwischen indirekt und direkt gewonnener Untersuchungsergebnisse ffir die Faserforschung wiehtig sein.

Zur Elektronenmikroskopischen Darstellung Elastischer Gewebselemente

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Page 1: Zur Elektronenmikroskopischen Darstellung Elastischer Gewebselemente

Jg. 2~, Heft z7/2o WOLPEm, Elektronenmikroskopische Darstellung elastischer Gewebselemente. 16 9 Mai z944

Methode angestellten Versuche zu erweltern, weil durch meine damalige Versuchsanordnung, n~imlich vom Sektionsgut stammende Nieren zu verwenden, zu MiBdeutungen der Er- gebnisse geffihrt hat. So schreibt Fm~SEN in Nr. 44/45 dieser Zeitschrift: , ,Und wenn E. FAHR in den ~ Bowmanschen Riiu- men .nach Hitzefixierung ,,normaler" Nieren geronnene Massen sah, so k6nnen wlr das nicht nut ffir , ,unrichtlge" Bilder, sondern mif RANDERATH und BRSDER ffir elne glomerul[ire Ausseheidung halten, da wit wissen, dab auch eine krankhafte Ausscheidung am Glomerulus keine morphologischen Kri- terien zu bieten braucht, - - er also seine normale Struktur beh~ilt - - , und die zuniichst erscheinenden felnmolekularen Polypeptide und Albumine dureh Hitzeeinwirkung koaguliert und erst dann histomorphologiseh naehweisbar werden." Dieser Einwand ist solange berechtigt, wie zur Prfifung der Methode Nieren menschlieher Lelchen verwandt werden, da hier ja mi t Sicherheit eine leichte degenerative Ver~_nderung der t~Iieren nie ausgeschlossen werden kann. Um dlesem Ein- wand zu begegnen, habe ieh nun Nieren yon gesunden Meer- sghweinchen der gleichen Methode unterworfen und kam zu folgendem Ergebnis: Die kalt fixierten Nieren b0ten keine Besonderhelten, die Bowmanschen Kapselr~iume, die nu t elnen sehmalen Spalt darstellten, wurden leer gefunden. Wa- ten die Nieren gekocht worden (in Wasser oder Formol), wiesen die Glomeruli wesentlich breitere Kapselr~iume auf, die Kn~iuel waren erheblich kleiner als bei den kalt fixierten Material. In den Kapselr~iumen waren deutlich erkennbare geronnene EiweiBmassen zu sehen. Das Auftreten dieser Ei- weiBmassen m6chte ich zwa'nglos so deuten, dab die kleiner werdenden, durch die I-Iitzewlrkung schrumpfenden Schlin- gen Plasma auspressen, welches dann i m Kapselraum gerinnt. Es ist eigentlich gar nicht vorstellbar, dab etwa beim Schrump- fen der Schlingen kein Plasma austreten sollte, denn Flfissig- keiten sind ja bekanntllch nicht oder wenigstens praktisch nicht komprimierbar. D u t c h diese Versuche (Verwendung gesunden Tiermaterials, Beobachtung deutlicher Schrump- lung der Schlingen) schien es mir sehr~wahrscheinlich, dab es nicht zul~issig sei, auf dem Boden der so erhobenen EiweiB- befunde im Glomerulus yon einer intravitalen Eiweil3aus- scheidung zu sprechen. Da abet eine ganz.e Reihe yon Er- gebnissen der modernen Nierenforschung sich zum Teil auf diese Methode stfitzen, schlen es niir angezeigt, noch weitere Versuche anzustellen. Es muBte versucht werden, eine Me- thode zu finden, welche eine Hitzekoagulation eventuell im Bowmanschen Raum vorhandener EiweiBmassen zulieB, ohne dab gleichzeitig eine Schrumpfung der Schlingen mit Aus- pressen yon Plasma in den Bowmansehen Raum beffirchtet

werden muBte. Um dies zu erreichen, ging ich folgender- maBen v o r : Die Nieren normaler Meerschweinchen wurden unfixlert einlge Minuten nabh dem Tode des Tieres auf dem Gefriermikrotom mlt unterkfihltem Messer geschnltten. Hier- bei waren EiweiBverluste nicht zu beffirchten, d a d a s Pr~i- parat ja nicht mit Flfissigkeiten, die es h~itten herausl6sen k6nnen, zusammenkam, andererseits konnte auch elne Schrump- lung des Gewebes mit ihren geffirchteten Folgen (die ja aueh bei der fiblichen Behandlung mat Fixlerungsflfissigkeiten hie ganz ausgeschlossen werden k6nnen) nieht eintreten. Nach- dern der Schnitt angetrocknet war, wurde er trocken erhitzt. E ine Schrumpfung brauchte wegen des voraufgegangenen An- klebens der Schnitte auf dem Objekttr~iger nicht mehr be- ffirchtet zu werden. Darauf wurde wie fiblich gef~irbt. Es zeigte sich nun, daB die Glomeruli die Bowmansehen R~iume fast vollst~indig ausffillten, der Kapselraum stellte nu t einen ganz schmalen Spalt dar, in welehem geronnenes EiweiB nicht nachgewiesen werden.konnte. Um ganz sicher zu gehen, daB

a u e h tats~ichlich eine Gerinnung eingetreten war, untersuchte ieh die Priiparate noch fluoreszenzmikroskopisch und konnte an sSmt]iehen Nierenabschnitten die ffir EiweiBgerinnung so typisehe helle weiBliche Fluoreszenz feststellen, wie ich sle in einer frfiheren Arbeit eingehend beschrieben habe. Einem eventuell zu erhebenden Einwand m6chte ich von vornherein begegnen. BR6DER berichtet in selner Arbeit von F~llen, in welchen er trotz Kochens jn den Kapseln kr EiweiB gefunden hat. Obwohl ich trotz zahlreicher Versuche nach Kochen normaler Nieren stets EiweiB in den Bowmanschen Riiumen sah, k6nnte ich rnir vorstellen, dab auch real bei sehr geringer Blutffille des Glomerulus trotz der Schrumpfungsprozesse nur sehr geringe Plasmamengen ausgepreBt werden, die sich~der Beobachtung eventuell entziehen k6nnen. Wichtig ist meines Erachtens auch die L~xlge der Kochzeit. Die St~irke der Schrumpfung wird nattirlich mit der L~inge der Kochdauer zunehmen.

Aus diesen Ergebnissen m6chte ich den SchluB ziehen, dab ein Kochen der Nieren zum Zwecke der EiweiBfixierung in den Bowmanschen RSumen zu unrichtigen Ergebnissen ffihren muB. Man ist nie in der Lage, mit Sicherhelt anzu- geben, ob die auf dlese Welse gefundenen EiweiBmassen intravital in den Kapselraum gelangt sind, oder ob sie als in der geschilderten Weise entstandenes Kunstprodukt aufgefal3t werden mfissen.

Ich m6chte im Rahmen dieser kurzen Mitteilung noch nlcht auf die praktische Anwendung det ver~nderten Methode eingehen, ieh habe aber vor, dies in einer sp~teren Arbeit zu tun.

Z U R E L E K T R O N E N M I K R O S K O P I S C H E N D A R S T E L L U N G E L A S T I S C H E R G E W E B S E L E M E N T E * . Von

C. WOLPERS.

Aus der Medizinlschen Unlversitiitsklinik, Heidelberg (Dir. : Prof.Dr. R. SIEBECK) und dem Laboratorium f/it l~Ibermlkroskopie der Siemens & Halske AG., Berlin- Spandau.

Die elastischen Gewebselemente des menschlichen und tierischen K6rpers kommen als Fasernetze und M e m b r a n e n vor. Die Elastizlt~it der Haut, der Lungen und anderer Organe die Windkesselfunktionen der artiellen BlutgefiiBe - - um nur einige Beispiele zu nennen - - sind auf das Vorhandensein und das Wirken dleser Gerfistsubstanzen zurfickzuffihren. Altersveriinderungen und Erkrankungen z. ]3. des arteriellen Systems gehen mit morphologisch charakterisfisehen Sch~idi- gungen des elastischen Gewebes einher, deren elektronen- mikroskopisehe Analyse noch fiussteht.. Der Feinbau normal beschaffener, elastischer Fasern ist mit indirekten Struktur- forschungsmethoden eingehend untersucht worden. Polari- sationsoptisch (ScHMIDT U. a.) und r6ntgenographisch (KoLPAK U. a.) ist man bis zum molekularen Feinbau der entspannten oder gedehnten Objekte vorgedrungen und hat die elastischen

* Professor Dr. W. J. Schmi~it zura 60. Geburtstag.

Eigenschaften dieser Gewebselemente mat Ordnungsvorgiin- gen in der Feinstruktur erkl~iren k6nnen.- R6ntgenographische Untersuchungen mit der Kleinwinkelmethode (KtlATKY U. a.), die auch ffir die Etektronenmikroskopie yon besonderer Be- deutung sind, liegen jedoch unseres Wissens von elastischen Fasern nicht vor. Wenn wir hier erste elektronenmikrosko- pische Befunde yon normalen, ungedehnten elastischen Fasem und elastischen Gef'aBmembranen beschreiben, so sind w i r uns der Grenzen der neuen Methode bewuBt. Den wesent- lichen Fortschrit t sehen wir in einer Grenzerweiterung der lichtmikroskopischen Histo!ogie his zum makromolekfllaren Bereich, die wesentliche Aufgabe in der Mitarbeit am Aufbau einer elektrone.nmikroskopischen Gewebeforsehung. Dar- fiber hinaus werden vergleichende Betrachtungen zwischen indirekt und direkt gewonnener Untersuchungsergebnisse ffir die Faserforschung wiehtig sein.

Page 2: Zur Elektronenmikroskopischen Darstellung Elastischer Gewebselemente

17o WoLveS, Elektronenmikroskopische Darstellung elastischer Gewebselemente. Klinische Wochenschrift

Die innige Verflechtung kollagener und elastischer Gewebs- elemente, sowohl in den groBen Blutgef~iBen wie auch im Nackenband der Rinder haben uns gezwungen, ftir die elektro- nenmikroskopische Darstellung zuniichst Isolierungsmethoden anzuwenden. Nach zahlreichen, wenig befriedigenden Versu- chen w~ihlten wir die Hauptschlagader gesunder M~use als gfinstiges Untersuchungsobjekt. Die Isolierung der elastischen Gewebselemente getang am schonendsten mit d e r Salzsiiure- pepsinmethode (o,5 g Pepsin sicc. in IOO ccm o,2%ige HCL, 48 Stunden bei 37~ Nach dieser Verdauung wurden die Aor- ten mit I%ige r Os~niumtetroxyd- oder i o%ige r Formalin- 16sung fixiert. Die Zerkleinerung der elastischen Bestandteile erfolgte durch Zupferi oder besser mit einem hochfrequenten, magnetostriktiven Schallgeber (7,5 kHz) in destilliertemWasser. Nach Sedimentation der erhaltenen Suspension mittels Zentri- fuge erfolgte die Untersuchung im l~bermikroskop.

\~:~hrend die kollagenen Bindegewebsfibrillen im Elektro- nenmikroskop bei hohen Vergr6Berungen regelm~iBig eine rhythmische Quergliederung mit mindestens vierfach unt~r- feilten Perioden erkennen lassen (Abb. i) , fehlt den elastischen Fasern und elastischen Membranen ein ~hnlich markanter Feinbau (Abb. 2 bis 4). Dutch das Vorhandensein oder Fehlen der Querstreifung sind kollagene und elastisehe Fasern elektro- nenmikroskopisch ohne f~irberische Vorbehandlung zu unter- scheiden. Kollagene Fasern setzen sich stets liktorenbtindel- artig aus relativ starren, nie sich verzweigenden Elementar- fibrillen zusammen, deren Breite je nach Gewebeart zwisehen 2o und zSO m#** schwankt.

Abb. L Kotlagene FibrilIen aus normaler Kaninchensehne. Osmlumfixatiom Typische Quergliederung. 3129/43. Vergr6t~erung 5oooo: I . .

Elastische Fasern sind im Elektronenmikroskop meist homogen (Abb. 2). Biegsam verzweigen sie sich zu mannig- faltig geformten Bildungen, ~bermolekulare EIementarbau- steine *con untereinander anniihernd gleichartiger, fibrillenfihn- lich isolierbarer Beschaffenhelt sind mit zuverliissiger RegeI- mfii]igkeit nicht festzustellen. Zwar kann man nach Yerdauung gelegentlich fibrilI~r aufgeteilte Fasern beobachten. \u haben abet nicht den Eindruck gewonnen, dab es sich um natfirlich vorgebildete, fibermolekulare Feinstrukturen handelt, da die Befunde n ich t sicher" reproduzierbar waren. Das Auftreten einer L~ingsstreifung nach Osmniumfixation und einer Liings-. streifung nach Orceinfiirbung besprechen wit spiiter. Hier sei hervorgehoben, dal3 die Bildung dieser verschiedenen Liings- strukturen naeh verschiedener Vorbehandtung das Vorhanden- sein unsichtbar bleibender, molekularer Elementarbausteine yon gewisser, l~ngsparaIleler Ausrichtung wahrscheinlich maehen.

Abb. 2. Elastische Fasern aus Aorta (Maus). Salzs~urepepsin. Osmiumfixation (i h). Bischofsstabform. Plattenf6rmige Faserverbreiterung (Bildmitte), Ver- einzelt Salzniederschliige. a = angedaute kollagene Fibrille ohne Querstreifung.

5688]43. VergrOl~erfing 25ooo : I .

Die Breite der elastischen Fasern wechselt sehr. Im Rinder- nackenband fanden wir als feinstes ein 8 m/* breites F~serchen, ohne dab wir aber die Gewil3heit haben, bei weiteren Unter- suchungen nicht noch schm~ilere zu finden. Im gleichen Ob- jekt sind lichtmikroskopisch bis zu i z / z also 12 ooo m# breite Fasern festgestellt worden, so dab die Breite der elastischen Faser urn den Faktor iooo schwanken kann. Verjfingungen, Verbreitungen, Verschmelzungen und Aufzweigungen sind ffir die elastischen Fasern ebenso charak~eristisch wie der Wechsel fiidiger und membran6ser Bildungen im Verlauf der gleichen Faser. (Abb. 2, Bildmitte). Solcher Formenreichtum ist m6g- lich, wenn die Elementarbausteine klein bleiben und nicht zu fibermolekularen Strukturenbausteinen, wie etwa in den kolla- genen Fibrillen, geordnet y~r

Die Verquickung yon Faser und Membran wird deutlich, wenn wir den elektronenmikroskopisch erkennbaren Feinbau der elastischen Gefdflmembran ansehen (Abb. 3). Sie sind mit den pl~ttenf6rmigen Ausbreitungen der Fasern (Abb. 2) nicht zu verwechseln. Charakteristisch ist das Vorhandensein einer besonderen etastischen Grundhaut, die in der M~iuseaorta etwa 15 bis 25 m/~ dick ist und gelegentlich feine L6cher hat. Auf oder in diese Grundhaut sind in wechselnder Dichte kurze Fasern gelagert, die etwa 15 bis 15o m# breit sind und eine L~mge yon o,3 bis etwa 4 # erreichen. Uberg~nge zu gr6fleren Fasern, die sich dann v o n d e r Grundhaut 16sen, scheinen vor- zukommen. Der Faserbelag v(irkt doppelseitig, Wie eine gr6Bere Bilderzahl aus verschiedenen Pr~iparaten 'beweist, handelt es sieh nicht um pr~iparativ erzeugte Faserbruchstficke, ~sondern urn naffirliche Bildungen der elastischen Substanz. Die Membranfasern halten untereinander gewisse Abst~inde und bilden keine Netze. Sie sind oft angedeutet parallel aus- gerichtet. Die Grundhaut "ist elektronenmikroskopisch ohne eindeutig siehtbare Eigenstruktur, f~llt aber leicht dureh eine starke Faltenbitdung auf, die bei der Trocknung auf dem Ob- jekttr~iger entsteht. In Abb. 3 ist allerdings eine faltenfreie Stelle gewfihlt worden, um die kurzen Fasern tiberzeugend zu zeigen. Die in Abb. 3 weiterhin erkennbaren k6rnigen Ge- bilde von wechselnder Schattendichte sind tells Salze, tells wohl zuf~illig dort haften gebliebene Res te unverdauter Ge- websbestandteile. Weitere Untersuchungen mfissen kl~iren, ob die elastlsche" Substanz auch in K6rnerform vorkommt. Bei der beschriebenen Pr~iparationstechnik konnten wir elastische Fasern mit membranSser AuBen- und axialer Innen- schicht nicht beobachten. Nach sog. Dtirl~schen Fasern haben wir nicht gesucht.

Page 3: Zur Elektronenmikroskopischen Darstellung Elastischer Gewebselemente

Heft 17/2o WOLPER8, Elektronenmikroskopische Darstellung elastischer Gewebselemente. 171 Jg" 23Mai 1944

Gegeniiber de r Bestrahlung mit Elektronenstrahlen im Hochvakuum sind dickere elastische Fasern empfindlicher als iihnlich dicke kollagene Fibrillenbanflel. In ersteren treten schaumig-vakuolige Strukturen auf. Bei ausreichend diinnen Objekten ist keine Yeriinderung sichtbar. Gegenaber Ein-

Abb. 3. Elastische GeffiBmembran aus Aorta (Maus). Salzsiiurepepsin. Osmium- fixation (x h). Kurze elastische Fasern mit elastischer Grundhaut. Die Grundhaut

ist hier ohne Faltenbildung. 5673]43. Vergr6Berung: 15ooo:I.

wirkungen hochfrequenter Schallwellen sind elastische EIe- mente ebenfalls empfindlieher als kollagene. Erstere zerfallen leichter und vorwiegend in Querbruchst~cke.

Lichtmikroskopisch wurde beobachtet, dab die elastischen Fasern nach Einwirkung yon Osmiumtetroxydl6sungen ein k6rniges Aussehen annehmen (MAxIMOW). ' I n Erweiterung dieses Befundes kann man elektronenmikroskopisch fest- stellen, dab nach etwa iostiindiger Einwirkung einer I~oigen Osmiumtetroxydl6sung auf die, durch Verdauung isolierten Fasern eine charakteristische Ldngsstreifung durch Ablagerung schattendichter Substanzen, vorwiegend auf der Faserober- fl~iche, auftritt (Abb. 4 A). An Membranen konnten wir aber keinen, besonderen Befund nachweisen. In Originalbildern ist nach kurzer Osmiumbehandlung diese Liingsstreifung der Fasern gleichfalls eindeutig, jedoch schw~icher zu erkenfien. Nach mehrtggiger' Osmiumfixation und Vermeidung der Schallbehandlung bedeekt ein dichter, k6rniger Mantel

schattendichter Substanzen die ganze Faser. Nach Formol- fixation ist eine Anlagerung und Impregnation mit iihnlichen Substanzen nicht zu beobachten (Abb. 4B). Bei den schatten- dichten Substanzen der Osmiumliingsstreifung handelt es sich wahrscheinlich um OsO2-u die durch ihre be- vorzugte Anlagerung an der Faseroberfl~iche den liingsgeglie- derten Grundbau vortibergehend deutlicher werden lassen.

Orcein (Schering) in salzsaurer - - alkohoIische L6sung - - besteht nach Auftrocknung auf den Objekttr~igein des Elek- tronenmikroskops aus runden, el iptischen oder polygonal be- grenzten K6rnern y o n relativ geringer Schattendichte und einer Durchmessergr613e yon 36 his 23o m#. LiiBt man, um die Brauchbarkeit yon bewiihrten Farbstoffen der Licht- mikroskopie for die Elektronenmikroskopie zu priifen, diese Orceinl6sung auf formolfixierte, isolierte elastische Fasern wirken und differenziert mit absolutem Alkohol, dann erhiilt m a n Bilder wie in Abbildung 4C. Im Vergleich mit AbE- 4 B ist eine diffuse Kontrasterh6hung der elastischen Gewebselemente nach Orceinfiirbung eindeutig festzustellen. AuBerdem wird der faserige Grundbau durch das Sichtbar- werden einer groben Liingskliiftung angedeutet. Die sonst glatte Faseroberfliiche ist unregelm5Big geh6ckert, indem die Farbstoffkristalle rich auf der Faseroberfliiche niedergeschlagen haben. Es ist aber damit zu rechnen, dab die Farbl6sung auch in die elastische Substanz eingedrungen ist, da die Grundhaut tier Gef/iBmembranen nach Orceinbehandlung ohne Oberfliichenh6ckerung eine mosaikartig getiipfelte Kon- trasterh6hung zeigt. Die kolhgenen Fibrillen dagegen bleiben unveriindert. FiJrdie weitereEntwicklung derelektronenmikro- skopischen Gewebeforschung ist dieses Ergebnis wichtig. Der relativ spezifische Farbstoff der Liehtmikroskopie ergibt elektronenmikroskopisch eine gleichfalls spezifische Kontrast- erh6hung und erleichtert so das Auffinden elastischer Gewebs- elemente.

Zu, sammenfassung: Normale elastische Gewebselemente, besonders aus M~iuseaorten, wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Man kann elastische Fasern mit membranf6rmigen Ausbreitungen und elastische Membranen mit eingelagerten, kurzen elastischen Fasern unters&eiden. Die elastischen Gewebselemente sind meist homogen. Eine echte fibrilliire Feinstruktur aus iibermolekularen, selbst~indigen Bausteinen, wie fie bei kollagenen Fasern zu finden ist, konnte nicht fest- gestellt werden. Nach verschiedener Vorbehandlung sind verschiedene Formen yon Liingsstrukturierungen parallel zur Faserrichtung nachzuweisen. Dieser Befund spricht jedoch

A B C AbE 4. Elastische Fasern aus Aorta (Maus). Salzstiurepepsin. A, Osmiumfixation (io h). CharakterlstischvL~ngsstreifung. B. Formolfixation.

C. Formolfixation. Orceineinwirkung. Alkoholdifferenzierung. Li~ngakliiftung. a = angedaute kollagene Fibrille. A: 215[44. B: 266]44. C: 315/44. Vergr6i]erung:.5oooo:l.

Page 4: Zur Elektronenmikroskopischen Darstellung Elastischer Gewebselemente

172 SCHROEDER, Messung der Putswel lengeschwindigkei t . KIinlsche Wochenschrlft

ffir eine e lekt ronenmikroskopisch direkt uns ichtbar ble ibende, faserige O r d n u n g im molekularen Gr6Benbereich. Die Orcein- ffirbung elast ischer Gewebse l emen te hat such fiir die Elek- t ronenmikroskopie Bedeutung.

L i te ra tur : KOLPAK, H. Kolloid Zeitsehrift 7~, I29 (I935). - -

KRATKY, O. und A. SEKORA. Journal ffir makromolekulare Chemie

t, Ix3 (1943). - - MAXIMOW, A, in Handbuch der mikroskopisehen Anatomie des Mensehen, Band II/~, 246 (I927). - - SCHMIDT, W.J. Die BausteJne des TierkSrpers im polarisierten L[cht. Bonn, I926 und Die Doppelbrechung yon Karyoplasma, Zytoplasma und MetapIasma. Proto- plasms Monogrsphien. Band II, Berlin I937. - - WOLPERS, C. Virchows Archly ]zz, 292 (I944) und Klinisehe ~Voehensehrift 1945, 624.

Verfasser dankt dem Reichsforschungsrat f~r die gew~hrte Unter- stfitzung sowie Frau M. GETHMANN ffir die experimentelle Hilfe.

M I T T E I L U N G O B E R E I N N E U E S G E P ~ T Z U R M E S S U N G D E R P U L S W E L L E N G E S C H W I N D I G K E I T .

Aus dem Chirurgisehen SonderIazarett des OKH. (Chefarzt: Oberstarzt Prof.,Dr. WACHSMUTH).

Yon W. SCItROEDER.

Ffir die Diagnost ik krankhaf ter Krelslaufzust~nde konnte gezeigt werden (R. DUESBERG und W, SCHROEDERX), dab eine klare Differenzierung derse lben mi t de r Fes ts te l lung der Puls - wel lengeschwindigkei t d e e Aorta, dee Blutdruckwer te u n d der

A. earot/a A. Rmoralls

iI Abnahmekapseln

t

�9 Spezialkondensator des Ger~ites geleitet. Dieser Kondensator besteht aus einer o,I mm dtinnen versilberten Glasplatte yon 3s mm Durchmesser, dee eine feste Metallplatte yon z6 mm Durchmes*er in einem Abstand yon etwa o,x mm gegenfibersteht. Jeder Puls bewirkt eine Ausbiegung der Glasplatte zur Metallplatte und damlt eine VergrfBerung der Kapazit/it des Kondensators. Der Kondensator liegt in einem Hochfrequenzschwin- gungskreis, der mlt elnem zweiten, dutch einen Hochfrequenzgene~rator erregten Schwingungskrels, nahezu gleicher Frequenz gegeneinanderge- schaltet ist; hierdurch entsteht im Anodenkreis (der MischrShre) eine Schwebungsfrequenz, welehe wieder auf einen nieders Schwin- gungskreis gegeben wird. Dieser letzte Kreis ist so abgestimmt, dab der Arbeitspunkt zwlsehen den Pulsen im Beginn des geradea Teiles der Reso- nanzkurve liege. Es re sultiert in diesem Kreise eine dee Pulsamplitude proportionale Spannungs~nderung, die nach Verst~rkung und GIelch- richtung der Prira~rseite eines Transformators zugeleitet wird. Auf dee Sekund~rseite erhiilt man dutch den steilen Anstleg einer Pulswelle ledig- lich einen kurzdanernden StromstoB, dee die ~3ffnung eines ReiMs hervor- ruft, bevor dee StromstoB ein Fflnftel seiner HShe erreicht hat. Durch diese nufsehr kurz danernde 0ffnung wlrd in dem Relais III (AbgiIdungD ein Stromkrels ~ in dem das ballistische Galvanometer liege - - so lange gesehlossen, his durch einen gleiehsinnigen Vorgang im Relais II (A. femo- ralis) der .ballistlsehe" Stromkreis wieder unterbrochen wird. Die Gr6Be des Zeigerausschlages des ballistischen Galvanometers ist direkt pro- portional dee Verspiitungszelt des Femoralis-Pulses gegenfiber dem Ca- rotis-Puls, Eine w~iter eingebaute automatische Retais-Einrichtung er- m6glicht es, dab immer nur ein Puls zur Messung gelangt. Selbstver- stiindlich ist eine fortlaufende photographische Registrierung m6glich, wie sie die Abbildung :~ zeigt, die glelchzeitig mit dee Atemregistrierung bei einem 35Jfihrlgen Manne aufgenommen wurde,

Abb. I. Grunds~tzIicher Au~bau des Ger~ites.

F r equenz m6gl ich ist. Blutdruck u n d Puls f requenz k6nnen unml t te lbar am Krankenbe t t gemessen werden , wiihrend die Pulswellengeschwindigkeit n u r umst i indl ich u n d ze i t raubend d u t c h Ausmessen der gleichzeit ig pho tographisch reglstr ier- ten Pulsbi lder der A. carotis u n d der A. femoralis g ew o n n en werden kann (FRANK, BROEMSER u n d RANKE, WEzLER und BOE~ER*). Deshalb wurde von uns versucht , ein Geriit zu konstruieren] das ein unmi t te lbares Ablesen der Verspi i tungs- zeit zycischen de/n Femoral is -Puls gegenfiber d e m Carof is - Puls am Krankenbe t t erm6gllcht . Das Verh~Imis der L~nge der Aorta zur Verspi i tungszei t e r g i b t die Pulswel lenge- schwindigkei t .

Beschrefbung des Gerdtes. Prinzip: NIit r ballistlsehem Galvanometer wird die Zeitdauer

elnes Stromstol3es gemessen, der yon dem Carotis-Puls ausgel~Jst und yon dem Femoralis-Puls beendet wird.

Die beiden Puls6 werden mit Hilfe yon Abnahmekapseln und Gummi- schl~iuchen, wie sie in der Sphymographie gebr~iuchllch sind, in'je einen

Abb. 2. Fortlaufende Reglstrierutlg der Puiswellengeschwlndigkeit und der Atmung ( ~ Ei~tmung) bei einem 35j~ihrigen Manne. , Die Versphtungszeit jedes Pulses ist als Ordinate gescfirleben, a ~ Versp~itungszelt in a]~o~o Sek.

a = Pulswellengeschwindlgkeit in m/Sek.

L i t e ra tu r : 1 R. DUESBERG u. W, SCHROEDER, Dtsch. MiL Arzt, 8, S27 (I943). ~ ~ K. WEZLER u. A. BOGER, Erg. Physiol. 4I, 29z (1939), weitere Literatur s. dort.