Aus der Psychiatrischen Klinik der Medizinischen Fakultat Niigata (Voxatand : Prof. Dr. R. Nakamura).

Die Verteilung der Neuroglia im menschlichen und tierisehen Riickenmark.

\,‘on

Dr. T. Kamimura. Eingegangen am 9. September 1’933.

I .

Die Aufgabe der vorliegenden Arbeit besteht darin, die Clia- struktur dca Riickenmarkcs. duen Gbiet Keuffcl im ]ahre 181 1 zuerst in bahnbrechender Weise beleuchtete. nach den neuen Cesichts- punkten spanischer Autoren einer genaueren Analyse zu unteniehen. urn auf diese Weise zur Phylogenese der Glia etwas beizutragen. Die Untersuchungen beschriinkten sich nicht nur auf den Menschen, sondern wurden bis auf die Zyklostomen ausgedehnt, wobei als Dar- stellungsmethoden, au8er spanischen Silberverfahren noch mehrere wie das von Mallorg, Held, Weigert. Piitter. Benda, Holrer, Fieand!, Alrheimer, Golgi. CajaI in Anwendung kamen.

Zunachst einiges iiber das Ruckenmark des Menschen. Be- trachtet man die wei6e Substanz, so findet man dort. ganz wie im GroS- und Kleinhimmark, die Oligodendrogliazellen am haufigsten, denen die Makro- und Mikrogliazellen der Reihe nach folgen. Charakteristisch ist dabei die Verteilung der Oligodendro- wie auch der Mikrogliazellen in der diiisen Randschicht und Gliasepten. Wahrend die letrten dort und in der Nachbarschaft seht reichlich und zwar in innigem Zusammenhang mit CefiiSen vorkommen, finden sich die ersteren darin nur spiirlich, sie lagern hauptsachlich im an- grenzenden Parenchym, ein Hinweis, d& diese Art der Clia keine

T. Kamimura : Die Verteilung der Ncuroglia uaw. %7

Verbindung mit der Pia besitzt. Die Auslaufer ihrer Zelleiber ver- zweigen sich entweder ins benachbarte Cewebe oder senden ihre keulenformig aufgeblahten EndGCe in die Nahe der CefaCe. Somit ahneln sit manchmal den Makrogliazellen, worauf bereits Horfegu im CroShirn. Schrader im Kleinhirn hingewiesen haben. In der grauen Substanz herrschen unter einzelnen Cliaarten dieselben Zahlenver- haltnisse wie in der weiCen Substanz ; dabei falit auf, dai3 die Oligo- dendrog!iazellen im Riickenmarkgrau ganz im Cegensatz zu anaeren Cegenden vie1 reichlicher ale in der woiaen Yubstanz zu finden sind. Sic stellen meistens Trabantzeiien der Nervenzellen, der CefaBe oaer der anderen Cliazellen dar und kommen zum Teil auch als interias- zikulare Clia vor. Dabei machen sich gewisse topographische Unter- schiede bemerkbar. Die Oligodendrogliazellen sind im Hinterinom etwas zahlreicher als in anderen Cebieten und treten besonders massenhaft in der Substantia geiatinosa Rolancii et centraiis auf. wo sie mancnmd gruppiert dicht unter den Ependymzelien iiegen (Abb. la u. ib). In den beiden gelatiniisen Substanzen findet man auch vie1 Mikrogliazellen. Um den zentraien Kanal lagem sic zirkuliir oder in der orokaudalen Richtung, indem sic die Gefiiae begieiten oder ale Satelliten der Nerven-, resp. anderer Gliazelien erscheinen. !n der Rolandoschen Zone sind sie auffaliend klein.

Abb. la. Kommissumler Abrchnitt der gmuen Subatanz h a obceraten Cervicalmarka bei Men- aehcn im Querachnitt. Coldaubliitp&parat. Vergr6fl~ng: 1oOX. Faaerbildende Makrogiii.

T. h i m u m :

IIl.

Die Saugetierenglia weicht nicht viel von d u des Menschen ab. Die Ependymzellen Bind stiirker entwickelt ah bei erwachsenen Menschen. senden in der bereits bekanntcn Wcise ihre Fortsatze durch die vorderen und hinteren Koxnmkux& weit peripher. um zur Bildung des mkhtigen ventden, wie auch donralen Ependymkeils zu fiihren. Sehr bemutenswert ist dabei, d d das Riickenmark eines kleineren Tieres im allgem&en wenig reichhaitig an Makro- und Oligodendmgliazellen ist, die jedoch, in die we& Substanz weit hinausgehende. dube Ausliiufu bcsitzen. Soweit es sich durch unsere Untersuchung feststellen l a c kiinnen die Oligodendroglia- zellen stets zahlreich in Substantia gelatinosa centralis et Rolandi (Abb. 2) nachgewiesen werdea Die Art und Weise der Verteiluns der Mikrogliazellen stimmt f a s t vollkommm mit der des Menschen iiberein. nur mit geringerer Zellzahl. Me- fiillt auf, daS die Zellen die den Tierspezicsen cigene GUe und Gestalt aufweisen. Wie aus Figur 4 hervorgeht, ist die Fom dea Kerns bei Rindem langlich oval, bei Kaninchen. MZusen und Meedweinchen rundlich. bei Katzen liinglich gekriirnmt. Manchmal sind die Kerne in der wei6en Substanz griihr. Eki Kaninchen und Miiusen treffen wir auch im Wei6en iifters multipolan Type- die ale CefiiSbedeiter auftreten.

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Abb. 2. Subatantis gektinosa Rolandi der Katze im Querschnitt. Hortega- Firbung. 3OOX. hgl Mikmgk. ogl Oligodendroglia. pmz posteromarginale Zelle.

1v. Bei Viigeln (Adlern. Hiihnern und Tauben) sind die drei Clia-

rellarten alle klein, aber zahlreicher als bei Saugetieren und in allen Riickenmarksabschnitten diffus verteilt. Die Ependymzellen stehen fast in der gleichen Entwicklungsstufe wie bei Saugetieren und bilden den vorderen und hinteren Ependymkeil. Die Substantia gelatinosa Rolandi ist als kiimmerliches Cebilde nur andeutungsweise angelegt : in ihm lassen eich auch die Oligodendrogliazellen auf dem Farbungs- wege dareitellen. obgleich dies stets mit gewissen technischen Schwie- rigkeiten vtrbunden ist. Uber die gliiise Struktur des Sinus rhom- boideus und Hoffmann - Kollikerschen Kernes sind wir wenig infor-

90 T. Kamimura:

miert. Duual wollte alle Sinuszellen von den Ependymelementen ableiten. Neuerdings gelang es Koyanagi, in ihnen eine gro8e Menge von Clykogen nachzuweisen. ohne dabei zur Feststellung der weite- ren feineren Natur der Zellen zu kommen. Meine diesbeziigliche Untersuchung stellt erst klar. da6 die Sinuszellen gamicht alle ein- heitlich gebaut sind, sondern ganz wie in der iiblichen Nervensubstanz die drei Arten der Clia, niimlich Makro-. Mikro- und Oligodendro- gliazellen vertreten. lm Hoffmann - KdZikerschen Keme tritt dies nicht so deutlich zu Tage. da man dort keine protoplasmabchen Zelleiber zu sehen bekommt ; es lassen sich dennoch aus den Kem- formen auch ungefiihr drei Cliaarten untemcheiden. Wie Figur 4 es wiedergibt. sind die Mikrogliazelleiber meist multipolar oder bipolar. nur selten monopolar und haben ziemlich fein venweigte Auslaufer. Ihre Keme zeigen sich rundlich, liinglich oval. zapfenfiirmig oder unregelmiiiSig dreieckig.

Abb. 3. WeiSe Substanz den Riicken- mart. h i Meerschweinchen. Hortega- Fiirbung. 3OOX. agl Oligodendroglis. sLn rncdials Gngsscptum.

V. Bei Reptilien (Schlangcn und Eidechsen) bleiben die Ependym-

zellen stets in ihrer hiichsten Entwicklungsstufe. soda8 ihre Fortsatze radiar bis an die Piaoberflache hinausgehen und dort die Crenz- membran gegen die Pia darstellen. Die Formen der Makrogliazellen schwanken in einem sehr breiten Umfange zwischen den typischen

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Ependymzellgestalten und den eigentlichen Makrogliazellformen. Dabei besitzen die meisten von ihnen neben zahlreichen radiar nach auswarta strahlenden Fortsatzen einen extra nach innen, namlich nach dem zentralen Kana1 hin gerichteten Auslaufer, ein eigenartiges Bild. das uns die Cenese der Zellen aus dem Ependym deutlich zeigt. Sonst findet man in der grauen Substanz die undifferenzierten protoplasmatischen Makrogliazellen. die gerade cine Ubergangaform von der faserbildenden Clia darstellen. Die eigenartige Form der Mikrogliazellen kann man aus Abbildung 4.5 und 6 ersehen.

Abb. 4. Skizzierte Mikrogliabild im Rirckcnmark bei vcrschiedenen Tieren. A Menach. B Rind. C Kaninchcn. D Katze. E Meerschweinchen. F Maua. G Vogcl. H Schknge. I Eidechsc. J Frosch. Padde. K Sala- mander. L Karpfen. Karauschs. M Aal. N Meergmndel. 0 Neumnge. P Sandneunange.

92 T. Karnirnura:

Abb. 5. hgl' Mikroglia (Kernteilungsfigur). ep Ependymzellen. ga Canglienzellen.

Riickenmark einer Schlange im Querschnitt Hortega-Fkirbung. 3ooX.

Abb. 6. We& Substanz des Riickenmarks einer Eidechse im Gngsschnitt. Hortega- FGrbung, 3WX. ogf Oligodendroglia. bgl Mikroglia.

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VI. Bei Amphibien (Froschen. Padden und Salamandem) sind die

Ependymzellen sehr gut entwickelt. lhre Fasern sind grob. verasteln sich sehr reichlich und erreichen die Pia. indem sie die Ependymsepta und die Crenzmembran gegen die Pia. wie auch die Cefatle bilden. Eigentliche sternformige Makrogliazellen werden vollkommen ver- mitlt. meistens liegen dislozierte Ependymzellen. selten auch bipolare Makrogliazellen (wie bei Padden, Bufo vulgaris) in der grauen Sub- stanz zerstreut. Die bipolaren Formen. die im Schrifttum wenig beriicksichtigt worden sind. vertreten wohl eine um ein Stadium weiter vorgeschrittene Entwicklungsstufe der Zellen aus dem Epen- dym. Die Mikro- und Oligodendrogliazellen sind in der weiaen, sowie auch grauen Substanz vorhanden. jedoch sparlicher als bei htiheren Tieren. Dabei bilden die Oligodendrogliazellen nur selten Cruppen oder Reihen von 2 - 3 Zellen. wahrend die Mikrogliazellen etwa das Bild ergeben. welches Abb. 4 und 7 veranschaulichen.

Abb. 7. WeiSe Substant des Riickenmarks einer Padde im Querschnitt. Hortqp-Fsrbung. 300X. hgl Mikroglia. ogl Oligodendroglia.

VII.

Bei Fischen sind die Ependymzellen ebenfalls entwickelt. lhre Fortsatze erreichen die Pia und bilden typische Ependymsepta. Bei Knochenfischen (Karpfen, Karauschen, Aalen und Meergrundeln) bieten die Makrogliazellen meistens die jiingere Ubergangsform zur eigentlichen Makroglia der hiiheren Wirbeltiere. Nach Retzius u. a.

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sollen die eigentlichen sternformigen Makrogliaz~llen vollkornmeti fehlen, eine Ansicht, die spater von Kolster und Muller widerlegt worden ist. Hoher entwickelte Makrogliaformen konnte ich auch bei Knochenfischen treffen. Gorzano fand Makrogliazellen bei Hai- fischen. Ich untersuchte verschiedene Knochenfische und konnte stets die Mikrogliazellen farberisch zur Darstellung bringen. Dahei sind die meisten von ihnen stabchenformig und kommen in der weiben. wie auch grauen Substanz sehr reichlich vor (Abb. 4). Sie liegen in der Umgebung der CefaBe besonders reichlich. Oligoden- drogliazellen finden sich auch in den beiden Substanzen und bilden selten Gruppen oder Reihen von einigen Zellen. Recht erwahnens- wert erscheinen mir die Befunde, die ich am noch unreifen Rucken- rnarke junger Aale erheben konnte. Bei solchen Tieren trifft man unregelmaflig geformte groBe unreife Mikrogliazellen. die unter voll- kommen reifen Zellexemplaren vereinzelt zerstreut vorkommen und stets in inniger Beziehung zu den CefaBen stehen. Mit Recht k6nnen sie als Mikroglioblasten bezeichnet werden (Abb. 8.9, 10). Sie lieben

Abb. 8. Subependymale Schicht der Ventrikel des Meaenzephalon eines

1.5 jihrigen Aales im Sagittalschnitt. Hortega-Fiirbung. 3ooX. a Zell- element des CefSBapparates. b. c , d, primitive Mikroglioblasten. g

BlutgefiO.

sich bei 1.5 Jahre alten Aalen uberall im Zentralnervensystem sehr reichlich, bei 3.5 Jahre alten Tieren aber nur in geringerer Anzahl

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Abb. 9. WeiBe Substanz des R.M. eines 1.5 jihrigen Aales im Quezschnitt. uw)X. hglb Mikroglioblasten. g BlutgefiiBe.

Abb. 10. Dieselbe Stelle wie Abb. 8. a Mikro- glioblast mit 2 Kernen. b. c, d, Mikroglioblasten.

Abb. 1 1 . WeiBe Substanden den R.M. eines 3.5 j. Aales im Querschnitt. 3ooX. a Mikroglia mit 3 Kernen. b. c. Mikrogii. ogl Oligodendroglia.

nachwetsrn Vcrtolgt man die einzelnen Entwicklungsstufen serien- weisc. so bernerkt man zunachst auf Abb. 9. in welcher unmittelbar benachbarten Clmgebung der Cefiile die eigenartig plumpen Zellen liegen. die noch keinerlei Fortsiitze besitzen. Abb. 8 gibt das urn einen Schntt vorgeschrittene Entwicklungsstadium wieder. Dabei zeigt u ein Lellelement eines Cefiilapparates; b. c und d vertreten alle solrhe Arten der primitiven Mikroglioblasten. die bereits mit Fortsatzen versehen. doch von den Gefiilen noch nicht vollkommen abgelost smd. Mitunter begegnen wir Mikroglioblasten mit zwei Kernen. die als amitotisch geteilte TGchterkerne aufgefaflt werden konnen (Abb. 10). Das ganze Bild scheint m. E. zu Cunsten der mesodermalen Theorie der Mikroglia zu sprechen. Bei dieser Unter- suchung fanden wir in der weilen Substanz gelegentlich auch ver- einzelte Exemplare der unreifen Cliazellen einer ganz anderen Art, die wegen ihrer deutlichen ZelleibsgrGle und schlecht differenzierten Fortsatze als Oligodendroglioblaten betrachtet werden kiinnen ( Abb. 12). Alle hier erwiihnten Zellformen treffen wir nur bei unreifen Aalen. niemals aber bci vollentwickelten Tieren.

Abb 12 Wei6e Substanz des Ruckenmarks eines I .5 jihrigen

4ales im Ldqsschnitt. Hortega-FSrbung. 3OOX. oglb Oligo- dendroblast hgi Mikrogl i

VIII.

Bet Zyklostornen (Neunaugen und Sandneunaugen) sind die F.prtid~inzellcn sehr gut entwickelt, sodat3 ihre Fortsatze bis an die

Die Verteilung der Neuroglia im menechlichen und tierlachen Riickenmark. 97

Pia hinaus gehen. Schon durch Retzius. Muller usw. sind die eigent- lichen Sternzellen makroglioser Natur beschrieben worden. Diese konnte ich auch in der grauen Substanz des Tieres beobachten. Dabei ist es hochst beachtenswert. daf3 Ubergangsformen zwischen Ependym- und Makrogliazellen vollkommen fehlen. In der weiSen und grauen Substanz sind die Mikrogliazellen. die meist Stabchen- form annehmen (Abb. 4). ziemlich reichlich vorhanden. aber haufen rich besonders massenhaft in der oberflachlichen Zone an, die mit der primitiven Pia in derekter Beriihrung Eteht. Es ist dies ein wich- tiger Befund. der auf die mesodermale Cenese der Mikrogliazellen hinweist. da bei Zyklostomen nur die primitivt Pia die Vaskularisa- tion des Parenehyms besorgt. Bei jungen Sandneunaugen (Lampetfa Plumed) gelang es mir wieder. junge Formen der Mikrogliazellen nachzuweisen, die in der Nahe der primitiven Pia lagern. Die Oligo- dendrogliazellen sind schon sparlich in der grauen, noch sparlicher in der weiijen Substanz verteilt. liegen dabei stets vereinzelt, um auf diese Weise niemals zur Bildung der Gruppen oder Reihen zu kom- men. Eigenartig war es. daf3 ich im Ruckenmark der 1.5 Jahre alten Sandneunaugen keine Oligodendrogliazellen nachweisen konnte.

IX. Meine Untersuchungsergebnisse iiber die Phylogenese der Clia

kijnnen folgendermaBen epigrammatisch zusammengefaijt werden. 1. Je weiter man die Wirbeltierstufen hinabsteigt. desto findet

man die Ependymzellen besser entwickelt. die den Charakter der aserbildenden Makrogliazellen besitzen. Die einzige Ausnahme

bilden dabei Amphibien. welche immer die hijchst entwickelten Ependymzellen zeigen.

2. Auf der stammesmaijigen Entwicklungsstrecke. die von Fischen bis zu den Reptilien hinaufgeht. sieht man verschiedene Stufen der Formentwicklung der Makrogliazellen. Bei Vogeln, Sauge- tieren und Menschen zeigen die Zellen die eigentiimliche Sternform. obwohl man schon bei Zyklostomen wie auch Fischen mitunter auch eine solche zu sehen bekommt.

Nur von den Reptilien an aufwarts treffen wir die protoplas- matischen Makrogliazellen in der grauen Substanz. Nur wenig diffe- renziert sind sie aber bei Reptilien.

Das Riickenmark der erwachsenen Wirbeltiere enthalt keine jungen werdenden, sondem nur fertigen Formen der Mikro- und Oligodendrogliazellen. Bei jungen niedersten Wirbeltieren. wie Aa- len und Sandneunaugen. kijnnen dagegen junge Mikro- und Oligo-

3.

4.

98 T. Karnirnura

dendrogliazellen noch in ihrem Werdegung (Mikro- und Oligoden- droglioblasten) nachgewiesen werden.

5. Die Mikrogliazellen kommen bei Menschen, Saugetieren, Viigeln und Zyklostomen reichlich. bei Fischen besonders massenhaft vor. wahrend rie bei Reptilien und Amphibien verhaltnismaaig spk- lich sind. lm allgemeinen lagern sic dabei in der grauen Substanz haufiger ale in der weifien; nur bei Fischen und Zyklostomen be- merkt man keinen Unterschied zwischen den beiden Ruckenmarks- abschnitten.

6. Phylogenetisch weisen die Mikrogliazellen eine innige Be- ziehung zur Pia und zu den CefaBen auf. Sie vermehren sich nicht durch die mitotische. sondem amitotische Kernteilung, deren typische Figuren aych im reifen Ruckenmark mitunter anzutreffen sind. Form und CrijBe der Mikroglia sind fur einzelne Tierklassen, ja auch fur Ordnungen charakteristisch. Die h6her entwickelten Tiere haben stets die Mikrogliazellen mit auaerordentlich komplizierten Cezwei- gen. Bei Menschen und Sliugetieren findet man Zellexemplare mit liinglich ovalen oder mndlichen Kernen am hiiufigsten.

Bei niederen Wirbeltieren sind die Oligodendrogliazellen im Ruckenmark sparlich und zeigen selten die Tendenz, Cruppen oder Reihen zu bilden. Sic kommen im Ruckenmarksgrau vie1 zahl- reicher als im Gro& und Kleinhimgrau vor, eine Erscheinung. die bei htiheren Tieren besonders auffallt. Sie lassen sich in der Umgebung des Zentralkanals reichlich nachweisen und bilden da bei hoheren Tieren Zellgruppen.

8. In der Substantia gelatinosa Rolandi finden sich die Mikro- und Oligodendrogliazellen in betrachtlicher Anzahl.

9. Im Ruckenmark eines reifen Wirbeltieres lassen sich die Kernteilungsfiguren der Oligodendrogliazellen nie beobachten. In der weif3en Substanz zeigen sich die Oligodendrogliazellen deutlicher entwickelt als in der grauen. In der Umgebung der GefaBe in der weii3en Substanz ahneln sie mitunter ziemlich stark den Makroglia- elementen. lm allgemeinen sind die Oligodendrogliazellen rundlich oder oval, weisen keine speziesbedingte Eigentiimlichkeiten auf. Bei niederen Tierklassen sind sie stets klein, was besonders bei Fischen und Zyklostomen der Fall ist.

Die Mikrogliazellen scheinen mir einen mesodermalen Ur- sprung zu besitzen.

7.

10.

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