(Aus dem histologisehen und embryologischen Institut der kgl. ungarischen Uni- versit~t in Budapest [Direktor: Prof. Dr. T~z. HUZE~A] und anatomiseh-biologi- schen Institut der kgl. ungarisehen Tisza Istv~n-Universit~t, Abteilung fiir experi- mentelle Entwicklungsgeschichte und Biologie [Direktor: Dozent Dr. EMMERICH

DIE REGENERATION DES GLASKORPERS UND DIE ENTWICKLUNGSMECHANIK SEINER STRUKTUR.

Von A. G. v. I~IATOLTSY.

Mit 4 Textabbildungen.

(Eingegangen am 17. Juli 1943.)

Zur Erkl~rung der Entwicklungsmechanik des GlaskSrpers haben sich versehied~m Meinungen gebildet. Der einen Ansieht naeh soll das Gewebe, welches im Anfangsstadium der Entwieklung den S p a r zwisehen Linse und spiiterer Retina ausffillt, mesenchymalen Ursprung besitzen und durch die Augenspalte dorthin gelangt sein. Im I~ufe der Ent- wicklung gehen die Mesenehymzellen zugrunde, und ein faseriges G~llert- gewebe bleibt zuriick. KESSLER halt den GlaskSrper fiir ein Transsudat, das yon den dorthin wachsenden Blutgef~l~schlingen abgesondert wird. Die Zellen wandern selbst~ndig hinein.

Der anderen Ansieht nach stammen der GlaskSrper und seine Fasern aus den Forts~tzen ektodermaler Zellen. Aus der Basis der Zellen der inneren Retinaschich~ waehsen Ausls in Richtung der gegenfiber- liegenden Linse, die noch in der Entwicklung begriffen ist. Sie fiillen den Raum zwischen den zwei Zellschichten mit einem dichten Netz aus. TORNATOLA, RABL, FISC~EL, L]~NHOSSC, K fanden, dab die zylindrisehen Zellen der Linsenanlage kegelfSrmige Protoplasmaforts~tze in diesen Sl~lt hineinsehieben, die dort rein verfasern und an die Netzhaut anwachsen. "Denselben Standpunkt vertri t t aueh N[n~UK in einer seiner letzten Mitteilungen. Naeh FRACASSI fiihrt eine Zugkraft zu der kegelfSrmigen Ausdehnung der Retinazellen, die ausgeiibt wird yon den GlaskSrper- fasern, welche aus dem dort vorhandenen Protoplasma stammen. Dieses Netz 15st sich wahrend der weiteren Entwieklung yon der Linse ab und verliert dadurch seine Verbindung mit ihr. Es bildet sieh eine Grund- membran heraus, und der GlaskSrper differenziert zu einem selbst~ndigen Organ. Seine Fasern vermehren sieh selbst~ndig, ohne jede Beeinflussung durch die Zellen. K6~IK~R nennt den so entst~ndenen Glask6rper primitiven G]askSrper. In diesen w~chst eine Blutgef~Bsehlinge hinein, die Zwischensubstanz vermehrt sich, es erscheinen sternf5rmige Zellen, naeh deren Verschwinden Wanderzellen dorthin gelangen. Naeh den

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weiteren Versuehen beeinflul~t aueh der Gliamantel der Arteria hyaloidea die Entwieklung des GlaskSrpers.

SZrLY, STffD~I~KA und LAGUESSE halten ihn ffir Fiillgewebe, d.h. fiir ,,verdiekte und geordnete" Mesostroma. FRORIEPS Ansieht naeh entsteht aus der engen Verbindung ektodermalen und mesodermalen Gewebes eine neue Gewebeart, die er ,,definitiver GlaskSrper" nennt.

Aus diesen literarisehen Angaben geht hervor, da]~ man die EKt- wicklungsmeehanik des Glask5rpers mit den ZelIen in Verbindung bringt und seinen Ursprung im Mesoderm oder Ektoderm sieht.

Die Regeneration der Augenbestandteile hat die experimentelle Ent- wicklungsforsehung eingehend ausgearbeitet. Die Augenlinse regeneriert bei niederen Tieren in 21 Tagen aus der Iris unter dem induzierenden EinfluB der Retina (WOLFF). Die Regeneration der Cornea hat TSR5 eingehend untersueht. Er land, dal~ der Druek in der AugenhShle und die verfliissigende Wirkung des Epithels bei der Regeneration und der Ausbildung des Corne~eharakters eine wichtige Rolle spielt. Der Verlauf der Retinaregeneration ist aueh gut bekannt. Von der Regeneration des GlaskSrpers wissen wir aber noeh recht wenig.

Ich habe meine Versuehe an Angen yon Amphibien durehgeffihrt, da deren Regenerationsf~higkeit viel grSBer ist als die der hSheren Tiere. Naeh Entfernung. des GlaskSrpers und der Linse habe ieh untersueht, ob der Glaskorper regeneriert. Im Falle einer Regeneration fragt es sieh, woraus diese erfolgt und welehe Momente sie beeinflussen. Wenn nieht, so steht die MSglichkeit often, einen fremden Stoff hineinzubringen. Entweder ersetzt dann dieser den Glask6rper oder gibt eine Erkl~rung daffir, wie sich der GlaskSrper entwickelt und was die Entstehung seiner Fasern beeinfluBt. Dazu verwendete ich einen kfinstlich, aus tierischem Organismus hergestellten Wasserstoff (Kol]agen), mit dem man sehon zahlreiehe Versuche zur Untersuehung der Entwieklung faseriger Struk- turen und H~ute gemaeht hat, die sieh im Organismus bilden (HUZELLA, LENOY~.L, HAMMERSBERO, VANY6). Es fragt sieh, ob dieser fremde Stoff bei der Regeneration der Linse die induzierende Wirkung der Retina beeinfluBt, ob er als FremdkSrper wirkt, wie welt er in das Leben der benaehbarten Zellen eingreift und ob er sieh im Organismus der harmonisehen Zusammenarbeit des Zell- und Gewebelebens anpassen kann.

Versuehsstoff und Teehnik. Zu den Versuehen verwendete ich 45 gutentwickelte Triton taeniatus.

Vet der Operation bet~ubte ich die Tiere mit ~ther, indem ieh ein paar Kubikzentimeter davon in ihr Wasser gofl. Ein grSBeres Gefa~ god ich mit Paraffin aus. In eine AushShlung im Paraffin konnte man die Tiere seitlich hineinlegen und befestigen. Die Augenlider breitete ich mit klelnen Haaken auseinander und operierte unter Wasser mit einem bin- okularen Mikroskop. Mit einem auf die Seitenfl~chegedrehten GRAEFE- Messer st~eh ich zwischen Cornea un4 Sklera hindureh, ftihrte es dutch

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die vordere Augenkammer, auf der gegeniiberliegenden Seite wieder heraus und durchsehnitt die Cornea am Rand zwischen Cornea und Sklera. Bei einem Teil der Versuchstiere entfernte ich nut die Linse, bei dem anderen auch den GlaskSrper mit Hilfe eines Hakens und einer rein zugespitzten Pinzette. Nach Beendigung der Operation braehte ich die Cornea in ihre urspriingliehe Stellung zuriiek und bedeckte sie bis zum Erwachen der Tiere mit einer kleinen Glasplatte, damit die Wundr~nder sich besser zusammenlegten. Als die Wunde verheilt war, legte ieh eine feine Nadel auf die Tuberkulinspritze und spritzte eine winzige Menge Faserstoff in den Augenbulbus. Ich hielt die Tiere in seichtem Wasser bei Zimmertemperatur. Den Faserstoff (Kollagen), stellte ich nach dem Verfahren von NAGEOTTE aUS KalbSsehnen her.

Von den 45 Tieren, die zu dem Versueh verwendet wurden, ffillte ich bei 25 den Platz des GlaskSrpers und der Linse mit dem Faserstoff aus. Bei 10 Tieren hatte ich Linse und GlaskSrper entfernt, bei 10 an- deren nur die Linse.

Bei der Aufarbeitung habe ich die KSpfe der Tiere innerhalb yon 3 Wochen in verschiedenen Zeitpunkten mit Z]~KWR-Fixiermischung fixiert, mit Trichloressigs~ure dekalziniert, in Paraffin eingebettet, nach MALLORY gef/~rbt und nach dem PAP-Verfahren impr/~gniert 1

Versuchsergebnisse. Bei der mikroskopisehen Untersuehung zeig~ es sieh, dab in dem

Fall, wo sowohl die Linse als auch der GlaskSrper entfernt worden waren, die Regeneration der Linse regelm/~Big vor sieh ging. Von der Regene- ration des GlaskSrpers dagegen war niehts zu sehen. An seiner Stelle land sieh hier und da ein blau gefarbter, homogener, unter Umst/~nden faseriger Stoff, der wahrscheinlieh aus Kammerwasser, Wundaussehei- dungs- und Zellstoffwechselprodukten besteht. E s erwies sich, dal] in dem Falle, wo der k/instlich hergestellte Faserstoff den Platz der Linse und des GlaskSrpers einnimmt, dieser nach der Operation einige Tage lang homogen bleibt (Abb. 1). Nach einer Woehe bildet sich stetlenweise eine faserige Struktur (Abb: 2), die sp/~ter mit der Struktur des Glas- kSrpers fibereinstimmt. Der Membrana hyaloidea entspreehend bildet sieh eine Basalmembran heraus (Abb. 3). Die Regeneration der Linse verl/iuft ohne St5rung. Vergleicht man diese Pr/~parate mit denen, wo nur die Lhlse entfernt wurde, finder man eine auffallende ~hnlich- keit zwisehen dem unber/ihrten GlaskSrper und den kfinstlieh regene- rierten GlaskSrperfasern und ihrer Anordnung (Abb. 4).

Besprechung der Ergebnisse. Aus den Versnchen geht hervor, dab der G]askSrper aus dem k/inst-

lichen Faserstoff regeneriert. Diese Erkl/~rung der Regeneration wird

Bei der Aufarbeitung des Materials half mir die Assistentin an derUniversit/~t ~rau KAMPL, der ich hiermit meinen herzlichen Dank ausspreche.

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Abb. 1. Die an die Stelle des GlaskSrpers gebrachte ~:ollagenlSs~ng. a Cornea, b Cornea- wunde, c Iris, g homogene KollagenlSsung, g Retina.

Abb. 2. In der an die Stelle des Glask6rpers gebrachten ~7ollagenl6sung beginnen sieh Fasern zu bilden, a Cornea, b Corneawnnde, e Iris; g homogene Kollagenl6sung, g faserige

Kollagenlfsung, d Retina.

u n t e r s t i i t z $ d u r c h U n t e r s u c h u n g e n , d ie be i d e r F a s e r b i l d u n g n i c h t n u r

d ie Ze l l en , s o n d e r n a u c h die k o l l o i d c h e m i s c h e n V o r ~ n g e u n d d ie d v n a m i -

Regeneration des GlaskSrpers und die Entwicklungsmechanik seiner Struktur. 831

Abb. 3. Die Kol lagenlSsung h a t a n der Stelle des GlaskSrpers eine i h m ahnl iche S t r u k t u r a n g e n o m m e n , a Cornea, b Corneawunde , c I r ls , g faserige ~:ollagenlSsung, d Ret ina .

Abb. 4. Die urspri ingl iche S t r u k t u r des GiaskSrpers. a Cornea, b Corneawunde , I r egener ie rende Linse, e GlaskSrper, d Ret ina , c I r is .

schen Krgfte in Betracht ziehen. N~ch der ,,Ir~erzellulartheorie" (HczELLA), die dur~uf besonderes Gewicht legt, beru/ht die Entstehung

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der Faserstrukturen nur zum Teil auf der Zellt~tigkeit. Denn unab- h/~ngig vom Zelleben wird die Strukturform bestimmt durch Faktoren wie chemisehe Reaktionen und mechanisehe Zugkriifte, Str6mungen in Gasen und Fliissigkeiten, die hydrodynamische Spannungen hervor- rufen. Die Fasern und Membranen kann man also auffassen als ein Produkt aller Zellen, das unter Einwirkung dieser Faktoren aus dem interzellularen Stoff und den Ausscheidungsprodukten der Zellen ge- bildet wird.

Aus dem oben Erw~hnten geht hervor, dab die Regeneration des GlaskSrpers, die Ausbildung seiner Fasern und ihre Abgrenzung yon kolloidalen Vorggngen und mechanischen Zugkr~ften abh~ngt. Wahr- scheinlich haben die Ausscheidungsprodukte der benachbarten Zellen und das Kammerwasser einen gro~en EinfluB bei der Entstehung der kolloidalen Vorg~nge. Infolge des inneren Druckes im Auge und der StrSmung des Kammerwassers kommen die mechanischen und hydro- dynamischen Kr~fte zustande, und diese bestimmen Richtung und Form der Fasern. TSR5 wies bei der Regeneration der Cornea auf die wichtige Rolle der meehanischen Kr&fte hin. Dieselben Krgfte sollen tgtig sein bei der Entstehung der Fasern des unberiihrten GlaskSrpers (Abb. 4). Die Membrana hyaloidea entsteht nicht irffolge von Zelltgtigkeit, Proto- plasmaverdichtung oder durch Vefflechtung der Protoplasmaausl/~ufer, sondern aus dem anschwellenden kolloidalen Stoff wird infolge eines Druckes, der an der Basis der Epithelschicht auftritt, eine Basalmembran,

Weiterhin ersieht man aus den Versuchen, dab der verwendete Stoff biologisch dem Grundstoff des GlaskSrpers ~hnelt, die Regeneration der Linse aus der Iris iiberhaupt nicht stSrt und die induzierende Wirkung der Retina in keiner Weise beeinflul~t. Als artffemdes EiweiB verursacht er keine Reaktion. Er iibt keinen sch~digenden EinfluB aus auf die Lebenst/itigkeit der Zellen, and es scheint als ob die org~anisatorisehen Kr~ite des Auges aus einem vorhandenen Grundstoff die n6tige Struktur ebenso herausarbeiten kSnnen wie bei der normalen Entwieklung. Auf Grund dieser Ergebnisse kann man annehmen, dab das Eiweil3 des Glask6rpers nicht arteigen, sondern organeigen ist, genau so wie das LinseneiweiB, das in dieser Form einen Sonderfall darstellte.

In meinen ffiiheren Versuchen habe leh bewiesen, dab die primitiven Fasern und Faserstrukturen unter dem Einflul~ dynamiseher Kr~fte und chemischer Vorgs aus einem Grundstoff entstehen, der im Anfangsstadinm der Entwicklung zwischen den Keimschiehten zu linden ist.

Nach meinen jetzigen und frtiheren Versuehen und unter Beriick- sichtigung der ,,Interzellulartheorie" muB man die Entwicklung des Glask~irpers anders auffassen als man es auf Grund der bisherigen Ver- suehe getan hat. STUDNI~KA, SZILY und LAGUESSE halten den Stoff, der den Spalt zwisehen Linse und Retina ausfiillt, ftir verdickte und geordnete Mesostroma, an deren Entwicklung die Zellen teilnehmen. Meiner Ansicht nach bildet sich w~hrend der Entwieklung die ,,Meso-

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s t roma" aus den Ausscheidungsprodukten der benachbarten Zellen und die Fasers tmktur entsteh~ dutch Einwirkung mechaniseher Zugkr/~fte. Genau so verhalt sich in meinem Versueh die eingespritzte Kollagen- 15sung, so da[~ man es bier gewissermal3en mit einem Modellversueh der GlaskSrperentstehung zu tun hat. Die Entwieklung der Membrana hyaloidea verliiuft in derselben Weise wie bei der Regeneration der Basalmembran. Bei der Entwi, eklung des GlaskSrpers entstehen die Fasern also nicht aus den Protoplasmafortsiitzen der Zellen (ToNATOLA, RAIL, K6LLrK~.R, LE~HOSSliK, Mi~A~X), sondern unabh/~ngig yon ihnen. Ihre Teilung ist kein vitaler Lebensvorgang, sondern eine zweekm/~Bige Umstellung unter der Ffihrung dynamiseher Kr~fte, die bei der Um- grupplerung der lebenden Zellen auf t re ten. Die Fahigkeit der Linsen- und Retinazellen, GlaskSrperfasern zu bilden, beruht auf Beob'achtungen, wonach sieh die Enden der Zellen zu Fasern verliingern. Das muB aber als Zerrbild aufgefal~t werden, alas im Gefolge der histologischen Ver- arbeitung des Materials zustande kommt. Dasselbe ~Bild kann entstehen einesteils durch die Zugwirkung der Kr/ffte, die bei der Schrumpfung und Verformung der Zellen auftreten, anderenteils dadureh, dab die EiweiBmizellen, die den leeren Raum im Innern des Auges ausffitlen, s i eh unter der Einwirkung yon Zugkriiften umgruppieren. Diesen Vor- gang kSnnen wir auch bei der Gelatina cordiea beobachten.

Zusammenfassung.

Die Regeneration des Glask~irpers erfolgt bei Triton nieht spontan. Er regeneriert aus dem kiinstlichen Faserstoff (Kollagen), de ra t i s tieri- sehen Organismen gewonnen wird. An der Ausbildung seizer Faser- s t raktur nehmen w/~hrend der Entwicklung und der Regeneration nicht die Zellen, sondern die kolloidalen Vorg~nge und dynamische Kriffte teil. Der artfremde Stoff 15st keine Reaktion aus, er beeinftuSt auch nieht die Regeneration der Linse und das Leben der Zellen. In der embryonalen Entwieklungsmeehanik des GtaskSrpers spielen /~hnliehe Faktoren eine Rolle wie bei seiner Regeneration.

Literatur. Clara, M,: En~wicklungsgesehichte des Mensehen, - - Fracassi, G.: Entwicklung

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W. ROUx' Arch. f, En twick lung~mechan ik . Bd, 142. 53