Nerve cell changes in the experimental occlusion of the middle cerebral artery

Summary

Morphological and histochemical changes occurring in nerve cells after experimental occlusion of the left middle cerebral artery have been studied. Material consisted of fifty-four dogs with ligation of that artery and ten controls with either only retraction of the cortex or ligation of the anterior or posterior cerebral arteries. Techniques employed were cresyl violet, PAS, Sudan black B and Gomori methods for alkaline and acid phosphatases.

In twenty-two animals which survived 39 h to fourteen days, the distribution of chronic lesions and their histological type have been examined, infarcts being nearly always localized within the Sylvian region and the striated nuclei. Thirty-two other dogs had survivals inferior to or of 24 h and in these acute experiments nerve cell changes were carefully studied. Histologically, it was possible to detect three types of acute nerve cell change: (1) shrinkage and (2) hydropic change, the first appearing after 3 h, the second after 6 h, both with focal localization, thus easily distinguishable from similar bilateral artefactual images as the common chromophilic cells; (3) ischemic cell change, encountered for the first time after 6 h and having its peak at 24 h, whereas (1) and (2) became less frequent at this survival period.

PAS and Sudan black B stained the three types of acutely damaged nerve cells faintly but were strongly positive in the chromophilic ones. Alkaline and acid phosphatase activities were absent both from changed and chromophilic neurones. However, nerve fibers existing throughout acutely lesioned areas as well as around chronic infarcts had strong acid phosphatase positivity and showed morphological changes such as interruptions, varicosities and terminal swellings. Owing to the rapid appearance of that increased activity, the A. considered it directly due to the ischemia of the nerve fibers.

Zusammenfassung

Die in Nervenzellen nach experimentellem Verschluß der A. cerebri media auftretenden morphlogischen und histochemischen Veränderungen wurden studiert. Das Untersuchungsmaterial bestand aus 54 Hunden mit Unterindung der A. cerebri media und 10 Kontrolltieren entweder mit Rindenentfernung oder Unterbindung der A. cerebri anterior oder posterior. Kresylviolett, PAS, Sudanschward B-Färbung sowie die Gomori-Methode auf alkalische und saure Phosphatase wurden angewendet.

Bei 22 Tieren mit einer Überlebenszeit von 39 Std bis zu 14 Tagen wurde die Verteilung chronischer Läsionen sowie ihr histologisches Bild untersucht. Infarkte waren fast immer in der Sylvischen Region sowie im Striatum lokalisiert. 32 Hunde hatten Überlebenszeiten von weniger oder bis zu 24 Std. Die Nervenzellveränderungen dieser akuten Experimente wurden sorgfältig untersucht. Histologische konnten drei Arten von akuten Nervenzellveränderungen festgestellt werden:

1. Schrumpfung, frühestens nach 3 Std; 2. Wasserveränderungen nach 6 std, wobei beide deutliche Herdlokalisation zeigten, und daher leicht von ähnlichen bilateralen Artefakten — wie den üblichen chromohilen Zellen — zu unterscheiden waren; 3. ischämische Zellveränderungen, wobei 1. und 2. zu diesem Überlebenszeitpunkt abnehmen.

Mit PAS und sudanschwarz B werden diese drei Arten von akut geschädigten Nervenzellen schwach gefärbt, die Chromohilen hingegen reagieren stark positiv. Alkalische und saure Phosphataseaktivität konnte weder in den veränderten noch in den chromohilen Nervenzellen festgestellt werden. Jedoch zeigten Nervenfasern in akut geschädigten Arealen als auch um chronische Infarkte stark positive saure Phosphataseaktivität und ließen morphologische Veränderungen, wie Unterbrechungen, Unterbrechungen, Schwellungen und Endauftreibungen erkennen. Der Autor vermutet, daß die rasch auftretende Aktivitätssteigerung in direkter Beziehung zu der Ischämie der Nervenfasern steht.