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Stickstoffdioxydwirkungen an der Lungenalveole der Maus

Morphometrisch-elektronenmikroskopische Untersuchungen

Effects of nitrogen dioxide on lung alveoli of mice

Morphometric-electron microscopic studies

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Summary

Repeated exposure to the pulmonary irritant nitrogen dioxide results in a tolerance the mechanism of which had in previous investigations been assumed to be an oedematous drenching of the alveolar septa inhibiting further diffusion of the irritant gas. In order to evaluate this more clearly morphometric studies were carried out on the lungs of two normal mice and those of two animals that had been exposed to 35 ppm of NO2 for six hours. Corresponding parts of the right inferior lobes were screened under the light microscope and chosen for EM studies in the case of identical degrees of distention of the lung parenchyma. After embedding in Epon, serial cross sections were obtained, and finally evaluated morphometrically using the method ofWeibel andKnight (1964). In the animals that had become tolerant to NO2 the arithmetical mean thickness of the air-blood barrier showed a highly significant increase to 1 1/2 times that of normal. This distance represents, in particular, the thick areas of all the tissue elements situated between an alveolus and a capillary. The harmonic mean of the barrier thickness, which predominantly includes the thinnest parts, i.e. those containing no cell bodies, showed to be unchanged. Analyzing the relative frequency of the three cell types normally present in lung parenchyma we found that their distribution had not changed significantly. As no interstitial oedema could be found either these morphometric findings indicate that it is the volume of thecells in the alveolar septa which increases. How and why this occurs needs further investigation.

Zusammenfassung

Wiederholte Einwirkung des lungenödemerzeugenden Reizstoffes Stickstoffdioxyd führt zur Ausbildung einer Toleranz, deren Mechanismus in früheren Untersuchungen in einer ödematösen Durchtränkung des Alveolarseptums und einer damit verbundenen Hemmung der Diffusion der schädlichen Gase gesehen worden ist. Zur Klärung der Zusammenhänge werden morphometrische Untersuchungen an den Lungen zweier normaler Mäuse und zweier Tiere, die 36 Std zuvor mit 35 ppm Stickstoffdioxyd 6 Std lang begast worden waren, durchgeführt. Nach lichtmikroskopischer Vorprüfung identischer Partien der rechten Unterlappen, die eine Auswahl nach dem Grad der Entfaltung des Lungenparenchyms gestatten, werden Schnittserien in mit Epon eingebettetem Material durchgeführt und in Anlehnung an die Methode vonWeibel u.Knight (1964) morphometrisch ausgewertet. Dabei ergibt sich bei den mit Stickstoffdioxyd vorbehandelten und tolerantgemachten Tieren ein hochsignifikanter Anstieg des arithmetischen Dickenmittels (¯τ) auf das 1 1/2 fache. Diese Meßstrecke repräsentiert vorwiegend die dicken Partien der zwischen Alveole und Capillare gelegenen Gewebselemente. Das harmonische Dickenmittel (τ h), das vorwiegend die dünnsten, zellkörperfreien Abschnitte der Diffusionsstrecke erfaßt, ist hingegen unverändert. Eine Häufigkeitsanalyse der im Lungenparenchym gefundenen drei Zelltypen ergibt keine deutlichen Verschiebungen durch die NO2-Behandlung. Da auch für ein Ödem im Interstitialraum kein Anhalt gegeben ist, spricht der morphometrische Befund für eine Volumenzunahme der am Aufbau der Alveolarsepten beteiligten Zellelemente. Art und Ursache dieser Größenzunahme bedürfen weiterer Klärung.

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Dillmann, G., Henschler, D. & Thoenes, W. Stickstoffdioxydwirkungen an der Lungenalveole der Maus. Arch. Toxikol. 23, 55–65 (1967). https://doi.org/10.1007/BF00577700

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