Pathologisch-anatomische und permeabilitätspathologische Befunde am Kaninchengehirn nach extremer Kälteeinwirkung[*] [* *]

Zusammenfassung

Bei 45 Kaninchen und 8 Katzen wurden mittels der Cooperschen Kältesonde die Hirnoberflächen auf extrem tiefe Temperaturen abgekühlt. Die angewendeten Temperaturwerte lagen zwischen -30 bis -180 Grad C Sondeninnentemperatur; variiert wurde außerdem die Dauer der Kälteeinwirkung. Die Tiere wurden in Abständen von 30 Minuten bis 28 Tagen nach Abkühlung getötet und die Gehirne makroskopisch und histologisch untersucht. Die Kälteläsionen zeigten bei allen Versuchstieren eine typische Dreiteilung mit einer zentralen Zone von totaler Nekrose, einer Zwischenzone mit scholligem Zerfall, sowie einer Zone mit Übergang zum normalen Gewebe. Mitbestimmend für die Entstehung dieser Zonen ist die Angioarchitektonik des Hirngewebes sowie der Verlauf der Isothermen im Gewebe. Die variable Gefäßanordnung erschwert jedoch die Vorhersage von Größe und Form der Kälteherde.

Hinsichtlich der an der Blut-Hirnschranke auftretenden Permeabilitätsstörungen ergab sich ein zweiphasiges Verhalten. In einer ersten Phase tritt zwar im Verlauf von 3–4 Tagen eine Wiederherstellung der perifokalen Schrankenfunktion ein. Das fokale und parafokale Hirnödem persistiert jedoch länger. Da die Schrankenstörung über den eigentlichen Kälteschadenherd hinausgreift, sollte vor Anwendung der Kältetechnik bei stereotaktischen Operationen dieser Umstand bedacht und berücksichtigt werden.

Summary

Using the Cooper cold probe the surface of the brain, in 45 rabbits and 8 cats, was cooled to an extremely low temperature. The temperature used lay between -30° and -180° C. In addition the duration of the cold was varied. The animals were killed at intervals of from 30 minutes to twenty-eight days after the cooling and the brain examined macroscopically and histologically.

The cold lesion showed in all the experimental animals a typical division into three zones with a central area of total necrosis, an intermediate zone with patchy disintegration and a zone with transition to normal tissue. The angioarchitecture of the tissue is decisive in the formation of these zones, as also is the pattern of the isotherms in the tissue. However the variable arrangement of the vessels makes any forecast of the size and shape of the cold lesion more difficult.

Regarding the disturbances of permeability of the blood-brain barrier which appear, these produce a two-stage effect. In the first phase, in the course of three to four days a recovery of perifocal permeability takes place. However the focal and parafocal brain oedema persists longer.

As the disturbance of permeability extends beyond the actual area of cold injury, this fact must be born in mind and taken into consideration during the use of cold techniques in stereotactic operations.

Résumé

La surface cérébrale de 45 lapins et de 8 chats a été portée à des températures extrêmement basses de l'ordre de -30 à -180 degrés centigrades à l'aide de la sonde réfrigératrice de Cooper. La durée de l'application du froid était variable. Les animaux ont été sacrifiés entre 30 minutes et 28 jours après cette réfrigération et leurs cerveaux furent examinés macro- et microscopiquement.

Les lésions de tous les animaux revêtaient un aspect identique comportant 3 zones : Une centrale, de nécrose complète, une intermédiaire montrant des mottes de tissus dégénérés, une périphérique, de transition vers le tissus sain. Ni la taille ni la forme de la lésion n'étaient prévisible du fait de l'incidence de l'organisation angio-architectonique et de la répartition des lignes isothermes. Les troubles de perméabilité de la barrière hémato-encéphalique évoluèrent selon deux phases: Une première, de quelques jours, avec perturbation dans la région périfocale, une autre avec reprise de sa fonction normale. L'oedème focal et périfocal persistait plus longtemps. On doit tenir compte, lors d'interventions stéréotaxiques, du fait que les troubles de la barrière hémato-encéphalique dépassent le foyer lésionnel.

Resumen

En 45 conejos y 8 gatos se produjo un enfriamento de la superficie cerebral a temperaturas extremadamente bajas mediante la sonda de frió de Cooper. Las temperaturas empleadas oscilaron entre -30 y -180° en el interior de la sonda; también se varió la duración de la acción del frió. Los animales fueron sacrificados entre 30 minutos hasta 28 días después de la aplicación de frió y los cerebros estudiados macro y microscópicamente. Las lesiones por el frió presentaron en todos los animales de experimentación una triple estratificación con una zona central de necrosis total, una zona intermedia con desintegración granular y una zona de transición a tejido normal. En la configuración de dichas zonas juegan un papel la angioarquitectonia del tejido cerebral y curso de las isotermas en el mismo. La variabilidad en la ordenación vascular dificulta la previsión del tamaño y forma del foco de la lesión.

En los trastornos de permeabilidad de la barrera hematoencefálica se presentó un cursó bifásico. En una primera fase a los 3 ó 4 dias, se observa una restauración perifocal de la función de la barrera. Sin embargo el edema focal y perifocal persiste durante más tiempo. Como el trastorno de la barrera sobrepasa los límites del foco de lesión, este hecho debería de considerarse antes de la aplicación de la técnica de enfriamento en las operaciones estereotácticas.

1 Herrn Prof. J. Gerlach zum 60. Geburtstag in Verehrung gewidmet.

2 Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir sehr für ihre Unterstützung.

1 Herrn Prof. J. Gerlach zum 60. Geburtstag in Verehrung gewidmet.

2 Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir sehr für ihre Unterstützung.