Fine structure of myonecrosis following adrenalin-induced cerebral vasospasm

Summary

Frank necrosis of the media (myonecrosis) which could be confirmed by light microscopy was previously produced by the authors after the injection of adrenalin into the canine chiasmatic cistern. It is the purpose of this paper to report ultrastructural features of myonecrosis following adrenalin-induced cerebral vasospasm. The latter was induced in 10 dogs by a single subarachnoid injection of 0.2 mg/kg of adrenalin. Two dogs died of cerebral vasospasm 3 and 6 days respectively after the experiment, whereas eight other dogs were killed between 2 and 90 days. Microscopically, the circle of Willis showed coagulation necrosis and fibrosis of the media. The fine structure of myonecrosis was characterized by six dynamic changes of vacuolation, dissolution of myofilaments, focal cytoplasmic necrosis, fragmentation, coagulation necrosis and intercellular fibrosis. Despite a simple experimental procedure, the present models disclosed myonecrosis with a marked similarity to humans and contained all of the previously reported ultrastructural features of experimental myonecrosis. It is suggested that sustained contraction of smooth-muscle cells beyond their metabolic capability results in the mechanical destruction of myofilaments.

Zusammenfassung

Nekrose der Muskelzellen der Tunica media (Myonekrose), die mikroskopisch bestätigt werden konnte, wurde von den Verfassern nach Injektion von Adrenalin in die subarachnoidale Cisterna chiasmatis von Hunden erzeugt. Der nachstehende Artikel berichtet über die Feinstruktur der nach adrenalininduziertem Vasospasmus eintretenden Myonekrose. Der Gefäßspasmus wurde bei 10 Hunden induziert durch eine einzige subarachnoidale Injektion von 0,2 mg/kg Adrenalin. Zwei Hunde kamen durch zerebralen Gefäßkrampf 3 bzw. 6 Tage nach dem Experiment zum Exitus, während acht weitere Hunde zwischen 2 und 90 Tagen nach dem Experiment getötet wurden. Mikroskopisch zeigte der Circulus arteriosus eine Koagulationsnekrose und Fibrose der Tunica media. Die Feinstruktur der Myonekrose war gekennzeichnet durch sechs dynamische Veränderungen, nämlich: Vakuolisierung, Auflösung von Muskelfasern, fokale zytoplasmatische Nekrose, Fragmentierung, Koagulationsnekrose und intrazelluläre Fibrose. Trotz der einfachen experimentellen Versuchsanordnung zeigten die Modelle eine dem menschlichen Modell sehr ähnliche Myonekrose und beinhalteten alle früher berichteten feinstrukturellen Eigenschaften einer experimentellen Myonekrose. Es wird angenommen, daß die anhaltende Kontraktion der glatten Muskelzellen über deren Stoffwechselvermögen hinaus, zu einer mechanischen Zerstörung der Muskelfasern führte.

Key-Words

Myonecrosis - Adrenalin - Cerebral vasospasm - Myofilament - Smooth-muscle cell - Electron microscopy