Changes at the nodes of ranvier during wallerian degeneration: an electron microscope study

Summary

Observations are reported on the ultrastructural alterations at the nodes of Ranvier in the rat sural nerve during the course of Wallerian degeneration. These were examined between 12 and 120 hours after a localized crush injury.

The earliest detectable changes are in the axon. Nodal and paranodal accumulations of mitochondria, multivesicular bodies, lamellar bodies and small vesicular and tubular profiles are seen at a proportion of the nodes and are most evident at 24–36 hours. Concomitantly with this, the neurofilaments and neurotubulus fragment, lose their alignment and clump together. The zone of increased density just beneath the nodal axolemma is preserved.

Changes in the myelin begin slightly later and consist of vesicular breakdown of the terminal myelin lamellae, and separation of the terminal myelin loops from the axolemma by Schwann cell processes. The latter event appeared to be associated with retraction of the myelin from the node. Schwann cell processes also extend to cover the nodal axon, separating the Schwann cell nodal processes from the axolemma.

The final stage is the interruption of the nodal axon and the fusion of the ends of the myelin as part of ovoid formation.

Zusammenfassung

Es wird über ultrastrukturelle Veränderungen in den Ranvierschen Knoten des N.suralis der Ratte im Laufe der Wallerschen Degeneration berichtet. Die Untersuchungen erfolgten 12 und 120 Std nach einer örtlichen Quetschungsverletzung.

Die ersten bemerkbaren Veränderungen finden sich im Axon. Nodale und paranodale Anhäufungen von Mitochondrien, multivesikulären und lamellären Körpern, wie auch kleinen blasen- und röhrenartigen Bildungen sind teilweise in den Knoten sichtbar und am deutlichsten nach 24–36 Std erkennbar. Gleichzeitig erfolgt eine Aufsplitterung der Neurofilamente und Neurotubuli, die ihre Liniengestaltung verlieren und sich zusammenballen. Die Zone der erhöhten Dichte gerade unterhalb des nodalen Axolemmas bleibt erhalten.

Veränderungen im Myelin beginnen etwas später und bestehen in einem vesikulären Verfall der Endomyelinlamellen und einer Trennung der Endomyelinschlaufen vom Axolemma durch Schwannzellenfortsätze. Dieser Vorgang schien mit einem Zurückziehen des Myelins vom Knoten im Zusammenhang zu stehen. Schwannzellenfortsätze erstrecken sich auch so weit, daß sie das nodale Axon bedecken, wobei sie die nodalen Schwannzellenfortsätze vom Axolemma trennen.

Das Endstadium ist die Unterbrechung des nodalen Axons und die Verschmelzung der Myelinenden als Teil der Ovoidbildung.