Electron microscopical and microprobe observations on the cell sheath of stimulated osteocytes

Abstract

Rats were treated with 0.6 mg (0.1 mg twice a week) of dihydrotachysterol and the following electron microscopic and electron-probe X-ray microanalytical findings were made:

• 1. The periosteocytic mucopolysaccharide sheath is definitely enlarged in the treated animals. In it were found, in variable quantities and distribution, collections of round or needle-shaped electron-dense particles.

• 2. By electron-probe X-ray microanalysis, high concentrations of calcium and phosphorus were detected in the cell sheath, where the Ca/P ratio may reach the value of pure apatite.

The electron-dense particles are considered to be calcium phosphate nuclei. It is postulated that in consequence of the pathologically increased calcium turnover, calcium salts are set free from the mineralized matrix surrounding the osteocyte lacuna in such quantities as to become morphologically detectable in the cell sheath.

Résumé

Nous avons administé 0,6 mg de Dihydrotachystérol à des rats, à raison de 2×0,1 mg par semaine. Les observations suivantes on été faites au moyen du microscope électronique et du radioanalyseur à microsonde électronique.

• 1. La gaine mucopolysaccharidique péri-ostéocytaire est nettement élargie ches les animaux traités; elle contient un matériel de haute densité électronique constitué de fines particules arrondies ou allongées, variables quant à la quantité et la répartition;

• 2. La microanalyse met en évidence, dans la gaine péri-ostéocytaire, das quantités considérables de calcium et de phosphore. Le rapport Ca/P peut atteindre celui de l'apatite pure.

Nous considérons les particules dérites comme des germes de nucléation de phosphate de calcium. Nous pensons que par suite d'une augmentation pathologique du métabolisme calcique, des sels calciques sont libérés à partir de la substance minéralisée entourant la lacune ostéocytaire, en quantités telles qu'ils deviennent morphologiquement apparents dans la gaine péricellulaire.

Zusammenfassung

Ratten wurden mit 0,6 mg Dihydrotachysterin (0,1 mg zweimal wöchentlich) behandelt. Dabei wurden mit Hilfe des Elektronenmikroskops und der elektronenmikroskopischen Elektronentrahl-Mikroanalyse folgende Befunde erhoben:

• 1. Bei den behandelten Tieren war die periosteocytäre Mucopolysaccharidscheide deutlich verbreitert. Sie enthielt, in wechselnder Menge und Verteilung, kleine rundliche oder nadelförmige, elektronendichte Partikel.

• 2. Mit der elektronenmikroskopischen Elektronentrahl-Mikroanalyse konnten in der Zell-scheide große Mengen von Calcium und Phosphor nachgewiesen werden. Das Verhältnis Ca/P kann die Werte reinen Apatits erreichen.

Wir halten die elektronendichten Partikel für Calciumphosphat-Keime. Im Rahmen eines pathologisch gesteigerten Calciumstoffwechsels werden Calciumsalze in solchen Mengen aus der die Osteocytenhöhle umgebenden mineralisierten Grundsubstanz freigesetzt, daß sie morphologisch nachweisbar werden.