Postmortem changes in stereological parameters of cerebral capillaries

The present study investigated the influence of different postmortem times on stereological parameters of capillaries in the cerebral cortex. For the human investigation different brain regions of two 77 and 79 year-old subjects were examined. The animal experiment, carried out on 10 male cats, allowed a comparison between intravitam deepfrozen cerebral cortex and tissue obtained after decapitation. The parameters were diameter {ie1}, volume fraction {ie2}, surface-to-volume ratio {ie3}, mean minimal distance between capillary centers of gravity {ie4}, length per unit cortex volume {ie5} and number of fragments per measuring field {ie6}, AT.

Neither the cat experiment nor the human investigation yielded a noteworthy change of the capillary diameter in the postmortem cortical tissue. Nevertheless, a significantly enlarged mean minimal distance between capillaries in the cat cerebral cortex shortly after decapitation (30 sec) suggests the formation of edema which then regresses. Furthermore the experiment revealed that 22 hours after death there is a significantly (p < 0.01) diminished volume fraction and length per unit cortex volume with an augmented surfaceto-volume ratio. These changes are thought to be a consequence of water loss. In contrast to the animal experiment the human cerebral capillaries showed no changes in stereological parameters at two different postmortem times. These results encourage continuation of further stereological investigations on human brains obtained at autopsy and may contribute to the understanding of the aging process in the human cerebral cortex.

Die vorliegende quantitativ-histologische Untersuchung umfaβt ein Tierexperiment mit 10 männlichen Katzen sowie menschliches, autoptisch gewonnenes Groβhirnmaterial von zwei 77- und 79jährigen Männern. Sie dient dem Studium des Einflusses verschiedener Gewebsentnahmezeiten nach dem Tod auf stereologische Kapillarparameter der Groβhirnrinde. Das Tierexperiment erlaubte den Vergleich zwischen intra vitam eingefrorenem Groβhirnkortex mit nach Dekapitation entnommenem Gewebe. Folgende Parameter alkalischer Phosphatase-positiver Kapillaren wurden ermittelt: Durchmesser Di, Volumenfraktion Vv_i, Oberflächen-Volumenverhältnis S_i/V_i, mittlerer minimaler Abstand zwischen kapillaren Schwerpunkten Δab, Länge pro Volumeneinheit Kortexgewebe Lv_i und Anzahl Kapiüarstücke pro Meβfeld N_i, at.

Der Kapillardurchmsser des post mortem entnommenen Rindengewebes zeigte weder experimentell noch bei der humanen Untersuchung erhebliche Veränderungen. Ein signifikant vergröβerter minimaler Kapillarabstand im Groβhirnkortex der Katze 30 sec nach Dekapitation läβt die Bildung eines ödems vermuten, das aber mit der postmortalen Zeit abnahm. Experimentell, 22 Std. post mortem festgestellte, signifikant (p < 0,01) verkleinerte Volumenfraktion und Länge pro Volumeneinheit Kortexgewebe mit erhöhtem Oberflächen-Volumenverhältnis weisen auf ein kürzeres, weniger gewundenes Kapillarnetz hin. Vermutlich sind diese Veränderungen Folge eines Wasserverlusts. Im Gegensatz zum Tierexperiment ergab die Untersuchung der menschlichen Groβhirnkapillaren keine signifikanten Veränderungen. Diese Ergebnisse ermutigen zu weiteren stereologischen Bestimmungen an autoptisch gewonnenem Hirngewebe, die unsere Kenntnisse über Alterungsprozesse der menschlichen Groβhirnrinde wesentlich erweitern dürften.