Ventricular Ependyma of Normal and Hydrocephalic Subjects: a Scanning Electronmicroscopic Study

SUMMARY Recent scanning electronmicroscopic studies of the ependymal surfaces of the lateral, third and fourth ventricles of a variety of animals have shown that most areas are covered by numerous cilia. In this paper, the density of the ciliary population in each of the ventricles is illustrated with material taken from human and rat brains. The authors' examination of Hy3 mice with hydrocephalus, and a number of other reports of examinations of animals with genetic and artificially induced hydrocephalus, have shown that the cilia are lost only from the ependymal surfaces covering those parts of the ventricular walls which are stretched and thinned by the raised intraventricular pressure. Thus the loss of the cilia is most probably the result of the hydrocephalus, and not its cause. Theories concerning the functions of the cilia are reviewed, and a new one accounting for why they are present in such large numbers is suggested. It is proposed that the cilia, together with the ventricular system and the cerebrospinal fluid, provide a cooling system for the brain. RÉSUMÉ L'épendyme ventriculaire chez des sujets normaux et hydrocéphales: etude au microscope électronique à balayage Des études recentes au microscope électronique à balayage des surfaces épendymaires au niveau des ventricules latéraux des troisième et quatrième ventricules chez plusieurs espèces animales ont montré que la plupart des régions sont couvertes de nombreux cils. Dans cet article, la densité de la population ciliaire dans chaque ventricule est précisée sur du matériel provenant de cerveau humain ou de rat. L'examen des auteurs portant sur des souris Hy3 hydrocéphales et de nombreux autres matériaux provenant d'animaux porteurs d'une hydrocéphalic héritée ou artificiellement induite, a montré que les cils sont perdus seulement sur les surfaces épendymaires recouvrant les parties des parois ventriculaires étirées et amincies par l'élévation de la pression intraventricular. Ainsi la perte des cils est très probablement le résultat de l'hydrocéphalie et non sa cause. Les théories concernant la fonction des cils sont envisageées et une nouvelle théorie considérant le très grand nombre des cils est proposée: les cils au même titre que le système ventriculaire et le liquide céphalorachidien constituent un système de refroidissement pour le cerveau. ZUSAMMENFASSUNG Das Ventrikelependym bei gesunden und hydrocephalen Untersuchungsobjekten: eine gezielte elektronenmikroskopische Untersuchung Neuere gezielte elektronenmikroskopische Untersuchungen der Oberfläche des Ependyms im lateralen, dritten und vierten Ventrikel bei verschiedenen Tierspecies haben gezeigt, daβ die meisten Areale mit zahlreichen Zilien bedeckt sind. In dieser Arbeit wird die Ziliendichte in den einzelnen Ventrikeln anhand von Untersuchungs‐material illustriert, das aus Menschen‐ und Rattengehirnen stammt. Die Untersuchungen der Autoren an Hy3 Mäusen mit Hydrocephalus, sowie zahlreiche andere Berichte über Untersuchungen an Tieren mit genetischem oder künstlich induziertem Hydrocephalus haben ergeben, daβ die Zilien von der Oberfläche des Ependyms nur an den Stellen der Ventrikelwand verloren gegangen sind, die durch den erhöhten Ventrikeldruck gedehnt und ausgewalzt worden sind. Daraus folgt, daβ der Verlust der Zilien höchstwahrscheinlich durch den Hydrocephalus bedingt und nicht dessen Ursache ist. Es wird ein Überblick über die Theorien hinsichtlich der Funktionen der Zilien gegeben und es wird eine neue vorgestellt, die zu erklären versucht, warum diese Zilien in so groβer Dichte auftreten. Es wird angenommen, daβ die Zilien zusammen mit dem Ventrikelsystem und dem Liquor ein Kühlsystem für das Gehirn bilden. RESUMEN El epéndima ventricular de individuos normales e hidrocefálicos‐Estudio electronmicroscopico por scanner Recientes estudios por scanner electronmicroscopico de las superficies del epéndimo de los ventrículos laterales, tercero y cuarto, de una variedad de animales, han mostrado que la mayoría de las áreas están cubiertas por numerosos cilios. En la presente comunicacion la densidad de la población ciliar en cada uno de los ventrículos está ilustrada con material tornado de cerebros humanos y de ratas. El examen hecho por los autores de ratones Hy3 con hidrocefalia, y un número de otras aportaciones de exámenes realizados en animales con hidrocefalia genética o inducida artificialmente, han mostrado que los cilios habían desaparecido solamente de las superficies ependimarias que cubrían aquellas partes de los muros ventriculares que están estirados y adelgazados por la presión intraventricular aumentada. De aqui el que los cilios sean más probablemente el resultado de la hidrocefalia y no su causa. Se revisan las teorias que hacen referencia a las funciones de los cilios y se sugiere una neuva teoria para explicar porque están presentes en un número tan grande. Se propone que los cilios, juntamente con el sistema ventricular y el líquido cefalorraquídeo, proporcionan un sistema de refrigeratión al cerebro.