Beiträge zur histologischen Charakterisirung der Hornmaterialien; von O. Nebeski.Nach den Mittheilungen aus dem Laboratorium für Waarenkunde an der Wiener Handels-Akademie, 1883. Mit Abbildungen. Nebeski, über histologische Charakterisirung der Hornmaterialien. Das technisch verwerthbare Hornmaterial stammt von. Thieren, welche zwei Wirbelthierklassen angehören: die Carette-Schildkröte (ein Reptil) liefert das Schildpatt, welches von der den knöchernen Rückenschild überziehenden Epidermis aus seine Entstehung nimmt. Die Charakterisirung dieses Horngebildes, welches seiner Abkunft nach ganz isolirt steht, bietet keine Schwierigkeiten. Alle anderen Hornbildungen stammen von Säugethieren, und zwar bilden hier die am häufigsten verarbeiteten, die Hornscheiden von den Stirnzapfen verschiedener Paarzeher (Rinder-, Büffel-, Schafhorn u.a.) eine Gruppe, welche sich zwar im Ganzen als solche gut kennzeichnen läſst, deren Glieder aber einer sicheren Unterscheidung gröſsere Schwierigkeiten entgegensetzen. Für andere Horngebilde der Säugethiere – wie die Hufe der Rinder, welche vielfach verarbeitet werden, die soliden Epidermoidalbildungen auf den Nasenbeinen der Rhinoceros-Arten und die Barten der Wale, welche von der Gaumenschleimhaut aus entstehen – lassen sich leicht sichere mikroskopische Kennzeichen auffinden. Das Schildpatt, dessen histologischen Bau man meistens schon an in Wasser liegenden Flächen- und Querschnitten studiren kann, besteht aus typischen Plattenzellen, die einen glänzenden scheibenförmigen, daher im Flächenschnitte rundlich, im Querschnitte lang gestreckt erscheinenden Kern und besonders in den dunkelbraunen Partien zahlreiche Pigmentkörnchen enthalten. Die Dicke der Zellen schwankt zwischen 0,005 und 0mm,009; der Fläche nach sind sie ziemlich isodiametral und zeigen 0,032 bis 0mm,055, im Mittel 0mm,048. Sie sind, wie Fig. 1 S. 232 zeigt, sehr regelmäſsig der Flächenausdehnung der Schildpattstücke entsprechend gelagert. Bei Zusatz von 20 Proc. Essigsäure tritt eine kaum merkliche, bei Zusatz von starker Kalilauge eine mäſsige Quellung ein. An solchen Präparaten bemerkt man, daſs die Zellen regelmäſsig gelagerte, verschieden starke, meist 10 bis 20 Zellen hohe Schichten bilden, welche jedoch so eng verbunden sind, daſs ihre Grenzen in der Regel erst nach der Behandlung mit Aetzkali scharf hervortreten (vgl. Querschnitt Fig. 2); dickere Stücke von Schildpatt zeigen etwa 5 bis 6 solche Schichten. Gegen den Rand der Platten hin und an manchen Stellen der Innenfläche bemerkt man, daſs die untersten Schichten an Dicke abnehmen und nach einander sich keilförmig verflachen, während die oberen Schichten sich über die unteren hinausschieben, so daſs es den Anschein gewinnt, als ob die Thätigkeit der epidermoidalen Matrix an bestimmten Stellen, besonders am Rande, eine beschrankte wäre und dort keine Neubildung von Hornzellen mehr vor sich ginge, während anderwärts noch neue Schichten sich ablagern. Fig. 1., Bd. 251, S. 232 Querschnitt durch Schildpatt, erst in Wasser liegend gezeichnet, dann die Schichtgrenzen nach Behandlung mit Kalilauge eingetragen. Zu den angeführten Merkmalen des Schildpatts, der gleichmäſsigen Lagerung und scharfen Abgrenzung der Zellen, dem regelmäſsigen Schichtenbaue kommt Fig. 2. noch ein wichtiges negatives Kennzeichen, d. i. das vollständige Fehlen der Markkanäle, welche in allen anderen Horngebilden eine wichtige Rolle spielen. Fig. 2., Bd. 251, S. 232 Querschnitt durch Schildpatt in schwacher Kalilauge. Die Hörner der Caricornier; von denen die des Hausrindes (Bos taurus), des Büffels (Bubalus buffelus), des Schafes (Ovis aries), der Gazelle (Antilope dorcas) und der Gemse (Antilope rupicapra) zur Untersuchung vorlagen, bekleiden mit ihrem unteren hohlen Theile scheidenförmig die Knochenfortsätze des Stirnbeines; der obere Theil ist solid und erscheint von einem kleinen, jedoch schon makroskopisch sichtbaren Centralkanale durchsetzt. Dieser Kanal umschlieſst Reste einer Bindegewebspapille, welche mit dem Perioste des Stirnzapfens zusammenhängt; auſserdem sind alle anderen Partien des Hornes von ähnlichen kleineren, mehr oder weniger zahlreichen Papillen durchzogen, welche von innen in radialer Anordnung unter kleinem Winkel schräg nach auſsen und der Spitze hin verlaufen, so daſs sie durch den Querschnitt quer (Fig. 4, 5 und 7) durch den Radialschnitt der Länge nach und durch den Tangentialschnitt schräg durchschnitten werden. Da diese Papillen in den äuſseren Partien noch eine gute Strecke der Längsrichtung des Hornes entsprechend unter der Oberfläche verlaufen, findet man am äuſseren Rande eines Querschnittes im Allgemeinen viel mehr Papillen durchschnitten als innen. Ein in Wasser eingelegter Querschnitt durch diese Horngebilde gibt (entgegengesetzt dem Verhalten des Schildpatts) sehr wenig Aufschlüsse über den histologischen Bau; man sieht blasse, concentrische, häufig wellige Streifen (vgl. Fig. 3), welche der Oberfläche des Stirnzapfens bezieh. dem Centralkanale des soliden Theiles entsprechend gelagert sind; auſserdem zeigen sich manchmal in gleicher Weise liegende Spalten, welche auf secundäre Zerklüftung zurückzuführen sind und keinen Vergleich mit den Schichtgrenzen beim Schildpatt zulassen. Fig. 3., Bd. 251, S. 233 Querschnitt im Wasser durch die untere Partie des soliden Horntheiles vom Rinde. Nach Zusatz von Essigsäure und mäſsiger Erwärmung zeigt sich, daſs die streifige Structur ihren Grund in der regelmäſsigen Anordnung von typischen Hornzellen hat, deren Randlinien und lang gestreckte glänzende Kerne meist schon deutlich hervortreten, ohne daſs eine bedeutende Quellung eintritt (vgl. Fig. 4). Kalilauge bringt die Zellen auf das Deutlichste zur Ansicht, jedoch in gequollenem Zustande (vgl. Fig. 5). An Flächenschnitten kann man auch nach längerer Einwirkung von Kalilauge die zellige Structur nur selten erkennen (vgl. Schildpatt). Im Allgemeinen sind die Zellen mit ihren Flächen der Oberfläche des Hornes entsprechend gelagert; nur in der Umgebung der Markkanäle tritt eine Abweichung ein, indem die unmittelbar anliegenden Zellen, welche der der Matrixschicht der Cutispapille abzustammen scheinen, in ihrer Lagerung von der Papille abhängig erscheinen (m in Fig. 4 bis 7). Fig. 4., Bd. 251, S. 233 Querschnitt vom Innenrande des Hohlhornes vom Büffel in Essigsaure. Die Zellen sind, bei allen Cavicorniern wesentlich gleich in Form und Gröſse. Ihre Dicke schwankt zwischen 0,003 und 0mm,004; der Flächendurchmesser ist 0,03 bis 0mm,004. Die kleinsten Zellen finden sich in der Umgebung der Markkanäle, wo ihr Durchmesser auch unter 0mm,03 herabsinkt. Auffallend kleine Zellen (bis 0mm,018 als Minimum) finden sich in Gruppen vereinigt im Gemsenhorne (z in Fig. 7). Die eigenthümliche Lagerung dieser Zellen macht es wahrscheinlich, daſs wir es hier mit später verhornten Matrixpapillen zu thun haben, deren Zellen durch die umliegenden Hornzellen in ihrer Entwicklung behindert wurden. Diese Zellgruppen finden sich besonders im basalen Theile des Gemsenhornes ganz constant, während sie sonst nirgends beobachtet wurden. Fig. 5., Bd. 251, S. 234 Querschnitt durch Schafhorn in erwärmter Kalilauge. Fig. 6., Bd. 251, S. 234 Radialschnitt durch Schafhorn in erwärmter Kalilauge. Das Gemsenhorn und in geringerem Maſse das Gazellenhorn zeichnen sich durch bedeutende Pigmentanhäufungen in den Zellen aus, während bei anderen Hornsorten, selbst bei dunklen Rinder- und Büffelhörnern, das Pigment nur spärlich auftritt. Man sieht, daſs auf die Beschaffenheit der Zellen selbst, abgesehen vielleicht von den schwachen Anhaltspunkten für die Erkennung des Gemsenhornes, welches jedoch von geringer technischer Bedeutung ist, eine histologische Charakterisirung der hierher gehörigen Horngebilde nicht gebaut werden kann. Etwas weiter kommt man, wenn die Anordnung der Zellen und das Verhalten der Markkanäle berücksichtigt wird. Fig. 7., Bd. 251, S. 234 Querschnitt durch die Basis eines Gemsenhornes in schwacher Kalilauge. Manche Hornquerschnitte zeigen eine wellige, concentrische Streifung. Diese beruht auf einer eigenthümlichen Anordnung der Zellen, welche aus Fig. 4 ersichtlich wird. Vom mittleren Theile des Hornes gehen radiale Züge von abweichend gestalteten Hornzellen x aus, zwischen denen die normal gestalteten Zellen in nach auſsen gekrümmten parallelen Bogenreihen angeordnet sind. Diese Lagerungsweise der Zellen kann man an der Innenfläche des hohlen Horntheiles wenigstens andeutungsweise überall beobachten und sie findet hier makroskopisch ihren Ausdruck in einer feinen Längscanellirung, welcher leistenförmige Erhebungen der Matrix entsprechen. Besonders deutlich zeigt diese Erscheinung das Hörn des Rindes, wo die stark gekrümmten Zellbogen sowohl im hohlen, wie im soliden Theile sich von innen, wenn auch flacher werdend, bis zur Auſsenfläche fortsetzen (vgl. Fig. 3); in den radialen Zellzügen findet man besonders an der Spitze des Hornes Anhäufungen einer braunen Masse, welche jedoch nicht, als ursprünglich abgelagertes Pigment, sondern als secundäres Zerfallungsproduct aufzufassen ist, wie überhaupt gerade diese Zellen Neigung zu frühzeitiger Desorganisation zeigen. Das Büffelhorn (Fig. 4) zeigt die Bogenstructur in den centralen Partien deutlich; nach der Oberfläche hin verflachen sich die Bogen vollständig und die Lagerung wird eine gleichmäſsig concentrische. Beim Schafhorne (Fig. 8) sind die Bogen auch an der Innenfläche des Hohlhornes nur angedeutet. Gazellen- und Gemsenhorn zeigt die Bogen ziemlich deutlich. Eine Vergleichung der Markkanäle bei diesen Hornsorten zeigt dieselben sowohl der Zahl, als der Gröſse nach am mächtigsten beim Schafhorne entwickelt (vgl. Fig. 5, 6 und 8); besonders in den oberflächlichen Partien erscheinen sie dichtgedrängt und zeigen einen Durchmesser von 0,031 bis 0mm,16. Im Büffelhorne finden sie sich meist auch in groſser Zahl, wenn auch nicht so massenhaft wie beim Schafhorne, zeigen aber bedeutend kleinere Durchmesser: 0,02 bis 0,06, meist 0mm,038. Fig. 8., Bd. 251, S. 235 Querschnitt in Essigsäure des Schafhornes (hohler Theil), links Innenrand i, rechts Auſsenrand a. Aeuſserst spärlich treten sie im Rinderhorne auf, wo man in einem Präparate oft nur einen oder zwei findet, während ein gleich groſses, vom Schafhorne mindestens 50 Kanäle zeigen wird. Ihre Gröſse schwankt zwischen 0,018 und 0mm,046. Zahlreich aber klein sind die Markkanäle bei der Gazelle, wo sie 0,018 bis 0mm,032 messen. Ziemlich viele Markkanäle zeigt auch das Gemsenhorn mit einem mittleren Durchmesser von 0mm,04. Es läſst sich somit wenigstens für die technisch wichtigsten Hornarten, für Rinder-, Büffel- und Schaf hörn, folgende Charakteristik aufstellen: Bogenreihen der Zellen Markkanäle Rinderhorn Sehr deutlich Sehr spärlich, 0,018 bis 0mm,046. Büffelhorn Deutlich bis fehlend Zahlreich 0,02 bis 0mm,06. Schafhorn Undeutlich bis fehlend Sehr zahlreich und groſs 0,03 bis 0mm,16. Man sieht, daſs ein sicheres Erkennen dieser Hornarten besonders in kleinen Stücken sehr schwierig wird, da es dabei auf ein Mehr oder Weniger ankommt, wobei die individuelle Auffassung schwer ins Gewicht fällt, daſs aber andererseits eine Imitation des Schildpatts durch eine der zuletzt besprochenen Hornarten mit Leichtigkeit als solche erkannt werden kann. Der histologische Bau der Rinderhufe ist im Prinzipe derselbe wie der der Hörner; plattige Hornzellen, von zahlreichen Markkanälen durchzogen, bilden die Hufe. Was dieses Horngebilde auszeichnet, ist die relative Weichheit der Substanz, die beim Schneiden sofort auffällt, und das starke Quellungsvermögen derselben. Essigsäure, welche bei den oben besprochenen Hornsubstanzen eine sehr geringe Wirkung erzielt, bewirkt, wie Fig. 9 zeigt, hier in kurzer Zeit ein so starkes Aufquellen, wie es dort nur durch warme Kalilauge zu Stande kommt. Das letztere Reagens wirkt natürlich noch energischer. Die gequollenen Zellen zeigen im Querschnitte einen rundlichen glänzenden Kern und auſser kleinen Pigmentkörnchen zahlreiche, helle, glänzende Körner vom Aussehen von Fetttröpfchen, während die Zellen der Hörner auſser Pigmentkörnchen und einem im Querschnitte stäbchenförmig erscheinenden Kern keinerlei Inhalt führen. Das Fischbein des Handels stammt hauptsächlich von zwei Cetaceen, dem grönländischen Wale (Balaena mysticetus), dessen Barten von lichterer Farbe und besonders an der Basis grünlichgrau gefärbt sind, und dem Finnfisch (Megaptera boops), welcher gleichmaſsig dunkelschwarze Barten liefert. Ein nahe der Basis durch eine Barte von Balaena mysticetus geführter Querschnitt (Fig. 10) zeigt an der Schnittfläche, daſs die Barte aus drei Platten zusammengesetzt ist. Die zwei äuſseren dünneren Lamellen a sind von grünlichgrauer Farbe, die gegen die Spitze der Barte zu ins Grünlichschwarze übergeht; die Mittelplatte i erscheint dunkelschwarz und läſst schon unter der Loupe zahlreiche Poren erkennen. Fig. 9., Bd. 251, S. 236 Zellen des Rinderhufes nach Behandlung mit Essigsäure. Fig. 10., Bd. 251, S. 236 Querschnitt im Wasser durch eine Barte von Baluena mysticetus (die rechte Auſsenlamelle fehlt). Fig. 11., Bd. 251, S. 236 Eine Partie der Auſsenlamelle stärker vergröſsert in Natronlauge. Unter dem Mikroskope sieht man am Querschnitte, daſs die Auſsenplatten aus groſsen dünnen Plattenzellen bestehen, welche der Flächenausdehnung der Barte entsprechend gelagert sind und bei einer Dicke von 0,002 bis 0mm,003 einen Längsdurchmesser von 0,06 bis 0mm,09 zeigen. Nach Zusatz von Essigsäure oder Natronlauge treten die Zellgrenzen unter sehr geringem Quellen aufs Deutlichste hervor und es zeigt sich als Inhalt ein stäbchenförmiger Kern und Pigmentkörnchen in geringer Menge (vgl. Fig. 11); auſserdem lassen sich zahlreiche kleine Markkanäle erkennen, welche der Längsrichtung der Barte entsprechend verlaufen und einen Durchmesser von 0mm,02 im Mittel zeigen. Die Mittellamelle besteht der Hauptmasse nach aus zahlreichen längsläufigen Hornröhrchen, die aus sehr regelmäſsig concentrisch angeordneten Zellen aufgebaut sind und in der Mitte von einem Kanäle durchzogen werden, welcher eine Bindegewebspapille umschlieſst und hier, wo die Homologie mit dem Haare so deutlich hervortritt, mit um so gröſserem Rechte als Markkanal zu bezeichnen ist. Eigentümlicher Weise sind nur die 2 bis 3, den Kanal unmittelbar umschlieſsenden Zelllagen reichlich gefärbt (a Fig 12), so daſs der Querschnitt (vgl. Fig. 10) der Kanäle dunkel gerändert erscheint. Die Hornröhrchen sind durch schwach gefärbte Hornzellen verbunden, welche in ihrer Anordnung sich mehr oder weniger den concentrisch gelagerten Zellen der Röhrchen anschlieſsen. Während die letzteren Zellen in kalter Kalilauge stark quellen, hat dieses Reagens auf die ersteren ebenso geringen Einfluſs, wie auf die Zellen der Auſsenlamellen. Fig. 12., Bd. 251, S. 237 Balaena mysticetus in Kalilauge: a die innersten Zellen eines Markröhrchens, b Zellen aus der die Röhrchen verbindenden Zwischenmasse. Fig. 13., Bd. 251, S. 237 Querschnitt in Wasser durch eine Barte von Megaptera boops. Die Barten des Finnfisches lassen sich mikroskopisch leicht von den eben besprochenen unterscheiden. Sie sind ebenfalls aus drei Lamellen zusammengesetzt; die äuſseren a (Fig. 13) sind durch auſserordentlich starke Pigmentanhäufungen in den Zellen von den entsprechenden Platten bei Balaena mysticetus unterschieden; die Mittellamelle besteht aus einer einzigen Reihe von groſsen Hornröhrchen, deren Breite i (Fig. 13) der ganzen Breite der Lamelle entspricht. Die zugehörigen Markkanäle sind schon für das freie Auge sichtbar. Hier und da finden sich auſser diesen groſsen Hornröhren einzelne kleinere, die dann seitlich zu liegen kommen. Die Kanäle sind hier nicht von dunklen Zellen umgeben, wie bei Balaena mysticetus; vielmehr zeigen gerade die peripherischen Zellen der Röhrchen eine stärkere Färbung. Fig. 14., Bd. 251, S. 237 Querschnitt in Essigsäure der Spitze des Hornes von Rhinocerus imdicus. Tritt bei den Barten der Wale die nahe Verwandtschaft dieser Bildungen mit Haargebilden schon deutlich hervor, so gilt dies noch mehr von den eigenthümlichen Horngebilden der Rhinoceros-Arten, welche geradezu als eine Vereinigung von zahlreichen Borsten, als, wenn man so sagen darf., zusammengesetzte Haare zu bezeichnen sind. Ein Schnitt durch die Basis eines Hornes von Rhinoceros indicus Cuv. erscheint von dichtgedrängten, bis zu 0mm,5 breiten Kanälen durchbrochen, zwischen welchen die hornige Grundmasse in Form von netzartig verbundenen Balken erhalten ist; die Zellen derselben sind von der gewöhnlichen Form des Platten-Epithels und zeigen sich dem Umfange der Kanalquerschnitte entsprechend gelagert, ohne jedoch regelmäſsige concentrische Schichten zu bilden. Die Kanäle nehmen, was am ausgetrockneten Hörn natürlich nicht mehr zu sehen ist, Cutispapillen auf, welche, die Hornmasse durchsetzend, in ihrem weiteren Verlaufe bald einen eigenen Belag von sehr regelmäſsig concentrisch angeordneten Hornzellen zur Ausbildung bringen, so daſs wir dieselben von einem Markkanale durchzogenen Hornröhrchen vor uns haben, welche sich in der Mittellamelle des Fischbeines zeigten und die morphologisch als Haare zu bezeichnen sind, wie Fig. 14 zeigt. Gegen die Spitze des Hornes hin nimmt der Durchmesser der Hornröhrchen und ebenso des Markkanales allmählich ab, während umgekehrt die Rindenschicht verhältniſsmäſsig mächtiger und nahe der Spitze bis 25 concentrische Zelllagen stark wird. Verbunden werden die einzelnen Hornröhrchen durch weniger regelmäſsig gelagerte Hornzellen, welche stärker gefärbt sind und ein geringeres Quellungsvermögen, besonders in Kalilauge, zeigen als die hellen Zellen der Röhrchen, Diese verbindende Hornmasse spielt hier eine ähnliche Rolle wie die Cementsubstanz bei den zusammengesetzten Zähnen. Uebrigens bemerkt man, daſs die meisten der die oberflächlichen Partien der Hornbasis zusammensetzenden Hornröhrchen nach kurzem Verlaufe sich von der Hauptmasse loslösen, so daſs der untere breite Theil des Hornes von kurzen, steifen Borsten bekleidet erscheint.