Adrenergic nerves in the corpora cavernosa penis of some mammals

Summary The corpora cavernosa et spongiosa penis from Rhesus monkeys, Cynomolgus monkeys and cats have been investigated by means of the method for fluorescence microscopical detection of catecholamines- and tryptamines according to Falck and Hillarp.In all species investigated the smooth muscle cells surrounding the sinusoidal cavities of the corpora cavernosa are densely innervated by varicose adrenergic nerve fibres, which form a typical autonomic ground-plexus. A superficial and a deep plexus have been distinguished, the former being composed of densely packed preterminal, ramifying bundles the latter consisting mainly of terminal varicose fibres. In contrast to this the corpus spongiosum — being mainly composed of collagenous and elastic tissue — receives only a moderate adrenergic nerve supply related to the small bundles of smooth musculature. Whereas arteries of the penis are characterized by a superficial adventitial fibre plexus, the greater veins of the penis are supplied by adrenergic fibre meshes which penetrate the media up to the limiting lamina elastica interna. In addition the paraurethral glands seem to possess a direct adrenergic innervation.According to microspectrographical results it is concluded that the transmitter is noradrenaline. This assumption is supported by the finding of relatively high amounts of noradrenaline in tissue pieces from the erectile tissue of four Rhesus monkeys: 0,67 g/g (± 0,05). No dopamine or adrenaline have been detected.Scattered along the whole length of the urethral epithelium there occur yellow fluorescent cells morphologically resembling enterochromaffin cells. The fluorophore has the spectral properties of formaldehyde-condensed authentic 5-hydroxytryptamine.The possible role of the sympathetic noradrenergic innervation to the penis concerning the initiation and termination of the erection is discussed.

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Zusammenfassung Die Corpora cavernosa und spongiosa penis von Rhesusaffen (Macaca mulatta), Javaneraffen (Cynomolgus irus = Macaca fascicularis) und Hauskatzen (Felis domestica) wurden mit der von Falck und Hillarp entwickelten Methode zum fluoreszenzmikroskopischen Nachweis von Catechol- und Tryptaminen untersucht.Die glatten Muskelzellen der cavernösen Hohlräume werden von einem dichten Geflecht variköser, adrenerger Nervenfasern innerviert. Das Aufbauprinzip dieses Plexus ähnelt dem des autonomen Grundplexus (Hillarp). Der pericavernöse Plexus läßt sich in einen oberflächlichen Anteil gliedern, der aus gebündelten, präterminalen Nervenfasern besteht und in einen tiefen Plexus, der aus varicositätenreichen Endaufzweigungen aufgebaut ist. Im Gegensatz dazu besitzt das an kollagenen und elastischen Fasern reiche Corpus spongiosum nur eine spärliche Nervenversorgung. Während die Arterien des Penis mit einem adventitiellen adrenergen Plexus ausgestattet sind, werden die Venen von einem adrenergen Fasergeflecht innerviert, das alle Schichten der Adventitia und der Media gleichmäßig durchsetzt. Bei allen untersuchten Spezies kommen außerdem adrenerge Fasern in Begleitung der Paraurethraldrüsen vor.Aus mikrospektrographischen Befunden wird gefolgert, daß die Grünfluoreszenz in den Nervenfasern auf die Anwesenheit von Noradrenalin zurückzuführen ist. Diese Annahme wird durch den Nachweis relativ großer Mengen von Noradrenalin im Schwellkörpergewebe von vier Rhesusaffen bestätigt (0,67 g/g ±0,05). Dopamin und Adrenalin konnten nicht nachgewiesen werden.Zwischen den Epithelzellen der Harnröhrenmukosa kommen einzelne Zellen vor, deren Cytoplasma eine intensiv gelb fluoreszierende Substanz enthält. Das gelb fluoreszierende Produkt besitzt die gleichen spektralen Eigenschaften wie formaldehydkondensiertes 5-Hydroxytryptamin.Die Bedeutung der sympathischen, noradrenergen Innervation für die Einleitung und Beendigung der Erektion des Penis wird diskutiert.

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Dedicated to Prof. Dr. Dr. E. Horstmann with the best wishes for his 60 th birthday.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft and by grants from the Swedish Medical Research Council/project no. B 69-14X-56-05C and the Ford Foundation, grant no. 68-383.