Podcasts about tubuli

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der histologischen, ultrastrukturellen, glyko- sowie immunhistochemischen Analyse der Niere des Straußes (Struthio camelus). Die Organe wurden hierzu von dreizehn klinisch gesunden Tieren aus kommerzieller Haltung entnommen und untersucht. Ein Unterschied zwischen männlichen und weiblichen Tieren war dabei nicht feststellbar. Überwiegend - jedoch mit einigen Besonderheiten - stimmen die in dieser Arbeit erhaltenen Untersuchungsergebnisse über den Aufbau und die mikroskopische Struktur der Straußenniere mit denen anderer Vogelarten überein. Die paarige Niere liegt im Synsakrum eingebettet und ist beidseits in drei Abteilungen unterteilt, die oft oberflächlich verwachsen sind. Zwischen linker und rechter Niere sowie zwischen den Abteilungen bestanden keine signifikanten Unterschiede. Der Anteil der Straußenniere am Gesamtkörpergewicht ist mit 0,6 % relativ gering, im Vergleich zu vielen anderen Vogelarten. Die lichtmikroskopischen Untersuchungen zeigen ein Schnittbild aus größtenteils Rindengewebe mit kortikalen und medullären Nephronen, die in der gesamten Niere inselartig verteilte, bindegewebig begrenzte Markbereiche umgeben. Diese enthalten Henle-Schleifen, Vasa recta und Sammelrohre, eine spezifische Anordnung dieser Strukturen im Markkegel war in den untersuchten Präparten jedoch nicht vorhanden. Glomerula kamen in verschieden Größen von ca. 40 μm bei kortikalen bis zu ca. 200 μm Durchmesser bei medullären Neprhonen vor. Spezialisierte Macula densa-Zellen des distalen Tubulus im Bereich des glomerulären Gefäßpols konnten in der Straußenniere nicht dargestellt werden. Eine positive PAS-Rekation war insbesondere in den Mesangialzellen des Nierenkörperchens, dem Bürstensaum der proximalen Tubuli und den muzinhaltigen Vakuolen der Sammelrohre vorhanden. Letztere reagierten auch stark positiv mit Alcianblau. Die elektronenmikroskopischen Aufnahmen der Straußenniere führten mit vorangegangenen Untersuchungen anderer Vogelarten zu vergleichbaren Ergebnissen. In den durchgeführten glykohistochemischen Untersuchungen - zur genaueren Analyse von Zuckerstrukturen auf den Zellen der Straußenniere - zeigte sich eine besonders starke Affinität der Lektine zu den Mikrovilli der proximalen Tubuli. Alle Lektine mit Bindungsstellen in der Straußenniere, LCA, MAA-I, PHA-E, PHA-L, PNA, PSA, RCA, SBA, SJA, WGA und WGAs, zeigten hier deutlich bis stark positive Reaktionen. Auch in den muzinhaltigen Vakuolen der Sammelrohre waren Bindungsstellen für die meisten Lektine vorhanden (LCA, PHA-E, PSA, SBA, SJA, WGA und WGAs). Für ConA, DBA, GSL-I, SNA und UEA-I konnten keine Bindungsstellen in den untersuchten Straußennieren festgestellt werden. Mit Hilfe immunhistochemischer Methoden wurden zytoskelettale Elemente in der Niere des Straußes untersucht. Die Intermediärfilamente Zytokeratin 8, 14, 18, 19, Panzytokeratin, Vimentin und Desmin, sowie das Protein “alpha-smooth muscle actin” (α-SMA), wurden dabei nachgewiesen. Während Desmin und α-SMA nur in Muskel- und Bindegewebszellen der untersuchten Tiere vorgefunden werden konnten, wurden Zytokeratine und Vimentin auch im Nierengewebe nachgewiesen. Während sich Zytokeratine vorwiegend im Zytoplasma der proximalen Tubuli und teilweise auch der Henle-Schleifen fanden, fiel Vimentin vor allem durch die starke Bindung an glomerulären Strukturen auf.

Der rechte Mesonephros, sein Ductus mesonephricus sowie drei Tubuli eines bovinen Embryo mit 35 mm SSL wurden aus 902 histologischen Einzelbildern am Computer rekonstruiert. Zur Verwendung kam die kommerzielle Software „Amira“. Die Arbeit wurde über einen Remote-Zugang auf den Rechensystemen des Leibniz-Rechenzentrums in Garching bei München durchgeführt. Die Schwierigkeiten und Grenzen der computergestützten Visualisierung aus kon¬ventionellen Schnittbildserien konnten gezeigt werden. Das Vorgehen mit physi¬kalischen Schnitten brachte vor allem Probleme beim Ausrichten der Schnitte sowie beim Zuordnen von Bildpunkten zu Strukturen mit sich. Bei der bearbeite¬ten histologischen Serie handelte es sich um archivierte Bilder. Diese waren zum Zeitpunkt ihrer Herstellung nicht zum Zwecke der Bearbeitung an einem PC be¬stimmt und daher nicht mit Markersystemen zur besseren Reorientierung aus¬gestattet. Konventionelle Schnittbildserien komplizierter Strukturen können also als Ausgangsdaten zur digitalen Weiterverarbeitung als nicht optimal bezeichnet werden. Im Ergebnis konnten jedoch mit größtenteils zeitaufwendigen, händi¬schen Verfahren dank der sehr guten Hardware-Performance befriedigende Er¬gebnisse erzielt werden. Diese bestätigten größtenteils die bisherigen Beschreibungen des Mesonephros. Hinweise auf einen kraniokaudalen Gradienten in der Entwicklung und Degene¬ration konnte ebenso gezeigt werden wie grundsätzliche morphologische Bezie¬hungen. Ein Nephron besteht aus dem medial gelegenen Glomerulum, dem ge¬streckten proximalen Tubulus und einem stark gewundenen, distalen Tubulus mit attachment-Zone in direkter Nachbarschaft zum Glomerulum. Ein unmittelbar unter der Organkapsel verlaufender, kollektiver Abschnitt mündet schließlich in den Wolffschen Gang. Die Stellung der Nephrone ist segmentübergreifend und nahezu senkrecht zum Verlauf des Wolffschen Gangs. Der mit der Visualisierung der Schnittbildserie verbundene hohe Zeitaufwand sowie die Notwendigkeit ständiger manueller Kontrolle zeigt deutlich, dass bis zum routinemäßigen Einsatz dreidimensionaler Techniken im lichtmikroskopi¬schen Forschungsbereich noch großer Handlungsbedarf besteht. 3D-Modelle sind in der Lage, Wissenschaftlern neue Einblicke und Zugänge zu gewähren sowie Studierenden den Lernstoff auf anschauliche Art und Weise zu vermitteln. Der Aufwand zu ihrer Herstellung muss jedoch in einem sinnvollen Verhältnis zu ihrem Nutzen stehen.

Um Häufigkeit, Bedeutung und diätetische Ursachen veränderter Nieren beim Frettchen zu erarbeiten, wurden die Nieren von 63 Heimtieren und 120 Labortieren sonographisch untersucht und Fütterungsanalysen durchgeführt. Anatomische Studien an gesunden Nieren wurden für den Vergleich mit den veränderten Nieren angefertigt. Die Untersuchungen zur Anatomie ergaben für das Frettchen Nieren vom einfachen glatten und einwarzigen Typ. Des Weiteren konnten mithilfe von anatomischen Präparationen, der Korrosionstechnik und sonographischen Untersuchungen 5 – 7 dorsale und ventrale Recessus pelvis in den Nieren der Frettchen dargestellt werden. Die Niere der Frettchen gehört somit zu den Recessusnieren. Bei 22 der 63 Heimtiere und bei 58 der 120 Labortiere wurden sonographisch zystische Veränderungen der Nieren gefunden. Die Häufigkeit des Auftretens der Zysten ist hier weitaus höher als in bisher beschriebenen Untersuchungen. Es konnte anatomisch und histologisch eine Assoziation der Zysten mit den Recessus pelvis gezeigt werden. Die Zysten waren in Anzahl, Lokalisation und Größe nicht mit der PKD der Katze oder des Menschen vergleichbar. Die Befunde weisen auf eine kongenitale Nierenkrankheit der Frettchen hin. Bei 37 der 63 Heimtiere stellte sich das Nierenmark, ähnlich renalen Verkalkungen, hyperechogen, dar. Dieser Befund konnte bei keinem der Labortiere im sonographischen Bild nachgewiesen werden. 4 Heimtiere und 1 Labortier hatten eine beginnende Hydronephrose, 2 der Tiere wiesen zusätzlich einen Hydroureter auf. Eine Urolithiasis konnte bei keinem der untersuchten Frettchen sonographisch dargestellt werden. Nebenbefunde in der Histologie der Nieren der Labortiere waren Kalkablagerungen in den Tubuli und kristalline Strukturen im Nierenparenchym, die sich sonographisch nicht darstellten. Die Kalkablagerungen könnten ein Hinweis auf eine beginnende renale Verkalkung sein. Die kristallinen Strukturen sind vermutlich Harnsäureablagerungen. Die Untersuchungen zur Fütterung der Heimtiere und Labortiere zeigten, dass die Tiere generell eine Nährstoffüberversorgung aufwiesen. Dies galt vor allem für die Energie-, Rohprotein- und Rohfettversorgung der Heimtiere. Die im sonographischen Bild gefundenen vermuteten Verkalkungen des Nierenmarks der Heimtiere hängen möglicherweise mit einer Kalzium- und Phosphorüberversorgung zusammen.

Die zyklischen Aktivitäten in Ovar und Hoden der Maus sind von einer Reihe von proliferativen und apoptotischen Ereignissen gekennzeichnet. Dadurch werden diese Organe zu interessanten Studienobjekten wenn es gilt, eine Proteinexpression mit Funktionen zu verknüpfen. Corpora lutea z. B., vorübergehende endokrine Drüsen, die aus den Resten ovulierter Follikel entstehen, zeigen hohe Zellproliferationsraten und während der Regression eine ausgedehnte Apoptose. Im Hoden zeigt der Zyklus der Spermatogenese und der Tubuli seminiferi contorti ein System von dynamischen Wachstumsprozessen aber auch von Apoptose, beeinflusst von den Sertoli- und Leydig-Zellen. Die Epithelzellen im Nebenhoden durchlaufen im Rahmen der postnatalen Entwicklung eine rasche Proliferation und Ausbreitung. Von Galektinen glaubt man, dass sie an diesen zellulären Prozessen beteiligt sind. Um die Anwesenheit von Galektinen in diesen Organen zu überprüfen, wurden RT-PCR Analysen mit verschiedenen Galektin-spezifischen Primerpaaren durchgeführt. Dabei erhielten wir Signale von Galektin-1 und -3, bemerkenswerterweise aber auch von Galektin-2, -4, -6, -7, -8, -9 und -12. Zur Entschlüsselung der in vivo Funktion(en) eines bestimmten Galektins verglichen wir normale (C57BL/6NCrl, Gal-3 +/+) und Galektin-3 Knock-out Mäuse (C57BL/6NCrl, Gal-3 -/-). Als nächstes überprüften wir mit polyklonalen Antikörpern gegen Galektin-1, -3 und -7 die Proteinexpression im Western Blotting. Es zeigten sich verschiedene Ergebnisse für Galektin-1 und -3, und im Falle des Ovars ein sehr schwaches Signal für Galektin-7. In der im Folgenden durchgeführten Immunhistochemie zur Darstellung der zellulären Lokalisation ergaben sich verschiedene Färbemuster für die Galektine. Wie erwartet führte Anti-Galektin-3 IgG zu keinerlei Färbung beim Knock-out Tier (C57BL/6NCrl, Gal-3 -/-). Im Einzelnen zeigte sich eine diffuse Verteilung von Galektin-1 im ovariellen Stroma, daneben war es noch zusammen mit Galektin-7 im „ovarian surface epithelium“ zu finden. Galektin-3 hingegen fand sich v. a. in den Corpora lutea. Vermutlich wurde die Galektin-3-positive Reaktion durch Gewebemakrophagen verursacht, die positiv für Galektin-3 sind. Diese Zellen sollen eine Rolle bei der lutealen Regression haben, indem sie apoptotische Zellen phagozytieren, um eine entzündliche Reaktion zu verhindern. Im Hoden wurde Galektin-1 v. a. in den Sertoli- und Leydig-Zellen gefunden, Galektin-3 fand sich nur bei den Makrophagen in der Nähe der Leydig-Zellen. Während Galektin-1 eine Rolle als immunsuppressives Lektin beim spermatogenen Zyklus haben könnte, könnte Galektin-3 für die Funktion der Makrophagen im Hoden nötig sein, die die Entwicklung der Leydig-Zellen beeinflussen. Das spatiotemporale Expressionsmuster von Galektin-3 im Nebenhoden, v. a. im Nebenhodenkörper, könnte für die resorptiven und sekretorischen Prozesse von Bedeutung sein, die für eine optimale Umgebung zur Reifung und Lagerung der Spermien sorgen.

The influence of estrogen-like substances on the gonadal development in frogs (Rana temporaria and Xenopus laevis). Ultrastructural and immunohistochemical investiga-tions on the gonads of frogs (Rana temporaria). The aim of the present thesis was the investigation and assessment of the estrogen pollu-tion of a river in South-Germany above and below a sewage plant outlet and its possible effects on the gonadal development in amphibians. In an exposure experiment with differ-ent sewage dilutions the effect on the indigenous gras frog (Rana temporaria) were com-pared with the effects on the African claw frog (Xenopus laevis). Because of the lack of relevant data in current literature it was necessary to first collect some basic data on light microscopy, ultrastructure and immunohistochemistry with reference to frogs. Furthermore the sexual differentiation of two populations of different origin were compared histologically. Characterisation of the gonads The ovaries of Xenopus laevis displayed a garland-like structure in contrast to the compact ovaries of Rana temporaria. The ovaries of both frog species were surrounded by an epi-thelium and filled with germ cells which enclosed an ovarian cavity. The oogonies were mainly found in the peripheral parts of the organ. The oocytes were characterised by a big and irregularly shaped cell nucleolus with peripherally located nucleoli. They were sur-rounded by a thin one-layered follicular epithelium. Electron microscopical examination of the ovaries of Rana temporaria showed elongated tubular mitochondria in the cytoplasm which were found exclusively in oocytes. Some of the mitochondria from subadult frogs contained yolk crystals. Additionally an accumulation of electron-tight Granule was found just below the plasma membrane, which could be a preliminary stage of the cortical granule. The testis of the frogs were enveloped by an epithelium and a tunica albuginea which al-ready showed a tubular structure. The testis from Rana temporaria and the Xenopus laevis differed in their developmental stages. The testis of juvenile Rana temporaria contained only germ cells whereas the testis of some Xenopus laevis already contained spermato-cytes and spermatozoa. The spermatocysts, characteristic of frog testis, could be seen in conjunction with the appearance of spermatocytes only. By using light microscopy two different types of germ cells in both frog species could be distinguished which probably were primary and secondary germ cells. By electron microscopical investigation of the testis of Rana temporaria the somatic cells could, on the basis of location and morphology, be differentiated in two types. The somatic cells of the first type were located inside the Tubuli seminiferi and have probably the same function as the Sertoli cells of mammals. The cells of the second type, the Leydig cells or interstitial cells, were located outside the Tubuli and were characterized by granular vesicle in the cytoplasm. With view to the sexual differentiation of Rana temporaria a comparative histological inves-tigation of the gonads of juvenile and subadult frogs of a native midland population and a high alpine population was performed. The midland population proved to be a sexually semi-differentiated species since apart from clearly male or female animals it also com-prises intersex individuals in different stages of the transformation process. The genotypi-cally male animals developed female gonads in the first place which secondly converted into testis during a hermaphrodite stage. The transformation process from female into male gonads was, on the basis of morphological criteria, classified into three stages. The highal-pin population on the other hand proved to be a sexually differentiated race. By using the Avidin-Biotin-Complex-Technique five different antibodies were tested on the gonadal tissue of juvenile and subadult Rana temporaria. The test for Laminin, a non-collagen glycoprotein, which is part of the basal membrane in mammals, resulted in a posi-tive reaction. It seems therefore that similar to Laminin in mammals a glycoprotein plays an important part in the basal membrane of frogs. α-Actin, a fibrous protein of the smooth muscles, which was detected in the Theca externa of the layer of follicle cells in different species, could be established in the blood vessel wall only and not in the layer of follicle cells. Furthermore the occurrence of a Zona pellucida by using antibodies against the por-cine glycoprotein ZP3 was investigated. The ovum including the surrounding layer of follicle cells showed a negative reaction which however did not implicitly exclude the occurrence of a glycoprotein layer with a different antigenicity. Until now the existence of a glycoprotein layer in anurans, in connection with microscopical anatomy of ovaries in Rana temporaria or other species of frogs has not been mentioned in references. The examination of the go-nadal tissue as to the occurrence of ACE (Angiotensin Converting Enzymes) turned out negative as well. Example of application With the exception of a temporarily higher concentration of alkylphenol in the beginning of the exposure, the chemical analyses revealed a relatively low degree of pollution with alcyl-phenols and steroids. The results were comparable to other results of German rivers and stayed well below other European comparative data. According to the results of this study the current level of pollution of the experimental water with estrogens does not endanger the amphibian population. The examination did not reveal any influence of the sewage on the embryonal and larval development. Furthermore, the histological investigation of the gonads in exposed and unexposed frogs with reference to the gonadal sexual differentia-tion as well as the sex ratios did not reveal significant changes. There was no correlation as to the frequency of the occurrence of intersex in the groups of exposed and unexposed frogs, neither of Xenopus laevis nor of Rana temporaria. Only the transformation process from ovaries to testis of the sexually semi-differentiated species of Rana temporaria was slowed down in the group of exposed animals in contrast to unexposed animals. The rea-son for this phenomenon could be the inhibitive influence of the low-level but more continu-ous estrogen pollution in sewage than in river water. Conversely, a link between the accel-eration of the transformation process within the group of unexposed animals and the tem-porarily higher alkylphenol level in the beginning of the exposure cannot completely be ruled out. According to references alkylphenol can cause an increase of testosterone. The semiquantitative RT-PCR detecting Vitellogenin-mRNA carried out by the Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries in Berlin showed a minor increase in females of Xenopus laevis which were exposed to sewage in the ration of a 2:1 dilution in contrast to the unexposed animals. Taking into account the synergistic effects of estrogens, the in-crease could be attributed to the higher estrogen pollution of the sewage. The histopa-thological analysis for the detection of toxical effects of the sewage as well as other poten-tial influential factors provided no hints as to a possibly toxical influence of the sewage.