das enzymmuster der meerschweinchenplazenta und seine veränderungen im verlauf der schwangerschaft

Histochemie 4, 397--419 (1965)

Aus dem Anatomischen Institut der Universit~t Wiirzburg (Direktor: Prof. Dr. K. NErrS~RT)

DAS ENZYMMUSTER D E R M E E R S C H W E I N C H E N P L A Z E N T A UND SEINE VER/~NDERUNGEN IM VER LAUF D E R SCHWANGERSCHAFT*

Von

LUTZ VOLLRATH

Mit 14 Textabbildungen

(Eingegangen am 12. August 1964)

Ziel der vorliegenden Studio ist es, unsere Kenntnisse fiber das Enzymmuster der Meerschweinchenplazenta zu erweitern. Zu diesem Zweck untersuchten wir die Verteilung einiger histochemisch er]a[3barer Fermente. Wir mSchten kl~ren, ob die morphologisch verschieden aufgebauten Bezirke der Meersehweinchen- plazcnta Unterschiede im Fermentvorkommen bzw. in der Fermentaktivit~it besitzen. Die cytotopochemische Lokalisierung der Fermente untersuchen wir nur am Rande. Ferner besch/~ftigen wir uns mit der Entwicklung und Reifung der Plazenta, da uns die Frage interessiert, zu welchem Zeitpunkt die Fermente in dem Organ erstmalig naehgewiesen werden kSnnen und wie sie sich in der Folgezeit verhalten. Wir hoffen, durch die Fermentuntersuchungen Anhaltspunkte iiber Funktion, den Zeitpunkt der Funktionsau]nahme und die Dauer der Funktionstiichtigkeit der verschiedenen Plazentabezirke zu bekommen. Die Meerschweinchcnplazenta ist ffir diese Fragestellung ein lohnendes 0bjekt , da sie nach STACK (1955) ein gutes Beispiel ffir das Vorkommen verschiedener Funktionsbezirke in einem Organ dar- stellt und morphologische und histochemische Untersuchungen bisher nur beschr~nkt Aussagen fiber die Funktion der einzelnen Plazentabezirke zugelassen haben.

Bisher wurde in der Meersehweinchenplazenta nur das Vorkommen von alkalischer Phosphatase, Bernsteins/~uredehydrogenase sowie unspezifischer Esterase und Azetylcholinesterase untersucht (vgl. VELARDO und Rosx 1963). HARD (1946) stellte mit Hflfe biochemischer und histochemischer Methoden fest, dal~ alkalische Phosphatase im gesamten Plazentalabyrinth, in Dottersaek und Decidua basalis lokalisiert ist und dal~ die Fermentkonzentrat ion bis zum 55. Schwangerschaftstag zu- und danach abnimmt. Das Ferment wird im Dotter- sack erstmals am 15. - -17, irn Plazentalabyrinth am 22. Schwangerschaftstag nachweisbar. In Analogie zum Fermentvorkommen in Dfinndarm und Niere und ihrer allgemeinen Bedeutung bei Phosphorylierungs- und Resorptionsvorg~ngen schloB HARD, dal~ in Labyrinth und Dottersack Kohlenhydrate und Fette in verst/~rktem MaBe resorbiert und dem Fetus zugefiihrt werden. Da die Bfldung des Labyrinthes bereits am 20. Tag einsetzt und bei HARDs Untersuchungs- material 18--21 Tage alto Plazenten fehlen, scheint es uns ratsam, die Ferment- nachweise ffir diese mSglicherweise kritische Zeit nachzuholen.

* Durchgeffihrt mit Unterstiitzung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Nine verst~rkte BernsteinsAuredehydrogenaseaktivit~t fanden REALE und PIPr~O (1959) im Interlob~r- und Randsynzy t ium, eine sehw~ehere in Labyr in th , Dot tersaek und ektodermalen Riesenzellen. Da sie nur unmit te lbar vor der Geburt befindliche Plazenten untersuehten, fehlen Angaben fiber die Ferment- verteilung w~hrend der Plazentaentwicklung und in der Subplazenta, die zum Zei tpunkt der Geburt zuriiekgebfldet ist.

W~hrend unspezifisehe Esterase in der Meersehweinehenplazenta nur in un- bedeutenden Mengen vorkommt, ist die Aktivi t~t yon Azetyleholinesterase sehr hoeh (GouTIER-PIROTTE und GEREBTZOFF 1955, GEREBTZOFF 1957, PERROTTA und LEwis 1958). Azetylcholinesterase wird am 16. Sehwangerschafts tag erstmals in mesometral gelegenen Blutkapil laren der Uteruswand naehgewiesen, am 19. aueh im neugebildeten Synzyt inm. Am 27. Schwangersehafts tag reagiert das In ter lob~rsynzyt ium stark positiv, der periphere Anteil des Labyr in ths mittel- s tark positiv, das zentrale Labyr in th negativ. Gegen Ende der Schwangersehaft ist das In ter lob~rsynzyt ium sehwaeh, das gesamte Labyr in th dagegen stark positiv. Diese Resul tate lassen sich sehwer deuten, da die Funkt ion der Azetyl- eholinesterase in der Plazenta nicht bekannt ist.

Material und Methodik Untersucht wurden ca. 150Meerschweinchenplazenten von 57Muttertieren eigener

Zucht. Im einzelnen handelte es sich um Plazenten folgenden Alters: 16, 17, 18, 20, 23, 24, 25, 27, 29, 44, 55 Tage; ferner um Plazenten yon Feten mit 55, 65, 67, 95, 110 und 115 ram Scheitel-SteiB-L~ngen und Geburtsplazenten. ])as Alter der Plazenten wurde einerseits aus den Konzeptionsterminen errechnet, wobei fiir die Konzeption der post partum-Oestrus aus- genutzt wurde, und andererseits aus den Scheitel-Stei~-L~ngen der Feten. - - Die Schwanger- sehaftsdauer betrug bei unserem Meerschweinchenmaterial ca. 65 Tage. Zum histochemischen Fermentnachweis warden die Plazenten entweder i~thernarkotisierten oder decapiticrten Tieren entnommen und sofort im Cryostaten (DITTES-DusPIvA) 16/~ dick geschnitten. Alle Fermentnachweise wurden an unfixiertem Material durchgeftihrt. Wir folgten den Angaben yon PEARSE (1960) fiir die Nachweise yon alkalischer Phosphatase nach Gomori und DPN- ])iaphorase nach NACHLAS, WALKER und SELIGMAN (1958). Die Angaben yon BARKA und ANDERSON (1963) benutzten wir ffir die Nachweise yon DPNH-Diaphorase, u-Glycero- phosphatdehydrogenase, Glucose-6-phosphatase nach Wachstein und Meisel, Leuzinamino- peptidase nach Nachlas, Cytochromoxydase nach Burstone und fl-Hydroxysteroiddehydro- genase 1 nach Wattenberg. Die Inkubationsfliissigkeiten fiir Laktat-, Glutamat- und fl- Hydroxybutters~uredehydrogenase hatten folgende Zusammensetzung: DPN (5 mg/ml) 0,3 ml, Nitro-BT (5 mg/ml) 0,3 ml, Phosphatpuffer (0,2 m pH 7,4) 1,0 ml, je nach dem nachzuweisen- den Ferment 0,6 ml Na-Laktat (0,5 m), 0,6 ml Na-Glutaminat (0,5 m) bzw. 0,6 ml Na-fl- Hydroxybutyrat (2,0 m) und aqua dest. 0,8 ml. Bernsteins~uredehydrogenase: l~/a-Succinat (0,2 m) 0,75 ml, Nitro-BT (5 mg/ml) 0,3 ml, Phosphatpuffer (0,2 m pH 7,6) 0,75 nil, aqua dest. 1,2 ml. - - Kontrolle: Bebrfitung ohne Substrat. Eindecken der Pr~parate in Karion F bzw. Caedax.

Fiir die histologische Untersuchung wurde nach Boun~ fixiert. F~rbungen: H.E., Azan, van Gieson, Goldner, Aldehydfuchsin. - - Der Fettnachweis erfolgte an unfixierten Cryostat* schnitten mit Sudanschwarz B. - - Glykogennachweis: PAS-Reaktion, Speicheleinwirkung 370 C, ~:5 min.

Befunde

I. Morphologische Be/unde Die jfingste yon uns untersuchte Meerschweinchenplazenta s t ammte vom

16. Schwangerschaftstag. Zu dieser Zeit besteht das Organ aus dem Zytot ropho-

1 I)ehydroepiandrosteron wurde freundlicherweise yon der Sobering AG, Berlin, zur Ver- fiigung gestellt.

Enzymmuster der Meerschweinchenplazenta 399

blasten, der in histologischen Schnitten die Form eines ,,V" hat, und aus dem darumliegenden schwammartigen Synzytium. Das Innere des ,,V", das als zentrale Excavation bezeichnet wird, ist mit Mesenchym angefiillt. Im Bereich der Spitze des ,,V" deutet der verdickte und gefaltete Zytotrophoblast die Bildung der Subplazenta an. Von den l%andpartien des sehwammartigen Synzytiums dringen trophoblastische Synzytiumsprossen in die Dczidua vor. Dabei erSffnen sie mfitterliche GefKBe und nehmen deren Blur in ihr Maschenwerk auf. In der Folgezeit gewinnt das lateral vom Zytotrophoblasten gelegene schwammartige

61---~ = .+, .... '

Abb. 1. S c h e m a t i s c h e D a r s t e l l u n g d e s A u f b a u e s e i n e r h l e e r s c h w e i n c h e n p l a z e n t a i m A l t e r v o n 6 W o c h e n , De Dez idua ; D o D o t t e r s a c k ; D u D u r c h d r i n g u n g s z o n e ; e.E. e k t o p l a z e n t a r e s E n t o d e r m ; e.R. ek tode rma le Riesenzel len; ] . M . fe ta les 5 I e s e n c h y m ; I I n t e r l o b i r s y n z y t i u m ; L L a b y r i n t h ; m.G. mii t t e r - l iches Gefi, I ; n . D e nek ro t i s che Dez idua ; R R a n d s y n z y t i u m ; S S S u b p l a z e n t a s y n z y t i u m ; U Ute rus -

m u s k u l a t u r ; Z Z y t o t r o p h o b l a s t der S u b p l a z e n t a

Synzytium sehr an Ausdehnung, und der Zytotrophoblast der Subplazenta ver- dickt und faltet sich starker. Vom 18.--25. Tag dringcn Mesenchym und fetale Gef~le yon der zentralen Excavation aus in das schwammartige Synzytium und zwischen die Zytotrophoblastlamellen der Subplazenta ein. In der Chorionallan- toisplazenta entstehen so Lobuli mit fetalen Gefiilen. Da die Gef~leinspros- sung nicht im gesamten Synzytium erfolgt, bleibt zwischen den L~ppchen gef~l- loses Synzytium erhalten. Mit dem Eindringen der fetalen Gef~Be erfolgt ein bedeutendes Dicken- und Breitenwachstum des Plazentadiscus. In der Folgezeit vergrSlert sich die Subplazenta stark.

Die 6 Woehen alten Plazenten haben wir besonders aufmerksam studiert, da in diesem Stadium alle Anteile des Organs gut ausgebildet sind und sie uns bei der histochemischen Untersuchung Anhaltspunkte ffir eventuelle Fermentver~nderungen geben. Zu dieser Zeit besitzt die Chorionallantoisplazenta des Meer- sehweinchens einen eharakteristisehen Aufbau (Abb. 1), der im wesentlichen bis

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zum Ende der Schwangerschaft erhalten bleibt. Man unterscheidet feinmasehige Lobuli, die in ihrer Gesamtheit als Labyrinth bezeichnet werden, und das das Labyrinth umgebende grobmaschige Interlobiir- und Randsynzytium. Am Seiten- rand des Plazentadiscus liegt das ektoplazentare Entoderm. Es verd~mmert im Bereich des uteroplazentaren Winkels bzw. geht an der dem Feten zugewandten Seite der Plazenta in den Dottersack fiber. Zwischen ektoplazentarem Entoderm und Randsynzytium befinden sich die ektodermalen Riesenzellen Duvals. Sie sind vom ektoplazentaren Entoderm durch die Reichertsche Membran getrennt. Interlob~r- und Randsynzytium bestehen aus breiten Gewebsstr~ngen mit ange-

Abb . 2. Nachwei s der a lka l i s chen P h o s p h a t a s e , 20 Tage a l te Meer schwe inchenp lazen ta . Pos i t i ve r R e a k t i o n s a u s f a l l i m neugeb i lde t en L a b y r i n t h . Bebr i i t ungsze i t 20 rain. Vergr . 76fach

deutet granular erscheinendem Zytoplasma. Ihre Zellkerne sind relativ groin. Zwischen den . Gewebsstr~ngen fliel~t mfitterliches Blut. Im Labyrinth sind fetale G e f ~ e radiiir angeordnet, so daft eine gewisse/~hnlichkeit mit einem Leber- l~ppchen besteht. W~hrend das fetale Blur yon der Peripherie des Li~ppchens zum Zentrum flie•t, nimmt das mfitterliehe Blut den umgekehrten Weg. Inter- lobs und Randsynzytium bilden so den AbfluBweg ffir das verbrauchte mfitterliche Blut.

Unter der Chorionallantoisplazenta befindet sich als Unterbau des Organs die Subplazenta. Sie besteht aus Zytotrophoblastlamellen, zwischen die von der fetalen Seite aus fetales Bindegewebe und kindliche G e f ~ e eindringen, und vacuolisiertem Subplazentasynzytium, das zur mfitterlichen Seite zeigt. Dieses Synzy~ium enth~lt Glykogen und aufierdem ein PAS-positives, speichelresistentes, aldehydfuchsinpositives Material. Unterhalb der Subplazenta finden wir eine Schieht nekrotischer Dezidua, durch die mfitterliche G e f ~ e hindureh- und an der Subplazenta vorbei in die Chorionallantoisplazenta ziehen. Zwischen normaler und nekrotischer Dezidua liegt die Durchdringungszone (,,iunctional zone")mit


zahlreichen Riesenzellen. - - Der plazentanahe Anteil des Dottersackes ist stark gefaltet und zottenahnlich. Sein Epithel ist hochprismatisch.

Glykogen kommt geh/~uft im Subplazentasynzytium und in der nekrotischen Dezidua, in geringerer Menge im ektoplazentaren Entoderm, in ektodermalen Riesen- und Deziduazellen vor. Fet t ist regelm/~l~ig im Labyrinth und im laby-

Abb . 3. G lucose -6 -phospha ta senachwe i s , 6 W o c h e n a l te Meer schwe inchenp lazen ta . D o t t e r s a c k , L a b y r i n t h , D u r c h d r i n g u n g s z o n e u n d Dec idua basa l i s r eag ie ren posi t iv . Bebr i i tungsze i t 2 S t d 25 min .

Vergr . 6 fach

rinthnahen Anteil des Interlobiums in feintropfiger Form nachweisbar. W/~hrend das ektoplazentare Entoderm fast kein Fet t besitzt, enthalten die ektodermalen Riesenzellen gelegentlich viel. Die fettfreie Subplazenta steht in starkem Kon- trast zur nekrotischen Dezidua, wo sich das grSBte Fettvorkommen befindet. Fiir die Folgezeit ist charakteristisch, dal~ sich die Subplazenta zuriickbildet. Zum Zeitpunkt der Geburt (ca. 65. Schwangerschaftstag) ist sie nicht mehr vorhanden. Diese Beobachtungen stimmen im wesentlichen mit denen DAVIES, DEMPSEY, AMOROROs (1961b), DUBOIS und DUCOMMUNs (1955), GROSSERs (1909, 1927)und PETRu und K~HNELS (1963) iiberein.

28*

402 LuTz VOLLRAT~:

II. Histochemische Fermentuntersuchungen

1. Alkalische Phosphatase. Am 16. Schwangerschaftstag reagieren Dotter- sackepithel, basaler Anteil der Decidua basalis, dottersackferner Anteil der Deei- dun eapsularis und plazentanaher Anteil der Decidua parietalis eindeutig positiv. Die eigentliche Plazentaanlage sowie die Durchdringungszone besitzen keine naeh- weisbare Fermentaktiviti~t. Unmittelbar nach dem Eindringen der Allantois- gefiii~e in das sehwammartige Synzytium und der damit verbundenen Labyrinth- bildung (20. Tag) ist das Ferment im gesamten Labyrinth (s. Abb. 2), in Dotter- sack, Durehdringungszone und basalem Anteil der Decidua basalis nachweisbar. Interlob~r- und Randsynzytium sowie Subplazenta reagieren negativ. In der Folgezeit nimmt die Fermentaktivit~t an allen geschilderten Stellen zu, nach dem 55. Tag ab (vgl. HARD 1946).

2. Glucose-6-phosphatase besitzt in der Meerschweinchenplazenta eine geringe Fermentaktivit~t. Bereits am 20. Tag weisen plazentanaher Anteil des Dotter- saekes, gesamtes Labyrinth, Durchdringungszone und basaler Anteil der Decidua basalis eine positive l~eaktion auf. Diese Befunde gelten auch ffir die Folgezeit. Abb. 3 zeigt den Fermentnachweis an einer 6 Wochen alten Plazenta. Da die Fermentnaehweise nur an relativ wenigen Plazenten zwisehen dem 27. und 55. Tag durehgeffihrt wurden, kann nicht mit Sicherheit entschieden werden, ob grSl~ere Fermentaktivit~tsschwankungen im Laufe der Schwangerschaft vorkommen. Gegen Ende der Tragzeit f~llt der Reaktionsausfall im Dottersack schw~eher aus.

3. ~-Hydroxybutters~iuredehydrogenase besitzt insgesamt eine sehwache Fer- mentaktiviti~t und ist in der Meerschweinchenplazenta auf wenige Bezirke beschr~nkt. Am 16. Schwangerschaftstag reagieren lediglich Decidua eapsularis und basaler Anteil der Decidua basalis positiv. Am 24. bzw. 27. Tag ist der Reaktionsausfall deutlich verst~rkt. Das Ferment li~i~t sich jetzt in Dottersack, ektoplazentarem Entoderm, ektodermalen Riesenzellen, Subplazenta und Riesen- zellen der Durchdringungszone nachweisen. Rand- und Interlob~rsynzytium zeichnen sieh durch einen ~ui~erst schwachen l~eaktionsausfall aus. Demgegenfiber besitzen zentral im Labyrinth gelegene Gef~I~e, basaler Anteil der Deeidua basalis und Uterusepithel eine hohe Fermentaktivit~t. In der Folgezeit bleibt die Fer- mentaktivit~t gering; sie ist jedoeh bis zur Geburt erfai~bar.

4. ~-Glycerophosphatdehydrogenase. Wiihrend die Plazentaanlage am 16. Schwangerschaftstag praktisch negativ reagiert und sieh nur Decidua eapsularis, parietalis und basaler Anteil der Deeidua basalis anf~rben, resultiert am 20. Tag ein sehwaeher, jedoch deutlich positiver Reaktionsausfall der Plazenta. Stark positiv reagiert vor allem das Dottersackepithel in seinem apikalen Bereieh. Im neugebildeten Labyrinth, im Interlob~r- und Randsynzytium, im ektoplazentaren Entoderm und in der Subplazenta ist die Fermentaktivit~t ungef~hr gleich. Eine st~rkere Fermentaktivit~t besitzen Riesenzellen der Durchdringungszone, Uterus- drfisen und Uterusepithel. Am 24. Tag finden sich prinzipiell dieselben Resultate wie am 20. Nur reagieren mit grol~er Regelm~Bigkeit Interlob~r- und Rand- synzytium starker als das Labyrinth (s. a. Abb. 4). In der Subplazenta besitzen Zyto- trophoblast und Synzytium meist eine gleichstarke Fermentaktivit~t. Auffallend stark f~rben sich stets die zentralgelegenen Labyrinthgef~Ge, Riesenzellen der


Abb. 4. ~-Glycerophosphatdehydrogenasenachweis . Dasselbe P r ~ p a r a t wie in Abb. 3. Das In ter lob~r- sy~zy t ium reagier t bedeu tend s t a rke r als das Labyr in th . Bebrfi tungszei t 28 rain. Vergr. 6fach

Durchdringungszone sowie Uterusepithel. In den folgenden Schwangerschafts- wochen bleibt die Fermentaktivit/it gering. In der 7., 8. und 9. Woche ist sie jedoch insgesamt deutlich verst/~rkt.

5. Leuzinaminopeptidase. Am 16. und 18. Schwangerschaftstag findet sich die gr61~te Fermentaktivit/it in Uterusmuskulatur, Decidua parietalis und Uterin- drfisen. Deutlich schw/icher reagieren Decidua capsularis, ein sichelf6rmiger Bezirk in halber H6he der Decidua basalis sowie der Dottersack. Die die Decidua basalis durchdringenden trophoblastischen Synzytiumsprossen heben sich yon ihrer Umgebung nicht ab. Die eigentliche Plazentaanlage reagiert negativ. In den folgenden Tagen nimmt die Fermentaktivit/~t in Dottersack, Durchdringungszone und Decidua basalis stark zu. Am 23. Schwangerschaftstag reagieren Chorional- lantois- und Subplazenta selbst nach langen Bebrfitungszeiten negativ (Abb. 5). Am 27. Tag bietet sich insofern ein neuer Befund, als das Labyrinth einen r6tlichen Schimmer bekommt. 2Tage sp/~ter reagieren Plazentalabyrinth und Zytotrophoblast

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der Subplazenta deutlich positiv. Die weitere Entwicklung ist dadurch gekenn- zeichnet, dab die Fermentaktivitgt in Labyrinth und Zytotrophoblast der Subplazenta zunimmt. Wie Abb. 6 zeigt, erreicht sie jedoch nicht dieselbe Inten- sitgt wie in Dottersack und Decidua basalis. Ektoplazentares Entoderm, ekto-

dermale Riesenzellen und In- terlobi~r- und Randsynzytium reagieren stets negativ. Im Dottersack fi~rbt sich das Zy- toplasma der Epithelzellen gleichmggig rot an; zu einer verstgrkten Ablagerung yon Reaktionsprodukt kommt es im Bereich der Basalmembran und des Dottersackbindege- webes. In der letzten Schwan- gerschaftswoche lg] t die Fer- mentaktivitgt im Dottersack deutlich nach, bei Geburtspla- zenten ist sie auch im Laby- rinth geringer.

6. Glutamatdeh ydrogenase besitzt in allen yon uns untersuchten Plazentastadien eine geringe Aktivitgt. Im Gegensatz dazu steht der stark positive Reaktionsausfall im Dottersaek (Abb. 7). Am 16. Schwangerschaftstag ist das Ferment in Dottersack, Zytotrophoblast, neugebilde- tem Synzytium, Decidua capsularis, basalem Anteil der

3_bb. 5. L e u z i n a m i n o p e p t i d a s e n a c h w e i s . 23 Tage a l t c Decidua basalis sowie Uterus- P l a z e n t a . Pos i t i ve r R e a k t i o n s a u s f a l l is t au f D o t t e r s a c k u n d D u r c h d r i n g l m g s z o n e b e s c h r a n k t . Bebr i i tungsze i t 85 epithel und Uterindrfisen

rain. Vergr . 8 fach nachweisbar. Obwohl der zur Plazentaanlage hin gelegene Anteil der Deeidua basalis negativ reagiert, heben sich die die Dezidua durchdringenden trophoblastischen Synzytiumsprossen nieht heraus. Am 24. bzw. 27. Schwangerschaftstag finden wir wie in der Folgezeit zu- si~tzlich zum stark positiven l~eaktionsausfall in den Dottersackepithelzellen eine geringe, jedoch deutlich erfagbare Fermentaktivitgt in der Chorionallantoispla- zenta. Das Labyrinth reagiert stets ein wenig schwi~cher als das Interlobgr- und Randsynzytium. In ektodermalen Riesenzellen fiillt der Fermentnachweis ebenso stark wie im Randsynzytium aus, deutlich schwgcher im ektoplazentaren Ento- derm. Wghrend in den jfingeren Stadien Zytotrophoblast und Synzytium der Subplazenta etwa gleichstark reagieren, fgrbt sich das Synzytium spgter regelmggig stgrker an. Riesenzellen der Durchdringungszone sowie plazentanaher Anteil der Decidua basalis ghneln in ihrer Reaktionsintensitgt dem Labyrinth.

E n z y m m u s t e r d e r M e e r s c h w e i n c h e n p l a z e n t a 405

Abb. 6. Leuzinaminopept idasenachweis . 6 Wochen alte P lazenta . Deut l ich posi t iver Reakt ions- ansfall j e tz t auch im Labyr in th . Bebri i tungszei t 82 rain. Vergr . 5fach

Abb. 7. Glu tamatdehydrogenasenachweis . 27 Tage alte P lazenta . Das Dot tersackepi the l zeichnet sich im Vergleich z u m R a n d s y n z y t i u m dutch einen s t a rk posi t iven Reakt ionsausfal l aus. Bebri i tungs-

zeit 2 Std. 20 rain. Vergr. 75fach

406 LUTZ VOLLRATH:

Das Uterusepithel besitzt eine hohe Fermentaktivit~t. Von der 7. Schwanger- schaftswoche an nimmt die Fermentaktivit~t im ektoplazentaren Entoderm zu, in der 9. l~Bt sie im Dottersack nach.

7. Bernsteins~iuredehydrogenase. In jungen Plazentastadien fKllt der Ferment- nachweis extrem schwach aus. Am 16. und 17. Schwangerschaftstag heben sich lediglich der Dottersack und der V-fSrmige Zytotrophoblast durch eine geringe Anf~rbung heraus, das neugebildete Synzytium reagiert entweder fast negativ oder i~hnlich schwach wie der Zytotrophoblast. Die Riesenzellen der Durchdrin- gungszone zeichnen sich durch eine deutlich starker positive Reaktion aus. Die die Decidua basalis durchdringenden trophoblastischen Synzytiumsprossen stellen sich nicht dar. In der Mitre der Decidua basalis befindet sich ein sichelfSrmiger, stark positiv reagierender Bezirk. - - 7 Tage sparer weist das Ferment die typische Verteilung wie bei Klteren Stadien auf. Stark positiv reagieren Dottersack- epithelzellen in ihrem apikalen Bereich, l~iesenzellen der Durchdringungszone, Uterusepithel und Uterindrfisen. Einen deutlich schwi~cheren Reaktionsausfall besitzen Chorionallantois- und Subplazenta. In der Regel weisen Interlob~r- und Randsynzytium und ektodermale Riesenzellen eine etwa gleichstarke Ferment~ aktiviti~t, Labyrinth und ektoplazentares Entoderm eine deutlich schwiichere auf. In der Subplazenta reagieI~ gewShnlich der Zytotrophob]ast starker als das Synzytium. In der Folgezeit finden wir prinzipiell dieselbe Fermentverteilung; die Fermentaktivit~t nimmt jedoch bis zur Geburt geringgradig zu.

8. Cytoehromoxydase. Urn einen positiven Reaktionsausfall zu erzielen, sind genauso wie beim Bernsteinsi~uredehydrogenasenachweis lange Bebriitungszeiten erforderlich. Vom 16. bis 18. Schwangerschaftstag besitzen Dottersack, Zyto- trophoblast und neugebildetes Synzytium eine etwa gleichstarke Ferment- aktivit~t. Die die Decidua basalis durchdringenden trophoblastischen Synzytium- sprossen lassen sich nicht darstellen, da sie sich yon dem umgebenden Dezidua- gewebe nicht genfigend abheben. Die Dezidua weist deutlich regionale Unter- schiede in der Fermentaktivit~t auf: zur Uterusmuskulatur hin gelegener Anteil der Decidua basalis und Decidua parietalis reagieren ganz schwach, starker positiv Decidua capsularis und zur Plazenta hin gelegene tt~lfte der Decidua basalis. Unmittelbar nach der Ausbildung des Labyrinthes linden wir eine Fer- mentverteilung, wie sie auch ffir spi~tere Stadien typisch ist. Stark positiv reagieren Dottersack und ektoplazentares Entoderm. Dabei liegt das Reaktions- produkt im Dottersack vorwiegend apikal, im ektoplazentaren Entoderm dagegen gleichm~I3ig im Zytoplasma verteflt. Ektodermale Riesenzellen, Rand- und Interlobiirsynzytium reagieren etwa gleichstark und in der Regel starker als das Labyrinth. Abb. 8 zeigt insofern eine Besonderheit, als unmittelbar nach der Ausbfldung des Labyrinthes Interlob~r-, Randsynzytium und peripheres Laby- rinth stiirker positiv reagieren als das zentrale Labyrinth. In der Subplazenta sind Unterschiede in der Fermentaktivitat nicht immer deutlich. Haufig reagiert jedoch das Synzytium starker als der Zytotrophoblast, und zwar vor allem im l~bergangsbereich. In der Durchdringungszone heben sich die Riesenzellen durch ihre starke Fermentaktivit~t deutlich heraus. In der Decidua basalis reagieren gewShnlich die basal gelegenen Anteile schwgcher als die zur Plazenta hin gelegenen. Im Vergleich zur Plazenta weist das Uterusepithel die stiirkste Ferment- aktivitgt auf. Die Fermentverteilung bleibt in der Folgezeit gleich. Jedoch nimmt


die Fermentaktivit/~t im Laufe der Schwangerschaft geringgradig zu, in derletzten Schwangerschaftswoche im Dottersack dagegen deutlich ab.

9. Laktatdehydrogenase weist bereits am 16. Schwangerschaftstag eine starke Aktivitiit auf. Schon nach kurzen Bebrfitungszeiten stellen sich alle Anteile der Plazenta dar, Stark positiv reagieren Dottersack, neugebildetes Synzytium, die die Decidua basalis durchdringenden trophoblastischen Synzytiumsprossen sowie Decidua parietalis und capsularis. Zytotrophoblast und basaler Anteil der Decidua basalis f/irben sich nur geringgradig an. Da der zur Plazenta hin ge-

Abb. 8. Cytochromoxydasenachweis . 23 Tage alte P lazenta . Das Reak t ionsp roduk t l iegt vo r a l lem im Interlob~tr-, R a n d s y n z y t i u m und per ipheren Labyr in th . Bebri i tungszei t 3 Std 35 rain.

Vergr. 40fach

legene Anteil der Decidua basalis negativ reagiert, stellen sich die trophoblastischen Synzytiumsprossen gut dar. Eine Woche spiiter sind die Synzytium- sprossen noch deutlich erkennbar, und die Plazenta weist die typische Ferment- verteilung auf, wie sie auch in sp/iteren Stadien anzutreffen ist: Am st/irksten positiv reagieren die ektodermalen Riesenzellen (Abb. 9), deutlich schw/s Dottersack, ektoplazentares Entoderm und Interlob/ir- und Randsynzytium, die sich gut vom schw/icher angef/irbten Labyrinth unterscheiden. In der Subplazenta reagiert das Synzytium am st/irksten, so dab ein charakteristisches Muster resultiert (Abb. 10). Der Zytotrophoblast ist schw/icher angef/irbt, jedoch deutlich erkennbar. Riesenzellen der Durchdringungszone und Uterusepithel besitzen ebenfalls eine relativ grol3e Fermentaktivit/it. - - Prinzipiell dieselbe Ferment- verteilung findet sich in der Folgezeit. Gegen Ende der Schwangerschaft wird die Fermentaktivit/~t in der gesamten Plazenta geringer.

10. Glucose-6-phosphatdehydrogenase ist in allen Plazentastadien wegen ihrer starken Fermentaktivititt leicht zu erfassen. Bereits am 16., 17. und 18. Schwanger- schaftstag weist das neugebildete schwammartige Synzytium eine grol3e Ferment-

408 LUTZ VO~m~TH:

aktivitiit auf. Die die Decidua basalis durchdringenden trophoblastischen Synzytiumsprossen lassen sich wegen ihrer starken Anfiirbung auf dem unge-

Abb. 9. Lak ta tdehydrogenasenachweis . 29 Tage al te P lazenta . Die ek todermalen Riesenzellen heben sich du tch eine s tarke F e r m e n t a k t i v i t a t v o m u m g e b e n d e n Gewebe ab. Bebri i tungszei t 32 min. Vergr .

480la th

Abb. 10. Lak ta tdehydrogenasenachweis . Dasselbe Pr~- p a r a t wie in Abb. 9. I n der Subplazen ta reagier t das Syn- z y t i u m bedeu tend s t a rke r als der Zyto t rophoblas t . Be-

br i i tungszei t 32 rain. Vergr. 75fach

f~rbten Deziduagewebe gut erkennen (Abb. 11). Zytotrophoblast und Dotter- sack fallen in ihrer Fermentaktivi t~t stark gegen das Synzytium ab. Basaler Anteil der Decidua basalis, Decidua capsularis und parietalis mit ihren Drfisen reagieren ebenso wie das Uterusepithel stark positiv. - - Am 24. bzw. 25. Schwan-

gerschaftstag ist das Reaktions- produkt vor allem in der Uber- gangszone zwischen Interlobium und Labyrinth zu finden. Unter- schiede bestehen dabei insofern, als der verst~rkte Reaktionsaus- fall entweder in dem dem Laby- rinth unmittelbar benachbarten Anteil des Interlobiums oder im peripheren Labyrinth naehweis- bar ist. Vom 27. Schwanger- schaftstag ab besitzt die Plazenta jedoch die typisehe Fermentver- teilung wie in der Folgezeit. Auf- fallend ist im Vergleich zu den iibrigen Fermenten, da~ die Fer- mentaktiviti~t im Dottersack deutlich schw~cher als in der Chorionallantoisplazenta ist. Fer- ner f~llt der nicht einheitliche Reaktionsausfall zwischen Inter- lobium und Labyrinth auf. Ent-

E n z y m m u s t e r d e r M e e r s c h w e i n c h e n p l a z e n t a 409

Abb. 11. Glucose-6-phosphatdehydrogenasenachweis. 17 Tage alte Plazenta. Der V-f6rmige Zyto- t rophoblas t reagiert schwach positiv, das darumliegende schwammart ige Synzyt ium bedeutend stttrker. Beachte das Vordringen der t rophoblast ischen Synzyt iumsprossen in die Decidua basalis. Bebrii tungs-

zeit 2 Std. Vergr. 40fach

Abb. 12. Glucose-6-phosphatdehydrogenasenachweis. 7 Wochen alte Plazenta. Die Subplazenta reagier t bedeutend schw~cher als die Chorionanantoisplazenta. Bebrti tungszeit 2 Std. Vergr, 4,3fach

410 Lvrz VOLLRATH;

weder reagieren Interlobar- und Randsynzytium starker als das Labyrinth oder beide Anteile gleich stark, bzw. ist der Reaktionsausfall im Labyrinth starker als im Interlobar- und Randsynzytium. Auch die Subplazenta reagiert deutlich schwaeher als die Chorionallantoisplazenta (Abb. 12). In der Regel farbt sich das Synzytium starker als der Zytotrophoblast. Die Zellen der Durchdringungs- zone besitzen eine schwache Fermentaktivitat; in der Decidua basalis reagieren in der Regel die basal gelegenen Anteile starker als die mehr zur Plazenta hin

Abb. 13. DPN-Diaphorasenachweis . 9 Wochen alte P lazenta . Beaehte die radi~tre Anordnung des Reakt ionsproduktes im L a b y r i n t h und die vergleiehsweise s t a rke r posi t ive Reak t ion hn Inter lob~r-

synzy t ium. Bebri i tungszei t 22 rain. Vergr. 100faeh

gelegenen. Ausnahmen kommen jedoch auch hier vor. Eine starke Ferment- aktivitat ist im Uterusepithel nachweisbar. Veranderungen der Fermentaktivitat im Laufe der Schwangerschaft stellten wir nicht lest.

11. Da DPN- und DPNH-Diaphorase identische Resultate geben, soll ihre Verteilung gemeinsam beschrieben werden. Bereits nach kurzen Bebriitungs- zeiten kann man am 16., 17. und 18. Sehwangerschaftstag Dottersack, Zyto- trophoblast, neugebildetes Synzytium und die die Decidua basalis durchdringenden trophoblastischen Synzytiumsprossen infolge ihres positiven Reaktions- ausfalles gut erkennen. Der Zytotrophoblast reagiert in der Regel ein wenig sehwacher. Decidua capsularis und parietalis sowie basaler Anteil der Decidua basalis und Uterindriisen stellen sich ebenfalls gut dar. Unmittelbar naeh der Ausbildung des Labyrinthes reagiert vor allem die Ubergangszone zwisehen Inter- lobium und Labyrinth stark positiv. Am 27. Tag besitzt die Plazenta die typisehe Fermentverteflung wie in der Folgezeit. Im Dottersack reagieren die Epithel- zellen apikal stark positiv, das Dottersackbindegewebe deutlieh schwacher. In der Chorionallantoisplazenta farben sigh Interlobar- und Randsynzytium in der Regel ein wenig starker als das Labyrinth. Wie bei den anderen Fermentnaeh-


weisen ist das Reaktionsprodukt im Labyrinth vorwiegend radiiir angeordnet, entsprechend der Lage der fetalen Gef~Be (Abb. 13). Die Kernbezirke bleiben stets frei yon Reaktionsprodukt. W~hrend die Formazankristalle im Labyrinth mehr griinblau und grSber sind, sind sie im Interlob~r- und Randsynzytium violett und feiner. Ektoplazentares Entoderm besitzt eine geringere Ferment- aktivit~t als Randsynzytium, ektodermale Riesenzellen dagegen die sti~rkste des ganzen Priiparates. In der Subplazenta fi~rben sich regelm~Big Synzytium und

Abb. 14. DPNH-Diaphorasenachwei s . .~r Riesenzelle der Durchdr ingungszone einer 6V~'ochen a l ten Plazenta . Bebri i tungszei t 20 rain. Vergr. 640fach

Randpartien des Zytotrophoblasten sti~rker als der fibrige Zytotrophoblast an. Wie Abb. 14 zeigt, besitzen auch die Riesenzellen der Durchdringungszone eine starke Fermentaktivits In der Decidua basalis reagieren teils die basal gelegenen Anteile starker, teils die zur Plazenta hin gelegenen. Stets besitzt das Uterus- epithel eine starke Fermentaktiviti~t.

12. Beim Nachweis von ~-Hydroxysteroiddehydrogenase sind lange Bebriitungs- zeiten erforderlich, bis es zu einer leichten Anfi~rbung der Pr~parate kommt. Eine vermehrte Ablagerung von Reaktionsprodukt fanden wir im Labyrinth und teilweise im ektoplazentaren Entoderm. Daneben traten jedoeh viele unspezifische Niederschl~ge auf, so dab die Resultate im ganzen unbefriedigend waren.

Diskussion Die Fermentuntersuchungen lassen erkennen, dab sich die verschiedenen

Bezirke der Meerschweinchenplazenta nicht nur morphologisch, sondern auch hin- sichtlich ihres Fermentbestandes bzw. ihrer Fermentaktivit~t unterscheiden. In der Chorionallantoisplazenta treten regionale Unterschiede dadurch hervor, dab alkalische Phosphatase, Glucose-6-phosphatase und Leuzinaminopeptidase nur im Labyrinth vorkommen, Bernsteins~uredehydrogenase, Cytoehromoxydase, Laktat-, ~-Glycerophosphat-, Glutamatdehydrogenase, DPN- und DPNH- Diaphorase im Interlob~r- und Randsynzytium anscheinend eine st~rkere Aktiviti~t als im Labyrinth besitzen.

412 LUTZ VOLLRATH :

Im Plazentalabyrinth befinden sich fetale Gefs mit ihrem Trophoblast- fiberzug und mfitterliches Blur in engem Kontakt , so da~ bereits der morphologische Aufbau erwarten l~l~t, dal3 hier Austauschvorg/inge stattfinden. Der positive Reaktionsausfall auf alkalische Phosphatase unterstreicht in Analogie zum Fermentvorkommen im Hauptstfick der Niere und im Dfinndarmepithel (vgl. HARD 1946, BAROMANN 1964) die besondere Bedeutung des Labyrinths ffir Re- sorptionsprozesse. Wie das gleichzeitige Vorkommen von Glucose-6-phosphatase zeigt, spielt die Aufnahme yon Kohlenhydraten eine besondere Rolle. Die Ab- gabe von Glucose ins fetale Blut dfirfte wie in der Leber (vgl. LEUTHARDT 1963) und der Rattenplazenta (PADYKULA und RICHARDSON 1963) fiber Hydrolyse yon Glucose-6-phosphat erfolgen.

Der positive Reaktionsausfall auf Leuzinaminopeptidase, der mit den Unter- suchungsergebnissen von HoPsc, RtTPONEN und TALANTI (1961) an der Ratten- plazenta fibereinstimmt, zeigt, dab die Funktion des Labyrinths nicht auf die Resorption yon Kohlenhydraten beschr~nkt ist. Da Leuzinaminopeptidase nach BURSTONE (1962) Peptidbindungen hydrolysiert und auch synthetisiert, ist es denkbar, daI3 mfitterliehe EiweiBkSrper vor ihrem l~bertritt ins fetale Blut ab- gebaut (vgl. DANCIS und StIAFRAN 1958, DANCIS 1960) bzw. da~ fetale Proteine synthetisiert werden (vgl. VILLEE 1960). M6glicherweise deutet die Anwesenheit yon Glutamatdehydrogenase auf die Bildung yon Aminos/~uren hin (vgl. PEARSE 1960).

Eine Beteiligung des Labyrinthes an Fettaustauschvorg~ngen w~re wegen des reichlichen Fettvorkommens durehaus zu erwarten. Da der Fetus seinen Energie- bedarf jedoch haupts~chlich aus dem Kohlenhydratstoffwechsel deekt (DANcIS 1960) und bei der Rat te nur 1,5% der fetalen Fetts~uren und 10,7% des fetalen Cholesterins vom Muttertier stammen (GoLDWATER und STETTEN 1947), kommt dem Ubertr i t t yon Fet t offensichtlich keine grol3e Bedeutung zu. Wie die schwache fl-Hydroxybutters~uredehydrogenaseaktivit~t zeigt, dfirfte die Fetts~ureoxy- dation nur gering sein. Demgegeniiber scheinen Phospholipide, die einen Grol3- teil des Labyrinthfettes ausmachen (vgl. HARD 1946), einem st~rkeren Abbau zu unterliegen, wenn man annimmt, dab die relativ starke ~-Glycerophosphat- dehydrogenaseaktivit~t die Oxydation des bei den Abbauvorg~ngen auftretenden Glycerophosphats (PoPJAK und BEECKMANS 1950a, b, POPJAK 1954) anzeigt.

Da im Labyrinth vielfitltige, energieverbrauchende Sto]]wechselprozesse ab- laufen, ist es nicht verwunderlich, dab hier zahlreiche in den Energiestoffwechsel eingreifende Fermente vorkommen. Eine relativ geringe Aktiviti~t yon Bernstein- siiuredehydrogenase und Cytochromoxydase sowie starke Laktat- und r162 phosphatdehydrogenaseaktivit~t lassen daran denken, dab die Energiegewinnung nieht so sehr fiber aerobe, sondern in erster Linie fiber glycolytische Stoffwechsel- vorg~nge erfolgt (vgl. LOESER 1926; BELL, CUNNINGHAM, JOWETT, MILLETT und BROOKS 1928). Die relativ starke Aktivit~tt der Glueose-6-phosphatdehydrogenase k6nnte damit erkl~rt werden, dal~ Organismen, bei denen die Fermente des Zitronens~urezyklus eine geringe Aktivit~t besitzen, ihre Energie fiber den Pentosephosphatzyklus beziehen (ScoTT uud COHEN 1951).

Interlob/~r- und Randsynzytium heben sich beim Naehweis von Bernstein- s~uredehydrogenase, Cytochromoxydase, Laktat, ~-Glycerophosphat-, Glutamat- dehydrogenase, DPN- und DPNH-Diaphorase durch eine sti~rkere Anf~rbung vom


Labyrinth ab. Die relativ starke Aktiviti~t der am Energiestoffwechsel beteiligten Fermente laBt vermuten, daB dieser Plazentabezirk besondere Funktionen zu erffillen hat. Die Ansicht GROSSERs (1927), es handle sich hierbei um ,,eine Ein- richtung zur Vorbehandlung des strSmenden mfitterlichen Blutes vor seinem Eintr i t t in das fetal vaseularisierte, resorbierende Gebiet", trifft nach den Unter- suchungen MOSSMANs (1937) nicht zu, da das mfitterliehe Blut vom Zentrum des Labyrinthes zur Peripherie und dann fiber das Interlobar- und Randsynzyt ium abflieBt. Sicher hat dieser Plazentabezirk noch andere Aufgaben zu erffillen, als nur ffir den AbfluB des verbrauchten mfitterlichen Blutes aus der Chorionallantois- plazenta zu sorgen. So vermuten WISLOCKI, DEANE und DEMI'SEY (1946) auf Grund der starken Basophilie, die auf die Anwesenheit yon Nucleoproteiden zurfickzuffihren ist, dab hier vermehrt EiweiBkSrper gebildet werden. In diesem Sinne k6nnte auch die starke Glucose-6-phosphatdehydrogenaseaktivitat sprechen, da es unter anderem die Aufgabe des Fermentes ist, die ffir die Nueleinsaure- synthese benStigte Pentose bereitzustellen (vgl. LEUTHARDT 1963). Bezfiglich der Rolle, die Glutamatdehydrogenase spielen kSnnte, sei an ihre Beteiligung bei der Bildung yon Harnstoff und Aminosauren, beim Nachschub yon Succinat ffir den Zitronensaurezyklus und beim intermediaren Wasserstofftransport erinnert (vgl. PEARSE 1960). MSglicherweise deutet die relativ starke Aktivi tat der am Energiestoffwechsel beteiligten Fermente auf die Bereitstellung yon Energie ffir die eben genannten Vorgange hin. Es ist jedoch denkbar, dab die Energie ffir andere, bisher nicht erfaBte Prozesse benStigt wird.

Wie Labyrinth und Interlobar- und Randsynzytium, zeichnen sich auch die iibrigen Plazentaabsehnitte durch ein mehr oder weniger eharakteristisches Enzym- muster aus. Ektoplazentares Entoderm und ektodermale Riesenzellen ahneln in ihrem Fermentbestand dem Interlobiir- und Randsynzytium. Lediglieh fl-Hydr- oxybuttersi~uredehydrogenase besitzt im ektoplazentaren Entoderm eine viel starkere Aktivi tat als in den fibrigen Plazentabezirken. Die relativ groBe Aktivi tat der glycolytisehen Fermente laBt sich gut mit der yon DAVIES, DEMPSEY und AMOROSO (1961a) beschriebenen Mitochondrienarmut erklaren.

In der Subplazenta fallen zahlreiche Fermentnachweise (Laktat-, Glutamat-, Glueose-6-phosphatdehydrogenase, DPN- und DPNH-Diaphorase) im Synzytium starker aus als im Zytotrophoblasten und zeigen, daB sich die beiden Anteile nieht nur morphologisch, sondern auch stoffwechselmaBig unterscheiden. Diese Unter- schiede im Stoffwechselgeschehen k6nnten damit erklart werden, dab es die Hauptaufgabe des Zytotrophoblasten ist, das Subplazentasynzytium zu bilden, wahrend das Synzytium mSglicherweise an der Produktion des PAS-positiven, speichelresistenten, aldehydfuchsinpositiven Materials beteiligt ist. DAVIES, DEMPS~Y und AMOROSO (1961 a, b) vermuten, dab es sich bei diesem Material um ein Luteotrophin handeln kSnnte. Um eventuell aueh auf die Bildung yon Steroid- hormonen in der Subplazenta rfickschlieBen zu kSnnen, untersuchten wir das Vorkommen yon fl-Hydroxysteroiddehydrogenase. Da der Fermentnachweis negativ ausfiel, ist es damit nach den Untersuchungen von WATTENBEI~G (1958), L]~vY, DEANE und RUBI~ (1959) und KERN-BONTK]~ (1964) wenig wahrscheinlieh, dab die Subplazenta Steroidhormone produziert. - - Betraehten wir die am Energie- stoffwechsel beteiligten Enzyme, so fallen die glyeolytischen Fermente durch eine starke Aktivi tat auf. Dieser Befund war zu erwarten, da Mitochondrien nur in

414 LvTz VOLLRATH :

geringer Zahl vorhanden sind (DAvIEs, DEMPSEY und AMOROSO 1961 a). Auch das reichliche Vorkommen yon Glykogen weist auf das Vorliegen einer anaeroben Stoffwechsellage hin (WIsLOCKI, DEANE und DEMPSEY 1946; GRAVMA~N 1964). Eine Parallele hierzu findet sich im Reizleitungssystem (ScmEBLER 1953, 1961; SCHIEBLER und DOERR 1963).

Bei den Riesenzellen der Durchdringungszone handelt es sich um solche tropho- blastischer oder dezidualer Herkunft (DAVIES, DEMPSEu und AMOROSO 1961b). Sie besitzen eine Vielzahl yon Fermenten in vermehrter Aktivit~t (Bernstein- siiuredehydrogenase, Cytochromoxydase, Laktat-, fl-Hydroxybutters~uredehydrogenase, DPN-, DPNH-Diaphorase und Leuzinaminopeptidase). Ebenso wie SCH~EBLER (1957/58), SCHIEBLER und KNooP (1959) und REALE und P~INO (1959) sind wir der Ansicht, dal~ diese Zellen sehr stoffwechselaktiv sind. Ob sich die beiden Ar tender Riesenzellen in ihrem Fermentbestand unterscheiden und ob ihnen eine spezifische Funktion zukommt, kSnnen wir nicht entscheiden.

Auch die Dezidua besitzt regionale Unterschiede in der Fermentverteilung. Am deutlichsten werden sie an jungen Plazenten beim Nachweis yon Laktat-, cr Glutamat-, Glucose-6-phosphatdehydrogenase, DPN-, DPNH-Diaphorase und alkalischer Phosphatase. W~hrend Decidua capsularis und parietalis in ihrem gesamten Bereich einen positiven Reaktionsausfall geben, reagiert die Decidua basalis nut in ihrem basal gelegenen Anteil positiv. Die zur Plazenta hin gelegenen Bezirke sind ~ast ungef~rbt und imponieren als Implanta- tionshof, in den die trophoblastischen Synzytiumsprossea vordringen. Wenn uns auch jfingere Plazentastadien fehlen, so glauben wir doch, dal~ die umschriebenen Fermentver~nderungen in der Decidua basalis mit dem Implantationsgeschehen in Zusammenhang stehen. Eine interessante Parallele finder sich bei GRAUMANN (1952, 1964), der eine ,,lokale pr~implantative Ver~nderung des Kohlenhydrat- stoffwechsels in der prospektiven Implantationszone" der Uterusschleimhaut der Maus beschreibt. Als Ausdruck dieser Stoffwechsel~nderung findet sich eine Anhi~ufung yon perjodatreaktivem Material. Es dfirfte reizvoll sein, in frfihen Plazentastadien und zum Zeitpunkt des Implantationsvorganges die Meerschwein- chenuterusschleimhaut auf ihren Fermentbestand hin zu untersuchen, um fest- zustellen, warm und wodurch es zum Auftreten der lokalen Fermentver~nderungen kommt.

Der yon uns untersuchte plazentanahe Anteil des Dottersac]cs zeichnet sich durch das Vorkommen zahlreicher Fermente aus. Wie der positive Nachweis auf alkalische Phosphatase, Glucose-6-phosphatase und Leuzinaminopeptidase zeigt, ist der Dottersack des Meerschweinchens an den verschiedensten Stoffwechsel- und Austauschvorgi~ngen beteiligt. So ist der Dottersack beispielsweise nicht nur fiir den l~bertritt yon AntikSrpern (BARNES 1959, ANDERSON und LEISSRING 1961, LEISSRL~G und A~DERSON 1961), sondern auch fiir die Passage anderer EiweiBkSrper verantwortlich (v. MArERSBACH 1958). PETRu und Kt~HNEL (1963) beobachteten im Dottersackepithel kugelige Eiweil~einschlfisse, die offensiehtlich ,,Verarbeitungsprozessen" unterliegen. Auf Grund der starken Leuzinamino- peptidase- und Glutamatdehydrogenaseaktivit~t sind wir der Ansicht, dab der Dottersack Eiweil~kSrper mSglicherweise nicht in toto, sondern erst nach Auf- spaltung passieren l~Bt bzw. an der Eiwei~synthese beteiligt ist. Wegen des reichlichen Vorkommens yon fl-Hydroxybutters~uredehydrogenase ist es

Enzymmuster der i~Ieerschweinchenplazent~ 415

denkbar, dab im Dottersack auch Fettstoffwechselprozesse eine besondere Rolle spielen.

Die starke Aktivits der am Energiestoffweehsel beteiligten Fermente weist insgesamt auf eine hohe funktionelle Leistung des Organs hin. Besonders auf- f~llig ist die Fermentaktivit~t hn apikalen Bereich des Dottersackepithels, wo sich zahlreiehe Mierovflli befinden (PETRY und K~HNEL 1963).

Besondere Beachtung sehenkten wir bei unseren Untersuchungen der Frage, ob sieh das Enzymmuster der Meersehweinchenplazenta im Laufe der Sehwanger- schaft verSndert, wie die Ergebnisse HXRDs (1946) und PADYKULAs (1958) er- warren lie6en, und wann die nachgewiesenen Fermente auftreten. Wie der unmittelbar nach der Labyrinthbildung (20. Tag) positive Nachweis auf alkalisehe Phosphatase zeigt, gehen morphologische Differenzierung und Auftreten des Fermentes parallel. Da gleichzeitig Glueose-6-phosphatase vorhanden ist, ist es denkbar, dab das Labyrinth sofort nach seiner Entstehung Kohlenhydrate resorbiert und an das fetale Blut weitergibt. Die charakteristischen Schwankungen der Fermentkonzentration der alkalischen Phosphatase dfirften auf Untersehiede in der funktionellen Leistung des Labyrinthes hinweisen. So kann man aus dem Anstieg der alkalischen Phosphatase auf eine Funktionssteigerung, aus ihrem Ab- sinken im letzten Viertel der Schwangerschaft auf eine nachlassende Leistung schlieBen (vgl. STARCK 1955).

W~hrend die Phosphatasen unmittelbar nach der Ausbildung des Labyrinthes nachweisbar sind, dauert es eine Woche l~nger, bis der Leuzinaminopeptidase- nachweis positiv wird. Dies zeigt, dab die Chemodifferenzierung des Labyrinthes noch nicht abgeschlossen war, wie man aus der Anwesenheit der Phosphatasen h~tte schliel3en k5nnen. Vielmehr kommt es im Labyrinth im Laufe der Schwan- gerschaft zu einer Erweiterung seiner funktionellen Leistung. Da Leuzinamino- peptidase bis zur Geburt hin nachweisbar ist, dfirfte sich das Labyrinth bis zum Ende der Schwangerschaft an EiweiBstoffweehselprozessen beteiligen.

Laktat-, Glueose-6-phosphatdehydrogenase, DPN- und DPNH-Diaphorase besitzen bereits bei 16 Tage alten Plazenten eine starke Aktivit/~t. Die bei diesen Fermentnachweisen deutliche Darstellung der in die Decidua basalis eindringenden trophoblastischen Synzytinmsprossen erinnert daran, dab behn Meerschweinehen der fetale Anteil beim Implantationsgeschehen stark im Vordergrund steht (vgl. STXRCK 1955). - - Unmittelbar naeh der Ausbildung der Subplazenta linden wir die typische Fermentverteilung wie bei ~lteren Stadien, so dab das Organ often- sichtlieh sofort roll funktionstiichtig ist. Auch w~hrend seiner Rfiekbildung bleibt die charakteristische Fermentverteflung erhalten. Soweit es mit den yon uns benutzten Methoden zu erfassen ist, bleiben Glucose-6-phosphatdehydrogenase-, DPN- und DPNtI-Diaphoraseaktivit/~t in der Chorionallantoisplazenta bis zur Geburt gleich.

Ein gegens/~tzliches Verhalten zeigen fl-Hydroxybutters/iure-, cr phosphat-, Glutamat-, Bernsteins/iuredehydrogenase und Cytochromoxydase, deren Aktivit~t in jungen Plazenten gering ist und im Laufe der Schwangerschaft zunimmt, und Laktatdehydrogenase, die anf~nglich einen stark positiven Re- aktionsausfall gibt, deren Aktivit~t jedoch gegen Ende der Sehwangerschaft absinkt. Wir sind uns im klaren, dal3 bioehemisch quantitative Untersuchungen

Histochemie, Bd. 4 29

416 LUTZ VOLLRATH:

folgen mfiBten, wenn genauere Aussagen fiber Fermentkonzentrations/s gemacht werden sollen. Immerhin erscheint es uns interessant, dab die Zunahme der Bernsteins/iuredehydrogenase und Cytochromoxydase und die Abnahme der Laktatdehydrogenase m5glicherweise Veriinderungen in der Art der Energie- gewinnung anzeigen. Bei der menschlichen Plazenta finder sich insofern eine Parallele, als sie um so mehr MilchsKure bfldet, je jfinger sie ist (LoEsER 1926). Auf Stoffwechsel/inderungen dfirfte auch der unterschiedliche pH-Wert der Kaninchenplazenta hinweisen, der am 20. Schwangerschaftstag 6,12, am 29. dagegen 6,97 betr/~g~ (B]~LL, CUNNI~GHAM, JOWETT, MILLETT und BROOKS 1928).

Schwankungen der Fermentaktivitiit kommen auch im Dottersack vor. In der Regel besitzen zahlreiche Fermente bereits in jungen Stadien eine relativ starke Aktivit/~t, so dab die Dottersackfunktion friihzeitig einsetzen dfirfte. Die besondere Bedeutung des Dottersackes ffir Austauschvorgiinge zwischen Mutter und Fet wird noch dadurch unterstrichen, dal~ das Organ Leuzinaminopeptidase und Glutamatdehydrogenase bereits 10 Tage eher bzw. in st/irkerer Aktivit/~t als das Plazentalabyrinth besitzt. Es ist daher denkbar, dab der Dottersack wi~hrend dieser Zeit die Funktion des Labyrinthes fibernimmt. DaB die funktionelle Lei- stung des DottersackeS gegen Ende der Schwangerschaft nachl/~Bt, ist seit langem bekannt (HAleD 1946) und wird durch unsere Untersuchungsergebnisse best/~tigt.

Zusammenfassung An 150 Meerschweinchenplazenten verschiedenen Alters untersuchten wit die

Verteilung einiger histochemisch nachweisbarer Fermente (Phosphatasen, Leuzinaminopeptidase, oxydative Fermente und Diaphorasen) und ihr Verhalten w/~hrend der Plazentaentwicklung. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

1. Alkalische Phosphatase und Glucose-6-phosphatase sind im gesamten Plazentalabyrinth, im Dottersackepithel, in der Durchdringungszone und im basalen Anteil der Deeidua basalis nachweisbar. Die Fermente treten im Labyrinth unmittelbar nach dessen Entstehung (20. Tag) auf. Alkalische Phosphatase nimmt an den geschilderten Stellen bis zum 55. Tag zu, danach ab (vgl. HA~D 1946). Glucose-6-phosphatase wird gegen Ende der Tragzeit im Dottersack geringer.

2. Leuzinaminopeptidase 1/s sich im Dottersack, Labyrinth, Zytotrophoblast der Subplazenta, in der Durchdringungszone und Decidua basalis nachweisen. Im Dottersack ist das Ferment bereits am 16. Tag vorhanden, im Labyrinth tritt es erst am 27. Tag auf. In der letzten Schwangerschaftswoche l/~Bt die Ferment- aktivitiit im Dottersack nach.

3. Bei 45 Tage alten Plazenten, bei denen alle Antefle des Organs gut ausgebildet sind, besitzen fl-Hydroxybuttersis Glutamat-, Bernsteins/iuredehydrogenase und Cytochromoxydase eine insgesamt geringe, Glucose-6-phosphat-, Laktat-, ~-Glycerophosphatdehydrogenase, DPN- und DPNH-Diaphorase eine bedeutend st/irkere Aktivit/~t. In den einzelnen Plazentabezirken ist die Ferment- aktivit/it teilweise recht unterschiedlich. Mit Ausnahme yon Glucose-6-phosphatdehydrogenase reagieren alle Fermente - - auch wenn sie nut eine geringe Aktivit/s aufweisen - - in der Chorionallantoisplazenta im Interlob/s und Randsynzytium st/~rker als im Labyrinth. Durch hohe Fermentaktivit/~t zeichnen sich ferner Dottersackepithel, ektodermale Riesenzellen, Subplazentasynzytium und Riesen-


zellen der Durchdringungszone aus. Auff~llig ist, daI~ bei der insgesamt sehwachen f l - t tydroxybut ters~uredehydrogenaseakt iv i t~t Dot tersack und ektoplazentares En tode rm einen starker posit iven Reaktionsausfall geben als die iibrigen Anteile der Plazenta. Das gleiche gilt fiir Glutamatdehydrogenase im Dottersaek.

4. I m Verlauf der Schwangersehaft zeigen die unter P u n k t 3 erw~hnten Fer- mente folgendes Verhal ten: Glueose-6-phosphat-, Lakta tdehydrogenase und D P N - und DPNI-I-Diaphorase besitzen bereits bei 16 Tage alten Plazenten eine relativ starke Aktiviti~t. Die Aktivi t~t von/5-ttydroxybu~tersi~ure-, ~-Glyeero- phosphat- , Glutamat- , Bernsteins~uredehydrogenase und Cytochromoxydase ist anf~Lnglich gering; sie n immt jedoch im Laufe der Sehwangersehaft zu. W~hrend die Aktivi t~t yon Glucose-6-phosphatdehydrogenase und D P N - und D P N t i - Diaphorase offensiehtlich keinen grSBeren Sehwankungen unterliegt, n immt die der Lakta tdehydrogenase gegen Ende der Schwangerschaft ab.

5. Aus den Befunden schliel3en wir, dai3 in der Meerschweinchenplazenta ver- schiedene Funktionsbezirke vorkommen, die sich morphologisch und stoffweehsel- miiI3ig voneinander unterscheiden. Ffir die Austauschvorgi~nge zwischen Mut ter und Fetus diirfte neben dem Plazenta labyr in th der Dot tersack entscheidend sein. Offensiehtlich erreicht das Labyr in th der Meersehweinchenplazenta seine volle Leistungsfghigkeit nicht sofort nach seiner Ents tehung, sondern erst eine Woche spiiter, wenn sein E n z y m m u s t e r vervollsts ist. Es ist denkbar, daI~ vor dieser Zeit der Dot tersaek die Funk t ion des Labyr in thes i ibernimmt.

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Dr. med. LUTZ VOLLRATH, Anatomisches Institut der Universit~t, 87 Wiirzburg, Koellikerstr. 6

Histochemie, Bd. 4 29a

das enzymmuster der meerschweinchenplazenta und seine veränderungen im verlauf der schwangerschaft

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