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Heidrich, Cornelia Sabine (2016): Histologische, histochemische und ultrastrukturelle Untersuchungen an der Leber des Afrikanischen Strausses (Struthio camelus). Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät
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Abstract

Zur morphologischen und ultrastrukturellen Untersuchung der Leber des Straußes wurden in der vorliegenden Doktorarbeit lichtmikroskopische Färbungen sowie die Elektronenmikroskopie verwendet. Zur genaueren Charakterisierung des Zytoskeletts der einzelnen Leberzellen wurden immunhistochemische Methoden herangezogen. Die Glykohistochemie half bei der Untersuchung der Kohlenhydratstrukturen der verschiedenen Zellen der Leber. Die untersuchten Organe stammten von dreizehn Afrikanischen Straußen (Struthio camelus) im Alter von 15 - 17 Monaten aus kommerzieller Haltung von der Straußenfarm Donaumoos. In meinen Untersuchungen konnte ich keine geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Leber des Straußes feststellen. Überwiegend stimmen meine Befunde über die Straußenleber mit bisher bekannten Berichten über die Lebern bei anderen Vogelarten überein. Die rotbraune Leber liegt im kaudoventralen Teil des Thorax und wird kranial vom Herz sowie kaudal vom Magen begrenzt. Zwei tiefe Einziehungen teilen die Leber in zwei große Lappen. Der rechte, ungeteilte Leberlappen ist mit durchschnittlich 24,8 x 15,6 cm etwas größer als der 23,5 x 12,8 cm große linke Leberlappen. Letzterer wird durch eine kleine Einziehung in einen kranialen und einen kaudalen Abschnitt unterteilt. Auf seiner viszeralen Seite befindet sich ein kleiner zungenförmiger Lappen. Die Leber des Straußes ist mit einem Anteil von 1,8% an der Gesamtkörpermasse im Vergleich zu vielen anderen Vogelarten verhältnismäßig klein. Ich konnte in meinen Untersuchungen keine Unterschiede in der Struktur der einzelnen Leberlappen erkennen. An ihrer Oberfläche ist die Leber von einer bindegewebigen Kapsel bedeckt. Histomorphologisch ist bei der Leber des Straußes weder eine Unterteilung des Parenchyms in Läppchen, noch eine zirkuläre Anordnung der zweischichtigen Leberzellbalken zu erkennen. Die Areae interlobulares mit Venae interlobulares, Arteriae interlobulares sowie Ductus interlobulareis zeigen sich unregelmäßig verteilt im Parenchym liegend. Das Grundgerüst desselben besteht aus parallel zueinander verlaufenden Leberzellbalken 6. Zusammenfassung 166 und Sinusoiden. Die polygonalen Hepatozyten ordnen sich zu einem Kreis aus vier bis acht von ihnen um einen Canaliculus biliferus herum, der keine eigene Zellmembran besitzt. Dadurch lässt sich ihre Oberfläche in drei Abschnitte unterteilen. Einen schmalen biliären, den gegenüberliegenden, breiteren sinusoidalen Abschnitt und die Kontaktfläche zwischen zwei Hepatozyten. Die Hepatozyten des Straußes besitzen einen 5 μm großen Zellkern. Außerdem beinhalten sie diffus verteilt Glykogendepots, die sowohl mittels der PAS-Färbung nachgewiesen, als auch in den elektronenmikroskopischen Bildern als Glykogengranula gefunden werden konnten. Die Verteilung und Ausprägung dieser Depots unterschied sich deutlich zwischen den einzelnen Tieren. Die Wandauskleidung der Sinusoide wurde von Zellfortsätzen der Endothelzellen und den Pseudopodien der von-Kupffer-Zellen gebildet. Im schmalen Dissé Raum fanden sich Ito-Zellen mit bis zu 2 μm großen Lipidtropfen. Mit Hilfe der Immunhistochemie wurden verschiedene Komponenten des Zytoskeletts der Leberzellen untersucht. Dabei konnten in meiner Arbeit Intermediärfilamente (Zytokeratine, Vimentin und Desmin) sowie das Protein α-SMA nachgewiesen werden. Die Zytokeratine waren vor allem in den Gallengangszellen zu finden. Durch die unterschiedliche Verteilung der untersuchten Zytokeratine auf die einzelnen Abschnitte des Gallengangsystems lassen sich diese voneinander abgrenzen. Zytokeratin 8 konnte nur in den biliären Abschnitten der Hepatozyten gefunden werden. Vimentin und Desmin konnten in den Sinusoiden und den Gefäßwänden der Leber nachgewiesen werden. Außerdem zeigten die Epithelzellen der Gallengänge eine positive Reaktion mit dem Desmin-Antikörper. Bei den Untersuchungen in meiner Arbeit mit Methoden der Glykohistochemie konnten Bindungsstellen für ConA, LCA, PSA, PNA, RCA, WGA, WGAs, GSL-1, SBA, PHA-E und PHA-L nachgewiesen werden. Anhand dieser Befunde konnten in den Hepatozyten Zuckerketten mit Glucose-, Mannose-, N-Acetyl-D-Galaktosamin- und Galaktose- Resten differenziert werden. Bei den galleführenden Strukturen konnten Zuckerketten mit N-Acetyl-D-Glukosamin-, N-Acetyl-D-Neuraminsäure- und Oligosaccharid-Resten nachgewiesen werden. Die Zellmembran und das Zytoplasma der Endothelzellen der Arterien zeigen eine geringere Reaktion auf den Nachweis von N-Acetyl-D-Glukosaminund N-Acetyl-D-Neuraminsäure-Glykokonjugaten als die der Venen.

Abstract

In the present thesis I used light microscopy and transmission electron microscopy for the morphological characterization of the liver of the ostrich. Immunhistochemical methods were used to characterisize the cytosceleton of the livercells. Using glycohistochemistry the sugar structures of the various celltypes of the liver were studied. The studied organs came from thirteen African ostriches (Struthio camelus) from commercial farming with an age between 15 and 17 months. No morphologica differences were found between male and female ostriches. My results for the ostrich liver are mostly in accordance with studies of other bird species. The liver has a reddish brown colour and is situated in the caudo-ventral part of the thorax. It is bordered by the heart on the cranial side and the ventriculus on the caudal side. Two deep incisures divide the liver in two lobes. The right, undivided lobe of the liver with an average size of 24,8 x 15,6 cm is somewhat bigger than the left one with an average size of 23,5 x 12,8 cm. The left lobe is subdivided into a cranial and a caudal part. On the visceral side of the left lobe a little tongue-shaped lobule can be observed. With an average percentage of 1,8% of the body mass, the liver of an ostrich is small compared to other bird species. The histological structure of the liver appears similar to that of other bird species. During my study I did not observe differences in the histological structure between the individual lobes. The liver surface is covered with an capsule of connective tissue. There is neither a subdivision of the parenchym into lobules nor a circular arrangement of the two-layered hepatic cell plates. The areae interlobulares with venae interlobulares, arteriae interlobulares and Ductus interlobulares are irregulary distributed within the parenchym. The parenchym is formed by hepatic cell plates, which run parallel to each other and to the sinusoids. 4–8 polygonal hepatocytes are usually arranged circularly 7. Summary 168 around a bile canaliculus. This has no own wall. Thus their surface can be divided in three parts. The intercellular space between between two adjacent liver cells is between 41 and 51 nm. The cell nucleus has a diameter of 5 μm. Additionally the hepatocytes contain diffusely distributed glycogen deposits. These could be detected with the PAS-staining as well as in ultrastructural fotos as glycogen granules. The distribution and occurrence varied significantly between the individual animals. The lining of the sinusoids is formed by cytoplasmic extensions of the endothelial cells and the pseudopodia of the von-Kupffer cells. Ito-cells with lipid droplets are found in the narrow Dissé space. The diameter of the lipid droplets is about 2 μm. By means of immunohistology I examined the components of the cytoskeleton of the liver cells. Thereby I could identify several classes of intermediate filaments (cytokeratins, vimentin, desmin) and α-SMA. The cytokeratins were mainly localized in the bile duct cells. Due to characteristic distribution patterns of the studied cytokeratins the different parts of the biliary system could be distinguished easily. Cytokeratin 8 could be found only in the biliary part of the hepatocytes. Vimentin and desmin could be detected in the sinusoids and the vascular walls of the liver. Additionally, the epithelial cells of the bile ducts showed a positive reaction with the desmin antibody. With glyco histochemically methods I could proof binding sites for ConA, LCA, PSA, PNA, RCA, WGA, WGAs, GSL-1, SBA, PHA-E and PHA-L. With these findings I showed Glucosyl-, Mannosyl-, N-Acetyl-D-Galactosamin- and Galactosyl-residuals in the hepatocytes. N-Acetyl-D-Glucosamin-, N-Acetyl-D-Neuraminicacid- and Oligosaccaridresiduals could be detected in the biliary structures. The endothelialcells of the arteriae have less N-Acetyl-D-Glucosamin- and N-Acetyl-D-Neuraminicacid-Glycoconjugates in their cytoplasma and cellwall than the venae.

Abstract

Englische Übersetzung des Titels: Histological, histochemical and ultrastructural studies of the liver of common ostrich (Struthio camelus)