Virchows Arch. Abt. B Zellpath. 8, 175--178 (1971) 9 Springer-Verlag 1971

Der DNS-Gehah der Zellkerne im Herzmuskel des Truthahns* P. PF~TZER Pathologisches Institut der Universitit Dfisseldorf (Direktor: Prof. Dr. H. Meessen) Eingegangen am 11. M~irz 1971 N u c l e a r D N A - C o n t e n t of M y o c a r d i a l Cells of t h e T u r k e y

Summary. The DNA-content of 1000 myocardial nuclei of 12 turkeys, 4 months and 1 year old, corresponds in 95.1 :L 0.9 % to the diploid and in 4.9 ~-0.9% to the 4 C-value. 0.7 % are octoploid. The increase in heart weight with age corresponds to a statistically significant increase in breadth of the myocardial fibres. Thus no polyploidization takes place and hypertrophy is the mechanism for the physiological development of the turkey heart with its thick left myocardium ascertaining the high blood pressure of these animals.

Die erste Messung des B l u t d r u c k s bei einem T r u t h a h n ffihrte Stubel (1910) durch. E r stellte fest, d a $ das erwaehsene Tier einen physiologischen H o c h d r u c k v o n fiber 190 m m H g in den Carotiden aufweist. Eine Reihe von A u t o r e n zeigte spi~ter, dal~ der systolische D r u e k m i t d e m A l t e r d e r Tiere steigt, wobei eine besonders deutliehe Z u n a h m e wiihrend der P u b e r t ~ t der H ~ h n e zu b e o b a c h t e n ist (Weiss u n d Sheahan, 1958; Ringer u n d R o o d , 1959; S u m m e r u n d Hoyle, 1964). Die hSehsten, gemessenen B l u t d r u c k w e r t e liegen bei 270 m m Hg. Eine Reihe anderer, den Truthahn betreffender Mitteilungen berichtet fiber plStzliehe Todesfiille, die auf die Ruptur eines Aneurysmas der Aorta abdominalis zurfiekgeffihrt werden konnten (Carnagham, 1950; Durrell etal., 1952; McSherry etal., 1954; Gibson und Degruehy, 1955; Barnett et al., 1957). In einigen F~illen fand man atheromatSse Polster in der N~he der Rupturstelle (Waibel und Pomeroy, 1958, 1959), in anderen papierdfinne Stellen (MeSherry et al., 1954). Im ersten Fall wurde ein erhShter Plasma-Cholesterinspiegel von etwa 250 mg- % ermittelt, der durch Ffitterung von Serpasil | nicht beeinflu]t werden konnte (Speckmann und Ringer, 1962). Im Experiment hiufen sich die F~lle von Aortenrupturen nach Zusatz von fl-Aminopropionitril zum Futter junger Tiere (Barnett et al., 1954; Pritchard et al., 1957; Waibel und Pomeroy, 1958, 1959; Waibel et al., 1960). Aul~erdem besteht ein Unterschied in der Hiufigkeit von Aortenrupturen bei den einzelnen Rassen. Besonders betroffen ist dabei die Rasse ,,Broad Brested Bronze". W i r u n t e r s u c h t e n H e r z e n von 12 Tieren d e r Rasse , , D i a m o n d W h i t e " 1 (Tabelle) u n d fertigten histologische P r ~ p a r a t e nach F o r m a l i n - F i x i e r u n g sowie A b s t r i c h e von der S c h n i t t f l i c h e des linken Ventrikels an. Zus~tzlich w u r d e n v o n drei H e r z e n A b s t r i e h e v o m r e c h t e n V e n t r i k e l hergestellt. Naeh Fixierung in 96 % igem Alkohol wurden die Abstriche nach Feulgen gef~rbt und cytophotometrisch mit dem UMSP/XD 50 von Carl Zeiss der DNS-Gehalt der Zellkerne bestimm t. * Mit Unterstfitzung des Sonderforschungsbereichs Kardiologie Dfisseldorf der Deutschen Forschungsgemeinsehaft. 1 Wir danken Herrn Dr. Triller v o n d e r Landwirtschaftskammer Rheinland/Krefeld ffir die Besehaffung des Materials.

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P. Pfitzer:

Abb. 1. Querschnitt durch das Herz eines einj~hrigen Truthahns, 2 cm unterhalb der Herzbasis. 1 x

Abb. 2. Ein diploider uud zwei octoploide Zellkerne sowie kernhaltige Erythrocyten aus dem Herzen eines Truthahns. Feulgen. 1500 •

Die technischen Daten entsprechen den in friiheren Arbeiten angegebenen (Pfitzer und Capurso, 1970; Pfitzer, 1970, 1971) 2. In den Sehnittpr~iparaten wurde von jeweils 100 Herzmuskelfasern die Breite gemessen. Morphologisch zeichnet sich das Herz des T r u t h a h n e s d u r c h eine fingerdicke K a m m e r w a n d des linken Ventrikels aus, d e m der diinnwandige, rechte V e n t r i k e l schalenfSrmig a n g e l a g e r t erscheint, wobei seine Spitze n u r e t w a die H~lfte der Herzl/inge erreicht (Abb. 1). B e s t i m m u n g e n des D N S - G e h a l t s d u t c h E x t r a k t i o n ( S u m m e r et al., 1964) h a t t e n eine hShere K o n z e n t r a t i o n in der W a n d des r e e h t e n Ventrikels gegenfiber der des linken Ventrikels ergeben. Darfiber hinaus n i m m t 2 Wir danken Prof. Dr. L. E. Feinendegen, Direktor des Institutes fiir Medizin der KFA Jiilich, fiir die Erlaubnis, die Messungen in seinem Institut durehzufiihren.

DNS-Gehalt der Herzmuskelkerne

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Tabelle 1. Zunahme yon Herzgewicht und Faserbreite Anzahl der Tiere

~/~

Alter

2

~

4 Monate

3

~

4 Monate

7

~

1 Jahr

Herzgewicht

Breite der Herzmuskelfasern (~) linker Ventrikel

24,8 • 0,1 P0,01 48,0 i 4,0 P0,025 71,5 • 6,2

7,7 • 0,2 P0,002 P < 0,001 8,7 • 0,2 -P < 0,0005 10,2 • 0,2 P0,05

rechter Ventrikel 8,5 ~- 0,3 -8,7 • 0,3 P < 0,0005 9,6 • 0,4

die Konzentration im linken Ventrikel mit dem Alter der Tiere ab, was ffir eine Hypertrophic als Ursache der Verdickung der Kammerwand spricht. Nach den Untersuchungen fiber die Polyploidisierung der Zellkerne im Herzmuskel w/~hrend der Normalentwicklung des menschlichen Herzens (Pfitzer, 1970, 1971; Eisenstein und Weed, 1970; Fischer et al., 1970) und ihre Steigerung nach Belastungen verschiedener Art (Sandritter und Scomazzoni, 1964; Kompmann et al., 1966 ; Pfitzer und Capurso, 1970 ; Eisenstein und Wied, 1970 ; Fischer etal., 1970; Pfitzer, 1971) stellte sich die Frage, ob im Herzen des Truthahns eine Polyploidisierung der Herzmuskelzellkerne stattfindet. Untersuchungen an Herzen von Ratten mit rcnalem Hochdruck (Pfitzcr und Kuhn, 1970) hatten gezeigt, dal~ nicht alle S/~ugetiere demselben Entwicklungsschema folgen. Von insgesamt 1000Herzmuskclzellkernen wurde cytophotometrisch der DNS-Gehalt bestimmt: 95,1 =[=0,9 % der Kerne entsprechen dem diploiden Wert der kernhaltigcn Erythrocyten und Lymphocyten; 4 , 7 • der Zellkerne enthalten DNS in H6he der Klasse 4C. Nur zwei Kerne (0,2%) waren octoploid (Abb. 2). Diese Ergebnisse zeigen, dal3 eine Polyploidisierung der Hcrzmuskelkerne w~hrend der Normalentwicklung des Truthahns nicht eintritt, obwohl ein sehr wandstarker, linker Ventrikel und ein Bluthochdruck vorliegen. Die Mcssungen der Breite der Herzmuskelfasern (Tabelle 1) ergeben, dal~ mit der signifikanten Gewichtszunahme der Herzen eine signifikante Zunahme der Faserbreite in der linken Kammerwand einhergeht. Die Fasern der rechten Kammerwand sind in den Herzen der 4 Monate alten, weibliehen Tiere signifikant breiter als die der linken Kammerwand. Die weitere Zunahme der Faserbreite ist rechts weniger ausgepr/igt als links und mit 9,6 • 0,4 ~ sind die Fasern der rechten Kammerwand in den Herzen der 1 Jahr alten, m~nnlichen Tiere etwas schm/~ler als die 10,2 • 0,2 ~ breiten Fasern des linken Ventrikels. Diese Befunde zeigen, dab bei ann/ihernd gleicher Faserbreite ein anlagebedingter Unterschied in der Zellzahl zwisehen der dfinnen Kammerwand des kleinen, rechten und der dicken des groSen, linken Ventrikels bestehen mu$. Dies entspricht den Vorstellungen yon Linzbach (1947) und Hort (1953) ffir das Herz des Menschen und der Ratte. Beim menschhchen Herzen hat sich jedoch zeigen lassen, da$ eine erneute DNS-Synthese w/~hrend der Normalentwicklung und nach unterschiedlichen Belastungen eintritt.

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P. Pfitzer: DNS-Gehalt der Herzmuskelkerne

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