Archly fiir Gyn/ikologie 206, 181--194 (1968)

DNS-Gehalt und 3H-Thymidineinbau des Endometriums der weiBen Maus wiihrend des normalen Cyclus, nach Kastration und unter Oestrogen-Gestagen-Behandlung E. B o q u o I * , iV[. BEATO **, H. E ~ E R

u n d W. SAI~DRITTER$$$

Pathologisches Institut der Justus Liebig-Universits GieBen (Direktor: Prof. Dr. W. SAND~ITTE~) Eingegangen am 29. April 1968

DNA Content and 3H-Thymidine Uptake o] Endometrium o] the White Mouse during Normal Cycle, Following Castration and with Estrogen-Gestagen Administration Summary. The ])NA content and ~}t-Thymidine uptake of endometrium of mice was investigated cytophotometrically and autoradiographically during the normal cycle, following castration as welt as after estrogen-gestagen administration. These studies revealed that synthesis of DNA in endometrinm predominantly occurs in proestrus. The synthesis is nearly completed during estrus but does not subside entirely, neither in estrus nor in metestrus. In diestrus and following castration, however, synthesis of DNA is almost completely at rest. Gestagen administration during estrus will induce secretory transformation of the endometrium which shows also an increase in DNA synthesis. Under this condition, however, synthesis also is increased in the cytogenie stroma. Following a one-time application of estrogens (mestranol) to castrated mice the DNA synthesis in endometrium will start 7 hours thereafter. Following a single application of gestagens (St{ 582) an identie effect is observed after the same length of time. The peak of DNA synthesis is obtained 14 hours after hormone application and remains at approximately the same level until 10 hours later.

Zusammen/assung. DNS-Gehalt~ und SK-Thymidineinbau des Endometriums yon M~usen wurden eytophotometrisch und autoradiographiseh w~hrend des normalen Cyclus, naeh Kastration sowie nach Oestrogen- und Gestagenbehandlung untersucht. Dabei ergab sich, dab die Synthese der DNS im Endometrium vorwiegend im Pro-Oestrus erfolgt. Sie ist im Oestrus weitgehend abgeschlossen, kommt aber weder dort noch im Met-Oestrus zum Stillstand. Sic ruht dagegen fast v611ig im Di-Oestrus sowie nach Kastration. Eine Gestagenbehandlung wi~hrend des Oestrus ffihrt zu sekretorischer Umwandlung des Endometriums, in deres ebenfalls zur Steigerung der DNS-Synthcse kommt, hier jedoeh vermehrt aueh im cytogenen Stroma. Nach einmaliger Gabe eines Oestrogens (Mestranol) setzt bei * Mitglied der Frauenklinik tier Freien Universit~t Berlin (Sti~dtisehe Frauenklinik Charlottenburg), Direkter: Prof. Dr. H. LAx. ** Stipendiat der Alexander v. Humboldt-Stiftung. *** Mit Unterstiitzung der Deutschen Forsehungsgemeinsehaft.

182

E. BoQvoI, lg. BEATO,I-I. EBNER und W. SANDI%ITTER:

kastrierten Mausen 7 Std nach der Hormonapplikation die DNS-Synthese im Endometrium ein. Mit einer einmaligen Gestagengabe (SH 582) wird naeh gleichlangem Interva]l derselbe Effekt erzielt. Das Maximum der DNS-Synthese wird 14 Std nach I-Iormoneinwirkung erreicht und bleibt auch nach weiteren 10 Std in nahezu gleieher HShe. Das E n d o m e t r i u m der Maus durchl&uft einen durchschnittlichen 4 - - 6 Tage dauernden Cyclus, der allgemein in die Phasen Di-Oestrus, Pro-Oestrus, Oestrus u n d Met-Oestrus eingeteilt wird [2]. Zum Follikelsprung mit anschlieSender Corpus luteum-Bfldung k o m m t es nur/iuBerst selten [7]. Dementsprechend fehl$ eine Sekretionsphase des Endometriums. Die Maus weist somit einen oestrischen, aber unvollkommenen Genitalcyclus auf. Morphologisches Bild u n d Zellstoffwechsel des proliferierenden Endometriumepithels werden, so darf a n g e n o m m e n werden, nur durch die oestrogenen H o r m o n e des reifenden Follikels bestimmt. Kennzeichen der cellul&ren Proliferation ist die Verdoppelung des D N S Gehaltes im Zellkern mit nachfolgender Mitose der Zellen. ~ b e r den Zeitpunkt der D•S-Vermehrung im E n d o m e t r i u m w/~hrend des Cyelus sind die Meinungen jedoch nicht einheitlich. I n der vorliegenden Arbeit wurde durch gleichzeitige cytophotometrisehe Messung und autoradiographische Untersuchung des 3H-Thymidineinbaus der D N S - G e h a l t y o n Einzelzellen sowie die D N S - S y n t h e s e in Sehnitten des E n d o m e t r i u m s untersucht, u n d zwar w/~hrend der versehiedenen Cyclusphasen, naeh Kastration sowie nach exogener Oestrogen- und Gestagenzufuhr. Material und Methode Die folgenden Versuche wurden an weiblichen M~usen des Stammes NMt~ I durchgeffihrt, die ein Gewieht zwischen 25 und 30 g hatten. In tier 1. Versuchsserie (normaler Cyclus) wurden bei insgesamt 12 M~usen DNS-Gehalt und Markierungsindex des Endometriums w~hrend der verschiedenen Cyelusphasen an Gruppen yon jeweils 3 M~usen eytophotometriseh und autoradiographisch bestimmt. 45 rain vor der TStung erhielt jedes Tier intraperitoneal 1 ~C/g KSrpergewieht 3K-Thymidin in 0,1 ml physiologischer NaC1-LSsung (spez. Aktivit~it 3 C/mmol). Ein Uterushorn wurde anschlieflend fiir die eytophotometrisehe, das an@re for die autoradiographische Untersuehung aufbereitet. Ebenso verfahren wurde mit einer weiteren Gruppe yon 3 M~usen, denen wiShrend des Oestrus ein Gestagen appliziert worden war. Wie Vorversuche ergeben hatten, konnte mit einer subeutanen Injektion yon 2 X 200y SH 582(19-Nor17-Hydroxyprogesteronkapronat, Sehering, Berlin) in 0,l ml Sesam-01, das im Abstand yon 3 Tagen aloplizier~ wurde, 7 Tage nach der 1. Injektion eine vollst/indige sekretorische Umwandlung des Endometriums erzielt werden. In einer 2. Versuehsserie wurden bei insgesamt 36 kastrierten M~usen DNSGehalt und Markierungsindex des Endometriums naeh ]3ehandlung dieser Tiere mit einem Oestrogen oder Gestagen untersucht. Dabei wurde wie folgt vorgegangen:

DNS-Gehalt und 3tt-Thymidineinbau des Endometriums

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18 Mguse erhielten 7 Tage nach tier Kastration je eine subcutane Injektion yon 1 V Mestranol (17e-Athinyloestradiol-3-Methylgther, Eli-Lilly/USA) in 0,1 ml Athanol. Weiteren 18 kastrierten Tieren wurden je 200 Y SIt 582 in 0,1 ml Sesam-01 subcutan injiziert. Um eine gleichmgBige hormonelle Ansprechbarkeit des Endometriums zu erzielen, waren die kastrierten Tiere 6 Tage vor Versuchsbeginn mit 0,1 y Mestranol subeuta.n prgstimuliert worden. Die Cyclusphasen sowie die nach Kastration eintretende Atrophie wurden vaginalcytologisch ermittelt. 45 rain vor der T6tung erhielten auch die Tiere der 2. Versuehsserie SH-Thymidin in gleicher Dosis wie Gruppe 1 verabreicht. 3 (a), 5 (b), 7 (e), 9 (d), 12 (e) und 24 (f) Std nach der Hormongabe wurde jeweils eine Gruppe yon 3 der mit dem Oestrogen oder Gestagen behandelten Tiere, augerdem eine Gruppe yon 3 unbehandelten kastrierten Mgusen, die als Kontro]lgruppe dienten, getStet. Der Narkierungsindex des Endometriums wurde bei den Tiergruppen a--e bestimrat, der DNS-Gehalt der Endometriumzellen durch cytophotometrische Messung bei den Tiergruppen a, b, c, e und f. Naeh TStung der Tiere dnrch Decapitation wurde zun~ehst eine retrograde DurchstrSmung des Gef/~Bsystems der Bauehorgane mit Locke-CitratlSsung yon der unt~ren Hohlvene aus vorgenommen. Dadureh wnrde eine LSsung der Endometriumzellen aus dem Gewebsverband erreieht (Abb. 1). ArlschlieBend erfolgte die Uterusexstirpation. Nach ErSffnung der UterushSrner wurden zun~chst Tupfpr~parate vom Endometrium und naeh Abschabung mit einem curette~hnlichen Instrument Aasstriche des so gewonnenen Materials angefertigt. Die Fixierung der noch feuchten Prgparate erfolgte in 96 %igem Athanol. Ffir die Feulgenf~rbung wurden die Ausstriche 12 rain in n-gC1 bei 60~ hydrolysiert, 1 Std in Schiffschem Re~gens []4] gefgrbt, dreimal 10 rain in KaliummetabisulfitlSsung gespiilt, 5 rain in Aqua dest. gew~ssert, dehydriert und in ein Einbettungsmedium (Fa. Cargille, New York) mit angepaBtem Brechungsindex (n ~ 1,540) eingedeckt. Die cytophotometrische Bestimmung des DNS-Gehaltes erfolgte mit dem integrierenden ~ikroclensitometer naeh DEELEu [8] (Fa. Barr & Stroud, Glasgow, Scotland). Die nach FEULGEN gefErbten PrEparate wurden bei 570 nm gemessen. Die ermittelten iVIefiwerte (Arbeitseinheiten: AE) stetlen einen relativen Wert fiir die DNS-Menge pro ZeIlkern dar. Eine Arbeitseinheit ist das Produkt aus mittlerer Extinktion der gefErbten Zellkerne und ihrer Fl~ehe. P~eproduzierbarkeit der Messungen J= 2 % Abweiehung. Im gleichen Arbeitsgang gef~rbte und gemessene Leberzellen (Quetschpraparate) der entsprechenden Versuchstiere dienten als Kontrolle des diploiden DIqS-Gehaltes. Als Beginn der Synthesephase wurden Werte, die 10% oberh~lb des diploiden Gipfels lagen, angenommen. Die gleichzeitig durchgef~hrten ~utoradiographischen Untersuchungen der gleichen Tiere erlaubten die Uberpriifung dieser Annahme. Ffir die autoradiographische Untersuchung des Endometriums warden die Uteri unmittelbar nach der Exstirpation 30 min lang in einer k~lten Lbsung, die aus Athanol (96 % ), Formaldehyd (40 %) und TCE (5 %) bestand (MischungsverhEltnis 85:10:5) fixiert. Nach der Einbettung in Paraffin wurden die Schnitte (5 ~z dick) naeh der Eintauchmethode behandelt (Kodak-~uclear-Tract-Emulsion NTB 3, Expositionszeit 14 Tage). Ermittelt wurde die Zahl der markierten Zellen im Verhgltnis zur GesamtzellzaM in verschiedenen Gewebsarealen (sH-Index-%), wobei jeweils 500 Zellen ausgezghlt wurden.

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E. ]3OqlJOIet al. : DNS-Gehalt und 3H-Thymidineinbau des Endometriums

Abb. 1. Endometriumzellen (Maus) im Ausstrichpr~parat ngch LSsung aus dem Gewebsverband. Feulgenfiirbung. Vergr. 450fach

Ergebnisse I. DNS-Gehalt und H a- Thymidineinbau des Endometriums wiihrend des normalen C ydus sowie nach Gestagenbehandlung Das DNS-Verteilungsdiagramm (Abb. 2) der Leberzellen zeigt zwei Maxima, die sich wie 1:2 verhalten und dem diploiden und tetraploiden Chromosomensatz entsprechen. 1. Di-Oestrus. In der Ruhepause (Di-Oestrus) weisen 3% der Zellkerne einen DNS-GehMt auf, der zwischen den Gipfeln des diploiden und tetraploiden Feulgenwertes liegt. Sie befinden sich in der DNSSynthesephase (S-Phase). 2. Pro-Oestrus. Der Prozentsatz der in S-Phase befindlichen Endometriumzellen ist auf 27 % angestiegen. Damit wird das Maximum der Synthese innerhalb des normalen Cyclus erreicht. 3. Oestrus. I m Vergleich zum Pro-Oestrus findet ein deutlicher Rfickgang der Synthesewelle stat~: Nur noch 9% der Endometriumzellen weisen einen hyperdiploiden DNS-Gehalt aut. 4. Met-Oestrus. Mit nut noch 6% der Zellen Jn Synthesephase klingt der ProzeB der cellul/~ren Proliferation aus. Behandlung ;nit S H 582. Nach Behandlung der M~use mit dem Gestagen SH 582, alas w&hrend des OesSrus in hohen Dosen appliziert

Endometrium

10

Met-0strus

~ 10 ._c

Ostrus

20)

:

_~10 I

r~

N

:

~ j ~

Pro-0strus

30 10

Di-Ostrus mm

~

10 ~L ,

2c

~

,

~

antra[re (Leber) AE

4c

Abb. 2. Graphisehe Darsteltung des DNS-Gehaltes von Endometriumzellen w~ihrend der verschiedenen Phasen des normalen Cyclus sowie yon Kontrollpr~paraten (Leber). 2 c diploide, g c tetraploide DNS-Me6werte =c 10 % ; n = 300 Zellen/Cyclusphase; Leber: n = 100 Zellen

Zahl der Zellen in 40 %

20

20 10

SH 582 Behandlungsbeginn im (Jstrus

r[ L

Endometriu m in Sekretionsphase

/

Kontrolle (Leber) AE 2c

4c

Abb. 3. Graphische Darstellung des DNS-Gehaltes yon Zellen des sekretorisch umgewandelten Endometriums naeh Behandlung mit einem Gestagen (StI 582) w~hrend des Oestrus. n 300 ZeUen (Endometrium); Leber: n = 100 Zellen

186

E. BoQtloI, M. :BEATO,H. EBNEI~und W. SANI)I~ITTER: Tabelle 1. Markierungsindex (%) mit Standardabweichung. Zahl der ausgedihlten Zellen = 500 / Priiparat

Cyclusphase

Oberfl~chen- Drfisenepithel epithel

Cytogenes Stroma

Di-Oestrus Pro-Oestrus Oestrus Met-Oestrus

3,5 • 1,9 26,1 • 3,8 6,6 ~- 3,1 8,8 ~ 5,6

0,9 ~: 0,3 2,0 • 1,0 3,6 • 0,7 0,6 :L 0,3

10,1 • 1,8 • 0,6 • 1,3 ~

2,1 0,7 0,5 0,4

Markierungs Jndex % 30

DO=Dids[rus PO= Pro6strus =Ostrus PIO=Plet6strus

20 --

Oberfl~chen

epithe[ ...... DrLisen epithel . . . . Zytogenes Stroma

10.

DO

PO

6

MO

Abb. 4. Der Markierungsindex (Mittelwert) yon OberflS~chen- und Drfisenepithel des Endome~riums sowie des eytogenen Stromas wahrend der verschiedenen Cyelusphasen wurde, linden sich im sekretorisch umgewandelten Endometrium 19% der Zellkerne in der Synthesephase (Abb. 3). Das Ergebnis der autoradiographischen Untersuehung von Endometriumschnitten geht aus Tabelle 1 und der Abb. 4 hervor. Wahrend das Oberfl/iehenepithel im Di-Oestrus, wie Tabelle 1 zeigt, nur ehlen Markierungsindex yon 3,5=t=1,9% aufweist, k o m m t es im Pro-Oestrus zu einem Anstieg der markierten Zellen auf 2 6 , 1 • Naeh deutlichem AbfM1 im Oestrus ( 6 , 6 ~ 3 , 1 % ) steigt der Index im Met-Oestrus noehmMs gering an (8,8 ~ 5,6%). Dieser letzte Weft weist Mlerdings die gr66te Streuung auf. Demgegeniiber zeigen Drfisenepithel und eytogenes Stroma, insbesondere such im Pro-Oestrus, nur eine sp~trliehe Markierung, yon der jedoeh alas Driisenepithel im Di-Oestrus mit einem Markierungsindex von 10,1-4-2,1% eine Ausnahme maeht.

DNS-Gehalt und aH-Thymidineinbaudes Endometriums

187

Es besteht eine auffallend gute ~bereinstimmung zwischen dem Markierungsindex des Oberfl$chenepithels und dem cytophotometrisch ermittelten Prozentsatz der Kerne in Synthesephase. Daraus ist zu schliel]en, dai3 die durch Quetschung und Abschabung des Endometrinms erhaltenen Einzelzellen fiberwiegend oder ganz der Oberfl$chenschicht des Endometrinms entstammen. Der Markierungsindex yon Epithel und Stroma des sekretorisch umgewandelten Endometriums war wie folg~: T~belle 2. Markierungsindex (%) mit Standardabweichung Oberfl~chenepithel

Drfisenepithel CytogenesStroma

21,4 =]=6,7

6,5 :L 3,7

5,3 ~ 2,3

Das Oberfl~chenepithel weist mit 21,4 i 6,7% den hSchsten Antefl markierter Ze]len auf. Nur ein Drittel dieses Prozentsatzes betrug im Durchschnitt die Markierung des Drfisenepithels und Stromas. Der cytophotometrisch ermittelte Anteil der Kerne in S-Phase im sekretorisch umgewandelten Endometrium weicht nur gering yon dem autoradiographisch bestimmten Prozentsatz markierter Zellen im Ober. fli~chenepithel ab. Jedoch f/~llt auf, dab unter dem OestrogeneinfluB die Proliferation des Oberfliichenepithels vorherrscht, w~hrend es nach Gestagenbehandlung auger einer Stimulierung des Oberfl~chenepithels zu einem fast doppelt so hohen Thymidineinbau im Stroma kommt wie im Pro-Oestrus.

II. DNS-Gehalt und aH-Thymidineinbau des Endometriums nach Oestrogenbehandlung Das DNS.Verteflungsdiagramm weist bei den Kontrolltieren 7 Tage nach der Kastration ein Hi~ufigkeitsmaximum im diploiden Bereich auf; nur 3 % der Endometriumzellkerne liegen zwischen dem di- und tetraploiden Wert. 5 Std nach Injektion des Oestrogens ist dieser Befund noch fast unver~ndert. 7 Std nach Hormongabe sind bereits 11% der Kerne in Synthesephase, nach 14 Std 30%, womit das Maximum erreicht wird. 24 Std nach Hormonapplikation weisen noch 28 % der Kerne einen erhShten DNS-Gehalt auf (Abb. 5). Das Ergebnis der autoradiographischen Untersuchung geht aus der folgenden Tabelle 3 hervor. W~hrend der Markierungsindex des Oberfli~chenepithels nach Kastration dem im Di-Oestrus ermittelten Wert entspricht, ist die Markierung 13

Arch, Gyn~k. Bd. 206

188

E. BOQUOl, M. BEATO, H. EBNER und W. SAND~rrTE~:

des Drfisenepithels nach Kastration u m 50 % niedriger als im Di-Oestrus. Markierungsindex des 0berfl/ichenepithels nach K a s t r a t i o n u n d der cytophotome~riseh ermittelte Prozentsatz der Kerne in S-Phase stimmen fiberein. Mestrano[

,~f 2O

KontrotIe ( Kastration -'-1

r7

i

~~I ~i~~f

5 Std

{ 30 N

10

7 Std

lo

14Std i i i

q

10 ,

2c

i ~4s~d I

r~--7

~

~-~

AE

4c

Abb. 5. Graphische Darstellung des DNS-Gehaltes yon Endometriumzellen nach Kastration sowie 5--24 Std nach einer einmaligen Oestrogen-(Mestranol-)Behandlung. n = 300 Zellen/Intervall Tabelle 3. Markierungsindex (%) mit Standardabweichung Oberfl~chenepithel Kastration Oestrogen (Mestr~nol) 7 Std 9 Std 12 Std

Drfisenepithel

3,9 i 1,4

5,2 4-1,7

19,6 4- 4,3 20,04-3,8 21,94-3,1

16,25 4- 3,6 29,1 4-4,7 27,3 4-4,0

DNS-Gehalt und 3I-I-Thymidineinbaudes Endometriums

189

7 Std nach Hormoninjektion kommt es zu einer deutlichen Zunahme des 8H-Index, sowohl im Oberflaehen- als auch Dr/isenepithel, der h6her liegt als der zum gleichen Zeitpunkt eytophotometrisch ermittelte Anteil der Kerne in S-Phase. Ein weiterer Anstieg ist nach 9 und 12 Std ~estzustellen, wobei der Prozentsatz der markierten Dr/isenzellen deutlich iiberwiegt. In weiteren Versuehen wurde der Eir~lul3 yon Oestradiol.17fl (1 7 in 0,1 ml Sesam-01, subcutane Applik~tion) auf die DNS-Synthese des nicht prastimulierten Endometriums gepriift. Wie Abb. 7 zeigt, kommt es auch hier 7 Std sparer zur Aktivierung der DNS-Synthese im Endometriumepithel, jedoeh is~ diese weniger ausgepr~gt.

III. DNS-Gehalt und 3H-Thymidineinbau des Endometriums nach Gestagenbehandlung Eine Behandlung yon kastrier~en Mausen mit SIt 582 in einer hohen Dosis hat am Endometrium einen /~hnlichen Effekt zur Folge wie die Oestrogenbehandlung (Abb. 6). 5 Std nach der Gestagenbehandlung ist cy~ophotometrisch noch keine Reaktion am Endometrium festzustellen (2 % der Kerne in S-Phase). Nach 7 Std finden sich dagegen bereits 13% der Zellkerne in Synthese. 26% sind es naeh 14 Std, wahrend 24 Std naeh Hormonbehandlung 28% der Zellkerne einen hyperdiploiden bzw. hypotetraploiden DNSGehalt aufweisen. Autoradiographisch wird ein ahnliches Ergebnis erhalten (Tabelle 4 und Abb. 7). Tabelle 4. Markierungsindex (%) mit Standardabweichung Oberflachenepi~hel Kastr~tion Gestagen (SH 582) 7 Std 9 Std 12 S~d

Driisenepi~hel

3,9 =[=1,4

5,2 ~ 1,7

19,3 ~ 3,1 19,8 • 2,9 18,7 • 3,4

24,5 i 4,7 23,3 i 3,8 23,0 • 4,1

7 Std naeh der Gestagenapplikation betragt der Markierungsindex 19,3 -~ 3,1% im Oberflaehenepithel und 24,5 ~= 4,7 % im Driisenepithel. Aueh hier liegt der fiir den gleichen Zeitpunkt cytopho~ometrisch ermittelte Prozentsatz der Kerne in S-Phase niedriger. Bemerkenswert ist, dab der An~eil der markierten Zellen im Driisenepithel nach Gestagenbehandlung stets hSher liegt als im Oberflachenepithel, wahrend 7 Std naeh Oestrogengabe umgekehrte Verhaltnisse vorlagen. 13"

SH 582

30

Kontrotte (K__.astration)

10 5O

30 84

.~ I0,

5 Std

d

I

10.

1 14Std

30

,$, 10 nFl~-~ 2c

24 Std ~ AE 4c

Abb. 6. Graphische Darstellung des DNS-Gehaltes yon Endometriumzellen nach Kastration sowie 5--24 Std nach einer einmaligen Gestagen-(SH 582-)Behandlung. n ~ 300 Zellen/Intervall ,

40 -~: '• Mestrano[ +----+ SH 582 (mit Pr~stimutierung) o........o 17 [3 0stradio[ (ohne Pr~stimuiierung) 30 - -

•

~ 20-

/

•

..-=..-.=...-=..-.~

9~ lo~"-i'""1~"'"l"'"t I I T i I I ~, | 3 5 7 9 h Injektion DNS-Synthese im Endcmetrium

I 12 ~-

Abb. 7. Markierungsindex des Oberfl~chen- und Dr/isenepithels (MJttelwerte aus beiden Indices) nach Kastration sowie 3--12 Std nach einmaliger Gabe yon Mestrano] und SIt 582 beiPrEstimulierung und Oestradiol-17fl ohne PrEstimulierung des Endometriums

E. BoQ~oi et al. : DNS-Gehalt und 3H-Thymidineinbau des Endometriums

191

9 bzw. 12 Std nach Gestagenbehandlung /~ndert sich der Markierungsindex gegeniiber dem 7 Std-Wert nur sehr gering. Auffallend ist jedoch, dab sich die Differenz zwischen dem 8H-Index des Oberfl/~chenmid Driisenepithels unter Gestagengabe verkleinert. Diskussion Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dab die Synthese der DNS in Endometriumzellen w~hrend des normalen Cyclus vorwiegend im ProOestrus erfolgt. Sie ist im Oestrus weitgehend abgeschlossen, kommt aber weder dort noch im Met-Oestrus ganz zum Stillstand. Dagegen ruht sie fast vSllig im Di-0estrus sowie nach Kastration. Die Proliferation des Endometriums finder demnach haupts/~chlich im Pro-Oestrus start, w~hrend der 0estrus nicht mehr als Phase der Proliferation im engeren Sinne gelten kann. Biochemische, histochemische and ~utoradiographische Untersuchungen am Endometrium der Frau w/~hrend des mensuellen Cyclus haben eine /~hnliche Zunahme der DNS-Synthese w/~hrend der Proliferationsphase ergeben [1, 12, 16, 18, 26, 28]. Allerdings sind die Ergebnisse dariiber nicht einheitlich [6, 24, 27, 29]. Die cytophotometrischen Befunde finden flare Best/~tigung im autoradiographischen Bild des Endometriums w/~hrend der verschiedenen Cyclusphasen. Bemerkenswer~ ist jedoch der relativ hohe Markierungsindex im Driisenepithel w/~hrend des Di-Oestrus. In Ubereinstimmung mit den Ergebnissen yon EPIFANOVA [10] deutet dieser Befund darauf bin, dal~ die ffir die reparative Zellerneuerung erforderliche DNS-Synthese vorwiegend im Drfisenepithel schon w/s des Di-Oestrus abl/s Zur Proliferation, die vom Oberfl/~chenepithel ausgeht, kommt es dann erst im Pro-Oestrus. Jedoch kann dieser Aktivit~tsunterschied auch durch die verschiedenen Zellpopulationen Flimmerepithel/Driisenepithel bedingt sein. Nach Behandlung yon kastrierten Ms mit einer einmaligen Dosis eines Oestrogens kommt es bereits 7 Std sparer zur Aktivierung der DNS-Synthese im Endometrium, wie sowohl die cytophotometrischen als auch die autoradiographischen Befunde zeigen. Zu/~hnlichen Ergebnissen ffihrten unsere Untersuchungen am Vaginalepithel der Maus [5, 9]. Dieses Intervall ist k/irzer, als es yon PE~OTTA [23] in /~hnlichen Versuchen gefunden wurde. I m Gegensatz zur RIqS-Synthese, die bereits wenige Minuten nach einer Oestrogengabe am Endometrium einsetzt, wurde in biochemischen Untersuchungen der Beginn der DNS-Symthese erst 24 Std nach Oestrogengabe beobachtet [22]. Auch SC~IDT u. Mitarb. [25] fanden bei kastrierten Ratten mit biochemischen Methoden nach 1 y Oestradiol keinerlei Ver/~nderung des DNS-Gehaltes. Ers~ eine dreim~lige Ver-

192

E. BoqvoI, M. BEATO,H. E B ~ und W. SAND~ITTER:

abfolgung von jeweils 1 ~ Oestradiol hatte 60 Std nach der 1. Injektion eine eindeutige Zunahme des gesamten DNS-Gehaltes des Uterus zur Folge. Diese Unterschiede sind sieherlich methodisch bedingt, zumal biochemische Verfahren eine Aussage fiber den DNS-Gehalt der Einzelzelle nicht gestatten. Sie kSnnen jedoch aueh auf die fehlende Pr~stimulierung des Endometriums zuriickzuffihren sein, die bei diesen Autoren nicht erfolgte. Unsere cytophotometrischen Befunde zeigen, dab unter Oestrogen- wie auch GestageneinfluB DNS-Werte in Endometriumzellen zu linden sind, die im hyperdiploiden, triploideu und hypotetraploiden Bereich liegen. Dieses Ergebifis ist yon besonderem Interesse im Hinblick auf den erhShten DNS-Gehalt, der bei Tumoren, insbesondere auch beim Endometriumeareinom zu finden ist. So fanden WIWD u. Mitarb. [29] an Adenoearcinomen des Corpus uteri yon Frauen einen DNS-Gehalt der Tumorzellen, der vorwiegend dem triploiden Wert entsprach. Die umstrittene Frage, welcher Grad einer DNS-ErhShung und welche Anzahl derartiger Zellen mit erhShtem DNS-Gehalt erforderlieh sind, um fiir die eytochemische Careinomdiagnose verwertbar zu sein, bleibt daher weiterhin offen. Auffallend ist das gleich lunge pri~synthetische Intervall von 7 Std bis zum Beginn der DNS-Synthese nach Oestrogen- wie nach Gestagenapplikation. Eine Waehstumsstimulierung des Endometriums dutch Gestagene ohne vorausgegangene Oestrogenbehandlung ist zwar seit langem bekannt, jedoch ist diese durch ihren verzSgerten Eintritt im Vergleieh zum oestrogenen Effekt gekennzeiehnet [17]. Die zeitliche ]~bereinstimmung im Wirkuugseintritt yon Oestrogenen und Gestagenen in unseren Versuehen deutet darauf hin, dab eine metabolisehe Umwandlung des Gestagens nicht stattfand. Im normalen Cyclus der Maus fehlt die Progesteronbildung, da der Follikelsprung sowie die Umwandlung zum Corpus luteum unterbleibt. Wird ein Gestagen in hohen Dosen wi~hrend des Oestrus verabreicht, so kommt es, wie unsere Untersuchungen zeigen, zu einer auBerordentlichen Stimulierung der DNS-Synthese sowohl im Epithel ats aueh im Stroma des Endometriums. Zu ~hnlichen Ergebnissen gelangten L]~oY u. Mitarb. [20, 21], die in histophotometrisehen Untersuehungen am Endometrium yon Ratten sowohl naeh Oestrogen- wie naeh Gestagenbehandlung, ebenso aueh nach Applikation beider Steroide zusammen eine untersehiedlich ausgepr~gte Steigerung der DNS-Synthese insbesondere der Stromazellen beobaehteten. Am Vaginalepithel konnte yon uns unter gleiehen Versuehsbedingungen sogar eine fast vollst~ndige Tetraploidisierung der Epithelzellen festgestellt werden [9]. W~hrend Oestrogene die DNS- und RNS-Synthese durch unmittelbaren Angriff am genetisehen Apparat stimulieren [3, 4, 11, 13, 15], ist ein ~hnlieher Wirkungsmeehanismus der Gestagene bisher nicht bekannt.

DNS-Gehalt und 3H-Thymidineinbau des Endometrinms

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E i n e P e r m e a b i l i t ~ t s / i n d e r u n g d e r K e r n m e m b r a n , die als p r i m ~ r e W i r k u n g d e r Oestrogene nachgewiesen wurde, w i r d y o n KRO:~GER [19] a u c h f/Jr die Gestagene d i s k u t i e r t . Die S~imulierung d e r D N S - S y n t h e s e i m E n d o m e t r i u m , wie sie in u n s e r e n Versuchen zu b e o b a c h t e n war, 1/~Bt j e d o c h v e r m u t e n , d a b a u c h Gestagene die genetisch g e s t e u e r t e P r o t e i n b i o s y n t h e s e d i r e k t zu a k t i v i e r e n verm5gen. Literatur 1. ADINOLFI,G., e V. FERlCARI: Comportamento deU'acido desossiribonucleinico (D•A) nell'endometrio umano durante il eiclo mestruale. Arch. Ostet. Ginec. 66, 99 (1961). 2. ALLEI%E." The oestrus cycle in the mouse. Amer. J. Anat. 30, 297 (1922). 3- BARKER,K. L., and J. C. WARREIq; Template capacity of uterine chromatin: control by estradiol. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.) 56, 1298 (1966). 4. BEATO,M., y H. E~NE~: Fundamentos bioquimicos de la accion de las hormonas ovaricas. Acta ginec (Madr.) 18, 547 (1967). 5. - - B. LEDERER, E. BOQUOI, and W. SANDRITTER." Effect of estrogens and gestagen on the initiation of DNA synthesis in the genital tract of ovarectomized mice. Exp. Cell Res. (ira Druck). 6. BREMER, E., K. G. OBER U. J. ZA~DER: Histochemische Untersuchungen fiber das Verhalten der Nukleins/iuren im Endomctrinm. Arch. Gyn~k. 181, 96 (1951). 7. CLAUBS,Ra, C.: Genitalcyclus und Schwangerschaft bei der weiBen Maus. Anatomische Studien an Ovarium, Uterus und Scheide. Arch. Gyn~k. 147, 551 (1931). 8. ])EELEu E. M. : An integrating microdensitometer for biological cells. J. sci. Instrum. 82, 263 (1955). 9. EB~ER, H.: Quantitative cytochemische Untersuchungen fiber den Desoxyribonukleins~uregehalt abgeschilferter Vaginalepithelzellen. Habilitationsschrift, GieBen 1967. 10. E~A~OVA, O.: Mitotic cycles in estrogen-treated mice. A radioautographic study. Exp. Cell Res. 42, 562 (1966). 11. FA~Mr, A. R., K. GR~FIT~S, R. MAELER, and A. R. WILLIAMS: The effect of steroids on deoxyribonucleic acid polymerase activity. Biochem. J. 105, 6c (1967). 12. FETTIG, 0. : 3-H-Index-Bestimmungen und -Berechnungen der mittleren Generationszeit (Lebensdauer) der Einzelabschnitte des gesunden und krankhaften Endometriums nach autoradiographisehen Untersuchungen mit 3-H-Thymidin. Arch. Gyn~k. 29{}, 659 (1965). 13. GORSKI,J., W. D. IqO~EBOOM, and J. A. 1XICOLETTE: Estrogen control of the synthesis of RNA and protein in the uterus. J. cell. comp. Physiol., Supp. 1, 66, 91 (1965). 14. GRAU~X~, W. : Zur Standardisierung des Schiffschen Reagens. Z. wiss. Mikr. 61, 225 (1953). 15. HA~ILTO~, T. It.: Sequences of RNA and protein synthesis during early estrogen action. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.) 51, 83 (1964). 16. HARKI~, J. C. : Deoxyribonucleic acid (DNA) content of human endometrium. A microspectrophotometric study of the endometrial glandular nuclei in the physiologic cycle and in atrophy. Arch. Path. 61, 24 (1956).

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E. BOQUOI et o,1.: DNS-Gehalt und aH-Thymidineinbau des Endometrinms

17. HOFFMANn, F., u. P. TRErrE: Vergleiehende Untersuchungen fiber die Wirkung yon weiblichen und m~nnlichen Keimdrtisenhormonen und yon Nebennierenrindenhormonen auf den Uterus. Zbl. Gyn~k. 64, 1603 (1940). 18. KORENEVA, G. P.: Nucleic acids of the endometrium in patients suffering from functional hemorrhages. Acush. i. Ginec. 6, 72 (1962). 19. KROEGE~, H. : Hormones, ion balances and gene activity in dipteran chromosomes. Mere. Soc. Endocr. 15, 55 (1967). 20. LE~oY, F.: ]~tude histophotom~trique de l'endom&tre. II. Effets isol6s et interactions de l'oestradiol et de la progesterone sur la synth~se d'ADN des noyaux de l'endomStre chez la rate castr6e. Rev. fran~. ]~tud. clin. biol. 1967 XII, 902. 2 1 . - D. M~NAVIA~, and P . O . HvBIICO~T: Nuclear DNA estimations in the Hooker and Forbes test with sex hormones. J. Endocr. $9, 227 (1967). 22. MU~LLER, G. C. : The role of R N A and protein synthesis in estrogen action. In: Mechanisms of hormone action, Hrsg. yon P. K~_~LSO~. Stuttgart: Georg Thieme 1965. 23. PERROTTA,C. A.: Initiation of cell proliferation in the vaginal and uterine epitheli~ of the mouse. Amer. J. Anat. 111, 195 (1962). 24. PINERO, D., JR., and A. FO~AXER: DNA and R N A in normal human endometrium. Amer. J. Obstet. Gynec. 89, 657 (1964). 25. SCHMID%H., I. NOACK, H. WALTZER U. K. D. VOIGT: Einflu~ yon Zyklus und exogener Hormonzu~uhr auf Stoffwechselvorg~nge des Rattenuterus. Acta endocr. (Kbh.) 56, 231 (1967). 26. SC~WmT-M~TT~IESE~, H. : Itistochemie, in: Das normale menscMiche Endometrium, S. 149. Stuttgart: Georg Thieme 1963. 27. STEr~T,R. J., and V. M. STUER~V,R: Cytodynamic properties of the human endometrinm. III. Variation in the nucleoprotein content of the endometrium during menstrual cycle. Amer. J. Obstet. Gynec, 61, 415 (1951). 28. VOKAER,l:~., CH. (~OMPEL, and A. G m s L ~ : V~ri~tions in the content of deoxyribonucleic ~cid in the human uterin and vaginal receptors during the menstrual cycle. Nature (Lend.) 172, 31 (1953). 29. WI~D, G. L., A. M. M E S S ~ , P. MEIER, and E. R o s ~ m ~ L : Deoxyribonucleic acid assessments on Feulgen stained endometrial cells and comparison with fluorometric values on acridine-orange stained material. L~b. Invest. 14, 1494 (1965). Dr. E. BOQUOI Frauenklinik der Freien Universit~t 1 Berlin 19, PulsstraBe 4---14