Zur Cytochemie der Lysosomen in der Rattenniere unter normalen und experimentellen Bedingungen

Zusammenfassung Es wird das Vorkommen der sauren Phosphatase (sP) und der -Glucu-ronidase (-Glu) in den Lysosomen von Rattennieren vom 16. Embryonaltag (ET) bis 33. Lebenstag (LT) sowie von erwachsenen unbehandelten, kastrierten und nach der Kastration mit gleich- bzw. gegengeschlechtlichen Hormonen behandelten Tieren untersucht. Bis zur Geburt entwickelt sich die lysosomale sP und -Glu in den einzelnen Nephronabschnitten und Sammelrohren annähernd parallel. Am 1. LT nimmt in den S₁-Segmenten der iuxtamedullären Nephrone Zahl, Durchmesser und Aktivität der sP positiven Lysosomen sprunghaft zu, um zwischen 5. und 9. LT wieder schnell abzunehmen. Die Aktivität der -Glu steigt dagegen kontinuierlich an. Zwischen 24. und 25. LT nimmt die Aktivität der -Glu in den Lysosomen der S₁- und S₃-Segmente ab, die der sP deutlich zu. Geschlechtsunterschiede treten bei der sP zum ersten Mal am 18. LT in den S₃-Segmenten, bei der -Glu am 25. LT in den S₁-Segmenten auf. Das ausdifferenzierte Enzymmuster für sP und -Glu kann erst bei erwachsenen Tieren nachgewiesen werden. Dann fallen bei beiden Geschlechtern unter den Lysosomen der S₁-Segmente zwei Größenklassen besonders auf: a. große Lysosomen (beim Weibchen 7 m, beim Männchen 5 m) und b. kleinere Lysosomen (bei beiden Geschlechtern 2–3 m). Die großen Lysosomen sind bei Weibchen zahlreicher und sP aktiver als bei Männchen. In den S₂-Segmenten (Durchmesser der Lysosomen 1,5–2,5 m) ist die -Glu in den Lysosomen der Männchen aktiver als bei den Weibchen; jedoch sind die Geschlechtsunterschiede in S₂ geringer als in S₁ In den S₃-Segmenten sind sP und -Glu in den Lysosomen weiblicher Nieren aktiver als in denen männlicher Tiere. — In den übrigen Abschnitten des Nephrons und in den Sammelrohren bestehen keine Geschlechtsunterschiede. — Die Lysosomen der Sammelrohre haben eine höhere Aktivität für -Glu als für sP.Durch Kastration werden die Geschlechtsunterschiede geringer, bleiben aber grundsätzlich erhalten; in den S₁-Segmenten können jedoch Lysosomen über 2,5 m nicht mehr nachgewiesen werden. Nach Testosteronbehandlung männlicher Kastrate nimmt die Aktivität der sP und -Glu gegenüber unbehandelten Kastraten ab. Bei kastrierten weiblichen Tieren treten nach Testosteronbehandlung wieder große Lysosomen auf, das Enzymmuster unbehandelter Tiere wird jedoch nicht erreicht. Östradiolbehandlung kastrierter Tiere führt bei beiden Geschlechtern in etwa zu einer Restitution der normalen Enzymverteilung, insbesondere bei den Männchen. Bei den Weibchen sind die Lysosomen größer und reagieren intensiver als bei Normaltieren, die Anzahl der Lysosomen scheint aber geringer zu sein.Insgesamt ergibt sich, daß die Lysosomen und die lysosomalen Enzyme unter dem Einfluß der Geschlechtshormone stehen.

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On the cytochemistry of lysosomes in the rat kidney under normal and experimental conditions

Summary Acid phosphatase (ap) and -glucuronidase (-glu) have been investigated in the lysosomes of the rat kidney between the 16th embryonic and 33th postnatal day. Furthermore these enzymes were demonstrated in the kidney of adult normal as well as of orchiectomized or ovarectomized rats following treatment with homosexual and heterosexual hormones. — Up till birth, the development of ap and -glu runs nearly parallel to one another in the nephron and in the collecting tubules. At the first day of life an irregular increase with respect to number, diameter, and activity of lysosomes containing ap can be observed in the S₁ segments of the iuxtamedullary nephrons; a decrease occurs between the 5th and 9th postnatal day. On the contrary the -glu activity increases continously. Between the 24th and 25th day of life its activity decreases in the lysosomes of the S₁ and S₂ segments; the ap activity, however, increases. For the first time sex-specific differences concerning the distribution pattern of ap can be revealed around the 18th day of life in the S₃ segments; in the case of -glu ca one week later in the S₁ segments. The final ap and -glu pattern only exists in the kidney of adult animals. Here, in the male and female kidney two classes of lysosomes exhibit striking peculiarities in the S₁ segments: a. big lysosomes (in male 5 m, in female 7 m in diameter) b. small lysosomes (in both sexes 2–3 m in diameter). The big lysosomes are more numerous. Moreover their ap activity is higher in female rats in comparison with the male kidney. In the S₂ segments (lysosomal diameter 1.5–2.5 m) the -glu activity of male rats surpasses that of females. However sex differences in the S₂ are as obvious as in the S₁ segments. In S₃ the strongest ap and -glu reaction appear in female kidneys. — In the other parts of the nephron and in the collecting tubules sexspecific differences have never been observed. — In the lysosomes of the collecting tubules more -glu than ap activity can be detected.Castration induces only a decrease of sex differences, but they do not disappear completely; in the S₁ segments lysosomes being bigger than 2.5 m are absent. In male castrates treated with testosterone the activity of ap and -glu is lowered in comparison with unsubstituted animals. Following application of testosterone the big lysosomes reappear in overectomized rats; but the enzyme pattern of untreated animals will never be obtained. In both sexes treatment of castrated animals with estradiol is accompanied by restitution of the normal ap and -glu pattern especially in males. In the female kidney lysosomes are bigger and more active in comparison with the controls; the number of lysosomes seems to be reduced. Summarizing strong evidence occurs that in the rat kidney lysosomes and lysosomal enzymes are controlled by sex hormones.