Die Ultrastruktur Cycasin-induzierter Nierenadenome

Summary

Epithelial kidney tumours, which rarely occur spontaneously in animals, can be experimentally produced and used in comparative pathology.

Experimental renal adenomas induced in Wistar rats by cycasin resemble human kidney adenomas under the light microscope and can be subdivided into basophilic, eosinophilic, and oncocyte types. They exhibit demonstrable differences that can be demonstrated enzymatic-histochemically and electronmicroscopically.

In contrast to the structure of the normal kidney, a basilar labyrinth is either lacking or only present in rudimentary form. The basement membranes are of uneven thickness and of variable density. The tubule lumens, especially in the basophilic and also to a lesser extent in the eosinophilic adenomas, are either deficiently formed, rudimentary, or their existence is only indicated by the presence of intracellular components. A brush border is rarely present and was found most frequently in association with oncocytes.

The basophilic adenomas contain more ergastoplasma and ribosomes, discrete nucleoli, numerous golgi complexes, and fewer and more simply structured mitochondria. Occasionally, there are rudimentary, narrow, plump or intracellular cystic respectively tightly interwoven to multiple, frustrated transparencies.

Eosinophilic adenomas demonstrate a greater abundance of empty spaces with rudimentary brush borders. Their nuclei are more homogeneous, not as dense, and contain fewer nucleoli.

The significant difference between the eosinophilic and basophilic adenomas lies in the larger number, denser arrangement, and better differentiation of mitochondria in the eosinophilic adenomas.

Thus, there are transitions between eosinophilic and oncocytic adenomas. Oncocytic adenomas differ most impressively from basophilic and eosinophilic adenomas, as demonstrated by histochemical and electronmicroscopic techniques.

They are conspicuous ultrastructurally by their numerous lysosomes, osmiophile inclusions of lipids, excessive incidence of mitochondria, and by their striking density and remarkable size. Giant mitochondria, snail-shaped and winding round the nucleus in a snakelike manner, are impressive in their number and strength. Some of them form paranuclei. By continuous transformation of the mitochondria, myeline figures are formed; after going through various stages, they end up in inclusions of lipids and show fatty degeneration that can be determined histologically. This might justify the assumption that the strong activity of oxydating encymes generally observed in oncocytes could possibly represent compensation for cell damage. On the other hand, the findings also represent a mitochondrial pathway of fatty phanerosis and of that form of lipophanerosis described as lipoprotein degeneration of oncocytes. Oncocytes begin their development like small islands.

The question of the significance of mitochondrial hyperplasia is discussed.

Further unequivocal ultrastructural subclassification of these tumors with respect to hitherto existing studies should be undertaken with constraint.

On the basis of light microscopic findings showing the similarity between cycasin-induced adenomas and the picture found in human renal pathology, it can be assumed that a similar ultrastructural substrate is also to be expected.

Zusammenfassung

Die experimentellen Cycasin-Adenome der Niere bei der Wistarratte, die lichtmikroskopisch den Nierenadenomen des Menschen gleichen und in basophile, eosinophile und onkocytäre Adenome unterteilt werden können, sind fermenthistochemisch und elektronenmikroskopisch verschieden.

Die Adenome zeigen im Gegensatz zur normalen Niere kein oder nur ein rudimentäres Basallabyrinth. Die Basalmembranen sind unregelmäßig dick und unterschiedlich dicht. Die Tubuluslumina sind besonders bei den basophilen und auch zum Teil bei den eosinophilen Adenomen oft nur mangelhaft angelegt, rudimentär oder an intracellulären Ersatzsubstraten erkennbar. Ein Bürstensaum ist selten, wurde am häufigsten bei den Onkocyten gefunden

Die basophilen Adenome enthalten mehr Ergastoplasma und Ribosomen, kräftige Nucleolen, zahlreiche Golgi-Elemente, weniger und geringer strukturierte Mitochondrien.

Die eosinophilen Adenome zeigen etwas häufiger Lichtungsanlagen mit rudimentären Bürstensäumen. Die Kerne sind gleichmäßiger, weniger dicht, weniger oft mit Nucleolen ausgestattet. Der entscheidende Unterschied gegenüber den basophilen Adenomen liegt in der Ausstattung mit Mitochondrien: Sie sind reichlicher vorhanden, dichter und differenzierter.

Die Onkocytome differieren histochemisch gegenüber basophilen und eosinophilen Adenomen und auch elektronenmikroskopisch am eindrucksvollsten. Sie imponieren ultrastrnkturell besonders durch reichlich Lysosomen und durch zahlreiche, abnorme, große und oft schneckenförmige bis riesige Mitochondrien. Durch fortlaufende Transformation der Mitochondrien bilden sich Myelinfiguren; sie enden über verschiedene Stadien in Lipoideinschlüsse und münden in das Bild der histologisch erfaßbaren Verfettung. Die Frage der Bedeutung der Mitochondrienhyperplasie wird diskutiert. Gleichzeitig repräsentieren die Befunde einen mitochondrialen Weg der Lipophanerose. Die onkocytäre Entwicklung beginnt inselförmig.

Zusätzliche eindeutige ultrastrukturelle Untertypisierungen der Geschwülste sind nach den bisherigen Untersuchungen nur mit Zwang möglich. Aufgrund der lichtmikroskopischen Identität der Cycasin-Adenome mit den Bildern der Humanpathologie kann angenommen werden, daß sinngemäß in Nierenadenomen des Menschen ein gleichartiges feinstrukturelles Substrat zu erwarten ist.