Advertisement

Zur Cytologie der pränatalen Gonadenentwicklung beim Menschen

III. Die Entwicklung der Leydigzellen im Hoden von Embryonen und Feten
  • A. F. Holstein
  • H. Wartenberg
  • J. Vossmeyer
Article

Zusammenfassung

Die Entwicklung der Leydigzellen im Hoden von Embryonen und Feten der 7.–22. Schwangerschaftswoche wurde mit Hilfe licht-, elektronenmikroskopischer und quantitativer Methoden untersucht.

Leydigzellen differenzieren sich mit Beginn der 8. Schwangerschaftswoche aus Mesenchymzellen. Eine starke Größenzunahme der Zellen zwischen der 9. und 12. Woche beruht auf der Entwicklung eines glatten vesiculären, endoplasmatischen Reticulum, einer Vermehrung der Mitochondrien mit tubulären Binnenstrukturen, einer Zunahme der Golgi-Komplexe und einer Ausbildung von ribosomenbesetzten Cisternen und zahlreichen Cytosomen, bzw. “dense bodies”. Die Leydigzellen zeigen bereits von der 8. Schwangerschaftswoche an das für steroidproduzierende Zellen charakteristische Aussehen. In der 12. Schwangerschaftswoche sind auf Grund des unterschiedlichen Differenzierungsgrades des endoplasmatischen Reticulum und anderer morphologischer Details 2 Typen von Leydigzellen unterscheidbar. Das endoplasmatische Reticulum erreicht in Form von geraden Tubuli, die als Bündel den Zelleib durchziehen, einen hohen Differenzierungsgrad. Nach der 14. Schwangerschaftswoche zeigen viele Leydigzellen degenerative Veränderungen, einige sterben ab.

Bei der Bestimmung der relativen und absoluten Volumina einzelner Hodenanteile, z. B. der Leydigzellen, Keimstränge, Keimzellen, Mesenchymzellen und Blutgefäße, zeigt sich, daß die Leydigzellentfaltung der Keimzellenentwicklung um etwa 2 Wochen vorauseilt und zwischen der 12. und 14. Woche ihr Maximum erreicht. Nach der 17. Schwangerschaftswoche findet man eine Abnahme des relativen und absoluten Leydigzellvolumens.

Die Abhängigkeit der Leydigzellentwicklung von der Choriongonadotropinproduktion der Placenta und der Einfluß der Androgenproduktion der embryonalen und fetalen Leydigzellen auf die Keimzellvermehrung und-differenzierung werden diskutiert.

On the cytology of the prenatal development of human gonads

III. The development of leydig cells in the testis of embryos and fetuses

Summary

The development of Leydig cells in the testis of embryos and fetuses from the 7th to the 22nd week of gestation was investigated by light- and electronmicroscopical and quantitative methods.

Leydig cells start to differentiate from mesenchymal cells at the beginning of the 8th week of gestation. Their considerable increase in size during the 9th to the 12th week of gestation is due to the development of smooth vesicular and tubular endoplasmic reticulum respectively to an increase in the number of mitochondria with tubular structures and of Golgi complexes and due to the formation of rough surfaced cisternae and numerous cytosomes and dense bodies respectively. From the 8th week of gestation onward the Leydig cells exhibit morphological features typical for steroid producing cells. On account of the different level in differentiation of the endoplasmic reticulum and other cytological details two types of Leydig cells can be distinguished in the 12th week of pregnancy. By forming straight tubuli which traverse the cell body in bundles the endoplasmic reticulum gains a high level of differentiation. After the 14th week of gestation a lot of Leydig cells show signs of degeneration and some are found to degenerate.

When determining the relative and absolute volumina of different components of the testis e.g. of Leydig cells, germ cords, germ cells, mesenchymal cells, blood vessels, the Leydig cell development proves to precede the germ cell development by 14 days and reaches its maximum in between the 12th and 14th week of gestation. A decrease in the relative and absolute volume of Leydig cells is observed after the 17th week of gestation.

It is discussed that the development of Leydig cells depends on the secretion of choriongonadotropine and that androgens, formed in and released from embryonic and fetal Leydig cells, influence the multiplication and differentiation of germ cells.

Key words

Human development Testis Leydig cells 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Acevedo, H. F., Axelrod, L. R., Ishikawa, E., Takaki, F.: Studies in fetal metabolism. II. Metabolism of progesterone-4-C14 and pregnenolone-7α-H3 in human fetal testes. J. clin. Endocr. 23, 885–890 (1963).Google Scholar
  2. Baumgarten, H. G., Holstein, A. F.: Adrenerge Inhervation im Hoden und Nebenhoden vom Schwan (Cygnus olor). Z. Zellforsch. 91, 402–410 (1968).Google Scholar
  3. Bignardi, C., Aureli, G.: Morphological evolution and steroidogenic activity of the interstitial cells in the mammal's testis during ontogenesis. Zweiter Int. Kongr. f. Histo- und Cytochemie, hrsg. von T. H. Schiebler, A. G. E. Pearse und H. H. Wolff. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1964.Google Scholar
  4. Black, V. H., Christensen, A. K.: Differentiation of interstitial cells and Sertoli cells in fetal guinea pig testes. Amer. J. Anat. 124, 211–238 (1969).Google Scholar
  5. Bloch, E., Tissenbaum, B., Rubin, B. L., Deane, H. W.: 64-1 dehydrogenase activity in human fetal adrenals. Endocrinology 71, 629–632 (1962).Google Scholar
  6. Brenner, R. M.: Fine structure of adrenocortical cells in adult male rhesus monkeys. Amer. J. Anat. 119, 429–453 (1966).Google Scholar
  7. Chalkley, H. W.: Methods for the quantitative morphology analysis of tissues. J. nat. Cancer Inst. 4, 47–53 (1943).Google Scholar
  8. Christensen, A. K.: The fine structure of testicular interstitial cells in guinea pigs. J. Cell Biol. 26, 911–935 (1965).Google Scholar
  9. —, Fawcett, D. W.: The fine structure of testicular interstitial cells in mice. Amer. J. Anat. 118, 551–571 (1966).Google Scholar
  10. —, Gillim, S. W.: The correlation of fine structure and function in steroid-secreting cells, with emphasis on those of the gonads. In: The gonads, ed. by K. W. McKerns. Amsterdam: North-Holland-Publishing Company 1969.Google Scholar
  11. DeKretser, D. M.: The fine structure of the testicular interstitial cells in men of normal androgenic status. Z. Zellforsch. 80, 594–609 (1967a).Google Scholar
  12. —: Changes in the fine structure of the human testicular interstitial cells after treatment with human gonadotrophins. Z. Zellforsch. 83, 314–358 (1967b).Google Scholar
  13. Falin, L. J.: The development of genital glands and the origin of germ cells in human embryogenesis. Acta anat. (Basel) 72, 195–232 (1969).Google Scholar
  14. Fawcett, D. W., Burgos, M. H.: Studies in the fine structure of the mammalian testis. II. The human interstitial tissue. Amer. J. Anat. 107, 245–267 (1960).Google Scholar
  15. Ferner, H., Runge, W.: Histochemische Untersuchungen zur Frage der endokrinen Aktivität der Hodenzwischenzellen während der Fetalzeit beim Menschen. Z. Zellforsch. 45, 39–50 (1956).Google Scholar
  16. Frank, A. L., Christensen, A. K.: Localization of acid phosphatase in lipofuscin granules and possible autophagic vacuoles in interstitial cells of the guinea pig testis. J. Cell Biol. 36, 1–13 (1968).Google Scholar
  17. Gillim, S. W., Christensen, A. K., McLennan, C. E.: Fine structure of the human menstrual corpus luteum at its stage of maximum secretory activity. Amer. J. Anat. 126, 409–428 (1969).Google Scholar
  18. Gillman, J.: The development of the gonads in man with a consideration of the role of fetal endocrines and the histogenesis of ovarian tumors. Contrib. Embryol. Carneg. Inst. 32, 81–131 (1948).Google Scholar
  19. Gordon, G. B., Miller, L. R., Bensch, K. G.: Electron microscopic observations of the gonad in the testicular feminization syndrome. Lab. Invest. 13, 152–160 (1964).Google Scholar
  20. Green, D. E., Perdue, J. F.: Correlation of mitochondrial structure and function. Ann. N. Y. Acad. Sci. 137, 667–684 (1966).Google Scholar
  21. Hatakeyama, S.: A study on the interstitial cells of the human testis, especially on their finestructural pathology. Acta path. jap. 15, 155–196 (1965).Google Scholar
  22. Haug, H.: Die Treffermethode, ein Verfahren zur quantitativen Analyse im histologischen Schnitt. Z. Anat. Entwickl.-Gesch. 118, 302–312 (1955).Google Scholar
  23. Holstein, A. F.: Über das Zwischenzellsystem im Hoden menschlicher Embryonen. 64. Vers. Anat. Ges. in Homburg/Saar. April 1969. Anat. Anz. (Erg.-Bd.), 126, 175–177 (1970).Google Scholar
  24. Ichihara, I.: Cholesterol changes in developing testicular interstial cells of the mouse: Histochemical and biochemical study. Anat. Rec. 163, 595–602 (1969).Google Scholar
  25. Ikonen, M.: Enzymatic activity of the interstitial tissue of the early development of human fetal testes. Zweiter Int. Kongr. f. Histo- und Cytochemie. hrsg. v. T. H. Schieber, A. G. E. Pearse und H. H. Wolff. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1964.Google Scholar
  26. Ito, S., Winchester, R. J.: The fine structure of the gastric mucosa in the bat. J. Cell Biol. 16, 541–577 (1963).Google Scholar
  27. Jessercoate, T. N. A., Scott, J. S.: Some observations on the placental factor in pregnancy toxemia. Amer. J. Obstet. Gynec. 77, 475–489 (1959).Google Scholar
  28. Jost, A.: Steroids and sex differentiation of the mammalian foetus. Excerpta Med. Int. Congr. Series 132, Proc. of the 2nd Int. Congr. on Hormonal Steroids, 74–81 (1966).Google Scholar
  29. Klima, J.: Cytologie. Stuttgart: Fischer 1967.Google Scholar
  30. Lev, R., Weisberg, H.: Human foetal epithelial glycogen: a histochemical and electronmicroscopic study. J. Anat. (Lond.) 105, 337–349 (1969).Google Scholar
  31. Lipschütz, A.: Die Pubertätsdrüse und ihre Wirkungen. Bern: E. Bircher 1919.Google Scholar
  32. Loraine, J. A., Mathews, G. D.: Clinical application of hormone assay. Edinburgh and London: Livingstone 1958.Google Scholar
  33. Merkow, L. H., Acevedo, F., Slifkin, M., Pardo, M.: Studies on the interstitial cells of the testis. II. The ultrastructure in the adult guinea pig and the effect of stimulation with human chorionic gonadotrophin. Amer. J. Path. 53, 989–1007 (1968).Google Scholar
  34. Murakami, M., Tonutti, E.: Submikroskopische Veränderungen der Leydigzellen des Rattenhodens nach Behandlung mit Oestrogenen und nach Gonadotropinzufuhr. Endokrinologie 50, 231–250 (1966).Google Scholar
  35. Niemi, M., Ikonen, M.: Steroid-3-ol-dehydrogenase activity in foetal Leydig's cells. Nature (Lond.) 189, 592–593 (1961).Google Scholar
  36. ——: Cytochemistry of oxidative enzyme systems in the Leydig cells of the rat testis and their functional significance. Endocrinology 70, 167–174 (1962).Google Scholar
  37. ——, Hervonen, H.: Histochemistry and fine structure of the interstitial tissue in the human foetal testis. Ciba Found. Coll. Endocrinol. 16, 31–52 (1967). Ed. by G. E. W. Wolstenholme and M. O'Connor. London: J. & A. Churchill Ltd.Google Scholar
  38. Pelliniemi, L. J., Niemi, M.: Fine structure of the human foetal testis. I. The interstitial tissue. Z. Zellforsch. 99, 507–522 (1969).Google Scholar
  39. Price, D., Ortiz, E.: The role of fetal androgen in sex differentiation in mammals. In: Organogenesis, ed. by R. L. DeHaan and H. Ursprung. New York-Chicago-San Francisco-Toronto-London: Holt, Rinehart and Winston 1965.Google Scholar
  40. ——, Zaaijer, J. J.: Organ culture studies of hormone secretion in endocrine glands of fetal guinea pigs. III. The relation of testicular hormone to sex differentiation of the reproductive ducts. Anat. Rec. 157, 27–41 (1967).Google Scholar
  41. Romeis, B.: Hoden, samenableitende Organe und accessorische Geschlechtsdrüsen. In: Handbuch der normalen und pathologischen Physiologie, Bd. 14. Hrsg. von A. Bethe, G. v. Bergmann, G. Embden und A. Ellinger. Berlin: Springer 1926.Google Scholar
  42. Schirren, C.: Fertilitätsstörungen des Mannes. Beitr. Sexualforsch. H. 22 (1961).Google Scholar
  43. Schwarz, W., Merker, H. J.: Die Hodenzwischenzellen der Ratte nach Hypophysektomie und nach Behandlung mit Choriongonadotropin und Amphenon B. Z. Zellforsch. 65, 272–284 (1965).Google Scholar
  44. Stieve, H.: Männliche Genitalorgane. In: Handbuch der mikroskopischen Anatomie des Menschen, Bd. VII/2. Hrsg. von W. v. Möllendorff, Berlin: Springer 1930.Google Scholar
  45. Tonutti, E.: Diskussionsbemerkung. Anat. Anz. (Erg.-Bd.) 126, 177 (1970).Google Scholar
  46. —, Weller, O., Schuchardt, E., Heinke, E.: Die männliche Keimdrüse. Stuttgart: G. Thieme 1960.Google Scholar
  47. Venable, J. H., Coggeshall, R.: A simplified lead eitrate stain for use in electron microscopy. J. Cell Biol. 25, 407–408 (1965).Google Scholar
  48. Venning, E. H.: Clinical value of hormone estimations. Brit. med. Bull. 11, 140–144 (1955).Google Scholar
  49. Vossmeyer, J.: Zur Cytologie der praenatalen Gonadenentwicklung beim Menschen. I. Die Histogenese des Hodens, an Eponschnitten untersucht. Z. Anat. Entwickl.-Gesch. 134, 146–164 (1971).Google Scholar
  50. Wagenen, G. van, Simpson, M. E.: Embryology of the ovary and testis. Homo sapiens and Macaca mulatta. New Haven: Yale Univ. Press 1965.Google Scholar
  51. Wartenberg, H., Holstein, A. F., Vossmeyer, J.: Zur Cytologie der praenatalen Gonadenentwicklung beim Menschen. II. Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Cytogenese von Gonozyten und foetalen Spermatogonien im Hoden. Z. Anat. Entwickl.-Gesch. 134, 165–185 (1971).Google Scholar
  52. —, Vossmeyer, J.: Histologische und zytologische Untersuchungen über die Entwicklung embryonaler Hoden an Eponschnitten. 64. Verslg Anat. Ges. in Homburg/Saar, April 1969. Anat. Anz. (Erg.-Bd.) 126, 171–174 (1970).Google Scholar
  53. Woods, J. E., Weeks, R. L.: Ontogenesis of the pituitary-gonadal axis in the chick embryo. Gen. comp. Endocr. 13, 242–254 (1969).Google Scholar
  54. Yamada, E.: Some observations on the fine structure of the interstitial cell in the human testis as revealed by electron microscopy. Gumma Sympos. Endocr. 2, 1–17 (1965).Google Scholar
  55. Yamamoto, T., Ebe, T., Kobayashi, S.: Intramitochondrial inclusions in various cells of a Snake (Elaphae quadrivirgata). Z. Zellforsch. 99, 252–262 (1969).Google Scholar
  56. Zondek, L. H., Zondek, T.: Leydig cells of the foetus and newborn in various complications of pregnancy. Acta obstet. gynec. scand. 46, 392–413 (1967).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • A. F. Holstein
    • 1
    • 2
  • H. Wartenberg
    • 1
    • 2
  • J. Vossmeyer
    • 1
    • 2
  1. 1.Anatomisches Institut der Universität HamburgDeutschland
  2. 2.Anatomisches Institut der Universität BaselSchweiz

Personalised recommendations