Stereologisch-histologische Analyse von Hodenschnitten und Hodenbiopsien beim Hengst

- A stereological and histological analysis of testicular excisions and testicular biopsies in stallions -
The aim of this study was to determine the volume of the seminiferous tubules (tubuli seminiferi) and the testicular interstitium by the application of design-based stereological methods using testicular biopsies and testicular excisions. By comparing the findings of the testicular biopsies and the testicular excisions the biopsies were tested in terms of their being representative for the testes as a whole. In addition, various influential factors such as fixative, staining, right or left testis, sample site and position were examined under the microscope and the volumes of each stallion compared. Furthermore, an analysis of the presence of inflammatory cells and artefacts in the tissue sections was also carried out. The testicular tissue was taken from eight stallions between the ages of three and fourteen years. The biopsy samples were taken from the craniolateral quarter of the testes at three different needle insertion angles (FABER und ROSA 2000). The testicular excision samples were obtained through VUR excisions according to WREFORD (1995).
The sample type had a strong effect on the volume of the seminiferous tubules and the testicular interstitium. The difference in volume was statistically highly significant for the comparison of the biopsy and excision sample types. The testicular excisions invariably showed a higher volume of seminiferous tubules than the testicular biopsies. In contrast, the testicular biopsies showed a higher volume of testicular interstitium.
The fixative used had a significant effect on the determination of the volume percentages. In an isolated analysis, regardless of the sample type, the samples fixed in formalin showed a higher volume of seminiferous tubules. In a differentiated analysis of sample types the excision samples fixed in formalin also exhibited a significantly higher volume of seminiferous tubules than those excision samples placed in Davidson´s fluid. In contrast, the biopsy samples placed in Davidson´s fluid showed a higher volume of seminiferous tubules.
Staining with Azan compared to H&E staining had no effect. Only those biopsy samples placed in Davidson´s fluid for fixation and that were stained with Azan showed a higher volume than those samples stained with H&E.
No differences could be found between the left and right testicles. Taking the sample type, fixative and staining into consideration, a comparison of the testicles showed a small effect for the testicular excisions only. The excisions fixed in formalin and stained with H&E showed a statistically significant result. Compared to the right testicle, the left testicle exhibited a higher volume of seminiferous tubules.
The different sample sites had no influence on the volume of the seminiferous tubules and the testicular interstitium, neither for the biopsies nor for the excisions.
With regard to the biopsies, the focusing of the microscope for the examination of the specimens showed no significant differences. However, it was found that the centre of the biopsy samples was less suitable for the assessment of the seminiferous tubules. On the other hand, those excisions fixed in formalin demonstrated a lower effect. The final position showed the statistically significant lowest volume of seminiferous tubules.
There were significant differences among the stallions regarding both the biopsy and excision samples. Smaller and medium effects of the fixative and staining were established with regard to the volume of the seminiferous tubules and the testicular interstitium. In a total of six out of the eight stallions lymphocytes were found in the excision samples only. These were most frequently observed in the excision samples placed in Davidson´s fluid and stained with H&E.
Artefacts in the seminiferous tubules were most frequently found in the excision samples
placed in formalin. Artefacts in the testicular interstitium were most frequently observed in the
biopsy samples fixed in formalin. The excision samples fixed in Davidson´s fluid exhibited more artefacts in the testicular interstitium than those placed in formalin.
This study revealed significant differences in the volume of seminiferous tubules and the volume of the testicular interstitium when comparing the sample types. Therefore, the significance of testicular biopsies as representative for the testes as a whole must be questioned. The findings of this study should be taken into account when conducting an histological evaluation of testicular biopsies in stallions. Further stereological studies are necessary in order to evaluate the differences established in this analysis in connection with other structural. Ziel dieser Arbeit war es, das Volumen der Tubuli seminiferi und des Interstitiums mit designbasierten stereologischen Methoden anhand von Hodenbiopsien und Hodenschnitten zu bestimmen. Durch den Vergleich der Ergebnisse der Hodenbiopsien und der Hodenschnitte
wurden die Biopsien hinsichtlich der Repräsentation für das gesamte Organ geprüft. Außerdem wurden verschiedene Einflussfaktoren wie Fixation, Färbung, Hodenseite, Probenlokalisation und Probenposition unter dem Mikroskop untersucht sowie die Volumina der einzelnen Hengste verglichen. Weiterhin wurde das Vorkommen von Entzündungszellen und Artefakten in den Gewebeschnitten analysiert.
Das Hodengewebe wurde von acht, drei bis vierzehnjährigen Hengsten entnommen. Die Gewinnung der Hodenbiopsien erfolgte im craniolateralen Viertel des Hodens an drei verschiedenen Einstichrichtungen (FABER und ROSA 2000). Die Proben der Hodenschnitte entstanden durch VUR Schnitte nach WREFORD (1995).
Die Probenart hatte einen starken Effekt auf das Volumen der Tubuli seminiferi und des Interstitiums. Der Unterschied des Volumens war für den Vergleich zwischen den Probenarten Biopsie und Schnitt statistisch hochsignifikant. Die Hodenschnitte hatten stets ein höheres Volumen der Tubuli seminiferi als die Biopsien. Andersherum zeigten die Hodenbiopsien ein höheres Volumen für das Interstitium.
Das verwendete Fixationsmittel hatte auf die Bestimmung der Volumenprozente einen starken Effekt. Für die isolierte Betrachtung, unabhängig der Probenart, konnten für die in Formalin fixierten Präparate ein höheres Volumen der Tubuli seminiferi ermittelt werden. Die differenzierte Betrachtung bezüglich der Probenart, ließ für die Schnittproben ebenfalls erkennen, dass sich die Fixation mit Formalin in einem deutlich höheren Volumen der Tubuli seminiferi gegenüber den in Davidson fixierten Schnitten ausdrückte. Für die Biopsien wirkte sich hingegen die Davidsonfixierung etwas stärker hinsichtlich des Volumens der Tubuli seminiferi aus.
Die Färbung mit Azan hatte gegenüber der HE Färbung keinen Effekt. Lediglich für die Biospieproben, welche mit Davidson fixiert und Azan gefärbt wurden, konnte gezeigt werden, dass das Volumen höher war, als für die Färbung mit HE.
Zwischen dem linken und rechten Hoden konnten keine Unterschiede festgestellt werden. Der Vergleich der Hodenseiten, unter Berücksichtigung der Probenart, Fixation und Färbung, hatte lediglich bei den Hodenschnitten einen kleinen Effekt. Bei den Formalin fixierten und mit HE gefärbten Schnitten wurde ein statistisch signifikantes Ergebnis festgestellt. Der linke Hoden hatte gegenüber dem rechten Hoden ein höheres Volumen der Tubuli seminiferi. Die verschiedenen Probenlokalisationen hatten weder für die Biopsien noch für die Schnitte einen Einfluss auf das Volumen der Tubuli seminiferi und Interstitium.
Die Einstellung der mikroskopischen Position für die Untersuchung der Präparate blieb für die Biopsien ohne bedeutenden Unterschied. Es ließ sich trotzdem feststellen, dass die Mitte der Biopsie Proben für die Auswertung der Tubuli seminiferi weniger geeignet war. Ein geringer Effekt ließ sich hingegen für die mit Formalin fixierten Schnitte feststellen. Die letzte Position verzeichnete dabei das statistisch signifikant niedrigste Volumen der Tubuli seminiferi.
Bei den Hengsten gab es sowohl bei den Biopsien als auch bei den Schnittproben signifikante Unterschiede. Es konnten kleinere und mittlere Effekte der Fixationen und Färbungen hinsichtlich der Volumen von Tubuli seminiferi und Interstitium festgestellt werden. Das Auftreten von Lymphozyten konnte bei insgesamt sechs von acht Hengsten ausschließlich in den Schnittproben festgestellt werden. Am häufigsten wurden sie bei den mit Davidson fixierten und HE gefärbten Schnitten beobachtet.
Die Artefakte der Tubuli seminiferi konnten am häufigsten für die Formalin fixierten Schnittproben festgestellt werden. Die Interstitium Artefakte waren insgesamt bei den Biopsien der Formalinfixierung am deutlichsten ausgeprägt. Bei den Schnittproben führte die Davidsonfixierung zu mehr Interstitium Artefakten als die Formalinfixierung.
In dieser Studie konnten deutliche Unterschiede der Volumen von Tubuli seminiferi und Interstitium im Vergleich der Probenarten festgestellt werden. Die Aussagekraft von Hodenbiopsien hinsichtlich der Repräsentation für den gesamten Hoden muss somit in Frage gestellt werden. Die Ergebnisse dieser Studie sollten bei der histologischen Beurteilung von Hodenbiopsien beim Hengst unbedingt berücksichtigt werden. Weitere stereologische Studien sind nötig, um die hier festgestellten Unterschiede im Zusammenhang mit weiteren Strukturparametern des Hengsthodens zu evaluieren.