Die Mikrovaskularisation der Mikroplazentome beim Esel : Eine rasterelektronenmikroskopische Studie an Gefäßausgüssen im histologischen Vergleich

Abstract

Zum ersten Mal werden an drei Eselplazenten, der Stadien Übergang mittleres/letztes Graviditätsdrittel, letztes Graviditätsdrittel und desGraviditätszeitpunktes kurz vor der Geburt, Mikroplazentome lichtmikroskopisch und die maternale und fetale Oberflächenstruktur derPlazentaanteile rasterelektronenmikroskopisch untersucht. Diese Strukturen werden im weiteren mit den mittelsRasterelektronenmikroskop dargestellten Mikrogefäßen verglichen, welche von Korrosions-Gefäßausgüssen aufbereitet wurden. Die Semiplacenta epitheliochorialis diffusa des Esels besteht aus Mikroplazentomen. Im maternalen Mikroplazentomanteil -Mikrokarunkel - trennen Septen maternale Krypten voneinander ab. Der fetale Mikroplazentomanteil - Mikrokotyledone - formt Zotten,welche in die maternalen Krypten hineinragen. Mit steigender Trächtigkeitsdauer ändern sich die Umrisse der Mikroplazentome von kugelförmig zu eher gestreckt-ellipsoidbeziehungsweise senkrecht zur materno-fetalen Kontaktzone gerichteten Gestalt, die dem in der Plazenta relativ knapper werdendenRaumangebot Rechnung trägt. Die großen extramikroplazentomären Versorgungs-Gefäße der Mikroplazentome - wie Uterusgefäße sowieMikrokarunkelarteriolen und Stammgefäße auf mütterlicher und Allantochoriongefäße und Mikrokotyledonvenulen auf fetaler Seite -erfahren dadurch eine Lumenvergrößerung. Die intraplazentomären Versorgungs-Gefäße (außer Kapillaren, welche nicht demVersorgungs- sondern dem Stofftransfersystem zuzuordnen sind), wie maternale kleine Arteriolen und fetale Astarteriolen mit jeentsprechenden venösen Gefäßen, werden in Bezug auf die graviditätsbedingt sich verändernden Dimensionen der Mikroplazentomerelativ länger und gestreckter. Lumenvergrößerung und Streckung dienen somit beide der größeren und raschen Zu- und Abführung desBlutes zum, beziehungsweise vom Ort, des intensivsten 'Verbrauchs' der Blutsubstanzen - der Kapillaren. Der Kapillarkörper nimmt mitdiesen Veränderungen allgemein an Volumen zu. In den Mikrokarunkeln wachsen Septenkapillaren in die Länge und enden peripher am Mikroplazentom in wabenartigen Fächern oderKrypten. Fetale Arteriolen, Kapillaren und Venulen verändern ihre Anordnung von flächenhaften Netzen zu langen Zylinderformen. DieKapillarstruktur wird dabei komplexer, durch Schlingenbildung, Anastomosen und sinusoidalen Erweiterungen. Maternale und fetaleKapillaren bilden so zusammen das eigentliche Stoffaustauschsystem der Plazenta, wobei, sich nach dem steigenden Nährstoffbedarf desFeten richtend, die einzelnen Kapillarabschnitte eine auf den gegebenen Platz bezogene optimale, größere Oberfläche und daherAustauschfläche entwickeln. Diesen Austausch unterstützend, nimmt auch die Plazentarschranke oder Interhaemaldistanz,lichtmikroskopisch gut meßbar, von rund 10 µm im 2. Trächtigkeitsdrittel bis wenige 3 - 4 µm kurz vor der Geburt ab. Die Effizienz des Stoffaustausches hinsichtlich passiver Diffusion ist in der Eselplazenta aufgrund der quer- bis gegengerichteten - 'cross-bis countercurrent' - Begegnung der maternalen und fetalen Blutflüsse als mittelmäßig bis hoch einzustufen. Eine Mischung beiderRichtungen geht aus der Architektur der extraplazentomären Gefäße hervor, nämlich crosscurrent, wenn die maternalen Astarteriolen und-venulen auf maternaler Seite an die Mikroplazentome heran- beziehungsweise wegführen, countercurrent dagegen, wenn diese Gefäßeam fetalseitigen Pol des Mikroplazentoms ansetzen. Die stofftransfer-aktiven, intraplazentomären Gefäße, vorwiegend Kapillaren, verlaufenim Falle des fetalen Anteils immer in materno-fetaler Richtung und sind also zu diesen erwähnten, am fetalen Pol ansetzenden maternalenGefäßen, gegenströmig. Alle anderen Begegnungen auf kapillärer Ebene sind querströmig. Ein morphologischer Vergleich der Eselplazenta mit derjenigen des Pferdes gibt ein weitgehend übereinstimmendes Bild, obwohl derChromosomensatz beider Tierarten nicht identisch ist. Beim Pferd ist allerdings das Gegenstromprinzip stärker entwickelt, das heißt diefestgestellte Querstromkomponente ist eselspezifisch. Abgesehen von den Strömungsverhältnissen der beiden plazentären Blutsysteme,kann also die Eselplazenta als Modell für das Pferd, und umgekehrt, dienen. Ein Vergleich der Esel- mit der Menschenplazenta zeigt Ähnlichkeiten der fetalen Gefäßarchitektur, insbesondere im villösenKapillargebiet. Höchstens auf diesen Bereich bezogen, könnte die Eselplazenta als Modell für die humane Plazenta von Wert sein. For the first time placentas from 3 donkeys covering gestational ages from the end of the second trimester up to near term have beenexamined. Light microscopy was used to show the histological structure of the microplacentomes, while scanning electron microscopy(SEM) was utilized to illustrate the surface of both, maternal microcaruncles and fetal microcotyledons, as well as the microvasculararchitecture shown by vascular corrosion casts. The results of all three methods were compared to each other. The donkey placenta is diffuse and epitheliochorial, consisting of microplacentomes composed of maternal microcaruncles and fetalmicrocotyledons. Maternal microcaruncles are formed by cypts confined by septa. These are complementary indented by fetalmicrocotyledons consisting of villous trees. With increasing gestational age the shape of the microplacentomes changed from globular tostretch-elliptical or was oriented to the materno-fetal contact-zone rather vertically due to the increasing volume of the placenta. Aconsequence was the enlargement of big supplying vessels, like uterine arteries and veins, microcaruncular arterioles and stem vessels onthe maternal side, and allantochorionic vessels and microcotyledonary venules on the fetal side of the microplacentomes. Theintraplacentomal supplying vessels, namely maternal small arterioles, maternal venules, fetal branch arterioles and branch venulesstretched, due to growth of the microplacentomes. Both enlargement and stretching guaranteed extensive and immediate blood flow to andfrom the capillaries. The capillaries are not a component of the supplying system but belong to the exchange or transfer unit. Within the microcaruncle capillary branches showed longitudinal growth ending in the periphery of the microplacentomes by forminghoneycomb-like crypts. Fetal arterioles, capillaries and venules reveal alterations in shape varying from plane-like nets to long cylinders.Consequently, loops, anastomoses and sinusoidal dilatations give rise to a complex capillary structure. Thus, maternal and fetal capillariescreate the complex exchange system of the placenta. At the same time the capillaries reveal an enlargement of their surface and therefore,an increasing exchange area satisfying the extensive nutrient requirement of the growing fetus. Accordingly, the placental barrier orinterhaemal distance decreases continuously (from 10 µm in the second third of pregnancy to 3-4 µm before birth). The blood flow interrelationship of the donkey placenta is crosscurrent to countercurrent indicating a mediate to high efficiency of substanceexchange. The architecture of the extramicroplacentomal vessels results in a mixture of both blood flow patterns. The crosscurrent bloodflow relationships develops when the maternal branches, arterioles and venules, enter the microplacentome from the maternal aspect, whilecountercurrent blood flow is observed when these vessels enter the microplacentome from the fetal side. The fetal capillaries (transfer unit),are always oriented in materno-fetal direction and are therefore in countercurrent relationship to the maternal vessels. The morphological comparison of the donkey placenta with the placenta of the horse reveals a similar pattern although the chromosome setof both animal species is different. However, the horse placenta develops predominantly a countercurrent system, implying the fact that thecrosscurrent component is donkey-specific. Regardless of the flow relation of both placental vascular systems, the donkey placentatherefore may serve as a model for the horse placenta and vice versa. The comparison of the donkey placenta with the human placentashows similarities of the fetal blood vessel architecture, especially within the capillary area. That means in this respect the donkey placentacould represent a model for the human fetal villous tree.