J. Vet. Med. A 40, 17-25 (1993) 0 1993 Paul Parey Scientific Publishers, Berlin and Hamburg ISSN 093 1 - 184X

Aus dem Veterinar-Physiologiscb-Cbemiscben Institut der Universitat Leipzig

Der Gehalt an DNA, RNA und Protein sowie der Frischmasse : DNA-, der Protein : DNA- und

der RNA : DNA-Quotient in 19 verschiedenen Geweben von Rinderfeten unterschiedlicher Korpermasse

E. KOLB, M. LEO, P. SIEBERT und G. VALLENTIN

Adresse der Autoren: Vet.-Rat Prof. Dr. Dr. Dr. h. c. E. KOLB, Semmelweisstr. 4, 0-7010 Leipzig

Mit 6 Tabellen

(Eingegangen am 2. Juni 1992)

S u m m a r y The Content of DNA, RNA, and Protein as well as the Wet Weight :

DNA-, the Protein : DNA- and the RNA : DNA-Ratio in 19 Different Tissues of Cattle-Fetuses with a Different Body Weight

In 3 groups of fetuses (n = 6 each) of cattle with a body mass of 4.18 f 2.1 (about 160 days old), of 9.72 * 0.97 (about 200 days old) and of 17.12 f 2.61 kg (about 230 days old) the content of DNA, RNA and protein in 19 different tissues was analysed. The wet weight : DNA-, the protein : DNA- and the RNA : DNA-ratios were calculated. The growth of the different tissues in the mentioned period of the development of the fetuses by hyperplasia and hypertrophy is discussed.

Einleitung Angaben uber den Gehalt an DNA, RNA und Protein je g Frischmasse (FM) in der

Leber, im Herzmuskel und im M. biceps von 106 bis 274 Tage alten Rinderfeten liegen von GODFREDSON et al. (1991) vor. Fur viele Gewebe von Rinderfeten fehlen solche Untersu- chungen. Das Wachstum der inneren Organe wurde von HUBERT et al. (1972) sowie von SZUBA et al. (1988) beschrieben. Analysen zum postnatalen Wachstum wurden von FIEBIG et al. (1984) durchgefuhrt. In Fortsetzung von Analysen uber den Gehalt an Ascorbinsaure in Geweben von Rinderfeten von KOLB et al. (1991) wurden solche uber den Gehalt an DNA, RNA und Protein in 19 verschiedenen Geweben vorgenommen.

Material und Methoden Die Feten wurden im Fleischkombinat Leipzig von Rindern (Rasse: Schwarzbuntes Milchrind)

entnommen und innerhalb von 10 bis 15 Minuten zum Institut transportiert. Danach fand die Gewinnung der Proben statt, die bei minus 18 "C eingefroren wurden. Es standen je 6 Feten mit einer KM zwischen 2 und 7,9kg (Gruppe A, 4,18+2,1 kg), zwischen 8,l und 10,8kg (Gruppe B, 9,72 f 0,97 kg) sowie zwischen 14,3 und 20 kg (Gruppe C, 17,12 f 2,61 kg) zur Verfugung. Bei Verwendung der Angaben von EVANS und SACK (1973) zur Entwicklung der KM bei Rinderfeten waren die der Gruppe A etwa 160, die der Gruppe B etwa 200 und die der Gruppe C etwa 230 Tage alt.

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18 KOLB, LEO, SIERERT und VALLENTIN

Tabelle 1. Die durchschnittliche Masse (in g) der einzelnen Gewebe der 3 Gruppen von Rinderfeten mit unterschiedlicher Korpermasse

Gruppe A Gruppe B Gruppe C

KM, in kg Lange, in cm n Gesamthirn Lunge Herz Leber Nieren Milz Pankreas Nebennieren Hoden

4,18 f 2,01 39,2 f 5,27

6 56,9 ? 19,9

120,7 f 57,6 27,4 f 14,2

154,3 f 6 0 , 8 36,5 f 18,3 13,6 ? 6,s 2,5 f 1,5 0,65 f 0,30 1,09? 0,31 (n = 4)

9,72 f 0,97 57,2 f 4,92

6 104,3 f 6,1 252,O f 4 4 , O

73,9 f 17,O 310,2 f 4 9 , l

78,9 f 30,3 41,7 f 6,3

7,4 f 2,7 1,42 f 0,22 4,20 f 3,22 (n = 3)

17,12f 2,61 65,8 f 4,17

6 144,s f 13,1 425,l ? 69,5 129,7 f 12,2 520,9 ? 65,8 135,6 f 18,7 74,O f 30,O 12,9 f 3,s

1,95 * 0,44 4,03 f 0,45 (n = 4)

Die Praparation der Probe aus dem GroRhirn erfolgte im Bereich des Schlifrnlappens, die aus dem Hirnstamm im Bereich der Brucke und die aus dem Ruckenmark aus dem Halsbereich. Die Proben aus der Lunge stammten aus dem Spitzenlappen und die aus dem Herzmuskel aus der linken Kammer. Bei der Leber wurde die Probe aus dem linken Lappen entnommen, in der Niere wurde ein Schnitt durch den Rinden- und Markabschnitt vorgenommen. Bei den Feten mit der kleinsten KM wurde der gesamte Dunndarm, bei denen mit der griigeren KM sein Anfangsteil fur die Analysen herangezogen.

Die Bestimmung des Gehalts an D N A und R N A ist von HILLERT et al. (1987) beschrieben. Das Gewebe wurde nach Zerkleinerung mit einem Skalpell im Verhaltnis von 1 : 5 mit Saccharoseliisung (0,25 mol) versetzt und mittels eines Ukraturrax-Gerates der Firma Jahnke und Kunkel fur 3 Minuten bei 9000 Umdrehungen je Minute homogenisiert. Aus dem Homogenat ( 1 ml) wurden durch Zusatz von 2 ml kalter Trichloressigsaurelisung (0,37 mol) die saureliislichen Verbindungen abgetrennt. Die Fallung wurde 2mal wiederholt. Das Prazipitat wurde dann 2mal rnit einer Kaliumacetatlosung (1,02mol) in Ethanol fur den Zweck der Entfernung der Lipide extrahiert. Die verbleibende Ausfallung wurde mit 2 ml Trichloressigsaurelosung (0,61 mol) versetzt und fur 20 Minuten bei 90 "C hydrolysiert. Der Gehalt an Desoxyribose im Hydrolysat wurde durch Reaktion mit Diphenylamin- losung und Messung der Extinktion bei 600 nm sowie der an Ribose durch Reaktion rnit Orcinreagenz und Messung bei 670nm ermittelt. Da das Orcin auch in geringem Umfang mit der Desoxyribose reagiert, s o wurde ein Korrekturwert eingefuhrt. Als Standardsubstanzen wurden D N A aus Kalbsthy- mus und RNA aus Hefe der Firma Serva eingesetzt. Der Gehalt an Gesamt-N wurde nach der Methode von KJELDAHL bestimmt und durch Multiplikation mit dem Faktor 6,25 in ,,Protein" umgerechnet. Der Anteil des Nichtprotein-N am Gesamt-N ist in den meisten Geweben kleiner als lo '%.

Aus dem Gehalt an D N A je g FM wurde der FM : D N A - und aus dem Gehalt an Protein und D N A je g FM der Protein : DNA-Quotient berechnet. Aus diesen Quotienten ist ?rsichtlich, wieviel an FM bzw. an Protein auf eine DNA-Einheit entfallt. Ein Zellkern vom Rind enthalt 6,4pg D N A (VENDRELY u. VENDRELY, 1949). Weiterhin wurde der R N A : DNA-Quotient berechnet, der ein Indikator der RNA-Ausrustung je DNA-Einheit (Zellkern) bzw. der GroRe der Proteinsynthese ist. Unterschiede in den Kennwerten zwischen 2 Gruppen wurden mittels des t-Tests auf Signifikanz gepruft.

Ergebnisse Grofihirn, Kleinhirn, Hirnstamm, Ruckenmark

Der Gehalt an DNA je g FM lag im GroRhirn der Feten der Gruppe B etwas niedriger als bei denen der Gruppe A; der bei den Feten der Gruppe C war ahnlich grog wie der bei der Gruppe B. Beim Gehalt an RNA bestand mit zunehmender KM der Feten eine ansteigende Tendenz. Der Gehalt des Groghirns an Protein je g FM war bei den Feten der Gruppe B groRer (p < 0,05) als der bei der Gruppe A.

Der Gehalt an DNA, RNA und Protein in 19 verschiedenen Geweben von Rinderfeten 19

Das GroBhirn hat einen hohen Wert des FM : DNA-Quotienten. Der Protein : DNA- Quotient war bei den Feten der Gruppe B groger als der bei denen der Gruppe A (p < 0,Ol). Im GroBhirn kommen sowohl Zellen mit groRem (Nervenzellen) als auch solche mit geringem Volumen (Gliazellen) vor. Der RNA : DNA-Quotient stieg im analysierten Abschnitt der fetalen Entwicklung an und zeigt eine zunehmende Ausrustung der Zellen des GroBhirns mit Einrichtungen (Ribosomen, mRNA, tRNA) fur die Proteinsynthese auf, die Voraussetzung fur ihre Vermehrung ist. Der Gehalt an DNA je g FM lag im Kleinhirn der Feten aller 3 Gruppen um mehr als das 4fache hoher als der im GroRhirn. Ursache ist der groBe Gehalt dieses Hirnabschnittes an kleinen Zellen (Korner-, Sternzel- len). Der Gehalt an RNA war im Kleinhirn gleichfalls viel groger als im GroBhirn. Der Gehalt an Protein stieg im analysierten Abschnitt der fetalen Entwicklung im Kleinhirn an: Er war bei den Feten der Gruppe B groBer als der bei denen der Gruppe A (p < 0,05).

Der FM : DNA-Quotient lag im Kleinhirn niedriger als im GroBhirn. Ursache ist der bereits erwahnte hohe Anteil von Zellen mit geringem Volumen. Dementsprechend war auch der Protein : DNA- bzw. der RNA : DNA-Quotient kleiner.

Der DNA-Gehalt des Hirnstamms je g FM lag etwas hoher als der im GroBhirn und viel niedriger als der im Kleinhirn. Der grogere RNA-Gehalt bei den Feten der Gruppe C im Vergleich zur Gruppe A (p<O,O1) weist auf eine Erhohung der Proteinsynthese- Kapazitat hin. Bei den Feten der Gruppe C war der Proteingehalt groBer als der bei der Gruppe B (p < 0,05). Der FM : DNA-Quotient des Hirnstamms war fast so grog wie der des GroBhirns. Ursachlich spielt dabei der groBe Anteil von Nervenfasern im Hirnstamm eine Rolle. Der RNA : DNA-Quotient des Hirnstamms lag niedriger als der im GroBhirn und hoher als der im Kleinhirn und im Ruckenmark: Er zeigt eine hohe RNA-Synthese in den Nervenzellen des Hirnstamms auf.

Beim Ruckenmark ist die betrachtliche Abnahme des DNA-Gehalts je g FM im analysierten Abschnitt der fetalen Entwicklung bemerkenswert, die hauptsachlich auf die Erhohung des Anteils von Nervenfasern zuriickgefuhrt wird. Die Verminderung des DNA-Gehalts bei den Feten der Gruppe B im Vergleich zu denen der Gruppe A bzw. der Gruppe C zur Gruppe B ist signifikant (p < 0,001). Der Gehalt an RNA lag im Rucken-

Tabelle 2. Biochemische Kennwerte des Grog- und des Kleinhirns, des Hirnstamms sowie des Ruckenmarks der Rinderfeten der 3 Gruppen

GruPPe Gehalt an.. . in mglg Frischmasse FM : DNA- Protein : RNA DNA- DNA RNA Protein DNA- Quotient

GroShirn A 0,98 f 0,15 1,34 f 0,34 42 f 6,9l 1043 f 165 41 f 9,6' 1,43 f 0,54 B 0,84 f 0,14 1,36 f 0,25 50 f 6,01 1215 f 207 61 f 12,2' 1,63 f 0,20 C 0,87 f 0,29 1,45 f 0,17 58 f 7,6 1239 f 295 71 f 18,O 1,78 f 0,44 Kleinhirn A 5,15 f 0,65(n = 5) 2,59 f 0 , 7 2 50 f 3,5] 198 f 22 (n=5) 10 f 1,0 0,50 f 0,lO B 4,83 f 0,51 2,55 f 0,42 55 f 3,9] 209 f 23 1 2 f 1,9 0,53 f 0,11 C 4,48 f 0,20 2,44 f 0,39 59 f 5,6 224 f 10 1 3 f 1,7 0,55 k 0,lO Hirnstamm A 1,04 f 0,12 1,17+ 0,15' 52 f 6,9 970 f 120 52 f 8,2 1,16 f 0,lO B 1,19 f 0,25 1,43 k 0,23 53 f 4,45 870 * 162 46 f 9,7 1,16 f 0,05 C 1,14 f 0,18 1,45 f O,l2' 6 6 f 9,85 893 f 122 59 f 12,5 1,29 f 0,08 Ruckenmark A 2,26 f 0,2Z6 1,39 f 0,40 50 f 7,7 446 f 449 23 f 4,s" 0,65 f 0,141' B 1,73 f 0,116.7 1,42 f 0,40 54 f 5,58 580 f 4O9Jo 31 f 5,l"J' 0,83 f 0,24 C 1,47 f 0,0S7 1,29 + 0,20 64 f 6,68 680 f 35'O 43 f 6,O" 0,88 f 0,lO'J

Signifikanz von Unterschieden: p < 0,05: 1, 3, 5, 8, 11; p<O,Ol: 2, 4, 9; p<O,OOl: 6, 7, 10, 12, 13.

20 KOLB, LEO, SIEBERT und VALLENTIN

mark annahernd im gleichen Bereich wie im GroBhirn. Der Proteingehalt des Riicken- marks war bei den Feten der Gruppe C groi3er (p < 0,05) als bei denen der Gruppe B. Bei den Feten der Gruppe B wurde ein hoherer FM : DNA-Quotient (p < 0,Ol) als bei der Gruppe A bzw. bei den Feten der Gruppe C ein groBerer als bei der Gruppe B (p < 0,001) ermittelt. Ein signifikanter Anstieg im analysierten Abschnitt der Entwicklung lag auch beim Protein:DNA-Quotienten des Ruckenmarks vor: Dieser war bei der Gruppe B groBer (p < 0,05) als bei der Gruppe A bzw. bei der Gruppe C groBer (p < 0,001) als bei der Gruppe B. Bei den Feten der Gruppe C lag ein hoherer R N A : DNA-Quotient (p < 0,001) als bei denen der Gruppe A vor.

Herzmuskel, M . longissimus, M . semimembranosus Der Gehalt an D N A je g FM war im Herzmuskel gro8er als im M . longissirnus und im

M . semimembranosus. Der RNA-Gehalt des Herzmuskels lag bei den Feten der 3 Gruppen annahernd im gleichen Bereich. Beim Gehalt an Protein bestand eine ansteigende Tendenz. Im FM : DNA- und im Protein : DNA-Quotienten des Herzmuskels trat im Verlaufe des analysierten Abschnitts der fetalen Entwicklung keine signifikante Veranderung ein, auch nicht beim R N A : DNA-Quotienten.

Beim DNA-Gehalt des M . longissimus bestand im analysierten Abschnitt der Ent- wicklung eine Tendenz zur Abnahme. Der RNA-Gehalt lag bei den Feten der 3 Gruppen annahernd im gleichen Bereich. Der Proteingehalt war bei den Feten der Gruppe B (p < 0,05) und C (p < 0,Ol) groi3er als der bei denen der Gruppe A. Der Protein : DNA- Quotient lag bei den Feten der Gruppe C hoher (p < 0,001) als der bei denen der Gruppe A. Beim R N A : DNA-Quotienten wurden im M . longissirnus grofiere Werte als im Herzmus- kel ermittelt: Dieser Befund zeigt eine gute Ausriistung mit Einrichtungen fur die Proteinsynthese auf.

Der Gehalt an D N A und R N A im M.semimembranosus der Feten der 3 Gruppen war ahnlich groB wie der im M . longissirnus. Beim Gehalt an Protein wurde bei den Feten der Gruppe C ein hoherer Wert (p<O,O5) als bei denen der Gruppe B ermittelt. Der Protein : DNA-Quotient nahm bei den Feten im analysierten Abschnitt der Entwicklung in gleichem Umfange wie der im M . longissimus zu; der R N A : DNA-Quotient war bei der Gruppe A und B etwas kleiner.

Tabelle 3. Biochemische Kennwerte des Herzmuskels, des M. longissimus und des M. semimembru- nosus der Rinderfeten der 3 Gruppen

Gruppe Gehalt a n . . . in mg/g Frischmasse FM : D N A - Protein : R N A : D N A - D N A R N A Protein D N A - Quotient

Herzmuskel A 3,39 f 0,48 B 3,60 f 0,51 C 3,87 f 0,29 M. longissimus A 2,83 k 0,30 B 2,74 f 0 , 4 4 C 2,55 f 0,58 M. semtmem bruriosus A 2,89 f 0,46 B 2,61 f 0,18 C 2,76 f 0,2 1

2,61 f 0,63 2,25 f 0,43 2,28 f 0,37

2,82 f 0,43 3,12 f 0,59 2,71 f 0,66

2,64 f 0,55 2,42 f 0,52 3,02 f 0,55

79 f 13,5 300 f 41 24 f 5,O 85 f 16,5 282 ? 40 23 f 3,2 8 8 f 8,9 2 6 0 f 2 0 2 3 f 2 , 5

61 f 9,4I" 358 f 44 22 * 3,2) 81 f 16,2' 371 f 54 30 f 5,7 88 f 15,52 409 f 91 35 f 5,8)

63 f 17,3 353 f 52 22 f 5,9 79 2 l2,O' 385 f 27 30 f 4,O 95 f 9,6' 364 f 2 7 3 5 f 4,3

0,75 f 0,lO 0,64 f 0,09 0,60 f 0,12

1,OO f 0,05 1,14 f 0,06 1,07 f 0,06

0,91 f 0,13 0,93 f 0,19 1,lO f 0,20

Signifikanz von Unterschieden: p < 0,05: 1, 4; p < 0,Ol: 2; p < 0,001: 3.

Der Gehalt an DNA, RNA und Protein in 19 verschiedenen Geweben von Rinderfeten 21

Tabelle 4. Biochemische Kennwerte der Lunge, der Leber, der Niere und des Dunndarms der Rinderfeten der 3 Gruppen

Gruppe Gehalt an.. . in mg/g Frischmasse FM : DNA- Protein : RNA : DNA- DNA RNA Protein DNA- Quotient

Lunge A 8,9620,721 3,84+0,46 7 8 f 9,5 112f 9 9 2 1 , 4 0,43+0,05 B 8,69f0,81 2,88f0,38 7 5 t 1 1 , l 116211 9 f 1 , 4 0,33k0,01 C 7,85 2 0,861 2,47 f 0,412 72 f 11,O 129 f 13 9 k 1,4 0,30 f 0,03 Leber A 7,61 f 1,23' 6,43 k 0,85 136 k 9,9 134 f 2 2 18 +2,2 0,85 + O,lO' B 5,76+0,99' 6,21 f 1,03 129f 9,O 178 f 3 2 23 f 3 , 6 1,09+0,15 C 4,65+0,82 5,96f 1,21 1 2 6 f 9,8 221 f 3 9 28 2 4 , l 1,23 f0,15' Niere A 6,42f0,87 2,1120,29 98f13,O 1 5 8 f 2 1 1 6 f 4 , 2 0,3520,06 B 6,38 +0,91 2,42 fO,69 9 4 f 8,3 1 5 9 f 2 2 15 22,O 0,37f0,07 C 6,26f1,12 1,90f0,31 104f 9,2 1 6 4 f 2 6 17f3 ,O 0,31+0,06 Diinndarm A 6,51 fO,45 2,85+0,23 9 4 f 8,6 1542 11 1 4 f 0 , 9 0,45 f0,004 B 6,64 f 0,71 2,72 f 0,lO 103 f 13,4 152 f 18 15 f 0,9 0,41 f 0,005 C 6,86 f 1,03 2,59 f 0,29 94 f 17,3 149 f 26 14 f 1,7 0,39 f 0,005

Signifikanz von Unterschieden: p < 0,05: 1, 3; p < 0,001: 2, 4.

Lunge, Leber, Niere, Dunndarm Der hohe DNA-Gehalt der Lunge wird durch den hohen Anted von kleinen

Alveolarepithel- und Endothelzellen bedingt: Er war bei den Feten der Gruppe A gro8er als der bei denen der Gruppe C (p < 0,05). Bei den Feten der Gruppe C war der Gehalt an RNA (p<o,OOl) kleiner als der bei denen der Gruppe A. Die kleinen Werte des FM : DNA- und des Protein : DNA-Quotienten zeigen eine durchschnittlich geringe ZellgroRe in der Lunge auf; der RNA : DNA-Quotient lag relativ niedrig.

Der DNA-Gehalt der Leber je g FM war bei den Feten der Gruppe B (p < 0,05) kleiner als der bei der Gruppe A. Der etwas grogere FM : DNA- und Protein : DNA- Quotient bei den Feten der Gruppe C im Vergleich zu den Werten der Gruppe A zeigt eine Zunahme der durchschnittlichen GroRe der Leberzellen auf. Bei den Feten der Gruppe C war der RNA : DNA-Quotient groBer (p < 0,001) als der bei denen der Gruppe A: Somit erhohte sich die Ausriistung mit RNA je Zellkern.

Die Niere wies einen hohen DNA-Gehalt je g FM auf. Der hochste Gehalt an RNA wurde bei den Feten der Gruppe B und der hochste an Protein bei denen der Gruppe C ermittelt. Die niedrigen Werte des FM : DNA- und des Protein : DNA-Quotienten zeigen, da8 in der Niere die durchschnittliche Zellgro8e klein ist. Die Niere enthalt eine groge Zahl von Glomerula, in denen zahlreiche kleine Endothelzellen vorhanden sind.

Die Probe aus dem Dunndarm hatte einen hohen Gehalt an DNA je g FM und einen mittelgroflen an RNA. Zwischen den Feten der 3 Gruppen bestand kein Unterschied. Der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient des Diinndarms anderte sich im analysierten Abschnitt der fetalen Entwicklung fast nicht.

Schilddriise, Pankreas, Plazenta, Hoden Die Schilddriise wies einen hohen Gehalt an DNA und an RNA je g FM auf. Die

Werte des FM : DNA- und des Protein : DNA-Quotienten zeigen, dai3 die Zellen der Schilddriise im Durchschnitt mittelgrog sind.

22 KOLB, LEO, SIEBERT und VALLENTIN

Tabelle 5. Biochemische Kennwerte der Schilddriise, des Pankreas, der Plazenta und der Hoden der Rinderfeten der Gruppen

Gruppe Gehalt an.. . in mg/g Frischmasse FM : DNA- Protein : RNA : DNA- DNA RNA Protein DNA- Quotient

Schilddruse B 4,71 f 0,67 3,46 f 0,87 C 4,49 f 0,45 3,46 f 0,48 Pankreas A 4,35 f 0,45 5,52 f 0,73' B 4,28 f 0,63 4,91 f 1,12 C 3,69 f 0,71 4,12 f 1,02' Plazenta, fetaler Anteil A 2,33 f 0,32'.+ 4,05 f 0,23 B 3,06 f 0,32' 4,24 f 0,13 C 3,04 f 0,464 4,49 f 0,25 Plazenta, mutterlicher Anteil A 5,26 f 0,14 5,94 f 0,13 B 5,19 f 0,39 5,70 f 0,42 C 5,78 f 0,94 5,77 f 0,64 Hoden B 8,67 f 1,Xl 3,59 f 0,85 C 9,59 f O,X4 4,24 f 0,24

129 f 8,5 132 f 12,3

1 2 4 f 7,O 123 f 14,4 128 f 15,5

74 f 9,6 95 f 26

1OOi11,7

1 2 2 f 4 117k 11,6 124 f 9,4

95 f 32,5 113 f 10,6

215 f 30 28 f 3,3 0,73 f 0,11 223 f 20 29 f 2,l 0,Xl f 0,09

232 f 23 26 f 5,22 1,28 f 0,19 239 f 39 28 f 7,6 1,13 f 0,14 280 f 54 35 f 5,52 1,15 f 0,29

438 f 6S5 32 f 2,6 1,75 f 0,09& 331 f 42 31 f 2,6 1,40 f O,l3& 334 435 33 i 1,8 1,48 f 0,17

191 i 12 23 5 1,38 1,l f 0 , 0 3 1 9 4 f 14 23 f 2 , 4 1,l 50,08 1 7 7 f 2 7 2 2 5 3 , 4 1,0 f 0 , l

1 1 9 f 2 6 11 f 3 , 5 0,41 f0 ,Ol 104 5 9 12 f 0,9 0,44 f 0,03

Signifikanz von Unterschieden: p < 0,05: I , 2, 5; p < 0,01: 3, 4; p < 0,001: 6.

Der Gehalt an D N A je g FM war im Pankreas ahnlich grot3 wie der in der Schilddruse. Bei den Feten der Gruppe C wurde ein geringerer RNA-Gehalt je g FM als bei denen der Gruppe A ermittelt (p<O,O5). Die Entwicklung des FM: DNA- und des Protein : DNA-Quotienten zeigt, da8 im analysierten Abschnitt der fetalen Entwicklung eine Vergr6Rerung der Zellen des Pankreas auftrat. Der Protein : DNA-Quotient war bei den Feten der Gruppe C groDer (p < 0,05) als der bei denen der Gruppe A. Der hohe Wert des RNA : DNA-Quotienten zeigt eine umfangreiche Ausrustung der Zellen mit Einrich- tungen bzw. Molekulen fur die Proteinsynthese auf.

Der DNA- und der RNA-Gehalt des fetalen und des maternellen Anteils der Plazenta lagen hoch. Bei den Feten der Gruppe B und C warder DNA-Gehalt im fetalen Anteil der Plazenta grot3er (p<O,O1) als bei denen der Gruppe A. Der F M : D N A - und der Pro- tein : DNA-Quotient waren im fetalen Anteil der Plazenta vie1 gro8er als im maternellen Anteil. Dabei spielt offenbar ein groDerer Gehalt an Bindegewebe im fetalen Anteil eine Rolle. Der R N A : DNA-Quotient lag im fetalen Anteil gleichfalls hoher und zeigt eine gro8ere Ausrustung mit Ribosomen sowie mit mRNA und tRNA auf.

Wegen der dichten Packung der Spermatogonien und der Sertoli-Stutzzellen in den Samenkanalchen sowie wegen des relativ geringen Zytoplasmaanteils in diesen Zellen lag der DNA-Gehalt in den Hoden hoch; es lag ein hoherer Gehalt an R N A vor. Der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient zeigen eine durchschnittlich geringe Zell- groDe in den Hoden zu diesem Zeitpunkt der fetalen Entwicklung auf.

Milz, Thymus, Lymphknoten Milz, Thymus und Lymphknoten sind Gewebe mit einem hohen Gehalt an Lympho-

zyten, die ein kleines Volumen und einen niedrigen Anteil von Zytoplasma bzw. von Ribosomen haben. Es liegt daher ein hoher Gehalt an D N A je g FM vor.

Im DNA- und RNA-Gehalt der Milz der Feten der 3 Gruppen bestand kein Unterschied. Der Gehalt an Protein war bei den Feten der Gruppe C etwas gro8er als bei

Der Gehalt an DNA, RNA und Protein in 19 verschiedenen Geweben von Rinderfeten 23

Tabelle 6. Biochemische Kennwerte der Milz, des Thymus und des Dunndarm-Lymphknotens der Rinderfeten der Gruppen

Gruppe Gehalt an. . . in mg/g Frischmasse FM : DNA- Protein : RNA : DNA- DNA RNA Protein DNA- Quotient

Milz A 11,55f 4,lO 4,35 f 0,54 171 f 16,6 110 f 81 14 f 1,2 0,34 f 0,04 B 12,95+ 1,27 4,61 f 0 , 2 8 183 f 16,4 78 f 8 14 f 2 , 2 0,36f0,05 C 11,81 f 2,21 4,12 f 0,66 192 f 12,5 87 f 15 17 f 2,9 0,35 f 0,004 Thymus A 26,48 +2,23' 6,35 f 0 , 3 7 145 f 6,48 38 f 3 6 f 0 , 4 1 0,24+0,02 B 30,02+2,62 6 ,50f0 ,27 150f20 ,4 3 4 f 3 5 fO,60 0,22+0,02 C 31,70+2,011 6,20f0,51 158 f 17,O 32 f 2 5 f 0 , 3 5 0 ,20f0 ,03 Dunndarm-Lymphknoten B 12,95 f 1,99 3,59 f 1,07 125 f 17,O 79 f 11 10 f 1,3 0,27 f 0,008 C 12,99+2,15 3,67f0,71 1 1 9 f 7,55 8 2 f 9 9 f 1 , 7 0,29f0,006

Signifikanz eines Unterschiedes: p < 0,Ol: 1 .

denen der Gruppe A. Der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient der Milz waren groler als der im Thymus und im Dunndarmlymphknoten. Ursache ist offenbar ein grolerer Gehalt der Milz an Bindegewebe bzw. an Zellen mit einem groleren Volumen (Granulozyten, Makrophagen). Der RNA : DNA-Quotient der Milz war klein.

Von den analysierten Geweben wies der Thymus den hochsten DNA-Gehalt je g FM auf. Er war bei den Feten der Gruppe C (p < 0,Ol) groler als der bei denen der Gruppe A. Die RNA-Konzentration lag gleichfalls hoch. Infolge des geringen Volumens der Lym- phozyten wies der Thymus ein niedriges FM : DNA- und Protein : DNA-Verhaltnis auf. Besonders niedrig lag auch der RNA : DNA-Quotient, da die Lymphozyten einen gerin- gen Gehalt an Zytoplasma bzw. an Ribosomen haben.

Die aus dem Dunndarm stammenden Lymphknoten hatten einen hohen Gehalt an DNA und einen mittelgroflen an RNA und an Protein. Unterschiede zwischen den Gruppen bestanden nicht. Der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient waren etwas groler als im Thymus, der RNA : DNA-Quotient war ahnlich klein.

Diskussion Zum Vergleich mit den bei den vorliegenden Untersuchungen ermittelten Werten

stehen die Angaben von GODFREDSON et al. (1991) fur die Leber, den Herzmuskel und den M. biceps von 106, 148, 190, 232 und 274 Tage alten Feten der Rasse Gelbvieh x Hereford x Angus zur Verfugung. Bei 148 Tage alten Feten dieser Rasse wurde eine Masse der Leber von 90,8 f 23,2, bei 190 Tage alten von 257 * 53,4 und bei 232 Tage alten von 514,7 f 115,9 g festgestellt. Der DNA-Gehalt je g FM nahm von 6,8 f 1,0 im Alter von 190 auf 4,7 * 0,78 mg/g FM in dem von 274 Tagen ab, der an RNA verminderte sich in dieser Zeit von 4,7 f 0,94 auf 3,5 f 0,77 mg/g FM. Mit den genannten Angaben stehen die eigenen Befunde in Ubereinstimmung.

Die Herzmasse der 190 Tage alten Feten wird von GODFREDSON et al. (1991) mit 65,l _t 12,5 und die der 232 Tage alten mit 173,8 _t 55,9g angegeben: Der DNA-Gehalt belief sich auf 7,4 f 1,6 bzw. auf 5,7 f 0,6 und der RNA-Gehalt auf 1,8 f 0,15 bzw. 1,7 * 0,07 mg/g FM. Bei vorliegenden Analysen wurden bei Feten iihnlichen Alters niedri- gere Werte des DNA- und hohere des RNA-Gehalts ermittelt, wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist. Solche Unterschiede konnen durch den Einflul der unterschiedlichen Rasse der Feten bedingt sein.

Von den analysierten Geweben wiesen der Thymus, die Diinndarmlymphknoten und die Milz den hochsten Gehalt an DNA je g FM auf. Diese Gewebe nahmen im Untersu-

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chungszeitraum durch Vermehrung der Zellen (Hyperplasie) an Masse zu, wie die Ent- wicklung der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotienten zeigt. In den lymphatischen Geweben liegt ein hoher Anteil von Lymphozyten vor, in denen der Zellkern etwa 60 % des Volumens der Zellen umfaBt. Im Thymus ist die Packung dieser Zellen besonders dicht, so daB er den hochsten Gehalt an D N A je g FM hat; hier liegt der niedrigste FM : DNA- bzw. Protein : DNA-Quotient vor. In den Diinndarmlymphknoten sind noch Makrophagen und Granulozyten bzw. in der Milz Makrophagen, Erythrozyten und Bindegewebszellen vorhanden. Der Gehalt an D N A der Milz war bei den Feten der Gruppe C im Vergleich zu denen der Gruppe A auf das 5,56-, der an R N A auf das 5,17- und der an Protein auf das 6,07fache angestiegen.

Ein hoher Gehalt an D N A wurde ferner in den Hoden und in der Lunge ermittelt. Das Wachstum dieser Organe im Untersuchungszeitraum fand ausschliefllich durch Hyperplasie statt, wie aus dem Verhalten des F M : DNA- und des Protein: DNA- Quotienten ersichtlich ist. Von den analysierten Organen wiesen die Hoden im Untersu- chungszeitraum die geringste Zunahme an DNA, RNA und Protein auf.

Relativ groB war der DNA-Gehalt je g FM auch in der Leber, in der Niere und im Diinndarm. Die Konzentration an D N A je g FM der Leber nahm im analysierten Zeitraum der Entwicklung ab, der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient stiegen an. Die Vermehrung der Masse der Leber im Untersuchungszeitraum erfolgte durch Hyperplasie - der Gehalt an D N A war bei den Feten der Gruppe C um das 2,06fache groBer als bei denen der Gruppe A - und durch ZellvergroRerung (Hypertrophie). Dabei nahm die Ausrustung der Leberzellen mit R N A (Ribosomen usw.) zu, wie der Anstieg des R N A : DNA-Quotienten zeigt (siehe Tab. 4). Der Gesamtgehalt an D N A war in der Leber der Feten der Gruppe C auf das 2,06-, der an R N A auf das 3,13- und der an Protein auf das 3,15fache des der Gruppe A angestiegen.

In den Nieren waren die Werte des FM : D N A - und des Protein : DNA-Quotienten bei den Feten der 3 Gruppen annahernd gleich grog. Das Wachstum des Organs im Untersuchungszeitraum erfolgte somit ausschlieBlich durch Hyperplasie. Der Gesamtge- halt an D N A war bei den Feten der Gruppe C auf das 3,72-, der an R N A auf das 3,44- und der an Protein auf das 4,05fache des der Gruppe A angestiegen.

Im Pankreas lag ein mittelhoher Gehalt an D N A je g FM vor. Bei den Feten der Gruppe C war der Gehalt an D N A im Vergleich zu denen der Gruppe A auf das 4,37-, der an R N A auf das 3,84- und der an Protein auf das 5,33fache angestiegen. Eine gewisse Zunahme im FM : DNA-Quotienten und ein signifikanter Anstieg (p < 0,05) im Pro- tein : DNA-Quotienten im Untersuchungszeitraum zeigen, daR eine gewisse Zunahme der durchschnittlichen ZellgroRe beim Wachstum des Pankreas eine Rolle spielt.

Bei der Plazenta ist der hohere Gehalt an D N A im mutterlichen Anteil im Vergleich zum fetalen Anteil bemerkenswert, der auf einen geringeren Gehalt an Bindegewebe zuriickgefiihrt wird. Bei weiteren Untersuchungen ist eine Analyse des Gehalts an Kollage- nen in diesem Gewebe empfehlenswert.

Ein mittelhoher Gehalt an D N A je g FM wurde im Herzmuskel ermittelt. Eine geringe Abnahme im FM : DNA-Quotienten und ein Gleichbleiben des Protein : DNA- Quotienten zeigt, daB der Herzmuskel durch Vermehrung der Myozyten wachst, deren GroBe sich im analysierten Zeitraum der fetalen Entwicklung nicht wesentlich veranderte. Der Gehalt an D N A je g FM in den beiden Skelettmuskeln lag niedriger als der im Herzmuskel. Das Wachstum der Muskelfasern der Skelettmuskeln erfolgt unter Vermeh- rung des Gehalts an Zellkernen und an Proteinen (Sarkoplasma-, Myofibrillenproteinen).

Relativ klein warder Gehalt an D N A je g FM in den Geweben des ZNS. Der hochste DNA-Gehalt je g FM wurde im Kleinhirn ermittelt. Sein Wachstum findet durch Hyper- plasie statt, wobei sich der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient nicht wesentlich andert. Beim GroBhirn und beim Riickenmark wurde eine Zunahme des FM : DNA- und des Protein : DNA-Quotienten im Untersuchungszeitraum festgestellt. Dabei spielt die Erhohung des Anteils von Nervenfasern und von Synapsen eine Rolle. Diese Gewebe wachsen hauptsachlich durch Vermehrung der Zahl der Zellen - durch Hyperplasie -

Der Gehalt an DNA, RNA und Protein in 19 verschiedenen Geweben von Rinderfeten 25

und in gewissern Urnfange durch ZellvergroBerung (Hypertrophie). Irn Hirnstarnrn ander- ten sich der FM : DNA- und der Protein : DNA-Quotient irn Untersuchungszeitraum nicht wesentlich: Sein Wachsturn erfolgt durch Zellvermehrung.

Aus dern Gehalt an DNA eines Organs kann die Ausriistung rnit Zellkernen annihernd genau berechnet werden. Bei Beriicksichtigung des Durchschnittsgehalts an DNA je g FM und der durchschnittlichen Masse der Lungen ergab sich fur die Feten der Gruppe A ein Gesarntgehalt an DNA von 1081 und fur die der Gruppe C ein solcher von 3336 rng. Darnit errechnet sich fur die Lunge der Feten der Gruppe A ein Gesamtgehalt an Zellkernen von durchschnittlich 169 x lo9 und fur die der Gruppe B von 522 x lo9. Angaben uber das postnatale Wachsturn von Kalbern bis zu einern Alter von 600 Tagen liegen von FIEBIG et al. (1984) vor. Dabei werden die rnoglichen Storeinflusse wihrend der fetalen Entwicklung erortert.

Zusammenfassung Bei je 6 Rinderfeten mit einer Korpermasse von 4,18 f 2,Ol (etwa 160 Tage ah), von 9,72 ? 0,97

(etwa 200 Tage alt) und von 17,12 f 2,61 kg (etwa 230 Tage alt) wurde der Gehalt an DNA, RNA und Protein in 19 verschiedenen Geweben analysiert. Die Frischmasse: DNA-, die Protein : DNA- und die RNA : DNA-Quotienten wurden berechnet. Das Wachstum der verschiedenen Gewebe im genannten Zeitraum der Entwicklung der Feten durch Zellvermehrung und ZellvergroBerung wird diskutiert.

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