Abstract
This paper explores whether, in addition to the previously described lung hypoplasia
with arteriolar hypermuscularization present in the nitrofen-induced foetal rat model
of congenital diaphragmatic hernia (CDH), there are changes in the respiratory exchange
epithelium, consistent with the hypothesis that abnormal surfactant production and/or
release could account in part for the respiratory insufficiency in this condition.
Foetal lungs from nitrofen-treated rats were obtained on the 21 st day of gestation,
weighed and processed for light and electron-microscopic studies and compared to controls
of the same age. Tissues from 29 control and 26 CDH foetuses were examined. In addition,
lungs from 19 foetuses born to nitrofen-treated dams but without CDH were also studied.
The lungs from CDH animals were hypoplastic by weight in comparison with control
ones and so were those from treated foetuses without CDH. Airway branching was arrested
in CDH at the pseudo-glandular stage of development, corresponding to the 16th day
of gestation and the very narrow air spaces were lined by generally mature type II
pneumocytes rich in glycogen and lamellar bodies corresponding to the 19th day of
gestation. This pattern was in constrast to that of the control foetuses which had
a normal terminal sac pattern with flat type I pneumocyte lining corresponding to
their gestational age. Nitrofentreated animals without CDH had intermediate patterns.
These findings support the hypothesis that the surfactant-producing system has the
same lesions in this experimental model as in other less-affordable ones, like the
foetal lamb one. Further studies on the contribution of this factor to the altered
respiratory physiology in CDH using this model are warranted.
Zusammenfassung
Diese Studie stützt die Hypothese, daß es zusätzlich zur bereits beschriebenen Lungenhypoplasie
mit Muskularishypertrophie der Arteriolen, bei der durch Nitrofen induzierten kongenitalen
Zwerchfellhernie (CDH) des Fetus der Ratte, auch Veränderungen der Produktionen und
Freisetzung des Surfactants gibt, die zu einer respiratorischen Insuffizienz beitragen
könnten.
Am 21. Gestationstag wurden die Lungen der mit Nitrofen behandelten Ratten entnommen
und nach geeigneter Vorbereitung gewogen und licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.
Eine Kontrollgruppe von gleichaltrigen unbehandelten Feten diente zum Vergleich.
Die Lungen von 29 normalen Feten und 26 Feten mit CDH konnten untersucht werden,
ebenso die Lungen von 19 Feten, die ohne CDH von mit Nitrofen behandelten Müttern
geboren wurden.
< Die Lungen der Ratten mit CDH waren hypoplastisch in bezug auf das Gewicht, verglichen
mit der Kontrollgruppe, ebenso die der behandelten Ratten ohne CDH.
Die Entwicklung der Atemwege hatte im pseudoglandulären Abschnitt, dem 16. Gestationstag
entsprechend, angehalten und die stark reduzierten Lufträume waren ausschließlich
ausgekleidet von Pneumozysten Typ II, die genügend gereift und reich an Glycogen und
Lamellarkörpern waren und dem 19. Entwicklungstag entsprachen. Dieses Aussehen unterschied
sich deutlich von dem normaler Feten, deren Lungen ein fortgeschrittenes Entwicklungsstadium
erreicht hatten, in dem die terminalen Alveolen dilatiert und mit flachen Pneumozysten
Typ I ausgekleidet waren. Die Lungen der mit Nitrofen behandelten Feten ohne CDH befanden
sich in einem intermediären Entwicklungsstadium.
Diese Ergebnisse stimmen mit der Hypothese überein, daß die Surfactantproduktion
in diesem experimentellen Modell ebenso beeinträchtigt ist, wie in anderen, weniger
zugänglichen Modellen, wie z. B. beim Feten des Schafes. Aufbauend auf diesem Modell
sind weitere Studien möglich zur Klärung des eventuellen Mitwirkens dieses Faktors
an der gestörten Atmungsphysiologie bei der CDH des Menschen.
Key words
Congenital diaphragmatic hernia - Surfactant - Nitrofen - Rats - Foetus - Lung hypoplasia
- Pneumocytes - Lamellar bodies
Schlüsselwörter
Zwerchfellhernie, experimentelle - Surfactant
