A Comparative Histopathologic and Immunohistopathologic Evaluation of Cremaster Muscles from Boys with Various Inguinoscrotal Pathologies

Summary

Aim: It has been hypothesized that the cremaster muscle (CM) might play a part in the pathogenesis of various inguinoscrotal pathologies such as undescended testis and hernia. A prospective study was carried out to determine if CM of boys with hydrocele, inguinal hernia, and undescended testis reveal any histopathological and immunohistopathological alterations. Methods: Samples of CM from 29 patients presenting with inguinal hernia (15), undescended testis (9), and hydrocele (5), and CM from autopsies of boys without inguinal pathology (2), and samples of internal oblique muscles from patients undergoing laparotomy (3) were obtained. The biopsies were frozen in isopentane-cooled liquid nitrogen, cut in 6 micron sections and stored at - 80 °C until processed. Sections were stained by hematoxylin-eosin, modified Gomori-trichrome, PAS, Oil Red-O, NADH, SDH and COX. All specimens were evaluated for seven parameters including variation in fibre size, presence of central nucleus, endomysial fibrosis, inflammation, presence of basophilic fibres, increase in perimysial connective tissue, and variation in fibre size between fascicules. The specimens were also evaluated for beta-spectrin, laminin alpha-1 chain, laminin alpha-2 chain, 43 kd distroglycan, and fetal myosin by immunofluorescence. The presence of each parameter was compared, individually and in combination, according to the ages and underlying pathologies. Results: None of the internal oblique muscles were positive for any of the seven parameters. Only one of the two CM obtained during autopsy revealed a slight variation in fibre size. However, fibre size variation and increase in perimysial connective tissue were found in all but one CM from a patient with hernia. The presence or absence of parameters did not differ according to age. Comparison of the groups with inguinal hernia and undescended testis for each of the individual parameters did not reveal significant differences. However, the presence of four or more parameters in each CM was more commonly encountered among patients with undescended testis compared to patients with hernia (p < 0.05). The CM of patients with hydrocele suggested similar findings to patients with inguinal hernia. All of the specimens, regardless of origin, revealed normal sarcolemmal and basal laminal stainings, and fetal myosin was expressed in only two specimens which were obtained from an internal oblique muscle and the CM of a patient with an inguinal hernia. Conclusion: The CM of patients with inguinal hernia, hydrocele, and undescended testis reveal histopathological alterations. Furthermore, CM from patients with undescended testis reveal more profound alterations. Whether these alterations reflect a primary muscle pathology or a defect in innervation or changes secondary to inguinoscrotal pathology requires further study.

Résumé

But: L'hypothèse de départ est que le muscle crémaster (CM) pourrait jouer un rôle dans la pathogénie de la hernie ou de l'ectopie. Une étude prospective a été menée pour déterminer si CM des garçons présentant une hydrocèle, une hernie inguinale ou une ectopie présentait des altérations histopathologiques et immunohistopathologiques.

Méthode: Des échantillons de CM de 29 patients présentant une hernie inguinale (15), une ectopie (9), et une hydrocèle (5) et des échantillons provenant d'autopsie de garçons sans pathologie inguinale et des échantillons de muscle oblique interne après laparotomie étaient obtenus. Les biopsies étaient congelées dans l'azote liquide, coupées en section de 6 microns d'épaisseur et conservées à 80°. Les coupes étaient préparées par hematoxyline-eosine, Gomori-trichrome modifié, PAS, Oil Red-O, NADH, SDH, et COX. Tous les prélèvements étaient étudiés en prenant en compte 7 paramètres incluant la taille des fibres, la présence d'un noyau central, la fibrose, l'inflammation, la présence de fibres basophiles, l'augmentation du tissus conjonctif et les variations de la taille des fibres. Les prélèvements étaient aussi étudiés par immunofluorescence: Betaspetcrine, la chaîne laminine alpha-1, la chaîne laminine alpha-2, la distroglycane 43 kd et la myosine fœtale. La présence de chaque paramètre était étudiée seule ou en combinaison, en fonction de l'âge et de la pathologie sous-jacente.

Résultats: Aucun des muscles obliques internes n'était positif pour chacun des 7 paramètres. Seulement, un des deux CM obtenus durant une autopsie montrait une légère élévation de la taille des fibres. Néanmoins, une variation de la taille des fibres et une augmentation du tissus conjonctif étaient retrouvées dans tous les CM sauf un des patients avec hernie. La présence ou l'absence des paramètres ne se modifient pas en fonction de l'âge. La comparaison des groupes hernie inguinale et ectopie ne montre pas de différence. Néanmoins, la présence de quatre ou plus des paramètres dans chaque CM était plus souvent rencontrée chez les patients avec une ectopie par rapport à ceux qui présentaient une hernie (p < 0,05). Le CM des patients avec une hydrocèle présente le même aspect que celui des patients avec une hernie. Tous les prélèvements, indépendamment de l'origine, révélaient une fixation normale du sarcolemne et de la basale et la myosine fœtale était exprimée sur deux prélèvements obtenus d'un muscle oblique externe et du CM d'un patient avec une hernie.

Conclusion: Le CM des patients avec une hernie, une hydrocèle, et une ectopie ont des altérations histopathologiques. En outre, CM des patients avec ectopie présente de plus profondes altérations. Savoir si ces altérations représentent une altération primaire du muscle ou un défaut dans l'innervation ou une modification secondaire à une pathologie inguino-scrotale nécessite des travaux ultérieurs.

Resumen

Objetivo: El músculo cremáster (MC) puede participar en la patogenia de varias enfermedades inguino-escrotales como el maldescenso testicular y la hernia. Hemos estudiado prospectivamente si el MC de niños con hidrocele, hernia inguinal y maldescenso testicular tiene alteraciones histopatológicas o inmunohistopatológicas.

Método: Obtuvimos muestras de MC de 29 pacientes con hernia inguinal (n = 15) maldescenso (n = 9) e hidrocele (n = 5) así como de niños autopsiados sin patología inguinal (n = 2) y muestras de músculos oblicuos internos de pacientes operados por otros motivos (n = 3). Las biopsias se congelaron en nitrógeno líquido enfriado por isopentano, se cortaron a 6 micras y se almacenaron a - 80ºC hasta su procesamiento. Los cortes se tiñeron con H.E., Gomori, PAS, Oil red 0, NADH, SDH y COX. En todos los especímenes se evaluaron 7 parámetros incluyendo variación del tamaño de las fibras, presencia del núcleo central, fibrosis endomisial, inflamación, presencia de fibras basofílicas, aumento de tejido conectivo perimisial y variaciones en el tamaño de las fibras entre fascículos. Los especímenes también se evaluaron con una batería de beta-espectrina, laminina-alfa-1, laminina-alfa-2, distroglicano 43 kd y miosina fetal por inmunofluorescencia. La presencia de cada parámetro se comparó individualmente y en combinación según edades y patologías subyacentes.

Resultados: Ninguno de los músculos oblicuos internos fue positivo para ninguno de los 7 parámetros. Solo 1 de los 2 MC procedentes de autopsias reveló ligeras variaciones en el tamaño de las fibras. Sin embargo hubo variaciones del tamaño fibrilar y aumento del tejido conectivo perimisial en todos menos 1 de los MC de una paciente con hernia. La presencia o ausencia de lesiones no dependía de la edad. La comparación entre los grupos de hernia inguinal y maldescenso para cada parámetro individual no reveló diferencias significativas. pero la presencia de 4 o más anormales fue encontrada más frecuentemente en los pacientes con maldescenso testicular (P < 0,05). El MC de los pacientes con hidrocele tenía hallazgos iguales a los de los que tenían hernia. Todos los especímenes independientemente de su origen tenían tinciones normales del sarcolema y de las láminas basales y se expresaba miosina fetal solamente en 2 especímenes obtenidos de músculo oblicuo interno y en otro de un paciente con hernia inguinal.

Conclusión: Los MC de pacientes con hernia inguinal, hidrocele y maldescenso testicular revelan alteraciones histopatológicas y estas son más profundas en pacientes con maldescenso testicular. No podemos explicar todavía si estas alteraciones reflejan patología muscular primaria, defectos de inervación o cambios secundarios a la patología inguino-escrotal.

Zusammenfassung

Zielsetzung: Es wird gemutmaßt, dass der Kremastermuskel eine Rolle in der Pathogenese verschiedener inguinoskrotaler Erkrankungen wie Hodenhochstand und Leistenhernien spielen könnte. Es wurde deshalb eine prospektive Analyse durchgeführt, um zu prüfen, inwieweit der Musculus cremaster bei Knaben mit Hydrozele, Leistenhernie und Hodenhochstand histopathologische oder immunohistopathologische Veränderungen aufweist. Methodik: Gewebsproben von 29 Patienten (Leistenhernie 15, Hodenhochstand 9, Hydrozele 5) wurden mit Gewebe des Musculus cremaster, das während einer Autopsie von zwei Knaben ohne Leistenpathologie entnommen worden war, und mit 3 Biopsien aus dem Musculus obliquus internus, die während einer Laparotomie entnommen wurden, verglichen. Die Biopsien wurden in flüssigem Stickstoff gefroren, in 6 Micron-Abschnitten aufgeteilt und bei minus 80 Grad asserviert. Die einzelnen Schnitte wurden folgenden Färbungen unterzogen: HE, modifizierte Gomori-Trichrome-Färbung, PAS, Oil Rot-O, NADH, SDH und COX. Alle Biopsate wurden nach 7 Parametern untersucht: Variationen in der Fasergröße, Anwesenheit eines zentralen Nukleus, endomysiale Fibrosierung, Entzündung, Nachweis basophiler Fasern, Zunahme von perimysialem Bindegewebe und Unterschiede in der Fasergröße zwischen den einzelnen Faszikeln. Außerdem wurden die Gewebsproben im Hinblick auf Beta-Spectrin, Laminin-alpha-1-Ketten, Laminin-alpha-2-Ketten, 43 kd Distroglycan sowie fetales Myosin mittels Immuno-Fluoreszenz untersucht. Die Anwesenheit jedes Parameters wurde sowohl einzeln verglichen wie in Kombination im Hinblick auf das Alter des Patienten und der zugrunde liegenden Pathologie.

Ergebnisse: Keines der Biopsate aus dem Musculus obliquus internus zeigte Veränderungen im Hinblick auf die gewählten sieben Parameter. Nur in einem der beiden im Rahmen einer Autopsie gewonnenen Kremastermuskeln fanden sich leichte Veränderungen in der Fasergröße. Hingegen beobachteten wir sowohl Veränderungen der Fasergröße, wie eine Zunahme des perimysialen Bindegewebes bei allen bis auf einen Knaben mit Leistenhernie. Ein Zusammenhang mit dem Alter der Patienten bestand nicht. Der Vergleich der Patienten mit Leistenhernie mit Kindern mit Hodenhochstand im Hinblick auf die einzelnen Parameter, zeigte ebenfalls keinen signifikanten Unterschied. Allerdings war bei Kindern mit Hodenhochstand häufiger eine Veränderung von 4 oder mehr Parametern nachzuweisen als bei Patienten mit Leistenhernie (p < 0,05). Die Kremasteren von Kindern mit Hydrozele zeigten ähnliche Veränderungen wie die Muskelbiopsien bei Patienten mit Leistenhernie. Alle Gewebsproben, gleichgültig wessen Ursprungs, wiesen normale Sarkolemm- und Basallaminafärbungen auf. Fetales Myosin konnte nur in zwei Biopsien, vom Musculus obliquus internus und bei einem Patienten mit Leistenhernie in der Kremastermuskulatur nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Die Kremasteren von Patienten mit Leistenhernie, Hydrozele und Hodenhochstand zeigen histopathologische Veränderungen. Darüber hinaus sind diese Veränderungen bei Patienten mit Hodenhochstand stärker ausgeprägt. Ob die beobachteten Veränderungen eine primäre Muskelpathologie darstellen, Folge einer fehlerhaften Innervation sind oder als sekundäre Erscheinungen nach inguinoskrotaler Pathologie zu betrachten sind, bedarf weiterer Studien.

Key words

Cremaster muscle - Cryptorchidism - Inguinal hernia - Hydrocele - Histopathology - Immunohistopathology

Mots-clés

Muscle cremaster - Cryporchidie - Hernie inguinale - Hydrocèle - Histopathologie - Immunohistochimie

Palabras clave

Cremáster - Criptorquidia - Hernia inguinal - Hidrocele - Histopatología - Inmunohistopatología

Schlüsselwörter

Kremastermuskulatur - Hodenhochstand - Leistenhernie - Hydrozele - Histopathologie - Immunhistopathologie

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