Sticky Chromosomes as a Cause of Testicular Hypoplasia in Bulls

Summary

Sticky chromosomes have been demonstrated in the seminiferous epithelium of 5 Holstein-Friesian bulls and one Swedish Red-and-White bull, all sterile, with bilateral testicular hypoplasia and aspermia or oligospermia. Characteristically, the centrifugated ejaculate sediment was dominated by pyknotic nuclei and to a lesser extent, hyperchromatic sperm-like bodies.

In histological sections, pyknotic nuclei were evenly distributed throughout the seminiferous epithelium. All seminiferous tubules within a given testicle were affected to much the same degree.

Stickiness of the chromosomes in cell divisions preceding the primary spermiocytes is quite probably of little or no importance. When the chromosomes form bivalents in the primary spermiocytes, the course of cell division is interfered with to such a degree that morphologically the succeeding stages can be described as chaotic. Typically, primary spermiocytes are encountered with chromosomes in various stages of development and with abnormal or complicated bivalents and multivalents, free chromatin fragments, or with all the chromosomes gathered into a single chromatin mass. In early anaphase configurations, there are often bridges while in later anaphase and in telophase, the chromosomal groups are often disintegrated into fragments. Among secondary spermiocytes and spermids, there is a tendency for cells of a given morphological type to form groups. The morphology of these cells varies widely from group to group but the histological appearance is dominated by karyolysis or karyopyknosis. Cells of the latter type, of course, are the origin of the pyknotic nuclei seen in the ejaculate.

All the bulls described in this paper showed severe chromosome stickiness. It is likely, however, that the defect can occur in various degrees. Milder forms ought to be clinically manifest through the pyknotic nuclei and sperms with hyperchromatic nuclei in the ejaculate.

Zusammenfassung

Bei fünf Bullen der Schwedische Niederungsrasse und einem Bullen der Schwedische Rot- und Weiss-Rasse mit bilateraler Testikelhypoplasie war Stickiness (klebrige Chromosomen) die Sterilitätsursache. Die Bullen haben Aspermie oder Oligospermie. Das Spermacentrifugat ist durch pyknotische Kerne, stark kromatische, spermien-ähnliche Körper karakterisiert.

Das histologische Bild weist gleichmässige Verteilung von pyknotischen Kernen in den Tubuli seminiferi über den ganzen Testikel auf.

In den Zellteilungsstadien vor den primären Spermiozyten hat die Klebrigkeit der Chromosomen geringe oder wahrscheinlich keine Einwirkung. Wenn die Chromosomen Bivalenten in den primären Spermiozyten gebildet haben, wird der Zellteilungsverlauf so gestört, dass die Morphologie in den folgenden Stadien geradezu als chaotisch bezeichnet werden kann. Typisch sind primäre Spermiozyten mit Chromosomen in verschiedenen Entwicklungsstadien, anormale und komplizierte Bivalenten und Multivalenten, lose Chromosomfragmenten oder das ganze Chromosomkomplement in einer einfachen Chromatinmasse gesammelt. Früh in der Anaphase sieht man Brücken, während im Bild der späteren Anaphase und Telophase Fragmentbildungen vorherrschen. Sekundäre Spermiozyten und Spermiden haben eine Tendenz zur Gruppenbildung von morphologisch gleichartigen Zellen. Die Morphologie variiert in den verschiedenen Gruppen, wird aber von Karyopyknosis oder Kariolysis beherrscht, was sich auch im Ejakulat in Form von pyknotischen Kernen zeigt.

Die hier beschriebenen Bullen haben alle hochgradige Stickiness. Der Verfasser ist jedoch der Ansicht, dass die Anomalien in verschiedenen Schwierigkeitsgraden vorkommen können. Leichtere Formen zeigen sich dann wahrscheinlich klinisch im Ejakulat in Form von pyknotischen Kernen oder Spermien mit chromatischen Nucleus.

Sammanfattning

Hos 5 tjurar av SLB-ras och en tjur av SRB-ras med bilateral testikelhypoplasi har stickiness (klibbiga kromosomer) påvisats som sterilitetsorsak. Tjurarna ha aspermi eller oligospermi. Spermacentrifugatet karakteriseras av pyknotiska kärnor och eventuellt av stärkt kromatiska spermieliknande kroppar.

Den histologiska bilden visar jämn fördelning av pyknotiska kärnor i Tubuli seminiferi over hela testikeln.

På celldelningsstadierna före de primära spermiocyterna har kromosomernas klibbighet ringa eller sannolikt ingen inverkan. När kromosomerna bildat bivalenter i de primära spermiocyterna rubbas celldelningsförloppet till den grad att morfologin i efterföljande stadier närmast kan betecknas som kaotisk. Typiskt är primära spermiocyter i olika utvecklingsstadier, onormala och komplicerade bivalenter och multivalenter, lösa kromosomfragment eller hela kromosomkomplementet samlat i en enkel kromatinmassa. I tidig anafas ses oftast bryggor medan i senare anafasstadier och telofas fragmentbildningar dominera bilden. Sekundära spermiocyter och spermider har en tendens till gruppbildning av morfologiskt likartade celler. Morfologin varierar avsevärt i olika grupper men domineras av karyopyknosis eller karyolysis, vilket också visar sig i ejakulatet i form av pyknotiska kärnor.

De har beskrivna tjurarna ha alla höggradig stickiness, men författaren anser att anomalien kan förekomma i olika svårighetsgrad. Lindrigare former bör då kliniskt visa sig i ejakulatet i form av pyknotiska kärnor och spermier med hyperkromatisk nucleus.