Podcasts about kollagenfibrillen

Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es, die histochemischen und ultrastrukturellen Eigenschaften der Leber des Rindes mit modernen morphologischen Methoden näher zu untersuchen. Dabei sollte zugleich festgestellt werden, ob und in wie weit sich diese zwischen den einzelnen Leberlappen (Lobi hepatici) unterscheiden. Das Untersuchungsmaterial stammte von, als frei von pathologischen Befunden beurteilten Lebern frisch geschlachteter Rinder. Daraus wurden Präparate für konventionell lichtmikroskopische, immun- und glykohistochemische sowie elektronenmikroskopische Untersuchungen hergestellt. Als Grundlage für die konventionell lichtmikroskopischen Studien dienten Hämatoxylin-Eosin-, Masson-Goldner, Alcianblau 8GX- sowie PAS-gefärbte Schnitte. Bei den immunhistochemischen Analysen wurde der Nachweis von Zytokeratin 5, 8, 14, 18 und 19 sowie von Vimentin verfolgt. Bei den glykohistochemischen Untersuchungen kamen 14 verschiedene Lektine pflanzlicher Herkunft, deren Bindungsverhalten im Lebergewebe fluoreszenzmikroskopisch erfasst wurde zum Einsatz. Die ultrastrukturelle Analyse des Lebergewebes erfolgte transmissionselektronenmikroskopisch. Die Auswertung begann mit der konventionellen Lichtmikroskopie. Bereits die Analyse der HE-gefärbten Schnitte legte nahe, dass sich die Lobi hepatici mikroanatomisch nicht unterscheiden, was sich im Zuge der weiteren Analysen bestätigte. Die Färbung mit Alcianblau 8GX zeigte zudem zum einen das Vorkommen von Mastzellen im Bindegewebe der Rinderleber an und deutete zum anderen auf die Synthese und Sekretion von sauren Mucopolysacchariden, durch die insbesondere am Beginn des extralobulären Teils des Gallengangssystems gelegenen Epithelzellen hin. In der mit und ohne Amylasevorbehandlung durchgeführten PAS-Reaktion erwiesen sich darüber hinaus die Läppchenzentren als die Speicher des Leberglykogens, wobei deren Umfang in Abhängigkeit von der Stoffwechselsituation großen Schwankungen unterlag. Im Zuge der immunhistochemischen Studien konnte Zytokeratin 5 überhaupt nicht, und die Zytokeratine 8, 14, 18 und 19 nur in den Gallengangsepithelzellen nachgewiesen werden, wobei die einzelnen Zytokeratine nicht in allen Bereichen des Gallengangssystems, sondern nur in ganz bestimmten, für das jeweilige Zytokeratin individuell spezifischen Abschnitten deutlich in Erscheinung traten. Dieses Zytokeratin-Nachweismuster erlaubte unter Einbeziehung anatomischer, topographischer und morphologischer Gesichtspunkte eine Gliederung des Gallengangssystems in die überwiegend CK 8-positiven, zentralen Ductuli biliferi, die hauptsächlich CK 14-positiven, peripheren Ductuli biliferi sowie die, für die Verbindung zwischen dem intra- und extralobuären Teil des Gallengangssystems verantwortlichen, primär CK 18-positiven Ductus interlobulares biliferi kleinerer bis mittlerer Größe, und die von CK 19 dominierten Ductus interlobulares biliferi besonders großen Durchmessers. Diese sich unter Berücksichtigung des Zytokeratin-Nachweismusters ergebende Gliederung des intrahepatischen Gallengangssystems, spiegelte, mit Blick auf die Eigenschaften der einzelnen Zytokeratine, zugleich auch die embryologische Entwicklung des lichtmikroskopisch sichtbaren Teils des Gallenganssystems, beginnend mit den zentralen Ductuli biliferi bis hin zu den größten, am weitesten entwickelten Ductus interlobulares biliferi wieder. Das Auftreten der normalerweise außer für Basalzellen mehrschichtiger Epithelien nur noch für Zellarten mit mindestens bipotentem Potential typischen CK-14- Expression in den einschichtigen Gallengangsepithelien, ließ vermuten, dass auch die bovinen Gallengangsepithelzellen wenigstens zu einem gewissen Grad über bipotentes Potential verfügen. Vimentin war im gesamten Bindegewebe sowie im Endothel aller Blutgefäße nachweisbar. Im Rahmen der glykohistochemischen Untersuchungen zeigten das Endothel, insbesondere der Arterien und Sinusoide, im Vergleich zu den übrigen Strukturen des Lebergewebes den stärksten Besatz mit verschiedenartig gestalteten Glykanen. Dies war angesichts der zahlreichen Funktionen der Endothelzellen, wie etwa Aufrechterhaltung der Gewebestabilität, Mitwirkung an immunologischen Prozessen, Schaffung eines Gleichgewichtszustands zwischen Koagulation und Antikoagulation sowie Stoffaustausch zwischen Blut und Gewebe, deren Erfüllung nur aufgrund der umfangreichen Glykokalix möglich ist, nicht überraschend. Darüber hinaus wurde eindeutig ersichtlich, dass die Zuckerketten der arteriellen, venösen und sinusoidalen Endothelzellen jeweils ganz individuell spezifische, sich von denen der anderen Gefäßarten gänzlich unterscheidende Glykane tragen, was sich darauf zurückführen ließ, dass die verschiedenen Gefäßarten verschiedene Aufgaben bevorzugt wahrnehmen. Neben den Endothelzellen stellten sich auch die Hepatozyten als Träger von verhältnismäßig vielen, verschiedenartig gestalteten Glykane dar, wobei sich deren Präsenz nicht nur auf die Glykokalix beschränkte, sondern sie auch im Golgi-Apparat, sowie im Zytoplasma selbst nachgewiesen werden konnten. Im letzten Fall bestand der Verdacht, dass es sich aufgrund des, durch die rein auf Con A begrenzte Bindungsaffinität angezeigten, hohen Mannosereichtums der Kohlenhydratstrukturen um die Glykane von lysosomalen Enzymen und von, vom Hepatozyten synthetisierten und zur Sekretion vorgesehenen Glykoproteinen und -lipiden handelte. Bei den Gallengangsepithelzellen als weiterer Zellart, die über relativ zahlreiche, verschiedenartig strukturierte Glykane verfügt, traten diese ebenfalls nicht nur als Bestandteil der Glykokalix, sondern auch im Zytoplasma in Erscheinung. Die im Zytoplasma beobachteten, ebenfalls nur Con A-positiven und damit stark Mannose reichen Glykane ließen vermuten, dass auch die Gallengangsepithelzellen neben lysosomalen Enzymen zum Export vorgesehene Makromoleküle produzieren. Als derartige Makromoleküle kamen die bereits in der Färbung mit Alcianblau 8GX nachgewiesenen, sauren Mucopolysaccaride in Betracht. Sie könnten als Gallebeimengung ähnlich wie Phospholipide die Löslichkeit des zur Kristallisation neigenden Cholesterols erhöhen. Die, mit der Größenzunahme der Gallengänge korrelierende, zunehmende Reaktionsfreudigkeit der Epitheloberfläche implizierte eine, mit dem Übergang vom iso- zum hochprismatischen Epithel einhergehende, durch den Einbau weiterer Kohlenhydratmoleküle gekennzeichnete Weiterdifferenzierung der epithelialen Glykokalix. Sie dürfte durch Rezeptor-Liganden spezifische Erkennung zur Reabsorption vorgesehener Stoffe wesentlich an der, insbesondere im Anfangsteil des Gallengangssystems stattfindenden Modifikation der Primär- zur Sekundärgalle beteiligt sein. Bei den elektronenmikroskopischen Untersuchungen, deren Schwerpunkt auf die Parenchymzellen sowie den Disse Raum gelegt wurde, stand der Speziesvergleich im Vordergrund. Dabei zeichnete sich die Leber des Rindes durch Hepatozyten mit sehr spärlichem Mikrovillibesatz, Endothelzellen mit besonders kräftigen, trabekulären von einer kontinuierlichen Basalmembran unterlagerten Fortsätzen, Ito-Zellen mit ebenfalls sehr starken Ausläufern und wenigen, aber sehr großen Fettropfen sowie einem, von Kollagenfibrillen und Mikrofilamenten nahezu völlig freien, Disse Raum aus.

In der vorliegenden Untersuchung wurde das Gewebe der Zahnpulpa des Schweines im Vergleich mit der Pulpa von Zähnen des Menschen mit verschiedenen histologischen, histochemischen, immunhistochemischen und elektronenmikroskopischen Methoden untersucht. Zahnpulpa von Mensch und Schwein sind sehr ähnlich aufgebaut und bestehen aus verzweigten Fibroblasten und reich entwickelter Matrix, in der erstaunlich viele Blutgefäße und auch Nerven vorkommen. Kleine Unterschiede zwischen den zwei Säugetierarten, wie z.B. vermehrter Kollagengehalt beim Menschen, hängen vermutlich damit zusammen, dass das untersuchte Material vom Menschen mindestens 30 Jahre alten Zähnen entstammte, wohingegen das Material vom Schwein maximal 2 Jahre alten Zähnen entstammte. Beim Schwein wurden keine konstanten Unterschiede im Aufbau der Zahnpulpa von Milch- und Dauerzähnen beobachtet. Die Matrix der Pulpa enthält ein dichtes dreidimensionales Netzwerk aus meistens feinen Kollagenfasern. In der Pulpaperipherie und in der Umgebung von Arterien bzw. Arteriolen und Nerven sind Kollagenfasern besonders konzentriert. Immunhistochemisch bestehen diese Fasern aus Kollagen vom Typ III und Kollagen vom Typ I. Typische retikuläre Fasern lassen sich lichtmikroskopisch nur unbefriedigend und wohl nur teilweise mit den histologischen Silberimprägnationsmethoden nachweisen. Elastische Fasern fehlen in der Matrix. Fibronectin kommt in der gesamten Zahnpulpa vor und ist in der zellreichen Peripherie in reicherem Maße vertreten als im Zentrum der Pulpa. Die Substrathistochemie (PAS-Reaktion, Alcianblau-Färbung) zeigt, dass die Zahnpulpa in mäßigem Umfang neutrale Glykoproteine, aber in reichem Maße anionische Proteoglykane enthält, deren Glykosaminoglykane mehrheitlich Chondroitinsulfat und Dermatansulfat sind. Decorin (= Decoran) kommt in reichem Maße in einem sehr regelmäßigen Lokalisierungsmuster vor, und verbindet in regelmäßigen Abständen benachbarte Kollagenfibrillen. Das Muster der regelmäßigen Brücken aus Glykosaminoglykanketten zwischen Kollagenfibrillen entspricht dem Konzept der „Shape-modules“, das in Bindegewebstypen mit ganz anderen biomechanischen Funktionen, als sie in der Zahnpulpa herrschen, erarbeitet wurde, und das offenbar ganz universell gilt. S-100 und Neurofilament-Protein markieren gut kleine Nerven. Der kationische kupferhaltige Farbstoff „Cupromeronic Blue“ markiert im elektronenmikroskopischen Präparat scharf die Glykosaminoglykane von Proteoglykanen. In der Matrix kommen kollagen- und nicht-kollagenassoziierte Proteoglykane vor. Das typische kollagenassoziierte Proteoglykan ist das Decoran (= Decorin), das in anderen Bindegeweben an d- und e-Bande und z. T. zusätzlich an die a- und e-Bande der D-Periode der Kollagenfibrillen bindet. Die Bindungsstellen können am Kollagen der Zahnpulpa nicht genau ermittelt werden; es scheint aber ein komplexes dreidimensionales Muster vorzuliegen. Sehr häufig wurden in der Zahnpulpa auf Längsschnitten durch Kollagenfibrillen nur eine Decoran-„Brücke“ pro D-Periode beobachtet. Neben Decoran, das die benachbarten Kollagenfibrillen verbindet bzw. auf Abstand hält, kommen Proteoglykane vor, die ringförmig oder parallel oder schräg zur Längsachse der Kollagenfibrillen verlaufen. Nicht-kollagenassoziierte Proteoglykane kommen in unterschiedlicher Größe und Struktur in der Pulpamatrix vor.

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der histologischen Untersuchung der Zahnpulpa des Menschen. Dabei wurden die Verteilung und die räumliche Anordnung der Kollagene unter dem Lichtmikroskop und dem Elektronenmikroskop untersucht. Proteoglykane und Kollagenfibrillen wurden mit Hilfe des Farbstoffes Cupromeronic Blue unter den Elektronenmikroskop sichtbar gemacht und analysiert und ein räumliches Modell der kollagenen Netzwerke entwickelt.

Bei der Fixierung immunzytochemischer Präparate lässt sich sowohl durch Kryomethoden als auch durch milde chemische Fixierungen potentiell die Antigenität erhalten. Inwieweit die Ultrastruktur epiretinaler Membranen (ERM) durch Verwendung dieser Präparationsverfahren erhalten bleibt, ist unklar. Durch Pars-plana-Vitrektomie wurden epiretinale Membranen von 15 Patienten mit Makula pucker entnommen. Zum einen wurden ERM in einem Gemisch aus 2% Paraformaldehyd und 0,05% Glutaraldehyd ohne Osmiumtetroxid bei 4°C chemisch fixiert. Zum anderen wurden Proben durch Plunging oder Impact Freezing in flüssigem Stickstoff unter Gefrierschutz mit 1-Hexadecene und 40% Saccharose kryofixiert. Filterpapier diente als Trägersubstanz bei der Durchführung der Kryofixierung. Die Dehydrierung und Einbettung erfolgte in Aceton und Unicryl bzw. Unicryl-ähnlichem Medium. Die Transmissionselektronenmikroskopie zeigte, dass die innere Grenzmembran (ILM) der Retina und Kollagenfibrillen durch die Kryofixierung gut erhalten bleibt. Zelluläre Details konnten jedoch nicht dargestellt werden. Im Gegensatz dazu erlaubte die milde chemische Fixierung ERM die präzise Darstellung sowohl von ILM und Kollagen als auch von zellulären Strukturen wie Kernmembranen, Nukleoli, Chromatin und zytoplasmatischen Mikrofilamenten. Das Filterpapier als Trägersubstanz beschränkte aufgrund von Eiskristallbildung die Kryofixierung epiretinaler Membranen. Um die Ultrastruktur für immunzytochemische Untersuchungen zuverlässig zu erhalten, wird die milde chemische Fixierung in 2% Paraformaldehyd und 0,05% Glutaraldehyd empfohlen. Es werden weitere Studien benötigt, die den Erhalt der Antigenität epiretinalen Gewebes nach Kryofixierung und milder Aldehyd-Fixierung im Zusammenhang mit verschiedenen Dehydrierungs- und Einbettungsverfahren untersuchen.