18 Kardiovaskuläres System

77: Blutausstrich           Mensch       May‐Grünwald‐Giemsa  Auf  der  folgenden  Seite werden  die wichtigsten  Blutzell‐Typen  kurz  besprochen.  Für  genauere  Details  und  die  Hämatopoiese empfiehlt es sich, ein Histologie‐Lehrbuch zu konsultieren.  Überblick: Hämatopoiese  

Die untenstehende Abbildung ist dem Skript „Blut und Hämatopoiese“ von Prof. M. Celio entnommen.    Es  werden  3  grosse  Klassen  von  Blutzellen  unterschieden:  Erythrocyten,  Leukocyten  und  Thrombocyten.  Alle  drei  werden kontinuierlich  im  Knochenmark  aus  demselben  Typ  von multipotenten  hämatopoietischen  Stammzellen  gebildet,  welches  sie verlassen, um den Bestand an Blutzellen aufrechtzuerhalten.  Einzige Ausnahme bilden die Lymphocyten, welche das Knochenmark nicht  als  ausgereifte  Zellen  verlassen,  sondern  ihre  Reifung  (Immunokompetenz)  erst  in  sekundären    lymphatischen  Organen erlangen.  Wichtige Kennzahlen (Anzahl Zellen pro μl Blut): Erythrocyten: 5'000’000, Leukocyten: 5000, Thrombocyten: 25’000   Erythrocyten  

Die  roten  Blutkörperchen  (Erythrocyten)  sind  kernlos  &  verfügen  über  keine Zellorganellen. Ihre Form ist bikonkav, wobei ihr mittlerer Durchmesser ungefähr 7 μm  beträgt.  Durch  das  Hämoglobin  (eosinophil)  erhalten  die  Erythrocyten  in Präparaten ihre rote Farbe.   Ihre Überlebensdauer  im Körper beträgt ungefähr 120 Tage. Abgebaut werden die rBK durch Makrophagen in Knochenmark, Leber und Milz.   Erythrocyten verfügen über keine Strukturen, welche  ihnen eine aktive Bewegung ermöglichen würden, sie sind jedoch passiv sehr stark verformbar . Diese reversible Verformung ist sehr wichtig für den Durchtritt durch Kapillaren, deren Durchmesser weniger als 7 μm beträgt. 

 

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Leukocyten  Die  Gruppe  der  Leukocyten  umfasst  wiederum  mehrere  verschiedene  Zelltypen:  Granulocyten  (eosinophile,  basophile, neutrophile), Monocyten und  Lymphocyten. Gemeinsam  ist  allen diesen drei  Zellgruppen, dass  sie  alle  im Dienste der Abwehr stehen.  Leukocyten haben  eine  relativ  kurze Verweildauer  im Blut, da  sie  ihre Abwehrfunktionen  vorwiegend  im  interstitiellen Raum wahrnehmen. Um ihren Aktionsort erreichen zu können,  emigrieren sie aktiv durch das Endothel der postkapillären Venulen in die Laminae propriae von den Schleimhäuten des Verdauungs‐ und Atemtraktes oder  in  lymphatisches Organe. Die Emigration erfolgt in verschiedenen Etappen (Rollen, Adhäsion und Diapedese) und bezeichnet eine gezielte, durch die Kooperation mit dem Endothel erleichterte Auswanderung in ein Krisengebiet.  Neutrophile Granulocyten segmentierter  Kern  (3‐4  Segmente),  kleine  Granula  (<  1  μm),  leben  maximal 3  Tage,  Funktion:  Phagocytose  &  Abtötung.              Die neutrophilen Granulocyten stellen einen Hauptvertreter der unspezifischen Abwehr dar (v.a. gegen bakterielle Infektionen). Je segmentierter  der  Kern  ist,  umso  älter  ist  der  Granulocyt.  Auf  Blutausstrichen  ist  deshalb  im  Falle  einer  Entzündung  eine sogenannte Linksverscheibung zu beobachten, bei welcher die Granulocyten vorwiegend stabkernig (praktisch unsegmentiert) sind.  

  Eosinophile Granulocyten Kern meist aus 2 Segmenten, viele grosse Granula  (1.5 μm,  rötlich), Funktion:  v.a. Töten von Wurmlarven, ausserdem wichtige Funktion im Verlauf allergischer Erkrankungen.  

  Basophile Granulocyten häufig seltsam geformter Zellkern (selten segmentiert, sehr gross, füllt oft fast den gesamten Zellleib aus), grobe Granula (bis 1 μm, dunkelblau, können auch den Kern überdecken), Funktion: spielt vor allem eine Rolle in der Ausbildung und dem Fortbestand von Krankheiten  und  ist  zur  Histamin‐  und  Heparinausschüttung  befähigt, was  dem  Basophilen  auch  eine  entscheidende  Rolle  als Mediator von akuten Entzündungsreaktionen beimisst.  

  Merke: Alle drei Granulocyt‐Typen enthalten Granula, in welchen spezifische Abwehrstoffe gespeichert sind. Beispiele: lysosomale Enzyme, zytotoxische / neurotoxische Proteine, Histamin, Cytokine, ...  Monocyten Stellen  die  grössten  Leukocyten  dar  (bis  20  μm  Durchmesser),  blasses  Cytoplasma,  Kern meist  nierenförmig.  Die Monocyten differenzieren  sich  nach  Austritt  aus  dem  Kardiovaskulären  System  im  Gewebe  zu Makrophagen  (mehr  Lysosomen,  anderes Erscheinungsbild).  

   

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Makrophagen ubiquitär  vorhanden,  „Fresszellen“,  können  sowohl  Abwehr‐  als  auch  Heilungsprozesse  einleiten.  Funktion:  Phagocytose, Stimulation  von  Zellen,  welche  für  die  Wundheilung  bewerkstelligen.  Ausserdem  stellen  sie  das  Bindeglied  zwischen  der unspezifischen und der spezifischen Abwehr dar, da sie phagocytierte Partikel  fragmentieren und an  ihrer Zelloberfläche den T‐Lymhpocyten präsentieren können.  

   Lymphocyten Die Lymphocyten werden im Kapitel „Lymphatische Organe“ näher besprochen (Schnitte 66 – 75). Lymphocyten können zwischen 4 bis 15 μm gross sein. Sie haben einen runden, dichten Kern, welcher von einem geringen Cytoplasmasaum (heller) umgeben ist. In unseren Präparaten lassen sich die T‐ nicht von den B‐Lymphocyten unterscheiden. Eine weitere Fraktion der Lymphocyten stellen die Natürlichen Killerzellen (NK‐Zellen) dar, die aber nicht zur spezifischen Abwehr gezählt werden.  

   Thrombocyten  

Die Thrombocyten sind stark in die Hämostase (Blutgerinnung, Blutstillung)  involviert.  Sie  stellen  kernlose  Zellfragmente dar, welche  sich  aus  den  sogenannten Megakaryocyten  ableiten.  Sie  besitzen  aber  durchaus  Zellorganellen   unter  welchen Mitochondrien,  Lysosome, Glykogenpartikel und verschiedene Speichergranula zu finden sind. Das spezielle Aktinnetz in ihrem Cytoplasma macht die Zelle kontraktil. 

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 Ihr  Durchmesser  beträgt  ca.  2.5  μm,  ihre  Lebenszeit  im  Blut beläuft  sich  auf  etwa  10  Tage  (sofern  sie  nicht  vorher verbraucht  werden).  Hauptfunktion:  Ausbildung  des Plättchenpfropfs  (primäre  Hämostase)  &  Ausbildung  eines stabilen Gerinnsels (sekundäre Hämostase). 

               

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78: Knochenmarkspunktion         Mensch       Giemsa  Das Knochenmark füllt alle inneren Hohlräume der Knochen aus. Es wird unterschieden zwischen rotem und gelbem Knochenmark. Lediglich das Rote ist für die Hämatopoiese zuständig, die rote Farbe wird ihm durch die Dichte an Erythrocyten (und Erythrocyten‐Vorläufern) verliehen. Orte des roten Marks beim Erwachsenen: Sternum, Wirbelkörper, Rippen, Beckenkamm, Schädelknochen, proximale Enden von Humerus und Femur.  Das Grundgerüst des Knochenmarks besteht aus retikulärem BG und fibroblastischen Retikulumzellen, die die Hämatopoiese aktiv mit Cytokinen regulieren. Des weiteren zu finden sind Fettzellen, Osteoblasten, Makrophagen und Knochenmarkskapillaren (Sinus), welche  der  Versorgung  des  Gewebes  und  dem  Eintritt  der  gereiften  Blutzellen  ins  Blutgefäss‐System  dienen,  was  durch interzelluläre  Spalten  in  ihrer  diskontinuierlichen  Basallamina  gewährleistet  wird.  Die  Adipocyten  fungieren  hauptsächlich  als Platzhalter für die Blutzellvorläufer und können bei erhöhter Hämatopoiese schnell reduziert werden.  

     79: Herz             Maus        Tusche‐Kernechtrot  Die Details  zur Makroskopischen Anatomie des Herzens  sind der Vorlesung von Prof. Djonov  zu entnehmen. Auf den  folgenden Zeilen werden  lediglich einige wenige wichtige Punkte aufgegriffen und kurz erläutert, die Betrachtung dieses Schnittes setzt die Kenntnisse der Anatomie des Herzens voraus!  Wandschichten des Herzens  Endokard:  kleidet Herzhöhlen  aus, überzieht  alle  Strukturen  im  Innern des Herzens, bildet die  Segel und Klappen, besteht  aus Endothel  (einschichtiges Plattenepithel) und einer dünnen subendothelialen Schicht. Das subendocardiale Bindegewebe geht  ins Endomysium des Myokards über und enthält Blutgefässe und das Erregungsleitungssystem. Myokard: Herzmuskulatur (Arbeitsmuskulatur), multizelluläres Gebilde (funktionelles Syncytium) aus Kardiomyocyten (Zellkontakte im Bereiche der Glanzstreifen – Disci  intercalares). Das Myokard wird durch  feine BG‐Septen  in Bündel gegliedert. Aufgrund des hohen  Sauerstoffbedarfs  der  Herzmuskulatur  kommen  im Myokard  sehr  viele  Kapillaren  vor  (ca.  1  Kapillare  pro Myocyt).  Die Kardiomyocyten sind im Unterschied zu den glatten Muskelzellen verzweigt, haben einen zentral gelegenen Kern und sind über Gap junctions untereinander funktionell verschaltet (funktionelles Syncytium!). Epikard: Serosaüberzug des Herzens. Mesothel  (einschichtiges Plattenepithel) & dünne Bindegewebsschicht. Unter dem Epikard liegt eine Subserosa, welche subepikardiales Fettgewebe und darin eingebettet die Koronargefässe und Nerven enthält.  In diesem Schnitt entsprechen die schwarz gefärbten Strukturen den Gefässe  (Tusche  im Gefässsystem). Der Kapillarenreichtum des Myokards wird hier deutlich. Die Kapillaren sind anhand ihrer Grösse gut von anderen Gefässen unterscheidbar. Die Streifung der  Herzmuskulatur  ist  gut  erkennbar,  die  Verzweigung  der  Kardiomyocyten  kann  zum  Teil  schön  beobachtet  werden  (Disci intercalares).   

    Myokard                     Detailaufnahme der Herzmuskulatur 

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80: Herz            Mensch       Ladewig  Das hellere,  subendocardial  gelegene Gewebe entspricht dem Erregungsleitungssystem des Herzens. Der Kapillarenreichtum  ist wiederum  gut  sichtbar. Merke:  Im  Endokard  hat  es  keine Gefässe  und Nerven  (hier  erfolgt  die  Blutversorgung  direkt  aus  den Vorhöfen und Ventrikeln).   

       80A: Herz (Reizleitungssystem)        Schwein      Masson  Die Zellen des Reizleitungssystem  im Herzen  sind Myocyten  (keine Neurone). Subendokardial  sieht man BG mit möglicherweise Zellen des Reizleitungssystems  (erscheinen ein weniger heller & auf diesem Schnitt nur sehr schwer zu erkennen). Subepikardial liegt ebenfalls  viel BG mit grossen Nerven und Gefässen,  Fettgewebe, eventuell  ist der  Sinusknoten angeschniten  (wellenartige Struktur am Rande). Zur Veranschaulichung der Purkinje‐Fasern wurden zwei Abbildungen anderer Universitäten hinzugefügt.   

     Epikard & Myokard (links liegt ein angeschnittener Nerv)                     Endokard (sehr dünn)  

    Purkinje‐Fasern (Indiana University of Medicine)          Purkinje‐Fasern (Tierärztliche Hochschule Hannover)                 

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80B: Herz (Reizleitungssystem, Purkinjefasern)    Schwein      Masson  Die  subendokardialen  Purkinje‐Fasern  sind  in  diesem  Schnitt  sehr  schön  zu  sehen.  Die  Parallelfasern  sind  ebenfalls  rötlich angefärbt, da es sich um Myocyten und nicht Neuronzellen handelt).  

       eindeutig erkennbare Purkinje‐Fasern, welche in diesem Schnitt besonders gut im subepikardialen BG zu sehen sind   81: Aorta             Mensch       Goldner  Die Aorta ist vom elastischer Typ (wie alle herznahen Arterien). Eine Membrana elastica interna ist häufig nur schwer abzugrenzen.  Arterie vom elastischen Typ Breite Intima, elastische Media, keine scharfe Trennung der Schichten, viele elastische Fasern  Intima: sehr breit, ausserdem dicke subendotheliale Schicht  (= Lamina propria des Gefässes) mit  lockerem BG, Fibroblasten, z.T. glatten Muskelzellen.  Media:  zahlreiche Membranen  aus  elastischem Material,  welche  die  glatten Muskelzellen  verspannen.  In  der Media  können ausserdem auch Vasa vasorum beobachtet werden. Die glatten Muskelzellen machen nur 35 % der Media aus. Adventitia: Kollagenfasern, elastische Fibrillen, Einbau in Umgebung, Gefässe (vasa vasorum: v.a. in grossen Gefässen) und Nerven  

     Endothel, Intima, Media                  Media   82: Aorta             Mensch       Resorcin‐Fuchsin  In dieser Färbung sind besonders die elastischen Fasern hervorgehoben, somit ist die Membrana elastica interna besser erkennbar.  

       elastische Fasern (gewellte Lamellen) sind sehr schön sichtbar, ebenso kann die Membrana limitians interna erkannt werden 

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83: Blutgefäss‐Stamm         Mensch       Resorcin‐Fuchsin‐Van Gieson  Der  Schnitt  eignet  sich  besonders  um  die  verschiedenen Gefässtypen  unterscheiden  zu  können  und  sich  deren  Eigenschaften einzuprägen.  Die  Membrana  elastica  interna  und  externa  sind  sehr  deutlich  sichtbar,  es  handelt  sich  also  um  Gefässe  des muskulären Typs. Im Vergleich zu den elastischen haben die muskulären Gefässe in der Media viel weniger Fasern.  Arterie und Vene sind leicht unterscheidbar, die Vene ist dünner, weniger rund und hat ein viel grösseres Lumen im Vergleich zur Wanddicke.  Arterien vom muskulären Typ Scharfe Trennung von Intima, Media, Adventitia. Alle mittelgrossen und kleinen Arterien sind vom muskulären Typ.  Intima: viel dünner, ansonsten gleich wie bei elastischen Arterien Media: Membrana  limitans  interna  / externa  sehr gut  sichtbar,  ca. 75 % der Media  sind   glatte Muskelzellen, deutlich weniger elastische Fasern als in Arterien vom elastischen Bautyp Adventitia: gleich wie bei den elastischen Arterien  Venen  Grundsätzlich  gleicher  Aufbau  wie  Arterien  (Intima,  Media,  Adventitia),  Wandschichten  i.A.  jedoch  undeutlicher auseinanderzuhalten. Die Media ist regional sehr unterschiedlich ausgeprägt (z.B. in den grossen Beinvenen sehr stark). Ausserdem sind in den Extremitätenvenen Venenklappen vorhanden.  Lymphgefässe  Lymphkapillaren: meist im LM kollabiert, extrem dünne Wand, keine Pericyten, keine durchgehend Basallamina Grössere  Lymphgefässe:  gleicher  Aufbau  wie  Venen.  DD  zur  Vene:  Ungleichmässige  Wanddicke,  Klappen,  Fehlen  von  Blut, Längsmuskelbündel in Intima und Adventitia, Nähe zu Lymphknoten    

     Arterie und Vene im Direktvergleich (links: Arterie, rechts: Vene)                      Wandaufbau muskuläre Arterie   

    kleine Arterie & kleine Vene                 Grösseres Lymphgefäss