Drainage von Erythrozyten aus dem Subarachnoidalraum in Lymphknoten Eine tierexperimentelle Untersuchung zum Schädelhirntrauma

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1 Aus dem Universitätsklinikum Benjamin Franklin der Freien Universität Berlin Abteilung für Neuropathologie Kommissarischer Leiter Prof. Dr. W. Hinckelbein Drainage von Erythrozyten aus dem Subarachnoidalraum in Lymphknoten Eine tierexperimentelle Untersuchung zum Schädelhirntrauma Inaugural-Dissertation zur Erlangung der medizinischen Doktorwürde des Fachbereichs Humanmedizin der Freien Universität Berlin vorgelegt von Rüdiger Wolf aus Koblenz

2 Referent: Prof. Dr. Gisela Stoltenburg-Didinger Koreferent: Priv.-Doz. Dr. M. Rothschild Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereichs Humanmedizin der Freien Universität Berlin Promoviert am: 7. September 2001

3 Meinem Sohn Leon gewidmet.

4 Inhaltsverzeichnis Seite 4 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG THEORETISCHER HINTERGRUND DIE LIQUORDRAINAGE IN DAS LYMPHATISCHE SYSTEM Anatomie Das Hirnparenchym und seine Drainagewege Der Subarachnoidalraum und seine Drainagewege Der Bulbus olfactorius und das lymphatische Gewebe der Nasenschleimhaut Der spinale Subarachnoidalraum Funktion Regulation der Extrazellularflüssigkeit des ZNS Die Rolle der Liquordrainage bei der immunologischen Integration des ZNS DER LYMPHKNOTEN Anatomie Struktureller Aufbau und Zytoarchitektur Lokalisation und Nomenklatur Funktion Das Lymphknotenparenchym Die Gefäße des Lymphknotens Zirkulation der Lymphflüssigkeit im Lymphknoten Heterogenität der Makrophagen innerhalb des Lymphknotens Der Blutlymphknoten Charakterisierung des Blutlymphknotens Unterschiede zwischen Lymphknoten und Blutlymphknoten Darstellung der Kompartimente des Lymphknotens mit Antikörpern Desmoplakin... 37

5 Inhaltsverzeichnis Seite Aktin (α-smooth muscle actin) Phagozytose und Degradation von Erythrozyten im Lymphknoten Aufnahme und Abbau von Erythrozyten in Makrophagen Darstellung der Makrophagenlysosomen mit ED DAS SCHÄDELHIRNTRAUMA Die Problematik des Schädelhirntraumas in der Klinik Das experimentelle Schädelhirntrauma FRAGESTELLUNG MATERIAL UND METHODEN DAS TRAUMAMODELL Die Versuchstiere Die Versuchsanordnung HERSTELLUNG VON HISTOLOGISCHEN SCHNITTEN Präparation und Einbettung Herstellung von Paraffinschnitten FÄRBUNGEN Färbung mit Hämatoxylin-Eosin nach Mayer Trichromfärbung nach Goldner Berlinerblau und Turnbulls Blau Silberimpregnation nach Gomori IMMUNHISTOCHEMIE Die ABC-Methode Durchführung der ABC-Methode Materialien und Stammlösungen der ABC-Methode Die Alkalische Phosphatase anti-alkalische Phosphatase (APAAP) Methode Durchführung der APAAP-Methode Materialien und Stammlösungen der APAAP-Methode ELEKTRONENMIKROSKOPIE Vorarbeiten für die Transmissionselektronenmikroskopie Durchführung der Einbettung von histologischem Material Technische Vorbereitung der Herstellung von Schnitten Herstellung von Semidünnschnitten... 60

6 Inhaltsverzeichnis Seite Herstellung von Ultradünnschnitten AUSWERTUNG UND DOKUMENTATION Elektronenmikroskopie Lichtmikroskopie Fotografie ERGEBNISSE MAKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG Das traumatisierte Gehirn Die Lymphknoten MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG Das traumatisierte Gehirn Lymphknoten der Kontrolltiere Lymphknoten der Sham-operierten Tiere Die einzelnen Lymphknotenstationen nach Controlled Cortical Impact Injury Die tiefen cervikalen Lymphknoten Die submandibulären Lymphknoten Die lumbalen paraaortalen Lymphknoten Die inguinalen und poplitealen Lymphknoten ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE Zeitintervalle der Erythrozytendrainage Vergleich der Cerestat -Therapiegruppe mit der Plazebogruppe Schematische Darstellung der beobachteten Erythrozytendrainage DISKUSSION DIE LIQUORDRAINAGE IN DIE TIEFEN CERVIKALEN- UND LUMBALEN PARAAORTALEN LYMPHKNOTEN Das zeitliche Auftreten der Erythrozytendrainage in Beziehung zur Lokalisation Zusammenhang zwischen Hirndruck und Erythrozytendrainage in das extrakranielle Lymphsystem Die Verwendung von Erythrozyten als Marker der Liquordrainage Zuverlässigkeit der Zuordnung von Drainagegebieten ERYTHROZYTEN-MAKROPHAGEN INTERAKTIONEN Der zeitliche Ablauf der Erythrozytenbindung... 92

7 Inhaltsverzeichnis Seite Der Blutlymphknoten - Modell für die Erythrozyten-Makrophagen-Interaktionen innerhalb des lymphatischen Systems METHODENDISKUSSION Ist das Controlled Cortical Impact Injury eine geeignete Methode zur Simulation eines subarachnoidalen Hämatomes Operationstechnik Die Immunhistochemie im Lymphknoten Auswahl der Überlebenszeiten AUSBLICK 7. ZUSAMMENFASSUNG LITERATURVERZEICHNIS...101

8 Abkürzungsverzeichnis Seite 8 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS $EE $EELOGXQJ $EVFKQ $EVFKQLWW $%& $YLGLQ%LRWLQ.RPSOH[ DO DOLWHU $3$$3 $ONDOLVFKH3KRVSKDWDVH $QWLDONDOLVFKH3KRSKDWDVH $TXDGHVW $TXDGHVWLOODWD %+6 %OXW+LUQ6FKUDQNH ƒ& *UDG&HOVLXV &&,, FRQWUROOHGFRUWLFDOLPSDFWLQMXU\ &' FOXVWHURIGLIIHUHQWLDWLRQ FP =HQWLPHWHU FP+ 2 =HQWLPHWHU:DVVHUVlXOH FPP.XELNPLOLPHWHU &6) FHUHEURVSLQDOIOXLG &7 &RPSXWHUWRPRJUDSKLH 'XUFKPHVVHU '$% 'LDPLQREHQ]LGLQ 7HWUDK\GURFKORULG G GLHV ('7$ HWK\OHQHGLDPLQHWHWUDDFHWLFDFLG (/,6$ HQ]\PHOLQNHGLPPXQRVRUEHQW DVVD\ )DE IUDJPHQWDQWLJHQELQGLQJ )$&6 IOXRUHVFHQFHDFWLYDWHGFHOOVRUWHU )F IUDJPHQWFULVWDOLQH )lue )luexqj )H GUHLZHUWLJHV(LVHQ )LJ )LJXU J *UDPP *O\&$0 JO\FRV\ODWLRQGHSHQGHQWFHOO DGKHVLRQPROHFXOH K KRUD +&O 6DO]VlXUH +( +lpdwr[\olq(rvlq +(9 KLJKHQGRWKHOLDOYHQXOHV + 2 :DVVHUVWRIISHUR[LG +6$ +XPDQ6HUXPDOEXPLQ, -RG,&$0 LQWHUFHOOXODUDGKHVLRQPROHFXOH,&3 LQWUDFHUHEUDOSUHVVXUH,J,PPXQJOREXOLQ.9.LORYROW /)$ OHXNRF\WHIXQFWLRQDVVRFLDWHG DQWLJHQ 0 PRODU O 0LNUROLWHU P 0LNURPHWHU PJ 0LOOLJUDPP PLQ 0LQXWH PLQG PLQGHVWHQV PO 0LOOLOLWHU POK 0LOOLOLWHUSUR6WXQGH PP 0LOOLPHWHU P0 PLOOLPRODU PP+J 0LOOLPHWHU4XHFNVLOEHUVlXOH PV 0HWHUSUR6HNXQGH 1 QRUPDOH 1$/7 QDVDODVVRFLDWHGO\PSKRLGWLVVXH 1+ $PLQRJUXSSH QP 1DQRPHWHU 10'$ 10HWK\O'$VSDUWDW 1 2 6WLFNR[LG 2 6DXHUVWRII 3%6 SKRVSKDWHEXIIHUHGVDOLQH S+ SRQGXVK\GURJHQLL 5,6$ UDGLRLVRWRSHQKDOWLJHV 6HUXPDOEXPLQ 57 5DXPWHPSHUDWXU 6+7 6FKlGHOKLUQWUDXPD 7DE 7DEHOOH 7%6 7ULVEXIIHUHGVDOLQH 7&/ WLHIHFHUYLNDOH/\PSKNQRWHQ :(5 :DOGH\HUULQJHTXLYDOHQW ]% ]XP%HLVSLHO =16 ]HQWUDOHV1HUYHQV\VWHP