G. Höfler Institut für Pathologie Universität Graz

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1 Allgemeine Pathologie G. Höfler Institut für Pathologie Universität Graz

2 Pathologie: Krankheitslehre Ätiologie: auslösende Faktoren, Ursachen - Vererbte, genetisch bedingte - Erworbene - Somatische Mutationen - Umweltfaktoren: - Mangel- oder Fehlernährung, - physikalische Ursachen (Trauma, Temperatur, Strahlung), - Chemikalien, Medikamente - Infektionen: Viren, Bakterien, Pilze, Parasiten - Psychogene Faktoren

3 Mutation Faktor V Leiden Häufigste genetisch bedingte Ursache für venöse Thrombosen (Blutgerinnsel) 5-7% der Normalbevölkerung Mutation: G1691A = Arg561Gln

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5 MnlI Faktor V Leiden

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7 Mammakarzinom: HER2 +++

8 Bakteriell bedingter Abszess Histo - Bakterien

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10 Portiobiopsie mit virusassoziierten Veränderungen

11 In-situ Hybridisieung HPV 16/18

12 Prädisposition Vererbte genetische Veränderungen, die zu erhöhtem Erkrankungsrisiko führen: - Reduzierte Anpassungsfähigkeit gegenüber entsprechenden Pathogenen - Enzymdefekt mit vermindertem Einbau von Jod in Schilddrüsenhormon in Kombination mit Jodmangel - Reduzierte Resistenz gegenüber Erregern - Angeborene Immundefekte

13 Pathogenese Entstehung und Entwicklung einer Erkrankung Ablauf der Reaktion des Organismus auf Schädigung Dauer der Reaktion auf Schaden - Akut: Tage bis Wochen - Chronisch Ausgang - Heilung - Defektheilung - Remission - Rezidiv - Tod

14 Pathologie - Diagnostik Zytopathologie - Prophylaktisches Screening - Minimal invasive Diagnostik: Entzündungszellen, Tumorzellen Intraoperative Schnellschnittdiagnostik Intravitale Diagnostik - Biopsien: Nadel, Endoskopie - Operationspräparate Postmortale Diagnostik Autopsie - Diagnostik, Sanitätspolizei, Gerichtsmedizin

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18 HP-Gastritis PathoPic

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28 Diagnostische Techniken Makroskopie (Licht)Mikroskopie - Übersichts-, Spezialfärbungen - Enzymhistochemie - Immunhistochemie Elektronenmikroskopie

29 Makroskopie Veränderungen der - Form - Begrenzung - Größe - Gewicht - Oberfläche, Struktur - Farbe - Konsistenz

30 Nekrosen

31 Asservierung von Gewebe und Zellen I Fixierung - 4%iges Formalin (gesättigte Lsg. von Formaldehyd in H 2 O ca. 40%ig), ph 7.5, Phosphatpuffer, Eindringtiefe 1mm/h geeignet für: - Konventionelle gefärbte Schnitte - Immunhistochemie, ISH - Gewinnung niedrigmolekularer DNA, RNA - Alkohol - Zytologische Präparate, ISH - Gewinnung niedrigmolekularer DNA, RNA - 2%iges Glutaraldehyd in Cacodylatpuffer - Elektronenmikroskopie

32 Asservierung von Gewebe und Zellen II Keine Fixierung Einfrieren - Eis: Enzymnachweis C: - Gefrierschnitte, Enzymnachweis C/Flüssigstickstoff: - hochmolekulare DNA, RNA - Flüssigstickstoff-gekühltes Isopropanol - Immunhistochemie, hochmolekulare DNA, RNA Speziallösungen: - Guanidiniumthiocyanid (GTC) - RNAlater etc.

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34 Einbettungs- und Schneideverfahren Konventionell: - Wasserentzug durch aufsteigende Alkoholreihe - Xylol/Toluol - Paraffinwachs - Mikrotomschnitte: 4-6µm - Warmes Wasserbad: Strecken Entkalkung: Säure, EDTA Polyacrylamid-Einbettung

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36 Gewebearray

37 Acrylatblock

38 Färbemethoden Entparaffinierung: Xylol Rehydrierung: absteigende Alkoholreihe Färbung - HE (Hämatoxylin-Eosin) - Blau: Zellkerne, Bakterien, Kalk, Zytoplasma, Knorpelgrundsubstanz - Rot: Zytoplasma, Kollagen, Erythrozyten Entwässerung Einbettung, Eindeckung

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41 Spezialfärbungen I Giemsa - Blau: feine Chromatinstrukturen, Bakterien - Rot: Zytoplasma, kollagene Fasern - Violett: Mastzellen van Gieson-Elastika - Gelb: Muskulatur, Zytoplasma, - Rot: Bindegewebe, Hyalin - Schwarz: elastische Fasern, Zellkerne Gomöri - Schwarz: Retikulinfasern

42 Giemsa

43 Gomöri

44 Spezialfärbungen II PAS (Perjodsäure-Schiff-Reaktion) - Rot: neutrale Glykosaminoglykane, Kohlehydrate, Glykogen - Blau: Zellkerne Alcianblau: saure Glykosaminoglykane Sudan-Fettfärbung: rot Berliner-Blau: Eisen Gram (Bakterien) - Blauviolett: gram+ Bakterien - Rot: gram- Bakterien Ziehl-Neelsen: Mykobakterien Kongorot: Amyloid, grün polarisierend

45 PAS

46 Berliner Blau

47 PAS (Periodic acid-schiff): oxidizes glucose residues, creates aldehydes that react with the Schiff reagent Red: neutral glycosamin oglycans, carbohydrat es, glycogen

48 Alcian blue acid glycosamin oglycans Barrett Mucosa (esophagus)

49 Sudan, Oil Red O Neutral lipid Cardiac muscle

50 Congo red Amyloid deposits Kidney

51 Ziehl-Neelsen

52 Ladewig

53 OMS (Ladewig-Polarisation)

54 (Licht)Mikroskopie Übersichtsfärbungen - Architektur - Ablagerungen - Nekrosen - Gewebsreaktionen - Fremdgewebe Spezialfärbungen - Bindegewebe, Schleim, Fett, - Eisen, Kupfer

55 Epitheloidzellig- granulomatöse Lymphadenitis

56 Tuberkulose

57 Zell und Gewebsreaktionen Endoplasmatisches Retikulum Mitochondrien Golgi-Komplex Lysosomen Peroxisomen

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59 Endoplasmatisches Retikulum Kontinuierliches intrazytoplasmatisches Membransystem Rauhes (granuläres) ER Glattes (agranuläres) ER - Basophile Färbung des Zytoplasmas - Hinweis auf starke Proteinproduktion

60 Plasmozytom

61 Mitochondrien Zentrale Organellen des Energiestoffwechsels, Kraftwerk - Oxidation von KH und Fettsäuren zu H 2 O, CO 2 Innere Membran: gefaltet Äußere Membran Matrix Eigene DNA: maternal, kodiert nicht für alle mitochondrialen Enzyme Vermehrt in Zellen mit großem Energiebedarf - Muskulatur: Kontraktion - Drüsen: Pumpfunktion

62 Vermehrung von Mitochondrien

63 Kristalline Einschlüsse in Mitochondrien

64 Golgi-Komplex Membranöse Zisternen Besonders ausgeprägt in sekretorisch aktiven Zellen - Becherzellen Modifikation von Proteinen - Glykosylierung Targeting durch Adressierungsmoleküle

65 Lysosomen Einfache Membran Zahlreiche hydrolytische Enzyme mit saurem ph- Optimum - Nucleasen, Proteasen, Glykosidasen, Lipasen, Phosphatasen Abbau des durch Pinozytose, Phagozytose aufgenommenen Materials - z.b.: Neutrophile Granulozyten

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67 Peroxisomen Einfache Zellmembran Entstehen durch Teilung Enzyme für Fettsäureoxidation, zahlreiche katabole Funktionen Plasmalogenbiosynthese Katalase Störungen - Biogenesestörung: - Zellweger-Syndrom, neonatale Adrenoleukodystrophie - Enzymdefekte: - Adrenoleukodystrophie

68 Adaptation Reaktion auf physiologische oder pathologische Reize Vermehrte oder verminderte Belastungen Organe Zellen Zellorganellen

69 Zellschädigung Funktionsstörungen - Vorübergehende (reversible) - Permanente (irreversible) Interaktion zwischen Noxe und Zelle Störung: - Zellmembranen, Energiehaushalt, Syntheseleistungen Morphologische und funktionelle Folgen Reparatur: - Biotransformation, Phagozytose

70 Mechanismen der Zellschädigung Sauerstoffmangel (Ischämie, Hypoxie) Viren - Wenn irreversibel Nekrose - Zytopathischer Effekt - Induktion einer Immunantwort - Zytoskelettschäden - Riesenzellen Chemische Substanzen und Medikamente Physikalische Faktoren Mangel an essentiellen Faktoren

71 Zelltod Irreversibles Endstadium einer Zellschädigung Folge hypoxischer, toxischer, physikalischer, immunologischer oder mikrobieller Ursachen Physiologischer Vorgang im Rahmen der Embryonalentwicklung und des normalen Gewebeumsatzes Apoptose: programmierter Zelltod Nekrose: Denaturierung (Koagulation) von Proteinen und/oder enzymatische Auflösung (Kolliquation) Autophagie: Abbau von Bestandteilen und Organellen

72 Apoptose: a) Normaler Zellverband b) Lösung der Zellverbindungen und Kondensation des Chromatins c) Fragmentierung und Pyknose des Zellkerns in der apoptotischen Zelle d) Entzündungsfreie Elimination der apoptotischen Zellteile durch Phagozytose

73 Frischer Myokardinfarkt a) lehmfarbene Abblassung des Myokards im Infarktgebiet und rötliches, resorptives Granulationsgewebe im Randbereich (Pfeile) b) eosinophile Nekrosen (N) des Infarkts