Verfahren zur Präparation der Magenschleimhaut - biomed

wissenschaft & praxis
Verfahren zur Präparation
der Magenschleimhaut
Problemstellung
Folgende Mängel fanden sich bei
dem von der Toxikologie der ARC verwendeten Präparationsverfahren der
Rattenmägen, deren Verbesserung Ziel
meiner Arbeit und des dazugehörigen
Praktikums war:
Sabine Kaindl stellt ihre Bachelorarbeit „Etablierung
n Die Beurteilung der Schleimhaut war
eines Verfahrens zur Präparation der Magenschleimhaut
nur erschwert möglich, da die
von Ratten für die experimentelle Toxikologie“ vor.
Schnittführung nicht absolut senkrecht zur Schleimhautoberfläche erfolgte.
Einleitung
n Wesentliche anatomische Strukturen, wie z.B. der PyIm Rahmen meiner Ausbildung zur Biolorus, die wichtig für eine Orientierung im histologischen
medizinischen Analytikerin bekam ich im
Schnitt sind, wurden nicht ausreichend gut dargestellt.
wissenschaft
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Herbst 2007 die Gelegenheit, meine Bache- n Die Beurteilung der Schleimhautdicke war nur unzureilorarbeit im histologischen Labor der Toxichend möglich.
kologie der Austrian Research Centers (ARC) in Seibersdorf n Einzelne Zellpopulationen waren nur schwer zu beurteizu verfassen.
len.
„Dosis sola facit venenum“ – „Allein die Dosis macht das
Gift“, stellte bereits Paracelsus fest und legte damit einen wichMaterial und Methoden
tigen Grundstein für die Wissenschaft der Toxikologie, die
als die Lehre von den Giften und ihren Wirkungen definiert ist. Präparationsschritte
Die Toxikologie kann mittlerweile in zwei große Teilge- Bei der Etablierung eines neuen Präparationsverfahrens wurbiete, nämlich die experimentelle und die regulatorische To- den folgende Präparationsschritte hinterfragt und berückxikologie, aufgeteilt werden.
sichtigt:
Die experimentelle Toxikologie hat das Ziel, Ergebnisse zu n Sektion
erarbeiten, die zum Verständnis der Toxizität beitragen.
n Fixierung
Die regulatorische Toxikologie hingegen bewertet jedes Er- n Trimmen (darunter versteht man das Zurechtschneiden
gebnis in Bezug auf ein potenzielles Risiko für den Menschen.
von Proben im Anschluss an die Fixierung für die weiteSie kann somit als wesentlicher Teil des Gesundheitsschutzes
re Aufarbeitung)
oder gesundheitlichen Verbraucherschutzes angesehen wer- n Färben
den und stellt damit die Grundlage für die Registrierung von Bei allen anderen histologischen Präparationsschritten wurArzneimitteln und die Anmeldung von Chemikalien dar. Ei- den die Routineverfahren beibehalten.
ne dementsprechende Datenqualität und -sicherheit sowie
eine Standardisierung der Untersuchungsverfahren sind dafür Versuchsreihen Sektion
unumgänglich. Daher müssen die GLP (Good Laboratory Magenentnahme
Practice)-Richtlinien, die von EU, OECD, ICH etc. vorgege- Routineverfahren
Das übliche Verfahren der Toxikologie der ARC bestand
ben werden, genauestens eingehalten werden.
Die Einrichtung, in der ich meine Bachelorarbeit verfas- darin, den Mageneingang am Oesophagus knapp vor der
ste, zählt zu jenen der regulatorischen Toxikologie. Neben vie- Cardia und den Magenausgang am Duodenum knapp nach
len diagnostischen Untersuchungsverfahren, die in diesem dem Pylorus abzubinden, zu trennen und zu entnehmen.
Bereich Anwendung finden, stellen histologische Untersu- Modifikation
Mit dem Ziel, Cardia und Pylorus im histologischen
chungen ein ganz wesentliches diagnostisches Mittel dar, um
die Wirkungen von Fremdstoffen (Arzneimittelwirkstoffen, Schnitt gut einbeziehen zu können, wurde der Ablauf jedoch
von mir dahingehend verändert, noch ca. 1 cm Oesophagus
Chemikalien, aber auch Naturstoffen) zu untersuchen.
Die Qualität der histologischen Präparation des Gewebes
bestimmt in der Toxikologie die mikroskopische Interpretation von substanzinduzierten Gewebeveränderungen. So gewährleistet eine hohe Qualität der histologischen Schnitte,
dass auch die geringste Nebenwirkung eines Fremdstoffes
nicht übersehen wird.
Da sich beim histologischen Präparationsverfahren der
Rattenmägen von der Toxikologie der ARC jedoch einige
Mängel fanden und die Qualität der Schnitte nicht zufrieden
stellend war, wurde mir nun die Aufgabe zuteil, alle Präparationsschritte neu zu überdenken sowie mit anderen Präparationsmethoden zu experimentieren.
So wurden der Rattenmagen und seine histologische
Präparation Gegenstand meiner Arbeit, deren Ziel es somit
war, die vorliegenden Mängel mit Hilfe von praktischen VerModifikation der Magenentnahme: nach dem Routineverfahren
suchsreihen zu beheben, um letztlich ein neues Präparatientnommener Magen (rechts), nach der modifizierten Methode
entnommener Magen (links); makroskopisches Foto
onsverfahren etablieren zu können.
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mit zu entnehmen. Gleiches gilt für den Pylorus: Hierbei wurde erst im Bereich des Duodenum abgebunden und so noch
ein Teil Duodenum mit entnommen. Das Problem, dass wesentliche anatomische Strukturen nur mangelnd dargestellt
werden konnten, wurde somit gelöst. Schließlich konnte
durch die veränderte Entnahme des Magens während der
Sektion eine ausreichende Darstellung von Strukturen, wie
z.B. dem Pylorus, erreicht werden.
Fixativinjektion
Routineverfahren
Üblicherweise wurde der Rattenmagen sofort nach Entnahme mit einer Injektionsspritze mit ca. 5 ml Fixativ (4%iges
Formaldehyd) gefüllt und anschließend in einen Becher mit
dem verwendeten Fixativ Bouin eingebracht.
Modifikation
Es wurden sowohl 2 ml, 3 ml, 4 ml und 5 ml Fixativ sowie die Fixiergemische Schaffer, Bouin und 4%iges gepuffertes Formaldehyd in den Magen injiziert. Besonders die Reduktion der injizierten Fixativmenge führte zu einem wesentlich besseren Erhalt der Schleimhaut.
Magen, Darstellung des Pylorus nach der
ARC-ursprünglichen Methode; mikroskopisches Foto, Objektivvergrößerung 10
Modifikation
Diese Methode wurde dahingehend verändert, auch noch
einen Teil des Oesophagus sowie ein Stück des Duodenum zu
entnehmen.
Außerdem wurde besonders darauf geachtet, den Magen
bei der Öffnung entlang der großen Kurvatur genau senkrecht in der Mitte des Oesophagus und des Duodenum zu
trennen.
Diese Veränderung der Trimmmethode ermöglichte eine
verbesserte Beurteilung der Schleimhaut, da nun eine senkrechte Schnittführung zur Schleimhautoberfläche gegeben
war.
Versuchsreihen Färben
Die Routinemethode bestand in der Durchführung der
HE-Färbung im Färbeautomat.
Im Laufe der Versuchsreihen Färben wurden sowohl die
Alcianblau-Färbung als auch die Chromotrop-AnilinblauFärbung (CAB-Färbung) von mir durchgeführt. Besonders
die CAB-Färbung erwies sich als sinnvolle Spezialfärbung,
um im Zweifelsfall einzelne Zellpopulationen beurteilen zu
können.
Magen, Darstellung des Pylorus nach der
modifizierten Methode; mikroskopisches
Foto, Objektivvergrößerung 10
Versuchsreihen Fixierung
Das Routineverfahren bei der Fixierung beinhaltete die
Füllung des Rattenmagens mit 4%igem Formaldehyd und
anschließender Einbringung in das Fixiergemisch Bouin. Dieses Fixiergemisch wurde verwendet, da es bei einigen Organen, wie z.B. Haut und Hoden, zu einer vorteilhafteren Fixierung führte und üblicherweise alle Organe in einem Gefäß
fixiert wurden.
Im Laufe der Versuchsreihen Fixierung wurde von mir
u.a. die Fixierung mit dem Gemisch nach Schaffer sowie mit
4%igem gepufferten Formaldehyd durchgeführt.
Besonders die Anwendung von 4%igem gepuffertem Formaldehyd sowie dem Fixiergemisch nach Schaffer führten
zu einem besseren Erhalt der Schleimhaut und ermöglichten
damit eine vorteilhaftere Beurteilung der Schleimhautdicke.
Fixativinjektion; makroskopisches Foto
Etablierung im Laboralltag
Zusammenfassend wurden alle von mir geänderten Methoden, die Problemlösungen darstellten und den finanziellen
sowie zeitlichen Rahmenbedingungen des Labors entsprachen, vom histologischen Labor der Toxikologie der ARC
übernommen.
Somit konnte durch meine Arbeit eine tatsächliche Qualitätssteigerung der histologischen Schnitte der Magenschleimhaut von Ratten der ARC erreicht werden.
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Versuchsreihen Trimmen
Sabine Kaindl
Routineverfahren
Die Routinemethode bestand beim Magen darin, ihn
zunächst entlang der großen Kurvatur zu öffnen. Nun wurde die erste Probe entlang der kleinen Kurvatur ausgehend von
Cardia bis zum Pylorus und Duodenum entnommen.
Die Gewinnung der zweiten Probe erfolgte über einen
Schnitt ausgehend vom Vormagen bis hin zum Fundus.
Biomedizinische Analytikerin
Bachelorarbeit: „Etablierung eines
Verfahrens zur Präparation der Magenschleimhaut von
Ratten für die experimentelle Toxikologie“
Betreuer: Dr. Robert Hruby
Institut: Austrian Research Centers Seibersdorf,
Environmental & Life Sciences, Toxikologie