Subepitheliale extrazelluläre Matrixkomponenten unter anatomisch
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Aus dem Institut für Pathologie der Berufsgenossenschaftlichen Kliniken Bergmannsheil Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum Direktor: Prof. Dr. med. K.-M. Müller ______________________________________________________________________ Subepitheliale extrazelluläre Matrixkomponenten unter anatomisch regelrechter Larynxmukosa und bei laryngealen Präneoplasien Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Sören Andrew Peters aus Berkeley, U.S.A. Bochum 2001 Dekan : Prof. Dr. G. Muhr 1. Referent : Prof. Dr. A. Fisseler-Eckhoff 2. Referent : Prof. Dr. Philippou Tag der mündlichen Prüfung : 29.01.2002 Widmung In Erinnerung an meine Mutter, Frau Iris Peters, geb. Petrick ∗09.04.1941 U 20.06.1997 „Death will come when thou art dead, soon, too soon.“ (Percy Bysshe Shelley, 1792-1822) Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1-26 1.1. Der Kehlkopf 3-4 1.1.1. Funktionen, grobe Makroanatomie und Histologie 3-4 1.2. Basalmembran und extrazelluläre Matrix 4-11 1.2.1 Definition der Basalmembran 1.2.2. Struktur und Aufbau der Basalmembran 4 5-8 1.2.2.1. Extrinsische und intrinsische Basalmembrankomponenten Kollagen Typ IV Laminin Heparansulfat-Proteoglykan Nidogen Fibronektin 6-8 6-7 7 7 8 8 1.2.3. Basalmembranmodelle 8 Schichtmodell Matrisom-Modell Polymorphes Polymerisationsmodell Kollagen Typ IV-Netzwerk 8 9 9 9 1.2.4. Funktionen der Basalmembran 9-11 1.3. Kehlkopfkarzinom 11-17 1.3.1. Epidemiologie und Histopathologie 1.3.2. Klinik, Therapie und Prognose 1.3.3. Kanzerogenese, Ätiologie und Risikofaktoren 1.3.4. Dysplasien und ihre Rolle als Karzinomvorstufen 11-12 12-13 13-15 15-17 1.4. Basalmembranen in Neoplasien 17-24 1.4.1. Verhalten und Rolle von Basalmembranen in Neoplasien 1.4.2. Basalmembranen in Neoplasien des Kehlkopfes 18-20 21-24 1.5. Fragestellungen 25-26 2. Material und Methoden 27-32 2.1. Material und Patientendaten 27-28 2.1.1. Material 2.1.2. Patientendaten 27 28 2.2. Materialgewinnung, Präparation und Färbungen 28-31 2.3. Immunhistochemische Färbungen (APAAP) 32 3. Ergebnisse 33-86 3.1. Kehlkopfanatomie und –histologie 33-44 3.1.1. Epithelverteilung 3.1.2. Drüsen 3.1.3. Follikel und follikel-ähnliche Strukturen 3.1.4. Lichtmikroskopisch nachweisbare Basalmembran 33 34 34 34 3.2. Basalmembranen 45-57 3.2.1. Immunhistochemisch nachweisbare Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Basalmembrankomponenten unter dem Epithel der Mukosa des Innenraumes des Larynx 45-47 3.2.1.1. Kollektive Betrachtung von Operations- und Obduktionspräparaten 3.2.1.2. Operationspräparate 3.2.1.3. Obduktionspräparate 45 46-47 47 3.2.2. Immunhistochemisch nachweisbare Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten und Basalmembranstrukturen in anderen Strukturen (Gefäße, Drüsen, Muskelgewebe, Stroma) 48-50 3.2.2.1. Gefäße 3.2.2.2. Drüsen 3.2.2.3. Muskelgewebe 3.2.2.4. Stroma 48 48-49 49 50 3.3. Häufigkeit und Topographie pathologischer Befunde im Larynx 58-69 3.3.1. Häufigkeit und Topographie entzündlicher Infiltrate im Larynx 3.3.2. Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynx 58 58-59 3.3.2.1. Häufigkeit und Topographie von Dysplasien in Operationspräparaten 3.3.2.2. Häufigkeit und Topographie von Dysplasien in Obduktionspräparaten 59 59 3.4. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynx 70-82 3.4.1. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades (Gesamtübersicht) 70 3.4.2. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades (Operationsfälle) 71 3.4.3. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades (Obduktionsfälle) 72 4. Diskussion 87-108 4.1. Kehlkopfhistologie 88-93 4.1.1. Epithelien- Verteilung von nicht-verhornendem Plattenepithel und Flimmerepithel 4.1.2. Drüsen – Lokalisation und Häufigkeiten 4.1.3. Follikel und follikel-ähnliche Strukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes 4.1.4. Lichtmikroskopisch nachweisbare Basalmembranstrukturen 88-91 91-92 92-93 93 4.2. Basalmembranen–Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten 93-100 4.2.1. Subepitheliale Basalmembran 93-94 4.2.1.1. Gesamtübersicht 4.2.1.2. Operationsfälle 4.2.1.3. Obduktionsfälle 4.2.1.4. Zusammenfassende Beurteilung 94-96 96-96 97-98 98 4.2.2. Andere Strukturen 98-100 4.2.2.1. Gefäße 4.2.2.2. Drüsen 4.2.2.3. Muskeln 4.2.2.4. Stroma 4.2.2.5. Zusammenfassende Beurteilung des Färbeverhaltens von nicht-subepithelialen Matrixkomponenten 98-99 99 99 99 4.3. Pathologische Befunde im Larynxinnenraum 100-103 4.3.1. Entzündliche Infiltrate 4.3.2. Dysplasien und ihre Relation zu entzündlichen Infiltraten 100-101 101-103 4.4. Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten bei pathologischen Befunden 103-107 4.4.1. Subepitheliale extrazelluläre Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades 103-107 4.5. Fazit der Untersuchung 107-108 99-100 5. Zusammenfassung 109-110 6. Literaturverzeichnis 111-121 Abkürzungsverzeichnis KI KIII KIV F L APAAP nvP F DI DII CA TU JÜLR Op-Fälle Obd-Fälle Proz.pos. Suprglot. Überg./Übergang 1 Vent. lar. Überg./Übergang 2 Plic. voc. Überg./Übergang 3 Subglott. Kollagen Typ I Kollagen Typ III Kollagen Typ IV Fibronektin Laminin alkaline phosphatase anti-alkaline phospatase nicht-verhornendes Plattenepithel Flimmerepithel Dysplasien I. Grades Dysplasien II. Grades Karzinom Todesursache Jahres-Überlebensrate Operationsfälle / „E-Fälle„ / pathologische Fälle Obduktionsfälle / „S-Fälle„ / anatomisch regelrechte Fälle Prozent positiv Supraglottis Übergangszone 1 Ventriculus laryngis Übergangszone 2 Plica vocalis Übergangszone 3 Subglottis 1 1. Einleitung Die Basalmembran, ein spezielles Kompartiment der extrazellulären Matrix (12), ist in den letzten 15 Jahren Gegenstand intensiver Forschung geworden. Basalmembranen sind ubiquitär vorkommende, kontinuierliche Strukturen an der Grenze zwischen epidermalen, epithelialen (respiratorischen, gastrointestinalen, urogenitalen), endokrinen und endothelialen Zellen und dem Bindegewebsstroma. Im ZNS finden sich nur perivaskuläre Basalmembranen, im peripheren Nervensystem sind zusätzlich die Schwann-Zellen von einer Basalmembran umgeben. Sie können auch mesenchymale Zellen (Mesothel, Synovia, Adipozyten, Myozyten, Schwann-Zellen) vollständig umgeben (56,96). Von den Zellen mesodermalen Ursprungs weisen alle endothelialen Zellen eine Basalmembran auf, mit Ausnahme der Endothelien der Sinusoide in Knochenmark, Milz, Lymphknoten und Leber, ferner Fibroblasten, Histiozyten, lymphoide Zellen und alle anderen Blutzellen. Sie stellen ein Gerüst für die regelrechte Entwicklung spezifischer Gewebsstrukturen dar und dienen als Migrationsschiene für sich differenzierende Zellen. Diese Funktionen nehmen einen zentralen Stellenwert bei der Wundheilung und der Gewebsregeneration und -reparatur ein. Ferner helfen Basalmembranen bei der räumlichen Orientierung und Polarisierung von Zellen, z.B. von Flimmerepithel in den Luftwegen. Sie grenzen Kompartimente wie Epithelien, Muskeln, peripheres Nervengewebe und Bindegewebe als strukturelle Grenzen voneinander ab; in dieser Kapazität können sie den Austausch von Makromolekülen (z.B. in den Nieren) oder Zellen innerhalb von Geweben maßgeblich beeinflussen (1,56). Auch bei bestimmten pathologischen Prozessen sind Basalmembranen von zentraler Bedeutung. Oft zeigen sie bei bestimmten Krankheiten wie z.B. der diabetischen Mikround Makroangiopathie, dem Asthma bronchiale, dem Alport-Syndrom oder Immunkomplexkrankheiten wie dem Goodpasture-Syndrom oder bullösen Pemphigoid spezifische Veränderungen, die eine wichtige Rolle in der Pathophysiologie dieser Krankheiten spielen (1). 2 Besonders intensiv werden die Zusammenhänge zwischen der Basalmembran und Neoplasien untersucht. So zeigen sich verschiedenartige strukturelle Reaktionen wie Auflösung und Zerstörung von Basalmembranstrukturen an Tumorgrenzen, aber auch vermehrte Ansammlung von manchmal nur einzelnen Basalmembranfaktoren entsprechend der Tumordifferenzierung bzw. –entdifferenzierung (12). Diese Tatsachen unterstreichen die Rolle der Basalmembranen bei Neoplasien: zum einen bilden sie Barrieren, die bei progredienter Tumorentdifferenzierung unter Einwirkung von lytischen Enzymen, die zum einen von den Tumorzellen selbst, zum anderen von immunkompetenten Zellen produziert werden, zerstört werden. Zum anderen können sie Produkte noch hochdifferenzierter Tumorzellen darstellen. Von diesen Eigenschaften macht man in der Tumordiagnostik Gebrauch. Eine intakte Basalmembran an der Tumorperipherie spricht für einen noch lokalisierten Befund ohne (Mikro-) Metastasierung, eine durchbrochene Basalmembran ist für eine Metastasierung indikativ (10). Im Bereich der oberen und unteren Luftwege ist diese Differenzierung von besonderem Interesse. Im Kehlkopf können z.B. Dysplasien verschiedener Grade (bis einschließlich dem präinvasivem Carcinoma in situ) unterschieden werden. Diese zeigen (immun-) histomorphologisch eine intakte Basalmembran und weisen bei frühzeitiger Entdeckung und adäquater Therapie insgesamt bessere Prognosen als invasive Karzinome auf, welche die Basalmembran bereits durchbrochen haben (66,73). Ähnliche Prozesse lassen sich an Neoplasien anderer Organsysteme beobachten, so z.B. an der Cervix uteri, dem Brustdrüsengewebe, dem Colon und der Haut (12). Hieraus ergibt sich die zentrale Bedeutung der Basalmembran in der Tumordiagnostik: eine intakte Basalmembran für ein lokalisiertes, präinvasives, nicht-metastasiertes Stadium, und eine in ihrer strukturellen Integrität gestörte Basalmembran für potentiell infiltratives, mit höherer Wahrscheinlichkeit auch metastasierendes Wachstum mit begleitender schlechterer Prognose für den Patienten. Unter den Karzinomen stellt das Kehlkopfkarzinom einen Sonderfall dar, weil es bereits in einem frühen Stadium klinische Symptome aufweist (Heiserkeit, v.a. wenn über 3 Wochen persistierend, Dysphagie und evtl. lokale Schmerzen). Es metastasiert erst spät lymphogen, ist durch die direkte Laryngoskopie mit begleitender Biopsieentnahme relativ zugänglich und leicht diagnostizierbar. Durch Radiatio oder Operation weisen sie in frühen Stadien 5-Jahresüberlebensraten (JÜLR) von bis zu 85-95% auf (60). Kehlkopfkarzinome 3 sind die häufigsten Karzinome im Kopf-/Halsbereich. Ihre Inzidenz nimmt für viele Bevölkerungsgruppen stets zu (15). Diese Tatsachen machen eine Früherkennung von Neoplasien, u.a. unter Anwendung der Basalmembrandiagnostik, in diesem Bereich besonders interessant. Wenige Arbeiten haben sich mit den Aspekten der genauen topographischen Lokalisation einzelner extrazellulärer Matrixkomponenten unter dem Epithel des gesamten Kehlkopfinnenraumes (Supra- bis Subglottis), als auch um Gefäße, Drüsen, Muskeln, und der Verteilung im Stroma befaßt. (2,3,14,31,39,40,95). Der prozentuale Vergleich der einzelnen positiv immunhistochemisch nachweisbaren Matrixkomponenten unter physiologischem und dysplastischem Epithel wurde in den einzelnen Regionen des Larynx bis dato vernachlässigt. 1.1. Der Kehlkopf 1.1.1. Funktionen, grobe Makroanatomie und Histologie Der menschliche Kehlkopf ist ein hochspezialisiertes Organ, welches für die Passage von Atemluft und die Blockade von Flüssigkeiten und Speisen in die Lunge zuständig ist. Darüber hinaus übernimmt er auch die komplexen Aufgaben der Phonation. Der Kehlkopf ist aus neun Knorpelstrukturen aufgebaut, 3 ungepaarte und 6 gepaarte, welche über ein kompliziertes Netzwerk von fibrösen Ligamenten, Gelenken und Bindegewebsbändern verbunden sind (47). Überdies zeichnet sich der Kehlkopf durch seine Ausstattung mit 14 paarigen Muskeln aus, welche im komplizierten Zusammenspiel vor allem die Aufgaben der Kehldeckelöffnung und des -verschlusses sowie der Tonbildung mittels der Plicae vocales übernehmen. Der Kehlkopfinnenraum ist von einer Schleimhaut (Tunica mucosa) vollständig ausgekleidet. Der Innenraum erstreckt sich von der Innenseite der Epiglottis über die Supraglottis in den beiderseits angelegten Ventriculus laryngis, kranial begrenzt von den Plicae ventriculares, kaudal von den paarig angelegten Plicae vocales, um im Übergang zur Trachea in der subglottischen Region zu enden. Außer den Plicae, die wegen ihrer starken mechanischen Belastung von einem mehrschichtigen unverhornten Plattenepithel bedeckt sind, sind alle genannten Strukturen von einem mehrschichtigen Flimmerepithel ausgekleidet. Dieser hält den Innenraum feucht und spielt beim Abtransport von 4 Schadstoffen aus der Lunge eine maßgebliche Rolle. Das Plattenepithel der Plicae ist, im Gegensatz zum locker mit dem Stroma verbundenen Flimmerepithel, unverschieblich mit der Unterlage verwachsen. In die Oberfläche der Mukosa münden in der Tiefe liegende, zum Teil aber auch intraepitheliale, seromuköse Drüsen. Die Lamina propria der Schleimhaut enthält Lymphozyten, welche im Ventriculus laryngis zu Lymphfollikeln aggregieren können (47). 1.2. Basalmembran und extrazelluläre Matrix 1.2.1. Definition der Basalmembran Basalmembranen werden durch ihre anatomische Lokalisation und ihre Struktur definiert. Sie werden gewöhnlich dort gefunden, wo Plasmamembranen parenchymaler Zellen (Epithelien, Endothelien, Muskelzellen, Nervengewebe, Lipozyten u.ä.) auf Bindegewebe treffen, wo sie sich als dünne Matrixschichten darstellen. So weit bekannt ist, ist die Basalmembran in allen Keimschichten entstehen, mehrzelligen Organismen, strukturidentisch (46). die embryologisch Basalmembranen aus 3 demarkieren Zellpopulationen von Bindegewebe und dienen zugleich der Verbindung zwischen der extrazellulären Matrix des Basalmembrankomponenten Bindegewebes produzieren und und an denjenigen ihrer Zellen, Oberfläche die haften. Basalmembranen sind durch eine besondere chemische Komposition und strukturelle Zusammensetzung gekennzeichnet (93). Basalmembranen sind ubiquitär vorkommende Strukturen, gewöhnlich in unmittelbarer Nähe der Zellen, die für die Produktion dieser extrazellulären Matrices zuständig sind. Basalmembranen können in polarisierter Form unter solchen Zellen abgelagert werden (Epithel und Endothel) oder Zellen vollständig umgeben (Muskel-, Fett-, Nervenzellen). Nur wenige Gewebe zeichnen sich durch völliges Fehlen von Basalmembranen aus (Osteoid, Knorpel) (61). Die interstitielle Matrix besteht hauptsächlich aus den Kollagenen I, III, V, VI , ferner aus Fibronektin, Undulin, Tenascin, Vitronectin und Elastin, die Basalmembran aus Kollagen Typ IV, Laminin, Heparansulfat-Proteoglykan, Nidogen/Entactin, BM 40 und ebenfalls Fibronektin (61). 5 1.2.2. Struktur und Aufbau der Basalmembran Unter dem Lichtmikroskop ist die Basalmembran in Routinefärbungen nicht als gesonderte Struktur zwischen durchschnittlichen Zellen Dicke und von Bindegewebe 0,05 µm zu unter erkennen, dem da sie mit Auflösungsvermögen einer des Lichtmikroskops liegt. Nur bei Anwendung der PAS (Periodic Acid-Schiff)- Färbung ist die Basalmembran auch lichtmikroskopisch als kontinuierliche Linie an der Grenze zwischen Zellen und Bindegewebe sichtbar. Es werden hierbei die Kohlenhydrat-Protein-Komplexe, die sog. Glykoproteine, der Basalmembran gefärbt (61,87). Erst unter Anwendung der Elektronenmikroskopie wurde die genaue Struktur der Basalmembran erkennbar. So lassen sich drei morphologisch deutlich voneinander abgrenzbare Schichten unterscheiden. Direkt an die zelluläre Plasmamembran angrenzend befindet sich eine elektronendurchlässige Schicht von ungefähr 40-60 nm Dicke, die sog Lamina lucida oder rara. Auf diese folgt eine zentrale, elektronendichte Zone, auch durchschnittlich 40-60 nm dick, Lamina densa genannt. Bei genauerer Untersuchung fallen 2-8 nm dicke Stränge fibrillären Materials auf, die von der Lamina densa über die Lamina lucida oder rara in die Zellmembran hineinreichen. Zusätzlich finden sich innerhalb der Lamina densa 7-10 nm dicke Fibrillen oder „Basotubuli„. An der Außenfläche der Lamina densa, fern von der Lamina lucida, dem Bindegewebe zugewandt, ist die Lamina fibroreticularis oder Sublamina densa, welche in gewissen Geweben, vor allem der Haut, der mechanischen Festigkeit dient. Dies wird gewährleistet durch „Ankerfibrillen„, die in regelmäßigen Abständen von der Lamina densa durch die Lamina fibroreticularis in das darunterliegende Bindegewebe ausstrahlen (1). Die Lamina densa nimmt eine zentrale Bedeutung innerhalb der Basalmembran ein. Sie ist charakterisiert durch die verschiedenen obengenannten verbindenden Strukturen, welche strang- oder fibrillenförmig in dieser Schicht ihren Ursprung nehmen und in die beiden benachbarten Laminae einstrahlen (61). Wenn die Lamina densa fehlt, ist ein geregelter Aufbau einer Basalmembran erst gar nicht möglich (93). 6 Die genauere Komposition der Basalmembran, die Aufschlüsselung der einzelnen Bestandteile ihrer Struktur, war aufgrund des hohen Anteils kovalenter und nicht-kovalenter Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten, welche die Basalmembran schwer löslich machen, lange Zeit nur sehr schwer möglich. Erst die Forschungsarbeit mit dem Engelbreth-Holm-Swarm-Tumor (EHS) in Mäusen durch Orkin und seine Forschungsgruppe im Jahre 1977 verschaffte einen genaueren Überblick über diese Komponenten. Der Tumor produziert große Mengen von Basalmembranmaterial, welches mit relativ wenig aufwendigen Methoden gelöst und in Einzelbestandteile getrennt werden kann (12). In dieser und vielen darauffolgenden Studien kristallisierten sich fünf Substanzen als Bestandteile aller Basalmembranen heraus: drei große, schlecht lösliche Moleküle, Kollagen Typ IV, Laminin und Heparansulfat-Proteoglykan (HSPG). Als viertes folgt das kleine Molekül Nidogen, auch Entaktin genannt, über das wenig bekannt ist. Zuletzt steht das Fibronektin, welches von manchen Gruppen als integraler Bestandteil der Basalmembran angesehen wird, von anderen als ein aus der extrazellulären Flüssigkeit adsorbiertes Molekül betrachtet wird (61). 1.2.2.1. Extrinsische und intrinsische Basalmembrankomponenten Es hat sich als nützlich erwiesen, in der Betrachtung der Basalmembran zwei Komponentensysteme voneinander zu unterscheiden: das intrinsische, zu dem Kollagen Typ IV, Laminin, HPSG, und wahrscheinlich auch Entaktin gehören, und das extrinsische, mit Fibronektin und auch z.B. Kollagen V als repräsentative Vertreter. Die Komponenten des intrinsischen Systems kommen in allen Basalmembranen vor und werden von den Zellen produziert und ausgeschieden, die auf den Basalmembranen ruhen. Das extrinsische System ist nur in manchen Basalmembranen vertreten, so vor allem in solchen mit ausgeprägten Filterfunktionen, und werden nicht von den benachbarten Zellen produziert (56). Kollagen Typ IV Kollagen Typ IV, Teil der Kollagene, die 30% des Gesamtkörperproteins ausmachen, ist auch die zugrundeliegende strukturelle Proteinkomponente der Basalmembran. Wie alle Kollagene ist für Kollagen Typ IV eine Tripel-Helix Struktur charakteristisch, einem Homooder Heterotrimer aus vier α- Ketten. Ihre Primärstruktur ist durch eine repetitive Aminosäurensequenz gekennzeichnet, für welche die Sequenz Glycin-Xn-Yn typisch ist; Yn ist dabei oft durch Prolin oder Hydroxyprolin vertreten. Die Kollagene werden 7 intrazellulär als Prokollagene mit globulärem N- und C-terminalen Extensionspeptiden synthetisiert, um nach Abspaltung der Extensionspeptide durch Endopeptidasen in den Extrazellulärraum transportiert und zu Tripelhelices formiert zu werden. Kollagen Typ IVMoleküle sind dazu befähigt, untereinander mittels kovalenten Bindungen und Disulfidbindungen dreidimensionale Netzwerke zu bilden; somit gewährleistet Kollagen Typ IV strukturelle Stabilität innerhalb der Basalmembran, es bildet sozusagen das Gerüst der Basalmembran. Interstitielle Kollagene, wie z.B. Kollagen I oder III, unterscheiden sich von Kollagen IV nicht wesentlich in der Helixgrundstruktur, sondern vor allem im Zusammenbau: so sind interstitielle Kollagene in Fibrillen und Fasern, Kollagen IV in den erwähnten dreidimensionalen gitterartigen Strukturen angeordnet. Laminin Laminin ist das häufigste Glykoprotein der Basalmembran. Es hat eine typische kreuzförmige Grundstruktur, bestehend aus drei Ketten mit unterschiedlichen Molekülmassen, mit drei kurzen und einem langen Arm. Es ist sowohl strukturell von Bedeutung als auch biologisch aktiv. Als strukturell wichtige Komponente interagiert Laminin mit anderen Basalmembrankomponenten, unter anderem mit sich selbst. Es bildet Bindungen zu Kollagen Typ IV, Nidogen und HPSG. Im Zentrum des Kreuzes befindet sich eine Zellbindungsstelle für Epithelien. Ferner vermittelt Laminin Zelladhäsion an und -migration durch die Basalmembran. Funktionell beeinflußt Laminin mit seinen Domänen u.a. Zellproliferation und Chemotaxis, sowie Stimulation von Kollagen Typ IVspezifischen Kollagenasen. Heparansulfat-Proteoglykan Heparansulfat-Proteoglykan (HPSG), ein Proteoglykan mit vielen glykosaminoglykanhaltigen Ketten und einem Kernprotein, stellt einen weiteren Bestandteil der extrazellulären Matrix dar. In der Basalmembran kommt HPSG vor allem als Aggregatmolekül in der Lamina densa vor, wo es starke Bindungen zu anderen Komponenten ausbildet. HPSG scheint vor allem die Zelladhäsion an die Basalmembran zu regulieren sowie, aufgrund der anionischen Eigenschaften dieses Moleküls, in der glomerulären Basalmembran Filtrationsvorgänge zu steuern. 8 Nidogen (Entaktin) Nidogen (Entaktin), ein Glykoprotein, das aus Monomeren Polymere linearer Form bildet, geht, wie bereits erwähnt, vor allem mit Laminin starke Verbindungen ein. Es bindet ebenfalls an bestimmte Domänen des Kollagen Typ IV-Moleküls. Zusätzlich scheint Nidogen die Zelladhäsion an der Basalmembran zu regulieren. Fibronektin Fibronektine sind große adhäsive Glykoproteine mit einer komplexen dimeren Struktur, die sowohl im Plasma, auf den meisten Zelloberflächen, als auch im Bindegewebe und im Rahmen von Wundheilungsvorgängen vorkommen. Strukturell ist Fibronektin durch ein durch Disulfidbrücken nahe dem C-terminalen Ende verknüpftes Dimer aus zwei hochgradig homologen Ketten gekennzeichnet. Fibronektine sind wahrscheinlich vielmehr basalmembran-assoziierte Moleküle als wahre intrinsische Basalmembrankomponenten. Das Vorkommen ist auf keine einzelne Schicht innerhalb der Basalmembran begrenzt. Fibronektin zeichnet sich durch seine multiplen Bindungsmöglichkeiten an andere Basalmembrankomponenten, so vor allem Kollagen IV und HPSG, als auch an interstitielle Komponenten (hier v.a. Kollagen I und III), aus (1,12,46,56,61,87,93). Die Grundstruktur der Basalmembran ist, nach Leblond et al. ein dichtes Netzwerk feiner Stränge, welche selbst wiederum aus einem Netzwerk von in hohem Maße gekreuzt miteinander verbundenen Kollagen Typ IV-Fibrillen bestehen. Wahrscheinlich entsteht eine polygonale Struktur aus der dreidimensionalen Anordnung der Tripel-Helices von Kollagen Typ IV-Molekülen. So wird mechanische Stabilität der Basalmembran gewährleistet (46). 1.2.3. Basalmembranmodelle „Schichtmodell„ Nach der ältesten Theorie von Schwartz und Veis (1980), soll die Basalmembran eine geschichtete Struktur haben. Sie soll aus sich alternierenden Schichten kollagenem und nicht-kollagenem Materials bestehen, welche an spezifischen Bindungsstellen miteinander in Verbindung treten und eine dreidimensionale Struktur bilden. Dieser Ansatz wird durch die Tatsache unterstützt, das Kollagen Typ IV, Laminin und HPSG die Tendenz haben, Homopolymere Untersuchungen. auszubilden, ferner durch immunelektronenmikroskopische 9 „Matrisom-Modell„ Das sog. ‘Matrisom-Modell’ von Martin (1984) postuliert, daß einzelne Basalmembrankomponenten aufgrund charakteristischer Stöchiometrie stabile Komplexe bilden. Hiernach sezernieren Zellen Komplexe aus Laminin, Entaktin/Nidogen und HPSG, die aufgrund hoher Affinität spontan miteinander polymerisieren. Nach dieser Polymerisation und Ablagerung an der Zell-/Stromagrenze werden Kollagen Typ IVMoleküle in das Netz integriert. Die Kodistribution von Laminin, Entaktin/Nidogen und HPSG unterstützen dieses Modell. „Polymorphes Polymerisationsmodell„ Furthmayer stellte 1985 das sogenannte ‘polymorphe Polymerisationsmodell’ vor. Hiernach bilden die einzelnen Basalmembrankomponenten Hetero- oder Homopolymere untereinander aus. Dieser Ansatz könnte die strukturelle Heterogenität der Basalmembran in verschiedenen Organsystemen des Körpers erklären, welche als Variationen in Synthese oder Ablagerung einzelner Basalmembrankomponenten zum Ausdruck kommt. Kollagen Typ IV-Netzwerk Yurchenko und Ruben kamen 1987 zu dem Schluß, daß die Basalmembran aus einem Kollagen-Typ IV-Netzwerk besteht, welches sich spontan aus von angrenzenden sezernierten Zellen Kollagenmolekülen formt. Zell- oder gewebsspezifische Variationen der Basalmembran werden durch lokale Bedingungen maßgeblich beeinflußt (pH, Elektrolytund Proteinkonzentration, modulierende Einflüsse anderer Komponenten der extrazellulären Matrix) (12). 1.2.4. Funktionen der Basalmembran Im Rahmen der intensiven Erforschung der Basalmembran konnten zunehmend Funktionen dieser eruiert werden: 1.) Histologisch betrachtet sind Basalmembranen schlecht differenzierbare Grenzschichten zwischen Zellen und Stroma. Diese rein mechanische Betrachtungsweise wird ergänzt durch die Stabilisationseigenschaften der Basalmembran. So konnte Vracko 1982 zeigen, daß Basalmembranen aufgrund ihrer chemischen Trägheit einen erstaunlichen Grad an Stabilität aufweisen, besonders gegenüber abbauenden Enzymen. 10 Diese Stabilität und Stabilisierung der Basalmembran spielt vor allem in Wundheilungsprozessen eine zentrale Rolle, in denen Epithel- und Endothelzellen an von Basalmembranen vorgegebenen Leitstrukturen migrieren. Auch in der Axonregeneration sind Basalmembranen von großer Wichtigkeit. Proximale Axonstümpfe wachsen mit ihren distalen Anteilen nur dann zusammen, wenn die entsprechenden Basalmembranstrukturen miteinander in Kontakt treten können. 2.) Basalmembranen dienen der Adhäsion von Zellen an das Bindegewebe. Diese Adhäsion wird Zellmembranen durch und spezifische Basalmembran und unspezifische sowie Verbindungen Basalmembran und zwischen Bindegewebe gewährleistet. Spezifische Verbindungen zwischen Laminin und Kollagen IV, zusammen mit Kationen wie Kalzium und Magnesium, spielen eine Rolle bei Verbindungen zwischen Epithelien und Bindegewebe, die zum großen Teil über verankernde Filamente und Plaques aus Kollagenen, Proteoglykanen und den Glykoproteinen Laminin und Fibronektin, letzteres auch als Mediator, gewährleistet werden. 3.) Basalmembranen können Filterfunktionen übernehmen, eine Eigenschaft, die ubiquitär ist, dennoch nirgendwo wie in den renalen Glomerula als wichtigste Funktion deutlich wird. Zum einen wirkt die netzförmige Struktur der Lamina densa als mechanischer Filter. Fragen bezüglich des Porendurchmessers (Angaben zwischen 3 und 10 nm) und zur Rolle des Einflusses von anionischen bzw. kationischen Ladungen der Basalmembrankomponenten auf Filterungsprozesse werden noch diskutiert. Experimente haben gezeigt, daß ungeladene Moleküle die Basalmembran leichter passieren als geladene, was auf einen Einfluß geladener Komponenten (z.B. HPSG) auf Filterfunktionen deutet. 4.) Basalmembranen beeinflussen das Verhalten von Zellen in verschiedenen Entwicklungsprozessen, so z.B. Zelldifferenzierung und –proliferation. Sie wirken als Leitschiene für Migration und Adhäsion von Zellen, Axonwachstum und Zellpolarisierung, erfüllen also sogenannte „morphogenetische Funktionen„. Die Basalmembran-ZellInteraktionen werden wahrscheinlich durch sog. Integrine vermittelt. Integrine sind eine Klasse von Adhäsionsmediatoren in der Lamina densa zwischen extrazellulären Matrices und Zellen, die durch Bindung an das intrazelluläre Skelett und „second messenger„Systeme wirksam sind. In der Lamina densa hat zusätzlich Laminin eine wichtige 11 Aufgabe, da Integrine der β¹-Klasse eine besondere Affinität zu Laminin aufweisen. Kollagene scheinen ebenfalls mit Integrinen in Verbindung treten zu können. Rein physische Eigenschaften der Basalmembran spielen auch eine Rolle in Zellpolarisationsvorgängen. Durch ihre mechanische, und nicht nur ihrer chemischen, Beschaffenheit, kann die Basalmembran über Eingriff auf die Zytoskelettstruktur der Zelle die Zellform und -polarisierung maßgeblich beeinflussen. Der frühzeitige Nachweis von Basalmembranen in der Embryonalentwicklung, so vor allem von Laminin, Entwicklungsprozessen. unterstreicht In reifem die Wichtigkeit Gewebe werden der Basalmembran Richtung und Grad in der Zelldifferenzierung durch Basalmembranen reguliert. Entdifferenzierungsprozesse bei malignen Tumoren weisen Basalmembranveränderungen verschiedenen Maßes auf. 5.) Basalmembranen dienen der Bindung von Wachstumsfaktoren und Hormonen. Es wird so gewährleistet, daß an Zellmembranen immer eine konstante Konzentration dieser Substanzen herrscht und Abweichungen dieser schnell ausgeglichen werden können. 6.) Ähnlich verhalten sich Basalmembranen in Zusammenhang mit Ionen, insbesondere Kalzium. So wirken vor allem Proteoglykane und Glykoproteine als Ionenspeicher und austauscher, die verhindern, daß Ionen bei Verlassen der Zelle, z. B. bei elektrophysiologischen Prozessen, nicht frei in die interzellulären Räume diffundieren. Damit sind Ionen für weitere Aktionen und Vorgänge sofort verfügbar (46). 1.3. Kehlkopfkarzinom 1.3.1. Epidemiologie und Histopathologie Neoplasien der Kopf-/Halsregion (Lippe, Zunge, Mund, Nasenhöhlen, Nasennebenhöhlen, Ohren, Pharynx, Ösophagus, Larynx) machen in den Vereinigten Staaten von Amerika 8.5% aller Neoplasien bei Männern und 3.2% aller Neoplasien bei Frauen aus. 1993 hatten prospektiv 38400 Männer eine neu aufgetretene Neoplasie im Kopf-/Halsbereich, mit ca. 15575 Todesfällen. Bei Frauen war 1993 die prospektive Inzidenz 15300, mit 6125 Todesfällen. 12 Von den 38400 prospektiven neu aufgetretenen Neoplasien im Kopf-/Halsbereich bei Männern waren 10000, also ca. 26%, im Kehlkopfbereich, entsprechend mit 3800 Todesfällen (24%). Die Inzidenz der Kehlkopfneoplasien bei Frauen betrug 1993 2600 Fälle (17%), die Zahl der Todesfälle 800 (13%) (9). Laut den Statistiken des Tumorregisters München betrug in der Bundesrepublik Deutschland die Anzahl der registrierten Patienten mit Larynxkarzinom ohne Zweitmalignomen für das Jahr 1995 1765, wovon Männer einen prozentualen Anteil von 93% ausmachten. Für 1995 wurden 3900 Neuerkrankungen unter Männern in der BRD geschätzt, unter Frauen 550. Die jeweiligen 5-Jahres-Überlebensraten betrugen (JÜLR) 84,7% und 90,8% (83). Kehlkopfkarzinome machen ungefähr 1% aller Organneoplasien aus, sind zugleich die häufigsten malignen Tumoren des HNO-Bereichs. Sie treten vorwiegend in der 6. Lebensdekade auf, ungefähr im Verhältnis Männer zu Frauen von 10:1. Man teilt Larynxkarzinome nach ihrem Sitz in äußere Kehlkopfkarzinome oder auch Hypopharynxkarzinome (Schlund und Sinus piriformis, Übergang von Kehlkopf in die Pharynxwand) und Karzinome des Kehlkopfinnenraums ein,. welche nach ihrer Lokalisation in supraglottische Karzinome (30-35%), Glottiskarzinome (60-65%, 50 % aller Karzinome finden sich hier auf den Plicae vocales) und subglottische Karzinome (ca. 5%) unterschieden werden. Die Supraglottis umfaßt Epiglottis, Plicae vestibulares oder falsche Stimmbänder, aryepiglottische Falten und Aryknorpel. Die Glottis besteht aus den Plicae vocales und Commissura anterior. Die Subglottis schließt die Region distal der Stimmbänder bis zum ersten Trachealring ein (17,80,81). Larynxneoplasien sind zu über 98% Plattenepithelkarzinome, selten kommen kleinzellige Larynxkarzinome vor; sie können in gut- bis undifferenziert untergliedert werden. Sie weisen häufig ein ulzerös-endophytisches und infiltratives, seltener ein verrukösexophytisches Wachstumsmuster auf (72,73). 13 1.3.2. Klinik, Therapie und Prognose Jede länger als 3-4 Wochen anhaltende Heiserkeit ist karzinomverdächtig, meistens folgen Stridor, Dysphagie bzw. Odynophagie, Ohrenschmerzen und Hämoptysis. Diese Patienten weisen in ihrer Vorgeschichte häufig eine chronische (-hyperplastische) Laryngitis mit Leukoplakie auf. Die Diagnose wird durch Laryngoskopie und Biopsie gesichert. Der histologische Differenzierungsgrad bösartiger Tumoren der Kehlkopfregion scheint umgekehrt proportional zur Ausbildungsrate zervikaler Lymphknotenmetastasen und direkt proportional zur Überlebensrate zu sein: je höher differenziert ein Karzinom ist, desto geringer ist die Anzahl von Lymphknotenmetastasen und desto höher sind die entsprechenden Überlebensraten. Die Therapie besteht aus Radiatio und totaler Laryngektomie mit Neck-dissection (Entfernung regionaler Lymphknoten von der Schädelbasis bis zum Thoraxeingang unter Mitnahme des Musculus sternocleidomastoideus, Vena jugularis und Arteria carotis externa (bei ausgeprägtem Befall)), ggf. reicht bei frühzeitiger Diagnose eine Hemilaryngektomie. Bei früh entdeckten, lokalisierten Stimmbandkarzinomen genügt sogar die Chordektomie (Entfernung der betroffenen Stimmlippe) oder nur die Bestrahlung. Anschließend folgt die logopädische Rehabilitation mit Erlernen der Ösophagusstimme („Rülpsstimme„) oder die Versorgung mit einer elektronischen Sprechhilfe (17,72,80,81). Durch die früh einsetzende Klinik und die spärliche Lymphkapillardichte der Stimmbänder haben Stimmbandkarzinome eine sehr günstige Prognose mit 5-JÜLR bis über 90%. Die anderen Kehlkopfkarzinome metastasieren früher lymphogen, vor allem in die cervicalen Lymphknoten. Beispielsweise haben bei Erstvorstellung 40% der Patienten mit supraglottischem Karzinom bereits Lymphknotenmetastasen. Auch subglottische Karzinome haben aufgrund ihrer früher einsetzenden lymphogenen Metastasierung bei erst später auftretender Klinik eine ernstere Prognose. Hypopharynxkarzinome zeigen aufgrund ihrer spärlichen Klinik und der frühen lymphogenen Metastasierung in cervicale und auriculäre Lymphknoten ebenfalls eine schlechte Prognose (20% 5-JÜLR) (80,81). Insgesamt sind die 5-JÜLR für Larynxkarzinome über die letzten Jahrzehnte stabil geblieben. Für den Zeitraum 1960-63 war die 5-JÜLR der Larynxkarzinome für Kaukasier in den USA 53%; 1970-73 war die 5-JÜLR 62%, 1974-76 mit 66%, 1977-79 68%, 1983-88 67% über durchgehend stabil (9). 14 1.3.3. Kanzerogenese, Ätiologie und Risikofaktoren Molekularpathologisch scheint der Verlust genetischen Materials auf dem langen Arm des Chromosom 7 (del17q22q34) ein frühes Ereignis in der Karzinogenese des Larynxkarzinoms zu sein. Es dürfte im Zusammenhang mit der Aktivierung des c-metProtoonkogens auf dem Chromosom 7q31 stehen (73). Diese chromosomalen Verluste können unter dem Einfluß verschiedener mutagener oder karzinogener Agenzien entstehen. So wird viralen Infektionen mit Human-Papilloma-Viren (HPV), Ebstein-BarrViren (EBV) und Herpes-Simplex-Viren (HSV) eine Rolle in der Karzinogenese zugeschrieben, insofern als daß durch virale Belastung der Zellen eine Amplifikation und Umordnung von Onkogenen postuliert wird (94). Zahlreiche Umweltbelastungen, vor allem mit Arbeitsstoffen, sind in Zusammenhang mit erhöhter Kehlkopfkarzinominzidenz gebracht worden. Diese scheinen jedoch im Vergleich zu den größten Risikofaktoren, dem Alkohol- und Zigarettenkonsum, eine relativ untergeordnete Rolle zu spielen. Für das Kehlkopfkarzinom haben sich vor allem Berufe mit Umgang mit Asbest als Risikofaktor in zahlreichen Studien (Burch et al. (1981), Olsen und Sabroe (1984), Morgan und Shettingara (1976)) herauskristallisiert (85). Verschiedene Stäube (22), Isopropyle (22), Lederverarbeitung (23,69), Senfgasmanufaktur (55), Metallverarbeitung (26), Nickel (13), Schwefelsäure (86), Textilfaserverarbeitung (22,69) und Vulkanisierungsprozesse (68) haben sich ebenfalls alle als signifikante Risikofaktoren herausgestellt (74). Weitere Risikofaktoren sind „ungünstige Arbeitsbedingungen über 10 Jahre„ (niedrige Temperaturen, Staubexposition durch Baumaterialien, Kohle, Textil- und Metallverarbeitung), Holzstaubexposition, Tonsillektomie und häufiger, persistierender Husten, vor allem im Rahmen chronischer Bronchitiden (85). In allen epidemiologischen Untersuchungen zum Kehlkopfkarzinom haben sich jedoch der Konsum von Alkohol und Zigaretten als die externen Risikofaktoren schlechthin für die Entwicklung des Kehlkopfkarzinoms erwiesen (18,85,94,98,99). Sokic et al. stellten 1995 für den Konsum hochprozentigen Alkohols über 5 Jahre und Zigarettenkonsum über 10 Jahre eine hohe statistische Korrelation zur Inzidenz von Kehlkopfkarzinomen fest (85). Alkoholkonsum allein scheint jedoch nicht ganz maßgeblich das Risiko für Kehlkopfkarzinome zu erhöhen; erst in Zusammenhang mit Zigarettenkonsum steigt mit steigendem Alkoholkonsum das Risiko für ein Larynxkarzinom. Die „Third National Cancer 15 Survey„’, in den Vereinigten Staaten Ende der 1970’er durchgeführt, stellte für das Kehlkopfkarzinom ein dosisangepasstes erhöhtes Risiko bei Alkoholkonsum jedes Alkoholikums (Bier, Wein, Schnaps) von 2.2 (im Vergleich: das relative Risiko für Pharynxkarzinom war 6.2) nach Berücksichtigung des Tabakkonsums fest. Vor allem männliche Biertrinker hatten ein erhöhtes relatives Risiko für die Entwicklung eines Kehlkopfkarzinoms (99). Selbst der tägliche Konsum alkoholhaltigen Mundwassers erhöhe das relative Risiko geringfügig (8). Als mögliche Mechanismen der Karzinogenese unter Einfluß des Alkohols werden direkte toxische, karzinogene Effekte diskutiert (45). Ferner werden mögliche, wenn auch niedriggradige, Belastung alkoholischer Getränke mit Karzinogenen wie z.B. polyzyklische Kohlenwasserstoffe (45,53,57) und Asbestfasern (19,97), Induktion mikrosomaler Enzyme in der Leber, Lunge und Darm, welche sekundäre Karzinogene aktivieren, zelluläre Schädigung durch Ethanol und seine Metaboliten (v.a. Acetaldehyd) (42,58) und Ernährungsdefizite unter Alkoholabusus (48) besprochen. Tabakkonsum stellt jedoch den größten einzelnen Risikofaktor für viele Karzinome des Kopf- und Halsbereiches dar, mit einem dem Konsum proportional wachsendem relativen Risiko (13,85,74,98). So wurde u.a. von Wynder und Stellman ein relatives Risiko für die Entwicklung eines Larynxkarzinoms von größer als 30 für Männer festgestellt, die zwischen 31 und 40 Zigaretten täglich über 10 Jahre konsumierten (98). Rothman (74) fand eine geradezu lineare Korrelation zwischen Tabakkonsum und dem Risiko für ein Kehlkopfkarzinom. Das relative Risiko sei 40 bei einem täglichen Konsum von mehr als 35 Zigaretten und 22 für Zigarren- und Pfeifenraucher im Vergleich zu Nichtrauchern. Müller und Krohn stellten auf mikroskopischer Ebene dem Tabakkonsum entsprechende histopathologische Korrelate mit einer gegenläufig parallelen Befundentwicklung bei Nichtrauchern und Rauchern fest. Während Nichtraucher ein physiologisches, nichtverhornendes Plattenepithel auf den Plicae vocales in 83.3% der untersuchten Fälle aufwiesen, nahm diese Prozentzahl mit steigendem Tabakkonsum stetig ab, bis schließlich Raucher mit einem Konsum von mehr als 20 Zigaretten pro Tag lediglich in 30.6% der untersuchten Fälle ein physiologisches nicht-verhornendes Plattenepithel auf den Plicae vocales zeigten. Umgekehrt ließen sich bei nur 4.2% aller Nichtraucher präkanzeröse Läsionen (Dysplasien und Carcinoma in situ) feststellen, während dies der Fall bei 47.2% aller untersuchten Fälle von starken Rauchern war. Somit ließ sich ein 16 deutlicher Zusammenhang zwischen der Inzidenz präkanzeröser Läsionen auf den Plicae vocales und dem Tabakkonsum feststellen (63). 1.3.4. Dysplasien und ihre Rolle als Karzinomvorstufen Dysplasien sind Störungen regelrechten Gewebeaufbaues, entweder aufgrund gestörter Zellorganisation in der Embryo- bzw. Organogenese (sogenannte dysontogenetische Dysplasien), wie z.B. Skelettdysplasien oder zystische Nierendysplasien, oder aufgrund von Differenzierungsstörungen in physiologisch aufgebautem Gewebe, die als Vorstadium von Karzinomen aufzufassen sind. Letztere sind sogenannte präneoplastische Dysplasien. Diese umfassen Zellatypien variierenden Ausmaßes in Zusammenhang mit einer pathologischen, anormalen Epithelarchitektur, charakterisiert durch u.a. Polymorphien, Polychromasien, Verlust regelrechter Zellpolarität und erhöhten Mitoseraten. Dysplasien sind i.d.R. noch reversible reaktive Antworten des Epithels auf chronische Reize wie z.B. Entzündungen. Ihnen gehen normalerweise hyperregenatorische Hyperplasien und Metaplasien als reversible Reaktionen voraus. Der Dysplasie folgen die irreversiblen Schritte in der Karzinogenese, die Anaplasie (oder auch Carcinoma in situ) und schließlich das invasiv-infiltrierende Karzinom. Der gesamte Prozeß wird auch als Dysplasie-Karzinom-Sequenz bezeichnet (73). Dysplasien lassen sich in drei Schweregrade einteilen; die niedriggradige Dysplasie I. Grades zeigt eine Verbreiterung der Basalzellschicht mit erhaltenen mittleren und oberen Zellschichten; diese Veränderungen sind i.d.R. entzündlich bedingt und noch keine Präkanzerosen. Dysplasien II. Grades weisen eine aufgehobene Zellschichtung von Basal- und mittleren Zellschichten mit vermehrt auftretenden Mitosen und zellulären Atypien auf. Hochgradige Dysplasien III. Grades sind durch eine vollständige Aufhebung der regulären Zellarchitektur gekennzeichnet mit reichlich vorhandenen Mitosen und zellulären Atypien. Biologisch verhalten sich Dysplasien III. Grades wie Carcinomata in situ, zu denen auch keine scharfe Grenze besteht. 17 Højslet et al. führten eine mikrolaryngoskopische Untersuchungsreihe von 170 Patienten, die hyperplastische oder dysplastische Schleimhautveränderungen des Kehlkopfinnenraumes aufwiesen durch. Von den 147 Patienten, die durchschnittlich 5 Jahre und 4 Monate nach der Erstuntersuchung und Biopsieentnahme erneut untersucht wurden, war bei 7.8% der Patienten, bei denen ursprünglich eine milde Dysplasie diagnostiziert wurde, eine Progression, also eine Entwicklung einer höhergradigen Dysplasie oder gar eines Karzinoms, eingetreten. 55.6% der Patienten, die ursprünglich eine mittelgradige Dysplasie hatten, entwickelten im Untersuchungszeitraum eine schwere Dysplasie oder ein Karzinom. Somit ließ sich eine deutliche positive Korrelation zwischen bioptisch festgestelltem Dysplasiegrad und dem Risiko der Entwicklung eines Kehlkopfkarzinoms zeigen (37). Hellquist et al. waren 7 Jahre zuvor zu ähnlichen Ergebnissen und Schlußfolgerungen gekommen wie Højslet: von 98 Patienten, bei denen am Anfang der Untersuchung eine milde Dysplasie (Grad I) festgestellt wurde, hatten in den folgenden 14 Jahren 3 (3.06%) eine mittelgradige, 2 (2.04%) eine schwere Dysplasie entwickelt, und 2 Patienten (2.04%) entwickelten ein invasives Karzinom. Von den 24 Patienten mit mittelgradiger Dysplasie (II. Grades) entwickelten 3 eine schwere Dysplasie (12.5%), 3 weitere ein invasives Karzinom (12.5%). Von 39 Patienten, bei denen eingangs eine schwere Dysplasie (III. Grades) oder ein Carcinoma in situ diagnostiziert wurde, erhielten 16 eine primäre Bestrahlung; dennoch entwickelten 4 (25%) ein invasives Karzinom. Die anderen 23 Patienten erhielten eine Chordektomie als Primärtherapie, hier entwickelten 5 (21.73%) ein invasives Karzinom (36). Beide Autoren kamen zum Schluß, daß Dysplasien ab Grad II als Präkanzerose betrachtet werden müssen, von denen ein prozentual hohes Risiko für die Entwicklung eines invasiven Karzinoms mit entsprechend schlechterer Prognose ausgehe. Diese Tatsache fordere regelmäßige Untersuchungen von Patienten mit persistierender Klinik, vor allem Heiserkeit, und von Befunden mittelgradiger Dysplasien, um einer Entwicklung eines invasiven Karzinoms vorzubeugen. 18 1.4. Basalmembranen in Neoplasien 1.4.1. Verhalten und Rolle von Basalmembranen in Neoplasien Das Verhalten eines malignen Tumors ist maßgeblich durch Invasivität und Metastasierung beeinflußt. Diese sind histopathologisch nicht immer einwandfrei feststellbar. Eine Unterscheidung von nicht-invasiven und invasiven Neoplasien hat große prognostische Bedeutung, da gerade in der Früherkennung von Neoplasien der Schlüssel zu einer kurativen Therapie liegt. Der histomorphologische Aspekt der immunhistochemisch markierten Basalmembran kann die Unterscheidung zwischen nicht-invasiven und invasiven Basalmembranstrukturen Karzinomen erleichtern. anhand Einige der Unversehrtheit Karzinome, so vor der allem Plattenepithelkarzinome von Zervix, Larynx und Epidermis und Adenokarzinome des Gastrointestinaltraktes, zeigen eine typische Dysplasie-Karzinom-Sequenz, die einen Übergang von nicht-invasiven Dysplasien über lokalisierte Carcinomata in situ zu invasiven Karzinomen beschreibt. Die quantitative und qualitative Diagnostik von Basalmembranstrukturen vermag eindeutige Aussagen über die unterschiedlichen Entwicklungsstadien einer Neoplasie mit jeweiligen damit verbundenen unterschiedlichen Therapiestrategien und Prognosen zu machen. Basalmembranen sind im Regelfall strukturelle Barrieren, welche die Passage metastasierender Zellen zum und vom Blutkreislaufsystem verhindern. Da sie ebenfalls auch Epithelien, Nerven- und Muskelzellen vom umliegenden Stroma trennen, verhindern sie ferner die Absiedlung metastasierender Zellen in diesen Geweben, als auch die Migration metastasierender Zellen aus diesen Geweben. Die Basalmembran stellt jedoch keine statische Struktur dar. Neoplastische Zellen binden an Basalmembranen, hauptsächlich über Plasmamembranrezeptoren für Laminin (91), wie sie von isolierten menschlichen Mammakarzinomzellen und Maus-Melanom- und -Fibrosarkomzellen isoliert werden konnten (44,54,70). An die Basalmembran gebunden, vermögen die neoplastischen Zellen mittels eigens ausgeschiedenen proteolytischen Enzymen wie u.a. Typ IV-Kollagenase, Heparitinase, Serin, Cystein und sauren Proteinasen die Basalmembran lokalisiert aufzulösen (6,82). Neoplastische Zellen können somit durch die alterierte Basalmembran migrieren und, nach dem Anschluß an Blut- oder Lymphgefäße, metastasieren. Im Gegensatz zu bösartigen Tumoren scheinen gutartige Tumoren seltener lytische Prozesse an der Basalmembran zu initiieren (6). Somit läßt sich 19 theoretisch der immunhistochemisch-lichtmikroskopische strukturelle Zustand der Basalmembran differentialdiagnostisch zur Unterscheidung invasiver und nicht-invasiver bzw. gut- und bösartiger Tumoren heranziehen (1). Diese Betrachtungsweise ist aber zu einfach. Obwohl bösartige Tumorzellen über lytische Enzyme die Basalmembran abbauen können, ist auch eine Absiedlung neuen Basalmembranmaterials an Tumorperipherien beobachtet worden. Der Zustand von Basalmembranen, die neoplastische Zellen umgeben, ist somit weitestgehend von dem Gleichgewicht aus Synthese und Abbau bestimmt (12). In der Diagnostik ist die Unterscheidung zwischen nicht-invasiven prä- oder potentiell malignen Läsionen und initial-invasiven malignen Läsionen z.T. sehr schwierig, aber von großer klinischer, therapeutischer und prognostischer Relevanz. Erste Untersuchungen zur Struktur der Basalmembran in neoplastischem Gewebe wurden mit PAS- oder Basalmembranstrukturen mangelhaften Retikulinfärbungen färben. Spezifität elektronenmikroskopische und Diese durchgeführt, Versuche Auflösung Untersuchungen als erwiesen wenig vermochten da sich diese selektiv aufgrund aussagekräftig. genauere Aussagen der Erst zur Basalmembranmorphologie zu treffen. So konnten 1970 Kobayashi et al., 1972 McNutt et al. in ihren ultrastrukturellen Untersuchungen der Basalmembran feststellen, daß in den meisten Fällen neoplastische Zellen entweder gar keine oder nur eine ausgesprochen diskontinuierliche Basalmembran aufweisen (41,59). Gut differenzierte Karzinome weisen in der Regel eine gut erkennbare Basalmembran auf, während bei undifferenzierten Karzinomen die Basalmembran schemenhaft erscheint oder ganz fehlt. Bereits in Carcinomata in situ oder in sog. „Borderline„-Läsionen erscheinen ebenfalls Unregelmäßigkeiten und Unterbrechungen in der Basalmembran. In den letzten Jahren ermöglichen immunhistochemische Verfahren eine gute Beurteilung der Basalmembran mit dem Lichtmikroskop. Mit immunhistochemischen Methoden ließen sich die elektronenmikroskopischen Befunde weitgehend verifizieren. Benigne Läsionen weisen auch hier eine intakte Basalmembran auf, während maligne Befunde Unregelmäßigkeiten der Basalmembran zeigen, die bis zum völligen Fehlen reichen. „Borderline„-Läsionen und Carcinomata in situ zeigen ebenso z.T. noch diskrete Unregelmäßigkeiten und Unterbrechungen in der Basalmembran (6,29,52). 20 Für diese dynamischen Abbau- und Umbauprozesse der Basalmembran sind komplexe proteolytische Prozesse verantwortlich. Es konnte sowohl ein hoher Aktivitätsgrad proteolytischer Enzyme an Stellen invasiven Tumorwachstums nachgewiesen werden (7), als auch experimentell gezeigt werden, das invasive Prozesse in vitro durch Proteinaseinhibitoren gehemmt werden können (28,92). Ferner konnte gezeigt werden, daß Tumorzellen imstande sind, basalmembran-auflösende Proteinasen selbst herzustellen (29,50,62,71,84). Diese Tatsache schließt jedoch nicht aus, daß körpereigene Zellen , wie z.B. Fibroblasten und Makrophagen, entsprechende lytische Enzyme produzieren. Relevant erscheinen vor allem Typ IV-Kollagenasen (62,71) gegen Kollagen Typ IV, welches wiederum gegen interstitielle (Typ I- und III-) Kollagenasen resistent ist, das Plasminogen-Aktivator-Plasmin System (21) und Cathepsin B, welches Kollagen TypIV, Laminin und Proteoglykane lysiert (43). Plasminogen-Aktivatoren vom Urokinase-Typ und vom Gewebetyp („tissue-type„) lassen sich in vielen Neoplasien finden. Plasmin vermag Laminin und Fibronektin zu lysieren (51). Außerdem scheinen Glykosidasen (71) und Heparanasen (64) eine Rolle zu spielen. Obwohl ursprünglich die Basalmembran im Zusammenhang mit Neoplasien nur unter dem Blickwinkel lytischer Prozesse betrachtet wurde, ist zunehmend erkannt worden, daß einzelne Basalmembrankomponenten oder gar komplette organisierte Basalmembranen im Rahmen von Neoplasien produziert werden können und das Verhalten von Tumoren maßgeblich beeinflussen können (11). Ultrastrukturell (7,90) und immunhistochemisch (16,32,33,78) konnte gezeigt werden, daß neoplastische Zellen Basalmembranmaterial oder auch organisierte Basalmembranen ablagern können, wenn auch in unregelmäßiger Verteilung. Ein gutes Beispiel hierfür ist das adenoid-zystische Karzinom, welches eine vielschichtige, dichte Basalmembran um Tumorzellnester aufweist. Auch bei malignen Melanomen, sogar invasiven Formen, kann eine Basalmembran nachgewiesen werden (34). Es wird postuliert, daß Tumorzellen Regulationsproteine exprimieren, welche die Produktion extrazellulärer Matrixkomponenten anregen (12). Untersuchungen von Basalmembranmustern in Neoplasien können diagnostischen Wert haben. So können Weichteiltumoren in solche aufgeteilt werden, die Basalmembranen produzieren können (z.B. Angiosarkome, Myosarkome, Liposarkome) und solche, die kein Basalmembranmaterial ablagern (v.a. Fibrosarkome, maligne fibröse Histiozytome (MFH)) (1,10,11,12,30,56). In Karzinomen korreliert das Ausmaß von 21 Basalmembranablagerung mit dem Differenzierungsgrad: je differenzierter der Tumor, um so ausgeprägter die Basalmembranablagerung. In wenig differenzierten oder undifferenzierten Karzinomen fehlt dagegen häufig eine erkennbare Basalmembran. Einige Untersuchungen ergaben eine positive Korrelation zwischen Prognose und Ausmaß von Basalmembranproduktion, so vor allem beim Kolonkarzinom (33), beim Plattenepithelkarzinom der Lunge (90) und Blasenkarzinom (78). Zusammenfassend kann gesagt werden, daß Basalmembrananalysen in der mikroskopischen Analyse von Gewebearchitektur in der Früherkennung invasiven Wachstums und der Unterscheidung von gewissen Neoplasie(-sub-)typen von großem Nutzen sein können (12). 1.4.2. Basalmembranen in Neoplasien des Kehlkopfes Maligne Tumoren des Kopf- und Halsbereiches umfassen 2-3% aller Karzinome des Menschen, davon machen Larynxkarzinome circa 30% aus. Sie stellen die häufigste onkologische Todesursache bei Männern zwischen 40 und 50 Jahren dar (31). In den letzten Jahren wurde der Larynx in der regen Forschung zur Immunhistochemie von Basalmembranen bei Neoplasien mit nur wenigen Publikationen relativ vernachlässigt. Auf der Basis der oben genannten Statistiken ist dies doch eher erstaunlich, zudem Larynxkarzinome eine gute Prognose bei frühzeitiger Diagnose und Therapie aufweisen. Die erste Untersuchung der Basalmembran in humanen Larynxkarzinomen wurde 1984 von Cam et al. durchgeführt (14). Sie untersuchten die Verteilung von Kollagen Typ IV, Laminin, Fibronektin und Kollagen Typ V in normalem, peritumorösem Gewebe und neoplastischem Gewebe. Sie fanden in physiologischem und dysplastischem Gewebe der Tumorperipherie eine lichtmikroskopisch-immunhistochemisch nachweisbare kontinuierliche Färbung unter dem Epithel für Kollagen Typ IV und Laminin, mit kontinuierlicher Färbung des subepithelialen Stromas für Fibronektin und Kollagen Typ V. Gut differenzierte Karzinome ergaben eine lineare Färbung für Kollagen Typ IV und Laminin mit dispersen kurzstreckigen Unterbrechungen, das Färbeverhalten von Fibronektin und Kollagen Typ V blieb unverändert. Erst wenig-differenzierte Karzinome wiesen langstreckige Lücken oder vollständiges Fehlen von linearen Strukturen auf. Dieses zeigte sich vor allem an der invasiven Tumorperipherie, während sich die 22 stromalen Komponenten unverändert verhielten, allerdings mit schwächerer Färbung in unmittelbarer Tumornähe. Visser et al. untersuchten 1986 das Färbeverhalten von Basalmembranen, speziell Kollagen Typ IV und Laminin, unter laryngealen Dysplasien und Karzinomen (95). Sie fanden unter hyperplastischem Epithel eine lineare, intakte Basalmembran. Dysplasien zeigten ebenfalls eine intakte Basalmembran, mit streng lokalisierten Unterbrechungen an Arealen entzündlicher Infiltrate. Carcinomata in situ wiesen in 4 von 8 Fällen fokale Unterbrechungen auf. Invasive Karzinome wiesen ausnahmslos regelmäßig längerstreckige Unterbrechungen der Basalmembran auf mit fehlender Reaktivität für Kollagen Typ IV und Laminin. Angesichts der Befunde dieser beiden ersten Untersuchungen zur Basalmembran im Larynx wurde der immunhistochemischen Untersuchung der Basalmembran erhebliche prognostische Relevanz zugesprochen. Man versprach sich eine Differenzierung von niedrig-malignen, nicht-invasiven Karzinomen von undifferenzierten, invasiven Karzinomen auf der Basis der intakten Basalmembran. 1991 untersuchte Antonelli und seine Mitarbeiter die Verteilung von Kollagen Typ IV, Laminin und Fibronektin in physiologischem, dysplastischem und neoplastischem Larynxgewebe. In normalem Gewebe war eine lineare, kontinuierliche Basalmembran lichtmikroskopisch zu sehen, mit fokalen Unterbrechungen in entzündlichen Infiltraten. Während Dysplasien I. Grades intakte Basalmembranen aufwiesen, zeigten Dysplasien III. Grades intermittierend Lücken und Verdopplungen der Basalmembran. Karzinome zeigten eine progredient abnehmende Kontinuität linearer Basalmembranstrukturen im umgekehrten Verhältnis zum Differenzierungsgrad, mit ausgeprägtem Verlust an invasiver Tumorperipherie. Metastatische Lymphknotenbefunde verhielten sich analog den Primärneoplasien. Interessanterweise fanden die Autoren eine verstärkte Färbung für Fibronektin im subepithelialen Stroma im Rahmen entzündlicher Infiltrate und Lokalisationen verstärkter Angiogenese. Die Autoren brachten das mit dem zweifachen Ursprung von Fibronektin, einmal als Produkt des Bindegewebes, aber auch als Bestandteil des Plasmas, in Verbindung (2). 23 Manche Autoren haben sich mit Basalmembrankomponenten in Neoplasien des gesamten Kopf- und Halsbereiches befaßt. Carter et al. untersuchten 1984 die immunhistochemische Anfärbbarkeit von Kollagen Typ IV in Plattenepithelkarzinomen des Kopf- und Halsbereiches, u.a. in Kehlkopfkarzinomen. Sie fanden sowohl in normalen als auch in neoplastischem Geweben eine kontinuierliche Basalmembran subepithelial bzw. um Neoplasien, unabhängig vom Differenzierungsgrad. Es waren lediglich fokale Unregelmäßigkeiten in neoplastischem Gewebe erkennbar (v.a. kurzstreckige Lücken, Verdickungen bzw. Verdoppelungen) bei jedoch kontinuierlichem Gesamtaspekt der Kollagen Typ IV-positiven Strukturen. Zu ähnlichen Befunden kamen auch Gusterson et al., welche die Verteilung von Kollagen Typ IV in Plattenepithelkarzinomen der Haut, des Oropharynx und Larynx untersuchten (30). Es wurde postuliert, daß Plattenepithelkarzinome in diesem Bereich lange Zeit Funktionen physiologischen Plattenepithels beibehalten, gemessen an dem Vorkommen von geordneten, Kollagen Typ IV-positiven Strukturen an der Tumorperipherie. Sakr et al. betrachteten 1987 Plattenepithelkarzinome des oberen Respirationstraktes bezüglich der immunhistochemisch nachweisbaren Verteilung von Kollagen Typ IV und Laminin. Sie beschrieben eine linear-kontinuierliche, Kollagen Typ IV- und Laminin-positive Basalmembran in normalem und hyperplastischen Plattenepithelgewebe und gering- und mittelgradigen Dysplasien. In schwergradigen Dysplasien und Carcinomata in situ war die Basalmembran oft verdünnt und gelegentlich unterbrochen. Invasive Karzinome zeigten ein ihrem Differenzierungsgrad Basalmembrankontinuität, Differenzierungsverlustes was gedeutet inverses als wurde. Verhalten Ausdruck Sakr kam hinsichtlich eines zum der histologischen Schluß, daß auch intraepitheliale Neoplasien oft Basalmembranunregelmäßigkeiten aufweisen können, und daß so ein Verlust von Basalmembranstrukturen nicht typisch für Invasivität sei. Ferner wiesen invasive Plattenepithelkarzinome einen zum Teil beträchtlichen Grad an Differenzierung auf, was mit dem häufigen Vorkommen regelmäßig strukturierter Basalmembranstrukturen assoziiert sei (89). In einer Untersuchung von Hagedorn et al. von 1994 (14) wurde die Verteilung von Kollagenen Typ IV und VII, Laminin, Fibronektin und HPSG in Plattenepithelkarzinomen des Larynx betrachtet. Normales Gewebe wies ein kontinuierliches, lineares Färbungsmuster auf. Karzinome (G1-G3) zeigten eine ihrer Entdifferenzierung parallele 24 Defektbildung aller Komponenten. Am sensitivsten stellte sich Kollagen Typ VII heraus, das bereits bei G1-Tumoren in 40% der Fälle Basalmembrandefekte mit einem Ausmaß von 75 bis 100% zeigte. Kollagen Typ IV wies in diesem Tumorstadium dagegen noch keine Defekte auf. G3-Tumoren demonstrierten Kollagen Typ IV- Defekt von 75 bis 100% in 40% der Fälle; Kollagen Typ VII-Defekte gleichen Ausmaßes bestanden bei G3-Tumoren in über 80% der untersuchten Fälle. Hagedorn postulierte, daß die Basalmembran im Rahmen von Neoplasien nicht einem „Alles-oder-Nichts„-Gesetz unterliege, sondern daß Defekte der Basalmembran durch eine unkoordinierte Synthese und Sekretion einzelner Basalmembrankomponenten seitens der neoplastischen Zellen entstehe. Kollagen Typ VII sei ein Faktor, der dieser unkoordinierten Synthese besonders unterliege, und so als früher diagnostischer und eventuell prognostischer Indikator zu werten sei. Nehrlich et al. beschrieb 1994 ähnliche Befunde wie Hagedorn. Zusätzlich stellte er fest, daß dysplastische Epithelveränderungen und hyperplastische Epithelformationen des Larynx auch fokale Unterbrechungen der Basalmembran aufweisen können, jedoch unter Erhalt aller Basalmembrankomponenten in nicht betroffenen Arealen, vor allem von Kollagen Typ VII (66). 25 1.5. Fragestellungen Die folgende Arbeit stellt anatomisch regelrechtes Larynxgewebe pathologisch verändertem, niedriggradig dysplastischem Gewebe gegenüber. Es wird ein Vergleich zwischen den Innenräumen physiologischer Kehlköpfe von Obduktionsfällen ohne Erkrankungen der Kehlkopfinnenräume und pathologischem Gewebe aus Operationspräparaten von Laryngektomien bei Kehlkopfkarzinomen unternommen. Der Kehlkopfinnenraum wird in acht Regionen eingeteilt, um eine übersichtliche und reproduzierbare Lokalisation der Befunde zu ermöglichen. Dysplasien niedrigen Grades (I. und II. Grades) sind von besonderem Interesse, da sie als frühe Karzinomvorstufen wesentlich günstigere Überlebensraten aufweisen als manifeste Karzinome. In diesem frühen Entwicklungsstadium erfaßt, verspricht die Therapie recht hohe 5-JÜLR. Vor allem im Larynx ist die Untersuchung von Dysplasien interessant, da in diesem Organ eine eindeutige Dysplasie-Karzinom-Sequenz nachgewiesen wurde (12). Die häufigste Lokalisation von Larynxneoplasien, die Plicae vocales, sind sehr einfach mittels Laryngoskopie untersuchbar, was sich potentiell positiv auf Diagnose, Therapie und Prognose auswirken kann. Die zentralen Fragen der vorliegenden Arbeit sind: Sind in der Schleimhaut des Kehlkopfinnenraumes subepitheliale Basalmembranen, durch immunhistochemische Färbemethoden darstellbar? Verlaufen die Basalmembranen ohne Unterbrechungen im gesamten longitudinalen Verlauf von Supraglottis zur Subglottis? Lassen sich in physiologischem und dysplastisch verändertem Gewebe lückenhafte Befunde demonstrieren, wie sie zum Beispiel typischerweise mit neoplastischen Geweben assoziiert werden? Das Vorkommen und die Verteilung immunhistochemisch gefärbter extrazellulärer Matrixkomponenten wird subepithelial, um Gefäße und Drüsen, in Muskelgewebe und im Stroma betrachtet. Als Antigene werden die Kollagene Typ I, III und IV, Laminin und Fibronektin herangezogen. Es gilt, die Präparate auf das Vorkommen und die Verteilung der oben aufgeführten Matrixkomponenten zu untersuchen und ggf. mögliche Unterschiede zwischen physiologischem und dysplastisch verändertem Gewebe aufzudecken. 26 Die histologische Anatomie regelrechten und pathologischen Gewebes soll unter Betrachtung von Epithelverteilung, Vorkommen und Verteilung seromuköser Drüsen, follikel-ähnlicher Strukturen und echter Follikel in der Mukosa und PAS-positiver, lichtmikroskopisch erkennbarer, nicht-immmunhistochemisch gefärbter Basalmembranstrukturen untersucht werden. Ferner soll eine Untersuchung der topographischen Verteilung von entzündlichen Infiltraten und von Dysplasien unter- bzw. innerhalb der Mukosa des Larynxinnenraumes erfolgen, um eventuelle Unterschiede zwischen den beiden Kollektiven aufzudecken. Es werden ausschließlich die relativ differenzierten Dysplasien I. und II. Grades untersucht. Untersuchungen zufolge sollen diese ein ähnliches Verhalten der subepithelialen Basalmembran aufweisen wie physiologisches Gewebe. In der abschließenden Betrachtung der Verteilung der einzelnen untersuchten extrazellulären Matrixkomponenten bei entzündlichen Infiltraten und Dysplasien I. und II. Grades wird deshalb auch der Frage nachgegangen, ob es Unterschiede zwischen physiologischen und pathologischen Geweben, also Obduktions- und Operationsfällen, gibt, oder ob sich die Basalmembran in beiden Kollektiven tatsächlich ähnlich verhält. 27 2. Material und Methoden 2.1. Material und Patientendaten 2.1.1. Material Das Untersuchungskollektiv umfaßte Kehlkopfresektate von 12 Individuen Es wurden insgesamt 31 Präparaten untersucht (16 Operationspräparate, 15 Obduktionspräparate). Die Operationsresektate („E-Fälle„) stammten aus der HNO-Universitätsklinik am St. Elisabeth-Hospital, Kehlkopfkarzinomen, Bochum. zwei Es handelte ausgedehnte sich hierbei Karzinome des um Befunde von Kehlkopfaußenraumes (Hypopharynx), wovon ein Karzinom den Kehlkopfinnenraum infiltrierte, und 4 Karzinome des Kehlkopfinnenraumes. Es lagen ausschließlich Plattenepithelkarzinome vor. Angaben zur pTNM-Stadieneinteilung, fokaler Ausdehnung und genauerer histologischer Befundung sind der Tabelle 1 (S.30) zu entnehmen. Die Obduktionspräparate („S-Fälle„) stellten solche dar, die in den Berufsgenossenschaftlichen Universitätskliniken Bergmannsheil obduziert wurden. In 14 Fällen konnte eine Erkrankung des Kehlkopfes, insbesondere eine Kehlkopfneoplasie, ausgeschlossen werden. In einem Fall (S 315/96) wurde ein fokal fortgeschrittenes Hypopharynxkarzinom, welches den Kehlkopfinnenraum nicht infiltrierte, als Hauptleiden gesichert. Weitere Angaben zu den Hauptleiden und Todesursachen der obduzierten Patienten sind der Tabelle 1 (S.30) zu entnehmen. Operationspräparate mit sicher pathologischen Kehlkopfinnenraumbefunden wurden Obduktionspräparaten als nicht-pathologisches Vergleichskollektiv (bezogen auf den Kehlkopfinnenraum) wie unter Punkt 1.5 der Einleitung dargestellt gegenübergestellt. In den Operationspräparaten wurden solche Regionen (mit einer Ausnahme - E 30643/93-6) untersucht, die sowohl makroskopisch als auch mikroskopisch keine Karzinomanteile darboten. Schwerpunktmäßig wurden ausschließlich Schleimhautareale mit regelrechten Epithelabschnitten und Schleimhautdysplasien I. und II. Grades untersucht. 28 2.1.2. Patientendaten Das Kollektiv bestand aus 9 Männern und 3 Frauen. Das Durchschnittsalter der operierten Patienten betrug 52.5 Jahre (Spanne: 38 bis 60 Jahre), das der verstorbenen 61.67 Jahre (Spanne: 41 bis 73 Jahre). Das Durchschnittsalter aller Fälle betrug 56.83 Jahre. Als Todesursachen wurden autoptisch eine kardiorespiratorische Insuffizienz (n=2), fulminante Lungenarterienembolie (n=1), protrahiertes Leberversagen bei Metastasenleber (n=1), protrahiertes Herz- und Kreislaufversagen bei Tumorkachexie (n=1) und kardiogener Schock bei frischer Koronarthrombose (n=1) gesichert. Angaben über die Todesursache (TU) der Patienten zu Lebzeiten sind in Tabelle 1 (S. 30) aufgeführt. 2.2. Materialgewinnung, Präparation und Färbungen Die im Rahmen der Obduktion entnommenen Kehlkopfresektate wurden in dorsaler Richtung längsgespalten. Es wurde ein distaler Schnitt horizontal zur Trachea geführt, parallel zum Verlauf der Trachealknorpel am Unterrand der Cartilago cricoidea. Ein proximaler horizontaler Schnitt wurde am Kehlkopfeingang gemacht, unter Mitnahme der Epiglottis. Hiernach wurde der Kehlkopf vorsichtig aus dem Gewebebett des bereits aus dem Körper entfernten Halspacketes herauspräpariert. Aus jeder Kehlkopfinnenraumhälfte wurde mindestens ein Längsstreifen exzidiert, so daß aus dem linken und rechten Kehlkopfinnenraum, von einer Linie getrennt, die von der Epiglottismitte durch die Commissura plicae vocales anterior lief, je eine identische Gewebeprobe vorlag. Zur Fixation wurden die Kehlkopfpräparate in 10%iger Formalinlösung fixiert. Zur möglichst übersichtlichen Analyse des Kehlkopfinnenraumes sowie einfacher Handhabung und guter Vergleichbarkeit der Ergebnisse wurde der Kehlkopfinnenraum in longitudinal-frontaler Schnittführung in acht Regionen unterteilt (vgl. Abb. 1-S. 31), von kranial nach kaudal in: 29 1.) Supraglottis : von der laryngealen Epiglottisfläche zur Plica vestibularis 2.) Übergangszone 1 (U1) : eigentliche Plica vestibularis, am Übergang von der Supraglottis zur Glottis 3.) Glottis : Eingang des Ventriculus laryngis, sowohl kranialer (supraglottischer) als auch kaudaler (subglottischer) Anteil 4.) Ventriculus laryngis (Sinus Morgagni): tiefe Ventriculus-Anteile (larynxlumen-fern) 5.) Übergangszone 2 (U2): Übergang vom Ventriculus laryngis zur Plica vocalis 6.) Plica vocalis 7.) Übergangszone 3 (U3): Übergang von der Plica vocalis zur Subglottis 8.) Subglottis : bis zur Trachea reichend Zur übersichtlicheren Bearbeitung zwecks Untersuchung der Drüsenverteilung wurde der Kehlkopfinnenraum nicht in acht, sondern lediglich in drei Regionen unterteilt: Supraglottis, entsprechend Regionen 1 und 2 der sonst üblichen Einteilung, Glottisregion, entsprechend den Regionen 3 bis 6, und Subglottis, analog den Regionen 7 und 8. Die Präparate wurden in Paraffin eingebettet. Die Schnitte wurden routinemäßig mit der Perjodsäure-Schiff-Reaktion (PAS)- Färbung, v.a. zur Beurteilung von Mukopolysaccharidstrukturen, Elastica-van Gieson (EvG)- Färbung zum Nachweis von Elastin- und Kollagenfasern und Hämatoxylin-Eosin (HE)- Färbung, welche ebenfalls Kollagenfasern zur Darstellung bringt, gefärbt 30 Tabelle 1 : Patientendaten zu den untersuchten Präparaten. „E-Fälle„ sind Operationsresektate von Fällen von Kehlkopfkarzinom, klassifiziert nach der pTNM-Stadieneinteilung, „S-Fälle„ sind Obduktionspräparate. CA: Karzinom, TU: Todesursache, diff: differenziert E-/S-Nr. E 3423/93 ¬ 23.11.44 E 14375 /93 U Obduktion Geschlecht Alter m 51 22.03.57 m 38 E 30643 /93 03.03.37 m 58 E 17057 /95 06.11.39 m 56 E 22425 /95 17.08.35 m 60 E 25648 31.03.43 /95 Mittelwert m/w S 162/95 13.10.25 m 52 18.05.95 S 246/95 10.08.23 S 257/95 52.5 19.05.95 6/0 w 69 08.08.95 09.08.95 w 71 11.01.38 16.08.95 17.08.95 m 57 S 293/95 27.07.39 22.09.95 25.09.95 m 56 S 296/95 09.01.22 28.09.95 29.09.95 w 73 S 315/95 24.07.45 06.11.96 07.11.96 m 41 Mittelwert m/w 61.167 3/3 Gesamt Mittelwert m/w Diagnose regressiv verändertes Plattenepithel-CA mittelgradig differenzIertes,partiell verhornendes Plattenepithel-CA des Hypopharynx heteromorphes zur Verhornung neigendes Plattenepithel-CA mit entzündlicher Begleitreaktion oberflächl. exulcerierendes., mittelgradig diff. partiell verhornendes Plattenepithel-CA d. Kehlkopfes d. infraglottischen Region. 3x 3.5cm gr., oberfl. ulzer., bis mittelgrad. diff. Hypopharyx-CA partiell verhornendes Plattenepithel-CA 56.83 9/3 TU-fulminante Lungenarterienembolie TU-kardiorespirator. Insuffizienz TU-protahiertes Leberversagen bei ausgeprägter Metastasenleber TUprotahiertes Herz/Kreilaufversagen bei Tumorkachexie TU-kardiogener Schock bei frischer Koronarthrombose TU-kardiorespiratorische Insuffizienz pTNM pT2 GII pN2 pT3 pN0 pT3 GIII pN2c pT4 GII pN0 pT3 GII pN0 pT3 GII pN0 31 Abbildung 1 : Schematische Darstellung der in dieser Untersuchung benutzen Unterteilung des Kehlkopfinnenraumes in 8 Regionen im Frontalschnitt (Blick von dorsal). 1 = Supraglottis 2 = Übergangszone 1 5 = Übergangszone 2 6 = Plica vocalis 3 = Vestibularis laryngis 7 = Übergangszone 3 4 = Glottis 8 = Subglottis 32 2.3. Immunhistochemische Färbungen (APAAP) Die immunhistochemische Darstellung der extrazellulären Matrixfaktoren Kollagen Typ I, III und IV, Laminin und Fibronektin erfolgte mittels der APAAP-Methode: 1.) 3-4 µm dicke, formalinfixierte und in Paraffin eingebettete Schnittpräparate wurden auf einem mit einem wasserlöslichen Silankleber beschichteten Objektträger aufgezogen. 2.) Die Präparate wurden über Nacht bei 37ºC getrocknet. 3.) Die Schnittpräparate wurden dann in Xylol entparaffiniert und in einer absteigenden Alkoholreihe rehydriert, anschließend in Tris-Puffer (pH 7,6) gespült. 4.) Die Schnittpräparate wurden in Citratpuffer (pH 6,0) für viermal 5 Minuten in der Mikrowelle bei 600 Watt vorbehandelt. 5.) Die Primärantikörper wurden in den jeweiligen Gebrauchsverdünnungen (verdünnt in Diluent; Firma Dako, Hamburg) aufgetragen, anschließend über Nacht bei 4ºC inkubiert und in Tris-Puffer gespült. 6.) Polyklonale Antikörper (Kollagen I, Laminin, Fibronektin) wurden „mausifiziert„, d.h. MAR (mouse-anti-rabbit)- Serum (Firma Dako, Hamburg; 1:150 in Diluent verdünnt) für 30 Minuten bei Raumtemperatur aufgegeben. Bei monoklonalen Antikörpern (Kollagen Typ III, Kollagen Typ IV) entfiel dieser Schritt. 7.) Die Schnittpräparate wurden in Tris-Puffer gespült, anschließend wurde RAM (rabbitanti-mouse)- Serum (Firma Dako, Hamburg; 1:30 in Diluent verdünnt) für 35 Minuten bei Raumtemperatur aufgegeben. 8.) APAAP-Komplex (Firma Dako, Hamburg; 1:75 in Tris-Puffer verdünnt) wurde für 45 Minuten bei Raumtemperatur aufgegeben. Zur Verstärkung der Reaktion wurden nach Spülung mit Tris-Puffer wiederholt RAM-Serum und APAAP-Komplex für jeweils 10 Minuten bei Raumtemperatur aufgegeben. 9.) Nach Spülung mit Tris-Puffer wurde der Neufuchsin-Farbkomplex (pH 8,7-9,2; Firma Chromagesellschaft Schmidt GmbH, Köngen/N.) aufgetragen. Die endogene alkalische Phosphatase wurde mit Levamisol (Firma Sigma, Deisenhofen) geblockt. 10.) Die Schrittpräparate wurden für maximal 25 Minuten bei Raumtemperatur auf dem Schüttler inkubiert. 11.) Die Schnittpräparate wurden mit Aquatex (Firma Merck, Darmstadt) eingedeckt. 33 3. Ergebnisse 3.1. Kehlkopfanatomie und - histologie 3.1.1. Epithelverteilung Nicht-verhornendes Plattenepithel wurde in der kumulativen Betrachtung von Operationsund Obduktionspräparaten des gesamten Kehlkopfinnenraumes in 39,19% der Fälle gesehen, in 93,54% auf den Plicae vocales als Region höchster mechanischer Beanspruchung und 12,9% im relativ geschützten Ventriculus laryngis. Flimmerepithel war in der gemeinsamen Betrachtung in 47,17% mikroskopisch nachweisbar, vor allem in der isolierten Glottis (87,09%) und dem Ventriculus laryngis (87,09%), in 0% auf den Plicae vocales (Tabelle 2-S. 35). In der separaten Betrachtung wiesen Operationspräparate insgesamt einen höheren prozentualen Anteil an nicht-verhornendem Plattenepithel im gesamten Kehlkopfinnenraum (54,68%) auf, besonders ausgeprägt in der Supraglottis (93,75%). Auch der Ventriculus laryngis wies in 25% der Fälle einen höheren Anteil nichtverhornenden Plattenepithels auf im Vergleich zur kumulativen Untersuchung. Flimmerepithel zeigte sich in 27,34% aller untersuchten Regionen, in Glottis und Ventriculus laryngis in 75%, in der Supraglottis lediglich in 18,75% der Fälle (Tabelle 3-S. 35). Die Untersuchung der Epithelverteilung in Obduktionspräparaten ergab ein Vorkommen nicht-verhornenden Plattenepithels im gesamten Kehlkopfinnenraum in 22,5%, mit einem Anteil von 93,33% auf den Plicae vocales (einem Präparat fehlte präparationsbedingt die Plica). Die Glottis und Subglottis zeigten in 6,67% der untersuchten Präparate ein nichtverhornendes Plattenepithel, während der Ventriculus laryngis frei von Plattenepithel war (0%). Flimmerepithel war in 71,7% der Regionen vorhanden, gänzlich fehlend auf den Plicae vocales (0%), in circa 50% in den Übergangszonen II und III; alle anderen Regionen zeigten in mindestens 85% der Fälle Flimmerepithel, Glottis und Ventriculus laryngis sogar in 100% (Tabelle 4-S. 37). 34 3.1.2. Drüsen In der gemeinsamen Betrachtung von Operations- und Obduktionspräparaten zeigte sich die größte Dichte seromuköser Drüsen in der Supraglottis mit einem Anteil von 65% aller Drüsen, gefolgt von der Subglottis mit 21% und der Glottis mit 14% (Tabelle 5-S.37). In der gesonderten Betrachtung operativer und autoptisch entnommener Resektate konnten fast identische Ergebnisse erhoben werden (Tabellen 6 bzw. 7-S. 39). 3.1.3. Follikel und follikel-ähnliche Strukturen In allen Kehlkopfpräparaten zusammen wurden 21 follikel-ähnliche Strukturen gefunden, 15 im Ventriculus laryngis und 6 in der Übergangszone 2, alle mit Ausnahme von 5 in Operationsfällen. Ferner waren 9 Lymphfollikel vorhanden, alle in Operationspräparaten, 8 im Ventriculus laryngis, 1 Follikel in der Supraglottis (Tabelle 8-S. 41 / Abb. 41.4-S. 86). 3.1.4. Lichtmikroskopisch nachweisbare Basalmembranen In der gemeinsamen Betrachtung von Operations- und Obduktionspräparaten konnte nur in der Subglottis in über 50% der Fälle (54,83%) zumindest streckenweise subepithelial eine PAS-positive, lineare, unterschiedlich kontinuierliche Basalmembranzone demonstriert werden. In der Plica vocalis konnte eine Basalmembran in 41,93% belegt werden; in der Übergangszone 1 nur in 16.12% (Tabelle 9-S.41). Die getrennte Untersuchung von Operations- und Obduktionspräparaten ergab, daß die Basalmembran konventionell-lichtmikroskopisch in der PAS-Färbung in den Operationspräparaten über alle Regionen hinweg insgesamt weniger häufig nachzuweisen war. In der Subglottis konnte in 43,75% bzw. 66,67% (Operations- bzw. Obduktionspräparate); in der Supraglottis in jeweils 25% bzw. 46,67% der untersuchten Präparate, unter der Plica vocalis in 25% bzw. 53,33% eine Basalmembran nachgewiesen werden. Niedrigste Werte ergaben sich in der Übergangszone 1 mit 6,25% bzw. 26,67% (Tabellen 10 und 11-S. 43). 35 Tabelle 2 : Epithelverteilung im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) Op-/Obd Fälle Supraglottis Übergangszone 1 Glottis Ventriculus laryngis Übergangszone 2 Stimmlippe Übergangszone 3 Subglottis Mittelwert nvP Ausschließl. 21/31 (67,74%) 6/31 (19,35%) 6/31 (19,35%) 4/31 (12,9%) 6/31 (19,35%) 29/31 (93,54%) 15/31 (48,38%) 10/31 (32,25%) 12/31 (39,19%) 12/31 (38,7%) 5/31 (16,12%) 3/31 (9,67%) 3/31 (9,67%) 5/31 (16,12%) 29/31 (93,54%) 13/31 (41,93%) 8/31 (25,8%) 10/31 (31,44%) F ausschließl. 17/31 (54,83%) 14/31 (45,16%) 27/31 (87,09%) 27/31 (87,09%) 6/31 (19,35%) 0/31 (0%) 7/31 (22,58%) 19/31 (61,29%) 15/31 (47,17%) 10/31 (32,25%) 14/31 (45,16%) 24/31 (77,41%) 26/31 (83,87%) 6/31 (19,35%) 0/31 (0%) 7/31 (22,58%) 17/31 (54,83%) 13/31 (41,93%) Tabelle 3 : Epithelverteilung im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Op-Fälle Supraglottis Übergangszone 1 Glottis Ventriculus laryngis Übergangszone 2 Stimmlippe Übergangszone 3 Subglottis Mittelwert nvP Ausschließl. 15/16 11/16 (93,75%) (68,75%) 5/16 4/16 (31,25%) (25%) 5/16 3/16 (31,25%) (18,75%) 4/16 3/16 (25%) (18,75%) 5/16 4/16 (31,25%) (25%) 14/16 14/16 (87,5%) (87,5%) 12/16 12/16 (75%) (75%) 10/16 8/16 (62,5%) (50%) 9/16 7/16 (54,68%) (46,1%) F 3/16 (18,75%) 1/16 (6,25%) 12/16 (75%) 12/16 (75%) 1/16 (6,25%) 0/16 (0%) 1/16 (6,25%) 5/16 (31,25%) 4,3/16 (27,34%) ausschließl. 0/16 (0%) 1/16 (6,25%) 10/16 (62,5%) 11/16 (68,75%) 1/16 (6,25%) 0/16 (0%) 1/16 (6,25%) 3/16 (18,75%) 3,4/16 (21,1%) 36 100 90 80 Prozent 70 nicht-verhornendes Plattenepithel 60 ausschließlich 50 Flimmerepithel 40 ausschließlich 30 20 10 0 ttis e1 glo zon pra ngs Su a g er Üb ttis ert ttis e2 e3 gis ppe Glo telw bglo mli zon zon ryn Su Mit tim ngs ngs s la S a a lu g g u er er ntric Üb Üb Ve Abbildung 2 : Epithelverteilung im Larynxinnenraum (Operations- und Obduktionsfälle) 100 90 80 Prozent 70 nicht-verhornendes Plattenepithel 60 ausschließlich 50 Flimmerepithel 40 ausschließlich 30 20 10 0 1 ttis ne glo szo pra u S ang g r e Üb rt is 2 3 ttis ppe lott lwe ne ne ngis Glo mli itte ubg szo szo lary im g g S M t n n s S a a ulu erg erg ntric Üb Üb Ve Abbildung 3 : Epithelverteilung im Larynxinnenraum (Operationsfälle) 37 Tabelle 4 : Epithelverteilung im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Obd-Fälle Supraglottis Übergangszone 1 Glottis Ventriculus laryngis Übergangszone 2 Stimmlippe Übergangszone 3 Subglottis Mittelwert nvP Ausschließl. 6/15 (40%) 1/15 (6,67%) 1/15 (6,67%) 0/15 (0%) 2/15 (13,33%) 14/15 (93,33%) 2/15 (13,33%) 1/15 (6,67%) 3,4/15 (22,5%) F 1/15 (6,67%) 1/15 (6,67%) 0/15 (0%) 0/15 (0%) 2/15 (13,33%) 14/15 (93,33%) 1/15 (6,67%) 1/15 (6,67%) 2,5/15 (16,7%) ausschließl. 14/15 (93,33%) 13/15 (86,67%) 15/15 (100%) 15/15 (100%) 7/15 (46,67%) 0/15 (0%) 8/15 (53,33%) 14/15 (93,33%) 10/15 (71,7%) 9/15 (60%) 13/15 (86,67%) 14/15 (93,33%) 15/15 (100%) 4/15 (26,67%) 0/15 (0%) 8/15 (53,33%) 14/15 (93,33%) 9,6/15 (64,2%) Tabelle 5 : Häufigkeit und Topographie seromuköser Drüsen im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionsfälle) Op-/Obd-Fälle E3423/93-3E E3423/93-3F E14375/93-1B E14375/93-1C E30643/93-6 E30643/93-8 E30643/93-9 E30643/93-10 E30643/93-12 E17057/95-dist. E17057/95 E22425/95-7S E22425/95-7P E22425/95-8S E22425/95-8 E25648/95-6R S162/95 S246/95 Sli S246/95 Sre S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Supraglottis Glottis Subglottis Summe 43 30 47 34 36 32 42 42 38 30 20 36 30 69 76 29 42 15 28 18 20 64 35 60 55 30 35 20 28 30 32 8 11 8 10 2 7 4 5 11 5 3 12 9 4 8 15 10 4 9 4 6 10 0 22 13 10 11 7 10 7 8 25 11 13 23 0 23 3 30 11 4 4 2 8 10 41 0 12 6 6 4 9 20 25 20 10 6 9 6 10 8 14 76 52 68 67 38 62 49 77 60 39 27 50 47 83 125 44 64 25 43 26 35 94 60 102 78 46 55 33 48 45 45 1146 64,67% 253 14,27% 373 21,04% 1772 38 120 100 80 Prozent nicht-verhornendes Plattenepithel ausschließlich 60 Flimmerepithel ausschließlich 40 20 0 1 ttis ne glo szo pra u S ang g r e Üb rt is 2 3 ttis ppe lott lwe ne ne ngis Glo mli itte ubg szo szo lary im g g S M t n n s S a a ulu erg erg ntric Üb Üb Ve Abbildung 4 : Epithelverteilung im Larynxinnenraum (Obduktionsfälle) 10000 1772 1000 1146 373 log 253 Summe 100 Mittelwert 56,87 36,96 12,03 10 8,16 1 Supraglottis Glottis Subglottis Summe Abbildung 5 : Häufigkeiten seromuköser Drüsen im Larynxinnenraum (Operations- und Obduktionsfälle) 39 Tabelle 6 : Häufigkeit und Topographie seromuköser Drüsen im Larynxinnenraum (Operationsfälle) Op-Fälle E3423/93-3E E3423/93-3F E14375/93-1B E14375/93-1C E30643/93-6 E30643/93-8 E30643/93-9 E30643/93-10 E30643/93-12 E17057/95-dist. E17057/95 E22425/95-7S E22425/95-7P E22425/95-8S E22425/95-8 E25648/95-6R Summe Prozent Supraglottis Glottis Subglottis Summe 43 8 25 76 30 11 11 52 47 8 13 68 34 10 23 67 36 2 0 38 32 7 23 62 42 4 3 49 42 5 30 77 38 11 11 60 30 5 4 39 20 3 4 27 36 12 2 50 30 9 8 47 69 4 10 83 76 8 41 125 29 15 0 44 634 122 208 964 65,76% 12,65% 21,57% Tabelle 7 : Häufigkeit und Topographie seromuköser Drüsen im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Obd-Fälle S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Supraglottis Glottis Subglottis 42 10 12 15 4 6 28 9 6 18 4 4 20 6 9 64 10 20 35 0 25 60 22 20 55 13 10 30 10 6 35 11 9 20 7 6 28 10 10 30 8 7 32 14 8 512 138 158 64,08% 17,27% 19,77% Summe 64 25 43 26 35 94 60 102 78 46 55 33 48 45 45 799 40 1000 964 634 208 122 100 60,375 39,625 Summe Mittelwert 13 10 7,625 1 Supraglottis Glottis Subglottis Summe Abbildung 6 : Häufigkeiten seromuköser Drüsen im Larynxinnenraum (Operationsfälle) 1000 799 512 138 158 100 53,267 34,13 Mittelwert 19,75 10 Summe 9,2 1 Supraglottis Glottis Subglottis Summe Abbildung 7 : Häufigkeiten seromuköser Drüsen im Larynxinnenraum (Obduktionsfälle) 41 Tabelle 8 : Häufigkeit und Topographie von Follikeln (F) und follikel-ähnlichen Strukturen (FA)im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) Op-/ObdFälle Summe (F) Prozent. Summe (FA) Prozent Supraglottis Übergang 1 Glottis 1 0 3 Ventric. Laryngis 5 3,23% 0 0 0 6,45% 0 0% 0% 0% Übergang 2 Plica vocalis Übergang 3 Subglottis 0 0 0 0 9,67% 15 0% 6 0% 0 0% 0 0% 0 22,58% 12,9% 0% 0% 0% Tabelle 9 : Häufigkeit und Topographie lichtmikroskopisch nachweisbarer Basalmembranstrukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operations- / Obduktionspräparate) Op-/Obd-Fälle E3423/93 3E E3423/93 3F E14375/93 1B E14375/93 1C E30643/93-6 E30643/93-8 E30643/93-9 E30643/93-10 E30643/93-12 E17057/95 d E17057/95 E22425/95 7S E22425/95 7P E22425/95 8S E22425/95 8 E25648/95 6R S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Suprglot. 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 11 35,48% Überg. 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 5 16,12% Glottis 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 9 29,03% Ventr. lar. 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 10 32,25% Überg. 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 8 25,80% Plic.voc. 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 12 41,93% Überg. 3 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 14 45,16% Subglot. 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 17 54,83% 42 Subglottis Übergangszone 3 Prozent positiv Larynges positiv Plica vocalis Mittelwert Summe Übergangszone 2 follikel-ähnliche Strukturen Prozent positiv Larynges positiv Ventriculus laryngis Mittelwert Summe Glottis Follikel Übergangszone 1 Supraglottis 0 5 10 15 20 25 Abbildung 8 : Häufigkeiten von Follikeln und follikel-ähnlichen Strukturen im Larynxinnenraum (Operations- und Obduktionsfälle) 60 54,83 50 45,16 41,93 40 35,48 35,08 32,25 30 Summe 29,03 Prozent positiv 25,8 20 17 16,12 10 11 9 10 12 14 10,75 8 5 0 1 ttis ne glo szo pra g u n S a erg Üb ttis Glo 2 3 alis gis ne ne voc ryn szo szo a a g g l c n n a a Pli lus erg erg icu Üb Üb ntr Ve s otti bgl Su ert telw Mit Abbildung 9 : Häufigkeiten lichtmikroskopisch nachweisbarer subepithelialer Basalmembranstrukturen im Larynxinnenraum (Operations- und Obduktionsfälle) 43 Tabelle 10 : Häufigkeit und Topographie lichtmikroskopisch nachweisbarer Basalmembranstrukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operationspräparate) Op-Fälle E3423/93 3E E3423/93 3F E14375/93 1B E14375/93 1C E30643/93-6 E30643/93-8 E30643/93-9 E30643/93-10 E30643/93-12 E17057/95-d E17057/95 E22425/95 7S E22425/95 7P E22425/95 8S E22425/95 8 E25648/95 6R Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 Glottis Ventr.lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 1 3 4 3 4 5 7 25% 6,25% 18,75% 25% 18,75% 25% 31,25% 43,75% Tabelle 11 : Häufigkeit und Topographie lichtmikroskopisch nachweisbarer Basalmembranstrukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes (Obduktionspräparate) Obd-Fälle S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 Glottis Ventr.lar. 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 7 4 6 6 46,67% 26,67% 40% 40% Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 5 8 9 10 33,33% 53,33% 60% 66,67% 44 50 45 43,75 40 35 31,25 30 25 25 25 20 Summe 25 18,75 24 Prozent positiv 18,75 15 10 5 7 6,25 4 4 3 3 4 5 3,875 1 0 ttis Glo 1 ttis ne glo szo pra u S ang g r e Üb 2 ne ngis szo lary ang lus g u r e ntric Üb Ve 3 lis ne oca szo av ang Plic g r e Üb ttis bglo Su ert telw Mit Abbildung 10 : Häufigkeit und Topographie lichtmikroskopisch nachweisbarer Basalmembranstrukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operationspräparate) 80 70 66,67 60 60 53,33 50 46,67 45,83 40 40 Summe 40 Prozent positiv 33,33 30 26,67 20 10 7 6 4 6 5 8 9 10 s otti bgl Su ert telw Mit 6,875 0 ttis e1 glo zon pra u ngs S a g er Üb ttis Glo s e2 ngi zon lary ngs us a l g u c er ntri Üb Ve alis e3 voc zon a c i ngs a Pl g er Üb Abbildung 11 : Häufigkeit und Topographie lichtmikroskopisch nachweisbarer Basalmembranstrukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes (Obduktionspräparate) 45 3.2. Basalmembranen Es wurde das Vorkommen und die Verteilung der intrinsischen Basalmembrankomponenten Kollagen Typ IV und Laminin, der interstitiellen Kollagene Typ I und III und der extrinsischen Basalmembrankomponente Fibronektin untersucht. Die Verteilung der einzelnen Komponenten wurde subepithelial, subendothelial, periazinär, im Muskelgewebe und im Stroma untersucht. 3.2.1. Immunhistochemisch nachweisbare Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Basalmembrankomponenten unter dem Epithel der Mukosa des Innenraumes des Larynx Die Basalmembran wurde im Falle einer positiven Antigen-Antikörper-Reaktion als kontinuierlich verlaufende Schicht gefärbt, die lückenlos direkt subepithelial der Plasmazellmembran der basalen Epithelzellen anlag. Dickenunterschiede und andere grobe Strukturvarianten (Verdopplungen etc.) wurden nur gelegentlich beobachtet und werden nicht gesondert aufgeführt. Sofern nicht anders angegeben, werden erst für die einzelnen Matrixkomponenten (in der Reihenfolge Kollagen Typ IV, Laminin, Fibronektin, Kollagen Typ I und Kollagen Typ III) die Mittelwerte über alle 8 Regionen angegeben sowie die Regionen mit den jeweils höchsten bzw. niedrigsten Raten positiver Färbung hervorgehoben. Anschließend werden die einzelnen Regionen bezüglich des Vorkommens extrazellulärer Matrixkomponenten untersucht, mit Hervorhebung der Gesamtmittelwerte sowie der höchsten bzw. niedrigsten Werte für positive Färbeaktionen der einzelnen Komponenten. Die Region Glottis wurde in dieser Untersuchung als einzige geteilte Region des Kehlkopfinnenraumes in kraniale und kaudale Glottis, also die Regionen vor bzw. nach dem Ventriculus laryngis, unterteilt. 3.2.1.1. Kollektive Betrachtung von Operations- und Obduktionspräparaten In der kollektiven Betrachtung von Operations- und Obduktionspräparaten ergab sich für Kollagen Typ IV insgesamt der höchste Wert positiver Reaktionen, mit einem 46 durchschnittlichem Nachweis über alle 8 Regionen von 79,2% und einer Spanne von 87,09% in Supraglottis und kaudaler Glottis und 70,96% in Übergangszonen 2 und 3. Laminin erreichte einen Mittelwert über alle 8 Regionen von 48,38%, in der Supraglottis 64,51%, in den Übergangszonen 1 und 2 35,48%. Für Fibronektin ergab sich ein Mittelwert von 64,87%, im Bereich des Ventriculus laryngis (Übergangszone 1, Glottis und Ventriculus laryngis) und Subglottis 67,74%, die Übergangszone 2 demonstrierte mit 58,06% die geringste Färbehäufigkeit. Das interstitielle Kollagen Typ I erwies einen Mittelwert von 66,3%, 70,96% in kranialer Glottis, Plica vocalis und Subglottis, die Übergangszone 1 zeigte mit 58,06% den tiefsten Wert. Kollagen Typ III war in allen Regionen subepithelial in der Basalmembran nachweisbar, mit einem Mittelwert von 7,16%, 19,35% in Supraglottis und 3,22% in Glottis, Ventriculus laryngis und Übergangszone 2. Bezüglich der Verteilung aller Komponenten in den einzelnen Regionen zeigte die Supraglottis den höchsten Wert von 59,99% (87,09% für Kollagen Typ IV, 19,35% für Kollagen III). Für die Übergangszone 2 ergab sich mit 46,45% (Kollagen Typ IV-70,96%, Kollagen Typ III-6,45%) der geringste Wert. Alle Komponenten ergaben über alle 8 Regionen verteilt einen Wert positiver Färbereaktionen von 53,18% (Tabelle 12-S. 51). 3.2.1.2. Operationspräparate Kollagen Typ IV demonstrierte ähnlich der kollektiven Betrachtung auch hier über alle Regionen verteilt die höchste durchschnittliche Rate positiver Reaktionen mit 70,14%, mit Höchstwerten in Supraglottis, Übergangszone 1 und kaudaler Glottis (81,25%), Tiefstwerten in Übergangszonen 2 und 3 mit 56,25%. Für Laminin ergab sich eine durchschnittliche Positivitätsrate von 58,33% (Supraglottis75%, Übergangszone 1-37,5%). Fibronektin und Kollagen Typ I zeigten geringere durchschnittliche Positivitätsraten verglichen zur Kollektivbetrachtung (61,11% respektive 52,78%), mit jeweiligen Höchstwerten in Supraglottis (68,75%) und Plica vocalis (62,5%), Tiefstwerten in 47 Übergangszonen 2 und 3 und Plica vocalis (56,25%) bzw. Übergangszone 1 (37,5%). Kollagen Typ III war mit durchschnittlich 13,89% insgesamt stärker vertreten als in der kollektiven Untersuchung, mit höchsten bzw. niedrigsten Werten von 37,5% bzw. 6,25% in Supraglottis bzw. Glottis, Ventriculus laryngis und Übergangszone 3. Bezüglich der Verteilung aller Kollagentypen waren in der die Supraglottis in 62,5% (Kollagen Typ IV-81,25%, Kollagen Typ III-37,5%), in der Übergangszone 3 nur in 43,75% (Kollagen Typ IV-56,25%, Kollagen Typ III-6,25%) Kollagene färberisch darstellbar (Tabelle 13-S. 51 / Abb. 38.1 und 38.2-S.83, Abb. 39.2 und 39.4-S. 84, Abb. 40.2 und 40.4-S. 85, Abb. 41.1 und 41.2- S.86). 3.2.1.3. Obduktionspräparate Über alle Regionen verteilt zeigte Kollagen Typ IV einen positiven Befund von 88,14%, 93,33% in Supraglottis, kaudaler Glottis, Ventriculus laryngis und Subglottis und 80% in Übergangszonen 1 und 3. Laminin wies in 37,77% einen positiven Befund im Untersuchungsmaterial auf, in der Supraglottis, Glottis und im Ventriculus laryngis in 53,33%, in der Übergangszone 2 und Plica vocalis nur in 13,33%. Fibronektin demonstrierte einen positiven Befund in Höhe von 68,88% im gesamten Kehlkopfinnenraum (73,33% in Übergangszone 1, Glottis, Ventriculus laryngis und Subglottis, 60% in Supraglottis und Plica vocalis). Kollagen Typ I ergab in insgesamt 80,74% der Fälle positive Reaktionen über allen Regionen (höchste Werte von 86,67% in kranialer Glottis, Übergangszone 3 und Subglottis, niedrigster Wert von 66,67% in der Übergangszone 2). Kollagen Typ III war in keinem der untersuchten Obduktionsfälle subepithelial gefärbt. Am häufigsten zeigten kraniale und kaudale Glottis und Ventriculus laryngis positive Färbereaktionen, gemittelt auf alle Komponenten von 60% (Kollagen Typ IV respektive 86,67%, 93,33% und 93,33%, Kollagen Typ III 0%). Die niedrigste Gesamtfärbungsrate ergab sich für die Übergangszone 2 mit 45,33% (Kollagen Typ IV-86,67%, Kollagen Typ III0%) (Tabelle 14-S. 53 / Abb. 38.3 und 38.4-S.83, Abb. 39.1 und 39.3-S.84, Abb. 40.1 und 40.3-S.85) 48 3.2.2. Immunhistochemisch nachweisbare Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten und Basalmembranstrukturen in anderen Strukturen (Gefäße, Drüsen, Muskelgewebe, Stroma) In der Betrachtung der Verteilung von extrazellulären Matrixkomponenten in Gefäßwänden, Drüsenazini, Muskelgewebe und Stroma wurde nur die gemeinsame Betrachtung vorgenommen. 3.2.2.1. Gefäße Für Gefäße konnte für Kollagen Typ IV und Fibronektin über alle Regionen verteilt eine Färbung in 100% der Fälle demonstriert werden. Es wurde die subendotheliale Basalmembran der Gefäße kontinuierlich bandförmig gefärbt. Laminin und Kollagen Typ I zeigten mit jeweils 72,97% und 73,38% positiven Befunden einander ähnliche Verteilungsmuster positiver Reaktionen, mit häufigeren positiven Reaktionen in Supraglottis, Übergangszonen 1 und Subglottis, und geringgradig niedrigeren Werten in Glottis, Ventriculus laryngis und Plica vocalis. Kollagen Typ III war in 3,22% positiv reaktiv, ausschließlich in Supraglottis und Übergangszone 1 (9,67%) und der Glottis (6,45%). Supraglottis und Übergangszone 1 demonstrierten mit je 72,89% Höchstwerte für positive Färbung aller extrazellulären Matrixkomponenten. Der Abschnitt von Ventriculus laryngis bis einschließlich Übergangszone 3 stellte mit 68,34% die niedrigsten Werte dar (Tabelle 15-S. 55 / s.a. sämtliche Abbildungen S.83-86). 3.2.2.2. Drüsen In der Untersuchung der Drüsen wurden positive peri- und intraazinäre Reaktionen gewertet. Übergangszonen 2 und 3 sowie die Plica vocalis wurden nicht mit eingeschlossen, da diese Regionen regelmäßig keine Drüsenstrukturen aufwiesen. Die Azinusstrukturen zeigten insgesamt niedrige Raten positiver Färbereaktionen. Kollagen Typ IV konnte in 61,28% dargestellt werden, mit höchsten Werten in der Supraglottis (74,19%), niedrigsten Werten im Ventriculus laryngis mit 51,61%, Kollagen Typ I in 54,19% (64,51% in Supraglottis, 45,16% in Glottis und Ventriculus laryngis), Kollagen Typ III in 41,28% (54,83% in Supraglottis, 29,03% in Glottis und Ventriculus 49 laryngis). Fibronektin zeigte in 39,9% und Laminin in 23,86% positive Färbereaktionen, jeweils insgesamt mit ähnlicher Verteilung im gesamten Kehlkopf. Extrazelluläre Matrixkomponenten waren durchschnittlich am ausgeprägtesten in der Supraglottis gefärbt, in 52,89% der Fälle (Kollagen Typ IV-74,19%; Kollagen Typ I-64,51%; Kollagen Typ III-54,83%; Fibronektin-45,16%; Laminin-25,8%). Im Ventriculus laryngis waren extrazelluläre Matrixkomponenten mit einem Mittelwert von 37,41% am geringsten vertreten (Kollagen Typ IV-51,61%, Laminin-22,58%) (Tabelle 16-S. 55) / Abb. 41.3-S.86). 3.2.2.3. Muskelgewebe Im Muskelgewebe wiesen sich die Kollagene als die hauptsächlichen positiv gefärbten Komponenten der extrazellulären Matrix aus. Es wurde keine Unterscheidung einzelner spezifischer Muskeln oder Muskelgruppen vorgenommen. Kollagen Typ IV stellte sich in 79,43% der untersuchten Fälle im gesamten Kehlkopfinnenraum positiv dar. Auf der Höhe von Glottis und Ventriculus laryngis war Kollagen Typ IV jeweils in 74,19% der Präparate positiv. Alle anderen Regionen zeichneten sich durch Positivitätsraten von über 80% aus. Kollagen Typ I wies in 74,18% der Fälle einen positiven Befund auf, 83,87% in der Übergangszone 3, 64,51% in Glottis und Ventriculus laryngis. Kollagen Typ III war insgesamt in 59,26% der Präparate gefärbt. Die Spannweite der positiven Befunde der einzelnen Regionen bewegte sich zwischen 54,83% und 64,51%. Laminin zeigte in allen Regionen eine positive Färbungsrate von 35,48%, mit Ausnahme von Übergangszone 3 und Subglottis, welche mit jeweils 41,93% die Gesamtpositivität auf 37,09% brachte. Fibronektin war mit positiven Reaktionen in 26,2% im Muskelgewebe am geringsten prävalent. Supraglottis und Übergangszone 1 wiesen mit 35,48% die höchsten Werte aus, die Subglottis war in 25,8% positiv gefärbt; alle anderen Regionen waren mit 22,58% uniform. In der Untersuchung der einzelnen Regionen in Bezug auf positive Färbereaktionen aller extrazellulären Matrixkomponenten waren in der Subglottis in 59,35% extrazelluläre Matrixkomponenten nachweisbar, im Ventriculus laryngis in 50,32% (Tabelle 17-S. 55). 50 3.2.2.4. Stroma Es wurde das Färbeverhalten des Stromabindegewebes untersucht, welches sich von subepithelial zwischen Drüsenazini, um Gefäße und zwischen Muskelfasern ausbreitet. Sowohl Laminin als auch Kollagen Typ IV waren komplett über den gesamten Kehlkopfinnenraum negativ. Die Kollagene Typ III und I wiesen in 96,77% bzw. 93,54% positive Reaktionen um Drüsenazini, Gefäße und Muskelfasern auf. Fibronektin zeigte in 62,9% der Fälle einen positiven Befund, mit Höchstwerten in der Plica vocalis und Übergangszone 3 von 67,74%. Der Bereich der Glottis und des Ventriculus laryngis präsentierte mit 49,67% die tiefsten Werte für positive Antigen-Antikörper-Reaktionen; die Werte der anderen Regionen schwankten zwischen 50,96% und 52,25% (Tabelle 18-S. 55). 51 Tabelle 12 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten in der Basalmembran der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operations- / Obduktionspräparate) Basalmembrn Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert 1-5 Mittelwert 1-4 Supraglottis 20/31 (64,51%) 27/31 (87,09%) 20/31 (64,51%) 20/31 (64,51%) 6/31 (19,35%) 59,99% Übergang 1 11/31 (35,48%) 25/31 (80,64%) 21/31 (67,74%) 18/31 (58,06%) 3/31 (9,67%) 50,32% Glottis kranial 17/31 (54,83%) 25/31 (80,64%) 21/31 (67,74%) 22/31 (70,96%) 1/31 (3,22%) 55,48% Glottis. kaudal 18/31 (58,06%) 27/31 (87,09%) 21/31 (67,74%) 20/31 (64,51%) 1/31 (3,22%) 56,12% Ventric. laryngis 17/31 (54,83%) 25/31 (80,64%) 21/31 (67,74%) 21/31 (67,74%) 1/31 (3,22%) 54,83% Übergang 2 11/31 (35,48%) 22/31 (70,96%) 18/31 (58,06%) 19/31 (61,29%) 2/31 (6,45%) 46,45% 70,16% 60,48% 68,54% 69,35% 67,74% 56,45% Plica ÜberSubMittelvocalis gang 3 glottis wert 12/31 12/31 17/31 48,38% (38,7%) (38,7%) (54,83%) 23/31 22/31 25/31 79,2% (74,19%) (70,96%) (80,64%) 19/31 19/31 21/31 64,87% (61,29%) (61,29%) (67,74%) 22/31 21/31 22/31 66,3% (70,96%) (67,74%) (70,96%) 3/31 1/31 2/31 7,16% (9,67%) (3,22%) (6,45%) 50,96% 48,38% 56,12% 53,18% 61,29% 59,67% 68,54% 64,69% Tabelle 13 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten in der Basalmembran der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operationspräparate) Basalmembrn Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert 1-5 Mittelwert 1-4 SupraÜberGlottis Glottis. glottis gang 1 kranial kaudal 12/16 6/16 9/16 10/16 (75%) (37,5%) (56,25%) (62,5%) 13/16 13/16 12/16 13/16 (81,25%) (81,25%) (75%) (81,25%) 11/16 10/16 10/16 10/16 (68,75%) (62,5%) (62,5%) (62,5%) 8/16 6/16 9/16 8/16 (50%) (37,5%) (56,25%) (50%) 6/16 3/16 1/16 1/16 (37,5%) (18,75%) (6,25%) (6,25%) 62,50% 47,5% 51,25% 52,50% 68,75% 54,69% 62,5% 64,06% Ventric. laryngis 9/16 (56,25%) 11/16 (68,75%) 10/16 (62,5%) 9/16 (56,25%) 1/16 (6,25%) 50% 60,94% ÜberPlica ÜberSubMittelgang 2 vocalis gang 3 glottis wert 9/16 10/16 8/16 11/16 58,33% (56,25%) (62,5%) (50%) (68,75%) 9/16 10/16 9/16 11/16 70,14% (56,25%) (62,5%) (56,25%) (68,75%) 9/16 9/16 9/16 10/16 61,11% (56,25%) (56,2%) (56,25%) (62,5%) 9/16 10/16 8/16 9/16 52,78% (56,25%) (62,5%) (50%) (56,25%) 2/16 3/16 1/16 2/16 13,89% (12,5%) (18,75%) (6,25%) (12,5%) 47,5% 52,5% 43,75% 53,75% 51,25% 56,25% 60,94% 53,13% 64,06% 60,59% 52 100 90 Prozent 80 70 Laminin 60 Kollagen IV 50 Fibronektin Kollagen I 40 Kollagen III 30 Mittelwert 20 10 0 Abbildung 12 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten in der Basalmembran der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operations- / Obduktionspräparate) 90 80 70 Prozent 60 Laminin 50 Kollagen IV 40 Fibronektin 30 Kollagen I Kollagen III 20 Mittelwert 10 0 Abbildung 13 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten in der Basalmembran der Mukosa des Larynxinnenraumes (Operationspräparate) 53 Tabelle 14 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten in der Basalmembran der Mukosa des Larynxinnenraumes (Obduktionspräparate) Basal membran Laminin Supraglottis 8/15 (53,33%) Übergang 1 5/15 (33,33%) Glottis kranial 8/15 (53,3%) Glottis kaudal 8/15 (53,3%) Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert 1-5 Mittelwert 1-4 14/15 (93,33%) 9/15 (60%) 12/15 (80%) 0/15 (0%) 57,33% 12/15 (80%) 11/15 (73,33%) 12/15 (80%) 0/15 (0%) 53,33% 13/15 (86,67%) 11/15 (73,33%) 13/15 (86,67%) 0/15 (0%) 60% 14/15 (93,33%) 11/15 (73,33%) 12/15 (80%) 0/15 (0%) 60% 71,67% 66,67% 75% 75% Ventric. laryngis 8/15 (53,3%) Übergang 2 2/15 (13,33%) Plica vocalis 2/15 (13,33%) Übergang 3 4/15 (26,67%) Subglottis 6/15 (40%) Mittel wert 37,77% 14/15 13/15 (93,33%) (86,67%) 11/15 9/15 (60%) (73,33%) 12/15 10/15 (80%) (66,67%) 0/15 0/15 (0%) (0%) 60% 45,33% 13/15 (86,67%) 10/15 (66,67%) 12/15 (80%) 0/15 (0%) 49,33% 12/15 (80%) 10/15 (66,67%) 13/15 (86,67%) 0/15 (0%) 52% 14/15 (93,33%) 11/15 (73,33%) 13/15 (86,67%) 0/15 (0%) 58,67% 88,14% 61,67% 65% 73,33% 68,88% 75% 56,67% 68,88% 80,74% 0% 55,11% 54 100 90 80 Prozent 70 Laminin 60 Kollagen IV 50 Fibronektin 40 Kollagen I 30 Kollagen III 20 Mittelwert 10 0 Abbildung 14 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten in der Basalmembran der Mukosa des Larynxinnenraumes (Obduktionspräparate) 55 Tabelle 15 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Gefäße) (Operations- / Obduktionspräparate) Gefäße Laminin Koll. IV Fibronktn Koll. I Koll. III Mittelwert Suprglot. 77,41% 100% 100% 77,41% 9,67% 72,89% Überg. 1 77,41% 100% 100% 77,41% 9,67% 72,89% Glottis 70,96% 100% 100% 74,19% 6,45% 70,32% Ventr. lar. 70,96% 100% 100% 70,96% 0% 68,38% Überg. 2 70,96% 100% 100% 70,96% 0% 68,38% Plic. voc. 70,96% 100% 100% 70,96% 0% 68,38% Überg. 3 70,96% 100% 100% 70,96% 0% 68,38% Subglot. Mittelwert 74,19% 100% 100% 74,19% 0% 69,67% 72,97% 100% 100% 73,38% 3,23% 69,91% Tabelle 16 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Drüsen) (Operations- /Obduktionspräparate) Drüsen Laminin Koll. IV Fibronktn Koll. I Koll. III Mittelwert Suprglot. 25,8% 74,19% 45,16% 64,51% 54,83% 52,8% Überg. 1 22,58% 64,51% 38,7% 61,29% 48,38% 47,2% Glottis 22,58% 54,83% 38,7% 45,16% 29,03% 38,06% Ventr. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 22,58% 51,61% 38,7% 45,16% 29,03% 37,41% Subglot. Mittelwert 25,8% 61,29% 38,7% 54,83% 45,16% 45,15% 23,86% 61,28% 39,99% 54,19% 41,28% 44,12% Tabelle 17 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Muskel) (Operations- /Obduktionspräparate) Muskel Laminin Koll. IV Fibronktn Koll. I Koll. III Mittelwert Suprglot. 35,48% 80,64% 35,48% 74,19% 64,51% 58,06% Überg. 1 35,48% 80,64% 35,48% 74,19% 64,51% 58,06% Glottis 35,48% 74,19% 22,58% 64,51% 58,06% 50,96% Ventr. lar. 35,48% 74,19% 22,58% 64,51% 54,83% 50,31% Überg. 2 35,48% 80,64% 22,58% 70,96% 54,83% 52,90% Plic. voc. 35,48% 80,64% 22,58% 80,64% 54,83% 54,83% Überg. 3 41,93% 80,64% 22,58% 83,87% 58,06% 57,41% Subglot. Mittelwert 41,93% 83,87% 25,8% 80,64% 64,51% 59,35% 37,09% 79,43% 26,2% 74,18% 59,26% 55,23% Tabelle 18 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Stroma) (Operations- /Obduktionspräparate) Stroma Laminin Koll. IV Fibronktn Koll. I Koll. III Mittelwert Suprglot. 0% 0% 61,29% 93,54% 100% 50,96% Überg. 1 0% 0% 61,29% 93,54% 100% 50,96% Glottis 0% 0% 61,29% 93,54% 93,54% 49,67% Ventr. lar. 0% 0% 61,29% 93,54% 93,54% 49,67% Überg. 2 0% 0% 61,29% 93,54% 93,54% 49,67% Plic. voc. 0% 0% 67,74% 93,54% 93,54% 50,96% Überg. 3 0% 0% 67,74% 93,54% 100% 52,25% Subglot. 0% 0% 61,29% 93,54% 100% 50,96% Mittelwert 0% 0% 62,9% 93,54% 96,77% 50,64% 56 100 90 80 Prozent 70 60 50 40 30 20 Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert 10 0 Abbildung 15 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Gefäße) (Operations- / Obduktionspräparate) 80 70 Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert 60 50 40 30 20 10 0 Abbildung 16 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Drüsen) (Operations- /Obduktionspräparate) 57 90 80 70 Prozent 60 Laminin Kollagen IV 50 Fibronektin Kollagen I 40 Kollagen III Mittelwert 30 20 10 0 ttis glo pra Su ne szo ang erg b Ü 1 ttis Glo is ne ng szo lary ang lus erg icu r b t Ü n Ve 2 lis oca av Plic ne szo ang erg b Ü 3 is lott bg Su ert telw Mit Abbildung 17 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Muskel) (Operations- /Obduktionspräparate) 100 90 Prozent 80 70 Laminin 60 Kollagen IV 50 Fibronektin Kollagen I 40 Kollagen III 30 Mittelwert 20 10 0 Abbildung 18 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten im Larynxinnenraum (Stroma) (Operations- /Obduktionspräparate) 58 3.3. Häufigkeit und Topographie pathologischer Befunde im Larynx 3.3.1. Häufigkeit und Topographie entzündlicher Infiltrate im Larynx Entzündliche Infiltrate kamen als subepithelial gelegene, mehr oder weniger genau umschrieben abgegrenzte Ansammlungen immunkompetenter Zellen ohne Ausbildung eines Keimzentrums vor. Es wurde keine weiterführende Zellklassifikation unternommen. Die kollektive Untersuchung von Operations- und Obduktionspräparaten ergab für die Glottisregion und für den Ventriculus laryngis die insgesamt höchsten Inzidenzen für entzündliche Infiltrate mit jeweils 48,38% und 41,93% aller untersuchten Fälle. Die Übergangszonen 2 und 3 wiesen die niedrigsten Raten entzündlicher Infiltrate auf mit jeweils 12,9% (Tabelle 19-S. 60). In der isolierten Betrachtung von Operationsfällen zeigte sich eine höhere Inzidenz entzündlicher Infiltrate in der Glottis und dem Ventriculus laryngis, mit Infiltraten in 68,75% der untersuchten Präparate. Die Übergangszone 1 wies in 18,75% untersuchter Präparate ein entzündliches Infiltrat auf (Tabelle 20- S. 60). Die Obduktionsfälle demonstrierten in der Übergangszone 1 und Glottis die höchste Inzidenz entzündlicher Infiltrate mit 26,67% in allen untersuchten Fällen. Die Übergangszonen 2 und 3 wiesen in keinem Fall ein entzündliches Infiltrat auf (Tabelle 21S. 62). 3.3.2. Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynx In der gemeinsamen Betrachtung von Operations- und Obduktionsfällen zeichneten sich Supraglottis und Subglottis mit den höchsten Inzidenzen von Dysplasien I. und II. Grades aus: 61,29% bzw. 51,61% aller untersuchten Präparate zeigten in diesen Regionen dysplastische Epithelveränderungen. Die Plica vocalis und Übergangszone 3 demonstrierten mit 6,45% die niedrigsten Raten. In der Glottis war in 29,03% der Fälle eine Dysplasie I. oder II. Grades eruierbar (Tabelle 22-S. 62). 59 3.3.2.1. Häufigkeit und Topographie von Dysplasien in Operationspräparaten Die gesonderte Untersuchung von Operationspräparaten zeigte im Vergleich zur kumulativen Betrachtung insgesamt höhere Inzidenzen für Dysplasien I. und II. Grades im gesamten Larynxinnenraum. Hier wiesen die Supraglottis die höchste mit 56,25%, Übergangszone 3 mit 0% die niedrigste Inzidenz auf (Tabelle 23-S. 64). Dysplasien I. Grades nahmen in den Operationspräparaten den hauptsächlichen Anteil der Dysplasien ein. Bis auf die Übergangszone 3 (0%) wiesen alle Regionen Dysplasien I. Grades auf. In der Supraglottis waren in 56,25% dysplastische Epithelveränderungen nachweisbar, die Plica vocalis wies dagegen nur in 6,25% der Fälle eine Dysplasie I. Grades auf (Tabelle 24-S. 64). Dysplasien II. Grades traten seltener auf: nur Plica vocalis und Übergangszone 1 (6,25%) sowie Glottis (12,5%) zeigten Dysplasien II. Grades (Tabelle 25-S. 66). 3.3.2.2. Häufigkeit und Topographie von Dysplasien in Obduktionspräparaten In der Untersuchung der Verteilung von Dysplasien I. und II. Grades in Obduktionspräparaten fielen wie bei den Operationsfällen die hohen Inzidenzen an den kranialen und kaudalen Anteilen des Kehlkopfinnenraums auf; die Supraglottis und Subglottis wiesen in 46,67% aller Fälle Dysplasien auf. In der Glottis waren in 26,67% untersuchter Präparate dysplastische Epithelveränderungen nachweisbar. Die Plica vocalis war in allen Fällen frei von Dysplasien (Tabelle 26-S. 66). Bezüglich der Verteilung Dysplasien I. Grades zeigten Supraglottis in 40%, Subglottis in 33,33%, Glottis in 20% und Übergangszone 2 in 6,67% der Präparate eine Dysplasie I. Grades (Tabelle 27-S. 68). Dysplasien II. Grades kamen in der Supraglottis und im Ventriculus laryngis in 6,67% der Fälle, in Glottis und Subglottis in 13,33% der Fälle vor (Tabelle 28-S. 68). 60 Tabelle 19 : Nachweis und topographische Verteilung entzündlicher Infiltrate im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) Op-/ObdFälle E3423/933E E3423/933F E14375/93 1B E14375/93 1C E30643/93 6 E30643/93 8 E30643/93 9 E30643/93 10 E30643/93 12 E17057/95 d E17057/95 E22425/95 7S E22425/95 7P E22425/95 8S E22425/95 8 E25648/95 6R S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 Glottis Ventric. laryngis Überg. 2 Plica vocalis Überg. 3 Subglottis 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 2 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 8 25,8% 7 22,58% 16 48,38% 13 41,93% 4 12,9% 5 16,12% 4 12,9% 9 29,03% Tabelle 20 : Nachweis und topographische Verteilung entzündlicher Infiltrate im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Op-Fälle E3423/93 3E E3423/93 3F E14375/93 1B E14375/93 1C E30643/93 6 E30643/93 8 E30643/93 9 E30643/93 10 E30643/93 12 E17057/95 d E17057/95 E22425/95 7S E22425/95 7P E22425/95 8S E22425/95 8 E25648/95 6R Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 Glottis Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 2 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 5 31% 3 18,75% 12 68,75% 11 69% 4 25% 4 25% 4 25% 8 50% 61 60 50 48,38 41,93 40 Summe 30 25,8 20 29,03 16 10 8 26,205 Prozent positiv 22,58 13 16,12 12,9 12,9 9 7 5 4 8,25 4 0 Abbildung 19 : Nachweis und topographische Verteilung entzündlicher Infiltrate im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) 80 70 68,75 68,75 60 50 50 40 30 Summe 39,06 Prozent positiv 31,25 20 25 25 25 4 4 4 18,75 11 10 5 0 51 3 11 8 Abbildung 20 : Nachweis und topographische Verteilung entzündlicher Infiltrate im Larynxinnenraum (Operationspräparate) 62 Tabelle 21 : Häufigkeit und topographische Verteilung entzündlicher Infiltrate im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Obd-Fälle Suprglot. S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Überg. 1 Glottis Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglottis 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 3 20% 4 26,67% 4 27% 2 13% 0 0% 1 6,67% 0 0% 1 6,67% Tabelle 22 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) Op-/ObdFälle E3423/93 3E E3423/93 3F E14375/93 1B E14375/931C E30643/93 6 E30643/93 8 E30643/93 9 E30643/93 10 E30643/93 12 E17057/95 d E17057/95 E22425/95 7S E22425/95 7P E22425/95 8S E22425/95 8 E25648/956R S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Supraglottis Übergang 1 Glottis Ventric. larngis Übergang 2 Plica vocalis Übergang 3 SubGlottis 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 2 0 0 0 1 2 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 21 61,29% 4 12,9% 11 29,03% 3 9,67% 3 9,67% 2 6,45% 2 6,45% 16 51,61% 63 30 26,67 25 20 26,67 20 15 15 12,5 13,33 Summe Prozent positiv 10 6,67 5 3 4 4 2 0 0 ttis Glo 1 ttis glo one pra gsz n Su a erg Üb 6,67 2 ngis one lary gsz n s a ulu erg ntric Üb Ve 1 3 lis one oca av gsz c n li a P erg Üb 0 ttis bglo Su 1 ert telw Mit Abbildung 21 : Häufigkeit und topographische Verteilung entzündlicher Infiltrate im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) 70 60 61,29 50 40 Summe 35,48 30 20 20,56125 19 12,9 10 9 4 0 ttis glo pra u S Prozent positiv 29,03 1 ang erg b Ü ttis Glo ngis lary lus u ntric Ve 9,67 3 2 ang erg b Ü 9,67 3 lis oca av Plic 11 6,45 2 3 ang erg b Ü 6,375 0 ttis bglo Su ert telw Mit Abbildung 22 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) 64 Tabelle 23 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Op-Fälle Suprglot. Überg. 1 0 0 E3423/93 3F 1 1 E14375/93 1B 1 0 E14375/93 1C 1 0 E30643/93 6 0 0 E30643/93 8 1 0 E30643/93 9 0 1 E30643/93 10 1 0 E30643/93 12 0 0 E17057/95 d 1 0 E17057/95 0 0 E22425/95 7S 0 1 E22425/95 7P 1 0 E22425/95 8S 1 0 E22425/95 8 0 0 E25648/95 6R 1 1 Summe 9 4 Prozent 56,25% 25% E3423/93 3E Glottis 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 4 25% Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 0 4 12,5% 12,5% 12,5% 0% 25% Tabelle 24 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Op-Fälle Suprglot. Überg. 1 0 0 E3423/93 3F 1 1 E14375/93 1B 1 0 E14375/931C 1 0 E30643/93 6 0 0 E30643/93 8 1 0 E30643/93 9 0 1 E30643/93 10 1 0 E30643/93 12 0 0 E17057/95 d 1 0 E17057/95 0 0 E22425/95 7S 0 0 E22425/95 7P 1 0 E22425/95 8S 1 0 E22425/95 8 0 0 E25648/956R 1 1 Summe 9 3 Prozent 56% 18,75% E3423/93 3E Glottis 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 12,5% Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 1 0 4 12,5% 12,5% 6% 0% 25% 65 60 56,25 50 40 Summe 30 25 25 25 27 Prozent positiv 21,09 20 10 9 4 4 0 12,5 12,5 12,5 2 2 2 ttis Glo 1 ttis ne glo szo pra u S ang g r e Üb 2 ne ngis szo lary ang lus g u r e ntric Üb Ve 3 lis ne oca szo av ang Plic g r e Üb 4 0 ttis bglo Su ert telw Mit Abbildung 23 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) 60 56,25 50 40 Summe 30 Prozent positiv 25 20 10 0 18,75 17,96 12,5 12,5 12,5 2 2 2 9 3 6,25 1 4 0 Abbildung 24 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) 66 Tabelle 25 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Op-Fälle Suprglot. Überg. 1 0 0 E3423/93 3F 0 0 E14375/93 1B 0 0 E14375/931C 0 0 E30643/93 6 0 0 E30643/93 8 0 0 E30643/93 9 0 0 E30643/93 10 0 0 E30643/93 12 0 0 E17057/95 d 0 0 E17057/95 0 0 E22425/95 7S 0 1 E22425/95 7P 0 0 E22425/95 8S 0 0 E22425/95 8 0 0 E25648/956R 0 0 Summe 0 1 Prozent 0% 6,25% E3423/93 3E Glottis 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 2 12,50% Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0% 0% 6,25% 0% 0% Tabelle 26 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Obd-Fälle S162/95 S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 1 0 0 0 9 0 46,67% 0% Glottis 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 4 26,67% Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 7 6,67% 6,67% 0% 0% 46,67% 67 14 12,5 12 10 8 Summe 6,25 6 Prozent positiv 6,25 4 4 3,13 2 2 1 0 1 0 0 ttis Glo ttis e1 glo zon pra ngs Su a g er Üb s ulu ntric Ve e2 zon ngs a g er Üb ngis lary 0 0 lis e3 oca zon av ngs a Plic g er Üb ttis bglo Su 0 ert telw Mit Abbildung 25 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) 70 60 60 50 46,67 40 Summe Prozent positiv 30 26,67 22 18,33 20 10 9 4 0 0 6,67 1 6,67 1 7 0 0 Abbildung 26 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) 68 Tabelle 27 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Obd-Fälle S162/95-Plica S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 1 0 0 0 8 0 40% 0% Glottis 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 3 20% Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 5 0% 6,67% 0% 0% 33,33% Tabelle 28 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Obd-Fälle S162/95-Plica S246/95 li S246/95 re S257/95 li S257/95 re S293/95 li1 S293/95 li2 S293/95 li3 S293/95 re S296/95 li1 S296/95 li2 S296/95 re1 S296/95 re2 S315/96 li S315/96 re Summe Prozent Suprglot. Überg. 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 6,67% 0% Glottis 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 13,3% Vent. lar. Überg. 2 Plic. voc. Überg. 3 Subglot. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 6,67% 0% 0% 0% 13,33% 69 45 40 40 35 33,33 30 Summe 25 20 Prozent positiv 20 17 15 10 12,5 8 6,67 5 3 0 0 0 ttis Glo 1 ttis glo one pra gsz n Su a erg Üb 2 gis one ryn gsz n s la a lu u erg ntric Üb Ve 1 5 0 3 lis one oca av gsz c n li a P erg Üb 0 ttis bglo Su ert telw Mit Abbildung 27 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) 14 13,33 13,33 12 10 8 6 Summe 6,67 6,67 6 5 Prozent positiv 4 2 2 1 0 2 1 0 0 0 0 Abbildung 28 : Häufigkeit und Topographie von Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) 70 3.4. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynx 3.4.1. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades (Gesamtübersicht) Bei Dysplasien I. Grades waren Kollagen Typ IV und Laminin am häufigsten subepithelial gefärbt, jeweils 82,05% und 64,1%. Fibronektin zeigte in 58,97% der Fälle eine Reaktion, gefolgt von Kollagen Typ I in 43,58% und Kollagen Typ III in 7,69%. Der Mittelwert aller Matrixkomponenten ergab 51,28%. Die Untersuchung der einzelnen Regionen zeigt, daß positive Anfärbungen in der Übergangszone 1 mit 80%, der Subglottis mit 61,11% und der Plica vocalis mit 60% in Basalmembranen unter Dysplasien I. Grades vorlagen (Tabelle 29-S. 73). In Dysplasien II. Grades waren Kollagen Typ IV in 80%, KolIagen Typ I in 70% in der Basalmembran nachweisbar. In abnehmender Reihenfolge folgten Fibronektin mit 40%, Laminin mit 10% und Kollagen Typ III mit 0%. Dysplasien II. Grades wiesen im Bereich der Plica vocalis in 60% der Fälle Reaktionen für extrazelluläre Matrixkomponenten (Kollagen Typ IV-100%, Laminin-100%, Fibronektin100%). Supraglottis, Glottis und Subglottis wiesen in durchschnittlich 40% der Fälle positive Reaktionen mit Antikörpern auf, Ventriculus laryngis in 30% (Tabelle 30-S. 73). Dysplasien I. Grades wiesen durchschnittlich in 51,28% positive Reaktionen mit mindestens einer extrazellulären Matrixkomponente auf, Dysplasien II. Grades in 40%. Laminin war in der kumulativen Untersuchungen aller Dysplasien in 44% der Fälle positiv, Kollagen Typ IV in 76,24%, Fibronektin in 41,3%, Kollagen Typ I in 51,75%, Kollagen Typ III in 2,56% der untersuchten Präparate (Tabelle 31-S. 75). 71 3.4.2. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades (Operationspräparate) Laminin reagierte bei Dysplasien I. Grades in Operationsfällen am häufigsten positiv mit 86,36%, gefolgt von Kollagen Typ IV mit 81,81%. Fibronektin war in etwas über der Hälfte der Fälle reaktiv (54,54%), Kollagen Typ I in etwas über einem Drittel (36,36%), Kollagen Typ III in 13,63%. Mit Ausnahme der Übergangszone 3, welche keine Dysplasien I. Grades hatte, der Übergangszone 2 (40%) und dem Ventriculus laryngis (30%) zeigten alle Regionen des Kehlkopfinnenraums eine Reaktion mit extrazellulären Matrixkomponenten in über der Hälfte der Fälle (Werte zwischen 50% in der Glottis und 80% in der Übergangszone 1 (Tabelle 32-S. 75 / Abb. 40.4-S.85 und Abb. 41.1 und 41.2-S.86). Fibronektin demonstrierte in 100% der Fälle von Dysplasie II. Grades eine positive Reaktion, gefolgt von Kollagen Typ IV mit 75%, Laminin und Kollagen Typ I mit jeweils 25%. Kollagen Typ III war komplett negativ. In Übergangszone 1, Glottis und Ventriculus laryngis gingen in 40%, die Plica vocalis in 60% der Fälle Antikörper in Reaktionen mit extrazellulären Matrixkomponenten ein (Tabelle 33-S. 77). Insgesamt wiesen in der gesonderten Betrachtung der Operationsfälle Dysplasien I. Grades in 54,54%, Dysplasien II. Grades in 45% der untersuchten Präparate mit mindestens einer extrazellulären Matrixkomponente eine positive Reaktion auf. Laminin war in insgesamt in 76,92% der Fälle positiv, Kollagen Typ IV in 80,76%, Fibronektin in 61,13%, Kollagen Typ I in 34,61% und Kollagen Typ III in 11,53% der Fälle (Tabelle 34-S. 77). 72 3.4.3. Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades (Obduktionspräparate) Dysplasien I. Grades wiesen für Kollagen Typ IV die höchste Rate positiver Reaktionen auf mit 82,35%, gefolgt von Fibronektin und Kollagen Typ I mit jeweils 58,82% der Fälle und Laminin mit 35,29%. Kollagen Typ III war in keinem Fall gefärbt. Supraglottis und Subglottis zeigten in der Hälfte der Fälle mit mindestens einer extrazellulären Matrixkomponente eine positive Reaktion (50% bzw. 52%), die Glottis in 40% der Fälle, die Übergangszone 2 in 20% (Tabelle 35-S. 79). In Dysplasien II. Grades waren lediglich die Kollagen Typen I und IV positiv, in 100% bzw. 83,33% der Fälle. Supraglottis, Glottis und Subglottis wiesen in 40% der Fälle mit mindestens einer extrazellulären Matrixkomponente eine positive Reaktion auf, der Ventriculus laryngis in 20% (Tabelle 36-S. 79). In Obduktionsfällen zeichneten sich Dysplasien I. Grades durch eine positive Reaktion mit mindestens einer extrazellulären Matrixkomponente in 47,06% der Fälle aus, Dysplasien II. Grades in 36,67%. Laminin war in allen Dysplasien in insgesamt 26,08% der untersuchten Präparate positiv, Kollagen Typ IV in 82,6%, Fibronektin in 43,47%, Kollagen Typ I in 69,56% und Kollagen Typ III war negativ (Tabelle 37-S. 81). 73 Tabelle 29 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) Matrix Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert Suprglot Überg. 1 (12/17) (2/2) 70,58% 100% (15/17) (2/2) 88,23% 100% (9/17) (2/2) 52,94% 100% (9/17) (1/2) 52,94% 50% (1/17) (1/2) 5,88% 50% 52,50% 80% Glottis Vent.lar. Überg. 2 Plic.voc. Überg. 3 Subglot. Mittlwert. Summe (2/5) (2/2) (2/3) (1/1) (0/0) (4/9) 65,21% (25/39) 40% 100% 66,67% 100% 0% 44,44% 64,1% (5/5) (1/2) (1/3) (1/1) (0/0) (7/9) 68,67% (32/39) 100% 50% 33,33% 100% 0% 77,77% 82,1% (3/5) (0/0) (2/3) (0/0) (0/0) (7/9) 44,67% (23/39) 60% 0% 66,67% 0% 0% 77,77% 58,9% (2/5) (0/0) (0/3) (1/1) (0/0) (4/9) 35,92% (17/39) 40% 0% 0% 100% 0% 44,44% 43,6% (0/5) (0/0) (0/3) (0/0) (0/0) (1/9) 8,37% (3/39) 0% 0% 0% 0% 0% 11,11% 7,69% 48% 30% 33% 60% 0% 61,11% 45,82% 51,3% Tabelle 30 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Operations- /Obduktionspräparate) Matrix Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert Suprglot (0/1) 0% (1/1) 100% (0/1) 0% (1/1) 100% (0/1) 0% 40% Überg. 1 (0/1) 0% (1/1) 100% (1/1) 100% (0/1) 0% (0/1) 0% 40% Glottis Vent.lar. Überg. 2 Plic.voc. Überg. 3 Subglot. Mittlwert Summe (0/3) (0/2 0% (1/1) 0% (0/2) 12,5% (1/10) 0% 0% 100% 0% 10% (2/3) (1/2) 0% (1/1) 0% (2/2) 64,58% (8/10) 66,67% 50% 100% 100% 80% (1/3) (1/2) 0% (1/1) 0% (0/2) 35,41% (4/10) 33,33% 50% 100% 0% 40% (3/3) (1/2) 0% (0/1) 0% (2/2) 43,75% (7/10) 100% 50% 0% 100% 70% (0/3) (0/2) 0% (0/1) 0% (0/2) 0% (0/10) 0% 0% 0% 0% 0% 40% 30% 0% 60% 0% 40% 31,25% 40% 74 Mittelwert DI (Summe) Subglottis Mittelwert Übergangszone 3 Kollagen III Plica vocalis Kollagen I Übergangszone 2 Fibronektin Ventriculus laryngis Kollagen IV Glottis Laminin Übergangszone 1 Supraglottis 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 29 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Operations- / Obduktionspräparate) Mittelwert DII (Summe) Subglottis Mittelwert Übergangszone 3 Kollagen III Plica vocalis Kollagen I Übergangszone 2 Fibronektin Ventriculus laryngis Kollagen IV Glottis Laminin Übergangszone 1 Supraglottis 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 30 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Operations- /Obduktionspräparate) 75 Tabelle 31 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operations- /Obduktionspräparate) Matrix Gesamt Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert DI 39 (25/39) 64,1% (32/39) 82,05% (23/39) 58,97% (17/39) 43,58% (3/39 7,69% 51,28% DII 10 (1/10) 10% (8/10) 80% (4/10) 40% (7/10) 70% (0/10) 0% 40% Mittelwert Summe 49 73,46% 81,63% 55,1% 48,97% 6,12% 53,07% Tabelle 32 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Matrix Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert Suprglot (8/9) 88,88% (8/9) 88,88% (5/9) 55,55% (4/9) 44,44% (1/9) 11,11% 57,77% Überg. 1 (2/2) 100% (2/2) 100% (2/2) 100% (1/2) 50% (1/2) 50% 80% Glottis Vent.lar. Überg. 2 Plic.voc. Überg. 3 Subglot. Mittlwert (1/2) (2/2) (2/2) (1/1) (0/0) (3/4) 76,73% 50% 100% 100% 100% 0% 75% (2/2) (1/2) (1/2) (1/1) (0/0) (3/4) 70,48% 100% 50% 50% 100% 0% 75% (1/2) (0/0) (1/2) (0/0) (0/0) (3/4) 41,35% 50% 0% 50% 0% 0% 75% (1/2) (0/0) (0/0) (1/1) (0/0) (1/4) 33,68% 50% 0% 0% 100% 0% 25% (0/0) (0/0) (0/0) (0/0) (0/0) (1/4) 10,76% 0% 0% 0% 0% 0% 25% 50% 30% 40% 60% 0% 55% 46,59% Summe (19/22) 86,36% (18/22) 81,81% (12/22) 54,54% (8/22) 36,36% (3/22) 13,63% 54,54% 76 Mittelwert Kollagen III Summe Kollagen I Mittelwert Fibronektin Dysplasie II. Grades Dysplasie I. Grades Kollagen IV Laminin Gesamt 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 31 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operations- /Obduktionspräparate) Mittelwert Dysplasie I. Grades Subglottis Mittelwert Übergangszone 3 Kollagen III Plica vocalis Kollagen I Übergangszone 2 Ventriculus laryngis Fibronektin Glottis Kollagen IV Laminin Übergangszone 1 Supraglottis 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 32 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) 77 Tabelle 33 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Matrix Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert Suprglot 0/0 (0%) 0/0 (0%) 0/0 (0%) 0/0 (0%) 0/0 (0%) 0% Überg. 1 (0/1) 0% (1/1) 100% (1/1) 100% (0/1) 0% (0/1) 0% 40% Glottis Vent.lar. Überg. 2 Plic.voc. Überg. 3 Subglot. Mittlwert Summe (0/1) (0/1) 0/0 (1/1) 0/0 0/0 12,5% (1/4) 0% 0% (0%) 100% (0%) (0%) 25% (0/1) (1/1) 0/0 (1/1) 0/0 0/0 37,5% (3/4) 0% 100% (0%) 100% (0%) (0%) 75% (1/1) (1/1) 0/0 (1/1) 0/0 0/0 50% (4/4) 100% 100% (0%) 100% (0%) (0%) 100% (1/1) (0/1) 0/0 (0/1) 0/0 0/0 12,5% (1/4) 100% 0% (0%) 0% (0%) (0%) 25% (0/1) (0/1) 0/0 (0/1) 0/0 0/0 0% (0/4) 0% 0% (0%) 0% (0%) (0%) 0% 40% 40% 0% 60% 0% 0% 22,5% 45% Tabelle 34 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Matrix Gesamt Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert DI 22 (19/22) 86,36% (18/22) 81,81% (12/22) 54,54% (8/22) 36,36% (3/22) 13,63% 54,54% DII 4 (1/4) 25% (3/4) 75% (4/4) 100% (1/4) 25% (0/4) 0% 45% Mittelwert Summe 26 76,92% 80,76% 61,53% 34,61% 11,53% 53,07% 78 Mittelwert Dysplasie II. Grades Subglottis Mittelwert Übergangszone 3 Kollagen III Plica vocalis Kollagen I Übergangszone 2 Ventriculus laryngis Fibronektin Glottis Kollagen IV Laminin Übergangszone 1 Supraglottis 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 33 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) Mittelwert Kollagen III Summe Kollagen I Mittelwert Fibronektin DII DI Kollagen IV Laminin Gesamt 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 34 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Operationspräparate) 79 Tabelle 35 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Matrix Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert Suprglot (4/8) 50% (7/8) 87,5% (4/8) 50% (5/8) 62,5% (0/8) 0% 50% Überg. 1 (0/0) 0% (0/0) 0% (0/0) 0% (0/0) 0% (0/0) 0% 0% Glottis Vent.lar. Überg. 2 Plic.voc. Überg. 3 Subglot. Mittlwert (0/3) (0/0) (0/1) (0/0) (0/0) (2/5) 11,25% 0% 0% 0% 0% 0% 40% (3/3) (0/0) (0/1) (0/0) (0/0) (4/5) 33,44% 100% 0% 0% 0% 0% 80% (2/3) (0/0) (0/1) (0/0) (0/0) (4/5) 25% 66,67% 0% 0% 0% 0% 80% (1/3) (0/0) (1/1) (0/0) (0/0) (3/5) 31,99% 33,33% 0% 100% 0% 0% 60% (0/3) (0/0) (0/1) (0/0) (0/0) (0/5) 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 40% 0% 20% 0% 0% 52% 20,25% Summe (6/17) 35,29% (14/17) 82,35% (10/17) 58,82% (10/17) 58,82% (0/17) 0% 47,06% Tabelle 36 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Matrix Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert Suprglot (0/1) 0% (1/1) 100% (0/1) 0% (1/1) 100% (0/1) 0% 40% Überg. 1 (0/0) 0% (0/0) 0% (0/0) 0% (0/0) 0% (0/0) 0% 0% Glottis Vent.lar. Überg. 2 Plic.voc. Überg. 3 Subglot. Mittlwert. Summe (0/2) (0/1) (0/0) (0/0) (0/0) (0/2) 0% (0/6) 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% (2/2) (0/1) (0/0) (0/0) (0/0) (2/2) 37,5% (5/6) 100% 0% 0% 0% 0% 100% 83,33% (0/2) (0/1) (0/0) (0/0) (0/0) (0/2) 0% (0/6) 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% (2/2) (1/1) (0/0) (0/0) (0/0) (2/2) 50% (6/6) 100% 100% 0% 0% 0% 100% 100% (0/2) (0/1) (0/0) (0/0) (0/0) (0/2) 0% (0/6) 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 40% 20% 0% 0% 0% 40% 17,5% 36,66% 80 Mittelwert Dysplasie I. Grades Subglottis Mittelwert Übergangszone 3 Kollagen III Plica vocalis Kollagen I Übergangszone 2 Ventriculus laryngis Fibronektin Glottis Kollagen IV Laminin Übergangszone 1 Supraglottis 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 35 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Mittelwert Dysplasien II. Grades Subglottis Mittelwert Übergangszone 3 Kollagen III Plica vocalis Kollagen I Übergangszone 2 Ventriculus laryngis Fibronektin Glottis Kollagen IV Laminin Übergangszone 1 Supraglottis 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 36 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) 81 Tabelle 37 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) Matrix Gesamt Laminin Kollagen IV Fibronektin Kollagen I Kollagen III Mittelwert DI DII 17 (6/17) 35,29% (14/17) 82,35% (10/17) 58,82% (10/17) 58,82% (0/17) 0% 47,06% 6 (0/6) 0% (5/6) 83,33% (0/6) 0% (6/6) 100% (0/6) 0% 36,67% Mittelwert Summe 23 26,08% 82,6% 43,47% 69,56% 0% 44,34% 82 Mittelwert Kollagen III Summe Kollagen I Mittelwert Fibronektin DII DI Kollagen IV Laminin Gesamt 0 20 40 60 80 100 Prozent Abbildung 37 : Häufigkeit und Topographie extrazellulärer Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades im Larynxinnenraum (Obduktionspräparate) 83 1.) 2.) 3.) 4.) Abbildung 38 : 1.) Operationsfall mit Darstellung der Glottis. Die subepitheliale Basalmembran ist unterhalb des Oberflächenepithels kontinuierlich positiv mit Antikörpern gegen Laminin gefärbt. Positive Reaktionen der Basalmembranen kapillärer Blutgefäße als interne Kontrolle. (E 14375/93-1B; 20x/0,45) 2.) Operationsfall mit Darstellung der kontinuierlich mit Antikörpern gegen Fibronektin gefärbten subepithelialen Basalmembran in der Supraglottis unter Flimmerepithel. (E 14375/93-1B; 20x/0,45) 3.) Obduktionsfall. Subepitheliale und subendotheliale Basalmembran mit Antikörpern gegen Kollagen Typ IV im Bereich der Subglottis kontinuierlich positiv gefärbt, darüber Flimmerepithel. (S 162/95; 20x/0,45) 4.) Obduktionsfall. Antikörper gegen Kollagen Typ I in der Supraglottis, welche die subepitheliale Basalmembran kontinuierlich positiv färben, hier auch nichtverhornendes Flimmerepithel. (S 257/95; 20x/0,45) 84 1.) 2.) 3.) 4.) Abbildung 39 : 1.) Obduktionsfall. Unter Anwendung von Antikörpern gegen Kollagen Typ IV im Ventriculus laryngis keine Färbung der subepithelialen Basalmembran, dagegen subendotheliale Basalmembran als interne positiv gefärbt. (S 257/95; 20x/0,45) 2.) Operationsfall mit Ausschnitt aus der Supraglottis, auch hier ist die subepitheliale Basalmembran unter dem Flimmerepithel nicht gefärbt, auch unter Anwendung von Antikörpern gegen negativ Kollagen Typ IV. Wieder ist die subendotheliale Basalmembran positiv gefärbt. (E30643/93-10; 20x/0,45) 3.) In diesem Obduktionsfall weist die subepitheliale Basalmembran, hier in der Subglottis, unter regelrechtem Flimmerepithel wieder keine positive Reaktion mit Antikörpern gegen extrazelluläre Matrixkomponenten auf, hier gegen Laminin. Die subendotheliale Basalmembran zeigt als interne Kontrolle erneut eine einwandfreie Reaktion. (S 257/95; 20x/0,45) 4.) Diese Metaplasie, mit leichtem entzündlichen Infiltrat, aus der Übergangszone 2 eines Operationsfalles zeigt ebenfalls keine positive Reaktion der subepithelialen Basalmembran, die subendothelialen Basalmembranen sind aber auch in diesem Fall wieder gefärbt. Antikörper gegen Laminin. (E 30643/93-10; 4x,0,10) 85 1.) 3.) 2.) 4.) Abbildung 40 : 1.). Sowohl die subepithelialen als auch die subendotheliale Basalmembranen lassen sich in der Subglottis dieses Obduktionsfalles mit Antikörpern gegen Kollagen Typ IV positiv färben. Unauffälliges Flimmerepithel (S162/95; 20x/0,45) 2.) Dieser Ausschnitt aus einem Operationsfall zeigt Supraglottis mit regelrechtem Flimmerepithel, die subepithelialen und subendothelialen Basalmembranen sind mit Antikörpern gegen Laminin positiv gefärbt. (E 30643/93-8; 20x/0,45) 3.) Die subendotheliale Basalmembran ist in diesem Ausschnitt aus der Subglottis eines Obduktionsfalles kräftiger gefärbt mit Antikörpern gegen Kollagen Typ IV als die subepitheliale Basalmembran, die sich als dünne Schicht unter dem Flimmerepithel darstellt. (S162/95; 20x/0,45) 4.) Diese Dysplasie I. Grades aus dem Ventriculus laryngis eines Operationsfalles weist etwa gleichermaßen ausgeprägte Färbereaktionen gegen Laminin sowohl der subepithelialen als auch der subendothelialen Basalmembranen auf. (E14375/93-1B; 20x/0,45) 86 1.) 2.) 3.) 4.) Abbildung 41 : 1.) Dysplasie I. Grades in der Supraglottis eines Operationsfalles mit lückenhafter Darstellung der subepithelialen Basalmembran mit Antikörpern gegen Laminin. Subendotheliale Basalmembran der kapillären Gefäße sind als interne Kontrolle lückenlos gefärbt. (E14375/93-1B; 20x/0,45) 2.) Dysplasie I. Grades in der Supraglottis eines weiteren Operationsfalles mit lückenhafter Darstellung der subepitheliale Basalmembran, dieses Mal mit Antikörpern gegen Kollagen Typ I. Wieder sind die subendothelialen Basalmembranen durchgehend gefärbt. (E 30643/93-10; 20x/0,45). 3.) In diesem Obduktionsfall werden die positiven Reaktion periazinärer sowie subendothelialer Basalmembranen in der Glottis mit Antikörpern gegen Kollagen Typ IV demonstriert. (S 293/95; 20x;0,45) 4.) Dieser Operationsfall weist in der Supraglottis einen Lymphfollikel mit Keimzentrum auf. Die subepitheliale Basalmembran ist unter dem Flimmerepithel lückenhaft mit Antikörpern gegen Kollagen Typ IV gefärbt, die subendothelialen Basalmembranen durchgehend reaktiv. (E30643/93-10; 4x/0,10) 87 4. Diskussion Basalmembranen sind ubiquitär vorkommende Kompartimente der extrazellulären Matrix, die, wie z.B. im Kehlkopfinnenraum, epitheliale Zellen vom extrazellulären Bindegewebe trennen. Bestehend aus intrinsischen (Kollagen Typ IV, Laminin u.a.) und extrinsischen Komponenten (Fibronektin u.a.) nehmen sie verschiedene Funktionen wahr, von Filterfunktionen über Adhäsion von Zellen an das darunterliegende Bindegewebe bis hin zu Aufgaben in der Zelldifferenzierung. Basalmembranen sollen unter physiologischen und auch dysplastisch veränderten Epithelarealen lückenlos verlaufen, wie u.a. in immunhistochemischen Färbungen in- und extrinsischer Basalmembrankomponenten dargestellt worden ist (2,10,12,14,31,39,40,95). Diese Beobachtung stellt in der Tumordiagnostik ein wichtiges differentialdiagnostisches Kriterium in der Abgrenzung invasiver maligner Epithelveränderungen, welche mikroskopisch die Basalmembran in ihrer Kontinuität unterbrochen haben, dar. Dieser Befund soll für eine Metastasierung in malignen Prozessen sprechen. Maligne intraepitheliale Prozesse, die noch auf das epitheliale Gewebe beschränkt sind, wie das Carcinoma in situ, sollen sich dagegen durch intakte Basalmembranen von invasiven malignen epithelialen Prozessen unterscheiden. Kehlkopfkarzinome nehmen mit ca. 25% aller Neoplasien im Kopf-/Halsbereich den größten Anteil an Neoplasien dieser Region ein, insgesamt circa 1% aller Organneoplasien (9). Klinisch zeichnen sie sich durch eine relativ früh einsetzende subjektive Symptomatik aus, wie Kloßgefühl, Heiserkeit, Schluckbeschwerden und Husten. Aufgrund seiner leicht zugänglichen Lage läßt sich der Kehlkopf recht einfach mit wenig invasiven Verfahren wie z.B. der direkten Laryngoskopie, der Mikrolaryngoskopie oder der flexiblen Endoskopie untersuchen. In Probeexzisionen aus auffälligen Schleimhautarealen können hyper- oder dysplastische Epithelveränderungen oder invasive Plattenepithelkarzinome morphologisch gesichert werden. Zur Differenzierung zwischen diesen pathologischen Veränderungen kommt der Basalmembrandiagnostik eine wesentliche Rolle zu. In der vorliegenden Studie erfolgte eine Einteilung des Kehlkopinnenraumes in acht topographisch getrennte Regionen (vgl. Material und Methoden). Innerhalb der einzelnen Regionen wurden Vorkommen und topographische Verteilung anatomischer Strukturen 88 (Epithelien, seromuköse Drüsen, Lymphfollikel) sowie extrazellulärer Matrixkomponenten (Kollagene I, III und IV sowie Laminin und Fibronektin) im Kehlkopfinnenraum analysiert. In autoptisch entnommenen Kehlköpfen lagen Schleimhautbereiche ohne wesentliche Erkrankungen des Kehlkopfinnenraumes vor. Dieses Kollektiv diente als Vergleichskollektiv für die an Laryngektomiepräparaten bei Larynxkarzinomen erhobenen pathologischen Schleimhautbefunde. Es sollte festgestellt werden, ob bereits in physiologischen oder geringgradig pathologisch veränderten Schleimhautarealen Auffälligkeiten, allen voran fokalen oder generalisiert Unterbrechungen, der subepithelialen Basalmembran oder einzelner Komponenten der extrazellulären Matrix nachweisbar sind. Es wurden niedriggradig dysplastische Veränderungen gewählt und hochgradige Veränderungen nicht berücksichtigt, um das Verhalten der Matrixkomponenten der subepithelialen Basalmembran in einem Stadium zu erfassen, in dem noch nicht von einer Invasivität bzw. Mikrofiliarisierung ausgegangen wird, in denen also noch intakte, lückenlose Basalmembranen mit kontinuierlicher Färbereaktionen propagiert werden. In der Studie konnte gezeigt werden, daß bereits in physiologischen und geringgradig pathologisch veränderten Schleimhautarealen des Kehlkopfinnenraumes Auffälligkeiten der subepithelialen Basalmembran oder einzelner Komponenten der extrazellulären Matrix bestehen, wie sie z.T. auch bei höhergradig dysplastischen oder maligne entarteten Befunden beschreiben sind. 4.1. Kehlkopfhistologie 4.1.1. Epithelien- Verteilung von nicht-verhornendem Plattenepithel und Flimmerepithel In der Literatur wird eine streng reglementierte Epithelverteilung im Innenraum physiologischer Kehlköpfe postuliert. Die laryngeale Epiglottisfläche weist hierbei ein mehrschichtiges Flimmerepithel, welches sich über Supraglottis und Glottis einschließlich Ventriculus laryngis erstreckt, bis zu den Plicae vocales auf, welche von unverschieblichem mehrschichtigem Plattenepithel bedeckt sind. Kaudal der Plicae vocales, in der Subglottis, geht das mehrschichtige Flimmerepithel in der Trachea in ein zweischichtiges respiratorisches Epithel über (47). 89 Eine Reihe von Autoren haben sich mit der Frage der Epithelverteilung in Kehlkopfinnenräumen auseinandergesetzt. Ruckes und Causé untersuchten 1964 die Verteilung von Epithelien auf den Plicae vestibulares. Bei 41% aller untersuchten Neugeborenen konnten sie Plattenepithelien demonstrieren. Der Anteil stieg auf 76% in der Gruppe der 61- bis 80-jährigen. Bei Erwachsenen wurden drei Verteilungstypen unterschieden: 1.) vollständiger Überzug der Plicae vocales mit Plattenepithel (Typ I) 2.) Überzug nur des freien Randes der Plica mit Plattenepithel (Typ II) 3.) fleckförmige Plattenepithelverteilung Die steigende Plattenepithelmetaplasierate der Plicae vestibulares parallel zum steigenden Alter wurde in Zusammenhang mit verlängerten Expositionszeiten gegenüber Umweltnoxen gebracht (75). Jelínek beschrieb 1966 eine insgesamt mit der Literatur übereinstimmende Epithelverteilung im Innenraum anatomisch regelrechter Kehlköpfe. Er beobachtete jedoch in 43% der untersuchten Fälle kleine Inseln metaplastischen Plattenepithels inmitten von Zylinderepithel ohne klinisches Korrelat und unabhängig von Alter und Geschlecht (38). Scott beschrieb ein Vorkommen von Plattenepithel auf den Taschenbändern in 57% seiner untersuchten Fälle, bei 63% aller Männer und 50% aller Frauen, mit einer Altersverteilung von 11-98 Jahren (88). Stell et al. fanden in der Subglottisregion bei männlichen Patienten in 50% der untersuchten Fälle Plattenepithel, bei weiblichen Patienten in 41%. Der Anteil des Plattenepithels an der Gesamtepithelfläche der Subglottis wies keinen relevanten Unterschied zwischen beiden Geschlechtern auf. Auch konnte keine Korrelation zwischen Alter und Ausmaß der Plattenepithelverteilung gefunden werden (88). In einer weiteren Arbeit betrachtete Stell die Epithelverteilung auf den Plicae vestibulares (89). In Präparaten von männlichen Patienten wurde in 39% der Fälle ausschließlich Flimmerepithel beschrieben, in 4% Plattenepithel und in 57% ein Mischbild. Präparate weiblicher Patienten wiesen respektive in 66% ausschließlich Flimmerepithel, in 10% Plattenepithel und in 24% ein Mischbild auf. 90 Daniilidis beschrieb ein Vorkommen von Plattenepithel im gesamten Kehlkopfinnenraum, mit Ausnahme des Sinus Morgagni, welcher ausschließlich mit mehrschichtigem Flimmerepithel ausgekleidet sei (20). Insgesamt entsprachen die in dieser Untersuchung erhobenen Epithelverteilungsmuster den Befunden oben genannter Arbeiten. Es fand sich jedoch im gesamten Kehlkopfinnenraum nichtverhornendes Plattenepithel, also, entgegen den Aussagen von vor allem Daniilidis et al. (20), auch im Sinus Morgagni. Im eigenen Untersuchungskollektiv waren die untersuchten Epitheltypen, nicht- verhornendes Plattenepithel und Flimmerepithel, wie in den oben genannten Studien dargestellt, nicht auf bestimmte Areale des Kehlkopfinnenraumes beschränkt. In der kollektiven Betrachtung konnte in 39,19% der Fälle nicht-verhornendes Plattenepithel im gesamten Kehlkopfinnenraum beobachtet werden, nicht, wie zu erwarten wäre, nur beschränkt auf die Plicae vocales. Vor allem waren in der Supraglottis, Übergangszone 3 und der Subglottis plattenepithelhaltige Zonen vorhanden. Überraschend war der Befund von 12,9% Plattenepithelauskleidung im Ventriculus laryngis, in der Literatur zuvor nicht beschrieben. Hier scheinen sich trotz geschützter Lage und in der Regel gut ausgebildeten Schutzmechanismen (Flimmerepithelien, seromuköse Drüsen, Ansammlung immunkompetenter Zellen) ebenfalls Umbauvorgänge, vermutlich unter Noxeneinwirkung, im Sinne von Metaplasien zu ereignen. Die Kehlkopfschleimhäute von Patienten mit Kehlkopfkarzinomen zeigten vermehrt abnorme Epithelverteilungsmuster, wie gemäß der Dysplasie-Karzinom-Sequenz zu erwarten wäre. In der getrennten Betrachtung von Operations- und Obduktionspräparaten fiel auf, daß die Operationsfälle bezüglich der Epithelauskleidung mit Plattenepithel höhere Prozentwerte aufwiesen, vor allem in exponierten Arealen (Supraglottis, Übergangsregionen, Subglottis), während in den Obduktionsfällen physiologischen Verhältnissen entsprechend Flimmerepithelien dominierten. Sogar relativ isolierte Regionen, Glottis und Ventriculus laryngis, wiesen vor allem in den Operationspräparaten Plattenepithel auf (31,25% bzw. 25% in Operationsfällen, 6,67% bzw. 0% in Obduktionsfällen). 91 Die Befunde metaplastischen Plattenepithels im Kehlkopfinnenraum lassen sich durch chronische Exposition gegenüber irritativen inhalativen Noxen verschiedener Art (Zigarettenrauch, Umweltnoxen) erklären, welche, wie in der Literatur beschrieben, eine metaplastische Reaktion hervorrufen können (20,76). Das höhere Durchschnittsalter der Obduktionsfälle (61,17a vs. 52,5a) bei gleichzeitiger niedrigerer Inzidenz für Plattenepithelmetaplasien scheint gegen eine reine Zeit-Akkumulation-Assoziation zu sprechen. Vielmehr scheint die Akkumulation von Noxen zur Ausbildung von Metaplasien im Larynxinnenraum eine Funktion von Intensität der Exposition, Charakter der Noxe oder lokaler Immunfunktion zu sein. 4.1.2. Drüsen – Lokalisation und Häufigkeiten Laut Leonhardt (47) ist der Larynx mit seromukösen Drüsen ausgestattet. Die Plicae vocales sind frei von Drüsen, besonders dicht ist die Drüsenverteilung in der Mukosa der Plicae vestibulares und des Ventriculus laryngis. Sie befeuchten den Kehlkopfinnenraum, vor allem die Plicae vocales, und spielen eine Rolle in der mukoziliären Säuberungsfunktion der unteren Luftwege. Nach Untersuchungen von Bak-Pedersen und Nielsen kommen subepitheliale, tubuloazinäre muköse Drüsen in allen Regionen des Larynx vor. Ihre Dichte ist sehr groß in der Subglottis, dem Sinus Morgagni und den Plicae ventriculares, am niedrigsten in der Epiglottisregion (4). Die Dichte der subepithelialen mukösen Drüsen soll in der Glottisregion am größten sein, vor allem in den kaudalen Anteilen des Ventriculus laryngis (5,67). Nach eigenen Untersuchungen zeigt die Verteilung seromuköser Drüsen im Kehlkopfinnenraum ein Gefälle von kranial nach kaudal. Die größte Dichte von Drüsen liegt in der Supraglottisregion vor. Dieses deutet auf Aufgaben der Feuchthaltung des Kehlkopfinnenraumes, vor allem der distal gelegenen Plicae vocales, hin. Möglicherweise ist die Dichte der Drüsenfelder als gesonderter Schutzmechanismus im Sinne einer kranialen Barriere des laryngeo-tracheo-bronchialen Systems gegenüber Noxen in der Atemluft zu interpretieren. Interessant ist der Befund erhöhter Drüsenanzahlen für die Subglottis in den Operationspräparaten, was hier als reaktive Antwort auf erhöhte Noxenexposition gedeutet werden kann. Die Noxen kommen zweimal mit der laryngealen Schleimhaut in Kontakt: zum einen bei der primären Passage durch die Atemwege in die 92 Lunge, ein zweites Mal als Folge der mukoziliären Clearance zurück aus den tieferen Atemwegen. Als Antwort auf diese doppelte Exposition, bei insgesamt verstärkter postulierter Noxeneinwirkung bei den Patienten mit Kehlkopfkarzinomen, wäre eine reaktive Vermehrung muköser Drüsen in der Subglottis als Schutzfunktion denkbar. 4.1.3. Follikel und follikel-ähnliche Strukturen in der Mukosa des Larynxinnenraumes Lymphfollikel und follikel-ähnliche Strukturen sind in der Mukosa des Kehlkopfinnenraums beschrieben worden, v.a. in der Glottis und im Ventriculus laryngis (47,79), besonders ausgeprägt im kindlichen Kehlkopf und in Zusammenhang mit Neoplasien adulter Kehlköpfe (24). Sie stellen umschriebene Ansammlungen immunkompetenter Zellen dar. Im umgebenden Stroma von Metaplasien und Dysplasien kommen gehäuft entzündliche Infiltrate vor. Ob diese Infiltrate eine gezielte reaktive Immunantwort auf Meta- und Dysplasien repräsentieren, oder ob es zu einer erhöhten Koinzidenz von Infiltraten und Meta- bzw. Dysplasien an für Noxen exponierten Stellen als voneinander unabhängige Antwort kommt, ist nicht ganz eindeutig. Konzentrierte Ansammlungen immunkompetenter Zellen, wie es Lymphfollikel und follikel-ähnliche Strukturen darstellen, stellen aber anscheinend eine umschriebene, ausgeprägte Immunantwort dar. Follikel-ähnliche Strukturen sind in dieser Studie umschriebene Lymphozytenansammlungen in der Lamina propria der Schleimhaut. Das gehäufte Vorkommen von lymphofollikulären Hyperplasien und Proliferationen in Glottis und Ventriculus laryngis als reaktive Immunantwort könnte durch eine erhebliche Akkumulation von exogenen chronischen Noxen (chemischer, biologischer oder physikalischer Natur) in diesen Regionen erklärt werden, könnte auch auf die potentielle Funktion der Glottis und des Ventriculus laryngis als Immunorgan der oberen Atemwege, einer möglichen Funktion als „Larynxtonsille„, hindeuten. Diese Funktion wäre somit dem lymphatischen Rachenring vergleichbar, welcher als kraniale immunologische Barriere des respiratorischen Systems fungiert. Inwiefern sich solche immunologischen Funktionen auf den gesamten Larynxinnenraum, v.a. den Plicae vocales, auswirken, ist noch unklar. 93 4.1.4. Lichtmikroskopisch nachweisbare Basalmembranstrukturen Der lichtmikroskopische Nachweis von subepithelialen Basalmembranstrukturen in maximal 54,38% aller untersuchten Regionen des Kehlkopfinnenraumes ((Subglottis) vgl. Tabelle 9-S. 41) belegt die mangelhafte Beurteilbarkeit von Basalmembranstrukturen mit konventionellen lichtmikroskopischen Methoden, und weist auf die Bedeutung (und praktizierten Einsatz) immunhistochemischer Färbemethoden zur selektiven Basalmembrandarstellung hin. Obduktionsfälle ließen häufiger als Operationsfälle (67% vs. 40,3%) eine PAS-positive subepitheliale Basalmembran erkennen. Diese Beobachtung spricht sicherlich für ein regelmäßigeres Vorkommen oder auch regelmäßigeren Aufbau der Basalmembran in physiologischem Gewebe. Die Tatsache aber, daß die Basalmembran auch unter physiologischem Epithel mit konventionellen lichtmikroskopischen Methoden nicht durchgehend in allen Fällen nachweisbar ist, plädiert wiederum für die Notwendigkeit sensitiverer Methoden. 4.2. Basalmembranen – Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten 4.2.1. Subepitheliale Basalmembran Die Basalmembranzone im Bereich der Kehlkopfregion weist im Aufbau und in der topographischen Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten inter- und intraindividuelle Unterschiede auf. Weder bei der Betrachtung der einzelnen Kehlkopfregionen, noch der einzelnen extrazellulären Matrixkomponenten, konnte eine sich über den gesamten Kehlkopfinnenraum erstreckende kontinuierliche subepitheliale Basalmembran bzw. durchgehende positive Färbereaktion extrazellulärer Matrixkomponenten beobachtet werden. So lassen sich in regelrecht strukturierten Schleimhautarealen und leichtgradigen bis mittelgradigen Epitheldysplasien Unregelmäßigkeiten in der Anfärbung extrazellulärer Matrixkomponenten bis hin zu fokalen Unterbrechungen in der Anfärbbarkeit belegen. Diese Befunde stehen im Gegensatz zu sämtlichen bisher publizierten Arbeiten, in denen in anatomisch regelrechten Kehlkopfinnenräumen vollständig lückenlos verlaufende Basalmembranen, zum großen Teil auch unter niedrig- bis mittelgradig dysplastisch veränderten Epithelien, beschrieben worden sind (1,2,5,12,31,39,40,56,66,95). Lückenhafte Befunde wurden hier lediglich im Zusammenhang mit neoplastischen, z.T. auch hochgradig präneoplastischen, Prozessen beobachtet. Bis dato hat sich jedoch keine Arbeit mit der systematischen Untersuchung der topographischen Verteilung 94 extrazellulärer Matrixkomponenten im gesamten Kehlkopfinnenraum in physiologischen und niedriggradig- dysplastisch veränderten Geweben befaßt. 4.2.1.1. Gesamtübersicht Der in der kumulativen Betrachtung erzielte Durchschnittswert für die positive Färbung der typischen Basalmembrankomponenten Kollagen IV, Laminin und Fibronektin im gesamten Kehlkopfinnenraum ergab mit 64,69% (Laminin 48,38%, Fibronektin 64,87%, Kollagen IV 79.2%), einen Wert, der mit keinen der Ergebnisse bisher durchgeführter Untersuchungen übereinstimmte (2,14,31,39,40,95). Er lag jedoch über den Werten der lichtmikroskopisch nachweisbaren Basalmembranstrukturen (54,38%). Das Kollektiv der Operationsfälle wies einen niedrigeren Durchschnittswert (60,59%) als jenes der Obduktionsfälle (68,88%) auf. Die Durchschnittswerte der Färbereaktionen extrazellulärer Matrixkomponenten in den Betrachtungen der einzelnen Regionen bewegten sich alle in der kollektiven Betrachtung zwischen 56,45% (Übergangsregion 2) und 70,16% (Supraglottis). Keine Region des Kehlkopfinnenraumes wies eine vollständig ausgebildete, lückenlose Färbereaktion in der Basalmembranregion auf, weder in regelrechtem (Obduktionsfälle) noch pathologischem verändertem (Operationsfälle) Gewebe. Es ergaben sich ebenfalls keine erkennbaren Muster im Sinne z.B. eines kranio-kaudalen Gefälles. Ferner wiesen die relativ geschützte Glottis und der Ventriculus laryngis auch nicht deutlich höhere Werte auf als z.B. die exponierte Supra- bzw. Subglottis. Es ließen sich lediglich niedrigere Färberaten in den Übergangsregionen als in den anderen Regionen erheben. Lückenhafte Basalmembranen unter anatomisch regelrechten und niedriggradig dysplastisch veränderten Epithelien weisen auf Heterogenitäten im Aufbau der Basalmembran im Kehlkopfbereich hin. Aus diesen Befunden läßt sich folgern, daß die Mucosa bereits physiologischer Kehlköpfe über keine regelmäßig vorkommenden Basalmembranen verfügt oder daß diese in ihrer Struktur Irregularitäten aufweisen. Eine vollständig ausgeprägte, verläßliche Färbereaktion extrazellulärer Matrixkomponenten spielt bei der mikroskopischen Basalmembrandiagnostik eine wichtige Rolle, die dazu beitragen soll, bei präneoplastischen oder neoplastischen Epithelbefunden lückenhafte, durch maligne Zellen infiltrierte Basalmembranen von komplett oder annähernd komplett intakten Basalmembranen ohne Infiltration zu 95 unterscheiden. Wenn bereits anatomisch regelrechte Larynxschleimhäute über keine kontinuierlich vorkommenden, sondern z.T. lückenhaften Basalmembranen verfügen, können fokale Unterbrechungen der Basalmembranzone nicht in jedem Fall als Vorstadium präinvasiver Schleimhautveränderungen interpretiert werden. Möglichkeit von Artefakten oder mangelhaften Färbereaktionen Ein Versagen der Antigen-Antikörper-Reaktion ist auszuschließen, da durchgeführte Positivkontrollen stets durchweg komplett positive Reaktionen aufwiesen. Negative Befunde wurden z.T. in einer zweiten Färbungsreihe überprüft, wobei sich ausnahmslos die negativen Ergebnisse bestätigen ließen. Die hier benutzte APAAP-Methode ist ein allgemein akzeptiertes Verfahren. Ferner lieferten interne Positivkontrollen eine zusätzliche Überprüfung der AntigenAntikörper-Reaktion. Kollagen Typ IV und Fibronektin zeigten beide über alle acht Regionen hinweg eine vollständige immunhistochemische Färbung der Gefäßbasalmembranen. Dieser Sachverhalt wird als interne Kontrolle deswegen herangezogen, weil die subepithelialen und subendothelialen Basalmembranen eine nicht wesentlich voneinander abweichende Struktur aufweisen. Überraschenderweise wurde jedoch subendotheliales Laminin nur in insgesamt 72,97% der Fälle gefärbt. Veränderte Antigenität im Rahmen von Noxenexposition oder Immunantworten Die Matrixkomponenten des Kehlkopfinnenraumes könnten aufgrund einer verstärkten Exposition gegenüber aerogenen Noxen für Veränderungen ihrer antigenen Eigenschaften der Antigenität anfällig sein, entweder als Folge einer direkten Interaktion mit exogenen Noxen oder reaktiver körpereigener immunologischer Prozesse. Ein erhöhter Umsatz extrazellulärer Matrixkomponenten im Rahmen proteolytischen Abbaus und Wiederaufbaus der Basalmembranzone könnten derartige fokale Unterbrechungen im Färbeverhalten erklären, möglicherweise verbunden mit einer abgeänderter Rekonfiguration der gesamten Basalmembran oder nur einzelner Matrixkomponenten (vgl. 10,12,93) Möglicher Einfluß von Autolyse Der Einfluß autolytischer Prozesse auf Gewebe und speziell auf extrazelluläre Matrixkomponenten muß ebenfalls in Erwägung gezogen werden. Obduktionsfälle 96 könnten hierfür besonders anfällig sein, wenn nicht post mortem eine Obduktion rasch gewährleistet werden kann. In dieser Studie wurden jedoch alle Obduktionen 1 Tag post mortem durchgeführt, ein einziger Fall nach 3 Tagen. In Operationsfällen erfolgte unmittelbar postoperativ eine Fixierung des entnommenen Gewebes in Formalin und eine rasche Fixierung in Paraffin vor Anfertigung mikroskopischer Präparate. Autolytische Prozesse sind in dieser Kette zeitlich stark eingeschränkt. Operationsfälle (pathologische Fälle) wiesen größenordnungsmäßig ähnliche wenn nicht niedrigere Färberaten auf als Obduktionsfälle, vor allem auch unter nicht-dysplastisch verändertem Epithel. Postuliert man einen erheblichen Einfluß autolytischer Prozesse auf extrazelluläre Matrxikomponenten, so müßten aber Obduktions-, nicht Operationsfälle niedrigere Färberaten aufweisen, da aus oben aufgeführten Gründen erstere gegenüber Autolyse anfälliger sind. Autolyse scheint demzufolge wenn einen geringen Einfluß auf diese Untersuchungsergebnisse gehabt zu haben. 4.2.1.2. Operationsfälle Die isolierte Betrachtung von Operationsfällen zeigt im Vergleich zur kollektiven Betrachtung, daß auch hier Kollagen IV über den gesamten Kehlkopfinnenraum subepithelial am häufigsten gefärbt war. Laminin ist stärker vertreten als in der kumulativen Betrachtung (58,33% vs. 48,38%), Fibronektin mit 61,11% geringfügig schwächer. Die einzelnen Kehlkopfregionen sind durchgehend insgesamt seltener positiv gefärbt, mit Werten zwischen 53,13% und 68,75% (Mittelwert 60,59%) (Tabelle 13-S. 51). Laminin Vermehrte Expression von Laminin ist u.a. bei Plattenepithelkarzinomen verschiedener Regionen beobachtet worden (12). Aussagen darüber, ob Zellen dysplastisch veränderten Gewebes allgemein reaktiv sämtliche extrazellulären Matrixkomponenten vermehrt synthetisieren, lassen sich hier nicht treffen, da im Vergleich zu den Obduktionspräparaten den höheren Inzidenzen für Laminin und Kollagen III niedrigere prozentuale Färberaten für alle übrigen untersuchten Komponenten (Kollagen Typ IV, Fibronektin, Kollagen Typ I) gegenüberstehen. Allenfalls liegt hier eine vermehrte reaktive Produktion einzelner Komponenten vor. Diese Feststellungen würden im ganzen für eine verminderte Synthese oder einen vermehrten Abbau extrazellulärer Matrixkomponenten sprechen. Hierfür ursächlich sind ein Verlust regelrechter Syntheseprozesse dysplastisch 97 veränderter Zellen bzw. erhöhte lytische Aktivität immunologisch aktiver oder aber dysplastisch veränderter Zellen (1,10,12,56,93). 4.2.1.3. Obduktionsfälle Obduktionsfälle weisen über alle acht Regionen vor allem für die intrinsische Komponente Fibronektin und Kollagen Typ IV höhere Werte als die Operationsfälle auf (88,14%). Dieser Befund weist auf einen höheren Grad regelrechten Aufbaues der Basalmembran innerhalb physiologischen Gewebes hin. Als Ausnahme war Laminin in nur 37,77% der Fälle positiv, weniger als in der kumulativen Betrachtung und sogar im Kollektiv der Operationsfälle (48,38% bzw. 58,33%). Laminin wird, wie bereits erwähnt, möglicherweise von pathologisch bzw. dysplastisch verändertem Gewebe oder Zellen vermehrt produziert (12). Andererseits könnten autolytische Prozesse zum frühzeitigen Verlust der Antigenität einzelner Matrixkomponenten führen (Tabelle 14-S. 53). Auch die Betrachtung der einzelnen Kehlkopfregionen zeigt, daß die Färberaten in Obduktionsfällen, also physiologischem Gewebe, höher sind als in Operationsfällen. Kollagen Typ I Auffällig waren die relativ hohen Inzidenzen für Kollagen Typ I in der Färbung der subepithelialen Basalmembran. Im Unterschied zu der Verteilung der extrazellulären Matrixkomponenten der Basalmembranen in anderen Organen konnte in dieser Untersuchung in der Basalmembran des Kehlkopfes Kollagen Typ I nachgewiesen werden. Das Verhalten von Kollagen Typ I spiegelte jenes der anderen Basalmembrankomponenten (Kollagen Typ IV, Fibronektin, in dieser Arbeit mit Ausnahme von Laminin) wieder, mit einer höheren Werten in Resektaten von Obduktionsfällen im Vergleich zu Operationsfällen (80,74% vs. 52,78%) (Tabellen 13, 14- S 51 und 53). Kollagen Typ I ist bis dato in keinem Organsystem als typische intrinsische Basalmembrankomponente beschrieben worden. Wiederholte immunhistochemische Färbungen und Kontrollen, auch interne (73,38% aller subendothelialen Basalmembranen waren Kollagen Typ I- positiv (Tabelle 15-S. 55)) bestätigten jedoch diese Ergebnisse. Forschergruppen (2,14,31,39,40,95) haben in der Untersuchung der Basalmembranen im Kehlkopfbereich Kollagen Typ I gänzlich vernachlässigt. 98 4.2.1.4. Zusammenfassende Beurteilung Zusammenfassend ließ sich weder für einzelne Matrixkomponenten noch für einzelne Kehlkopfregionen eine komplette subepitheliale Färbung von Basalmembranstrukturen beobachten, wie es jedoch bis dato in der Literatur auch für den Kehlkopfinnenraum beschrieben worden ist. Diese Beobachtung läßt vermuten, daß der Larynx nicht über regelhaft kontinuierliche subepitheliale Basalmembranstrukturen verfügt und interindividuelle Unterschiede und heterogene Varianten der Basalmembranstruktur aufweist. Diese Beobachtungen vermögen vor allem in Präparaten mit pathologischen Befunden auf lückenhaftes Vorkommen oder strukturelle Unregelmäßigkeiten im Aufbau der subepithelialen Basalmembran beruhen im Rahmen von proteolytischen De- und Regenerationsprozessen. 4.2.2. Andere Strukturen In der Untersuchung der topographischen Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten in nicht-subepithelialen Strukturen wurde ausschließlich eine kumulative Betrachtung unternommen, da diese Gewebe zwischen beiden Kollektiven keine wesentlichen strukturellen Unterschiede aufweisen. 4.2.2.1. Gefäße Eine Kontrolle der Färbereaktionen der einzelnen subepithelialen extrazellulären Matrixkomponenten wurde unter anderem anhand des Färbeverhaltens der einzelnen Komponenten in den Basalmembranen der subepithelialen Gefäße durchgeführt. Kollagen Typ IV und Fibronektin wiesen mit 100% positiver Färbereaktion als einzige Komponenten in der gesamten Untersuchung des Aufbaus der extrazellulären Matrix mit der Literatur übereinstimmende Werte auf. Kollagen Typ I und Laminin (73,38% bzw. 72,97%) zeigten in der vergleichenden Betrachtung zu subepithelialen Basalmembrankomponenten höhere Prävalenzen positiver Färbung. Diese Tatsachen, gekoppelt mit der niedrigen Prävalenz für Kollagen Typ III, sprechen für einen regulären Aufbau subendothelialer Basalmembranen im Kehlkopfinnenraum und unterstützen die Validität ihres Gebrauches als interne Kontrollen der Färbung extrazellulärer Matrixkomponenten (Tabelle 15-S. 55). 99 4.2.2.2. Drüsen In Drüsen des Kehlkopinnenraumes konnten keine regelmäßig auftretenden oder strukturierten Basalmembranstrukturen nachgewiesen werden. Der Mittelwert prozentualer positiver Färberaten aller Matrixkomponenten betrug 44,12% [Spanne 23,86% (Laminin) bis 61,28% (Kollagen Typ IV)] (Tabelle 16-S. 55). Drüsen scheinen demnach von Basalmembranen umgeben zu sein, die entweder lückenhaft aufgebaut oder eine unregelmäßige Struktur aufweisen. 4.2.2.3. Muskeln Die Untersuchung der Basalmembranstrukturen im laryngealen Muskelgewebe ergab ebenfalls keine durchgehend vollständige positive Reaktionen perimysialer Basalmembranen in den untersuchten Kollektiven (Tabelle 17-S. 55). Die relativ hohen Raten positiver Reaktionen für Kollagene I, III und IV (jeweils 74,18%, 59,26%, 79,43%) deuteten aber auf den typischen Aufbau perimysialer Basalmembranen hin. 4.2.2.4. Stroma Kollagen Typ III war erwartungsgemäß in allen untersuchten Fällen komplett gefärbt, und Kollagen Typ I zeigte ebenfalls mit 93,54% positiver Färbereaktionen ein regelrechtes Verhalten über alle acht Regionen. Fibronektin, ebenfalls eine typische Stromakomponente, zeichnete sich hingegen durch niedrigere Färbungsraten aus (62,9%) (Tabelle 18-S. 55). 100 4.2.2.5. Zusammenfassende Beurteilung des Färbeverhaltens von nichtsubepithelialen Matrixkomponenten Das Färbeverhalten Basalmembranen der bzw. extrazellulären des Stromas Matrixkomponenten zeigte ähnlich das nicht-subepithelialer der subepithelialen Baslmembranen mit wenigen Ausnahmen Befunde, die mit denen der Literatur nicht übereinstimmen. Die einzigen übereinstimmenden Befunde, d.h. Befunde kompletter Färbereaktionen über den gesamten Kehlkopf, wiesen subendotheliales Kollagen Typ IV und Fibronektin, ferner Kollagen Typ III des Stroma auf. Mangelhafte Antikörper oder Färbereagenzien sind auszuschließen, da kein einziges untersuchtes Präparat in Hinblick auf die oben genannten Strukturen völlig areaktiv blieb und durchgeführte Kontrollen ebenfalls gefärbt wurden. Vielmehr scheint sich, ähnlich den subepithelialen Basalmembranen, ein bereits bei physiologischen Befunden lückenhaftes Färbeverhalten extrazellulärer Matrixkomponenten zu präsentieren. 4.3. Pathologische Befunde im Larynxinnenraum 4.3.1. Entzündliche Infiltrate Betrachtet man die Verteilung entzündlicher Infiltrate im subepithelial gelegenen Stroma in beiden Kollektiven, fällt die hohe Inzidenz entzündlicher Infiltrate im Ventriculus laryngis und in der Glottis auf. Dieses beruht vermutlich auf der Tatsache, daß diese Regionen anfällig für Ansammlungen von Noxen und Erregern sind, da ihre taschenförmige Konfiguration einen Abtransport, z.B. mittels Flimmerepitheltransport, von Noxen aus morphologischen Gründen verzögern könnte. Folglich resultieren verlängerte Expositionszeiten gegenüber Noxen, die der Organismus mit verstärkter immunologischer Aktivität beantwortet. So lassen sich auch die in diesen Regionen beobachteten Follikel und follikel-ähnliche Strukturen erklären (24,47; vgl. S. 92 und 93). Zum anderen fallen die niedrigen Raten entzündlicher Infiltrate in den Regionen Übergangsregion 2, Plica vocalis und Übergangsregion 3 auf. Eine mögliche Erklärung wäre der ausgeprägte Plattenepithelüberzug dieser Regionen, mit einer hiermit verbundenen erhöhten Resistenz gegenüber Noxen. Eventuell, insgesamt aber weniger wahrscheinlich, spielen luftströmungsbedingte Phänomene eine Rolle, die durch, im Vergleich zu Glottis und Ventriculus laryngis, relativ ungehinderte Luftbewegungen Expositionszeiten gegenüber Noxen und Erregern verringern. Solche erhöhten 101 Resistenzen mittels widerstandsfähiger Epithelbarrieren oder verkürzter Expositionszeiten gegenüber Noxen könnten die Notwendigkeit ausgedehnter entzündlicher Infiltrate verringern. Demgegenüber steht das inverse Verhältnis von Neoplasien dieser Regionen. Gerade die Region der Plica vocalis weist die höchste Inzidenz von Karzinomen auf, die Glottis und der Ventriculus laryngis die niedrigste. Die entsprechenden niedrigen bzw. hohen Inzidenzen entzündlicher Infiltrate dieser Regionen belegen eine mögliche Effektivität immunologischer Reaktionen als Antwort auf maligner Epithelprozesse im Kehlkopfinnenraum. Operationsfälle zeigten im gesamten Kehlkopfinnenraum prozentual ein insgesamt höheres Vorkommen entzündlicher Infiltrate mit Betonung der Supra- und Subglottis im Vergleich zu Obduktionsfällen, vermutlich ebenfalls durch ihre im Kehlkopfinnenraum exponierte Lage noxenbedingt. 4.3.2. Dysplasien und ihre Relation zu entzündlichen Infiltraten Dysplasien lassen sich in drei Schweregrade einteilen: Dysplasien I. Grades zeigen Kernpolymorphien und Atypien der basalen Epithelzellen mit erhaltenen mittleren und oberen Zellschichten; diese Veränderungen sind in der Regel entzündlich bedingt und stellen noch keine Präkanzerosen dar. Dysplasien II. Grades weisen eine aufgehobene Zellschichtung von Basalzellen und mittleren Zellschichten mit vermehrt auftretenden Mitosen und zellulären Atypien auf. Dysplasien III. Grades sind durch eine vollständige Aufhebung der regulären Zellarchitektur gekennzeichnet mit vorhandenen atypischen Mitosen und zellulären Atypien. Biologisch verhalten sich Dysplasien III. Grades wie Carcinomata in situ (37). In beiden Kollektiven nehmen Dysplasien I. Grades den Hauptanteil der untersuchten Dysplasien ein. Diese Befunde korrelieren gut mit den in der Literatur beschriebenen Ergebnissen. Dysplasien I. Grades stellen lokalisierte, rückbildungsfähige, relativ leichtgradige Veränderungen der Gewebsintegrität dar. In der Dysplasie-KarzinomSequenz bilden Dysplasien I. Grades die Basis der Karzinogenese, der Körper vermag diesen reversiblen Gewebsänderungen durch effektive Immunantwort entgegenwirken, so daß diese seltener zu höhergradigen Veränderungen fortschreiten (27,35,36,37,73). 102 Dysplasien I. Grades ließen sich in beiden Kollektiven vor allem in Supraglottis und Subglottis nachweisen, während Dysplasien II. Grades sich vornehmlich auf die Glottisregion konzentrierten. Die gegenüber den Obduktionsfällen erhöhten Inzidenzen von Dysplasien in der Glottisregion sämtlicher Operationsfälle, verbunden mit den prozentual höchsten Inzidenzen entzündlicher Respirationstrakt, wo Infiltrate, entsprechen mittelgradige und den Verhältnissen schwergradige im unteren Dysplasien von Entzündungsreaktionen in der Tunica propria begleitet sind (25). Vermutlich spielen hier verlängerte Expositionszeiten gegenüber inhalativen Noxen und die Struktur der Glottis eine wesentliche Rolle. Der erschwerte Abtransport aus dieser Region mit längerer Kontaktzeit des Epithels mit Noxen fördert möglicherweise eine verstärkte Mobilisation immunkompetenter Zellen und eine parallel dazu vermehrte Ausbildung von Dysplasien. Es ist jedoch erstaunlich, daß in der Glottis (Glottis und Ventriculus laryngis ohne Plica vocalis) die Inzidenz von Karzinomen bei der hohen Zahl von Dysplasien so niedrig ist. Die höchsten Karzinominzidenzen liegen in der Supra- und Subglottis und vor allem auf der Plica vocalis vor (80,81). Ein Grund für die niedrige Inzidenz von Karzinomen in der Glottis vermag das beschriebene gehäufte Vorkommen von Entzündungsreaktionen sein, die, wie bereits aufgeführt, offenbar eine effektive immunologische Antwort darstellen. Franz und Neumann berichteten 1978 über ein Kollektiv von 15 Stimmlippenkarzinomen, die mit einer Zunahme von Plattenepithelmetaplasien und Becherzellvermehrungen im Sinus Morgagni verbunden waren (27). Die Glottisregion scheint demnach wesentlichen Veränderungen bei der Entstehung von Karzinomen des Kehlkopfinnenraumes zu unterliegen, selbst jedoch insgesamt selten Karzinome aufzuweisen. Die niedrigeren Raten entzündlicher Infiltrate in der Supraglottis- und Subglottisregion gehen mit höheren Inzidenzen an Dysplasien in beiden Kollektiven einher. Die hohe Inzidenz von Dysplasien beruht sicherlich u.a. auf der exponierten Lage dieser Regionen gegenüber Noxen. Die parallel auftretende relativ niedrige Inzidenz entzündlicher Begleitreaktionen ist in der Literatur so nicht beschrieben worden. Zu erwarten wäre eine höhere Inzidenz reaktiver entzündlicher Infiltrate wie z.B. in der Glottis. Vermutlich besitzt die Glottis eine höhere intrinsische Immunkompetenz, oder es liegt eine ineffektivere lokale Immunantwort in der Supra- und Subglottis vor. 103 Die Plica vocalis war erstaunlicherweise selten von Dysplasien befallen, vor allem wenn bedacht wird, daß diese Region die höchste Inzidenz für Larynxkarzinome vorweist (27,35). Eine deutliche Dysplasie-Karzinom-Sequenz ist in der Literatur für die Stimmlippenregion beschrieben worden (73). Als mögliche Erklärung für die hier erhobene niedrige Inzidenz von Dysplasien wären z.B. das physiologische Vorkommen von widerstandsfähigem Plattenepithel dieser Region. Des weiteren könnte die Spülfunktion des Ventriculus laryngis einen Schutz vor Epithelveränderungen bewirken (27). Bei der niedrigen Rate von Dysplasien in dieser Untersuchung stellt sich die Frage, ob in diesem Schleimhautabschnitt Plattenepithelkarzinome möglicherweise nicht auch als „de-novo„Neoplasien entstehen, und nicht immer die Vorstufen von Dysplasien und Carcinoma in situ durchlaufen. 4.4. Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten bei pathologischen Befunden 4.4.1. Subepitheliale extrazelluläre Matrixkomponenten bei Dysplasien I. und II. Grades Arbeiten zur Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten im Bereich von Dysplasien und Karzinomen des Kehlkopfinnenraumes postulieren, daß intakte Basalmembranen vor allem Dysplasien ersten und zweiten Grades vom mesenchymalem Stroma abgrenzen und daß diese Strukturen erst von invasiv wachsenden Karzinomen in ihrer Integrität gestört werden. Cam et al. (14) beschrieben eine intakte subepitheliale Basalmembran, markiert durch die intrinsischen Komponenten Kollagen Typ IV und Laminin, an der Peripherie von Dysplasien aller Differenzierungsgrade und von hochdifferenzierten Karzinomen. Infiltrierende Karzinome wiesen dagegen regelmäßig Unterbrechungen der Basalmembran auf. Aufgrund dieser Beobachtungen zog Cam den Schluß, daß die Basalmembrandiagnostik in der Unterscheidung zwischen Dysplasien, intraepithelialen Karzinomen und invasiven Karzinomen nützlich sei. Die Ergebnisse und Schlußfolgerungen wurden von Visser et al. im Wesentlichen bestätigt; es wurden aber auch bei Carcinomata in situ fokale Basalmembranunterbrechungen beschrieben (95). Sakr et al. (76) kamen zu ähnlichen Ergebnissen. Er identifizierte intakte, kontinuierliche 104 subepitheliale Basalmembranen unter physiologischem Gewebe und niedriggradigen Dysplasien. Mittelgradige und hochgradige Dysplasien, aber auch Carcinomata in situ, wiesen verdünnte, jedoch nur geringfügig lückenhafte Basalmembranstrukturen auf, während invasive Karzinome deutliche fokale Basalmembranunterbrechungen an der Tumor-Stroma-Grenze zeigten. Die beiden letzten Arbeiten betonten die Nützlichkeit der Basalmembrandiagnostik in der Differenzierung zwischen Dysplasien und nicht-invasiven Neoplasien und invasiven Karzinomen. Visser und Sakr untersuchten wie auch Cam ebenfalls ausschließlich Kollagen Typ IV und Laminin. Carter et al. (16) bestätigten die Ergebnisse oben genannter Arbeiten, allerdings nur unter Einsatz von Kollagen Typ IVAntikörpern. Antonelli et al. (2) publizierten eine Untersuchung, welche die Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten (Laminin, Kollagen Typ IV und Fibronektin) in anatomisch regelrechten Kehlkopfinnenräumen, unter niedrig- bis hochgradigen Dysplasien und Neoplasien untersuchte. Erstaunlich war, daß in dieser Untersuchung Fibronektin in physiologischem Gewebe subepithelial vollständig fehlte, mit zunehmendem Dysplasiegrad und in gut bis mäßig differenzierten Karzinomen jedoch stetig stärker positiv reagierte. Laminin und Kollagen Typ IV waren in anatomisch regelrechten Schleimhautarealen und niedriggradigen Dysplasien subepithelial vollständig, kontinuierlich und gleichmäßig anfärbbar. Unter höhergradigen Dysplasien war die Anfärbbarkeit der Basalmembranzone unterbrochen mit fokalen Lücken. Während gut- und mittelgradig differenzierte Karzinome Verteilungsmuster vergleichbar den hochgradigen Dysplasien mit allenfalls fokalen Unterbrechungen zeigten, zeichneten sich niedrig- bis entdifferenzierte Karzinome durch eine progressive Auflösung der subepithelialen Basalmembranstruktur aus. Arbeiten von Nehrlich et al. (66) und Hagedorn et al. (31) betrachteten nicht nur quantitatives Vorkommen von Basalmembranstrukturen, sondern auch qualitative Veränderungen einzelner Komponenten bei Kehlkopfkarzinomen. Hagedorn (31) analysierte zusätzlich zu den von Antonelli et al. eingesetzten Antikörpern auch die Verteilung von HPSG und Kollagen Typ VII, allerdings nur in hoch- bis niedrigdifferenzierten Karzinomen. Für schwergradige Epitheldysplasien und das Carcinoma in situ setzte er eine intakte Basalmembranstruktur voraus. Er beobachtete einen gestörten Basalmembranaufbau bei Neoplasien aller Grade, allerdings mit stark 105 variierenden interindividuellen Ergebnissen für einzelne Komponenten. Diese Arbeiten plädierten für den Einsatz der immunhistochemischen Basalmembrandiagnostik in der Früh- und Differentialdiagnostik von Epitheldysplasien und Neoplasien im Kehlkopfinnenraum. Die in dieser Untersuchung erhobenen Befunde stimmen mit jenen der oben aufgeführten Arbeiten nicht überein. Bereits anatomisch regelrechte Schleimhautareale des Kehlkopfes zeigten intra- und interindividuelle Unterschiede bezüglich der Verteilung aller untersuchten extrazellulären Matrixkomponenten der subepithelialen Basalmembran (Kollagen Typ IV, Laminin und Fibronektin) mit lückenhaftem Aufbau. Im Gegensatz zu oben geschilderten Beobachtungen wiesen die Anfärbungen subepithelialer Basalmembranen ebenfalls unter bereits geringgradig pathologisch verändertem Epithel Diskontinuitäten im Färbeverhalten auf. Nur 43,2% aller untersuchten Dysplasien (in dieser Untersuchung niedrig- bis mittelgradige Dysplasien I. bzw. II. Grades) wiesen eine positive Reaktion mit mindestens einem Antikörper auf, lediglich 51,28% aller Dysplasien I. Grades und 40% aller Dysplasien II. Grades. Im Gegensatz zu den oben erwähnten Ergebnissen zeigen geringgradige Dysplasien also in keinem einzelnen Fall kontinuierlich gefärbte subepitheliale Basalmembranen. Nur Kollagen Typ IV, eine intrinsische Matrixkomponente, zeigte Werte, in welchen die Basalmembran mit annähernder Regelmäßigkeit positiv gefärbt war (76% aller untersuchter Dysplasien, 82,05% der Dysplasien I. Grades, 80% der Dysplasien II. Grades). Sämtliche weitere Matrixkomponenten, mit Ausnahme von Kollagen Typ I (52%), waren in unter 50% der Fälle positiv gefärbt (Tabelle 31-S. 75). Diese Ergebnisse lassen den Schluß zu, daß im Kehlkopfinnenraum nicht nur invasive Karzinome, sondern bereits Dysplasien I. oder II. Grades über unvollständig exprimierte, lückenhafte Basalmembranen immunhistochemische verfügen. Diese Basalmembrandiagnostik Beobachtung basierende beeinflußt die Differential- auf und Frühdiagnostik von Dysplasien bzw. Karzinomen. Es wurde bis dato davon ausgegangen, daß Dysplasien und Carcinomata in situ von invasiven Karzinomen durch intakte Basalmembranen unterschieden werden können. Lückenhafte Basalmembranen bereits unter physiologischen Schleimhautarealen sowie niedriggradigen Dysplasien (I. oder II. Grades) lassen nicht unweigerlich die Schlußfolgerung zu, daß fokale Veränderungen der Basalmembran ausschließlich Ausdruck invasiver Schleimhautveränderungen sind. 106 Neben der Möglichkeit, daß die Basalmembranlücken bei Dysplasien I. und II. Grades bereits physiologischerweise vorbestanden haben können, läßt sich eine erhöhte lytische Aktivität dysplastisch veränderter Zellen nicht ausschließen, wie in zahlreichen Arbeiten zu Dysplasien verschiedener Organsysteme beobachtet worden ist (6,50,52). Eine allgemeine erhöhte Bildung extrazellulärer Matrixkomponenten ist bei Kehlkopfdysplasien und -karzinomen nicht beschrieben. Es läßt sich jedoch in der gesonderten Untersuchung bei Operationspräparaten (pathologischen Fällen) eine durchschnittlich höhere prozentuale Anffärbarkeitsrate der extrazellulären Matrixkomponenten Laminin, Fibronektin und Kollagen Typ III in Dysplasien I. und II. Grades zeigen als in Obduktionspräparaten (physiologische Fälle) (62% vs. 20%, 56% vs. 36%, 4,54% vs. 0%). Eine ähnliche Beobachtung machte Antonelli bei Dysplasien für Fibronektin (2). Vermutlich weisen dysplastisch veränderte Zellen in pathologisch verändertem Gewebe eine erhöhte Produktion bestimmter Matrixkomponenten auf als Zellen in physiologischem Gewebe. Kollagen Typ IV ist in beiden Kollektiven annähernd gleichermaßen häufig gefärbt (77% vs. 72%). Nur Kollagen Typ I ist in den Obduktionspräparaten häufiger positiv (25% vs. 86%) (Tabellen 34 (S. 77) und 37 (S. 81)). Der Grund für die vermehrte Expression von Laminin, Fibronektin und Kollagen Typ III in Operationsfällen und ihrer möglichen Bedeutung ist letztlich nicht klar. Es konnte gezeigt werden, daß bei bestimmten Lungenkarzinomzellinien vermehrt Stromafibronektin gebildet wird, um Infiltrationsvorgänge zu hindern (65). Vermutlich hat eine vermehrte Produktion von Laminin, Fibronektin und Kollagen Typ III im Kehlkopf eine ähnliche Funktion. Vergleicht man in beiden Kollektiven die Färberaten der einzelnen Matrixkomponenten unter dem gesamten Epithel und isoliert unter Dysplasien, so fiel bei Operationsfällen auf, daß für die einzelnen Komponenten, mit Ausnahme von Kollagen Typ I (subepitheliale Färberate 52,78%, Rate unter Dysplasien 25%), sich keine wesentlichen Unterschiede ergaben (Tabellen 13 (S. 51) bzw. 34 (S. 77)). Für Obduktionsfälle galt, daß die Mittelwerte der einzelnen Matrixkomponenten unter Dysplasien deutlich niedriger waren im Vergleich zum gesamten Epithel. Eine Ausnahme bildete auch hier wieder Kollagen Typ I, das unter Dysplasien geringfügig häufiger positiv war (80,74% vs. 86%) (Tabellen 107 14 (S. 53) bzw. 37 (S. 81)). In pathologisch verändertem Gewebe scheint sich der zu erwartende Verlust intrinsischer Matrixkomponenten unter Dysplasien nicht deutlich auszubilden, was in dieser Untersuchung in anatomisch regelrechtem Gewebe aber beobachtet werden konnte. Der Grund für dieses Phänomen bleibt spekulativ, weist aber wieder auf einen möglichen Schwachpunkt der immunhistochemischen Basalmembrandiagnostik hin. Wie die in der Regel (mit Ausnahme von Laminin) höheren Raten positiver Färbereaktionen sämtlicher extrazellulärer Matrixkomponenten in der physiologischen subepithelialen Färbereaktionen Basalmembran unter spiegeln Dysplasien auch die den Obduktionsfällen in niedrigeren Inzidenzen ein von zumindest physiologischeres Verhalten der Basalmembran im Vergleich zu den Operationsfällen wieder. Die Basalmembran scheint in Obduktionsfällen regelmäßiger und regelrechter strukturiert vorzukommen, und zeigt unter pathologischen Epithelbefunden, hier Dysplasien I. und II. Grades, ein regelrechteres Verhalten im Sinne von verminderter Expression extrazellulärer Matrixkomponenten. Zu erwarten wäre aber gemäß der Literatur in den immunhistochemischen Färbungen eine lückenlose Basalmembran gewesen, sowohl unter physiologischem Epithel als auch unter Dysplasien I. und II. Grades. Die Divergenz der Ergebnisse zeigt, daß der Kehlkopfinnenraum nur über unvollständig ausgebildete, unvollständig darstellbare oder andersartig strukturierte subepitheliale Basalmembranen verfügt. Was diese Beobachtung für die immunhistochemische Basalmembrandiagnostik bedeutet, ob ihre Aussagekraft hierdurch gemindert wird, und ob diese Beobachtungen sich in anderen Geweben genauso erheben lassen, kann sicherlich nicht unumstritten bleiben. 4.5. Fazit der Untersuchung Die zentrale Frage dieser Untersuchung galt der topographischen Verteilung extrazellulärer Matrixkomponenten in anatomisch regelrechter und niedriggradig dysplastisch veränderter laryngealer Mukosa. Zu erwarten wäre eine durchgehend kontinuierliche, gleichmäßig immunhistochemisch gefärbte Basalmembranzone gewesen. Diese Befunde konnten in dieser Arbeit nicht verifiziert werden. Schleimhäute des inneren Larynx weisen hier ausnahmslos für alle extrazellulären Matrixkomponenten lückenhafte, diskontinuierliche Basalmembranstrukturen in allen untersuchten Kehlkopfregionen auf. 108 Eine zentrale Rolle spielt die Basalmembrandiagnostik in der Abgrenzung von präneoplastischen bzw. präinvasiven malignen Schleimhautveränderungen von invasiven malignen Schleimhautveränderungen. Eine intakte Basalmembranzone kennzeichnet einen lokalisierten, nicht-metastasierten Schleimhautprozeß, lückenhafte Strukturen sollen hingegen indikativ für Gewebeinfiltration sein. Zeigen bereits anatomisch regelrechte Larynxschleimhautareale keine kontinuierliche, sondern eine lückenhafte Basalmembran, können fokale Unterbrechungen der Basalmembran die Kriterien für invasive Schleimhautveränderungen nicht adäquat erfüllen. Die Diskordanz der Befunde dieser Arbeit zu denen vorausgegangener Arbeiten und zu den Grundsätzen der histopathologischen Basalmembrandiagnostik wirft wichtige Fragen, vor allem zur Wertigkeit oder sogar Zweck immunhistochemischer Färbungen, auf. Ist die intakte Basalmembran tatsächlich eine Barriere gegen maligne Infiltration, wenn bereits regelrechtes Gewebe diskontinuierliche Basalmembranen aufweist? Vermutlich spielen proteolytische Prozesse, die im Zusammenhang mit malignen Zellverbänden beobachtet werden (49,50,62,71,84), bereits in physiologischem Gewebe als mögliche Normvarianten eine Rolle. Demgegenüber sind zum Beispiel maligne Weichteiltumoren bekannt, die vermehrte Ablagerungen von Basalmembranmaterial zeigen (11,12,30). Diese Beobachtungen legen die Vermutung nah, daß die Basalmembran in der Tumordiagnostik nicht unfehlbar sein kann. Der Grund für die Diskordanz könnte aber auch ein Manko der Methode darstellen. Möglicherweise weisen Basalmembranen verschiedener Gewebe unterschiedliche Färbeverhalten auf; somit ließe sich die postulierte Aussagefähigkeit der Basalmembrandiagnostik nicht generalisieren. Die Antworten auf diese diagnostisch und zum Teil prognostisch wesentlichen Fragen liegen in der systematischen Untersuchung und Überprüfung an anatomisch regelrechten sowie präneoplastisch und neoplastisch verändertem Gewebe aus verschiedenen Organsystemen. 109 5. Zusammenfassung Fragestellung: 1.) Ziel der Arbeit war es, Vorkommen und topographische Verteilung vor allem subepithelialer aber auch subendothelialer, periglandulärer und perimysialer extrazellulärer Matrixkomponenten Kollagen Typ I, III, IV, Laminin und Fibronektin in den Innenräumen von anatomisch regelrechten und niedriggradig dysplastischen Kehlkopfpräparaten zu vergleichen. 2.) Es erfolgten Untersuchungen zur Histomorphologie des Kehlkopfinnenraumes (Epithelund Drüsenverteilung, Vorkommen und Verteilung von Follikeln oder follikel-ähnlichen Strukturen), sowie zum Vorkommen und der Verteilung von entzündlichen Infiltraten und Dysplasien I. und II. Grades und der Verteilung der extrazellulären Matrixkomponenten bei diesen Dysplasien. Methoden: Zur lichtmikroskopischen Diagnostik wurden an insgesamt 31 Präparaten aus 6 Obduktions- und Operationspräparaten, jeweils als Gruppe anatomisch regelrechter bzw. pathologisch veränderter Fälle, Frontalschnitte durch den Kehlkopfinnenraum, eingeteilt in acht definierte Regionen von Supraglottis bis Subglottis, Perjodsäure-Schiff-Reaktion-, Elstica-van Gieson und Hämatoxylin-Eosin Färbungen sowie immunhistochemische Färbungen gegen Kollagene Typ I, III und IV sowie Fibronektin und Laminin mittels der APAAP-Methode durchgeführt. Ergebnisse: 1.) Operationsfälle zeigten im Bereich der Glottis und Ventriculus laryngis in bis zu 31,25% der Fälle eine Auskleidung mit nichtverhornendem Plattenepithel. Die Drüsenverteilung wies in beiden Kollektiven ein Gefälle in kranio-kaudaler Ausrichtung auf, mit der höchsten Drüsenzahl in der Supraglottis. Follikel und follikel-ähnliche Strukturen fanden sich vor allem in Glottis und Ventriculus laryngis. Lichtmikroskopisch nachweisbare subepitheliale Basalmembranstrukturen waren in beiden Kollektiven in durchschnittlich 35,08% der Fälle insgesamt selten nachweisbar. 2. ) Die Untersuchungen zu den subepithelialen extrazellulären Matrixkomponenten fielen über den gesamten Kehlkopfinnenraum unvollständig und diskontinuierlich positiv aus. In der kollektiven Betrachtung der einzelnen Regionen des Kehlkopfinnenraumes schwankten 110 die Werte für das Vorkommen sämtlicher Matrixkomponenten zwischen 56,45% und 70,16%. Die differenzierte Betrachtung der Verteilung einzelner Matrixkomponenten in der Schleimhaut des Kehlkopfinnenraumes ergab Werte positiver Färbung zwischen 7,16% (Kollagen Typ III) und 79,2% (Kollagen Typ IV). 3.) Für Obduktionspräparate ergaben sich etwas höhere Werte in den einzelnen Kehlkopfregionen (Spanne 56,67% bis 75%). Die Werte in der weiteren Betrachtung einzelner extrazellulärer Matrixkomponenten (in Gefäßen, Drüsen, Muskeln, Stroma) lagen zwischen 100% (für Kollagen Typ IV und Fibronektin (Gefäße)) und 0% (für Laminin und Kollagen Typ IV (Stroma)). 4.) Entzündliche Infiltrate zeigten ihre höchsten Konzentrationen in den relativ isolierten Regionen Glottis und Ventriculus laryngis, mit insgesamt deutlich höheren Werten in den Operationspräparaten. Dysplasien waren ebenfalls in Operationspräparaten über alle Regionen verteilt häufiger, prävalent in Supraglottis, Glottis und Subglottis. 5.) Dysplasien I. und II. Grades zeigten in Operationsfällen in insgesamt 44,84% der Fälle, in Obduktionsfällen 42,9% positive Färbereaktionen mit mindestens einer extrazellulären Matrixkomponente. Mit Ausnahme von Kollagen Typ I fanden sich z.T. deutlich höhere Mittelwerte der positiver Reaktionen einzelner Komponenten in den Operationsfällen. Diskussion: 1.) Die subepitheliale Region im Kehlkopfinnenraum verfügte nicht über eine regelmäßig vorkommende, kontinuierliche Basalmembran, weder in anatomisch regelrechtem noch in niedriggradig dysplastischem Gewebe. Entweder ist die laryngeale Basalmembran morphologisch an sich lückenhaft oder die Matrixkomponenten hier in ihrer Antigenität strukturell verändert. 2.) Die in dieser Arbeit erhobenen Befunde stellen das Vorkommen einer intakten laryngealen subepithelialen Basalmembran in regelrechtem Gewebe sowie die Wertigkeit der Beurteilung von Basalmembranstrukturen in der histopathologischen Differenzierung zwischen präneoplastischen und neoplastischen Schleimhautprozessen zumindest im Kehlkopfinnenraum in Frage, da bei lückenhaften Befunden bereits in anatomisch regelrechtem Gewebe Unterbrechungen der Basalmembranstrukturen in vermuteten malignen Prozessen nicht sicher auf Infiltration schließen lassen können. 111 6. Literaturverzeichnis 1.) Abrahamson, D.R. 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Curriculum vitae Name Geburtsdatum Geburtsort Staatsangehörigkeit Anschrift Sören Andrew Peters 28.02.1972 Berkeley, California, U.S.A. deutsch Haderslebener Str. 1 D-44789 Bochum Schulausbildung 1978-1980 1980-1991 1990 1991 Colegio Humboldt, San José, Costa Rica Deutsche Schule Washington, Washington, D.C., U.S.A. U.S. High School Diploma Allgemeine Hochschulreife Studium 01.10.1991-12.11.1997 Studium der Humanmedizin an der Ruhr-Universität Bochum 1993 Ärztliche Vorprüfung 1995 Erster Abschnitt der ärztlichen Prüfung 1996 Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung 11/1997 Dritter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung beruflicher Werdegang 26.11.1997 Erlangung der Erlaubnis zur vorübergehenden Ausübung des ärztlichen Berufes als AiP in der BRD 01.01.1998-30.06.1999 Arzt im Praktikum, Neurologische Klinik der Ruhr-Universität Bochum im St. Josef-Hospital, Bochum Direktor: Prof. Dr. H. Przuntek 01.07.1999 Approbation als Arzt 01.07.1999- Assistenzarzt, Neurologische Klinik der Ruhr-Universität Bochum im St. Josef-Hospital, Bochum Direktor: Prof. Dr. H. Przuntek Promotion „Subepitheliale extrazelluläre Matrixkomponenten unter anatomisch regelrechter Larynxmukosa und bei laryngealen Präneoplasien„ unter Leitung von Frau Prof. Dr. A. Fisseler-Eckhoff (Chefärztin des Instituts für Pathologie, Zentralklinik Emil von Behring, Berlin) Institut für Pathologie Berufsgenossenschaftliche Kliniken Bergmannsheil Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum Direktor: Prof. Dr. K.-M. Müller Bochum, im Juni 2001 Sören Peters
