VL 2 Pathologie der Zelle
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Rudolf Virchow (1821-1902) HELIOS Klinikum Bad Saarow Zellularpathologie • „Jede Krankheit beruht in der Veränderung einer kleineren oder grösseren Summe zelliger Einheiten des lebenden Körpers.“ (1858) • „Das viel gesuchte Wesen der Krankheit ist die veränderte Zelle.“ (1858) Pathologie der Zellen, der Interzellularstrukturen und –substanzen. Zell- und Gewebeschäden. Anpassungsreaktionen. Vorlesung Pathologie fü für Zahnmediziner - PD Dr. Stefan Koch Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner Zelle und Interzellularsubstanzen Zelle und Interzellularsubstanzen 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. Bau und Organisation der Zelle Pathologie der Zellorganellen Zelltod: Apotose und Nekrose Interzellularsubstanz Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch PD Dr. St. Koch Bau und Organisation der Zelle Pathologie der Zellorganellen Zelltod: Apotose und Nekrose Interzellularsubstanz Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Elektronenmikroskopisches Bild einer tierischen Zelle (ca. 15 000fache Vergrößerung) Schema einer tierischen Zelle und ihrer Organellen N Nukleus, No Nukleolus, GER Granuläres endoplasmatisches Retikulum, M Mitochondrium, D Golgi-Apparat, Mf Mikrofilamente, Mv Mikrovilli, De Desmosom, ICS Interzellularraum, L Lysosomen N Kern, No Nucleolus, G Sekretgranulum, M Mitochondrium, GER Granuläres endoplasmatisches Retikulum 1 Frische Zelle Frische Zelle Normale Struktur und Kern-Plasma-Relation: Nukleus (N), Mitochondrien (M), Vesikel (V) Bau und Organisation der Zelle (Orthologie) Zellkern: •Chromatin •Nukleolus •Kernmembran 1. Zellkern 2. Zytoplasma 3. Zellmembran 4. Zellverbindungen 5. Interzellularstrukturen u. -substanzen Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner Gut erhaltene Mitochondrien (M), mehrere Vesikel (V) mit homogener Struktur, intaktes endoplasmatisches Retikulum (rEPR) Schema einer tierischen Zelle und ihrer Organellen N Nukleus, No Nukleolus, GER Granuläres endoplasmatisches Retikulum, M Mitochondrium, D Golgi-Apparat, Mf Mikrofilamente, Mv Mikrovilli, De Desmosom, ICS Interzellularraum, L Lysosomen PD Dr. St. Koch 2 Zytoplasma: enthält Zellorganellen •Endoplasmat. Retikulum (ER) •Mitochondrien •Lysosomen •Peroxysomen •Golgi-Komplex •Zytoskelett Zellmembran: Fluid-Mosaic-Modell, Singer u. Nicolson, 1972 Schema einer tierischen Zelle und ihrer Organellen N Nukleus, No Nukleolus, GER Granuläres endoplasmatisches Retikulum, M Mitochondrium, D Golgi-Apparat, Mf Mikrofilamente, Mv Mikrovilli, De Desmosom, ICS Interzellularraum, L Lysosomen Zellverbindungen Voraussetzung für: •Entwickl. u. Diffz. von Gewebe •Entzündungsvorgänge •Immunreaktionen •Phagozytose •Zellmigration •Invasion von Tumorzellen •Wundheilung Interzellularstrukturen und -substanzen Grundsubstanz •Hyaluronsäure •Proteoglykane •Fibronektine •Laminin Strukturproteine •Kollagen (Typ I bis V) •Elastin Schema einer tierischen Zelle und ihrer Organellen Schema einer tierischen Zelle und ihrer Organellen N Nukleus, No Nukleolus, GER Granuläres endoplasmatisches Retikulum, M Mitochondrium, D Golgi-Apparat, Mf Mikrofilamente, Mv Mikrovilli, De Desmosom, ICS Interzellularraum, L Lysosomen N Nukleus, No Nukleolus, GER Granuläres endoplasmatisches Retikulum, M Mitochondrium, D Golgi-Apparat, Mf Mikrofilamente, Mv Mikrovilli, De Desmosom, ICS Interzellularraum, L Lysosomen Zelle und Interzellularsubstanzen 1. 2. 3. 4. Pathologie der Zellorganellen • Allgemeine Schädigungsmuster der Zellorganellen auf ultrastruktureller Ebene (Übersicht) • Ausgewählte Schädigungen an einzelnen Zellorganellen Bau und Organisation der Zelle Pathologie der Zellorganellen Zelltod: Apotose und Nekrose Interzellularsubstanz Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch 3 Schädigungsmuster der Zellorganellen auf ultrastruktureller Ebene Reversibel • Zellschwellung • Blasen der Zellmembran • Chromatinverklumpung • Schwellung von ER u. Golgi-Komplex • Ablösung der Ribosomen • Autophagie durch Lysosomen Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner Pathologie der Zellorganellen Ausgewählte Schädigungen an einzelnen Zellorganellen Irreversibel • Ruptur u. Autolyse der Lysosomen • Lyse des ER • Karyopyknose, • Karyolyse • Karyorrhexis • Zellmembranruptur 1. Zellkern 2. Mitochondrien 3. ER 4. Golgi-Komplex 5. Lysosomen 6. Zytoskelett PD Dr. St. Koch Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Gefrorene Zelle Auffällig runder Zellkern (N), nur leichte Schädigung der Mitochondrien (M), Ödem des Zytoplasmas (Pfeil o.), Kernmembranödem (Pfeil u.) Gefrorene Zelle Destruktion der Mitochondrien (M), Kernstruktur unverändert (N) Gefrorene Zelle (Detail) Gefrorene Zelle (Detail) Kondensation des Mitochondriums (M), Nukleus (N), Vesikel (V) mit großem Ödem der Kerndoppelmembran, Mitochondrien nicht mehr sicher identifizierbar, beginnende Zytolyse 4 Neue Ära der medikamentösen Tumortherapie: Target-Therapie Gefrorene Zelle (Detail) Gezielter Einsatz gegen molekulare Strukturen/Mechanismen des Tumorzellwachstums Ödem (Ö) der Kerndoppelmembran, beginnendes Ödem der Mitochondrien (M), Vesikel (V) u. Kern (N) normal Extra- und intrazelluläre Signaltransduktionshemmung durch EGFR-Tyrosinkinasen (Signalwegtherapie) VEGF-Angiogenesehemmung Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Schädigungsmuster der Zellen und Gewebe auf lichtmikroskopischer Ebene Imatinib (Glivec) hemmt selektiv deregulierte (hyperaktive) Tyrosinkinasen: CML, GIST Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Reversibel • Zellschwellung (Hydrops) • Verfettung • Einlagerung von Eiweiß (intrazelluläres Hyalin) • Dystrophie Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner Councilman-Körperchen = Apoptose bei Virushepatitis Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner – Apoptose – Nekrose PD Dr. St. Koch Reversible Zellschäden (Beispiele) Reversible Zellschäden (Beispiele) Hydropische Schwellung von Hepatozyten nach Tetrachlorkohlenstoffexposition Irreversibel • Zellalterung • Pigmentablagerung • Intravitaler Zell- und Gewebetod: Mallory-Hyalin im Lebergewebe bei ethyltoxischer Schädigung (IHC) Grobtropfige Leberzellverfettung Feintropfige Herzmuskelzellverfettung (Sudan-Rot) PD Dr. St. Koch Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch 5 Zelle und Interzellularsubstanzen 1. 2. 3. 4. Zelltod • Definition: intravitales irreversibles Absterben von Zellen oder Zellgruppen Bau und Organisation der Zelle Pathologie der Zellorganellen Zelltod: Apotose und Nekrose Interzellularsubstanz Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner 2 Formen: Apoptose und Nekrose PD Dr. St. Koch Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Apoptose: Unter A. (griech. : Abfallen, Abtropfen) wird die genetisch programmierte (Apoptose-Gen) Elimination von Zellen verstanden. Nekrose: Summe aller morphologischen Veränderungen nach dem Zelltod in einem lebenden Gewebe oder Organ Typen der Nekrosen Lichtmikroskopische Kennzeichen von Apoptose und Zellnekrose (aus Roessner et Koagulationsnekrose Sonderformen: • Käsige Nekrose • Fibrinoide Nekrose • Hämorrhagische Nekrose • Gangränöse Nekrose Kolliquationsnekrose Sonderform: • Enzymatische Fettgewebsnekrose • Traumatische Fettgewebsnekrose al., 2004) Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch 6 Koagulationsnekrose Akuter Myokardinfarkt A 81/04: AMI, Koronarthrombus Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch A 48/01 Gangränöse Nekrose Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Hämorrhagische Nekrose: Hirnmetastase, Restzustand nach Bestrahlung Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch 7 Zelle und Interzellularsubstanzen Kolliquationsnekrose 1. 2. 3. 4. Frischer anämischer Hirninfarkt im Versorgungsgebiet der A. cerebri media Bau und Organisation der Zelle Pathologie der Zellorganellen Zelltod: Apotose und Nekrose Interzellularsubstanz „Verflüssigung“ der Hirnsubstanz Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner Ursachen der Schädigung des Bindegewebes und seiner Bildungsprodukte 1. 2. 3. 4. Formen der Schädigung 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Genetische Faktoren Vitaminmangel Bakteriell-toxische Ursachen Sonstige Faktoren Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Anpassungsreaktionen Faser-Zerfall Basalmembranschäden Mukoide Degeneration Fibrinoide Verquellung Fibrose Hyalinose Keloid-Bildung Verkalkungen Ablagerungen (z. B. Urat, Amyloid) Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Atrophie • Änderung der Masse eines Gewebes oder Organs • Hauptformen: Atrophie, Hypertrophie/Hyperplasie • reversibel/irreversibel Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch PD Dr. St. Koch • Definition: Zunahme der Masse eines zunächst normal entwickelten Gewebes oder Organs – einfache A.: Abnahme der Zellgröße – numerische A.: Abnahme der Zellzahl • Prinzip: negative Bilanz von Zellaufbau und Zellabbau • Formen: physiologische A.: Thymusatrophie (Involution), menopausale A. von Ovarien u. Uterus, Altersatrophie: Herz, Hirn, Knochen pathologische A.: generalisiert: Hunger, Tumor lokalisiert: infolge Ischämie, Druck, Inaktivität, Hormonveränderungen, Entzündung Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch 8 Formen der Hypertrophie Formen der Atrophie • Allgemeine Atrophie (physiologische, senile) • Inaktivitätsatrophie • Hungeratrophie • Druckatrophie • Arbeitshypertrophie (z. B. Skelett- u. Herzmuskulatur) • Kompensatorische Hypertrophie (z. B. bei Ausfall einer Niere) Anatomische Landschaft Milan Klima, 2001 Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch Linksherzhypertrophie Normalbefund Akuter Myokardinfarkt 9 Literatur • Ude, J. u. M. Koch: Die Zelle. Atlas der Ultrastruktur. 3. Aufl. Spektrum, Akadem. Verl. Heidelberg, 2002 • Roessner, A. (Hrsg.): Pathologie für Zahnmediziner. Elsevier, München, 2004 • Böcker, W. (Hrsg.): Pathologie. 3. Aufl. Urban&Schwarzenberg, München, Jena 2004 • Riede, U.-N. (Hrsg.): Allgemeine und spezielle Pathologie. 5. Aufl., Thieme, Stuttgart, 2004 Vorlesung Pathologie für Zahnmediziner PD Dr. St. Koch 10
