01 Einleitung 1 Internet
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Spezielle Pathologie des Atmungstraktes Teil 1 Pathologie Atmungstrakt Anteile des Atmungstraktes: - Nase, Nasennebenhöhlen, Luftsäcke - Kehlkopf, Trachea - Bronchien, Lunge - Brusthöhle mit Pleura Pathologie Atmungstrakt Komponenten der Lunge: Pathologie Atmungstrakt Makroskopie der Lunge Pathologie Atmungstrakt Makroskopie der Lunge (1): - die Lunge weist eine tierartspezifische Anzahl und Form von Lappen (Lobus, Lobi) auf > siehe Anatomie Pathologie Atmungstrakt Makroskopie der Lunge (2): - die Art der Lappung hat keinen Einfluß auf das funktionelle Verhalten der Lunge - Lungenentzündungen (Pneumonie), die ganze LungenLappen oder größere Teile davon erfassen, wurden / werden bezeichnet als: Lobär-Pneumonie - dieser Terminus wird beim Menschen angewendet und z.B. wieder in der angloamerikanischen Vet. Pathol. Pathologie Atmungstrakt Verteilungsmuster • eine Lobärpneumonie • ein Lungenflügel ist verändert • aber nicht die gesamte Lunge ! Schwein, Lunge, Actinobacillus pleuropneumoniae Pathologie Atmungstrakt Makroskopie der Lunge (3): - Lungen können äußerlich glatt und einheitlich erscheinen - sie können aber auch in deutliche Läppchen (Lobulus, Lobuli) unterteilt sein, z.B. bei Schwein und Rind Pathologie Atmungstrakt Makroskopie der Lunge (4): - eine deutliche Läppchenbildung begünstigt ein lobuläres Verteilungsmuster von Lungenentzündungen Pathologie Atmungstrakt Verteilungsmuster • ein lobuläres Verteilungsmuster Schwein, Lunge, Influenza-Virus-Infektion Pathologie Atmungstrakt Histologie der Lunge Pathologie Atmungstrakt Pathologie Atmungstrakt Bronchus • Lumen • Lam. epithelialis • L. propria • L. muscularis • Bronchialdrüsen • Bronchialknorpel • Peribronchium (Fett- und Bindegewebe) • Grenzlamelle • Lungengewebe Katze, Lunge, Giemsa-Färbung, GMA-Einbettung Pathologie Atmungstrakt Bronchus • Lumen • respiratorisches Epithel (Zilien) • Becherzellen • Lam. propria Katze, Lunge, Giemsa-Färbung, GMA-Einbettung Pathologie Atmungstrakt Pathologie Atmungstrakt Bronchiolus • Lumen • Lam. epithelialis • Lam. propria • Lam. muscularis • Peribronchiolum • Lungengewebe Katze, Lunge, Giemsa-Färbung, GMA-Einbettung Pathologie Atmungstrakt Bronchiolus • Lumen • Flimmerepithel • Clara-Zellen (apokrine Sekretion) Katze, Lunge, Giemsa-Färbung, GMA-Einbettung Pathologie Atmungstrakt Pathologie Atmungstrakt Histologie der Lunge (1): Pneumozyten Typ I - 40% der Alveolardeckzellen - bedecken 90% der Oberfläche der Alveolen - ø 50 μm, Dicke 0,1 μm - postmitotische Endzelle, d.h. nicht mehr teilungsfähig > dienen dem Gasaustausch Pathologie Atmungstrakt Histologie der Lunge (2): Pneumozyt Typ II - 60% der Alveolardeckzellen - bedecken nur rd. 5% der Oberfläche - ø 15 μm - teilungsfähig - Vorläuferzelle der Pneumozyten Typ I > produzieren den Surfactant Pathologie Atmungstrakt Alveolen • die Bronchioli gehen über in • Alveolargänge • von diesen zweigen die halbkugeligen Alveolen ab • am Zugang zu den Alveolen liegen muskuläre Spinkter in den „Spitzen“ der Alveolarsepten • in Wirklichkeit ein Ringmuskel Pathologie Atmungstrakt Alveolen • Alveolargang • Zugänge zu den Alveolen mit muskulären Sphinktern • Alveolen Katze, Lunge, Giemsa-Färbung, GMA-Einbettung Pathologie Atmungstrakt Alveolen • Zugänge zu den Alveolen • Bündel glatter Muskulatur (muskulärer Sphinkter) Hund, Lunge, Immunhistologie, anti-Desmin Pathologie Atmungstrakt Alveolen • Alveolen • Alveolarsepten mit Gefäßen • Zelltypen ?? • schwierig zu unterscheiden Katze, Lunge, Giemsa-Färbung, GMA-Einbettung Pathologie Atmungstrakt Alveolen • erst die Elektronenmikroskopie ermöglichte die Differenzierung von: • Typ I Pneumozyt bedeckt 90% der Oberfläche der Alveole • Typ II Pneumozyt bedeckt nur 5 % • Alveolarmakrophagen Pathologie Atmungstrakt Histologie der Lunge (3): Stammzellen - nach neueren Untersuchungen gibt es im distalen Atmungstrakt Stammzellen (bronchioloalveolar stem cells - BASC) - sie liegen am Übergang von den terminalen Bronchioli in die Alveolargänge - und liefern sowohl Clara-Zellen für die Bronchioli als auch Pneumozyten Typ II und I für die Alveolen - bislang nachgewiesen unter den Bedingungen der Regeneration, also nach Schädigung; Frage ob auch unter Normalbedingungen für den Zellnachschub verantwortlich Pathologie Atmungstrakt Lymphgefäße der Lunge Pathologie Atmungstrakt Lymphgefäß-System der Lunge (1): - es gibt Formen von Lungenentzündung, in deren Pathogenese die Lymphgefäße in der Lunge eine ganz wesentliche Rolle spielen (Fibrinöse Pneumonie) Pathologie Atmungstrakt Lymphgefäß-System der Lunge (2): - in den Alveolarsepten (Blut-Gas-Schranke) gibt es keine Lymphgefäße - die aus den alveolären Kapillaren physiologischerweise austretende Flüssigkeit sammelt sich zwischen den beiden Basalmembranen (der der Pneumozyten und der der Kapillarendothelzellen) oder aber sie gelangt unter pathologischen Bedingungen in das Alveolarlumen > alveoläres Ödem !! - aus den Septen wird die Flüssigkeit in Bereiche mit mehr Interstitium geleitet, wo auch die Lymphgefäße beginnen Pathologie Atmungstrakt Lymphgefäßsystem der Lunge • die Alveolarsepten verfügen über keine Lymphgefäße • Flüssigkeit aus den Gefäßen tritt erst in das Interstitium und ggf. von dort in das Alveolarlumen über • aus dem Interstitium der Septen strömt die Flüssigkeit in weitere Areale mit Lymphspalten aus: Pietra (1986) : New insights into mechanisms of pulmonary edema. Lab. Invest. 51, 489- Pathologie Atmungstrakt Lymphgefäß-System der Lunge (3): - von dort gelangt die Lymphe über zwei abführende Lymphgefäß-Systeme zu den Lymphknoten am Lungenhilus A. Lymphgefäße in der Wand von Arterien und Venen sowie von Bronchioli und Bronchien B. Lymphgefäße in den interlobulären Septen und unter der Pleura (subpleural) - die Kenntnis dieses System ist für die Erklärung des Ausbreitungsmusters bestimmter Pneumonien von Bedeutung (z.B. APP - Schwein, Lungenseuche - Rind) Pathologie Atmungstrakt Lymphgefäßsystem der Lunge • die Lymphgefäße verlaufen dann in zwei Systemen 1. parallel mit größeren Gefäßen und Bronchien 2. in den interlobulären Septen zur Pleura • beide Systeme sammeln sich in den Hiluslymphknoten Pathologie Atmungstrakt fibrinöse Pneumonie Lymphgefäße: • peribronchiolär (1) • perivaskulär (2) 1 2 • interlobuläre Septen (3) • subpleural (4) 3 Lunge 4 Pathologie Atmungstrakt Abwehrsysteme des Atmungstraktes Pathologie Atmungstrakt Abwehr der Lunge die wichtigsten unspezifischen Abwehrsysteme der Lunge sind: • Husten / Niesen • Muko-ziliäre Clearance • Makrophagen - im Lumen der Alveolen - im Lumen der alveolären Kapillaren (tierartlich unterschiedlich) Pathologie Atmungstrakt Abwehr der Lunge die wichtigsten unspezifischen Abwehrsysteme der Lunge sind: • Husten / Niesen • Muko-ziliäre Clearance • Makrophagen - im Lumen der Alveolen - im Lumen der alveolären Kapillaren (tierartlich unterschiedlich) Pathologie Atmungstrakt Abwehr der Lunge wie weit gelangen Partikel in die Atemwege in Abhängigkeit von ihrer Größe ? Pathologie Atmungstrakt Abwehr der Lunge, unspezifische • dargestellt ist ein aktivierter Alveolar-Makrophage (nach Phagozytose von Partikeln) • nicht aber eine Zelle unter Normalbedingungen Pathologie Atmungstrakt Abwehr der Lunge, unspezifische • Alveolarmakrophage (im nichtaktivierten Zustand) • in Wirklichkeit „sitzt“ die Zellen nicht an einem Platz sondern wandert amöboid in der Alveole umher! • Typ II Pneumozyten mit schaumigem Zytoplasma Lunge, Ratte, Enzymhistochemie, saure Phosphatase Pathologie Atmungstrakt siehe dazu: Folien Allg. Pathologie Immunbiologie Lymphatische Organe - Übersicht Gruppe primäre lymph. Organe Organe embryonal angelegt Antigenzufuhr über Thymus Knochenmark keine Milz Blut + sekundäre lymph. Organe Lymphknoten Lymphgefäße konstitutives MALT tertiäre lymph. Organe SchleimhautEpithel induziertes MALT ektopisches lymph. Gewebe ? Immunbiologie Lymphatische Organe - Übersicht (1) - zusätzlich zu der Einteilung primäre, sekundäre und tertiäre lymphatische Organe - kann man zwei Gruppen unterscheiden: 1. Strukturen, die embryonal angelegt und deshalb bei der Geburt bereits vorhanden sind: primäre lymphatische Gewebe: Thymus, Knochenmark, Peyersche Platten im Ileum bei Rd, Schf sekundäre lymphatische Gewebe: Milz, Lymphknoten, konstitutives Mucosa-assoziiertes lymphatisches Gewebe (MALT) wie Peyersche Platten und Tonsillen Immunbiologie Lymphatische Organe - Übersicht (2) 2. Strukturen, die nicht angelegt sind und die nach der Geburt unter bestimmten Bedingungen angebildet werden können: tertiäre lymphatische Gewebe: - induziertes MALT - ektopisches lymphatisches Gewebe, isolierte lymphatische Follikel (ILF) diese Gruppe ist für Entzündungen relevant Immunbiologie Lymphatische Organe - Übersicht (3) - hinsichtlich der Art des "Antigenerwerbs" gibt es deutliche Unterschiede zwischen den sekundären lymphatischen Organen: - Milz und Lymphknoten (= sek. lymph. Organe) werden nur aktiv, wenn ihnen Antigen zugeführt wird, und zwar - Lymphknoten über Lymphgefäße, also regiolal - Milz über Blutgefäße, also generalisiert - MALT - sammelt permanent Antigene aus dem Lumen (nach innen verlegte Aussenwelt !!) über die Schleimhaut (M-Zellen im Darm oder andere Mechanismen, wie in den Tonsillen) Immunbiologie Lymphatische Organe - Übersicht (4) - von der Immunantwort finden in den genannten lymphatischen Organen nur die Induktion der Immunantwort (afferenter Schenkel) und die Vermehrung der jeweils spezifischen Antigen-reaktiven Lymphozyten (Zellklone) statt - die eigentliche "Antwort", also die Effektorebene (efferenter Schenkel), die sich tatsächlich mit dem Antigen auseinandersetzt, findet häufig außerhalb der lymphatischen Organe statt - d.h. im MALT wird die Reaktion initiiert, die Antwort (z.B. Plasmazellen die Antikörper produzieren) erfolgt dann in der „gesamten“ Schleimhaut Immunbiologie Schleimhaut-assoziiertes lymphatisches Gewebe (1): das MALT läßt sich in zwei Gruppen unterteilen (1) konstitutives MALT - es ist bei jedem Individuum einer Spezies embryonal angelegt - es verfügt über einen definierten histologischen Aufbau - z.T. ist die Lokalisation festgelegt > Tonsillen - z.T. ist die Lokalisation variabel > Peyersche Platten Immunbiologie Schleimhaut-assoziiertes lymphatisches Gewebe (2): - der Kontakt mit (die Zufuhr von) Antigenen findet über spezialisierte Schleimhautzellen statt - die M-Zellen (membranöse Zellen, weil im Vergleich mit dem Schleimhaut-Epithel meist flacher) transportieren permanent Antigen aus dem Lumen (Außenwelt!) in den Körper hinein, wo ein Kontakt mit Zellen des Immunsystems stattfindet - die Einrichtungen verfügen über keine afferenten Lymphgefäße Immunbiologie Schleimhaut-assoziiertes lymphatisches Gewebe (3): - die im MALT aktivierten und proliferierten B-Lymphozyten treten ins Blut über - sie siedeln sich gezielt (homing) in der Lamina propria der benachbarten Schleimhaut an und werden dort zu Plasmazellen - die dann vor allem IgA produzieren, was durch die Epithelzellen in das Lumen transportiert wird (humorale Schleimhaut-Immunität) - die ebenfalls gebildeten B-Memoryzellen rezirkulieren bevorzugt über das MALT Immunbiologie Tertiäre lymphatische Organe (1): - das fakultative MALT (BALT) und das ektopische lymphatische Gewebe werden bei länger anhaltender Immunstimulation angebildet - die genauen Voraussetzungen und Abläufe der Anbildung sind aktuell nicht völlig geklärt - es werden Teile der Bildung von sek. lymphat. Organen rekapituliert, dabei scheinen Lymphgefäße eine wichtige Rolle zu spielen - es sollten bestimmte histologische Komponenten vorhanden sein (B-Zell- und T-Zell-Areal, hochendothelisierte Venolen, Lymphgefäße (efferente), im iMALT auch Follikel-assoziertes Epithel Immunbiologie Tertiäre lymphatische Organe (2): - welche Funktion ausgeübt werden (schützend - iMALT, destruierend - elG) ist ebenfalls unklar Pathologie Atmungstrakt induziertes MALT Bronchiolusassoziiertes lymphatisches Gewebe (BALT • kein Hinweis auf ein BALT 1 Epithel 2 L. propria 3 L. muscularis 4 Peribronchiolum 5 Alveolen Schwein, Lunge Immunbiologie Bronchiolus-assoziiertes lymphatisches Gewebe
