Histologie


Histologie

Die Histologie (von gr. histos „Gewebe“ und logos „Lehre“) ist die Wissenschaft von menschlichen, tierischen oder pflanzlichen biologischen Geweben. Die Histologie ist demnach ein Teilgebiet der Medizin oder Biologie und hier wiederum Teilgebiet der Anatomie oder Pathologie.

Der Histologe untersucht Gewebeproben. Dazu werden mikrometerdünne, gefärbte Gewebsschnitte hergestellt und am Mikroskop beurteilt. Man spricht von morphologischer Diagnostik, da anhand des Erscheinungsbildes und färberischen Verhaltens der Gewebestrukturen der Befund erstellt wird. Zum Probengut beim histologischen Arbeiten gehören Operationspräparate (z. B. Magen, Darm, Niere), Probeexzisionen (z. B. Muttermal, Sehnen, Zysten) und Biopsien (z. B. Magen-, Darm-, Brustgewebe-Biopsien). Mit Hilfe der modernen Technik lassen sich schon an winzigen Gewebestückchen (1–2 mm) feingewebliche Diagnosen erstellen. Diese mikroinvasiven Methoden sind für die Patienten schonend und werden oft bei Vorsorgeuntersuchungen durchgeführt.

Die elektronenmikroskopische Untersuchung von Gewebe fällt ebenfalls vorwiegend in den Forschungsbereich. Hier werden 0,01-0,5 µm dicke Schnitte hergestellt und mit einem hoch auflösenden Elektronenmikroskop begutachtet.

Histologischer Schnitt einer Lunge, Lungenpest

Zu den Aufgaben der Histopathologie gehört die Frühdiagnose von Tumoren (z. B. Magenbiopsie), Klassifizierung von Tumoren (gut-/bösartig), Nachweis von Stoffwechselerkrankungen, parasitären, bakteriellen, entzündlichen Erkrankungen, Hilfestellung zur Therapiewahl und vieles mehr.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Als Begründer der Histologie gilt Marie François Xavier Bichat (1771–1802), der ohne Mikroskop 21 Gewebetypen im menschlichen Körper beschrieb. Die Entstehung der Histopathologie schreibt man Johannes Peter Müller (1801–1858) zu, der 1838 ein Buch über die Natur und Struktureigenschaften von Krebs veröffentlichte. Als Vater der Histopathologie wird Rudolf Virchow (1821–1902) bezeichnet.

Histotechnik

Hauptartikel: Histotechnik

Bevor ein Pathologe / Biologe die feingeweblichen Details einer Patientenprobe / eines Experimentes begutachten kann, muss das Gewebe einer ausführlichen Verarbeitung unterzogen werden. Diese Methoden werden als Histotechnik zusammengefasst und im histologischen Labor größtenteils von biomedizinischen Analytikern bzw. (V)MTAs durchgeführt.

Die Gewebeverarbeitung im histodiagnostischen Labor umfasst die Begriffe:

  • Fixierung zur Stabilisierung des Gewebes (Hauptfixans: 4 % neutral gepufferte Formaldehydlösung)
  • makroskopische Begutachtung, Zuschnitt der aussagekräftigen Gewebebezirke. In der Pathologie ärztliche Tätigkeit und zum diagnostischen Prozess gehörend.
  • Entwässerung und Imprägnierung des Gewebes mit flüssigem Paraffin
  • Einblocken des Gewebes in Paraffin: ein Paraffinquader wird hergestellt, der das Gewebe beinhaltet.
  • In modernen Histologielaboren werden die Gewebsstückchen in sogenannte „Einbettkassetten“ gelegt. In diesen durchläuft die Gewebeprobe die Entwässerung und Einparaffinierung. Danach dient die Kassette als Blockunterlage und kann so in den sogenannten Schnellspannrahmen, mit dem die meisten heutigen Mikrotome versehen sind, eingespannt werden.
  • Herstellung von 2–5 µm dicken Schnitten am Mikrotom
  • Aufziehen der Schnitte auf (beschichtete) Glasobjektträger
  • histologische Färbetechniken

Die Verarbeitung von FFPE-Gewebe (formalin-fixiertes paraffin-eingebettetes Gewebe) inklusive der Hämatoxylin-Eosin-Färbung stellt die weltweite Routine-Methode der Pathologie dar und dauert durchschnittlich ein bis zwei Tage von der Probenannahme bis zur Befundung. Im Gegensatz zum klinisch-chemischen Labor sind viele Arbeitsschritte von Hand durchzuführen. Besonders die Schnittherstellung am Mikrotom bedarf großen Geschicks.

Schnellschnittuntersuchung

Hauptartikel: Schnellschnittuntersuchung

Bei manchen Operationen benötigt der Chirurg noch während der Operation Informationen über das entnommene Gewebe für seine weitere Vorgehensweise. In diesem Fall wird ein Teil der Probe innerhalb von etwa 10 Minuten als Schnellschnitt verarbeitet.

  • Gewebestabilisierung durch Gefrieren (ca. −20 °C), je nach Gewebeart
  • Herstellung eines 5–10 µm dicken Schnittes am Kryostat
  • Aufziehen des Schnittes auf einen beschichteten Glasobjektträger
  • Schnell-HE-Färbung, Paragon-Färbung oder andere Schnellfärbung
  • Befundung

Färbemethoden der Histologie

Es gibt eine Unzahl verschiedener histologischer Färbungen, die im Laufe der letzten 120 Jahre entwickelt wurden. Der Großteil stammt aus den ersten 30 Jahren des vorigen Jahrhunderts. Im modernen Histolabor hat sich eine überschaubare Anzahl an Färbungen durchgesetzt. An erster Stelle steht die Hämatoxylin-Eosin-Färbung als Routine- und Übersichtsfärbung. Dafür werden meist computergesteuerte Färbeautomaten eingesetzt. Daneben werden für bestimmte Fragestellungen sogenannte Spezialfärbungen (meist von Hand) durchgeführt.

Die Färbetheorie der biologischen Färbungen begründet sich meist in der Reaktionsfähigkeit bestimmter Gewebestrukturen auf bestimmte Farbstoffe. Die Hauptbindungskraft ist die Ionenbindung (saure Farbstoffe werden an basische Proteine gebunden). Bei histochemischen Methoden entwickelt sich eine farbige Substanz erst durch die Reaktion mit einem Gewebeinhaltsstoff (z. B. Berliner-Blau-Reaktion, Perjodacid-Schiffsche Reaktion). Des Weiteren gibt es noch enzymhistochemische Methoden, bei denen die Aktivität zelleigener Enzyme eine Farbentwicklung bewirken.

Diese klassische Histotechnik wird seit den 1980er Jahren durch die Immunhistochemie ergänzt. Hier beruht der Nachweis von „Zelleigenschaften“ auf einer Antigen-Antikörper-Reaktion. In einer Mehr-Schritt-Technik erfolgt die Sichtbarmachung der Reaktion durch eine Farbreaktion am Ort des Antigens (Proteins).

Seit den 1990er Jahren findet die In-situ-Hybridisierung Eingang in die histologische Diagnostik. Hier beruht der Nachweis auf der Aufschmelzung und spontanen Anlagerung von DNA-Doppel- bzw. Einzel-Strängen. Es werden Nukleinsäure-Sequenzen mit Hilfe sogenannter Sonden dargestellt. Sind diese Sonden mit Fluorchromen markiert, spricht man von Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH).

Mit diesen Methoden beginnt ein neuer Abschnitt der Histodiagnostik.

Histologischer Schnitt einer glatten Muskulatur (HE)
getrockneter Knochen, Fuchsin

Übliche Färbemethoden sind:

  • Hämatoxylin-Eosin-Färbung: Zellkerne/Bakterien/Kalk blau; Zytoplasma rötlich/bläulich, Kollagen rot
  • Azan-Färbung (Azokarmin G-Anilinblau): Zellkerne rot, Zytoplasma rötlich, Kollagen- und retikuläre Fasern blau, Muskelfasern rot
  • Trichrom nach Masson-Goldner (Eisenhämatoxilin / Säurefuchsin / Orange G / Lichtgrün): differenzierte Anfärbung der Bindegewebskomponenten, Zellkerne blauschwarz, Zytoplasma rot, Kollagen grün, Muskulatur hellrot
  • van Gieson (Eisenhämatoxylin / Pikrinsäure / Säurefuchsin): Kerne braun-schwarz, Zytoplasma gelb-braun, Kollagen (Bindegewebe) rot, Muskulatur orange
  • PAS-Reaktion: (Perjodsäure-Schiffsches Reagenz): neutrale Glykokonjugate (Schleimstoffe) magentarot
  • Berliner-Blau-Reaktion: Nachweis von dreiwertigen Eisenionen im Gewebe
  • Reticulinfärbung nach Gomori: Versilberung; reticuläre Fasern schwarz
  • von Kossa Färbung: Versilberung; Verkalkungen schwarz
  • Giemsa-Färbung: Blutzellenfärbung
  • Gramfärbung: Bakteriendifferenzierung in gram-positiv (blau) und negativ (rot)
  • Ziehl-Neelsen-Färbung: säurefeste Stäbchen (Tuberkulose-Bakterien) rot
  • Elastica (Resorcin-Fuchsin / Orcein): elastische Fasern schwarz-violett
  • LFB (Luxol Fast Blue / Kresylviolett): Markscheiden türkisblau, Kerne blauviolett
  • Eisenhämatoxylin nach Heidenhain (EH)
  • Neu-Metyhlenblau-Färbung, NMB-Färbung:
  • Golgi-Färbung: Versilberung einzelner Neurone mit Silbernitrat (sog. "schwarze-Reaktion")
  • Kongorot- Färbung: Darstellung von Amyloidablagerungen Amyloidose

Siehe auch: Silberfärbung

Gewebearten

Literatur

  • Hans-Christian Burck: Histologische Technik, Thieme-Verlag, Stuttgart, ISBN 3-13-314306-9
  • Renate Lüllmann-Rauch: Taschenlehrbuch Histologie, 2. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, ISBN 3-13-129242-3
  • Schiebler: Histologie, Springer-Verlag
  • H. Leonhardt: Histologie, Zytologie und Mikroanatomie des Menschen, Thieme-Verlag, Stuttgart
  • W. Kühnel: Taschenatlas der Zytologie, Histologie und mikroskopischen Anatomie, Thieme-Verlag, Stuttgart
  • U. Welsch: Lehrbuch Histologie
  • U. Welsch: Atlas Histologie
  • Werner Tackmann: Repetitorium der Histologie: Teil 1 Zell- und Gewebelehre, 1999, ISBN 3-932723-00-7 Teil 2 Organe und Systeme. 1999, ISBN 3-932723-01-5
  • N. Ulfig: Kurzlehrbuch Histologie, 2. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, ISBN 3-13-135572-7
  • J.A. Kiernan: Histological and histochemical Methods. 1999, Arnold, ISBN 0-7506-4936-4
  • Gudrun Lang: Histotechnik. 2006, Springer-Wien-New York, ISBN 3-211-33141-7
  • M.Hartmann,M.A. Pabst: Zytologie, Histologie und Mikroskopische Anatomie, 2009, Facultas Verlag, ISBN 978-3-7089-0348-4

Weblinks

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