Zelltod Vorlesung Pathologie I (4).

Präsentation zum Thema: "Zelltod Vorlesung Pathologie I (4)."—  Präsentation transkript:

1 Zelltod Vorlesung Pathologie I (4)

2 Zelltod Irreversibles Endstadium einer Zellschädigung
- hypoxische, toxische, physikalische, immunologische, traumatische oder mikrobielle Ursachen Physiologisch im Rahmen der Embryonal- entwicklung und des Gewebeumsatzes Zwei Formen - Nekrose - Apoptose

3 Zelltod „Unfall“ „Suizid“ „Mord“ Onkose Apoptose Nekrose
(Zellschwellung) Apoptose (Zellschrumpfung) Nekrose

4 Nekrose Durch Hypoxie/Anoxie und zytotoxische Prozesse
hervorgerufener intravitaler Zelltod. Der postmortale Zelltod wird als Autolyse bezeichnet. Koagulationsnekrose - Koagulation von Proteinen durch Denaturierung Kolliquationsnekose - Lyse von Proteinen mit Verflüssigung Verkäsende Nekrose - Mischform aus Koagulations- und Kolliquationsnekrose Fibrinoide Nekrose Fettgewebsnekrose

5 Hypoxie Onkose/Nekrose
Drosselung der ATP-abhängigen Ionenpumpen Austritt von Ca2+-Ionen aus Mitochondrien und ER mit Aktivierung von ATPasen, Lipasen, Proteasen etc. Erhöhte Permeabilität der Zellmembranen Denaturierung zellulärer Proteine Abbau von Proteinen durch eigene Enzyme Onkose/Nekrose

6 Normaler Kern Kernpyknose Wandhyper- Karyorrhexis Karyolyse chromasie

7 Koagulationsnekrose Besteht aus abgestorbenen Zellen, deren
Proteine während des intravitalen Prozesses koaguliert sind Längere Zeit erkennbare Zell- und Gewebekonturen Der Nukleus zeigt eine Kariolyse Aufgrund der Freilegung basischer Strukturen bei der Denaturierung von Proteinen, färbt sich das Zytoplasma intensiv eosiniphil

8 Kolliquationsnekrose
Besteht aus abgestorbenen Zellen, deren Proteine durch Proteasen verflüssigt worden sind Gewebe- und Zellkonturen sind aufgehoben Entstehung von zystischen Hohlräumen Der Kern zeigt eine basophile Pyknose, gefolgt von einer Kariorrhexis Entsteht bei Hypoxie fettreicher Gewebe Bakterientoxine bewirken meist eine

9 Abszess Ansammlung von Eiter in einem zystischen
Hohlraum, der sich auf dem Boden einer Kolliquationsnekrose gebildet hat Eiter entspricht lytisch-nekrotisch einge- schmolzenen Gewebe- und Zelltrümmern Am häufigsten durch Staphylokokkus aureus verursacht

10 Phlegmone Breite Ausbreitung einer akuten Entzündung im Gewebe
Diffuse Infiltration von neutrophilen Granulozyten ohne Gewebezerstörung Meist durch Streptococcus Typ A verursacht

11 Verkäsende Nekrose Mischform zwischen Koagulations- und
Kolliquationsnekrose Enthält reichlich Glykolipide aus den Zell- membranen von Bakterien Die verkäsende Nekrose kann sich ausbreiten, da Makrophagen während der Phago- zytose selber zugrunde gehen können

12 Fibrinoide Nekrose Fragmentation von kollagenen und elastischen Fasern
Einlagerung der Bruchstücke in Zelldetritus, Serumbestandteile und Fibrin Intensive Rotfärbung in der HE-Färbung Die fibrinoide Nekrose findet sich - immunologische bedingt - bei peptischen Ulzera

13 Fettgewebsnekrose Enzymatisch bedingte Nekrose des Fettgewebes
durch Lipasen Dabei werden Triglyzeride zu Fettsäuren und Glyzerin hydrolisiert Die freien Fettsäuren regieren mit Ca2+, Mg2+ und Na+ unter Bildung von Seifen Histologisch nur mehr schattenhaft erkennbares Fettgewebe mit Einlagerung basophilen Materials Ursachen der Fettgewebsnekrose - akute Pankreatitis - Traumen des Fettgewebes

14 Wie kann die Ausbreitung einer Nekrose verhindert werden?
Intrazellulär durch Aktivierung von Autophagosomen Durch vermehrte Synthese von Proteinen mit Ca2+-Ionen Bildungskapazität Verschluss von „gap junctions“ Demarkierung der Nekrose durch Fibrin in der Randzone Phagozytose nekrotischer Zellen durch neutrophile Granulozyten und Makrophagen

15 Was entsteht aus nekrotischem Gewebe?
Anhäufung von Ca2+-Ionen mit zunehmender Verkalkung der Nekrose Aus Zellmembranen freigesetztes Cholesterin kristallisiert aus; Entstehung von Cholesterin- granulomen Vollständige Resorption nekrotischer Zellen mit Reparatur des Gewebedefekts Sekundäre bakterielle Infizierung mit Ausweitung der Nekrose

16 Apoptose – der programmierte Zelltod
Physiologischer Prozess in der Embryonal- entwicklung, der Involution und dem Gewebeumsatz Sie tritt aber auch bei vielen pathologischen Prozessen auf - Eliminierung infizierter Zellen - Autoimmunerkrankungen - degenerativen Erkrankungen - Tumorentstehung/-progression Sie induziert keine immunologische Reaktion des Organismus

17 Apoptose – der programmierte Zelltod
Aufbrechen der DNS des Zellkerns zwischen den Nukleosomen Fragmente von bp oder Vielfaches Fragmentierung erfolgt durch Aktivierung einer Endonuklease (via Ca2+-Ionen) Dadurch kann die Apoptose auch durch Hemmung der Proteinsynthese unterbunden werden

18 Zell- schädigung Wachstums- stimulus Nekrose Apoptose Mitose

19 Funktion der Apoptose Möglicherweise kommt die Zelle durch
Selbstzerstörung ihrer DNS einem Transfer geschädigter/irregulärer genetischer Informationen in andere Zellen zuvor Die Apoptose stellt einen extrem konser- vierten Prozess dar, was ihre große Bedeutung in der Morphogenese und der Sicherung der gesunden Gewebe unterstreicht

20 Apoptose Zugrundegehen einzelner Zellen im vitalen Zellverband.
Involution (physiologisch) Zytokinwirkung Immunologische Reaktion Zell- und Gewebeerneuerung in Tumoren Therapien (Bestrahlung, Chemo- therapie) Die Zelle zerfällt in Zelltrümmer (apoptotic bodies) und wird danach von den umliegenden Zellen phagozytiert. Da die Zellmembran um die Zelltrümmer intakt bleibt, werden keine intrazellulären Substanzen freigesetzt (keine Entzündungsreaktion!)

21 Apoptose Aufrechterhaltung des Gleichgewichts von
Zellproliferation und -elimination bei dem Erhalt der Organgröße beim Erwachsenen der Organentwicklung (Form, Funktion, und Größe im Embryo) der physiologischen Atrophie und Involution

22 4 Phasen der Apoptose 1) Aggregation des „Todes- signal-Komplexes“
- FasL-FasR od. TNFR-1 - FADD 2) Schädigung der Mito- chondrien unter Austritt von Cytochrom C 3) Aktivierung von intra- zellulären Proteasen und Nukleasen, enzymatischer Lyse der DNS und wich- tiger zellulärer Proteine 4) Phagozytose der Apoptose- Körper

23 Apoptose-auslösende Faktoren
Auslösendes Signal Beispiel Apoptose Wirkung auf Hormone Glukokortikoide Lymphozyten Erythropoetin Vorläuferzellen d. Erythropoese Östrogenentzug Mammainvolution Testosteronentzug Prostatainvolution Viren HIV-Infektion Helfer-T-Lymphoz. Zytokine TNF Endothelzellen Interleukin-2-Entzug Lymphozyten Wachstumsfaktoren Nerve-GF-Entzug Neuronen Gene fas-Gendefekt Lymphozyten (maligne Lymphome) Toxische Stoffe Nicotin Neuronen (Tumorentstehung; Chemoresistenz) Stimulation des FasR Lymphozyten Ionisierende Strahlen

24 Gen-Steuerung der Apoptose
Apoptose ist der Antagonist der Proliferation Steuerung durch bax und p53-Gene sowie die bcl-2-Genfamilie Bcl-2 wirkt anti-apoptotisch Bax-Protein bildet mit bcl-2-Protein Heterodimere, daher ist zur Hemmung/Einleitung der Apoptose das Verhältnis Bax/Bcl-2 entscheidend Weitere Apoptosehemmer - Hitzeschockproteine - Gen zur Aktivitätshemmung des Apaf-1-Proteins

25 Tumorprogression als Folge von Proliferation und Apoptose
Einflussfaktor Proliferation Apoptose Tumor- verhalten Aktivierung von Onkogenen intensiviert Progression Aktivierung der bcl-2-Gen-Familie gehemmt Progression Aktivierung des p53-Gens gehemmt intensiviert Regression Aktivierung des bax-Gens intensiviert Regression Aktivierung eines Tumornekrosefaktors intensiviert Regression Methylierung eines unbekannten Gens mit Einfluss auf die Expression von Apaf-1-Protein gehemmt Progression