Was macht eigentlich der Pathologe?

Ganz sicher nicht nur das, was viele beim Wort “Pathologie” als erstes vermuten: Leichenöffnungen von Verstorbenen. Vielmehr werden in einem Institut für Pathologie vorwiegend Gewebeproben untersucht, die bei medizinischen Eingriffen entnommen werden. Dabei kann es sich um große Operationspräparate, wie z.B. einen Dickdarm mit Dickdarmkrebs (Kolonkarzinom), aber auch um winzige Gewebeproben handeln, wie sie beispielsweise der Spezialist für Magen-Darm-Erkrankungen (Gastroenterologe) mit dem Endoskop bei der Darm- oder Magenspiegelung (Endoskopie) entnimmt.

Grundsätzlich hat der Patient ein Recht darauf, dass alles Gewebe, welches bei ihm entfernt wird, vom Pathologen untersucht wird. Es kommt nicht selten vor, dass wichtige krankhafte Veränderungen in scheinbar harmlosen Präparaten erst durch das Mikroskop entdeckt werden.
Die mikroskopische Untersuchung von Gewebeproben wird auch Histologie genannt. Die Untersuchung von einzelnen Zellen heißt Zytologie, auch diese Untersuchungen werden vom Pathologen durchgeführt. In der Zytologie werden Zellabstriche (zum Beispiel vom Muttermund im Rahmen der gynäkologischen Krebsvorsorge) untersucht. Zytologie bedeutet aber auch die mikroskopische Untersuchung von Flüssigkeiten, die dem Körper mit Hilfe einer Nadel entnommen wurden (Punktion), wie beispielsweise die Punktionsflüssigkeit einer Schilddrüsenzyste. Auch Gehirnwasser (Liquor) oder ein Erguss im Bauchraum gehört hierher, genauso wie Urin (bei einem Krebs der Blasenschleimhaut können die bösartigen Zellen im Urin nachgewiesen werden).
Wir möchten im Folgenden hauptsächlich die Techniken der Histologie beschreiben.

Nach der chirurgischen Entfernung einer Gewebeprobe (oder eines Organes) wird das Material in der Regel an ein Institut für Pathologie versandt. Erst hier wird dann die endgültige Diagnose gestellt. Beispielsweise kann ein Pigmentfleck (oder Muttermal) auf der Haut selten auch bösartig sein (Malignes Melanom). Mit bloßem Auge kann jedoch oft nicht sicher festgestellt werden, ob die Hautveränderung nun gutartig oder bösartig ist.
Die Diagnose kann nur mit Hilfe der mikroskopischen Untersuchung gesichert werden.

Wir wollen hier kurz beschreiben, wie die Gewebeprobe verarbeitet wird, bis sie mikroskopisch untersucht werden kann.

Fixieren

Jedes Gewebe, das an ein Institut für Pathologie verschickt wird, muss fixiert werden. Unfixiertes Gewebe unterliegt einem Zersetzungsprozess (Autolyse) der dazu führt, dass schon nach 1-2 Tagen (je nach Art des Materials) eine Diagnose nicht mehr möglich ist. Man kann auch einfach sagen: das Gewebe verfault.
Der/die behandelnde Arzt/Ärztin gibt das entnommene Gewebe in einen Behälter, der mit einer 4-prozentigen Formalinlösung gefüllt ist.
Formalin führt dazu, dass das Gewebe seinen augenblicklichen Zustand und seine Struktur beibehält. Alle Substanzen und Eiweißstoffe, die das Gewebe normalerweise zersetzen würden (Enzyme, z.B. Protease), werden zerstört. Gleichzeitig wird das Gewebe härter, dies erleichtert die weitere Präparation (siehe unten).

Die Präparation in unserem Labor

Das (oder die) Gefäß(e) erreichen uns zusammen mit einem Untersuchungsantrag, der die wichtigsten Daten des Patienten bzw. der Patientin zusammenfassend darstellt. Jeder Antrag und jedes Gefäß eines Patienten bekommen dann eine gleiche (fortlaufende) Nummer, mehrere Gefäße eines Patienten werden mit Unternummern gekennzeichnet.

Die Gefäße werden dann in einem speziellen Laborraum aufgestellt, in dem die Gewebeproben vom ärztlichen Personal bearbeitet werden.

Jedes Gewebe bzw. Organ wird nun genau beschrieben, vermessen und gewogen und ggf. auch fotografiert.

Der Pathologe muss nun anhand der Daten, die vom behandelnden Arzt mitgeliefert wurden, entscheiden, welche Gewebeanteile für die Diagnose wesentlich sind. Dabei spielt natürlich auch eine große Rolle, ob eventuell krankhafte Veränderungen vorliegen, die vom behandelnden Arzt nicht entdeckt wurden.
Jedem Gewebsstück werden eine oder mehrere kleine Plastikkapseln zugeordnet, diese sind mit der Nummer beschriftet, die auf dem Untersuchungsantrag sowie auf dem Gefäß steht. Die Gewebeprobe wird nun mit einem sehr scharfen Messer “zugeschnitten”, dies geschieht nach einem mehr oder weniger festgelegten Schema, welches für jede Gewebeart oder Organ variiert.

Es kann vorkommen, dass später unter dem Mikroskop Veränderungen auftauchen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar waren, oder aber, dass die Veränderung, nach der der behandelnde Arzt fragte, nicht sicher beurteilbar ist. Für solche Fälle wird jedes Material längere Zeit aufbewahrt, um auch später noch weitere Gewebeproben entnehmen zu können.
Die Plastikkapseln mit den Gewebescheiben werden verschlossen und können nun von den medizinisch-technischen Assistenten/innen weiter bearbeitet werden.

Das Einbetten der Gewebeproben

Die zugeschnittenen Gewebeproben in den Kapseln müssen für die weitere Bearbeitung entwässert werden. Dies geschieht in unserem Institut durch ein vollautomatisches System, das innerhalb von wenigen Stunden, je nach Gewebe und Größe, diesen Prozess durchführt.

Die Kapseln werden dann nach dem Abschluss des Entwässerungsprozesses erwärmt und mit Wachs umgossen, was in unserem Institut ebenfalls durch ein vollautomatisches System geschieht, so dass auch hier eine genaue Zuordnung des Patienten zum Gewebe bestehen bleibt.
Schließlich liegt ein “Blöckchen” vor, also eine in Paraffin gegossene Gewebeprobe.

Um mit Hilfe eines Mikroskops die Gewebeproben richtig beurteilen zu können, muss das Gewebe so dünn auf einer rechteckigen Glasplatte aufgebracht werden, dass die einzelnen Zellen nebeneinander zu sehen sind. Daher darf das Gewebe nicht dicker als einzelne Zelllagen sein, das heißt etwa 3 – 4 Mikrometer (3-4 Tausendstel Millimeter). Ein normales Blatt Papier ist im Vergleich dazu 100 Mikrometer dick, also 25 bis 30 mal so viel.

Das Paraffinblöckchen wird dafür in ein sogenanntes Mikrotom eingespannt. Ein Mikrotom besteht aus einer Klammer, die das Blöckchen hält und einer scharfen Klinge mit der die Blöcke geschnitten werden. Wir nutzen in unserem Institut Rotationsmikrotome.

An den Rotationsmikrotomen kann man je nach Gewebe und Fragestellung die Schnittdicke einstellen, so dass vom Paraffinblock feinste Scheiben mit einer bestimmten Dicke abgehobelt werden. Diese Scheibchen bleiben am Messer kleben, und werden mit einem Pinsel vorsichtig auf die Wasseroberfläche eines erwärmten Wasserbades gebracht oder gelangen über eine Wasserrutsche in das Wasserbad.

Durch die erhöhte Temperatur wird das Wachs weich, und der vorher oft stark gefältelte Schnitt schwimmt glatt auf der Wasseroberfläche.
Schließlich taucht man einen wiederum mit der Patientennummer beschrifteten Objektträger (rechteckiges Glasplättchen mit den Maßen 7,5 * 2,6 * 0,1 cm) in das Wasserbad und unter den schwimmenden Schnitt. Der Objektträger wird hochgezogen, so dass der Schnitt auf dem Glasplättchen haften bleibt.

Färben

Nachdem der Objektträger getrocknet und das gesamte Paraffin durch ein Xylolbad entfernt wurde, kann der Schnitt gefärbt werden. Ungefärbte Schnitte können in keiner Weise beurteilt werden, da die wenigen Zelllagen auf dem Objektträger keine Eigenfärbung besitzen.
Der Färbeprozess sorgt dafür, dass verschiedene Zellelemente mit mindestens 2 Farben “koloriert” werden. Die gängigste Färbung (Hämatoxylin-Eosin, kurz HE) färbt beispielsweise die Zellkerne bläulich und den Zellleib rötlich.

Es gibt unzählige Färbemethoden, jede ist für ganz bestimmte Fragestellungen vorteilhaft. So kann man Tuberkuloseerreger mit einer speziellen histochemischen Reaktion sehr sicher erkennen (Ziehl-Neelsen), dagegen mit fast jeder anderen schlecht oder gar nicht.

Die Aufgabe des Pathologen besteht auch darin, schon beim Präparieren zu entscheiden, welche besondere histochemische Reaktion (neben der üblichen HE-Färbung) bei besonderen Fragestellungen durchgeführt werden sollen.
Gefärbt wird heutzutage in modernen Geräten, die fast alle Reaktionsschritte automatisch durchführen.

Versiegeln

Der letzte Schritt ist das Versiegeln des Objektträgers, bzw. des Gewebeschnittes auf dem Objektträger. Dies ist vor allem notwendig, weil physikalische Eigenschaften des Lichtes dafür sorgen, dass eine leicht unregelmäßige Oberfläche (also der Gewebeschnitt auf dem Objektträger), auch wenn sie noch so dünn ist, durch Lichtbrechung mehr oder weniger undurchsichtig wird. Dieses Problem ist leicht zu beheben, indem man eine Art Kunstharz auf den Gewebeschnitt tropft und dann ein hauchdünnes Gläschen (Deckglas) oder Kunststofffolie darüberlegt. Durch Kapillarwirkung verteilt sich das Kunstharz sehr schnell und bildet eine dünne Schicht zwischen Objektträger und dem Deckglas. Das Verfahren hat einen weiteren Vorteil: die Objektträger können so bei dunkler Lagerung jahrzehntelang haltbar gemacht werden.

Befundung

Der letzter Schritt, der zu der pathologischen Diagnose führt, erfolgt am Mikroskop. Der Pathologe begutachtet unter dem Mikroskop das Gewebe und stellt die Diagnose, die als Grundlage für alle weiteren Therapien dient.