Erik Rauchfuß
Dr. med.
Morphologie linksventrikulärer Endomyokardbiopsien bei Dilatativer und
Hypertropher Kardiomyopathie gegenüber Kontrollen
Geboren am 28.05.1968 in Limburg
Reifeprüfung am 15.06.1988 in Weilburg
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom SS 1990 bis WS 1997/98
Physikum am 01.09.1992 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Heidelberg
Staatsexamen am 11.11.1997 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Pathologie
Doktorvater: Priv.-Doz. Dr. med. Ph. A. Schnabel
In der vorliegenden Arbeit wurde überprüft, inwieweit diagnostische Aussagen zu Kardio-
myopathien durch quantitative/morphometrische licht- und elektronenmikroskopische
Untersuchungen von linksventrikulären Endomyokardbiopsien (LVEMB) zu erhärten sind.
Folgende Fragestellungen wurden anhand von LVEMB bearbeitet:
1. Welche Einflüsse haben unterschiedliche Fixierungs- und Einbettungsverfahren auf
myokardiale Strukturen?
2. Lassen sich Kardiomyopathien von "Kontrollen" histologisch und/oder ultrastrukturell
abgrenzen?
3. Können quantitative/morphometrische Parameter zwischen der dilatativen und
hypertrophen Kardiomyopathie morphologisch unterscheiden?
4. Sind LVEMB repräsentativ für den linken Ventrikel explantierter Herzen?
LVEMB von 36 Patienten (25 männlich, 11 weiblich, Alter: 45 ± 16 Jahre) wurden nach
klinischen und qualitativ morphologischen Kriterien in drei Gruppen eingeteilt: dilatative
Kardiomyopathie (DCM, n = 18), hypertrophe Kardiomyopathie (HCM, n = 10) und nicht
an einer Kardiomyopathie Erkrankte ("Kontrollen", n = 8). Bei sieben dieser Patienten
wurden LVEMB mit später bei der Herztransplantation entnommenen Proben des
Explantats verglichen.
Pro Patient standen für Licht- und Elektronenmikroskopie unterschiedlich vorbehandelte
Proben (mittlere Anzahl in Klammern) zur Verfügung:
a) Fixierung in 4% Formalin, Einbettung in Paraffin (n=2)
b) Fixierung in je 1,5% Glutar- und Paraformaldehyd mit 0,2 M Phosphatpuffer,
Einbettung in Paraffin (n=1)
c) Fixierung in je 1,5% Glutar- und Paraformaldehyd mit 0,2 M Phosphatpuffer,
Einbettung in Epon-Araldit (n=1,5)
Lichtmikroskopisch wurden bei 100facher Vergrößerung Volumendichten von Myozyten-
bündeln, Gewebespalten, perimysialem Bindegewebe (BG), Arterien und Venen, bei 1000-
facher Vergrößerung Volumendichten von Myozyten, freiem Interstitium, endomysialem
BG und Kapillaren mit dem Punktezählverfahren ermittelt. Planimetrisch wurden Narben-
fläche bezogen auf Biopsiefläche, Wand-zu-Lumen-Verhältnis der Arteriolen, Fläche des
perivaskulären BG bezogen auf Fläche der Arteriolen und Kernfläche der Kardiomyozyten
bestimmt. Gemessen wurden minimaler Myozytendurchmesser auf Kernhöhe und Sarko-
merenlänge. Elektronenmikroskopisch wurden Volumendichten von Myofibrillen, freiem
Sarkoplasma und Mitochondrien sowie Oberflächendichte und Oberflächen-Volumen-
Verhältnis der Mitochondrien mit dem Punkte- und Schnittpunktezählverfahren erfaßt.
Quantitativ morphometrisch wurden folgende Ergebnisse erzielt:
1. Die untersuchten Fixierungs- und Einbettungsverfahren bewirkten wesentliche Unter-
schiede in der Zusammensetzung des Myokards (signifikante Beeinflussung der Volumen-
dichten von Myozytenbündeln, Myozyten und Myozytenzellkernen, Gewebespalten, freiem
Interstitium, peri- und endomysialem Bindegewebe, großen Blutgefäßen und Kapillaren).
Die quantitativen metrischen (minimaler Myozytendurchmesser, Sarkomerenlänge, Dicke
des subendokardialen Bindegewebes und der Lamina elastica) und planimetrischen
Parameter (Wand-zu-Lumen-Verhältnis der Arteriolen und Verhältnis von perivaskulärer
Bindegewebs- zu Arteriolenfläche) wurden nicht signifikant beeinflußt.
2. Kardiomyopathien und "Kontrollen" unterscheiden sich anhand von LVEMB in den
meisten myozytären, interstitiellen und vaskulären Parametern weitgehend unabhängig von
den Fixierungs- und Einbettungsverfahren.
3. Zwischen DCM und HCM waren nach Formalinfixierung quantitativ und morpho-
metrisch keine statistisch signifikanten Unterschiede zu finden. Nach Glutar- und
Paraform-aldehyd-Fixierung zeigten sich für einzelne lichtmikroskopische Parameter
signifikante Unterschiede (Volumendichten von Myozytenbündeln, großen Blutgefäßen,
freiem Inter-stitium, Kapillaren und Kapillaren bezogen auf Myozyten; tendenziell für den
minimalen Myozytendurchmesser). Elektronenmikroskopisch waren die Volumendichte
der Myo-fibrillen bezogen auf das subendokardiale Arbeitsmyokard bei DCM signifikant
niedriger als bei HCM und die Oberflächendichte der Mitochondrien bei DCM tendenziell
höher als bei HCM.
4. LVEMB waren in den meisten Parametern für das endomyokardiale Drittel transmuraler
Proben des linken Ventrikels der später explantierten Herzen repräsentativ. Für das mittlere
und epikardiale Drittel fanden sich bei mehreren quantitativen Parametern Abweichungen.
Folgende Schlußfolgerungen lassen sich daraus ziehen:
LVEMB sind in den meisten quantitativen/morphometrischen Parametern für das subendo-
kardiale Drittel transmuraler linksventrikulärer Proben der später explantierten Herzen
repräsentativ. Histopathologisch/ultrastrukturell kann man anhand von LVEMB zwischen
nicht und an einer Kardiomyopathie erkrankten Herzen anhand zahlreicher quantitativ/
morphometrischer Parameter unterscheiden (bei einer ausreichenden Anzahl von Biopsie-
proben). Die Unterschiede bestehen weitgehend unabhängig von verschiedenen Fixierungs-
/ Einbettungsverfahren, die generell die meisten Parameter wesentlich beeinflussen. Für
eine Differenzierung zwischen dilatativer und hypertropher Kardiomyopathie ist jedoch -
neben einer adäquaten Zahl von Biopsien - die Analyse ausgewählter
quantitativ/morphome-trischer Parameter nach Fixierung und Einbettung für die
Elektronenmikroskopie erforderlich.
