Thema 1: Anpassungsreaktionen

Zellen, Gewebe und Organe können sich an eine erhöhte oder verminderte Leistungsanforderung anpassen. Die Veränderungen können aufgrund physiologischer Bedürfnisse oder aufgrund krankhafter Veränderungen erfolgen und sind potentiell reversibel, sofern keine Veränderung der Organ- oder Gewebsarchitektur, also ein Umbau, damit verbunden ist. Gewebe können ferner in topographisch atypischer Weise ausdifferenzieren.

Hypertrophie und Hyperplasie

Die Anpassung an einen erhöhten Leistungsbedarf wird je nach Zell- bzw. Gewebstyp durch Hypertrophie oder Hyperplasie erreicht. In vergrößerten Organen können Hypertrophie und Hyperplasie nebeneinander bestehen. Unter der Hypertrophie wird eine Vergrößerung der Zellen, verbunden mit einer Vermehrung von z.B. Organellen oder kontraktilen Strukturen, verstanden. Beispiele sind die Vergrößerung der Skelettmuskulatur durch Arbeit, die Vergrößerung des Herzen durch Zunahme des Volumens, nicht aber der Anzahl der Kardiomyozyten, oder die Vergößerung glatter Muskelzellen z.B. in der Harnblasenwand bei Obstruktion der Urethra. Eine Hypertrophie kann durch Kompensation eines Defekts (kompensatorische Hypertrophie, z.B. im verbliebenen Myokard nach Herzinfarkt) oder aufgrund einer hormonellen Stimulation (endokrine Hypertrophie) eintreten. Eine Hypertrophie liegt nicht vor, wenn Zellen aufgrund einer Zellschädigung anschwellen, z.B. durch Zellhydrops oder Zellverfettung, bei Speicherkrankheiten usw.

Mit dem Begriff der Hyperplasie wird eine Organvergrößerung oder Gewebsvermehrung aufgrund einer Erhöhung der Zellzahl verstanden. Dies wird durch eine lolale Proliferation bzw. durch Einwanderung der betreffenden Zellen erreicht. Die Zellgröße bleibt normal. Als Beispiele seien hier die Hyperplasien im lymphohämatopoetischen System oder in endokrinen Organen genannt: Hyperplasie der Lymphknoten, des extranodalen lymphatischen Gewebes, der Milz, des Thymus oder des Knochenmarks gehen mit einer Vermehrung der lymphatischen Zellen, der blutbildenden Zellen, der akzessorischen Zellen usw., nicht aber mit einer Zunahme des jeweiligen Zellvolumens einher. Entsprechendes gilt für endokrine Organe: eine Funktionssteigerung der Nebennierenrinde, der Schilddrüse, der Nebenschilddrüsen oder des APUD-Systems usw. wird durch eine Vermehrung der betreffenden sekretorisch aktiven Zellen erreicht.

Hyperplasien können auf Belastung (Hyperplasie z.B. der Epidermis, der Mundschleimhaut), chronische Infektionen (Lymphknoten), Kompensationsphänomene (Restdrüsengewebe nach Resektion) oder hormonelle Stimulation zurückgeführt werden. Hyperplasien, die durch hormonelle Reize ausgelöst wurden, liegen infolge des unterschiedlichen Ansprechens der Zielzellen oft in knotiger (nodulärer) Form vor, wie z.B. in der Schilddrüse bei Struma nodosa oder bei der benignen Prostatahyperplasie. Die Hyperplasie eines Organs kann durch Hyperplasie auch verschiedener Zell- oder Gewebstypen erreicht werden: in der Prostata kann man eine glanduläre und eine fibromuskuläre Hyperplasie unterscheiden, die unabhängig voneinander ausgeprägt sein können.

Atrophie, Hypoplasie, Involution

Die Anpassungsreaktion an einen herabgesetzten Leistungsbedarf mit der Folge einer Organ- oder Gewebsverkleinerung bezeichnet man als Atrophie, wenn diese wesentlich auf die Verminderung des Zellvolumens zurückzuführen ist, und als Hypoplasie (oder numerische Atrophie), wenn eine Verminderug der Zellzahl vorliegt. Entwicklungs-, schwangerschafts- und altersassoziierte Formen der Atrophie und Hypoplasie werden auch mit dem Begriff Involution belegt. Eine scharfe Trennung ist im Einzelfall nicht immer möglich.

Generalisierte Formen der Atrophie betreffen das Altern (Altersatrophie) oder den Hungerzustand (Inanitionsatrophie: Atrophie des Fettgewebes, Reduktion der Proteinmasse bei Kwashiorkor).

Lokalisierte Atrophieformen sind die Inaktivitätsatrophie (z.B. Skelettmuskulatur nach Fraktur einer Extremität), die Druckatrophie (z.B. läppchenzentrale Leberzellbälkchen bei Blutstauung), die trophoneurotische Atrophie (Muskulatur nach Denervierung), die vaskuläre Atrophie (z.B. Zahn’scher (Pseudo-)Infarkt der Leber, Subinfarkt der Niere) oder die Involutionsatrophie. Mit dem Begriff der Involution werden Zustände der numerischen und/oder strukturellen Atrophie belegt, wie das Verschwinden embryonaler Strukturen (Ductus Botalli, Nabelgefäße, Ductus thyreoglossus etc.), die Rückkehr eines Organs zur Normalgröße (Uterus nach Schwangerschaft, Mamma nach Laktation), oder auch die altersentsprechende Verkleinerung des Thymus in der Pubertät oder des Ovars in der Menopause.

Die Atrophie bzw. die Hypoplasie gehen oft mit einem Organellenschwund und dem Auftreten von degenerativ abgewandelten Organellen wie z.B. Riesenmitochondrien einher. Makroskopisch macht sich u.U. an Stelle des verkleinerten Funktionsgewebes Vakatfett (z.B. in der Umgebung des Nierenbeckens einer Schrumpfniere, innerhalb der Kapsel von Lymphknoten) bewerkbar.

Als Mechanismen der Zellverminderung kommen die Auswanderung oder das Absterben durch Apoptose (siehe Thema 10) in Frage. Hinsichtlich der molekularen Ursachen des Alterns sind die Verkürzung von Telomeren (siehe Telomerase, Thema 10) und das Krankheitsbild der Progerie von Interesse.

Die Begriffe der Aplasie (die ungenügende Ausbildung eines Organs) und der Agenesie (fehlende Organanlage) werden im Zusammenhang mit der Entwicklungspathologie besprochen.

Metaplasie

Unter einer Metaplasie wird die Umwandlung eines differenzierten Gewebes in ein ähnliches, verwandtes, jedoch funktionell meist ungenügendes Gewebe verstanden. Ursachen können eine chronische Irritation, z.B. durch Druck oder Entzündung sein.

Die bekanntesten Beispiele betreffen das Epithel, so die Plattenepithelmetaplasie in respiratorischem Epithel bei Rauchern, in Speicheldrüsen-Ausführungsgängen oder im Urothel bei Lithiasis, die Zylinderepithelmetaplasie des Ösophagus bei Refluxerkrankung (Barrett-Schleimhaut) oder die intestinale Metaplasie der Magenschleimhaut. Metaplasien treten aber auch in mesenchymalen Geweben auf, so die metaplastische Verknöcherung (z.B. bei Myositis ossificans) oder die metaplastische Bildung reifen Fettgewebes (Lipomatose).

Die Metaplasie muß von der Heterotopie (d.h. keine Umwandlung, das betreffende Gewebe war schon immer an der "falschen Stelle" vorhanden gewesen: heterotope Magenschleimhaut im Duodenum, heterotopes Pankreasgewebe in der Magenwand, heterotopes Hirngewebe in der Nasenschleimhaut usw.) unterschieden werden. Unter der Dysplasie werden klonale genomische Veränderungen, die sich zytomorphologisch und ggf. auch gewebsarchitekturell erkennbar machen, verstanden.

Die Dysplasie kann gerade auch auf dem Boden einer Metaplasie auftreten, da mutagene Reize (z.B. Zigarettenrauch) sowohl eine Metaplasie als auch eine Dysplasie bewirken können. Dysplasien sind fakultative Präkanzerosen (siehe Kapitel Tumor).