Intrazelluläre Akkumulation

Als Folge voll Zell-Dysfunktionen oder Stoffwechselstörungen können Substanzen im Zytoplasma, im Nukleus oder in den Organellen Organellen Die Zelle: Organellen akkumulieren. Häufig vorkommende Substanzen sind Pigmente, Kalzium Kalzium Elektrolyte, Eisen Eisen Spurenelemente, Fett, Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel und Glykogen. Diese Stoffe werden von der Zelle produziert und können sich erhöhen, wenn die Elimination der Stoffe oder der Abbau der Metaboliten nicht ausreichend funktionieren. Eine defekte Proteinfaltung, -verpackung und ein defekter Proteintransport, sowohl genetisch als auch erworben, führen ebenfalls zu einer Akkumulation. In einigen Fällen erfolgt die Ablagerung aufgrund externer Quellen, beispielsweise Kohlenstaub. Die Zelle hat keinen angeborenen Eliminationsmechanismus, sodass das Material an der exponierten Stelle akkumuliert.

Aktualisiert: 28.03.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Überblick

Intrazelluläre Akkumulation von Substanzen

  • Ätiologie:
    • Stoffwechselstörungen
    • Zell-Dysfunktionen (genetische Erkrankungen)
    • Exogene Ursachen
  • Auswirkung: Schädigung möglich, aber nicht zwingend der Fall

Mechanismen

  • Anomalien im Stoffwechsel:
    • Normale Synthese des Moleküls→ Verpackungs- und Transportfehler → Akkumulation
    • Vorkommen z. B. bei Steatosis hepatis (Fettleber; Anstieg der Lipidpartikel)
  • Pathologien bzgl. Proteinfaltung und -transport:
    • Produktion pathologischer Substanzen (fehlgefaltete Proteine Proteine Proteine und Peptide) → Überforderung der Reparaturmechanismen → Akkumulation im endoplasmatischen Retikulum (ER)
    • Vorkommen: ɑ-1-Antitrypsin-Mangel
  • Enzymmangel:
    • Substrat → keine Umwandlung in das Endprodukt (kein Enzym) → erhöhte Menge an Substrat
    • Vorkommen: lysosomale Speicherkrankheiten
  • Ablagerung exogener oder unverdaulicher Stoffe:
    • Exogene Substanz → Unfähigkeit der Zelle zum Abbau oder Transport der Substanz→ Akkumulation
    • Beispiele: Silikose Silikose Pneumokoniose (Quarzstaub) und Anthrakose (Kohlenstoff)

Pigmente

Exogene Pigmente

Pigmente, die von außerhalb des Körpers stammen:

  • Tattoos: Phagozytose der Tattoopigmente durch Makrophagen Makrophagen Zellen des angeborenen Immunsystems (oft ohne inflammatorische Reaktion)
  • Kohle oder Kohlenstaub:
    • Anthrakotisches Pigment oder Kohlenstoffpigment: kohlenstoffhaltige Ablagerungen verursacht durch das Leben in der Stadt, dem Kohlebergbau und das Zigarettenrauchen
    • Assoziation mit Anthrakose (Akkumulation von schwarzem Pigment in der Lunge Lunge Lunge: Anatomie)
    • Kohlearbeiter*innen-Pneumokoniose: fibrotische Lungenerkrankung, die aufgrund einer körperlichen Reaktion auf akkumulierten Kohlenstaub in der Lunge Lunge Lunge: Anatomie entsteht

Endogene Pigmente

Endogene Pigmente werden im Körper synthetisiert.

Lipofuszin oder Lipochrom:

  • Abnutzungs-/ Alterungspigment
  • Entstehung bei Lipidperoxidation und Anreicherung in den Lysosomen
  • Häufig betroffene Organe: Herz und Leber Leber Leber
  • Braune Atrophie: Braunfärbung des betroffenen Organs durch Ansammlung erheblicher Mengen an Lipofuszin
  • Mikroskopische Morphologie: gelbbraune Pigmentgranula, die sich oft um den Nukleus herum ansammeln

Hämosiderose ( Eisen Eisen Spurenelemente):

Hämochromatose ( Eisen Eisen Spurenelemente):

Bilirubin Bilirubin Hämstoffwechsel, Eisenstoffwechsel und Hämoglobin:

Melanin:

  • Braun-schwarzes Pigment
  • Bildung von Melanozyten und Übertragung auf Keratinozyten
  • Synthese: Oxidation von Tyrosin zu Dopachinon, Katalyse durch Tyrosinkinase
  • Hauptformen von Melanin:
    • Eumelanin (braun/schwarz): stärkerer Schutz vor ultravioletter (UV) Strahlung
    • Phäomelanin (gelb/orange): geringerer UV-Schutz, Produktion von freien Radikalen und Beitrag zu oxidativem Stress
    • Neuromelanin: Vorkommen im Gehirn
  • Klinische Korrelation:

Calciumakkumulation

Metastatische Kalzifikation

Dystrophische Verkalkung

  • Ablagerung von Calcium in pathologischen (nekrotischen) Geweben mit physiologischen Calciumspiegeln
  • Makroskopische Morphologie: harte, gelbliche Granula oder Ablagerungen
  • Mikroskopische Morphologie:
  • Vorkommen:

Proteinakkumulationen

Mikroskopische Morphologie

  • Eosinophil
  • Intrazelluläre Aggregate, Vakuolen oder Tröpfchen

Ätiologie

  • Erhöhte Proteinreabsorption im proximalen Tubulus:
    • Beeinflussung der Nieren Nieren Niere (Proteinurie bei nephrotischem Syndrom)
    • Erhöhte Proteinleckage durch den glomerulären Filter, erhöhte Proteinreabsorption in Vesikel
    • Mikroskopische Morphologie: rosafarbene, hyaline Tröpfchen im Zytoplasma der Tubuli
  • Erhöhte Proteinproduktion: erhöhte Immunglobulin-Synthese in Plasmazellen → Akkumulation im ER → Russell-Körper
  • Erhöhte Konzentration an Zytoskelett-Proteinen:
    • Zytoskelett-Proteine:
      • Unterstützung der Integrität der Plasmamembran sowie der Organisation von Zellorganellen
      • Mikrotubuli, Aktinfilamente, Myosinfilamente oder Intermediärfilamente
    • Vorkommen:
      • Morbus Alzheimer Alzheimer Alzheimer: Alzheimer-Fibrillen/neurofibrilläre tangles als eines der Kennzeichen (Mikrotubuli-assoziierte Tau-Proteine)
      • Alkoholische Hepatopathie: Auftreten von alkoholischem Hyalin/MalloryKörpern (zytoplasmatischen Einschlüssen (aus Intermediärfilamenten aus Keratin)) als ein Kennzeichen
  • Defekt des intrazellulären Transports und der Proteinsekretion:
    • ɑ-1-Antitrypsin-Mangel: genetische Mutation mit folgender Fehlfaltung von ɑ-1-Antitrypsin
    • Akkumulation von pathologischem ɑ-1-Antitrypsin im ER der Leber Leber Leber → Zirrhose
    • Mangel an funktionellem ɑ-1-Antitrypsin → Alveolarschäden in der Lunge Lunge Lunge: Anatomie
  • Fehlgefaltete Proteine Proteine Proteine und Peptide (Proteinaggregation):
    • Ablagerung von fehlgefalteten Proteinen, die die Gewebefunktion stören
    • Vorkommen: intrazellulär und/oder extrazellulär
    • Amyloidose Amyloidose Amyloidose:
      • Extrazelluläre Ablagerung von Amyloid, einem unlöslichen fibrillären Protein
      • Amyloid: Rosa- oder Rotfärbung in Kongorotfärbung und apfelgrüne Doppelbrechung im polarisierten Licht

Lipidakkumulation

Triglyceride

  • Steatosis
  • Makroskopische Morphologie: Gelbfärbung des Organs
  • Mikroskopische Morphologie:
    • Intrazelluläre lipidgefüllte Vakuolen
    • Gut abgrenzbare Ränder der Vakuolen

Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel

Phospholipide

Glykogenakkumulation

Glykogenakkumulation

Leber Biopsie:
(a) PAS-Färbung positiv für Glykogenakkumulation (rosa-violette Farbe)
(b) Entfernung von Glykogen nach Vorbehandlung mit Diastase

Bild: „Liver Biopsy“ von US National Library of Medicine. Lizenz: CC BY 4.0

Hyaline Veränderungen

Beschreibung

  • Keine Akkumulation, sondern ein histologischer Befund, der auch bei verschiedenen retinierten Stoffen zu sehen ist
  • Vorkommen: intra- oder extrazellulär
  • Mikroskopische Morphologie: glasiges, homogenes rosafarbenes Erscheinungsbild in der Zelle (HE-Färbung)

Zelluläre Befunde

  • Extrazellulär
  • Intrazellulär
    • Tröpfchen der Proteinreabsorption bei Proteinurie
    • Russell-Körper
    • Alkoholisches Hyalin (Mallory-Körper)
    • Councilman-Körperchen (azidophile Einzelzellnekrosen):
Castleman-Krankheit

Lymphknotenbiopsie (HE-Färbung): 2 Follikel mit hyalin-vaskulären Veränderungen (gelber Pfeil) und zurückgebildeten Keimzentren (schwarze Pfeile), umgeben von konzentrischen Schichten kleiner Lymphozyten (weiße Pfeile)

Bild: „Castleman’s Disease“ vony 1st Department of Internal Medicine and Diabetes Center, Tzaneio General Hospital of Piraeus, 18536 Piraeus, Greece. Lizenz: CC BY 4.0

Quellen

  1. Albores-Saavedra, J., Angeles-Angeles, A. (2011). Diseases of the gallbladder in Burt, A., Portmann, B., Ferrell, L. (Eds.) MacSween’s Pathology of the Liver (6. Auflage). Elsevier, Inc.
  2. Dahl, A., Ing, E. (2018). Xanthoma. Medscape. https://emedicine.medscape.com/article/1213423-overview (Zugriff am 25.10.2020)
  3. Kemp, W., Burns, D. & Brown, T. (2008). Pathology: the big picture. New York: McGraw-Hill Medical.
  4. Nasti, T., Timares, L. (2015). Invited Review MC1R, Eumelanin and Pheomelanin: their role in determining the susceptibility to skin cancer. Photochem Photbiol 91 (1):188–200. doi: 10.1111/php.12335
  5. Oakes, S. (2020). Cell injury, cell death and adaptation. In Kumar, V., Abbas, A., Aster, J. & Robbins, S. Robbins and Cotran. Pathologic Basis of Disease. 10. Auflage. S. 33–65, 83. Elsevier, Inc.
  6. Reisner, H. M. (2020). Cell injury, cell death, and aging in Pathology: A Modern Case Study, 2. Auflage. McGraw-Hill. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2748§ionid=230839558
  7. Schlessinger, D., Anoruo, M., Schlessinger, J. (2020). Biochemistry, Melanin. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459156/#!po=2.77778
  8. Torres, K., Elston, D., Wells, M. (2019). Xanthomas Clinical Presentation. https://emedicine.medscape.com/article/1103971 (Zugriff am 24.10.2020)
  9. H. Fiedler (2019). Amyloid. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-48986-4_178 (Zugriff am 28.02.2023)
  10. Leica Biosystems. (2023). Spezialfärbungen – Welche, warum und wie? Teil 1: Muzine und Glykogen. https://www.leicabiosystems.com/de-de/knowledge-pathway/special-stains-which-one-why-and-how/ (Zugriff am 28.02.2023)
  11. Michael Manns, Natascha Cieplik. (2015). Einführung in die Hepatologie: Pathophysiologie der Entzündung und Fibrose. https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-3-642-54676-1_129-1 (Zugriff am 28.02.2023)

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Comenius-Award 2019

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Simon Veiser

Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

Wolfgang A. Erharter

Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

Holger Wöltje

Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

Frank Eilers

Frank Eilers ist Keynote Speaker zu den Zukunftsthemen Digitale Transformation, Künstliche Intelligenz und die Zukunft der Arbeit. Er betreibt seit mehreren Jahren den Podcast „Arbeitsphilosophen“ und übersetzt komplexe Zukunftsthemen für ein breites Publikum. Als ehemaliger Stand-up Comedian bringt Eilers eine ordentliche Portion Humor und Lockerheit mit. 2017 wurde er für seine Arbeit mit dem Coaching Award ausgezeichnet.

Yasmin Kardi

Yasmin Kardi ist zertifizierter Scrum Master, Product Owner und Agile Coach und berät neben ihrer Rolle als Product Owner Teams und das höhere Management zu den Themen agile Methoden, Design Thinking, OKR, Scrum, hybrides Projektmanagement und Change Management.. Zu ihrer Kernkompetenz gehört es u.a. internationale Projekte auszusteuern, die sich vor allem auf Produkt-, Business Model Innovation und dem Aufbau von Sales-Strategien fokussieren.

Leon Chaudhari

Leon Chaudhari ist ein gefragter Marketingexperte, Inhaber mehrerer Unternehmen im Kreativ- und E-Learning-Bereich und Trainer für Marketingagenturen, KMUs und Personal Brands. Er unterstützt seine Kunden vor allem in den Bereichen digitales Marketing, Unternehmensgründung, Kundenakquise, Automatisierung und Chat Bot Programmierung. Seit nun bereits sechs Jahren unterrichtet er online und gründete im Jahr 2017 die „MyTeachingHero“ Akademie.

Andreas Ellenberger

Als akkreditierter Trainer für PRINCE2® und weitere international anerkannte Methoden im Projekt- und Portfoliomanagement gibt Andreas Ellenberger seit Jahren sein Methodenwissen mit viel Bezug zur praktischen Umsetzung weiter. In seinen Präsenztrainings geht er konkret auf die Situation der Teilnehmer ein und erarbeitet gemeinsam Lösungsansätze für die eigene Praxis auf Basis der Theorie, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Da ihm dies am Herzen liegt, steht er für Telefoncoachings und Prüfungen einzelner Unterlagen bzgl. der Anwendung gern zur Verfügung.

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Zach Davis ist studierter Betriebswirt und Experte für Zeitintelligenz und Zukunftsfähigkeit. Als Unternehmens-Coach hat er einen tiefen Einblick in über 80 verschiedene Branchen erhalten. Er wurde 2011 als Vortragsredner des Jahres ausgezeichnet und ist bis heute als Speaker gefragt. Außerdem ist Zach Davis Autor von acht Büchern und Gründer des Trainingsinstituts Peoplebuilding.

Wladislav Jachtchenko

Wladislaw Jachtchenko ist mehrfach ausgezeichneter Experte, TOP-Speaker in Europa und gefragter Business Coach. Er hält Vorträge, trainiert und coacht seit 2007 Politiker, Führungskräfte und Mitarbeiter namhafter Unternehmen wie Allianz, BMW, Pro7, Westwing, 3M und viele andere – sowohl offline in Präsenztrainings als auch online in seiner Argumentorik Online-Akademie mit bereits über 52.000 Teilnehmern. Er vermittelt seinen Kunden nicht nur Tools professioneller Rhetorik, sondern auch effektive Überzeugungstechniken, Methoden für erfolgreiches Verhandeln, professionelles Konfliktmanagement und Techniken für effektives Leadership.

Alexander Plath

Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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