BRONCHIALEPITHEL
Die Luftröhre und die Bronchien sind von geschichtetem Flimmerepithel ausgekleidet. Die Höhe des Epithels nimmt mit den Bronchialbaumästen ab. Im Epithel finden sich vier verschiedene Zelltypen: Basalzellen, Flimmerzellen, Becherzellen und klare Zellen, die zum diffusen neuroendokrinen System oder zum APUD-System (Aminvorläuferaufnahme und-Decarboxylierung) gehören. Das Epithel sitzt auf einer Basalmembran, die eine Dicke von 10 µm., Die Basalmembran dient als Grundlage für das Epithel, hat aber auch wichtige Barrierefunktionen für die Submukosa. Es spielt daher eine wichtige Rolle bei den Prozessen der Abwehr, des Wachstums und der Reparatur der Schleimhaut (Abb. 8.2).
Basalzellen befinden sich in den unteren Teilen des Epithels direkt über der Basalmembran. Diese Zellen sind normalerweise wie eine Pyramide konfiguriert, wobei die Basalmembran unten und die Oberseite auf die Oberfläche des Epithels zeigt., Basalzellen sind über unterschiedliche fingerförmige Prothesen und Desmosomen mit den benachbarten Epithelzellen verbunden. Hemidesmosomen befinden sich an der Basis der Zellen. Der Basalzellkern ist groß, hauptsächlich rund bis oval. Nur wenige Mitochondrien und ein kleines endoplasmatisches Retikulum befinden sich im Zytoplasma, das von tubulären und filamentösen Komponenten des Zytoskeletts durchquert wird. Aus diesen undifferenzierten Zellen entstehen Flimmerzellen und Becherzellen nach Zellverletzung und-verlust.
Flimmerzellen bilden die Hauptzellgruppe im respiratorischen Epithel (Abb. 8.3)., Das Verhältnis von Becherzellen zu Flimmerzellen beträgt 1: 4 im oberen und mittleren Teil des Bronchialsystems. Flimmerzellen befinden sich mit einem kleinen Teil des Zytoplasmas auf der Basalmembran und erreichen durch die Basalzellen die Epitheloberfläche. Der ovale Kern ist im mittleren Drittel dieser Zellen vorhanden. Im Zytoplasma, das eine lockere Struktur hat, finden sich verstreute Ribosomen, manchmal in Gruppen. Das endoplasmatische Retikulum ist spärlich. Der Golgi-Apparat ist in der Nähe des Kerns vorhanden., Im Zytoplasma werden zahlreiche Mitochondrien gebildet; Diese Mitochondrien befinden sich an apikalen Zellstellen und haben eine längliche Konfiguration. Mitochondrien dienen zur Produktion von Adenosintriphosphat, das für die Ziliarbewegung notwendig ist. Einzelne Lysosomen finden sich auch im Zytoplasma, obwohl ihre Funktion unklar bleibt.
Die Oberfläche der Flimmerzellen ist mit 200 bis 300 Zilien bedeckt. Zilien, die einen Teil des Zytoplasmas ausmachen, haben eine durchschnittliche Länge von 5 µm und eine Dicke von 0,2 bis 0,3 µm (Abb. 8.4)., Zilien sind von einer Elementarmembran umhüllt, die in direkter Kontinuität mit der äußeren Zellmembran bleibt und sich durch eine typische innere Struktur auszeichnet. In der Mitte befinden sich zwei Mikrotubuli, die sich bis zur Spitze der Zilien erstrecken. Unter der äußeren Elementarmembran befinden sich neun Mikrotubuli oder sogenannte Doublets in einem ringförmigen Muster. Jedes Doublet hat einen kompletten Tubulus (eine Unterfaser) und einen angebrachten Dreiviertelkreis aus B-Unterfasern., Von der A-Unterfaser ragen zwei Reihen von Seitenarmen, die äußeren und inneren Dyneinarme, in Richtung der B-Unterfaser des benachbarten Doublets, und eine Radialspeiche erstreckt sich bis zum zentralen Paar.
Die zentralen Tubuli enden frei in der schmalen Spitze der Zilien, und die peripheren Tubuli verschmelzen in der Spitze. Die Basalkörper der Zilien befinden sich direkt unter der Zellmembran. Die Basalkörper oder Kinetosomen sind zylindrische Körper mit einer Länge von 0,5 µm. Ihre Wand besteht aus neun Gruppen von drei Tubuli in einem ringförmigen Muster. Zwei dieser Tubuli bilden die äußeren Tubuli der Zilien., Unter den Zilien bilden sich kleine Vorsprünge der Zellmembran, die sogenannten Mikrovilli. Aus dem Zytoplasma erstrecken sich filamentöse Strukturen des Zytoskeletts in die Mikrovilli.
Die schleimproduzierenden Zellen des Atemepithels werden aufgrund ihrer Form Becherzellen genannt. Die zentralen Teile dieser Zellen werden durch Schleim gebildet. Wie die Flimmerzellen sitzen Becherzellen auf der Basalmembran und erreichen durch die Basalzellen die Oberfläche des Epithels (Abb. 8.5). Die Anzahl der Becherzellen nimmt in den unteren Atemwegen ab und ihre Anzahl kann in der Krankheit variieren., Becherzellen zeigen verschiedene Stadien der Schleimbildung und-reifung. Die Komponenten zur Schleimproduktion werden aus den Kapillaren und durch Diffusion durch die Basalmembran abgegeben. Die Synthese beginnt im endoplasmatischen Retikulum. Die gebildeten Teile des Schleims werden im Golgi-Apparat gespeichert. Im Golgi-Apparat finden die Reifung und die Konfiguration der viskoelastischen Eigenschaften des Schleims statt. Die Schleimvorläufertröpfchen haben ein flockiges Aussehen, das sich mit zunehmendem Flüssigkeitsgehalt in die apikale Zellkomponente ändert., Mit zunehmender Reifung werden die Membranen der Vesikel dünner und stören schließlich. Mehrere konfluente Schleimtröpfchen bilden einen Schleimpfropfen. Die anderen Komponenten des Zytoplasmas werden an die Peripherie der Zelle geschoben. Der intrazytoplasmatische Schleimkomplex ragt in das Bronchiallumen (Abb. 8.6). Die Zellmembran öffnet sich und der Schleim wird freigesetzt (Abb. 8.7). Der freigesetzte Schleim kommt mit der Gelphase der Schleimschicht in Kontakt und wird mit dem Schleimstrom transportiert. Nach der Freisetzung des Schleims beginnt die Bildung von neuem Schleim wieder in der Becherzelle.,
Das Zytoplasma der Becherzellen ist zu Beginn des Schleimbbildungszyklus dicht und enthält Mitochondrien und Membranen des mit Ribosomen bedeckten endoplasmatischen Retikulums. Der Becherzellkern zeichnet sich durch eine dichte Chromatinstruktur aus und befindet sich in den basalen Bereichen der Zelle. Angrenzend an den Kern befindet sich ein prominenter Golgi-Apparat, der durch kleine Saccules und einen Vesikelrand gebildet wird.
Die Zellmembran bildet sich in Richtung der Bronchiallumen-Mikrovilli, die in der Sol-Phase des Schleimstroms erreicht werden., Es wird angenommen, dass dies dazu dient, die Zelloberfläche zu vergrößern und dass es eine Funktion bei der Resorption von Substanzen aus der Sol-Phase hat.
Unter den Epithelzellen befindet sich ein komplexes Netzwerk von Verbindungen. Direkt unter der Zelloberfläche verschmelzen Membranen zu engen Übergängen (Abb. 8.8). Die engen Knotenpunkte sind im gesamten Umfang der Zelle aufgebaut und haben ein gitterartiges Aussehen. Unter diesem Bereich befindet sich die Zonula adhaerens, in der die Zellen durch einen Spalt von 150 bis 200 Å geteilt werden. Die Zellmembran ist durch kurze Filamente umlaufend verdickt., Die benachbarten Desmosomen bilden diese diskontinuierlichen Zonula-Adherenten zwischen den Zellmembranen. Sie bilden identische Hälften, die eine glykoproteinreiche Substanz feiner, kreuzförmiger Filamente umgeben. In diese Filamente sind andere Filamente integriert, die aus dem Zytoskelett entstehen. In den unteren Teilen des Epithels sind die Desmosomen lose angeordnet. Zusätzlich finden sich in diesem Bereich sogenannte Gap Junctions.
Klare Zellen des Bronchialepithels werden nach ihrer ersten Beschreibung Kultschinsky-Zellen genannt. Diese Zellen gehören zum diffusen neuroendokrinen System, dem APUD-System., Katecholamine können in diesen Zellen gespeichert und abgebaut werden. Ähnliche Zellen finden sich in der Bauchspeicheldrüse, dem Urogenitalsystem, dem endokrinen System und der Schleimhaut des Gastrointestinaltrakts. Die biologische Relevanz dieses Systems ist noch fraglich. Neuroendokrine Tumoren können aus diesen Zellen entstehen (Abb. 8.9).
Diese runden Zellen sind unregelmäßig im Epithel verteilt. Sie haben eine klare zytoplasmatische Matrix mit lose angeordneten neurosekretorischen Granulaten. An der Zelloberfläche bilden sich einzelne direkte Kontakte zu Nervenfasern., Die neuroendokrinen Substanzen können durch immunhistochemische Analyse aufgeklärt werden.
