Elektronenmikroskopische Befunde der Nasen- und Dünndarmschleimhaut bei der Zystischen Fibrose

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Zystische Fibrose (CF) ist eine erbliche Erkrankung mit einer generalisierten Dysfunktion der exokrinen Drüsen. Die Patienten leiden seit der Kindheit neben chronischen Verdauungsstörungen durch eine Pankreasinsuffizienz sowie chronischen Infektionen des bronchopulmonalen Systems auch unter chronischen Rhinosinusitiden. Eine Dyskrinie der seromukösen Drüsen wird neben Infektionen dafür verantwortlich gemacht.

Methode: Von 7 Kindern im Alter von 3 bis 11 Jahren mit chronisch-polypöser Sinusitis und Muschelhypertrophie wurden Proben der unteren Nasenmuschel im Rahmen einer funktionellen Nasennebenhöhlenoperation entnommen und in phosphatgepuffertem Glutaraldehyd fixiert. Nach einer Postfixations-, Dehydrierungs- und Polymerisationsprozedur wurden die Präparate ultradünn geschnitten und am Elektronenmikroskop (EM 902 A Zeiss) ausgewertet. Zusätzlich erfolgte eine Formalinfixierung und anschließende lichtmikroskopische Untersuchung der Präparate. Dünndarmschleimhautpräparate wurden ebenfalls der elektronenmikroskopischen Untersuchung zugeführt.

Ergebnisse: Bei der licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchung konnte ein massiv verdicktes Epithel mit stark vermehrten und pathologisch veränderten Becherzellen und Vakuolen festgestellt werden. Die Lamina propria mucosae zeigte ein ausgeprägtes Ödem und zystisch dilatierte Drüsenlumina. Im Drüsenlumen fand sich muzinöses, zähes Sekret, die Azinuszellen waren mit pathologischen Sekretgranula gefüllt. Ein hyperplastischer Golgi-Apparat konnte perinukleär nachgewiesen werden. Die Becherepithelzellen der Dünndarmmukosa zeigten vergleichbare ultrastrukturelle Veränderungen.

Schlussfolgerung: Die Entwicklung einer Polyposis nasi sowie einer chronischen Sinusitis mit zähem Nasensekret wird durch eine ausgeprägte Dyskrinie der seromukösen Drüsen der Nasenschleimhaut wesentlich bestimmt. Die ultrastrukturell nachgewiesenen Veränderungen stellen das morphologische Korrelat für die massive Störung der mukoziliaren Clearance dar. In den Bereichen metaplastisch veränderter Nasenschleimhaut können sich nach Epithelschädigung polypöse Ausstülpungen und damit eine Polyposis entwickeln. Auf der Grundlage zystisch dilatierter Drüsen könnten sich Abflussbehinderungen der venösen Gefäße entwickeln, die konsekutiv zu einem Schleimhautödem führen. Der Nachweis dieser speziellen morphologischen Veränderungen kann einen Beitrag zum Verständnis der Pathogenese der Zystischen Fibrose leisten. Polyposis nasi im Kindesalter sollte stets an eine CF denken lassen.

Abstract

Background: Cystic fibrosis (CF) is an inherited multisystemic disorder that results in generalized dysfunction of exocrine glands. In patients with cystic fibrosis dyscrinia with affection of exocrine glands function is a main problem of the upper and lower respiratory tract. In addition to chronic obstructive pulmonary disease, chronic sinusitis, nasal polyposis and hypertrophy of inferior turbinates with nasal airway obstruction are typical signs. To understand pathophysiological mechanisms in CF and to correlate morphological findings with clinical symptoms, investigations of nasal mucosa are important.

Methods: Tissue samples of inferior turbinates were taken during nasal surgery from 7 children, ranging from 3 to 11 years of age between September 1998 and May 2000. Histological sections were cut followed by a light- and electron microscopical examination (EM 902 A Zeiss). Additionally, specimens of duodenal mucosa were investigated.

Results: In comparison with sections of normal nasal mucosa the lamina propria mucosae shows different morphological changes. Under a thick layer of respiratory epithelium with a high portion of goblet cells and particulary vacuoles there is an edematous subepithelial area. The capillary layer is reduced and the seromucous glands show an atypical morphological structure with widely mucous cells and cystic dilatation. On an ultrastructural level the glandular cells show atypical and inhomogeneous glandular droplets in the supranuclear cell portion. A viscous secretion was detectable at the glandular lumen. The nucleus contains dispersed chromatin as a sign of increased activity and the structures of Golgi apparatus were obviously detectable.

Conclusions: In respective literature studies on the different morphological changes on light- and electron microscopical level in CF-associated rhinopathies are rare. This histological study demonstrated various morphological changes of nasal mucosa and shows a correlation between the glandular dysfunction and the typical symptoms in CF. Additionally a comparison with ultrastructural findings of CF-enteropathies is proposed. These findings could help to look at new aspects in the pathophysiology for patients with CF.

Schlüsselwörter

Nasenschleimhaut - Seromuköse Drüsen - Zystische Fibrose - Elektronenmikroskopie - Mukoziliare Clearance

Key words

Human nasal mucosa - Seromucous glands - Cystic fibrosis - Electron microscopy - Mucociliary clearance

Literatur

• 1 Drake-Lee A B, Morgan D W. Nasal polyps and sinusitis in children with cystic fibrosis.  J Laryngol Otol. 1989;  103 753-755
• 2 Irving R M, McMahon R, Clark R, Jones N S. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene mutations in severe nasal polyposis.  Clin Otolaryngol. 1997;  22 519-521
• 3 Hui Y, Gaffney R, Crysdale W S. Sinusitis in patients with cystic fibrosis.  Eur Arch Otorhinolaryngol. 1995;  252 191-196
• 4 Crockett D M, McGill T J, Healy G B, Friedman E M, Salkeld L J. Nasal and paranasal sinus surgery in children with cystic fibrosis.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 1987;  96 367-372
• 5 Schwachman H, Kulczycki L L, Mueller H L, Flake C G. Nasal polyposis in patients with cystic fibrosis.  Pedriatics. 1962;  30 389-401
• 6 Jahnke V, Theopold H M. Feinstruktur der Nasenschleimhaut bei Mukoviszidose, unter besonderer Berücksichtigung der Polyposis.  Laryngo-Rhinol. 1977;  56 773-781
• 7 Reiß M. Aktuelle Aspekte zur Diagnostik und Therapie der Polyposis nasi.  Wien Klin Wochenschr. 1997;  109 820-825
• 8 Rulon J T, Brown H, Logan G B. Nasal polyps and Cystic Fibrosis of the pancreas.  Arch Otorhinolaryngol. 1963;  78 192-199
• 9 Markmann H U, Matthus J. Das primäre ziliare Dyskinesiesyndrom. Ultrastrukturelle Beobachtungen bei einem Zwillingspaar.  Pathologe. 1990;  11 80-84
• 10 Deitmer T. Wissenswertes über mukoziliaren Transport.  HNO. 1992;  40 459-463
• 11 Knipping S, Riederer A, Agha-Mir-Salim P, Berghaus A. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Innervation der Drüsen der Nasenschleimhaut des Menschen.  Laryngo-Rhino-Otol. 2000;  79 146-150
• 12 Agha-Mir-Salim P, Merker H J, Jahnke V, Berghaus A. Die Drüsen der menschlichen Nasenschleimhaut - elektronenmikroskopische und immunhistochemische Untersuchungen.  Laryngo-Rhino-Otol. 1998;  77 322-327
• 13 Jahnke V, Merker H J. Elektronenmikroskopische Untersuchungen des menschlichen vomeronasalen Organs.  HNO. 1998;  46 502-506
• 14 Tos M, Morgensen C, Thomsen J. Nasal polyps in cystic fibrosis.  J Laryngol Otol. 1977;  91 827-835