Mikroskopie in der Hämatologie 03.09.2021 16:18

Blut – Kreislauf und Blutzellen

Was ist Blut?

Blut ist eine Körperflüssigkeit, die vielfältige Transport- und Regulationsfunktionen erfüllt. Das Herz pumpt das Blut stetig durch den Körper eines Menschen (Abb. 1) und Tiers und versorgt so alle Zellen mit lebenswichtigen Nährstoffen und Sauerstoff. Ebenso werden Kohlenstoffdioxid und andere Abfallstoffe zu den Lungen, den Nieren und dem Verdauungssystem transportiert, damit sie aus dem Körper ausgeschieden werden können. Das Blut bekämpft Infektionen und transportiert Hormone durch den Körper.

Der Blutkreislauf besteht aus zwei Arten von Blutgefäßen:

• • Arterien transportieren sauerstoffreiches Blut vom Herzen weg zu den unterschiedlichen Körperbereichen.
• • Venen bringen das Blut zurück zum Herzen und zu den Lungen, sodass es neuen Sauerstoff aufnehmen kann, der wiederum über die Arterien in den Körper gelangt.

Die Blutmenge, die im Körper eines Menschen zirkuliert, ist von dessen Körpergröße und -gewicht abhängig. Je größer oder schwerer ein Mensch, desto größer ist die Blutmenge. Bei durchschnittlich schweren, gesunden Erwachsenen macht die Blutmenge etwa acht Prozent des Körpergewichts aus. Eine Person mit einem Körpergewicht von etwa 70 Kilogramm hat daher etwa fünf bis sechs Liter Blut.


Die Farbe des Bluts

Das Blut im menschlichen Körper ist in verschiedenen Farbabstufungen rot. Die rote Farbe selbst kommt vom Hämoglobin. Dies ist ein Proteinmolekül in den roten Blutkörperchen. Hämoglobin enthält Eisen, das mit dem Sauerstoff reagiert und dem Blut seine typische rote Farbe verleiht. Der Sauerstoffgehalt, also die Sauerstoffmenge im Blut, bestimmt den Rotton. Wenn das Blut das Herz verlässt, ist es sauerstoffreich und hellrot. Wenn das Blut wieder zurück ins Herz gelangt, enthält es weniger Sauerstoff und ist dunkler.


Blutbestandteile und ihre Funktion

Blut besteht aus den Blutzellen, also festen Bestandteilen, und einer flüssigen Interzellularsubstanz, dem Blutplasma. Das gelbliche Plasma macht etwa die Hälfte der Blutmenge aus. Es besteht zu 92 % aus Wasser und enthält Nährstoffe wie Glukose, Proteine für die Blutgerinnung, Hormone und Abfallstoffe. Die andere Hälfte der Blutmenge besteht aus Blutzellen. Es existieren grundsätzlich drei Arten von Blutzellen.









Mikroskopische Blutuntersuchung

Die Rolle der Mikroskopie

Die Laboruntersuchung des Blutes ist eine der wichtigsten diagnostischen Routinemethoden im klinischen Labor. Hämatologen untersuchen routinemäßig Ausstriche aus peripherem Blut auf Objektträgern mit einem Mikroskop, um nach Anomalien in den morphologischen Merkmalen der Zellen und des Gewebes zu suchen, die auf Bluterkrankungen hinweisen, oder nach Blutparasiten, wie sie bei Malaria und Filariose auftreten. Ein mikroskopisches Bild kann Informationen zu den Zelltypen liefern, die anhand ihrer Morphologie zu erkennen sind, sowie zur Menge und zur Zusammensetzung der Blutzellen. Um die verschiedenen Zelltypen in einem Monolayer zu erkennen und zu zählen, wird auf Lichtmikroskopie mit bis zu 1000-facher Vergrößerung gesetzt. Die Ergebnisse werden mit einer Digitalkamera dokumentiert. So können zahlreiche Formen von Anämien erkannt werden, ebenso wie Leukämie oder die Entwicklungsstadien des Malariaparasiten Plasmodium falciparum. In bestimmten Fällen wird die mikroskopische Untersuchung der peripheren Blutausstriche durch eine Knochenmarkuntersuchung ergänzt. Es gibt verschiedene wichtige Mikroskopietechniken, u. a. Hellfeld, Dunkelfeld, DIC, Fluoreszenz, Immunzytochemie und Immunhistochemie.


Blutausstrich

In einem Blutausstrich werden Blutzellen auf Anomalien untersucht, sowohl hinsichtlich ihrer Morphologie als auch ihrer Anzahl. Ein Blutausstrich dient der Erkennung, Diagnose und Überwachung von Defiziten, Erkrankungen und Störungen, die mit der Bildung, Funktion und Lebensdauer der Blutzellen zusammenhängen. In der Regel wird die mikroskopische Analyse eines dünnen Blutausstrichs vorgenommen, wenn das Blutbild oder das Differentialblutbild anormale Ergebnisse liefert.



• 1. Legen Sie einen sauberen Objektträger auf einer flachen Unterlage ab und geben Sie einen kleinen Tropfen Blut darauf.
• 2. Setzen Sie das Deckglas in einem Winkel von etwa 30–45° auf.
• 3. Wischen Sie mit der Kante des Deckglases behutsam über das Blut und erzeugen Sie so den Ausstrich.
• 4. Der Ausstrich wird luftgetrocknet, mit Methanol auf dem Objektträger fixiert und zur Unterscheidung der verschiedenen Zelltypen eingefärbt.




Bei der Anfertigung des Ausstrichs kommt es ganz auf die richtige Technik an. Ein nicht sachgemäß angefertigter Ausstrich ist auch eingefärbt völlig wertlos. Wird das Deckglas zu langsam oder in einem zu kleinen Winkel bewegt, entsteht ein dicker Blutfilm, der nicht untersuchbar ist. Wird das Deckglas zu rasch oder in einem zu großen Winkel bewegt, entsteht eine Dünnschicht und der Großteil der Leukozyten sammelt sich in der Ausstrichfahne. Auch Hämolyse (Zerstörung der Zellen durch feuchte Finger), Kratzer oder Löcher führen zu mangelhaften Blutausstrichen.




Knochenmarkuntersuchung

In Situationen, in denen ein Bluttest anormale Ergebnisse zeigt oder nicht genügend Informationen zum vermuteten Problem liefert, kann eine Knochenmarkuntersuchung erforderlich sein. Hiermit werden bestimmte Erkrankungen des Bluts oder des blutbildenden Systems diagnostiziert und überwacht, beispielsweise Anämien oder auch Krebserkrankungen des Bluts oder Knochenmarks (u. a. Leukämien). Auch bei Verdacht auf Metastasen im Knochenmark ist diese Untersuchung angezeigt. Fragmente aus dem Knochenmark werden in der Regel separiert oder konzentriert und dann auf mehreren Objektträgern aspiriert. Zum Anfertigen der Ausstriche werden diese Fragmente behutsam zusammengedrückt. Ergänzend werden Blutausstriche aus dem Knochenmark angefertigt.





Färbungsmethoden in der Hämatologie

In der Hämatologie beruhen die meisten Färbungsmethoden auf panoptischen Färbungen nach Pappenheim sowie auf Romanowsky-Färbungen, beispielsweise die Wright-Färbung, die Leishman-Färbung oder die Giemsa-Färbung. Hiermit lassen sich Anomalien bei Erythrozyten, Leukozy¬ten oder Thrombozyten nachweisen. Die Objektträger müssen vor der Färbung in jedem Fall vollständig trocknen. Andern¬falls besteht das Risiko einer Denaturierung der weißen Blutkörperchen, wodurch die ordnungsgemäße Differenzierung beein¬trächtigt werden könnte. Der Blutausstrich muss nach der Anfertigung so rasch wie möglich trocknen.


Pappenheim-Färbung

Artur Pappenheim (1870–1916) war ein deutscher Hämatologe. Die Pappenheim-Färbung (oder May-Grünwald-Giemsa-Färbung) ist eine panoptische Differentialfärbung, die das Färbeverhalten der Giemsa- und der May-Grünwald-Färbung nutzt. Hiermit lassen sich alle mikroskopischen Erscheinungen in der Routine¬diagnostik klar und in unterschiedlichen Farben vor einem sauberen Hintergrund darstellen, sodass selbst kleinste Abwei¬chungen mühelos erkennbar werden. Bei der Pappenheim-Färbung werden die Präparate mit konzentrierter May-Grünwald-Lösung fixiert, mit verdünnter May-Grünwald-Lösung gefärbt und (nach dem Abspülen mit Aqua destillata) mit Giemsa-Lösung gegengefärbt. Die Zellkerne sind in der Probe rotviolett, das Plasma der Lymphozyten und der Mono¬zyten ist bläulich und das Plasma der Granulozyten ist blassrosa.


Giemsa-Färbung

Die Giemsa-Färbung beruht auf der Romanowsky-Färbung und wurde nach dem deutschen Chemiker Gustav Giemsa benannt. Diese Differentialfärbung umfasst eine Mischung der Farbstoffe Azur, Methy¬lenblau und Eosin. Die Färbung ergibt ein Differentialblutbild, in dem die nukleäre und die zytoplasmische Morphologie der verschiedenen Blutzellen unterschieden werden. Rote Blutkörperchen werden rosa eingefärbt, Blutplättchen blassrosa, das Zytoplasma der Lymphozyten blau und das Chromatin der Leukozyten magenta. Mit der Giemsa-Färbung lassen sich auch Blut¬parasiten wie Malariaparasiten und andere Spirochäten und Protozoen (Mikroorganismen) nachweisen.


Wright-Färbung

Diese Technik, eine Modifizierung der Romanowsky-Färbung, ist nach James Homer Wright benannt. Bei der Wright-Färbung stehen mehrere Varianten zur Auswahl, die sich aus dem unterschiedlichen Verhalten der Färbung und des Puffers sowie aus der unterschiedlichen Filmdicke ergeben. Die Wahl der Mischrezeptur ist dabei weniger ausschlaggebend als die konsequente Anwendung der Färbungstechnik. Die Lösung besteht klassischerweise aus den Farbstoffen Eosin (rot) und Methylenblau und bietet eine ähnliche Färbung wie die panoptische Methode. Bei richtiger Ausführung erscheinen die roten Blutkörperchen gelblichrot und die Neutrophilen zeigen dunkelviolette Kerne, rotviolette Granula und blassrosafarbenes Zytoplasma. Diese Methode ist beim Differentialblutbild weit verbreitet, das in der Regel angefordert wird, wenn Verdacht auf Infektionserkrankungen oder Leukämie besteht.




Anwendungsbeispiele





Empfohlene Mikroskopausstattung

Bei der Untersuchung eines peripheren Blutausstrichs wählt ein Hämatologe zunächst ein Objektiv mit geringer Vergrößerung, in der Regel 20× oder 10×. So erhält der Hämatologe einen Überblick über die Dichte der roten und weißen Blutkörperchen, die Anzahl der Erythrozyten, die Farbe sowie über die allgemeine Morphologie und etwaige auffällige Zelleinschlüsse. Bei stärkerer Vergrößerung (in der Regel 60× oder 100×, bei Knochenmark ggf. 40×) wird ein manuelles Differentialblutbild ausgezählt und die Morphologie der roten und weißen Blutkörperchen wird beurteilt (u. a. Vorliegen von Einschlüssen oder Parasiten). Eine sehr gute Unterscheidung der Zelltypen und der deutlich sichtbaren zellulären Details ist unabdingbare Voraussetzungen für die Hämatologie. Hämatologen sind auf kristallklare Bilder angewiesen, auf denen morphologische Details wie filigrane Granula, Auerstäbchen, Unregelmäßigkeiten der Zellmembran oder Risse im Zellkern ersichtlich werden. Auch auf die höchstmögliche Farbtreue kommt es an, wenn Blutausstriche und Knochenmarkpräparate untersucht werden sollen. Neben der Hellfeldmikroskopie kommen bei bestimmten Proben auch die Phasenkontrast- und die Polarisationsmikroskopie zum Einsatz. Hämatologische Färbungen bewirken eine gute Transparenz der Probe und verleihen den Zellmerkmalen bestimmte Farben, doch die optische Qualität des Mikroskops, die Wiedergabetreue der angeschlossenen Kamera für die digitale Dokumentation und das ergonomische Design des Instruments können die Beurteilung der Patientenproben entscheidend beeinflussen.


ZEISS Axiolab 5

Das Axiolab 5 wurde für die täglichen klinischen Routinearbeiten in Ihrem Hämatologielabor entwickelt. Die weiße LED-Beleuchtung mit extrem hohem Farbwiedergabeindex ist ideal für die Visualisierung von peripheren Blutausstrichen und Knochenmarkproben in Echtfarbe.




Die konstante Farbtemperatur der LED vereinfacht den Systembetrieb und die digitale Dokumentation. Kombiniert mit der Mikroskopkamera Axiocam 208 color eröffnen sich Ihnen sämtliche Vorteile des Smart Microscopy-Konzepts. Sie werden überrascht sein, wie einfach Ihnen diese komplett neue Art der digitalen Dokumentation von der Hand geht. Fokussieren Sie auf Ihre Probe und drücken Sie auf einen einzigen Knopf – schon erhalten Sie ein gestochen scharfes, farbechtes Bild. Das 4K-Livebild sieht genau so aus, wie Sie es durch das Okular sehen. Sämtliche Details und feine Farbunterschiede bleiben deutlich erkennbar. Die Kameraparameter müssen nicht manuell angepasst werden – das spart Zeit, die Sie an anderer Stelle sinnvoller nutzen können. Die hochauflösenden Livebilder vereinfachen die Besprechung kritischer Fälle im Kollegenkreis.


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Sie müssen sich nur auf Ihre Probe konzentrieren und den ergonomischen Aufnahmeknopf am Mikroskop drücken. Zudem lässt sich die Kamera in Laborinformationssysteme auf Basis des Twain-Standards integrieren, sodass die Bilder unter der Patienten-ID gespeichert werden können.