Mikroskopie – Die mikroskopische Blutuntersuchung

Die Mikroskopie ist ….

Blut ist eine Körperflüssigkeit, die vielfältige Transport- und Regulationsfunktionen erfüllt. Das Herz pumpt das Blut im Blutkreislauf durch den Körper. Dieses besteht aus festen Bestandteilen und einer flüssigen Interzellularsubstanz, dem Blutplasma. Das Blutplasma enthält im Knochenmark gebildete, zelluläre feste Teilchen: die roten Blutkörperchen (Erythrozyten), die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) und die Blutplättchen Thrombozyten). Diese sind für spezifischen Funktionen des Organismus verantwortlich. Die festen Teilchen lassen sich mit einem Lichtmikroskop erfassen und bestimmen. Dieses sogenannte Blutbild ist eine Standarduntersuchung in der medizinischen Routine gefunden.

Blutbestandteile und deren Entwicklung

Mit dem Ende des vierten Schwangerschaftsmonates [1] beginnt beim Menschen die Blutbildung (Abbildung 2). Ausgangspunkt aller Blutzellen sind sogenannte pluripotente Stammzellen im Knochenmark. Wirken auf diese Stammzelle(-n) Hormone oder Wachstumsfaktoren (Zytokine) ein, so entwickelt sich die entsprechende Zelllinie. Zunächst teilen sich die Zellen und entwickeln sich zu Vorläuferzellen für die zwei Linien der Blutzellen: den myeloischen Zellen und den lymphatischen Zellen. Durch weitere Teilung und im späteren Entwicklungsstadium dann durch Ausreifung (Differenzierung) entwickeln sich über weitere Zwischenstufen aus diesen Vorläuferzellen über weitere Zwischenstufen die verschiedenen Arten reifer Blutzellen, die aus dem Knochenmark freigesetzt werden und ihre Funktion im Körper übernehmen können. Neben den verschiedenen Funktionen, haben die Zelllinien auch eine unterschiedliche Reifungs- und Überlebenszeit. Danach werden sie in der Milz abgebaut oder sterben ab. Aufgrund der begrenzten Lebensdauer der Blutkörperchen, müssen ständig neue Blutzellen gebildet werden – immerhin mehrere Milliarden Zellen pro Tag 2].

Abbildung: Blutbildung im Knochenmark, stark vereinfach

Erythrozyten

• Rote Blutkörperchen
• Durchmesser: 7,5 μm
• Sie benötigen ca. 9 Tage zur Entwicklung, ihre Lebenszeit im peripheren Blut beträgt ca.120 Tage, bevor sie dann in der Milz angebaut werden.
• Die rote Farbe der Erythrozyten kommt vom Farbstoff Hämoglobin, das auch für die Bindung des Sauerstoffs an die Blutkörperchen erforderlich ist.
• Sie transportieren Sauerstoff aus der Lunge in die verschiedenen Organe und Gewebe und sorgen für den Abtransport des Kohlendioxids aus den Geweben in die Lunge.
• Eine zu geringe Anzahl roter Blutkörperchen (niedriger Hämoglobinwert) kann sich durch Blässe, Müdigkeit, Luftnot und anderen Symptomen ausdrücken. Man spricht von einer Anämie.

Thrombozyten

• Blutplättchen
• Durchmesser: 2 – 3 μm
• Sie überleben ca. 7 Tage im Blut, bevor sie in der Milz abgebaut werden.
• Thrombozyten sind für die Blutgerinnung, die Hämostase verantwortlich: bei einer Verletzung werden die Wände der Blutgefäße abgedichtet, an der verletzten Stelle bilden sich Plättchenpfropfen, die zur Blutstillung führen. Später zerfallen die Plättchen und setzen Substanzen frei, die die Gerinnung aktivieren.

Leukozyten

• Weiße Blutkörperchen
• Durchmesser: 7 – 20 μm
• Sie kommen in verschiedenen Formen als Granulozyten, Monozyten und Lymphozyten vor.
• Die Granulozyten sind die für die Infektionsabwehr wichtigsten Zellen. Man unterscheidet neutrophile, basophile und eosinophile Granulozyten.
• Monozyten sind Blutzellen, die ins Gewebe wandern und dort als Makrophagen (sog. Fresszellen) Infektionserreger, abgestorbene Zellen, u.a. aufnehmen und beseitigen können.
• Bei den Lymphozyten unterscheidet man zwischen B-Lymphozyten, T-Lymphozyten und sogenannten „Killerzellen“. Lymphozyten sind für eine funktionierende Infektionsabwehr erforderlich, da sie Antikörper produzieren und z. T. selbst Infektionserreger und veränderte körpereigene Zellen zerstören können. Sie steuern die Granulozyten und sorgen dafür, dass der Körper sich an Infektionserreger, mit denen er bereits in Kontakt war, „erinnert“.
• Die weißen Blutkörperchen haben keine einheitliche Lebensdauer. Je nach Art der Leukozyten kann diese zwischen einigen Tagen bis Jahren variieren.
• Leukozyten sind beteiligt an der Infektionsabwehr. Je nach Leukozyten Art unterscheidet man zwischen unspezifischer (Phagozytose) und spezifischer (Bildung von Antikörpern) Abwehr.

Im mikroskopischen Bild gelingt die Unterscheidung der Zelltypen durch Klassifikation der Charakteristika.

Vorgehensweise zur mikroskopischen Blutuntersuchung

Die Laboruntersuchung des Blutes ist eine der wichtigsten diagnostischen Routinemethoden in der Medizin. Unterschiedliche Informationen über die Menge und Zusammensetzung der Blutzellen gewinnt man durch das kleine Blutbild, das Differentialblutbild oder das große Blutbild.

Abbildung: Anfertigen eines Blutabstrichs

Präparation und Färbung

Mit einem Tropfen Blut aus zum Beispiel der Fingerbeere wird zunächst ein Blutausstrich (Abbildung 3) angefertigt. Der Ausstrich wird an der Luft getrocknet, fixiert und dann
mit der Pappenheim Färbung gefärbt.

Zur Beurteilung wird der Blutausstrich anschließend unter dem Mikroskop bei einer Vergrößerung von 1:40 bzw.1:100 durchgemustert. Dabei werden 100 Leukozyten betrachtet
und voneinander abgegrenzt (bei starken Anomalien 200 Sehfelder). Zudem werden eventuelle Verformungen oder Farbveränderungen der Erythrozyten beurteilt und Auffälligkeiten der Thrombozyten erfasst

Was kann man aus einem Tropfen Blut herauslesen?

In einem Tropfen von ca. 20 μl Blut befinden sich:

• ca. 80 Millionen rote Blutkörperchen (Rf: 4,0 – 5,0 Mio / μl Erythrozyten)
• ca.140.000 weiße Blutkörperchen (Rf: 4.000 – 11.000 / μl Leukozyten)
• ca. 6.000.000 Blutplättchen (Rf: 150.000 – 450.000 / μl Thrombozyten)

Die genannten Zellen befinden sich im Blut-Plasma, welches zu 90% aus Wasser besteht. Im Plasma sind zudem Eiweiße, Kohlenhydrate, Fette, Enzyme, Hormone, Gerinnungsfaktoren, Mineralstoffe, Spurenelemente gelöst.

Diese im Blutplasma gelösten Stoffe werden mit dem Blutkreislauf durch den Körper zu den Organen geleitet und ihre Stoffwechselendprodukte zu den Ausscheidungsorganen Nieren, Leber, Darm transportiert. Sie können mit klinisch chemischen Analysen und Messverfahren in ihrer Konzentration bestimmt werden. (z.B. in mg/dl, mmol/l, U/l, kat/l) Abweichungen von der Norm können dann auf unterschiedliche Erkrankungen hinweisen bzw. geben dem Arzt wichtige Informationen für die Diagnostik und Verlaufskontrolle von Erkrankungen.

So können zum Beispiel Abweichungen im Aussehen der Erythrozyten Hinweise auf Anämien. Dies hängt mit dem roten Blutfarbstoff der Erythrozyten, dem Hämoglobin, zusammen. Im Inneren des Hämoglobins befinden sich eisenhaltige Moleküle, an die der lebensnotwendige Sauerstoff reversibel binden kann. Kann nun aufgrund von Eisenmangel, (z.B. durch unbalancierte, vegetarische Ernährung) nicht genügend Hämoglobin gebildet werden, lagern die Erythrozyten weniger Hämoglobin ein. Damit verändert sich und ihre normale Farbe und Form- erkennbar unter dem Mikroskop – als erster Hinweis auf den erwähnten Eisenmangel.

Die Thrombozyten werden unter dem Mikroskop lediglich bezogen auf ihre Größe, Häufigkeit oder Verklumpungen betrachtet. Verklumpungen der Thrombozyten sind meistens
Artefakte, die durch die Abnahme venösen Blutes mit EDTA-Röhrchen entstehen können.

Tabelle normales und abnormales Blutbild

Die mikroskopische Ausstattung

Die gefärbten Blutausstriche werden typischerweise mit einem aufrechten Hellfeldmikroskop, wie beispielsweise dem ZEISS Axio Lab.A1, betrachtet und identifiziert. Typische Übersichtsvergrößerungen sind 10× / 20× / 40×. Zur genauen Charakterisierung der Blutzelle stehen dabei Öl-Objektive ohne Deckglaskorrektur mit 63× oder 100× Vergrößerung zur Auswahl. Stehen Dauerpräparate im Fokus, bietet sich die Verwendung von Objektive mit Deckglaskorrektur an. Hier findet man den Hinweis 0,17 auf dem Objektiv.

Die eingangs erwähnten Unterscheidungsmerkmale der Leuko- und Erythrozyten machen eine hochwertige Optik empfehlenswert, da die Zellbestandteile natürlich so getreu als möglich dargestellt werden sollen. Bis in die heutige Zeit findet man medizinische Präzisionszeichnungen als Referenzdarstellungen.

Das maximale optische Leistungsvermögen wird erst aus dem Zusammenspiel aller optischen Komponenten wie dem Objektiv und dem Kondensor und dem Okular erreicht. Wird zum Beispiel ein ZEISS EC Plan Neofluar 63× / 1,25 Oil (#420480-9901-000) oder ein N- Achroplan 100× / 1,25 Oil o.D. (#420994) Objektiv eingesetzt, sollte hierzu sinnvollerweise der passende achromatisch – aplantische Kondensor (#424225-9070-000) eingesetzt werden. Zur Dokumentation oder Archivierung sollte auf eine Mikroskopkamera mit guter Dynamik, eine präzise Bilderfassung auf Pixelebene und idealerweise Kühlung aufweisen. Mit ZEISS Axiocam 305 color (#426560-9030-000) und einem Kameraadapter 0,63 oder 1,0 ist dieses gewährleistet.

Fazit

Die Blutuntersuchung mit dem Mikroskop ist ein präziser und gleichermaßen komplexer Vorgang. Die deutliche Abildung der Unterscheidungsmerkmale der Blutzellen ist ganz wesentlich. Anschließend erfolgt die Klassifizierung durch den geschulten Betrachter. Auch wenn die Bedeutung des differentiellen Blutbildes bekannt zu sein scheint, darf seine Relevanz in der täglichen Routine nicht unterschätzt werden.