Der histochemische Nachweis von Metallen und Mineralien in Gewebeschnitten identifiziert pathologische Ansammlungen, die eine Erkrankung verursachen oder darauf hinweisen. Diese Methoden nutzen spezifische chemische Reaktionen zwischen Metallionen und organischen Reagenzien und erzeugen farbige, unlösliche Niederschläge an der Stelle der Metallablagerung.
Eisen: Perls’ Preußischblau
Preußischblau von Perls ist die standardmäßige histochemische Färbung für Eisen(III) (Fe3+). Bei der Reaktion werden Eisenionen aus Proteinen (Ferritin, Hämosiderin) mit Salzsäure und Kaliumferrocyanid freigesetzt, um Eisenferrocyanid zu bilden – ein unlösliches, intensiv blaues Pigment (Preußisch Blau). Die Intensität der Blaufärbung spiegelt die Menge des vorhandenen Eisens wider.
Eisenanreicherung tritt bei hereditärer Hämochromatose (Hepatozyten-Eisen, überwiegend periportal), sekundärer Eisenüberladung (Transfusionsiderose, hämolytische Anämien – Eisen in Kupffer-Zellen und sinusoidalen Auskleidungszellen), alkoholischer Lebererkrankung (gemischtes Hepatozyten- und Kupffer-Zell-Eisen) und lokaler Eisenablagerung (Blutungsstellen, Infarkte, Tumore) auf. Im Knochenmark stuft die Perls-Färbung das Speichereisen von 0 (nicht vorhanden) bis 6 (massiv erhöht) ein. In der Lunge weisen mit Hämosiderin beladene Makrophagen („Herzinsuffizienzzellen“) auf eine Lungenstauung oder Blutung hin.
Perls’ mit DAB-Verstärkung verwendet Diaminobenzidin zur Verstärkung des Berliner Blausignals, wandelt Blau in Dunkelbraun um und erhöht die Empfindlichkeit um das 10- bis 100-fache für die Erkennung kleiner Eisenmengen.
Kupfer: Rhodanin und Timm’s Stains
Rhodanin-Färbung (p-Dimethylaminobenzylidenrhodanin) erkennt Kupfer in Gewebeschnitten. Kupferionen binden an Rhodanin und bilden einen rot-orangefarbenen Niederschlag. Die Färbung ist am empfindlichsten für große Kupferaggregate in Lysosomen. Timms Sulfid-Silber-Methode ist empfindlicher und erkennt sowohl Kupfer als auch Zink durch die Ausfällung von Schwermetallsulfiden und deren Verstärkung durch physikalische Silberentwicklung.
Kupferansammlung definiert Wilson-Krankheit (hepatolentikuläre Degeneration) – Kupferablagerungen in Hepatozyten (periportal, verbunden mit Steatose, Entzündung und Fibrose), im Gehirn (Putamen, Globus pallidus) und in der Descemet-Membran der Hornhaut (Kayser-Fleischer-Ringe). Leberkupfer >250 µg/g Trockengewicht sind diagnostisch. Die Rhodanin-Färbung ist bei fortgeschrittener Wilson-Krankheit positiv, kann jedoch in frühen Stadien negativ sein – die quantitative Kupfermessung mittels Atomabsorptionsspektroskopie ist der Goldstandard.
Schwermetalle
Blei – Gewebeblei wird mit der Dithizon-Methode nachgewiesen, die einen roten Blei-Dithizon-Komplex bildet. Bleiablagerungen im Knochen (als Bleilinien im wachsenden Knochen), in der Niere (intranukleäre Einschlüsse in proximalen Tubuluszellen) und im Gehirn (Kleinhirnkapillaren und Neuronen). Bleieinschlüsse sind auch auf H&E als eosinophile intranukleäre Einschlüsse sichtbar.
Quecksilber – Vorkommen werden mit der Sulfid-Silber-Methode (Autometallographie) nachgewiesen. Quecksilber reichert sich in der Niere (proximalen Tubuli), im Gehirn (Körnerzellen des Kleinhirns) und in den Sinnesganglien an. Die Autometallographie kann Quecksilber in extrem geringen Konzentrationen nachweisen.
Silber – Autometallographie zeigt Silberablagerungen im Gewebe von Personen mit Silbertoxizität (Argyrie). Silber reichert sich in der Haut (periekkrine Schweißdrüsen, Basalmembranen), der Niere (glomeruläre Basalmembranen) und der Hornhaut an. In histologischen Laboren werden Silberfärbungen für Retikulin, Pilze und Spirochäten verwendet; Restsilber in der Verarbeitungsausrüstung kann zu Verfärbungen im Kunsthandwerk führen.
Aluminium
Aluminium wird durch den Aluminonfleck (Aurintricarbonsäure) erkannt, der mit Aluminiumionen einen roten See bildet. Aluminiumablagerungen im Knochen (an der Mineralisierungsfront – verbunden mit dialysebedingter Osteomalazie), im Gehirn (Neurofibrillenbündel bei der Alzheimer-Krankheit – Zusammenhang nicht nachgewiesen) sowie in Milz und Leber. Aluminiumtoxizität tritt bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz auf, die mit aluminiumkontaminiertem Wasser dialysiert werden.
Kalzium und Phosphate
Calcium wird durch Von Kossa (Silbersubstitution, schwarz) und Alizarin Red S (orange-roter Komplex) nachgewiesen. Diese Methoden werden ausführlich in Amyloid-, Pigment- und Mineralflecken beschrieben. Calciumphosphat ist die häufigste Mineralablagerung im Weichgewebe; Calciumoxalat erfordert polarisiertes Licht (doppelbrechende Kristalle) oder Alizarinrot S.
Qualitätskontrolle
Für die gesamte Metallhistochemie sind Positivkontrollen erforderlich: Leber mit Eisenüberladung (Perls), Leber mit Morbus Wilson (Rhodanin), verkalkte Arterie (Von Kossa). Die Reinheit der Reagenzien ist von entscheidender Bedeutung – Spurenmetallverunreinigungen in den Reagenzien führen zu falsch positiven Färbungen. Für alle Lösungen muss entionisiertes Wasser verwendet werden. Metallflecken reagieren empfindlich auf die Fixierung – Formalin eignet sich für Eisen und Kalzium, eine längere Fixierung kann jedoch zur Auslaugung von Kupfer führen. Konsultieren Sie die Qualitätssicherungsrichtlinien für Validierungsprotokolle bei der Implementierung dieser Färbungen.
