WAS IST PYKNOSE? - BIOLOGIE - 2025

Es ist als Pyknose für die sichtbaren Veränderungen im Zellkern bekannt, die durch Kondensation des Chromatins und Kontraktion des Kerns (es wird kleiner) als Reaktion auf eine Noxa oder Zellschädigung gekennzeichnet sind.

In den meisten Fällen tritt die Pyknose im Stadium der Nekrofanerose der Zelle auf und ist der Auftakt zu ihrem Tod. Manchmal ist die einzige nukleare Veränderung während des Zelltods die Pyknose, während dies in anderen Fällen nur der erste Schritt in einer Reihe von Veränderungen ist, die normalerweise der Sequenz Pyknose -> Karyorrhexis -> Karyolyse folgen.

TexasPathologistMSW

Die mikroskopische Untersuchung der pyknotischen Kerne ist sehr charakteristisch, da diese kleiner als normal sind (im Vergleich zu normalen Zellen des gleichen Typs) und eine größere Fähigkeit zum Einfangen von Hämatoxylin aufweisen, weshalb der pyknotische Kern dazu neigt, eine Farbe zu färben intensiver blau-lila.

Obwohl Pyknose während der Nekrose auftritt, wie sie bei Karyorrhexis und Karyolyse auftritt, kann sie auch als Teil der normalen Entwicklung einiger Zellen als Reaktion auf chronische Entzündungen und Traumata (ohne Nekrose oder Zelltod) angesehen werden. sowie in einigen Fällen von Apoptose.

In diesem Sinne ist es offensichtlich, dass Pyknose ein pathologischer Prozess sein kann, der mit dem Zelltod verbunden ist, sowie ein normaler Zustand bestimmter Zellen als Reaktion auf die Chromatinkondensation.

Chromatinkondensation

Damit die Zelle richtig funktioniert, ist das genetische Material im Zellkern verteilt und bildet Chromatin. Der Begriff "dispergiert" zeigt an, dass die DNA abgewickelt ist und mehr oder weniger lineare Ketten in den zu transkribierenden Segmenten bildet.

Die DNA-Stränge, die transkribiert werden, stellen das am wenigsten kondensierte Chromatin dar, dh diejenigen DNA-Stränge, die sowohl an sich selbst als auch an den Histonen weniger verdreht sind.

Die DNA-Segmente, die nicht in einer bestimmten Zelle transkribiert oder zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem als Chromatin "Kondensation" bekannten Prozess auf sich selbst "gewickelt" werden sollten. Ziel dieses Prozesses ist es, Platz zu sparen und das genetische Material in Ordnung zu halten.

Je weniger Transkription eines bestimmten DNA-Segments erforderlich ist, desto höher ist der Verdichtungsgrad. Während der Zellteilung, wenn praktisch keine Transkription vorliegt, wird Chromatin zu seiner vollsten Expression "gequetscht", um die Chromosomenkonfiguration anzunehmen.

Pyknose in der normalen Zelle

Obwohl es ein Widerspruch zu sein scheint, ist Pyknose in bestimmten Zellen normal, daher ist das Auffinden von pyknotischen Kernen in solchen Zelllinien nicht gleichbedeutend mit Zelltod.

Dies ist bei den Vorgängern der roten Blutkörperchen der Fall, die als orthochromatische Normoblasten bekannt sind. Während dieser Phase der Entwicklung der roten Blutkörperchen ist es normal, dass der Kern eine Pyknose aufweist. Später in ihrer Entwicklung wird die Zelle den Kern ausstoßen, um ein Retikulozyt zu werden.

Die Tatsache, dass ein orthochromatischer Normoblast eine Pyknose aufweist, ist etwas Normales und hängt nicht mit dem Zelltod zusammen, im Gegenteil, er ist Teil seiner Entwicklung in Richtung Reife.

Das Gleiche gilt für Neutrophile, die während einer Phase ihrer Reifung pyknotische Kerne aufweisen, sich aber weit davon entfernt, zu sterben, sich zu einem späteren Zeitpunkt entwickeln.

In diesem Stadium fragmentiert sich der Kern, zerstreut sich aber nicht, so dass man sagen könnte, dass er ein "gelappter Kern" wird, was normal ist und nicht mit dem Zelltod verbunden ist.

Ähnliches passiert mit Keratinozyten (Hautzellen), die beim Aufstieg entlang des geschichteten flachen Epithels, zu dem sie gehören, eine Pyknose ihrer Kerne erleiden, bis diese schließlich in den oberflächlichsten Hautschichten verschwinden. besteht hauptsächlich aus toten Zellen.

Pyknose als Teil der Nekrose

Während der Nekrose gibt es Änderungen in der Permeabilität der Kernmembran, Modifikation bestimmter molekularer Signale und Änderungen in der DNA, die letztendlich die Chromatinkondensation induzieren.

Anders als unter normalen Bedingungen gibt es in der Zelle, die während der Nekrose stirbt, keinerlei Signalübertragung, die die Proteinsynthese und folglich die DNA-Transkription induziert. Daher gibt es keinen Grund, die Chromatinkondensation umzukehren, so dass das genetische Material immer enger wird.

Durch diese enge Packung nimmt das genetische Material weniger Platz ein als gewöhnlich, wodurch die Zellkerne kleiner aussehen (weil die DNA jetzt weniger Platz einnimmt) und gleichzeitig blauer (es gibt mehr Konzentration) saures Material, das Hämatoxylicin auf kleinerem Raum einfängt).

Letztendlich kann eine derart dichte Verpackung dazu führen, dass DNA-Stränge brechen und der Karyorrhexis weichen, obwohl dies nicht immer der Fall ist. In diesem Fall stirbt die Zelle mit einem pyknotischen Kern, da sie keine DNA mehr transkribieren kann.

Pyknose und Apoptose

Im Gegensatz zu Karyorrhexis und Karyolyse, die nur in Zellen auftreten, die an Nekrose sterben, kann Pyknose auch in Zellen beobachtet werden, die an Apoptose oder "programmiertem Zelltod" sterben.

Der Hauptunterschied zwischen Nekrose und Apoptose besteht darin, dass die Zelle während des ersten Prozesses aufgrund eines externen Elements (Sauerstoffmangel, Toxizität, Strahlung) vorzeitig stirbt, während die Zelle im zweiten Prozess ihre maximale Lebensdauer erreicht und stirbt .

Wenn während der Apoptose eine Pyknose auftritt, sind die Veränderungen praktisch dieselben wie bei der Nekrose (Kondensation von Chromatin und Kontraktion des Kerns), jedoch sind die Veränderungen im Zytoplasma der Zelle ebenso unterschiedlich wie die Bedingungen von die extrazelluläre Matrix.

In diesem Sinne kommt es während der Nekrose zu einer Entzündung der extrazellulären Matrix, während dies bei der Apoptose nicht auftritt.

Pyknose als Laborartefakt

Die Technik der Probenahme und Fixierung des histopathologischen oder zytopathologischen Materials ist sehr wichtig, wenn es untersucht werden soll. Eine schlechte Technik, eine langsame Verarbeitung oder eine schlechte Qualität der verwendeten Materialien können zu einer Pyknose im Gewebe führen, sobald es aus dem Körper entfernt wurde.

Wenn dies auftritt, soll ein "Fixierungsartefakt" aufgetreten sein, dh die Kerne wurden während der Probenverarbeitung pyknotisch und nicht im menschlichen Körper.

Wenn es nicht ausreichend mit den Symptomen korreliert, kann der Befund von Zellen mit einem pyknotischen Kern zu falsch positiven Diagnosen führen. In diesem Fall muss eine neue Probe unter besseren Bedingungen entnommen und verarbeitet werden, um zu bestätigen, ob es sich um eine echte Diagnose oder um ein falsches Positiv handelt.

Verweise

1. Swanson, CP & Johnston, AH (1954). Strahleninduzierte Pyknose von Chromosomen und ihre Beziehung zur Sauerstoffspannung. The American Naturalist, 88 (843), 425-430.
2. Hiraga, T., Ohyama, K., Hashigaya, A., Ishikawa, T., Muramoto, W., Kitagawa, H., … & Teraoka, H. (2008). Bleiexposition induziert Pyknose und Enukleation peripherer Erythrozyten im Hausgeflügel. The Veterinary Journal, 178 (1), 109-114.
3. AJ, P. (1975). Interferometrische Analyse der Kernpyknose in verletzten Epidermiszellen von Allium cepa. Cytologia, 40 (3-4), 569 & ndash; 571.
4. Myers, DK (1965). Prävention von Pyknose in Ratten-Thymozyten. Experimental Cell Research, 38 (2), 354 & ndash; 365.
5. Wallace, H. (1960). Die Entwicklung von Nukleolatembryonen von Xenopus laevis. Development, 8 (4), 405 & ndash; 413.