Endometriale Adenocarcinome verschiedener Differenzierungsgrade und ihr Stroma im elektronenmikroskopischen Bild

Zeitschrift ffir Krebsforschung 66, 421--437 (1965)

Aus dem Pathologischen Institut der Universit~t Bonn (Direktor: Prof. Dr. tt. H~W2]~RL)

Endometriale Adenocareinome verschiedener Differenzierungsgrade und ihr Stroma im elektronenmikroskopisehen Bfld ~ * *

Von

W. WE SSEL

~it 8 Textabbildungen

(Eingegangen am 1. August 1964)

In den letzten Jahren sind mehrere Arbeiten fiber die Feinstruktur des normalen menseh]ichen Endometriums erschienen (Bo~E~, N~ssoN und WV~STMA~, CAI~TIER und MORICA~D, WETZSTEIN und WAG~TER, HOFFMEISTER und SOHVLZ u.a.). Die hierbei gewonnenen Kenntnisse des elektronenmikroskopisehen Baues endometrialer Drfisen sehafften die Voraussetzung ffir die Untersuchung patho- logischer Ver/~nderungen des Endometrinms, wie etwa der glandul/~ren ttyperplasie (W~ssv, L) un4 der malignen Tumoren. Die veto Endometrium ausgehenden Carcinome wurden bisher yon SI~TO~L SIRTO~I und Mo~A~o, NILSSO~ sowie FASSKW und T~MA~r elektronenmikroskopisch untersueht.

Die eigenen Untersuchungen wurden unter zwei verschiedenen Gesiehts- punkten durehgeffihrt: Einmal sollte die Feinstruktur speziell yon Adeno- carcinomen des Uterus bei versehieden hoher Ausdifferenzierung besehrieben werden. Zweitens wollten wir das Verhalten und den Aufbau des Stromas bei papfll/iren Adenoearcinomen am Beispiel der endometrialen Carcinome unter- suchen.

Ffir die erste Fragestellung zogen wir morphometrisehe Methoden heran, um uns nicht, wie es sonst in der Elektronenmikroskopie biologischer Objekte fiblich ist, auf qualitative Aussagen beschr/inken zu mfissen, sondern Untersehiede in der Feinstruktur auch quantitativ belegen zu k6nnen. Ffir die zweite Frage- stellung erweisen sich die stark papillar aufgefalteten Adenocarcinome des Endo- metriums als besonders geeignet, da hier eine groBe Kontaktfl~che zwischen Stroma und Tumorzellen besteht. Aul3erdem hat man bei diesen Geschwfilsten die Gews dab es sich um tumoreigenes Stroma handelt und nicht, wie etwa bei stark infiltrierend wachsenden Tumoren, um ein pr~existentes Stroma, in das der Tumor zerst6rend einw~chst.

Material lind Methode

Unter etwa 200 Endometrien, die wir fiir die Elektronenmikroskopie einbetteten, fanden sich sechs papill~re Adenocarcinome, yon denen drei gut ausdifferenziert waren, w~hrend zwei weitere den Bau der etwas entdifferenzierten papfl]~ren Carcinome besal~en und eines platten- epithelia]e Strukturen, entsprechend einem sog. Adenocancroid ausbfldete.

Das Material wurde unmittelbar nach der Curettage in 1%iger Osmiums/iure und 1%iger LSsung yon Ka]iumbichromat fixiert und in typischer Weise in MeShacrylat, daneben auch in Vestop~l eingebettet. Zur lichtmikroskopischen Kontrolle fertigten wir yon den B]Scke~ ....

* Herrn Prof. Dr. I-I. HAMP~.gL zum 65. Geburtstag gewidme~. ** Mi$ Un~erstiitzung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Z. Krebsforsch., Bd. 66 29

422 W.W~ssEL:

dicke Schnitte an, die nach Giemsa gefi/rbt wurden. Als Vergleich dienten augerdem Pa- raffinschnitte desselben Materials. Die elektronenmikroskopisehen Diimlsctmitte wurden mit einem Porter-Blum-Ultramikrotom angeiertigt und mit einem Siemens-Elmiskop I untersucht.

Fiir die morphometrische Auswertung wurden yon jedem Tumor 300 Zellen mit gMcher VergrSgerung yon 25 000 auI ein Punktgitter projizierg und d~s Gesamt-Volumen der Mito- ehondrien und osmiophilen Granula (Lysosomen[ ?]) unter u der yon W~IB~L sowie t-InsmG und M~YER-AaENDT angegebenen Methoden bestimmt.

Ergebnisse I. Gut ausd i / / erenz ier te papi l lSre Adenocarcinome

1. Epithelzellen Betrachtet man die Drfisen gut ausdifferenzierter Adenocarcinome im Elek-

tronenmikroskop, so f/~llt im Vergleieh zum normalen Endometrium eh~e etwas unregelm/~gige Schichtung auf. Dabei ist das Cytoplasma verhs reich an Organellen. Die Mitoehondrien linden sich vet allem an der Zellbasis und im supranucle/~ren Cytoplasma in N/~he des Kernes.

Gelegentlich sieht man neben den Zellen mit relativ hellem Cytoplasma vereinzelt Zellen, die dm'ch einen besonderen l~eiehtum an Ribonueleoproteid- Granula auffallen und dadurch elektronenoptisch dicht erscheinen. Diese Zellen entspreehen den auch in anderen Tumoren, wie z. ]3. Mamma-Carcinomen (HA- GU~NAW, HOLLMANN, tI . BERO~), vorkommenden Zellen, die yon HAGUENAU in Anlehnung an CASPEI~SSON als A-Zellen bezeiehnet warden.

]3el st~rkerer Vergr613erung erkennt man, dag die apikalen Anteile der Tumor- zellen plump, fast zottenartig in das Driisenlumen vorragen und spgrliche, unregel- m~l~ige Mikrovilli besitzen. Als intercellnlare Haftorganellen linden sich Desmo- semen in ungleicher Verteilung: einerseits kSnnen zahlreiche Desmosomen dieht nebeneinander anftreten, andererseits gibt es grote Dr/isenbezirke, die keine aufweisen.

Die Zellmembran 1/igt an der Zellbasis, abet aueh an den Seiten einen unruhigen, welligen Verlauf erkennen, der als Zeiehen einer erh6hten Proliferations- tendenz zu werten ist.

Das Cytoplasma besitzt eine Grundsubstanz yon geringer Diehte und enth~lt Mitochondrien mit deutlicher Sehwellung, heller Matrix und spgrliehen Cristae yon geringer Osmiophilie. Der Anteil des , ,Intramitochondrialen lgaumes", weleher nach KLINGENBEI~G ein MaBstab fiir die GrOge des oxydativen Stoff- wechsels ist, betrggt etwa I0 % des Cytoplasma-Volumens und liegt nieht wesentlich unter den entspreehenden Werten bei normalen Driisenzellen (s. Tabelle 1).

Die Golgi-Zone ist wie bei den Epithelzellen des glandulgr-hyperplastisehen Endometr iums gu t entwiekelt (Abb. 1 a). I m Gegensatz dazu ist das endoplas- matisehe Retieulum nur spgrlieh und schlieBt oft ein homogenes diehtes Material ein. An der ]3asalmembran sieht man zahlreiehe Mikrovesikel. Auffallig ist die grebe Zahl yon osmiophilen Granula, die homogen, feingranul~r oder aueh lamelli~r aufgebaut sind (Abb. 1 a und b). Gelegentlich zeigen diese Granula, welehe nach Lage nnd Aufbau Lysosomen entsprechen dfirften, eine zentrale Au~hellung. Einzelne Zellen lassen kleine Ansammlungen yon Glykogen erkennen.

Als weiteres Zellprodukt sind PAS-positive Granula zu erwahnen, die wir nach den dieken Methacrylat- bzw. Vestopalschnitten identifizieren konnten. Sie

E n d o m e t r i a l e A d e n o c a r c i n o m e v e r s c h i e d e n e r D i f f e r e n z i e r u n g s g r ~ d e 423

Abb. 1. a Supranuo]e~re Zone einer Zelle elnes gu t ausd i~erenz ie r ten Carcinoms. Die Z e l ] ~ e m b r a n (ZM) ver l~uf t stellenweise s ta rk geschltingelt dnrch zahh'eiche Cytoplasma-Forts~ttze (-->). Die Golgi- Zone (G) ist gu t entwickel t ~md enth~l t ein schwaoh osmiophfles Material . :Die e rwei te r ten R~v~ae des endopl~smat ischen Ret ie~hma (ER) sind m i t e iner homogenen Substanz ange~fi]lt. Auffal lend is t die grof~e Z~hI osmiophiler Granula , die mois t kontl 'astre~eh u~d homogen erseheinen (Gr 2). Bei e inem Verlust an IKontrast wi r4 eine feingran~l~re StI 'uktur s ich tbar (Gr 2). Vergr . 42 000faeh. b E in teilweise aus konzent r i schen Lamel len aufgebautes osmiophiles Granu lnm m i t e t ruktur loser

Innenzone. Vergr. 90 000faeh

bestehen aus einem homogenen, unregelmgl~ig begrenz~en dich~en M~erial, welches mitun~er an Fetttropfen erinnert.

29*

424 W. WEssnL:

Die im Dr/isenlumen befindliehen, aus dem Verband gel6sten Zellen zeiehnen sich dadureh aus, dag sie, ihrer Oberfl/~chenspannung folgend, eine kugelige Gestalt annehmen und an ~ r e r ganzen Oberflgehe kleine Mikrovilli ausbilden. Dabei erirmern diese Zellen sehr an Aseitestumorzellen. Die Kcrne weisen einen Chromatin-Verlust auf, wodureh die Nueleolen deutlicher hervortreten. .Die Spaltr~ume des endoplasmatischen Retieulums sind ausgeweitet, mad das Cyto- plasma ist reich an Fetttropfen. An den Mitoehondrien sind die degenerativen Ver/~ndcrungen nieht so deuglich wie bei den anderen Organellen.

Mitunter sieht man Flimmerzellen, deren Cilien a~f Quersehnitten dureh die apikalen Anteile des Cytoplasmas zu Gruppen yon 5--15 zusammengefal3t sind. Die Basis der Cilien liegt oft tier im Cytoplasma, so dab man bei geeigncter Sehnitt- ffihrung auf feinf/~dige Elemente stSBt, die isoliert im Cytoplasma zu liegen seheinen and eventuell mit Fil~menten anderer Herkunft , z. B. mit Myofilamenten, verwechselt werden k6nnen.

2. Stroma Nach unseren Befunden erscheint es angezcigt, bei den Stromapapillen drei

Zoncn zu unterscheiden, n~mlich dig Basis, die mittlerc Zone und die Spitze. Die Stromapapillen der gut ausdifferenzier~en Carcinome besitzen meist eine gut aus- gcbfldete Basalmembran, die zur mittleren Zone bin verbreitert mad oft stark gewunden verl~uft. Zur Papillenspitze hin ver]iert die Basalmembran ihre typische Zweischichtung, man erkennt nur noch ein homogenes basMmembran- artiges Material, welches weite Gewebsspalten einschlieBt. Die normal gebaute Basalmembran reicht etwas fiber die Zone dcr Papille hinauf, in welcher noch Stromazellen angetroffen werden. Die Stromazellen selbst zeigen eine Aktivicrung mit crheblicher Zunahme des endoplasmatischen Reticulum, wie es Gus]~K Ifir aktivierte Mesenchymzellcn beschrieben hat.

Die Capfllaren an dcr Papillenbasis lassen eine SchweUung der Endothel- zellen erkennen und sind reich an Mikrovesikc]. Die Basalmembran weist die normale Struktur auf, im Gegensatz zu den in der mittleren Papillenzone liegenden Capillaren, welche mit ihren gerade angedeuteten Basalmembranen an embryon~le Capillaren erinnern (TAxi u. IsmI).

Um Wiederholungen zu vermeiden, sei nach diesen kurzen Ausffihrungen fiber die Stroma-Vcri~nderungen auf den Abschnitt der ,,entdifferenzierten papill~ren Adenocarcinome" verwiesen, bei welchen die Stroma-Ver~nderungen starker hervortreten und vielfs sind.

I I . Entd i / / e renz ier t e papi l lgre Adenocarc inome

1. Epithelzellen Bei Ubersichtsaufnahmen fallen Zellen auf, die unregelms gestaltet sind

als bei den besser ausdifferenzierten Carcinomen. Die Kerne erscheinen durch cinen geringeren DNS-GehMt heller und nngleichm~gig, wobei groge Nucleolen deutlich hervortreten (Abb. 2). Man finder oft neben Zellen mit hellem Cyto- plasma solche mit diehtem Cytoplasma and grogen Ribonueteoproteid-Granula wie bei den vorher besehriebenen Careinomen.

Im Drfisenlumen licgcn zahlreiche, degenerativ ver~nderte Zcllen mit groBcn Fett t ropfen im Cytoplasma. Die Mikrovilli der noeh im Verbaud licgenden Zellen

Endometriale Adenocarcinome verschiedener Differenzierungsgrade 425

Abb. 2. ~bers ich t saufna tnne yon Epithelzellen eines entdif ferenzier ten papil lhren Adenocai.cinoms. Unrege lmi~ ige Schichtung 4er Tumorzel len, deren lumens tand ige Zel lmernbran spiirliche nnd unregel- rn~13ige Mikrovilli ausbildet . Die intercellul~ren Spaltri~nme sin4 stellenweise s t a rk ausgeweite t , beson- tiers an tier Basis der Zellen (SR). Die B a s a l m e m b r a n ( B ] I ) ist nu t angedeu te t ; das Papi l lens t roma

enth~l t neben kollagenen Fibrillen (Fi) weite L y m p h s p a l t e n (Ly). Vergr. 6200lath

sind klein und spi~rlich. Manchmal liegen den Tumorzellen, die noch Verbindung mit der Basalmembran haben, zum Lumen hin plattenepithe]-~hnliche Zellen mit diehtem Cytoplasma flach an.

426 W . W E s s E n :

Die intercellul~ren Spaltr/iume sind weRer als bei den hSher differenzierten Carcinomen. Dabei zeigt sich mitunter bereits eine beginnende Dissoziation der Tumorzellen. Dementsprechend sind Desmosomen viel seltener als bei den vorher beschriebenen Tumoren. Die Zellen lassen an ihrer seitlichen Begrenzung eine deutliche hleigung zur Ausbildung yon Cytoplasma-Forts/itzen erkennen (s. auch Abb. 3). Diese pseudopodien-artigen Ausstiilpungen finden sich Jn

Abb. 3. Quersohni t t e iner PapfllensDitze (P) m i t u m g e b e n d e n Tumorzel len . Als Zeichen einer gestei- geI ' ten Prol i fera t ions tendenz e rkenn t ra~zt an den seit l ichen Ze l lmembranen der Tumorze l len schmale gegen die Naehbarze l len vorsp r ingende Forts/ i tze (--~). Die St romapapi l le bes t eh t ~us e inem homo-

genen osmiophflen Material , in welches die Tumorze l len m i t zahlreichen kle inen Forts/~tzen vordring 'en. ~ e r g r . 25000iach

geringerer Zahl auch an der Zellbasis (Abb. 3) und wurden yon NILSSO~ als ,,h-regular projections" bezeiehnet, w/~hrend S•JuT und Lvs~ ~hniiche Strukturen als ,,processes" beschreiben. Bei unseren Befunden f~llt auf, dub die zottenartigen Forts~tze n m so zahlreicher sind nnd um so deutlieher hervortreten, je geringer der Differenzierungsgrad bzw. je st/~rker die Proliferationstendenz ist. Dabei ist zu erw~hnen, daft die dunklen, ribonucleoproteid-reiehen Zellen starker verzweigt sind und mehr Forts~tze bilden als die hellen.

Die Mitoehondrien shad klefl~ und weisen wenige Cristae auf. Morphometrisehe Bestimmungen ergaben far die Mitochondrien einen Volnmen-Anteil von 11,8% am Gesamt-Oytoplasma.

Die Golgi-Zone ist schleehter ausgebildet als bei der vorher beschriebenen Tumorvariante. Da die osmiophilen Granula, die in den besser ausdifferenzierten Tumoren reichlich vorkommen, hier ebenfa]ls vermindert sind, liegt der Gedanke nahe, dab die Golgi-Zone f/it die Bildung dieser Granula verantwortlich ist.

E n d o m e t r i a l e A d e n o c a r c i n o m e v e r s c h i e d e n e r D i f f e r e n z i e r u n g s g r a d e 427

E i n e s d e r y o n u n s u n t e r s u e h t e n e n t d i f f e r e n z i e r t e n A d e n o e a r e i n o m e b i l d e t

s ~ e l l e n w e i s e p l a t t e n e p i t h e l - ~ h n l i e h e S t r u k t u r e n a u s n a c h A r t e i n e s A d e n o -

e a n c r o i d . D i e s e r T u m o r z e i g t e i n e n w e n i g e r a u s g e p r s p a p i l l s B a u . I m

Abb. 4. a Basale Antei le yon Zellen eines entdi f ferenzier ten Adenoeare inoms e twa aus der m i t t - leren Zone airier Papi l la . Die basa len Zel lmernbranen zeigen e inen unruhigen , geschl~ngelten Ver- lani . Die Basa lmembran i s t an einer Stelle nu r angecleutet (BM). I m f ibr igen erfolgt die Abgren- znng der Tumorzel len yore S t roma du tch ein feinf~diges Mater ia l (?M). An einer Stelle i s t eine Turaorze]le m i t e inem sehmalen For t sa tz in alas S t roma eingebroehen (-->) u n d wi rd yon dem ie infgdigen Mater ia l nmgeben. In den wei ten Lymphspa ] t en des Stroraas l iegen a ~ e r d e m noah a n @ r e quer getroffene schmale Tumorzellfortsfi~tze (/8'0). Vergr. 36000faah. b In dam Pap i l l ens t roma beobaeh te t m a n s tenenweise gu i r l andenar t ig angeor4nete Struktntren. Tnmorzei len (Tu). J~asalmembran (BM).

Vergr. 28000faeh

elektronenmikroskopischen Bild erscheint der Stroma-AnCefl wesentHch gr6Ber als bei den aaderen entdifferenzierten Carcinomen. Die Dr~senlumina enthalten ein feink6rniges oder feinf~diges Sekret. Dem Lumen liegen elektronenoptisch dichte Zellen flach an, deren Cytoplasma stellenweise Tonofibrillen enth~ilt. Mit ihrer diehten, kSrnigen Struktur, die tefls Ribonucleoproteid-Granula, tells Glykogen-Einheiten entspricht, den in ihnen enthaltenen Tonofibrillen, den

42,8 W. WEssEL:

Abb. 5. Dre i eck ige r Querschn i t t du t ch eine Strom~papi l le , die aus e i n e m homogenen , z u m Teil auch fe inkSrn igen , s t a r k k o n t r a s t i e r t e n Mate r i a l b e s t e h t u n d yon Tumorze l l en 1nit he l lem Cy top l a sma u m g e b e n wird . I m I n n e r e n tier S t romapap i l l e e r k e n n t m a n zahl re iche T~lmorzellforts~tze (FO), welche

in~i l t r ie ren4 in alas d ichte 1Vfaterial der S t romaPapi l l e e i n g e d r u n g e n s in4. Vergr . 33000fach

sp~rlichen blasig aufgetriebenen, an Cristae armen Mitochondrien sowie der stark gewunden verlaafenden Zetlmembran mit z~hlreichen Intercellularbriicken unterscheiden sich diese Zellen e]ektronenmikroskopisch nicht yon denen eines Plattenepithel-Carcinoms (FAssKE u. THE~NN). Die Zel]oberfl~che ist meist

Endometriale Adenocarcinome verschiedener Differenzierungsgr~de 429

arm an Mikrovilli oder ganz glatt. Die Zellkerne sind unregelmiil]ig gestaltet und dicht. Im Cytoplasma ist das endoplasmatische Reticulum gut ausgebfldet. Daneben finden sich osmiophile Granula in grSBerer Zahl als in den anderen entdifferenzierten Tumoren.

2. Stroma

Bei den schnell wachsenden entdifferenzierten papills Adenoeareinomen sind der Au~bau der Stromapapfllen an basis, Mitre und Spitze, sowie das Ver- halten der Tumorzellen zum Stroma yon besonderem Interesse.

Betraehtet man zuns den Bau der Stromapapillen, so findet man an der Papillenbasis eine Basalmembran, welche die normale zweischichtige Anor4nung mit einer guBeren, den Epithelzellen zugewandten he]]en und einer inneren, dunlderen, homogenen Schicht erkennen li~Bt. Die dunkle Schicht verbreitert sich oft in Richtung zur Papillenspitze and reicht meist etwas fiber die Zone hinaus, in welcher noch Stromaze]len angetroffen werden (s. Schema). Welter zur Spitze hin bricht oft die Basalmembran ab, es hegen der basalen Ze]lmembran der Epithelzel]en nur parallel verlaufende feinfi~dige Elemente an, we]che weder den Durchmesser, noch die periodische Querstreifung reifer kollagener Fibrillen besitzen und in Abb. 4a mit ,,flY[" beze~chneg sind. M6glieherweise handelt es sich hierbei um pri~kollagene Fibrillen. Die dfinn ausgezogenen PapilIenspitzen lassen aueh diese feinf/idigen Strukturen vermissen und enthalten keine Stroma- zellen. Sie bestehen vielmehr aus einem homogenen oder feingranul/~ren elektronenoptisch relativ dichten Material, welches weite Lficken umsehlieg~. Als Besonder- h e r beobachteten wir im Stroma guirlandenartige Strukturen (Abb. 4b). In den mittleren und apikalen Papillenanteflen finden sich die meisten zottenai~ig gegen das Stroma vorspringenden FortsiRze yon Tumorzellen, w/~hrend an der mat einer Basalmembran versehenen Papillen-Basis nur sp&rliehe Forts/~tze zu erkennen sind. Diese dnrchdringen dann die Basalmembran und erstrecken sich bis in das Stroma.

Oft finder man Ansehnitte yon Tumorzell-Fortsgtzen in den weiten Lymph- spalten des Stromas (Abb. 5a). In den lichtmikroskopischen Kontrollen sind diese Fortss meist nicht erkennbar, da sie in einer GrSl]enordnung um 0,8 bis 1,0# liegen und augerdem optisch leer erscheinen. Auch elektronenoptisch finder man in ihnen bis auf einige Ribonucleoproteid-Granula keine Cytop]asma~ strukturen (Abb. 5).

Die Stromazellen reichen bis etwa in das mittlere Drittel der Papillen hinauf nnd zeiehnen sich dutch einen sggefSrmigen Kern aus. Das Cytoplasma erinnert an die yon Gvs]sx beschriebenen aktivierten Mesenchymzellen und enth~lt ein ausgeprs endoplasmatisehes Reticulum, dessen erweiterte Rs ein osmiophiles Material einschliel3en (Abb. 6), wie man es etwa in den Papil]enspitzen finder. Der Gedanke ]iegt nahe, dal~ die homogene elektronendichte Snbstanz der StromapapiHen in den endololasmatischen R~umen der Stromazellen gebildet und dann gewisserma$en als eine Art , ,Grundsnbstanz" an das Stroma, insbeson- dere die PapiIlenspitzen, abgegeben wird.

Im Vergleich zu normalen Stromazellen f&llt neben der Zmlahme des endoplasmatischen Retieulum eine Vermehrung und VergrSBerung der Ribonueleo-

430 W.W~ssEL:

Abb. 6. Zwei St romazel len yon 4er Basis e iner Papille. Die Zellen lassen (lie Zeichen einer 3_ktivierung e rkennen : Die langgestreckfien K e r n e zeigen tiefe E inbueh tungen , mad im S t roma fin(let sieh ein gu t au_sgebildetes end.oplasmatisehes l~etietflum, welches in se inen c rwe i t e r t en Sp~I t r~umen (ER) eine

hom.ogene esmiophi le S~lbsta,~z enthal t . Zellkerne (K). Vergr . 37 000fach

proteid-Granula als weiteres Zeichen der Ak~ivierung auf. Beide Vergnderungen weisen auf eine verst~rkte Protein-Synthese hin.

An der Papillen-B~sis liegende, dutch die Basalmembr~n in das Stroma reiehende Fortsgtze werden h/tufig yon einer basalmembranartigen Substanz umgeben, die

Endometriale Adenocarcinome verschiedener Differenzierangsgrade 43i

~ie vom/ ibr igen Stroma abgrenzt. Eine Aufl6sung der Basalmembran oder des basalmembranart igen Materials etwa nach Art einer enzymatischen Lysis konnten wir an den Kontaktstel len mit Tumor- zeI1-Forts/itzen nieht beobaehten.

Naeh KenntrAs der elektronenmikroskopisehen Bdunde an Tumor- papfllen ist es mSglich, aueh light- mikroskopise:he, an der Grenze des lichtoptisehen kufl6sungsverm6gens liegende Strukturen zu deuten. Die Abb. 7 gibt einen lichtmikroskopisehen Lgngs- schnitt durch eine Tumorpapille wie- def. In der unteren Hglfte der Papille erkennt man eine Capillare. Des dar- iiber]iegende Stroma schlieBt eine Stromazelle mit stabf6rmigem dichten Kern ein. Bis zur t t6he dieser Stroma- zelle sind die Tumorzellen mit ihrem aufgehellten basalen Cytoplasma seharf gegen des Stroma abgesetzt, ws die Abgrenzung welter zur Spitze bin unsch/~rfer erseheint. Nach den elektronenmikroskopischen Befunden ver- liert die Basalmembran in diesem Be- reich ihren typisehen zweisehichtigen Aufbau und wird meist dutch fein- fis Material ersetzt, wie es die Abb. 4a zeigt. In dieser Stromazone erkennt man ferner ldeine l%ingschat- ten, welche wohl den in Abb. 5 dar- gestellten, in d~s Stroma vordringen- den Tumorzell-Forts~tzen entsprechen.

Die an der Epithel-Stroma-Grenze erhobenen Befunde, die in einem Schema noch einmal /ibersiehtlieh dargestellt sind, lessen die Deutung

zu, dab die im Bereieh der Papillen- • 7. LiehtmikroskoDischer L&ngssehnitt dutch spitze in groBer Zahl in des basal- einePapille eines papfll&ren~denocareinoms des membran-freie Stroma eingedrunge- Uterus . Capillare (Ka); Stromazelle m i t s tabf6rmi-

gem, d ieh tem K e r n (SZ). I m sehwaeh osmiophilen n e n Tumorzell-Forts/itze beim weiteren Stronaa angedeu te te R lngseha t t en (R), 4ie in d_as

Stroma vorgedrungenen Tunaorzell-Forts~tzen Waehstum der Papille yon der in die- entspreehen. In diesem Bereieh, oberhalb der sere Bereieh neu gebildeten Basalmem- L~n~e ,,L" unseharfe ~bgrenzung yon Epi the l und

Stroma. Liehtmikroskop. 550iaeh; bran gewissermagen abgeriegelt wer- H/imatox.-Eosin-F~rbung den (Abb. 8). In den basalen Anteilen sieht man dann nur noch vereinzelte Forts/~tze, an die sieh ein basalmembran- ~hnliehes Material angelagert hat.

432 W.W~SSEL:

�9

Abb. 8. Schem~. I n der hu lbschema t i s chen Z e i c h n u n g s ind die wesen t l i chen BeTunde an den S t roma- P a p i n e n en td i f fe renz ie r t e r Adenoca rc inome noch e i n m a l darges te l l t . Die lUapi]lenbasis bes i tz t noch e ine rege l rech t g ebau t e B a s a l m e m b r a n (BM). ]Sinbrfiche yon Tumorzel l for ts&tzen ~ e r d e n m e i s t yon e inem b a s a l m e m b r a n a x t i g e n Mate r ia l (M) u m g e b e n . N e b e n zwei unvegelm~iBig ges ta l t e ten , i m S t r o m a l i egenden Tumorze l l en (T) e r k e n n t m a n e ine ~ k t i v i e r t e , e r g a s t o p l a s m a r e i c h e St romazel le (SZ) u n d dazu paral le l ve r l au fende re i fe koHagene Fibr i l len (F). I m m i t t l e r e n Dr i t t e l der P~pil le b r i ch t die Basal- m e m b r a n ab oder i s t n u t sP&rtich ausgebi lde t . Die Grenze zwischen S t r o m a u n d Turnorzel len w i r d yon einem aus feinen Fflamenten bestehenden Filz gebildet. In diesem l~ linclen sich die h~ufigsten Einbriiche yon Tumorzen-Fortsgtzen (TF). Die Papillenspitze besteht meist aus einem

homogenen kontrastreichen ~Vlaterial (H). An den Tumorzellen findet man eine ausgeSprochene Nei~o~g gut Bi ldung kleiner Cytoplasma-Forts~ze

Diskussion Schon bei einer hormonell nicht mehr richtig gesteuerten Proliferation, wie

sie bei der glandul~ren bzw. glanduli~r-cystischen Hyperplasie vorliegt, verlieren

Endometri~le Adenocaa'cinome verschiedener Differenzierungsgrade 433

die endometrialen Drfisenzellen ihre Polariti~t (WEssEL), d. h. die Golgi-Zone, die bei den normalen Zellen ha supranuclei~ren Cytoplasma liegt, crscheint oft in den basalen Anteilen. AuBerdem neigen die Ze]len zur Ausbfldung lolumper Fort- si~tze, was den Drfisen eine um-egelm/~Bige Schichtung und ein ungeordnetes Aussehen verleiht. Dieser Eindruck verst~rkt sich bei weiter gesteigerter Proli- ferationstendenz, wie sie bei den Carcinomen vorliegt. Hier werden die Mikro- villi am Drfisenlumen sps und unregelm~Big. Im allgemeinen stehen die Zellen gut ausdifferenzierter Carcinome in ihrer Feinstruktur der ttyperplasie n/~her als den entdifferenzierten Tumoren. In diesen fehlt z .B. die Glykogen- Bfldung, wie man sie noch bei den ausdifferenzierten Tumoren antrifft.

Die Neigung der Tumor- zellen zur Ausbildung yon Zellforts/~tzen war bei den entdifferenzierten Tumoren wesentlich gr6Ber als bei den gut ausdifferenzierten. Die Forts/itze werden seit- lich gegen die Nachbar- zellen, abet aueh gegen die Basalmembran vorge- trieben und lassen die seit- fiche und basale Abgren- zung der Zellen unscharf erscheinen.

Tabelle. Morphometrische Werte des Volumen-Anteils der Mitochondrien und osmiophilen Granula in Prozent des Cytoplasma- Volumens bei normalen Driisenzellen und Carci-

nomen des menschlichen Endometriums

Prolfferationsphase . . . . . . . Sekretionsphase . . . . . . . . Driisen der Decidu~ . . . . . . Glandul~r-cystische Hyperpl~sie . Gut ausdifferenziertes Adeno-C~.. Entdifferenziertes Adeno-Ca . . . . Adeno-C~. mit Pl~ttenepithelzellen

nach Art des Adenocancroids

Mito - c h o n d r i e n

10,3 9,9

10,9 8,6

11,8 11,2

10,9

O s m i o p h i l e G r a n u l a

0,7 0,8 3,1 1,8 4,5 O,7

2,6

Die Elektronenmikroskopie ist ein Forschungszweig, der sich gew6hnlich mit qua]itativen Aussagen begnfigen muff. Um auch quantitative Angaben machen zu k6nnen, bedienten wir uns der Morphometrie (Wv~IBEL, I t E ~ I G U. MEYER- ARENDT).

WEIBEL sowie H E N I ~ G und MEYER-ARENDT zeigten, dab es an Schnitten m6glich ist, aus der Fl~chenrelation yon Strukturen ihren Volumen-Anteil am Gewebe zu bestimmen, besonders wenn die zu messenden Strukturen dreidimensional sind, in zufglliger Verteilung in den Zellen bzw. Geweben liegen und mSglichst eine definierte geometrische Form besitzen, wie etwa eine Kugel, ein Rotationse]]ipsoid oder ein Zylinder. Voraussetzlang fiir eine exakte Bestimmung ist, dab die Schnittdicke kleiner ist als etw~ 1/10 des Durchmessers der zu messenden Strukturen.

Die mit dieser Methode gewonnenen Werte zeigt die Tabelle, in welcher zun/~chst der Volumen-Anteil der Mitochondrien (%) am Cytoplasma eingetragen wurde. Die Bestimmung des relativen, d. h. auf das Gesamt-Cytoplasma bezogene Volumen der Mitochondrien schien uns einmal interessant, weil die Gesamtheit des ,,intramitochondria]en Raumes" (KL~GENBEZG) biochemisch oft a]s MaB ffir den oxydativen Zellstoffwechsel aufgefaBt wird; andererseits wollten wir feststellen, ob die Entdifferenzierung der Zellen mit einer Abnahme an Mito- chondrien einhergeht, wie es verschiedentlich angenommen wurde (FAssKE und THEMANN).

Gegen die Annahme der Proportionalit/it yon Differenzierung and Mitochon- drienzahl hat sich vor allem BERNHARD gewandt, der sehr maligne, entdifferenzierte Tumoren mit groBer Mitochondrienzahl untersuchte. Tatss zeigen die yon uns bestimmten Volumina der Mitochondrien bei normalen endometrialen

434 W. WESSEL :

Driisenzellen und den Adeno-Carcinomen kcine wesentlichen Unterschiede. Zwar schwankt der Anteil des Mitochondrien in den Tumorzellen wesentlich stgrker als in den Normalzellen, in den Durchschnittswerten st immen sic jedoch weitgchend /iberein.

Es sei hies noch angemeskt, dab die Angabe der ,,Zahl" der Mitochondrien nieht kosrekt is~, da die Zellen meist Fadenmitochondrien besitzen, die oft mehsfaeh angeschnitten wesden. Dabei besteht die Gefahr, dab die einzelnen Anschnitte als getrennte Mitochondrien gezghlt wesden. Deshalb erscheint es zweckm~giger, anstelle des ,,Zahl" den Volumenanteil des Mitochondrien zu bestimmen.

NInssos Mes darauf bin, dab die endometrialen Adenocareinom-Zellen im Vergleich zu normalen Dr/isenzellen sehr reich an osmiophilen Granula sind, die sich dutch eine glatte begrenzende Membran auszeiehnen und sich yon Fet t t ropfen deutlich unterscheiden. In Tabelte 1 ist die Beteiligung des osmiophilen Granulg am Cytoplasma der norrnalen Drfisenzellen und der Tumorzellen einander gegen- iibergeste]R. Dabei fgllt auf, dab bereits die glandnlgre bzw. glandnlgr-eystische Hyperplasie mit einer Zunahme der Granula einhergeht, die sieh bei den gut ausdifferenzierten Carcinomen auf mehr als das I)oppelte erh6ht. Die entdifferenzierten Careinome hingegen enthaRen wenig Granula, so dab die Annahme NILSSO~S, dal3 es sich bei den Granula um Degenerationsprodukte handelt, wohl nieht gereehtfertigt ist. Verh~ltnism/il3ig hoch ist tibrigens aueh der Anteil des osmiophilen Granula in den Driisenzellen der Deeidua, we die Granula homogen, feinkSrnig oder lamellgr gebaut sein kSnnen (WEssEL).

In allen yon uns lmtersuchten Tumoren sahen wit neben Zellen mit glat tem Kern und hellem ribonucleoproteid-armem Cytoplasma aueh Zellen mit unregel- m~13igem Kern und dunklem ribonucleoproteid-reiehem Cytoplasma, Me es auch von I{A~GUENAU, ]:[OLL1VIANN some I-I. Blg~OEI~ ffir Mamma-Tumoren beschrieben worden ist. Es k6nnte sieh dabei um die naeh ihrem RNS-Gehalt yon CASPm~SON untersehiedenen A- und B-Zellen handeln. Die dichten A-Zellen werden bei unseren Tumoren, ghnlieh wie bei den yon HAGUE?CAU besehriebenen Mamma- Tumoren, in der N/~he der Basalmembran, also in des Waehstumszone dieser Gesehwfilste, angetroffen.

Die Herkunf t der vielgestaltigen osmiophilen Granula, die in den ausdiffcren- zierten Tumorzellen stark vermchrt shad, ist bier wie auch bei Mamma-Tumoren (HAGvENAU, HOLL~ANN) noeh ungewig.

Bei den fast glykogenfreien Tumorzellen ist es sehwierig, die ]iehtmikrosko- pisch erkemlbaren, im Dr/isenlumen odes apikalen Cytoplasma liegenden PAS- positiven Substanzen elektronenoptisehen Cytoplasmastrukturen zuzuordnen. NILSSON und Wms~,N glauben auf Grund vergleichendcr Untersuchungen, dab sich bei des PAS-Reaktion ve t allem die osmiophilen Granula anfarben. Bei dem fiir die Elektronenmikroskopie prgparierten osmium-fixierten Material kommt es augerdem noeh zu einer diffusen Anl~rbung des apikalen Cytoplasmas.

Histochemische Untersuehungen haben gezeigt, dab mit der Entdifferenzie- rung des endometrialen Adenoearcinome der Glykogengchalt und die AktivRgt des alkalischen Phosphatase abnehmen (LEwIN). Da die alkalisehe Phosphatase racist an der lumenst/~ndigen Zellgrenze lokalisiert ist, besteht naeh den elektronenmikroskopisehen Befunden offenbar eine Beziehung zwischen der a]kali- sehen Phosphatase und der Ausbfldung des Mikrovflli, die bei den entdifferenzierten Carcinomen meist nur angedeutet sind.


Der yon uns untersuchte, naeh Art eines Adenocancroids wachsende Tumor steht in seiner Feinstruktur zwischen den gut ausdifferenzier~en und den entdifferenzierten Carcinomen. Die lumennahen flachen Zellen besitzen ein dichtes Cytoplasma und TonofilamenCe, die in Desmosomen einstrahlen, so da6 sie yon den Zellen des Plattenepithelearcinoms der Portio nicht zu unterscheiden sind.

Bei den filamentgren Strukturen in den plattenepithehalen Zellen des naeh Art eines Adenocancroids wachsenden Tumors handelt es sieh um Tonofilamente. Au6erdem linden sich im basalen Cytoplasma einiger Zcllen weniger dichte und locker zusammenliegende Filamente, wie wir sie auch bei der glandulgr-cystischen Hyperplasie beobaehtet habcn. Ahnliche Faserstrukturen land tt. BE~G ~ aueh in Mammaearcinomen und MYzIvs in Speicheldrasenmischtumoren. Die Fila- mente entspreehen nicht den grSberen Strukturen in Myoepithelzellen.

Besonders interessant erscheinen uns die basalen zottenartigen Fortsgtze, die die epithe]ialen Tumorzellen stellenweise gegen das Stroma entsenden. Es kSnnte sich um ein Eindringen yon Tumorzellen unter ,,Dnrchbreehung" der Basal- membran handeln, ~hnhch wie es J. B~GE~ far die Portiocarcinome annimmt. Andererseits aberrascht abet doeh die Tatsaehe, dag jene Fortsgtze am sti~rksten in den apikalen Anteilen der Papillen ausgebildet sind, w~hrend sie gegen die Papillen-Basis an Zahl abnehmen und schlie$1ieh in den ,,konsolidierten" Tumor- anteilen auBerordentlich selten werden. Wir m6chten deshalb auch daran denken, da$ bier vielleicht blo[~ ein Wachstumsstadium getroffen ist, wi~hrend dessen die Beziehungen zwisehen der in Bildung begriffenen Basalmembran und der Zell- basis noch mehr flieBende sind, d .h . da$ sich beide gewissermaBen gegenseitig dnrchdringen kSnnen; auch die Motilitgt der TumorzeHen wfirde in dieser Zeit eine solche Durchdringung nut beganstigen. Mit der Ausreifung der Basal- membran warden dann einzelne derartige Forts~tze in sie eingesehlossen und sehlie61ich wohl auch yore basal-membranartigen Material umgeben werden.

Zusammenfassung Drei gut ausdifferenzierte und drei entdifferenzierte papillgre Adenocarcinome

des menschliehen Endometrinms wurden elektronen-mikroskopisch untersucht. Mit zunehmender Entdifferenzierung zeigten die Tnmorzellen ira Vergleieh zu normalen endometrialen Drfisenzellen eine unregelmg~ige Sehiehtung der Zellen, eine deutliche Neigung, unregelm~Bige, strukturarme Forts~tze gegen Nachbar- zeUen und Stroma vorzuSreiben. Aul~erdem bestand ein teilweiser Verlust der Mikrovilli, eine Verminderung des endoplasmatischen l~eticulum und eine Sehwellung der Mitochondrien, deren Cristae spi~rlich waren und einen geringen Kontrast aufwiesen. Mit morphometrischen Methoden konnte gezeigt werden, dab Drfisen des normalen Endometriums, bei glandul~rer tIyperplasie und unter- schiedlich ausdifferenziertcn papilliiren Adenoearcinomen etwa das gleiehe Mito- chondriura-Volumen (,,intramitochondrialer t~aum") besitzen. Der Vo]umen-An- teil der osmiophilen Granula am Cytoplasma-Volumen stieg, im Vergleich zu normalen Driisenzellen, bei der glandul~ren Ityperplasie auf das 2,5faehe und bei gut ausdifferenzierten Adenocareinomen auf etwa das 6faehe an. Die entdifferenzierten Tumoren wiesen hingegen wieder niedrige Werte auf, welche in der GrSl~enordnung normaler Driisenze]len lagen.

436 W.W~ss~L:

Die Stroma-Papil len werden an der Basis yon einer normal gebauten Basal- membran gegen die Tumorzellen abgegrenzt. Welter zur Spitze hin bricht die Basa lmembran ab, die Abgrenzung erfolgt durch feinfadige Strukturen, die pr/~kollagenen Fi lamenten entsprechen kSnnten. Die Papillenspitze hingegen besteht aus einem homogenen basalmembranar t igen Material mit weiten Lymph- spalten, in das die Tumorzellen mit basalen zot tenart igen Vorragungen ein- tauchen.

Electron-Microscopic Studies of Endometrial Adenocarcinomas and Their Stroma in Various Stages of Differentiation

Summary

Three well differentiated and 3 de-differentiated papil lary adenocarcinomas of h u m a n endometr ium were studied electron-microscopically. I n comparison to normal endometrial glandular cells, with increasing de-differentiation the t umor cells showed an irregular layering of the cells, and a distinct tendency for irregular, a lmost structureless processes to extend out against neighboring cells and stroma. I n addition, the microvilli were part ial ly absent, the endo- plasmic retieulum was decreased, and there was a swelling of the mitochondria whose cristae were sparse and revealed only a slight contrast. With morphometric methods it could be shown, that glands of the normal endometrinm, of glandular hyperplasia, and of variously differentiated papillary adenocarcinomas possess about the same mitochondriM volume (,,intramitochondrial space"). On the other hand, the portion of cytoplasmic volume taken up by the osmiophilic granules in glandular hyperplasia was 2.5 times that found in normal glandular cells, and in well differentiated adenocarcinomas was increased about 6 times. In contrast, the de-differentiated tumors again showed lower values which were in the range of values for normal glandular cells.

The stromal papillae at the base were demarcated from the tumor cells by a normally structured basement membrane. Towards the tip the basement membrane ceased. The boundary was formed by finely threaded structures which could represent pre-collagen filaments. The papil lary tips consisted of a homo- geneous basement membrane-l ike material with wide lymph spaces into which the t umor cells penet ra ted with vilhis-like basal projections.

Literatur BERG~R, H.: Beitrag zur elektronenoptischen Zelldiiferenzierung des soliden Mamma-

carcinoms und der Mastopathia eystiea des Menschen. Z. Krebsforsch. 66, 73--86 (1964). ]~ERC~, J. : Die Durchbrechung der elektronenmikroskopisch darstellbaren Basalmembran

der Portio uteri durch Einwanderung yon Lymphocyten bzw. Infiltration yon Carcinom- zellen. Gynaecologia (Basel) 1~2, 224--237 (1961).

B ] ~ n ~ n , W. : Elektronenmikroskopischer Beitrag zum Studium der Kanzerisierung und der malignen Zust~inde der Zelle. Verb. dtsch. Ges. Path. in Mfinster/Westi. 45, 8--36 (1961).

]~O~]~LL, U., O. NILSSO~, and A. W]~ST~IA~: The cyclical changes occuring in the epithelium lining the endometrial glands. Acta obstet, gynee, scan& 88, 364 (1959).

CARTI~, 1%., et 1%. MORICARD: Modifications des ultrastructures de la muqueuse ut6rine corpor6ale an cours du cycle ovarien. Bull. Soc. roy. belge Gyn6c. Obst~t. 30, 325--340 (1960).


CASPV,~SSO~, T. 0. : Cell growth and cell function.-- A cytochemieal study. New York: Norton 1950.

FASSKE, E., K. ~[OROE~ROTE, H. THEMANN U. A. VEREAGEN: Elektronenmikroskopische Untersuchungen menschllcher Collumcarcinome und ihres Stromas. Arch. Gyn~k. 192, 571--588 (1960).

- - , u. H. TEEnAge: Die elektronenmikroskopische Struktur menschlieher Carcinome. Beitr. path. Anat. 122, 313--344 (1960).

GUSEK, W. : Submikroskopische Untersuchungen zur Feinstruktur aktiver Bindegewebs- zellen. VerSff. morph. Path. H. 64 (1962).

H A G u ~ . ~ , F.: Le cancer du sein chez la femme. Bull. Ass. fran~. Cancer 46, 177--211 (1959).

H E ~ I G , A., and J. 1~. MEYER-ARENDT: Microscopic Volume Determination and Probability. Lab. Invest. 12, 460-~64 (1963).

HOFFMEISTER, H., u. H. SCEVLZ: Lichtoptische und elektronenoptische Befunde am Endo- metrium der geschleehtsreifen Frau w~hrend der Proliferations- und Sekretionsphase unter besonderer Beriicksichtigung der Faserstrukturen. Beitr. path. Anat. 124, 415--446 (1961).

H O L L M ~ , K. H. : La cytologie de la glande mammaire au microscope 61ectronique. Donn6es rdcentes sur la s@cr@tion normale et l 'ultrastructure de quelques vari6t6s tumorales. Bull. Soc. roy. belge Gyn@c. Obstdt. 30, 353--357 (1960).

KLn~GENB~RG, M.: Funktionelle und morphologische Organisation der Zelle, S. 69--85. Berliu-GSttingen-Heide]berg: Springer 1963.

L ~ w ~ , E. : Histochemisehe Untersuehungen an Uterusschleimh~uten. Z. Geburtsh. Gyn~k. 1~7, 196--223 (1961).

!~[YLIUS, E. A. : The identification and the role of the myoepitheilal cell in salivary gland tumours. Acta path. mieribiol, scand. ~O, Suppl. 139, 1--59 (1960).

NILsso~, 0. : Electron microscopy of the human endometrial carcinoma. Cancer l~es. 22, 492~494 (1962).

- - , and C. W m s ~ : PAS-staining of osmium-fixed freeze-substituted mouse uterine epithelium. Acta morph, neerl.-scand. 8, 123--130 (1960).

StaTe,I, C.: Ultrastructures de l'endom~tre humain normal et tumoral. Bull. Soc. roy. belge Gyn@c. Obst@t. 30, 341--345 (1960).

- - , e E. M o a ~ o : Formazioni osmiofile eitogeasmatiehe nell' adenocarcinoma endometriale umano al mieroscopio elettronico. Tumori 47, 4 2 9 ~ 3 8 (1961).

SCOUT, H. J. , and S. A. LvsE: Chordoma; An electron microscopic study. Cancer (Philad.) 17, 643--656 (1964).

T ~ , E., and SH. I s ~ : Ontogenetic studies on the rat brain capillaries in relation to the human brain tumor vessels. Acta neuropath. 2, 253--270 (1963).

W ~ , E. t~, Principles and Methods for the Morphometric Study of the Lung and other Organs. Lab. Invest. 12, 131--155.

W ~ s s ~ , W.: Das elektronenmikroskopische Bild menschlicher endometrialer Drfisenzellen wi~hrend des menstruellen Zyklus. Z. Ze]lforsch. ~1, 633--657 (1960).

- - D i e glanduli~r-cystische ttyperplasie des menschlichen Endometriums im elektronenmikroskopischen Bild. Virehows Arch. path. Anat. 334, 181--194 (1961).

- - Elektronenmikroskopische Untersuchung yon Driisenzellen der menschlichen Decidua. Arch. Gyn~k. 196, 307--321 (1961).

W~TZS~r~, R., u. H. W ~ R : Elektronenmikroskopische Untersuchungen am menscMichen Endometrium. Anat. Anz. 108, H. 18/24 362--374 (1960).

Priv.-Doz. Dr. W. WESSEL Pathologisehes Inst i tut der Universitgt

53 Bonn-Venusberg

Z. Krebsforsch., Bd. 66 30

Documents

Endometriale Adenocarcinome verschiedener Differenzierungsgrade und ihr Stroma im elektronenmikroskopischen Bild