Morphologie der Gewebsformen von Erregern viszeraler Mykosen
Authors: Bader G. , Bader N. G. 
Published: July 2010

Neben einer kurzen Übersicht der klinischen Pathologie der verschiedenen Legalisations‐, Manifestations‐ und Ausbreitungsformen der Aspergillose werden auch einige Ausführungen zur Histologic der jeweiligen Gewebsreaktionen gegeben. Letztere sind im wesentlichen verantwortlich für einen bisher wenig beachteten Gestaltwandel der Gewebsformen des Erregers. Es besteht ein unvollständiger »Dimorphismus« zwischen der typischen Hyphenphase (mit Sporulation) und einen abortiven Myzel mit arthrosporenartigen Pilzzellen, auch mit einer Vermehrung nach Art der Sprossung. Diese recht unregelmäßigen Hemmformen des Myzels sind häufig noch länglich, 5–15 μm groß. Rudimentäre Sprossungen verleihen ihnen bizarre Gestalt. Insbesondere wenn größere Mengen rundlicher, teilweise kettenförmig zusammenhängender Pilzzellen sich beimengen, kann durchaus eine Ähnlichkeit zur Candidose auftreten; man muß dann nach eindeutigen (meist kleinen) echten Hyphen suchen. Diese Hemmung des monoaxialen Wachstums ist das wesentliche Kriterium für den Wandel des Myzels in die »Hefe«‐Phase. Bei Aspergillus kann durchaus infolge einer Einschränkung des Spitzenwachstums der Hyphen bei einer kräftigen Abwehr des Wirtes ein Übergangsstadium zwischen typischer Hyphe und typischer Sproßzelle erreicht werden (ähnlich den Hemmformen in der Pilzkultur, beispielsweise unter der Einwirkung von Antimycotica). Über derartige Zwischenformen erreichen einzelne Aspergillus‐ZeWen auch die Gestalt von Sproßzellen. Bei schwächeren oder fehlenden Gewebsreaktionen entwickelt sich das echte Myzel. Es entspricht dem Aufbau in der Kultur. Unterschiede zu den echten Hyphen bei Mukormykosen (Phykomykosen) werden nochmals zusammengefaßt. Dabei wird auch auf das drusenartige Wachstum und die nicht so starke Blutgefäßaffmität des Aspergillus verwiesen. Bei endobronchialer (intrakavitärer) Ausbreitung hat das Myzel einen gleichen Aufbau wie in der Kultur und kann ebenfalls ein Luftmyzel mit Sporulationsorganen ausbilden. Ihre Conidien sind für die aerogene

Weiterverbreitung einer Infektion in den Lungen zu beachten. Dagegen erfolgt eine (seltene) hämatogene Dissemination im wesentlichen durch Embolien mykotischer Thromben. Eine Sporenkeimung ist im Gewebe auch bei massiven Abwehrreaktionen möglich, aber auch postmortal zu beobaditen ebenso wie ein Weiterwadisen der Hyphen in abgestorbenem Gewebe. Diese Vorgänge beeinträchtigen aber nicht nennenswert die Beurteilung der intravitalen Prozesse. Eigenartigerweise waren postmortal gewachsene Pilzzellen oft sdilecht färbbar. Auf Grund des Nadiweises kontinuierlidier Übergangsformen in Sporenansammlungen zu kugeligen Erregern bis 15 μm Durdimesser wird vermutet, daß aus einer Spore durch radiäres Wachstum unmittelbar eine »hefe«‐artige Pilzzelle entstehen kann. Im vitalen Aspergillom werden versdiiedene Sdiiditen besdirieben:

a) Eine breite »asteroid halo« ist frei von Pilzzellen und hat Ähnlidikeit zum Strahlenkranz von Aktinomycesdrusen (bzw. »asteroid bodies« versdiiedener Pilzarten). Sie zieht tief in Buditen des »Aspergilloms, das offenbar multizenrisdi wächst. Aus ihrer Substanz gehen die ungeformten interfungalen Massen im Inneren des Aspergilloms hervor. Außen wird die »asteroid halo« durch ein leukozytenhaltiges schleimiges Exsudat bedeckt. Darunter liegt

b) ein aufgelockerte unregelmäßig angeordnete Myzelsdiidit, die stellenweise die »asteroid halo« durchsetzen kann. Hier sammeln sich Leukozyten an; bei Berührung mit der Wand des Aspergilloms kann es zur erosiven und chronisch granulierenden Entzündung kommen (mit Hämoptysen).

c) Im Zentrum liegt das dichtverfloditene Hauptmyzel, das oft jahresringartige Schiditungen aufweist. Im Inneren sieht man auch Blähformen degenerierter Hyphen.

Wachstumsschübe des Aspergilloms (mit gleicbzeitig einsetzender H'dmoptoe?) sind bei der schiditweisen Struktur auch der »asteroid halo« (und der Aspergillus‐Drusen im Gewebe) wohl anzunehmen, ihre Ursadien bleiben aber unbekannt. Im tinktoriellen Verhalten der vegetativen Gewebsformen ist hervorzuheben, daß bereits mit der Hamatoxy‐lin‐Eosin‐Färbung gute Ergebnisse zu erzielen sind ‐ im Gegensatz zu den meisten anderen Mykosen. Die Zellwand zeigt (besonders bei wadisenden Hyphen sichtbar) wieder eine dreifache Schichtung; dies entspridit den früher bei anderen Pilzarten hierzu gemachten Ausführungen. Junge sproßzellartige Hyphen und Keimschläuche lassen lichtoptisch dagegen nur eine einfache Lage neutraler Poiysacdiaride erkennnen. Wadisende Hyphen, besonders die genannten Hemmformen, sind bei guten Abwehrreaktionen des Wirtes von einer meist 2–3 μm breiten perifungalen (ungeformten) Substanz umgeben. Es wird für möglich gehalten, daß diese Mukoproteide ‐ wie entsprediende Strukturen bei anderen Pilzarten ‐ nicht nur eine perifungale Stoffwediselzone der Erreger im Gewebe darstellen, sondern morphologisdier Ausdruck von Antigen‐Antikörper‐Reaktionen sind. Als Ursache der Azidophilie der Zellwand kann man eine unvollständige Abbindung von Azethylgruppen bei der Azethylglukosaminbildung vermuten ‐ wobei nach zunehmender »Chitinisierung« in den Sporulationsorganen auch die freien sauren Gruppen abnehmen. Bemerkenswert ist eine primäre Argyrophilie der Sporenwand, die bei der Keimung verschwindet.

A brevious review is given about the clinical pathology of the varieties of Aspergillus‐infection in visceral localizations, also about the types of histologic reactions. The differencies in defence of the host are most important for the changes of tissue forms of this fungus ‐ till now only little noted. There is an incomplete “dimorphism” in tissue between the typical hyphae (also with sporulation) and an abortive mycelium with arthrospore‐like fungus cells which multiply also in the manner of budding. These suppressed forms of mycelium are very irregular, often still oblong, with diameters of 5–15 μm. Rudimentary buds give them a bizarre shape. Sometimes more round fungus cells dominate and the histologic picture resembles the Candidosis; then it is necessary to look for true septate hyphae. This suppression of monoaxial growth is the essential criterion in the change of the mycelial phase in the “yeast”‐phase. The Aspergillus is able to form an intermediate stage in consequence of the suppression of tip growth of hyphae caused by strong defence of the host. Sometimes it is possible to see also bud cells. The true mycelium grows in cases with bad or without inflammation. It corresponds to the culture of the fungus. Differencies to the hyphae in Mucormycosis (Pbycomycosis) are summarized specially refered to forming “Druse” in Aspergillosis and to the vascular affinities of (secundary) Mucormycosis. In endobronchial spreading the mycelium has the same structure like in culture also with a sporulating aerial mycelium. Its conidia can be important for aerogenic transmission of the infection in other parts of the lungs. On the other hand the (rare) hematogenous dissemination is caused by embolism of mycotic thrombus in the main. Germination of the spores occurs also in strong reaction of the tissue. This event and some growth of hyphae are to see postmortal in the tissue ‐ but without notable injury of the picture of vital processes. It is a peculiarity that these fungus cells postmortal grown stain bad in nearly all reactions. In clusters of spores there are spheric microorganisms up to a diameter of 15 μm. These forms of different size prove the opinion that spores of Aspergillus can turn to bud‐like cells by swelling in the tissue. In living Aspergilloma different layers exist.

a) Vital “fungus balls” have a large “asteroid halo”. It is similar to the zone of “clubs” in sulfur granules (“Druse”) of Actinomycoses and in “asteroid bodies” of other true fungus species. This “asteroid halo” continues into infoldings of the Aspergilloma which grows probably multicentric. It forms the interfungal substance. Outside this layer a mucoid exsudate contains also polymorphonuclear leucocytes.

b) A loosened mycelium spreads below the “asteroid halo”. The hyphae are arranged irregularly and perforate the “asteroid halo” sometimes. These areas surrounded by many leucocytes; in connection with the wall of the pulmonary cavity an erosive inflammation develops. Lateron a granulomatous reaction contains here also multinuclear giant cells of foreign body type and many capillaries as cause of hemoptysis.

c) In the centre of Aspergilloma the main mycelium is to see with yearring‐like layering. This demonstrate that intervals of quick growth alternate with periods of slow multiplication of the hyphae. The “asteroid halo” encreases in the same way, also the “Druse”‐like clusters of Aspergilli in tissue. In the main mycelium the hyphae are arranged compact in irregular manner. They form degenerate “bladder cells” in its inner parts. It is possible that hemoptysis occurs at the time of quicker growth of the Aspergilloma perforating the “asteroid halo” ‐ like mentioned above.

In the staining properties the basophilia (in hematoxylin‐eosin) of cell wall of (young) Aspergilli interests especially in diagnostic methods. But optimal results are to see again by Grocott‐reaction. The cell wall is triple layered ‐ like in other fungus species. In young (growing) microorganisms, especially also in the suppressed mycelium and arthro‐spore‐like budding forms there is an acid small zone outside which sometimes passes over continuously in the perifungal substance. The main layer in the middle consists of neutral polysaccharides (also with the structural polysaccharides, may be). An inner acid zone coincides probably with the cytoplasmic membrane and its neighbouring metabolic areas of the cell wall. Very young fungal cells and germ tubes have only a simple layer of neutral polysaccharides in light microscopy. On the other hand the outer zone and the perifungal substance disappears in old hyphae; also their PAS‐positive polysaccharides are diminished. Growing hyphae, especially their suppressed forms are sourrounded by a nearly 2–3 μn wide “perifungal substance” in the condition of good defence of the host. This mucoproteid is probably not only the perifungal zone of microbial metabolism. It is supposed – like in other fungus species ‐ that the perifungal substance and the “asteroid halo” represent the morphologic substratum of antigen‐antibody‐reaction. There are references ‐ like earlier mentioned ‐ that acetyl‐radicals of unbounded acetyl‐glucosamine cause the acid groups of the cell wall. Increasing “chitinization” of the cell wall in sporulating organs (aerial mycelium) the acid groups disappear. A primary argyrophilia of the cell wall of mature Aspergillus spore is remarkable; in germination these reductive groups are lost.