Beitr. Path. Bd. 157, 161-182 (1976)

Aus dem Pathologischen Institut der Universitat DUsseldorf (Direktor: Prof. Dr. H. Meessen) und der Orthopadischen Klinik der Universitat DUsseldorf (Direktor: Prof. Dr. Prof. h. c. Kh. Idelberger)

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht

Needle Biopsy in Gout and Pseudogout

W. LENZ, W. KLEIN und F. HUTH

Mit 14 Abbildungen . Eingegangen am 8. Oktober 1975 . Angenommen In revidierter Form am 15 . Dezember 1975

Key words: Gout - Pseudogout - Ultrastructure - Diagnosis - Phagocytosis

Abstract Introduction: Radiological and morphological findings in advanced arthritis uric a and

pyrophosphate arthropathy are well known. In contrast, the early changes of synovial membrane in these disturbances of metabolism pose diagnostic problems. With the assis­tance of various cytological techniques and polarizing microscopical as well as electron microscopical investigation it was examined to what extent needle biopsies can be helpful in the differential diagnosis of gout and pseudogout.

Material and Methods : In 8 patients with gout and II patients with pseudogout synovial fluid and small ti ssue specimens could be obtained with the aid of the Parker­Pearson needle. Both fluid and tissue specimens were investigated light and electron microscopically. Cell counts were evaluated in a Rosenthal chamber. The differentiation of the cells in stained smears was done by counting 200-600 cells per c~se. Crystals were ident ified by polarizing microscopy in wet preparations of freshly aspirated synovial fluid. .

Results: Polarizing microscopy of synovial fluid detected intra- as well as extracellular urate and pyrophosphate crystals. The wedge-shaped urate crystals and the larger partly polygonal pyrophosphate crystals showed different polarizing microscopical properties and a negative birefringence. The absolute cell counts in gout were higher than those in pseudogout. The relative cell counts of the different cell types in synovial fluid showed more variation in gout than in pseudogout. Cases with acute gOUt developed a relative leukocytosis in contrast to a relative lymphocytosis in chronic gout. A relative leukocy­tosis was constant in all patients with pseudogout. Sclerosed areas with scarce and plump villi as well as sometimes hyperplastic and polymorphous synovial cell layers could be

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demonstrated histologically in the tissue specimens of the needle biopsies in cases with gout. Urate crystals were less frequent in specimens fixed in formalin. The histological alterations in pseudogout were uniform, 2-4 rows of slightly pleomorphic synovial cells lined the inner surface of the joint capsule, sclerosing alterations were less frequent. Pyrophosphate crystals and calcified particles were seen within the synovial lining cells, the connective tissue and the endothelial cells of the blood vessels in pseudogout spe­cimens. Intra- as well as extracellular crystals could also be demonstrated with the aid of scanning electron microscopy in sediments of synovial fluid in gout and pseudogout. Transmission electron microscopical investigations of synovial tissue specimens detected proliferated and pleomorphic synovial lining cells in gout in contrast to a more mono­morphic appearance of these cells in pseudogout. The crystals were washed out during the preparation techniques for transmission electron microscopy so that needle-like empty spaces resulted within cytoplasm of the phagocytic cells. These clefts were surrounded by phagosomal structures and densified cytoplasmic ground substance; sometimes they were also lined by membranes. Histochemical examinations of the cells with crystalline needles stowed an increase of acid phosphatase around the needle-like clefts.

Discussion: The used investigational methods are helpful in differential diagnosis of gout and pseudogout. Polarizing microscopy of native smears allows to differentiate the crystals in gout and pseudogout; in addition, a non~crystalline arthritis can be excluded by this test. Comparative electron microscopical investigations elucidated the phagocytosis of crystals by synovial, leukocytic and monocytic cells of synovial fluid. The cellular reaction with formation of phosphatase activity around the crystalline needles was inter­preted as a delimitation phenomenon of cells phagocytosing larger needles incompletely. The demonstrated histo- and cytotoxicity of the crystals can explain the variability of the cytological appearance of cellular sediments in gouty and pseudogouty articular effusions.

Die rontgenologischen, makroskopischen und lichtmikroskopischen Be­funde einer ausgepragten Arthritis urica sind hinlanglich bekannt. Die tophosen Zerstorungen von Gelenken mit den charakteristischen zystischen Auftreibungen der Knochen und Gelenkflachen im Rontgenbild stell en je­doch Spatveranderungen dar. Der Nachweis der Harnsaureauflagerungen und der daraus resultierenden Usuren der Gelenkknorpel, die Darstellung von Uratgranulomen sowie der Nachweis kompletter Tophi sind an opera­tive Eingriffe bzw. Arthrotomien gebunden. Die fruhen synovialen Reak­tionen auf die Stoffwechselstorung Gicht bleiben dagegen zumeist diagno­stisch unzuganglich. Diese diagnostische Lucke zu schlieBen, ist die Aufgabe der Nadelbiopsien und der Punktion von Synovia in Erganzung der labor­chemischen Untersuchungen.

Die Diagnose einer Chondrokalzinose oder Pseudogicht wird selten ge­stellt, da die Pyrophosphatdepots in der Regel erst im chronischen Stadium in den Gelenken rontgenologisch dargestellt werden. Bei Arthrotomien sind die feinen Kalksalzniederschlage oft mit dem bloBen Auge nicht zu erken­nen; sie werden daruber hinaus auch bei der histologischen Diagnostik nur selten erfaBt, weil sie durch die Formalinfixierung ausgewaschen werden.

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 163

Unter diesen diagnostischen Voraussetzungen konnte auch bei Verdacht auf Pyrophosphatgicht eine gezielte Punktatdiagnostik hilfreich sein.

Wegen der unterschiedlichen therapeutischen Konsequenzen ist die Un­terscheidung der Pyrophosphatarthropathie von der Arthropathie bei Gicht wie auch von der sekundaren Arthritis bei Arthrosis deformans, also auch von den Krankheitsbildern, die klinisch-rontgenologisch zur Differential­diagnose anstehen, erforderlich. 8 FaIle von Arthritis urica und I I Ver­dachtsfalle von Pseudogicht waren AniaB zur Punktatdiagnostik mit Ein­satz verschiedener zytologischer Techniken, erganzt durch polarisations-, transmissions- und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen.

Untersuchungsgut und Methodik

Die Synovia und die Synovialisstanze wurden bei allen Patienten aus den Kniegelen­

ken entnommen. Bei den Gichtpatienten handelte es sich urn 7 Manner und I Frau im

Alter von 45 bis 70 Jahren. Die rontgenologischen Befunde waren vieldeutig; Tophi be­

standen nur bei zwei Patienten. Bei 7 von 8 der Patienten waren die Harnsaurespiegel

im Blut stark erhoht. Bei den I I Patienten mit Pseudogicht handelte es sich urn Manner im Alter zwischen

52 und 80 Jahren. DieVerdachtsdiagnose wurde aufgrund der arthrotischen Gelenksver­

anderungen mit rontgenologischen Hinweisen auf Kalksalzdepots gestellt.

Die Punktion der Gelenke wurde mit der Parker-Pearson-Nadel durchgefiihrt, die

nach Absaugen der Synovialfliissigkeit auch eine Entnahme eines Gewebsstreifens der

Synovialmembran erlaubte. Die Synovialfliissigkeiten wurden zur licht- und elektronen­mikroskopischen Untersuchung unmittelbar nach der Arthrozenthese nach makroskopi­

scher Priifung auf Aussehen und Viskositat sowie Volumen mit 0,5 cern Liquemin in einer

1 eukopipette aufgezogen und in der Rosenthalkammer auf die Gesamtzellzahl iiberpriift.

Ausstriche wurden nach Entfernen von Fibrinfaden und klumpigem Material angefertigt.

Bei erniedrigten Zellzahlen wurde die Synovialfliissigkeit bei 700 Touren 10 Minuten

lang zentrifugiert und der Bodensatz zum Ausstrich verwendet. Zu hohe Viskositat wurde

durch Hyaluronidasezusatz herabgesetzt. Die Ausstrichpraparate wurden luftgetrocknet

und nach May-Griinwald, Pappenheim, Wright, Sudan-Schwarz und nach Papaincolaou

gefarbt. Der Nachweis von Kristallen erfolgte aus frisch entnommener Synovia polaris a­

tionsoptisch im Supravitalpraparat. Die Differenzierung der gefarbten Ausstriche wurde

an 200 bis 600 Zellen vorgenommen. Die Saure-Phosphatase-Reaktion an den Ausstrich­

praparaten wurde nach Barka durchgefiihrt. Die histologischen Praparate der Stanz­

biopsien wurden nach Formalinfixierung von Paraffinschnitten mit folgenden Farbungen

angefertigt: Hamatoxylin-Eosin, Eisen-Hamatoxylin-Pikrofuchsin nach van Gieson kom­

biniert mit Resorcin, die PAS-Reaktion und die Goldnersche Modifikation der Masson­

schen Trichromfarbung.

Fiir die transmissionselektronenmikroskopische Untersuchung wurden die Punktatsedi­

mente wie auch die Gewebsstreifen in gepuffertem Glutaraldehyd und Osmiumtetroxyd fixiert und in Araldid eingebettet. Die Ultradiinnschnitte wurden mit Uranylacetat und

Bleizitrat nachkontrastiert. Die elektronenmikroskopischen Aufnahmen erfolgten am Sie­mens-Elmiskop 10 I.

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Fiir die rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen wurden die Gelenkfliissig­keiten, zum Teil unter Zugabe von Hyaluronidase, bei 800 Umdrehungen pro Minute iiber 5 Minuten zentrifugiert. Das Sediment wurde auf Glaspliittehen von 0,5 em Kanten­lange mittels Pipette aufgebraeht. Naeh Fixation in 2%igem gepuffertem Glutaraldehyd iiber 30 Minuten erfolgte die Dehydrierung in aufsteigenden Alkohol- und Alkohol-Amy­lacetat-Reihen. 1m Austausch gegen C02 wurden die Priiparate in einem Critical-Point­Geriit getrocknet und anschlieilend in einem Sputtersystem (Hummer) mit 250 A Gold beschichtet. Die Untersuchung erfolgte mit einem Rasterelektronenmikroskop JSM-U 3 (Jeol) bei einer Beschleunigungsspannung von 25 KV.

Befunde Polarisationsmikroskopische Befunde

Die manchmal schon an ungefarbten Trockenpraparaten durch Abblenden mikroskopisch sichtbaren Uratkristalle werden polarisationsmikroskopisch bei intra- und extrazellularer Lage deutlich und beurteilbar. Sie leuchten gelb auf, wenn sie parallel zur Analysatorachse, und blau, wenn sie senk­recht zur Analysatorachse stehen. Umgekehrt verhalten sich die Pyrophos­phatkristalle. Sie wei sen einen negativen Doppelbrechungsindex auf. Wah­rend die Uratkristalle zumeist eine Nadelspitzenform und bei partieller oder totaler intrazellularer Lage das sogenannte "stick-in-olive"-Symptom erkennen lassen (Abb. I a), sind die Pyrophosphatkristalle zumeist etwas plumper, an den Enden abgerundet, manchmal auch ausgesprochen poly-

Abb. 1. Polarisationsmikroskopische Aufnahme von Urat (a) und Pyrophosphatkristal­len (b) mit DurchspieBung von Zellen, sogenanntes "stick in olive"-Phiinomen. X 600. Fig. 1. Urate- (a) and pyrophosphate crystals (b) piercing the cells, so-called "stick in olive phenomenon". X 600.

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 165

gonal (Abb. I b). Bei Gicht wird haufiger eine facherformige bis pulkartige Zusammenlagerung von Kristallen gesehen.

Zytologische Befunde

Die absoluten Zellzahlen der Synovia bei Gicht schwan ken zwischen 700

und 15000. Hohe Zellzahlen finden sich bei Patienten im akuten Gichtan­fall, niedrige bei chronischer Gicht und nach Behandlung der Gichtanfalle. Die absoluten Zellzahlen bei Pseudogicht liegen zwischen 200 und 10000.

In den Ausstrichpraparaten sind die Kristalle bei Gicht (Abb. 2 a) und Pseudogicht vor allem intrazellular erkennbar. Die differenzierende Be­stimmung der Relativzahlen von Granulozyten, Lymphozyten, Monozy­ten und Synovialdeckzellen nach Auszahlung von 200 bis 800 Zellen pro Fall ergibt vor allem bei der Gicht starke Schwankungen. Bei Beriicksichti­gung der klinischen Befunde wird deutlich, da~ sich die differenzierenden

Abb. 2 a. Detritus, mehrere Leukozyten und zwei synoviale Deckzellen mit Kristall­nadelliicken bei Gicht. X 500.

Fig. 2 a. Debris, leukocytes and 2 synovial lining cells with crystal clefts in gout. X 500.

Abb. 2 b. Leukozyten mit sudan-positiver Reaktion bei Gicht. X 500.

Fig. 2 b. Leukocytes with Sudan-positive reaction in gout. X 500.

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Zellzahlen aus der Addition der Zellzahlen bei akuter und chronischer Gicht bzw. bei Gichtanfallen nach Behandlung unterscheiden. Die relativ charak­teristische Zellverteilung bei chronischer und akuter Gicht demonstrieren die nachfolgenden Zellzahlen zweier FaIle:

Granulozyten Lymphozyten

33,0% 60,0 0/0

Monozyten Synovialzellen

Chronische Gicht, Arthropathie mit Kniegelenksergu6 bei I I Jahre lang manifester Gicht (Auszahlungsergebnis von 600 Zellen)

Granulozyten Lymphozyten

Monozyten Synovialzellen

6% 10 0/0

Zellzahl bei einem Fal mit Kniegelenksergu6 wahrend florider Gicht, die seit emem Jahr Symptome machte (Auszahlungsergebnis von 600 Zellen)

Bei der Bestimmung der relativen ZeIlzahl fur die faIle von Pseudogicht ergeben sich nur geringe Schwankungen. Die Relativzahlen fur die unter­such ten FaIle wurden daher addiert. Die folgenden Prozentzahlen fur die einzelnen Zellgruppen sind fur die untersuchten FaIle reprasentativ:

Granulozyten Lymphozyten

77% 8%

Monozyten Synovialzellen

Eine nennenswerte Schwankung der ZeIlzahlen ergab sich nur fur die Synoviaideckzellen zwischen I Ofo und maximal 30 Ofo. Bei den Auszahlungen wurden Zerfallsfiguren von Granulozyten fur die Zahl cler Granulozyten mitgezahlt. Die Schwierigkeiten der Differenzierung von Monozyten und B-Zellen der Synovialis einerseits und Lymphozyten andererseits werden durch die Sudan-Schwarz-Eirbung uberwunden, bei der Monozyten und Granulozyten positiv reagieren (Abb. 2 b). Die teilweise erheblichen re­gressiven Veranderungen der desquamierten Synoviaizellen aus der Syno­vialflussigkeit erlauben keine eindeutige Differenzierung von A-Zellen mit dichterem Lysosomenbesatz und den B-Zellen mit dichterem Ergastoplasma.

Lichtmikroskopische Befunde

Bei Gicht variieren die histologischen Veranderungen der Synovialge­websstreifen innerhalb desselben Gelenkes oft erheblich. Neben Abschnit­ten mit Hyperplasie der Synoviaizellen bis zu 10 ZeIlreihen und Polymor­phie des Kernbildes (Abb. 3 a), die an rheumatoide Arthritiden erinnern, kommen stark sklerosierte Abschnitte vor, in denen Ibis 2 Synovialzel­len uber faserdichten kollagenreichen Kapselanteilen liegen (Abb. 4). In den Zotten wechseln lockere Stromaabschnitte mit zartwandigen GefaBeo

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . r67

Abb. 3 a. Zellreiche Synovialmembran bei florider Gicht. v. Gieson; X 310.

3 a

I

mit leukozytaren und lymphozytaren Infiltraten

Fig. 3 a. Membrane of numerous synovial lining cells with infiltrates of leukocytes and lymphocytes in acute gouty arthritis. Elastic van Gieson stain; X 310.

Abb. 3 b. Anschnitt einer Synovialzotte bei Pseudogicht mit gleichmaBigem, etwa vier­reihigem Synovialzellbelag und zartwandigen hyperamischen GefaBen. Innerhalb der syno­vialen Deckzellen feine Lucken, die den herausgelosten Kristallnadeln entsprechen. HE;

>< 500.

Fig. 3 h. Section of a synovial villus in pseudogout with regular synovial cell layer of about four rows. Thin walls of hyperemic blood vessels. Small clefts within the synovial lining cells corresponding to the released crystal needles. H & E; X 500.

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, -Abb. 4. Sklerosierte Synovialmembran mit Gicht. HE ; X 31 0.

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.... Deckzellschicht bei chronischer

Fig. 4. Sclerosed synovial membrane with flattened synovial cell layer in chronic gouty arthritis. H & E; X JIO.

mit solchen ab, die von faserdichtem Bindegewebe und fibrosierten Gefa6-wandstrukturen gepragt sind. Kommen Zotten vor, so sind sie zumeist plump. Nur in Abschnitten mit Hyperplasie der Synovialzellen werden ma6ig dichte Infiltrate von Granulozyten und einzelnen Lymphozyten be­obachtet. In den formalinfixierten Praparaten finden sich nur seltlen Urat­kristalle.

Bei Pseudogicht sind die histologischen Veranderungen gleichformiger. Die Oberflache der Synovialmembran wird von Zotten beherrscht. Diese zeigen einen zwei- bis vierreihigen Besatz von relativ gr06en, manchmal leicht polymorphen Synovialzellen (Abb. 3 b). Innerhalb der Zotten wie auch in den glatten Synovialabschnitten reichen zahlreiche zartwandige hyperamische Gefa6e bis unter die gelenkauskleidende Synovialzellschicht. Nur innerhalb der Zotten finden sich perivasale Infiltrate von Lymphzyten.

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 169

Granulozytare Infiltrate kommen nicht vor. Sklerosierende Veranderungen sind nur sparlich ausgepragt. Ganz vereinzelt wird innerhalb der Synovial­membran kalkhaltiges Material beobachtet. Die gelenkauskleidenden Syno­vialzellen lassen dariiber hinaus schollige bis nadelformige lichtbrechende

Abb. 5 a u. b. Nadelformige bis keilformige DurchspieBungsfiguren VOn Zellen des Synoviasedimentes bei Gicht. a: X 9300, b: X 9200. Fig. 5 a, b. Needle- and wedge-shaped piercing figures of cells in synovial fluid sedi­ments in gout. a: X 9,300, b: X 9,200.

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Abb.6. Synovialzellen und stabformiger Gichtkristall. X 7 500. Fig. 6. Synovial cell and rod-shaped urate crystal. X 7,500.

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 171

Abb.7. TrichterfOrmig ausgezogene Zelle aus dem Synoviasediment nach Verlust des phagozytierten Gichtkristalls. X I I 000.

Fig. 7. Funnel-like synovial cell after releasing the phagocytosed gout crystal. X 11,000.

Kristalle erkennen. Auch in den Endothelzellen der synovialen GefaBe kom­men Kristallnadeln vor.

Rasterelektronenmikroskopische Befunde

Die rasterelektronenmikroskopischen Befunde beschranken sich auf die Synoviasedimente. Die Kristalle bei Gicht sind zumeist nadelformig mit einem besonders spitzen Ende gestaltet, wahrend das gegeniiberliegende

12 Beitr. Path. Bd. 157

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Abb. 8. Durchspiegungsfigur einer Zelle aus dem Synoviasediment bei Pseudogicht.

X 9500. Fig. 8. Pyrophosphate crystal piercing a cell in synovial fluid sediment. X 9,500.

Ende breiter ist, so daB manchmal keilformige Strukturen entstehen (Abb. 5 a, b). Daneben kommen auch stabformige Kristallformen vor (Abb. 6). Beide Kristallformen werden intra- und extrazelluHir beobachtet (Abb. 5, 6). Die nadelformigen bis keilformigen Kristalle durchspieBen dabei oft in Uingsrichtung die phagozytierenden Zellen (Abb. 5 a, b). Bei den phagozy­rierenden Zellen handelt es sich unter Beriicksichtigung der GroBe und des Filopodienbesatzes sowohl urn Granulozyten als auch urn Monozyten und Synovialdeckzellen. Es kommen auch Zellen in der GroBe von Granulozy­ten und Synovialzellen vor, die an einer Seite trichterformig ausgezogen sind (Abb. 7), wobei das Trichterlumen in etwa dem Durchmesser eines Uratkristalles entspricht. Bei den stabformigen Kristallformen finden sich auch partielle Umhi.illungen durch breite schleierformige Zellfortsatze (Abb. 6).

Bei der Pseudogicht sind die Kristalle in der Regel dicker als bei der Gicht und nie nadelformig spitz zulaufend (Abb. 8); ihre Enden wirken durchweg wie gestufte Bruchkanten. Neben den stabformigen Strukturen

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 173

Abb. 9. Kreuzformiges DurchspieBungsphanomen an einer Synovialzelle bei Pscudogicht.

X 13400. Fig. 9. Crossed piercing phenomenon of a synovial cell in pseudogout. X 13,400.

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Abb. 10. Reste einer degenerierten phagozytierenden Zelle uber einer Kristallnadel bei Pseudogicht. X 8 800.

Fig. 10. Remnants of a degenerating phagocytic cell above a crystal needle in pseudo­gout. X 8.800.

mit kantigen Enden werden auch polygonale Kristalle extrazelluUir be­obachtet. Das Verh~iltnis der Zellen zu den Kristallen ist iihnlich dem bei Gicht: Es kommen DurchspieGungsfiguren wie auch Einstiilpungsphanome­ne vor (Abb. 8, 9). Dabei konnen mehrere Nadeln die phagozytierenden Zellen kreuzformig durchspieBen (Abb 9). Vereinzelt werden auch Zellen mit kreisformigen Defekten beobachtet, wobei die Defekte von einem ver­dichteten Saum der Zellmembran umgeben sind. Diese kreisformigen De­fekte entsprechen groBenordnungsmaBig dem Kristalldurchmesser. Zellen mit phagozytierten Nadeln zeigen vielfach eine geglattete Oberflache, an­dere sind hochgradig geschrumpft (Abb. 8, 9). Einzelne Nade1n sind nur noch von Zelldetritus umgeben (Abb. 10). Bei der Pseudogicht werden fla­chenhaft ausladende bis napfformige groGe Zellen gesehen (Abb II).

T ransmissionsele ktronenmikroskopische Befunde

Transmissionse1ektronenmikroskopische Untersuchungen wurden an den Stanzbiopsien der Synovialmembran wie an Punktatsedimenten der Sy­novialfliissigkeit durchgefiihrt. Bei der Gicht sind die synovial en Deckze1-len herdformig proliferiert. Die Zellformen sind vielgestaltig und zeigen zahlreiche Filopodien (Abb. 12). Daneben werden Abschnitte beobachtet, in denen die Zellfortsatze durch breitere Interzellularspalten mit vermehrten kollagenen Fasern getrennt sind. 1m AnschluB an die starker fibrosierten

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 175

Abb. 11. Ausladende napffiirmige Synovialzellen bei Pseudogicht. X 5 400. Fig. I r. Flattened cuplike synovial cell in pseudogout. X 5,400.

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Abschnitte mit abgerundeten Synovialzellen liegen manchmal GefaBe mit Aufsplitterungen der glatten Muskelzellen der GefaBwand durch vermehr­tes kollagenes Bindegewebe. Kristalle werden bei der Gicht vor allem in den Granulozyten und desquamierten Synovialzellen sowie in Makropha­gen der Synovialfliissigkeit faBbar (Abb. 13). Wah rend die Kristalle selbst in der Regel durch Praparation herausgelost sind, konnen ihre nadelformi­gen Aussparungen, die sie in den Zellen hervorgerufen haben, transmissions­elektronenmikroskopisch besonders gut belegt werden (Abb. 13, 14). Diese spaltformigen Zelliicken sind dabei von einer verdichteten Zytoplasma­grundsubstanz oder von phagosomalen Strukturen, manchmal auch von einer einfachen Membran umgeben (Abb. 14). In den Granulozyten und Makrophagen sind auBerdem kornige phagosomale Einschliisse sichtbar (Abb. 14). Die auskleidenden Synovialzellen bei der Pseudogicht sind gleichformiger und abgerundeter. Sie enthalten ebenso wie in den Ausstrich­praparaten kreisformige bis spaltformige Zytoplasmaliicken, die manchmal von einer Membran umgeben sind. Bei transmissionselektronenmikrosko­pischer Kontrolle der Sedimente von Kniegelenkfliissigkeit bei Pseudogicht

Abb. I2. Polymorphe Zytoplasmafortsatze hyperplastischer Synovialzellen bei akuter Gicht. x 3 700. Fig. I2. Pleomorphic cytoplasmic processes of hyperplastic synovial cells in acute gout. X 3,700.

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 177

- ;a

Abb. 13. Leukozyten aus dem Synoviasediment bei Gicht mit zahlreichen Kristallnadel­

hicken. X 6 800. Fig. 13. Leukocytes of synovial fluid sediment in gout with numerous needle-shaped clefts. X 6,800.

finden sich die Kristallnadelliicken nicht nur innerhalb der synovial en Deck­zellen, sondern auch in Granulozyten und Monozyten.

Eine fermenthistochemische Untersuchung der nadelhaltigen Zellen er­gibt, daB die zytoplasmatischen Verdichtungen und die Kristallnadelriick.en reichlich saure Phosphatase enthalten.

Diskussion Die eingangs erwahnten differentialdiagnostischen Probleme bei der Ab­

grenzung von Gicht, Pseudogicht und Arthrosis deformans konnen durch die aufgefiihrten Praparations- und Untersuchungsmethoden iiberwunden werden. Die Untersuchung der Nativausstriche von Gelenkpunktaten mit Hilfe der Polarisationslichtmikroskopie erlaubt zumeist schon eine Abgren­zung der Kristalle bei Gicht und Pseudogicht wie auch den AusschluB einer nicht durch Kristalle induzierten Arthritis. Erste Hinweise auf diese Unter­scheidungsmoglichkeit, die in jeder orthopadischen Praxis genutzt werden konnte, stammen von McCarty und Hollander (r96r). Die Reaktion der

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Abb. I4. Synoviale Deckzelle aus dem Synoviasediment bei Gicht mit groBen Phago­somen und Kristallnadelliicken, die von verdichtetem Zytoplasma umgeben sind. X 17 500.

Fig. 14. Synovial lining cell of fluid sediment in gout with large phagosomes and crystal clefts surrounded by dense cytoplasm. X 17,500.

Zellen auf die perforierenden Kristallnadeln mit Nachweis von lysosomalen Substanzen in der Umgebung der Zellen wurde unter anderem von Schuma­cher (1968), Cracchiolo (1971) und Mohr et al. (1974) dargestellt. 1m Rah­men dieser Untersuchungen wie auch der Arbeiten von Hollander (1966), Riddle (1967) und Zvaifler (1963) wurde die Unterscheidung zwischen

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 179

falscher und echter Gicht morphologisch erbracht. Mohr et aI. (I974) konn­ten die Kalziumpyrophosphatdihydratkristalle bei Pseudogicht auch durch Rontgenmikroanalyse belegen.

Die Frage nach dem Ort der Entstehung der Kristalle und der Art ihres Abbaues bei Gicht und Pseudogicht hat einige elektronenmikroskopische Untersuchungen induziert (Cameron, I975; Johnson, I972; Riddle et aI., I967; Schumacher et aI., I966-I97I; Phelbs, I966; Hollander, I966; Bluhm, I969; Zvaifler, I963). Die eigenen elektronenmikroskopischen Beobachtun­gen wie auch die Abbildungen und Rontgenmikroanalysen anderer Autoren, wie Schumacher et aI. (I968-I974) und Mohr et aI. (I974), machen deutlich, daB die kristallhaltigen Zellen in der Synovialflussigkeit durchweg Elemen­te darstellen, die sich phagozytierend mit den Nadelstrukturen der Kristal­Ie auseinandersetzen. Dafur konnen folgende Belege angefuhrt werden: Die Kristallnadeln bei Gicht und Pseudogicht sind zumeist zu groB, als daB sie vollstandig von einer Zelle gebildet sein konnen. Das Zytoplasma der Zellen ist gegenuber dem Fremdkorper "Kristallnadel" oft durch eine Ver­dichtungszone des Zytoplasmas mit sauer Phosphatase abgegrenzt, an ande­ren Stellen wird die Kristallnadel auch von einer distinkten Zellmembran umgeben. Der Nachweis einzelner Locher oder Doppellocher der Zellmem­bran in KristallnadelgroBe, aber ohne kristallinen Inhalt, kann nicht als Hinweis auf eine Abgabe der Kristalle aus der Zelle angesehen werden, sondern durfte darauf beruhen, daB unter der Praparation mit Zentrifu­gierung Kristalle aus den Zellen gebrochen wurden. Aus dem Vergleich mit experimentellen Untersuchungen zum Verhalten von Mesothelzellen und Makrophagen in ihrem Verhalten zu feingemahlenen Asbestfasern und Glasfasern ergibt sich, daB die Abgrenzungsphanomene derartiger Zellen gegenuber nadelformigen Fremdkopern mit Ausbildung von phosphatase­haltigen Verdichtungszonen und Zellmembranen eine prinzipielle zellulare Reaktion auf nicht vollstandig phagozytierbare Fremdkorper darstellt (Bruch, I974; Pott und Huth, I974). Das Auftreten von Kristallen bei Gicht und Pseudogicht kann andererseits nicht ausschliemich als Ergebnis einer Phagozytose von ausgefallten Kristallen aus der Synovialfliissigkeit gedeutet werden, da in geringem MaBe bei Gicht, sehr ausgepragt aber bei Pseudogicht, Kristallnadeln auch innerhalb tieferliegender Zellen und bei der Pseudogicht polarisationsoptisch sogar im Endothel der subsynovialen GefaBe nachweisbar waren, d. h. also in Gewebsanteilen, denen eine pri­mare Phagozytose aus der Synovialflussigkeit weniger unterstellt werden kann als eine Filterfunktion fur das Blutdialysat in Richtung Gelenklumen. Damit muB auch die Zusammenschau der in dieser Mitteilung vorgestellten Untersuchungsergebnisse die Frage nach der Herkunft dieser Kristalle weit­gehend unbeantwortet lassen.

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In den Berichten von Malavista (1962), Melmon (1967), Seegmiller (1961), Weissmann (1966) und Kellermayer (1967/68) finden sich bereits eindringliche Hinweise darauf, daB durch den Zerfall von phagozytieren­den Synovialzellen, Makrophagen und Granulozyten standig Fermente freigesetzt werden, deren Aggressivitat die reaktive Arthritis mit manchmal erheblicher Leukozytose der Synovia vor all em bei der Arthritis urica un­terhalt. AuBerdem werden durch den Zellzerfall reichlich Nukleoproteide frei, die ihrerseits das Gichtleiden weiter unterhalten kannen. Diese "self­perpetuation" des Krankheitsprozesses bei der Gicht trifft fur die Pseudo­gicht nicht zu. Immerhin mach en die elektronenmikroskopischen Untersu­chungen bei Pseudogicht deutlich, daB auch bei diesem Krankheitsbild die phagozytierenden Zellen unter der Auseinandersetzung mit den Kristallen zugrundegehen und die Kristalle offenbar mehrfach von den Zellen phago­zytiert werden kannen. Die phagozytierende Tatigkeit der Synovialzellen und Makrophagen bei Pseudogicht schlieBt neben der Reaktion auf die Kristallnadel auch groBe phagosomale Karper ein, die zusammen mit den Resten kollagener Fibrillen auf ihre Herkunft aus der Synovialmembran hinweisen. Die transmissions- und rasterelektronenmikroskopisch nachge­wiesene Histo- und Zytotoxizitat der Kristalle kann damit bei beiden Krank­heitsbildern als Erklarung fur die variierenden zytologischen Erscheinungs­bilder bei Gicht und Pseudogicht herangezogen werden, die eine intensivere diagnostische Berucksichtigung verdienen. Die elektronenmikroskopischen Zellbilder und die differentialdiagnostische Auszahlung der in der Synovia vorkommenden Zellen bei Gicht und Pseudogicht lassen deutlich werden, daB die Zellzahlen im akuten Gicht- oder Pseudogichtanfall einander ahneln; bei chronischer Gicht ermaglichen die relative Lymphozytose und eine hahere absolute Zellzahl die zytologische Abgrenzung gegenuber der Pseudogicht. Wahrend die zytologischen Differentialzellbilder der Punktate aus der Gelenkflussigkeit und insbesondere die polarisationsmikroskopi­schen Untersuchungen der Kristallnadeln wesentliche diagnostische Hinwei­se erbringen, mussen die licht- und elektronenmikroskopischen Befunde an den Punktatzylindern des Synovialgewebes als relativ uncharakteristisch und diagnostisch weniger hilfreich angesehen werden. Die Reaktionen der Synovialmembran sind bei Gicht und Pseudogicht sowohl im akuten An­fall als auch im chronischen Verlaufsstadium relativ ahnlich.

In Erganzung unserer zytopathogenetischen Dberlegungen und der zyto­logisch-diagnostischen Folgerungen sei abschlieBend noch einmal darauf hin­gewiesen, daB eine diagnostische oder therapeutische Gelenkpunktion nicht nur eine Bestimmung von Viskositat, EiweiBgehalt und Zellzahl nach sich ziehen sollte, sondern daB gleichzeitig synoviale Punktionszylinder ent­nommen werden kannen, die eine weitere histologische und in Einzelfallen

Punktatdiagnostik von Gicht und Pseudogicht . 181

auch elektronenmikroskopische Zusatzuntersuchungen erlauben. Die Unter­suchungsergebnisse bei den beiden Krankheitsbildern Gicht und Pseudogicht haben vor allem auch deutlich werden lassen, daG durch einfachere Metho­den, wie polarisationsmikroskopische Kontrollen des Nativpraparates, we­sentlichere differentialdiagnostische Hinweise gewonnen werden konnen als beispielsweise durch transmissionselektronenmikroskopische Untersu­chungen, die lediglich unterschiedliche Zytoplasmalucken nach Herauslo­sung der Kristalle erkennen lassen.

Damit kann nach Testung der derzeit zur Verfugung stehenden zyto­morphologischen Untersuchungsmethoden fur die Gicht und die Pseudo­gicht gesagt werden, daG zur Diagnose dieser Krankheitsbilder neben der klinischen, laborchemischen und rontgenologischen Untersuchung die zyto­logische Differenzierung des Synoviasedimentes und die polarisationsmikro­skopische Darstellung der Kristallausfallungen ausreichen.

Zusammenfassung Bei 8 Fallen von chronischer und akuter Gicht sowie I I Fallen von Pseudogicht wur­

den Synoviapunktate und Punktionszylinder der Synovialmembran mit der Parker-Pear­son-Nadel gewonnen. An Nativpraparaten wurden polarisationsoptische Untersuchungen durchgefiihrt. Die Punktatsedimente wurden ausgestrichen, nach verschiedenen Methoden gefarbt und differentialzytologisch ausgewertet. Die Punktionszylinder der Synovial­membran wurden lichtmikroskopisch untersucht. Von den Zellsedimenten und an Punk­tionszylindern der Synovialmembran konnten auGerdem raster- und transmissionselek­tronenmikroskopische Befunde erhoben werden. Der Vergleich der durch die verschie­denen Untersuchungsmethoden gewonnenen Befunde macht deutlich, daG die zyto- und histomorphologischen Erscheinungsbilder wesentlich zur diagnostischen Differenzierung von Gicht und Pseudogicht beitragen konnen. Der Vergleich der Untersuchungsmethoden hat dariiber hinaus erkennen lassen, daG fiir die Praxis die zytologische Differenzierung der Zellen im Synoviasediment und die polarisationsmikroskopische Trennung der ver­schiedenen Kristallnadeltypen ausreichen.

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Dr. W. Lenz, Dr. W. Klein, P rof. Dr. F. Huth, Pathologisches Institut, Moorenstr. 5,

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