Metaplasie

Definition: Metaplasie ist der reversible Ersatz eines differenzierten Zelltyps durch einen anderen differenzierten Zelltyp.

Metaplasie führt dazu, dass Vorläuferzellen ihr Zellschicksal ändern, vorhandene differenzierte Zellen werden nicht verändert.

Metaplasie ist reversibel und tritt in der Regel als Reaktion auf chronische Reizung und Entzündung auf und ermöglicht die Substitution von Zellen, die besser in der Lage sind, unter Umständen zu überleben, in denen ein anfälligerer Zelltyp untergehen könnte.

Metaplasie ist eine reversible Veränderung, bei der ein adulter Zelltyp (epithelial oder mesenchymal) durch einen anderen adulten Zelltyp ersetzt wird. Sie kann eine adaptive Substitution von Zellen, die stressempfindlich sind, durch Zelltypen darstellen, die der widrigen Umgebung besser standhalten können.

Beispiele

Epitheliale Metaplasie

• Apokrine Metaplasie
• Onkozytäre Metaplasie
• Intestinale Metaplasie
• Pylorische Metaplasie
• Tubale Metaplasie
• Panethzell-Metaplasie
• Flimmer-Metaplasie
• Talg-Metaplasie
• Plattenepithel-Metaplasie
• Drüsen-Metaplasie

mesenchymale Metaplasie

• ossäre Metaplasie / Knochenmetaplasie / metaplastische Verknöcherung
• knorpelige Metaplasie
• adipöse Metaplasie

Lokalisation (Beispiele)

Metaplasie der Gallenblasenschleimhaut
Talgdrüsenmetaplasie in der Speiseröhre

• https://twitter.com/slusagar/status/1083785781854928901

Bilder

Panethzell-Metaplasie

• https://twitter.com/RikiSotillo/status/843812126804336640

Hinweise

Die häufigste Epithel-Metaplasie ist die säulenförmige bis plattenförmige (Plattenepithel-Metaplasie), wie sie im Respirationstrakt als Reaktion auf chronische Reizung auftritt.

• Beim gewohnheitsmäßigen Zigarettenraucher werden die normalen zilientragenden säulenförmigen Epithelzellen der Luftröhre und Bronchien oft fokal oder großflächig durch geschichtete Plattenepithelzellen ersetzt.
• Steine in den Ausführungsgängen der Speicheldrüsen, der Bauchspeicheldrüse oder der Gallengänge können einen Ersatz des normalen sekretorischen Säulenepithels durch nicht funktionierendes geschichtetes Plattenepithel verursachen.
• Ein Mangel an Vitamin A (Retinsäure) induziert eine Plattenepithelmetaplasie im respiratorischen Epithel, und ein Vitamin-A-Überschuss unterdrückt die Keratinisierung.
• In all diesen Fällen ist das robustere, geschichtete Plattenepithel in der Lage, unter Umständen zu überleben, unter denen das fragilere, spezialisierte Säulenepithel höchstwahrscheinlich untergegangen wäre.
• Obwohl die metaplastischen Plattenepithelzellen in den Atemwegen zum Beispiel überleben können, geht ein wichtiger Schutzmechanismus – die Schleimsekretion – verloren.

Auch Metaplasien vom Plattenepithel- zum Säulentyp können auftreten, wie beim Barrett-Ösophagus, bei dem das Ösophagus-Plattenepithel unter dem Einfluss von refluxierter Magensäure durch darmähnliche Säulenzellen ersetzt wird. In diesen Bereichen können Karzinome entstehen, die typischerweise Drüsenkarzinome (Adenokarzinome) sind.

Bindegewebsmetaplasie ist die Bildung von Knorpel-, Knochen- oder Fettgewebe (mesenchymales Gewebe) in Geweben, die diese Elemente normalerweise nicht enthalten.

• Knochenbildung im Muskel, bezeichnet als Myositis ossificans, tritt gelegentlich nach Knochenbrüchen auf. Diese Art der Metaplasie wird weniger eindeutig als adaptive Reaktion gesehen.
• Bei der synovialen Chondromatose durchlaufen Zellen der Synovialmembran eine Metaplasie zu knorpelproduzierenden Chondrozyten.

Metaplasie und Karzinogenese

Metaplasie ist nicht gleichbedeutend mit Dysplasie und wird nicht als direkt karzinogen angesehen.

Allerdings können die Faktoren, die zu einer Metaplasie prädisponieren, wenn sie persistieren, eine maligne Transformation im metaplastischen Epithel auslösen.

So besteht die häufige Krebsform im Respirationstrakt aus Plattenepithelzellen, die in Bereichen der Metaplasie des normalen Säulenepithels in Plattenepithel entstehen.

Pathogenese

Metaplasien entstehen nicht durch eine Veränderung des Phänotyps eines differenzierten Zelltyps, sondern durch eine Umprogrammierung von Stammzellen, von denen bekannt ist, dass sie in normalen Geweben existieren, oder von undifferenzierten mesenchymalen Zellen, die im Bindegewebe vorhanden sind. In einer metaplastischen Veränderung differenzieren sich diese Vorläuferzellen entlang eines neuen Pfades.

Die Differenzierung von Stammzellen zu einer bestimmten Abstammungslinie wird durch Signale ausgelöst, die von Zytokinen, Wachstumsfaktoren und extrazellulären Matrixkomponenten in der Umgebung der Zelle erzeugt werden.
An diesem Prozess sind gewebespezifische und Differenzierungsgene beteiligt, von denen immer mehr identifiziert werden.
Zum Beispiel induzieren Knochenmorphogenetische Proteine (BMPs), Mitglieder der TGF-β-Superfamilie, die chondrogene oder osteogene Expression in Stammzellen, während sie die Differenzierung in Muskel oder Fett unterdrücken. Diese Wachstumsfaktoren, die als externe Auslöser wirken, induzieren dann spezifische Transkriptionsfaktoren, die die Kaskade der phänotypspezifischen Gene in Richtung einer vollständig differenzierten Zelle leiten.

• Wie diese normalen Wege Amok laufen, um Metaplasie zu verursachen, ist in den meisten Fällen unklar. Bei Vitamin-A-Mangel oder -Überschuss ist bekannt, dass Retinsäure Zellwachstum, Differenzierung und Gewebemusterung reguliert und somit den Differenzierungsweg von Stammzellen beeinflussen kann.
• Bestimmte Zytostatika verursachen eine Störung der DNA-Methylierungsmuster und können mesenchymale Zellen von einem Typ (Fibroblasten) in einen anderen (Muskel, Knorpel) verwandeln.