Darmdrüse

Kolonkrypten (Darmdrüsen) in vier Gewebeschnitten. In Tafel A zeigt der Balken 100 µm und ermöglicht eine Schätzung der Häufigkeit von Krypten im Kolonepithel. Tafel B zeigt drei Krypten im Querschnitt, von denen jede ein Segment mit fehlender CCOI-Expression und mindestens eine Krypte auf der rechten Seite aufweist, die sich in zwei Krypten gespalten hat. Feld C zeigt auf der linken Seite eine Krypta, die sich in zwei Krypten aufspaltet. Tafel D zeigt typische kleine Cluster von zwei und drei CCOI-defizienten Krypten (der Balken zeigt 50 µm). Die Bilder stammen aus Original-Mikrofotografien, aber die Tafeln A, B und D wurden auch in einem Artikel

Die Darmdrüsen im Dickdarm werden oft als Kolonkrypten bezeichnet. Die epitheliale Innenfläche des Dickdarms ist von Einstülpungen, den Kolonkrypten, durchzogen. Die Dickdarmkrypten haben die Form von mikroskopisch kleinen, dickwandigen Reagenzgläsern mit einem zentralen Loch in der Länge des Rohrs (dem Kryptenlumen). Hier sind vier Gewebeschnitte zu sehen, zwei (A und B), die quer zu den Längsachsen der Krypten geschnitten wurden, und zwei (C und D), die parallel zu den Längsachsen geschnitten wurden.

In diesen Bildern wurden die Zellen so gefärbt, dass sie eine braun-orange Farbe aufweisen, wenn die Zellen ein mitochondriales Protein namens Cytochrom c Oxidase Untereinheit I (CCOI oder COX-1) produzieren. Die Zellkerne (an den äußeren Rändern der Zellen, die die Wände der Krypten auskleiden) sind mit Hämatoxylin blau-grau gefärbt. Wie in den Tafeln C und D zu sehen ist, sind die Krypten etwa 75 bis 110 Zellen lang. Der durchschnittliche Kryptenumfang beträgt 23 Zellen. Aus den Bildern geht hervor, dass der Durchschnitt bei etwa 1.725 bis 2530 Zellen pro Kolonkrypta liegt. Eine andere Messung ergab einen Bereich von 1500 bis 4900 Zellen pro Kolonkrypta. Die Zellen werden an der Kryptenbasis gebildet und wandern entlang der Kryptenachse nach oben, bevor sie Tage später in das Kolonlumen abgestoßen werden. An der Basis der Krypten befinden sich 5 bis 6 Stammzellen.

Wie aus dem Bild in Tafel A hervorgeht, gibt es etwa 100 Kolonkrypten pro Quadratmillimeter des Kolonepithels. Die Länge des menschlichen Dickdarms beträgt durchschnittlich 160,5 cm (gemessen vom Boden des Blinddarms bis zur Dickdarmkreuzung), wobei die Spanne von 80 cm bis 313 cm reicht. Der durchschnittliche innere Umfang des Dickdarms beträgt 6,2 cm. Somit hat die innere Epithelfläche des menschlichen Dickdarms eine durchschnittliche Größe von 995 cm2, was 9.950.000 (fast 10 Millionen) Krypten umfasst.

In den vier hier gezeigten Gewebeschnitten weisen viele der Darmdrüsen Zellen mit einer mitochondrialen DNA-Mutation im CCOI-Gen auf und erscheinen größtenteils weiß, wobei ihre Hauptfarbe die blaugraue Färbung der Kerne ist. Wie in Tafel B zu sehen ist, scheint ein Teil der Stammzellen von drei Krypten eine Mutation in CCOI aufzuweisen, so dass 40 bis 50 % der Zellen, die aus diesen Stammzellen hervorgehen, ein weißes Segment im Schnittbereich bilden.

Insgesamt liegt der Prozentsatz der Krypten mit CCOI-Mangel vor dem Alter von 40 Jahren unter 1 %, steigt dann aber linear mit dem Alter an. Im Alter von 80-84 Jahren beträgt der Anteil der Krypten des Dickdarms, denen es an CCOI mangelt, bei Frauen durchschnittlich 18 % und bei Männern 23 %.

Die Krypten des Dickdarms können sich durch Spaltung vermehren, wie in Tafel C zu sehen ist, wo sich eine Krypta teilt, um zwei Krypten zu bilden, und in Tafel B, wo sich mindestens eine Krypta zu spalten scheint. Die meisten Krypten mit CCOI-Mangel befinden sich in Kryptenclustern (Klonen von Krypten), wobei zwei oder mehr Krypten mit CCOI-Mangel nebeneinander liegen (siehe Tafel D).