K. Hausmann

Iron storage in macrophages and endothelial cells. histochemistry, ultrastructure, and clinical significance

Summaryl hour after i. v. infusion of colloidal iron in iron deficient subjects uniform phagosomal iron granules were observed in macrophages and endothelial cells of several organs. 7 to 10 days later transformation into ferritin could be visualized in macrophages only. Now, these cells showed diffuse iron staining of the cytoplasm due to dispersed ferritin molecules. Polymorphous lysosomes contained densely packed particles from still unchanged ferric hydroxide to paracristalline ferritin. The macrophageal iron was mobilizable in few days to several weeks. The uniform lysosomal iron granules of endothelial cells disappeared after 1 to 2 years. Endothelial iron siderosis without previous i.v. iron application was a frequent finding in pernicious anaemia and iron overload of diverse origin.Zusammenfassungl Stunde nach i.v. Infusion kolloidaler EisenprÄparate wurden gleichförmige phagosomale Eisengranula in Makrophagen und Endothelzellen verschiedener Organe gefunden. 7 bis 10 Tage spÄter konnte eine Umwandlung in Ferritin nur in Makrophagen sichtbar gemacht werden. Diese Zellen zeigten nun eine diffuse, durch fein verteiltes Ferritin bedingte EisenfÄrbung des Zytoplasma. Die polymorphen Lysosomen enthielten dicht gelagerte Eisenteilchen von z.T. noch unverÄndertem Ferrihydroxyd bis zu parakristallinem Ferritin. Das Makrophageneisen war in wenigen Tagen bis zu mehreren Wochen mobilisierbar. Die uniformen lysosomalen Eisengranula der Endothelzellen schwanden nach 1 bis 2 Jahren. Eine endotheliale Siderose ohne vorherige i.v. Eisengabe war ein hÄufiger Befund bei perniziöser AnÄmie und Eisenüberladung verschiedener Ätiologie.

Diagnostische Kriterien des prälatenten, latenten und manifesten Eisenmangels

Summary14 diagnostic criteria of iron metabolism have been studied in 425 subjects. In prelatent iron deficiency (storage iron deficiency) (n=119) the diffuse Prussian Blue reaction of bone marrow macrophages was negative or considerably reduced, the intestinal iron absorption as measured by the diagnostic59Fe++-absorption-whole body-retention test in a strictly fasting state showed already a clinically significant increase. Serum iron, transferrin saturation, sideroblasts, haemoglobin, red blood cells, and haematocrit varied in a similar range as the corresponding values of healthy subjects with normal iron stores and otherwise normal laboratory results (n=110). Latent iron deficiency (n=72) was differentiated from the prelatent stage by a lowered serum iron and transferrin saturation. In manifest iron deficiency (n=89) the anaemia was hypochromic in 67 cases. The total and the unsaturated iron binding capacity increased with the aggravation of iron deficiency, but varied considerably in all groups. The highest levels occurred in pregnant women mens IV–IX without iron stores (n=35). Systematic combination of the available data was of higher diagnostic significance than the overemphasis of single criteria.Zusammenfassung14 diagnostische Kriterien des Eisenstoffwechsels wurden bei 425 Personen untersucht. Bei prälatentem Eisenmangel (Speichereisenmangel) (n=119) war die diffuse Berliner-Blau-Reaktion der Knochenmarkmakrophagen negativ oder stark vermindert, die intestinale Eisenresorption im streng nüchtern durchgeführten, diagnostischen59Fe++-Resorptions-Gesamtkörper-Retentionstest bereits beträchtlich erhöht. Serumeisen, Transferrinsättigung, Sideroblasten und die Werte des roten Blutbildes variierten ebenso stark wie bei gesunden Kontrollpersonen mit normalen Eisenreserven und anderen Normalwerten (n=110). Bei latentem Eisenmangel (n=72) waren zusätzlich das Serumeisen und die Transferrinsättigung erniedrigt. Im manifesten Stadium (n=89) war die Anämie nur in 67 Fällen hypochrom. Die totale und die ungesättigte Eisenbindungskapazität, die bei Schwangeren mens IV bis IX (n=35 ohne Eisenreserven) besonders hohe Werte, sonst aber erhebliche Streuungen zeigten, stiegen mit dem Schweregrad des Eisenmangels an. Die untersuchten Kriterien gewannen die ihnen zukommende diagnostische Bedeutung in systematisch zusammengesetzten Befundmustern und in Verbindung mit den pathogenetischen Faktoren des Eisenmangels.

Absence of macrophage and presence of plasmacellular iron storage in the terminal duodenum of patients with hereditary haemochromatosis

Biopsy specimens of the terminal duodenum obtained from 11 patients with hereditary haemochromatosis were examined by light and electron microscopy. Stainable iron was found in the lamina propria of the terminal duodenum in only 4 patients, all of whom were in an advanced stage of the disease. The iron was localized in the basal parts of the villi, sparing their tips, and between the crypts of Lieberkühn. The iron-storing cells could be identified as plasma cells, in which ferritin and haemosiderin were localized within lysosomes and ferritin molecules scattered in the cell sap. There was no storage of iron in macrophages. These observations demonstrate the impaired iron-storing capacity of macrophages in hereditary haemochromatosis, which may be related to the increased iron absorption in this iron storage disease.

Intestinale59Fe-Resorption und prälatenter Eisenmangel während der Gravidität des Menschen

ZusammenfassungDie intestinale59Fe-Resorption wurde als Indikator eines prälatenten oder latenten Eisenmangelzustandes bei insgesamt 85 im 4. bis 9. Schwangerschaftsmonat befindlichen Frauen mit dem59Fe-Resorptions-Gesamtkörperretentions-Test gemessen. Die59Fe-Resorption stieg von 31,7±8,1% bei gesunden menstruierenden Frauen über 74,6±17% im 6. Monat, 84±13% im 7. Monat auf 90±4,9% im 9. Schwangerschaftsmonat an. Eine durch einen Aufbrauch des Reserveeisens verursachte stark erhöhte intestinale59Fe-Resorption wurde bei 40% aller gesunden menstruierenden Frauen und während der Schwangerschaft im 5. Monat bei 58%, im 6. Monat bei 92% und vom 7.–9. Monat bei 100% aller Frauen gefunden. Prälatente (14–33%), latente (64–72%) und manifeste (9–20%) Eisenmangelzustände finden sich im 3. Schwangerschaftstrimester ausnahmslos bei allen Schwangeren.SummaryIntestinal59Fe-absorption was used as an indicator of prelatent and latent iron deficiency and was measured from the 4th to 9th month of pregnancy in 85 women with the59Fe-absorption-whole body retention test using an oral test dose of 0.558 mg59Fe++ (10µMol=0.05–0.20µC)+17.6 mg (≡100µMol)L-(+) ascorbic acid.Intestinal59Fe-Absorption was measured to be 31.7±8.1% in normal menstruating women and increased permanently during pregnancy to 74.6±17% during the 6th month, 84±13% in the 7th month and 90±4.9% in the last month. A considerably augmented59Fe-absorption, caused by a depletion of the usable iron stores, was observed in 40% of normal menstruating women, and in pregnant women with a frequency of 58% in the 5th month, 92% in the 6th month and with 100% during the 7th to 9th month. Prelatent (14–33%), latent (64–72%) and manifest (9–20%) iron deficiency states are observed during the 3rd trimester of pregnancy without exception in all women.

[On the ultrastructure and cytochemistry of eosinophil-myelomonocytic leukemias].

In the bone marrow of two patients with acute leukemia 46% and 55% of atypical eosinophilie cells were found, respectively. Blood eosinophilia was absent. The N-AS-D-Cl-Esterase reaction of the granules was positive in the first case in 58%, and in the second case in 3% of the eosinophils, as well as the PAS-reaction in all cells of this series. The ultrastructure of the eosinophils reveals nuclear maturation up to hypersegmentation. The maturation of the granules, in part of abnormal size, is arrested at the primary stage. Typical secondary granules with cristalloid cores are lacking. Only in the first case a few, small, semicircular or circular profiles of lamellar substructure are seen in the granules. The cytoplasm of hypersegmentated eosinophils shows an abnormally high glycogen content. Besides the eosinophils, monocytic cells and their precursors proliferate in the bone marrow of the first patient. In the second patient myeloblasts, promyelocytes with Auer rods, and monocytic cells characterize further neoplastic cell populations. The elements of the monocytic series can be identified by their ultrastructural features, such as irregular configuration of the nuclei, bundles of cytoplasmatic microfilaments, and numerous small electron-dense lysosomal granules. In both cases the Alpha-Naphthyl-Acetate-Esterase reaction is weakly positive. The findings presented are summarized under the terms “eosinophil-monocytic leukemia” and “eosinophil-myelomonocytic leukemia” (collective term). Bei zwei Patienten mit akuter Leukämie wurden im Knochenmark 46% bzw. 55% atypische eosinophile Zellen gefunden. Eine Bluteosinophilie fehlte. Die N-AS-D-Cl-Esteraseaktivität der Granula war im ersten Fall in 58%, im zweiten in 3% der Eosinophilen, die PAS-Reaktion in allen Zellen dieser Reihe positiv. Ultrastrukturell zeigen die Eosinophilen auch bei Kernreifung bis zur Hypersegmentation fast ausschließlich z.T. abnorm große Primärgranula. Typische Sekundärgranula mit kristalloiden Interna fehlen in beiden Fällen. Lediglich im ersten Fall sind vereinzelt kleine, hakenoder ringförmige lamelläre Strukturen in den Granula nachweisbar. Das Cytoplasma kleiner, übersegmentierter Eosinophiler weist einen abnorm großen Glykogengehalt auf. Neben den Eosinophilen proliferieren im Knochenmark im ersten Fall ausschließlich monocytoide Zellen und deren Vorstufen, im zweiten Myeloblasten, Promyelocyten mit Auer-Stäbchen und monocytoide Zellen. Die Elemente der monocytären Reihe lassen sich aufgrund feinstruktureller Merkmale wie unregelmäßig konfigurierter und gelappter Kerne, Bündel cytoplasmatischer Mikrofilamente und zahlreicher, kleiner, elektronendichter lysosomaler Granula identifizieren. In beiden Fällen ist die Alpha-Naphthyl-Acetat-Esterase-Reaktion nur schwach ausgeprägt. Die vorgelegten Befunde werden unter den Begriffen „eosinophil-monocytäre” und „eosinophil-myelomonocytäre Leukämie” (Sammelbegriff zusammengefaßt.

Fehlermöglichkeiten der leukozytenzählung durch Verschleppung (carryover) im coulter counter S

ZusammenfassungAn 163 Venenblutproben mit deutlichen Leukozytosen (20 000 bis 172000 Zellen je mm3) lie\en sich Verschleppungen von 400 bis 22 000 Leukozyten bis in die 3. Zählung der nachfolgenden Proben (200 bis 9 300 Zellen/mm3) nachweisen. Auch nach 41 Normalbluten und geringen Leukozytosen (6 700 bis 17 700 Zelen/mm3) wurde bei extremen Leukopenien (<2000 Zellen/mm3) das richtige Ergebnis noch um 500 bis 1000 Zellen überschritten. An vier weiteren Geräten verschiedener Laboratorien waren Zellverschleppungen in unterschiedlichem Ausma\ reproduzierbar. Im Vergleich zu Vollblutproben wurden nur minimale Verschleppungen in nachfolgender isotonischer Salzlösung gefunden. Die ursächlich noch ungeklärte erhebliche Streuung des Verschleppungskoeffizienten zwischen 1,7 und 16,2% (Mittelwert 7,1%) verbot eine rechnerische Fehlerkorrektur. Irrtümlich zu hohe Leukoztenzahlen wurden durch mindestens zwei Wiederholungszählungen sicher vermieden.SummaryIn 163 samples of venous blood with significant leukocytosis (20 000 to 172 000 cells pro mm3) a carroyver of 400 to 22000 leukocytes up to the third count of the following specimens (200 to 9 300 cells/mm3) could be observed. Even after 41 specimens of normal leukocyte range and low leukocytosis (6700 to 17700 cells/mm3) in cases of extreme leukopenias (<200 cells/mm3) the correct result was exceeded by 500 to 1 000 cells. In four additional machines of other laboratories a carryover of different extent could be reproduced. In comparison to samples of venous blood only a very small carryover into subsequent samples of isotonic solution was found. The considerable spreading of the coefficient of variation between 1.7 and 16.2% (arithmetic mean 7.1%) prohibited a mathematical correction of error. Erroneously too high numbers of leukotytes could be absolutely avoided by at least two repeated counts.

[Electronic platelet counting with particular reference to thrombocytopenias (author's transl)].

Platelet counts in platelet-rich plasma without hematocrit dependent correction were performed by following rapid and simple steps: 1. pre-dilution of 20 microliter of whole blood by an isotonic solution 1:25; 2. stabilized low-speed centrifugation with 55 g for 5 minutes; 3. final dilution 1 : 5000; 4. enumeration by use of a TOA platelet counter PL-100 which has been technically improved in comparison to similar machines. Erroneously high results were obtained after a too short or too low centrifugation. As reason for this artifical small pulses due to disturbances of the flow patterns around the aperture (so-called vortex-effect) can be assumed having been caused by large-volumed erythrocytes and leukocytes in the suspension. The routinely used procedure was reliable for all platelet ranges, especially in thrombocytopenias between 100 X 10(9)/l and 25 X 10(9)l. In lower ranges comparisons with visual counts are essential.ZusammenfassungThrombozytenzahlen wurden im plättchenreichen Plasma ohne Hämatokritkorrektur mit folgenden Schritten einfach und schnell ermittelt: 1. 1∶ 25-Vorverdünnung einer 20-μl-Vollblutprobe mit isotoner Lösung; 2. niedertourige stabilisierte Zentrifugation über 5 min bei 55 g; 3. Endverdünnung auf 1∶ 5000; 4. Zählung mit Hilfe eines gegenüber ähnlichen Geräten technisch verbesserten TOA-Thrombozytenzählers PL-100. Fälschlich erhöhte Zahlen wurden bei zu kurzer oder zu niedriger Zentrifugation gefunden. Ursächlich sind Störimpulse infolge Wirbelbildungen in der Umgebung der Meßkapillare anzunehmen (sog. Vortex-Effekt), die von verbliebenen größervolumigen Erythrozyten und Leukozyten in der Suspension hervorgerufen werden. Das routinemäßig angewandte Verfahren hat sich in allen Zählbereichen, insbesondere auch bei Thrombozytopenien zwischen 100 × 109/l und 25 × 109/l bewährt. In niedrigeren Bereichen sind Kontrollzählungen mit der Kammer erforderlich.SummaryPlatelet counts in platelet-rich plasma without hematocrit dependent correction were performed by following rapid and simple steps: l. pre-dilution of 20 μl of whole blood by an isotonic solution 1: 25; 2. stabilized low-speed centrifugation with 55 g for 5 minutes; 3. final dilution 1: 5000; 4. enumeration by use of a TOA platelet counter PL-100 which has been technically improved in comparison to similar machines. Erroneously high results were obtained after a too short or too low centrifugation. As reason for this artificial small pulses due to disturbances of the flow patterns around the aperture (so-called vortex-effect) can be assumed having been caused by large-volumed erythrocytes and leukocytes in the suspension. The routinely used procedure was reliable for all platelet ranges, especially in thrombocytopenias between 100 × 109/l and 25 × 109/l. In lower ranges comparisons with visual counts are essential.

Interrelations between Diagnostic Criteria of the Iron Status and 50-mg Ferrous Iron Absorption in Iron-Replete and Iron-Deficient Subjects

In comparison to other criteria of iron status, higher degrees of association have been computed between the diffuse Prussian blue reaction of the bone marrow macrophages and intestinal ferrous iron a

Diagnostischer59Fe2+-Resorptions-Test und diffus verteiltes Reserveeisen der Knochenmarksmakrophagen bei Magenmucosaatrophie und nach Magen-2/3-Resektion bzw. totaler Gastrektomie

SummaryThe intestinal59Fe-absorption from the diagnostic 0.56 mg59Fe2+-dose was measured with a 4π geometry whole body radioactivity detector with liquid organic scintillator in patients with gastric mucosa atrophy and after partial or total gastrectomy. The diffuse cytoplasmic hemosiderin storage iron of the bone marrow reticuloendothelial cells was stained by Berlin blue reaction and classified into normo-, hypo-, and hypersiderosis.All the patients withgastric mucosa atrophy and absolute intrinsic factor deficiency (vitamin B12 treated pernicious anemia in remission) showed normal amounts of diffuse storage iron in their bone marrow macrophages and absorbed59Fe2+ within the normal range of 7–54% (