Morphogenesis and significance of epithelial metaplasia in the human prostate gland

Summary

Electron-microscopic studies were done to point out the morphogenesis of transitional and squamous epithelial metaplasia in the human prostate gland. The basis of epithelial metaplasia is a multi-layered proliferation of the basal cells and subsequent divergent differentiation. Transitional metaplasia can be viewed under the light microscope; the electron microscope on the other hand does not show all structural features of the transitional epithelium, such as: The cover cells of the metaplastic epithelium, which do not reach the basement membrane; the surface cells, which are always mononuclear and show signs of beginning adenoid differentiation. Extreme twisting of the lateral cell membranes as a morphological equivalent of deformability was not observed. Squamous epithelial metaplasia, contrary to transitional epithelial metaplasia, shows the criterions true characteristics of squamous epithelium at both the light and electron microscopic levels: The metaplastic cells have an abundant cytoplasm containing the characteristic structures with numerous tonofibrils and broad desmosomes. Microvilli-like processes of the cytoplasm project into the lacunar interfacial canals. In addition aggregates of glycogen granules and deposits of osmiophilic material can be seen, representing the first step of keratinization. Epithelial metaplasias in the prostate occur not only in the central area near the urethra, but also in the peripheral ducts and glandular acini. An estrogen-androgen imbalance is suggested to be an essential factor in the etiology of prostatic epithelial metaplasia. A reversibility of squamous epithelial metaplasia is unlikely. To our knowledge, the epithelial metaplasias in the prostate do not represent a precancerous lesion.

Zusammenfassung

Es wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen angestellt, um die Morphogenese der Transitional- und Plattenepithelmetaplasie menschlicher Prostatadrüsen aufzuzeigen. Der Vorgang metaplastischer Epithelveränderungen beruht auf einer mehrschichtigen Proliferation der Basalzellen mit nachfolgendem divergenten Differenzierungsverlauf. Die Transitionalepithelmetaplasie ist ein lichtmikroskopisches Erscheinungsbild, sie weist jedoch elektronenmikroskopisch nicht alle cytomorphologischen Charakteristika des Übergangsepithels auf: so liegt bei dieser Metaplasieform kein mehrreihiges Epithel mit der Basalmembran aufsitzenden Deckzellen vor. Darüber hinaus sind die oberflächlichen Zellen stets einkernig und zeigen Ansätze zur drüsigen Ausdifferenzierung. Eine starke Schlängelung der lateralen Zellgrenzmembranen als morphologisches Zeichen einer Verformbarkeit ist nicht zu erkennen. Demgegenüber entspricht die Plattenepithelmetaplasie sowohl lichtmikroskopisch als auch nach ultrastrukturellen Kriterien echtem Plattenepithel: die metaplastischen Zellen sind sehr cytoplasmareich und besitzen als kennzeichnende Feinstrukturen zahlreiche Tonofilamente und breite Desmosomen. In den lacunär erweiterten Interzellularspalt ragen fingerförmige Cytoplasmafortsätze hinein. Außerdem finden sich Ablagerungen von Glykogen und osmiophilem Material in einer Form, die als Verhornungsvorstufe zu gelten hat. Die Lokalisation der Epithelmetaplasien innerhalb der Prostata scheint sich nicht nur auf urethranahe Abschnitte zu beschränken, sondern auch periphere Gangepithelien und Drüsenendstücke zu betreffen. Als ein wesentlicher auslösender Faktor der Epithelmetaplasie prostatischer Drüsen kommt eine Störung der Oestrogen-Androgen-Balance in Betracht. Eine Reversibilität der Plattenepithelmetaplasie ist unwahrscheinlich. Die Epithelmetaplasien in der Prostata stellen vermutlich keine Präcancerose dar.