Bewertung von Milchsäure als neuartiges Fixativ für histologische und neuroanatomische Anwendungen

Warum sichere Gewebe-Konservierung wichtig ist

Wann immer Ärztinnen, Ärzte oder Wissenschaftler Gewebe unter dem Mikroskop untersuchen, müssen sie es zuerst „fixieren“, damit Zellen nicht zerfallen. Die traditionelle Chemikalie für diese Aufgabe, Formaldehyd, erhält Strukturen sehr gut, ist aber giftig und mit einem erhöhten Krebsrisiko für Personen verbunden, die täglich damit arbeiten. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Könnte Milchsäure, ein verbreitetes Lebensmittelkonservierungsmittel, eine sicherere Methode zur Präparation von Gehirnproben bieten und dennoch die feinen Details bewahren, auf die Pathologinnen, Pathologen und Forschende angewiesen sind?

Vom Lebensmittelkonservierungsmittel zum Laborwerkzeug

Milchsäure wird breit eingesetzt, um Lebensmittel, Kosmetika und Haushaltsprodukte vor schädlichen Mikroben zu schützen. Sie gilt als sicher für Verbraucher und hat bekannte antibakterielle sowie gewebserhaltende Eigenschaften. Aus diesem Grund prüften die Forschenden, ob Milchsäurelösungen auch Gehirngewebe für standardmäßige mikroskopische Färbungen stabilisieren können, wobei sie Mausgehirne als Modell verwendeten. Sie verglichen mehrere Milchsäurekonzentrationen mit dem derzeitigen Goldstandard, neutral gepuffertem Formalin, sowie mit einer Kochsalzlösung, die als nicht fixierende Kontrolle dient.

Milchsäure auf dem Prüfstand

Das Team verwendete zwei gängige Verfahren zur Gewebe-Fixierung. Bei der Immersionsfixierung wird das entnommene Gehirn direkt in die Lösung gelegt. Bei der Perfusionsfixierung wird die Lösung durch die Blutgefäße des Tieres gepumpt, bevor das Gehirn entnommen wird; dies führt in der Regel zu gleichmäßigeren Ergebnissen. Die Forschenden testeten Milchsäure in unterschiedlichen Konzentrationen und über verschiedene Zeiträume und bearbeiteten die Proben dann wie üblich: Einbetten in Paraffin, sehr dünnes Schneiden und Färben mit den standardmäßigen Hämatoxylin- und Eosin-Farbstoffen, die in den meisten Pathologielabors verwendet werden.

Wie gut die Gehirnstruktur erhalten blieb

Unter dem Mikroskop zeigten formalinfixierte Gehirne das sauberste, kontinuierlichste Gewebe mit nur winzigen Rissen, klaren Zellkonturen und gut erhaltenen Schichten von Grau- und Weißsubstanz. Milchsäureproben wirkten insgesamt schlechter, besonders bei niedrigen Konzentrationen, wo das Gewebe mehr Brüche, lockere Nervenfasern und unscharfe Zellstrukturen zeigte. Stärkere Milchsäurelösungen schnitten deutlich besser ab: Die höchsten Konzentrationen reduzierten Rissbildung und bewahrten die Zellformen einigermaßen, obwohl die Weißsubstanz, die fettreich ist, weiterhin anfälliger blieb als in formalinfixierten Proben. Wenn der saure pH der Milchsäure neutralisiert wurde, verschlechterte sich die Leistung deutlich, was darauf hindeutet, dass die konservierende Wirkung zum Teil davon abhängt, dass die Lösung sauer bleibt.

Perfusion verbessert die Leistung der Milchsäure

Als die Forschenden von einfacher Immersion auf Perfusion durch die Blutgefäße umstellten, verbesserte sich die Wirkung der Milchsäure. Hoch konzentrierte Milchsäure, die per Perfusion verabreicht wurde, ergab Hirnschnitte mit deutlich weniger Rissen und schärferen Zellstrukturen als Proben, die nur mit Kochsalzlösung behandelt wurden, und kam in einigen Punkten näher an Formalin heran. Dennoch lieferte Formalin weiterhin die stabilste Weißsubstanz und die schärfsten nukleären Merkmale. Die Beobachtungen deuten auf einen grundlegenden Unterschied in der Wirkungsweise hin: Formalin bildet starke Quervernetzungen zwischen Proteinen, während Milchsäure hauptsächlich Proteine denaturiert und koaguliert, ohne ein ebenso stabiles Netzwerk zu erzeugen, wodurch fettreiche Bereiche bei späteren Verarbeitungsschritten anfälliger bleiben.

Was das für die zukünftige Praxis bedeutet

Die Studie zeigt, dass Milchsäure Formalin für Gehirngewebe nicht vollständig ersetzen kann, insbesondere wenn die empfindlichsten Strukturen erhalten werden müssen. Konzentrierte Milchsäure, besonders wenn sie per Perfusion eingebracht wird, kann jedoch einen Großteil der grundlegenden Gehirnarchitektur bewahren und das mit einer Chemikalie, die deutlich weniger gefährlich im Umgang ist. Für bestimmte Forschungs- oder Lehrsituationen, in denen das Vermeiden von Formaldehyd Priorität hat und ein gewisser Verlust feiner Details akzeptabel ist, könnte eine Milchsäure-basierte Fixierung einen praktikablen Kompromiss zwischen Sicherheit und Gewebequalität darstellen.

Zitation: Venuto, M.T., Soldat-Böttcher, Z., Kleine, J. et al. Evaluation of lactic acid as a novel fixative for histological and neuroanatomical applications. Sci Rep 16, 15746 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51513-y

Schlüsselwörter: Milchsäure-Fixierung, Formalin-Alternative, Mausgehirn-Histologie, Gewebe-Konservierung, Neuroanatomie