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Das zytologische Bild nach einem Hämatothorax wechselt im Zeitablauf. Anfänglich findet sich Frischblut. Nach zwei bis drei Tagen beginnen die Erythrozyten zu zerfallen. Die Erythrozyten werden von Makrophagen phagozytiert. Ab dem fünften bis sechsten Tag enthalten die Makrophagen Hämosiderin. Die Kerne der aktivierten Makrophagen können mit Tumorzellen verwechselt werden. Durch den Zerfall der Erythrozyten werden Lipide frei, die unter anderem in Cholesterin umgewandelt werden. Makroskopisch erscheint der Erguss gelb und trüb.