Wykłady drukowane prof. Malendowicza Cykl życiowy komórki aby komórka mogła przeżyć musi się dzielić. Definicja cyklu życiowego mówi że jest to okres od zakończenia jednego podziału do zakończenia następnego. U człowieka 25 mln komórek w ciągu sekundy dzieli się . W czasie życia komórki istnieje faza syntezy - S -» jest to faza replikacji DNA. Na cykl życiowy składają się następujące fazy G1 , S , G2, M - mitoza W cyklu życiowym komórki ulegają podziałowi, a długość poszczególnych faz jest różna G1 - komórka ulega wzrostowi, następuje gromadzenie różnych substancji białkowych i przygotowanie do replikacji S - replikacja DNA G2 - synteza białek odpowiedzialnych za podział - tubuliny tworzące wrzeciono kariokinetyczne M - mitoza : G0 - w tym czasie komórka pozostaje w spoczynku ale może wejść w fazę GI Biorąc pod uwagę ilość DNA możemy przedstawić przebieg cyklu życiowego na wykresie ! We wczesnych okresach rozwoju komórek wszystkie komórki dzielą się , są w cyklu , ale duża też liczba z owego cyklu wychodzi gdy organizm dojrzewa tak wiec w dojrzałym organizmie tylko niewielka część komórek dzieli się . Te komórki które wychodzą z cyklu przechodzą do fazy G0. Komórki mogą wychodzić z cyklu z fazy d ale także z fazy G2 i od tego zależy że nie maja takiej samej ilości DNA . Gdy wychodzą z fazy G2 są to komórki Sertoliego. Czas trwania poszczególnych faz : G1 - najbardziej znana może jej nie być wcale i może trwać miesiąc S - najbardziej trwała faza , u człowieka trwa około 8 godzin ; czas replikacji zależy od ilości DNA w komórce G2 - około 2-4 godzin ale tez może jej nie być M - trwa około 1.5 godziny Komórki z fazy G0 mogą ponownie wejść do cyklu , czyli dzielić się ; one upodabniają się wtedy do komórek postmitotycznych i wchodzą normalnie w fazę G1 . Faza cyklu życiowego komórki - wykazywanie syntezy DNA - wykazanie syntezy DNA lub zawartości DNA w komórce można dokonać różnymi metodami; aby wykazać syntezę DNA używa się histoautoradiografii jejst to metoda lokalizowania substancji znakowanych w komórce na przykład tymidyna ; znakowana substancja wbuduje się tylko do komórki znajdującej się w fazie S ; pobiera się narząd, utrwala, wykonuje skrawek który pokrywa się emulsją fotograficzną i eksponuje ; pod wpływem promieniowania następuje redukcja soli srebra do metalicznego srebra dalej nakrywamy szkiełkiem i obserwujemy ; za pomocą tej metody możemy śledzić biosyntezę białka poprzez znakowanie aminokwasów - metoda immunohistochemiczna wprowadzenie BrDU zamiast urydyny - cytometria przepływowa - izolujemy komórki, sprzęgamy je z barwnikami które świecą i przepuszczamy wiązkę światła laserowego. w czasie cyklu następuje duplikacja centrioli która następuje przed fazą S przy czym jest ona niezależna od replikacji DNA Kontrola cyklu, jest porównywana do pralki automatycznej; odpowiedzialny jest za to cyklicznie działający mechanizm biochemiczny złożony z białek które indukują i koordynują ciąg zjawisk duplikacyjnych i podziałowych . Kontrolowany jest on przez układy hamujące które mogą zatrzymać cykl w specyficznych punktach kontroli => I punkt kontrolny jest to punkt restrykcyjny - w fazie GI ( późna faza ) jest to jednocześnie sygnał „start” - aby komórka przeszła przez ten punkt odpowiedzialna jest odpowiednia wielkość komórki oraz odpowiednie 1 środowisko => II punkt znajduje się przy końcu fazy Gz i przy wejściu w fazę M , aby komórka przeszła przez ten punkt musi dojść do kompletnej replikacji DNA odpowiednia wielkość i odpowiednie środowisko => III punkt występuje w metafazie - do przejścia tego punktu konieczne jest połączenie wszystkich chromosomów z wrzecionem (zapobiega to ąneuoploidii) System kontrolny tworzą zależne od cyklin kinazy białkowe (Cdk) one indukują proces przez fosforylację białek ; drugi element kontroli to wyspecjalizowane białka aktywujące czyli cykliny które wiążą Cdk Typy cyklin 1) cykliny mitotyczne które wiążą się z Cdk w fazie G2 i warunkują wejście w mitozę 2) cykliny G1 które wiążą się z Cdk w fazie G1 i warunkują wejście w fazę S Blok przed replikacja - usuwamy przy przejściu przez mitozę Czynniki warunkujące wzrost i cykl życiowy komórek - hormony wzrostu (czynniki wzrostu) - stymulują proliferację komórek ssaków mają charakter białkowy - FBF - czynnik wzrostu fibroblastów j - PDGF - czynnik wzrostu płytki - EGF - nabłonkowy czynnik wzrostu - NGF - nerwowy czynnik wzrostu - EPO - erytropoetyna - interleukiny - IGF - insulino podobny czynnik wzrostu przy braku czynnika wzrostu komórka przechodzi fazę GO , sąsiadująca komórka konkuruje o hormony wzrostu ; te hormony wzrostu wywołują w komórce efekt plejotropowy (różnorodności) polega na pobudzeniu biosyntezy RNA w czasie Z punktu widzenia odpowiedzi komórki na hormony wzrostu wyróżniamy geny wczesnej odpowiedzi które odpowiadają na ten hormon a po 15 minutach i odpowiedź ta jest niezależna od biosyntezy białek do tego typu zaliczamy tez protoonkogeny , stymulują one proliferację i geny opóźnionej odpowiedzi reagują po l godzinie - konieczna jest synteza białka - do nich zaliczamy Cdk (cykliny) Regulacja cyklu komórkowego zależna jest od białek kodowanych przez geny cyklu komórkowego . Do nich zaliczamy protoonkogeny , które pobudzają cykl, ich zmutowane formy to onkogeny, które w sposób niekontrolowany w nowotworach pobudzają cykl : geny supresorowe hamują cykl - produkty białkowe tych genów są enzymami Cykl samonapędzający się , cykl autonomiczny , rozszczepianie - występuje we wszystkich stadiach rozwoju zarodkowego i charakteryzuje się tym że: - ma krótki czas trwania - ma tak zwany wewnętrzny napęd czyli wewnętrzne cykliczne zmiany stężenia cyklin - nie podlega regulacji przez czynniki zewnętrzne - nie ma wzrostu komórek , są coraz mniejsze - fazy G1 i G2 są bardzo krótkie lub ich brak Jady mitotyczne - cytostatyki są to substancje lub czynniki które hamują cykl życiowy komórki ; do nich zaliczamy między innymi cytostatyki używane w leczeniu chorób rozrostowych. j W fazie G1 cyklu życiowego komórki blokują go - aktynomycyna, cykloheksaimid, puromycyna - są to substancje hamujące biosyntezę białka Pogranicze fazy G1 i S tu działają - antagoniści kwasu foliowego (aminopteryna, ametopteryna, kuromycyna) - analogi puryn i pirymidyn - 6 - merkaptopuryna, 6 - azouracyl, 6 - fluorouracyl - replikację DNA specyficznie blokuje dezoksyrybozyd guaniny W fazie G2 - aktynomycyna - kuromycyna Komórki w fazie M w pewnym momencie chromosomy układają się w płytce metafazalnej i tu działają środki antymikrotubularne a więc - kolchicyna - winkrystyna Wykłady drukowane prof. Malendowicza - winblastyna Związki alkilujace działają przez cały cykl - iperyt - sarkolizyna - TEM - endoksan Mulera - promieniowanie jonizujące - uszkadzają bezpośrednio euchromatynę Te jady mają zastosowanie w chemioterapii, możemy zniszczyć komórki które się dzielą, ale mamy problem z komórkami znajdującymi się w fazie GO ; komórki z tej fazy mogą wejść w fazę G1 i dzielić się co objawia się nawrotem nowotworu Synchronizacja cyklu życiowego komórki wykorzystuje się to zjawisko w leczeniu chemoterapeutykami - podaje się mianowicie związki zatrzymujące komórki w pewnej fazie i wtedy podaje się odpowiedni cytostatyk, który działa silnie niszcząco na komórki znajdujące się w tej konkretnej fazie Indeks mitotyczny jest to liczba dzielących się komórek na 1000 kolejno liczonych komórek tej samej populacji ; w normalnych komórkach indeks mitotyczny jest bardzo niski a w komórkach nowotworowych jest bardzo wysoki Różnicowanie specjalizacja komórek, to stan w którym komórka rozpoczyna produkować specyficzne substancje chemiczne ; komórki zróżnicowane posiadają niski indeks mitotyczny ; jest ono trwałe w odróżnieniu od modulacji Modulacja zróżnicowanie czasowe, może trwać nawet do kilku pokoleń ale potem komórka wraca do stanu wyjściowego Kariotyp jest to określenie liczby i budowy chromosomów metafazalnych; w tym celu pobiera sią krew i izoluje się limfocyty następnie się je hoduje w obecności fitohemaglutyniny która pobudza je do podziałów i następnie dodaje się kolchicyny ; możemy oglądać chromosomy. Frakcje podkomórkowe Otrzymujemy je poprzez zniszczenie struktury komórek (homogenizację ) Frakcjonowane wirowanie Możemy otrzymać frakcje podkomórkowe składające się z danych organelli komórkowych. Musimy w tym celu dokonać homogenizacji . Zbieramy supernatant i wirujemy i wirujemy 10000 * g przez 10 minut i otrzymujemy frakcje mitochondrialną która często zanieczyszczona jest lizosomami. Następnie supernatant wirujemy z prędkością 105000 * g przez 60 minut i otrzymujemy frakcję fragmentów siateczki śródplazmatycznej i supernatant. Ta ostatnia frakcja to właśnie jest frakcja mikrosomalna - składają się na nią fragmenty siateczki; te struktury nie występują w komórce nieuszkodzonej i dopiero pojawiają się po homogenizacji. Frakcje mikrosomalne mogą zawierać rybosomy i jeśli dodamy czegoś co rozpuści błony to możemy otrzymać same rybosomy (jest to jeden ze sposobów oczyszczania rybosomów) . Zasady barwień 1. Reakcja PAS służy do wykrywania węglowodanów ; cukry zostają utlenione kwasem nadjodowym ; pojawiają się grupy aldehydowe które uwidaczniamy przy pomocy odczynnika Schiffa (odbarwiona fuksyna); w tych miejscach gdzie występują grupy aldehydowe uzyskujemy różowo - fioletowe zabarwienie 2. Reakcja Feulgena służy do wykrywania DNA w komórce ; zasada reakcji polega na hydrolizie przy pomocy słabego kwasu solnego DNA ; ujawniają się wtedy grupy aldehydowe dezoksyrybozy i te grupy reagują z odczynnikiem Schiffa ; jeżeli chcemy sprawdzić czy to jest rzeczywiście DNA to wytrawiamy DN - azą wtedy na skrawku kontrolnym nie powinno się pojawić zabarwienie 3. Reakcja Bracheta główny składnik to pyronina która barwi RNA - ergastoplazmę na kolor czerwony; gdy chcemy sprawdzić czy to jest specyficzne barwienie skrawek kontrolny trawimy RN - azą i wtedy nie powinna zajść reakcja z odczynnikiem MARKERY 1) błona komórkowa - ATP - aza - cAMP - aza - alkaliczna fosfataza 2 2) siateczka śródplazmatyczna - nukleozydo -2 - fosfataza - esteraza B - glukozo - 6 - fosfataza - te same w mikrosomach !!!! 3) mitochondria - błona zewnętrzna - oksydaza monoaminowa - przestrzeń - kinazy adenylowa i kreatynowa - błona wewnętrzna - dehydrogenaza bursztynianowa cząstki uszypułowane ATP - aza - macierz - dehydrogenaza mleczanowa i jabłczanowa 4) lizosomy - kwaśne hydrolazy (fosfataza kwaśna) 5) AG - galaktozylo transferaza - pirofosfataza tiaminowa 6) rybosomy - pyronina Cząsteczki odpowiedzialne za przyleganie komórek Podwójna warstwa lipidowa określa podstawową strukturę błon biologicznych natomiast białka odpowiedzialne są za większość czynności błon (są to białka receptorowe, transportujące itp.) W błonie komórkowej Eucaryota większość białek wystających na zewnątrz i niektóre cząsteczki lipidów w warstwie zewnętrznej błony posiadają kowalentnie przyłączone łańcuchy disacharydowe . Niektóre komórki maja także integralne cząsteczki proteoglikanów z łańcuchami polisacharydowymi wystającymi na zewnątrz. Niektóre Mikrosomy są to drobniutkie pęcherzyki utworzone przez fragmenty śródplazmatyczne ; markerami są glukozo-6-fosfataza i esterazy POLPUACJE KOMÓRKOWE W różnych tkankach występują różne zdolności podziałowe. We wczesnych fazach rozwoju wszystkie komórki się dzielą i ze względu na charakter proliferacji obserwujemy następujące populacje : 1) rozrastające się - w których wzrost liczby komórek zachodzi w sposób wykładniczy ; obserwujemy go we wczesnych etapach rozwoju oraz w niektórych nowotworach ! 2) wzrastające - obserwowane są u ludzi do momentu dojrzewania. 3) populacje odnawiające się - istnieje w organizmie homeostaza komórkowa, powstają nowe komórki a stare są usuwane ; w tych przypadkach (musza istnieć komórki macierzyste (pnia) z których następuje odnowa wszystkich) komórek; do tej populacji komórek należą: erytrocyty, komórki nabłonkowe, nabłonek jelita (wymiana następuje co cztery dni), plemniki 4) statyczne - komórki praktycznie w okresie pozarozwojowym się nie dzielą; tutaj należą komórki mięśniowe(poprzecznie prążkowane w szczególności), nerwowe z tych oligosacharydów rozpoznawane są przez lektyny czyli białka wiążące, powierzchowne węglowodany komórek które odpowiedzialne są za specyficzne przejściowe zjawiska adhezji komórki do komórki Wykłady drukowane prof. Malendowicza Wzrost - zwiększenie masy iub objętości narządu ; w wyniku zwiększenia składu które stanowią normalny element danej tkanki lub narządu KOMÓRKOWE I MOLEKULARNE GENY Z PUNKTU WIDZENIA ROZWOJU Organizm komórkowy - klon komórkowy, komórki które mają ten sam genom ale odmiennie są zróżnicowane ; mamy trzy funkcjonalne grupy genów j -> geny kodujące podstawowe czynności komórki - zapewniają przeżycie i podziały| -> geny związane z uzyskaniem przez komórkę stanu kompetencji czyli zdolności do przekształcania się w komórki zróżnicowane (przekształcenie to realizacja tej kompetencji) -> geny warunkujące funkcje wyspecjalizowane komórek Uzyskanie stanu kompetencji komórek do różnicowania - proces prowadzący do rozwoju całego organizmu; u człowieka w stadium 7 blastomerów i już te blastomery są różne Oocyt ssaków - brak większej liczby rybosomów i RNA stąd zachodzi konieczność włączenia genów zygoty na etapie 4 blastomerów ; zahamowanie transkrypcji równoznaczne jest z zahamowaniem rozwoju na etapie dwóch blastomerów u ssaków ; u płazów to zatrzymanie zachodzi na trochę późniejszym etapie Gen odt3 - białko przez ten gen produkowane jest specyficznym czynnikiem transkrypcyjnym ; istnieje ścisła zależność między występowaniem odt3 a różnicowaniem komórkowym; usunięcie tego białka powoduje zahamowanie rozwoju na etapie zygoty; jest to białko pochodzenia matczynego które umożliwia przejście do stadium dwóch blastomerów, gdy rozpoczyna się transkrypcja genów embrionalnych odt3 ; ekspresja tego genu zachodzi we wszystkich blastomerach na etapie moruli, potem spada najpierw w trofoblaście potem w tkankach różnicujących; utrzymuje się natomiast w pierwotnych komórkach płciowych (oocytach) i komórkach jądra Po rozpoczęciu bruzdkowania rozwojem kierują produkty transkrypcji materiału genetycznego pochodzące od matki i ojca . Dowody : -» zarodki haploidalne - giną w czasie bruzdkowania lub tuż po implantacji -» do rozwoju potrzeba 2n chromosomów i rodzicielski piętnowanie ; chromosomy od matki i ojca mają różne właściwości co związane jest ze stopniem modulacji (?) genomu ; na przykład gdy mamy podwójny genom ojcowski to zarodek rozwija się nienormalnie ale błony płodowe rozwijają się prawidłowo klinicznie tą jednostkę chorobowa nazywamy zaśniadem błoniastym ; w przypadku natomiast podwójnego genomu matki - zarodek jest prawidłowy a upośledzeniu ulegają błony płodowe Właściwości rozwojowe zarodka wczesna embriogeneza ssaków - to rozwój regulowany - charakteryzuje się zdolnością zarodka lub zawiązków narządów do wytworzenia normalnych 3 zarodkow gdy poszczególne części są dodawane lub usuwane ; w mechanice rozwojowej odpowiada on mocy prospektywnej - to wszystkie możliwości rozwojowe danych komórek zarodka w takim rozwoju - normalnego, patologicznego lub eksperymentalnie zmienionego. Rozwój mozaikowy - cechuje się niezdolnością do kompensacji usuwanych części lub włączania dodatkowych komórek i łączenia ich w całość organizmu; w tym typie rozwoju los komórek jest ściśle określony; w mechanice rozwojowej = mechanice prospektywnej; w miarę rozwoju zarodka większość z procesu regulowanego przechodzi w rozwój mozaikowy; polega on na występowaniu komórek totipotencjalnych (komórek mogących się różnicować we wszystkich kierunkach); przykładem mogą być zarodki tetra lub heksaparietalne - blastomery dwóch, trzech osobników łączy się i rodzą się myszy normalnie wyglądające j Dodawanie i odejmowanie blastomerów -» można śledzić rozwój regulowany - komórki znakowane normalnie lub sztucznie -> usuwanie lini komórkowych -» dodawanie lini komórkowych Zwierzęta transgeniczne -wstrzyknięcie’do prajądra zrekombinowanego DNA powoduje produkcję specyficznego dla danego genu białka ; Bada się wpływ produkowanej substancji ha organizm; stosuje się w badaniach z wyłączonym genem. Molekularne aspekty gastrulacji poznano szereg genów odpowiedzialnych za gastrulację u wszystkich kręgowców co świadczy o powszechności tego zjawiska; zasadniczą rolę odgrywa węzeł pierwotny który reguluje wczesne etapy gastrulacji; część z wydzielanych przez niego ‘ czynników wpływa na część głowową inne na część ogonową -> HNF 3beta - gen odpowiedzialny za rozwój samego węzła i struktur leżących dogłowowo od węzła ; konieczny jest do inicjacji czynności struny grzbietowej; bez niego nie rozwija się struna grzbietowa (płytka nerwowa); warunkuje prawidłowy rozwój endodermi i mezodermy -> Goosecoid - gen którego ekspresja zachodzi w węźle pierwotnym; jeśli wprowadzimy go w inne miejsce rozwijającego się zarodka tworzy się druga (równoległa ?) oś ciała; występuje w płytce przedstrunowej; jest on więc odpowiedzialny za rozwój długiej osi ciała -» Lim-1 - gen w węźle pierwotnym , później w płytce przedstrunowej; białkowy produkt lim-1 odpowiedzialny jest za rozwój części głowowej zarodka, za rozwój struktur leżących do przodu od rombomeru 3 ; mutacja tego genu! powoduje rozwój zarodków bez głów -» Gen T - ekspresja regulowana produktami genu HNF 3p; mutacja tego genu formowanie struny grzbietowej dzięki HNF 3p , zarodek nie osiąga jednak pełnego rozwoju; prawidłowość genu T - zdolność do migracji ogonowej części zarodka -» Noda R - należy do TGF p , jego ekspresja zachodzi w epiblaście przed gastrulacja; w czasie gastrulacji jest w węźle pierwotnym; efekty jego działania podobne są do genu T, dotyczą części ogonowej zarodka. W mutacjach występuje brak rozwoju smugi pierwotnej i mezodermy u zarodka -» Shh - białko związane z indukcją płytki nerwowej (Noggin) - rozwój neuroektodermy (neurulacja); wytworzenie neuroektodermy uzależnione jest od dwóch cząsteczek sygnalnych wydzielanych przez strunę grzbietową : noggin i chordin - który blokuje działanie inhibitora którym jest BMP4 , ktory zapobiega różnicowaniu ektodermy, położony jest on w neuroektodermie; pierwszy etap rozwoju obejmuje powstanie ośrodkowego układu nerwowego, drugi etap polega na regionalizacji (podział na odcinki); dla rozwoju przodomózgowia potrzebne są sygnały z płytki przedstrunowąj; Noggin i chordin odpowiedzialne są za rozwój płytki nerwowej; sygnały z płytki przedstrunowej - rozwój części głowowej Molekularne podstawy asymetrii wiadomości na ten temat pochodzą z doświadczeń na zarodkach kurzych; w węźle Hansena zarodków kurzych następuje ekspresja czynników sygnalnych odpowiedzialnych za ten proces Aktywina - czynnik indukujący powstanie mezodermy i smugi pierwotnej; aktywina i jej receptory są niesymetryczne - rozmieszczone po prawej stronie smugi pierwotnej i węzła Hansena ; aktywina hamuje ekspresję Shh po prawej stronie rozwijającego się zarodka; po lewej stronie Shh stymuluje ekspresje genu noda którego białko nodal należące do czynników wzrostu stymuluje asymetryczną proliferację komórek mezodermalnych po lewej stronie. To może prowadzić do asymetrycznego wzrostu i asymetrycznej rotacji ciała. Tkanki - zespoły komórek o podobnej budowie, wspólnym pochodzeniu i Wykłady drukowane prof. Malendowicza spełniających podobną rolę. Wyróżniamy następujące rodzaje tkanki łączną, nabłonkową, mięśniową, nerwową . Tkanka łączna - charakterystyka ogólna -» występuje w całym organizmie we wszystkich narządach jako tkanka towarzysząca innym tkankom i spajająca je -» tkanka ta występuje pod różnymi postaciami które różnią się zasadniczo pod względem struktury i funkcji -> wspólne cechy - pochodzenie z mezenchymy - wspólny ogólny model strukturalny - to jest różnorodność czyli polimorfizm komórek i bogata substancja międzykomórkowa złożona z substancjii podstawowej i z substancji apostaciowej czyli włókien tkanki łącznej - ilościowa przewaga substancji międzykomórkowej nad składnikami komórkowymi Czynność : -> podporowa i łącząca -> transport różnych substancji -> magazynowanie różnych substancji -» czynność ochronna i reperacyjna (ta wiąże się z udziałem w systemie immunologicznym organizmu oraz z fagocytozą) -» regulacja homeostazy energetycznej organizmu (za to odpowiedzialny jest hormon tkanki tłuszczowej - LEPTYNA ) Budowa ogólna: -> komórki -> substancja międzykomórkowa - tu wyróżniamy włókna i substancję podstawową Klasyfikacja tkanki łącznej -» embrionalna - jest to mezenchyma ; u dorosłych występuje tkanka łączna dojrzała -» tkanka galaretowata dojrzała (galareta Whartona) - tkanka łączna właściwa - tkanka łączna wiotka (luźna) - tkanka łączna zbita (włóknista) - nieregularna np. okostna - regularna np. więzadła, ścięgna , białkówka oka - tkanki łączne specjalne - tkanka łączna siateczkowa - tkanka łączna tłuszczowa - tkanki łączne oporowe - chrząstka - kość Komórki tkanki łącznej dzielimy na dwie grupy - stałe czyli osiadłe - przejściowe czyli wędrujące Komórki stałe Te komórki rozwinęły się w tkance łącznej i pozostają tam cały czas. Pochodzą one z niezróżnicowanej komórki mezenchymalnej. Do nich zaliczamy fibrocyty i fibroblasty („blast” - oznacza komórkę młodą, zdolna do syntezy ; „cyt” oznacza komórkę dojrzałą) oraz ich odpowiedniki,czyli zmodyfikowane fibroblasty w innych tkankaci.: -» adipocyty - komórki tłuszczowe -» komórki tuczne - pochodzą one z prekursorów w szpiku kostnym -» komórki śródbłonka -» komórki mezotelialne -> pericyty Komórki wędrujące Pochodzą z prekursorów w szpiku kostnym czyli z macierzystych komórek chemopoetycznych; przejściowo wędrują we krwi i szybko migrują do tkanki łącznej; ta grupa komórek cechuje się krótkim czasem życia ; tu zaliczamy : -» komórki plazmatyczne -» limfocyty -» neutrofile -> eozynofile -» bazofile -» monocyty -+ makrofagi FIBROCYTY I FIBROBLASTY Mają kształt spłaszczonych wrzecion o długich wypustkach, owalne ubogochromatynowe jądra i 2 - 4 jąderka; trudno barwliwa kwasochłonna cytoplazma ; posiadają zdolność ruchu i z tym związana jest ich zmiana kształtu; in vivo i in vitro zdolne do proliferacji - są to najbardziej rosnące komórki; w mitozie zaokrąglają się ; mikroskop elektronowy - ultrastruktura typowa dla komórek wydzielających substancje pozakomórkowo ; mają dobrze rozwinięty RER - w nim następuje biosynteza prekursorów kolagenu, elastyny i proteoglikanów ; w cysternach ER drobnoziarnisty lub drobnowłóknisty materiał; dobrze rozwinięty AG , liczne pęcherzyki wydzielnicze, egzocytoza ; mitochondria, krople lipidowe, lizosomy wtórne , mikrotubule i mikrofilamenty MIOFIBROBLASTY - są to zmodyfikowane fibroblasty o cechach podobnych 4 zarówno do fibroblastów jak i komórek mięśniowych gładkich; w obrazie mikroskopu elektronowego w miofibroblastach można zaobserwować liczne wiązki filamentów aktynowych i ciałka gęste podobnie jak w komórkach mięśniowych gładkich; w odróżnieniu natomiast od komórek mięśniowych gładkich nie posiadają błony podstawnej gładkiej ; te komórki są liczne w czasie gojenia się ran a także występują licznie w OZĘBNEJ MAKROFAGI długo żyjące aktywne fagocytarne komórki o szerokim występowaniu; wchodzą w skład mononuklearnego systemu fagocytów ; cechy tego systemu : -» pochodzenie z komórek prekursorowych ze szpiku kostnego -> charakterystyczna morfologia -> żywa fagocytoza uzależniona od immunoglobuliny IgG i składników systemu dopełniacza surowicy; jest to tak zwana fagocytoza surowiczozależna - inaczej zwana fagocytoza profesjonalną MONONUKLEARNY SYSTEM FAGOCYTÓW Makrofagi mogą różnicować się dalej w komórki nabłonkowe i te dalej w komórki olbrzymie Langerhansa - takie jak na przykład występują w guzkach gruźliczych ; makrofagi występują w różnych tkankach i stąd w zależności gdzie występują taką mają nazwę -> tkanka łączna - histocyty -> wątroba - komórki Borowicza - Kupfera -> płuca - makrofagi pęcherzyków płucnych -> węzły chłonne i śledziona - wolne i osiadłe makrofagi -> szpik kostny - makrofagi -> w jamach surowiczych - makrofagi opłucnej i otrzewnej -> tkanka kostna - osteoklasty -> zębina - zębinoklasty -> układ nerwowy - mikroglej > STRUKTURA trudne do rozpoznania w mikroskopie optycznym ; cytochemiczna wysoka aktywność enzymów lizosomalnych; wiele wypustek cytoplazmatycznych; jądro nieregularne; w cytoplazmie liczne wakuole endocytarne, lizosomy i fagolizosomy; wiele mikrotubul i mikrofilamentów, rozbudowany aparat Golgiego (związane jest to z recyrkulacją błoi , w ciągu 30 minut makrofag wymienia całą swoją błonę ), SER i RER rozbudowane Biologiczne właściwości makrofagów bardzo silna endocytoza - to związane jest z fagocytozą surowiczozależną W pierwszym etapie następuje wiązanie składników surowicy na powierzchni obcych cząsteczek - jest to tak zwana opsonizacja. Rolę opsolin spełniają immunoglobuliny klasy Ig oraz składowe dopełniacza C3. Komórki mononuklearnego systemu fagocytów na powierzchni błony komórkowej posiadają receptory dla fragmentów Fc IgG . Te receptory nie rozpoznają właściwej powierzchni np. bakterii ona musi ulec opsonizacji. Po wchłonięciu następuje fuzja z lizosomami i powstają fagolizosomy i materiał wchłonięty ulega trawieniu. Mechanizmy antybakteryjne w makrofagach: -» niskie pH w lizosomach -» lizozym - enzym który trawi ściany bakterii -> H202 Niektóre bakterie nie dość ze przeżywają w lizosomach to jeszcze się dzielą : prątki gruźlicy, trąd, toksoplazmoza. Makrofagi jako komórki sekrecyjne wydzielają: -» hydrolazy lizosomalne -» obojętne proteinazy -> aktywator plazminogenu -> kolagenazę Wykłady drukowane prof. Malendowicza -> elastazę . -» enzymy rozkładające proteoglikany -> lizozym -> !!!! białka systemu dopełniacza - cząsteczki regulujące aktywność i proliferację komórek - interferon - substancja białkowa przeciwwirusowa -» interleukiny -» linfokiny -» czynniki stymulujące wzrost fibroblastów i komórek śródbłonka, czynniki chemotaktyczne Czynniki modulujące zapalenie Biorą udział w odpowiedzi immunologicznej - udział w odpowiedzi komórkowej (antygeny wiązane są przez makrofagi i prezentowane limfocytom , głównie limfocytom T) Komórki tuczne (heparynocyty) - są to duże owalne komórki o średnicy 20 - 30 jam, w ich cytoplazmie występują liczne ziarnistości obłonione o średnicy 0.3 0.8 fam które zawierają heparynę i dlatego barwią się metachromatycznie przy pomocy barwnika - błękitu toluidyny (metachromatycznie to znaczy na kolor inny niż kolor użytego barwnika , błękitem toluidyny na kolor czerwony ; ortochromazja -jest to barwienie proste czyli na taki kolor jaki ma użyty barwnik ; parachromazja -jest to barwienie przy pomocy mieszaniny barwników i z tej mieszaniny substrat chromotropowy barwi się odpowiednim barwnikiem) Ziarnistości komórek tucznych są różnorodne z różnokształtną zawartością, w ziarnistościach występują oprócz heparyny także : histamina, obojętne proteazy, sulfatazy arylowe. EFC, NCF (czynniki chemotaktyczne dla eozynofili i neutrofili), syntetyzują one także leukotrieny; komórki tuczne podobne są do bazofili krwi ale te dwa rodzaje komórek pochodzą z różnych prekursorów ; prekursory komórek; tucznych pochodzą ze szpiku kostnego, krótko występują we krwi, przechodzą następnie do tkanki łącznej, gdzie różnicują się w komórki tuczne. Żyją kilka miesięcy , są zlokalizowane w obrębie całego organizmu, znajdują się nawet w układzie nerwowym, wzdłuż naczyń. Rola komórek tucznych biorą udział w nadwrażliwości typu I - jest to reakcja anafilaktyczna , natychmiastowa - indukowana jest ona przez takie antygeny jak toksyny, pyłki, niektóre leki; przykładem reakcji anafilaktycznych jest katar sienny , astma; Komórki tuczne posiadają receptor białkowy dla fragmentu Fc IgE 1. Pierwsza ekspozycja na dany antygen indukuje powstanie IgE, które wiążą się z receptorami błony komórek tucznych , czyli uczulają je 2. kolejna ekspozycja na ten sam antygen powoduje że antygen wiąze się z IgE na powierzchni komórek i łączy związane IgE razem 3. powoduje to aktywację receptora co prowadzi do uwalniania różnych substancji -mediatorów pierwszorzędowych - histaminy, heparyny, siarczanu chondroityny, sulfatazy, obojętnych proteaz , ECF, NCR ) i wtórnych : leukotrienów C4 i D4 , prostaglandyny D2 ; te procesy prowadzą w efekcie do degranulacji komórki tucznej. Mediatory pierwotne -> histamina zwiększają przepuszczalność śródbłonka, powodują wazodyiatację naczyń, skurcz komórek mięśniowych gładkich oskrzeli oraz zwiększenie produkcji śluzu -» heparyna jest silnym czynnikiem przeciwkrzepliwym -» sulfataza arylowa - inaktywuje leukotrieny przez co osłabia reakcję zapalną -> obojętne proteazy - aktywują białka dopełniacza wzmacniając (zwiększając) odpowiedź zapalną -» ECF - aktywacja eozynofili -» NCE - aktywacja neutrofili Mediatory wtórne -» leukotrieny - są syntetyzowane z błony otaczającej ziarnistości metachromatyczne -> prostaglandyna D2 - powoduje skurcz komórek mięśniowych gładkich oskrzeli, zwiększa wydzielanie śluzu Komórki plazmatyczne - pochodzą z limfocytów B. Jest to limfocyt, immunoblast, komórka plazmatyczna. Są to duże komórki leżące w tkance łącznej. Żyją 2-3 tygodnie ; jądro położone jest centralnie i ma charakterystycznie rozmieszczoną chromatynę (tak jak cyfry na tarczy zegarka); cechą charakterystyczną jest zasadochłonna cytoplazma z bardzo licznymi kanałami szorstkiej siateczki; ten silnie rozwinięty RER związany jest z produkcja immunoglobulin (przeciwciał); w ciągu l sekundy powstaje około 2000 cząsteczek przeciwciał; one się barwią przy pomocy reakcji Bracheta (pyroniną) Substancja podstawowa tkanki łącznej -jest to bezpostaciowa, bezbarwna, 5 przezroczysta i homogeniczna substancja ; wypełnia ona przestrzenie pomiędzy komórkami a włóknami tworząc barierę dla obcych cząsteczek. W jej skład wchodzą: -» glikozaminoglikany (GAG) -» glikoproteiny strukturalne -> cząsteczki adhezyjne GAG (giikozaminoglikany) - są to liniowe polisacharydy powstające poprzez charakterystycznie powtarzane jednostki disacharydowe zbudowane z kwasu uranowego i heksozaminy (kwaśne mukopolisacharydy). Heksozaminy to glukozamina lub galaktozamina a kwasy uranowe to kwas glukuronowy lub iduinowy. Za wyjątkiem kwasu hialuronowego łańcuchy liniowe GAG związane są kowalencyjnie z rdzeniem białkowym tworząc cząsteczkę proteoglikanów; są one hydrofilne , są polianionami; w proteoglikanach 80% - 90% składu stanowią węglowodany; wiążą one duże ilości jonów głównie sodowych i są mocno uwodnione . Główne rodzaje GAG (glukozaminoglikanów) to : -> siarczan dermatanu - występuje w skórze, ścięgnach, chrząstce włóknistej, związany jest z kolagenem I -> siarczan chondroityny - występuje w chrząstkach szklistej i elastycznej, związany z kolagenem typu II -> siarczan keratanu -> siarczan heparanu - związany jest z włóknami retikulinowymi, związany z kolagenem typu III Synteza proteoglikanów zachodzi w RER tu bowiem zachodzi synteza białka , następnie zachodzi jego glikozylacja która kończy się w AG gdzie ma również miejsce sulfatacja. Degradacja proteoglikanów następuje poprzez różne komórki, głównie w wyniku aktywności enzymów lizosomalnych. Przemiana (czas i połowicznego rozpadu) t1/2 dla kwasu hialuronowego 2-4 dni, dla proteoglikanów siarczanowych - 7 - 10 dni. Przy braku enzymów rozkładających giikozaminoglikany dochodzi do akumulacji proteoglikanów w tkankach Glikoproteiny strukturalne - posiadają rdzeń białkowy do którego przyłączone sć węglowodany ale w odróżnieniu od proteoglikanów przeważają w nich białka i nie posiadają one linijnych polisacharydów ale rozgałęzione. Cząsteczki adhezyjne -» fibronektyna - glikoproteina syntetyzowana przez fibroblasty i komórki nabłonka; posiada ona miejsca wiążące dla komórek, kolagenu i GAG; mediuje adhezję i migrację; nie jest syntetyzowana w komórkach nowotworowych -» laminina - występuje w błonie podstawnej i odpowiedzialna jest za adhezję komórek nabłonka do kolagenu typu IV -> chondronektyna - występuje w chrząstce i odpowiedzialna jest za adhezję chondrocytów do kolagenu typu II OBRZĘK woda znajdująca się w substancji międzykomórkowej tkanki łącznej pochodzi z krwi, przechodzi ona bowiem przez ściany naczyń ; przez ścianę przechodzą także małe cząsteczki w tym także cząsteczki białek. Na wodę w naczyniu włosowatym działają dwie siły 1. ciśnienie hydrostatyczne krwi wypiera wodę 2. ciśnienie osmotyczne które wciąga wodę ; za to ciśnienie odpowiedzialne są głównie białka (zwykle duże) Zaburzenie tej regulacji powoduje obrzęk Przyczyny obrzęku: -> utrudnienie odpływu krwi przez żyły na przykład przy niewydolności mięśnia sercowego -» zmniejszenie stężenia białek krwi i związany z tym spadek ciśnienia onkotycznego na przykład w obrzękach głodowych -» lokalny wzrost w tkance łącznej stężenia substancji zwiększających przepuszczalność ścian naczyń krwionośnych - histamina , tyroksyna Zapalenie to zjawisko nerwowo - naczyniowe, komórkowe i hormonalne będące reakcja na uszkodzenie tkanki, uraz oparzenie; zachodzi tylko w tkankach naczyniowych i składa się z następujących faz: naczyniowej i komórkowej; zapoczątkowane zostaje zwężeniem naczyń i szybkim ich rozszerzeniem; następnie następuje przenikanie płynu i białek do tkanki łącznej, zwolnienie przepływu krwi w żyłkach; leukocyty przylegają do śródbłonka żyłek a neutrofile i monocyty przechodzą do tkanki łącznej; następuje, fagocytoza czynników bakteryjnych oraz uszkodzonych komórek, materiału pozakomórkowego, a Wykłady drukowane prof. Malendowicza 6 uwalniane w tym czasie produkty potęgują zapalenie Mediatory zapalenia pochodzą z dwóch źródeł -» uwalniane przez komórki leukocytów -> pochodzące z surowicy krwi Efekty działania tych substancji to: -> rozszerzenie naczyń -> wzrost przepuszczalności ścian naczyń -» chemotaksje leukocytów -» aktywacja czynników krzepnięcia i enzymów fibrynoleptycznych Odpowiedź następuje już w czasie zapalenia; wytwarza się ziarnina która jest kompleksem komórek zapalnych proliferujacych, fibroblastów, śródbłonków, pojawiają się nowe naczynia a także są wydzielane glikoproteiny i proteoglikany WŁÓKNA TKANKI ŁĄCZNEJ Typy -> włókna kolagenowe -> włókna retikulinowe (zbudowane z kolagenu typu III) -> włókna elastyczne Kolagen - to białko strukturalne powszechne w organizmie (stanowi 30% masy ciała); produkowany jest przez różne typy komórek; występuje ponad 20 typów kolagenu ale najważniejsze typy to I i V le Wiele komorek produkuje kolagen, który posiada dwa charakterystyczne aminokwasy - hydroksyprolinę i hydroksylizynę TROPOKOLAGEN jest to jednostka białkowa która polimeryzując tworzy włókienka i włókna kolagenowe, długość cząsteczki wynosi 280 nm a średnica 1.5 nm; utworzony jest z trzech łańcuchów polipeptydowych - każdy zbudowany z około 1000 aminokwasów tworzących helisę a ich struktura determinuje typ kolagenu; w kolagenach typu I, II, III, V i VII cząsteczki tropokolagenu agregują w podjednostki mikrofibrylarne które następnie tworzą włókienka fibryli; cząsteczki tropokolagenu agregują „bok do boku” z przeskokiem około 1/4 w sposób schodkowy co warunkuje pojawienie się charakterystycznego prążkowania widocznego w mikroskopie elektronowym typowego dla kolagenu (o okresie 67 nm); w kolagenie typu IV nie powstają struktury fibrylarne ponieważ w tym typie nie następuje usuwanie propeptydów z cząsteczek prokolagenu; takie cząsteczki prokolagenu tworzą dimery które dalej tworzą sieć; występują w blaszce gęstej błony podstawnej Rolę w upakowaniu kolagenu odgrywa wiązanie wodorowe i interakcja hydrofobowa a następnie powstają wiązania krzyżowej Fibrylle kolagenowe są cienkie - one warunkują poprzeczne prążkowanie - w kolagenie typu I, II, III, IV i VII; te fibrylle łączą się dalej w kolagenie typu I i III tworząc włókna; w kolagenie typu I ulegają jeszcze dalej idącej asocjacji tworząc wiązki SCHEMAT BIOSYNTEZY KOLAGENU 1. transkrypcje w jądrze komórkowym 2. translacje preprokolagenu w RER 3. hydroksylacja proliny i lizyny zastępuje tuż po ich wbudowaniu w ER, potem następuje odszczepienie sekwencji sygnalnej i wydzielenie do cystern 4. glikozylacja hydroksylizyny 5. tworzenie podłużnej helisy prokolagenu w cysternach ER ‘ 6. każdy łańcuch syntetyzowany jest z dodatkowymi peptydami na obu końcach, są to tak zwane propeptydy czyli telopeptydy inaczej peptydy rejestrujące które warunkują prawidłowe powstawanie trypletu czyli powstanie cząsteczki prokolagenu rozpuszczalnego; jednocześnie te propeptydy zapoczątkowują proces dojrzewania i precypitacji tego kolagenu 7. transport do AG - są tu dodatkowe dodawane oligosacharydy i następuje opakowywanie w pęcherzyki wydzielnicze, transport do powierzchni i egzocytoza 8. toczy się pozakomórkówo, tam występują specyficzne proteazy Ten proces ma przebieg kaskadowy i mogą tu występować zaburzenia na przykład gnilec zwany także szkorbutem - awitaminoza C ; witamina C jest konieczna do hydroksylacji proliny i lizyny i w przypadku jej braku powstaje nieprawidłowy kolagen i wtedy obserwuje się zmiany w dziąsłach (krwawienie);włókna kolagenowe są dwójłomne ME (mikroskop elektronowy) cechą charakterystyczną jest poprzeczne prążkowanie o okresie około 67 nm które jest wynikiem charakterystycznej schodkowej agregacji tropokolagenu; barwienie wykonuje się eozyna w metodzie Mallory barwienie przeprowadzamy błękitem aniliny i wtedy włókna barwią się na kolor błękitny; są PAS + ; w metodzie PAS substancją która daje reakcję barwną (węglowodan) jest kolostromina WŁÓKNA RETIKULINOWE zwane także srebrochłonnymi lub argentofilnymi są cieńsze ; impregnują się solami srebra, PAS +; średnica ich wynosi 0.5 - 2 Om; tworzą one charakterystyczną siec zawierają dużą ilość glikoprotein głównie kolagenu typu III; w tym typie włókien fibrylle są luźno ułożone; tworzą one zrąb tkanki łącznej siateczkowatej i otaczają komórki mięśniowe gładkie (KMG), a także adipocyty, przebiegają także w endoneurium czyli śródnerwiu WŁÓKNA ELASTYCZNE elastyna występuje pod postacią dwóch zasadniczych form morfologicznych - włókna o średnicy 10 ?m, długie i rozgałęzione - błony - przykładem tej formy jest warstwa środkowa tętnic, szerokość tej warstwy wynosi od kilkunastu do kilkudziesięciu mikrometrów, te błony nie są ciągłe ponieważ występują w nich „okienka” w których zlokalizowane są komórki mięśniowe gładkie; barwienie tych włókien dokonuje się orceiną i .metodą rezorcyna - fuksyna w ME te włókna występują jako rdzenie utworzone z bezpostaciowej elastyny które otoczone są częściowo zatapiającymi się w nich mikrofibrylami glikoproteidowymi o średnicy około 11 nm Elastyna jest białkiem cechującym się dużą wytrzymałością mechaniczną oraz dużą zawartością glicyny - 34%, alaniny 25%, proliny - 13%, waliny - 13%, niską natomiast zawartością hydroksyproliny i brakiem histydyny, cysteiny i metioniny; charakterystyczne białka to desmozyna i izodesmozyna które biorą udział w tworzeniu wiązań krzyżowych elastyny; prekursorem elastyny jest proelastyna która po odłączeniu części sygnałowej przechodzi w tropoelastynę która jest rozpuszczalna ! w solach, ma ona budowę typowego - heliksu MIKROFIBRYLE zawierają dużo cysteiny (80 cząsteczek na 1000), występują także cząsteczki heksoz (disacharydy) powstają w wyniku agregacji podjednostek globularnych które agregują liniowo tworząc tubule WŁÓKNA Włókna oksytalanowe i elauninowe - są to morfologicznie niedojrzałe włókna elastyczne wybarwiające się kwasem nadoctowym; ich struktura - są to wiązki mikrofibryli włókna elauninowe - posiadają równolegle do siebie ułożone mikrofibryle pomiędzy którymi występują grudki elastyny, które nie agregują i nie tworzą jeszcze rdzenia Elastogeneza - tworzenie elastyny Elastoblasty to fibroblasty, chondroblasty i komórki mięśniowe gładkie Proelastyna i tropoelastyna powstają śródkomórkowo, pozakomórkowo tropoelastyna przechodzi w elastynę a proces ten uwarunkowany jest wytwarzaniemwiązań krzyżowych Proces zapoczątkowuje pojawienie się ziaren glikoproteidowych i ich liniowe układanie się, następuje stopniowa polimeryzacja w mikrofibryle na których odkładają się agregaty tropoelastyny, agregaty te łączą się, polimeryzują i tworzą homogenny rdzeń włókna sprężystego który oblepia i maskuje obecne w nim fibrylle BŁONA PODSTAWNA występuje pomiędzy nabłonkiem a tkanka łączną, PAS(+), podobna struktura zwana błoną podstawną otacza komórki mięśniowe gładkie i poprzecznie prążkowane oraz adipocyty i komórki Schwanna ME- błona podstawna składa się z blaszki podstawnej i siateczkowatej; błona podstawna ma grubość 50 nm i zbudowana jest z blaszki jasnej w której występują głównie laminina i entaktyna oraz integryny wychodzące z komórek nabłonkowych; laminina posiada domeny wiążące kolagen typu IV, siarczan heparanu oraz integryny; blaszka ciemna czyli gęsta to sieć kolagenu typu IV Wykłady drukowane prof. Malendowicza Blaszka siatkowata wytwarzana jest przez fibroblasty i utworzona jest przez kolagen typu I i III Integryny są to białka przezbłonowe, są podobne do receptorów błonowych, wiążą się z ligandami lecz ich końce cytoplazmatyczne łączą się z cytoszkieletem, ich ligandy nie są cząsteczkami sygnałowymi, integryny występują w komórkach liczniej niż receptory TKANKA ŁĄCZNA SIATECZKOWA Tworzy zrąb układu limfopoetycznego; komórki siateczki są zmienionymi fibroblastami komórkami śródbłonka produkującymi włókna retikulinowe utworzone z kolagenu typu III, komórki otaczają włókna utworzone z drobnych fibryli, występuje mało substancji podstawowej lub w ogóle jej brak, w ten sposób powstaje rodzaj gąbki lub sieci, w oczkach tej sieci występują elementy krwiotwórcze a także przepływające płyny, wzdłuż przepływu tych płynów zlokalizowane są komórki mononuklearnego systemu fagocytów, których zadanie polega na kontrolowaniu tego przepływu i usuwaniu antygenów i resztek komórkowych. TKANKA TŁUSZCZOWA Zainteresowanie tą tkanką w ostatnim czasie znacznie wzrosło, tkanka ta bowiem odgrywa zasadniczą rolę w regulacji homeostazy energetycznej; wyróżniamy dwa typy tej tkanki # tkanka tłuszczowa żółta # tkanka tłuszczowa brunatna Tkanka tłuszczowa pochodzi z niezróżnicowanych komórek mezenchymatycznych zwanych inaczej komórkami macierzystymi mezenchymy preadipocyty, które podobne są do fibroblastów 7 UCP l, 2 i 3 (uncoupling proteins) - te białka występują również w mięśniach Wzrost tkanki tłuszczowej po urodzeniu Masa tkanki tłuszczowej zależy do rodzaju adipocytów i ich liczby czyli od hiperplazji i hipertrofii komórkowej; u człowieka hiperplazja zachodzi głównie w dwóch okresach : od urodzenia do drugiego roku życia i przed okresem dojrzewania; raz powstałe komórki tłuszczowe nie są usuwane; u zdrowego człowieka stanowią 0.5 - 1% wszystkich komórek; głodzenie powoduje ze przybywa drobnych, zmniejszonych adipocytów ale nie, zmienia się ich liczba (duże tracą tłuszcz i zmniejszają swe rozmiary) Cytofizjologia - magazynowanie trójglicerydów które pochodzą z krwi i są to : * VLDL - z pokarmu i z wątroby Lipaza hydrolizuje lipidy do kwasów tłuszczowych i gliceroli, związki te są dostarczane do komórek tłuszczowych ‘gdzie ulegają reestryfikacji do trójglicerydów; przy zapotrzebowaniu na trójglicerydy następuje aktywacja hormonosensytywnej lipazy (główny czynnik pobudzający to noradrenalina, która działa poprzez receptory adrenergiczne) i następuje rozpad lipidów do glicerolu i wolnych kwasów tłuszczowych; dalej kwasy tłuszczowe transportowane są za pomocą albumin; trójglicerydy mogą być produkowane z glukozy w adipocytach ‘ Tkanka tłuszczowa bierze udział w utrzymywaniu homeostazy energetycznej organizmu i dzieje się to poprzez : # wydzielanie leptyny, która działa na ośrodki w mózgowiu, ten związek działa na ośrodki łaknienia zmniejszając je # AGUTI - gen odpowiedzialny za występowanie otyłości (produkuje on białko o tej samej nazwie) Przeciwne działanie do leptyny wywiera oreksyna która jest produkowana w podwzgórzu w około 1000 komórkach - substancja ta stymuluje łaknienie Komórki tłuszczowe wydzielają także: - cytokiny - TNF - czynnik martwicy nowotworów - IL - interleukinę 6 - enzym lipazę lipoproteinową - inhibitor aktywatora plazminogenu - A2 - angiotensynę 2 ! - czynnik wzrostU|TGFĄ - czynnik wzrostu IGF1 (podobny do insuliny) - VEGF - czynnik wzrostu śródbłonka - prostaglandyny Morfologia Komórki tkanki tłuszczowej żółtej - są dużych rozmiarów nawet mogą mieć 120 Om średnicy, kształt mają okrągły lub owalny, wyługowane komórki mają obwodowo położone jądro bez jąderka, wąska cytoplazma oraz jądro otoczone są włóknami retikulinowymi; AG zlokalizowany w sąsiedztwie jądra; w cytoplazmie znajduje się glikogen i jedna duża kropla lipidowa; lipidy to mieszanina trójglicerydów; Barwienie * najbardziej specyficzne to barwienie przy pomocy barwników które rozpuszczają się w kroplach lipidowych a więc: * sudany * czerwień oleisty * czerń oleista * szkarłat R * impregnacja solami osmu Przebieg barwienia 1. utrwalenie w utrwalaczach które nie zawierają rozpuszczalników organicznych 2. skrawki otrzymujemy używając mikrotomu mrożeniowego lub kriostatu 3. wkładamy skrawek do barwnika rozpuszczalnego w rozpuszczalniku lipidowym; tak dobieramy barwnik aby był lepiej rozpuszczalny w kroplach lipidowych niż w rozpuszczalniku Tkanka tłuszczowa żółta jest słabo unaczyniona jednakże jeśli się weźmie pod uwagę objętość wąskiego rąbka cytoplazmy oraz średnicę naczyń otaczających komórkę, to unaczynienie jest tak silne jak w mięśniach szkieletowych; w trakcie głodzenia tkanka ta może tracić lipidy i wtedy te komórki upodabniają się do fibroblastów ME- komórki te posiadają plazmalemmę o grubości 15 nm, jest to jasna bezpostaciowa warstwa; występują duże mitochondria z licznymi grzebieniami, bogata SER i uboga RER i rybosomy; występują włókniste struktury typu włókien retikulinowych związane bezpośrednio z plazmalemmą Komórki tkanki tłuszczowej brunatnej - wieloboczne otoczone włóknami retikulinowymi, tworzą płaciki; w cytoplazmie występuje wiele kropel lipidowych oraz wiele dużych mitochondriów; część z tych mitochondriów styka się z kroplami lipidowymi, obecny AG, jądro okrągłe położone centralnie, mitochondria maja bardzo liczne grzebienie ale nie są zdolne do oksydatywnej fosforylacji, one są wytwornikami ciepła, jest to silnie unaczyniona tkanka oraz pełni rolę hormonalną, znajduje się pod kontrolą nerwową ponieważ dochodzi do niej wiele włókien adrenergicznych Rola tkanki tłuszczowej brunatnej * produkcja ciepła * te komórki posiadają białka rozprzęgające oksydatywna fosforylację, białka te to Leptyna jest hormonem tkanki tłuszczowej żółtej a oreksyna nie jest hormonem tego rodzaju tkanki TKANKI ŁĄCZNE OPOROWE Do nich zaliczamy tkankę chrzestną oraz kość; wytwarzane są one przez wysoce wyspecjalizowane rodzaje komórek; tkanki te tworzą szkielet kręgowców; chrząstki spełniają rolę stałego lub przejściowego szkieletu. Właściwości chrząstki - mały stopień metabolizmu - brak naczyń krwionośnych, jeśli pojawią się naczynia chrząstka przekształca się w kość - spoistość, rozciągliwość, elastyczność - wytrzymałość na ściskanie - ciągły wzrost Kość natomiast charakteryzuje się bogatym unaczynieniem, złożoną budową i ciągłą odnową Chrząstka - zbudowana jest z komórek zwanych chondrocytami i substancji międzykomórkowej w której znajdują się również włókna oraz substancja podstawowa utworzona przez siarczany chondroityny; właściwości biofizyczne siarczanu chondroityny decydując właściwościach chrząstki; z wyjątkiem powierzchni stawowych chrząstki pokryte są tkanką łączną włóknistą którą nazywamy ochrzęstną (perichondrium); na zewnętrznej powierzchni perichondrium występują fibroblasty które wchodzą w głąb tkanki chrzestnej i upodabniają się do chondrocytów oraz pojawia się wtedy coraz więcej macierzy Typy chrząstek występujące u ludzi - szklista - włóknista - elastyczna Chrząstka szklista - stanowi modele chrzestne kości długich oraz występuje na powierzchniach stawowych żebrowych, oraz w obrębie jamy nosowej i dróg oddechowych Wszystkie chrząstki rozwijają się z tkanki mezenchymalnej, w miejscu chondrogenezy komórki zaokrąglają się i proliferują tworząc gęste skupienia; po tym następuje transformacja chondroblastów i powstaje tkanka przedchrząstkowa; powstają chondroblasty które wydzielają macierz w której się zamykają i stopniowo przekształcają się w chondrocyty; mezenchyma otaczająca (obwodowa) zagęszcza się tworząc ochrzęstną Wzrost chondrocytów - wiele chondrocytów w jamkach chrzestnych ulega podziałowi i tworzą one grupy izogeniczne (to inaczej klon - grupa komórek wywodząca się z tej samej komórki); to tak zwany wzrost interstycjalny czyli śródmiąższowy; po zakończeniu wzrostu interstycjalnego dalszy wzrost następuje poprzez przywarstwianie czyli Wykłady drukowane prof. Malendowicza dodawanie chrząstki na powierzchni zewnętrznej pod ochrzęstną; wzrost ten inaczej nazywamy apozycyjnym; niezróżnicowane komórki warstwy ochrzęstnej proliferują różnicują się w chondroblasty które produkują macierz. W rozwoju embrionalnym występują razem oba typy wzrostu; później zachodzi typ wzrostu przez apozycję a typ wzrostu interstycjalnego u ludzi nie występuje; typ metaplastyczny polega na pojawieniu się ośrodków chrząstkotwórczych w których występują prochondroblasty pochodzące z mezenchymy, one natomiast przekształcają się odpowiednio w chondroblasty i dalej w chondrocyty KOŚĆ szlif kostny - kość pozbawiona elementów organicznych (zmacerowana) skrawek kostny - kość zdemineralizowana (pozbawiona związków nieorganicznych) za pomocą rozcieńczonego HCI lub wersenianu - związku chelatującego - jony Ca2+ tworzą z tymi związkami kompleksy. Podział kości -> splotowata -» blaszkowata - kość zbita (zwarta) - kość gąbczasta Kość splotowata -> kość płodowa - grubowłóknista -> zawiera grube pęczki włókien osseinowych które tworzą sploty a nie blaszki kostne -> przez tą formę kości przechodzą wszystkie kości organizmu -> występuje też w organizmie dojrzałym między innymi w wyrostku zębodołowym właściwym 80% szkieletu dorosłego organizmu zbudowana jest z kości zbitej a 20% z kości gąbczastej Przynasada - wzrost kości na długość i wytworzenie kości gąbczastej Struktura mikroskopowa Blaszki kostne jest to system równoległych lub koncentrycznie ułożonych blaszek o grubości 3 - 7 um , utworzone przez równolegle ułożone włókna kolagenowe ; oddzielone od siebie warstwą cementu interlaminarnego o grubości 0.1 um ; pomiędzy blaszkami kostnymi występują jamki kostne od których odchodzą kanaliki które łączą się z kanalikami sąsiednich jamek; w jamkach znajdują się osteocyty -komórki kostne a w kanalikach znajdują się wypustki osteocytów ; wypustki sąsiadujących osteocytów łączą się ze sobą za pomocą neksusów ; kanaliki otwierają się na powierzchni ! Występowanie blaszek kostnych -> blaszki koncentryczne - leżą wokół podłużnego kanału naczyniowego ; są to blaszki systemowe ; tworzą one osteony lub systemy Haversa ; wewnątrz systemu Haversa znajduje się kanał Haversa o średnicy 30 - 70 p.m ; w nim znajduje się tkanka łączna wiotka, naczynia krwionośne, chłonne, nerwy, w skład systemu Haversa wchodzi 6-20 blaszek systemowych; mają różny skok, na przekroju poprzecznym dają wrażenie przebiegu naprzemiennie okrężnego lub równoległego do długiej osi osteonu ; sąsiednie osteony (ich kanały Haversa) łączą się za pomocą kanału Volkmana 8 -> blaszki generalne (zewnętrzne i wewnętrzne) - pod okostna wewnętrzną i zewnętrzną otaczają trzon -> blaszki międzysystemowe (wstawki) - pozostałość po starych kanałach Haversa Kość gąbczasta -» budują ją beleczki kostne o grubości 0.2 mm, brak naczyń -» ma szpik kostny -» w grubszych beleczkach część centralna ma strukturę podobną do osteonu Budowa kości płaskiej -> blaszki generalne wewnętrzne , zewnętrzne + śródkoście zbudowane z kości gąbczastej Substancja międzykomórkowa substancja podstawowa - substancja amorficzna ; posiada włókna kolagenowe i kryształy hydroksyapatytu (uwodniony fosforan wapnia) posiada także sialoproteiny, fosfoproteiny, glikoproteiny, małe ilości proteoglikanów i lipidów; odczyn kwaśny i tendencja do agregacji oraz wysokie powinowactwo! do jonów wapnia; kolagen I o typowym prążkowaniu o gęstym upakowaniu - to włókna substancji międzykomórkowej które wykazują zdolność do agregacji i posiadają zdolność wiązania jonów wapniowych Substancje mineralne - stanowią 75% masy kości; to kryształy hydroksyapatytu (wyglądają jak drobne igły, cienkie płytki, listki); każdy kryształ ma 3 strefy wnętrze , powierzchnię i otoczkę hydratacyjną która ułatwia wymianę jonów ; w kryształach występuje wiele dodatkowych jonów (najgorsze są jony radioaktywnego strontu wbudowujące się w strukturę kryształów); 85% to fosforany wapnia, 10% węglan wapnia oraz fosforan magnezu, fluorek wapnia i jony Fe, Zn , Mn , Sr, Cu, Al.; kryształy hydroksyapatytu są regularnie rozmieszczone w odstępach 60 - 70 nm; otacza je i stabilizuje substancja podstawowa Komórki kości 1. komórki macierzyste ‘ 2. osteoblasty 3. osteocyty 4. osteoklasty 5. komórki wyścielające kość Komórki macierzyste posiadają zdolność podziału i dalszego różnicowania w komórki dojrzałe kości, dzielimy je na dwa typy : -> preosteoblasty - przekształcają się (prowadzą do) w osteoblasty - mają dobrze rozwinięty ER i słabo rozwinięty AG -> preosteoklasty - one przekształcają się w osteoklasty ; posiadają dużo mitochondriów i wolnych rybosomów, są to wydłużone komórki o owalnych jądrach z ubogą cytoplazmą; komórki te występują na powierzchni kości lub w pobliżu innych komórek kości OSTEOBLASTY -> komórki kościotwórcze -> syntetyzują i wydzielają niezmineralizowaną macierz (osteoid) -> biorą udział w mineralizacji -> regulują przepływ wapnia z kości i do kości -> rzadko się dzielą -> komórki wieloboczne -> występują na powierzchni tworzącej się kości -> posiadają zasadochłonna cytoplazmęj zawierającą dużo RER -> występuje dobrze rozwinięty AG > -> można w tych komórkach wykazać aktywność fosfatazy zasadowjej (alkalicznej) -> posiadają wiele ziaren wydzielniczych -> posiadają liczne wypustki cytoplazmatyczne w których występują filamenty ; wypustki te biegną do powierzchni i kontaktują się z wypustkami sąsiednich komórek OSTEOCYTY -> leżą w jamkach kostnych -» nie ulegają podziałom -> mają kształt pestki dyni -> posiadają wiele wypustek wnikających do kanalików kostnych ubogi RER i AG okresowo usuwają i produkują nową kość wokół jamek OSTEOKLASTY -> komórki kościogubne -> są to komórki duże i wielojądrzaste Wykłady drukowane prof. Malendowicza -» odpowiedzialne są za resorpcję kości -» posiadają średnicę do 100 um -> mogą zawierać do 50 jąder komórkowych -> dzięki nim zachodzi aktywna resorpcja w zatokach Howshipa -> cytoplazma kwasochłonna -» przy powierzchni zwróconej do kości występuje tak zwany rąbek postrzępiony utworzony przez liczne wypustki cytoplazmatyczne otoczone błoną komórkową; pod rąbkiem występuje strefa ektoplazmy która pozbawiona jest organelli komórkowych - tzw. strefa jasna lub włóknista która jest odpowiedzialna za przyleganie osteoklastów do kości; brak tej strefy w przypadku osteopetrozy (nadmiernej mineralizacji kości) -» reagują na hormony regulujące gospodarkę wapniową PTH (parathormon) zwiększa resorpcję jonów wapnia pobudzając osteoklasty , CT (kalcytonina) hamuje aktywność osteoklastów ZĘBINOKLASTY - występują w zębinie - są to komórki analogiczne do osteoklastów występujących w kościach Komórki wyścielające kości -» posiadają wrzecionowate jądra -> występują na powierzchni kości -» zwane są osteocytami powierzchownymi lub osteoblastami spoczynkowymi -> powstają z osteoblastów -» posiadają mało organelli -> połączone są miedzy sobą neksusami -> mają wypustki w kanalikach kostnych -» stanowią ciągłą warstwę wśród zakamarków kości -» rola tych komórek - mogą poddawać się indukcji i przekształcać się w osteoblasty - bariera jonowa , pH wewnątrz tych komórek jest o jednostkę mniejsza niż na zewnątrz , rola ich polega także na regulacji homeostazy mineralnej OSTEOKLASTY - pochodzą z mezenchymy , należą do mononuklearnego systemu fagocytów. Powierzchnie kości - konieczne sa dla rozwoju, wzrostu i utrzymania szkieletu; tworzenie i resorpcja kości określa architektonikę szkieletu przez co rozumiemy ubytek i przyrost masy kostnej. Wyróżniamy cztery powierzchnie funkcjonalne : -» okostnowe o powierzchni 0.5 * 106 mm2 -> osteonalne i kanały Folmana - 0.5 * 106 mm2 -> powierzchnia graniczna (zbita jama szpikowa) - 3.5 * 106 mm2 -» powierzchnia kostna gąbczasta -jama szpikowa - 7 * 105 mm2 suma tych powierzchni wynosi 11.5 * 106 mm2 Te powierzchnie mogą znajdować się w różnych stanach czynnościowych -> stan tworzenia - osteoblasty + osteoid -» stan resorpcji - związany z zatokami Howshipa + osteoklasty -» stany spoczynkowe - związane z komórkami wyścielającymi kość Resorpcja kości -» uwalnianie Ca2+ i F do płynu komórkowego i usuwanie organicznej macierzy za ten proces odpowiedzialne są osteoklasty i w pewnym stopniu osteocyty Związki które aktywują resorpcję -> paratryna (parathormon) PTH - w nadczynności przytarczyc występuje odwapnienie kości -> witamina D3 -> czynniki aktywujące osteoklasty (witamina A, tyroksyna) Inhibitory resorpcji - hamują ten proces -> kalcytonina - hormon wytwarzany przez komórki C tarczycy - działanie jego polega na obniżaniu stężenia jonów Ca2+ we krwi -» glukokortykosterydy - hormony kory nadnercza -» estrogeny -» kolchicyna i fosforany HISTOGENEZA KOŚCI -> jako pierwotna powstaje kość splotowata która jest następnie zastępowana kością definitywną lub usuwana i wtedy zostaje wytworzona jama szpikowa -> kość splotowata charakteryzuje się nierówno rozłożonymi włóknami kolagenowymi i małą ilością substancji mineralnych ; występuje ona w życiu płodowym oraz podczas gojenia się złamań ; w kostnieniu ektopicznym - na przykład w guzach kości !!!!!!! może też być kość zbita lub gąbczasta Kostnienie -> odbywa się na podłożu tkanki łącznej -> kostnienie błoniaste zachodzi na podłożu tkanki łącznej - dotyczy kości płaskich -> kostnienie endochondrialne zachodzi na podłożu tkanki chrzestnej W obu typach kostnienia zachodzą następujące zjawiska -> różnicowanie komórek mezenchymy w osteoblasty -» wytworzenie macierzy i mineralizacja -» powstanie kości splotowatej -> powstanie kości definitywnej Kostnienie rozpoczyna się w 8 tygodniu życia wewnątrzmacicznego ; komórki mezenchymy różnicują się w osteoblasty i powstają wyspy osteoblastów, które wydzielają osteoid do środka ; część z tych komórek ulega zamurowaniu w osteoidzie w wyniku czego powstają beleczki podobne do igieł promieniście 9 rozchodzące się od centrum kostnienia (centrum osyfikacji !!!), beleczki pogrubiają się w wyniku apozycji i powstaje pierwotna kość gąbczasta Kostnienie endochondrialne - zachodzi na modelu chrzestnym chrząstki szklistej; ważne jest tu powstanie pierwotnego punktu kostnienia - zachodzi tu bowiem hypertrofia chondrocytów, zwapnienie macierzy i nekroza chondrocytów (ich obumarcie), przegrody między chondrocytami niszczone są przez chondroblasty , występują tam beleczki chrzęstno - kostne które stanowią rusztowanie dla pierwotnych beleczek kostnych , na nich osiadają osteoblasty które tworzą kość W kościach długich występuje zagęszczenie tkanki mezenchymalnej która tworzy zarys kości; komórki mezenchymalne różnicują się w chondroblasty , wytwarzają model chrzestny chrząstki szklistej z której powstaje ochrzęstna ; tu kość wzrasta interstycjalnie i apozycyjnie Pierwotny punkt kostnienia w ochrzęstnej występują naczynia - okostna chondroblasty przechodzą w osteoblasty i powstaje mankiet kostny w, wyniku tego dochodzi do zwapnienia chrząstki trzonu, który to proces poprzedzony jest przerostem chondrocytów i to prowadzi do ich nekrozy ; tam wnika pęczek łącznotkankowo - naczyniowy oraz osteoklasty i powstaje pierwotna jama szpikowa; z mezenchymy różnicują się osteoklasty i rozpoczyna się proces tworzenia kości . Pierwotny punkt kostnienia wzrasta w kierunku od nasad , niszczy chrząstkę i na dalszym etapie zostają tylko dwie płytki chrzestne - to właśnie nazywamy płytką wzrostu KOMPLEKS nasada - przynasada. Wtórny punkt kostnienia pojawia się w nasadach i tworzy je. Chrząstka w nasadach rośnie radialnie , nie pokryta jest ochrzęstna, w nasadach występuje cienki warstwa kości zbitej. Płytka wzrostu oddziela nasadę od przynasady - płytka ta warunkuje wzrost kości na długosć i tworzy szkielet dla kości przynasady - kości gąbczastej. KOMPLEKS NASADA - PRZYNASADA TO INACZEJ PŁYTKA WZROSTU Chondrocyty tworzą słupki, grubość tej chrząstki wzrostu jest stała; powstają nowe komórki a stare są usuwane (te nekrotyczne) Płytka wzrostu warunkuje wzrost kości na długość. Jeśli mamy przypadki achondroplazji (nie wytwarzanie chrząstek nasadowych) osobnik ma bardzo krótkie kończyny przy prawidłowo rozwiniętym tułowiu Mankiet kostny - warunkuje wzrost kości na grubość , tu następuje transformacja kości gąbczastej w kość zbitą ; zachodzi równocześnie z kostnieniem endochondrialnym; powstają pierwotne beleczki l Modelowanie & remodelowanie Utrata kości z wiekiem : -> dotyczy całego szkieletu ale w różnym zakresie -> 10 lat wcześniej i dwa razy szybciej u kobiet niż u mężczyzn -» utrata zachodzi na powierzchni endosteum -^ usuwana jest kość zbita -^ nie zmienia się stopień resorpcji ale osłabione jest tworzenie kości Regulacja gospodarki wapniowej organizmu 1. narządy- kość, przewód pokarmowy, nerka 2. hormony - kalcytonina, parathormon, wit. D3 Wykłady drukowane prof. Malendowicza 10 w nim są różne ziarnistości : - ciałka gęste (ziarnistości delta - 5) - o średnicy 250 - 300 nm, zawierają jony Ca2+ oraz ADP, ATP, wychwytują serotoninę - ziarnistości a - mają średnicę 300 - 500 nm , zawierają jony Ca2+ , oraz PDGF (płytkowy czynnik wzrostu) i inne specyficzne białka - ziarnistości X - o średnicy 175 - 200 nm - zawierają ziarnistości lizosomalne Rola płytek -» udział w procesie krzepnięcia -» udział w procesie lizy zakrzepów Zjawiska -> pierwotna agregacja (agregacja w miejscach uszkodzonego nabłonka) - tworzą się zakrzepy -> wtórna agregacja - płytki w zakrzepie uwalniają zawartość ziaren a ADP jest potężnym czynnikiem indukującym agregację -» krzepnięcie krwi - tromboplastyna uwalniana z płytek i tkanek indukuje krzepnięcie, powstaje włóknik (zakrzep) -> retrakcja - obkurczenie się zakrzepu -> usunięcie zakrzepu - z osoczowego plazminogenu w wyniku działania śródbłonkowego aktywatora plazminogenu powstaje plazmina (enzym proteolityczny) która rozpuszcza zakrzep Wpływ różnych czynników na proces kostnienia 1. brak witaminy A powoduje zaburzenia czynności osteoblastów i osteoklastów oraz resorpcji 2. hiperwitaminoza A erozja słupków chrzestnych bez proliferacji - wcześniejszy zanik płytki wzrostu, zahamowanie wzrostu 3. awitaminoza C - opóźnienie powstawania kolagenu i w wyniku tego zaburzenie wzrostu kości 4. brak witaminy D3 - zaburzenie kostnienia chrząstki nasadowej, słabo uwapniona kość, ulega deformacji pod wpływem przykładanej siły, u dzieci krzywica , u dorosłych - osteobolacje (zmiękczenie kości) KREW Trombocyty -» brak jądra -> podobne w kształcie do dysków -» polimorfizm dotyczący kształtu -> średnica 2 - 4 um -» 200 - 400 tysięcy w mm3 -» powstają w szpiku kostnym z fragmentów cytoplazmy megakariocytów -> odpowiedzialne są za krzepliwość krwi uszczelnianie naczyń krwionośnych -» żyją 10 dni -> budowa - w środku granulomer (część barwliwa), na obwodzie hialomer (część niebarwliwa, posiada trombokinazę) Ultrastruktura -» płytki krwi posiadają system kanalikowy otwarty łączący się z zagłębieniami błony płytki ; występują w hialonemie -» na obwodzie pod błoną płytki występuje bardzo silnie rozwinięta wiązka mikrotubul których zadanie polega na utrzymywaniu kształtu płytki -> na błonie płytki znajduje się silnie rozwinięta osłonka glikoproteidowa o grubości 15 - 20 nm która jest odpowiedzialna za przyleganie (adhezję) płytek -» w granulomerze jest system kanalików tak zwany gesty system kanalikowy a TKANKA MIĘŚNIOWA Jest to tkanka posiadająca zdolność kurczenia się . Mięsień jest kompozycją różnych elementów - tkanki mięśniowej, nerwowej, łącznej, naczyń krwionośnych. Ze względu na wygląd tej tkanki w mikroskopie optycznym dzielimy ją na : => tkankę mięśniową gładką => tkankę mięśniową poprzecznie prążkowaną szkieletową => tkankę mięśniową poprzecznie prążkowaną sercową Między tymi typami tkanki mięśniowej występują znaczne różnice : => mięśnie gładkie - nie podlegają woli; kurczą się powoli i wytrwale => mięśnie poprzecznie prążkowane szkieletowe - kurczą się szybko okresowo => mięsień sercowy kurczy się ciągle niezależnie od woli Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa Jednostką strukturalna tej tkanki jest włókno mięśniowe ; pęki tych włókien otoczone tkanką łączną wiotką tworzą wiązki Wykłady drukowane prof. Malendowicza Typy włókien mięśniowych ze względu na fizjologię => fazowe => toniczne 11 plazmalemmy tworzące sieć otaczającą każdy sarkomer w miofibryllach ; włókna otoczone są śródmięsną w niej znajdują się delikatne włókna retikulinowe Wewnątrz włókna znajduje się sarkoplazma -jest to cytoplazma włókna mięśniowego ; w niej występują miofibryle czyli elementy kurczliwe przebiegające wzdłuż długiej osi włókna ; układają się one w zespoły zwane pęczkami miofibryli albo słupkami mięśniowymi (kolumienkami Leydiga); każdy taki pęczek otoczony jest przez większą ilość sarkoplazmy; przekroje poprzeczne przez kolumienki Leydiga to pole Conheima . Maja one kształt wieloboków w mięśniu poprzecznie prążkowanym szkieletowym natomiast w mięśniu sercowym mają kształt trójkątny ; w części obwodowej włókien mięśniowych występują mitochondria, które nazywamy sarkosomami; mają one bogato rozwinięte grzebienie (występują przy prążku Z); w sarkoplazmie występuje zredukowany AG, bardzo silnie rozwinięta ER którą nazywamy siateczką sarkoplazmatyczną; w mięśniu poprzecznie prążkowanym przyjmuje ona charakterystyczną strukturę (oplata miofibryle) Miofibryle => średnica l - 2 um => biegną wzdłuż osi długiej włókna mięśniowego Sarkomer jest podstawową jednostką kurczliwą warunkującą charakterystyczne poprzeczne prążkowanie ; długość sarkomerów w danym typie włókien jest jednakowa i w szybko kurczących się włóknach występują krótkie sarkomery a w wolno kurczących się włóknach występują długie sarkomery Miofibryle utrzymane są w przestrzennym uporządkowaniu dzięki filamentom pośrednim desminowym i dimentynowym ; utrzymują one prążki Z na jednym poziomie Zmiana unerwienia włókna powoduje zmianę jego właściwości. Większość zespołów mięśniowych ssaków jest heterogeniczna - posiada wszystkie trzy typy włókien nerwowych. Budowa włókna mięśniowego szkieletowego => walec zakończony wrzecionowato => połączenie plazmodium i syncytium powstające w wyniku fuzji mioblastu => długość walca zależy od długości mięśnia => włókna białe są najgrubsze - do 100 urn => włókna czerwone najcieńsze => najdłuższy mięsień ma ok. 50 cm Sarkolemma jest to błona komórki mięśniowej; grubość jej wynosi ok. 10 nm ; jej powierzchnia pokryta jest glikoproteidami w błonie tej znajdują się różne wgłębienia : => przejściowe - pęcherzyki pinocytarne => trwałe - jamki (caveole), fałdy pod zakończeniami nerwowymi => regularne wgłębienia - kanaliki T Warstwy sarkolemmy => błona plazmatyczna => błona podstawna otoczona przez warstwę włókien kolagenowych o typowej strukturze => warstwa zewnętrzna Pod sarkolemmą występuje od kilkudziesięciu do kilku tysięcy jąder które mają kształt wrzecionowaty lub pałeczkowaty Kanaliki T są to palczaste wgłębienia Wzór sarkomeru Z + 1/2 I + 1/2 A + M + 1/2 A + 1/2 I + Z Sarkomer ograniczony jest prążkami Z (telofragma); w środku znajduje się prążek A (anizotropowy) - ciemny, w prążku tym występuje prążek H (Hansena), jego długość zależy od tego czy mięsień w danej chwili jest w skurczu , czy nie ; przez środek prążka H przechodzi linia M ; włókna toniczne nie posiadają lini M Sarkomery zbudowane są z symetrycznie rozmieszczonych mikrofilamentów => mikrofilamenty grube o sredn. 12 nm i długości 1.5 um występują w prążku A w środku sarkomeru są to miofilamenty miozynowe => miofilamenty cienkie o 0 6 nm i długości 1um są to miofilamenty aktynowe przyczepione są do lini Z ; biegną równolegle do miofilamentów długich w prążku I i częściowo w prążku A; nie występują w smudze H ; mają koniec (+) zakotwiczony w lini Z i koniec (-) - skierowany do środka sarkomeru ; w czasie skurczu długość miofilamentów nie ulega zmianie , one wsuwają się między siebie Białka związane ze skurczem => miozyna - zbudowana z dwóch łańcuchów ciężkich i dwóch łańcuchów lekkich, występuje w miofilamentach grubych; jej interakcja z aktyną hydrolizuje ATP i wywołuje skurcz => miomezyna - wiąże krzyżowo filamenty grube w lini M => titina - zakotwicza filamenty grube w prążku Z => białko C - wiąże się z filamentami grubymi w lini M => białko G - polimeryzuje w aktynę F tworząc miofilamenty cienkie => tropomiozyna - zajmuje rowki w miofilamentach cienkich => troponina - tworzy kompleks z tropomiozyna, która wiąże jony wapnia Ca2+ one hamują interakcję aktyny z miozyna => alfa-aktynina - zakotwicza koniec (+) miofilamentów cienkich w prążku Z nebulina - białko w prążku Z które wraz z alfa-aktyniną zakotwicza miofilamenty Wykłady drukowane prof. Malendowicza cienkie w lini Z Siateczka sarkoplazmatyczna otacza miofibryle ; zbudowana jest z podłużnych cienkich kanalików biegnących wzdłuż osi sarkomerów i poprzecznych zwanych cysternami brzeżnymi, które są na jednakowym poziomie ; dwie sąsiednie cysterny brzeżne wraz z kanalikiem T tworzą triadę mięśniową , Rola siateczki polega na : => magazynowaniu jonów Ca2+ => posiada specyficzne białka - ATP-aza odpowiedzialna za transport jonów Ca2+ (60%); kalsekwestryna - odpowiada za utrzymanie Ca2+ w siateczce (15%); proteolipid o wysokim powinowactwie do Ca2+ (10%) W płytce mięśniowej następuje depolaryzacja sarkolemmy na skutek bodźca , ta depolaryzacja przez system kanalików T zostaje przekazana na błony siateczki sarkoplazmatycznej; z niej uwolnione zostają magazynowane wewnątrz jony ; uwalnianie następuje przez zależne od napięcia kanały wapniowe i jony uwalniane są w najbliższym sąsiedztwie miofilamentów grubych i cienkich ; tu wiążą się z troponiną co ułatwia interakcję aktyny i miozyny w rozkurczu stężenie jonów wapnia wynosi 10-8 mola w skurczu stężenie jonów wapnia wynosi 10-5 mola po ustaniu depolaryzacji jony Ca2+ są aktywnie transportowane do siateczki sarkoplazmatycznej za pomocą ATP-azy i w tej siateczce są wiązane przez kalsekwestrynę Mechanizm skurczu w czasie skurczu miofilamenty długie i cienkie zachowują swoja długość jednak wnikają między siebie , nazywamy to teorią ślizgową skurczu ; w czasie skurczu skraca się prążek I i smuga H Białka biorące udział w skurczu : => miofilamenty cienkie - każdy utworzony jest przez dwa filamenty F aktyny ( białko fibrylarne), które są ze sobą skręcone ; pojedyncza fibrylla F aktyny zbudowana jest z cząsteczek globularnych G aktyny ( każda ma 42 - 48 tys D) Na cząsteczce G aktyny występują miejsca selektywnie wiążące fragment S1 miozyny miofilamentu grubego => tropomiozyna - jest to białko włókniste ; dwie nici tego białka są nawinięte wzdłuż osi utworzonej przez skręcone filamenty F aktyny ; wzajemne ułożenie tych białek zależy od stężenia jonów wapnia; jeżeli stężenie to wynosi 10-5 mola wówczas tropomiozyna znajduje się w rowku i odsłania miejsce na G aktynie które może wejść w interakcję z miejscem S1 miozyny ; jeżeli stężenie wynosi 10-8 mola tropomiozyna znajduje się na zewnątrz i zasłania miejsce wiążące => troponina - zbudowana z trzech podjednostek - T - wiąże się z tropomiozyna I - wiąże się z aktyną - C - odwracalnie wiąże się z jonami wapnia (wiąże jednocześnie cztery cząsteczki); jest białkiem analogicznym do kalmoduliny Sztywność pośmiertna następuje ponieważ po śmierci nie dostarczany jest ATP kompleks aktyną miozyna jest elementem stałym Płytka ruchowa (połączenie nerwowo-mięśniowe) => włókna ruchowe (to włókna mielinowe a neurony) przechodzą przez omięsną, rozgałęziają się i tracą osłonkę mielinową ale w dalszym ciągu są otoczone komórkami Schwanna, ulegają zgrubieniu nad płytka nerwową => zakończenie aksonu to błona presynaptyczna pokryta komórkami Schwanna , występują mitochondria, SER, pęcherzyki synaptyczne z acetylocholiną => przestrzeń synaptyczna => błona postsynaptyczna stanowi ją sarkolemma włókna mięśniowego Depolaryzacja otwiera zależne od stężenia kanały Ca2+ - następuje napływowych jonów i fuzja z błoną presynaptyczna co prowadzi do uwolnienia acetylocholiny która dzięki dyfuzji dochodzi do swoich receptorów w błonie postsynaptycznej napływ jonów i depolaryzację sarkolemmy; acetylocholinesteraza znajdująca się w synapsie rozkłada acetylocholinę i przywraca potencjał spoczynkowy. Klinika => botulizm - zatrucie jadem kiełbasianym ; wywołuje porażenie mięśni i może prowadzić do śmierci => mastenia gravis - choroba autoimmunologiczna ; powstają przeciwciała przeciw receptorom acetylocholiny co objawia się osłabieniem mięśni =>bungarotoksyna - wytwarzana przez niektóre węże Komórki satelitarne => leżą na powierzchni włókien we wgłębieniach => pokryte warstwą zewnętrzną śródmięsnej => komórki małe zawierające trudno barwliwe jądro => występują w dwóch populacjach - zdeterminowane - gotowe do bezpośredniego różnicowania - macierzyste - 12 dopiero dzielą się i ulegają różnicowaniu Rola tych komórek polega na regeneracji włókien mięśniowych i na pourazowym wzroście mięśni Mięsień sercowy Komórki przedsionków są mniejsze niż komórki komór; mniej kanalików T; w komórkach na biegunach liczne ziarnistości obłonione o średnicy 0.2 - 0.3 um , w prawym przedsionku są liczniejsze (600 ziarnistości na komórkę); ziarnistości te zawierają prekursor przedsionkowego hormonu ANP (anti natric uretic peptide) ATRIOPEPTYNA (ANF lub ANT). Peptydy antydiuretyczne - czynne biologiczne , charakteryzują się 17 aminokwasowym pierścieniem tu jest ANP , BNP ( brain) - mózgowy, CMP syntetyzowany w komórkach śródbłonka. Posiadają od 28 do 32 aminokwasów i działają poprzez trzy receptory na nerki i nadnercza (ANF działa na strefę kłębkowatą kory nadnerczy hamując jednocześnie wydzielanie aldosteronu), hamują układ RAA (układ renina - angiotensyna - aldosteron ) Nasilenie czynności układu RAA powoduje nadciśnienie i może prowadzić do zawału , peptydy te hamując układ RAA zwiększają wydzielanie wody i jonów Na+ przez co obniżają ciśnienie krwi ANP - wydzielany jest w przypadku zwiększonej objętości płynów w naczyniach -rozciągnięcie włókien mięśniowych przedsionka to najsilniejszy bodziec stymulujący wydzielanie ANP ; w przewlekłej niewydolności krążeniowej poziom ANP jest podwyższony komórka mięśnia sercowego to kardiocyt - jest ona mniejsza od komórki mięśnia szkieletowego i bardziej rozgałęziona; jądro położone jest centralnie; charakterystyczną cechą komórek mięśnia sercowego są wstawki w miejscach połączeń z sąsiednimi komórkami ; miofilamenty ułożone w sarkomery są mniej wyraźne i mniej regularne niż w mięśniu szkieletowym ; występują obfite mitochondria , które zajmują do 20% cytoplazmy w której występują także ziarna glikogenu i krople lipidowe; komórki mięśnia sercowego charakteryzują się intensywnym metabolizmem tlenowym i przez to jest on bardzo wrażliwy na niedotlenienie; występują tu również ziarenka lipofuscyny (żółtobrunatne fragmenty cytoplazmy usuwane przez lizosomy); tubule poprzeczne występują w innym miejscu iż w mięśniu szkieletowym, na wysokości lini Z lub w prążku I i maja większą średnicę; w mięśniu sercowym nie stwierdzono komórek satelitarnych i dlatego nie ma on zdolności do regeneracji; przerost mięśnia sercowego polega jna wzroście rozmiarów danych komórek a nie na wzroście liczby komórek ; między komórkami mięśniowymi występują wstawki; składa się na nie neksus, strefa przylegania i desmosom; strefa przylegania jest to płytka znajdująca się od strony cytoplazmy zbudowana z desmoplazminy gdzie zakotwiczone są miofilamenty cienkie z końcowych sarkomerów ; desmosom ma znaczenie mechaniczne - jest to płytka w której zakotwiczone są miofilamenty pośrednie ; komórki mioendokrynowe występują w ścianie prawego przedsionka serca głównie w uszku; mają one włókienka kurczliwe i ziarna wydzielnicze zawierające ANF Budowa triady mięśniowej (w mięśniu sercowym mamy DIADY) W centrum znajduje się tubula poprzeczna a po obu jej stronach cysterny brzeżne siateczki sarkoplazmatycznej; tubule poprzeczne oplatają każdy sarkomer na wysokości prążka A i I; każdy sarkomer opasany jest przez tubule poprzeczne (kanalik T); błony tworzące tubule poprzeczne to uwypuklenia sarkolemmy; funkcja tubuli poprzecznej (kanalika T) jest przenoszenie depolaryzacji błony z powierzchni włókna do jego wnętrza; depolaryzacja jest sygnałem do uwolnieni jonów wapniowych ; siateczka sarkoplazmatyczna zbudowana jest z błon gładkich tworzących wpuklenia między włóknami mięśniowymi; w błonie siateczki znajduje się układ enzymatyczny transportujący jony wapnia z cytoplazmy do wnętrza siateczki; występują tu bramkowe kanały wapniowe umożliwiające wypływ jonów z siateczki do sarkoplazmy; jony wapniowe występują albo jako wolne w formie zjonizowanej albo związane z białkiem kalsekwestryną (jedna cząsteczka może związać 40 jonów) Stopka łącząca widoczna jest tylko w mikroskopie elektronowym; zbudowana jest z dwóch receptorów i kanału wapniowego; dzięki temu kompleksowi możliwe jest przekazywanie pobudzenia z tubuli poprzecznej do siateczki sarkoplazmatycznej; stopka zbudowana jest z dwóch receptorów - dihydropirydynowego i rianodynowego; kanał wapniowy stanowi środkową część receptora rianodynowego; pod wpływem depolaryzacji błony tubuli poprzecznej dochodzi do zmiany konformacji receptora dihydropirydynowego; w wyniku aktywacji receptora rianodynowego następuje zmiana jego konformacji i tak dochodzi do otwarcia kanału wapniowego i Miogeneza (powstawanie mięśni szkieletowych) zaczyna się po okresie gastrulacji a kończy się w pierwszych miesiącach po urodzeniu; pierwotna komórka mięśniową jest sarkoblast (mioblast pierwotny); jest to komórka o wrzecionowatym jądrze, zawiera dużo rybosomów i posiada zdolność do replikacji DNA i do podziałów mitotycznych, nie zawiera miofilamentów; w wyniku mitozy z sarkoblastów powstają mioblasty; błona komórkowa sarkoblastów nie ma błony podstawnej; miejscem powstawania sarkoblastów jest mezoderma zarodkowa (somity i skrzydełka boczne) ;z somitów powstają mięśnie grzbietu a ze skrzydełek mięśnie kończyn; zgrupowanie sarkoblastów w somicie tworzy miotom; powstające z sarkoblastu mioblasty powodują powstanie mioblastów postmitotycznych które nie maja zdolności do podziałów; ulegają one fuzji w podłużne komórki co nazywamy miotubą (tubulą mięśniową); pierwsze miotuby pojawiają się w 7 tygodniu życia Wykłady drukowane prof. Malendowicza wewnątrzmacicznego ; syntetyzują one miozynę ale brak im poprzecznego prążkowania; później produkują ATP-azę, kalsekwestrynę i inne białka niezbędne do powstawania miofilamentów; po pewnym czasie powstaje poprzeczne prążkowanie mimo tego miofilamenty mają mniejszą średnicę, jądra ułożone są centralnie i brak jest kompletnego systemu błon czyli tubul poprzecznych i siateczki; z czasem rośnie średnica tubul i następuje stopniowe przesuwanie się jąder w kierunku sarkolemmy, wytwarza się błona podstawna i włókienka kurczliwe a dopiero później powstają tubule poprzeczne (kanaliki T); zbiorniki siateczki powstają z błony siateczki ziarnistej, która traci rybosomy staje się gładka i następuje wbudowanie ATP-azy transportującej jony wapnia; pełne wykształcenie tych struktur następuje po urodzeniu; komórki satelitarne obecne są w życiu dorosłym; znajdują się one na obwodzie włókna mięśniowego, zachowują zdolność do replikacji DNA i podziałów mitotycznych, odpowiedzialne są za wzrost mięśni szkieletowych w wieku młodzieńczym oraz za regenerację tkanki mięśniowej; stanowią pozostałość sarkoblastów ;komórka satelitarna to inaczej sarkoblast który nie uległ fuzji z miotubaj w dojrzałych mięśniach komórka satelitarna powstaje w wyniku odłączenia sarkoplazmy z jednym jądrem, wówczas uzyskuje ona zdolność do replikacji DNA i do mitozy. UKŁAD NERWOWY Charakteryzuje się szczególną reaktywnością na podniety fizyczne i chemiczne pochodzące ze środowiska i szczególną zdolność przewodzenia bodźców. Spełnia rolę integrującą; to układ , który współdziała z innymi układami organizmu - dokrewnym i immunologicznym. Na zakończeniach nerwowych występują receptory, które odbierają różne bodźce - mechaniczne , termiczne, chemiczne , przetwarzają je w impulsy nerwowe, które mogą być przekazywane do innych neuronów, wyższych ośrodków nerwowych odpowiedzialnych za percepcję czuciową lub inicjujących odpowiedź. Podział anatomiczny układu nerwowego : 1. ośrodkowy (mózgowie i rdzeń kręgowy) ‘ 2. obwodowy (nn. czaszkowe, nn. rdzeniowe wychodzące z rdzenia i związane z nimi zwoje nerwowe . ) PODZIAŁ FUNKCJONALNY UKL. NERWOWEGO 1. komponenta czuciowa (aferntna) otrzymuje bodźce i przewodzi do OUN 13 2. komponenta ruchowa - motoryczna , eferentna (rozpoczyna się w OUN i przekazuje impulsy do narządów efektorowych w całym organizmie) . System motoryczny - podział 1. system somatyczny - impulsy z OUN przekazywane są bezpośrednio za pośrednictwem jednego neuronu do mięśni szkieletowych 2. system autonomiczny - impulsy jednym neuronem przekazywane są do zwoju nerwowego i impuls wygenerowany w zwoju przekazywany jest kolejnym neuronem do mięśni gładkich, mięśnia sercowego i gruczołów. Komórka nerwowa - NEUROCYT= NEURON - to jednostka funkcjonalnostrukturalna -14-15 miliardów cechą charakterystyczna tej komórki jest posiadanie wypustek lub wypustki (silnie rozgałęzionej), odchodzą one z cytoplazmy otaczającej duże jądro komórkowe ; tą cytoplazmę nazywamy perikarionem ; perikarion wraz z jądrem komórkowym tworzy ciało komórki nerwowej. Podział morfologiczny neuronów: • neurocyty - wypustki, różny kształt, różna wielkość , różna liczba jednowypustkowe (jednobiegunowe) dwuwypustkowe wielowypustkowe PODZIAŁ Z UWAGI NA CZYNNOŚĆ => neurony czuciowe (aferentne ) otrzymują bodźce czuciowe na zakończeniach dendrytu i przewodzą do OUN => neurony eferentne - maja swój początek w OUN a przewodzą impulsy do mięśni, gruczołów lub innych neuronów ! => interneurony - położone wyłącznie w OUN działające jako systemy łączące lub integrujące , tworzące sieć neuronalną pomiędzy nerwami czuciowymi, motorycznymi, interneuronami. W toku ewolucji liczba interneuronów zwiększa się bardziej niż neuronów W układzie nerwowym występują dwa rodzaje wypustek - akson (neuryt) - cylinder osiowy - dendryt (wypustka cytoplazmatyczna) Akson - obecny jest we wszystkich neuronach, od dendrytu różni się tym , że jest dłuższy, w przebiegu bardziej gładki i wykazuje tendencję do nierozgałęziania się neurocytu. Przewodzi bodźce od ciała komórki Wyjątek - z obwodowych części komórek . Aksony stopniowo zmniejszają średnicę na przebiegu i rozgałęziają się . Ze względu na sposób rozgałęzienia dzielimy aksony na : => aksony Golgi I - rozgałęzienie daleko od ciała komórki => aksony Golgi II - rozgałęzienie w pobliżu ciała komórki Aksony kończą się na dendrytach lub perikarionach (synapsy) w receptorach (zakończenia czuciowe) w narządach efektorowych. Dendryty - występują blisko ciała komórkowego, nieregularne w zarysie, zwiększają powierzchnie komórki dostępną do połączenia z aksonami innych neurocytów; powstają połączenia akso-dendrytyczne , są też połączenia dendrodendrytyczne; posiadają budowę perikarionów ; przewodzą bodźce do komórki. Kształt komórek nerwowych zależy od liczby synaps .Wyróżniamy więc => gruszkowaty - komórki jednobiegunowe i pseudojednobiegunowe => wrzecionowaty - komórki dwubiegunowe => gwiaździste - pimieiinowe , różnokształtne - wielobiegunowe - to komórki ziarniste, mogą być komórkami bezneurytowymi tak zwane wielobiegunowe , posiadające tylko dendryty, występują one w warstwie ziarnistej wewnętrznej w siatkówce oka Rozmiary komórek nerwowych zależą od liczby, długości i średnicy wypustek oraz liczby synaps na ich powierzchni, Komórki Purkinniego móżdżku posiadają synapsy z 200 tysiącami komórek nerwowych. Ze względu na lokalizację ciała komórki nerwowej wyróżniamy => skoncentrowane w korze i jądrach w ośrodkowym układzie nerwowym => poza OUN występują w zwojach nerwowych Lokalizacja wypustek dendryty - w pobliżu ciała komórkowego aksony prawie wszędzie WŁÓKNO NERWOWE . NERW Włókno nerwowe to cylinder osiowy - akson wraz z osłonkami NERW - to zbiór włókien nerwowych poza ośrodkowym układem nerwowym połączonych przez tkankę łączną => nanerwie (epineurium) => onerwie (perineurium) => śródnerwie (endoneurium) Onerwie - perineurium - zbudowane jest z włókien tkanki łącznej, pokryte ciągłą osłonką utworzoną z płaskich komórek - tworzą one nabłonek onerwia przedłużenie opony miękkiej i pajączynówki; wchodzą w skład blaszek, w receptorach - ciałka Valel-Pacciniego, tworzą rodzaj kanału dla płynu mózgowo rdzeniowego. CYTOLOGIA I ULTRASTRUKTURA , => jądro duże owalne lub sercowate , euchromatyczne (jasnobarwliwe) z obwodowo umieszczoną ubogą heterochromatyną ; w środku jedno lub dwa jąderka => w cytoplazmie silnie rozwinięty RER z charakterystycznymi równoległymi Wykłady drukowane prof. Malendowicza cysternami => w cytoplazmie polirybosomy rozrzucone ; barwienie dokonujemy barwnikami zasadowymi (błękit toluidyny, fiolet krezylowy) - ukazują się te struktury jako zasadochłonne grudki zwane substancja Nissla lub tigroidem RER W DENDRYTACH ALE NIE WYSTĘPUJE W AKSONIE TAM JEST NATOMIAST SER => w większości neurocytów ma dobrze rozwinięty SER kanaliki przechodzą do dendrytu i aksonu ; leżące bezpośrednio pod błoną jako cysterny hypolemialne - odpowiadają za SEKWESTRACJĘ Ca2+, posiadają różne białka. => w perikarionie AG silnie rozbudowany co związane jest z jego rolą w syntezie neurotransmiterów lub enzymów odpowiedzialnych za ich syntezę w aksonie. Liczne mitochondria rozmieszczone w perikarionie, dendrytach, aksonie, najliczniejsze w zakończeniach aksonów ; w cytoplazmie następuje przesuwanie za pomocą mikrotubul (MT) ; w cytoplazmie występuje jedna centriola Wtręty cytoplazmatyczne => w niektórych okolicach brązowo-czarne ziarna melaniny => ziarna lipofuscyny ( w cytoplazmie osób w podeszłym wieku jest to pozostałość po trawieniu lizosomów) => krople lipidowe -jako materiał energetyczny ; większe magazynowanie w zaburzeniach metabolicznych W komórkach neurosekrecyjnych (wydzielających) występują ziarnistości wydzielnicze. W patologii w komórkach nerwowych obserwuje się występowanie blaszek białkowych co jest charakterystyczne dla choroby ALTZHEIMERA Cytoszkielet Po impregnacji solami srebra widoczne są neurofibryle o średnicy 2 mm.; mikrotubule w komórkach nerwowych - mikrotubule o średnicy 25 nm., neurofilamenty o średnicy 11 nm., mikrofilamenty o średnicy 6 nm. są filamentami aktynowymi związanymi z plazmalemmą. DENDRYT Dendryty są to aferentne zakończenia neuronów, występują w większej liczbie; ich system rozgałęzień jest typowy dla danego typu komórki. Zawierają organella takie same jak występują w perikarionie z wyjątkiem AG; neurofilamenty są w nich zredukowane występują pojedynczo, natomiast występują liczne mitochondria. Na powierzchni neurytów występują liczne kolce dendrytyczne, które zwiększają powierzchnię synaptyczną neurocytów ; są kształtu buławkowatego - wysokość 2 um. Zależą od wieku, stanu odżywienia, defektów chromosomalnych (słabo rozwinięte w trisomii 12 i 23) i zatruciach organizmu. Transport dendrytyczny - wolny , ok. 3 mm. na godzinę AKSON => początek - wzgórek aksonu,; występują jako pojedyncze cienkie wypustki; biegną daleko od ciała komórki (nawet do 1 m.); ich średnica jest wprost proporcjonalna do szybkości przewodzenia bodźców ; dla poszczególnych typów neuronów średnica aksonów jest stała ale może się zmieniać zawartość mikrofilamentów => niektóre z aksonów na swym przebiegu posiadają boczne odgałęzienia kollaterole - odchodzącepod kątem 90° ; na końcach ulegają rozgałęzieniu tworząc wiele małych zakończeń aksonalnych => cześć aksonu od początku do pierwszego segmentu mieliny zwana jest segmentem początkowym => aksoplazma (cytoplazma aksonu) - krótkie profile C, długie i cienkie mitochondria i liczne mikrotubule przeplatające się z neurofilamentami; NIE ZAWIERA RER ! => niektóre aksony otoczone są osłonką mielinową => impulsy nerwowe przewodzą znacznie szybciej wzdłuż włókna mielinowego niż bezmielinowego Rola aksonu polega na przewodzeniu impulsów nerwowych oraz na transporcie aksonalnym postępowym i wstecznym. W transporcie aksonalnym postępowym następuje transport substancji od perikarionu do zakończeń nerwowych a w transporcie wstecznym - odwrotnie. Transport ten jest kluczowy dla troficznego (odżywczego) oddziaływania między neuronem a mięśniami lub gruczołami. W przypadku aksotomii następuje atrofia mięśni lub gruczołów. Podział transportu aksonalnego => szybki - 400 mm na dobę - to transport postępowy organelli komórkowych ; w transporcie wstecznym największa szybkość jest mniejsza niż 50% transportu postępowego => o pośredniej szybkości (transport mitochondriów) => wolny (ok. 0.2 mm na dobę) Transport postępowy dotyczy organelli komórkowych , pęcherzyków, makromolekuł (miozyna, aktyna, klatryna, enzymy potrzebne do syntezy neurotransmiterów aksonalnych). W transporcie wstecznym- zachodzi transport białek mikrofilamentów, podjednostki mikrotubul (MT), rozpuszczalne enzymy i białka przeznaczone do trawienia w perikarionie. Tą drogą transportowane są także neurowirusy (polio, opryszczki, wścieklizny) lub neurotoksyny (toksyna tężca). Białka związane z transportem to DYNEINA , która ma właściwości ATP-azy, obecna w MT i bierze udział głównie w transporcie wstecznym. KINEZYNA - aktywowana ATP-aza mikrotubul (MT) odgrywa rolę w transporcie postępowym. 14 MAPOWANIE NEURONÓW Jest to metoda określania zakresu unerwienia przez poszczególne neurony wykorzystująca zjawiska transportu aksonalnego; peroksydaza chrzanowa wstrzyknięta w pobliże zakończeń aksonalnych pobrana zostaje przez zakończenia aksonów i transportowana do perikarionu i tam można ja wykryć metodami histochemicznymi. Gdy chcemy wykorzystać transport postępowy podaje się znakowane substancje do perikarionu i bada się ich rozmieszczenie w aksonie. Włókno nerwowe to cylinder osiowy (akson) wraz z osłonkami - na zewnątrz otoczony endoneurium to osłonka Henlego-Cerreciusa ; w substancji podstawowej znajdują się włókna elastyczne które biegną wzdłuż osi aksonu ; w najmniejszych nerwach jest brak osłonek . Większość aksonów zlokalizowanych w OUN posiada osłonki i te osłonki wytwarzane są przez OLIGODENDROCYTY natomiast w OBWODOWYM UKŁADZIE NERWOWYM osłonki te są wytwarzane przez KOMÓRKI SCHWANNA. W obu przypadkach akson może być owinięty regularnie tworząc osłonkę mielinową Osłonka mielina - Schwann - jest to osłonka występująca wokół aksonów w obwodowym i autonomicznym układzie nerwowym Osłonka mielina - oligodendrocyt - osłonka występująca w ośrodkowym układzie nerwowym Osłonka mielina glejowa obejmuje oba powyższe pojęcia Mielina (osłonka mielinową) to powtarzające się owinięcia mezaksonu wokół aksonu wyłączając ciało komórki otaczającej Osłonka Schwanna - pojecie odnoszące się tylko do pojedynczego owinięcia bezrdzennych włókien obwodowych lub autonomicznych => każdy segment pochodzi z jednej komórki Schwanna której wydłużone jądro leży w środku segmentu na jego zewnętrznej stronie w głównej masie komórki Schwanna ułożone wzdłuż osi aksonu => odcinek przy połączeniu dwóch segmentów nosi nazwę przewężenia (węzła) Ranviera długość segmentu międzywęzłowego (komórka Schwanna + mielina) wynosi od 200 do 1000 um najdłuższe segmenty są we włóknach nerwowych o dużej średnicy => grubość osłonki mielinowej różni się w zależności od średnicy aksonu ; liczba warstw mieliny jest proporcjonalna do obwodu aksonu dlatego tez bardzo małe aksony współczulne nie zawierają mieliny. Skład chemiczny mieliny - 40% białka 60% lipidy w tym fosfolipidy, cerebrozydy, sulfatydy, cholesterol Morfologicznie mielina to owinięcia mezaksonu (połączenia błony komórkowej Schwanna lub oligodendrocytu ) wokół aksonu . Wygląd osłonki zależy od sposobu przygotowania materiału do utrwalenia i barwienia. W świeżych osmowanych włóknach są widoczne nacięcia Schmidt - Lentermana (do 20 na segment) mają one kształt lejka i bardzo rzadko występują one w OUN W żywych włóknach można zaobserwować przepływ cytoplazmy między cytoplazma adaksonalną a główną masą cytoplazmy komórki Schwanna. Po zastosowaniu rozpuszczalników lipidowych struktura mieliny jest znacznie zmieniona - powstaje zrąb neurokeratynowy utworzony z białek. Mielinizaga przebiega w ten sposób, że w toku rozwoju początkowo komórka Schwanna otacza akson z wyjątkiem miejsca mezaksonu. Komórka Schwanna kontynuuje owijanie się wokół aksonu pozostawiając przy aksonie nieco cytoplazmy, to jest cytoplazma przyaksonalna (adaksonalną) - w niej przebiega mezakson wewnętrzny. Początkowo owinięcia są luźne , w miarę dojrzewania włókna stają się one ściślejsze. Następnie cytoplazma pomiędzy zawinięciami zostaje usunięta tak , że cytoplazmatyczne powierzchnie błon kontaktują sie wzajemnie tworząc na elektronogramach głównie gęste linie mieliny o grubości ok. 3 nm a oddalone od siebie o 12 nm . Pomiędzy nimi występują linie międzyokresowe powstające w wyniku zlania się zewnętrznych powierzchni plazmalemmy ; Jądro komórki Wykłady drukowane prof. Malendowicza Schwanna w toku tego procesu zawsze jest na zewnątrz w głównej masie cytoplazmy. Komórka Schwanna wytwarza mielinę tylko dla jednego segmentu włókna w obwodowym układzie nerwowym (Obw. UN), podczas gdy oligodendrocyty, które tworzą osłonki w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) swymi wypustkami wytwarzają osłonkę dla kilku aksonów. W obwodowym układzie nerwowym kilka aksonów bezmielinowych może być otoczona cytoplazma jednej komórki Schwanna. Nie ma wtedy mieliny i są one zamknięte mezaksonem. Mielinizacja zachodzi w różnym czasie i w różnych okolicach układu nerwowego . W niektórych okolicach OUN proces ten trwa kilka lat. Mielinizacja uzależniona jest w dużym stopniu od hormonów tarczycy niedoczynność tarczycy prowadzi do kretynizmu. Podział morfologiczny włókien nerwowych: => włókna bezosłonkowe (nagie) - to zakończenia włókien nerwowych i początki aksonów => włókna nerwowe bezmielinowe (szare lub bezrdzenne) - mają tylko osłonkę Schwanna i występują w układzie autonomicznym => włókna rdzenne białe - otoczone osłonką mielina-oligodendrocyt występują w substancji białej w ośrodkowym układzie nerwowym i w nerwach wzrokowych => włókna skąpomielinowe - pośrednie włókna między włóknami bezmielinowymi a włóknami pokrytymi osłonka mieliną-Schwann => włókna mieliną-Schwann - to włókna obwodowe pokryte osłonka mielinąSchwann Podział obwodowych włókien nerwowych Plastyczność neuronów Mimo ogólnej stabilności układu nerwowego dorosłych wykazuje on pewien stopień plastyczności. Plastyczność ta jest bardzo duża w życiu embrionalnym, gdy powstaje nadmiar komórek nerwowych te które nie wykształcą prawidłowych synaps z innymi neuronami są eliminowane) U dorosłych w pewnych warunkach po szkodzeniach pętle neuronalne mogą ulegać regeneracji - następujewówczas tworzenie wypustek i nowych synaps. To zjawisko może częściowo przywrócić uszkodzone funkcje. ! Procesy regeneracyjne mediowane są różnymi czynnikami wzrostowymi produkowanymi przez neurony, komórki nerwowe i docelowe. Te czynniki wzrostowe nazywamy neurotrofinami. Potencjał błonowy W błonie aksonu występują kanały jonowe transportujące jony do komórki i z komórki. w wyniku tego powstaje potencjał błonowy czyli nierównomierne rozłożenie ładunków elektrycznych po obu stronach błony ; mówimy że błona jest spolaryzowana ; jej potencjał wewnętrzny jest ujemny a zewnętrzny dodatni; różnica potenq’ału wynosi 76 mv ; zainicjowanie impulsu nerwowego powoduje depolaryzację błony - różnica ładunku wraca do zera. Neurotransmitery, neuromodulatory Neurotransmitery są to związki chemiczne które po połączeniu z receptorem albo otwierają albo zamykają kanały jonowe lub aktywują drugiego posłannika ; działają bardzo szybko - zazwyczaj krócej niż 1 ms Neuromodulatory - modyfikują funkcję receptorów synaptycznych ; działają wolno nawet do kilku minut niektóre związki (tlenek azotu) jest zarówno neurotransmiterem jaki i neuromodulatorem UKŁAD LIMFOPOETYCZNY naczynia limfatyczne - cechą charakterystyczną jest to że przepływ limfy zachodzi w jednym kierunku; naczynia te biorą swój początek w przestrzeniach łącznotkankowych; głównym zadaniem naczyń limfatycznych jest odzyskiwanie płynu przechodzącego z naczyń włosowatych do tkanki łącznej. Kapilary posiadają śródbłonek zbudowany z komórek endotelialnych otoczony włóknami kolagenowymi i substancją podstawową tkanki łącznej; brak jest błony podstawnej lub jest słabo rozwinięta (najliczniej występuje w tkance łącznej pod powierzchnia ciała); większe zbiorcze naczynia limfatyczne maja budowę trójwarstwową typową dla naczyń żylnych Rola tych naczyń polega na tym że biorą udział w krążeniu limfocytów i zjawisku recyrkulacji; tętniczki pozawłośniczkowe kępków Peyera cechują się występowaniem śródbłonka który nazywamy HEV; w tych miejscach zachodzi wysoce specyficzne rozpoznawanie i 15 przyleganie niektórych subpopulacji limfocytów do HEV, uzależnione jest to od receptorów występujących na powierzchni limfocytów i determinantach w HEV; limfocyty przylegają do śródbłonka, przechodzą przez ściany naczyń i wnikają do narządów limfatycznych; w śledzionie HEV nie występuje Komórki układu immunologicznego => limfocyty => komórki dendrytyczne => komórki mononuklearnego systemu fagocytów Komórki dendrytyczne występują w zrębie grudek chłonnych w całym układzie limfopoetycznym, zwane są komórkami splatjącymi ponieważ posiadają liczne drzewiasto rozgałęzione wypustki cytoplazmatyczne; do tego typu komórek należą między innymi komórki Langerhansa naskórka; nie mają one zdolności fagocytozy antygenów ale wiążą je one na swej powierzchni i prezentują te antygeny kbmórkom immunologicznie kompetentnym; komórki te określamy także mianem APC ponieważ prezentują antygeny; wiązanie z antygenem jest długotrwałe, bo brak jest tu fagocytozy; na powierzchni tych komórek są antygeny zgodności tkankowej, stąd łatwe rozpoznawanie antygenów przez komórki immunologicznie kompetentne i to właśnie wajrunkuje reakcję immunologiczną; komórki te mogą występować w ziarnistościach Birbecka Układ limfatyczny dzieli się na -» ośrodkowy układ limfatyczny i tu zaliczamy - szpik kostny, torebkę Fabrycjusza (u ptaków) i grasicę i -» narządy obwodowe - węzły chłonne, migdałki, śledziona oraz utkanie limfatyczne przewodu pokarmowego Szpik kostny dzielimy na -» szpik łącznotkankowo - naczyniowy -» szpik limfatyczny -> szpik czerwony -> szpik żółty -> szpik galaretowaty SZPIK CZERWONY wypełnia dwie przestrzenie : naczyniową i hemopoetyczną krwiotworzenia; występują tu komórki hemopoetyczne; naczynia wymieniają komórki między szpikiem i krążeniem - są to naczynia zatokowe i często w ścianie naczyń obserwuje się komórki przechodzące przez nie; budowa tych naczyń - występuje endotelium, błona podstawna, swoisty rodzaj przydanki, śródbłonek jest bardzo cienki i jego grubość zależy od stopnia hemopoezy i im ona bardziej nasilona tym śródbłonek cieńszy; w przydance występują komórki podobne do komórek śródbłonka a rola ich to fagocytoza; erytropoetyna (rola w stymulacji erytropoezy) - pod jej działaniem komórki przydanki są zastępowane przez komórki hemopoetyczne co powoduje nasilenie procesu erytropoezy; przestrzenie hemopoetyczne występują we wszystkich narządach limfatycznych i tworzą zrąb który składa się z tkanki łącznej siateczkowatej - występują tam komórki które wykazują zdolność do indukcji hemopoezy, w przestrzeniach pomiędzy tymi komórkami występują komórki hemopoetyczne (w oczkach); megakariocyty występują tuż przy śródbłonku w narządach limfopoetycznych a ich wypustki które się odrywają przekształcają się w trombocyty; erytropoeza zachodzi bardzo blisko śródbłonka; do śródbłonka przylega także biegun cytoplazmatyczny erytroblastu; granulopoeza czyli produkcja granulocytów zachodzi w dalszej odległości od kapilar; w szpiku czerwonym występuje dużo komórek tłuszczowych. Czynność szpiku czerwonego: -> hemopoeza (hematopoeza) - tworzenie elementów krwi -» hematoklazja - niszczenie elementów krwi -» rola immunologiczna -> rola w mononuklearnym systemie fagocytów - w szpiku bowiem występują wolne makrofagi -> szpik bierze udział w powstawaniu kości bo z komórek macierzystych szpiku mogą się różnicować osteoblasty i osteoklasty -> funkcja tkanki łącznej -> zawiera komórki macierzyste z których każda może się różnicować w dowolny rodzaj komórek GRASICA (thymus) zbudowana jest z dwóch płatów połączonych ścieśnia, otoczona torebką łącznotkankową która wnika w obręb rdzenia w formie beleczek (przegród) i rozdziela część korową na pseudopłaciki, które mają jeden wspólny rdzeń; zrąb narządu tworzą komórki nabłonkowe które wywodzą się z ektodermy i endodermy, komórki nabłonkowe uległy pewnej modyfikacji jednak nadal posiadają podstawowe cechy charakterystyczne dla komórek nabłonkowych, czyli -> łączą się między sobą za pomocą desmosomów -» posiadają wiązki tonofilamentów -» do ich powierzchni przylegają fragmenty błony podstawnej Komórki nabłonkowe kory i rdzenia różnią się morfologicznie antygenowo i różnią się jeśli chodzi o pełnione funkcje KORA - występuje na powierzchni narządu wokół naczyń i wzdłuż przegród łącznotkankowych; budują ją komórki spłaszczone które na całej powierzchni Wykłady drukowane prof. Malendowicza kontaktującej się z tkanką łączną posiadają błonę podstawną , komórki te łącza się między sobą za pomocą półdesmosomów; pozostałe komórki „półnabłonkowe” w miąższu kory są rozgałęzione i ułożone w blaszki; w przestrzeniach utworzonych przez wypustki komórek nabłonkowych w miąższu leżą komórki tymocytów (limfocytów) W warunkach in vitro komórki nabłonkowe zamykają grupy tymocytów i można je uwolnić z narządu w postaci kompleksu, można wiec komórki nabłonkowe nazwać komórkami opiekuńczymi (bo taką pełnią, rolę), tymocyty powgłębiane są w cytoplazmę komórek opiekuńczych; na powierzchni komórek opiekuńczych znajdują się antygeny zgodności tkankowej (te komórki bowiem pełnią też rolę przy rozpoznawaniu komórek i ich interakcji) W rdzeniu komórki nabłonkowe rozmieszczone są zazwyczaj w grupach; są to komórki hypertroficzne posiadające obfitą cytoplazmę oraz wakuole zgrupowane na jednym z biegunów cytoplazmy, w cytoplazmie występują także elektronowo gęste ziarnistości, komórki hypertroficzne produkują biologicznie czynne peptydy które ogólnie nazywamy tymozynami. Obok komórek hypertroficznych w rdzeniu występuje także inny rodzaj komórek nabłonkowych które mają cechy wspólne z keranocytami i leżą w skupieniach okółkowe często zwinięte koncentrycznie tworzą tak zwane ciałka Hassala, obserwuje się różne stadia ciałek Hassala, w recesywnych ciałkach Hassala część komórek wykazuje cechy degeneracji, ciałka te są strukturami dynamicznymi które tworzą się i przebudowują w ciągu całego życia, rozproszone tymocyty między komórkami nabłonkowymi które łączą się z nimi za pomocą wypustek można izolować z grasicy jako rozetki W grasicy występują także komórki nielimfodalne pochodzenia mezenchymatycznego na przykład makrofagi i komórki Langerhansa (APC), te wszystkie komórki biorą udział w indukcji dojrzewania tymocytów i selekcji tymocytów. Duże naczynia wnikają przez torebkę, przebiegają w przegrodach i wnikają do miąższu w części korowo - rdzeniowej i mają przebieg łukowaty równoległy do miąższu. t Główna funkcja grasicy polega na wytwarzaniu mikrośrodowiska dla kolonizujących ją pretymocytów, tymocyty w wyniku kontaktu i interakcji z komórkami nabłonkowymi i mezenchymatycznymi dojrzewają i różnicują się funkcjonalnie na trzy różne populacje: -> tymocyty helperowe -> tymocyty supresorowe -» tymocyty cytotoksyczne W czasie procesu dojrzewania tymocyty nabierają tolerancji na własne antygeny Rozwój i ewolucja Względna masa grasicy jest najwyższa tuz po urodzeniu a potem grasica ulega inwolucji czyli zmniejszeniu wymiarów i następuje przerost tkanką tłuszczową. U noworodków masa grasicy wynosi 12 - 15 g, w okresie dojrzewania 20 - 30 g a u starców ponownie 10 - 15 g. Proces inwolucji polega na pojawieniu się komórek tłuszczowych i zanik miąższu. Napromieniowanie, sterydy nadnerczowe, zakażenia oraz różne choroby przewlekłe powodują zanik grasicy. Histofizjologia Tymectomia - usunięcie grasicy u noworodków wywołuje atrofię (zanik) innych narządów limfatycznych i spadek liczby limfocytów we krwi. Grasica odpowiada za różnicowanie się limfocytów T. Komórki prekursorowe pochodzą ze szpiku kostnego, różnicują się w grasicy w limfocyty T a stąd przenoszone są do innych narządów limfatycznych tworząc strefy grasiczozależne węzłów chłonnych, śledziony. Tymectomia u noworodków powoduje brak limfocytów T a co za tym idzie brak stref grasiczozależnych; nie są odrzucane przeszczepy, może dojść do wielonarządowej infekcji i śmierci; limfocyty B natomiast są niezmienione i reagują na niektóre antygeny i produkują przeciwciała. Niektóre antygeny wymagają] do stymulacji produkcji przeciwcjał zarówno limfocytów B jak i T. Antygeny produkowane przez limfocyty T jeśli nie wywołują odpowiedzi u tymectomicznych zwierząt to znaczy ze są to antygeny zależne od grasicy. Tymozyna ??? Przeszczepy, rodzaje przeszczepów: -» autograficzne - z tego samego osobnika -» izograficzne - w ramach bliźniaków jednojajowych -» homograficzne (allograficzne) - w obrębie tego samego gatunku -» heterograficzne (ksenograficzne) - w ąbrębie różnych gatunków Węzły chłonne są to otorbione struktury kształtu fasolowatego posiadające różną wielkość; występują one wzdłuż przebiegu naczyń limfatycznych; cała limfa z narządów przechodzi przez co najmniej jeden węzeł limfatyczny przed wejściem do krążenia; przepływ limfy jest jednokierunkowy; węzły chłonne działają jak swego rodzaju filtry na obce substancje; są one rozproszone w całym organizmie ale najliczniej występują w okolicy szyi, w dole pachowym i pachwinowym oraz wzdłuż dużych naczyń w jamach ciała. Miąższ utworzony jest z limfocytów T, limfocytów B, komórek prezentujących antygen (APC) i z makrofagów. Komórki węzłów limfatycznych reagują na obecność antygenu wywołując odpowiedź immunologiczną co prowadzi do fagocytozy ciał obcych przez makrofagi (czyli na przykład bakterii które przedostały się do węzła drogą limfy). 16 Węzeł z zewnątrz zbudowany jest z części wklęsłej czyli wnęki oraz z części wypukłej. Aferentne czyli doprowadzające naczynia limfatyczne dochodzą do powierzchni wypukłej i one posiadają zastawki. Eferentne naczynia limfatyczne odchodzą do wnęki i również posiadają zastawki. We wnęce naczyniom limfatycznym towarzyszą tętnica, żyła i nerwy. Węzły chłonne otoczone są torebką łącznotkankową utworzonej z tkanki łącznej włóknistej i w jej skład wchodzą również kromki mięśniowe gładkie. Od torebki w kierunku wnętrza odchodzą beleczki łącznotkankowe. W węźle wyróżniamy trzy okolice: 1. kora 2. strefa przykorowa (parakora) jest to kora głęboka czyli dyfuzyjna 3. rdzeń W korze występują beleczki łącznotkankowe (beleczki promieniste), przestrzenie między dwoma beleczkami to nisze, w niszach znajdują się grudki chłonne pierwotne i wtórne; między grudkami a torebką znajdują się zatoki brzeżne a między grudką chłonna a beleczką promienistą znajdują się zatoki promieniste; zatoki węzła to nieregularne przestrzenie w których znajdują się komórki siateczki będące zmodyfikowanymi komórkami śródbłonkowymi; towarzyszą im makrofagi, przez zatoki przebiegają również włókna retikulinowe (srebrochłonne) Rdzeń utworzony jest przez 3 wzajemnie przeplatające się sieci: 1. beleczki rdzenne które są przedłużeniem beleczek promienistych 2. zatoki rdzenne które są przedłużeniem zatok promienistych 3. sznury rdzenne które są przedłużeniem pasa zagęszczenia Grudka chłonna jest to twór o średnicy 0.2 mm; zrąb jej utworzony jest z tkanki łącznej siateczkowej i włókien retikulinowych; siec utworzona jest z rozgałęzionych komórek śródbłonka która bardziej gęsta jest w obrębie zrębu właściwego a luźniejsza w zatokach chłonnych. Zmodyfikowane komórki śródbłonka syntetyzują włókna retikulinowe. W oczkach tak utworzonej sieci znajdują się limfocyty, głownie limfocyty B i komórki dendrytyczne. W grudkach chłonnych może występować ośrodek rozmnażania utworzony przez jaśniej barwiące się komórki, a to z uwagi na większą ilość cytoplazmy występującej w immunoblastach. Ten ośrodek rozmnażania występuje w grudkach eksponowanych na antygen i są one wtedy miejscem powstawania komórek pamięci B i komórek plazmatycznych (rozwój przechodzi przez etap immunoblastu). Na obwodzie takich grudek występuje pas zagęszczenia w którym występują migrujące grudki które tworzą małe limfocyty. Podział grudek: -» pierwotne grudki chłonne - nie posiadają ośrodka rozmnażania -» wtórne grudki chłonne - posiadają ośrodka rozmnażania Strefa przykorowa jest to przestrzeń występująca pomiędzy rdzeniem a korą; zawiera ona głownie limfocyty T; jest to strefa grasiczozależna; do tej okolicy wędrują komórki prezentujące antygen i te komórki prezentują antygeny w kompleksach MHC II komórkom T pomocniczym (helperowym); aktywacja tych komórek prowadzi do ich proliferacji a nowo powstałe limfocyty migrują do zatok rdzennych i po opuszczeniu węzła osiadają w miejscach w których występują antygeny; tutaj także występują żyłki z HEV czyli żyły z wysokim śródbłonkiem, w tych właśnie miejscach limfocyty opuszczają łożysko naczyniowe i wnikają do węzła; limfocyty B migrują do kory natomiast limfocyty T pozostają w strefie przykorowej; proces ten mediowany jest przez selektyny umożliwiające kontakt limfocytów z HEV; w kontakcie z komórkami HEV selektyny zostają aktywowane i limfocyty zatrzymują się na HEV i stąd następuje diapedeza do miąższu węzła. Rdzeń - w nim występują limfocyty, komórki plazmatyczne a także makrofagi, komórki siateczki i włókna retikulinowe. ! U człowieka węzły pojawiają się w trzecim miesiącu życia płodowego jako woreczki limfatyczne Histofizjologia W węźle chłonnym przepływ limfy ulega redukcji, spowolnieniu; spowolnienie to ułatwia fagocytozę która jest prowadzona przez makrofagi; na tej drodze jest eliminowane 99% obcych komórek z limfy; węzły chłonne są miejscem rozpoznania antygenowego bo występuje tu komórki systemu APC; po kontakcie z antygenem komórki systemu APC wędrują do węzła chłonnego i prezentują dany antygen limfocytom; antygeny obecne w chłonce kontaktują się z komórkami APC obecnymi także węźle; po rozpoznaniu antygenu następuje aktywacja limfocytów B, które migrują do pierwotnych grudek chłonnych i proliferują przekształcając je w grudki chłonne wtórne; proliferujące komórki różnicują się w komórki B pamięci i komórki plazmatyczne (przez etap immunoblastu), oba typy komórek opuszczają grudkę i tworzą sznury rdzenne; około 10% nowo powstałych komórek plazmatycznych pozostaje w rdzeniu węzła i wytwarza Ig a pozostałe wnikają do zatok i migrują do szpiku kostnego gdzie Wykłady drukowane prof. Malendowicza pozostają do swojej śmierci; mała liczba komórek B pamięci pozostaje w węźle inne natomiast przechodzą do wtórnych narządów limfatycznych i to właśnie warunkuje szybką wtórną odpowiedź immunologiczną. Śledziona Jest to największy narząd limfopoetyczny który jest położony śródotrzewnowo; otoczona jest torebką łącznotkankową, która oprócz włókien kolagenowych zawiera włókna sprężyste oraz dość liczne komórki mięśniowe gładkie. Od torebki odchodzą beleczki wnikające w miąższ narządu. Zrąb miąższu śledziony utworzony jest przez tkankę łączną siateczkową i ta część narządu zwana jest miazga czerwoną śledziony. Miazga czerwona otacza miazgę białą śledziony która utworzona jest przez grudki limfatyczne. Unaczynienie śledziony - tętnica śledzionowa rozgałęzia się na tętnice beleczkowe biegnące w beleczkach śledzionowych, te naczynia z beleczek przechodzą do miazgi białej (mają 0.2 mm średnicy); przydanka naczyń ulega rozluźnieniu i tam osiedlają się limfocyty tworzące okołonaczyniowe osłonki limfatyczne czyli PALS (peri arteria limphatic ship), ponieważ biegnąca tu tętnica zajmuje środek PALS zwana jest tętnicą centralną, stopniowo zmniejsza ona swą średnicę i wychodząc z PALS dzieli się na szereg tętnic pędzelkowych które wnikają do miazgi czerwonej i posiadają one trzy odcinki którymi są w kolejności: , 1. tętniczka miazgi 2. tętniczka z osłonką elipsoidalną Schweiger - Seidla która utworzona jest przez makrofagi, w tych miejscach błony podstawnej może nie być tak że makrofagi przylegają do śródbłonka i ten odcinek cechuje się wybitną zdolnością do fagocytozy 3. tętniczka końcowa - tętniczki końcowe dochodzą do zatok śledzionowych (czyli występuje tu krążenie zamknięte) lub przed przejściem w zatoki śledzionowe otwierają się bezpośrednio do miazgi czerwonej (krążenie otwarte) U ludzi większość zakończeń występuje w przestrzeniach naczyniowych strefy brzeżnej i sznurach śledzionowych (Billrotha), a nieliczne otwory do zatok; z zatok powstają żyły miazgi które przechodzą w żyły beleczkowe Miazga biala i strefa brzezna Struktura ta powiązana jest z tętnicą środkową i otoczona przez PALS w którym występują głównie limfocyty T; jest to strefa grasiczozależna; w tym rejonie często występują grudki limfatyczne zwane tu ciałkami Malphigiego; jest to miazga biała obwodowa PWP w której występują limfocyty B; miazga biała otoczona jest: pasem o szerokości 0.1 mm który tworzy tak zwaną strefę brzeżnaj w niej występują limfocyty T i limfocyty B, komórki plazmatyczne, komórki dendrytyczne, komórki APC i makrofagi; tutaj występują również liczne zakończenia tętnicze często dochodzące od strony miazgi czerwonej i przechodzące w zatoki śledzionowe; w śródbłonku zatok między komórkami występują wolne przestrzenie o średnicy 2 - 3 i przechodzące w zatoki śledzionowe; w strefie brzeżnej komórki systemu APC maja kontakt z antygenami krążącymi we krwi; makrofagi mogą fagocytować bakterie; pula krążących limfocytów T i B może opuszczać krążenie i osiadać w miazdze białej; limfocyty kontaktują się z komórkami APC co zapoczątkowuje odpowiedź immunologiczną w miazdze białej. Miazga czerwona !!! utworzona jest z zatok śledzionowych i sznurów śledzionowych (sznury Billrotha) i to jest miazga czerwona właściwa; zatoki śledzionowe tworzą długie kanały o średnicy 35 - 40 um zwane śródbłonkiem nieciągłym (błona podstawna jest nieciągła); jądra komórek śródbłonka sterczą do światła zatoki stąd komórki śródbłonka w śledzionie nazywamy komórkami pręcikowymi; zatoki otoczone są okrężnymi włóknami ‘ retikulinowymi (są to pierścienie Henlego) które zachowują ciągłość z włóknami sznurów śledzionowych; zrąb miazgi czerwonej właściwej stanowi tkanka łączna siateczkowa i włókna retikulinowe; łączą się one ze sobą między zatokami i łączą się ze strefą brzeżną ; w oczkach tkanki łącznej siateczkowej znajdują się elementy krwi a więc liczne erytrocyty i makrofagi, komórki plazmatyczne ; w tym przedziale mogą występować komórki hemopoetyczne - w życiu wewnątrzmacicznym Histofizjologia w śledzionie zachodzi filtracja krwi czyli usuwanie obcych cząsteczek, stare erytrocyty tracą swą elastyczność i kwas sialowy z powierzchni i nie przechodzą do sznurów śledzionowych ale są fagocytowane przez makrofagi; zachodzi także katabolizm hemoglobiny do hemu i globiny; globina ulega rozkładowi i w kompleksie z transferyną przenoszona jest do szpiku kostnego i wykorzystywana w erytropoezie; hem natomiast zostaje przekształcony do bilirubiny i przechodzi do żółci; oprócz tego w śledzionie zachodzą i inne procesy jak : -» limfopoeza -» eliminacja i inaktywacja antygenów -» magazynowanie krwi - u ludzi krew nie jest magazynowana w śledzionie ale śledziona magazynuje 25% płytek krwi -» produkcja przeciwciał -» hemopoeza (tworzenie krwi) w życiu płodowym Rozproszony system limfatyczny Utworzony jest przez nieotorbione zgrupowania limfocytów i grudki limfatyczne w śluzówce przewodu pokarmowego oraz, dróg oddechowych i układu moczowego. Określa się to jako MALT czyli tkanka llmfatyczna związana ze śluzówką. W skład MALTu wchodzą: 17 1. GALT - występuje w śluzówce jelit, w jelicie grubym tworzy kępki Peyera które są utworzone z limfocytów B a na obwodzie występują limfocyty T, w okolicach kępek Peyera w nabłonku jelita występują komórki M które wychwytują antygeny ze światła jelita i prezentują je limfocytom 2. BALT - występuje w śluzówce oskrzeli, tu także występują komórki M Migdałki Migdałki są to skupienia niekompletnie otoczonej torebką łącznotkankową tkanki limfatycznej leżącej pod nabłonkiem przewodu pokarmowego i będące w kontakcie z tym nabłonkiem; w migdałkach podniebiennych występują liczne grudki limfatyczne głównie wtórne i migdałki te pokryte są nabłonkiem wielowarstwowym płaskim, we wnętrzu migdałka występuje 10 - 12 zagłębień zwanych kryptami; w migdałku gardłowym nie występują krypty i jest on pokryty nabłonkiem wielorzędowym migawkowym; migdałki językowe występują u nasady języka, są to małe skupienia tkanki limfatycznej, pokryte nabłonkiem wielowarstwowym płaskim i każdy migdałek ma pojedynczą kryptę Układ immunologiczny Charakterystyka ogólna -» specyficzność -» różnorodność -» pamięć -» rozróżnianie antygenów swoich od obcych Za te właściwości odpowiedzialne są limfocyty B i T, one wraz z komórkami APC inicjują i biorą udział w odpowiedzi immunologicznej, komunikują się one między sobą poprzez cząsteczki białkowe zwane cytokinami, które uwalniane są w odpowiedzi na zadziałanie antygenu; rozpoznanie obcej substancji l zapoczątkowuje ciąg reakcji powodujących odpowiedź. Produkowane są przeciwciała które wiążą obcy antygen i wtedy mamy do czynienia z odpowiedzią immunologiczną humoralną , następuje indukcja grup komórek które specjalizują się w uśmiercaniu komórek obcych lub zmienionych komórek własnych na przykład nowotworowych i to nazywamy odpowiedzią immunologiczną komórkową. Wszystkie 3 typy komórek stanowiących komponentę funkcjonalną układu immunologicznego (limfocyty T i B oraz komórki APC) powstają w szpiku kostnym. Limfocyty B uzyskują immunokompetencję w szpiku kostnym a limfocyty T w grasicy i po uzyskaniu immunokompetencji migrują one do narządów limfatycznych obwodowych. Immunogeny i antygeny Są to obce struktury które mogą wywoływać odpowiedź immunologiczną u gospodarza (immunogeny). Antygen natomiast to cząsteczka która może reagować z przeciwciałem niezależnie od jej zdolności do wytworzenia odpowiedzi immunologicznej; fragment antygenu który reaguje z przeciwciałem! to epitop czyli determinanta antygenowa Epitop to mały fragment, który ma 4 - 6 hydrofilnych aminokwasów lub cukrowców; duże obce cząsteczki na przykład bakterie mają kilka lub kilkanaście epitopów dlatego odpowiedzi immunologiczne są poliklonalne, digoklonalne lub monoklonalne (gdy łączenie następuje z jednym epitopem). Selekcja klonowa i ekspresja klonowa System immunologiczny może rozpoznawać i zwalczać miliony antygenów. Ta właściwość zależna jest od powstania w życiu płodowym wielkiej liczby klonu limfocytów co następuje w wyniku rearanżacji genów kodujących immunoglobuliny lub receptory limfocytów T. Wszystkie komórki danego klonu posiadają identyczne markery powierzchniowe i mogą reagować ze specyficznym antygenem nawet wtedy gdy nie były one eksponowane na ten antygen. In vitro tylko 0.01% limfocytów reaguje z poszczególnymi antygenami. Można także pewne komórki wybiórczo usunąć i wtedy brak reakcji immunologicznej na ten antygen z równoczesnym zachowaniem reakcji na pozostałe antygeny. Białka powierzchniowe umożliwiające reakcję z antygenem: -> limfocyty B - przeciwciała związane z błoną -> limfocyty T - receptory powierzchowne Obie grupy mają różną strukturę ale pełnią podobną funkcję Pierwszy kontakt z antygenem prowadzi do wolnej odpowiedzi i niezbyt intensywnie wyrażonej i jest to odpowiedź immunologiczna pierwotna. Kolejna ekspozycja na dany antygen prowadzi do szybkiej i intensywnej odpowiedzi i jest to odpowiedź immunologiczna wtórna. Zjawisko to uwarunkowane jest pamięcią immunologiczną. Przed ekspozycją na antygen limfocyty T i B są komórkami dziewiczymi. Po kontakcie z antygenem te komórki proliferują i powstają z nich komórki aktywowane (komórki efektorowe) i komórki pamięci. Komórki efektorowe pochodzą z limfocytów B i są to wytwarzające immunoglobuliny komórki plazmatyczne. Komórki efektorowe pochodzące z limfocytów T wydzielają cytokiny lub niszczą komórki obce lub zmienione komórki własne. Komórki pamięci nie są bezpośrednio zaangażowanie w odpowiedź immunologiczną w czasie której powstają. Żyją one miesiące i lata i posiadają większe powinowactwo do antygenu niż komórki dziewicze. Powstanie komórek pamięci po pierwszej ekspozycji na dany antygen zwiększa liczbę komórek danego klonu i jest to ekspansja klonowa. Etapy odpowiedzi immunologicznej Wyróżniamy fazę indukcji i fazę efektorową. W fazie indukcji limfocyty immunologicznie komplementarne zdolne do swoistej odpowiedzi immunologicznej łączą się za pośrednictwem receptorów immunoglobulinowych z antygenem i zaczynają proliferować. W tej fazie kooperują one z makrofagami i Wykłady drukowane prof. Malendowicza innymi populacjami limfocytów. W fazie efektorowej po 24 godzinach nowo wytworzone komórki efektorowe odpowiadają na antygen. Limfocyty B ulegają sekrecji a limfocyty T łączą się bezpośrednio z antygenem i uwalniają limfokiny. Tolerancja immunologiczna System immunologiczny rozpoznaje własne makrocząsteczki i wytwarza przeciw nim przeciwciał. Mechanizm tolerancji immunologicznej polega na uśmiercaniu komórek które reagowały z własnymi komórkami w okresie płodowym. Jeśli limfocyt zetknie się z cząstką z którą nie ma reagować w przyszłości zostaje on uśmiercony i nie powstaje jego klon. Zjawisko to nazywamy delecją klonową. Jest więc on uśmiercony (anergia klonowa) i nie wytwarza substancji. Organizm uczy się rozpoznawać się własne antygeny ale nie jest to przekazywane genetycznie. Tolerancja na obce antygeny może być indukowana w życiu dorosłym i jest to stosowane w chorobach -» stosuje się antygeny w bardzo małych dawkach wielokrotnie -» jednokrotnie w bardzo wysokiej dawce -» wraz ze środkiem immunosupresyjnym Immunoglobuliny inaczej zwane przeciwciałami są to glikoproteidy inaktywujące antygeny i wirusy oraz odpowiedzialne za wystąpienie odpowiedzi pozakomórkowej skierowanej przeciw mikroorganizmom które wniknęły do danego organizmu. Ta odpowiedź może polegać na: 1. indukcji fagocytozy przez makrofagi i neutrofile i to zachodzi w obrębi tkanki łącznej 2. aktywacji kompleksu dopełniacza co prowadzi do powstania kompleksu litycznego uśmiercającego obcą komórkę. Immunoglobuliny są wytwarzane w ogromnej ilości prze komórki plazmatyczne które przez etap immunoblastu różnicują się z limfocytów B. Immunoglobuliny: -» wydzielane są do chłonki i krwi -» małe ilości Ig produkowane przez limfocyty B wbudowywane zostają w ich błony komórkowe i są to Ig powierzchowne charakterystyczne dla tej populacji komórek -» cząsteczka Ig ma kształt litery Y i ma dwa łańcuch ciężkie (składają się z 440 aminokwasów) które są dłuższe i dwa identyczne łańcuchy lekkie (210 - 220 aminokwasów) o masie 21 kD połączone z łańcuchami ciężkimi ! -> ostatnie 4 aminokwasy to okolica odpowiedzialna za wiązanie z epitopem; każda cząsteczka Ig może więc wiązać 2 epitopy Po trawieniu papainą następuje rozszczepienie cząsteczek Ig i powstają fragment Fc utworzony z łańcuchów ciężkich i z cząsteczek Fab - są to fragmenty łańcuchów ciężkich i całych łańcuchów lekkich. Sekwencja fragmentu Fab jest zhiienna i określa specyficzność cząsteczkową przeciwciała. Występuje 106 typów przeciwciał. Sekwencja fragmentu Fc jest natomiast stała. U ludzi występuje 106 - 109 różnych typów przeciwciał i każdy typ produkowany jest przez jeden klon komórkowy. Klasy immunoglobulin Ig: -> IgG gamma -> Ig M mi -» Ig A alfa -» Ig D delta -> Ig E dzeta ??? Klasyfikacja ta wynika z sekwencji aminokwasów łańcucha ciężkiego 1. Ig G - działają jako obsoliny i biorą udział w zależnej od przeciwciał i mediowanej przez komórki cytotoksyczności 2. Ig M - aktywują system dopełniacza i powstają jako pierwsze w pierwotnie odpowiedzi immunologicznej 3. Ig A - jsą to Ig sekrecyjne są wydzielane w postaci dimerów których podjednostki są połączone ze sobą specjalnym białkiem I (białko „i”) produkowanym przez komórki plazmatyczne 4. Ig D - klasa immunoglobulin powierzchniowych występujących na powierzchni limfocytów B i odpowiedzialnych za rozpoznawanie przez limfocyty B antygenów i aktywacji limfocytów B 5. Ig E - immunoglobuliny reaginowe; odpowiedzialne są za nadwrażliwość alergiczną Komórki układu immunologicznego Limfocyty B - powstają w szpiku kostnym i w szpiku otrzymują immunokompetencję; u ptaków powstają w kaletce Fabrycjusza; , w procesie uzyskiwania immunokompetencji limfocyt B uzyskuje 50 000 Ig M i wbudowywuje je w swoja 18 błonę komórkową w ten sposób, że miejsca wiązania epitopów na immunoglobulinach są skierowane na zewnątrz do przestrzeni międzykomórkowej, natomiast fragment Fc zanurzony jest w warstwie lipidowej błony i połączony jest za pomocą końca -COOH z białkiem wewnątrzbłonowym; po reakcji Ig z epitopem fragment Fc przenosi sygnał do komórki co prowadzi do aktywacji komórki czyli zachodzi aktywacja limfocytu B zwana transdukcja zaktywowane komórki limfocytów B dzielą się i powstają komórki pamięci (limfocyty B pamięci) i komórki plazmatyczne. Przeciwciała są produkowane do krwi i limfy i są odpowiedzialne za odpowiedź humoralną. Limfocyty T - te komórki również powstają w szpiku kostnym ale one wędrują do kory grasicy gdzie uzyskują immunokompetencję; proces ten polega na ekspozycji ich błony komórkowej na specyficzne cząsteczki; morfologicznie komórki te podobne są do limfocytów B ale one posiadają receptory a nie posiadają przeciwciał na swej powierzchni; te komórki rozpoznają epitopy prezentowane przez inne komórki; ich działanie ograniczone jest do małych odległości; receptory j limfocytów T zlokalizowane w obrębie błony komórkowej działają jako receptory antygenów; stały fragment receptora związany jest z białkiem CD3 tworząc w ten sposób kompleks receptor - CD3; białko CD3 jest charakterystyczne dia całej populacji limfocytów T; receptor rozpoznaje epitopy jeśli są one związane z cząsteczkami MHC (główny kompleks zgodności tkankowej) - ten kompleks nie występuje na erytrocytach i dlatego możliwa jest transfuzja; MHC występują w błonach komórkowych innych komórek, wyróżnimy różne klasy: MHC I, MHC II itd. Większość komórek jądrzastych posiada MHC I a komórki APC posiadają MHC I i MHC II; MHC są specyficzne dla każdego osobnika z wyjątkiem bliźniąt jednojajowych. Komórka limfocytu T musi rozpoznać obcy epitop i cząsteczkę MHC jako swoją żeby uległa ona aktywacji, jeśli rozpozna tylko epitop jako obcy bez rozpoznania odpowiedniej swojej cząsteczki MHC do aktywacji nie dojdzie. Podklasy limfocytów T: 1. limfocyty T helperowe (pomocnicze) - I i II (TH1 i TH2) - wydzielają różne cytokiny które modulują aktywność innych komórek; TH1 - regulują odpowiedź immunologiczną komórkową ! TH2 - regulują odpowiedź immunologiczną humoralną 2. limfocyty T cytotoksyczne - ich zadaniem jest uśmiercanie komórek rozpoznawanych przez nie jako obce na przykład komórki które zostały transformowane przez wirus mają inny MHC 3. limfocyty supresorowe - hamują odpowiedź immunologiczną, hamują aktywność limfocytów B i T 4. limfocyty pamięci - komórki z pamięcią na poszczególne epitopy | Poza receptorami limfocyty T mają skupienia białek zróżnicowane jako! CD (jest to tak zwany system dopełniacza). Białka te wiążą się ze specyficznymi ligandami komórek docelowych. Występuje ponad 60 takich białek i tak na przykład CD3 występuje na wszystkich limfocytach T i bierze udział w transdukcji sygnału wywołanym połączeniem kompleksu epitop - MHC w wyniku czego zachodzi aktywacja limfocytu T. Wyróżniamy następujące podstawowe białka CD: -> CD4 - występuje na limfocytach helperowych - to koreceptor który oddziaływuje z MHC II na komórki APC i prowadzi do aktywacji komórek limfocytów helperowych -» CD8 - występuje na komórkach limfocytów cytotoksycznych i supresorowych -powoduje aktywację komórek cytotoksycznych -» CD28 - występuje na limfocytach T helperowych i aktywuje je -» CD40 - występuje na limfocytach B i umożliwia limfocytom TH (helperowym) aktywacje komórek limfocytów B i ich proliferację w komórki pamięci i komórki plazmatyczne Komórki T i inne komórki układu immunologicznego wydzielają także pewne substancje oddziaływujące - substancjami tymi są interleukiny (IL) na przykład: 1. IL 1alfa i IL 1beta - są wydzielane przez makrofagi i komórki nabłonka aktywują makrofagi i limfocyty T 2. IL 2 - aktywuje limfocyty B 3. IL 4 - poprzez TH2 aktywuje limfocyty B wywołując mitozy i różnicowanie 4. IL 5 - poprzez Tn2 aktywuje limfocyty B 5. IL 6 - przez APC aktywacja limfocytów T i B 6. IL 12 - przez limfocyty B i makrofagi aktywuje komórki NK i indukują powstanie komórek podobnych do TH1 7. Interferon gamma poprzez TH1 indukuje uśmiercanie obcych komórek przez komórki cytotoksyczne i fagocytozę przez makrofagi Komórki NK (natural kiler) stanowią mały procent limfocytów i są podobne do limfocytów T cytotoksycznych; komórki te niszczą komórki nowotworowe i komórki zaatakowane wirusem; działanie wiec jest odmienne od limfocytów T cytotoksycznych i nie jest ono uwarunkowane rozpoznaniem MHC oraz nie wnikają one do grasicy aby uzyskać immunokompetencję; komórki NK działają niespecyficznie; komórki NK mogą rozpoznawać region Fc przeciwciał i wybiórczo uśmiercać komórki z odpowiednim przeciwciałem; ten proces jest zależny od przeciwciał i jest uwarunkowany wydzielaniem przez komórki NK perforyn i fragmentyn; perforyny tworzą w błonie pory przez które wnikają fragmentyny które są odpowiedzialne za indukcję procesu apoptozy, mogą również działać wnikając przez kanały jonowe i jednocześnie uszkadzając Wykłady drukowane prof. Malendowicza owe kanały i w wyniku tego powodują pęcznienie komórki i jej rozpad. Komórki NK - receptory IL12 i interferony alfa i beta , te czynniki zwiększają cytotoksyczność komórek NK które uwalniają duże ilości interferonu gamma który aktywuje makrofagi. NK powodują śmierć komórki bez udziału przeciwciał; ta cytotoksyczność jest niezależna od przeciwciał i jest regulowana prze komórki nowotworowe lub komórki zainfekowane wirusem, które rozpoznawane są przez komórki NK. Poszczególne populacje komórek immunologicznych współdziałają ze sobą i między nimi zachodzą różne interakcje ponieważ wystąpienie zjawiska immunologicznego uzależnione jest od interakcji komórek limfatycznych co uwarunkowane jest rozpoznaniem cząsteczek powierzchniowych; jeśli wystąpi brak rozpoznania komórka nie jest włączona do odpowiedzi i to zabezpiecza prawidłowy przebieg odpowiedzi; jeśli natomiast cząsteczka powierzchowna zostanie rozpoznana limfocyt proliferuje i dojrzewa; wymaga więc to rozpoznania antygenu (epitopu), rozpoznania 2 współsygnałów które może być mediowane cytokiną lub cząsteczka sygnalną związaną z błoną -> TH2 - ten czynnik mediuje odpowiedź immunologiczną humoralna -> TH2 rozpoznaje epitop swoim receptorem i cząsteczką MHC II za pomocą CD4; sygnał drugi - receptor CD40 TH2 musi związać się z cząsteczką CD40 limfocytu B -» odpowiedzi mediowane TH1 - uśmiercanie komórek zainfekowanych wirusem; aby taką komórkę zainfekowaną uśmiercić limfocyt T cytotoksyczny musi otrzymać sygnał od TH1; TH1 aby wysłać ten sygnał musi zostać aktywowany przez komórki APC przedkładającej odpowiedni epitop sygnał l - receptor i CD4 TH1 rozpoznaje APC kompleks epitop - MHC II i na błonie pojawia się cząsteczka B7 sygnał 2 - cząsteczka CD28 wiąże się z cząsteczką B7 APC - proces ten aktywuje TH1 który wydziela IL2; IL2 aktywuje limfocyty T cytotoksyczne takie które wiążą te same komórki APC; w rezultacie następuje wydzielanie perforyn które wytwarzają hydrofilne pory przez które wnikają fragmenty indukujące apoptozę; TH1 - pomagają makrofagom uśmiercać bakterie; niektóre bakterie łatwo proliferują w mikrosomach i wtedy niszczone są przez makrofagi aktywowane przez TH1. Współpraca immunoglobulin z układem dopełniacza - to droga na której przeciwciała bronią organizmu przed mikroorganizmami chorobotwórczymi; dopełniacz przyciąga komórki fagocytarne do miejsca infekcji i zwiększa ich zdolność do fagocytozy; aktywacja dopełniacza to przebiegająca kaskadowo reakcja proteolityczna; system dopełniacza to 20 białek (C1 - C9), czynnik AB, czynnik AD i różne białka regulatorowe; wszystkie te białka w warunkach fizjologicznych są rozpuszczone we krwi i płynach tkankowych; w wyniku aktywacji następuje powstanie wczesnych składników dopełniacza C1, C2, C3, C4 oraz czynników B i D które są proenzymami aktywowanymi kolejną proteolizą zachodzącą na powierzchni komórek; kluczową rolę w ich powstaniu odgrywa C3 i powstanie układów dopełniacza C5 - C9 które prowadzą do powstania kompleksu litycznego umożliwiającego lizę komórki Drogi aktywacji dopełniacza: -» klasyczna - zachodzi poprzez kompjleks antygen - przeciwciało -» alternatywna - przez polisacharydy błony komórkowej i toksyny bakteryjne: tu kluczową role odgrywa czynnik C3B, jego zwiększona ilość wiąże się ze specyficznym receptorem makrofagów i neutrofili i zachodzi fagocytoza surowiczozależna Kompleks lityczny - to dwie cząsteczki o ciężarze około 2 mln.D które destabilizują lipidy błony komórkowej i tworzy kanały wodne w błonie; prowadzi to do niekontrolowanego napływu wody do komórki (osmoza) co powoduje obrzęk i rozpad komórki; to bardzo skuteczna metoda bo jeden kompleks może doprowadzić do śmierci komórki; poszczególne czynniki dopełniacza syntetyzowane są przez szpik i wątrobę; kompleks ten łącznie z neutrofilami stanowi niespecyficzny mechanizm obronny ustroju • Hematopoeza Dojrzałe komórki krwi mają krótki okres życia toteż konieczna jest ich odnowa która zachodzi z komórek macierzystych zwanych także komórkami pnia; proces ten dokonuje się w narządach hematopoetycznych; w najwcześniejszych okresach embriogenezy komórki macierzyste powstają z pęcherzyka żółtkowego, później powstają w wątrobie, śledzionie, w obojczyku i w kościach. Erytrocyty, granulocyty, monocyty i płytki krwi pochodzą z komórek macierzystych szpiku kostnego i za ich powstawanie i dojrzewanie odpowiedzialne są procesy , odpowiednio - erytropoeza, granulopoeza, monopoeza i megakariocytopoeza (trombopoeza). Komórki macierzyste limfocytów pochodzą ze szpiku a limfocyty powstają w narządach limfatycznych gdzie przechodzą niezróżnicowane komórki szpikowe. W skład powyższych procesów wchodzą etapy różnicowania i dojrzewania; jednym z czynników dojrzewania jest czynnik CMF. Teoria unitarna dotyczy pochodzenia krwi i zakłada że wszystkie elementy krwi pochodzą z jednej komórki prekursorowej - hemocytoblastu. To komórka pluripotencjalna posiadająca zdolność samoodnowy i różnicowania; około 50% komórek powstałych w wyniku mitozy pozostaje jako komórki macierzyste a pozostałe przechodzą w komórki macierzyste unipotencjalne; z komórek unipotencjalnych powstaje tylko jeden rodzaj krwinek z wyjątkiem lini neutrofle monocyty bo ta linia pochodzi ze wspólnej lini unipotencjalnej. Hematopoeza Hemocytoblast unipotencjalny rzadko się dzieli a podział zachodzi w 19 wyniku zadziałania erytropoetyny Dowody z doświadczeń na zwierzętach: -» CFU - jednostka tworząca kolonie, po letalnym napromieniowaniu myszy zwierzęta giną jeśli nie przeszczepimy im szpiku -» po przeszczepieniu szpiku możemy zaobserwować łuski z koloniami komórek z których pochodzą wszystkie komórki krwi -» defekt chromosomalny chromosomu Filadelfia w komórce pluripotencjalnej powoduje że ten defekt obserwujemy we wszystkich elementach morfotycznych Głównymi zmianami zachodzącymi w trakcie dojrzewania są: -> spadek objętości komórek -> zanik jąderek -» zmniejszenie objętości jądra -> spadek liczby polirybosomów -> wzrost zawartości hemoglobiny i eozynofilii -» spadek liczby mitochondriów Proerytroblast który powstaje z hemocytoblastu unipotencjalnego pod wpływem erytropoetyny, podobny jest morfologicznie do mieloblastu ale zawiera ferrytynę; żelazo (Fe) które jest niezbędne do syntezy hemoglobiny (Hb) zostaje dostarczone przez transferynę; receptory dla tego białka są zlokalizowane na błonie proerytroblastu i zachodzi tam następujący proces - internalizacja w CURL, z pęcherzyka endocytarnego odczepiany jest jeden atom żelaza a reszta recyrkuluje i proces się powtarza; żelazo może zostać dostarczone do proerytroblastu z otaczających go makrofagów. Proerytroblast dalej dzieli się w erytroblast zasadochłonny, który rozpoczyna syntezę enzymów, posiada dużo RNA i z tym związana jest zasadochłonność cytoplazmy; erytroblast zasadochłonny przechodzi 1-2 podziały i przekształca się w erytroblast polichromatofilny; zmiana barwy cytoplazmy jest wynikiem zmniejszającej się ilości RNA i równoczesnego zwiększania ilości Hb (cytoplazma staje się bardziej kwasochłonna); i erytroblast polichromatofilny ulega 1-2 podziałom i przekształca się z erytroblast ortochromatofilny czyli normoblast posiadający jądro pyknotyczne i znacznie zmniejszone, cytoplazma jest kwasochłonna i występuje w niej przewaga hemoglobiny; ta forma nie dzieli się w trakcie swojego dojrzewania , traci jądro i przechodzi w retikulocyt który zawiera resztki rybosomów; retikulocyt następnie przechodzi w erytrocyt Wykłady drukowane prof. Malendowicza Erytrom - jest to cała populacja erytrocytów i ich komórek prekursorowych szeroko rozprzestrzenionych w organizmie; tworzy jakby jeden narząd którego podstawową funkcją jest dostarczanie O2 i usuwanie CO2. Rozróżniamy dwa przedziały funkcjonalne: -» krwionośny -> pula erytropoetyczna (przedział szpikowy w którym powstają dojrzałe erytrocyty) Funkcja tego układu polega na tym że w ciągu l sekundy przez cały okres życia powstaje i równocześnie ulega usunięciu 26 czyli 2 mln. erytrocytów. Kontrola układu erytronu Wysiłek również powoduje zwiększenie ciśnienia parcjalnego O2 Erytropoetyna jest hormonem glikoproteidowym o mcz 39 tys. D , którego synteza zachodzi w nerce pod wpływem hypoksji czyli obniżenie ciśnienia parcjalnego; może też być syntetyzowana w wątrobie; działanie erytropoetyny polega na stymulowaniu podziałów komórkowych oraz skracaniu czasu trwania erytropoezy. • Mielobiast jest komórką posiadającą okrągłe jądro i słabo zasadochłonna cytoplazmę; występuje dużo mitochondriów i rybosomów; brak ziarnistości cytoplazmatycznych; przekształca się w • promielocyt w którego cytoplazmie występują ziarnistości azurofilne które nie są identyczne z ziarnistościami specyficznymi rozwijającymi się w mielocytach; te ziarnistości rozwijają się na biegunie trans AG i maja enzymy lizosomalne i mieloperoksydazę. • Mielocyt - jest komórka która zawiera ziarnistości specyficzne trzech rodzajów; te ziarnistości są produkowane na biegunie cis AG; w tej formie występują też ziarnistości azurofilne powstające w promielocytach; wszystkie stadia do mielocytu zachowują zdolność do mitozy. • Metamielocyty - jądro z okrągłego i elipsoidalnego przekształca się w nerkowate; posiada wszystkie ziarnistości; jądro staje się nerkowate i rozpoczyna się proces powstawania płatów; ta forma nie posiada zdolności do podziałów Między formą macierzystą a ostatnią formą granulocytu zachodzi około 5 podziałów Produkcja neutrofili zachodzi w ciągu 24 godzin i powstaje wtedy 7.5 * 1010 neutrofili. Od mieloblastu do formy dojrzałej jest okres około 11 dni. 20 Wykłady drukowane prof. Malendowicza •Monocyt - jest to forma transportowa makrofaga; drogą diapedezy przechodzi przez naczynia włosowate do tkanki łącznej i przekształcają się tam w makrofagi. W wyniku długotrwałych infekcji makrofagi mogą połączyć się ze sobą tworząc komórki olbrzymie które są jądrzaste i nazywamy je komórkami ciał obcych; przekształcać się mogą w komórki epidedioidalne, które mogą tworzyć komórki wielojądrzaste - olbrzymie. •Trombopoeza Płytki powstają w szpiku kostnym z megakariocytow hemocytoblast pluripotencjalny > hemocytoblast unipotencjalny > megakarioblast (duża komórka, wysoce poliploidalna, zawiera wiele jąder, zachodzi w niej wielokrotna replikacja DNA która nie zawsze kończy się mitozą) > megakariocyt (charakteryzuje się poliploidią mogącą sięgać 64 n ; średnica wynosi 150 -250 um; występuje duże wielopłatowe jądro; cytoplazma posiada trzy strefy: okołojadrową - w której zlokalizowane jest większość organelli - AG, ER, polisomy; strefa pośrednia - zawiera SER, która ogranicza przyszłe płytki; strefa zewnętrzna - zawierająca drobne ziarnistości i pakiety mikrofilamentów ,) • Powtawanie plytek - dokonuje się w wyniku łączenia się pęcherzyków i SER ogranicza te struktury i one są sekwestrowane do przedziału krwionośnego w szpiku; w krążeniu żyją około 10 dni; na trombopoezę ma wpływ trombopoetyna ona wpływa na podziały megakarioblastu i skraca czas tworzenia płytek. • Hemopoeza wewnątrzmaciczna - dzielimy ja na trzy okresy 1. okres przedwątrobowy (pierwotny) 2. okres wątrobowo - śledzionowy j 3. okres szpikowy (definitywny) • Okres przedwatrobowy - w tym okresie wyspy krwiotwórcze znajdują się w ścianie pęcherzyka żółtkowego i to ma miejsce już w 3 tygodniu ciąży; z mezenchymy różnicują się komórki śrddbłonka i komórki pnia powstają naczynia łączące się z ciałem zarodka; pojawiają się erytroblasty pierwotne (większe do definitywnych) a z nich powstają większe komórki stąd jest to erytropoeza megaloblastyczna; erytrocyty nie tracą jąder i zawierają specyficzna hemoglobinę Gover I i II która nie występuje w późniejszych stadiach rozwojowych; w tym okresie nie występują jeszcze leukocyty i płytki krwi. • Okres watrobowo - sledzionowy.- występuje między 2 i 3 miesiącem; zachodzi hematopoeza wątrobowe - śledzionowa; w grasicy następuje produkcja limfocytów a w wątrobie pojawiają się prekursory granulocytów, megakariocytów i definitywny megakarioblast który nie traci jądra i prowadzi syntezę HbF czyli hemoglobiny płodowej; w tym więc okresie zachodzi hematopoeza pozanaczyniowa. • Okres szpikowy - rozpoczyna się od 3 miesiąca i wtedy zachodzi hematopoeza szpikowa. • Układ dokrewny , • Endokrynologia - nauka o układzie dokrewnym • Uklad dokrewny - różne grupy komórek wykazujące wspólną cechę czyli 21 produkcję substancji chemicznych i wydzielanie ich poza komórkę; wydzielane substancje działają na inne tkanki lub narządy. • hormony .sa to substancje wydzielane przez gruczoly,dokrewne (ta wydzielina to inkret) • grupa dokrewna _ brak przewodów odprowadzających Zazwyczaj hormony pobudzają komórki; te substancje działają na komprki lub narządy hormonoreaktywne ( hormonoreaktywność uwarunkowana specyficznością receptorową reaktywność bowiem uzależniona jest od występowania receptorów na dany hormon; receptory w komórkach są dwojakiego rodzaju: 1. błonowe - dla związków które są polarne i nie mogą swobodnie przeniknąć przez błonę komórkową 2. jądrowe - dla hormonów niepolarnych (steroidowe) Które łatwo przechodzą przez błonę komórkową Grupy dokrewne wydzielają produkowane substancje bezpośrednio do krwi • wyróżniamy następujące grupy dokrewne 1. przysadka mózgowa 2. szyszynka 3. tarczyca 4. przytarczyce 5. nadnercza 6. wyspy Langerhansa trzustki 7. łożysko 8. składniki wydzielnicze jądra i jajnika • hormony mogą być również wydzielane przez komórki lub grupy komórek rozrzucone wśród innych komórek i tak są na przykład wydzielane hormony przewodu pokarmowego • cechy hormonów -» są wybiórczo wychwytywane przez narządy hormonoreaktywne, które reagują na nie w specyficzny sposób -» wydzielane są w bardzo małych ilościach do płynów lub surowicy (Na+ występuje w stężeniu 10-1 mola, glukoza - 10-2 mola, albumina - 10-3 mola, sterydy i hormony tarczycy - 10-6 - 10-9 mola, hormony peptydowe 10-10 - 10-12 mola) • definicja hormonów wg. Guillemina — jest to każda substancja uwalniana przez komórkę która działa na inna komórkę w jej pobliżu lub w oddali, i niezależnie czy jest produkowana przez małą liczbę komórek czy licznie rozsiane komórki i niezależnie od drogi powstawania; hormony mogą być transportowane przez krew, przepływ aksoplazmatyczny lub przestrzen międzykomórkową. . • chemiczny messenger jestt to każda substancja produkowana przez komórki pochodzenia endo lub egzogennego która bierze udział w warunkach fizjologicznych w kontroli innych komórek. • hormon - to każda substancja produkowana przez komórkę w celu regulowania metabolizmu innej komórki; synonimem pojęcia hormon jest - chemiczny messenger ale odwrotna zależność nie zachodzi; hormon działa endokrynowo _ przez krew neurokrynowo - wydzielany przez komórkę nerwową i działa na synapsę; parakrynowo -działa na sąsiednią komórkę; autokrynowo na siebie przez receptor powierzchowny; droga feromonalna - za pomocą powietrza; intrakrynowo działająca na siebie w cytoplazmie • neurohormon - hormon produkowany przez komórkę nerwową • neuropeptyd.,”- hormon peptydergiczny (np. substancja P) • neurohormon niepeptydergiczny _ kazdy hormon który nie spełnia warunku hormonu peptydergicznego (acetylocholina, serotonina), • neurotransmiter - neurohormon działający transsynaptycznie,charakteryzujący się szybkim działaniem • neuromodulator - jest to hormon regulujący odpowiedź hormonu na neurotransmiter lub inny hormon na przykład neuromedyny, enkefaliny, endorfiny • neuroregulator - jest to pojęcie ogólne dla neurohormonów które działają jako neurotransmitery i neuromodulatory • feromony - są to chemiczne messengery uwalniane na zewnątrz przez jednego osobnika w celu stymulacji odpowiedzi innego osobnika tego samego gatunku (feromony sygnalne lub primery) • lumony - hormony wydzielane do swiatla przew odu pokarmowego • chalony - inhibitory aktywności mitotycznej • czynniki wzrostu.- substancje mitogenne o działaniu plejotropowym • fitohormony- -hormony roślinne synteza hormonów 1. hormony peptydowe -> transkrypcja -> translacja -> przechodzą do ER i AG gdzie zachodzi sulfatacja i dołączenie węglowodanów -» egzocytoza 2. hormony sterydowe - powstają w błonie SER j błonie grzetieni mitochondrialnych; biosynteza regulowana jest enzymami 3. hormony tarczycy • syntetyzowane są z substancji białkowej tyreoglobuliny w świetle pęcherzyków tarczycy; potem następuje endocytoza, trawienie Wykłady drukowane prof. Malendowicza wewnątrzkomórkowe i uwolnienie do krwi 4_ neurotransmitery syntetyzowane są na zakończeniach aksonalnych aksonów; synteza zachodzi w perikarionie i następnie zachodzi transport aksonalny; podobnie powstają neuropeptyny (oksytocyna) w części nerwowej przysadki mózgowej PROHORMONY w tej postaci są syntetyzowane hormony białkowe i ulegają one przemianie w hormony; są nimi także niektóre hormony sterydowe na przykład testosteron jest prohormonem i aby spowodować efekt biologiczny musi ulec redukcji do hydrotestosteronu który jest czynny biologicznie HORMONY BIAŁKOWE -»PREPROHORMONY - syntetyzowane peptydy które mają sekwencję sygnalną one po odczepieniu telopeptdu sygnalnego przekształcają się w prohormony -> PROHORMONY - są to dłuższe białka zawierające więcej aminokwasów; z prohormonów wycinane są poszczególne fragmenty i powstaje kilka hormonów albo może powstać jeden ale jest on znacznie krótszy od wyjściowej cząsteczki prohormonu z którego powstał •NIEKTORE BIALKA. SUROWICY są także prohormonami na przykład angiotensynogen który pod wpływem reniny przechodzi w angiotensynę I (dekapeptyd) i ta substancja w płucach pod wpływem konwertazy angiotensyny przekształcona zostaje w angiotensynę II (oktapeptyd) i angiotensyna II jest substancja czynna biologicznie. Układ RAA (renina - angiotensyna - aldosteron) W przypadku zmniejszenia ciśnienia parcjalnego O2 komórki mioidalne, które są zmienionymi komórkami mięśniowymi gładkimi występującymi w naczyniach krwionośnych wydzielają reninę, która rozkłada angiotensynogen krwi do angiotensyny I(AT I), następnie angiotensyna I przechodzi do płuc gdzie w wyniku aktywności konwertazy angiotensyny przechodzi w angiotensynę II; receptory dla angiotensyny II występują w komórkach mięśniowych gładkich tętnic i pod wpływem angiotensyny II tętnice ulegają obkurczeniu co wywołuje wzrost ciśnienia krwi i wzrost przepływu; w przypadku przedłużającego się działania angiotensyny II dochodzi do proliferacji komórek mięśniowych gładkich naczyń tętniczych co może prowadzić do nadciśnienia tętniczego i niewydolności krążenia; receptory dla angiotensyny II występują również w strefie kłębkowatej kory nadnercza, gdzie stymulują one wydzielanie aldosteronu; aldosteron działa na kanaliki dystalne nerki zwiększając reabsorpcję jonów sodowych (z każdym Na+ wchodzi 8 cząsteczek wody) co przyczynia się do wyrównywania przepływu płynów tkankowych i wody. Przeciwne działanie ma ANP. Większość hormonów ma specyficzne białka wiążące które krążą w kompleksach w krwi; są to na przykład transkortyny dla hormonów sterydowych, białka wiążące hormony tarczycy; te białka posiadają „kieszenie” w które wchodzą hormony i tą droga są rozprowadzane po całym organizmie • POLOKRES BIOLOGICZNEGO TRWANIA A HORMONÓW (P 1/2) Jest to okres czasu w którym stężenie hormonu zmniejsza się o połowę; Pi/2 jest krótki dla hormonów białkowych (dla ACTH - jest to 3 - 4 minuty), natomiast dla hormonów sterydowych to 60 - 80 minut; P1/2 jest bardzo długi dla hormonów tarczycy i wynosi około 6 dni ! - ta informacja jest bardzo istotna w leczeniu substytucyjnym hormonami tarczycy które powinno być bardzo ostrożne ze względu na wolne eliminowanie tych substancji z organizmu 4 MECHANIZM DZIAŁANIA-HORMONY DZIELIMY NA: -» nieprzechodzące przez błonę komórkową (hormony białkowe), dla nich występują specyficzne receptory błonowe które są grupami związanymi z białkami G, receptory związane z kinazą białkową, dochodzi do pobudzenia przez receptor substancji cAMP która wywiera efekt w komórce; ta substancja to tak zwany pośrednik bo za jej pośrednictwem, zachodzi owa reakcja -> przechodzące przez błonę komórkową (hormony sterydowe i hormony tarczycy) - oddziaływują bezpośrednio na genom komórki (dla hormonów sterydowych istnieją także receptory błonowe) • Agonista - jest to każda substancja która pobudza receptor danego hormonu • Antagonista danego hormonu - hamuje działanie hormonu na dany receptor; używa się tych substancji w leczeniu zaburzeń hormonalnych •Przysadka mozgowa (hypophisis cerebri) Jest to nieduży gruczoł znajdujący się w siodle tureckim wielkości grochu; większy jest u kobiet niż u mężczyzn; waga 0.5 - 0.7 g; za pośrednictwem szypuły łączy się z podwzgórzem tworząc anatomiczną całość; w szypule znajduje się lejkowate zagłębienie które jest światłem 3 komory - jest to tak zwany zachyłek lejkowaty; w przysadce wyróżniamy: 1.cześć gruczołowa (adenophisis) w skład której wchodzą -» część guzowa -> część pośrednia -» płat przedni 2. cześć nerwowa przysadki.tj (neurophisis) w skład której wchodzą: -> płat tylny 22 -» lejek (w nim wyróżniamy pień lejki i wyniosłość pośrodkową - eminentia mediana cześć gruczołowa otoczona jest torebką łącznotkankową która wnika w głąb i dzieli narząd na sznury, gniazda i pojedyncze komórki. Płat przedni jest bogato unaczyniony gdyż występują tutaj naczynia typu zatokowego z łatwo • przepuszczalnym śródbłonkiem. Znajdują się tu również nieliczne włókna kolagenowe i dużo włókien retikulinowych. Komórki płata przedniego dzielą się.na: • komórki barwnikooporne. (chromofobowe) 2.komorki barwnikochlonne (chromofilne) • komórki barwni kooporne - stanowią około 50% wszystkich elementów komórkowych, są to małe owalne lub okrągłe komórki o trudno barwliwej cytoplazmie; posiadaj słabo wykształcone organella komórkowe i ubogo chromatynowe jądra; granice między komórkami są słabo zaznaczonej kom. pęcherzykowo .gwiazdkowate. to elementy nieczynne - to komórki macierzyste dla komórek chromofilnych - mają kształt gwiazdkowaty i oplatają różne komórki gruczołu regulując ich czynność , Komórki barwnikochlonne dzielimy ogólnie na -> komórki kwasochłonne - w metodzie Mallory barwią się fuksyną kwaśna na kolor czerwony -> komorki zasadochlonne - w metodzie Mallory barwią się błękitem aniliny na kolor niebieski Podział czynnościowy komórek płata przedniego opiera się na typie hormonów wydzielanych przez daną komórkę; identyfikacja tych komórek: l -» metody immunohistochemiczne- polega na tym że wykorzystuje sie reakcję antygen - przeciwciało do zlokalizowania specyficznych hormonów w komórce - mikroskopia elektronowa - możemy rozpoznać kształt komórek, wielkość i rozmieszczenie ziarnistości wydzielniczych • Hormony i komórki przedniego pląta przysadki 1. STH (somatotropina) = GH (hormon wzrostu) 2. PRL-prolaktyna 3. ACTH - hormon adrenokortykotropowy - pobudza korę nadnerczy 4. TSH - hormon tyreotropowy 5. FSH - folikulina (folikulotropina) 6. LH -hormon luteinizujący komórki kwasochlonne: ->komorki STH- wydzielają STH, to tak zwane komórki a które należą do komórek kwasochłonnych, stanowią 37% - 40% komórek chromofilnych, w cytoplazmie posiadają gęste ziarnistości o średnicy 350 nm oraz dobrze rozwinięty RER; przerost i rozrost tych komórek prowadzi do gigantyzmu jeśli nastąpi to przed zakończeniem procesu kostnienia lub do akromegalii gdy proces przerostu zajdzie po zakończeniu kostnienia; przy niedoczynności prowadzi do karłowatości - osobnicy charakteryzują się proporcjonalna budową i prawidłową inteligencją ale są niscy; u ludzi działa tylko ludzki hormon wzrostu ->komorki prolaktynowe PRR- komórki te barwią się fuksyną kwaśną; posiadają okrągłe lub owalne ziarnistości stosunkowo nieliczne o średnicy około 600 nm i barwiące się erytrozyną; komórki te posiadają bardzo silnie rozwinięty RER; • prolaktynajest hormonem stymulującym procesy sekrecyjne w gruczołach| mlekowych; działa także na komórki ciałka żółtego o ile jest ono przygotowane przez LH; u gatunków niższych prolaktyna jesttfiormonem wzrostu. •komórki zasadochlonne- stanowią 6% -11% elementów chromofilnych, są większe od komórek kwasochłonnych i mają silnie rozwinięte organella komórkowe. Do tych komórek zaliczamy: -> komórki ACTH posiadają w obrębie całej cytoplazmy okrągłe lub owalne ziarnistości o średnicy około 200 nm, często w cytopiazmie występują krople lipidowe i nieliczne włókienka o średnicy 6-8 nm, ilość włókien zwiększa się w patologii i wtedy obserwujemy powstawanie tak zwanych komórek Crooke’a które zawierają masy chialinowe (szkliste); nadczynność komórek ACTH prowadzi do wystąpienia zesporu Cushinga a niedoczynność do choroby Addisona; ACTH to hormon działający na korę nadnerczy, pobudza ją do wzrostu i różnicowania. -> komórki TSH komórki tyreotropowe, wydzielają tyreotropinę czyli hormon działający na tarczycę. stymuluje wzrost, różnicowanie i procesy sekrecyjne tarczycy; komórki TSH podobne są do komórek ACTH ale w komórkach TSH występują mniejsze ziarnistości o średnicy 150 nm; nadczynność komórek TSH prowadzi do choroby Graves - Basedowa a niedoczynność do obrzęku śluzakowatego i matołectwa . • komórki gonadotropowe , Są to komórki FSH i LH - wydzielają one gonadotropiny, które działaja na narządy płciowe czyli na jądra i jajniki. Występują na obwodzie przedniego płata przysadki i posiadają ziarnistości o średnicy 200 nm; komórki te są zasadochłonne. Wyróżniamy: -> Gonadotropine FSH (hormon folikulotropowy - u kobiet powoduje wzrost pęcherzyka Graffa - u mężczyzn reguluje spermatogenezę i spermiogenezę oraz specyficznie stymuluje syntezę ABP czyli białek wiążących androgeny; białka ABP są Wykłady drukowane prof. Malendowicza produkowane w jądrach prze komórki Sertoliego. -> Gonadotropina LH(hormon luteinizujący) - u kobiet powoduje wzrost i różnicowanie ciałka żółtego i syntezę progesteronu - u mężczyzn wzrost i różnicowanie komórek Leydiga w jądrach i wydzielanie przez nie testosteronu • Komórki mukoidalne (plat przedni ?)- są to komórki PAS pozytywne i do nich należą komórki TSH, FSH, ACTH i LH Komórki gonadotropowe. Gonadektomia - zabieg polegający na usunięciu gonad powoduje przerost komórek wydzielających gonadotropiny FSH i H; w cytoplazmie tych komórek występują liczne ziarna i wakuole z koloidalną masą zasadochłonna, jądra są położone obwodowo; tak właśnie można scharakteryzować te komórki nadczynne; one po dłuższym okresie ulegają degeneracji; wprowadzenie hormonów płciowych np. estradiolu, testosteronu powoduje zanik tych komórek (bo są to komórki gonadektomijne); jeśli usuwamy gonady usuwamy jednocześnie czynnik który hamuje wydzielanie gonadotropin; podobne zjawisko obserwujemy w komórkach TSH po tyreoctomii i w komórkach ACTH po adrenectomii. Prohormony Wydzielanie ACTH W kortykotropach POMC (proopiomelanokortyna) jest syntetyzowana pod postacią łańcucha o długości około 240 aminokwasów. W kortykotropach ulega ona rozszczepieniu • cześć pośrednia przysadki mózgowej Buduje ją skąpy zrąb łącznotkankowy i komórki chromofobne niezróżnicowane, posiadają wakuole cytoplazmatyczne. Komórki zasadochłonne to komórki inwazyjne, które wniknęły z przedniego płata: Pomiędzy częścią obwodową a płatem pośrednim jest szczelina która jest pozostałością kieszonki rozwojowej Rathego wypełniona koloidem. Płat pośredni wydziela MSH (hormon melanotropowy) który reguluje przemianę barwnikową ustroju. Jest to polipeptyd podobny do ACTH. MSH alfa posiada 18 aminokwasów a MSH beta 13 aminokwasów. MSH wpływa na biosyntezę melanin i kumulację barwników w odpowiednich komórkach. • płat tylny przysadki Jest to płat nerwowy i ma charakterystyczna budowę; zrąb utworzony jest z tkanki glejowej, występują włókna nerwowe, naczynia krwionośne i tkanka łączna; nie posiada ten płat komorek nerwowych !!! główne składniki struktury to zmienione komórki glejowe - pituicyty, fibropituicyty, retikulopituicyty, mikropituicyty, adenopituicyty; wstępnych produktów sekrecyinych do tylnego płata przysadki dostarczają komorki nerwowe podwzgorza zlokalizowane w jadrze nadwzrokowym i przykomorowym są to jądra wielkokomórkowe podwzgórza; one produkują nonapeptydy-oksytocynę i wazopresynę; komórki jąder produkują neurowydzielinę która w postaci ziaren elementarnych opuszcza ciało komórki nerwowej (perikarion) i aksonami transportowana jest do tylnego płata przysadki mózgowej; ziarna te po drodze łączą się w konglomeraty zwane kulami Heringa. Droga podwzgórzowo - przysadkowa - wydzielina transportowana na tej drodze ma złożony charakter; utworzona jest z neuropeptydu i białkowej substancji nośnikowej • .neurofizyny ‘-jest to specyficzne białko wiążące hormony tylnego płata przysadki; aksony transportujące neurowydzielinę kończą się synapsami w przestrzeniach okołonaczyniowych tylnego płata przysadki i tam neuropeptydy odłączają się od neurofizyny i uwalniane są do krwioobiegu, t Wazopresyna nonapeptyd, podnosi ciśnienie krwi i wywiera silne działanie antydiuretyczne wpływając na zagęszczenie moczu pierwotnego w kanalikach nerkowych poprzez wchłanianie wody; w patologii i dochodzi do schorzenia zwanego moczówka prostą gdy wydzielane jest do kilkudziesięciu litrów moczu na dobę, podaje się wtedy wazopresynę •Oksytocyna- nonapeptyd, powoduje selektywny skurcz mięśniówki macicy i stymuluje wydzielanie gruczołu mlekowego 23 • Unaczynienie przysadki mózgowej przysadka unaczyniona jest przez tętnice przysadkowe górne i dolne; tętnice przysadkowe górne odchodzą od koła tętniczego mózgu a tętnice przysadkowe dolne od tętnic szyjnych wewnętrznych; tętnice przysadkowe dolne rozgałęziają się głównie w płacie tylnym przysadki a górne biegną do wyniosłości pośrodkowej podwzgórza (eminentia mediana) i tam rozgałęziają się one na liczne włośniczki .w pobliżu których kończą się liczne włókna nerwowe jąder drobnokomórkowych pola hypofizjotropowego podwzgórza; z wyniosłości pośrodkowej krew odpływa do płata przedniego żyłami wrotnymi długimi przysadki mózgowej; tą właśnie drogą przekazywane są do przedniego płata przysadki hormony uwalniające i hamujące (statyny i liberyny) wydzielanie podwzgórzowe; od tętnicy przysadkowej górnej odchodzi tętnica beleczkowa która przechodzi przez płat przedni nie rozgałęziając się dochodzi do płata tylnego i tam się rozgałęzia i stamtąd z włośniczek żyłam wrotnymi krótkimi krew przechodzi do płata przedniego Rozwój Przysadka mózgowa rozwija się z dwóch zawiązków ektodermalnych; pierwszy zawiązek to nabłonek zatoki ustnej czyli stomodeum leżący w najbliższym sąsiedztwie błony policzkowo - gardłowej; drugi zawiązek jest to uwypuklenie ependymy dna . trzeciej komory mózgu Nabłonek rozrasta się i stopniowo odsznurowywuje się od podłoża zawiązek przysadki; początkowo w nowym tworze występuje utkanie jednolite a następnie pojawia się w nim światło zawiązka - kieszonka Rathego która przesuwa się w kierunku kości klinowej; wąskie pasmo komórek nabłonkowych zatoki jamy ustnej łączące gardło z jama czaszki to przewód czaszkowe - gardłowy (ductus craniopharyngeus) który zazwyczaj zanika, jego resztki mogą jednak pozostawać i stanowią częsty punkt wyjścia dla guzów zwanych czaszkogardlakami które są hormono nieczynne Przewód czaszkowe - gardłowy jest drogą którą wędrują guzy tak , zwane czaszkogardlaki powstające z komórek które wędrują przewodem czaszkowo gardłowym. Wyniosłość posrodkowa (eminentia mediana) Stanowi część guzowego podwzgórza; zbudowana jest z komórek ependymalnych pokrywających komory mózgu (aż do trzeciej); warstwa wewnętrzna zbudowana jest z włókien nerwowych drogi nadwzrokowo przysadkowej i przykomorowo -przysadkowej; tutaj znajdują się także ziarnistości zawierające wazopresynę i oksytocynę z podwzgórza; warstwa zewnętrzna zawiera splot płaszczowy - jest to sieć naczyń włosowatych, która stanowi istotny element układu wrotnego podwzgórzowo - przysadkowego; w przestrzeni okołonaczyniowej tego splotu występuje duża liczba synaps neurohormonalnych; w obrębie tych synaps występują podwzgórzowe hormony uwalniające - liberyny oraz podwzgórzowe hormony hamujące - statyny; hormony te syntetyzowane są w polu hypofizjotropowym podwzgórza; w tym polu występują jądra drobnokomórkowe, których komórki syntetyzują statyny i liberyny; statyny i liberyny aksonami transportowane są do wyniosłości pośrodkowej i są uwalniane do krążenia wrotnego podwzgórzowo przysadkowego Podwzgorze (hypotalamus) Jest to część międzymózgowia; odgrywa zasadnicza rolę w sterowaniu czynnością układu hormonalnego w organizmie oraz interakcji układu nerwowego, dokrewnego i immunologicznego (układ neuroimmunoendokrynowy); łącznie z przysadka tworzy układ podwzgórzowo przysadkowy pełniącego funkcję kontrolną w szczególności układ ten stymuluje (poprzez liberyny) i hamuje (poprzez statyny) czynność obwodowych gruczołów dokrewnych; w obrębie podwzgórza występuje wiele jąder; i tak występują tu jądra wielkokomórkowe (przykomorowe, nadwzrokowe) i jądra drobnokomórkowe zlokalizowane głownie w polu hypofizjotropowym podwzgórza (hormony wydzielane przez to pole to waśnie liberyny i statyny); w przypadku każdego hormony przedniego płata przysadki mózgowej występują odpowiednie liberyny i statyny; liberyny to na przykład: -> CRF (CRH) -: kortykoliberyna - jest to polipeptyd składający się z 41 aminokwasów który wpływa na wydzielanie ACTH -> TRH - hormon uwalniający tyreotropinę (TSH), jest to trójpeptyd -> GRH - gonadoliberyna - to polipeptyd (dekapeptyd) który stymuluje wydzielanie LH i FSH -> GHRH - liberyna stymulująca wydzielanie hormonu wzrostu zbudowana z 44 Wykłady drukowane prof. Malendowicza aminokwasów Przykłady statyn -> somatostatyna - zbudowana z 14 aminokwasów i hamuje wydzielanie GH -> statyna hamująca wydzielanie prolaktyny Organizacja i czynność podwzgórza 24 Pęcherzyki otoczone są naczyniami włosowatymi; w świetle pęcherzyków znajduje się homogenna substancja kwasochłonna zwana koloidem którego głównym składnikiem jest tyreoglobulina - jest to hormon białkowy o masie cząsteczkowej 650 kD, syntetyzowany w komórkach pęcherzykowych i magazynowany w świetle pęcherzyków. Biosynteza hormonów Do syntezy hormonów tarczycowych konieczny jest jod wybiórczo wychwytywany przez tarczycę; w tarczycy stężenie jodu jest 80 razy większe niż we krwi; 90% całego jodu organizmu znajduje się w tarczycy; za wychwytywanie jodu odpowiedzialna jest pompa jodowa i zachodzi ten proces wbrew gradientowi stężeń (jest to więc transport czynny) i odbywa się na granicy między komórkami i koloidem a kontrolowany jest przez TSH Etapy Biosyntezy 1. jodynacja tyrozyny do monojodotyrozyny (MIT) i dalej do dijodotyrozyny (DIT) -proces ten jest poprzedzony przez wychwytywanie jodu J2 przy udziale peroksydazy J2->2J Sprzężenie zwrotne W układzie sprzężenia zwrotnego ujemnego skutek hamuje przyczynę a w układzie sprzężenia zwrotnego dodatniego skutek potęguje przyczynę. Układ sprzężenia zwrotnego dodatniego jest rzadko występującym systemem ale spotykamy go w następujących przypadkach (wydzielanie oksytocyny w czasie porodu, czynność skurczowa macicy potęguje wydzielanie oksytocyny, działa około 20 minut Układ sprzężenia zwrotnego ujemnego zapewnia stały poziom hormonów w organizmie. Komórki gonadotropowe po usunięciu gonad duże komórki wydzielają nadmiar gonadotropin bo nie ma czynnika hamującego ich wydzielanie; gdy usuniemy przysadkę gonadotropiny są wydzielane w większej ilości; jeśli jest uszkodzone podwzgórze wszystko jest hamowane; przy braku natomiast gonad wstrzyknięcie testosteronu i estradiolu powoduje hamowanie działania podwzgórza Tarczyca Otoczona jest torebką łącznotkankową i na powierzchni płatów występują przytarczyce, masa tarczycy wynosi u człowieka 30 - 50 gram; od torebki w głąb tarczycy wnika tkanka łączna dzieląc gruczoł na jednostki funkcjonalno strukturalne zwane pęcherzykami tarczycy; mają one kształt okrągły i średnicę l mm; ściana pęcherzyków tarczycy utworzona jest z jednej warstwy komórek nabłonkowych spoczywających na błonie podstawnej; kształt komórek pęcherzykowych inaczej zwanych głównymi zmienia się w zależności od ich stanu czynnościowego - od komórek walcowatych poprzez sześcienne aż do płaskich; 20 - 30 pęcherzyków tworzy zrazik posiadający własną gałązkę tętniczki; ultrastruktura komórki Dobrze rozwinięty RER co związane jest z syntezą tyreoglobuliny, występuje tez bogaty aparat wakuolarny oraz liczne lizosomy w których zachodził rozkład tyreoglobulin i Przy biegunie podstawnym tych komórek są zlokalizowane mitochondria a na biegunie dystalnym występują mikrokosmki zwiększające powierzchnię; 2. następnie zachodzą procesy DIT + DIT = T4 - tyroksyna MIT + DIT = T3 - trójjodotyronina Te substancje są magazynowane i uwalniane przez TSH na drodze pinocytozy; pęcherzyki pinocytarne do których zbliżają się wakuole autofagowe rozczepiają wiązania i uwolnione zostają T3 i T4 do krwi Wpływ TSH na wielkość i unaczynienie tarczycy Pod wpływem TSH następuje wzrost wysokości komórek nabłonkowych i spadek ilości koloidu. Przy braku TSH natomiast nabłonek staje się prawie płaski a wewnątrz pęcherzyków występuje duża ilość koloidu. TSH stymuluje wzrost i biosyntezę hormonów tarczycy. Wpływ hormonów tarczycy 1. działanie wielokomórkowe - odpowiedzialne są za mielinizację układu nerwowego tuż po urodzeniu i w czasie życia płodowego; brak powoduje złą mielinizację i niedorozwój umysłowy 2. działanie na pojedyncze komórki - efekt kataboliczny - wzrost przemiany materii, wzrost energii, zwiększenie ciepłoty ciała - hormony tarczycy konieczne są do prawidłowego wzrostu i różnicowania się komórek T3 - hormon czynny T4 - aby mogło wywrzeć efekt biologiczny musi zostać odjodowane w tkankach (działa przez receptor) Okres połowicznego rozpadu hormonów tarczycy wynosi 4 - 5 dni W organizmie występują Ig działające na receptor TSH i tworzą tak zwany zespół CATS - działanie jego polega na stymulowaniu tarczycy Nadczynność tarczycy prowadzi do choroby Graves - Bassedowa która, charakteryzuje się: -» wytrzeszczem oczu -> znacznym powiększeniem tarczycy -> zwiększeniem ciepłoty ciała -> nadpobudliwością i nerwowością Niedoczynność tarczycy -> różne objawy -> debilizm, kretynizm u dzieci -> u dorosłych występuje zespól niedoczynności tarczycy charakteryzujący się nerwowością i wyszczupleniem ciała komórki C tarczycy Są to komórki parafoikularne pochodzące z neuroektodermy; występują one w tym samym przedziale czynnościowym co komórki nabłonkowe tarczycy ale nigdy nie dochodzą do koloidu; należą do systemu komórek APUD i charakteryzują się: -> są to komórki neuroektodermalne -> są rozrzucone w obrębie całego organizmu -» ulegają impregnacji solami srebra -» wychwytują prekursory amin biogennych i przeprowadzają ich dekarboksylację -> wydzielają hormony polipeptydowe Rozwój tarczycy Tarczyca rozwija się z endodermy jako uchyłek nabłonka języka; na języku występuje otwór ślepy - jest pozostałością zawiązka tarczycy który pierwotnie jest cewą która na końcu ulega zgrubieniu; połączenie pomiędzy językiem i tarczycą zazwyczaj zanika ale niekiedy występują pozostałości przewodu językowo - tarczowego czyli tak zwana tarczyca językowa Pęcherzyk pierwotny pojawia się w 9, 10 tygodniu życia płodowego i w tym okresie pojawia się w nim tyreoglobulina która jest wydzielana; komórki C rozwijają się z neuroektodermy z ciała pozaoskrzelowego. Przytarczyce Przytarczyce rozwijają z endodermy się z 3 i 4 pary kieszonek skrzelowych; Wykłady drukowane prof. Malendowicza narząd ten otoczony jest torebką i składa się z komórek głównych które dzielimy na 1. jasne 2. ciemne Najbardziej czynne są komórki główne jasne - posiadają one dużo ziarnistości w cytoplazmie; wydzielają one PTH - parathormon (paratrynę) - zbudowany z 83 aminokwasów, hormon ten jest nieodzowny do życia gdyż zwiększa poziom jonów Ca2+ w surowicy i wpływa na uwalnianie Ca2+ z kości. Nadczynność przytarczyc prowadzi do zrzeszotnienia kości czyli choroby Reclinghausena. Niedoczynność zaś prowadzi do kamicy nerkowej, żółciowej i odkładanie się kamieni w śliniankach; niedobór hormonu wywołuje tężyczkę Kontrola gospodarki wapniowej zachodzi dzięki: -> PTH -> kalcytonina -> witamina D3 Narządy biorące udział w kontroli gospodarki wapniowej to: kości, nerki i przewód pokarmowy; w kościach substancje te stymulują lub hamują resorbcję przez osteoklasty; w nerkach następuje wydalanie jonów wapniowych z moczem lub zatrzymywanie ich w organizmie; w przewodzie pokarmowym następuje wychwytywanie jonów wapniowych z pokarmu; W przypadku niedoboru jonów wapnia działa hormon PTH i: -> PTH pobudza uwalnianie Ca2+ z kości -> pobieranie Ca2+ z przewodu pokarmowego -> hamuje wydzielanie jonów Ca2+ z moczem (w nerkach) W przypadku zbyt dużego stężenia jonów Ca2+ działa kalcytonina która: -> hamuje resorpcję jonów Ca2+ z kości -> hamuje wychwytywanie jonów Ca2+ z przewodu pokarmowego -> zwiększa wydalanie jonów Ca2+ z moczem nadnercza Narząd parzysty o długości 4 - 6 cm wysokości 1-2 cm, waga nadnerczy wynosi 8 g, u szczurów samice mają większe nadnercza niż samce; nadnercza otoczone są torebką łącznotkankową i składają się z rdzenia i kory; kora dzieli się na: -> warstwę kłębkowatą -> warstwę pasmowatą -> warstwę siatkowatą warstwa kłębkowatą- zbudowana jest z komórek kształtu walcowatego ułożonych w kłębki (arkady), posiadają kwasochłonną cytoplazmę zawierającą małe krople lipidowe warstwa pasmowatą- tworzą ją duże wieloboczne komórki ułożone w proste pas.ma, zawierają one dużo kropli lipidowych; u niektórych gatunków między warstwą kłębkowatą a warstwą pasmowatą występuje warstwa suderofobna w której nie występują lipidy; ultrastruktura komórek tych dwóch warstw jest charakterystyczna i są one podobne do komórek Leydiga i Graffa ponieważ mają bogaty SER, enzymy SER biorą udział w sterydogenezie; mitochondria posiadają grzebienie typu kanalikowego; enzymy mitochondrialne także biorą udział w sterydogenezie; występuje w tych komórkach dużo kropli lipidowych (cholesterol i jego estry) Warstwa siatkowata - jest to warstwa komórek leżących najbardziej wewnętrznie w korze nadnerczy; warstwa ta utworzona jest z nieregularnych sznurów komórkowych; komórki w tej warstwie są mniejsze a mitochondria bardziej wydłużone; występują tu liczne ziarna lipofuscyny i mało jest kropli lipidowych; jądra są pyknotyczne; komórki ulegają apoptozie i Biosynteza hormonów sterydowych Hormony sterydowe są syntetyzowane z cholesterolu; źródłem cholesterolu są lipoproteiny które pochodzą z HDL i LDL; komórki posiadają specyficzne receptory dla hormonów sterydowych; w mitochondriach następuje odczepienie łańcucha bocznego cholesteroli i powstaje pregnenolol - reakcje tę przeprowadza enzym desmolaza cholesterolowa; pregnenolol transportowany jest następnie do cytoplazmy i dalej do siateczki gładkiej i tam następuje jego transformacja do progesteronu i do DHA; natomiast w mitochondriach następuje synteza kortykosteronu, aldosteronu i kortyzolu Wydzielanie sterydów przez odpowiednie grupy komórek warstwa klebkowata - wydziela mineralokortykoidy czyli dezoksykortykosteron i aldosteron - hormony te odpowiedzialne są za kontrolę homeostazy mineralnej co jest realizowane przez zatrzymanie w organizmie jonów Na+ i wydalanie jonów K+ i odbywa się ten proces w kanalikach dystalnych nerki warstwa pasmowata- wydziela glukokortykoidy - kortyzon, kortyzol i kortykosteron (u szczurów); hormony te mają wpływ na metabolizm węglowodanów; stymulują glukoneogenezę i zmniejszają użytkowanie glukozy przez komórki przez co zwiększają poziom glukozy we krwi; regulują też metabolizm białek zmniejszając ilość białek w komórkach ale jednocześnie zwiększają poziom białek w wątrobie i surowicy krwi; regulują też metabolizm tłuszczowców; wywołują mobilizację kwasów tłuszczowych, wywierają efekt ketogenny który prowadzi do otyłości (zespól Cushinga); hormony te działają w stresie : ośrodkowy układ nerwowy -» przysadka -» podwzgórze -> nadnercza; wykazują też działanie przeciwzapalne; wpływają na układ immunologiczny, pod ich wpływem spada liczba eozynofili i limfocytów co powoduje zanik tkanki limfopoetycznej, zapobiegają odrzutowi przeszczepu; wpływają na podziały 25 komórek i objętość płynów pozakomórkowych oraz na ciśnienie krwi. Układ RAA (renina -angiotensyna - aldosteron) W przypadku spadku objętości płynów krążących spada ciśnienie parcjalne i w nerce zmniejsza się przepływ krwi co prowadzi do tego że aparat przykłębuszkowy wydziela enzym reninę; w surowicy krwi natomiast występuje białko nieczynne biologiczne o nazwie angiotensynogen; pod wpływem reniny następuje przekształcenie nieczynnej formy czyli angiotensynogenu w angiotensynę I która w płucach zostaje przez enzym zwany konwertazą przekształcona w ang otensynę II; receptor dla angiotensyny II występuje w komórkach mięśniowych gładkich tętnic; efektem zadziałania angiotensyny II jest skurcz tętnic co powoduje wzrost ciśnienia krwi i zwiększenie przepływu krwi przez nerki; angiotensyna II wpływa także na warstwę kłębkowatą kory nadnerczy i pobudza ją do wydzielania aldosteronu; aldosteron natomiast działa na kanaliki dystalne nerek co prowadzi do zwiększonej resorpcji zwrotnej jonów Na+ i jednoczesne wydalanie jonów K+. Przeciwnie do reniny działa przedsionkowy peptyd natriuretyczny (ANF) warstwa siatkowata - wydziela hormony płciowe androgeny i estrogeny rdzeń nadnerczy Budują go wieloboczne komórki; stanowi go zwój parasympatyczny zbudowany z komórek parenchymalnych (miąższowych) - są to zmienione neurony pozazwojowe; komórki są chromofilne - impregnują się solami chromu; posiadają duże jądro, pojedyncze cysterny RER, rozbudowany AG, ziarnistości wydzielnicze w cytoplazmie o średnicy 350 nm które są obłonione i zawierają adrenalinę lub noradrenalinę oraz ATP i chromograniny - są to białka związane z procesem wydzielniczym Komórki chromofilowe z adrenaliną mają mniejsze ziarna wydzielnicze Komórki chromofilowe z noradrenaliną mają większe ziarna wydzielnicze Adrenalina i noradrenalina pod względem chemicznym są katecholaminami czyli aminami biogennymi. tyrozyna> DOPA (dihydroksyfenyloalanina) > dekarboksylaza dopamina > beta hydroksylaza (marker procesu) > noradrenalina (NA)> adrenalina Unaczynienie nadnerczy Unaczynienie nadnerczy stanowi splot naczyń pod torebką; naczynia żylne włosowate - zachodzi tu miejscowe wydzielanie sterydów; tętnice rdzeniowe przeszywające nie rozgałęziają się przechodząc przez korę i unaczyniają komórki wydzielające noradrenalinę; sterydy stymulują aktywność komórek nadnerczy i przekształcanie noradrenaliny w adrenalinę która jest hormonem walki i stresu gdyż przyspiesza pracę serca, glikogenolizę, pobudza przemiany kwasów tłuszczowych. Rozwój nadnerczy ! Kora powstaje z mezodermy a rdzeń z ektodermy; w 4 - 5 tygodniu zycia wewnątrzmacicznego nabłonek mezenchymalny proliferuje do podścieliska łącznotkankowego i ulega otorbieniu oraz różnicuje się na struktury zewnętrzne utworzone z małych komórek z których w dalszym rozwoju powstanie kora definitywna; w środku zawiązka występują duże kwasochłonne komórki o typowej ultrastrukturze komórek wydzielających j sterydy, to inaczej strefa wewnętrzna (płodowa) która najsilniej jest rozwinięta w życiu płodowym i zanika do (drugiego roku życia, rozwój tej strefy stymulowany jest przez ACTH wydzielany przez przysadkę, w przypadku płodów bezczaszkowych nie następuje wydzielanie ACTH. strefa płodowa + łożysko = jednostka łożyskowo płodowa (wydziela hormony sterydowe które wzajemnie się uzupełniają) Patologie związane z nadnerczami 1. guz komórek chromochłonnych - pheochromocytoma (guz nadnerczy) napady padaczkowe, wylewy krwi 2. nadczynność nadnerczy - zespół Cushinga objawy: -» szybko narastająca otyłość (kończyny pozostają szczupłe), -> zaczerwienienie i zaokrąglenie rysów twarzy (twarz księżycowata), -> gruby kark (byczy kark), -> zahamowanie wzrostu u dzieci, -> purpurowe rozstępy skórne, -» łatwe powstawanie siniaków i wybroczyn skórnych, -» zrzeszotnienie kości (osteoporoza), -> zatrzymanie rozwoju narządów płciowych, -» obniżenie napięcia mięśniowego, -» nadciśnienie tętnicze, -» przecukrzenie krwi oporne na insulinę (cukrzyca), -> zaburzenia menstruacji, -» osłabienie potencji, -» obniżenie odporności na zakażenia. Leczenie operacyjne 3. nadczynność strefy kłębkowatej - zespół Conna - hyperaldosteronizm pierwotny którego objawami są: -» wzmożone pragnienie, Wykłady drukowane prof. Malendowicza -» nadciśnienie tętnicze, -> osłabienie mięśni; -» może dojść do zaburzeń pracy serca. 4. warstwa siatkowata - mogą występować guzy 5. niedoczynność wywołuje chorobę Addisona (cisawica) - objawami tej choroby są -> ogólne osłabienie i łatwe męczenie się -» brunatne (cisawe) przebarwienia skóry, najwyraźniejsze w obrębie brodawek sutkowych pępka i pach -> brązowe plamy na błonach śluzowych jamy ustnej i pochwy -> nudności -» wymioty, bóle kolkowe brzucha, zaburzenia jelitowe, chudnięcie, obniżenie ciśnienia krwi, przyspieszenie tętna, napady hipoglikemii pod postacią napadowego głodu, bóle głowy i zaburzenia orientacji, omdlenia, utrata przytomności UKŁAD POKARMOWY Ząb ze swym najbliższym otoczeniem określany jest jako narząd zębowy. W skład narządu zębowego wchodzą: ząb, ozębna (periodontium), wyrostki zębodołowe i dziąsło. Funkcje śluzówki jamy ustnej: -» miejsce wprowadzania i żucia pokarmu -» zawiera narządy smakowe -» produkuje ślinę która zwilża pokarm ułatwiając połykanie i zapoczątkowując trawienie Struktura śluzówki jamy ustnej jest różna w zależności od czynności poszczególnych okolic w których występuje i sił na nią działających. Śluzówkę jamy ustnej dzielimy na: żuciową, wyspecjalizowaną i wyścielającą. Śluzówka właściwa przyczepiona jest do otaczających struktur przez warstwę tkanki łącznej zwanej błoną podśluzową która posiada różną strukturę w zależność od miejsca jej występowania. Nabłonek w jamie ustnej znajduje się na błonie podstawnej, u człowieka ulega on keratynizacji tylko na dziąsłach i podniebieniu twardym; jest to nabłonek płaski o typowej budowie. Błona śluzowa właściwa to gęsta tkanka łączna o różnej grubości. • Wyróżniamy dwie warstwy błony śluzowej właściwej: brodawkowatą i siatkowatą W brodawkach występują naczynia i nerwy przy czym brodawki maja różne rozmiary. Błona podśluzowa jest to warstwa tkanki łącznej o różnej grubości i gęstości; przytwierdza ona śluzówkę do otaczających ją struktur. Jej ruchliwość zależna jest od charakteru śluzówki. Występują tu gruczoły, naczynia i nerwy. W jamie ustnej wyróżniamy przedsionek i jamę ustną właściwą Warga ustna Na wargę ustną składa się część skórna, czerwień wargowa i część śluzowa. Część skórna ma budowę typową dla skóry owłosionej ponieważ posiada włosy, gruczoły potowe i łojowe. Czerwień wargowa jest odcinkiem przejściowym pomiędzy częścią skórną i śluzową, występuje tylko u ludzi. Posiada nabłonek cienki, przejrzysty, rogowaciejący - z powodu znacznej redukcji warstwy ziarnistej i jasnej. Brodawki są tu wysokie, gęste, bogato unaczynione i unerwione, brak włosów i gruczołów potowych, występują jedynie gruczoły łojowe tak zwane kącikowe. Takie gruczoły łojowe mogą występować w śluzówce policzka i są to tak zwane gruczoły ektopiczne - plamy Fordycea. W części śluzowej występują kępki Hoyera. Są to anastomozy tętniczo - żylne o średnicy 200 - 300 um; na preparatach widoczne są anastomozy ponieważ mają bardzo gruba ścianę utworzona przez komórki mioidalne, nabłonek gruby nierogowaciejący, komórki powierzchowne ulegają złuszczeniu, W błonie podśluzowej występują gruczoły wargowe które są gruczołami mieszanymi surowicze - śluzowymi proste lub rozgałęzione. Wnętrze warg stanowią włókna poprzecznie prążkowane mięśnia okrężnego ust. Śluzówka żuciowa Do tej śluzówki należy dziąsło i podniebienie twarde. Śluzówka żuciowa jest rogowaciejąca i nieruchomo przytwierdzona do podłoża. W dziąśle nie występuje błona podśluzowa, ale jest ona obecna w podniebieniu twardym, gdzie jest jednak bardzo silnie zredukowana. W obrębie podniebienia twardego gęste pasma tkanki łącznej właściwej biegną ze śluzówki do okostnej i tworzą one takie przestrzenie w których występują komórki tłuszczowe bądź też gruczoły. Dziąsło pokrywa wyrostki zębodołowe szczęki i żuchwy. Występuje tu nabłonek wielowarstwowy płaski rogowaciejący. Z uwagi na zachowanie się powierzchownej warstwy komórek wyróżniamy: -> nabłonek zrogowaciały (ortokeratoza) - komórki powierzchowne zawierają keratynę i nie posiadają jąder komórkowych -> parakeratoza - warstwa powierzchowna komórek zawiera keratynę i jądra komórkowe -» nabłonek niezrogowaciały W warunkach prawidłowych 75% powierzchni dziąseł stanowi parakeratoza, 15% niekompletna parakeratoza, 10% - nabłonek niezrogowaciały. Indeks mitotyczny nabłonka dziąsła jest wysoki, w wieku 25 - 30 lat wynosi 1.37 a w wieku 50 - 70 lat jest wyższy. Błona śluzowa dziąsła jest zbitą tkanką łączną. Dziąsło jest bogato unaczynione głównie przez gałęzie z tętnic wyrostków zębodołowych. W dziąśle 26 tworzą się anastomozy. Limfa z dziąsła spływa do węzłów pożuchwowych. Dziąsło jest bogato unerwione. Występują tu różnego typu zakończenia nerwowe oraz ciałka Crauzego i Meisnera. Przyczep nabłonkowy Gottlieba jest miejscem obniżonej odporności na działania mechaniczne, chemiczne i dostęp bakterii. Odporność mechaniczna dziąsła zależy od odpowiedniej błony śluzowej właściwej, głownie od jej włókien kolagenowych. Odporność chemiczna i na bakterie zależna jest od nabłonka. Nabłonek otaczający ząb na kształt kołnierza nazywany jest właśnie przyczepem nabłonkowym Gottlieba. Na przekroju podłużnym ma on kształt klina o szerokości l -30 komórek. W obrębie tego przyczepu występują komórki warstwy kolczystej, są one luźno ułożone a między nimi występują leukocyty i limfocyty. Do zęba kołnierz ten przyczepiony jest chemidesmosomami. Przez nabłonek przenikalna substancje o masie cząsteczkowej do 70 kD. Przepuszczalność ta w tym miejscu uwarunkowana jest przepuszczalnością błony podstawnej. W podniebieniu twardym występuje jednolity, gruby, zrogowaciały nabłonek. Błona śluzowa właściwa to zbita tkanka łączna grubsza w części przedniej niż w tylnej. Wyróżniamy tu okolicę dziąsłową, pole środkowe, strefę tłuszczową (przednią) i strefę gruczołową (tylną). Okolica dziąsłową jest podobnie zbudowana jak w innych okolicach dziąsła, nie można jej rozróżnić. Pole środkowe to miejsce w którym śluzówka właściwa, błona podśluzowa i okostna zlewają się. W bocznych częściach podniebienia twardego w strefach przedniej i tylnej błona śluzowa właściwa przyczepiona jest do okostnej przez wiązki włókien kolagenowych biegnących prostopadle do powierzchni, które dzielą błonę podśluzowa na nieregularne przestrzenie. W części przedniej w tych przestrzeniach występuje tkanka tłuszczowa .a w części tylnej gruczoły śluzowe. Śiuzówka wyścielająca Do tej śluzówki należą następujące powierzchnie: wargi, policzki, wyrostki zębodołowe, dno jamy ustnej, dolna powierzchnia języka i podniebienie miękkie. Śluzówka ta ma gruby nierogowaciejący nabłonek i cienką błonę śluzową właściwą. Zasadnicze zmiany w śluzówce wyścielającej dotyczą błony podśluzowej. Przy przejściu w śluzówkę wyrostka zębodołowego śluzówka połączona jest luźniej. Umożliwia to ruch warg i policzków. Śluzówka wyrostka zębodołowego jest luźna i tam występuje często parakeratoza. W śluzówce wyrostka zębodołowego brodawki są mniej liczne i niskie. Występują tu liczne wiązki włókien kolagenowych, które łączą dziąsło z wyrostkiem zębodołowym, brak błony podśluzowej i gruczołów. Śluzówka wyrostka zębodołowego początkowo połączona jest luźniej a potem ściślej. Przechodzi ona w dziąsło lecz jest od niego ostro odgraniczona. Może zawierać małe gruczoły mieszane. Nabłonek jest cienki i nierogowaciejący. Błona śluzowa dolnej powierzchni języka i dna jamy ustnej jest cienka i luźno przytwierdzona do struktur jamy ustnej, co zapewnia co zapewnia ruchomość języka. Nabłonek jest nierogowaciejący, brodawki krótkie, szerokie. W błonie podśluzowej występuje dużo komórek tłuszczowych. Dolna część powierzchni języka jest gładka. Podniebienie miękkie jest silnie unaczynione, posiada nieliczne brodawki a w błonie śluzowej właściwej liczne włókna elastyczne odgraniczające ją od błony podśluzowej. W podśluzówce występują bardzo liczne małe gruczoły śluzowe. Od nosogardzieli nabłonek wielowarstwowy płaski przechodzi w nabłonek wielorzędowy migawkowy. Śluzówka wyspecjalizowana Jest to śluzówka grzbietu języka. Język jest główną częścią dna jamy ustnej i zbudowany jest z wzajemnie przeplatających się włókien mięśnie poprzecznie prążkowanych, które biegną w trzech płaszczyznach krzyżując się ze sobą zazwyczaj pod kątem prostym. Górna powierzchnia języka pokryta jest przez mocno przylegającą błonę śluzową, której zbita blaszka przechodzi bezpośrednio w tkankę łączną śródmiąższową mięśni. W nadgrzbietowej można zauważyć gęsto usiane wyniosłości błony śluzowej - są to brodawki pokryte nabłonek wielowarstwowym płaskim. U nasady języka występuje , bruzda końcowa w kształcie litery V wierzchołkiem zwrócona w kierunku otworu slepego (foramen caecum), który jest pozostałością przewodu tarczowo - językowego. Na języku występują różnorodne brodawki które dzielimy na: 1. nitkowate - występujące w postaci mniej lub bardziej widocznych rzędów i rozchodzą się od bruzdy pośrodkowej; wysokość 2-3 mm, najwyższe w części środkowej; ich zrąb łącznotkankowy tworzy liczne brodawki wtórne; złuszczające się komórki nabłonka tworzą twarde łuski układające się dachówkowato 2. grzybowate - występują pojedynczo wśród brodawek nitkowatych; w większym nagromadzeniu występują na końcu języka; kształt maczugowaty, mają krótką zwężoną szypułę i część górną rozszerzoną, półokrągłą, tworzą dużo brodawek wtórnych wpuklających się do podstawy, mają wyraźnie czerwone zabarwienie (są silnie unaczynione), mogą posiadać kubki smakowe 3. okolone - 10 - 20 wzdłuż bruzdy końcowej; zagłębione są w powierzchni błony śluzowej, okolone rowem brodawki który przechodzi w wał brodawki; brodawki wtórne tworzą się tylko na górnej powierzchni; na powierzchniach bocznych w nabłonku występuje wiele kubków smakowych - do 250 w jednej brodawce; do rowu okołobrodawkowego uchodzą przewody wyprowadzające gruczołów Wykłady drukowane prof. Malendowicza językowych tylnych (Ebnera) - są to gruczoły surowicze których część wydzielnicza jest umiejscowiona głęboko w warstwie mięśniowej 4. liściaste - występują na bocznych i tylnej powierzchni języka; szczątkowe, najlepiej są one rozwinięte u królika, owalna wypukła błona śluzowa oddzielona od siebie równolegle ułożonymi bruzdami i rowkami; nabłonek bruzd i rowków zawiera wiele kubków smakowych; na dnie rowków znajdują się ujścia małych gruczołów surowiczych - ich wydzielina omywa kubki smakowe Kubki smakowe Maja kształt owalny, średnicę 50 -80 um i wysokość 70 -100 um; każdy kubek smakowy posiada 50 -80 komórek które spoczywają na błonie podstawnej ale nie wszystkie dochodzą do jej powierzchni; komórki te wysyłają mikrokosmki (kosmki smakowe) do otworu smakowego o średnicy 2.5 jam; w otworze smakowym występuje amorficzna substancja glikoproteidowa która występuje również między komórkami smakowymi. 27 Wykłady drukowane prof. Malendowicza 28