WITAMY NA KURSIE HISTOLOGII

W XIX wieku...
WITAMY NA
KURSIE
HISTOLOGII
„Histologia to nauka
o mikroskopowej budowie
komórek, tkanek i narządów”
Kurs histologii: teoria...
W XXI wieku...
„Histologia to nauka o
powiązaniach struktury
mikroskopowej,
submikroskopowej
i molekularnej komórek, tkanek
i narządów z ich funkcją”
Poprzez badanie funkcji komórek
i tkanek, histologia jest częściowo
zintegrowana z:
• fizjologią
• immunologią
• biochemią
• biologią molekularną
Podstawowe narzędzie
badawcze: mikroskop
...i praktyka
Histologia ssaków + niektóre tematy dotyczące ptaków i ryb
Źródła wiedzy...
???!
www.histologia.cm-uj.krakow.pl
• prezentacje wykładowe
• regulamin kursu
• ogłoszenia
• wyniki egzaminu
• repetytorium praktyczne (obrazy
preparatów)
wydanie z 2016 r.
1
Jak się uczyć histologii?
HISTOLOGIA OGÓLNA (TKANKI)
Elementy składowe tkanki:
• komórki (o podobnym pochodzeniu,
zbliżonej strukturze i funkcji)
• substancja międzykomórkowa
(produkowana przez komórki)
• systematycznie
• ze zrozumieniem
• całościowo
• łączyć ze sobą problemy z różnych partii materiału
• zdawać sobie sprawę z konsekwencji regulaminu studiów
i regulaminu kursu
Główne rodzaje tkanek
zwierzęcych:
• tkanka nabłonkowa
• tkanka łączna
• tkanka mięśniowa
• tkanka nerwowa
FORMY:
• wyściółki (pokrywające zewnętrzne
i wewnętrzne powierzchnie organizmu)
• gruczoły (zespoły komórek nabłonkowych
pełniących funkcje wydzielnicze)
Tkanka nabłonkowa
Nabłonki nie zawierają naczyń krwionośnych!
FUNKCJE:
• ochronna (np. naskórek)
• resorbcyjna (np. nabłonek jelitowy)
• wydzielnicza (np. gruczoły)
• regulacja transportu przez nabłonek (np. śródbłonek
wyścielający naczynia krwionośne)
• zmysłowa (np. kubki smakowe)
W obrębie jednego nabłonka mogą występować różne typy komórek
pełniące różne funkcje
KLASYFIKACJA
NABŁONKÓW
Nabłonek jednowarstwowy płaski
• liczba
warstw: - jednowarstwowe
- wielowarstwowe
• kształt
komórek: - płaskie
- sześcienne
- walcowate
Główne funkcje:
kontrola transportu
W klasyfikacji należy zawsze
uwzględniać oba kryteria
W nabłonkach wielowarstwowych
kształt komórek dotyczy
warstwy powierzchniowej
Przykładowa lokalizacja:
naczynia (śródbłonek),
pęcherzyki płucne (pneumocyty),
opłucna i otrzewna (międzybłonek)
2
Nabłonek jednowarstwowy
sześcienny
Nabłonek jednowarstwowy
walcowaty
Główne funkcje:
wchłanianie, wydzielanie
Przykładowa lokalizacja:
kanaliki nerkowe,
gruczoły i ich przewody
Główne funkcje:
wchłanianie, wydzielanie,
kontrola transportu, ochrona
Przykładowa lokalizacja:
przewód pokarmowy,
drogi żółciowe,
żeńskie drogi rozrodcze,
duże przewody wyprowadzające
gruczołów
Nabłonek wieloszeregowy
(wielorzędowy)
Nabłonek wielowarstwowy płaski
Odmiany:
• nierogowaciejący
• rogowaciejący (komórki warstw
powierzchniowych obumierają, tracą
jądra i organelle)
Odmiana nabłonka jednowarstwowego
walcowatego - komórki różnej wysokości
(niekiedy różne typy komórek)
i/lub jądra na różnych poziomach,
ale wszystkie komórki mają podstawy
na tym samym poziomie (przylegają
do blaszki podstawnej)
Główne funkcje:
ochrona, wydzielanie,
funkcja zmysłowa
Przykładowa lokalizacja:
drogi oddechowe, najądrze,
kubki smakowe
Nabłonek przejściowy
(urotelium)
Główne funkcje:
ochrona
nierogowaciejący
rogowaciejący
Przykładowa lokalizacja:
nierogowaciejący: jama ustna, przełyk, rogówka oka, pochwa
rogowaciejący: naskórek
Inne nabłonki wielowarstwowe
(rzadkie)
wielowarstwowy
na powierzchni komórki
kopułowate (baldaszkowate):
• niekiedy dwujądrzaste
• połączenia ścisłe i mechaniczne
• specyficzna szczytowa błona
komórkowa zawierająca sztywne
białkowe płytki (uroplakina)
powiązane z filamentami aktynowymi
Główne funkcje:
ochrona (szczelny - bariera
osmotyczna, bardzo
rozciągliwy)
Lokalizacja:
drogi moczowe
TYP
dwuwarstwowy
sześcienny
FUNKCJA
kontrola
transportu
wielowarstwowy ochronna,
walcowaty
wydzielnicza
PRZYKŁADY LOKALIZACJI
przewody wyprowadzające niektórych
gruczołów, ciałko rzęskowe, tęczówka
rejony przejściowe pomiędzy nabłonkiem
wielowarstwowym płaskim a jednowarstwowym,
walcowatym (odbyt), spojówka,
męska cewka moczowa, przewody
wyprowadzające dużych gruczołów
3
Odnowa i regeneracja nabłonków
Najczęściej występujące nowotwory
złośliwe wywodzą się z tkanki nabłonkowej.
Noszą nazwę raków (carcinoma).
Wszystkie nabłonki mają zdolność do szybkiej odnowy
i zawierają niezróżnicowane komórki macierzyste
• w nabłonkach jednowarstwowych „stare” komórki obumierają
na drodze apoptozy i są zastępowane przez komórki różnicujące się
z komórek macierzystych
• w nabłonkach wielowarstwowych komórki stale migrują z warstw
podstawnych do powierzchniowych, gdzie ulegają złuszczeniu
Komórki nabłonkowe są spolaryzowane (biegunowe):
mają powierzchnię szczytową, boczną i przypodstawną
Komórki macierzyste nabłonków
Powierzchnia szczytowa:
- mikrokosmki,
- rzęski (migawki)
- białka transportowe
Powierzchnia boczna:
- połączenia
międzykomórkowe
- kanaliki
międzykomórkowe
• w nabłonkach jednowarstwowych – zazwyczaj są to małe komórki
zlokalizowane przy blaszce podstawnej (komórki podstawne)
• w nabłonkach wielowarstwowych – są to niektóre (nie wszystkie)
komórki zlokalizowane w warstwie podstawnej
• niekiedy mają ściśle określoną lokalizację (nisza w konkretnym miejscu
wyściółki nabłonkowej bądź gruczołu)
Powierzchnia przypodstawna:
- połączenia komórka – substancja międzykomórkowa
- białka transportowe
- prążkowanie przypodstawne
Mikrokosmki
Struktury występujące na szczytowej powierzchni komórek
nabłonkowych:
mikrokosmki
• długość do 2 µm
• zawierają wiązki filamentów aktynowych
• bardzo liczne, regularne =
brzeżek szczoteczkowy
białka
„czapeczki”
stereocylia
fimbryna
miozyna I
rzęski (migawki)
willina
filament
aktynowy
to wypustki cytoplazmy pokryte błoną komórkową
i zawierające elementy cytoszkieletu
Funkcja: zwiększają powierzchnię
błony, ułatwiając wchłanianie
(brzeżek szczoteczkowy jest
typowy dla nabłonków resorbcyjnych)
4
Stereocylia
Rzęski
to długie i grube mikrokosmki występujące na powierzchni
niektórych komórek nabłonkowych (w najądrzu, nasieniowodzie
i uchu wewnętrznym)
ciałko podstawne
korzonek
• długość do 10 µm
• łodyga - część wystająca ponad powierzchnię,
zawiera aksonemę (układ mikrotubul)
• ciałko podstawne (= centriola)
• korzonek - wiązka włókienek białkowych
Układ mikrotubul w aksonemie:
9 obwodowych dubletów
2 mikrotubule centralne
Skoordynowany ruch (metachronia)
licznych rzęsek transportuje
po powierzchni nabłonka różne obiekty:
• śluz z przylepionymi cząstkami
pyłów w drogach oddechowych
• oocyty w jajowodzie
• plemniki w męskich drogach
rozrodczych
neksyna
Ruch rzęsek generuje mechanoenzym dyneina, która przesuwa
względem siebie pary mikrotubul, powodując czynne zgięcie rzęski.
Elastyczna neksyna odpowiada za fazę bierną ruchu (powrót).
Połączenia
międzykomórkowe
Ruch płynu
Rzęska
pierwotna
Strefa zamykająca
- połączenia ścisłe:
Strefa przylegania
strefa zamykająca (zonula occludens)
- połączenia mechaniczne:
Regulacja
cyklu kom.
Desmosom
. Sygnalizacja
strefa przylegania (zonula adhaerens)
desmosom
- połączenia komunikacyjne:
połączenie szczelinowe (neksus)
Połączenie szczelinowe
• pojedyncza, nieruchoma
• aksonema 9 x 2 + 0
• występuje w różnych komórkach
• zawiera receptory i białka
uczestniczące w regulacji cyklu
komórkowego i różnicowania
• w niektórych komórkach pełni rolę mechanosensora: jej
zgięcie otwiera kanały wapniowe i powoduje reakcję komórki
Błony sąsiadujących komórek
są połączone za pośrednictwem
stykających się ze sobą białek
transbłonowych (białka łączące)
Połączenia mogą występować
między komórkami wszystkich tkanek
5
Strefa zamykająca jest wzmocniona
poprzez połączenie z filamentami
aktynowymi
Strefa zamykająca (połączenie ścisłe)
filament
aktynowy
białko ZO
klaudyna
lub okludyna
Funkcje:
• uszczelnienie przestrzeni międzykomórkowych (kontrola transportu)
• bariera dla ruchu białek błonowych
(polaryzacja komórki)
Białka łączące: klaudyny i okludyny
Strefa (zonula): połączenie w formie ciągłego pasa otaczającego komórkę;
połączenia typu stref łączą w sposób ciągły (bez przerw) zespoły komórek
W mechanicznych połączeniach międzykomórkowych połączone są nie
tylko błony komórkowe, ale również elementy cytoszkieletu (poprzez
białka pośredniczące)
Strefa przylegania
filamenty
aktynowe
białka
pośredniczące
(pośredniczące)
jony
uczestniczące
w połączeniu
białka łączące: kadheryny
strefa
przylegania
białka
łączące
transbłonowe
białka łączące
Forma lokalna: punkt przylegania
Desmosom
Komórki tworzą również połączenia mechaniczne
z substancją międzykomórkową (kontakty lokalne, półdesmosomy)
filamenty
aktynowe
filamenty
pośrednie
białka
pośredniczące
białka łączące:
desmogleiny
płytka desmosomowa
zbudowana z białek pośredniczących
białka łączące: integryny
filamenty pośrednie
Kontakt lokalny
Półdesmosomy
6
Połączenie szczelinowe (neksus)
Połączenia szczelinowe
umożliwiają:
• bezpośrednie przewodzenie bodźców
elektrycznych między komórkami
• szybką wymianę sygnałów
chemicznych między komórkami
• synchronizację procesów
metabolicznych i różnicowania
(sprzężenie metaboliczne)
jednostka:
konekson
białka
łączące:
koneksyny
Zamknięcie koneksonów i przerwanie komunikacji między komórkami
następuje w warunkach zagrażających komórce (spadek pH, nadmierny
wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia jonów Ca2+).
Funkcja: umożliwia bezpośrednie przechodzenie substancji
niskocząsteczkowych (jonów, cząsteczek sygnałowych, ATP)
pomiędzy połączonymi komórkami
Kompleksy połączeń międzykomórkowych
Prążkowanie przypodstawne
Listewki graniczne (w niektórych
nabłonkach jednowarstwowych):
• strefa zamykająca
• strefa przylegania
• desmosom
• głębokie fałdy przypodstawnej
błony komórkowej, zwiększające jej
powierzchnię
• w fałdach pionowo ułożone
mitochondria
Wstawki (pomiędzy komórkami
mięśnia sercowego):
Funkcja: aktywny transport
jonów przez przypodstawną błonę
komórkową
• strefy przylegania
• desmosomy
• połączenia szczelinowe
Występowanie: przewody
wyprowadzające ślinianek, kanaliki
nerkowe
Blaszka podstawna - jedyna forma substancji międzykomórkowej
w tkance nabłonkowej
komórka nabłonkowa
blaszka jasna
blaszka ciemna
Błona podstawna (w niektórych nabłonkach):
blaszka podstawna + dodatkowa warstwa włóknisto-siateczkowa
wytworzona przez tkankę łączna (fibryle z kolagenu III, VII, fibryliny)
Białka:
• laminina
• kolagen IV
• entaktyna
integryny
błona komórkowa
komórka nabłonkowa
blaszka
podstawna
Proteoglikany:
• perlekan
Składniki blaszki
podstawnej tworzą
molekularną sieć
Funkcje blaszki podstawnej:
• przytwierdza nabłonek do podłoża (poprzez integryny komórek
nabłonkowych)
• uczestniczy w regulacji przechodzenia substancji
wysokocząsteczkowych do rejonu podnabłonkowego (filtr)
• ukierunkowuje migrację komórek w procesach rozwoju i regeneracji
Blaszki podstawne są też wytwarzane przez komórki innych tkanek
błona
podstawna
kolagen IV
laminina
entaktyna
perlekan
7
• wewnątrzwydzielnicze:
wydzielają do przestrzeni
międzykomórkowej,
skąd wydzielina (hormon) dostaje się
do naczyń krwionośnych,
a z krwią do odległych narządów
(np. przysadka, tarczyca, nadnercza)
Gruczoły - zespoły komórek nabłonkowych
o specjalizacji wydzielniczej
Klasyfikacja:
• zewnątrzwydzielnicze:
kierują wydzielinę do określonego
miejsca przez przewody
wyprowadzające (np. ślinianki,
trzustka, małe gruczoły w ścianie
przewodu pokarmowego, dróg
oddechowych, w skórze).
Nie posiadają przewodów
wyprowadzających, nie są
podzielone na jednostki
wydzielnicze (wyjątek:
tarczyca)
Posiadają jednostki (odcinki)
wydzielnicze i przewody
wyprowadzające. Od każdego
odcinka wydzielniczego odchodzi
przewód wyprowadzający.
Morfologiczna klasyfikacja gruczołów zewnątrzwydzielniczych
Klasyfikacja gruczołów zewnątrzwydzielniczych
ze względu na sposób wydzielania
1. Ze względu na kształt
jednostek (odcinków)
wydzielniczych:
• cewkowe
• pęcherzykowe
1. Wydzielanie ekrynowe
(merokrynowe) = egzocytoza
Tak wydziela większość gruczołów
cewkowy
2. Ze względu na układ odcinków
wydzielniczych i przewodów wyprowadzających:
• proste (nierozgałęziony
odcinek wydzielniczy,
pojedynczy przewód
wyprowadzający)
• rozgałęzione
(rozgałęziony odcinek
wydzielniczy)
• złożone
(rozgałęziony układ
przewodów
proste
rozgałęziony
wyprowadzających)
pęcherzykowy
Apokrynowe gruczoły potowe (zapachowe) skóry,
gruczoł mlekowy
3. Wydzielanie holokrynowe
Komórki gromadzą wydzielinę, obumierają
i rozpadają się na fragmenty.
złożony
Małe gruczoły zewnątrzwydzielnicze:
w ścianach przewodu pokarmowego i dróg oddechowych
cewkowe proste
cewkowe złożone
2. Wydzielanie apokrynowe
Wydzielina lipidowa, nieotoczona błoną.
Od szczytowych części komórek odrywają się
pęcherzyki zawierające wydzielinę.
Gruczoły łojowe
Duże gruczoły zewnątrzwydzielnicze - zawsze złożone,
tworzą odrębne narządy (ślinianki, trzustka, wątroba, gruczoł mlekowy)
cewkowe rozgałęzione
pęcherzykowe złożone
8