TKANKA ŁĄCZNA

Funkcje tkanki łącznej
• Funkcja mechaniczna: łączenie, utrzymywanie
i podpieranie komórek i ich zespołów w narządach
• Transport tlenu i metabolitów do komórek wszystkich
tkanek i narządów (poprzez krew i substancję
międzykomórkową)
TKANKA ŁĄCZNA
• Obrona (przeciw patogenom, eliminacja obcych
antygenów; nieswoista – np. proces zapalny i swoista
- reakcje immunologiczne)
Cz. 1
• Produkcja substancji regulacyjnych działajacych
na komórki różnych tkanek
TKANKA ŁĄCZNA WŁAŚCIWA
• Magazynowanie i metabolizm tłuszczów
Tkanka łączna jest najbardziej zróżnicowaną tkanką organizmu
Komórki
Włókna
Substancja
podstawowa
Substancja międzykomórkowa tkanki łącznej
1. Substancja podstawowa (amorficzna w mikroskopie świetlnym)
- glikozoaminoglikany (GAG) – siarczany chondroityny,
heparanu, keratanu, dermatanu;
kwas hialuronowy
- proteoglikany (białko rdzeniowe + łańcuchy GAG)
- glikoproteidy – tzw. białka niekolagenowe (np. laminina,
fibronektyna, entaktyna, trombospondyna)
- woda i jony
Tkanka łączna zawiera
znacznie więcej substancji
międzykomórkowej niż komórek
2. Włókna
- włókna kolagenowe
- włókna srebrochłonne (siateczkowe)
- włókna sprężyste (elastyczne)
Proteoglikany i ich agregaty
agregat proteoglikanów
białko rdzeniowe
proteoglikan
Substancja podstawowa ma formę wiążącej wodę sieci molekularnej,
odpowiada za dyfuzję gazów i substancji (odżywczych, regulacyjnych,
metabolitów) i ich dostarczenie do komórek
kwas
hialuronowy
łańcuchy GAG
1
CHARAKTERYSTYKA NIEKTÓRYCH PROTEOGLIKANÓW
Proteoglikan
Białko
rdzeniowe
(masa cz.)
GAG
Liczba
cz. GAG
Lokalizacja
Funkcje
Agrekan
210 000
siarczany
chondroityny i
keratanu
~130
chrząstka
mechaniczna;
tworzy agregaty
z kwasem
hialuronowym
Betaglikan
36 000
siarczany
chondroityny i
dermatanu
1
pogranicze
komórek i
subst.
podstawowej
wiąże czynniki
wzrostowe (TGFbeta)
Dekoryna
40 000
siarczany
chondroityny i
dermatanu
1
powszechny w
tkance łącznej
łączy fibryle
kolagenowe i
TGF-beta
Perlekan
600 000
siarczan
heparanu
2 - 15
blaszki
podstawne
strukturalna,
filtracyjna
Syndekan
32 000
siarczany
chondroityny i
heparanu
powierzchnie
komórek
adhezja
komórek, wiąże
czynniki
wzrostowe (FGF)
1-3
Włókna kolagenowe:
• zbudowane z kolagenu typu I (niekiedy II)
• kwasochłonne (mikr. świetlny)
• składają się z prążkowanych fibryli (mikr. elektronowy)
• grube (kilka µm)
• tworzą pęczki
• odporne za rozciąganie i rozerwanie
Tworzenie włókien kolagenowych
Etapy wewnątrzkomórkowe:
1.
Translacja preprokolagenu (siateczka szorstka)
2.
Hydroksylacja i glikozylacja cząsteczek
preprokolagenu (j.w.)
3.
Tworzenie potrójnej spirali – cząsteczki prokolagenu
(j.w.)
4.
Transport cząsteczek prokolagenu do aparatu Golgiego
i wydzielanie (egzocytoza konstytutywna)
Etapy zewnątrzkomórkowe:
Prążkowanie fibryli kolagenowych
wynika z uporządkowanego układu
cząsteczek kolagenu w fibryli
5.
Odcięcie końcowych odcinków peptydowych
(propeptydów) przez peptydazy – powstają cząsteczki
kolagenu
6.
Agregacja cząsteczek kolagenu w fibryle,
boczna agregacja fibryli w włókna
Włókna srebrochłonne
• zbudowane z kolagenu typu III
• barwią się solami srebra (mikr. świetlny)
• składają się z prążkowanych fibryli (mikr. elektronowy)
• cienkie (1-2 µm)
• tworzą sieci o drobnych oczkach (rusztowanie dla komórek i ich grup)
2
Włókna sprężyste
TYPY KOLAGENU
Typ
Morfologia
Lokalizacja
I
grube włókna
kolagenowe
powszechne, m.in. skóra, ścięgna, więzadła, kość,
chrząstka włóknista, rogówka, tkanka łączna wiotka
II
cienkie włókna
kolagenowe
chrzastka szklista i sprężysta, krążki międzykręgowe,
ciało szkliste oka
III
włókna srebrochłonne
powszechne, m.in. narządy limfatyczne, szpik kostny,
skóra, mięśnie, płuca, watroba
IV
V
układy sieciowe
blaszki podstawne, torebka soczewki oka
cienkie fibryle
niektóre blaszki podstawne
VII
cienkie, krótkie fibryle
błony podstawne (fibryle zakotwiczające)
IX
nie tworzy fibryli
łączy bocznie fibryle kolagenu II w chrząstce
XI
w niewielkiej ilości wchodzi w skład fibryli
kolagenowych w chrząstce
XII
w niewielkiej ilości wchodzi w skład fibryli
kolagenowych w ścięgnach i więzadłach
Za własności mechaniczne włókien sprężystych odpowiada elastyna
• zbudowane z elastyny (rdzeń) i fibryliny (obwodowe mikrofibryle)
• cienkie (1 µm)
• tworzą sieci lub blaszki
• bardzo rozciągliwe i elastyczne
• wymagają specjalnych barwników
(mikr. świetlny)
Komórki tkanki łącznej
właściwej
kom. mezenchymy
• fibroblasty
• makrofagi
• komórki plazmatyczne
• komórki tuczne
• adipocyty
kom. macierzysta
szpiku
• cząsteczki elastyny mają kształt
nieregularnej spirali i są bocznie
połączone mostkami zbudowanymi
z desmozyny i izodesmozyny
• pod wpływem siły rozciągającej
cząsteczki elastyny prostują się,
a mostki zachowują integralność
włókna
Pochodzenie:
• z komórek mezenchymatycznych (fibroblasty i adipocyty)
• ze szpiku krwiotwórczego lub bezpośrednio z komórek krwi
(komórki tuczne, makrofagi, komórki plazmatyczne)
Fibroblasty produkują składniki substancji międzykomórkowej
W dojrzałej tkance łącznej fibroblasty przekształcają się
w słabo aktywne fibrocyty
• wydłużone, zasadochłonne
• siateczka szorstka
• aparat Golgiego
• egzocytoza konstytutywna
Główne produkty wydzielnicze:
• kolageny
• elastyna i fibrylina
• glikozoaminoglikany
• proteoglikany
• białka niekolagenowe
• metaloproteazy
fibryle
kolagenowe
• cienkie, wydłużone lub wielokształtne
• słabo rozwinięte organelle
3
Makrofagi fagocytują i trawią mikroorganizmy, uszkodzone komórki,
szczątki komórek i ciała obce...
...produkują również substancje regulujące czynność innych komórek
w procesach obronnych, substancje antybakteryjne i prezentują antygeny
w reakcjach immunologicznych
fagocytoza
limfocyt B
limfocyt T
lizosomy
MAKROFAG
śródbłonek
naczyń
fibroblast
• wielokształtne (zdolne do ruchu
pełzakowatego)
• fałdy i wpuklenia błony
komórkowej (fagocytoza)
• liczne heterolizosomy (marker
makrofagów: fosfataza kwaśna)
neutrofil
szpik krwiotwórczy
• cytokiny: interleukiny, interferon, TGF, TNF
• czynniki pobudzające różnicowanie leukocytów w szpiku
• czynniki antybakteryjne: wolne rodniki, lizozym
Pochodzenie: monocyty
Makrofagi
• spoczynkowe
• wędrujące (wolne)
• aktywowane
Rodzina makrofagów
Nazwa komórki
Lokalizacja
monocyty (prekursory
makrofagów)
Fagocytoza:
• niespecyficzna
• specyficzna
Komórki plazmatyczne (plazmocyty) produkują immunoglobuliny
• „zegarowy” układ chromatyny
• zasadochłonna cytoplazma
• siateczka szorstka
• aparat Golgiego
• egzocytoza konstytutywna
krew
makrofagi
tkanka łączna (histiocyty),
narządy limfatyczne
szpik kostny
jamy surowicze
makrofagi pęcherzykowe
komórki Browicza-Kupffera
komórki Hoffbauera
komórki mikrogleju
osteoklasty*
płuca
wątroba
łożysko
ośrodkowy ukł. nerwowy
kość
Komórki tuczne (mastocyty), po aktywacji
produkują i wydzielają czynniki prozapalne
• liczne, duże zasadochłonne ziarna
• aparat Golgiego
• nieregularne mikrokosmki
• lokalizacja w pobliżu naczyń
Pochodzenie: szpik krwiotwórczy
Pochodzenie: limfocyty B
4
Dwa rodzaje mastocytów:
Produkty wydzielnicze mastocytów
Magazynowane w ziarnistościach:
• histamina
• heparyna
• proteazy (chymaza i tryptaza)
• siarczan chondroityny
• czynniki chemotaktyczne przyciągające eozynofile
i neutrofile
Syntetyzowane doraźnie i natychmiast wydzielane:
• prostanoidy (leukotrieny)
• interleukiny
• czynnik aktywujący płytki krwi
• wolne rodniki
• łącznotkankowe
- powszechne w tkance łącznej
- zawierają w ziarnach obie
proteazy (chymazę i tryptazę)
• błon śluzowych
- w ścianach przewodu
pokarmowego
i dróg oddechowych
- mniejsze
- zawierają tylko tryptazę
- nie zawierają heparyny
Aktywacja mastocytów
Klasyfikacja odmian tkanki łącznej
antygen
receptor
dla IgE
1. Tkanka łączna embrionalna:
• tkanka mezenchymatyczna
• tkanka łączna galaretowata
cyklaza
adenilanowa
produkcja cAMP
2. Tkanka łączna właściwa:
• tkanka łączna wiotka
• tkanka łączna zbita (włóknista)
• tkanka łączna siateczkowata
• tkanka tłuszczowa
aktywacja
kinaz białkowych
fosforylacja
białek
wzrost Ca
aktywacja
fosfolipaz
EGZOCYTOZA
produkcja
leukotrienów
3. Tkanka łączna podporowa:
• chrząstka
• kość
4. Krew
Mastocyty są odpowiedzialne za fazę wykonawczą reakcji alergicznych
Tkanka mezenchymatyczna:
• komórki mezenchymatyczne, macierzyste i nisko zróżnicowane
• substancja podstawowa
Lokalizacja: tkanki płodowe
Tkanka łączna galaretowata:
• prymitywne fibroblasty i mezenchymatyczne komórki macierzyste
• substancja podstawowa (dużo)
• delikatne fibryle kolagenowe (niewiele)
Lokalizacja:
sznur pępowinowy
miazga zęba
5
Tkanka łączna wiotka:
• komórki tk. łącznej + krwinki białe
• substancja podstawowa i włókna w równych ilościach
Tkanka łączna zbita (włóknista):
• fibrocyty
• zwarty układ włókien kolagenowych
• niewiele substancji podstawowej
Lokalizacja:
powszechna
Tworzy „wewnętrzne
rusztowanie”
w narządach
Wprowadza naczynia
i włókna nerwowe
w głąb narządów
Lokalizacja:
skóra, twardówka,
torebki narządów
nieregularna
Tkanka łączna siateczkowata:
• komórki z wypustkami (głównie fibroblasty i makrofagi)
• włókna srebrochłonne
Tkanka łączna siateczkowata tworzy rusztowanie w narządach
limfatycznych i w szpiku kostnym
regularna
Lokalizacja: ścięgna, więzadła, rogówka
Tkanka tłuszczowa żółta:
• adipocyty jednopęchrzykowe (zwarty układ)
• niewiele istoty międzykomórkowej (głównie wł. srebrochłonne)
• bogate unaczynienie
• budowa zrazikowa
ADIPOCYT
synteza
trójgliderydów
synteza kwasów
tłuszczowych
NACZYNIE KRWIONOŚNE
lipaza
glicerol
kw. tłuszczowe
glukoza
kw. tłuszczowe
glicerol
hydroliza
trójglicerydów
Lokalizacja: tkanka podskórna,
otrzewna, torebki narządów
Funkcje: gromadzenie i metabolizm
tłuszczów, funkcja dokrewna
Adipocyt jednopęcherzykowy:
• duży (do 100 µm)
• pojedyncza wielka kropla
lipidowa otoczona siecią
filamentów pośrednich
• obwodowa warstwa cytoplazmy
z jądrem i organellami
• blaszka podstawna
Funkcje metaboliczne:
(zależnie od zapotrzebowania)
- pobieranie składników lipidów
- synteza lipidów
- magazynowanie lipidów
- rozkład lipidów
- wydzielanie składników lipidów
6
Tkanka tłuszczowa brunatna:
• adipocyty wielopęcherzykowe (zwarty układ)
• niewiele substancji międzykomórkowej
• bogate unaczynienie
• liczne zakończenia nerwowe
Czynność dokrewna:
• leptyny: działając na podwzgórze hamują łaknienie
• adiponektyna: uczestniczy w regulacji metabolizmu kwasów
tłuszczowych i glukozy
• rezystyna: uczestniczy w regulacji procesów zapalnych
Lokalizacja:
- u noworodków: okolice kręgosłupa
śródpiersia, nerek, doły pachowe
- u dorosłych: małe grupy komórek
w rejonie szyi, nad obojczykiem,
w śródpiersiu, wzdłuż kręgosłupa, na
górnych biegunach nerek
Funkcje: jak tkanka tłuszczowa żółta,
ponadto produkcja ciepła
Adipocyt wielopęcherzykowy:
• 20-40 µm
• liczne drobne krople lipidowe
• centralnie położone jądro
• liczne mitochondria
Mitochondria adipocytów wielopęcherzykowych
zawierają w błonie wewnętrznej specjalne białko
(UCP-1, termogenina), które korzystając z
gradientu protonowego wytwarza energię cieplną
7