Tkanka mięśniowa i nerwowa
advertisement
2016-04-14 Aparat kuczliwy: • miofilamenty cienkie (aktyna i białka pomocnicze) • miofilamenty grube (miozyna 2) Tkanka mięśniowa • pobudliwość • kurczliwość Klasyfikacja tkanki mięśniowej: Mięśnie gładkie: • aparat kurczliwy o niższym poziomie uporządkowania • reagują na różne bodźce • nie podlegają naszej woli • skurcz wolny, ale długotrwały • komórki produkują własne blaszki podstawne i składniki substancji międzykomórkowej (m.in. włókna sprężyste i srebrochłonne) (1) mięśnie gładkie (2) mięśnie poprzecznie prążkowane • mięśnie szkieletowe • mięsień sercowy Miofilamenty nie kurczą się, lecz przesuwają względem siebie („główki” miozyny kroczą po aktynie) Komórka mięśniowa gładka Bardzo liczne cienkie i nieliczne grube miofilamenty tworzą wydłużoną sieć • wydłużona, wrzecionowata • pałeczkowate jadro • organelle zgrupowane na biegunach jądra • pozostałą cytoplazmę zajmuje aparat kurczliwy • otoczona blaszką podstawną 1 2016-04-14 Miofilamenty cienkie są powiązane ze sobą i przyczepione do błony komórkowej Wewnątrzkomórkowym sygnałem powodującym skurcz komórki mięśniowej gładkiej jest wzrost stężenia jonów Ca2+ ciałko gęste kaweola Mięśnie gładkie tworzą warstwy (błony mięśniowe) lub pęczki i są połączone neksusami, co umożliwia przewodzenie bodźców Mięsień szkieletowy jest narządem zbudowanym z włókien mięśniowych i tkanki łącznej namięsna omięsna mięsień Mięśnie szkieletowe • aparat kurczliwy o uporządkowanym układzie • reagują wyłącznie na bodźce nerwowe • zależą od naszej woli • skurcz szybki, ale krótkotrwały • włókna mięśniowe wytwarzają własną blaszkę podstawną Włókno mięśniowe szkieletowe jest wielojądrzastą zespólnią powstałą przez zespolenie wielu komórek macierzystych (mioblastów) śródmięsna pęczek mięśniowy blaszka podstawna cytoplazma jądro włókno mięśniowe 2 2016-04-14 Budowa włókna mięśniowego szkieletowego: • wąska obwodowa warstwa cytoplazmy zawierająca jądra i organelle • obszar centralny zawierający aparat kurczliwy - równolegle ułożone, poprzecznie prążkowane miofibryle; między miofibrylami mitochondria H Miofibryle zbudowane są z równolegle ułożonych cienkich i grubych miofilamentów, tworzących powtarzające się segmenty - sarkomery I A Z sarkomer I Z Molekularna struktura miofilamentów Miofibryle połączone są poprzecznie biegnącymi filamentami pośrednimi w ten sposób, że sarkomery znajdują się na tym samym poziomie daje to efekt poprzecznego prążkowania całego włókna mięśniowego cienkie tropomiozyna grube miozyna troponina aktyna Molekularny mechanizm skurczu 1. Wzrost poziomu jonów Ca2+ (sygnał wewnątrzkomórkowy) 2. Jony Ca wiążą się z troponiną 3. Troponina odsuwa tropomiozynę od aktyny 4. „Główki” miozyny wiążą się z aktyną 5. Miozyna „kroczy” po powierzchni aktyny miofilamenty przesuwają się względem siebie Bodziec dochodzi do każdego włókna mięśniowego z zakończenia włókna nerwowego, płytki motorycznej 3 2016-04-14 Każdą miofibrylę otaczają kanaliki T i siateczka sarkoplazmatyczna. Kanaliki T wprowadzają bodziec nerwowy w głąb włókna mięśniowego, siateczka sarkoplazmatyczna gromadzi i uwalnia jony Ca2+. Mięsień sercowy: • uporządkowany układ aparatu kurczliwego (sarkomery) • reaguje na bodźce generowane przez własne komórki • skurcz rytmiczny • skurcz przestrzenny triada mięśniowa: kanalik T + 2 cysterny brzeżne Z uwagi na przestrzenny charakter skurczu, komórki mięśnia sercowego oraz ich aparat kurczliwy tworzą przestrzenną sieć Kanaliki T i siateczka sarkoplazmatyczna w komórkach mięśnia sercowego pełnią te same funkcje co we włóknach mięśniowych szkieletowych Komórki mięśnia sercowego zawierają: • centralne jądro, a wokół niego organelle • rozgałęzione pęczki miofilamentów a między nimi bardzo liczne mitochondria Komórki mięśnia sercowego są połączone wstawkami - zespołami połączeń międzykomórkowych desmosom Wstawka neksus powięź przylegania 4 2016-04-14 Niektóre komórki robocze przedsionków pełnią również rolę komórek dokrewnych Komórki układu bodźcotwórczo-przewodzącego są „prymitywnymi” komórkami mięśnia sercowego – spontanicznie generują bodźce, łączą się ze sobą i z komórkami roboczymi poprzez neksusy Węzeł zatokowo-przedsionkowy, węzeł przedsionkowo-komorowy, pęczek Hisa, włókna Purkiniego Komórki: • komórki nerwowe (neurony) sygnalizacja • komórki neurogleju (glejowe) ochrona, wspomaganie Substancja międzykomórkowa: prawie nieobecna (blaszki podstawne) Tkanka nerwowa pobudliwość przewodnictwo Komórka nerwowa: ciało komórkowe (perykarion) wypustki (dendryty i neuryt = akson) Klasyfikacja komórek nerwowych: Liczba wypustek • jednobiegunowe • dwubiegunowe • pseudojednobiegunowe • wielobiegunowe jednobiegunowa dwubiegunowa pseudo-j.b. wielobiegunowa dendryty akson zakończenia aksonu Dendryty: różna liczba, krótsze, bardziej rozgałęzione, zawierają tigroid, przewodzą dośrodkowo Akson: pojedynczy, dłuższy, słabiej rozgałęziony, nie zawiera tigroidu, otoczony osłonkami, przewodzi odśrodkowo B. Kształt perykarionu • ziarniste • gwiaździste • piramidowe • gruszkowate piramidowa gruszkowata 5 2016-04-14 Komórka nerwowa W mikroskopie świetlnym, tigroid to zasadochłonne ziarna widoczne w perykarionie i dendrytach (nigdy w aksonie) dendryty Organelle: • tigroid • aparat Golgiego • mitochondria • lizosomy • cytoszkielet Inne: • neuromelanina • lipofuscyna odejście aksonu W komórce nerwowej występują bardzo licznie dwa elementy cytoszkieletu: Mikroskop elektronowy ujawnia, że tigroid to skupiska szorstkiej siateczki śródplazmatycznej i wolnych rybosomów • neurofilamenty (= filamenty pośrednie) • neurotubule (= mikrotubule) pęczki neurofilamentów i neurotubul Neurofilamenty pełnią funkcję podporową akson Neurotubule, współpracując z mechanoenzymami, są odpowiedzialne za transport organelli, pęcherzyków i dużych cząsteczek w perykarionie i w wypustkach. Szczególnie istotny jest transport wewnątrz aksonu (transport aksonalny): odśrodkowy (anterogradowy) (kinezyna) dośrodkowy (retrogradowy) (dyneina) Bodziec nerwowy ma postać zjawiska elektrycznego Nierównomierne rozmieszczenie jonów po obu stronach błony komórkowej komórki nerwowej powoduje powstanie różnicy potencjałów po obu stronach błony (potencjał spoczynkowy, -90 mV po stronie cytoplazmatycznej) przestrzeń pozakomórkowa Na+ + K+ kanały potasowe _ 90 mV kanał chlorkowy pompa sodowopotasowa kanał sodowy cytoplazma 6 2016-04-14 Otwarcie kanałów sodowych powoduje odwrócenie potencjału, czyli depolaryzację błony. Otwieranie kolejnych kanałów sodowych (otwieranych zmianą potencjału) wywołuje przesuwanie się depolaryzacji wzdłuż błony (fala depolaryzacji) z prędkością do 3 m/s Bodziec przewodzony przez akson to potencjał czynnościowy Potencjał czynnościowy powstaje w początkowym odcinku aksonu, gdzie znajdują się liczne kanały otwierane zmianą potencjału Włókno nerwowe = akson otoczony osłonką Osłonki aksonu są wytwarzane przez komórki neurogleju: • w OUN przez komórki Schwanna • in CUN przez oligodendrocyty i astrocyty W niezmielinizowanych włóknach obwodowego układu nerwowego, aksony leżą w rynienkowatych zagłębieniach cytoplazmy komórki Schwanna (osłonka Schwanna) W zależności od typu osłonki (istnieją 2 typy), włókna nerwowe mogą być: • zmielinizowane (aksony są otoczone osłonką mielinową) • niezmielinizowane (aksony są otoczone cienką osłonką cytoplazmatyczną) Aksony otoczone przez osłonkę Schwanna mają regularnie rozmieszczone kanały sodowe i przewodzą bodźce w formie fali depolaryzacji (przewodzenie ciągłe) W zmielinizowanych włóknach obwodowego układu nerowowego, akson jest otoczony przez szczególną osłonkę mielinową, również wytworzoną przez komórkę Schwanna Wpuklenie błony komórki Schwanna (mezakson) owija się wielokrotnie wokół aksonu... mezakson ... co prowadzi do wytworzenia zwartgo układu koncentrycznych, wielokrotnych warstw lipidów i białek Akson Akson otoczony przez osłonkę mielinową ma nierównomiernie rozmieszczonekanały sodowe i przewodzi bodźce w formie złożonej z depolaryzacji błony i słabego prądu elektrycznego płynącego przez cytoplazmę (przewodzenie skokowe) 7 2016-04-14 Jedna komórka Schwanna wytwarza jeden segment osłonki. W miejscu, gdzie stykają się dwa sąsiednie segmenty (przewężenie Ranviera), błona komórkowa aksonu zawiera liczne kanały sodowe W obrębie segmentu osłonki mielinowej, bodziec ma formę słabego prądu elektrycznego płynącego przez cytoplazmę aksonu. Słabnący bodziec jest odtwarzany przez depolaryzację błony w przewężeniu Ranviera (bodziec „skacze” od przewężenia do przewężenia = przewodzenie skokowe) Przewodzenie Szybkość przewodzenia zależy od: • obecności osłonki mielinowej • długości segmentów osłonki mielinowej • grubości osłonki mielinowej • grubości aksonu Synapsy mogą się tworzyć pomiędzy różnymi częściami komórek nerwowych, a także pomiędzy komórkami nerwowymi i włóknami mięśniowymi szkieletowymi Typy włókien nerwowych: A: grube zmielinizowane B: cienkie zmielinizowane C: niezmielinizowane 15-120 m/s 3-15 m/s 1-3 m/s • aksodendrytyczne • aksosomatyczne • aksoaksonalne • płytki motoryczne Przewodzenie synaptyczne: 1. Potencjał czynnościowy dochodzi do części presynaptycznej 2. Otwierają się kanały wapniowe (otwierane zmianą potencjału) 3. Wzrost poziomu Ca2+ w części presynaptycznej wywołuje egzocytozę pęcherzyków synaptycznych 4. Cząsteczki neuroprzekaźnika dyfundują przez szczelinę synaptyczną i wiążą się z receptorami w błonie postsynaptycznej 5. Otwierają się kanały jonowe w błonie postsynaptycznej Synapsa składa się z części pre- i postsynaptycznej 8 2016-04-14 Typ synapsy zależy od rodzaju receptorów i ich sposobu działania Bodźce z synaps są przewodzone przez dendryty w formie słabych prądów elektrycznych (potencjały postsynaptyczne) W perykarionie ulegają sumowaniu (powstaje zbiorczy potencjał postsynaptyczny). Jeżeli jest on wystarczająco duży, wyzwala potencjał czynnościowy w początkowym odcinku aksonu Synapsa pobudzająca: otwierają się kanały kationowe (np. Na+), => depolaryzacja błony postsynaptycznej Synapsa hamująca: otwierają się kanały anionowe (np. Cl-), => hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej --------------------------------------------------------------------------------------------Synapsa jonotropowa: receptory to kanały jonowe otwierane przyłączeniem cząsteczki neuroprzekaźnika (szybka reakcja) Synapsa metabotropowa: receptory (związane z białkami G) inicjują serię reakcji biochemicznych, które prowadzą do otwarcia kanałów jonowych w części postsynaptycznej (wolniejsza reakcja) Astrocyty • ich wypustki tworzą „mankiety” Komórki neurogleju: A. Obwodowy U.N. • Komórki Schwanna B. Ośrodkowy U.N. • astrocyty • oligodendrocyty • komórki mezogleju • komórki ependymy Astrocyt protoplazmatyczny Komórka mezogleju Oligodendrocyty wytwarzają osłonki mielinowe wokół aksonów ośrodkowego układu nerwowego Astrocyt włóknisty otaczające komórki nerwowe, ich wypustki i naczynia krwionośne • wspomagają metabolicznie komórki nerwowe • w miejscach uszkodzenia tkanki nerwowej namnażają się i tworzą blizny Oligodendrocyt protoplazmatyczne włókniste Komórki mezogleju są makrofagami osiadłymi na terenie ośrodkowego U.N. Opona miękka Astrocyt Osł. mielinowa Oligodendrocyt Kapilara Komórka mezogleju Neuron Astrocyt Kom. mezogleju Komórki ependymy tworzą wyściółki komór mózgu i kanału centralnego rdzenia Ependyma Komora 9 2016-04-14 Ośrodkowy układ nerwowy Istota szara: • perykariony komórek nerwowych • niezmielinizowane włókna nerwowe • astrocyty protoplazmatyczne • liczne naczynia krwionośne Istota biała: • brak perykarionów komórek nerwowych • zmielinizowane włókna nerwowe • liczne oligodendrocyty • astrocyty włókniste • mniej liczne naczynia krwionośne 10
