1 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
TKANKA ŁĄCZNA WŁAŚCIWA
• Produkcja substancji regulacyjnych działających
na komórki różnych tkanek
• 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;
cząsteczki GAG są polianionami zawierającymi
liczne grupy siarczanowe i karboksylowe
- 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
Różne proteoglikany (agrekan, perlekan, syndekan, beta-glikan) mają różną
liczbę łańcuchów GAG i różną masę cząsteczkową
1
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
włókno
fibryle
łańcuchy α
cząsteczki
kolagenu
Prążkowanie fibryli kolagenowych
wynika z uporządkowanego układu
cząsteczek kolagenu w fibryli
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:
5.
Odcięcie końcowych odcinków peptydowych
(propeptydów) przez peptydazy – powstają cząsteczki
kolagenu (obecność propeptydów uniemożliwia
agregację cząsteczek prokolagenu)
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)
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
2
Włókna sprężyste
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)
• 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
Komórki tkanki łącznej
właściwej
kom. mezenchymy
Fibroblasty produkują składniki substancji międzykomórkowej
• fibroblasty
• makrofagi
• komórki plazmatyczne
• komórki tuczne
• komórki tłuszczowe
(adipocyty)
Pochodzenie:
• z komórek
• wydłużone, zasadochłonne
• siateczka szorstka
• aparat Golgiego
• egzocytoza konstytutywna
kom. macierzysta
szpiku
mezenchymatycznych
(fibroblasty i adipocyty)
• ze szpiku krwiotwórczego
lub bezpośrednio z komórek
krwi (kom. tuczne, makrofagi,
kom. plazmatyczne)
Do komórek tkanki łącznej właściwej zalicza się niekiedy również:
• perycyty (związane ze ścianami małych naczyń, pochodzenie z mezenchymy)
• komórki barwnikowe (choć mają odmienne pochodzenie)
W dojrzałej tkance łącznej fibroblasty przekształcają się
w słabo aktywne fibroblasty spoczynkowe
Główne produkty wydzielnicze:
• kolageny
• elastyna i fibrylina
• glikozoaminoglikany
• proteoglikany
• białka niekolagenowe
fibryle
kolagenowe
Makrofagi fagocytują i trawią mikroorganizmy, uszkodzone komórki,
szczątki komórek i ciała obce...
fagocytoza
lizosomy
• cienkie, wydłużone lub wielokształtne
• słabo rozwinięte organelle
• wielokształtne (zdolne do ruchu
pełzakowatego)
• fałdy i wpuklenia błony
komórkowej (fagocytoza)
• liczne heterolizosomy (marker
makrofagów: fosfataza kwaśna)
Pochodzenie: monocyty
3
...produkują również substancje regulujące czynność innych komórek
w procesach obronnych, substancje antybakteryjne i prezentują antygeny
w reakcjach immunologicznych
limfocyt B
limfocyt T
MAKROFAG
śródbłonek
naczyń
fibroblast
neutrofil
szpik krwiotwórczy
• cytokiny: interleukiny, interferon, TGF, TNF
• czynniki pobudzające różnicowanie leukocytów w szpiku
• czynniki antybakteryjne: wolne rodniki, lizozym
Stany czynnościowe
makrofagów:
Fagocytoza:
• spoczynkowe (osiadłe) • niespecyficzna
• wędrujące (wolne,
• specyficzna (przy
aktywowane)
udziale receptorów)
Komórki plazmatyczne (plazmocyty) produkują immunoglobuliny
Rodzina makrofagów
Nazwa komórki
Lokalizacja
monocyty (prekursory
makrofagów)
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
Mastocyty (komórki tuczne), po aktywacji
produkują i wydzielają czynniki prozapalne
• „zegarowy” układ chromatyny
• zasadochłonna cytoplazma
• siateczka szorstka
• aparat Golgiego
• egzocytoza konstytutywna
Pochodzenie: limfocyty B
Produkty wydzielnicze mastocytów
Magazynowane w ziarnach:
• histamina
• heparyna
• proteazy (chymaza i tryptaza)
• czynniki chemotaktyczne przyciągające eozynofile
i neutrofile
• liczne, duże zasadochłonne ziarna
• aparat Golgiego
• nieregularne mikrokosmki
• lokalizacja w pobliżu naczyń
Pochodzenie: szpik krwiotwórczy
Syntetyzowane doraźnie i natychmiast wydzielane:
• prostanoidy (leukotrieny)
• interleukiny
• czynnik aktywujący płytki krwi
• wolne rodniki
Produkty wydzielnicze mastocytów wywołują odczyn
zapalny i są odpowiedzialne za reakcje alergiczne
4
Dwa rodzaje mastocytów:
• 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
1. Przyłączenie cząsteczek
IgE do receptorów mastocyta
(mastocyt „gotowy do akcji”)
2. Przyłączenie antygenu do IgE
3. Aktywacja komórkowych
szlaków sygnalizacyjnych,
prowadząca do:
- wzrostu poziomu jonów Ca
Egzocytoza Wydzielanie
i gwałtownej egzocytozy
zawartości
leukotrienów
zawartości ziarn
ziarn
(degranulacji)
- aktywacji fosfolipazy
i wydzielania leukotrienów
- rozszerzenie i wzrost
- aktywacji genów dla cytokin
przepuszczalności naczyń
i syntezy oraz wydzielania
(przekrwienie, obrzęk)
cytokin
- skurcz mięśniówki gładkiej
Wydzielanie
cytokin
- naciek
leukocytów
- uszkodzenie
komórek
Efekt: lokalny stan zapalny
Komórki barwnikowe
Wywodzą się z neuroektodermy,
ale występują także w tkance
łącznej
U zwierząt z alergią, mastocyty są aktywowane przez różne
nieszkodliwe antygeny (alergeny). Zależnie od miejsca kontaktu
z alergenem, odczyn zapalny rozwija się w różnych narządach.
Mastocyty są odpowiedzialne fazę wykonawczą reakcji alergicznych
Zwierzęta z alergią mają często podwyższony poziom IgE.
Guzy nowotworowe wywodzące się z mastocytów (mastocytoma)
są jednym z najczęstszych nowotworów u psów, często występują też
u kotów, rzadziej u innych zwierząt, przeważnie zlokalizowane są
w skórze.
Klasyfikacja odmian tkanki łącznej
• melanocyty (u ssaków)
- pochodzenie z neuroektodermy,
- produkują i gromadzą melaninę
- występują w nabłonkach
i tkance łącznej (w skórze,
włosach, strukturach oka)
• chromatofory (u niższych
kręgowców), np. melanofory,
ksantofory
- pochodzenie z neuroektodermy
- gromadzą różne barwniki
- występują głównie w skórze
Tkanka mezenchymatyczna:
• komórki mezenchymatyczne
• substancja podstawowa
1. Tkanka łączna embrionalna:
• tkanka mezenchymatyczna
• tkanka łączna galaretowata
2. Tkanka łączna właściwa:
• tkanka łączna wiotka
• tkanka łączna zbita (włóknista)
• tkanka łączna siateczkowata
• tkanka tłuszczowa
3. Tkanka łączna podporowa:
• chrząstka
• kość
4. Krew
Lokalizacja: tkanki płodowe
5
Tkanka łączna wiotka:
• komórki tkanki łącznej + krwinki białe
• substancja podstawowa i włókna w równych ilościach
Tkanka łączna galaretowata:
• prymitywne fibroblasty
• substancja podstawowa (dużo)
• delikatne fibryle kolagenowe (niewiele)
Lokalizacja:
powszechna
Tworzy „wewnętrzne
rusztowanie”
w narządach
Wprowadza naczynia
i włókna nerwowe
w głąb narządów
Lokalizacja:
sznur pępowinowy
miazga zęba
Tkanka łączna zbita (włóknista):
• spoczynkowe fibroblasty
• zwarty układ włókien kolagenowych
• niewiele substancji podstawowej
regularna
Lokalizacja: ścięgna, więzadła, rogówka*
fibroblasty
nieregularna
Lokalizacja:
skóra, twardówka,
torebki narządów
Budowa ścięgna:
• zwarty, równoległy układ pęczków włókien kolagenowych
• pomiędzy pęczkami spoczynkowe fibroblasty układające się w szeregi
• niewielka ilość włókien spężystych (amortyzacja)
• cienkie przegrody z tkanki łącznej wiotkiej zawierające naczynia
Tkanka łączna siateczkowata:
• komórki z wypustkami (głównie fibroblasty i makrofagi)
• włókna srebrochłonne
Tkanka łączna siateczkowata tworzy rusztowanie w narządach
limfatycznych i w szpiku kostnym
Więzadła elastyczne
więzadło elastyczne
Więzadła elastyczne: rdzeń
z włókien sprężystych, na
obwodzie włókna kolagenowe.
Takie więzadła umożliwiają
np. chowanie pazurów
u kotowatych
6
Tkanka tłuszczowa żółta:
• adipocyty jednopęchrzykowe (zwarty układ)
• niewiele istoty międzykomórkowej (głównie wł. siateczkowe)
• bogate unaczynienie
• budowa zrazikowa
ADIPOCYT
synteza
trójgliderydów
synteza kwasów
tłuszczowych
NACZYNIE KRWIONOŚNE
lipaza
glicerol
kw. tłuszczowe
glukoza
kw. tłuszczowe
glicerol
hydroliza
trójglicerydów
barwiona
wyługowana (w skrawku parafinowym)
Lokalizacja: tkanka podskórna, otrzewna, torebki narządów
Funkcje: gromadzenie i metabolizm tłuszczów, funkcja dokrewna
Adipocyt jednopęcherzykowy:
Funkcje metaboliczne:
• duży (do 100 µm)
• pojedyncza wielka kropla
lipidowa otoczona siecią
filamentów pośrednich
• cienka obwodowa warstwa
cytoplazmy z jądrem i organellami
• blaszka podstawna (!)
(zależnie od zapotrzebowania)
- pobieranie składników lipidów
- synteza lipidów
- magazynowanie lipidów
- rozkład lipidów
- wydzielanie składników lipidów
Funkcja dokrewna: wydzielanie leptyn
(hormonów hamujących łaknienie)
Tkanka tłuszczowa brunatna:
• adipocyty wielopęcherzykowe (zwarty układ)
• niewiele substancji międzykomórkowej
• bogate unaczynienie
• liczne zakończenia nerwowe
• w większych ilościach występuje u zwierząt hibernujących
(wzrost temperatury ciała przy
budzeniu się ze snu zimowego)
i gryzoni
Otyłość, istotny czynnik ryzyka niektórych chorób (układu sercowonaczyniowego, cukrzycy, zwyrodnieniowych chorób stawów) jest
zazwyczaj wynikiem zwiększenia rozmiarów adipocytów wywołanego
magazynowaniem nadmiernej ilości lipidów (głównie z powodu
niewłaściwej diety, niekiedy zaburzeń hormonalnych)
Lokalizacja:
- okolice śródpiersia, kręgosłupa,
(rejon szyjny i międzyłopatkowy)
nerek, wzdłuż aorty, doły pachowe,
otrzewna
Funkcje: jak tkanka tłuszczowa żółta,
ponadto produkcja ciepła
Adipocyt wielopęcherzykowy:
• 20-40 µm
• liczne drobne krople lipidowe
• centralnie położone jądro
• liczne mitochondria
• blaszka podstawna
Mitochondria adipocytów wielopęcherzykowych
zawierają w błonie wewnętrznej specjalne białko
(UCP-1, termogenina), które korzystając z
gradientu protonowego wytwarza energię cieplną
7