14_Tkanki ssaków

Tkanki zwierzęce
tkanki ssaków
człowiek:
• ponad 200 typów komórek
•1012 komórek
• nabłonkowa
• łączna
• nerwowa
• mięśniowa
Nabłonki
komórki nabłonkowe – bariera dla organizmu jak
błona komórkowa dla komórki
• róŜnorodne
• wyścielają powierzchnię ciała i jamy ciała
i budują gruczoły
• róŜnorodne funkcje
Nabłonki
• funkcje ochronne (wzmacniające)
• zdolność wchłaniania i transportu substancji
• zdolność do syntezy i wydzielania białek
i substancji zwilŜających (łzy, mleko, hormony)
• rozpoznawanie komórek
(zdolność adhezji, ekstrawazacji i migracji)
• wykrywanie sygnałów
(fotoreceptory w oku, komórki rzęsate w uchu)
Nabłonki pokrywające
CAM (białka adhezyjne) - rozpoznawanie komórek
film
Nabłonki
Klasyfikacja wg
• liczby warstw komórek
Nabłonki
• kształtu komórek
• specjalizacji powierzchni komórek
orzęsiony, nieorzęsiony, zrogowaciały
Nabłonki pokrywające
polaryzacja komórek
jelito
komórka
absorpcyjna
Tkanki zwierzęce
nabłonki
komórki
nabłonkowe
błona
podstawna
włókna
kolagenowe
w tkance
podścieliska
komórka
kubkowa
Nabłonki pokrywające
połączenia międzykomórkowe
desmosomy - odporność na rozciąganie i ściskanie;
połączenia przylegające (adherens junctions) – obwódki przylegania
Nabłonki pokrywające
obwódki przyleganianapręŜenia- odkształcanie
warstwy komórek
zwijanie
w cewkę
(cewka
nerwowa)
wpuklanie,
tworzenie
pęcherzyka
(soczewka
oka)
Nabłonki pokrywające
odnawianie komórek z komórek prekursorowych
(macierzystych)
odnawianie komórek z komórek
prekursorowych (macierzystych)
Tkanka łączna
komórki
bogata macierz
(przenosi siły mechaniczne)
Funkcje
• spaja róŜne typy innych tkanek
• zapewnia podporę narządom,
ochrania wraŜliwe części organizmu
• transport substancji odŜywczych i produktów metabolizmu
Tkanka łączna
właściwa
oporowa
chrzęstna
kostna
krwiotwórcza
krew i chłonka
RóŜny skład i róŜna ilość ECM
RóŜne komórki
adipocyt
fibroblast komórka chondrocyt osteoblast
tuczna
Tkanka łączna
właściwa
luźna (wiotka, siateczkowata)
jest najczęściej występującą tkanką ustroju
komórki i ECM w blaszkach, pomiędzy nimi płyn tkankowy
tworzy większość błon śluzowych
np. opłucną, otrzewną, osierdzie
zbita (włóknista)
o utkaniu regularnym
np. w ścięgnach
o utkaniu nieregularnym
np. w warstwie siateczkowatej skóry właściwej
tłuszczowa
Tkanka łączna właściwa zbita (włóknista)
charakteryzuje się:
ściśle upakowanymi włóknami (kolagen, elastyna)
niewielką ilością amorficznej substancji międzykomórkowej
(istoty podstawowej)
obecnością komórek- fibroblastów
Mikrografia elektronowa
przekroju poprzecznego
skóry kijanki
(włókna kolagenowe
ułoŜone warstwowo)
Fibroblasty:
wydzielanie i organizacja kolagenu i in. (prokolagen)
migracja komórek
Formowanie kolagenu przez komórki:
fragmenty tkanki embrionalnej serca kurczęcia na podłoŜu kolagenowym
Tkanka łączna tłuszczowa
charakteryzuje się:
małą ilością istoty międzykomórkowej
obecnością komórek tłuszczowych - adipocytów
zlokalizowana jest głównie w warstwie podskórnej (10-25% )
Funkcje:
magazynowanie, wytwarzanie (lipogeneza) i rozkładanie
tłuszczów (lipoliza).
Tkanka łączna oporowa
Chrzęstna
naleŜy do najgęstszych tkanek łącznych
ECM (róŜna ilość włókien, mało GAG)
chondrocyty
Kostna
substancja międzykomórkowa przesycona solami wapnia
(fosforany, węglany)
komórki: osteoblasty, osteocyty, osteoklasty
związki organiczne: 30-50%
związki nieorganiczne (mieszanina soli wapniowych): 30-35%
woda: 15-40%
Tkanka kostna
osteocyty (w jamkach)
(wymiana substancji odŜywczych i
metabolitów w kości)
osteoblasty (komórki
kościotwórcze)
osteoklasty
(komórki kościogubne)
bogata ECM zmineralizowana
kolageny
sole Ca, Mg
(hydroksyapatyt)
Przekrój przez kość
Tkanka łączna płynna
Krew i chłonka (limfa)
Krew
osocze (55%)
woda, związki organiczne, nieorganiczne, białka, tłuszcze, witaminy
elementy morfotyczne:
krwinki białe (leukocyty)
krwinki czerwone (erytrocyty)
płytki krwi (trombocyty)
Limfa
osocze chłonki
skład - podobny do osocza krwi
elementy morfotyczne:
limfocyty
krew
Komórki krwi ssaka - skaningowa mikrografia elektronowa
Krew - odtwarzanie z komórek macierzystych
(hemopoeza)
Tkanka nerwowa
• neurony (pobudliwe)
odbieranie i przekazywanie sygnałów
• komórki glejowe (wspomagające)
Sygnalizacja w komórkach nerwowych
100 tys. wejść
informacyjnych
film
przyjmowanie sygnału
przewodzenie
przekazywanie
rodzaje sygnałów - róŜne (róŜne neurony: czuciowe, ruchowe, pośredniczące)
forma sygnału – taka sama (zmiana potencjału elektrycznego
w poprzek błony komórkowej neuronu)
potencjał błonowy w poprzek błony komórkowej
Spoczynkowy potencjał błonowy
potencjał błony w warunkach ustabilizowanych, gdy przepływ jonów jest
zrównowaŜony i nie następuje dalsza akumulacja róŜnic ładunku w poprzek błony
Pomiary potencjału błonowego
• Potencjał błonowy stanowi podstawę kaŜdej aktywności elektrycznej w komórce
• Miarą potencjału błonowego jest napięcie istniejące w poprzek błony.
Spoczynkowy potencjał błonowy
komórek zwierzęcych:
od –20mV do –200mV
Potencjał błonowy jest określany przez:
- stęŜenia jonów we wnętrzu komórki i
środowisku pozakomórkowym
(zmiany - w czasie sekund lub minut)
-„stan” kanałów jonowych w błonie
(przepływ jonów wywołuje zmianę
potencjału błony- w czasie milisekund)
Sygnalizacja w komórkach nerwowych
Przepływ jonów a potencjał czynnościowy
Potencjał czynnościowy - przejściowa zmiana potencjału błonowego komórki,
związana z przekazywaniem informacji.
Film 12.8
Potencjał czynnościowy – propagacja sygnału
Wędrujący potencjał czynnościowy nazywany jest impulsem nerwowym.
Przechodzenie potencjału czynnościowego
wędrująca fala depolaryzacji ( pobudzenia elektrycznego)
= potencjał czynnościowy (impuls nerwowy) - do 100m/s
Współdziałanie kanałów Na+, K+ i pomp
a potencjał czynnościowy
przeciekowe kanały K
(gdy błona spolaryzowana
- blokowane przez Mg++ )
kanały Na bramkowane
potencjałem
kanały K bramkowane
potencjałem
pompa Na- K
lokalne zmiany potencjału:
100-150mV/ 1-2ms
grubość błony: 7 nm
pole elektr. – 150 000 V/cm/1-2ms
animacja_action potential
Przekazanie sygnału do komórek docelowych
Przekazanie sygnału do komórek docelowych
– synapsy chemiczne
Film 12.9
Przekazanie sygnału do komórek docelowych - synapsy
Przekazanie sygnału do komórek docelowych - synapsy
Receptory jonotropowe i przekaźniki nerwowe
Neurony
odbieranie i przekazywanie sygnałów
Komórki glejowe (wspomagające)
Komórki glejowe- róŜnorodne funkcje
podporowe
odŜywcze
ochronne (oczyszczające-makrofagi)
regulacja gospodarki jonowej
związane z wydzielaniem i
wychwytywaniem neuroprzekaźników
* makroglej
astrocyty (komórki gwiaździste)
oligodendrocyty
* mikroglej
komórki Schwanna
Komórki glejowe
* makroglej
astrocyty (komórki gwiaździste)
największe komórkami glejowe
(8–15 µm)
otaczają neurony
mają liczne wypustki
(m.in. otaczają synapsy;
naczynia włosowate)
tworzą tzw. barierę krew-mózg
(transport substancji odŜywczych
z naczyń do neuronów i odwrotnie)
uczestniczą w metabolizmie
neuroprzekaźników
Tkanka mięśniowa
wyspecjalizowane tkanki kurczliwe
• mięśnie szkieletowe
• mięsień sercowy
• mięśnie gładkie
autonomiczny układ
nerwowy
Aparat kurczliwy mięśni
mięśnie poprzecznie-prąŜkowane
sarkolema
sarkoplazma (SR, sarkosomy)
fuzja komórek jednojądrzastych - wielojądrzaste miotuby
włókna mięśniowe: (fuzja mioblastów)
grubość: kilka- kilkaset µm;
długość: kilka- kilkadziesiąt cm
sarkomer: podstawowa jednostka kurczliwa włókna
Miofibryle mięśni szkieletowych
Filamenty grube –miozynowe ;
średnica 17nm; dlugość 1,5µm
Filamenty cienkie –aktynowe ;
średnica 8nm; dlugość 1µm
Filamenty grube : Filamenty cienkie
– 1:6 (kręgowce)
pasmo H
prąŜek I
(izotropowy)
prąŜek A
(anizotropowy)
prąŜek I
(izotropowy)
Filamenty desminowe stabilizują sarkomery mięśni
Skurcz mięśni poprzecznie-prąŜkowanych
Neuron ruchowy
Sygnał (impuls nerwowy)
Komórka mięśniowa
potencjał czynnościowy
(rozprzestrzenianie – ms)
sarkolema + kanaliki T
Film 17.13
sarkolema +
kanaliki T
kanaliki T
SR
Regulacja skurczu mięśnia
skurcz mięśni poprzecznie-prąŜkowanych
sygnał
retikulum sarkoplazmatyczne
otwarcie kanałów Ca2+
napływ Ca2+ do cytozolu
miofibryle
troponina C wiąŜe Ca2+
tropomiozyna odsłania aktynę
wiązanie głów miozyny z aktyną
Regulacja skurczu mięśni
poprzecznie-prąŜkowanych
wiązanie głów miozyny z aktyną
SKURCZ
Skurcz mięśnia
3µ
µm
2µ
µm
0,1 s
wślizgiwanie filamentów aktynowych między filamenty miozynowe
film
Mięsień sercowy
mięsień poprzecznie- prąŜkowany
(sarkomer)
kardiomiocyty
połączenia przylegające
desmosomy
połączenia szczelinowe
(synapsy elektryczne)
Kurczy się autonomicznie –
ok. 3 mld razy/ człowiek
Film 17.10
beating heart cells
Mięśnie gładkie
miocyty
wrzecionowate komórki
filamenty aktynowe i miozynowe
brak sarkomerów i miofibryli
(brak prąŜkowania)
Inna regulacja oddziaływań
aktyny z miozyną II
Aktywacja przez róŜne sygnały
(adrenalina, serotonina, prostaglandyny itd.)
Organizacja tkanek - narządy
Architektura skórytkanki kręgowców
zbiór wielu typów
komórek
danej tkanki i
spoza tej tkanki
(wnikają podczas
rozwoju lub stale,
w trakcie Ŝycia )
neurony
komórki glejowe,
krwi, śródbłonka;
okresowo -makrofagi,
leukocyty
Narządy (organy)
Przekrój przez ścianę jelita ssaka
Narządy - organizacja komórek róŜnych tkanek w zespoły,
pełniące określoną funkcję fizjologiczną
Czynniki zapewniające organizację
i strukturalną stabilność tkanek
KOMUNIKACJA
KOMÓRKOWA
WYBIÓRCZE
PRZYLEGANIE
KOMÓREK
PAMIĘĆ
KOMÓRKOWA
1. odbieranie synałów ze środowiska i dostosowanie swego zachowania
2. zapobieganie chaotycznemu mieszaniu się komórek
3. róŜnicowanie komórek w rozwoju embrionalnym (ekspresja
specyficznych genów) - trwale zachowane
Sygnalizacja międzykomórkowa
• wymiana sygnałów między komórkami
• transdukcja (przekształcanie) sygnałów
Przekształcanie sygnału polega na zamianie postaci sygnału
Sposoby komunikacji między komórkami
• setki rodzajów
cząsteczek
sygnałowych
Komórki trzustki
insulina
(białka, aminokwasy,
nukleotydy, steroidy..)
• kilka typów
komunikowania
(róŜna odległość i
zasięg)
• w A, B, D te same
typy cząsteczek
sygnałowych
róŜnice w szybkości
i selektywności
Wszystkie komórki
Szybkość i swoistość przekazu
Cytokiny w infekcji, gojeniu ran
W rozwoju embrionalnym
Sposoby komunikacji między komórkami
odpowiedź na sygnał
Odpowiedź komórki:
• ograniczona / selektywna (odpowiednie receptory)
• jeden sygnał - moŜe wywołać wiele efektów
• moŜe zaleŜeć od typu komórki (róŜnorodna dla tego
samego sygnału)
RóŜnorodność sygnałów, receptorów i odpowiedzi komórki
(obecność jednego sygnału moŜe modyfikować odpowiedź na inny
sygnał)
Sposoby komunikacji między komórkami
odpowiedź na cząsteczki sygnałowe
cząsteczki sygnałowe
• duŜe, hydrofilowe
• małe, hydrofobowe
aktywują enzymy wewnątrzkomórkowe
wiąŜą się z receptorami wewnątrzkom.
np. hormony steroidowe, NO
(NO działa lokalnie, 5-10sek;
uwalniany przez komórki śródbłonka,
powoduje rozkurcz komórek mięśni
gładkich naczyń)
Receptory przekazują sygnały za pośrednictwem
wewnątrzkomórkowych szlaków sygnalizacyjnych
Wewnątrzkomórkowe kaskady sygnalizacyjne
• przekształcają sygnał
• przenoszą
• wzmacniają
• rozdzielają przenoszenie
sygnału
• mogą być modulowane
Wewnątrzkomórkowe kaskady cząsteczek sygnałowych przełączniki molekularne
cAMP, cGMP, Ca+2, białka sygnalizacyjne