Gruczoły układu pokarmowego

Transkrypt

1 Gruczoły układu pokarmowego Ślinianki złożone gruczoły o budowie zrazikowej zbudowane z: - odcinków (jednostek) wydzielniczych (pęcherzyki surowicze, cewki śluzowe) - przewodów wyprowadzających wąskie przestrzenie pomiędzy strukturami gruczołowymi zajęte przez: - sieć naczyń włosowatych - włókna nerwowe (głównie autonomiczne) Główne składniki śliny: woda jony: K +, Cl -, Na +, HCO 3 - rodanki enzymy - amylaza ślinowa (ptialina) - lipaza - peroksydaza - kalikreiny białka antybakteryjne - lizozym - laktoferyna - histatyna - cystatyna - białka bogate w prolinę - IgA czynniki wzrostowe (EGF) śluz (glikoproteidy b. bogate w cukrowce) Cewka śluzowa: Pęcherzyk surowiczy: komórki wydzielnicze (surowicze = produkujące białka) - piramidowe, zasadochłonne - okrągłe jądra komórkowe - szorstka siateczka, aparat Golgiego, ziarna wydzielnicze - kanaliki międzykomórkowe komórki mioepitelialne blaszka podstawna Komórki surowicze produkują prawie wszystkie białka śliny i wydzielają IgA Wydzielina surowicza (wodnista): woda, jony, białka Wydzielina śluzowa (gęsta, lepka): woda, jony, mucyny komórki wydzielnicze śluzowe - przypodstawnie spłaszczone jądra - aparat Golgiego - siateczka szorstka - ziarna wydzielnicze (słabo się barwią) komórki wydzielnicze surowicze (półksiężyc surowiczy) komórki mioepitelialne blaszka podstawna Przewody wyprowadzające: pęcherzyk sur. cewka śl. wstawka przewód prążkowany wewnątrz zrazika przewody śródzrazikowe wstawka przewód prążkowany przewód międzyzrazikowy w tkance łącznej pomiędzy przewód główny zrazikami Półksiężyc surowiczy czapeczka z komórek surowiczych na końcu cewki śluzowej produkuje białka, m.in. lizozym i EGF szczególnie dobrze rozwinięte w śliniance podżuchwowej przewód międzyzrazikowy przewód główny 1

2 Wstawka: nabłonek jednowarstwowy sześcienny wymiana jonów Cl/HCO3 produkcja laktoferyny, lizozymu i EGF Przewód międzyzrazikowy: nabłonek jednowarstwowy walcowaty wielorzędowy Przewód prążkowany: nabłonek jednowarstwowy walcowaty prążkowanie przypodstawne wymiana jonów Na/K wydzielanie jonów metali ciężkich jonów rodankowych i IgA produkcja laktoferyny, kalikrein i EGF wstawka przewód prążkowany Przewód główny: nabłonek wielorzędowy wielowarstwowy walcowaty wielowarstwowy płaski (ujście) Przewody (szczególnie wstawki i przewody prążkowane) odpowiadają za ostateczny skład śliny. Ślinianka przyuszna Ślinianka podjęzykowa surowicza (tylko pęcherzyki surowicze) długie wstawki nieliczne grupy adipocytów mieszana ze znaczną przewagą komponenty śluzowej (tylko cewki śluzowe) słabo rozwinięte półksiężyce surowicze Ślinianka podżuchwowa gr. von Ebnera Małe gruczoły ślinowe gr. wargowe mieszana z przewagą komponenty surowiczej (80% pęcherzyki surowicze, 20% cewki śluzowe) dobrze rozwinięte półksiężyce surowicze długie przewody prążkowane wysepki tkanki tłuszczowej (zwiększają się z wiekiem) zlokalizowane w błonie podśluzowej jamy ustnej, rzadziej w blaszce właściwej złożone nie są otoczone torebką, przeważnie brak budowy zrazikowej surowicze, śluzowe, mieszane wstawki przewody wyprowadzające (nabł. jednowarstwowy walcowaty) gruczoły von Ebnera - surowicze pozostałe gruczoły językowe i gruczoły podniebienne - śluzowe gruczoły wargowe i policzkowe mieszane 2

3 Trzustka to złożony gruczoł o budowie zrazikowej, posiadający dominującą część zewnątrzwydzielniczą i małe skupiska komórek dokrewnych (wysepki trzustkowe Langerhansa). Część zewnątrzwydzielniczą stanowi zwarty układ odcinków wydzielniczych (pęcherzyków trzustkowych) i system przewodów wyprowadzających. wysepki trzustkowe przewody śródzrazikowe odcinki zewnątrzwydzielnicze tkanka łączna międzyzrazikowa naczynie przewody międzyzrazikowe naczynia pęczek nerwowy odcinki zewnątrzwydzielnicze przewody śródzrazikowe wysepki trzustkowe ciałko Paciniego Komórki wydzielnicze (pęcherzykowe) to typowe komórki produkujące białka i wykazujące wyraźną polaryzację - jej efektem jest dwubarwność komórek i całego pęcherzyka Pęcherzyk trzustkowy komórki wydzielnicze (pęcherzykowe) komórki śródpęcherzykowe blaszka podstawna siateczka szorstka, Golgi kwasochłonne ziarna wydz. kanaliki międzykomórkowe kom. pęcherzykowe kom. śródpęcherzykowe Komórki śródpęcherzykowe należą do przewodu wyprowadzającego (wstawki), która częściowo wchodzi na teren pęcherzyka Pęcherzyk otaczają naczynia włosowate blaszka podstawna Produkty wydzielnicze komórek pęcherzykowych Proenzymy: (aktywowane w jelicie cienkim) trypsynogen chymotrypsynogen prokarboksypeptydaza proelastaza profosfolipaza A2 Aktywne enzymy: alfa-amylaza lipaza trójglicerydowa DNaza RNaza Inne: kofaktor lipazy inhibitor trypsyny kwaśny proteoglikan proteazy Komórki śródpęcherzykowe są morfologicznie i czynnościowo podobne do komórek wstawki 3

4 Przewody wyprowadzające: wstawki (nabłonek płaski do niskiego sześciennego) przewody śródzrazikowe (nabłonek sześcienny) wstawka przewód śródzrazikowy przewody międzyzrazikowe (nabłonek walcowaty): - kom. główne (najliczniejsze, podobne do komórek przewodów śródzrazikowych) - kom. podstawne (niezróżnicowane) - kom. szczoteczkowe - kom. dokrewne kom. śródpęcherzykowe przewody główne - nabłonek walcowaty o podobnym składzie komórkowym - warstwa tkanki łącznej - warstwa mięśniówki gładkiej Komórki nabłonkowe wstawek i przewodów śródzrazikowych transportują jony i wydzielają zasadowy, bogaty w dwuwęglany płyn (neutralizacja kwaśnej treści pokarmowej). Wątroba świnia człowiek przestrzenie wrotne jest nie tylko dużym, złożonym gruczołem, ale przede wszystkim metabolicznym centrum organizmu żyła centralna żyła centralna Funkcje: przemiany metaboliczne substancji endo- i egzogennych produkcja białek osocza produkcja lipidów produkcja i wydzielanie żółci magazynowanie witamin i Fe udział w eliminacji patogenów i starych erytrocytów W wątrobie niektórych zwierząt (np. świni) zraziki są oddzielone tkanką łączną. W wątrobie ludzkiej brak ciągłych przegród łącznotkankowych, ale zraziki można wyodrębnić dzięki specyficznej architekturze miąższu wątrobowego. Wątrobę budują jednostki strukturalne - zraziki wątrobowe Klasyczny zrazik wątrobowy żyła centralna przestrzeń wrotna T PŻ żyła centralna Ż przestrzenie wrotne komórki wątrobowe (hepatocyty) ułożone w blaszki zatoki wątrobowe (naczynia włosowate) żyła centralna przestrzenie wrotne (tkanka łączna) z triadą (struktury międzyzrazikowe): - tętnica - żyła - przewód żółciowy Blaszki hepatocytów i zatoki są otoczone siecią włókien srebrochłonnych 4

5 Hepatocyty stref 1 i 3 różnią się aktywnością metaboliczną i cechami morfologicznymi: Różne sposoby podziału miąższu wątrobowego przepływ krwi Strefa 1 Strefa 2 Strefa 3 Strefa 1: (wysoka aktywność) duże mitochondria z licznymi grzebieniami, obfita siateczka szorstka, dużo glikogenu 1. klasyczny zrazik wątrobowy 2. zrazik wrotny (Malla) 3. gronko wątrobowe Strefa 3: (niska aktywność) małe mitochondria z rzadkimi grzebieniami, obfitsza siateczka gładka, mało glikogenu, wczesne zmiany degeneracyjne Osią gronka wątrobowego są naczynia okołozrazikowe Strefy gronka wątrobowego: 1 bogata w tlen (aktywnego metabolizmu) 2 pośrednia (zmiennego metabolizmu) 3 uboga w tlen (niskiego metabolizmu) tlen detoksyfikacja uwalnianie glukozy glikoliza rozkład kw. tłuszcz. synteza kw. tłuszcz. Nakładające się na siebie strefy gronka wątrobowego można odnieść do obszarów klasycznego zrazika: strefa 1 = obszar wokół przestrzeni wrotnej (okołowrotny) strefa 3 = obszar wokół żyły centralnej (okołocentralny) naczynie okołozrazikowe Hepatocyt siateczka szorstka W związku z jego wieloma różnorodnymi funkcjami, jest najbogatszą w organelle komórką organizmu siateczka gładka aparat Golgiego mitochondria lizosomy peroksysomy ziarna glikogenu drobne krople lipidowe Funkcje hepatocytu: metabolizm cukrowców: obrót glukoza-glikogen, glukoneogeneza metabolizm lipidów: rozkład chylomikronów, synteza cholesterolu i fosfolipidów, produkcja i wydzielanie VLDL synteza białek osocza produkcja i wydzielanie żółci detoksyfikacja funkcja dokrewna: produkcja insulinopodobnych czynników wzrostu 1 i 2 (dawniej somatomedyn), erytropoetyny i cytokin wydzielanie IgA Bieguny hepatocytu: Hepatocyty mogą być dwujądrzaste zatoka (naczynie) biegun naczyniowy wchłanianie i wydzielanie sąsiedni hepatocyt biegun żółciowy (kanalikowy) wydzielanie żółci Biegun naczyniowy: mikrokosmki obfita siateczka szorstka wchłanianie produktów trawienia (obecnych w krwi spływającej z przewodu pokarmowego) wydzielanie glukozy, białek, lipoproteidów śródbłonek światło zatoki przestrzeń Dissego mikrokosmki Przestrzeń okołozatokowa Dissego: pomiędzy biegunami naczyniowymi hepatocytów a ścianą zatoki (śródbłonkiem) zatoka Biegun żółciowy: kanalik żółciowy (symetryczne wpuklenia błon komórkowych) z mikrokosmkami połączenia międzykomórkowe (uszczelnienie i wzmocnienie kanalika) liczne diktiosomy i lizosomy wydzielanie żółci i IgA 5

6 Zatoki wątrobowe odmiana kapilarów o nieciągłej ścianie szerokie, nieregularne komórki śródbłonkowe z otworami o różnej wielkości brak blaszki podstawnej pełna przepuszczalność Komórki związane ze ścianą zatok wątrobowych: komórki Kupffera komórki gwiaździste komórki ziarniste żyła centralna hepatocyty kom. gwiaździsta zatoki przestrzeń okołozatokowa (Dissego) Krążenie krwi w wątrobie żyła wrotna tętnica wątrobowa kom. Kupffera komórki (Browicza-) Kupffera makrofagi rezydujące w wątrobie: fagocytują bakterie, uszkodzone komórki, stare erytrocyty; produkują cytokiny wpływające na funkcje hepatocytów, komórek śródbłonkowych i komórek ziarnistych tętnice międzypłatowe żyły międzypłatowe tętnice międzyzrazikowe żyły międzyzrazikowe tętnice okołozrazikowe żyły okołozrazikowe lipocyty tętniczki wlotowe komórki gwiaździste (Ito) specyficzna odmiana miofibroblastów, magazynują lipidy i wit. A; regulują przepływ krwi przez zatoki, w warunkach patologicznych produkują włókna kolagenowe (zwłóknienie wątroby) żyłki wlotowe zatoki wątrobowe żyły centralne żyły podzrazikowe żyły wątrobowe komórki ziarniste limfocyty NK Wewnątrzwątrobowe drogi żółciowe kanaliki żółciowe kanaliki żółciowe przewodziki żółciowe (cholangiole) niski nabłonek sześcienny: cholangiocyty i kom. owalne Pozawątrobowe drogi żółciowe Budowa ściany: przewody wątrobowe prawy i lewy przewód wątrobowy wspólny przewód pęcherzykowy pęcherzyk żółciowy przewód żółciowy wspólny nabłonek jednowarstwowy walcowaty (komórki jasne, pojedyncze kom. dokrewne i szczoteczkowe) blaszka właściwa mięśniówka gładka warstwa włóknista/surowicza Komórki jasne: mikrokosmki połączenia międzykomórkowe mitochondria w górnej i dolnej części międzyzrazikowe przewody żółciowe nabłonek sześcienny do walcowatego (cholangiocyty) Cholangiocyty wydzielają alkaliczny płyn bogaty w wodorowęglany hepatocyty Komórki owalne to komórki macierzyste wątroby: mogą się namnażać i różnicować w komórki nabłonkowe przewodów i hepatocyty przewodziki żółciowe Funkcja: resorbcja wody i jonów międzyzrazikowy przewód żółciowy cholangiocyty mięśniówka warstwa włóknista 6

7 Pęcherzyk żółciowy nabłonek i układ warstw jak w przewodach pozawątrobowych liczne fałdy błony śluzowej nieliczne małe gruczoły śluzowe w blaszce właściwej wpuklenia śluzówki w obręb mięśniówki (wczesne zmiany patologiczne?) MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA Ernst Ruska i Max Knoll budują pierwszy mikroskop elektronowy 1939 Ruska i von Borries pierwszy komercyjny mikroskop elektronowy (zakłady Siemensa) Strumień elektronów ma własności fali, której długość zależy od prędkości elektronów Zdolność rozdzielcza mikroskopu elektronowego wyraża się tym samym wzorem, który stosuje się do mikroskopu świetlnego (najmniejsza odległość dzieląca dwa punkty dostrzegalne oddzielnie w obrazie mikroskopowym) d = 0,61 λ / A λ = długość fali tworzącej obraz A = apertura numeryczna obiektywu Choć długość fali elektronowej jest ok x mniejsza niż światła widzialnego, apertura numeryczna obiektywów mikroskopu elektronowego jest znacznie gorsza, dlatego uzyskuje się najwyżej 1000 x lepszą zdolność rozdzielczą (0.2 nm) Interakcje strumienia elektronów z próbką Wytwarzanie i przyspieszanie strumienia elektronów Działo elektronowe Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) Mikroanalizator rentgenowski Wytwarzanie strumienia elektronów: termoemisja zimna emisja (polowa) Przyspieszanie elektronów: w silnym polu elektrycznym (katoda) Transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) 7

8 Odchylanie strumienia elektronów TRANSMISYJNY MIKROSKOP ELEKTRONOWY tylko w bardzo silnym polu magnetycznym soczewki mikroskopu elektronowego są elektromagnesami zmiana pola magnetycznego powoduje zmianę właściwości soczewki (powiększenie, ogniskowanie) Wytwarzanie, przyspieszanie i odchylanie strumienia elektronów możliwe jest jedynie w warunkach wysokiej próżni Układ tworzący obraz analogiczny do stosowanego w mikroskopie świetlnym; zdolność rozdzielcza nm Działo elektronowe kolumna mikroskopu Stolik przedmiotowy Pulpit sterowniczy i ekran Obserwacja i rejestracja obrazu: ekran luminescencyjny film światłoczuły (fotograficzny) kamera cyfrowa Zespół pomp próżniowych WYSOKONAPIĘCIOWY MIKROSKOP ELEKTRONOWY napięcie przyspieszające: 1-3 MV bardzo wysoka energia elektronów można oglądać grubsze próbki Powiększenia robocze: x 8

9 SKANINGOWY MIKROSKOP ELEKTRONOWY obraz tworzą elektrony odbite od powierzchni próbki zdolność rozdzielcza 3-10 nm daje plastyczny, prawie trójwymiarowy obraz Skaningowy mikroskop elektronowy umożliwia obserwację powierzchni komórek i tkanek METODY PRZYGOTOWANIA MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO DO BADAŃ W MIKROSKOPIE ELEKTRONOWYM Przygotowanie materiału do badań w TEM Technika skrawków 1. Utrwalanie: aldehyd glutarowy 2. Utrwalanie wtórne: czterotlenek osmu (osmowanie) - utrwala i wstępnie kontrastuje błony biologiczne 3. Odwadnianie: alkohol lub aceton 4. Zatapianie: żywica epoksydowa (rzadziej akrylowa) - płyn pośredni - przepajanie monomerem żywicy - polimeryzacja 5. Krojenie skrawków - ultramikrotom noże szklane (łamane) noże diamentowe skrawki ultracienkie: nm regulacja grubości skrawków: mechaniczna termoelektryczna 9

10 6. Montowanie skrawków (siatki) 7. Kontrastowanie skrawków octan uranylu cytrynian ołowiu Ultrakriomikrotom do krojenia ultracienkich skrawków z zamrożonego materiału Technika mrożenia i łamania Techniki specjalne Barwienie negatywowe (np. kw. fosforowolframowy) zamrożenie próbki przełamanie próbki w niskiej temperaturze i wysokiej próżni wykonanie replik przełamanych powierzchni Cieniowanie metalami napylanie próżniowe złoto, platyna Technika replik Przygotowanie materiału do badań w SEM Suszenie w punkcie krytycznym punkt krytyczny CO2: 31ºC, 73 at pokrycie warstewką węgla i złota Technika odlewów mikrokorozyjnych Technika mrożenia i rytowania: po przełamaniu woda sublimuje z powierzchni i odsłania głębiej położone struktury wypełnienie łożyska naczyniowego żywicą polimeryzacja żywicy wytrawienie tkanki (pozostaje odlew) pokrycie warstewką węgla i złota 10