Struktura macierzy pozakomórkowej. Tkanki łączne

Transkrypt

1 Struktura macierzy pozakomórkowej. Tkanki łączne

2 Glikozaminoglikany=GAG to kwas hialuronowy (bez reszt SO 3 ) oraz siarczany: chondroityny (2 rodzaje), heparanu, keratanu, dermatanu i heparyna. GAG to długie nierozgałęzione polisacharydy zbudowane z powtarzających się (70-200) jednostek dwucukrowych stanowiących połączenie aminocukru z kwasem iduronowym lub kwasem glukuronowym. Kwas uronowy kwas glukuronowy lub kwas iduronowy + Heksozamina N-acetylogalaktozamina N-acetyloglikozamina

3 Do GAG zawsze dołączone są grupy karboksylowe i często siarczynowe. Jako polianiony GAG wiążą dużą ilość kationów wywierając wysokie ciśnienie osmotyczne, czyli wiążą duże ilości cząsteczek wody. Dzięki temu GAG tworzą uwodnione struktury żelopodobne, odporne na ucisk. Nadają tkance spoistość, sprężystość, umożliwiają dyfuzję substancji odżywczych i metabolitów. Siarczan dermatanu: kwas glukuronowy oraz siarczan N-acetylo-galaktozaminy

4 Kwas hialuronowy Olbrzymia liniowa cząsteczka zawierająca ok reszt cukrowcowych, powszechnie występująca w macierzy pozakomórkowej. Po degradacji w tkankach fragmenty cząsteczki przenikają do krwi a następnie ulegają endocytozie w wątrobie. Jest to GAG stanowiący rdzeń agregatów proteoglikanów. Występuje jako długie do 2,5 µm łańcuchy. Masa cząsteczkowa do 1 mln daltonów.

5 Proteoglikany Rdzeń białkowy to tylko 10% masy cząsteczki. Resztę masy stanowią GAG Glikoproteiny Duże białka zawierajace do 10% oligosacharydów: Fibronektyna Laminina Osteopontyna Tenascyna Trombospondyna Entaktyna (nidogen) Chondronektyna Białka macierzy nie stanowią jedynie elementów strukturalnych. Za ich pośrednictwem komórki mogą odbierać sygnały z ich środowiska. Białka pełnią również funkcję ligandów integryn komórkowych receptorów adhezyjnych oraz wiążą wiele makromolekuł sygnałowych, takich jak czynniki wzrostu.

6 Proteoglikany GAG, łańcuchy wielocukrów Wszystkie GAG oprócz kwasy hialuronowego łączą się z białkiem tworząc monomery proteoglikanów agrekan, betaglikan, dekoryna, perlekan, syndekan, agryna, serglicyna Rdzeń białkowy Czterocukier GAG Monomer proteoglikanu Seryna

7 Monomery proteoglikanów łączą się z kwasem hialuronowym i wytwarzają bardzo duże cząsteczki agregaty proteoglikanów. AGREKAN zazwyczaj składa się z ok. 100 łańcuchów siarczanu chondroityny i ok. 30 łańcuchów siarczanu keratanu przyłączonych do bogatego w serynę rdzenia białkowego zawierającego prawie 3000 aminokwasów. Jest to podstawowy składnik macierzy chrząstek umożliwiający ich świetne uwodnienie.

8 AGREGAT AGREKANU zbudowany jest z ok. 100 monomerów agrekanu niekowalencyjnie związanych z pojedynczym łańcuchem kw. hialuronowego poprzez dwa białka łączące, które wiążą białkowy rdzeń PG z łańcuchem hialuronianu. M. cz. takiego kompleksu może wynosić 10 8 lub więcej i ma objętość równą bakterii = ok cm 3. AGREGAT AGREKANU rdzeń białkowy kwas hialuronowy Agregat agrekanów w płodowej chrząstce wołu: PG przyłączone są do długiej cząsteczki kw. hialuronowego. Widocznych jest też wiele wolnych cząsteczek agrekanu. siarczan heparanu siarczan chondroityny globularne białka łączące Alberts, Molec Biol of the Cell, 3rd ed.

9 Do proteoglikanów macierzy przyłączone są m.in. cząsteczki zasadowego czynnika wzrostu - bfgf. Syndekan a proteoglikany macierzy Uszkodzenie tkanek powoduje uwalnianie się tego czynnika i następuje inicjacja procesu gojenia. Syndekan; transbłonowy proteoglikan wiąże bfgf i umożliwia reakcję bfgf z receptorem błony komórkowej, np. fibroblasta. Aktywacja szlaków sygnałowych prowadzi do podziałów (proliferacji) i wzrostu aktywności fibroblastów i syntezy kolagenu powstaje blizna. Syndekan łączy się też z filamentami aktynowymi cytoszkieletu wspomagając utrzymanie kształtu komórek.

10 Adhezyjne glikoproteiny macierzy: fibronektyna=fn (1) FN macierzy tworzy włókienka w obrębie macierzy. (2) Powierzchniowa FN krótkotrwale (przejściowo) przyłącza się do powierzchni komórki. (3) Osoczowa FN - białko krążące we krwi, bierze udział w krzepnięciu krwi, gojeniu ran i fagocytozie. FN pośredniczy w adhezji komórek do makrocząsteczek macierzy przez wiązanie się do należących do rodziny integryn receptorów FN na powierzchni komórek. Receptory wiążą FN poprzez specyficzną trójpeptydową sekwencję (Arg-Gly-Asp) nazywaną sekwencją RGD. Sekwencję tę posiadają także inne białka macierzy. Połączenie z kolagenem ma wpływ na jego odkładanie i organizację w matriks. Połączenie z wewnątrzkomórkową aktyną poprzez integryny wpływa na orientację komórek i organizację cytoszkieletu. Fibronektyna wiąże komórki z podłożem, umożliwia też migrację komórek. Gen FN ma 50 egzonów, dimer 550 kd stanowi postać rozpuszczalną, a znacznie większy oligomer jest w macierzy. Jej domeny wiążą kolagen, integryny błony komórkowej, siarczan heparanu i inne GAG oraz włóknik (fibrynę) białko skrzepu krwi.

11 Wytwarzana przez komórki nabłonkowe i śródbłonków. Główna pozakomórkowa cząstka wiążąca komórki i substancję pozakomórkową. Wiąże się z: 1. Integrynami 2. Siarczanem heparanu 3. Entaktyną Laminina

12 Laminina (850 kd): cząsteczka ma kształt krzyża, jego ramiona posiadają miejsca wiążące integryny, siarczan heparanu, kolagen typu IV i entaktynę. Znajduje się w błonach podstawnych, wydzielają ją komórki nabłonkowe, mięśniowe i komórki gleju obwodowego (Schwanna). Laminina pośredniczy w interakcjach pomiędzy komórkami nabłonka i macierzą poprzez zakotwiczenie integryn błony komórkowej w błonie podstawnej przez sekwencje RGD.

13 Entaktyna Tenascyna Glikoproteina będąca składnikiem wszystkich błon podstawnych. Wiąże lamininę i kolagenem IV Glikoproteina pozakomórkowa uczestnicząca w adhezji komórek. Ma udział podczas migracji komórek układu nerwowego w rozwoju embrionalnym.

14 Inne glikoproteiny ECM Entaktyna (nidogen) jest usiarkowaną adhezyjną glikoproteiną obecną we wszystkich błonach podstawnych. Wiąże lamininę i łączy ją z kolagenem typu IV tej błony. Trombospondyna (450 kd) związana jest z aktywacją płytek krwi oraz z zahamowaniem angiogenezy. Tenascyna aktywna jest podczas embriogenezy, gojenia ran, remodelowania tkanek i karcynogenezy. Ma własciwoiści zarówno adhezyjne, jak i antyadhezyjne. Wydzielają ją np. komórki gleju podczas rozwoju układu nerwowego. Chondronektyna przytwierdza komórki chrzęstne do macierzy. Ma domeny wiążące się z PG i receptorami błony komórkowej. Uczestniczy w rozwoju i utrzymywaniu funkcji chrząstki. Osteonektyna (lub SPARC), bogata w cysteinę, wiąże jony wapnia w macierzy kości. Wydzielana jest przez osteoblasty. Posiada domeny wiążące kolagen typu I oraz integryny osteoblastów i osteocytów. Wpływa na wapnienie kości podczas ich rozwoju i remodelowania. Hamuje rozprzestrzenianie się komórek grupując je np. w obrębie rany.

15 Jak komórki są umocowane w makrocząsteczkach macierzy? 1. Półdesmosomy (hemidesmosomy) łączą cytoszkielet (filament pośredni) z błoną podstawną. 2. Płytki przylegania (focal adhesion), integryny łączące cytoszkielet (filament aktynowy) z fibronektyną i lamininą, pośrednio z kolagenem. 3. Receptory lamininy łączą komórki z lamininami błony podstawnej.

16 Kolagen: włókienka i włókna zbudowane z monomeru, tropokolagenu Cząsteczka tropokolagenu (1.5x280 nm) : podłużnie skręcone wokół siebie 3 łańcuchy (2 1 i 2) α, tworzą prawoskrętną helisę. 55% aminokwasów stanowią glicyna (30%), prolina (12%) i hydroksyprolina (10%). Znanych ok. 25 typów łańcuchów kolagenu. Kolagen stanowi ok. 25% białek organizmu. Obrót metaboliczny kolagenu jest b. wolny (np. w skórze T1/2=120 dni). Wiązania wodorowe między 3 α-helisami łączą je w sztywną superhelisę. W każdym łańcuchu powtarza się motyw gli-pro-x

17 Budowa typowej cząsteczki kolagenu. (A) Model części pojedynczego kolagenowego łańcucha α w którym każdy aminokwas is przedstawiany jako kula. Łańcuch posiada 1000 aminokwasów i tworzy lewoskrętną helisę z trzema aminokwasami na jeden skręt i z glicyną co trzeci aminokwas. Tak więc, łańcuch α składa się z serii tripletów o sekwencji Gly-X-Y, w których X i Y to jakikolwiek aminokwas (chociaż X jest najczęściej prolina a Y- hydroksyprolina). (B) Model części cząsteczki kolagenu w której trzy łańcuchy α (każdy jest przedstawiony w innym kolorze) są owinięte wokół siebie, tworząc potrójnie skręconą helikalną strukturę. Glicyna jest jedynym, na tyle małym aminokwasem, który jest w stanie zmieścić się w ciasnym wnętrzu potrójnej helisy. Przedstawiono tylko krótki odcinek cząsteczki; cała molekuła ma 300 nm długości. (Model wykonał B.L. Trus.)

18 Etapy powstawania cząsteczki tropokolagenu: A: RER 1. synteza łańcucha pro-alfa protokolagenu (preprokolagenu) - zawiera pro(telo)- peptydy = niehelikalne fragmenty na obydwu końcach łańcuchów pro-alfa. 2. hydroksylacja lizyn i prolin kofaktorem jest witamina C 3. glikozylacja niektórych hydroksylizyn 4. agregacja trzech łańcuchów pro-alfa w helisę prokolagenu zachodzi dzięki splataniu się telopeptydów i powstawniu wiązań dwusiarczkowych i kowalentnych. B. AG 5. glikozylacje: dodawanie reszt cukrowcowych do prokolagenu C. AG-błona komórkowa: 6. Sekrecja prokolagenu drogą egzocytozy Kawiak J., Zabel M.: Seminaria z cytofizjologii, 2014

19 D. Pozakomórkowo: 7. Odcięcie telopeptydów przez peptydazy prokolagenu powstaje tropokolagen. 8. Autoagregacja tropokolagenu w mniejsze, a następnie większe włókienka kolagenowe. 9. Powstawanie włókien dzięki krzyżowym wiązaniom między tropokolagenami. Fibryle kolagenu o średnicy 50 nm i długości kilku mikrometrów tworzą pęczki określane jako włókna kolagenowe.ich układaniem się w macierzy pozakomórkowej kierują otaczające proteoglikany oraz glikoproteiny.

20 KOLAGEN TYPU I JEST BARDZIEJ WYTRZYMAŁY NA ROZERWANIE NIŻ STAL tropokolagen oksydaza lizylowa Boczne kowalentne wiązania krzyżowe między cząsteczkami tropokolagenu we włóknie kolagenowym powstają między resztami lizylowymi i hydroksylizylowymi przy udziale oksydazy lizylowej, głównie na niehelikalnych końcach cząsteczek tropokolagenu poprzez etap wysoce reaktywnych grup aldehydowych. Wiązania krzyżowe nadają włóknom kolagenowym ogromną wytrzymałość na rozciąganie.

21 Elementy włókna kolagenowego Ścięgno Połączone włókna formują kolagenową wiązkę Wiązka Mięsień Włókno Połączone włókienka formują włókno (średnica ok nm) Włókienko Cząsteczki tropokolagenu łączą się na długość (koniec do końca) i bocznie (bok do boku), co prowadzi to do poprzecznego prążkowania co 67 nm) i utworzenia włókienka kolagenu. Kolagen typu I jest zbudowany z dwóch identycznych α1(i) łańcuchów (niebieski) oraz jednego łańcucha α2(i) (różowy) Gartner: Textbook of Histology, 4th ede.

22 ECM Fibryle kolagenu o średnicy 50 nm i długości kilku mikrometrów tworzą pęczki określane jako włókna kolagenowe. Ich układaniem się w macierzy pozakomórkowej kierują otaczające proteoglikany oraz glikoproteiny.

23 4 główne rodzaje kolagenów: tworzące włókna, towarzyszące włóknom, tworzące sieci i transbłonowe Typ kolagenu występowanie właściwości Typ I (wytwarza fibrylarne makrocząsteczki i włókienka) Typ II (wytwarza fibrylarne makrocząsteczki i włókienka) Typ III (wytwarza fibrylarne makrocząsteczki i włókienka) Typ IV (kolagen niefibrylarny) Typ V (wytwarza fibrylarne makrocząsteczki i włókienka) Typ VI (kolagen tworzący mikrowłókna) Typ VII (kolagen niefibrylarny) Typ IX (kolagen niefibrylarny wiążący się do powierzchni włókien kolagenowych) Ścięgna, kości, skóra, chrząstka włóknista, zębina Chrząstka szklista, chrząstka sprężysta Włókna siateczkowe obecne w układzie limfatycznym, płucach, wątrobie, śledzionie, skórze Błona podstawna nabłonków i śródbłonka Błony podstawne (związane z mięśniami), ścięgna, kości Kości, chrząstka, rogówka, skóra Skóra, pępowina, owodnia Rogówka, ciało szkliste, chrząstka najpowszechniejszy typ, poprzeczne prążkowanie co 67 nm cienkie włókienka cienkie włókienka (35 nm) srebrochłonne, występuje z typem I odmiana amorficzna: nie tworzy włókienek lecz siatkę występuje z kolagenem typu I odmiana typu V, mutacje prowadzą do miopatii Bethlem a tworzący tzw. włókna kotwiczące towarzyszy kolagenowi typu II Typ XVII Hemidesmosomy białko transbłonowe Leslie P. Gartner: Textbook of Histology, fourth edition, 2015 Brinckmann J., Notbohm H., Müller P.K.: Collagen. Primer in Structure, Processing and Assembly, Springer, 2005

24 Kolagen typu I Wykazuje dużą elastyczność, wytrzymałość i odporność na rozciąganie. Jest najczęściej spotykany (około 90% całej puli kolagenowej organizmu), występuje w wielu narządach: ścięgna, więzadła, skóra właściwa, torebki narządów, kość, zębina, Tworzy ściśle upakowane, grube włókna ze zmiennością średnicy. Syntezowane przez fibroblasty, osteoblasty, odontoblasty, chondroblasty (chrząstka włóknista). Kolagen typu II Występuje głównie w chrząstce szklistej i sprężystej. Produkowany jest przez chondrocyty. Tworzy luźną sieć włókien. Bardzo cienkie włókienka są zatopione w istocie podstawowej.

25 Kolageny typu VI, IX i XII określane są jako towarzyszące włóknom kolagenowym (typu I, II i III). Przylegają do ich powierzchni i łączą je ze sobą oraz z PG macierzy. Różnorodność typów kolagenów wynika z ilości i złożoności genów kodujących łańcuch α, np. gen kolagenu α2 zawiera 51 egzonów. Cząsteczki kolagenu typu IX w jednakowym odstępie przyłączają się do powierzchni włókien utworzonych przez kolagen typu II obecny w chrząstce szklistej i sprężystej.

26 Włókna siateczkowe = retikulinowe = kolagen III Dość duża zawartość cukrów umożliwia ich barwienie w reakcji PAS (utlenienie reszt aldehydowych) Redukują sole srebra wybarwiając się czarno, stąd nazwa: włókna argentofilne. Najcieńsze, nie tworzą pęczków włókienek Tworzą luźne sieci wokół mięśni, nerwów, naczyń i gruczołów, leżą pod błoną podstawną Tworzą delikatny zrąb narządów limfatycznych, hemopoetycznych, miąższowych (grasica, śledziona, węzły chłonne, wątroba) Delikatne utkanie ma wpływ na kruchość (małą odporność na uraz) tych narządów miąższowych, co powoduje ograniczone możliwości naprawy chirurgicznej Niewidoczne w preparatach barwionych HE E

27 Włókna sprężyste Zbudowane są z glikoproteiny elastyny (masa upostaciowuje się we włókna lub błony) oraz zatopionych w niej włókienek- mikrofibryli o średnicy do 10 nm. Wybarwiają się rezorcyną i orceiną. Dają liczne rozgałęzienia, po rozciągnięciu wracają do wyjściowej długości. Występują głównie w ścianie tętnic (błony sprężyste w ścianie aorty), płucach, małżowinie usznej, skórze. EBP- elastin binding protein, MAGP- microfibrils associated glycoprotein Kawiak J., Zabel M.: Seminaria z cytofizjologii, 2014

28 CHEMIA I MORFOLOGIA WŁÓKIEN SPRĘŻYSTYCH Elastyna, fibrylina i MAGP to główne białka tych włókien. Cząsteczki elastyny tworzą homogenny rdzeń włókna (90%), a na jego obwodzie leżą cienkie włókienka (10 nm) zbudowane z glikoproteidu fibryliny (m.cz. 35 kd) ORAZ z kilku rodzajów glikoprotein związanych z mikrofibrylami (MAGP). Elastyna wiąże się z komórkami dzięki obecności w ich błonie komórkowej białka EBP (peptyd wiążący elastynę), który jest też receptorem lamininy. Elastaza jest enzymem odpowiadającym za degradację elastyny. Fibrylina - formuje elastynę we włókna. Synteza tropoelastyny (75 kd) zachodzi w fibroblastach, komórkach mięśni gładkich w dużych tętnicach, w chondrocytach i chondroblastach w chrząstce sprężystej. Synteza rozpoczyna się od wydzielenia mikrowłókienek fibryliny, które występują blisko powierzchni komórki. Następnie dochodzi do wypełniania przez elastynę wiązek mikrowłókienek. E

29 Cząsteczki tropoelastyny łączą się ze sobą dzięki kowalencyjnym poprzecznym wiązaniom desmozynowym powstającym przez utlenienie reszt aminowych lizyn czterech różnych łańcuchów elastyny. W efekcie cząsteczki elastyny tworzą krzyżowo połączoną strukturę. Powstające polimery elastyny są bardzo trwałe, poddają się rozciąganiu do 150% spoczynkowej długości i powracają jak guma - do stanu wyjściowego po ustąpieniu siły. Po rozciągnięciu, elastyna wraca do swojego pierwotnego kształtu. W modelu przedstawionym obok, każda cząsteczka elastyny jest w stanie rozciągać się i kurczyć, a cały układ zachowuje się jak gumka. E

30 Skład: Substancja międzykomórkowa: włókna substancja podstawowa płyn tkankowy (krąży z krwi i limfy do tkanki łącznej i z powrotem) komórki (niewielki odsetek objętości tkanki) Tkanki łączne Dominacja substancji międzykomórkowej odróżnia tkankę łączną od innych tkanek FUNKCJE podporowe, ochronne odżywcze (transport substancji odżywczych i metabolitów) obronne magazynowanie energii (tk. tłuszczowa żółta) źródło ciepła (tk. tłuszczowa brunatna) hematopoeza = powstawanie krwinek E

31 Pochodzenie komórek tkanki łącznej Komórki tkanki łącznej wywodzą się z mezenchymy (zarodkowej tkanki łącznej) lub jej pochodnej szpiku krwiotwórczego. Przerywane strzałki oznaczają występowanie form pośrednich w procesie powstawania komórek. Proporcje wielkości poszczególnych komórek nie zostały zachowane. Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC- mesenchymal stem cells) są potencjalnym źródłem komórek progenitorowych dla krwiotwórczej komórki macierzystej a także osteoblastów, chondroblastów, adipocytów, fibroblastów, miocytów oraz endoteliocytów. Junqueira s Basic Histology, 12th ed, 2010 E

32 Komórki tkanki łącznej Fibroblasty i fibrocyty Makrofagi (histiocyty) Komórki tuczne Komórki plazmatyczne Adipocyty tkanki tł. Żółtej i brunatnej Pericyty + komórki napływowe: Limfocyty, monocyty granulocyty obojętnochłonne, kwasochłonne, zasadochłonne E

33 Fibroblasty Główne komórki tkanki łącznej Wytwarzają substancję podstawową i włókna tkanki łącznej oraz stromelizynę (metaloproteinaza) Kształt wrzecionowaty Odmiany fibroblastów: melanofory i miofibroblasty Cechy komórek wydzielniczych i zdolnych do skurczu Rozbudowana RER Dobrze wykształcony cytoszkielet aktynowy Fibroblasty w hodowli widoczne w SEM E

34 FIBROBLAST FIBROCYT Forma aktywna Cytoplazma zasadochłonna RER i AG - rozbudowane Duże jądro komórkowe, widoczne jąderko Zdekondensowana chromatyna Większy od fibrocyta Duża liczba wypustek STYMULACJA Forma nieaktywna Cytoplazma kwasochłonna RER i AG - zredukowane Małe jądro komórkowe Skondensowana chromatyna Mniejszy i węższy od fibroblasta Tylko kilka wypustek Basic Histology, 10th ed. Dwa stany aktywności E

35 Funkcje makrofagów: Makrofagi (histiocyty) 1. Fagocytoza, niszczenie obcych cząsteczek i komórek, ale również zbędnych włókien tkanki łącznej i elementów substancji podstawowej 2. Prezentacja antygenów limfocytom - element odpowiedzi zapalnej (komórka APC, ang. antigen-presenting cell) 3. Produkcja cytokin : IL-1, TNF Duże komórki (15-20 um) Jądro o nerkowatym kształcie Dobrze rozwinięty AG Widoczna RER Dużo lizosomów E

36 Komórki tworzące układ fagocytów jednojądrzastych Makrofagi powstają w szpiku kostnym i krążą we krwi jako monocyty. Po przejściu monocytów z krwioobiegu do tkanki łącznej dojrzewają i dalej różnicują się jako makrofagi specyficzne tkankowo. W zależności od miejsca występowania, makrofagi przyjmują różne nazwy: Histiocyty tkanka łączna właściwa Komórki Browicza-Kupffera wątroba Mikroglej centralny układ nerwowy Makrofagi zrębu pęcherzyków płucnych są w przegrodach międzypęcherzykowych Komórki dendrytyczne wywodzące się z linii mieloidalnej Komórki pyłowe w świetle pęcherzyków płucnych Komórki Langerhansa Naskórek i skóra właściwa krążą między krwią a tkankami E

37 Komórki tuczne (mastocyty) Szczególnie liczne w tkance łącznej włóknistej wiotkiej Ziarnistości zasadochłonne w cytoplazmie Uwalniają mediatory stanu zapalnego Są odpowiedzialne za powstanie i objawy alergii Są aktywowane przez związanie z antygenu z przeciwciałem IgE przyłączonym do receptora IgE w błonie mastocyta Ludzka k. tuczna w ME: duża, dobrze rozwinięty AG, mastocyty często leżą w pobliżu naczyń krwionośnych Basic Histology, 2004

38 Dwa rodzaje mastocytów Mastocyty tkanki łącznej (CTMCs, ang. connective tissue mast cells) zlokalizowane wokół naczyń krwionośnych i zakończeń nerwowych w tkance łącznej są aktywowane niezależne od limfocytów T Mastocyty błony śluzowej (MMCs, ang. mucosa mast cells) związane z limfocytami T, szczególnie liczne w blaszce właściwej błony śluzowej jelita i płuc. Aktywność mastocytów błony śluzowej jest zależna od limfocytów T Mastocyty zawierają w ziarnistościach wazoaktywne mediatory: histaminę, heparynę oraz czynniki chemotaktyczne zwabiające monocyty, neutrofile i eozynofile z krążenia do miejsca aktywacji mastocytów.

39 Dwa typy mediatorów wytwarzanych przez komórki tuczne Preformowane tj. zawarte w ziarnistościach: - histamina: wzrost przepuszczalności naczyń i skurcz mm. gładkich z wyjątkiem krążenia obwodowego - heparyna lub proteoglikany (w mastocytach błon śluzowych) - neutralne proteazy (chymaza i tryptaza: rozkładają białka macierzy i aktywują kininogeny) - enzymy trawiące GAG - czynnik chemotaktyczny dla eozynofili (ECF-A) - cytokiny, m.in. TNF, interleukiny (IL-4, -5, -6, -13) Syntetyzowane doraźnie przez enzymy komórki: - leukotrieny pochodne kwasu arachidonowego (C20) - prostaglandyny składnika fosfolipidów błony komórkowej - tromboksany - czynnik aktywujący płytki (PAF) - aktywne rodniki tlenowe, hydroksylowe i H 2 O 2

40 Komórki plazmatyczne to terminalnie zróżnicowane limfocyty B duża owalna komórka bardzo rozwinięta RER silnie zasadochłonna cytoplazma okrągłe jądro położone bocznie euchromatyna i heterochromatyna ułożone w charakterystyczny sposób Szprychowate jądro E

41 Podział tkanek łącznych właściwa płynna szkieletowa Włóknista -Luźna = WIOTKA -zbita, o utkaniu: - regularnym - nieregularnym Wyspecjalizowana -tkanka tłuszczowa żółta i brunatna -siateczkowa -galaretowata krew limfa chrzęstna kostna Mezenchymatyczna = zarodkowa E

42 Tkanka łączna luźna E Posiada wszystkie rodzaje włókien: Kolagenowe Sprężyste Siateczkowe wypełnia przestrzenie między innymi tkankami i organami tworzy zręby narządów wewnętrznych: śledziony, wątroby buduje tkankę podskórną, która łączy skórę i mięśnie wprowadza na teren narządów naczynia krwionośne i włókna nerwowe

43 Tkanka łączna włóknista zbita: - duża ilość gęsto upakowanych włókien kolagenowych (typ I i III) i elastycznych - zawiera niewiele komórek i substancji podstawowej - bardzo odporna na zerwanie i rozciąganie O utkaniu regularnym (A) zbudowana z równolegle ułożonych pęczków włókien kolagenowych (typ I) i sprężystych ścięgna, torebki stawowe fibrocyty między pęczkami włókien kolagenowych układają się w szeregi Ranviera układ włókien uwarunkowany jest stałym kierunkiem działania sił O utkaniu nieregularnym (B) różnokierunkowy układ włókien skóra właściwa, torebki różnych narządów, twardówka oka A B E

44 Tkanka tłuszczowa największy w organizmie magazyn energii energia jest magazynowana w postaci trójglicerydów=tg regulacja nerwowa i hormonalna składa się głównie z komórek tłuszczowych = adipocytów u mężczyzn % masy ciała (body weight = BW) u kobiet % BW wypełnia przestrzenie pomiędzy tkankami pomaga w utrzymaniu stałej lokalizacji organów wewnętrznych E

45 Różnicowanie komórki mezenchymalnej w adipocyty tkanki tłuszczowej żółtej i brunatnej Adipocyty powstają z komórek mezenchymalnych i prawdopodobnie z fibroblastów. Komórka prekursorowa przekształca się w dojrzałą komórkę tłuszczową poprzez akumulację i zlewanie się lipidowych kropelek. Ten proces jest częściowo odwracalny. Komórki we wczesnych i pośrednich etapach mogą się różnicować, ale dojrzałe komórki tłuszczowe nie dzielą się i są komórkami ostatecznie zróżnicowanymi. Adipocyty są otoczone błoną podstawną.

46 Jednokomorowa (żółta = biała) tkanka tłuszczowa Komórki: duże (średnica: µm) wyglądają jak sygnet duże krople tłuszczu w cytoplazmie jądro położone jest na obrzeżach i jest spłaszczone pierścień cytoplazmy wokół lipidowej kropli zawiera AG i mitochondria tłuszcz ulega wypłukaniu podczas wykonywania preparatu histologicznego Główne funkcje: Synteza, magazynowanie i uwalnianie trójglicerydów, izolacja i amortyzacja narządów wewnętrznych E

47 A Lokalizacja anatomiczna TTŻ Trzewna tkanka tłuszczowa nasierdziowa Wewnątrzbrzuszna: krezkowa sieciowa zaotrzewnowa gonadowa Podskórna tkanka tłuszczowa brzuszna pośladkowa B Ultrastruktura komórki tłuszczowej jednowakuolarnej Mitochondrium Kolagen 6a i włókna retikulinowe Błona komórkowa Błona podstawna Mezenchymalna komórka macierzysta Jądro Makrofag Aparat Golgiego SER RER Kropla tłuszczu Białka związane z kroplą tłuszczu C Inne komórki tkanki tłuszczowej żółtej Limfocyt udowa Adipocyt Preadipocyt Nerw adrenergiczny Fibroblast Endoteliocyt Kapilara Tętniczka

48 Wielokomorowa (brunatna) tkanka tłuszczowa komórki wieloboczny kształt duża liczba małych kropelek lipidowych jądro kuliste i położone centralnie duża liczba mitochondriów występuje u noworodków / zredukowana u dorosłych główne funkcje produkcja ciepła termogenina jest białkiem, które hamuje fosforylację oksydacyjną utleniającą w wewnętrznej błonie mitochondrialnej; w efekcie energia z transferu elektronów w łańcuchu utleniającym jest uwalniana w postaci ciepła a nie ATP Tłuszcz (zielony kolor), jądra komórkowe (niebieski) Shingo Kajimura, Dana-Farber Cancer Institute E

49 Adipokiny- aktywne biologicznie substancje działające autokrynowo, parakrynowo lub endokrynowo (hormony, cytokiny, czynniki wzrostu) wydzielane przez adipocyty i inne komórki tkanki tłuszczowej regulują adipogenezę, regulują metabolizm lipidów w komórkach (miażdżyca) oraz masę tkanki tłuszczowej (otyłość) regulują wrażliwość komórek na insulinę (jest obniżona w cukrzycy typu II i określana jako oporność komórek na działanie insuliny) Wpływają na migrację komórek układu odpornościowego do tkanki tłuszczowej, odgrywają znaczącą rolę w regulacji hematopoezy, osteogenezy, angiogenezy oraz układu krzepnięcia krwi Blüher M.: Clinical Relevance of Adipokines. Diabetes Metab J. 2012; 36(5): Anna Jasińska, Mirosława Pietruczuk: Journal of Laboratory Diagnostics 2010, Volume 46, Number 3, E

50 Rola niektórych adipokin - leptyna (hormon sytości)- przeciwdziała pobieraniu pokarmu - adiponektyna- działanie przeciwzapalne, przeciwmiażdżycowe, zapobiega także oporności na insulinę - resystyna- obniża wrażliwość komórek na insulinę (cecha cukrzycy typu II) - TNF - upośledza funkcję receptorów insuliny; wysoka ekspresja u otyłych ludzi - IL-6- wywołuje oporność na insulinę INNE - ASP (białko stymulujące acylację) - adipsyna - inhibitor aktywatora plazminogenu E