Ślinianki złożone gruczoły o budowie zrazikowej zbudowane z: - odcinków (jednostek) wydzielniczych (pęcherzyki surowicze, cewki śluzowe) - przewodów wyprowadzających Gruczoły układu pokarmowego wąskie przestrzenie pomiędzy strukturami gruczołowymi zajęte przez: - sieć naczyń włosowatych - włókna nerwowe (głównie autonomiczne) przegrody międzyzrazikowe tkanka łączna, przewody wyprowadzające, naczynia, nerwy Główne składniki śliny: woda jony: K+, Cl-, Na+, HCO3rodanki 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: komórki wydzielnicze śluzowe - przypodstawnie spłaszczone jądra - aparat Golgiego - siateczka szorstka - ziarna wydzielnicze (słabo się barwią) komórki wydzielnicze surowicze (półksiężyc surowiczy) komórki mioepitelialne blaszka podstawna 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 (enzymy) Wydzielina śluzowa (gęsta, lepka): woda, jony, mucyny Przewody wyprowadzające: wstawka wewnątrz zrazika cewka śl. pęcherzyk sur. przewód prążkowany przewód międzyzrazikowy w tkance łącznej pomiędzy zrazikami przewód główny wstawka przewody śródzrazikowe przewód prążkowany 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
Śródzrazikowe przewody wyprowadzające ślinianki: - wstawka - przewód prążkowany Wstawka: nabłonek jednowarstwowy sześcienny wymiana jonów Cl - /HCO3 - produkcja laktoferyny, lizozymu i EGF Przewód prążkowany: nabłonek jednowarstwowy walcowaty prążkowanie przypodstawne wymiana jonów Na + /K +, Cl - /HCO3 - wydzielanie jonów metali ciężkich jonów rodankowych i IgA produkcja laktoferyny, kalikrein i EGF wstawka przewód prążkowany Przewód międzyzrazikowy: nabłonek jednowarstwowy walcowaty wielorzędowy Anatomiczne typy ślinianek: 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 w przewodach prążkowanych najsłabsze prążkowanie lub jego brak 2
Ślinianka podżuchwowa gr. von Ebnera Małe gruczoły ślinowe 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) Unerwienie gruczołów ślinowych unerwienie autonomiczne przywspółczulne i współczulne najsilniejszy wpływ komponenty przywspółczulnej na wydzielanie śliny (mediator: acetylocholina) układy przywspółczulny i współczulny NIE działają antagonistycznie gr. wargowe 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 Trzustka to złożony gruczoł o budowie zrazikowej, posiadający dominującą część zewnątrzwydzielniczą i małe skupiska komórek dokrewnych (wysepki trzustkowe Langerhansa). gruczoł wargowy wysepki trzustkowe VIP przewody śródzrazikowe odcinki zewnątrzwydzielnicze tkanka łączna międzyzrazikowa naczynie przewody międzyzrazikowe na terenie ślinianek znajdują się także perykariony komórek zwojowych naczynia pęczek nerwowy odcinki zewnątrzwydzielnicze przewody śródzrazikowe wysepki trzustkowe ciałko Paciniego Część zewnątrzwydzielniczą stanowi zwarty układ odcinków wydzielniczych (pęcherzyków trzustkowych) i system przewodów wyprowadzających. Pęcherzyk trzustkowy komórki wydzielnicze (pęcherzykowe) komórki śródpęcherzykowe blaszka podstawna kom. pęcherzykowe kom. śródpęcherzykowe Komórki śródpęcherzykowe należą do przewodu wyprowadzającego (wstawki), która częściowo wchodzi na teren pęcherzyka Pęcherzyk otaczają naczynia włosowate blaszka podstawna 3
Komórki wydzielnicze (pęcherzykowe) Produkty wydzielnicze komórek pęcherzykowych to typowe komórki produkujące białka i wykazujące wyraźną polaryzację - jej efektem jest dwubarwność komórek i całego pęcherzyka siateczka szorstka, Golgi kwasochłonne ziarna wydz. kanaliki międzykomórkowe 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 Przewody wyprowadzające: wstawki (nabłonek płaski do niskiego sześciennego) przewody śródzrazikowe (nabłonek sześcienny) wstawka przewód śródzrazikowy kom. śródpęcherzykowe Komórki nabłonkowe wstawek i przewodów śródzrazikowych transportują jony i wydzielają zasadowy, bogaty w dwuwęglany płyn (neutralizacja kwaśnej treści pokarmowej). Komórki śródpęcherzykowe są morfologicznie i czynnościowo podobne do komórek wstawki przewody międzyzrazikowe (nabłonek walcowaty): - kom. główne (najliczniejsze, podobne do komórek przewodów śródzrazikowych) - kom. podstawne (niezróżnicowane) - kom. szczoteczkowe - kom. dokrewne przewody główne - nabłonek walcowaty o podobnym składzie komórkowym - warstwa tkanki łącznej - warstwa mięśniówki gładkiej Wątroba jest nie tylko dużym, złożonym gruczołem, ale przede wszystkim metabolicznym centrum organizmu 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 Wątrobę budują jednostki strukturalne - zraziki wątrobowe 4
świnia Klasyczny zrazik wątrobowy człowiek przestrzenie wrotne żyła centralna przestrzenie wrotne żyła centralna żyła centralna komórki wątrobowe (hepatocyty) ułożone w blaszki zatoki wątrobowe (naczynia włosowate) żyła centralna 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. żyła centralna przestrzeń wrotna T PŻ przestrzenie wrotne (tkanka łączna) z triadą): - tętnica międzyzrazikowa - żyła międzyzrazikowa - przewód żółciowy międzyzrazikowy Różne sposoby podziału miąższu wątrobowego Ż 1. klasyczny zrazik wątrobowy 2. zrazik wrotny (Malla) 3. gronko wątrobowe 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) Blaszki hepatocytów i zatoki są otoczone siecią włókien srebrochłonnych Hepatocyty stref 1 i 3 różnią się aktywnością metaboliczną i cechami morfologicznymi: przepływ krwi Strefa 1 Strefa 2 Strefa 3 Hepatocyt W związku z jego wieloma różnorodnymi funkcjami, jest najbogatszą w organelle komórką organizmu Strefa 1: (wysoka aktywność) duże mitochondria z licznymi grzebieniami, obfita siateczka szorstka, dużo glikogenu Strefa 3: (niska aktywność) małe mitochondria z rzadkimi grzebieniami, obfitsza siateczka gładka, mało glikogenu, wczesne zmiany degeneracyjne naczynie okołozrazikowe 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) - na obwodzie zrazika strefa 3 = obszar wokół żyły centralnej (okołocentralny) 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 5
Bieguny hepatocytu: siateczka szorstka zatoka (naczynie) biegun naczyniowy wchłanianie i wydzielanie siateczka gładka aparat Golgiego mitochondria lizosomy peroksysomy ziarna glikogenu drobne krople lipidowe sąsiedni hepatocyt biegun żółciowy (kanalikowy) wydzielanie żółci Hepatocyty mogą być dwujądrzaste zatoka 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 Zatoki wątrobowe odmiana kapilarów o nieciągłej ścianie szerokie, nieregularne komórki śródbłonkowe z otworami o różnej wielkości brak blaszki podstawnej pełna przepuszczalność Przestrzeń okołozatokowa Dissego: pomiędzy biegunami naczyniowymi hepatocytów a ścianą zatoki (śródbłonkiem) Biegun żółciowy: kanalik żółciowy (symetryczne wpuklenia błon komórkowych) z mikrokosmkami połączenia międzykomórkowe (uszczelnienie i wzmocnienie kanalika) liczne diktiosomy i lizosomy wydzielanie żółci i IgA żyła centralna hepatocyty zatoki naczynia okołozrazikowe Komórki związane ze ścianą zatok wątrobowych: komórki Browicza-Kupffera lipocyty komórki ziarniste przestrzeń okołozatokowa (Dissego) 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 lipocyty lipocyty (kom. Ito, gwiaździste) specyficzna odmiana miofibroblastów, magazynują lipidy i wit. A; regulują przepływ krwi przez zatoki, w warunkach patologicznych produkują włókna kolagenowe (zwłóknienie wątroby marskość) komórki ziarniste limfocyty NK 6
Krążenie krwi w wątrobie Wewnątrzwątrobowe drogi żółciowe kanaliki żółciowe cholangiola kanalik żółciowy tętnica wątrobowa żyła wrotna tętnice międzypłatowe żyły międzypłatowe tętnice międzyzrazikowe żyły międzyzrazikowe tętnice okołozrazikowe żyły okołozrazikowe tętniczki wlotowe żyłki wlotowe zatoki wątrobowe żyły centralne żyły podzrazikowe żyły wątrobowe cholangiole (spłaszczone komórki nabłonkowe, hepatocyty, komórki owalne) przewodziki żółciowe (niskie komórki sześcienne, kom. owalne) międzyzrazikowe przewody żółciowe (nabłonek sześcienny do walcowatego) Komórki nabłonkowe przewodów żółciowych wydzielają alkaliczny płyn przewodzik żółciowy międzyzrazikowy przewód żółciowy Pozawątrobowe drogi żółciowe przewody wątrobowe prawy i lewy przewód wątrobowy wspólny przewód pęcherzykowy pęcherzyk żółciowy przewód żółciowy wspólny Budowa ściany: nabłonek jednowarstwowy walcowaty (komórki jasne, pojedyncze kom. dokrewne i szczoteczkowe) blaszka właściwa mięśniówka gładka warstwa włóknista/surowicza 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?) Komórki jasne: mikrokosmki połączenia międzykomórkowe mitochondria w górnej i dolnej części Funkcja: resorbcja wody i jonów mięśniówka warstwa włóknista MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA 1931 - Ernst Ruska i Max Knoll budują pierwszy mikroskop elektronowy 1939 Ruska i von Borries pierwszy komercyjny mikroskop elektronowy (zakłady Siemensa) 7
Strumień elektronów ma własności fali, której długość zależy od prędkości elektronów Interakcje strumienia elektronów z próbką 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. 10 000 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) Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) Transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) Mikroanalizator rentgenowski Wytwarzanie i przyspieszanie strumienia elektronów Odchylanie strumienia elektronów Działo elektronowe Wytwarzanie strumienia elektronów: termoemisja zimna emisja (polowa) Przyspieszanie elektronów: w silnym polu elektrycznym (katoda) 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 TRANSMISYJNY MIKROSKOP ELEKTRONOWY Działo elektronowe działo elektronowe kolumna mikroskopu Stolik przedmiotowy Pulpit sterowniczy i ekran Układ tworzący obraz analogiczny do stosowanego w mikroskopie świetlnym; zdolność rozdzielcza 0.2-0.5 nm Zespół pomp próżniowych 8
Obserwacja i rejestracja obrazu: ekran luminescencyjny film światłoczuły (fotograficzny) kamera cyfrowa Powiększenia robocze: 1000 100 000 x WYSOKONAPIĘCIOWY MIKROSKOP ELEKTRONOWY napięcie przyspieszające: 1-3 MV bardzo wysoka energia elektronów można oglądać grubsze próbki SKANINGOWY MIKROSKOP ELEKTRONOWY obraz tworzą elektrony odbite od powierzchni próbki zdolność rozdzielcza 3-10 nm daje plastyczny, prawie trójwymiarowy obraz METODY PRZYGOTOWANIA MATERIAŁU BIOLOGICZNEGO DO BADAŃ W MIKROSKOPIE ELEKTRONOWYM Skaningowy mikroskop elektronowy umożliwia obserwację powierzchni komórek i tkanek 9
Przygotowanie materiału do badań w TEM 5. Krojenie skrawków - ultramikrotom 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 - polimeryzacja skrawki ultracienkie: 20-60 nm regulacja grubości skrawków: mechaniczna termoelektryczna noże szklane (łamane) noże diamentowe Ultrakriomikrotom do krojenia ultracienkich skrawków z zamrożonego materiału 6. Montowanie skrawków (siatki) Techniki specjalne Barwienie negatywowe (np. kw. fosforowolframowy) 7. Kontrastowanie skrawków octan uranylu cytrynian ołowiu Cieniowanie metalami napylanie próżniowe złoto, platyna Technika replik 10
Technika mrożenia i łamania (freeze-fracture) zamrożenie próbki przełamanie próbki w niskiej temperaturze i wysokiej próżni wykonanie replik przełamanych powierzchni Technika mrożenia i rytowania (freeze-etching) Przygotowanie materiału do badań w SEM Suszenie w punkcie krytycznym punkt krytyczny CO2: 31ºC, 73 at pokrycie warstewką węgla i złota Technika odlewów mikrokorozyjnych wypełnienie łożyska naczyniowego żywicą polimeryzacja żywicy wytrawienie tkanki (pozostaje odlew) pokrycie warstewką węgla i złota 11