Funkcje tkanki łącznej Funkcja mechaniczna: łączenie, utrzymywanie i podpieranie komórek i ich zespołów w narządach TKANKA ŁĄCZNA Cz. 1 TKANKA ŁĄCZNA WŁAŚCIWA Transport tlenu i metabolitów do komórek wszystkich tkanek i narządów (poprzez krew i substancję międzykomórkową) Obrona (przeciw patogenom, eliminacja obcych antygenów; nieswoista np. proces zapalny i swoista - reakcje immunologiczne) Produkcja substancji regulacyjnych działajacych na komórki różnych tkanek Magazynowanie i metabolizm tłuszczów Tkanka łączna jest najbardziej zróżnicowaną tkanką organizmu Komórki Substancja międzykomórkowa tkanki łącznej Włókna Substancja podstawowa Tkanka łączna zawiera znacznie więcej substancji międzykomórkowej niż komórek 1. Substancja podstawowa (amorficzna w mikroskopie świetlnym) - glikozoaminoglikany (GAG) chondroityny, heparanu, keratanu, dermatanu; kwas hialuronowy - proteoglikany (białko rdzeniowe + łańcuchy GAG) - glikoproteidy tzw. białka niekolagenowe (np. laminina, fibronektyna, entaktyna, trombospondyna) - woda i jony 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 1
Proteoglikan Agrekan Betaglikan Dekoryna Perlekan Syndekan CHARAKTERYSTYKA NIEKTÓRYCH PROTEOGLIKANÓW Białko rdzeniowe (masa cz.) 210 000 36 000 40 000 600 000 32 000 GAG keratanu dermatanu dermatanu siarczan heparanu heparanu Liczba cz. GAG ~130 1 1 2-15 1-3 Lokalizacja chrząstka pogranicze komórek i subst. podstawowej powszechny w tkance łącznej blaszki podstawne powierzchnie komórek Funkcje mechaniczna; tworzy agregaty z kwasem hialuronowym wiąże czynniki wzrostowe (TGFbeta) łączy fibryle kolagenowe i TGF-beta strukturalna, filtracyjna adhezja komórek, wiąże czynniki wzrostowe (FGF) 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 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: Prążkowanie fibryli kolagenowych wynika z uporządkowanego układu cząsteczek kolagenu w fibryli 5. Odcięcie końcowych odcinków peptydowych (propeptydów) przez peptydazy powstają cząsteczki kolagenu 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) 2
TYPY KOLAGENU Włókna sprężyste Typ I II III IV Morfologia grube włókna kolagenowe cienkie włókna kolagenowe włókna srebrochłonne układy sieciowe Lokalizacja powszechne, m.in. skóra, ścięgna, więzadła, kość, chrząstka włóknista, rogówka, tkanka łączna wiotka chrzastka szklista i sprężysta, krążki międzykręgowe, ciało szkliste oka powszechne, m.in. narządy limfatyczne, szpik kostny, skóra, mięśnie, płuca, watroba blaszki podstawne, torebka soczewki oka zbudowane z elastyny (rdzeń) i fibryliny (obwodowe mikrofibryle) cienkie (1 µm) tworzą sieci lub blaszki bardzo rozciągliwe i elastyczne wymagają specjalnych barwników (mikr. świetlny) V 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 XII w niewielkiej ilości wchodzi w skład fibryli kolagenowych w chrząstce w niewielkiej ilości wchodzi w skład fibryli kolagenowych w ścięgnach i więzadłach Za własności mechaniczne włókien sprężystych odpowiada elastyna Komórki tkanki łącznej właściwej fibroblasty makrofagi komórki plazmatyczne komórki tuczne adipocyty kom. mezenchymy kom. macierzysta szpiku 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 Pochodzenie: z komórek mezenchymatycznych (fibroblasty i adipocyty) ze szpiku krwiotwórczego lub bezpośrednio z komórek krwi (komórki tuczne, makrofagi, komórki plazmatyczne) Fibroblasty produkują składniki substancji międzykomórkowej W dojrzałej tkance łącznej fibroblasty przekształcają się w słabo aktywne fibrocyty wydłużone, zasadochłonne siateczka szorstka aparat Golgiego egzocytoza konstytutywna Główne produkty wydzielnicze: kolageny elastyna i fibrylina glikozoaminoglikany proteoglikany białka niekolagenowe metaloproteazy fibryle kolagenowe cienkie, wydłużone lub wielokształtne słabo rozwinięte organelle 3
Makrofagi fagocytują i trawią mikroorganizmy, uszkodzone komórki, szczątki komórek i ciała obce... fagocytoza lizosomy...produkują również substancje regulujące czynność innych komórek w procesach obronnych, substancje antybakteryjne i prezentują antygeny w reakcjach immunologicznych limfocyt T limfocyt B MAKROFAG wielokształtne (zdolne do ruchu pełzakowatego) fałdy i wpuklenia błony komórkowej (fagocytoza) liczne heterolizosomy (marker makrofagów: fosfataza kwaśna) Pochodzenie: monocyty fibroblast neutrofil szpik krwiotwórczy cytokiny: interleukiny, interferon, TGF, TNF czynniki pobudzające różnicowanie leukocytów w szpiku czynniki antybakteryjne: wolne rodniki, lizozym śródbłonek naczyń Makrofagi spoczynkowe wędrujące (wolne) aktywowane Rodzina makrofagów Nazwa komórki Lokalizacja Fagocytoza: niespecyficzna specyficzna monocyty (prekursory makrofagów) makrofagi makrofagi pęcherzykowe komórki Browicza-Kupffera komórki Hoffbauera komórki mikrogleju osteoklasty* krew tkanka łączna (histiocyty), narządy limfatyczne szpik kostny jamy surowicze płuca wątroba łożysko ośrodkowy ukł. nerwowy kość Komórki plazmatyczne (plazmocyty) produkują immunoglobuliny Komórki tuczne (mastocyty), po aktywacji produkują i wydzielają czynniki prozapalne zegarowy układ chromatyny zasadochłonna cytoplazma siateczka szorstka aparat Golgiego egzocytoza konstytutywna Pochodzenie: limfocyty B liczne, duże zasadochłonne ziarna aparat Golgiego nieregularne mikrokosmki lokalizacja w pobliżu naczyń Pochodzenie: szpik krwiotwórczy 4
Dwa rodzaje mastocytów: Produkty wydzielnicze mastocytów Magazynowane w ziarnistościach: histamina heparyna proteazy (chymaza i tryptaza) siarczan chondroityny czynniki chemotaktyczne przyciągające eozynofile i neutrofile Syntetyzowane doraźnie i natychmiast wydzielane: prostanoidy (leukotrieny) interleukiny czynnik aktywujący płytki krwi wolne rodniki 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 antygen receptor dla IgE produkcja camp Aktywacja mastocytów cyklaza adenilanowa aktywacja kinaz białkowych aktywacja fosfolipaz fosforylacja białek wzrost Ca produkcja leukotrienów EGZOCYTOZA Klasyfikacja odmian tkanki łącznej 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 Mastocyty są odpowiedzialne za fazę wykonawczą reakcji alergicznych Tkanka mezenchymatyczna: komórki mezenchymatyczne, macierzyste i nisko zróżnicowane substancja podstawowa Tkanka łączna galaretowata: prymitywne fibroblasty i mezenchymatyczne komórki macierzyste substancja podstawowa (dużo) delikatne fibryle kolagenowe (niewiele) tkanki płodowe sznur pępowinowy miazga zęba 5
Tkanka łączna wiotka: komórki tk. łącznej + krwinki białe substancja podstawowa i włókna w równych ilościach Tkanka łączna zbita (włóknista): fibrocyty zwarty układ włókien kolagenowych niewiele substancji podstawowej powszechna Tworzy wewnętrzne rusztowanie w narządach Wprowadza naczynia i włókna nerwowe w głąb narządów nieregularna skóra, twardówka, torebki narządów Tkanka łączna siateczkowata: komórki z wypustkami (głównie fibroblasty i makrofagi) włókna srebrochłonne Tkanka łączna siateczkowata tworzy rusztowanie w narządach limfatycznych i w szpiku kostnym regularna ścięgna, więzadła, rogówka Tkanka tłuszczowa żółta: adipocyty jednopęchrzykowe (zwarty układ) niewiele istoty międzykomórkowej (głównie wł. srebrochłonne) bogate unaczynienie budowa zrazikowa ADIPOCYT synteza trójgliderydów synteza kwasów tłuszczowych hydroliza trójglicerydów NACZYNIE KRWIONOŚNE lipaza glicerol kw. tłuszczowe glukoza kw. tłuszczowe glicerol tkanka podskórna, otrzewna, torebki narządów Funkcje: gromadzenie i metabolizm tłuszczów, funkcja dokrewna Adipocyt jednopęcherzykowy: duży (do 100 µm) pojedyncza wielka kropla lipidowa otoczona siecią filamentów pośrednich obwodowa warstwa cytoplazmy z jądrem i organellami blaszka podstawna Funkcje metaboliczne: (zależnie od zapotrzebowania) - pobieranie składników lipidów - synteza lipidów - magazynowanie lipidów - rozkład lipidów - wydzielanie składników lipidów 6
Tkanka tłuszczowa brunatna: adipocyty wielopęcherzykowe (zwarty układ) niewiele substancji międzykomórkowej bogate unaczynienie liczne zakończenia nerwowe Czynność dokrewna: leptyny: działając na podwzgórze hamują łaknienie adiponektyna: uczestniczy w regulacji metabolizmu kwasów tłuszczowych i glukozy rezystyna: uczestniczy w regulacji procesów zapalnych - u noworodków: okolice kręgosłupa śródpiersia, nerek, doły pachowe - u dorosłych: małe grupy komórek w rejonie szyi, nad obojczykiem, w śródpiersiu, wzdłuż kręgosłupa, na górnych biegunach nerek Funkcje: jak tkanka tłuszczowa żółta, ponadto produkcja ciepła Adipocyt wielopęcherzykowy: 20-40 µm liczne drobne krople lipidowe centralnie położone jądro liczne mitochondria Mitochondria adipocytów wielopęcherzykowych zawierają w błonie wewnętrznej specjalne białko (UCP-1, termogenina), które korzystając z gradientu protonowego wytwarza energię cieplną 7