WYKŁAD REPETYTORYJNY Krążenie otwarte (i inne dziwactwa) miazga biała Krążenie otwarte: obszar, w którym krew wypływa z otwartych naczyń, przepływa przez struktury tkankowe (lub pomiędzy nimi) i jest drenowana przez inne otwarte naczynia Otwarte krążenie krwi w śledzionie Miazga czerwona: tętnice beleczkowe (1) tętniczki centralne (2) tętniczki pędzelkowe (3) OTWARTE kapilary osłonkowe* (4) przestrzenie międzykomórkowe sznurów śledzionowych (5) OTWARTE zatoki śledzionowe (6) żyły miazgowe (7) żyły beleczkowe (8) 6 7 miazga czerwona 4 3 5 10 9 2 Miazga biała: tętnice beleczkowe (1) tętniczki centralne (2) OTWARTE gałązki tętniczek centralnych (9) przestrzenie międzykomórkowe strefy brzeżnej OTWARTE zatoki strefy brzeżnej (10) 8 1 beleczka strefa brzeżna *kapilary osłonkowe otoczone warstwą fibroblastycznych komórek siateczkowych i makrofagów Otwarte krążenie krwi w łożysku Otwarte krążenie w miazdze czerwonej umożliwia kontakt erytrocytów z makrofagami zrębu. Makrofagi mogą więc rozpoznawać i fagocytować stare erytrocyty Krew matki wypływa z otwartych tętnic endometrium (doczesnej podstawowej), bezpośrednio opływa kosmki łożyskowe i wpływa do otwartych żył endometrium. Umożliwia to łatwiejszą wymianę substancji pomiędzy krwią matki a krwią płodu płynącą w naczyniach kosmków. Otwarte krążenie w strefie brzeżnej umożliwia kontakt limfocytów i komórek prezentujących antygeny z antygenami krążącymi w krwi doczesna 1
Krążenie wrotne krążenie normalne Krążenie wrotne cewy pokarmowej i wątroby Krążenie wrotne: obszar zawierający dwie kolejne sieci naczyń włosowatych połączone naczyniem(ami) wrotnym(i) Sieć naczyń włosowatych cewy pokarmowej żyły żyła wrotna naczynia włosowate (zatoki) wątroby żyły wątroby sieć pierwotna sieć wtórna żyła wrotna żyła krezkowa dolna żyła śledzionowa żyła krezkowa dolna naczynie wrotne Krążenie krwi w wątrobie: dwa systemy dopływu do naczyń włosowatych (zatok wątrobowych), jeden system odpływu tętnice wątrobowe tętnice międzypłatowe tętnice międzyzrazikowe tętnice okołozrazikowe tętniczki wlotowe żyła wrotna żyły międzypłatowe żyły międzyzrazikowe żyły okołozrazikowe żyłki wlotowe zatoki wątrobowe żyły centralne żyły podzrazikowe Te naczynia można zobaczyć pod mikroskopem Naczynia międzyzrazikowe Naczynia okołozrazikowe żyły wątrobowe Krążenie wrotne przysadki: jest elementem szlaku z jąder drobnokomórkowych transportuje czynniki regulujące aktywność wydzielniczą komórek części gruczołowej przysadki (hormony uwalniające i hamujące) z zakończeń aksonów do przedniego płata przysadki (części obwodowej) tętnice przysadkowe górne rozpadają się na naczynia włosowate w wyniosłości pośrodkowej (pierwotna sieć kapilarna). Tu znajduje się narząd neurohemalny od tej sieci odchodzą naczynia wrotne (długie kapilary), które łączą się z siecią kapilarną (wtórną) płata przedniego pierwotna sieć kapilarna naczynia wrotne wtórna sieć kapilarna płat przedni? wyniosłość pośrodkowa małe komórki neurosekr. wyrostek lejkowaty Naczynia promieniste Naczynia łukowate Naczynia międzypłatowe Układ naczyniowy nerki też można uznać za krążenie wrotne (naczyniem wrotnym jest tętniczka odprowadzająca) Tętnice międzypłatowe tętnice łukowate tętnice promieniste tętniczki doprowadzające kapilary kłębuszka tętniczki odprowadzające kapilary okołokanalikowe żyły promieniste żyły łukowate ( ) 2
Sieć dziwna Zespół tętnic i żył położonych blisko siebie, w których krew przepływa w przeciwnych kierunkach. Taka sieć działa jak wymiennik przeciwprądowy ciepła, gazów i jonów. U człowieka siecią dziwną są naczynia powrózka nasiennego, utrzymujące stosunkowo niską temperaturę jąder (niezbędną do prawidłowej spermatogenezy). Podobnie określane są niekiedy tętniczki bieguna naczyniowego ciałka nerkowego (sieć dziwna tętniczo-tętnicza), choć nie pełnią funkcji wymiennika. Rodzaje miazg śledziony Śledziona Zrąb łącznotkankowy: torebka beleczki Miazga biała: tkanka limfoidalna jest rozmieszczona na przebiegu małych tętnic (tętniczek centralnych) i tworzy: okołotętnicze pochewki limfatyczne (głównie limfocyty T) lokalne zgrubienia pochewek - grudki chłonne śledzionowe (głównie limfocyty B) TC Obszary: miazga biała (tkanka limfoidalna) miazga czerwona (tkanka łączna siateczkowa z licznymi cienkościennymi naczyniami krwionośnymi) Tkanka limfoidalna miazgi białej monitoruje skład antygenowy przepływającej krwi T. centralna Żyła beleczkowa T. beleczkowa Beleczka Strefa brzeżna Miazga czerwona: sznury śledzionowe: tkanka łączna siateczkowa z licznymi makrofagami, obecna krew (otwarte krążenie) zatoki śledzionowe: kapilary o nieciągłej ścianie) żyły miazgowe Zatoka śledzionowa: wrzecionowate komórki śródbłonkowe (komórki pręcikowe) z szerokimi szczelinami międzykomórkowymi okrężne włókna siateczkowe nieciągła blaszka podstawna Strefa brzeżna (pogranicze miazgi białej i czerwonej) jest miejscem pierwszego kontaktu antygenów z tkanką limfoidalną śledziony liczne niewielkie naczynia zatokowe liczne komórki prezentujące antygeny (komórki dendrytyczne, limfocyty B) Makrofagi miazgi czerwonej fagocytują i trawią stare erytrocyty, które: są sztywniejsze, z trudem przeciskają się przez tk. siateczkową, mają dłuższy kontakt z makrofagami, mają zmieniony skład reszt cukrowcowych glikokaliksu, rozpoznawany przez makrofagi 3
Perycyty komórki macierzyste zlokalizowane w naczyniach Komórki macierzyste związane z narządami mają bardzo podobny charakter do mezenchymatycznych KM w hodowli różnicują się w komórki pochodzenia mezenchymatycznego (chondrocyty, osteoblasty, adipocyty, komórki mięśniowe gładkie) spontanicznie tworzą miotuby po transplantacji do mięśni (u zwierząt) różnicują się w funkcjonalne włókna mięśniowe szkieletowe Komórki progenitorowe śródbłonka Komórki macierzyste naskórka (także korzenia włosa i gruczołów) powstają w szpiku kostnym (z mezenchymatycznych KM) krążą w krwi osadzają się w miejscach uszkodzeń śródbłonka lub w rejonach niedokrwienia naprawiają uszkodzony śródbłonek lub tworzą nowe kapilary ich liczba w krwi krążącej jest ujemnie skorelowana z: - wiekiem - czynnikami ryzyka chorób układu sercowo-naczyniowego - nasileniem miażdżycy w badaniach przedklinicznych po transplantacji tych komórek uzyskano obiecujące wyniki w leczeniu zawału serca, zawału mózgu i chorób naczyń obwodowych angiogeneza czynniki uszkadzające ischemia naprawa pierwotna nisza: w zewnętrznej pochewce włosa, w pobliżu przyczepu mięśnia wyprostnego migrują do warstwy podstawnej naskórka i do macierzy włosa różnicują się w komórki naskórka i wszystkich nabłonkowych struktur włosa, a także gruczołów związanych z korzeniami włosów (łojowych, zapachowych) ich lokalizacja umożliwia utrzymanie niszy (pozostają po obumarciu cebulki włosa w katagenie) nowy włos stary włos (wypada) macierz włosa komórki macierzyste Skuteczne leczenie epidermolysis bullosa zmodyfikowanymi genetycznie komórkami macierzystymi naskórka Komórki macierzyste żołądka odpowiadają za odnowę i regenerację nabłonka powierzchniowego oraz gruczołów Epidermolysis bullosa (pęcherzowe oddzielanie się naskórka) jest zagrażającą życiu chorobą skóry, w której naskórek odwarstwia się od skóry właściwej. Jej przyczyna jest defekt genu kodującego lamininę, co uniemożliwia wiązanie integryn naskórka i tworzenie półdesmosomów. Od pacjenta pobrano komórki macierzyste naskórka, w hodowli poprawiono wadliwy gen, wyhodowano płaty naskórka i przeszczepiono je pacjentowi. W miejscach przeszczepów rozwinął się prawidłowy naskórek. Nisza (cieśń gruczołu żołądkowego i jej otoczenie): fibroblasty podnabłonkowe perycyty kapilarów komórki okładzinowe (wszystkie te komórki wydzielają czynniki sygnałowe/wzrostowe regulujące aktywność komórek macierzystych) Komórki macierzyste znajdują się również w gruczołach wpustowych i odźwiernikowych (w dnach gruczołów) kom. powierzchniowe kom. macierzyste fibroblasty kom. śluzowe szyjki kom. okładzinowe kom. dokrewne (Mavilio et al.., Nature Med. 2007) kom. główne 4
Komórki macierzyste jelit Jelito cienkie Jelito grube Komórki macierzyste wątroby (komórki owalne) kanaliki żółciowe lokalizacja: w dnie krypt jelitowych (w jelicie cienkim pomiędzy komórkami Panetha) nisza: - blaszka podstawna - fibroblasty otaczające kryptę - naczynia włosowate - zakończenia nerwowe włókien splotu Meissnera różnicują się we wszystkie typy komórek nabłonka jelitowego, odpowiadają za odnowę i regenerację nabłonka kom. progenitorowe kom. Panetha kom. macierzyste lokalizacja: w przewodzikach żółciowych (cholangiolach) in vivo różnicują się w hepatocyty i komórki przewodów żółciowych ich liczba zwiększa się w marskości i nowotworach wątroby hepatocyty Za regenerację miąższu watrobowego (np. po resekcji części wątroby) odpowiadają głównie hepatocyty (po 3 dniach od resekcji dzieli się ponad 90% hepatocytów) przewodziki żółciowe cholangiocyty międzyzrazikowy przewód żółciowy Komórki macierzyste trzustki: Neuralne komórki macierzyste nabłonka węchowego W nabłonku wstawek i przewodów śródzrazikowych znajdują się komórki macierzyste, które podczas regeneracji mogą się przekształcać w komórki pęcherzykowe i komórki wysepek trzustkowych wstawka przewód śródzrazikowy kom. śródpęcherzykowe trwałe linie komórkowe (ponad 200 podziałów) wysoka aktywność telomerazy w doświadczeniu na zwierzętach po transplantacji do uszkodzonego rdzenia kręgowego poprawiały funkcje motoryczne Komórki macierzyste endometrium Komórki macierzyste płuc Oskrzelikowo-pęcherzykowe komórki macierzyste zlokalizowane na pograniczu oskrzelików i pęcherzyków płucnych różnicują się w oba typy pneumocytów i we wszystkie typy komórek nabłonka oskrzelików O P nabłonkowe KM - w nabłonku blisko dna gruczołów zrębowe (mezenchymatyczne) KM - na granicy z myometrium, - z reguły w kontakcie ze ścianą naczynia Można je izolować z krwi menstruacyjnej W hodowli: nabłonkowe KM różnicują się w hepatocyty zrębowe KM różnicują się w adipocyty, kom. śródbłonka, chondrocyty i osteocyty W doświadczeniach na zwierzętach przeszczepienie ludzkich komórek macierzystych endometrium dawało obiecujące efekty w przebiegu udaru mózgu, niedokrwienia kończyn, choroby niedokrwiennej serca, wrzodziejącego zapalenia jelit i cukrzycy komórki macierzyste 5
Komórki macierzyste owodni (uzyskiwane z owodni lub z płynu owodniowego) Owodnia: nabłonek blaszka podstawna beznaczyniowa mezenchyma Komórki macierzyste: owodniowe nabłonkowe KM owodniowe mezenchymatyczne KM Łożysko W hodowli mogą się różnicować: owodniowe nabłonkowe KM: hepatocyty komórki beta nabłonkowe owodniowe mezenchymatyczne KM: kom. mięśnia sercowego chondrocyty mezenchymatyczne Charakterystyka owodniowych KM: ekspresja Oct3/4 i Nanog słaba immunogenność wydzielają czynniki hamujące procesy zapalne i reakcje immunologiczne owodniowe KM Komórki macierzyste siatkówki (1) Komórki Müllera (2) Pigmentowane komórki w rejonie przejścia nabłonka ciałka rzęskowego w siatkówkę Komórki macierzyste: ekspresja nestyny w hodowli różnicują się w komórki wykazujące niektóre cechy komórek fotoreceptorycznych, dwubiegunowych, poziomych i amakrynowych transplantacja in vivo (zwierzęta) prowadzi niekiedy do wytworzenia kilkuwarstwowego prototypu siatkówki z komórkami zawierającymi białka typowe dla fotoreceptorów, ale nie udało się dotychczas uzyskać odtworzenia funkcjonującej siatkówki Komórki nabłonkowe żołądka i jelita cienkiego Komórki nabłonkowe żołądka Nabłonek powierzchniowy komórki nabłonka powierzchniowego (wyścielają powierzchnię i dołeczki żołądkowe) komórki główne (obecne tylko w gruczołach żoł. właściwych) wysokie walcowate komórki aparat Golgiego siateczka szorstka śluzowe ziarna wydzielnicze mikrokosmki na powierzchni połączenia międzykomórkowe Funkcja: HCO3 komórki śluzowe szyjki komórki okładzinowe komórki dokrewne - enteroendokrynowe komórki niezróżnicowane macierzyste (obecne we wszystkich gruczołach żołądka) Produkuje nierozpuszczalny śluz, który jest alkalizowany przez jony wodorowęglanowe przechodzące z podnabłonkowych naczyń i tworzy warstwę ochronną na wewnętrznej powierzchni żołądka chroni błonę śluzową przed działaniem kwasu solnego HCl HCO 3 6
Komórki główne Komórki śluzowe szyjki (typowe komórki surowicze) zasadochłonne siateczka szorstka aparat Golgiego ziarna wydzielnicze produkują rozpuszczalny śluz produkują enzymy żołądkowe: pepsynogen, lipazę żołądkową i podpuszczkę (u niemowląt) Komórki okładzinowe duże, piramidowe/owalne kwasochłonne niekiedy dwujądrzaste system tubularno-pęcherzykowy/ kanaliki wewnątrzkomórkowe z licznymi mikrokosmkami bardzo liczne mitochondria B B Komórki dokrewne (enteroendokrynowe) stymulacja produkują hormony peptydowe, przeważnie o lokalnym działaniu (m. in. gastrynę i grelinę pobudzającą apetyt) (gastryna, acetylocholina histamina) Komórki okładzinowe produkują HCl i czynnik wewnętrzny Castle a. System tubularno-pęcherzykowy to cytoplazmatyczny magazyn błon bogatych w transportery jonowe. Po stymulacji pęcherzyki i rurki wbudowują się w błonę kanalików wewnątrzkomórkowych. Produkcja HCl polega na transporcie jonów H+ and Cl- do światła kanalików wewnątrzkomórkowych, skąd dostają się do światła gruczołu. HCl W dolnej połowie gruczołów żołądkowych właściwych znajdują się komórki ECL wydzielające histaminę (pod wpływem acetylocholiny i gastryny) Transportery uczestniczące w produkcji HCl: antyporter protonowo-potasowy antyporter dwuwęglanowochlorkowy kanał chlorkowy kanał potasowy pompa sodowo-potasowa 7
Dwa piętra błony śluzowej jelita cienkiego: górne: kosmki jelitowe dolne: gruczoły (krypty) jelitowe Enterocyty wysokie, walcowate brzeżek szczoteczkowy (z ektoenzymami) liczne organelle połączenia międzykomórkowe Nabłonek jelitowy (jednowarstwowy walcowaty) pokrywa kosmki i wyściela krypty: Typy komórek: enterocyty komórki kubkowe komórki niezróżnicowane (tylko w kryptach) komórki Panetha (tylko w kryptach) komórki dokrewne komórki szczoteczkowe komórki M Funkcje: resorbcja substancji prostych (produktów trawienia) resynteza trójglicerydów i tworzenie chylomikronów Substancje proste są przekazywane do naczyń krwionośnych, a chylomikrony do naczyń chłonnych Komórki kubkowe produkują rozpuszczalny śluz wąska podstawa z siateczką szorstką nad jądrem rozbudowany aparat Golgiego rozszerzona część górna z ziarnami wydzielniczymi (słabo się barwią) Komórki Panetha w dnie krypt szorstka siateczka, aparat Golgiego kwasochłonne ziarna wydzielnicze produkują białka antybakteryjne (lizozym i defenzyny) wydzielają IgA fagocytują (słabo) bakterie i jednokomórkowe pasożyty Komórki szczoteczkowe (rzadkie) bakterie transcytoza pęczek długich mikrokosmków na powierzchni zakończenia nerwowe blisko podstawy podobne do komórek receptorycznych kubków smakowych funkcja chemoreceptoryczna Komórki M komórka prezentująca antygen limfocyty węzeł chłonny występują w miejscu kontaktu nabłonka jelitowego z tkanką limfoidalną mikrofałdy na powierzchni szczytowej pochłaniają obce antygeny (np. bakterie) i przenoszą je na drodze transcytozy do tkanki limfoidalnej w ten sposób monitorują antygenowy skład zawartości cewy pokarmowej 8
Komórki dokrewne cewy pokarmowej (enteroendokrynowe) Komórki dokrewne cewy pokarmowej należą do systemu komórek DNES (APUD) zlokalizowane w nabłonku gruczołów, krypt i (rzadziej) w nabłonku powierzchniowym mogą być otwarte lub zamknięte mają ziarna wydzielnicze w części podstawnej produkują hormony peptydowe i aminy biogenne, zazwyczaj o lokalnym działaniu (wpływają na przepływ krwi,wydzielanie gruczołów i kurczliwość mięśniówki), niekiedy również o działaniu odległym otwarta otwarta zamknięta zamknięta Komórki dokrewne cewy pokarmowej (przykłady) Nazwa Wydzielany hormon Działanie Delta (D) Epsilon somatostatyna grelina hamuje wydzielanie innych kom. dokrewnych pobudza łaknienie EC G serotonina gastryna pobudza perystaltykę pobudza wydzielanie HCl Gruczoły cewy pokarmowej H VIP rozszerza naczynia krw. I L S cholecystokinina GLP sekretyna pobudza wydzielanie w trzustce, obkurcza pęcherzyk żółciowy pobudza wydzielanie insuliny, hamuje perystaltykę pobudza wydzielanie wodorowęglanów w trzustce Gruczoły przełyku Gruczoły żołądka (wszystkie w blaszce właściwej) Gruczoły żołądkowe właściwe (w trzonie i dnie żołądka) Komórka macierzysta Mają trzy odcinki: cieśń szyjkę trzon z dnem Przełykowe gruczoły wpustowe w blaszce właściwej tylko w środkowej części przełyku i przy przejściu przełyku w wpust co trzecia osoba nie ma ich w ogóle wydzielają rozpuszczalny śluz i jony wodorowęglanowe Gruczoły właściwe przełyku w błonie podśluzowej na całej długości przełyku wydzielają rozpuszczalny śluz, lizozym i jony wodorowęglanowe Alkaliczna wydzielina gruczołów przełyku zobojętnia kwaśną treść żołądkową w przypadku jej cofania się do przełyku (refluks) Buduje je pięć typów komórek: komórki niezróżnicowane - macierzyste (cieśń) komórki śluzowe szyjki (szyjka) komórki główne (trzon) komórki okładzinowe (wszystkie odcinki) komórki dokrewne (wszystkie odcinki) 9
Gruczoły wpustowe cewkowe, poskręcane zawierają komórki śluzowe podobne do kom. nabłonka powierzchniowego, komórki śluzowe identyczne jak kom. szyjki, pojedyncze komórki okładzinowe i dokrewne (głównie kom. G produkujące gastrynę) produkują rozpuszczalny śluz gruczoły dołeczki Gruczoły jelit Krypty jelitowe uznaje się za proste gruczoły cewkowe, choć są głównie miejscem namnażania się i różnicowania komórek obecne w ich górnej części komórki kubkowe pełnia jednak funkcję wydzielniczą: wydzielają śluz. dno: komórki Panetha i komórki macierzyste ponad dnem: komórki namnażające się (progenitorowe) górna 1/2: różnicujące się komórki (głównie enterocyty i kubkowe) przesuwające się stopniowo ku górze Gruczoły odźwiernikowe cewkowe rozgałęzione zawierają komórki śluzowe identyczne jak kom. szyjki, liczne komórki dokrewne (głównie G), pojedyncze komórki okładzinowe produkują rozpuszczalny śluz Oba rodzaje gruczołów wydzielają niewielkie ilości lizozymu enterocyty kom. kubkowe kom. dokrewne kom. progenitorowe kom. macierzyste kom. Panetha Gruczoły dwunastnicze (Brunnera) cewkowe rozgałęzione w błonie podśluzowej wydzielają - rzadki, rozpuszczalny śluz bogaty w wodorowęglany (neutralizacja kwaśnej treści przechodzącej z żołądka) - urogastron (hamuje wydzielanie kwasu solnego w żołądku) - EGF - lizozym przewody wyprowadzające uchodzą na dnie krypt jelitowych 10