Studijní opora Základy obecné histologie pro zdravotní laboranty. Jaroslava Chyliková Tereza Carbolová Vojtěch Kamarád

Transkript

1 Studijní opora Základy obecné histologie pro zdravotní laboranty Jaroslava Chyliková Tereza Carbolová Vojtěch Kamarád OSTRAVA 2013 Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK: Modernizace Diverzifikace Inovace Registrační číslo: CZ.1.07/2.2.00/

2 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Recenzenti: doc. MUDr. Dimitrolos Krajčí, CSc. Bc. Nikola Adamczyková Název: Základy obecné histologie pro zdravotní laboranty Autor: Mgr. Jaroslava Chyliková, MVDr. Tereza Carbolová, doc. MUDr. Vojtěch Kamarád, DrSc. Jazyková korekce: Mgr. Lenka Healy Vydání: první, 2013 Počet stran: 68 Tisk: X-MEDIA servis s.r.o., Ostrava-Vítkovice Určeno pro projekt: Modernizace Diverzifikace Inovace Reg. číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/ Vydavatel: Ostravská univerzita v Ostravě Jazyková korektura byla provedena. Chyliková, Carbolová, Kamarád Ostravská univerzita v Ostravě ISBN

3 OBSAH 1 ÚVOD CYTOLOGIE BUŇKA CYTOPLASMATICKÁ MEMBRÁNA (PLASMALEMMA) CYTOPLASMA MITOCHONDRIE ENDOPLASMATICKÉ RETIKULUM Drsné endoplasmatické retikulum Ribosomy, polyribosomy Hladké endoplasmatické retikulum GOLGIHO KOMPLEX LYZOSOMY PEROXISOMY CYTOSKELET Mikrofilamenta Intermediální filamenta Mikrotubuly Centriol CYTOPLASMATICKÉ INKLUZE JÁDRO Jaderný obal Chromatin Jadérko Jaderná matrix BUNĚČNÝ CYKLUS TKÁŇ EPITELOVÁ OBECNÁ CHARAKTERISTIKA EPITELŮ POLARITA BUNĚK A SPECIALIZACE BUNĚČNÉHO POVRCHU Specializace apikálního povrchu Specializace laterálního povrchu Specializace bazálního povrchu KLASIFIKACE EPITELOVÉ TKÁNĚ Epitely krycí Jednovrstevné epitely Vícevrstevné epitely Epitely žlázové Jednobuněčné žlázy Mnohobuněčné žlázy Epitel resorpční Epitel respirační Epitel smyslový Epitel svalový HLAVNÍ TYPY EPITELOVÝCH BUNĚK TKÁNĚ POJIVOVÉ ÚVOD MEZIBUNĚČNÁ HMOTA Amorfní složka Fibrilární složka Kolagenní vlákna Retikulární vlákna Elastická vlákna BUŇKY POJIVOVÉ TKÁNĚ TYPY POJIVOVÉ TKÁNĚ Vazivo Typy vazivové tkáně... 30

4 4.4.2 Chrupavka Chrupavka hyalinní Chrupavka elastická Chrupavka vazivová Kost Buňky kostní tkáně Typy kostní tkáně Osifikace Kosterní spoje TKÁŇ NERVOVÁ ÚVOD NERVOVÉ BUŇKY Tělo neuronu perikaryon Dendrity Axon Synapse Axonální transport NEUROGLIE Centrální neuroglie Astrocyty Oligodendrocyty Mikroglie Ependym Periferní neuroglie Schwannovy buňky Satelitní buňky NERVOVÁ VLÁKNA Myelinizovaná nervová vlákna Nemyelinizovaná nervová vlákna TKÁŇ SVALOVÁ SVALOVÁ TKÁŇ KOSTERNÍ Stavba svalového vlákna Typy kosterních svalových vláken Mechanismus svalové kontrakce SVALOVÁ TKÁŇ SRDEČNÍ SVALOVÁ TKÁŇ HLADKÁ KREV A KRVETVORBA ÚVOD KREVNÍ PLASMA FORMOVANÉ KREVNÍ ELEMENTY Erytrocyty (červené krvinky) Leukocyty (bílé krvinky) Granulocyty Agranulocyty Trombocyty (krevní destičky) HEMOPOÉZA (KRVETVORBA) Krvetvorné orgány Erytropoéza (vývoj červených krvinek) Granulopoéza (vývoj granulocytů) Lymfopoéza (vývoj lymfocytů) Monopoéza (vývoj monocytů) Trombopoéza (vývoj trombocytů) ŘEŠENÍ KONTROLNÍCH TESTŮ LITERATURA... 68

5 Pouţité symboly a jejich význam V této kapitole se dozvíte Klíčová slova Literatura použitá ve studijním materiálu, pro doplnění a rozšíření poznatků. Testy a otázky ke kterým řešení, odpovědi a výsledky studující najdou v rámci studijní opory. Řešení a odpovědi vážou se na konkrétní úkoly, zadání a testy. Shrnutí kapitoly

6

7 1 ÚVOD Histologie je morfologický obor, který rozšiřuje poznatky o stavbě lidského těla získané studiem normální anatomie o další úroveň popisuje mikroskopickou stavbu jednotlivých orgánů. Tyto poznatky jsou nezbytné pro pochopení jejich funkce za normálních a patologických stavů. Obecná histologie popisuje stavbu a funkci základních stavebních kamenů lidských orgánů tkání. Tkáň definujeme jako skupinu buněk, které mají stejný tvar a stejnou funkci. Jsou tvořeny buňkami a m ezibuněčnou hmotou. Zpravidla rozlišujeme tkáně: Epitelové Pojivové Svalové Nervové Krvetvornou a krev Po prostudování textu budete znát: Obecná histologie popisuje světelně mikroskopickou strukturu a ultrastrukturu základních tkání, které tvoří stavební kameny stavby jednotlivých orgánů lidského těla. Získáte: poznatky nezbytné pro studium mikroskopické anatomie. Budete schopni: rozlišit jednotlivé tkáně ve světelném mikroskopu, pochopit jejich funkci. 5

8 2 CYTOLOGIE V této kapitole se dozvíte: základní poznatky o stavbě a funkci buněk. Klíčová slova této kapitoly: buňka, karyoplasma, cytoplasma, buněčné organely, buněčný cyklus. 2.1 BUŇKA Buňka je základní stavební jednotkou všech živých organismů. Obsahuje genetickou informaci, která umožňuje základní životní funkce: rozmnožování, metabolismus, růst a dráždivost. Tvar buněk odpovídá zejména jejich funkci. Máme např. buňky ploché, kubické, pyramidové či hvězdicovité vysílající své výběžky do všech stran. Velikost buněk v lidském těle se pohybuje od 5 m do 20 m Většina buněk má velikost m m Buňka je od okolí oddělena cytoplasmatickou membránou. Uvnitř buňky se nachází jádro obsahující karyoplasmu. Jádro je od zbytku buňky cytoplasmy odděleno jaderným obalem. V cytoplasmě jsou buněčná organela. 2.2 CYTOPLASMATICKÁ MEMBRÁNA (PLASMALEMMA) Cytoplasmatická membrána tvoří bariéru, která řídí prostup látek z a do buňky, je místem rozpoznávacích funkcí a zprostředkovává reakci buňky na signály z okolí. Její tloušťka činí 7,5 10 nm. Je složena z lipidů, bílkovin a polysacharidů. V elektronovém mikroskopu se jeví jako trojvrstevná struktura složená ze dvou tmavých linií, mezi nimiž je světlá mezivrstva. Rozložení jednotlivých molekul uvnitř cytoplasmatické membrány se dynamicky mění v závislosti na funkčním stavu buněk. Obr. 1 Stavba buněčné membrány 6

9 2.3 CYTOPLASMA Cytoplasma tvoří strukturované prostředí, které vyplňuje prostor mezi jaderným obalem a cytoplasmatickou membránou. Kromě amorfních součástí obsahuje jemnou fibrilární síť obsahující zejména filamenta a mikrotubuly. Ovlivňuje prostup látek vnitřním prostředím buňky a řídí také pohyb buněčných organel v cytoplasmě uložených. 2.4 MITOCHONDRIE Mitochondrie jsou typickou součástí většiny buněk. Jejich velikost, množství a tvar závisí na funkčním stavu buňky. Jsou tvořeny zevní a vnitřní mitochondriální membránou. Zevní je hladká a ohraničuje mitochondrie od cytoplasmy. Vnitřní vybíhá do nitra mitochondrie ve formě výběžků, zvaných kristy. Jejich tvar je typický pro jednotlivé buňky a závisí na jejich funkci. Prostor mezi kristami je vyplněn jemně granulární matrix. Matrix obsahuje mimo jiné bílkoviny a mitochondriální DNA. Na vnitřních mitochondriálních membránách jsou uloženy enzymy cyklu kyseliny citronové (Krebsova cyklu). Zpracováním metabolitů vzniká v mitochondriích teplo, akumuluje se energie v ATP, uvolňuje se CO 2 a voda. Mitochondrie jsou zdrojem energie pro různé metabolické procesy v buňce. Obr. 2 Mitochondrie 2.5 ENDOPLASMATICKÉ RETIKULUM Endoplasmatické retikulum tvoří systém oploštěných nebo tubulárních cisteren ohraničených membránami, které navzájem komunikují a prostupují cytoplasmou buňky vytvářejíce oddělený členitý prostor. Dochází zde k syntéze proteinů, lipidů a sacharidů. Vyskytuje se ve dvou formách jako drsné a hladké endoplasmatické retikulum Drsné endoplasmatické retikulum Je typické pro buňky produkující proteiny. Na cytoplasmatickém povrchu oploštěných cisteren endoplasmatického retikula se nacházejí ribosomy a polyribosomy, které mu tak dodávají granulární vzhled. 7

10 Drsné Hladké Obr. 3 Endoplasmatické retikulum Ribosomy, polyribosomy Drobné elektrondenzní částice o velikosti nm. Skládají se z malé a velké podjednotky. Obě obsahují ribosomální RNA a proteiny. Vyskytují se buď volně v cytoplasmě, nebo nasedají na zevní plochu membrán drsného endoplasmatického retikula. Vyskytují se buď izolovaně, nebo tvoří skupiny nazvané polyribosomy. Ribosomy hrají základní roli v proteosyntéze Hladké endoplasmatické retikulum V tomto případě cisterny endoplasmatického retikula jsou převážně uspořádány do tubulárních, navzájem komunikujících útvarů bez ribosomů. Je typické pro buňky produkující steroidy, bohatě je vytvořeno také v jaterních buňkách, kde hraje významnou roli v detoxikačních pochodech. 2.6 GOLGIHO KOMPLEX Golgiho komplex slouží k závěrečné modifikaci látek syntetizovaných buňkou a přípravě k jejich předání na místo určení. Ve většině buněk se nachází v blízkosti jádra. Je tvořen systémem několika oploštěných cisteren bez ribosomů. Na jejich volných koncích se nacházejí početné drobné váčky. Golgiho komplex úzce souvisí s endoplasmatickým retikulem. Z cisteren endoplasmatického retikula se odštěpují drobné váčky, které přenášejí na konvexní (cis) plochu Golgiho komplexu materiál syntetizovaný v endoplasmatickém retikulu. Na opačné konkávní straně Golgiho komplexu se vytvářejí další váčky obsahující materiál modifikovaný uvnitř vaků Golgiho komplexu. Tyto váčky slouží k přepravě látek do nejrůznějších míst v buňce nebo mimo buňku. Trans plocha Obr. 4 Golgiho komplex Cis plocha 8

11 2.7 LYZOSOMY Lyzosomy jsou většinou kulovité útvary o velikosti 0,2 2 m, ohraničené membránou. Obsahují velké množství hydrolytických enzymů, jako jsou proteázy, lipázy a fosfolipázy. Jsou hlavním místem, kde v buňce probíhá enzymatická degradace různých makromolekul. V lyzosomech jsou tráveny: A) velké extracelulární částice, jako jsou bakterie, nekrotické buňky, které se dostávají do buňky fagocytózou jako fagosomy; B) drobné extracelulární částice, jako např. proteiny, které se dostávají do buňky pinocytózou; C) části vlastní buňky, jako např. celé buněčné organely nebo jejich části. Tento proces se označuje jako autofagie. Některé buňky, jako např. osteoklasty, uvolňují obsah lyzosomů do extracelulárních prostorů, kde slouží k odbourání extracelulární matrix. 2.8 PEROXISOMY Peroxisomy jsou kulovité, membránou ohraničené struktury o velikosti 0,5 m. V proměnlivém počtu se vyskytují prakticky ve všech buňkách. Obsahují oxidativní enzymy, zejména katalázy a další peroxidázy. Vyskytují se např. v jaterních buňkách (hepatocytech), kde provádějí řadu detoxikačních reakcí (např. odbourávají alkohol). Další významnou funkcí peroxisomů je beta-oxidace mastných kyselin. 2.9 CYTOSKELET Cytoskelet je dynamický systém vláknitých struktur, které zabezpečují transport látek v buňce, fixují tvar a zabezpečují pevnost buněk a umožňují pohyb buněk nebo jejich povrchových struktur Mikrofilamenta Aktinová mikrofilamenta se vyskytují prakticky ve všech buňkách. Jsou tvořena globulárními aktinovými molekulami, které polymerizují do podoby dvojité šroubovice. Ve svalových buňkách jsou modifikovaná aktinová vlákna součástí kontraktilního aparátu buněk. V nesvalových buňkách vytvářejí aktinová vlákna prostorovou síť, která je součástí cytoskeletu. Jsou důležitá pro pohyb uvnitř buňky, ale také pro pohyb celé buňky Intermediální filamenta Intermediální filamenta odvozují svůj název od skutečnosti, že jejich průměr 8 10 nm leží mezi velikostí mikrofilament a mikrotubulů. Jejich hlavní význam spočívá v podpoře struktury a tvaru buněk. Jsou tvořena dlouhými vláknitými molekulami charakteristicky spirálně stočenými. Do této skupiny patří např. neurofilamenta (v nervových buňkách) a cytokeratininy (v epitelových buňkách). 9

12 2.9.3 Mikrotubuly Mikrotubuly mají tvar nevětvících se pevných dutých válců o příčném průměru nm, mohou dosahovat délky až několika mikrometrů. Jejich stěna je tvořena cirkulárně uspořádanými dimery tubulinu. V buňkách probíhají difúzně (všemi směry) v tom případě jsou odpovědny za udržování charakteristického tvaru, nebo jsou uspořádány do svazků, které zabezpečují intracelulární transport látek (např. synaptických váčků v neuronech). Mikrotubuly jsou také součástí dělícího vřeténka Centriol Centriol má tvar dutého válce o průměru 0,15 02 m a délce 0,3 05 m. Vyskytují se většinou ve dvojici, v níž jsou centrioly orientovány tak, že jejich dlouhé osy svírají pravý úhel. Stěnu centriolu tvoří devět trojic mikrotubulů (tripletů). V blízkosti se vyskytuje amorfní, denzní pericentriolární aparát, který hraje významnou roli při polymerizaci mikrotubulů. Kromě produkce mikrotubulů se centrioly významně podílí na buněčném dělení, vznikají z nich bazální tělíska kinocilií a bičíků. Obr. 5 Centriol Triplet Pericentriolární aparát 2.10 CYTOPLASMATICKÉ INKLUZE Jde o přechodné útvary v cytoplasmě buněk tvořené nahromaděním jejich metabolitů či nahromaděním látek, které vznikly mimo buňku. Z metabolitů jsou typickými zástupci tukové kapénky (v tukové tkáni, v kůře nadledvinek, v jaterních buňkách), sacharidové inkluze, viditelné nejčastěji ve formě granulárního glykogenu, a proteiny, které jsou uloženy v sekrečních granulích oddělených od cytoplasmy biologickou membránou. V některých buňkách se vyskytují krystaloidní útvary, tvořené fibrilárními proteiny. V jiných buňkách se vyskytují látky s charakteristickým zbarvením. Označují se jako pigmenty. Podle jejich původu je dělíme na exogenní vznikající mimo tělo, např. částečky prachu, a endogenní vytvořené ve vlastním těle. Zde patří zejména melanin, lipofuscin a hemosiderin JÁDRO Buněčné jádro je zásadní součástí buněk, protože obsahuje DNA nesoucí genetickou informaci, organizovanou takovým způsobem, že může být částečně či úplně přepisována. Buňky mají většinou jediné jádro. Jeho uložení, tvar a velikost souvisí s tvarem a velikostí buňky. Jádro obsahuje jaderný obal, chromatin, jadérko a jadernou matrix. 10

13 Jaderný obal Jaderný obal je tvořen dvojicí paralelně běžících biologických membrán. Mezi nimi se nachází úzký prostor, který se nazývá perinukleární cisterna. Na cytoplasmatickou plochu zevní membrány jaderného obalu často nasedají ribosomy a místy tato část jaderného obalu přímo komunikuje s drsným endoplasmatickým retikulem. Na vnitřní membránu, na ploše uložené ke karyoplasmě, se přikládá fibrózní lamina a vrstvička heterochromatinu. Perinukleární cisterna je přerušována v místech, kde splynutím obou listů jaderného obalu vznikají cirkulární otvory jaderné póry, které jsou místem komunikace mezi cytoplasmou a karyoplasmou Chromatin Chromatin je tvořen z vláken molekul DNA. Ve světelném mikroskopu rozlišujeme heterochromatin a euchromatin. Heterechromatin je v elektronovém mikroskopu zobrazen jako denzní hrudky. Ve světelném mikroskopu se zobrazuje jako hrubší bazofilní shluky. Euchromatin představuje světlé, málo se barvící oblasti mezi heterochromatinem. Poměr a rozložení euchromatinu a heterochromatinu je důležitým znakem při popisu stavby buňky. Obecně platí, že buňky se světlými jádry (převažující euchromatin) charakterizují metabolicky aktivní buňky, v níž dochází k rozsáhlejší transkripci genetické informace. Buňky s tmavým, kondenzovaným chromatinem jsou morfologickým znakem metabolicky inaktivních buněk. Jaderný obal Jaderný pór Jadérko Euchromatin Heterochromatin Obr. 6 Jádro Jadérko Jadérko je kulovitá struktura, která obsahuje ribosomální RNA a proteiny. Počet jadérek souvisí s metabolickou aktivitou buňky. Většina buněk obsahuje dvě jadérka. Na jadérku můžeme rozlišit nukleolární organizátor, pars fibróza a pars granulosa. V jadérku je syntetizována ribosomální RNA. 11

14 Jaderná matrix Jaderná matrix tvoří základní hmotu jádra, v níž je uložen chromatin a jadérko. Tvoří ji zejména proteiny BUNĚČNÝ CYKLUS V průběhu existence většiny živých buněk se střídají období, kdy buňka prochází buněčným dělením (mitózou nebo meiózou) a období zdánlivého klidu, kdy ve světelném mikroskopu nevidíme známky buněčného dělení takzvanou interfázi. Takové střídání buněčného dělení a interfáze označujeme jako buněčný cyklus. Interfáze se dělí na tři fáze: G 1 v níž probíhá syntéza proteinů. V této fázi buňka zmenšená po předchozím mitotickém dělení dorůstá do typické velikosti. S zde dochází k syntéze a replikaci DNA a centriolů. G 2 v této fázi buňka vytváří a akumuluje energii potřebnou pro procesy spojené s následující mitózou. Zejména k syntéze tubulinu pro mitotický aparát. Rychlost, kterou buňky procházejí buněčným cyklem, je jedním ze základních charakteristických znaků. U některých buněk (např. výstelky tenkého střeva) trvá buněčný cyklus několik hodin, u jiných v řádu dní či měsíců. U některých buněk je buněčný cyklus trvale zastaven (například svalstvo či nervové buňky). O takových buňkách říkáme, že se vyskytují v G o fázi. Shrnutí kapitoly Buňka je základní stavební a funkční jednotkou živých organismů. Je schopna základních životních funkcí. Průměrná velikost buněk v lidském těle činí m. Na povrchu buňky je buněčná membrána, která má dynamicky se měnící strukturu a v elektronovém mikroskopu se jeví jako trojvrstevná struktura. Řídí zejména prostup látek z a do buňky. Cytoplasma obsahuje buněčná organela: mitochondrie, ribosomy, hladké a drsné endoplasmatické retikulum, Golgiho komplex, lyzosomy a peroxisomy. Významné funkce v buňce zabezpečují struktury patřící k cytoskeletu: mikrofilamenta, intermediální filamenta, mikrotubuly a centriol. Genetická informace je uložena v jádře. Jádro má na povrchu jaderný obal. Obsahuje euchromatin, heterochromation a jadérko. 12

15 Testy a otázky: 1. Jaderný obal: A. je tvořen chitinem B. je tvořen třemi membránami C. je tvořen jednou membránou D. je tvořen dvěma membránami 2. Lyzosomy: A. vznikají v Golgiho komplexu B. vznikají v hladkém endoplasmatickém retikulu C. vznikají v drsném endoplasmatickém retikulu D. vznikají v mitochondriích 3. Drsné endoplasmatické retikulum: A. postrádá přidružené ribosomy B. tvoří cisterny na vnějším povrchu osázené ribosomy C. jeho povrch je hladký D. je obsaženo pouze v erytrocytech 4. Drsné endoplasmatické retikulum: A. je typické pro buňky produkující steroidy B. je typické pro buňky kůry nadledvinky C. je typické pro buňky produkující proteiny D. je typické pro buňky myokardu 5. Hladké endoplasmatické retikulum: A. je typické pro svalové buňky B. je typické pro nervové buňky C. je typické pro buňky produkující proteiny D. je typické pro buňky produkující steroidy 6. Mikroklk: A. zvětšuje povrch buněk, aktivně se pohybuje B. zvětšuje povrch buněk, aktivně se nepohybuje C. zmenšuje povrch buněk, aktivně se pohybuje D. zmenšuje povrch buněk, aktivně se nepohybuje 7. Mikrotubuly: A. jsou složeny z dimerů aktinu B. mají průměr 10 µm C. jsou součástí dělícího vřeténka D. tvoří skelet mitochondrií 8. Euchromatin: A. obsahuje RNA B. je tvořen tmavými většími hrudkami chromatinu C. je světle zbarvená část jádra s jemnou strukturou D. neobsahuje DNA 9. G o fáze ţivotního cyklu buňky: A. je typická pro rychle se množící buňky B. je typická např. pro nervové buňky C. v jejím průběhu se v jádře zmnožuje DNA D. v jejím průběhu se v jádře zmnožuje RNA 10. Cytoskelet: A. je tvořen tubuly, mikrotubuly a intermediálními filamenty B. je tvořen buněčnou membránou a jaderným obalem C. je tvořen systémem vaků a váčků D. slouží k vedení impulsů 13

16

17 3 TKÁŇ EPITELOVÁ V této kapitole se dozvíte: strukturální a funkční charakteristiku epitelové tkáně, o typech epitelové tkáně a příklady míst, kde se jednotlivé typy mohou nacházet, klasifikaci žláz, druhy žláz a příklady míst, kde se mohou nacházet. Klíčová slova této kapitoly: tkáň, epitel, bazální lamina, žlázy. Epitelová tkáň je tvořena souborem buněk, které jsou většinou nahloučeny těsně vedle sebe s minimálním množstvím mezibuněčné hmoty. Epitelové buňky se vyznačují značnou soudružností a na svých površích mají vyvinuty různé specializované struktury. 3.1 OBECNÁ CHARAKTERISTIKA EPITELŮ Epitelová tkáň kryje povrch těla, vystýlá lumina dutých orgánů, sekreční oddíly a vývody žláz a respirační oddíly plic. Specializované epiteliální buňky fungují jako receptory pro jednotlivé smysly. Epitelové buňky jsou uspořádány do jedné nebo více vrstev buněk, vytváří souvislé plochy, solidní orgány či žlázy. Buňky zaujímají velmi rozmanité tvary, od vysokých cylindrických, přes kubické až po dlaždicové elementy s různými přechodnými formami (polyedrický tvar). Uvnitř buněk se nachází obvykle jedno jádro. Tvar jader epitelových buněk obvykle zhruba odpovídá tvaru buněk. Kulatá jádra nacházíme v buňkách kubických, oválná jádra v buňkách cylindrických, plochá jádra se vyskytují v buňkách dlaždicových. Dlouhá osa jádra je vždy rovnoběžná s hlavní osou buňky. Tvar jádra se stává důležitým vodítkem pro odhad tvaru a počtu buněk, jelikož hranice mezi buňkami jsou ve světelném mikroskopu obvykle nezřetelné. Epitely leží na extracelulární bazální lamině, která je odděluje od vrstvy vazivové tkáně ležící pod nimi, zvaná lamina propria. Tkáň epitelová je bezcévná, bohatě inervovaná, a představuje labilní strukturu, která musí být neustále obnovována. Vzniká ze všech tří zárodečných listů, tj. ektodermu, mezodermu a entodermu. 3.2 POLARITA BUNĚK A SPECIALIZACE BUNĚČNÉHO POVRCHU Epitelové buňky jsou polarizované struktury. Jednotlivé povrchy buněk se vzájemně liší po stránce funkční i morfologické. Polaritu lze nejlépe pozorovat u jednovrstevného epitelu, kde má každá buňka tři typy povrchů: apikální, laterální a bazální. 13

18 3.2.1 Specializace apikálního povrchu Na volném povrchu epitelových buněk se mohou diferencovat mikroklky, stereocilie, kinocilie a bičíky. Mikroklky jsou cytoplasmatické výběžky kryté buněčnou membránou. Jsou dlouhé asi 1µm a mají průměr okolo 0,1 µm. Uvnitř mikroklků nacházíme longitudinálně uspořádaných aktinových mikrofilament, která jsou jednak příčně propojena mezi sebou, jednak se upínají prostřednictvím dalších proteinů i do buněčné membrány. Při bázi mikroklků se spojují s mikrofilamenty terminální sítě, která se rozprostírá bezprostředně pod mikroklky. Na povrchu mikroklků se nalézá PASpozitivní vrstvička glykoproteinů glykokalyx. Komplex mikroklků a glykokalyxu je snadno pozorovatelný světelným mikroskopem a je označován jako tzv. kartáčový (ţíhaný) lem. Vyskytuje se např. na povrchu enterocytů nebo na povrchu buněk, které vystýlají proximální tubuly ledvin. Stereocilie jsou dlouhé nepohyblivé výběžky. Jedná se v podstatě o dlouhé větvené mikroklky. Vyskytují se na buňkách vystýlajících ductus epididymidis nadvarlete a části ductus deferens, a ve vnitřním uchu (vláskové buňky). Kinocilie (řasinky) jsou protáhlé pohyblivé cytoplasmatické výběžky (délka okolo 10 µm, průměr 0,25 µm). Řasinky jsou ohraničeny buněčnou membránou, osovou část tvoří axonema, která se skládá z centrální dvojice mikrotubulů, okolo nichž je v kruhovém uspořádání umístěno 9 párů periferních mikrotubulů. Kinocilie jsou ukotveny v bazálních tělískách na apikálním pólu buňky. Struktura je obdobná centriolům. Řasinky kmitají rychle a ve vlnách. Posunují povrchovou vrstvu hlenu a zachyceného materiálu. Mezi epitely s řasinkami řadíme epitel víceřadý cylindrický s řasinkami, který vystýlá dýchací cesty, a jednovrstevný cylindrický epitel s řasinkami, vystýlající vejcovody. Zdrojem energie pro kmitání řasinek je ATP. Bičíky mají podobnou strukturu jako řasinky, jsou však podstatně delší. U člověka mají bičík pouze spermie Specializace laterálního povrchu Epitelové buňky jsou vzájemně těsně spojeny pomocí specializovaných mezibuněčných spojů. Tato mezibuněčná spojení utěsňují mezibuněčné prostory, zvyšují soudružnost buněk a slouží ke komunikaci mezi buňkami. Z funkčního hlediska můžeme buněčné kontakty dělit na spojení okluzní (utěsňující; zonulae occludentes), adhezní (zonulae adherentes a desmosomy) a spojení komunikační (nexy). Zonula occludens (těsné spojení) se nachází blízko apikální části buňky. Buněčné membrány sousedních buněk jsou těsně přiloženy. Dochází k jejich spojení v podobě pásku obkružujícího celou buňku, který zabraňuje průniku látek do intercelulárního prostoru. Zonula adherens (pásový desmosom) tvoří rovněž souvislý pás, umístěný hned pod těsným spojením a pomáhá udržet jeho těsnost. Mezibuněčný prostor má šířku o něco větší než 20 nm a zasahují do něj transmembránové proteiny kadheriny. Prostřednictvím těchto proteinů se do adhezního spoje upínají v cytoplasmatické oblasti svazky aktinových filament. 14

19 Obě výše popsaná spojení vytvářejí strukturu popisovanou jako terminální lišta. Desmosom (macula adherens) představuje diskovitou strukturu. Buněčné membrány jsou v tomto úseku zcela rovné a jsou od sebe vzdáleny nm. Uprostřed intercelulárního prostoru se někdy objevuje elektronově denzní materiál. Na cytoplasmatické straně membrán jsou přiloženy denzní úponové ploténky tvořené proteiny. Do těchto plotének jsou zakotvena cytokeratinová intermediální filamenta. V apikálních oblastech epitelu tvoří zonula occludens, zonula adherens a desmosom dohromady apikální spojovací komplex. Nexy (gap junction) nacházíme difúzně rozmístěny podél bočních membrán většiny epitelových buněk. Mezibuněčná štěrbina je široká 2 nm, do níž z obou protilehlých stran zasahují konce proteinových komplexů zvaných konexony. Jsou tvořeny 6 subjednotkami, v jejichž středu probíhá kanálek o průměru 1,5 nm. Prostřednictvím nexů dochází k výměně iontů a molekul mezi sousedními buňkami Specializace bazálního povrchu Bazální povrch je v kontaktu s bazální laminou. Toto spojení může být posíleno hemidesmosomy. Specializací bazálního povrchu buněk je bazální labyrint. Lamina basalis a bazální membrána Vrstvička extracelulárního materiálu, která odděluje tkáň epitelovou od tkáně pojivové, se nazývá bazální lamina. Je tvořena dvěma vrstvami horní světlejší lamina lucida (lamina rara) a spodní tmavší lamina densa. Bazální lamina se skládá z kolagenu typu IV, proteoglykanu (heparan sulfát), lamininu a entaktinu. Mezi lamina basalis a přilehlým vazivem se někdy diferencuje lamina reticularis složená z retikulárních vláken. Bazální lamina plní celou řadu důležitých funkcí. Poutá epitel k vazivovému podkladu, vytváří bariéru, která omezuje nebo reguluje výměnu makromolekul mezi vazivem a ostatními tkáněmi, uplatňuje se také při mezibuněčné komunikaci, při pohybu buněk a také v jejich orientaci. Bazální membrána je označení pro komplex lamina basalis a lamina reticularis nebo komplex dvou bazálních lamin. Ve světelném mikroskopu vidíme bazální membránu jako PAS-pozitivní vrstvu. Hemidesmosom (poloviční desmosom) je umístěn na vnitřním povrchu bazální buněčné membrány a je v kontaktu s bazální laminou. Jeho stavba odpovídá polovině desmosomu, ale transmembránové proteiny představují integriny připojující cytoplasmatickou membránu k lamininu bazální laminy. Bazální labyrint představuje množství záhybů (invaginace) buněčné membrány, ohraničující bazální povrch buňky. Mezi invaginacemi buněčné membrány jsou umístěny, obvykle vertikálně, mitochondrie. Uskutečňuje se zde transport iontů proti koncentračnímu gradientu. Energie potřebná pro tento proces je dodávána mitochondriemi. 15

20 3.3 KLASIFIKACE EPITELOVÉ TKÁNĚ Podle uspořádání buněk rozeznáváme epitel plošný, trámčitý a retikulární. Plošný epitel tvoří buňky seskupené do plochy v jedné či více vrstvách. Charakter tohoto epitelu mají všechny epitely krycí, resorpční, respirační a smyslový epitel. Trámčitý epitel tvoří epitelové buňky uspořádané do trojrozměrných trámců. Trámčitý epitel se vyskytuje v játrech a v některých endokrinních žlázách. Retikulární epitel je tvořen buňkami, jež jsou v kontaktu pouze svými výběžky, a tvoří tak prostorovou síť. S tímto epitelem se setkáváme jen zřídka, tvoří např. epitelové stroma thymu. Podle převládající funkce dělíme epitely na krycí či povrchové, epitel žlázový, resorpční, respirační, smyslový a svalový Epitely krycí Buňky krycích epitelů vytvářejí vrstvy, které kryjí zevní povrch nebo vystýlají tělní dutiny. Můžeme je klasifikovat podle počtu vrstev buněk a podle tvaru buněk ve vrstvě povrchové. Podle počtu vrstev rozeznáváme epitel jednovrstevný a vícevrstevný. Podle charakteru buněk v povrchové vrstvě rozeznáváme epitel dlaždicový (plochý), kubický a cylindrický Jednovrstevné epitely Buňky jsou seřazeny v jedné vrstvě a všechny nasedají na bazální membránu. Podle tvaru buněk můžeme odlišit epitel jednovrstevný plochý, kubický nebo cylindrický. Zvláštním typem jednovrstevného epitelu je epitel víceřadý. Epitel jednovrstevný dlaţdicový (plochý). Epitel se skládá z jedné vrstvy plochých, dlaždicových buněk. Vystýlá krevní cévy (endotel), tělní dutiny (mezotel) a tvoří parietální list ledvinného tělíska. Epitel jednovrstevný kubický. Je tvořen jednou vrstvou kubických buněk. Nachází se ve žlázových vývodech, v ledvinných tubulech, v plexus choroideus. Epitel jednovrstevný cylindrický. Je tvořen jednou vrstvou zhruba válcovitých buněk. Vystýlá trávicí trubici od kardie po anus, tvoří výstelku žlučníku, děložní sliznice, velkých žlázových vývodů aj. Epitel víceřadý cylindrický. V tomto epitelu jsou všechny buňky v kontaktu s bazální laminou, ale jen některé z nich dosahují k volnému povrchu epitelu, takže jádra jsou uložena v několika řadách. Dvouřadý cylindrický epitel vystýlá například některé větší žlázové vývody nebo kanálek nadvarlete, kde povrchová vrstva obsahuje nepohyblivé stereocilie. Víceřadý cylindrický epitel je charakteristický pro sliznici dýchacích cest, kde se na povrchu buněk vyskytují kinocilie. Jedná se tedy o víceřadý cylindrický epitel s řasinkami Vícevrstevné epitely Vícevrstevné epitely jsou tvořeny několika vrstvami buněk, takže na bazální membránu nasedají pouze nejspodnější buňky. Rozeznáváme epitel vícevrstevný dlaždicový (plochý), epitel vícevrstevný kubický, epitel vícevrstevný cylindrický a epitel přechodní. 16

21 Epitel vícevrstevný dlaţdicový (plochý) se vyskytuje ve dvou formách rohovějící a nerohovějící. Epitel vícevrstevný dlaţdicový nerohovějící (slizničního typu) se skládá z 5 až 20 vrstev buněk, které se směrem k povrchu oplošťují. Povrchové buňky mají podobu dlaždic, obsahují jádra a jsou bez známek keratinizace. Vystýlá vlhké dutiny (např. ústní dutinu, jícen, pochvu, anální kanál). Epitel vícevrstevný dlaţdicový rohovějící se skládá z mnoha vrstev buněk. Nejhlubší vrstva buněk ležící na bazální lamině má kubický až cylindrický tvar. Směrem navenek buňky nabývají nepravidelného tvaru a postupně se oplošťují. Povrchové buňky jsou dlaždicové, bezjaderné, zrohovatělé. Typickým příkladem tohoto epitelu je epidermis, pokožka, kryjící zevní povrch těla. Epitel vícevrstevný kubický má obvykle dvě až tři vrstvy kubických buněk. Vystýlá vývody některých žláz. Je relativně vzácný. Epitel vícevrstevný cylindrický má povrchové buňky cylindrické. Není příliš častý, nacházíme ho v některých velkých žlázových vývodech a také na spojivce. Epitel přechodní tvoří 5 6 vrstev buněk. Bazální buňky jsou polyedrické, nasedající na bazální membránu, buňky střední vrstvy mají tvar hruškovitý a povrchové buňky jsou velké kopulovité fasetové, často dvoujaderné. Tvar těchto buněk se mění podle dilatace orgánů, které vystýlá (ledvinná pánvička, močovod, močový měchýř). 17

22 TYPY EPITELŮ Počet vrstev Tvar buňky Výskyt Funkce Jednovrstevný Plochý (dlaždicový) Kubický výstelka cév (endotel), výstelka serózních dutin (mezotel), Bowmanovo pouzdro (ledvina) malé vývody exokrinních žláz, povrch ovaria, ledvinné tubuly, štítná žláza aktivní transport pinocytózou, semipermeabilní membrána krycí, absorpce a sekrece Cylindrický výstelka střev a žlučníku, žaludeční sliznice absorpce a sekrece Víceřadý cylindrický trachea, bronchiální strom, ductusdeferens ochrana, sekrece, transport Vícevrstevný Dlaždicový rohovějící epidermis ochrana Dlaždicový nerohovějící (slizničního typu) dutina ústní, jícen, pochva ochrana Kubický vývody potních žláz ochrana Cylindrický velké vývody exokrinních žláz, spojivka ochrana Přechodní ledvinné kalichy, uretery, močový měchýř, uretra ochrana, roztažlivost 18

23 3.3.2 Epitely ţlázové Žlázový epitel je tvořen buňkami, které se specializují na produkci látek, které se svým složením liší od krve i od intercelulární tekutiny. Buňky vylučují do extracelulárního prostoru látky, které nejsou využívány buňkou samotnou, ale jsou důležité pro ostatní části organismu. Tyto látky jsou ukládány v buňkách ve formě váčků ohraničených membránou, zvaných sekreční granula. Epitelové buňky žláz mohou syntetizovat, střádat a vylučovat proteiny, lipidy, komplexy polysacharidů a proteinů. Sekreční proces má 3 fáze. Fáze sekrečního cyklu: Ingesce příjem látek nezbytných pro tvorbu sekretu. Syntéza tvorba sekretu probíhá za účasti granulárního endoplasmatického retikula a Golgiho komplexu. Vyrobený sekret je skladován v podobě sekrečních granul v cytoplasmě buňky. Sekrece výdej sekretu z buňky. Podle způsobu, jakým je sekret vylučován z buňky, rozlišujeme 3 typy sekrece merokrinní, apokrinní a holokrinní. Merokrinní (ekrinní) z buňky je vylučován pouze vlastní sekret, přičemž tvar buňky se nijak podstatně nemění. Příkladem jsou malé potní žlázy, slinné žlázy, pankreas apod. Apokrinní sekret se hromadí v apikální části buňky, která se celá odděluje, buňka se po vyprázdnění zmenšuje. Příkladem jsou velké potní žlázy. Holokrinní celá žlázová buňka se přeměňuje v sekret a při jeho výdeji dochází k úplnému zániku buňky. S tímto způsobem sekrece se setkáváme u mazových žláz. Žlázy se embryonálně zakládají jako pupeny proliferujících buněk, které pronikají směrem do tkáně pojivové. Rozeznáváme ţlázy endokrinní a exokrinní. Ţlázy endokrinní ztrácejí spojení s povrchovým epitelem, není zde vyvinut systém vývodů. Jejich sekret je tedy transportován na místo určení krevním proudem. Podle uspořádání buněk rozeznáváme dva typy endokrinních žláz: trámčitý typ žlázové buňky jsou uspořádány do anastomozujících trámců, obklopené sítí krevních kapilár (např. adenohypofýza, nadledvina, příštítná tělíska); folikulární typ sekreční buňky tvoří uzavřené váčky, vyplněné nebuněčným materiálem (např. štítná žláza). Ţlázy exokrinní si zachovávají spojení s povrchovým epitelem. Toto spojení nabývá tvaru tubulárního vývodu vystlaného epitelem, kudy je sekret transportován na povrch. Žlázový epitel tvoří základní součást orgánů, které se označují jako žlázy. Rozlišují se žlázy jednobuněčné a mnohobuněčné Jednobuněčné žlázy Jednobuněčné žlázy sestávají z izolovaných žlázových buněk, vložených do epitelu jiné funkce (např. krycího). K jednobuněčným žlázám se řadí pohárkové buňky výstelky tenkého střeva nebo dýchacího traktu. 19

24 Mnohobuněčné žlázy Mnohobuněčné žlázy jsou tvořeny celými buněčnými shluky produkujícími určitý druh sekretu. Velikost těchto žláz se pohybuje od mikroskopických až po makroskopické rozměry. Podle vztahu k výchozímu epitelu můžeme mnohobuněčné žlázy rozdělit na endoepitelové a exoepitelové. Ţlázy endoepitelové jsou tvořeny malými skupinami buněk, jež nepřesahují tloušťku epitelu (např. v epitelu mužské uretry, v nosní sliznici). Ţlázy exoepitelové jsou tvořeny sekrečními buňkami, které se vnořily hlouběji, do cévnatého vaziva pod epitelem. Výjimečně mohou být vychlípené na povrch (plexus choroideus). Klasifikace exoepitelových ţláz Žlázy se skládají z části sekreční, jež obsahuje buňky odpovědné za sekreci, a z vývodu či systému vývodů, sloužící k odvádění sekretu na místo určení. Podle uspořádání sekrečního oddílu a systému vývodů definujeme žlázy morfologicky, podle charakteru sekretu pak funkčně. Podle tvaru sekrečních oddílů můžeme exoepitelové žlázy rozdělit na: Tubulózní sekreční oddíl je tvořen trubičkovitými útvary tubuly. Alveolární sekreční oddíl je tvořen váčky alveoly (aciny). Tuboalveolární tubulózní úsek je zakončen sférickým alveolem (acinem). Jednoduché ţlázy mohou být tubulózní přímé (např. Lieberkühnovy krypty ve střevě), tubulózní stočené (žlázy potní v kůži) nebo alveolární (parauretrální, Littréovy žlázy). Tyto žlázy jsou bez vývodu, a pokud ho mají, je vždy krátký. Rozvětvené ţlázy mohou být tubulózní (např. ve sliznici pyloru) nebo alveolární (např. mazové žlázy v kůži). Sekreční oddíly jsou mírně větvené, které vyúsťují v jednom vývodu. Sloţené ţlázy jsou tubulózní (např. Weberovy žlázy jazyka), alveolární (např. pankreas, gl.parotis) a tuboalveolární (např. gl. submandibularis, gl. sublingualis). Mají dlouhé a bohatě větvené vývody. Systém vývodů velkých složených žláz tvoří tyto části: Istmická vsunutý vývod navazující na sekreční úsek je vystlán jednovrstevným plochým epitelem. Ţíhaná intralobulární vývod uvnitř žlázových lalůčků. Tato část je vystlána jednovrstevným kubickým epitelem. Báze buněk vykazují radiální žíhaní, které je způsobeno dlouhými a do vertikálních sloupců seřazenými mitochondriemi. Interlobulární vývod nacházející se ve vazivu mezi lalůčky. Výstelku tvoří epitel jednovrstevný kubický až cylindrický. Lobární vývod nacházející se u velkých žláz mezi většími laloky. Je tvořen epitelem vícevrstevným cylindrickým. Hlavní výstelku hlavního vývodu tvoří vícevrstevný cylindrický epitel, který může v některých případech přecházet v epitel vícevrstevný dlaždicový. Podle charakteru sekretu se rozlišují žlázy mucinózní, serózní a smíšené (seromucinózní). 20

25 Mucinózní ţlázy mají sekreční úseky charakteru tubulů, jež jsou vystlány buňkami vyššími, nepravidelně hranolovitými. Jádro je tmavé, oploštělé, při bazi buňky, cytoplasma obsahuje velké sekreční vakuoly, vyplněné hlenem (mucinem), který se při běžném histologickém barvení hematoxylin-eosin nebarví, a proto jsou tyto buňky velmi světlé. Produkují vazký hlenovitý sekret (např. Brunnerovy žlázy v duodenu, žlázky pyloru). Serózní ţlázy mají sekreční úseky ve tvaru váčků, zvaných alveoly či aciny, jež jsou vystlány buňkami serózními pyramidového tvaru. Jádro je oválné v dolní třetině buňky, cytoplasma poměrně tmavá. Pod jádrem jsou četné mitochondrie seřazené do sloupců, v apikální části buňky nacházíme sekreční granula (např. gl.parotis, exokrinní složka pankreatu). Smíšené ţlázy seromucinózní se skládají z mucinózních tubulů a serózních acinů, které někdy vytvářejí na konci mucinózních tubulů poloměsíčité útvary Gianuzziho lunuly (např. gl. sublingualis, gl. submandibularis). Serózní acinus Vývod Mucinózní tubulus Obr. 7 Stavba smíšené žlázy 21

26 KLASIFIKACE EXOKRINNÍCH ŽLÁZ Struktura Výskyt Vlastnosti Jednoduché Tubulózní Lieberkühnovy Sekreční část žlázy je rovná žlázy krypty ve střevě trubička tvořená sekrečními buňkami (pohárkové buňky). Tubulózní stočená ekkrinní potní žlázy v kůži Stočená trubičkovitá struktura složená ze sekreční části uložené hluboko v dermis. Tubulózní rozvětvená pylorické žlázy v žaludku Rozvětvené tubulózní žlázy s rozšířenou sekreční částí tvořenou sekrečními buňkami produkujícími viskózní hlenovitý sekret. Alveolární parauretrální (Littréovy) žlázy Jednoduché alveolární žlázy, jež vznikly vytvořením váčku z přechodného epitelu a jsou tvořeny jedinou vrstvou sekrečních buněk. Alveolární rozvětvená mazové žlázy v kůži Rozvětvené alveolární žlázy, sekreční část je tvořena buňkami vylučujícími sekret do krátkého vývodu. Složené žlázy Tubulózní Brunnerovy žlázy v duodenu Složené tubulózní žlázy s vinutými sekrečními částmi tvořenými buňkami vylučující hlen, uloženými v submukóze duodena. Alveolární Pankreas Složené alveolární žlázy tvořené žlázovými aciny vystlanými serózními buňkami. Tuboalveolární gl. submandibularis, gl. sublingualis Složené tubolaveolární žlázy jsou tvořeny mucinózními tubuly a serózními aciny; Gianuzziho lunuly. 22

27 3.3.3 Epitel resorpční Tento epitel je specializován na transport látek ze zevního do vnitřního prostředí. Protože intenzita resorpce záleží na velikosti plochy, je na povrchu buněk resorpčního epitelu velké množství dlouhých, hustě uspořádaných mikroklků, které zvětšují resorpční povrch kartáčový (ţíhaný) lem. Patří sem především enterocyty střevní sliznice a epitel proximálních tubulů nefronu ledviny Epitel respirační Respirační epitel vystýlá souvisle lumina plicních alveolů. Je tvořen plochými buňkami, membranózními a granulární pneumocyty, přes které jsou molekuly plynu (O 2 a CO 2 ) transportovány z dutiny alveolu do krve prostřednictvím kapilár Epitel smyslový Smyslový epitel představuje specializovanou formu epitelu, který je schopen reagovat na podněty ze zevního prostředí. Vyskytuje se ve dvou formách: primární a sekundární smyslový epitel. Primární smyslový epitel pochází z neuroektodermu. Smyslové buňky jsou modifikované neurony. Buňky se skládají z recepčního úseku, těla a vodivého výběžku povahy axonu, který se zakončuje v CNS. Patří sem čichový epitel, sítnice. Sekundární smyslový epitel pochází z ektodermu. Neobsahuje vodivý výběžek (axon). Na buňkách tohoto epitelu se zakončují dendrity bipolárních gangliových buněk. Sekundárními smyslovými buňkami jsou buňky chuťových pohárků, vláskové buňky vnitřního ucha Epitel svalový Svalový epitel (myoepitel) je tkáň schopna stahu (kontrakce). Myoepitelové buňky jsou ektodermálního původu, mívají hvězdicovitý nebo vřetenovitý tvar a uvnitř obsahují velké množství myofilament. Svou kontrakcí pomáhají vylučování sekretu ze sekrečních oddílů žláz a usnadňují jeho posun systémem vývodů. 3.4 HLAVNÍ TYPY EPITELOVÝCH BUNĚK Buňky transportující ionty Typickou specializací pro tyto buňky je bazolaterální labyrint systém interdigitací bazolaterální membrány a velkého množství mitochondrií. Součástí buněčných membrán jsou enzymy nezbytné pro aktivní transport iontů. Mitochondrie dodávají pro tento děj nezbytnou energii ve formě ATP. Buňky transportující ionty se nacházejí v tubulech ledvin, v žíhaných vývodech slinných žláz, ve žlučníku. Buňky transportující pomocí pinocytózy Typickým příkladem je transport molekul přes cytoplasmatickou membránu v jednovrstevném plochém epitelu vystýlajícím krevní cévy (endotel) nebo tělní dutiny (mezotel). 23

28 Buňky uvolňující chemické působky mediátory Chemické působky uvolňované specializovanými buňkami ovlivňují aktivitu jiných buněk. Podle způsobu, jakým působek dosahuje cílové struktury, mohou být tyto buňky rozděleny do 3 skupin: Neurokrinní buňky uvolňují chemické signály v místě, kde se jejich cytoplasmatický výběžek přibližuje k povrchu cílové buňky (např. buňky nervové). Parakrinní buňky uvolňují působek, který difunduje na krátkou vzdálenost mezibuněčnou hmotou k sousedním cílovým buňkám (např. žírné buňky uvolňují histamin, který působí na endotel okolních kapilár). Endokrinní buňky uvolňují mediátorové působky do krve, která je přenáší na místo určení. Buňky secernující proteiny Buňky, které syntetizují proteiny pro segregaci a sekreci, mají mohutně vyvinuté granulární endoplasmatické retikulum a dobře vytvořený Golgiho komplex. Sekreční granula jsou skladována v apikální části buňky. Mezi proteiny, které jsou syntetizovány buňkami, patří např. trávicí enzymy, jež produkují acinózní buňky pankreatu, hlavní buňky žaludku. Buňky produkující hlen Sekrečním produktem buněk produkujících hlen jsou glykoproteiny zvané muciny nebo mucinogeny. Buňky jsou bohaté na granulární endoplasmatické retikulum, Golgiho komplex je mohutně vyvinut. Sekreční granula obsahující glykoproteiny jsou nahromaděna při apexu buňky. Jádro buněk secernujících hlen bývá oválné až ploché, stlačeno k bazi buňky. Představitelem buněk produkující hlen je pohárková buňka střevní. Dále tyto buňky najdeme v žaludku, v dýchacím traktu atd. Buňky secernující steroidy Jsou to endokrinní buňky specializované na syntézu a sekreci steroidů s hormonální aktivitou. Typickými organelami jsou hladké endoplasmatické retikulum, četné mitochondrie s tubulárními kristami a kapénky lipidů. Buňky, které vylučují steroidy, najdeme v různých orgánech, např. varlatech, ovariích, nadledvinách. 24

29 Shrnutí kapitoly Epitelová tkáň je složena z těsně na sebe naléhajících buněk, mezi kterými je minimální množství mezibuněčné hmoty. Spoje mezi buňkami zajišťují spojovací komplexy, volný povrch může být opatřen mikroklky nebo řasinkami. Všechny epitely nasedají na bazální membránu, která je odděluje od tkáně pojivové. Epitely se vyvíjejí z ektodermu, mezodermu i entodermu. Buňky krycích epitelů vytvářejí jednu nebo více vrstev nad sebou, které kryjí zevní povrch nebo vystýlají tělní dutiny. Můžeme je klasifikovat podle počtu vrstev buněk a podle tvaru buněk ve vrstvě povrchové. Mají nejčastěji ochrannou funkci. Žlázový epitel je tvořen buňkami, které mají schopnost vybírat určité látky z vnitřního prostředí, ty zpracovávat a jako sekret vylučovat do extracelulárního prostoru. Sekret se na místo určení dostává buď prostřednictvím vývodů (exokrinní žlázy), nebo prostřednictvím krve (endokrinní žlázy). 25

30 Testy a otázky 1. Epitel vrstevnatý dlaţdicový slizničního typu: A. je tvořen mnoha vrstvami buněk, povrchové buňky jsou oploštělé B. je tvořen mnoha vrstvami buněk, povrchové buňky jsou cylindrické C. má na povrchu rohovou vrstvu D. největší buňky jsou na povrchu epitelu 2. Typickým znakem epiteliální tkáně je: A. mezibuněčná hmota převládá nad buňkami B. obsahuje množství cév C. minimální množství mezibuněčné hmoty D. má na povrchu perichondrium 3. Ţlázy rozvětvené: A. mají rozvětvený strom vývodů B. nemají vývody C. mají jeden vývod D. u člověka se nevyskytují 4. Mucinózní ţlázy mají jádro sekrečních buněk uloţené: A. při boční stěně B. jádro neobsahují C. v centrální části D. těsně při spodině buňky 5. Epitel jednovrstevný cylindrický: A. všechny buňky nasedají na bazální membránu a jejich výškový rozměr je výrazně větší než šířkový B. všechny buňky nasedají na bazální membránu a jejich šířkový rozměr je výrazně větší než výškový C. jeho buňky mají jádra v různé výšce od bazální membrány D. některé buňky na povrchu epitelu jsou dvojjaderné 6. Holokrinní sekrece: A. je typická pro endokrinní sekreci B. není typická pro mazové žlázy C. je charakterizována zánikem celé buňky vyplněné sekretem D. není spojena s pyknotizací jádra 7. Spojovací komplex netvoří: A. zonula adherens B. nexus C. zonula occludens D. desmosom 8. Který epitel vystýlá většinu močových cest a močový měchýř? A. epitel vícevrstevný dlaždicový nerohovějící B. epitel víceřadý cylindrický C. epitel jednovrstevný cylindrický s řasinkami D. epitel přechodní 9. Ţlázy endokrinní: A. nevyskytují se v nadledvině B. obsahují vývody odvádějící sekret mimo žlázu C. nemají vývody D. jsou složeny ze sekreční části a vývodu 10. Víceřadý cylindrický epitel: A. všechna jádra leží stejně hluboko pod povrchem B. všechny buňky dosahují k povrchu C. všechny buňky se dotýkají bazální laminy D. skládá se pouze z řasinkových buněk 26

31 4 TKÁNĚ POJIVOVÉ V této kapitole se dozvíte: o histologické stavbě pojivové tkáně obecně, o histologické stavbě chrupavky, vazivové tkáně a kostní tkáně. Klíčová slova této kapitoly: pojivová tkáň, mezibuněčná hmota, amorfní složka, vláknitá složka, vazivo, chrupavka elastická, hyalinní a vazivová, kost fibrilární a lamelární, osifikace. 4.1 ÚVOD Pojivová tkáň je tvořena buňkami, které jsou zality v mezibuněčné hmotě. Na rozdíl od epitelové tkáně je mezibuněčná hmota bohatě zastoupená. Mezibuněčná hmota je tvořena složkou amorfní a složkou fibrilární. Rozlišujeme 3 základní typy pojivové tkáně: vazivo, chrupavku a kost. Buňky pojivové tkáně jsou buď fixní (vznikají v dané tkáni, produkují tam mezibuněčnou hmotu a jsou v ní přítomné celou dobu existence), nebo volné (jsou ve tkáni pouze část své existence, jejich prekursorem je hemopoetická kmenová buňka). 4.2 MEZIBUNĚČNÁ HMOTA Mezibuněčná hmota je tvořena amorfní a fibrilární složkou, které jsou produkovány fixními buňkami pojivové tkáně Amorfní sloţka Amorfní složka je tvořena vodou, ionty, glykosaminoglykany, proteoglykany a strukturálními glykoproteiny. Glykosaminoglykany-lineární polysacharidy (GAG) jsou tvořeny kyselinou hyaluronovou a N-acetylovaným cukrem. Mezi nejdůležitější GAG patří: viz tabulka GAG kyselina hyaluronová heparansulfát dermatansulfát chondroitinsulfát, keratansulfát Výskyt pupečník, chrupavka, pojivová tkáň basální laminy vazivo, kůže, šlachy chrupavka a kost Proteoglykany jsou tvořeny proteinovým jádrem a GAG mimo kyseliny hyaluronové. Strukturální glykoproteiny mají sacharidovou a proteinovou část. Nejvýznamnější strukturální glykoproteiny uvádí tabulka. 27

32 glykoprotein funkce fibronektin adheze a migrace vazivových buněk laminin basální laminy chondronektin adheze chondrocytů ke kolagenu typu II osteonektin, osteopontin kostní tkáň Fibrilární sloţka Fibrilární neboli vláknitá složka mezibuněčné hmoty je zastoupena 3 typy vláken. A to vlákny kolagenními, retikulárními a elastickými. Vlákna kolagenní a retikulární jsou tvořena proteinem kolagenem. Vlákna elastická jsou tvořena proteinem elastinem. Kolageny jsou skupinou strukturálních proteinů, které jsou tvořeny glykoproteiny a malým množstvím sacharidů. Přehled nejdůležitějších typů kolagenů a jejich výskyt uvádí tabulka. typ kolagenu typ I tvoří fibrily ano, vlákna až s průměrem 1 20 μm; nejrozšířenější výskyt tvorba kolagenních vláken; kosti, dentin, šlachy, dermis, pouzdra orgánů typ II ano, velmi tenké fibrily tenké fibrily v elastické a hyalinní chrupavce typ III ano, vlákna 0,2 20 μm tvorba retikulárních vláken typ IV ne, ani fibrily ani vlákna; basální laminy tvoří většinou síťovinu typ V ano s typem I a III; plodové obaly, krevní cévy typ VII podobný II kotvící fibrily spojující epidermis a dermis Syntéza kolagenu probíhá na polyribosomech endoplasmatického retikula. Molekuly jsou transportovány do GK, kde se dále upravují. Mezi buňky schopné syntézy kolagenu patří fibroblasty, chondroblasty, osteoblasty, cementoblasty, odontoblasty, buňky hladké svaloviny. Výsledkem syntézy je molekula prokolagenu. Po odštěpení registračních peptidů vzniká tropokolagen. Tropokolagen je tvořen 3 podjednotkami spojenými ve šroubovici. Molekuly tropokolagenu jsou schopny polymerovat, a vytvářet tak protofibrily. Protofibrily mohou agregovat a vytvářet fibrily. Ty dále agregují ve vlákna, popř. svazky vláken. Fibrily vykazují příčné pruhování díky překrývání molekul tropokolagenu Kolagenní vlákna Kolagenní vlákna jsou nejpočetnější v pojivové tkáni. Tvoří je kolagen typu I. Jsou pevná, ohebná, ale ne elastická. Mají průměr 1 20 μm. 28

33 Retikulární vlákna Retikulární vlákna jsou tvořena z kolagenu typu III. Tvoří tenké fibrily o průměru 0,2 2 μm. Většinou jsou uspořádány do podoby jemných sítí. Jeví afinitu k solím stříbra = argyrofilní Elastická vlákna Elastická vlákna jsou tvořena centrem z elastinu a vrstvou mikrofibril kolem. Elastin je tvořen jako proelastin, z něj následně vzniká tropoelastin, který polymerizuje v elastin. Elastin je produkován fibroblasty a buňkami hladké svaloviny. Vývojové fáze elastického vlákna: Oxythalamová vlákna svazeček tenkých mikrofibril, př. závěsný aparát čočky, dermis. Elauninová vlákna vlákna oxythalanová a mezi nimi uložený elastin; př. okolí potních žláz, dermis. Elastická vlákna elastin v centru svazečku vláken, tenký obal z mikrofibril. Elastická vlákna jsou velmi pružná, mohou být protažena až na 150 % původní délky. Vytváří nejen vlákna, ale také sítě či blanky. 4.3 BUŇKY POJIVOVÉ TKÁNĚ Fibroblasty Fibroblasty jsou nejčastější buňky pojivové tkáně. Produkují vlákna kolagenní, retikulární, elastická a amorfní hmotu (GAG, glykoproteiny). Existují ve dvou formách, a to jako fibrocyty a fibroblasty. Fibrocyty jsou menší, vřetenovitého tvaru, s menším, tmavým jádrem. Jedná se o klidové formy. Aktivní formou jsou fibroblasty protáhlého nebo hvězdicovitého tvaru s nepravidelně větvenou cytoplasmou, oválným jádrem a výrazným jadérkem. Jsou větší než fibrocyty. Myofibroblasty Myofibroblasty jsou podobné fibroblastům. Obsahují v cytoplasmě aktinová a myosinová filamenta. Ţírné buňky Žírné buňky (20 30 μm) jsou oválné až kulovité s centrálně umístěným kulovitým jádrem. V cytoplasmě obsahují basofilní granula nepravidelného tvaru ve kterých skladují chemické mediátory zánětlivé reakce. Rozlišujeme 2 typy žírných buněk: Vazivový typ obsahují v granulech histamin a heparin. Slizniční typ obsahují v granulech chondroitinsulfát. Plasmatické buňky Plasmatické buňky (10 20 µm) jsou velké, ovoidní s basofilní cytoplasmou. Jádro je okrouhlé, umístěné excentricky s loukoťovitě uspořádaným chromatinem. V cytoplasmě mají mnoho GER. Jejich funkcí je produkce imunoglobulinů (protilátek). Jedná se vlastně o efektorové buňky B lymfocytů. 29

34 Retikulární buňky Retikulární buňky mají hvězdicovitý tvar a dlouhé výběžky. Produkují prekursory kolagenu III. Makrofágy Makrofágy (10 30 μm) jsou velké buňky s nepravidelným povrchem se záhyby a pseudopodiemi. Mají oválné nebo ledvinovité jádro, které je umístěno excentricky. Existují 2 typy makrofágů, a to fixní a bloudivé. Hlavní funkcí makrofágů je fagocytóza. Produkují také různé látky. Tukové buňky adipocyty Tukové buňky se vyskytují ve 2 formách: Univakuolární adipocyty kulovité až polyedrické buňky s oploštělými excentricky uloženými jádry. V cytoplasmě obsahují pouze jednu tukovou vakuolu. Jsou zásobárnou energie. Multivakuolární adipocyty polygonální buňky s kulovitým centrálně uloženým jádrem. V cytoplasmě obsahují velké množství lipidových kapének a mnoho mitochondrií. Jsou zdrojem netřesové termogeneze (především u novorozenců). 4.4 TYPY POJIVOVÉ TKÁNĚ Vazivo Vazivo, jakožto pojivová tkáň, je tvořeno mezibuněčnou hmotou a buňkami. Z fixních buněk zde můžeme nalézt fibroblasty, fibrocyty, retikulární buňky a adipocyty. Z buněk bloudivých plasmatické buňky, histiocyty, žírné buňky. Mezibuněčná hmota je opět tvořena složkou amorfní a vláknitou. Vláknitá složka může obsahovat všechny typy vláken. Vazivo plní v organismu různé funkce, viz tabulka. Funkce vazivové tkáně v organismu podpůrná epitel, svalová i nervová tkáň jsou navzájem spojeny vazivem; tvoří pouzdra orgánů, mozkové pleny zásobní v tukové tkáni uskladňovány lipidy zdroj energie, řídká pojivová tkáň zdroj vody a elektrolytů obranná při zánětu uvolnění mediátorů akutní fáze leukocyty (polynukleáry) chronická lymfocyty reparativní význam při hojení (aktivace fibrocytů, tvorba vaziva) transportní předávání látek buňkám a obráceně Typy vazivové tkáně a) Mezenchymové vazivo Představuje embryonální tkáň. Je tvořeno mesenchymovými buňkami a mezibuněčnou hmotou s retikulárními vlákny. 30

35 b) Rosolovité vazivo Obsahuje velké množství amorfní hmoty, kyselinu hyaluronovou, ojedinělá kolagenní vlákna, málo retikulárních a elastických vláken, fibroblasty, fibrocyty. Výskyt: pupečník tzv. Whartonův rosol, pulpa vyvíjejícího se zubu. c) Tukové vazivo Vyskytuje se ve dvou formách: Bílá tuková tkáň unilokulární adipocyty, fibrocyty, žírné buňky, retikulární vlákna, kolagenní vlákna; výrazná vaskularizace. Hnědá tuková tkáň multilokulární adipocyty, bohaté cévní a nervové zásobení. Výskyt: u novorozenců v okolí lopatek a ledvin netřesová termogeneze; hibernující živočichové. Bílá tuková tkáň Obr. 8 Bílá a hnědá tuková tkáň Hnědá tuková tkáň d) Retikulární vazivo Je tvořeno retikulárními buňkami, retikulárními vlákny a četnými makrofágy. Výskyt: nosný substrát v lymfatických uzlinách a v kostní dřeni. e) Elastické vazivo V elastickém vazivu převládají elastická vlákna, která tvoří paralelní svazky. Díky vysokému obsahu elastinu má žlutavý nádech. Výskyt: ligamenta flava, ligamentum suspensorium penis. f) Kolagenní vazivo Kolagenní vazivo se vyskytuje v organismu nejčastěji, a to ve dvou podobách: řídké areolární obsahuje všechny typy buněk, nejvíce fibroblastů a makrofágů, kolagenní a elastická vlákna, minimum retikulárních, převažuje amorfní hmota; výskyt: vyplňuje prostory mezi orgány, tvoří lamina propria mucosae epitelů, husté podobné složení jako řídké, ale má více vláken: 31

36 uspořádané kolagenní vlákna ve svazcích orientovaných v určitém směru; výskyt: aponeurózy, šlachy, vazy, neuspořádané kolagenní vlákna v různých směrech; výskyt: pars reticularis corii Chrupavka Chrupavka je tvořena buňkami chondroblasty a chondrocyty a mezibuněčnou hmotou, která má pevnou konzistenci. Chrupavka je bezcévná, pružná a mechanicky odolná. Chondrocyty (10 30 μm) jsou buňky chrupavky, které jsou na periferii chrupavky oválného tvaru, v centru naopak sférické. Jsou uloženy v dutinách z mezibuněčné hmoty, tzv. lakunách. Na povrchu chondrocytů jsou četné výběžky. V cytoplasmě mají velké jádro, mohutné GER, velký GK, lipidové kapénky, glykogen, sekreční vesikuly a elementy cytoskeletu. Produkují jednotlivé složky mezibuněčné hmoty. Chondroblasty se svou strukturou podobají fibroblastům. Jejich diferenciací vznikají chondrocyty. Povrch chrupavek kryje perichondrium, mimo kloubních ploch a vazivové chrupavky. Perichondrium je pouzdro z tuhého vaziva. Obsahuje kolagenní vlákna, fibrocyty, cévy, nervová vlákna. Na jeho vnitřní straně nalézáme chondroblasty. Zajišťuje výživu chrupavky. Růst chrupavky může probíhat dvěma způsoby. Prvním je diferenciace již existujících chondrocytů, která se nazývá intersticiální proliferace. Druhým je růst chrupavky apozicí, kdy dochází k diferenciaci chondroblastů z buněk perichondria. Rozlišujeme tři typy chrupavky, a to chrupavku hyalinní, elastickou a vazivovou Chrupavka hyalinní Chrupavka hyalinní je nejběžněji se vyskytujícím typem chrupavky. Chondrocyty jsou uloženy v lakunách a vytvářejí tzv. isogenetické skupiny nebo řady. Isogenetické skupiny čili řady vznikají mitotickým dělením jednoho chondrocytu. Protože buňky nemohou pevnou mezibuněčnou hmotou migrovat, zůstávají na místě. Mezibuněčná hmota těsně obklopující lakuny se nazývá teritoriální matrix, okolo které je basofilní pouzdro. Zbývající matrix je tzv. interteritoriální matrix. Na povrchu hyalinní chrupavky je vyvinuto perichondrium, s výjimkou kloubních ploch. Amorfní složka mezibuněčné hmoty obsahuje kyselinu hyaluronovou, keratansulfát, chondroitinsulfát, chondronektin a proteoglykany agrekan a biglykan. Součástí fibrilární složky jsou kolagenní fibrily tvořené kolagenem typu II. Výskyt: kloubní povrchy, ventrální konce žeber, stěny dýchacích cest nos, hrtan, trachea, bronchy. 32

37 Obr. 9 Hyalinní chrupavka Chrupavka elastická Chondrocyty elastické chrupavky rovněž vytvářejí isogenetické skupiny, ale s menším počtem chondrocytů nebo se chondrocyty vyskytují jednotlivě. V mezibuněčné hmotě mimo kolagenu typu II. nalézáme také síť elastických vláken. Na povrchu je chrupavka opatřena perichondriem. Výskyt: ušní boltec, stěna zevního zvukovodu, epiglottis, malé chrupavky hrtanu. Obr. 10 Elastická chrupavka 33

38 Chrupavka vazivová Vazivová chrupavka tvoří jakýsi přechod mezi chrupavkou a hustým kolagenním vazivem. Chondrocyty jsou převážně jednotlivě, často tvoří dlouhé sloupce. Obsahuje méně amorfní hmoty. Mimo fibril kolagenu II. zde nalézáme také tlustá vlákna tvořena kolagenem I. Na povrchu vazivové chrupavky není vyvinuto perichondrium. Výskyt: meziobratlové ploténky, symfýza, místa úponu některých vazů. Obr. 11 Vazivová chrupavka Kost Kost je nejtvrdší tkání v lidském těle. Je opět tvořena buňkami a mezibuněčnou hmotou. Vláknitá složka mezibuněčné hmoty je tvořena kolagenními vlákny z kolagenu typ I. Amorfní složka mezibuněčné hmoty obsahuje strukturální glykoproteiny (osteopontin, osteonektin, sialoprotein, osteokalcin), chondroitinsulfát a keratansulfát. Z anorganických látek jsou nejvíce zastoupeny vápenaté kationty a fosfátové anionty, v menší míře také kationty hořečnaté, draselné, sodné a uhličitanové a citrátové anionty. Kationty vápenaté a anionty fosfátové se nejčastěji vyskytují jako krystalky hydroxyapatitu, které jsou uloženy paralelně s dlouhou osou kolagenních vláken. Zevní povrch kosti pokrývá periost. Zevní vrstva periostu je z hustého kolagenného vaziva s četnými fibroblasty, kolagenními vlákny, cévami, nervy. Jako tzv. Sharpeyova vlákna zajišťují kolagenní vlákna spojení periostu a kostní tkáně. Vnitřní vrstva periostu je tvořena osteoprogenitorovými buňkami. Jedná se o ploché nediferencované buňky, které se mohou dělit. Vnitřní povrch kosti je lemován endostem. Endost je tvořen malým množstvím vaziva a jednou vrstvou osteoprogenitorových buněk. Endost zajišťuje výživu kostní tkáně a je zdrojem nových osteoblastů. 34

39 Funkce kostní tkáně opora a ochrana měkkých tkání umožňuje pohyb celého organismu zásobárna kalciových iontů Buňky kostní tkáně Osteoblasty Osteoblasty se nacházejí na povrchu tvořících se kostních trámečků jako vrstva buněk kubického nebo cylindrického tvaru. Mají basofilní cytoplasmu, velké, světlé jádro, mohutné GER a velký GK. Vysílají dlouhé, tenké výběžky, kterými se napojují na sousední osteoblasty. Funkce: produkují kostní matrix kolagen typu I., glykoproteiny, proteoglykany. Osteoid nově syntetizována kostní matrix, která ještě nebyla mineralizována. Osteocyty Osteocyty vznikají z osteoblastů zalitím do mezibuněčné hmoty. Jsou uloženy v lakunách. Mají tvar broušeného diamantu, jádro je menší, menší je i GK a GER. Vysílají tenké, dlouhé cytoplasmatické výběžky (filopodiální), které jsou uloženy v úzkých kanálcích. Výběžky jednotlivých buněk spolu navzájem komunikují, a dochází tak k průniku živin, metabolitů a plynů. Osteoklasty Osteoklasty jsou obrovské mnohojaderné buňky (10 20 jader). Vznikají splýváním monocytů (součást monocytomakrofágového systému). Jsou uloženy na povrchu kostní tkáně v prohlubních tzv. Howshipových lakunách. Na povrchu jsou bohatě větvené s četnými invaginacemi, mají acidofilní cytoplasmu, četné polysomy, mitochondrie a mnoho lyzosomů. Jejich hlavní funkcí je odbourávání kostní matrix. osteoblast osteocyt osteoklast Obr. 12 Kostní buňky 35

40 Typy kostní tkáně Rozlišujeme dva typy kostní tkáně, a to kost primární a kost sekundární. a) Kost primární fibrilární (vláknitá) Kost primární se objevuje v embryonálním období a při hojení zlomenin, později je nahrazována kostí sekundární. V dospělosti ji lze najít v zubních alveolech, blízko lebečních švů, v místech úponů některých šlach. V kosti vláknité nalézáme nepravidelně uspořádány kolagenní vlákna, méně minerální složky a více osteofytů. b) Kost sekundární lamelární Kost sekundární se v těle vyskytuje častěji než primární. Kolagenní vlákna tvoří lamely, které jsou zality do mineralizované amorfní hmoty. Lamely jsou spojeny tmelovou substancí mineralizovaná amorfní matrix s ojedinělými kolagenními vlákny. Lakuny s osteocyty jsou většinou umístěny vně lamel. Dle uspořádání lamel můţeme rozlišit: Kost spongiosní (trabekulární) Lamely tvoří kostní trámce, mezi nimiž jsou volné prostory diploe s červenou kostní dření. Na povrchu nacházíme plášťové lamely kryté periostem. Makroskopicky má houbovitý vzhled. Kost spongiosní tvoří epifýzy dlouhých kostí a centrální části krátkých a plochých kostí. Kost kompaktní Základem kompaktní kosti jsou tzv. osteony Haversovy systémy. Osteony jsou vlastně tvořeny systémem koncentrických lamel, které obklopují centrální Haversův kanál. V řídkém kolagenním vazivu kanálu probíhají krevní cévy a nervová vlákna. Komunikace Haversových kanálů s periostem, kostní dření a ostatními Haversovými kanály zajišťují příčně probíhající Volkmannovy kanály. Každý osteon je obklopen amorfním materiálem, tzv. cementovou substancí. Osteony jsou po obou stranách lemovány zevními a vnitřními obvodovými lamelami. Mezi osteony se nachází tzv. vmezeřené lamely, které jsou pozůstatkem zaniklých osteonů. 36

41 Zevní plášťové lamely Vnitřní plášťové lamely Osteon-Haversův systém Endost Periost Lamela Kostní dřeň Obr. 13 Kost kompaktní Osteocyt Haversův kanál Epifýza spongiózní kost Dřeňová dutina Kompaktní kost Diafýza kompaktní kost Spongiózní kost Dlouhá kost Krátká kost Plochá kost Obr. 14 Stavba jednotlivých typů kostí Osifikace Vývoj kosti se nazývá osifikace. Probíhá na základě vaziva nebo chrupavky. První vzniká kost primární, která je později nahrazena kostí sekundární. 37

42 a) Desmogenní osifikace Desmogenní osifikace je osifikace na vazivovém základu. Takto vzniká většina plochých kostí, např. čelní a temenní kosti, část týlních a spánkových kostí, horní a dolní čelist. Základem je primární osifikační centrum v mesenchymu. Buňky se zde diferencují v osteoblasty. Tvoří se osteoid, dochází ke kalcifikaci. Některé osteoblasty se zalévají do mezibuněčné hmoty a vznikají z nich osteocyty. Vznikají ostrůvky kostní tkáně tzv. spikuly. Ostrůvky splývají a vzniká houbovitá struktura kosti. Mezi trámci kostní tkáně je vazivo, do toho prorůstají cévy a zbytek mesenchymu, ze kterého pak vzniká kostní dřeň. Jednotlivá osifikační centra splývají. b) Chondrogenní osifikace Chondrogenní osifikace je osifikace na podkladě hyalinní chrupavky. Takto vzniká většina kostí. Nejprve se vytvoří chrupavčitý model kosti, který je posléze nahrazen kostní tkání. Nejdříve dochází k hypertrofii a destrukci chondrocytů chrupavčitého modelu. Zůstanou po nich lakuny oddělené septy zvápenatělé chrupavkové matrix. Do těchto lakun pronikají osteogenní pupeny, které obsahují osteoprogenitorové buňky a krevní kapiláry. Z osteoprogenitorových buněk vznikají osteoblasty, ty tvoří kostní matrix na původní základní hmotě. U dlouhých kostí první osifikuje periost diafýzy, vzniká dutý kostní válec, tzv. kostní límec, z perichondria tak vzniká periost (desmogenní osifikace). Kostní límec brání difúzi živin do chrupavky. Chondrocyty degenerují a dochází ke kalcifikaci chrupavky. Krevní cévy osteogenního pupenu pronikají díky osteoklastům zvápenatělou chrupavkou, s nimi zde pronikají i osteoprogenitorové buňky. Z těch se pak vyvíjejí osteoblasty, ty syntetizují základní hmotu kosti. Tak vzniká primární osifikační centrum v diafýze. Aktivují se i osteoklasty a vytvoří dřeňovou dutinu, která je později vyplněna kostní dření. Ve středu epifýz vznikají sekundární osifikační centra. Chrupavka je opět nahrazena kostní tkání, zachována je pouze na kloubních chrupavkách a jako růstová ploténka. Růstová chrupavka má tyto zóny: Zóna klidu hyalinní chrupavka. Proliferační zóna sloupce dělících se chondrocytů. Zóna hypertrofické chrupavky velké chondrocyty. Zóna kalcifikované chrupavky, na kterou navazuje tzv. linie eroze zvápenatělá chrupavka je zde odbourávána. Zbytky chrupavky zde tvoří směrové trámce. Zóna osteoidní na kostních trámcích se ukládají osteoblasty a produkují osteoid. Později se některé osteoblasty zalévají do mezibuněčné hmoty a vznikají osteocyty zóna osiformní. V zóně resorpce nacházíme mnoho osteoklastů, které odbourávají nově vytvořenou kost a podílejí se na vytvoření dřeňové dutiny. Růst kosti do délky je tedy dán nejen růstem chrupavky, ale také resorpcí nově vytvořené kosti. Je důležité si uvědomit, že kost zde nevzniká přeměnou chrupavky. Ta je vždy zcela odbourána a nahrazena kostní tkání. 38

43 Kosterní spoje Rozlišujeme spojení kostí pohyblivé a nepohyblivé. Nepohyblivé kosterní spoje jsou uvedeny v tabulce. Spojovací tkáň Výskyt Nepohyblivé synostosis kostní tkáň os sacrum synchondrosis chrupavka symphysis ossis pubis; žebra a sternum syndesmosis vazivo lebeční švy Klouby pohyblivé kosterní spoje Klouby (diarthrosis) jsou tvořeny kloubním pouzdrem s kloubní dutinou, která je vyplněna synoviální tekutinou. Synoviální tekutina je ultrafiltrátem krevní plasmy s velkým množstvím GAG. Kloubní plochy kryje hyalinní chrupavka, která nemá vyvinuto perichondrium. Kloubní pouzdro má zevní fibrózní vrstvu z hustého kolagenního vaziva a vnitřní synoviální vrstvu s povrchem pokrytým plochými či kubickými buňkami. Tyto buňky produkují synoviální tekutinu a odbourávají tkáňový detritus. Nazývají se synovialocyty. Pod nimi je vrstvička řídkého kolagenního vaziva s adipocyty. 39

44 Shrnutí kapitoly Pojivová tkáň je tvořena buňkami, které jsou zality v mezibuněčné hmotě. Buňky pojivové tkáně jsou buď fixní, nebo volné. Mezibuněčná hmota je tvořena amorfní a fibrilární sloţkou, které jsou produkovány fixními buňkami pojivové tkáně. Amorfní sloţka je tvořena vodou, ionty, glykosaminoglykany, proteoglykany a strukturálními glykoproteiny. Fibrilární sloţka mezibuněčné hmoty je zastoupena 3 typy vláken: kolagenními, retikulárními a elastickými. Mezi buňky pojiva patří: fibroblasty, myofibroblasty, žírné buňky, retikulární buňky, plasmatické buňky, makrofágy, adipocyty. Rozlišujeme 3 základní typy pojivové tkáně: vazivo, chrupavku a kost. Vazivo je tvořeno mezibuněčnou hmotou a buňkami. Rozlišujeme několik typů vazivové tkáně: mezenchymové vazivo, rosolovité vazivo, tukové vazivo, retikulární vazivo, elastické vazivo, kolagenní vazivo husté uspořádané nebo neuspořádané a řídké. Chrupavka je tvořena buňkami (chondroblasty a chondrocyty) a mezibuněčnou hmotou, která má pevnou konzistenci. Chrupavka je bezcévná, pružná a mechanicky odolná. Povrch chrupavek kryje perichondrium (pouzdro z tuhého vaziva, výživa chrupavky) mimo kloubních ploch a vazivové chrupavky. Růst chrupavky může probíhat apozicí nebo intersticiální proliferací. Rozlišujeme tři typy chrupavky. Chrupavka hyalinní má chondrocyty uloženy v lakunách, vytvářejí isogenetické skupiny nebo řady, a kolagenní fibrily tvořené kolagenem typu II. Chondrocyty elastické chrupavky vytvářejí isogenetické skupiny s menším počtem chondrocytů nebo má chondrocyty jednotlivě. V mezibuněčné hmotě nalézáme také síť elastických vláken. Vazivová chrupavka tvoří přechod mezi chrupavkou a hustým kolagenním vazivem. Chondrocyty jsou jednotlivě, často tvoří dlouhé sloupce. Mimo fibril kolagenu II. má vlákna tvořena kolagenem I. Kost je tvořena buňkami a mezibuněčnou hmotou (kolagenními vlákny z kolagenu typ I., anorganické a organické složky). Zevní povrch kosti pokrývá periost. Vnitřní povrch kosti je lemován endostem. Zajišťují výživu kostní tkáně a jsou zdrojem nových osteoblastů. Osteoblasty jsou na povrchu kostních trámců a produkují složky mezibuněčné hmoty. Osteocyty vznikají z osteoblastů zalitím do mezibuněčné hmoty. Osteoklasty jsou obrovské mnohojaderné buňky, které odbourávají kostní matrix. Rozlišujeme dva typy kostní tkáně, a to kost primární (vláknitou) a kost sekundární. V kosti vláknité nalézáme nepravidelně uspořádány kolagenní vlákna, méně minerální složky a více osteocytů. V kosti lamelární kolagenní vlákna tvoří lamely, které jsou zality do mineralizované amorfní hmoty. Lakuny s osteocyty jsou vně lamel. Dle uspořádání lamel rozlišujeme kost spongiózní (lamely tvoří kostní trámce, mezi nimiž jsou diploe s červenou kostní dření) a kompaktní (základ tvoří koncentrický systém lamel osteony). Vývoj kosti se nazývá osifikace. Probíhá na základě vaziva (desmogenní) nebo chrupavky (chondrogenní). Rozlišujeme spojení kostí pohyblivé (diarthrosis) a nepohyblivé (synostosis, synchondrosis a syndesmosis). 40

45

46 Testy a otázky: 1. Osteon: A. představuje jehlan B. je obklopen depozity amorfního materiálu nazývaného maltová substance C. je stavební jednotkou lamelosní kosti D. neboli Hissův systém 2. Osteoblast: A. vytváří kost B. se nachází výhradně v chrupavce C. je oválná buňka bez výběžků D. je zodpovědný za syntézu organických struktur svalové matrix 3. Endost: A. je tvořen dvěma vrstvami: osteogenní a fibrózní B. vystýlá dřeňovou dutinu C. je připojen k povrchu kosti Sharpeyovými vlákny D. obsahuje zralé osteocyty 4. Osteoklast: A. je nezralá buňka B. vytváří prekurzory mezibuněčné hmoty kosti C. je mnohojaderná buňka D. se podílí na tvorbě primární kosti 5. Typickým znakem tkáně pojivové je: A. mezibuněčná hmota převládá nad buňkami B. obsahuje množství cév C. minimální množství mezibuněčné hmoty D. má na povrchu perichondrium 6. Vlákna kolagenní: A. jsou ve světelném mikroskopu bazofilní B. mají průměr mezi 0,5 2 μm C. jsou mechanicky odolná D. jsou nejméně početnou vláknitou složkou vaziva 7. Rosolovité vazivo: A. má řídkou vodnatou konzistenci B. někdy se nazývá Whartonův rosol C. ve stáří odpružuje a chrání krevní cévy D. je složeno hlavně z kolagenu typu III 8. Elastická chrupavka: A. má chondrocyty seskupené do početných izogenetických skupin B. neobsahuje kolagenní fibrily C. v základní hmotě jsou hojná elastická vlákna D. nemá perichondrium 9. Vazivová chrupavka: A. obsahuje velké množství elastických vláken B. zřídka obsahuje izogenetické skupiny chondrocytů C. strukturálně je přechodnou tkání mezi hustým vazivem a chrupavkou D. je to převažující chrupavka zevního ucha 10. Které z následujících údajů odlišují kloubní chrupavku od ostatní hyalinní chrupavky? A. obsahuje izogenetické skupiny chondrocytů B. neobsahuje krevní cévy C. není kryta perichondriem D. obsahuje kolagen typu II 40

47 5 TKÁŇ NERVOVÁ V této kapitole se dozvíte: jakou stavbu a funkci mají nervové buňky, jakou stavbu a funkci mají gliové buňky, o nervových vláknech. Klíčová slova této kapitoly: neuron, axon, dendrit, synapse, centrální glie, periferní glie, nervová vlákna. 5.1 ÚVOD Nervová tkáň je nejvíce diferencovaná forma živé hmoty. Umožňuje přijímat a zpracovávat informace o měnícím vnitřním prostření lidského těla a podmínkách zevního prostředí. Integruje a kontroluje funkci orgánů a orgánových systémů. Nervová tkáň obsahuje dva typy buněk. Funkční elementy nervové buňky a buňky s podpůrnou funkcí gliové. 5.2 NERVOVÉ BUŇKY Neurony jsou stavební a funkční jednotkou nervové tkáně. U člověka se vyskytuje v nervovém systému asi 10 milionů nervových buněk. U nervových buněk rozlišujeme tělo (perikaryon) a dva typy výběžků: dendrity a neurit (axon). Dendrit Axon Jádro Obr. 15 Nervová buňka Podle počtu výběžků rozlišujeme neurony multipolární (s jedním axonem a dvěma či více dendrity), bipolární s jedním axonem a jedním dendritem a pseudounipolární (z perikarya odstupuje jeden axon, jenž se v určité vzdálenosti rozděluje ve dva výběžky, z nichž jeden běží do periferie a druhý do CNS). 41

48 pseudounipolární bipolární multipolární Obr. 16 Typy neuronů Nervové buňky se dále dělí podle řady dalších kritérií. Důležité je rozdělení podle funkce na neurony eferentní (řídí funkci např. svalů a žláz), neurony aferentní (přijímají a vedou stimuly ze sensitivních a senzorických zakončení do centra) a interneurony (propojující neurony navzájem). Nervové buňky se nedělí. Jen v některých oblastech mozku se vyskytují nervové kmenové buňky se schopností dělit se, diferencovat a nahrazovat poškozené nervové buňky Tělo neuronu perikaryon Svou stavbou odpovídá buňkám produkujícím bílkoviny. Obsahuje velké světlé jádro s výrazným jadérkem. V okolní cytoplasmě se typicky vyskytují početné vaky drsného endoplasmatického retikula a volné ribosomy. Tyto struktury můžeme ve světelném mikroskopu sledovat jako bazofilní hrudky nazývané Nisslova substance. V cytoplasmě kolem jádra dále nacházíme početné mitochondrie, Golgiho komplex, lyzosomy, mikrotuly a neurofilamenta, transportní váčky a inkluze Dendrity Přijímají informace od ostatních neuronů nebo ze zevního prostředí a vedou je k perikaryu. Vyskytují se většinou v blízkosti těla neuronu, typicky se větví. Jejich průměr je větší než průměr axonu. Nacházíme v nich stejná buněčná organela jako u perikarya (s výjimkou Golgiho komplexu) Axon Jeho funkcí je přenos informací směrem od perikarya buněk k jiným neuronům nebo k efektorům (např. svalovým buňkám). Každý neuron má jenom jeden axon. Jeho délka je rozdílná podle typu neuronu. V některých případech dosahuje délky až desítek centimetrů. Typickým příkladem jsou motorické neurony označované jako neurony Golgiho typu I. Naopak vmezeřené interkalární neurony mají axony krátké označují se jako neurony Golgiho typu II. Axony odstupují z perikarya v místě, které se nazývá axonální kónus. V tomto místě se sčítají různé excitační a tlumivé podněty působící na neuron a dochází k rozhodnutí, zda bude generován akční potenciál, který se dále šíří axonem. 42

49 Průměr axonů zůstává v celém jeho průběhu stejný, axony se ve svém průběhu nevětví. Pouze ojediněle v počátečním úseku axonu odstupuje výběžek, který se vrací k tělu neuronu. Takové výběžky jsou označovány jako kolaterální výběžky. Teprve konečný úsek axonu se větví. V axonech nacházíme málo mitochondrií, mikrotubuly a mikrofilamenta a vzácně cisterny hladkého endoplasmatického retikula Synapse Synapse je místo, kde dochází ke komunikaci mezi nervovými buňkami. Umožňují přenos impulsu z presynaptického úseku jednoho neuronu na postsynaptický úsek druhého neuronu. Podle jejich lokalizace je dělíme na: axodenritické, mezi axonem a dendritem, axosomatické, mezi axonem a tělem nervové buňky, axoaxonální, mezi dvěma axony, dendrodendritické, mezi dvěma dendrity. Synapsi tvoří presynaptická membrána, synaptická štěrbina a postsynaptická membrána. Presynaptická i postsynaptická membrána jsou v důsledku nahromadění denzních proteinů na jejich vnitřních plochách silnější než buněčná membrána na jiných úsecích neuronu. V nesynaptických úsecích jsou typickou strukturou synaptické váčky obsahující neurotransmitery látky odpovědné za přenos nervových vzruchů. Tyto váčky se otevírají procesem exocytózy do synaptické štěrbiny. Mediátory z nich uvolněné působí změnu membránového potenciálu na postsynaptické membráně. Neurofilamenta Presynaptická membrána Synaptické váčky Mitochondrie Synaptická štěrbina Obr. 17 Synapse Postsynaptická membrána Axonální transport Syntetické procesy v nervových buňkách probíhají pouze v buněčných tělech. Z místa svého vzniku se potřebné látky dostávají na místo svého určení takzvaným axonálním transportem. Důležitou roli v řízení tohoto transportu hrají svazky neurofilament a mikrotubulů běžící v dlouhé ose axonů. 43

50 5.3 NEUROGLIE Vedle nervových buněk se v nervové tkáni vyskytuje druhá skupina buněk buňky gliové. Tyto elementy nevedou nervové vzruchy. Mají funkci podpůrnou, udržují vnitřní rovnováhu v nervové tkáni, vytváření myelinové pochvy. Podle lokalizace je dělíme na centrální glii (je součástí centrálního nervového systému) a periferní glii (uloženou v periferním nervovém systému) Centrální neuroglie Astrocyty Jsou největší gliové buňky s četnými dlouhými výběžky. Jejich jádro je kulovité, světlé, uložené uprostřed buněk. Výběžky astrocytů oklopují všechny cévy v CNS, tvoří souvislé vrstvy na povrchu mozku a míchy. Jsou důležitou součástí hematoencefalické bariéry, která ovlivňuje přechod látek do blízkosti neuronů. Podle charakteru výběžků rozlišujeme astrocyty protoplasmatické s tlustšími hojně se větvícími výběžky, vyskytující se v šedé hmotě CNS, a astrocyty fibrilární s dlouhými, štíhlými a hladkými výběžky, které se nachází v bílé hmotě CNS Oligodendrocyty Jsou menší než astrocyty. Jsou uloženy jak v bílé, tak v šedé hmotě CNS. Mají krátké nepočetné výběžky, jejich jádro se výrazně barví, v cytoplasmě nacházíme četné mitochondrie, velký Golgiho komplex, drsné a hladké endoplasmatické retikulum a mikrotubuly. Oligodendrocyty jsou odpovědny za myelinizaci nervových vláken v CNS. Jsou analogem Schwannových buněk v periferním nervovém systému. Na rozdíl od nich mají vztah k více než jednomu axonu Mikroglie Tyto buňky patří k mononukleárnímu fagocytárnímu sytému. Mají schopnost fagocytózy. Jde o malé buňky s malými tmavými opláštěnými těly, od nichž odstupují krátké výběžky trnitého vzhledu. Jejich jádro je protáhlé a obsahuje tmavý kondenzovaný chromatin. Fibrilární astrocyt Protoplasmatický astrocyt Oligodendrocyt Mikroglie Obr. 18 Centrální glie 44

51 Ependym Tyto kubické až cylindrické buňky připomínající epitel tvoří vnitřní výstelku dutin v CNS. Na rozdíl od epitelů nenasedají na bazální membránu. Na apikálním povrchu se nacházejí mikroklky a řasinky. Z bazálního povrchu některých odstupuje dlouhý výběžek, který se zanořuje do nervové tkáně. Takové ependymální buňky se označují jako tanycyty Periferní neuroglie Schwannovy buňky Hlavní funkcí Schwannových buněk je podpora myelinizovaných i nemyelinizovaných nervových vláken. U myelinizovaných nervových vláken Schwannovy buňky vytváří rotací kolem axonu myelinovou pochvu. Schwannovy buňky mají také schopnost fagocytózy, což hraje významnou roli při procesu regenerace poškozených nervových vláken Satelitní buňky Jsou drobné ploché buňky, které obklopují těla nervových buněk v periferních gangliích. Nasedají na bazální membránu. Udržují a kontrolují prostředí kolem nervových buněk ganglií. 5.4 NERVOVÁ VLÁKNA Nervová vlákna obsahují axon a gliový obal. V periferním nervovém systému jsou nervová vlákna součástí periferních nervů. V centrálním nervovém systému vytváří svazky zvané mozkové dráhy Myelinizovaná nervová vlákna Myelinová pochva obalující axon se při vyšetření v elektronovém mikroskopu jeví jako systém periodicky se střídajících denzních linií, mezi nimiž se nacházejí světlejší prostory. Pochva je přerušena Ranvierovými zářezy, v jejichž rozsahu je axon kryt pouze tenkou vrstvou cytoplasmy sousedních Schwannových buněk. Vzdálenost mezi dvěma Ranvierovými zářezy se označuje jako internodium. Internodium odpovídá jedné Schwannové buňce, z jejichž povrchových membrán vznikla myelinová pochva při rotaci této buňky kolem axonu. Myelinová pochva ovlivňuje rychlost vedení nervového vzruchu, který přeskakuje internodium od jednoho Ranvierova zářezu k druhému (saltatorní vedení vzruchu). Čím delší je internodium, větší průměr axonu a tloušťka myelinové pochvy, tím rychlejší je vedení nervového podráždění. Rozdíl v uspořádání myelinových pochev v CNS a PNS spočívá zejména v tom, že u myelinových pochev v PNS jedna Schwannova buňka tvoří pouze jedno internodium na jediném axonu. Analogické buňky v CNS oligodendrocyty vytváří myelinové úseky na několika axonech. 45

52 Myelinová pochva Ranvierův zářez Schwannova buňka Axon Obr. 19 Myelinizované nervové vlákno Nemyelinizovaná nervová vlákna Axony nemyelinizovaných nervových vláken jsou tenké. V periferním nervovém systému se vždy několik takových axonů zanořuje do periferie cytoplasmy Schwannových buněk. Schwannovy buňky vytvářejí sloupce, které doprovází axony v celém jejich průběhu. Na povrchu vláken se nachází bazální membrána. V centrálním nervovém systému nemají nemyelinizovaná vlákna buď žádné obaly, nebo jsou kryta výběžky astrocytů. Rychlost vedení vzruchu je u těchto vláken nižší než u vláken myelinizovaných. Axon Jádro Schwannovy buňky Obr. 20 Nemyelinizované nervové vlákno Shrnutí kapitoly Nervovou tkáň tvoří nervové a gliové buňky. Nervové buňky jsou tvořeny buněčným tělem (perikaryem) a buněčnými výběžky: axonem a dendrity. Nervové buňky jsou navzájem propojeny pomocí synapsí. Gliové buňky jsou početnější než nervové. Mají funkci podpůrnou a metabolickou. Mezi centrální glii patří astrocyty, oligodendrocyty, mikroglie a ependym. K periferní glii řadíme Schwannovy buňky a buňky satelitní. Axony spolu s gliovými obaly tvoří nervová vlákna. Rozlišujeme vlákna myelinizovaná a nemyelinizovaná. 46

53 Testy a otázky 1. Nisslova substance je tvořena: A. Golgiho komplexem B. mitochondriemi C. vaky hladkého endoplasmatického retikula D. vaky drsného endoplasmatického retikula 2. Astrocyt: A. nepatří mezi glie B. patří mezi centrální i periferní glie C. patří mezi periferní glie D. patří mezi centrální glie 3. Neurofibrily: A. jsou tvořeny svazky neurofilament a neurotubulů B. vyskytují se jen v perikaryu neurostu C. nevyskytují se v dendritech D. vyskytují se v neuronech jen přechodně 4. Mikroglie: A. vytvářejí myelinovou pochvu B. mají fagocytární schopnost C. vytvářejí hematoencefalickou bariéru D. nevyskytují se v CNS 5. Při přenosu vzruchu na synapsích dochází: A. k uvolnění mediátorů B. k vychlípení postsynaptické membrány C. k rozpadu postsynaptické membrány D. k dočasnému uzavření synaptické štěrbiny 6. Nervová buňka: A. je schopna fagocytózy B. má bohaté granulární endoplasmatické retikulum C. nemá vyvinutý Golgiho aparát D. neobsahuje centrozom 7. Který z následujících údajů, týkajících se dendritů je správný? A. mají po celé délce stejný průměr B. neuron má pouze jeden dendrit C. mohou obsahovat Nisslovu substanci D. obvykle jsou myelinizované 8. Označte nesprávnou odpověď: Multipolární neurony: A. jsou nejhojnější nervové buňky B. vyskytují se v předních rozích míšních C. mají více než dva výběžky D. mají hojné hladké endoplasmatické retikulum 9. Axon vede podráţdění: A. směrem od perikarya B. směrem k perikaryu C. oběma směry D. směrem k tělu nervové buňky 10. Ranvierovy zářezy jsou podmíněny: A. výběžky buněk endoneuria B. změnou tloušťky nervového vlákna C. hranicemi sousedících Schwannových buněk D. záhyby v tělech Schwannových buněk 47

54 6 TKÁŇ SVALOVÁ V této kapitole se dozvíte: jaké jsou tři hlavní typy svalové tkáně, o struktuře, funkci a umístění svalové tkáně, o mechanismu svalové kontrakce. Klíčová slova této kapitoly: svalovina příčně pruhovaná kosterní, hladká, srdeční, myofibrily, sarkolema, sarkoplasma, sarkoplasmatické retikulum, svalová kontrakce. Svalová tkáň je složena z buněk, příp. z mnohojaderných soubuní zvaných svalová vlákna, jejichž hlavní funkcí je kontrakce. Ta je podmíněna přítomností kontraktilních proteinů (aktinu a myosinu). Svalová tkáň zajišťuje pohyb organismu, průtok krve cévami a srdeční akci, peristaltické pohyby u trubicovitých orgánů. Téměř všechna svalovina se vyvíjí z mezodermu. Z hlediska morfologického a funkčního dělíme svalovou tkáň do tří skupin: kosterní svalová tkáň, srdeční svalová tkáň a hladká svalová tkáň. Pojmenování některých buněčných součástí svalové tkáně se liší od označení podobných struktur v buňkách jiných tkání. Cytoplasma svalových buněk se nazývá sarkoplasma, buněčná membrána sarkolema, hladké endoplasmatické retikulum se označuje jako sarkoplasmatické retikulum. 6.1 SVALOVÁ TKÁŇ KOSTERNÍ Základní morfologickou a funkční jednotkou je svalové vlákno, mnohojaderný útvar syncytium, jehož délka kolísá od několika milimetrů až do desítek centimetrů, v průměru měří µm. Na podélném řezu je u svalových vláken zřetelné příčné pruhování. Svalová vlákna vytvářejí v organismu svazky, v nichž jsou jednotlivá svalová vlákna uspořádána longitudinálně. Tyto svazky svalových vláken jsou strukturálními jednotkami kosterních svalů. PODÉLNĚ PŘÍČNĚ Jádro Obr. 21 Kosterní svalovina 48

55 6.1.1 Stavba svalového vlákna Na povrchu svalového vlákna je sarkolema. Každé svalové vlákno je obaleno tzv. endomysiem, složeného z bazální laminy a retikulárních vláken. Svazky svalových vláken jsou obaleny tenkou vazivovou pochvou, perimysiem. Celý sval obaluje zevní pochva, tvořená hustým kolagenním vazivem, epimysiem. Epimysium Endomysium Svalové vlákno Myofibrila Sarkolema Perimysium Obr. 22 Stavba svalu Jádro Sarkoplasma Sarkolema se vychlipuje kolmo v pravidelných intervalech do svalového vlákna v podobě trubiček, které se označují jako T-tubuly. Každé svalové vlákno obsahuje několik desítek až stovek oválných jader, která nacházíme těsně pod sarkolemou. Centrální část svalového vlákna tvoří sarkoplasma, obsahující mitochondrie, sarkoplasmatické retikulum, příčně pruhovaná vlákénka zvaná myofibrily, Golgiho aparát, svalové barvivo myoglobin a inkluze (zrna glykogenu, lipidové kapénky). Myofibrily jsou tenká vlákénka probíhající podélně v sarkoplasmě svalového vlákna. Ve světelném mikroskopu na nich vidíme pravidelné střídání světlých izotropních (I) a tmavých anizotropních (A) úseků, jež vyvolává charakteristický obraz příčného žíhání svalového vlákna. Uprostřed izotropního úseku je tmavý proužek Z-linie (telofragma). Úsek mezi dvěma Z-liniemi se nazývá sarkomera. Myofibrily tvoří dva typy myofilament, tlustá myosinová a tenká aktinová. Tenká aktinová myofilamenta jsou tvořena dvěma spirálami F- aktinu, vzniklého polymerizací globulárního G-aktinu. Spirály aktinu jsou obkrouženy tenkými molekulami tropomyosinu a mezi nimi leží velmi drobné molekuly troponinu. Tenká filamenta se upínají na Z-linii, tvoří I- proužek a zasahují mezi myosinová filamenta. Tlustá myosinová filamenta jsou tvořena proteinem myosinem, jehož molekula připomíná tvar golfové hole a má tři části: globulární hlavici, krátký krček a dlouhou tyčinkovitou část. Tlustá filamenta vyplňují A-proužek, ve kterém nacházíme také úsek tenkých filament. Ve středu A- proužku se nachází světlejší zóna, H-pruh, který je tvořen pouze tyčinkovitými molekulami myosinu. H-pruh je rozpůlen M-linií (mesofragmou). 49

56 Sarkoplasmatické retikulum je hladké endoplasmatické retikulum, které se specializuje na segregaci kalciových iontů. V kosterní svalovině obklopuje v podobě sarkotubulů a cisteren každou myofibrilu. Sarkotubuly jsou ve svalovém vláknu orientovány longitudinálně a v oblasti H-proužku anastomozují. Na rozhraní A a I proužku ústí do příčných terminálních cisteren. Mezi terminální cisterny se zasouvá T-tubulus (invaginace sarkolemy). Takto vznikají specializované komplexy triády, které sestávají ze dvou terminálních cisteren a jednoho T-tubulu. Každá sarkomera má dvě triády. Z-linie A-proužek I-proužek M-linie H-proužek Sarkomera Myosin Aktin Aktinová myofilamenta Myosinová myofilamenta Obr. 23 Sarkomera Typy kosterních svalových vláken Z morfologického, histochemického a funkčního hlediska můžeme svalová vlákna rozdělit do tří skupin: červená, bílá a smíšená. Červená vlákna obsahují velké množství myoglobinu a mitochondrií. Jejich kontrakce je pomalejší, ale mohou se kontrahovat velice dlouho. Jsou proto označovaná jako vlákna pomalá. Energii pro práci čerpají především z oxidativní fosforylace. V lidském těle tvoří například extensory páteře a dýchací svaly. Bílá vlákna obsahují méně myoglobinu a mitochondrií, avšak hodně myofibril. Kontrahují se rychle, ale velmi brzy se unaví. Nazývají se proto vlákna rychlá. Energie pro jejich práci je získávána především anaerobní glykolýzou. Bílá vlákna převažují v okohybných svalech. Smíšená vlákna (intermediální) jsou přechodem mezi červenými a bílými vlákny. Vyznačují se středním obsahem myoglobinu a přítomností velkých mitochondrií. Jejich kontrakce je rychlá a vlákna jsou odolná proti únavě. 50

57 Lidské kosterní svaly jsou obvykle složeny ze všech tří typů svalových vláken, která na preparátech můžeme odlišit pouze histochemickými metodami Mechanismus svalové kontrakce Mechanismus svalové kontrakce spočívá v zasouvání (klouzání) tenkých aktinových myofilament mezi tlustá myosinová filamenta. Principem svalové kontrakce je interakce mezi molekulami aktinu a myosinu, ke které dojde, jestliže příčně pruhovaný sval obdrží signál z nervové soustavy. Celý tento proces svalové kontrakce probíhá v několika fázích: Axonem se šíří podráždění do motorické ploténky, kde dojde k uvolnění acetylcholinu ze synaptických váčků, jenž se váže na receptory v sarkolemě a vyvolá její depolarizaci. Depolarizace se šíří do T-tubulů a v oblasti triády přestupuje na membrány sarkoplasmatického retikula. V důsledku depolarizace dochází k otevření iontových kanálů pro Ca 2+, jenž přestupují z retikula do sarkoplasmy a vážou se na troponin. Tímto se uvolní vazba s tropomyosinem, dojde k jeho vtažení mezi molekuly F-aktinu a odkryjí se vazná místa pro myosinové hlavičky na aktinových filamentech. Myosinová hlavička se přikládá k aktinovému filamentu, současně probíhá navázání molekuly ATP, který je štěpen ATP-ázou na ADP a pyrofosfát. Při tomto se uvolní energie, což umožní ohnutí krčku a hlavice, a tím i posun aktinových filament do středu sarkomer. Máme-li k dispozici dostatek energie v podobě ATP, hlavička myosinu se po posuvu oddělí a připojí se na následující vazebné místo na aktinové myofilamentu a celý cyklus se opakuje znovu. Postupným zasouváním aktinových filament mezi filamenta myosinová se zkracuje I-proužek a H-proužek postupně mizí. Výsledkem je výrazné zkrácení sarkomer, a tím i celého svalového vlákna. Svalová kontrakce je výsledkem stovek cyklů, při nichž dochází k tvorbě a rušení vazebných můstků mezi aktinem a myosinem. Po ukončení depolarizace membrány sarkoplasmatického retikula jsou vápenaté ionty ze sarkoplasmy pumpovány nazpět do sarkoplasmatického retikula. Dojde k obnovení troponin-tropomyosinového komplexu a vazebná místa pro myosinové hlavičky na aktinových vláknech jsou zakryta. Nastává relaxace svalu. 6.2 SVALOVÁ TKÁŇ SRDEČNÍ Základní morfologickou a funkční jednotkou srdeční svaloviny je buňka kardiomyocyt. Kardiomyocyty mohou mít cylindrický tvar nebo mohou mít dva, někdy i více výběžků (tvar písmene Y), které spojují sousední buňky a vytvářejí prostorovou síť. Jejich délka je 85 až 100 µm, tloušťka přibližně 15 µm. Srdeční buňky obsahují jedno až dvě centrálně uložená světlá jádra. V sarkoplasmě probíhají myofibrily, jejichž uspořádání způsobuje, že je zde patrné příčné pruhování, jako ve svalovině kosterní. 51

58 V blízkosti pólů jádra se nachází Golgiho komplex, pigment lipofuscin a glykogenová granula. Buňky jsou ohraničeny sarkolemou a bazální laminou. Sarkolema vytváří i v kardiomyocytech složité specializace, T-tubuly, které jsou širší než ve svalových vláknech. U komorových kardiomyocytů jsou T-tubuly lokalizované zpravidla v blízkosti Z-proužků. Sarkoplasmatické retikulum není zdaleka tak dobře vyvinuto a vytváří spíše síť kanálků mezi myofibrilami. Typické triády bývají výjimkou, jsou nahrazeny tzv. diádami, tvořenými vždy jedním T-tubulem a jednou sarkoplasmatickou cisternou. Objemné mitochondrie s hustými kristami nacházíme mezi myofibrilami. Kardiomyocyty síní mají zřetelně nižší počet T-tubulů a obsahují tzv. atriální granula, obsahující atriální natriuretický faktor, jenž ovlivňuje krevní tlak. Specifickou charakteristikou srdečního svalstva jsou interkalární disky. Jedná se o vzájemná spojení kardiomyocytů, která mohou nabývat podoby temnější linie transverzálně nebo schodovitě uspořádané. V oblasti interkalárních disků nacházíme prakticky všechny typy mezibuněčných kontaktů, fasciae adherentes, sloužící k úponu aktinových filament, maculae adherentes (desmosomů), zajišťujících soudružnost kardiomyocytů a nexů, skrz které přestupují ionty mezi kardiomyocyty. V intersticiu mezi kardiomyocyty probíhají četné krevní kapiláry, zajišťující výživu srdeční svaloviny, tenká nemyelinizovaná nervová vlákna a zakončení nervů autonomního nervstva. Převodní systém srdeční je tvořen modifikovanými kardiomyocyty, které se rozdělují do tří typů: uzlíkové (nodální) nacházejí se v oblasti sinusového a síňokomorového uzlíku; přechodní (tranzitionální) nacházejí se rovněž v oblasti uzlů; Purkyňovy buňky nacházejí se pod endokardem, velké, často dvoujaderné, vytvářejí svazky nazývané Purkyňova vlákna. Všechny typy převodních buněk mají mnohem menší počet myofibril, obsahují více glykogenu a hojné spoje typu nexů. PODÉLNĚ PŘÍČNĚ Jádro Interkalární disk Obr. 24 Svalová tkáň srdeční 52

59 6.3 SVALOVÁ TKÁŇ HLADKÁ Hladká svalová tkáň se skládá z protáhlých, vřetenovitých buněk s jádrem tyčinkovitého tvaru. Délka buněk se pohybuje od 20 µm (malé krevní cévy) až do 500 µm (těhotná děloha). PODÉLNĚ PŘÍČNĚ jádro Obr. 25 Hladká svalová tkáň Buněčná membrána (sarkolema) má četné pinocytární vklesliny a invaginace, označované jako kaveoly. V sarkoplasmě nacházíme mitochondrie, volné ribosomy, Golgiho komplex, granulární endoplasmatické retikulum, sarkoplasmatické retikulum není příliš vyvinuto. Základem kontraktilního aparátu jsou tenká (aktinová) a tlustá (myosinová) myofilamenta, která probíhají podélně nebo šikmo, a tím vytváří prostorovou síť. Hladké svalové buňky obsahují podstatně více aktinu, myosinových mikrofilament je mnohem méně. Zvláštní strukturou hladkých svalových buněk jsou tzv. denzní tělíska uložená volně v cytoplasmě a připojená k sarkolemě, která slouží k úponu aktinových a desminových intermediálních filament cytoskeletu. Svou funkcí jsou ekvivalentem telofragmy (Z-linie). Kontrakce hladkých svalových buněk je pomalá a není ovlivňována naší vůlí (inervace autonomním nervstvem). Mechanismus kontrakce je založen na vzájemném posunu myofilament, podobně jako u příčně pruhovaného svalstva (tzv. klouzavý pohyb). Při kontrakci dochází k vazbě kontraktilních elementů na denzní tělíska, což způsobuje změnu tvaru buňky z vřetenovitého na sférický. a b Obr. 26 Hladká svalová buňka a) relaxovaná, b) za kontrakce Buňky hladkého svalu se vyskytují buď jednotlivě (osová část střevních klků), nebo tvoří svazky (v kůži mm. arrectores pilorum) či souvislé vrstvy (stěna trávicího traktu, dýchacích cest, vývodných cest močových a pohlavních a ve stěně cév), složené z mnoha buněk, navzájem spolu spojených četnými nexy, které slouží k přestupu a šíření podráždění mezi buňkami. 53

60 Příčně pruhovaná kosterní svalovina je schopna určité regenerace. Jádra syncytií nejsou schopna dělení. Zdrojem pro regeneraci jsou vřetenité satelitové buňky, které leží mezi svalovými vlákny. Při poranění či poškození svalu se nečinné satelitové buňky aktivují a začínají proliferovat a splývají v nová svalová vlákna. Příčně pruhovaná srdeční svalovina nemá schopnost regenerace. Defekty (např. při infarktu) se hojí pouze proliferací vazivové tkáně za vzniku vazivové jizvy. Hladká svalovina je schopna regenerace díky myocytům, které si zachovávají schopnost se mitoticky dělit. Shrnutí kapitoly Charakteristickou vlastností svalové tkáně je kontraktilita, která je podmíněna přítomností myofibril, tvořené aktinem a myosinem. Svalová tkáň zajišťuje pohyb organismu v prostoru, průtok krve cévami a srdeční akci, pasáž potravy v zažívacím ústrojí apod. Rozlišujeme svalovou tkáň hladkou (buňky vřetenovité), svalovou tkáň kosterní (svalová vlákna) a svalovou tkáň srdeční (kardiomyocyty). Svalová tkáň kosterní je tvořena mnohojadernými svalovými vlákny, jádra jsou uložena pod sarkolemou. Každé svalové vlákno uvnitř v cytoplasmě obsahuje myofibrily, které jsou ještě příčně rozděleny na přepážky, sarkomery. Pod mikroskopem můžeme pozorovat žíhání, které je dáno pravidelným střídáním aktinu a myosinu v myofibrilách. Vlákna kosterního svalu se mohou vyskytovat ve třech formách: červená, bílá a smíšená (intermediální). Příčně pruhovaná kosterní svalovina je ovladatelná naší vůlí, a díky tomu se tělo pohybuje. Srdeční svalová tkáň je tvořená buňkami kardiomyocyty, které jsou rovněž příčně pruhované, jelikož mají stejné uspořádání myofibril jako svalovina kosterní. Každý kardiomyocyt obsahuje jedno až dvě centrálně uložená jádra. Buňky jsou navzájem spojeny spojovacími komplexy, tzv. interkalárními disky. Srdeční sval není ovladatelný vůlí, podněty ke stahování vznikají přímo v srdci. Hladká svalová tkáň je tvořena vřetenovitými buňkami, v jejichž cytoplasmě nejsou myofibrily uspořádány jako u svaloviny příčně pruhované, proto nemůžeme pozorovat příčné žíhání. Její činnost je řízena autonomními nervy, proto nepodléhá naší vůli. 54

61 Testy a otázky 1. Na základě morfologických a funkčních rysů můţeme svalovou tkáň savců rozdělit do: A. dvou skupin B. tří skupin C. čtyř skupin D. pěti skupin 2. Stavební jednotkou příčně pruhovaného svalu je: A. myelinizované vlákno B. tzv. Y-buňka C. vřetenovitá buňka D. svalové vlákno 3. Interkalární disky v srdečním svalu: A. nevyskytují se B. vytváří spojení buněk svalu a vaziva C. vytváří spojení dvou buněk D. vytváří spojení nervových vláken a svalových buněk 4. Denzní tělíska hladkých svalových buněk: A. obsahují heparin B. jsou místa úponu pro tenká a intermediální filamenta C. jde o lyzosomy D. vytvářejí se jen při kontrakci 5. Sarkomera je: A. úsek mezi Z-liniemi B. označení Golgiho komplexu ve svalové tkáni C. útvar ve spojovacím komplexu spermie D. synonymum pro myofilamenta 6. Pro srdeční sval platí: A. jádra jsou uložena uprostřed buňky B. jádra jsou uložena pod sarkolemou C. tvoří syncytium D. neobsahuje T-tubuly 7. Která z následujících struktur obklopuje svazek svalových vláken? A. endomysium B. epimysium C. fascie D. perimysium 8. Sarkoplasmatické retikulum kosterní svaloviny: A. je specializovanou formou HER B. rozšiřuje se a tvoří terminální cisterny v blízkosti Z-linie C. představuje invaginaci sarkolemy D. nese acetylcholinové receptory postsynaptické membrány 9. Aktin tvoří podklad: A. H proužku B. myelinu C. anizotropního úseku myofilamenta D. isotropního úseku myofilamenta 10. Uprostřed izotropního úseku se nachází v kosterní svalovině: A. H proužek B. Z-linie C. M proužek D. interkalární disk 55

62 7 KREV A KRVETVORBA V této kapitole se dozvíte: o složení krve a vývoji jednotlivých krevních elementů. Klíčová slova této kapitoly: krevní plasma, erytrocyty, leukocyty, trombocyty, hemopoéza, kostní dřeň. 7.1 ÚVOD Krev je suspenze formovaných krevních elementů a krevní plasmy. Probíhá v uzavřeném cévním systému. Mezi formované krevní elementy řadíme červené krvinky, bílé krvinky a krevní destičky. 7.2 KREVNÍ PLASMA Plasma je vodný roztok látek o nízké i vysoké molekulové hmotnosti. Z 90 % je tvořena vodou, 7 % tvoří bílkoviny, 0,9 % anorganické soli, zbytek aminokyseliny, vitamíny, hormony, lipoproteiny atd. Z bílkovin patří mezi nejdůležitější albumin, α,β a γ globuliny a fibrinogen. Složka Podíl v % Krevní plasma 54 Erytrocyty 45 Leukocyty a trombocyty Složení krve FORMOVANÉ KREVNÍ ELEMENTY Množství formovaných krevní elementů v periferní krvi v 1 mm 3 Element muž žena Erytrocyty 4,0 5,3 x ,8 5,2 x Leukocyty 4 10 x x 10 3 Trombocyty x x 10 3 Množství krevních elementů 56

63 7.3.1 Erytrocyty (červené krvinky) Erytrocyty jsou bezjaderné elementy, u člověka tvaru bikonkávního disku. Nejsou to buňky! Mají průměr 7,2 7,4 μm, na okraji mají tloušťku 2,6 μm a ve středu 0,8 μm. Erytrocyt pohled shora Boční pohled 7,4 μm 0,8 μm 2,6 μm Obr. 27 Erytrocyty Erytrocyty vetší než 8 μm se označují jako makrocyty a menší než 7 μm jako mikrocyty. Na povrchu jsou ohraničeny buněčnou membránou. Ta je tvořena fosfolipidy, neutrálními lipidy a glykolipidy, dále membránovými proteiny, z nichž až polovinu tvoří integrální membránové proteiny. Mezi nejdůležitější patří protein band 3 a glykoforiny. Mimo těchto proteinů zde nalezneme také periferní membránové proteiny. Nejdůležitější je kotvící protein ankyrin. Velmi důležitou úlohu hraje také protein spektrin. Jedná se o fibrilární protein, který tvoří membránový skelet erytrocytů. Opornou síť uvnitř erytrocytů tvoří cytoskelet. Ten dává erytrocytům pružnost i tvar. Cytoplasma erytrocytů se označuje jako tzv. stroma. Až 33 % obsahu tvoří hemoglobin. Jedná se o komplex 4 proteinových řetězců, každý má porfyrinové jádro s atomem železa. Hemoglobinů je několik typů. Hemoglobin A (asi 95 % Hb u dospělých) 2α a 2β řetězce, hemoglobin A 2 2α a 2δ řetězce, hemoglobin F fetální, 2α a 2γ řetězce. Hlavní funkcí hemoglobinu je přenos krevních plynů. Cytoplasma erytrocytů neobsahuje žádné organely. Jsou zde ale obsaženy enzymy důležité pro metabolismus erytrocytů. Životnost erytrocytů v cirkulaci je asi 120 dní Leukocyty (bílé krvinky) Leukocyty jsou na rozdíl od erytrocytů plnohodnotné buňky. Mají schopnost diapedézy (prostupu) z kapilárního řečiště do okolních tkání. Jsou tedy přítomny nejen v krevním řečišti, ale i ve tkáních, především vazivu a lymfatických orgánech. Podle toho, zda mají specifická granula, se rozdělují na granulocyty a agranulocyty Granulocyty Obsahují v cytoplasmě 2 typy granul, specifická a azurofilní. Dle barvitelnosti specifických granul se dělí na: neutrofilní, basofilní a eosinofilní. Jádra jsou segmentovaná. Azurofilní granula obsahují lyzosomální enzymy, a tudíž je lze považovat za lyzosomy. 57

64 Neutrofilní granulocyt Obr. 28 Granulocyty Eosinofilní granulocyt Basofilní granulocyt Neutrofilní granulocyty Eosinofilní granulocyty Basofilní granulocyty Zastoupení (%) , Velikost (μm) Lymfocyty malý 6-8 střední velký Monocyty Zastoupení jednotlivých typů leukocytů v periferní krvi (%) a jejich velikost (μm) a) Neutrofilní granulocyty Neutrofily jsou nejpočetnější leukocyty v periferní krvi (60 70 %). Jedná se o buňky sférického tvaru, velké μm. Jádro má 2 5 segmentů spojených chromatinovými můstky. Mladé formy mají jádro tyčinkovité tzv. tyč. Naopak starší formy mají segmentů více. Specifická granula neutrofilů jsou sférického tvaru, 0,1 0,2 μm v průměru. Mají nevýraznou lososovou barvu při panoptickém barvení. Jsou ohraničena membránou a obsahují enzymy, aktivátory komplementu, bakteriostatické a baktericidní látky. Azurofilní granula jsou vetší, cca 0,5 μm, obsahují hydrolytické enzymy, u neutrofilů navíc specifickou myeloperoxidázu. V cytoplasmě neutrofilů jsou ojedinělé mitochondrie, malé GER a GK, četné glykogenové partikule. V oblasti pod membránou nalézáme bohatou síť mikrofilament a mikrotubulů důležitá pro tvorbu pseudopodií, a tím pro pohyb. Neutrofily hrají důležitou roli při bakteriálních infekcích, kdy aktivně migrují do místa infekce, kde fagocytují bakterie nebo jiné částice v poškozené tkáni. Díky splynutí fagosomu a obsahu granul dochází k usmrcení a rozkladu bakterie. Neutrofil zaniká a stává se součástí hnisu. Aktivně fagocytují malé částice, proto jsou označovány jako mikrofágy. V krvi žijí neutrofily asi 6 7 h, po diapedéze 1 4 dny. 58

65 b) Eosinofilní granulocyty Eosinofily jsou sférické buňky o velikosti μm, s typickým dvousegmentovým jádrem (brýlovitý či činkovitý tvar). Specifická granula jsou oválná, velká 0,3 1,5 x 0,15 1 μm. V jedné buňce je jich kolem 200. Dobře se barví kyselými barvivy a při panoptickém barvení jsou cihlově červená. Uprostřed matrix je vysoce elektronově denzní struktura, tzv. krystaloid. Granula obsahují hydrolytické enzymy, např. histaminázu. Azurofilní granula jsou menší než specifická, obsahují lyzosomální enzymy. Hlavní funkce eosinofilů je při parazitárních onemocněních (proteiny z krystaloidů jsou toxické pro parazitické prvoky a červy), při alergických reakcích (histamináza a arylsulfatáza tlumí projevy alergické reakce) a chronických zánětech. V cirkulaci eosinofily přežívají 3 8 h. c) Basofilní granulocyty Basofilní granulocyty jsou nejméně početné granulocyty v periferní krvi (0,5 1 %). Jedná se o sférické přibližně 10 μm velké buňky s dvojsegmentovým nebo esovitým jádrem. Specifická granula jsou nepravidelná, přibližně 0,5 μm velká. Obsahují histamin, heparin, chondroitinsulfát aj. Azurofilní granula obsahují lyzosomální enzymy. Basofily se účastní alergických reakcí Agranulocyty Agranulocyty mají sférické, oválné nebo ledvinovité jádro, které není nikdy segmentováno. Mají basofilní cytoplasmu bez specifických granul, obsahují ale granula azurofilní. Na rozdíl od granulocytů se nejedná o terminální buňky. Po vstupu do tkání se mohou dále dělit a diferencovat. Dělí se na lymfocyty a monocyty. Monocyt Malý lymfocyt Obr. 29 Agranulocyty a) Lymfocyty Lymfocyty jsou sférické buňky se sférickým nebo lehce vpáčeným jádrem. Jádro je k velikosti buňky poměrně velké, kolem jádra lze nalézt jen tenký lem cytoplasmy. Jsou druhé nejpočetnější buňky v periferní krvi (25 30 %). Dle velikosti je můžeme rozdělit na malé, střední a velké (viz Tabulka č. 3). Malé lymfocyty tvoří až 90 % všech lymfocytů. 59

66 Dle povrchových markerů rozeznáváme B lymfocyty a T lymfocyty. T lymfocyty tvoří asi 80 % lymfocytů, jedná se o buňky, které svou imunokompetenci získávají v brzlíku (thymu). Osidlují specifické oblasti lymfatických orgánů. Rozeznáváme cytotoxické T lymfocyty (Tc), což jsou efektorové buňky získané buněčné imunity, dále pomocné T lymfocyty (Th), které mají schopnost rozpoznat cizí antigen, zpracovat jej a prezentovat ostatním buňkám imunitního systému. Poslední skupinou jsou regulační T lymfocyty (Treg), které omezují patologickou aktivitu autoreaktivních klonů. B lymfocyty tvoří asi 15 % cirkulujících lymfocytů, svou imunokompetenci získávají v kostní dřeni a v lymfatické tkáni trávicího traktu (GALT). Zbývající část B lymfocytů je ve specifických oblastech lymfatických orgánů a vazivové tkáni. Po stimulaci specifickým antigenem proliferují a diferencují se v efektorové plasmatické buňky, které produkují imunoglobuliny (protilátky). Jsou tedy součástí humorální imunity. b) Monocyty Monocyty jsou největší leukocyty, jejich průměr může být až 20 μm. V periferní krvi představují 3 8 % z celkového počtu leukocytů. Jádro monocytů je ledvinovité nebo oválné, uložené obvykle excentricky. Cytoplasma je basofilní. Azurofilní granula obsahují lyzosomální enzymy. Na povrchu mají monocyty četné výběžky (mikroklky, pseudopodie). V krvi migrují asi 72 h, poté pronikají do tkání, kde se dále diferencují. Ve vazivu se přeměňují na makrofágy, v CNS na mikroglie, v játrech v Kupferovy buňky, v kostní tkáni dochází k jejich fúzi a vzniku osteoklastů. Buňky mají schopnost se dále dělit a fagocytovat bakterie, jiné buňky a cizorodý materiál. Dendritické buňky jakožto deriváty monocytů mají funkci antigen prezentujících buněk Trombocyty (krevní destičky) Trombocyty jsou malé diskovité bezjaderné elementy, velké asi 2 5 μm. Jedná se o fragmenty cytoplasmy (viz trombopoeza). Na povrchu jsou ohraničeny membránou, uvnitř rozlišujeme světlejší periferní hyalomeru a tmavší centrální granulomeru s purpurovými granuly. Na membráně najdeme mnoho integrálních membránových proteinů a lipidů, které jsou důležité pro adhezi a agregaci destiček. Mimo to je membrána kryta glykokalyxem. Pod membránou nalézáme síť mikrofilament a po obvodu marginální svazek mikrotubulů (pomáhá udržet diskovitý tvar). V hyalomeře je densní tubulární systém se zásobou vápenatých iontů. V granulomeře jsou mitochondrie, peroxisomy, glykogenové partikule a granula. Existují 3 typy granul: α granula s fibrinogenem a dalšími proteiny pro koagulaci krve, agregaci destiček a reparaci cév, δ granula s Ca 2+, ADP, ATP, histaminem a λ granula s lyzosomálními hydrolytickými enzymy (resorpce krevní sraženiny). Životnost trombocytů je asi 10 dní. 60

67 7.4 HEMOPOÉZA (KRVETVORBA) Všechny formované elementy vznikají ze společné hemopoetické kmenové buňky mesenchymového původu HSC (hemopoetic stem cell). Tyto buňky v krvetvorných orgánech proliferují. Mezi diferencovanější buňky patří tzv. buňky progenitorové. Multipotentní buňka myeloidní progenitorová buňka a lymfoidní progenitorová buňka. Z myeloidní kmenové buňky vznikají bipotentní (prekursor neutrofilů a monocytů) a monopotentní samostatné prekurzory pro erytrocyty, neutrofily, eosinofily, basofily, monocyty a megakaryocyty. Progenitorové buňky se dále diferencují v prekursorové buňky, které jsou specifické pro jednotlivé vývojové řady Krvetvorné orgány Za krvetvorné orgány v průběhu embryonálního a fetálního vývoje považujeme krevní ostrůvky mesenchymu žloutkového váčku a choria, játra, slezinu. Po narození tuto funkci přejímá kostní dřeň. Pouze v případě zvýšené potřeby může dojít k extramedulární hemopoéze. Červená kostní dřeň vyplňuje po narození všechny dutiny v kostech, postupně se přeměňuje ve žlutou, která obsahuje velké množství bílé tukové tkáně. V případě potřeby se může žlutá kostní dřeň přeměnit zpět na červenou. Červená kostní dřeň se skládá ze stromatu z retikulárního vaziva, ve kterém se nacházejí trámce vyvíjejících se krevních elementů. Dále zde nacházíme velké množství sinusoid (umožňují průnik nově vytvořených krevních elementů do krevního oběhu) a makrofágy (fagocytují poškozené elementy, střádají železo jako ferritin) Erytropoéza (vývoj červených krvinek) Prekursorové buňky červené krevní řady se označují jako proerytroblasty (pronormoblasty). V průběhu diferenciace dochází k postupnému zmenšování velikosti buňky, zmenšování a kondenzaci jádra a nakonec i jeho extruzi, mizí také buněčné organely. Cytoplasma přechází z basofilní na eosinofilní (mizí ribosomy a přibývá hemoglobinu). Vývoj od prekursorové buňky ke zralému erytrocytu trvá asi týden. Proerytroblast (12 24 μm) kulatá až oválná buňka, jádro je velké sférické nebo lehce oválné, má jedno nebo více tmavých jadérek, mnoho ribosomů, v GK se nachází ferritin, který můžeme nalézt také v siderosomech. Basofilní erytroblast (10 17 μm) vzniká proliferací a diferenciací proerytroblastu; jádro je podobné, buňka je menší, má vysoký počet ribosomů je basofilnější, většinou je přítomno jedno jadérko. Polychromatofilní erytroblast (10 15 μm) vzniká z basofilního erytroblastu díky zvyšování koncentrace hemoglobinu; opět se jedná o kulovitou buňku, s menším a kondenzovanějším jádrem, nepatrným jadérkem, cytoplasma je šedomodrá; jedná se o poslední stadium schopné dělení. Ortochromatický erytroblast (8 12 μm) sférická či ovoidní buňka s eosinofilní cytoplasmou, pyknotickým jádrem a cytoplasmatickými 61

68 protruzemi obsahujícími organely a také jádro; nakonec dochází k extruzi jádra. Retikulocyt nemá jádro a organely mimo menšího počtu ribosomů; pokračuje v něm ještě syntéza hemoglobinu, po 3 dnech se ale stává zralým erytrocytem. Za fyziologických podmínek lze v krvi nalézt 1 2 % retikulocytů, vyšší hodnoty se již považují za patologii Granulopoéza (vývoj granulocytů) Prekursorovou buňkou ve vývoji granulocytů je myeloblast. Existují 3 typy myeloblastů, nelze je ale morfologicky odlišit. Vývoj od prekursorové buňky trvá asi týden. Myeloblast (10 20 μm) sférická nebo oválná buňka, s velkým, kulatým jádrem a větším počtem jadérek, cytoplasma je basofilní a tvoří lem kolem jádra, obsahuje ribosomy, mitochondrie, GER, ale zatím žádná granula. Promyelocyt (15 24 μm) velké jádro s jadérky, basofilnější cytoplasma, dobře vyvinuté GER, velký GK a už i azurofilní granula. Myelocyt (10 20 μm) je menší, obsahuje už i specifická granula; lze tak rozlišit neutrofilní, eosinofilní a basofilní myelocyt; jádro je oválné, později ledvinovité, umístěné excentricky, jadérka už nejsou patrná. Metamyelocyt (10 18 μm) má ledvinovité až podkovovité jádro, cytoplasma už má vzhled zralých granulocytů. Zralý granulocyt vzniká asi 4týdenním zráním mladého granulocytu v kostní dřeni, dochází k segmentaci jádra. Mladé formy mají většinou jádro jednosegmentové, tzv. tyče Lymfopoéza (vývoj lymfocytů) Vývoj lymfocytů začíná lymfoidní progenitorovou buňkou. Část buněk jde do brzlíku, kde se zakládá linie T lymfocytů. Další zůstanou v kostní dřeni nebo jdou do GALT a založí linii B lymfocytů. Lymfoblast (až 25 μm) sférická buňka s velkým, kulatým jádrem a výraznými jadérky, cytoplasma je basofilní. Prolymfocyt menší, má kondenzovanější jádro a méně patrná jadérka, v cytoplasmě se objevují azurofilní granula, na buněčné membráně ještě nejsou specifické markery. Dále se dělí a diferencuje, dochází také k expresi specifických membránových markerů a buňky vyzrávají v lymfocyty Monopoéza (vývoj monocytů) Z progenitorových buněk vznikají dělením prekursorové buňky monoblasty. Monoblast stejný jako myeloblast. Promonocyt větší, i více než 18 μm, jádro je velké, světlé, lehce vpáčené se zřetelnými jadérky, cytoplasma je basofilní s GER, GK a četnými azurofilními granuly. Později se diferencuje v monocyt Trombopoéza (vývoj trombocytů) Prekursorovou buňkou pro vývoj krevních destiček je megakaryoblast. 62

69 Megakaryoblast (15 35 μm) velká buňka, má kulatá, tmavá jádra, basofilní cytoplasmu a málo organel, cytoplasma neobsahuje ani žádná granula; tvoří ale malé, tupě zakončené výběžky, tzv. ouška. Promegakaryocyt (30 60 μm) v jádře dochází ke zmnožování chromozů endomitóze, jádro tak nabývá laločnatého vzhledu a obsahuje až 64 chromozomů (polyploidie), cytoplasma je basofilní s azurofilními granuly. Megakaryocyt ( μm) jádro je laločnaté s hrubě uspořádaným chromatinem, jadérka nejsou viditelná, buňka je obrovská, v cytoplasmě jsou četné mitochondrie, GER, GK, glykogenové partikule a všechny 3 typy granul, cytoplasma se stává eozinofilní. Na povrchu megakaryocytu se vytvoří hluboké invaginace buněčné membrány, vytvoří se tzv. demarkační linie a oddělují se jednotlivé destičky. Hemopoéza schéma Hemopoetická kmenová buňka HSC Myeloidní progenitorová buňka Lymfoidní progenitorová buňka Proerytroblast Myeloblast Monoblast Megakaryoblast Lymfoblast Basofilní erytroblast Promyelocyt Promonocyt Promegakaryocyt Prolymfocyt Polychromatofilní erytroblast Myelocyt Monocyt Megakaryocyt Lymfocyt Ortochromatický erytroblast Metamyelocyt Trombocyt Granulocyt Retikulocyt Erytrocyt 63

70 Shrnutí kapitoly Krev je suspenze formovaných krevních elementů a krevní plasmy. Probíhá v uzavřeném cévním systému. Mezi formované krevní elementy patří erytrocyty, leukocyty a trombocyty. Erytrocyty jsou bezjaderné bikonkávní diskovité elementy, které přenášejí krevní plyny. Leukocyty se rozdělují na agranulocyty a granulocyty. Mezi agranulocyty řadíme monocyty a lymfocyty. Monocyty jsou největšími leukocyty v periferní krvi. Mají sférický tvar a ledvinovité jádro umístěné excentricky. Lymfocyty jsou také sférického tvaru s kulovitým jádrem. Existují jako B a T lymfocyty. Granulocyty obsahují v cytoplasmě mimo azurofilních granul i granula specifická. Dle barvitelnosti granul se rozdělují na granulocyty neutrofilní, eosinofliní a basofilní. Neutrofilní granulocyty jsou sférického tvaru se segmentovaným jádrem a specifickými slabě lososově se barvícími granuly. Eosinofilní granulocyty jsou také sférického tvaru s dvousegmentovým tyčinkovitým jádrem a cihlově červeně se barvícími stejně velkými granuly. Basofilní granulocyty jsou sférického tvaru s esovitým jádrem a modře se barvícími různě velkými granuly. Trombocyty jsou malé diskovité bezjaderné elementy s centrální granulomerou a periferní hyalomerou. Hemopoéza probíhá postnatálně v červené kostní dřeni. Všechny formované elementy vznikají ze společné hemopoetické kmenové buňky mesenchymového původu HSC hemopoetic stem cell. Tyto buňky v krvetvorných orgánech proliferují. Mezi diferencovanější buňky patří tzv. buňky progenitorové. Multipotentní buňka myeloidní progenitorová buňka a lymfoidní progenitorová buňka. Z myeloidní kmenové buňky vznikají bipotentní (prekursor neutrofilů a monocytů) a monopotentní samostatné prekurzory pro erytrocyty, neutrofily, eosinofily, basofily, monocyty a megakaryocyty. Progenitorové buňky se dále diferencují v prekursorové buňky, které jsou specifické pro jednotlivé vývojové řady. 64

71 Testy a otázky 1. Velikost (největší rozměr) erytrocytu je: A. 0,72 mikrometru B. 7,2 mikrometru C. 72 mikrometrů D. 720 mikrometrů 2. Granula eosinofilního granulocytu: A. jsou nebarvitelná B. jsou dobře barvitelná, mají uniformní velikost a vyplňují celou cytoplasmu C. jsou dobře barvitelná, mají uniformní velikost, ale v granulocytu jich je velmi málo D. eosinofilní granulocyty granula neobsahují 3. Lymfocyty patří mezi: A. bazofilní granulocyty B. agranulocyty C. neutrofilní granulocyty D. eosinofilní granulocyty 4. Granula bazofilního granulocytu: A. bazofilní granulocyt obsahuje jedno velké granulum B. jsou všechna stejně velká C. jsou nestejně velká D. bazofilní granulocyty granula neobsahují 5. Monocyty patří mezi: A. eosinofilní granulocyty B. neutrofilní granulocyty C. agranulocyty D. bazofilní granulocyty 6. Megakaryocyt: A. je vývojové stadium při vývoji erytrocytů B. je vývojové stadium při vývoji leukocytů C. je vývojové stadium při vývoji trombocytů D. je vývojové stadium při vývoji lymfocytů 7. Granulocyty: A. žijí mnohem déle než erytrocyty B. nemají schopnost fagocytovat C. mají schopnost fagocytózy D. mají schopnost diferencovat se v T-lymfocyt 8. Krevní destičky vznikají fragmentací: A. pronormoblastu B. myeloblastu C. megakaryocytu D. plasmatických buněk 9. Z myeloidní multipotentní kmenové buňky nevznikají: A. megakaryocyty B. erytrocyty C. lymfocyty D. granulocyty 10. Eosinofilní granulocyty mají: A. jádro složené z 2 5 segmentů B. jádro složené obvykle ze dvou segmentů C. jádro kulovité D. jádro ledvinovité 65

72

73 8 ŘEŠENÍ KONTROLNÍCH TESTŮ CYTOLOGIE 1. D 2. A 3. B 4. C 5. D 6. B 7. C 8. C 9. B 10. A TKÁŇ NERVOVÁ 1. D 2. D 3. A 4. B 5. A 6. B 7. C 8. D 9. A 10. C EPITELY 1. A 2. C 3. C 4. D 5. A 6. C 7. B 8. D 9. C 10. C TKÁŇ SVALOVÁ 1. B 2. D 3. C 4. B 5. A 6. A 7. B 8. A 9. D 10. B TKÁNĚ POJIVOVÉ 1. C 2. A 3. B 4. C 5. A 6. C 7. B 8. C 9. C 10. C KREV 1. B 2. B 3. B 4. C 5. C 6. C 7. C 8. C 9. C 10. B 67

74 9 LITERATURA 1. Junqueira, L. C., Carneiro, J., Kelley, R. O. Základy histologie. H&H 1997, ISBN Vajner, L., Uhlík, J., Konrádová, V. Lékařská histologie I. Cytologie a obecná histologie. Karolinum 2010, ISBN Ross, M. H., Pawlina, W. Histology: A Text and Atlas. 6th edition, Wolter Kluwer Lippicott Wiliams & Wilkins ISBN-13: