Pojivo, mezibuněčná hmota a nárazníková funkce biologických struktur

Transkript

1 Pojivo, mezibuněčná hmota a nárazníková funkce biologických struktur Kirsti Witter Histologie a embryologie Department patobiologie Univerzita veterinární medicíny Vídeň, Rakousko

2 Pojivo pojivo bohaté na buňky mesenchym retikuloendoteliální system spinocelulární vazivo tuková tkáň pojivo bohaté na vlakna řidké vazivo tuhé kolagenní vazivo neuspořádané tuhé kolagenní vazivo uspořádané pojivo bohaté na amorfní matrix chrupavka (hyalinní, elastická, vláknitá) kost

3 Základní stavební princip pojiva buňky vlákna amorfní mezibuněčná hmota (matrix) fibrocyty chondrocyty osteocyty adipocyty kolagenní elastická retikulární hyaluronová kyselina chondroitinsulfáty dermatansulfát keratansulfát

4 Pojivo a struktury z něho: nositelé mechanických vlastností orgánů obratlovců

5 Příklad: tkáně prstních polštářků savců König & Liebich 2005 Wilhelm et al. 2005

6 Zabezpečení mechanických vlastností pojiva vlákna buňky matrix

7 Buňky

8 Adipocyty

9 Vlákna

10 Kolagenní vlákna velmi odolná na tah (případně na tlak), málo elastická (roztažení o 5%) uspořádání podle trajektorií zatížení Pozor! steady state system rovnováha MMP a TIMP

11 Elastická vlákna málo odolná na tah, velmi elastické (roztažení na 2x, reverzibilní) rozvětvená vlákna tvoří sitě nebo blány elastin zústává zachovaný dlouho (chemicky odolný, výjima nemoci - elastázy) "random coils" Alberts et al. 2002

12 Asociace elastinu s oxytalánovými vlákny amorfní elastin mikrofibrily = oxytalán = fibrilin Ø ~ 10 nm bohaté na S Fibrilin vzniká ontogeneticky před elastinem Samotný fibrilin: fibrae zonulares, periodoncium Absence/porucha tvorby fibrilinu: Marfanův syndrom

13 Delacroix, 1832

14 Matrix

15 Voet & Voet 2004 Alberts et al Kyselina hyaluronová tvoří viskoelastické gely objem hyaluronové kyseliny s hydrátovým obalem = 1000x objem suché hyaluronové kyseliny kyselina hyaluronová: D-glukuronová kyselina N-acetyl-D-glukosamin +

16 Aggrecan - hlavní součást matrix chrupavky aggrecan = glycoprotein hyal. kys. vazba na asn vazba na ser keratansulfát chondroitinsulfát

17 Alberts et al Egger 2005

18

19 Nárazníková funkce vybraných tkání

20 Tuková tkáň jako nárazník pro měkké polštářky zatížené na tlak - vysoká poddajnost metabolicky aktivní tkáň - prokrvení musí být zajíštěné (pouze pro intermitující zatížení) druh tuku ve vakuole ovlivňuje mechanické a biologické vlastnosti polštářku

21 Tuková tkáň v pulvinus digitalis Derivát podkoží Torus digitalis X Pulvinus digitalis

22 Pulvinus digitalis šelem lalůčky z tukových buněk Liebich 1999 svazky kolagenních vláken elastická vlákna

23 Pulvinus digitalis slona prstní a metakarpální polštářek splývají Weissengruber et al. 2006

24 Pulvinus digitalis slona - kompartmenty tukové tkáně Weissengruber et al. 2006

25 Pulvinus digitalis skotu polštářek podkládá velkou část nášlapové plochy König & Liebich 2005 Räber et al. 2004

26 Oddíly pulvinus digitalis skotu 3 podélné polštářky z tukových buněk, olejovitý tuk Räber et al. 2004, 2005

27

28 Tkáň s vysokým obsahem kyselých glykosaminoglykánů jako nárazník pro měkké polštářky se smykovým zatížením - myxoidní tkáň pro tuho-elastické nárazníky s trvalým tlakovým zatížením - chrupavka vysoká vazebnost vody - může nahradit cévní zásobení ("masáž" nutná na zabezpečení transportu) myxoidní tkáň

29 Příklady: měkké tkáně bohaté na matrix s tlumivou funkcí 1. Renautovy uzlíky 2. nervosvalová vřeténka 3. kopytní polštářek koně

30 1. Renautovy uzlíky v nervech subperineuriální struktury bohaté na hyaluronovou kyselinu na místech uskřinutí nervů

31 Histologická stavba Renautových uzlíků Buňky fibroblasty "cellules godronées" Mezibuněčná hmota hyaluronová kyselina Witter et al. 2007

32 2. Nervosvalové vřeténko smyslový orgán svalů - proprioceptor citlivý na napětí vazivové pouzdro (fibrozyty z perineuria) Intrafuzální svalová vlákna nuclear chain fibres nuclear bag fibres vlákno kosterní svaloviny ( extrafuzální ) s endomysiem

33 Histologická stavba nervosvalového vřeténka

34 3. Pulvinus digitalis koně mezi kopytními chrupavkami podléhá kopytní mechanice Wilhelm et al pars cunealis pars torica

35 Složení pulvinus digitalis koně kolagenní vlákna Wilhelm et al řídké vazivo s hyaluronovou kys. myxoidní tkáň vazivová chrupavka elastická vlákna tukové buňky

36 Složení pulvinus digitalis koně - kvantitativní údaje Průměrný podíl jednotlivých materiálů v % objemu tuhé kolagenní vazivo: 39,30% tkáně s vysokou koncentrací hyaluronové kyseliny v amorfní matrix: 37,60% elastická vlákna: 17,43% tuková tkáň: 5,67% Wilhelm et al. 2005

37 Pars cunealis vs. pars torica hříbata dospělí koně pars cunealis pars torica Wilhelm et al. 2005

38

39 Chrupavka jako nárazník tuhost - kolagenní vlákna elasticita - kyselé glykosaminoglykany bez kapilárních sití - snížená možnost nekrozy při stálém tlaku Drenckhahn 1994

40 Chrupavka a zatížení příklad: chrupavka kolenního kloubu mladý slon mladý býk výroba glykosaminoglykánů - aktivní děj - vyžaduje stálou, mírnou (fyziologickou) zátěž Egger 2005

41 Chrupavka a přetížení starý slon Egger 2005 degenerace chrupavky

42 Vláknitá chrupavka vláknitá chrupavka (kopytní chrupavka) "mladá vláknitá chrupavka" nebezpečí osifikace při přetížení!

43 Tkáně jako nárazník tuk: pro měkké polštářky zatížené na intermitentní tlak myxoidní tkáň a řidké vazivo s kyselými glykosaminoglykány: měkké polštářky se smykovým zatížením - s cévami / bez cév chrupavka: tuhoelastický nárazník, i na "stálý" tlak, tlak --- glykosaminoglykány kolagen deformace / re-formace tkáně: elastická vlákna

44 K. Witter Veterinärmedizinische Universität Wien Veterinärplatz 1 A-1210 Wien kirsti.witter@vu-wien.ac.at