Epitelová tkáň Dept. Histology & Embryology, Faculty of Medicine MU pvanhara@med.muni.cz Petr Vaňhara, PhD Obecná charakteristika epitelové tkáně gal753_t43 § Základní funkční typ tkáně Kontinuální, avaskulární vrstvy buněk s různou funkcí, orientovaných do volného prostoru, se specifickými mezibuněčnými spoji a minimem mezibuněčného prostoru a malým množstvím mimobuněčné hmoty Deriváty všech tří zárodečných listů § Typická morfologie a mezibuněčné spoje (těsné, adhezní, komunikační) § Avaskulární (bez cévního zásobení) – výživa z pojivové tkáně (lamina propria) § Minimum mezibuněčné hmoty http://cellfunctioning.wikispaces.com/file/view/cheekcells.jpg/210933652/cheekcells.jpg Obecná charakteristika epitelové tkáně § Apikobazální polarizace § Ukotvení do bazální membrány Stavba typické epitelové buňky www.webanatomy.net special-characteristics-of-epithelia-epithelium Bazální membrána •Připojení epitelových (endotelových) buněk k tkáním •Selektivní bariéra •Tkáňová integrita •Diferenciace •Komunikace •Difúze živin PAS HE Bazální membrána •50-100nm • •Glycosaminoglykany – heparansulfát •Laminin, kolagen III, IV, VI, •Nidogen/entactin •Perlecan •Proteoglykany • Basement membrane organization. Epithelial cells are linked to connective tissue via a network of matrix proteins. Laminin 5 connects integrins on the basal surface of epithelial cells to the type IV collagen network in the lamina densa of the basement membrane. Anchoring fibrils composed of type VII and type XV collagen link the basement membrane to the interstitial matrix where type I collagen, type III collagen and elastic fibers are found. Integrins located on the fibroblast cell surface interact with many matrix proteins including type I collagen. Copyright © 2003, 2007. Modified with permission from Dunsmore SE, Chambers RC, Laurent GJ. 2003. Matrix Proteins. Figure 2.1.2. In: Respiratory Medicine, 3rd ed. London. Saunders, p. 83; Dunsmore SE, Laurent GJ. 2007. Lung Connective Tissue. Figure 40.1. In: Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Practical Guide to Management, 1st ed. Oxford. Wiley-Blackwell, p. 467. Dunsmore SE, Chambers RC, Laurent GJ. 2003. Matrix Proteins. Figure 2.1.2. In: Respiratory Medicine, 3rd ed. London. Saunders, p. 83; Dunsmore SE, Laurent GJ. 2007. Lung Connective Tissue. Figure 40.1. In: Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Practical Guide to Management, 1st ed. Oxford. Wiley-Blackwell, p. 467. Bazální membrána Kolagen IV Laminin Perlecan, Nidogen/Entactin Architektura bazální membrány Dvě základní vrstvy –lamina basalis - 100-200nm •lamina densa •lamina rara ext. et int. •produkt epitelových buněk •epitely, endotelie, svalové buňky, adipocyty, Schwanovy buňky –lamina fibroreticularis •pouze epitely •retikulární vlákna http://stevegallik.org/sites/histologyolm.stevegallik.org/images/SiCuEpi2.gif Architektura bazální membrány Bazální lamina Lamina fibroreticularis Kolagenní vazivo BM Bazální membrána Tkáňově specifické modifikace -Descemetova membrána (BM epitelu rohovky) -Glomerulární BM (Bowmano pouzdro) -Část Bruchovy membrány v retině -… Klinické souvislosti - Membranózní glomerulonefritida -cirkulující protilátky se váží na kapilární stěnu (BM) -komplex komplementu (C5b-C9) napadá glomerulární epiteliální buňky -narušení filtrační bariéry -proteinuria, edém, hematouria, renální selhání http://www.ndt-educational.org/images/p2_2.jpg ferrariomg Zárodečný list Epitelové deriváty Ektoderm 1.Pokožka (vícevrstevný dlaždicový rohovějící) 2.Potní žlázy a jejich vývody (jednovrstevný a vícevrstevný kubický) 3.Výstelka ústní dutiny, pochvy a análního kanálu (vícevrstevný dlaždicový nerohovějící) Mezoderm 1.Endotel vystýlající krevní cévy (jednovrstevný dlaždicový) 2.Mezotel vystýlající tělní dutiny (jednovrstevný dlaždicový) 3.Výstelky pohlavních a močových cest (přechodní, víceřadý cylindrický, jednovrstevný kubický, jednovrstevný cylindrický) Entoderm 1.Výstelka jícnu (vícevrstevný dlaždicový nerohovějící) 2.Výstelka GIT (jednovrstevný cylindrický) 3.Výstelka žlučníku (jednovrstevný cylindrický) 4.Solidní žlázy (játra, pankreas) 5.Výstelka dýchacího traktu (víceřadý cylindrický s řasinkami, jednovrstevný cylindrický s řasinkami, kubický, dlaždicový) Embryonální původ epitelových tkání - všechny tři zárodečné listy - Klasifikace epitelových tkání - na základě morfologie epitelové tkáně (krycí, trabekulární, retikulární) - na základě funkce (žlázový, resorpční, smyslový, respirační atd.) - Morfologie epitelové tkáně Epitel krycí Kritérium Termín Rozlišení Počet vrstev buněk Jednovrstevný Vícevrstevný Víceřadý Jedna vrstva buněk Více vrstev buněk Více vrstev jader, ale všechny buňky v kontaktu s bazální laminou Tvar povrchových buněk Dlaždicový Kubický Cylindrický Ploché dlaždicové buňky, šířka >> výška Polygonální buňky, šířka = výška Polygonální buňky, šířka < výška Trávící systém III - 1 Játra - schéma Uspořádání jaterních hepatocytů Epitel trabekulární epitel trámčitý Thymus - cytoretikulum Epitel retikulární epitel retikulární epitel retikulární epitel trámčitý Epitel krycí Epitel trabekulární Epitel retikulární Funkce epitelové tkáně • Ochrana tkání • Transport a resorpce • Sekrece • Příjem smyslových podnětů Ochrana tkání Příklad: Vrstevnatý dlaždicový epitel Mechanická odolnost - Konstantní abraze - neustálá sebeobnova - Keratin - základní strukturní protein epitelů, polymer - cytoskelet – intermediární filamenta - 54 genů pro keratiny (2011) - specifické pro vlasové folikuly, rohovku, epidermis a její deriváty, ale i v „nekeratinizovaných“ tkáních - diagnostika Soubor:Epidermal layers.png Full-size image (72 K) File:Epithelial-cells.jpg Ochrana tkání Příklad: Přechodný epitel Buňky vytvářejí osmotickou bariéru - Apikální membrána - Uroplakiny, lipidy - Těsné spoje - Subapikální vezikuly Soubor:Harnblase Urothel.png Wiki; doi: 10.​1152/​ajprenal.​00307.​2001 Transport a resorpce Figure 15-25. Transport of glucose from the intestinal lumen into the blood. Transport glukózy z lumen střeva do krevního oběhu Na+/K+ ATPáza - bazolaterální povrch - koncentrační gradient Na+ a K+ K+ gradient generuje negativní membránový potenciál Na+/glukózový symport na apikálním povrchu Facilitovaná difúze pomocí glukózového uniportu (GLUT2) v basolaterální membráně Figure 15-26. Acidification of the stomach lumen by parietal cells in the gastric lining. Acidifikace žaludku parietálními buňkami epitelu Apikální membrána - H+/K+ ATPáza + Cl− a K+ kanály Bazolarální membrána – aniontový antiport HCO3− a Cl− ionty Kombinovanou aktivitou transportních kanálů je udržována elektroneutralita a neutrální pH v buňce a zároveň vysoká koncentrace H+ a Cl− v lumen žaludku http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21502/ Respirační epitel - Výměna plynů mezi krví a atmosférickým vzduchem (O2, CO2) – koncentrační gradient - Bariéra – krev-vzduch - Surfaktant - Respirační oddíl plic – plicní sklípky respiračních bronchiolů, alveolárních chodbiček a váčků - Granulované (typ I ) a membranózní (typ II) pneumocyty (97%) gas_exchange1319330731347 Respirační epitel Sekrece - žlázový epitel •Charakter sekrece Exokrinní ´ Endokrinní ´ Parakrinní Merokrinní ´ Apokrinní ´ Holokrinní Jednobuněčné žlázy –Pohárkové buňky –Enteroendokrinní buňky Mnohobuněčné žlázy –Endoepitelové –Exoepitelové Epitelová tkáň - 22 Poh Jádra F-aktin Mucin v sekrečních granulech Pohárkové buňky -Cylindrické žlázové epiteliální buňky -Apikální povrch - apokrinní/merokrinní sekrece mucinu -Bazální část – RER, GA, jádro, mitochondrie -Mucinogenní zrna – barvení mucinokarmínem Pohárkové buňky • Zejména respirační a GI trakt • Produkují hlen (mukus) = viskózní tekutina složená z elektrolytů a vysoce glykosylovaných glykoproteinů (muciny) • Chrání proti mechanickému nebo chemickému poškození • Zachycení a eliminace pevných částic • Sekrece konstitutivní nebo po stimulaci (kouř, prach, bakterie) • Mukus po sekreci expanduje 500´ během 20ms • Klinické korelace: Chronická bronchitida / cystická fibróza – změny ve složení nebo množství hlenu F17 doi: 10.1183/​1025448x.00046004 CF Normal Enteroendokrinní buňky -Specializované buňky GIT -Argentafinní, enterochromafinní buňky -APUD = Amine Precursor Uptake Decarboxylase -Hormony -Řada typů: Typ Hormon Lokalizace/funkce D buňky Somatostatin - Žaludek, střevo, jaterní a pankreatické vývody - jako D buňky Langerhansových ostrůvků v pankreatu EC buňky Serotonin - Žaludek, střevo, žlučník - Peristaltika ECL buňky Histamin - Žaludek - Sekrece HCl G buňky Gastrin - Pars pylorica, duodenum - Sekrece HCl, pepsinu I buňky Cholecystokinin - Tenké střevo - Pankreatická šťáva, motilita žlučníku K buňky GIP (enterogastrin) - Zejména duodenum - motilita žaludku, sekrece inzulínu L (EG) buňky Enteroglukagon - Žaludek, střevo - tlumí sekreci pankreatických enzymů a peristaltiku S buňky Sekretin - Tenké střevo, dvanáctník - Tlumí sekreci HCl •Mnohobuněčné žlázy –Endoepitelové (neopouštějí epitel, např. endoepitelové žlázy uretry, konjunktiva) – –Exoepitelové (epitelové pupeny v okolním vazivu) •Podle tvaru sekreční komponenty –Alveolární –Tubulózní –Tuboalveolární •Podle větvení –Jednoduché –Větvené –Složené •Podle charakter sekrece –Mucinózní –Serózní –Složené http://www.mc.vanderbilt.edu/histology/labmanual2002/labsection1/GlandularEpithelium03_files/image0 06.jpg Vývoj mnohobuněčných exoepitelových žláz Mucinózní žlázy Mucinózní žlázy Serózní žlázy Epitelová tkáň - 31 Smíšená žláza Složené žlázy - mucinózní i serózní - Gianuzziho lunuly (demiluny) 230px-Giuseppe_Giannuzzi Giuseppe Oronzo Giannuzzi (1838-1876) PŘESTÁVKA istockphoto_82213-coffee-break Cytologická charakteristika buněk žlázového epitelu Pankreatický acinus – serózní žláza, sekreční váčky Buňky secernující proteiny - velké světlé jádro, zřetelný euchromatin - vyvinuté RER - GA/sekreční vezikuly - sekret nízké viskozity (serózní) - pankreas, slinné žlázy http://cytochemistry.net/cell-biology/medical/06_016.jpg http://www.visualhistology.com/products/atlas/VisualHistology_Atlas_2-0-19_1.jpg http://media-1.web.britannica.com/eb-media/15/116815-004-05FCECA5.jpg Buňky secernující polypeptidy, biogenní aminy - Specifické sekreční vezikuly, 100-400 nm - Obsah závisí na typu buněk – argentafilní, argyrofilní, chromatofilní - APUD http://class.kmu.edu.tw/~wags/Biology/Wags/histopage/empage/ei/ei1.gif http://www.mc.vanderbilt.edu/histology/images/histology/gi/display/gi-0029.jpg Buňky produkující mukus - RER, GA, exocytóza - Glykoproteiny, polysacharidy - fibrogranulární vezikuly - pohárkové buňky - http://www.sciencephoto.com/image/309992/large/P5200106-TEM_of_goblet_and_secretory_cells_in_duoden um-SPL.jpg Paneth Cell Buňky secernující steroidy - vyvinuté SER - mitochondrie s tubulózními kristami - Lipidové kapénky http://www.pathologyimagesinc.com/emhandbook/tumor-recogn-section/images/4-4a-adreno.jpg http://www.pathologyimagesinc.com/emhandbook/tumor-recogn-section/tumor-pages/adrenocortical.html Buňky transportující ionty - Membránové invaginace, bazální labyrint - Acidofilní cytoplazma - Proximální tubuly ledvin, žíhané vývody slinných žláz Figure 8 http://neuromedia.neurobio.ucla.edu/campbell/glands/wp_images/128%20striated%20duct.jpg Myoepitelové buňky - Oploštělé, hvězdicovité, s prstovitými výběžky - Kontraktilní, obklopují acinus nebo vývod - Aktinová mikrofilamenta, myozin, tropomyozin, cytokeratin - Koordinace kontrakce - nexy - Slinné, slzné, potní mléčné žlázy, semenotvorné kanálky Potní žláza Sekreční buňky (D, C) Mezibuněčný vývod (IC) Myoepitelové buňky Smyslový epitel Smyslový epitel - podpůrné a vlastní smyslové buňky - smyslové buňky konvertují signály z vnějšího prostředí na změnu membránového potenciálu - primární smyslové buňky (neurosmyslové) - modifikované unipolární neurony - generují přímo nervový vzruch - čichový epitel, retina http://www.skidmore.edu/~hfoley/images/Retina.jpg http://media-1.web.britannica.com/eb-media/59/55759-004-CB892C59.jpg - sekundární smyslové buňky - pouze recepční úsek - v kontaktu s terminálními zakončeními dendritů, které generují nervový vzruch - vláskové buňky vnitřního ucha, chuťové pohárky Smyslový epitel http://www.d.umn.edu/~jfitzake/Lectures/DMED/SensoryPhysiology/Chemosensation/Gustation/TasteBud.jp g Figure 22-11. Auditory hair cells. Figure 22-13. How a sensory hair cell works. Regenerace a plasticita epiteliální tkáně Regenerace epiteliálních tkání Různé epitely mají různou schopnost regenerace (epidermis ´ smyslový vnitřního ucha) Multi- a oligopotentní kmenové buňky Mikroprostředí – stem cell niche Příklad: Obnova střevního epitelu Slide28 Příklad: Obnova střevního epitelu Metaplasie Skvamózní metaplazie děložního krčku Respirační cesty Prekanceróza Jednořadý cylindrický Jednořadý cylindrický Vícevrstevný dlaždicový Plasticita epiteliální tkáně Wikipedia.org; http://radiology.uchc.edu Hyperplasie Normální prostatická tkáň Hyperplasie žlázového epitelu prostaty Plasticita epiteliální tkáně prostatichyperplasia10x02 Adenokarcinom prostaty prostate-carcinoma-%5b3-pr004-1%5d gladden-willis-normal-human-prostate-epithelium-varies-from-cuboidal-to-simple-and-pseudostratified -columnar Plasticita epiteliální tkáně Epiteliální – mesenchymální tranzice (EMT) J Clin Invest. 2009;119(6):1420–1428. doi:10.1172/JCI39104. neural%20crest Epiteliální – mesenchymální tranzice (EMT) v embryonálním vývoji cancer cell-comics … má i odvrácenou tvář Plasticita a schopnost regenerace epiteliální tkáně http://static.jci.org/content_assets/manuscripts/38000/38019/large/JCI38019.f1.jpg http://static.jci.org/content_assets/manuscripts/38000/38019/large/JCI38019.f1.jpg Epiteliální – mesenchymální tranzice (EMT) a diseminace tumoru http://static.jci.org/content_assets/manuscripts/38000/38019/large/JCI38019.f5.jpg J Clin Invest. 2009;119(6):1438–1449. doi:10.1172/JCI38019. Děkuji za pozornost mu http://www.med.muni.cz/histol/histolc.html