1
Proliferace a diferenciace buněk
Rozdělení tkání
Epitelová tkáň – definice, rozdělení, funkce
Buňky → tkáně
Proliferace (dělení buněk)
Diferenciace
Migrace
Apoptóza
https://imcurious.wikispaces.com
Buněčný cyklus
= sled dějů v buňce mezi 2 po
sobě jdoucími mitózami, jehož
výsledkem je vznik 2 dceřinných
buněk
Fáze buněčného cyklu
̶ G1 (postmitotická)
̶ S (syntetická DNA)
̶ G2 (premitotická)
̶ M (mitóza)
G0
3
Interfáze
̶ G1 – fáze: postmitotický růst buňky; intenzivní tvorba nových organel –
syntéza proteinů, jak strukturních, tak i enzymů a regulačních proteinů,
[chromosom = 1 chromatida] (délka fáze závisí na typu buňky ± 11 hod.)
̶ S – fáze: replikace DNA v jádře  [chromosom = 2 chromatidy], replikace
centriolů; (asi 8 hod.)
̶ G2 – fáze: postsyntetické zmnožení organel, syntéza tubulinu; (3-4 hod.)
̶ M – fáze: (mitóza) (± 1 hod.)
̶ G0 – fáze = zastavený cyklus (maturované, nedělící se buňky)
4
https://microbenotes.com/
chromosome-structure-
types-and-functions/
Mitóza
mechanismus, který zajišťuje genetickou identitu somatických buněk
Karyokineze (rozdělení jádra):
1) Profáze - dělící vřeténko; kondenzace a spiralizace chromosomů - vymizení jadérek,
rozpad jaderného obalu;
2) Metafáze - chromosomy v ekvatoriální rovině, dělící vřeténko – připojení na
kinetochory chromosomů;
3) Anafáze - oddělení sesterských chromatid, posun po mikrotubulech dělícího vřeténka
- rozestup chromosomů k pólům buňky;
4) Telofáze - despiralizace chromosomů, rekonstrukce jaderného obalu,
Cytokineze (rozdělění cytoplazmy) – kontraktilní prstenec z aktinu
5
6
Meióza
̶ redukce a rekombinace genetického materiálu
̶ zajišťuje rozdělení diploidních primárních gametocytů (oocyt, spermatocyt) na
haploidní gamety
1. meiotické dělení
2. meiotické dělení
Pozn.: 2n = diploid.počet chromosomů, c = počet řetězců DNA (chromatid) od jednoho typu chromosomu
Gametocyty I (diploidní; 2n, 4c) S-fáze pouze před 1.meiot.dělěním
(46 chromozomů, každý o 2 chromatidách)
Gametocyty II (haploidní; 1n, 2c)
(23 chromozomů, každý o 2 chromatidách) před 2. meiot. dělěním již není S-fáze
Gamety (haploidní; 1n, 1c)
(23 chromozomů, každý o 1 chromatidě)
8
Meióza
1. Meiotické dělení
Profáze I – dlouhá a modifikovaná:
Leptoten – kondenzace chromosomů
Zygoten – párování homologních chromosomů – bivalenty, synaptolemální komplex
Pachyten – chromatidy = tetrády,
- chiasmata – místa překřížení nesesterských chromatid, zde dochází k
rekombinacím - crossing-over
Diploten – zánik synaptolemálních komplexů a rozestup tetrád
Diakineze – zánik (terminalizace) chiasmat, rozpad jaderného obalu, profáze končí
Metafáze (rozestup celých chromosomů), anafáze, telofáze
2. Meiotické dělení
Profáze, Metafáze (rozestup chromatid), anafáze, telofáze
9 Mezi 1. a 2. meiotickým dělením nedochází k replikaci DNA!
Meióza
Interfáze
- replikace DNA
11
12
Spermatogeneze
Oogeneze
Srovnání mitózy a meiózy
Mitóza
- vznik diploidní buňky
- dceřinné bb. jsou identické s
mateřskou
- mateřská b.
2 dceřinné bb.
Meióza
- vznik haploidní buňky
- crossing-over
spermatocyt I oogocyt I
4 spermie 1 oocyt +
(2xX, 2xY) 2 pólová
tělíska
(X)
15
Buňky → tkáně
Proliferace (dělení buněk)
Diferenciace
Migrace
Apoptóza
https://imcurious.wikispaces.com
Diferenciace buněk
̶ postupná specializace buněk (biochemická,
morfologická a funkční) uskutečňovaná
postupným zapojováním jednotlivých částí
genomu
̶ úloha signálů z okolí buňky = vzájemné
interakce buněk v mnohobuněčném
organizmu, příp. buněk a mezibuněčné hmoty
17
Růst buňky
̶ Růstové faktory – aktivují geny odpovědné za zahájení G1 fáze
buněčného cyklu
̶ Zvětšení orgánu: hyperplazie (počet buněk )
hypertrofie (velikost buněk )
̶ Zmenšení orgánu: atrofie
18
Buněčná smrt
̶ Nekróza - ruptura buněčné membrány; vylití cytoplazmy, uvolnění
lysozomálních enzymů,
zánět v okolí!
̶ Programovaná buněčná smrt
- Apoptóza – kondenzace chromatinu, fragmentace
cytoplazmy, apoptotická tělíska s membránou likvidace
makrofágy aj. (fagocytóza),
bez zánětlivé reakce!
- Autofagie - rozklad buněčných struktur pomocí lysozomů
19
Tkáně
̶ tkáň = soubor morfologicky i funkčně podobných buněk
̶ tkáně se diferencují v embryonálním období ze zárodečných listů
(ektoderm, entoderm, mezoderm) a primitivního embryonálního
pojiva (mezenchym)
̶ vývoj tkáně = histogeneze
20
http://en.vi.ki/Histogenesis
21
Typy tkání:
- epitelová
- pojivová
- svalová
- nervová
Obecná charakteristika tkáně
Skládá se z buněk protažených do délky,
obsahujících v cytoplazmě kontraktilní elementy
Svalová
Obecná charakteristika tkáně
Buňky jsou často bez vzájemného kontaktu (až na výjimky)
Skládá se z buněk a významného množství mezibuněčné hmoty
Mezibuněčná hmota se skládá z amorfní hmoty a vláken
Pojivová
Obecná charakteristika tkáně
Buňky vytváří mezi sebou bezpočet spojení
Obsahuje buňky, které dokáží přijmout, modulovat a předat
akční potenciál
Nervová
Obecná charakteristika tkáně
Tkáň je bezcévná.
Skládá se z vedle sebe seskupených buněk, spojených různými
typy mezibuněčných spojů.
Buňky jsou polarizované.
Proti ostatním tkáním je vymezena bazální membránou nebo
lamina basalis.
Epitelová
27
Epitelová tkáň
̶ vývoj – ze všech 3 zárodečných listů – ektoderm, mezoderm, entoderm
̶ velmi buněčná tkáň s minimem mezibuněčné hmoty
̶ složena z těsně na sebe naléhajících buněk, polarizované: apex - baze
̶ adheze buněk – mezibuněčné spoje
̶ lamina nebo membrana basalis odděluje epitel od ostatních tkání
̶ typická jsou intermediární filamenta typu cytokeratinu
̶ bezcévná - výživu získává difúzí z krevních cév uložených v pojivové tkáni
pod epitelem
Epitelové buňky jsou polarizované
̶ apikální – volný povrch
- hladký nebo s výběžky - mikroklky,
stereocilie, řasinky
̶ laterální - povrch přivrácený k jiné buňce
- mezibuněčné spoje
̶ bazální - přivrácený k nebuněčné struktuře
„lamina basalis“ nebo „bazální membrána“
- hemidesmosomy, bazální labyrint
organelová výbava odpovídá funkci buňky
(žlázová, respirační, smyslová aj.)
Epitelové buňky jsou
polarizované
Apikální (volný) povrch
̶ hladký (rovný nebo členitý – např. pseudopodie)
̶ mikroklky, stereocilie
̶ Kinocilie, bičíky
30
Mikroklky
= výběžky cytoplazmy vyztužené aktinovými mikrofilamenty, především zvětšují
povrch pro resorpci
̶ žíhaná kutikula – př. epitel. bb. střeva
̶ kartáčový lem – př. kanálky nefronu
̶ stereocilie – jsou delší - př. ductus deferens
31
32
Mikroklky vyztužené aktinem
33
Stereocilie na epitelových buňkách v nadvarleti
Řasinky (kinocilie)
̶ Pohyblivé výběžky cytoplazmy
vyztužené mikrotubuly:
̶ Axonema = 9 dubletů +
1 centrální pár
̶ Bazální tělísko = centriol
̶ Žíhaná nožka – kontraktilní
proteiny
34
Řasinky - bazální tělísko a axonema35
Řasinky – žíhaná nožka, bazální tělísko a axonema
36
37
38
Bičíky
̶ složitější stavba
̶ centrioly, axonema a další
vyztužující struktury
(chordy)
Laterární povrch - mezibuněčné (intercelulární) spoje
̶ těsné = okluzní: zonula occludens
̶ adhezní: zonula adherens, dezmosom
(macula adherens), na bazálním povrchu
hemidezmosom
̶ komunikační: nexus (gap junction)
39
40
Zonula occludens
̶ těsné pásovité spojení blízko
apexu buňky
̶ plazmalema sousedních buněk
místy splývá (společné integrální
proteiny – klaudiny, okludiny)
̶ funkce: utěsnění intercelulární
štěrbiny
41
Zonula adherens
̶ pásovitý spoj kolem buňky
̶ intercel. štěrbina – 20 nm,
kadheriny
̶ připojené v buňce aktinovými
mikrofilamenty
̶ funkce: adheze buněk
42
Dezmosom (macula adherens)
̶ diskovitý spoj (Ø 0,3-0,5 μm)
̶ intercel. štěrbina – 40 nm; el.denzní
ploténka, kadheriny
̶ připojené v buňce intermediárními
filamenty (cytokeratin)
̶ funkce: adheze buněk
Desmosomy a intermediární filamenta43
44
Nexus (gap junction)
̶ plošný „kanálkový“ spoj
̶ intercel. štěrbina – 2 nm
̶ 6 konexinů → kanálek
konexon
̶ funkce:
komunikace
Mezibuněčná spojení - speciality
̶ Interkalární disky – v myokardu, obsahují adhezní spoje (dezmosomy,
fascia/zonula adherens) a komunikační spoje (nexusy)
̶ Spojovací komplex (terminální lišta) - kombinace zonula occludens (těsnost,
pás), zonula adherens (pevnost, pás) a dezmosomů (body); od apexu k bázi
v tomto pořadí
̶ Buněčné interdigitace – na laterární straně buněk, zvětšení povrchu buňky
45
46
Bazální povrch - hemidezmosom
̶ adhezní spoj na bazální straně
buňky, diskovitý tvar
̶ „poloviční dezmosom“
̶ inzerují intermediární filamenta
̶ funkce: ukotvení buňky
47
Bazální povrch - bazální labyrint
̶ záhyby buněčné membrány
̶ mezi nimi mitochondrie
̶ v buňkách transportujících ionty
(zvětší povrch, mitochondrie
zajistí energii)
48
Bazální membrána a bazální lamina
Membrana basalis (bazální membrána)
- lamina basalis (bazální lamina;
derivát epitelových buněk)
- lamina rara (lucida)
- lamina densa
- lamina fibroreticularis
(= retikulární vlákna v amorfní hmotě;
derivát pojivové tkáně pod epitelem)
Lamina basalis
Lamina
fibroreticularis
+
Membrana
basalis
49
Bazální membrána
Klasifikace epitelů - podle uspořádání buněk
plošný
– výstelky
trámčitý
– játra, endokrinní žlázy
retikulární (cytoreticulum)
– thymus
Klasifikace epitelů - podle funkce
Krycí
Žlázový
Resorpční
Respirační
Smyslový
Svalový (myoepitelové buňky)
Klasifikace krycích epitelů podle počtu vrstev buněk
– Vrstevnatý dlaždicový nerohovějící
– Vrstevnatý dlaždicový rohovějící
– Dvouvrstevný kubický
– Vrstevnatý cylindrický
Jednovrstevné Vrstevnaté
– Jednovrstevný plochý (dlaždicový)
– Jednovrstevný kubický
– Jednovrstevný cylindrický
– Víceřadý cylindrický
- Přechodní (urotel)
53
Jednovrstevný plochý (dlaždicový)
Bowmanovo pouzdro v ledvině, mesotel kryjící pobřišnici, pohrudnici, endotel cév
54
Jednovrstevný kubický epitel
vzestupné raménko Henleovy kličky, proximální a distální tubuly ledvin
Jednovrstevný kubický epitel
štítná žláza
Jednovrstevný cylindrický epitel
výška buněk větší než šířka, jádro oválné, uložené při bazi
57
Jednovrstevný cylindrický epitel
Epitel žlučníku, střeva (enterocyty)
58
Víceřadý cylindrický epitel
̶ všechny buňky se dotýkají bazální membrány,
ale jádra jsou uložena ve více řadách
̶ důvod: 3 typy buněk – nízké basální buňky
(kulatá tmavá jádra), vřetenovité (středně
vysoké) a vysoké cylindrické buňky
s řasinkami (jádra oválná, světlá), které
dosahují povrchu epitelu
̶ epitel obsahuje četné pohárkové buňky
59
Víceřadý cylindrický epitel
Trachea
60
Vrstevnaté epitely
̶ několik vrstev buněk, vrstva na bazální membráně –
bazální vrstva, dává vznik buňkám v ostatních vrstvách
̶ všechny buňky nedosahují bazální membrány, pouze
bazální vrstva buněk se dotýká bazální membrány
̶ buňky povrchových vrstev
• oploštělé - dlaždicovité
• kubické
• cylindrické
̶ počet vrstev – různý
̶ typ epitelu poznáme dle tvaru buněk v nejsvrchnější vrstvě
Vrstevnatý dlaždicový epitel - nerohovějící
pharynx
Vrstevnatý dlaždicový epitel – rohovějící
epidermis
63
Dvouvrstevný kubický epitel
̶ vzácný
̶ jenom 2 vrstvy kubických buněk
̶ př. vývody potních žláz
64
Vrstevnatý cylindrický epitel
̶ vzácný
̶ bazální a povrchová vrstva – cylindrické
buňky
̶ Př. pars spongiosa urethrae masculinae,
conjunctiva (spojivka)
̶ „epitel přechodných zón“ (jednovrstevný
↔ vrstevnatý)
65
Epitel přechodných zón
vrstevnatý dlaždicový se mění na víceřadý cylindrický - epiglottis, palatum molle
!!! Není to to stejné co PŘECHODNÍ EPITEL (urotel)!!!
66
Urotel (Přechodní epitel)
̶ mění se počet vrstev
̶ různá velikost i tvar buněk
̶ na basální membráně – polyedrické bb.
̶ střední vrstva – hruškovité bb.
̶ povrchová vrstva – „deštníčkové buňky“
(angl. „umbrella cells“) – 2-3x větší než
ostatní, některé i dvoujaderné, různý
tvar v závislosti na stavu orgánu →
̶ v kontrahovaném stavu – „deštníčkové
buňky“ velké, kulaté, překrývají více buněk
pod sebou, epitel je celkově „vysoký“
̶ v relaxovaném stavu – „deštníčkové
buňky“ se oplošťují → spíše dlaždicové,
epitel je celkově „nízký“
Přechodní epitel
Přechodní epitel - typický pro vylučovací soustavu – výstelka močovodu a močového měchýře
Epitel se umí flexibilně přizpůsobit náplni orgánu
̶ specializované epitelové buňky – syntéza
makromolekul
Žlázové epitely
Klasifikace žláz:
jednobuněčné
exokrinní exoepitelové
mnohobuněčné endokrinní endoepitelové
alveolární serózní
tubulózní mucinózní merokrinní
tuboalveol. smíšená apokrinní
holokrinní
jednoduchá rozvětvená složená
Jednobuněčné žlázy
jsou současně endoepitelové
- buňky gastro-entero-pankreatického systému (GEP buňky)
- pohárkové buňky
- Panethovy buňky
71
̶ Exokrinní žlázy – uvolňují
sekret do systému vývodů
̶ Endokrinní žlázy – nemají
vývody; uvolňují sekret do krve
v kapilárách, které tvoří hustou
síť kolem skupin a trámců
žlázových buněk
̶ Exoepitelové žlázy – ve vazivu,
pod bazální membránou epitelu
̶ Endoepitelové žlázy – žlázové
buňky jsou součástí epitelu jiné
funkce a s jeho buňkami
nasedají na bazální membránu
Mnohobuněčné žlázy
72
Mnohobuněčné - endoepitelové
̶ uložené uvnitř epitelu jiné
funkce
̶ př. mucinózní žlázky ve
spojivce víčka nebo v epitelu
mužské močové trubice
konjunktiva víčka
73
Mnohobuněčné - exoepitelové
ve vazivu, pod bazální membránou
epitelu
sekreční oddíl + vývod
dle tvaru sekrečních oddílů
̶ tubulózní ~ trubička
̶ alveolární ~ kulovitý/oválný váček
̶ tuboalveolární ~ na konce trubiček
navazují poloviční váčky „Gianuzziho
lunuly“
74
Podle uspořádání vývodů
jednoduché - krátký vývod; tubulózní,
alveolární,
rozvětvené - několik sekrečních oddílů do
jednoho přímého vývodu; tubulózní či alveolární
složené - dlouhé a bohatě větvené vývody, na
konce nasedají sekreční části - tubuly, alveoly,
popř. tuboalveoly
Mnohobuněčné - exoepitelové
Jednoduché (A) – rozvětvené (B) – složené (C)
A B A A B
C
75
Klasifikace žláz podle charakteru sekretu
Serózní buňka Mucinózní buňka
Serózní žláza
Sekreční oddíly - alveoly (aciny) - úzké
lumen
Buňky - pyramidový tvar, bazofilní
cytoplazma, kulovité jádro v bazální
třetině buňky
Nad jádrem sekreční granula.
Sekret má nižší viskozitu - vodnatý
Mucinózní žláza
Sekreční oddíly - tubuly lumen
dobře rozeznatelné
Buňky vyšší, nepravidelného tvaru,
jádro miskovitě oploštělé při
bazální membráně, cytoplasma
velmi světlá
Cytoplazma - váčky s viskózním
sekretem
Serózní acinus Mucinózní tubulus Gianuzziho lunula
79
merokrinní (ekkrinní) - vylučuje sekret kontinuálně, tvar se nemění
apokrinní – cyklicky, odloučení apikální části buňky
holokrinní - výdej = zánik buňky
Podle mechanismu sekrece
Podle způsobu sekrece:
merokrinní (ekrinní) – apokrinní – holokrinní žlázy
Podle způsobu sekrece:
merokrinní (ekrinní) – apokrinní – holokrinní žlázy
Podle způsobu sekrece:
merokrinní – apokrinní – holokrinní žlázy
83
Resorpční epitel
̶ specializován na vstřebávání látek z
vnějšího prostředí do krve (střevo, ledvinné
kanálky)
̶ intenzita resorpce ~ velikosti plochy
→ apexy bb. opatřeny mikroklky → ve SM
- žíhaná kutikula (v tenkém střevě)
- kartáčový lem (v proximálním tubulu)
kartáčový lem žíhaná kutikula
85
Respirační (alveolární) epitel
̶ výměna plynů mezi atmosférickým
vzduchem a krví (O2 a CO2)
̶ vystýlá respirační oddíl plic (plicní sklípky
respiračních bronchiolů, alveolárních
chodbiček a alveolárních váčků)
̶ membranózní a granulózní pneumocyty
86
Smyslový epitel
Funkce: příjem informací
Buňky: bazální, podpůrné a smyslové
Primární smyslové buňky – modifikované neurony,
převádí receptorový potenciál na akční potenciál
- recepční úsek, tělo a vodivý výběžek povahy axonu
(př. čichové buňky, tyčinky a čípky)
Sekundární smyslové buňky - jednodušší,
- pouze recepční úsek a tělo bez vodivého výběžku
akční potenciál se tvoří až v neuronech které je
obklopují svými dendrity (př. bb. chuťových pohárků,
vláskové bb. sluchově-rovnovážného ústrojí)
87
Svalový epitel
̶ vřetenovité „myoepitelové buňky“
spojené nexusy a dezmosomy
̶ v potních a slinných žlazách, žláze
slzné a mléčné
̶ vloženy mezi báze žlázových buněk
a bazální membránu
̶ v cytoplazmě hojná aktinová a
myosinová myofilamenta a také
tonofilamenta
̶ svými kontrakcemi napomáhají
vypuzení sekretu ze sekrečních
oddílů a žlázových vývodů
88
Co je to buněčná proliferace a diferenciace a jakým způsobem k nim dochází?
Co je to buněčný cyklus a jaké jsou jeho fáze?
Jaký je rozdíl mezi mitózou a meiózou?
Jaké typy tkání rozlišujeme a jaké vlastnosti je charakterizují?
Jaké typy mezibuněčných spojů znáte a jaká je jejich funkce?
Jakým způsobem může být modifikovaná buněčná membrána?
Co to je a k čemu slouží bazální lamina a bazální membrána?
Jaké může být prostorové uspořádání epitelů?
Jak lze rozdělit epitely podle funkce?
Jak lze rozdělit krycí epitely podle morfologie?
Jaký je rozdíl mezi exokrinní a endokrinní žlázou?
Jaký je rozdíl mezi endo- a exoepitelovou žlázou?
Do jakých útvarů mohou být uspořádány sekreční buňky v mnohobuněčné
žláze?
Jakým způsobem (mechanismem) může buňka uvolňovat sekret?
Jaký je rozdíl mezi primární a sekundární smyslovou buňkou (+ příklady)?
Jakou úpravu mají buňky resorpčního epitelu?
Jaké typy buněk tvoří respirační (alveolární) epitel a jaká je jejich funkce?
Čím je zajištěna funkce svalového epitelu?
Po dnešní přednášce byste měli umět odpovědět na otázky: