1.Mikroskopická stavba jícnu, žaludku, tenkého a tlustého střeva 2. 2.Mikroskopická stavba jater a slinivky břišní, přehled vývoje trávicí trubice Histologie GIT 1.Obecná stavba trávicí trubice 2.Jícen (Oesophagus) 3. 3. 3. 3.Žaludek (Ventriculus, Gaster) 4.Tenké a tlusté střevo (Duodenum, Ileum, Jejunum, Colon) 5. 5. 5. 5. 5.Vývoj a regenerace trávicí trubice - Stavba, inervace, vaskularizace - Mikroskopická stavba - Gastroezofageální junkce - Mikroskopická stavba - Funkční modifikace žaludeční sliznice a žaludeční žlázy - Mikroskopická stavba - Funkční modifikace intestinální sliznice - Morfogeneze - Diferenciace a specializace sliznice GIT Obecná stavba dutých orgánů včetně trávicí trubice Čtyři základní vrstvy 1. Mukóza (Tunica mucosa) 2. Submukóza (Tela submucosa) 3. Tunica muscularis externa 4. Seróza/adventicie Donna Myers © 2007 Lumen Serosa/Adventicie Muscularis externa Submucosa Mucosa Je velmi jednoduchá Lumen 1 2 3 4 Obecná stavba trávicí trubice Mukóza (Tunica mucosa) - vnitřní vrstva trávicí trubice vystýlající lumen - protektivní, absorpční a resorpční funkce - mikroskopická stavba závisí na lokalizaci - Lamina epithelialis mucosae - Lamina propria mucosae - Lamina muscularis mucosae - Lamina epithelialis mucosae - charakter epitelu určený funkcí daného oddílu trávicí trubice - ústní dutina, farynx, jícen, anus – vrstevnatý dlaždicový (nerohovějící) - žaludek, tenké a tlusté střevo – jednovrstevný cylindrický - hlen – produkovaný slizničními nebo podslizničními žlázkami (ústní dutina, jícen), sekrečním epitelem (žaludek) nebo pohárkovými buňkami (střevo) - Lamina propria mucosae - vrstva slizničního vaziva – řídké kolagenní vazivo - fenestrované krevní kapiláry – odvod metabolitů (střevo) - v některých oddílech slizniční žlázky (jícen) - inervace, komponenty imunitního systému - Lamina muscularis mucosae - hladká svalovina ve dvou vrstvách (vnitřní cirkulární, vnější longitudinální) - drobné mechanické pohyby mukózy usnadňující sekreci a absorpci (nezávisle na peristaltice) Mukóza (Tunica mucosa) Submukóza (Tela submucosa) Podslizniční vazivo - výrazná vrstva řídkého kolagenního vaziva - určuje tvar sliznice (slizniční řasy) - větší krevní a lymfatické cévy, které zásobují T. mucosa, muscularis externa a serózu - Inervace – nervová pleteň plexus submucosus Meissneri = skupinky multipolárních neuronů a malých ganglií), viscerální senzorická vlákna (sympatikus) i vlákna a terminální ganglia parasympatiku = enterický nervový systém - Žlázy – v závislosti na oddílu trávicí trubice - protektivní funkce (mucinózní) Zevní svalová vrstva (Tunica muscularis externa) - dvě koncentrické, relativně silné vrstvy hladké svaloviny, oddělené tenkou vrstvou konektivní tkáně - vnitřní – cirkulární, vnější – longitudinální (spirála) - myenterický (Auerbachův) plexus - peristaltika – pasáž obsahu trávicí trubice - lokální modifikace m.e. - faryngoesofagální sfinkter + externí anální sfinkter – kosterní svalovina - žaludek – třetí - šikmá - vrstva svaloviny - taenie coli – zesílená část longitudinální vrstvy v tlustém střevě http://www2.palomar.edu/users/ggushansky/histology/images/small%20intestine%20muscularis%20externa_ tif.jpg Please send image use requests to coloncancer.guide@about.com http://z.about.com/d/coloncancer/1/0/c/3/LongM.png Cirkulární Longitudinální Seróza/Adventicie (Tunica serosa/adventitia) - vnější vrstva trávicí trubice - Seróza -serózní membrána tvořená řídkým kolagenním vazivem (Lamina propria serosae) a jednovrstevným dlaždicovým epitelem (L. epithelialis serosae) -syn. mesothelium, viscerální peritoneum -přechází v mezenterium -serózou – z mezenteria do stěny trávicí trubice prochází velké krevní a lymfatické cévy a nervy - bariéra vůči patogenům, antiadhezivní vlastnosti – intracoelomový pohyb, imunitní funkce (Ag prezentace), produkce ECM, atd. - - Adventicie -některé části trávicí trubice nejsou kryté serózou -hrudní část jícnu, části trávicího traktu v břišní a pánevní dutině v místě fixace (duodenum, část tlustého střeva, rektum a anální kanál) -pouze konektivní tkáň přecházející do konektivní tkáně stěny serosa S.E. Mutsaers / The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 36 (2004) 9–16 Seróza/Adventicie (Tunica serosa/adventitia) 1.4mm Enterický nervový systém - intramurální, autonomní NS - nervové pleteně, ganglia Plexus submucosus -Vnitřní (Meissnerova) a vnější podslizniční pleteň, inervují muscularis mucosa a cirkulární vrstvu muscularis externa The enteric nervous system and neurogastroenterology Plexus myentericus (Auerbachii) Tunica muscularis, inervuje obě svalové vrstvy Intersticiální (Cajalovy) bunky - Pacemaker ENS - Spojují ENS a svalové buňky - koordinují a vyvolávají peristaltiku - Enteroendokrinní systém - produkují střevní hormony – endokrinní nebo parakrinní sekrece - peptidy nebo biogenní aminy (histamin, serotonin) - http://class.kmu.edu.tw/~wags/Biology/Wags/histopage/empage/ei/ei1.gif 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 L (EG) buňky Enteroglukagon - Žaludek, střevo - tlumí sekreci pankreatických enzymů a peristaltiku - minoritní, obsahují sekreční granula klasické histologické metody rozlišují různé typy buněk na základě rozdílné afinity k různým barvivům - DNES/APUD - GIT chemosensing Vaskularizace GIT - produkují střevní hormony – endokrinní nebo parakrinní sekrece - peptidy nebo biogenní aminy (histamin, serotonin) - Mikroskopická anatomie trávicí trubice Jícen (Oesophagus) - Mukóza -nekeratinizovaný vrstevnatý dlaždicový epitel ® protektivní funce (mechanická odolnost) -L. propria obsahuje kardiální žlázky (tubulózní mucinózní) a difúzní lymfatickou tkáň - Submukóza -řídké kolagenní vazivo, určuje tvar lumen (slizniční řasy) -krevní a lymfatické cévy, plexus submucosus Meissneri -submukózní žlázy (tubulózní mucinózní) -difúzní lymfatická tkáň - esophagus_figure_0 Jícen (Oesophagus) - Muscularis externa -Vnitřní cirkulární a vnější longitudinální vrstva -inervace – plexus myentericus Auerbachi -horní třetina – kosterní svalovina, střední třetina – smíšená – kosterní + hladká, dolní třetina – pouze hladká svalovina - Adventicie - krční a hrudní úsek – spojuje jícen s okolím - řídké kolagenní vazivo - břišní úsek - seróza esophagus_figure_0 Kardio-oesofagální junkce Nekeratinizovaný vrstevnatý dlaždicový epitel ® jednovrstevný cylindrický epitel Žaludek (Ventriculus, Gaster) - obecná stavba dutého orgánu - anatomické oddíly se liší i histologickou stavbou - slizniční řasy – rugae gastricae (submukóza) Žaludek (Ventriculus, Gaster) Sliznice žaludku - jednovrstevný cylindrický epitel - povrchový epitel produkuje souvislou vrstvu hlenu (mucinogenní granula, vysoký obsah HCO3-, K+) = protektivní funkce - areae gastricae, foveolae gastricae Žaludek (Ventriculus, Gaster) Sliznice žaludku - L. propria obsahuje velké množství žláz: - -Gl. cardiacae -Gl. pyloricae -Gl. gastricae propriae Žaludek (Ventriculus, Gaster) Gl. gastricae propriae - žlázky fundu a těla žaludku - tubulózní, jednoduché nebo ke konci rozvětvené, ústí po 2-4 na dno žaludečních jamek - - - čtyři funkční typy buněk žlázek hlavní - pepsinogenní -nejpočetnější, dolní úsek těla žlázek a fundus -pyramidový tvar, bazofilní cytoplasma, RER, pepsinogenní granula • • krycí - HCl -přechod krčku a těla -eosinofilní cytoplasma, velké množství mtch. a SER -složitá dynamická ultrastruktura -intracelulární kanálky v apikální části s mikroklky – membránově vázané enzymové komplexy produkující H+ a Cl- (HCl vzniká extracelulárně) -intercelulární kanálky mezi hlavními buňkami - - buňky krčků -kubické, mucinózní -populace se schopností regenerace všech buněk žaludeční sliznice (charakter kmenových buněk) Žaludek (Ventriculus, Gaster) Gl. gastricae propriae blokátory K+ H+žaludeční buňky HCl Mikroskopická stavba jícnu a žaludku gastric-glands Shrnutí stomach Termíny: - Obecná stavba dutých orgánů vč. trávicí trubice: mukóza (l. epithelialis m ., l. propria, l. muscularis m.), submukóza, t. muscularis externa, serosa (l. propria s., l. epith. s.), adventicia - Jícen - stavba, epitel, mukózní a submukózní žlázy, rozdíly v t. muscularis ext. - Žaludek – anatomické a histologické členění, stavba sliznice - areae gastricae, foveolae gastricae, žaludeční žlázy (pyloricae vs. propriae), lokalizace, ultrastruktura a funkce buněk gl. Propriae (hlavní, krycí, b. krčků, enteroendokrinní) Přestávka MC900293200[1] http://luminaryvisuals.com/ http://luminaryvisuals.com/ Obecná stavba trávicí trubice - střevo Gastroduodenální spojení Obecná stavba trávicí trubice - střevo Čtyři základní vrstvy: sliznice, podslizniční vazivo, zevní svalovina, seróza sliznice a podslizniční vazivo vytvářejí útvary sloužící k maximálnímu zvětšení resorpční plochy: •plicae circulares (Kerckringi) – podslizniční vazivo + sliznice, celkem asi 800, zvětšení plochy 2-3x, distální část duodena • • • • • • • • • • • • •klky (villi intestinales) – sliznice (l. propria + epitel) 0,5-1,5 mm dlouhé, 10-40/mm2 , celkem asi 4 mil., zvětšení plochy 5-10x •mikroklky (žíhaná kutikula) – apikální povrch enterocytů – mikroklky jsou 1- 2 μm dlouhé a 0,1 μm široké, 100 mil./mm2, zvětšení plochy 20x Tenké střevo - adaptace k efektivní resorpci tenké střevo plicae circulares (Kerckringi) – 2-3x klky (villi intestinales) – 5-10x mikroklky (žíhaná kutikula) – 20x Tenké střevo - adaptace k efektivní resorpci Jednovrstevný cylindrický epitel - enterocyty - pohárkové buňky - Panethovy buňky - enteroendokrinní buňky - M-buňky Střevní sliznice Lieberkühnovy krypty 200-600x Lieberkühnovy krypty (gl. intestinales) -jednoduché slizniční tubulární struktury, hluboké 0,3-0,5 mm -procházejí l. propria a otevírají se do lumen střeva -obsahují různé buněčné typy - sekrece trávicích enzymů - obnova epitelu - enteroendokrinní buňky - imunitní odpověď File:Small intestine low mag.jpg Enterocyty Střevní sliznice - vysoké, cylindrické buňky - bazálně uložené jádro - modifikace apikálního povrchu – mikroklky (3000) + glykocalyx (0,5mm) = žíhaný lem (kutikula) - těsná vzájemná spojení, interdigitace Funkce: - trávení – enzymatické komplexy na membráně mikroklků - absorpce a transport – pasivní, facilitovaný i aktivní - zpracování lipidů- chylomikry 1mm 0,1mm Buňky střevního epitelu Epitelová tkáň - 22 Poh Jádra F-aktin Mucin v sekrečních granulech -cylindrické žlázové epiteliální buňky -apikální povrch - apokrinní/merokrinní sekrece mucinu -bazální část – RER, GA, jádro, mitochondrie -mucinogenní zrna - viz lekce #5-Epitely Pohárkové buňky Střevní sliznice Pohárkové buňky Střevní sliznice Panethovy buňky Střevní sliznice -bazální část Lieberkühnových krypt -bazofilní cytoplasma -GA uložené nad jádrem -intenzivně acidofilní (červená) granula -role v imunitním systému -sekreční granula obsahují biologicky účinné látky, mj. lysozym) -ovlivňují střevní mikroflóru - Enteroendokrinní buňky -podobné žaludečním enteroendokrinním buňkám -regulace pankreatické sekrece -udržení homeostázy (osa mozek-střevo-tuková tkáň) -cholecystokinin, sekretin, GIP, motilin, neurokrinní peptidy atd. File:Digestive hormones.jpg 0187_0001 M buňky (microfold) Střevní sliznice -epiteliální buňky nad Peyerovými plaky a lymfatickými uzlinami -nemají mikroklky -indukují imunitní odpověď -MHCII -zprostředkovávají antigenní prezentaci dendritickým buňkám a lymfocytům - http://www.rikenresearch.riken.jp/images/figures/hi_4394.jpg http://www.rikenresearch.riken.jp/images/figures/hi_4393.jpg „Microfold“ Kmenové buňky Střevní sliznice -dno Lieberkühnových krypt -zajišťují obnovu střevního epitelu (4-5 dní) -morfologicky neodlišitelné, definované na základě „kmenového“ charakteru = schopnost diferenciace a zároveň sebeobnovy -tzv. stem cell niche -nádorová transformace nrm0101_011a_i1 Slizniční vazivo – L. propria Střevní sliznice -složky imunitního systému – GALT -imunologická bariéra -Peyerovy plaky Brunnerovy žlázy - gl. duodenale Brunneri Submukóza -duodenum -drobné rozvětvené tuboalveolární žlázy, tvořené cylindrickými mucinózními buňkami -vazivo redukováno na tenká septa mezi žlázovými lalůčky -vývody ústí do Lieberkühnových krypt -zásaditý sekret pH 8.1-9.3 -neutralizace žaludeční šťávy -ochrana střevní sliznice, aktivace trávicích enzymů, baktericidní účinky Muscularis externa -dvě vrstvy hladkého svalstva (vnitřní cirkulární, vnější longitudinální) -plexus myentericus Auerbachi Seróza -řídké kolagenní vazivo + jednovrstevný dlaždicový epitel (mezotel) GI015b Tlusté střevo -absence Kerckringových řas, klků -muscularis externa – longitudinální vrstva tvoří taenie coli -seróza na povrchu vybíhá v appendices epiploicae (tukové vazivo) Tenké střevo Tlusté střevo Tlusté střevo -absorpce vody a elektrolytů -výrazně hlubší Lieberkühnovy krypty bez Panethových buněk -četné pohárkové buňky -četné lymfatické folikuly v l. propria (GALT) Apendix -červovitý výběžek slepého střeva 8-10 cm (0,5-1cm) -souvislá longitudinální vrstva m. externa -velký počet lymfatických uzlíků které zasahují do submukózy -Lieberkühnovy krypty nepravidelného tvaru, obsahují Panethovy buňky Rektum a anální kanál -Pars pelvina -plicae transversae recti -histologická stavba shodná se stavbou tlustého střeva -Canalis analis Anulus hemorhoidalis – mizí L. krypty a jednovrstevný cylindrický epitel je nahrazený vrstevnatým dlaždicovým epitelem -bohaté žilní pleteně, proktodeální žlázky -slizniční řasy (columnae rectales) Zona intermedia – m. sphincter ani internus Zona cutanea – typická stavba kůže – m. sphincter ani externus - Anorektální spojení Vývoj trávicí trubice Vývoj trávicí trubice – trávicí trubice vzniká v důsledku cefalokaudální a laterální flexe embrya – primitivní střevo (endoderm) – ústní dutina a rektum – ektoderm – žlázový parenchym (pankreas, játra) vzniká z endodermu trávicí trubice Čtyři oddíly: farynx – od bukofaryngeální membrány po tracheobronchiální divertikulum • přední střevo – kaudálně po jaterní divertikulum • střední střevo zadní střevo – od levé třetiny transversálního tlustého střeva po kloakovou membránu Vývoj trávicí trubice - Jícen - z úseku předního střeva kaudálně od laryngotracheální výchlipky - endoderm (epitel a žlázy), vazivová složka mezoderm - Žaludek - vzniká koncem 4. týdne jako rozšíření předního střeva - původně symetrický, - různá rychlost růstu dorsální a ventrální strany ® změna tvaru (velká a malá kurvatura) - během vývoje rotace podél podélné a sagitální osy - definitivní poloha i tvar koncem 2. měsíce i.u. - Střevo - střední střevo – duodenální a pupeční klička - rotace během vývoje - fyziologická pupeční hernie Čech S., Horký D., Sedláčková M.: Přehled embryologie člověka, Brno, LF MU, 2011 Trávící systém II - 36 1.Diferenciace endodermu, vznik trubice, A-P patterning -působením růstových a diferenciačních faktorů během gastrulace -Jednoduchá vrstva nerozlišeného epitelu 2.Morfogeneze klků -expanze a kondenzace mesenchymu směrem do lumen -proliferace a současná reorganizace epitelu přes různá přechodná stádia do cylindrického typu - 3.Vývoj Lieberkühnových krypt a vznik populace mitotický stále aktivních intestinálních kmenových buněk 4. 4.Vzájemné interakce endodermu a mesodermu Vývoj trávicí trubice Full-size image (16 K) An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is 18_2012_984_Fig1_HTML.jpg F5 Specializace intestinální sliznice Mikroskopická stavba trávicí trubice Shrnutí - Obecná stavba dutých orgánů vč. trávicí trubice: mukóza (l. epithelialis m ., l. propria, l. muscularis m.), submukóza, t. muscularis externa, serosa (l. propria s., l. epith. s.), adventicia - Jícen - stavba, epitel, mukózní a submukózní žlázy, rozdíly v t. muscularis ext., změny v typu epitelu v oblasti kardie - Žaludek – anatomické a histologické členění, stavba sliznice - areae gastricae, foveolae gastricae, žaludeční žlázy (pyloricae vs. propriae), lokalizace, ultrastruktura a funkce buněk gl. propriae (hlavní, krycí, b. krčků, enteroendokrinní) - Tenké a tlusté střevo, apendix - anatomické a histologické členění, stavba sliznice, žlázy (Lieberkühnovy krypty, Brunnerovy žlázy), buněčné typy ve střevní sliznici, lymfatický systém, modifikace střevní stěny - Rektum a anální kanál - anatomické a histologické členění, stavba sliznice, změny v typu epitelu - Krevní a lymfatická vaskularizace, inervace GIT Embryonální vývoj - Vznik primitivního střeva a jeho deriváty, flexe zárodku, diferenciace a charakteristika jednotlivých oddílů, základy přidružených orgánů • Sadler: Langman’s Medical Embryology, 2000 • Ovalle&Nahirney: Netter’s Essential Histology, 2008 • Klika&Vacek: Histologie, 1974 • Ross&Pawlina: Histology (a text and atlas), 2011 • Ross&Romrell: Histology (a text and atlas), 1989 • Berman: Color Atlas of Basic Histology • Ústav histologie & embryologie LF MU, www.med.muni.cz/histol/histolc.html • Čech S., Horký D., Sedláčková M.: Přehled embryologie člověka, Brno, LF MU, 2011 • Horký D., Čech S.: Mikroskopická anatomie, Brno, LF MU, 2011 • Lullmann-Rauch R.: Histologie, Grada 2012 • • About.com Health's Disease and Condition, Donna Myers © 2007 • Mutsaers SE, The mesothelial cell, The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 2004, 36(1):9-16 • A.D.A.M. Education /University of Maryland Medical Center (UMMC) http://www.umm.edu/; http://www.adameducation.com/index.aspx • Science Photo Library • Barker N, Bartfeld S, Clevers H. Tissue-resident adult stem cell populations of rapidly self-renewing organs. Cell Stem Cell. 2010 Dec 3;7(6):656-70. • Mills JC, Shivdasani RA. Gastric epithelial stem cells. Gastroenterology. 2011 Feb;140(2):412-24. • Ohno H. M cells hold the key to gut immunity. Riken Research Frontlines. 2010. http://www.rikenresearch.riken.jp/eng/frontline/6346 • Kosinski C et al. Gene expression patterns of human colon tops and basal crypts and BMP antagonists as intestinal stem cell niche factors. PNAS 2007;104:15418-15423 • Knoblich JA. Asymmetric cell division during animal development. Nature Reviews Molecular Cell Biology 2001, 2, 11-20 • van der Flier LG, Clevers H. Stem Cells, Self-Renewal, and Differentiation in the Intestinal Epithelium. Annu. Rev. Physiol. 2009.71:241-260 • Southern Illionis University, http://www.siumed.edu/~dking2/erg/GI015b.htm Studijní literatura Použité reference, obrázky a další zdroje books-for-clip-art-9 Děkuji za pozornost Petr Vaňhara, PhD Ústav histologie a embryologie LF MU PVanhara@med.muni.cz http://www.med.muni.cz/histol/histolc.html