Trávicí systém 1.Mikroskopická stavba jícnu, žaludku, tenkého a tlustého střeva 2. 2.Mikroskopická stavba jater a slinivky břišní, přehled vývoje trávicí trubice Petr Vaňhara, PhD Department of Histology and Embryology LF MU PVanhara@med.muni.cz 1.Mikroskopická anatomie jater a žlučových vývodů 2. 2. 2. 2. 2. 2.Mikroskopická anatomie slinivky břišní 3. 3. 3. 3. 3. 3.Embryonální vývoj trávicí trubice, jater a slinivky břišní - Makro – a mikroskopická anatomie - Jaterní lalůček, definice a struktura - Hepatocyty a další buňky přítomné v játrech - Intra- a extrahepatální žlučové cesty - Žlučník - Pankreatické aciny a jejich vývody - Langerhansovy ostrůvky - Deriváty primitivního střeva - Změny v morfologii a lokalizaci během embryonálního vývoje - Regenerace JÁTRA (HEPAR) •Jaterní parenchym – největší žlázová tkáň lidského těla •Vazivové pouzdro •Nutritivní a funkční krevní zásobení •Endokrinní i exokrinní funkce •Uniformní histologická struktura ve všech čtyřech hlavních anatomických oddílech (lalocích) i segmentech • -Hepatocyty a další buněčné typy -Stroma pojivové tkáně -Krevní a lymfatické cévy -Sinusoidy -Inervace - - -Vazivové pouzdro -Serózní pokryv CAPSULA FIBROSA HEPATIS − Serózní mesothelium − Vazivo – kolagenní a elastická vlákna − − 70-100mm − − Porta hepatis − profimedia-0087690954 CAPSULA FIBROSA HEPATIS Porta hepatis VASKULARIZACE FUNKČNÍ •kapilární řečiště žaludku a střev •vena portae •interlobulární vény •cirkumlobulární venuly • NUTRITIVNÍ •aorta •arteria hepatica •segmentové tepny •interlobulární tepny •cirkumlobulární arterioly • • •jaterní sinusoidy •venae centralis •venae sublobularis •venae hepaticae •vena cava inferior 70% 30% IVC V. hepatica d. m. s. Porta hepatis VASKULARIZACE MIKROSKOPICKÉ ČLENĚNÍ JATERNÍ TKÁNĚ •Tři různé možné definice • •Histologická – lobulus venae centralis • •Metabolická – jaterní acinus −metabolická zóna 1 – 3 −zásobení hepatocytů kyslíkem • •Historická (fyziologická) jednotka – lobulus venae interlobularis File:Liver scheme1.jpg wiki 20070709_5e937c9a3aaa5151ff4eA8cnlgP6isQB File:Liver scheme1.jpg −Klasická morfologická jednotka −Polygonální buňky (hexagonální), 0.7 x 2mm −Centrální véna −Trámce hepatocytů – radiální uspořádání −Jaterní sinusoidy −Portální triáda, portobiliární oblast • LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Lobulus venae centralis LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Lobulus venae centralis •Kontakt tří-čtyř sousedících lalůčku •Interlobulární arterie •Interlobulární véna •Interlobulární žlučovod •Lymfatické cévy •Inervace – nervus vagus • •Řídké intersticiální vazivo • • LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Portální triáda > vyuka7 Ham: Textbook of Histology liv40he liv11he PORTÁLNÍ TRIÁDA Trávící systém III - 8 Hepar - vena centralis - azan CENTRÁLNÍ VÉNA Trávící systém III - 1 Játra - schéma LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY •Hepatocyty uspořádány v trámce, • šířka 1-2 buňky, časté anastomózy •Sinusoidy –9-15mm –Anastomozující síť plochých endoteliálních buněk –Bez bazální membrány –Fenestrae - 100nm, chybí diafragma –Intercelulární prostor –Perisinusoidální (Dissého) prostor –Retikulární vlákna, perisinusoidální fibroblasty –Rozptýlené Kupferovy buňky (monocyto-makrofágový systém) • Vena centralis – tenkostěnná céva, odvádějící krev ze sinusoid LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Hepatocyty a jaterní sinusoidy •Dissého prostor –Spojení Dissého prostoru a lumen sinusoidů díky fenestrovaným endoteliálním buňkám –Hepatocyty v přímém kontaktu s plasmou (mikroklky) –Itovy buňky (lipocyty) – exogenní vitamín A, sekretují biologicky aktivní látky • LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Hepatocyty a jaterní sinusoidy Trávící systém III - 3 Centrum jaterního lalůčku JATERNÍ SINUSOIDY VNITŘNÍ POVRCH JATERNÍHO SINUSOIDU – SEM jaterní sinusoida0001 Trávící systém III - 12 Kupfferovy b KUPFFEROVY BUŇKY •Jaterní makrofágy •Mononukleární fagocytární systém •Fagocytují cizí částice, poškozené erytrocyty, bakterie • • ITOVY BUŇKY •Hvězdicovité (stelátní, perisinusoidové) buňky •Tukové kapénky •Deponují vitamin A •Produkují jemné retikulární vazivo •Antigen prezentující buňky (lipidové antigeny) • • 1-s2 HEPATOCYTY •Polygonální buňky jaterního parenchymu •20x30mm •Nepravidelné trámce mezi sinusoidy •Obvykle jedno centrálně umístěné jádro, bi- a multi-nukleární buňky jsou časté (20%) •Jadérka • •Funkční povrchy: –Žlučový pól - sekreční – membrány sousedících hepatocytů tvořící žlučovou kapiláru –Krevní pól - absorpční - sinusoidální – mikroklky orientované do Dissého prostoru –Membrány se spojovacími komplexy • HEPATOCYTY Dlouhé mitochondrie s plochými nebo tubulárními kristami Zřetelné RER, SER a Golgi Glykogen, tukové kapénky, lysosomy, peroxisomy Erytrocyt Těsný spoj Žlučová kapilára Dissého prostor Kupferovy buňky Itovy buňky Jádro Dissého prostor Z krevní plazmy: Glukóza, aminokyseliny, žlučové kyseliny Krevní proteiny (sérový albumin, fibrinogen, protrombin, komplement, transferrin, atd.) Žlučové kyseliny Bilirubin Steroidy Léčiva K+ Těsný spoj Žlučová kapilára METABOLICKÁ AKTVITA HEPATOCYTŮ •Syntéza a metabolismus: • −Proteosyntéza – RER + Golgi (plasmatické proteiny – albuminy, prothrombin, fibrinogen) −Metabolismus tuků – SER, peroxisomy (lipidová konverze mastných kyselin a glukózy, syntéza lipoproteinů) −Metabolismus glukózy a sacharidů - syntéza glykogenu, glykogenolýza a glukoneogeneze (insulin / glukagon) • METABOLICKÁ AKTVITA HEPATOCYTŮ •Detoxifikace: SER (steroidy, barbituráty, polyaromatické látky rozpustné v tucích atd., endo- a exotoxiny) ROS •Peribiliárně uložené lysozomy (autofagie, degradace endocytovaných molekul) • •Metabolismus a deponování vitamínů a stopových prvků •Produkce žluči: Recyklace žlučových kyselin (90%), 10% syntéza de novo, konjugace toxického bilirubinu a glukuronové kyseliny na netoxický komplex bilirubin-glukuronid SER •Enterohepatický oběh • −Resorpce v terminální části ilea −Vena portae −Sinusoidy − − − Hepatocyty − − − − −Žlučové kapiláry −Intra a extrahepatální cesty −Duodenum liv1350048602249 Krevní pól Žlučový pól INTRAHEPATÁLNÍ A EXTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY Žlučové kapiláry - mezibuněčný prostor mezi hepatocyty - 1-2mm - nemají stěnu, ohraničené jen membránami hepatocytů Heringovy kanálky - navazují na žlučové kapiláry - jednoduchý dlaždicový epitel - Interlobulární žlučovody - cholangiocyty - kubický nebo nízký cylindrický epitel + vazivo - Lobární žlučovody - ductus hepaticus dexter et sinister - vysoký jednovrstevný cylindrický epitel Ductus hepaticus, ductus cysticus, ductus choledochus - sliznice - fibromuskulární vrstva INTRAHEPATÁLNÍ EXTRAHEPATÁLNÍ 41no1 INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY 41no2 http://alexandria.healthlibrary.ca/documents/notes/bom/unit_4/unit%204%202005/L-39%202008%20%20hist ology%20of%20the%20pancreas.xml INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY TEM/SEM Centrální véna Cirkulobulární venula Portální arteriola Interlobulární žlučovod Heringův kanálek Žlučová kapilára HEPATOCYTY CHOLANGIOCYTY Full-size image (40 K) Sliznice - podélné řasy - jednovrstevný cylindrický epitel (cholangiocyty) - ve vazivu mucinózní žlázky a pohárkové buňky Fibromuskulární vrstva - hustá síť kolagenních a elastických vláken - leiomyocyty - EXTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY http://radiographics.rsna.org/content/22/2/387/F3.large.jpg d. hepaticus communis + d. cysticus ® d. choledochus papilla duodeni major m. sphincter ampullae hepatoduodenalis (Oddiho sfinkter) Přestávka 10:20 - 10:30 MC900293200[1] http://luminaryvisuals.com/ http://luminaryvisuals.com/ ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) - Stěna silná 1-2mm - Sliznice - Svalová vrstva - Seróza/adventicie Sliznice - slizniční řasy - 20-50mm jednovrstevný cylindrický epitel s mikroklky - četné spojovací komplexy - lamina propria mucosae - řídké kolagenní vazivo s mucinózními tuboalveolárními žlázkami - lamina muscularis mucosae chybí Svalová vrstva (Muscularis propria) - prostorová síť hladkých svalových buněk, - elastická vlákna Mohutná vrstva subserózního vaziva (l. propria serosae) ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) Trávící systém III - 14 Žlučový měchýř ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) Trávící systém III - 15 Žlučový měchýř mucosa Muscularis propria serosa ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) Trávící systém III - 16 Žlučový měchýř ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) SLINIVKA BŘIŠNÍ •Složená, čistě serózní tuboalveolární žláza •Exokrinní i endokrinní charakter –pankreatický acinus –Langerhansovy ostrůvky • •Hlavní vývod (Wirsungův) ústí do Vaterské papily jako společný žlučový a pankreatický vývod • •Vazivové pouzdro z hustého kolagenního vaziva •Septa – krevní cévy, inervace a interlobulární vývody • • SLINIVKA BŘIŠNÍ - PŘEHLED PANKREATICKÝ ACINUS •Epiteliální buňky pyramidového tvaru •Pankreatické trávicí enzymy •Vsunuté vývody • •Serózní buňky acinů –Polarizované sekreční buňky –Bazofilní –Apikální část – Golgi a zymogenní granula –Microklky –Spojovací komplexy • •Centroacinózní buňky –Centrálně umístěné jádro, dlaždicový charakter –Navazují na vsunuté vývody – PANKREATICKÝ ACINUS PANKREATICKÝ ACINUS PANKREATICKÝ ACINUS •Centroacinózní buňky •Vsunuté vývody –jednovrstevný plochý epitel + bazální membrána •Intralobulární a interlobulární vývody –jednovrstevný kubický – nízký cylindrický epitel • •Hlavní pankreatické vývody –D. pancreaticus major – Wirsungi a D. pancreaticus accessorius - Santorini –dvouvrstevný cylindrický epitel a vrstva hustého kolagenního vaziva –intramurální mucinózní tubulózní žlázky, pohárkové buňky, EC buňky PANKREATICKÉ VÝVODY EXOKRINNÍ FUNKCE PANKREATU •cca 1000-2000 ml denně •alkalické pH (8.8), HCO3- (epitel vsunutých vývodů) •mucin (epitel velkých vývodů) • • •Hydrolázy různého druhu –Trypsinogen –Chymotrypsinogen –Proelastáza –Karboxypeptidáza –Pankreatická lipáza –Amylázy –… fphys-02-00036-g001 Trávicí enzymy Hormonální regulace (sekretin, cholecystokinin) + parasympatikus ep2 ENDOKRINNÍ FUNKCE PANKREATU Glukagon § Spotřeba glykogenu v játrech a svalech § Zvýšení hladiny krevní glukózy Insulin § Zvýšení permeability buněčných membrán pro glukózu § Oxidace glukózy v tkáních § Snížení hladiny krevní glukózy § Syntéza glykogenu v játrech a svalech Somatostatin § Zastavuje uvolňování GIT hormonů Pankreatický polypeptid § Autoregulace pankreatické sekrece LANGERHANSOVY OSTRŮVKY •Skupiny světle zbarvených buněk •cca 1,5 ´ 106 •Tenké vazivové pouzdro •Trámce epiteliálních buněk •Sinusoidy •Obecné znaky APUD buněk •Buňky A, B, D, PP 0194_0001 0195_0001 A buňky: 20%, glukagon B buňky: 60-70%, insulin D buňky: minoritní, somatostatin PP buňky: minoritní, pankreatický polypeptid LANGERHANSOVY OSTRŮVKY EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ GIT 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) - 6. týden vývoje - - dvě endodermální divertikula - dorsální a ventrální výchlipka duodena (= pancreas dorsale et ventrale) - po rotaci duodenální kličky obě divertikula fúzují - vývody zůstávají (ventrální - hlavní and dorsální - vedlejší) - nejprve duktální systém - následně vývoj sekrečních acinů - - buňky, které nejsou součástí duktů, vytváří izolované skupiny a diferencují do buněk Langerhansových ostrůvků - od 4. měsíce vývoje i.u. – sekreční aktivita EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ SLINIVKY BŘIŠNÍ Coelom - 12 EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ SLINIVKY BŘIŠNÍ Stem%20cells_clip_image010 A – hESC ® endoderm B – primitivní střevo C – přední střevo D – pankreatické prekurzory E – Insulin produkující b-buňky EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ JATER •Výchlipka ventrální stěny embryonálního duodena – jaterní divertikulum • •Pars hepatica (parenchym + ductus hepaticus) a pars cystica (ductus cysticus + žlučník) vytváří d. choledochus • •Rychle proliferující buňky pronikají septum transversum (mesodermální ploténka mezi perikardiální dutinou a žloutkovým vakem) • •Jaterní trámce – parenchym • •Interakce mezi buňkami jaterních trámců a vv. omphalomesentericae indukují vznik jaterních sinusoid • •Vazivo, Kupfferovy a hematopoetické buňky – z mesodermu septum transversum • •Mesoderm na povrchu diferencuje ve viscerální peritoneum Trávící systém II - 40 •10. týden - 10% těla - hematopoeze • 12. týden - produkce žluči Full-size image (35 K) REGENERACE JATERNÍ TKÁNĚ - komplexní fyziologická odpověď na poškození tkáně - indukce buněčné proliferace a růstu jaterního parenchymu - vlastní proliferace hepatocytů - aktivace endogenních progenitorových buněk - diferenciace exogenních multipotentních buněk EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ JATER Full-size image (16 K) An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is WJG-19-3385-g002.jpg In vivo In vitro An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is WJG-19-3385-g001.jpg An external file that holds a picture, illustration, etc. Object name is WJG-19-3385-g004.jpg Růstové a diferenciační faktory (FGF, TGF, Wnt atd.) - Mikroskopická stavba jater: endokrinní a exokrinní funkce jater, vaskularizace, jaterní lalůček a jeho definice, jaterní buňky, ultrastruktura a funkce hepatocytů, organizace intra- a extrahepatálních cest - Mikroskopická stavba pankreatu: endokrinní a exokrinní složka, pankreatický acinus a jeho vývody, ultrastruktura a funkce acinárních buněk, Langerhansovy ostrůvky a jejich struktura, buněčné typy ostrůvků a jejich funkce - Embryonální vývoj a morfogeneze trávicí trubice, jater a pankreatu, primitivní střevo a jeho deriváty, jícen, žaludek a střevo, flexe zárodku a rotace, jaterní a pankreatické divertikulum, diferenciace jednotlivých buněčných typů - Shrnutí GIT I a GIT II • 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 • Ehrmann J., Hůlek P., et al. Hepatlogie, Grada 2010 • • Wnt signaling and hepatocarcinogenesis: The hepatoblastoma model http://dx.doi.org/10.1016/j.biocel.2009.07.012 Liver Stem/Progenitor Cells in the Canals of Hering http://dx.doi.org/10.1007/s12015-010-9188-4 Chemicals turn human embryonic stem cells towards beta cells http://dx.doi.org/doi:10.1038/nchembio0409-195 Towards cell therapy for diabetes http://dx.doi.org/doi:10.1038/nbt1206-1481 Cell based insulin delivery therapies http://biomed.brown.edu/Courses/BI108/BI108_2007_Groups/group08/Stem%20cells.html Studijní materiály 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