Trávicí systém 1. Mikroskopická stavba jícnu, žaludku, tenkého a tlustého střeva 2. Mikroskopická stavba jater a slinivky břišní, přehled vývoje trávicí trubice JÁTRA (HEPAR) • Jaterní parenchym – největší žlázová tkáň lidského těla • 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 − 70-100m − Porta hepatis CAPSULA FIBROSA HEPATIS Porta hepatis VASKULARIZACE FUNKČNÍ • kapilární řečiště žaludku a střev • vena portae • interlobulární vény • cirkumlobulární venuly NUTRITIVNÍ • aorta, truncus coeliacus • arteria hepatica communis • (segmentové tepny) • interlobulární tepny • cirkumlobulární arterioly • jaterní sinusoidy • venae centrales hepatis • venae sublobulares • venae hepaticae • vena cava inferior 70% 30% IVC V. hepatica d. m. s. Porta hepatis VASKULARIZACE Gartner, Hiatt: Color Textbook of Histology (2001) 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 (portální lalůček) wiki Jaterní acinus − 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 (a. interlobularis) • Interlobulární véna (v. interlobularis) • Interlobulární žlučovod (d. bilifer interlobularis) • Lymfatické cévy • Inervace – nervus vagus Řídké intersticiální vazivo LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Portální triáda Ham: Textbook of Histology PORTÁLNÍ TRIÁDA CENTRÁLNÍ VÉNA • tenkostěnná véna • kolagenní vlákna • minimum svalových buněk CENTRÁLNÍ VÉNA • Hepatocyty uspořádány v trámce, šířka 1-2 buňky, časté anastomózy • Sinusoidy – 9-15m – Anastomozující síť plochých endoteliálních buněk – Bez bazální membrány – žádná difuzní bariéra – Fenestrace - 100nm, chybí diafragma – Intercelulární prostor – Perisinusoidální (Dissého) prostor – Retikulární vlákna, perisinusoidální fibroblasty – Rozptýlené Kupferovy buňky (monocytomakrofágový systém) – Perisinusoidální Itovy buňky • Vena centralis – tenkostěnná céva, odvádějící krev ze sinusoid LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY Hepatocyty a jaterní sinusoidy HEPATOCYTY • Polygonální buňky jaterního parenchymu • 20x30m • Nepravidelné trámce mezi sinusoidy • Obvykle jedno centrálně umístěné jádro, bia multi-nukleární buňky jsou časté (20%) • Jadérka • Lysozomy • Glykogen • Funkční povrchy: – Žlučový pól - sekreční – membrány sousedících hepatocytů tvořící žlučovou kapiláru – Krevní pól - absorpční - sinusoidální – mikroklky orientované do Dissého prostoru – Membrány se spojovacími komplexy • Dissého prostor – Spojení Dissého prostoru a lumen sinusoidů díky fenestrovaným endoteliálním buňkám – Hepatocyty v přímém kontaktu s plazmou (mikroklky) – Itovy buňky DISSEHO PROSTOR 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) KUPFFEROVY BUŇKY MIKROPROSTŘEDÍ DISSEHO PROSTORU JATERNÍ SINUSOIDY VNITŘNÍ POVRCH JATERNÍHO SINUSOIDU – SEM FUNKČNÍ DOMÉNY HEPATOCYTU ULTRASTRUKTURA HEPATOCYTŮ 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 Cholestasa 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 Krevní pól Žlučový pól ENTEROHEPATICKÝ OBĚH − Resorpce v terminální části ilea − Vena portae − Sinusoidy Hepatocyty − Žlučové kapiláry − Intra a extrahepatální cesty − Duodenum INTRAHEPATÁLNÍ A EXTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY Žlučové kapiláry - mezibuněčný prostor mezi hepatocyty - 1-2m - nemají stěnu, ohraničené jen membránami hepatocytů - spojovací komplexy 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 INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY http://alexandria.healthlibrary.ca/documents/notes/bom/unit_4/unit%204%202005/L- 39%202008%20%20histology%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 HEPATOCYTYCHOLANGIOCYTY 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 d. hepaticus communis + d. cysticus  d. choledochus papilla duodeni major m. sphincter ampullae hepatoduodenalis (Oddiho sfinkter) Modifikace žluči ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) - Stěna silná 1-2mm - Sliznice - Svalová vrstva - Seróza/adventicie Sliznice - slizniční řasy - 20-50m 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) Koncentrace žluči - Sekrece žluči játry – cca 0,8-1l denně - Objem žlučníku 15-60 ml - Resorpce vody ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) mucosa Muscularis propria serosa ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) 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 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 – … Trávicí enzymy Hormonální regulace (sekretin, cholecystokinin) + parasympatikus 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 A buňky: 20%, glukagon B buňky: 60-70%, insulin D buňky: minoritní, somatostatin PP buňky: minoritní, pankreatický polypeptid LANGERHANSOVY OSTRŮVKY PANKREASGL. PAROTIS GL. SUBMANDIBULARIS GL. SUBLINGUALIS EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ TRÁVICÍ SOUSTAVY It is not birth, marriage or death which is the most important time in your life, but Gastrulation. – Lewis Wolpert, 1989 PRIMITIVNÍ STŘEVO cefalokaudální a laterální flexe embrya PRIMITIVNÍ STŘEVO počátek 4. týdne • orofaryngová (stomodeoum) membrána • kloaková (proktodeum) membrána Přední střevo • primitivní farynx ( a deriváty) • dolní cesty dýchací ( laryngotracheální výchlipka) • játra a žlučové cesty ( jaterní divertikulum) • pankreas ( pankreatické výchlipky) • jícen a žaludek • proximální duodenum Střední střevo • distální duodenum, ileum, jejunum • caecum, appendix, colon ascendens, colon transversum (1/2-2/3) Zadní střevo • colon transversum (1/3-1/2), colon descendens, colon sigmoideum • rectum, anální kanál • část močového systému (výstelka močového měcháře, uretry) JÍCEN • derivát předního střeva • tracheoezofágové septum (4. týden) • rychlý růst kaudálně díky vývoji srdce a plic (konečná relativní délka 7. týden) • výstelka endodermového původu • obliterace, rekanalizace do konce 8. týdne • svalová vrstva z mezenchymu kaudálních faryngových oblouků nebo splanchnopleury ŽALUDEK • derivát předního střeva • fusiformní dilatace (4. týden) v mediální rovinně • podélná a ventrolaterální expanze  vznik velké a malé kurvatury • rotace žaludku ŽALUDEK • rotace žaludku • 90° ventrální malá kurvatura  doprava dorsální velká kurvatura  doleva levá strana  ventrálně pravá strana  dorsálně kraniální část  doleva kaudálně kaudální část  doprava kraniálně výsledná anatomická poloha l. a p. nervus vagus • mezenteria žaludku • mezogastrium dorsale (zadní)  bursa omentalis a omentum majus • mezogastrium ventrale (přední)  fixace žaludku a duodena DUODENUM • duodenální klička • 5.a 6. týden – obliterace v důsledku proliferace endodermu, rekanalizace 8. týden • úzký vztah s vývojem jater a pankreatu • kaudální přední a kraniální střední střevo • důsledek rotace žaludku a duodena - retroperitoneální poloha duodena a pankreatu 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 do septum transversum (mesodermální ploténka mezi perikardiální dutinou a žloutkovým vakem) a vrůstají do ventrálního mesenteria • 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 •10. týden - 10% těla - hematopoeze • 12. týden - produkce žluči EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ JATER • Diferenciace endodermu a vytvoření primitivního střeva • Růstové faktory mezodermu určují identitu jednotlivých oddílů • Interakce s mezodermem septum transversum a vv. omphalomesentericae - 6. týden vývoje - dvě endodermální divertikula - dorsální a ventrální výchlipka duodena (= pancreas dorsale et ventrale) - po rotaci duodenální kličky obě divertikula splývají  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 EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ SLINIVKY BŘIŠNÍ A – hESC  endoderm B – primitivní střevo C – přední střevo D – pankreatické prekurzory E – Insulin produkující -buňky STŘEDNÍ STŘEVO • distální duodenum, ileum, jejunum • caecum, appendix, colon ascendens, colon transversum (1/2-2/3) • a. mesenterica superior • pupeční klička se dvěma raménky komunikuje se žloutkovým vakem • komunikace s extraembryonálním coelomem – fyziologická pupeční hernie – 6. týden • repozice 10. týden ROTACE STŘEDNÍHO STŘEVA • v pupečníku rotace o 90° • po repozici o dalších 180° https://www.youtube.com/watch?v=eB0tcf-mDH8 ZADNÍ STŘEVO • colon transversum (1/3-1/2), colon descendens, colon sigmoideum • rectum, anální kanál • část močového systému • a. mesenterica inferior • kloaka - kloaková membrána - entoderm kloaky a ektoderm proktodea • urorektální septum dělí kloaku na sinus urogenitalis a fibromuskulární perineální těleso 8. týden – perforace anální membrány močový měchýř uretra rektum horní část análního kanálu • anální kanál 2/3 ze zadního střeva, 1/3 z proktodea linea pectinata – původní poloha anální membrány anokutánní linie – změna epitelu - 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 žaludku a střeva, jaterní a pankreatické divertikulum, diferenciace jednotlivých buněčných typů Shrnutí GIT I a GIT II Děkuji za pozornost Petr Vaňhara, PhD Ústav histologie a embryologie LF MU pvanhara@med.muni.cz http://www.med.muni.cz/histology Vybrané vývojové abnormality GIT TÝDEN cca 4. 5. VELIKOST EMBRYA 3 mm 5 mm? ANOMÁLIE JÍCNU Atrezie jícnu • 1/3000-4500 • velmi častá asociace s tracheoezofagovou píštělí (85%) • neúplné oddělení jícnu a trachey v důsledku chybného umístění tracheoezofagového septa • izolovaná atrezie jícnu v důsledku poruchy rekanalizace v 8. týdnu • asociace s anorektální atrezií • polyhydramnios Stenóza jícnu • zúžení lumen obvykle v důsledku neúplné rekanalizace nebo hypotrofie cévního zásobení Krátký jícen • vrozená hiátová hernie (dislokace žaludku  hiatus oesophagicus) ANOMÁLIE ŽALUDKU • relativně vzácné Vrozená hypertrofická pylorostenóza • 1/150 (chlapci), 1/750 (děvčata) • hypertrofie cirkulární vrstvy pyloru (distální sfinkter)  těžká stenóza pyloru a obstrukce pasáže tráveniny • projektilový vomitus transverzálně longitudinálně 4 mm 14 mm ANOMÁLIE DVANÁCTNÍKU • stenóza duodena • porucha vakuolizace  neúplná rekanalizace většinou horizontální nebo ascendentní části duodena • úplná okluze duodena a duodenální atrezie • většinou součástí komplexních syndromů nebo poruch (Downův syndrom, kardiovaskulární anomálie, anorektální anomálie, atd.) • distenze epigastria, polyhydramnios ANOMÁLIE JATER Akcesorní vývody (ductus hepatici accessorii) Extrahepatální atrézie žlučových cest • 1:10 000-15 000 • okluze v porta hepatis (>85%) • porucha rekanalizace  perzistence solidního stádia ANOMÁLIE PANKREATU Akcesorní pankreatická tkáň • stěna žaludku nebo Meckelův divertikl Pancreas annulare • obstrukce duodena • vrozený pancreas annulare v důsledku abnormální proliferace ventrálního pupenu ANOMÁLIE STŘEDNÍHO STŘEVA • obvykle asociované s abnormální rotací (malrotací) nebo fixací MALROTACE STŘEDNÍHO STŘEVA Volvulus • zauzlení střev • nedokončená rotace středního střeva a levostranné colon (obstrukce a. mesenterica sup., obstrukce duodena) Obrácená rotace • obstrukce kolonu Abnormální aheze caeca k játrům (subhepatická poloha) • abnormální uložení appendixu Caecum mobile • výhřez do pravého inguinálního kanálu Stenóza a atrézie střev • nejčastěji duodenum, ileum • chybná rekanalizace solidního stádia  diafragmatická atrézie • přerušení vaskularizace  infarkt střeva v důsledku torze (a následně strangulace nebo volvulus)  náhrada nekrotické tkáně vazivem Duplikace střeva • chybná rekanalizace solidního stádia • cystická (častější) nebo tubulární ANOMÁLIE STŘEDNÍHO STŘEVA VROZENÁ OMFALOKÉLA • výhřez střev (1:5000) nebo jater a střev (1:10000) do pupečníku • hypotrofie břišní dutiny • chybná repozice kolem 10. týdne • na povrchu amniový ektoderm • X gastroschisis GASTROSCHISIS • defekt přední břišní stěny • výhřez bez účasti pupečníku přímo do amniové dutiny UMBILIKÁLNÍ HERNIE • Normální repozice v 10. týdnu • Neúplně uzavřený pupečník  výhřez • Včetně omentum majus a tenkého střeva, kůže a podkožního vaiva • Rozvoj po narození, možná spontánní repozice DIVERTICULUM MECKELI • velmi častý fenomén (2-4%) • klinicky významné • ektopická žaludeční nebo pankreatická tkáň  záněty, ulcerace • antimezenteriální výchlipka ilea (proximální konec d.omphaloentericus) • ductus omphaloentericus persistens • nebo možné spojení s pupkem vazivovým provazcem nebo píštělí • vitelliní cysty • volvulus divertiklu ANOMÁLIE ZADNÍHO STŘEVA • Megacolon congenitum (Hirschprungova choroba) • porucha kolonizace stěny kolonu buňkami neurální lišty • chybí parasympatická ganglia p. myentericus a p. submucosus distálně od dilatovaného střeva • absence peristaltiky v postižené oblasti ANOMÁLIE ZADNÍHO STŘEVA A ANOREKTÁLNÍ OBLASTI • většinou poruchy vývoje anorektální oblasti • Imperforace anu • soubor anomálií v důsledku poruch vývoje urorektálního septa a nekompletní rozdělení kloaky • Anální ageneze • slepě zakončený anální kanál nebo s ektopickým vyústěním (vagina, močová trubice) • Anální stenóza • normální umístění análního kanálu, úzké lumen • Membranózní atrezie • nedošlo k perforaci anální membrány v 8. týdnu • Anorektální ageneze • slepě zakončené rektum, většinou s píštělí (močový měchýř, uretra, vagina) • Atresia recti • vyvinuté rektum i anální kanál, ale bez vzájemné komunikace • porucha rekanalizace colonu ANOMÁLIE ZADNÍHO STŘEVA A ANOREKTÁLNÍ OBLASTI ANOMÁLIE ZADNÍHO STŘEVA A ANOREKTÁLNÍ OBLASTI Děkuji za pozornost Petr Vaňhara, PhD Ústav histologie a embryologie LF MU pvanhara@med.muni.cz http://www.med.muni.cz/histology