Epitelová tkáň Dept. Histology & Embryology, Faculty of Medicine MU pvanhara@med.muni.cz Petr Vaňhara, PhD Epitelová Svalová Nervová Pojivová  Současná klasifikace základních typů tkání Na základě morfologických a funkčních znaků Obsahují myofibrily  schopnost kontrakce Derivát mezodermu - KS, myokard, mezenchymu - HS Výjimečně ektoderm (např. m. sphincter a m. dilatator pupillae) Neurony a neuroglie Příjem a přenos elektrického vzruchu Derivát ektodermu, výjimečně mezenchymu (mikroglie) Dominantní přítomnost extracelulární matrix Vazivo, chrupavka, kost, tuková tkáň Derivát zejména mezenchymu Kontinuální, avaskulární vrstvy buněk s různou funkcí, orientovaných do volného prostoru, se specifickými mezibuněčnými spoji a minimem mezibuněčného prostoru a ECM Deriváty všech tří zárodečných listů Obecná charakteristika epitelové tkáně ‒ Raná a velmi inovativní událost v evoluci mnohobuněčných organismů ‒ Hranice a rozhraní ‒ Rozdělení těla na oddíly – jedinečná a specializovaná mikroprostředí ‒ Výstelka dutin a vnějších povrchů ‒ Adheze ‒ Bazální membrána  Obecná charakteristika epitelové tkáně  Typická morfologie a mezibuněčné spoje (těsné, adhezní, komunikační)  Avaskulární (bez cévního zásobení) – výživa z pojivové tkáně (lamina propria)  Minimum mezibuněčné hmoty  Obecná charakteristika epitelové tkáně  Apikobazální polarizace  Ukotvení do bazální membrány  Stavba typické epitelové buňky www.webanatomy.net  Bazální membrána • Připojení epitelových (endotelových) buněk k tkáním • Selektivní bariéra • Tkáňová integrita • Diferenciace • Komunikace • Difúze živin PASHE  Bazální lamina vs. bazální membrána  50-100nm  Glycosaminoglykany – heparansulfát  Laminin, kolagen III, IV, VI,  Nidogen/entactin  Perlecan  Proteoglykany 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 Lamina basalis Lamina fibroreticularis Kolagenní vazivo BM  Modifikace architektury 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  Tkáňově specifické modifikace  Descemetova membrána (BM epitelu rohovky)  Glomerulární BM (Bowmano pouzdro)  Část Bruchovy membrány v retině  …  Bazální membrána v corpusculum renis  Bazální membrána v corpusculum renis 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  Embryonální původ epitelových tkání 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 - derivují ze všech tří zárodečných listů  Klasifikace epitelových tkání - na základě morfologie (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  Jednovrstevný dlaždicový epitel  Semipermeabilní bariéra  Endotel cév  Parietální list Bowmanova pouzdra (corpusculum renis)  Jednovrstevný kubický epitel  Sekreční a exkreční kanálky  Úprava koncentrací iontů a vody  Tubuly ledvin  Vsunuté a interlobulární vývody žláz  Povrch ovaria  Vnitřní povrch pouzdra čočky  Jednovrstevný cylindrický epitel  Sekrece a absorpce  Apikální povrch může být modifikovaný  Ochranná bariéra  Žaludek  Střevo  Žlučník  Rectum  Uterus  Vejcovody  Vývody větších žláz  Ductus papillares ledvin  Jednovrstevný cylindrický epitel  Víceřadý cylindrický epitel s řasinkami a pohárkovými buňkami  Dýchací cesty  Víceřadý cylindrický epitel se stereociliemi  Mužský reprodukční systém (epididymis)  Vrstevnatý dlaždicový epitel nerohovějící  Ústní dutina  Jícen  Pochva  Anální kanál  Hlasové valy  Vrstevnatý dlaždicový epitel rohovějící  Epidermis  Vrstevnatý kubický  cylindrický epitel  Vývody žláz  Spojivka  Přechodný epitel  Ledvinná pánvička  Ureter  Močový měchýř Uspořádání jaterních hepatocytů Epitel trabekulární Uspořádání jaterních hepatocytů Epitel trabekulární Uspořádání jaterních hepatocytů Epitel trabekulární Thymus - cytoretikulum Epitel retikulární Cytoskelet Adhezivní molekuly a komplexy 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  Ochrana tkání Příklad: Přechodný epitel Buňky vytvářejí osmotickou bariéru - Apikální membrána - Uroplakiny, lipidy - Těsné spoje - Subapikální vezikuly Wiki; doi: 10.​1152/​ajprenal.​00307.​2001  Transport a resorpce 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 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/  Transport a resorpce  Respirace - 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 - Granulární (typ I) a membranózní (typ II) pneumocyty (97%)  Respirační epitel  Smyslové vnímání a 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 - sekundární smyslové buňky - pouze recepční úsek - v kontaktu s terminálními zakončeními dendritů, které generují nervový vzruch - vláskové buňky vnitřního ucha, chuťové pohárky  Smyslové vnímání a smyslový epitel PŘESTÁVKA  Sekrece - žlázový epitel Charakter sekrece Jednobuněčné žlázy – Pohárkové buňky – Enteroendokrinní buňky Mnohobuněčné žlázy – Endoepitelové – Exoepitelové Holokrinní  Merokrinní  Apokrinní 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 proteinů (muciny) • Chrání proti mechanickému i chemickému poškození • Zachycení a eliminace pevných částic • Sekrece konstitutivní nebo po stimulaci (kouř, prach, bakterie) • Mukus po sekreci expanduje 500 během 20ms • Klinické korelace: - změny ve složení nebo množství hlenu - chronická bronchitida / cystická fibróza doi: 10.1183/​1025448x.00046004 CFNormal  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  Vývoj mnohobuněčných exoepitelových žláz  Mucinózní žlázy  Mucinózní žlázy  Serózní žlázy  Serózní žlázy a hierarchie vývodů  Složené žlázy - mucinózní i serózní - Gianuzziho lunuly (demiluny) Giuseppe Oronzo Giannuzzi (1838-1876) Ultrastukturní 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  Buňky secernující polypeptidy, biogenní aminy - Specifické sekreční vezikuly, 100-400 nm - Obsah závisí na typu buněk – argentafilní, argyrofilní, chromatofilní - APUD  Buňky produkující mukus - RER, GA, exocytóza - Glykoproteiny, polysacharidy - fibrogranulární vezikuly - pohárkové buňky  Buňky secernující steroidy - vyvinuté SER - mitochondrie s tubulózními kristami - Lipidové kapénky 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  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 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 Příklad: Obnova střevního epitelu Metaplasie Skvamózní metaplazie děložního krčku Respirační cesty Prekanceróza Jednovrstevný cylindrický Jednovrstevný cylindrický Vícevrstevný dlaždicový  Plasticita epiteliální tkáně Wikipedia.org; http://radiology.uchc.edu Hyperplasie Normální prostatická tkáň Hyperplasie žlázového epitelu prostaty  Plasticita epiteliální tkáně Adenokarcinom prostaty Prostata  Plasticita epiteliální tkáně Epiteliální – mesenchymální tranzice (EMT) J Clin Invest. 2009;119(6):1420–1428. doi:10.1172/JCI39104. Epiteliální – mesenchymální tranzice (EMT) v embryonálním vývoji Epiteliální – mesenchymální tranzice (EMT) a diseminace tumoru J Clin Invest. 2009;119(6):1438–1449. doi:10.1172/JCI38019. Děkuji za pozornost http://www.med.muni.cz/histology pvanhara@med.muni.cz