ZÁKLADY ORGANOLOGIE MVDr. Mgr. Monika Dušková, Ph.D., RNDr. Helena Nejezchlebová, Ph.D. Trávicí, dýchací, vylučovací, nervová, kardiovaskulární soustava Tkáň – orgán – orgánová soustava Tkáň: soubor buněk se stejnou morfologií a funkcí Orgán: je soubor tkání, jednotlivé typy tkání mohou být zastoupeny v různém poměru, většinou jeden typ tkáně má hlavní funkci Orgánová soustava: soubor orgánů, které vykonávají společnou funkci Trávicí soustava Skládá se z : dutina ústní, hltan, jícen, žaludek, tenké střevo, tlusté střevo Žlázy přidružení k trávicímu traktu: slinné žlázy, játra, slinivka břišní Obecná stavba trávicího ústrojí • Sliznice Tunica mucosa: • Epitel Lamina epithelialis -1 vrstevný • Slizniční vazivo Lamina muscularis mucosae • Slizniční svalovina Lamina muscularis mucosae • Podslizniční vazivo Tunica submusoca řídké vazivo, cévy, Peyerovy plaky, Brunerovy žlázy • Zevní svalovina Tunica muscularis externa hladká svalovina - vnitřní cirkulární, zevní podélná • Seróza - řídké vazivo plus mezotel (1 vrstevný epitel) nebo Adventicie – řídké vazivo Dutina ústní a hltan • Sliznice: epitel vícevrstevný, dlaždicový nerohovatějící • Submukóza: řídké vazivo • Tvrdé a měkké patro • Jazyk: žíhaná svalovina krytá sliznicí, epitel vícevrstevný dlaždicový papily – 4 typy, na tzv. hrazených papilách jsou chuťové pohárky • Hltan: nosohltan společný prostor mezi trávicí (dlaždicový epitel vícevrstevný) a dýchací soustavou (víceřadý cylindrický s řasinkami) Jícen, žaludek a střevo – obecná struktura Epitel: jícen - epitel vícevrstevný nerohovatějící žaludek, střevo – epitel jednovrstevný cylindrický Zevní svalovina: horní třetina jícnu – žíhaná dolní třetina jícnu, žaludek, střeva – hladká Vnější vazivový obal: • adventicie - v krčním a hrudním úseku jícnu řídké vazivo • seróza - za bránicí v břišní dutině řídké vazivo plus mezotel na vnější straně Inervace: Meissnerova submukózní pleteň – v submukóze Auerbachova myenterická pleteň – mezi cirkulární a podélnou svalovou vrstvou Žaludek • 4 oddíly: Kardie (česlo), Fundus (tělo), Pylorus (vrátník) Sliznice tvoří políčka a jamky, do jamek ústí hlouběji umístěné žaludeční žlázky. Typy buněk v žlázkách: mucinózní krycí (HCl) hlavní (pepsinogen) jamky žlázky sliznice podslizniční vrstva svalovina Sliznice žaludku Tenké a tlusté střevo • Tenké střevo má 3 oddíly: duodenum (dvanáctník), jejunum (lačník) a ileum (kyčelník) • Sliznice tvoří klky a mezi nimi Lieberkühnovy krypty • Buňky enterocyty (vstřebábání), pohárkové buňky (hlen), Panethovy buňky (produkce lysozymu – imunitní funkce) • V submukóze duodena jsou mnohobuněčné Brunnerovy žlázy, produkují alkalické složky trávicí šťávy • V lamina propria mucosae a částečně i v submukóze kyčelnílu jsou Peyerovy plaky (nahromadění lymfocytů) - imunitní funkce, nad nimi tzv. M-buňky, které umožňují prostup antigenů přes sliznici • Tlusté střevo nemá klky a má hodně pohárkových buněk. Lieberkühnovy krypty jsou. • Tlusté střevo: podélná vrstva vnější svaloviny není souvislá, ale tvoří tři podélné pruhy (teniae coli) Žlázy přidružené k trávicímu traktu • Slinné žlázy: podčelistní, podjazyková, příušní a několik malých v dutině ústní • Játra: epitelový původ, buňky hepatocyty tvoří trámce, ty tvoří lalůčky a mezi lalůčky je vazivo. Mezi trámci jsou krevní sinusoidy a uvnitř trámců se tvoří žluč, kterou odvádí žlučovody. Jaterní triáda: prostor mezi lalůčky, kde je jaterní arterie, portální žíla a žlučovod. Uprostřed lalůčku vede vena centralis, která odvádí z jater krev do venózního řečiště. Interlobulální triáda tvořená žílou (velká céva), žlučovodem (kubický 1 vrstevný epitel) a tepénkou (šikmo vlevo nahoru od žlučovodu) Trámec jaterních buněk na plošném řezu ŽK – žlučové kanálky Ž – interlobulární žlučovod Struktura jaterního parenchymu Žlázy přidružené k trávicímu traktu • Slinivka břišní: exo a endokrinní funkce Exokrinní buňky: produkce trávicích šťáv, tvoří převážnou část žlázy Endokrinní buňky: produkce insulinu a glukagonu, buňky jsou nakupeny do kulovitých útvarů (Langerhansovy ostrůvky), které jsou rozmístěny v parenchymu slinivkové exokrinní tkáně. Lalůčky exokrinní tkáně (tmavší buňky) a dva Langerhansovy ostrůvky Dýchací soustava Obecná stavba: • dýchací (vývodné) cesty: - nosní dutina - nosohltan - hrtan - průdušnice - bronchy - bronchioly • respirační oddíl: - respirační bronchioly - alveolární chodbičky - alveolární váčky - plicní sklípky Charakteristika jednotlivých částí dýchací soustavy • V nosní dutina až po hrtan se epitel vícevrstevný dlaždicový postupně mění na respirační víceřadý s řasinkami a ten směrem do dalších oddílů „klesá“ tedy mění se na jednovrstevný cylindrický, kubický až dlaždicový a řasinky od bronchiolu níže už nejsou. • V oblasti nosních průchodů (tzv. skořep nosních je speciální čichový epitel se smyslovými buňkami) • Hrtan je tvořen 4 vzájemně spojenými chrupavkami obalenými vazivem, jsou zde umístěny hlasivkové vazy • Průdušnice (trachea) se skládá z cca 20 neúplných prstenců hyalinní chrupavky, které mají malou vazivovou část. • Průdušky (bronchy) nejmenší průměr je 5 mm, stěna obsahuje chrupavku • Průdušinky (bronchioli) průměr méně než 5 mm, chrupavka už není a nejsou ani žlázky, které v předchozích oddílech všude byly. Zpevňovací funkci místo chrupavky plní elastické vazivo a hladká svalovina. • Plicní sklípky (alveoly) mají průměr cca 200µm, respirační jednovrstevný dlaždicový epitel – pneumocyty dvou typů (membranózní a granulární typ). Granulární typ produkuje plicní surfaktant -tenká vrstva vodní fáze s bílkovinami a fosfolipidy, snižuje povrchové napětí a udržuje tak stěny sklípku napnuté, bez surfaktantu by se stěny lepily na sebe a dýchání by nebylo možné. Respirační epitel s řasinkami, Rastrovací elektronový mikroskop Respirační epitel s řasinkami, Světelný mikroskop Schéma čichového epitelu žlutě: smyslové buňky hnědá: žláza k produkci sekretu zeleně: podpůrné buňky Struktura stěny bronchu a bronchiolu Hladká svalovina, elastické vazivo a u bronchu i chrupavka Průdušnice na průřezu, zvlněná oblast vpravo – vazivo spojující oba konce chrupavkového prstence Struktura plicních sklípků: • Buňky I typu: (bílé na obr.) membranózní pneumocyty – přenos dýchacích plynů do krve • Buňky II typu: (modré na obr.) granulární pneumocyty – tvorba surfaktantu • Makrofágy: fagocytóza prachových částic a baktérií • Endotelové buňky: výstelka kapilár i větších cév Bariéra vzduch – krev v plicních sklípcích: místo výměny plynů mezi alveolárním vzduchem a krví Surfaktant - alveolární buňky - 2x bazální lamina – endotel kapilár Tlouštka: 1 – 1,5 μm Typický vzhled plicního parenchymu v oblasti plicních sklípků Vylučovací soustava • Součástí: 2x ledvina (ren) 2x močovod (ureter) močový měchýř (vesica urinaria) močová trubice (urethra) • Stavba ledviny: pouzdro – vazivový obal hilus – „branka“ ledvinná pánvička ledvinný kalich kůra dřeň – tkáň dřeně je organizována do dřeňových pyramid a dřeňových paprsků. Paprsky sice leží už v kůře, ale jsou z dřeňové tkáně. Urogenitální soustava savců – samčí a – ledvina b – močovod (ureter) c – močový měchýř d – chámovod e,f – nadvarle, varle g – topořivé těleso h – prostata i – močová trubice (uterhra) Struktura ledviny a lokalizace typického juxtamedulárního nefronu Nefron – základní funkční jednotka ledviny V lidské ledvině cca 1 – 4 milióny nefronů - juxtamedulární a korové Nefron: stavební a funkční jednotka 1. Ledvinné tělísko: • glomerulus (klubíčko cév: arteriola – kapiláry - arteriola) • Bowmanovo pouzdro: buňky podocyty viscerální list pouzdra- kolem kapilár parietální list pouzdra - stěna pouzdra 2. Proximální složený kanálek 3. Henleova klička 4. Distální stočený kanálek Mezi viscerálním a parietálním listem se nachází močový prostor, kde se shromažďuje primární moč. Ta potom prochází soustavou kanálků (tubuly), kde dochází k jejímu zahušťování a úpravě. Sběrací kanálky a sběrací vývody odvádějí moč do ledvinné pánvičky. Kůra ledviny: P = proximální tubuly, D = distální tubuly, G = glomeruly Podocyty mají primární a sekundární výběžky - pedikly, které obklopují kapiláry v glomerulu. Šířka mezer mezi výběžky je důležitá pro filtraci tekutiny z krve do primární moči. Bariéra krev – močový prostor: fenestrovaný endotel kapilíry – 2x bazální lamina – výběžky podocytů (se štěrbinami) Bazální membrána je hlavní filtrační bariérou. Systém tubulů Proximální tubulus: vystupuje z tzv. močového pólu, delší než distální, stočená a přímá část. Kubický epitel, bazální žíhání – mitochondrie, kartáčový lem z mikroklků. Henleova klička: průměr 60 – 12 μm, nízký epitel 4 části - raménka: tlusté sestupné, tenké sestupné tenké vzestupné, tlusté vzestupné raménko Distální tubulus: přímá a stočená část, není kartáčový lem, buňky plošší a menší než u proximálního. Bazální žíhání a hodně mitochondrií na bazální straně. Močovod, močový měchýř a močová trubice Mají podobnou stavbu: • Epitel: močovod a močový měchýř - přechodný močová trubice - vícevrstevný • Lamina propria: řídké vazivo • Hladká svalovina: uspořádána do tří vrstev • Adventicie: vazivo, které přechází do okolní tkáně Nervová soustava Periferní NS: ganglia a nervová vlákna • Ganglia: nakupení nervových buněk mimo CNS, např. ganglia zadních kořenů míšních. • Nervové vlákna: myelinizovaná a nemyelinizovaná Centrální NS: mozek a mícha • Mozek Šedá hmota: se nachází v kůře a jádrech uvnitř bílé hmoty: těla neuronů, převážně nemyelinizovaná vlákna, gliové buňky: - protoplasmatické astrocyty - oligodendrocyty - mikroglie Bílá hmota: je uložena centrálně v mozkové tkáni převážně myelinizovaná vlákna, gliové buňky: - fibrilární astrocyty - oligodendrocyty - mikroglie Vývoj mozku V ontogenetickém i fylogenetickém vývoji dochází k postupnému utváření tří a později pěti částí na původním jednoduchém zakončení nervové trubice telencephalon a - koncový mozek Prosencephalon 1 – přední mozek diencephalon b - mezimozek Mesencephalon 2 c – střední mozek cerebellum d - mozeček Rhombencephalon 3 – zadní mozek medulla oblongata e - prodloužená mícha Mozková kůra U člověka je tvořena cca 9 miliardami nervových buněk a je složena z 6 odlišitelných vrstev: I Molekulární vrstva – gliové buňky, neurony – Cajalovy buňky, výběžky neuronů II Zevní zrnitá vrstva – drobné granulární neurony III Zevní pyramidová vrstva – malé a střední pyramidové buňky IV Vnitřní zrnitá vrstva – drobné granulární neurony V Vnitřní pyramidová vrstva – velké pyramidové buňky - Betzovy buňky VI Polyformní vrstva – vřetenovité neurony Betzovy buňky: pyramidové buňky, trojúhelníkový tvar těla, velikost těla až 100μm, světlé jádro, dobře patrné jadérko, Nisslova substance (tygroid) = endoplasmatické retikulum Mozeček (cerebellum) • Šedá hmota vytváří mozečkovou kůru a jádra uvnitř mozečku • Bílá hmota je uložena uvnitř mozečku a zasahuje do jednotlivých závitů v podobě tenkých plátů Kůra - trojvrstevná: Molekulární vrstva - převládají vlákna (hlavně dendrity Purkyňových buněk) Vrstva Purkyňových buněk - velké multipolární neurony Zrnitá vrstva - malé neurony cca 6 μm Struktura mozečku Vrstva Purkyňových buněk Centrální NS: mozek a mícha • Mícha Uložena v páteřním kanále, který vytváří dutiny v tělech obratlů Šedá hmota je uložena uvnitř, obsahuje motorické neurony a interneurony (spojovací buňky) Bílá hmota je na povrchu, obsahuje myelinizovaná vlákna a gliové buňky Z každého segmentu, který odpovídá šířce jednoho obratle, vystupují dva páry nervů (míšní kořeny), potom se spojí do míšního nervu: - zadní (dorzální) míšní kořeny – v jejich průběhu se nacházejí tzv., spinální ganglia, v nich se nachází senzitivní neurony - přední (ventrální) míšní kořeny Ve středu míchy je míšní kanál vyplněný mozkomíšním mokem a vystlaný ependymovými buňkami Obaly CNS Vazivové blány – meningy Dura mater tvrdá plena: husté vazivo, splývá s okosticí na vnitřní straně lebečních kostí, v míše je mezi vnitřní stranou páteřního kanálu a dura mater tzv. epidurální prostor Arachnoidea pavučnice: řídké vazivo, směrem k dura mater je 1 vrstva epitelu a na druhé straně vytváří trámce, které zasahují až k pia mater. Mezi těmito trámci je mozkomíšní mok, který komunikuje s mokem v mozkových komorách a míšním kanále Pia mater měkká plena: řídké vazivo, proniká hluboko do CNS spolu s cévami. Schéma mozkových obalů Kardiovaskulární soustava Hlavní součásti systému: Srdce (cor) Tepny (artie) – vedou od srdce Žíly (vény) – vedou do srdce Obecná stavba krevních cév: vrstvy = tunicae Tunica intima: jedna vrstvy plochých endotelových buněk epitelového charakteru, bazální lamina, subendotelová vrstva Tunica media: hladké svalové buňky, elastická a kolagenní vlákna, retikulární vlákna (kolagen III. typu, proteoglykany). Tunica adventicia: kolagenní a elastická vlákna podélně orientovaná, kolagen I. typu Arterioly (tepénky): menší než 0,5 mm, medie tvořená hladkou svalovinou 1 – 5 vrstev, adventicie z řídkého vaziva je tenká. Svalové arterie (velkého nebo středního kalibru): většina arterií sem patří, subendotelová vrstva může obsahovat buňky hladké svaloviny, je vytvořena lamina elastica interna, hladké svaloviny až 40 vrstev, mezi nimi elastické membrány a retikulární vlákna, adventicie z řídkého vaziva, má více elastických vláken. Arterie elastického typu: aorta a její hlavní větve, žlutě zbarvené díky vysokému obsahu elastinu v medii. Subendotelová vrstva obsahuje vazivová vlákna, media obsahuje hodně elastických vláken, které tvoří vrstvy zvané elastické membrány a svalové buňky zde jsou v menšině. Adventicie málo vyvinutá. Venuly (žilky): průměr 0,2 – 1 mm, medie tenká obsahuje jen málo buněk hladké svaloviny, adventicie silná, je z vaziva, které obsahuje hodně kolagenních vláken. Vény malého a středního kalibru: většina vén sem patří, průměr 1 – 9 mm, tenká subendotelová vrstva, media obsahuje více svalových buněk, adventicie dobře vyvinuta Vény velkého kalibru: tenká medie, mohutná adventicie, která může obsahovat i hladké svalové buňky, tzv. adventiciální svalstvo. Srovnání elementů arteriálního a venózního řečiště: Intima, medie, adventivie v ledvinné tepně psa Intima, medie, adventivie na příčném řezu Kapiláry Součást mikrocirkulace, průměr: 7 – 9 μm, délka cca 1 mm Tvořeny jednou vrstvou endotelových buněk a jejich bazální laminou. Spojení buněk endotelu: zonulae ocludentes, desmosomy i nexy Typy kapilár: Souvislé (somatické kapiláry): nejsou v nich fenestrace, výskyt ve svalech, vazivu, exokrinní žlázách, nervové tkáni. Fenestrované (viscerální kapiláry): ve stěnách endotelových buněk jsou fenestrace (60 – 80 nm) opatřeny diafragmou. Bazální lamina je vyvinuta. Ledviny, střevo, endokrinní žlázy Sinusoidy: rozšířené kapiláry (až 40 μm), fenestrace jsou a nemají ani diafragmu, bazální lamina není souvislá. Je to vlastně téměř „volné rozlévání krve“ mezi buňkami příslušné tkáně. Játra, slezina, kostní dřeň Srdce Stěna srdce je tvořena třemi vrstvami podobně jako stěna cév. Kolem srdce je dále vazivový obal – perikard Endokard: odpovídá intimě velkých cév, endotel, subendotelová vrstva a elementy převodního systému, který inervuje srdce Myokard: nejsilnější vrstva – vlastní srdeční svalovina, složen z buněk kardiomyocytů: - pravé kontraktilní elementy - kardiomyocyty s interkalárními disky - specializované kardiomyocyty pro tvorbu a vedení vzruchu Epikard: tvořen řídkým vazivem, které může obsahovat tukové buňky, na vnějším povrchu je krytý 1 vrstevným epitelem (mezotelem). Od perikardu je oddělený perikardiální dutinou. Srdeční chlopně: jsou odvozeny od endokardu, resp. intimy příslušných cév. Mezi předsíněmi a komorami jsou cípaté chlopně V aortě a plicní tepně jsou poloměsíčité chlopně Trojcípá chlopeň Pravá síňokomorová Poloměsíčitá chlopeň aortální Dvojcípá chlopeň Mitrální Levá síňokomorová Poloměsíčitá chlopeň v plicní tepně Koronární tepna Koronární tepna Srdeční chlopně: mezi předsíněmi a komorami – cípaté chlopně v aortě a plicní tepně - poloměčíčité chlopně Krevní zásobení srdce: Koronární tepny: vycházejí s aortálních sinů nad poloměsíčitými chlopněmi v aortě Žíly srdce: sbírají krev ze srdečního svalu a ústí do pravé předsíně Řez srcem příčně v rovině, kde jsou chlopně Použitá literatura, zdroje obrázků. tučně – doporučená literatura pro studium • Junqueira L. C., Carneiro J., Kelley L.R.: Základy Histologie, překlad, 7 vydání. H&H, 1997 • Lűllmann-Rauch R.: Histologie, překlad , 3. vydání, Grada, 2012 • Martínek J., Vacek Z.: Histologický atlas, Grada Publishing, 2013 • http://www.sci.muni.cz/ptacek/ • Nečas a kol.: Obecná biologie, H&H, 2000 • Kerr J. B.: Atlas of Functional Histology, Mosby 1999 • Wolf J.: Histologie, SZN Praha 1966 • Tichý F a kol.: Histologie: mikroskopická anatomie, VFU Brno, 2004 • http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookcircSYS.html • http://rocek.gli.cas.cz/Courses/courses.htm • http://histologie.lf3.cuni.cz/histologie/atlas/demo/50/index.htm