Соединительная ткань лекция для студентов 1 курса всех факультетов Задачи
реклама
Волгоградский государственный медицинский университет Кафедра гистологии, гистологии, эмбриологии, эмбриологии, цитологии Соединительная ткань лекция для студентов 1 курса всех факультетов Волгоград, Волгоград, 2012 2012 Задачи 1. Научиться описывать морфологию и анализировать функции девяти или более типов клеток и трех видов волокон рыхлой волокнистой соединительной ткани. 2. Произвести сравнение морфо-функциональных характеристик следующих клеток: фибробластов и макрофагов; плазмоцитов и тучных клеток; коллагеновых и эластических волокон. 3. Определить последовательные этапы коллагенового синтеза, а также факторы, которые на него влияют. Объяснить происхождение и состав основного аморфного вещества и выяснить, как оно влияет на распространение инфекций и токсинов в теле человека. 4. Проанализировать роль особых видов соединительных тканей, таких как: мезенхима, белый и бурый жир, ретикулярная ткань. Определить роль этих тканей в организме человека. 5. Оценить пользу системы макрофагов в содействии защитным механизмам организма человека при борьбе с инфекциями. Страница 2 1 I. Волокна соединительной ткани 1. Соединительная ткань образована двумя основными типами волокон: коллагеновыми и эластическими. Из-за своей особой структуры, эти волокна обладают особыми биохимическими и механическими свойствами. 2. Волокна обеспечивают ткани прочность и эластичность. 3. В классической гистологии описывается 3 типа волокон, хотя в настоящее время известно, что ретикулярные волокна принадлежат к классу коллагеновых волокон, однако, термин «ретикулярные волокна» продолжает использоваться. Страница 3 II. ОПИСАНиЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ Гистиоцит (макрофаг) Соединительная ткань-это ткань мезенхимальной природы, которая соединяет, удерживает вместе и содействует всем остальным тканям организма человека. Страница 4 2 III. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ 1. В отличие от других тканей, соединительная ткань состоит в основном из внеклеточного матрикса с ограниченным количеством клеток, «разбросанных» по всему матриксу. 2. Клетки образуют связи с внеклеточным матриксом путем формирования особых структур, позволяющих удерживаться рядом с окружающими макромолекулами. 3. Внеклеточный матрикс соединительной ткани состоит из гелеобразного основного вещества с проходящими внутри него волокнами. Страница 5 IV. ФУНКЦИИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ • опорно-механическая (волокна) • регулирование обмена веществ между кровью и тканями органа(основное вещество) • хранение и запасание энергетического материала (жировые клетки) • защита от инфекций и других инородных материалов (плазматические клетки, нейтрофилы, макрофаги) • регенерация после повреждений органов (фибробласты) Страница 6 3 Соединительная ткань Эпителиальная ткань (функции) защита выделение абсорбция репродукция чувствительность увлажнение выведение Расположение эпителия и соединительной ткани в теле человека • кости • хрящи • связки • сухожилия • рыхлые и плотные соединительные ткани • жировые клетки Страница 7 Основные характеристики соединительной ткани Страница 8 4 КЛАССИФИКАЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ Соединительная ткань Соединительная ткань собственная (волокнистая) Рыхлая Плотная Оформленная Неоформленная (коллагеновая, эластическая) Соединительная ткань с особыми свойствами Жировая ткань Гемопоэтическая Опорная соед. ткань Хрящи Кости Ретикулярная Эмбриональная Пигментная Слизистая Страница 9 Страница 10 5 Классификация клеток соединительной ткани Клетки соединительной ткани могут быть неподвижными или блуждающими. Количество неподвижных клеток остается относительно постоянным. Они совершают небольшое движение и могут рассматриваться в качестве постоянных обитателей ткани. Такими клетками являются фибробласты, родственные им миофибробласты, макрофаги, жировые клетки, тучные клетки, недифференцированные мезенхимные клетки . Блуждающие (переходящие) клетки, это клетки, переместившиеся в ткань из крови под влиянием специфического раздражителя. Такими клетками являются: лимфоциты, плазмациты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и моноциты. Страница 11 ТИПЫ КЛЕТОК РЫХЛОЙ АРЕОЛЯРНОЙ ТКАНИ 1. Резиденты 2. Нерезиденты - фибробласты - жировые клетки - макрофаги - плазмациты - мезенхимные клетки - тучные клетки - ретикулярные клетки - лейкоциты - пигментные клетки Страница 12 6 КЛАССИФИКАЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ I.Эмбриональная соединительная ткань А. Мезенхима В. Мукоидная (слизистая) соединительная ткань (Вартонов студень в пуповине) II.Зрелая соединительная ткань А. Простая рыхлая (ареолярная) соединительная ткань Эта ткань рыхлая по структуре, волокна расположены беспорядочно и на значительном расстоянии друг от друга, состоит из смеси клеток и внеклеточного вещества. Ткань является компонентом брыжейки. Составляет подслизистые слои и мембраны органов. В ткани встречаются все виды волокон, аморфное основное вещество и все возможные виды клеток, однако, фибробласты и макрофаги доминируют. В. Белый жир Имеется в подкожных тканях, сальниках и т.д.; состоит из однополостных жировых клеток расположенных дольками. Совместно с тонкими ретикулярными волокнами, продуцированными фибробластами, участвует в теплоизоляции. Страница 13 КЛАССИФИКАЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ С. Бурый жир Имеется в области шеи и брюшной полости у новорожденных. Бурый жир есть у медведей, впадающих в спячку. Бурый жир содержит обильно васкуляризированные, многополосные жировые клетки. D. Ретикулярная соединительная ткань Имеется в костном мозге и лимфоидных органах, включая лимфатические узлы и селезенку. Ретикулярные волокна продуцируются ретикулярными клетками. Е. Простая плотная соединительная ткань По большей части содержит один из основных видов волокон. Волокна расположены друг от друга на значительном расстоянии. 1. Оформленная. Волокна располагаются упорядоченно - параллельно друг к другу. а. Плотная, белая соединительная ткань с правильной структурой (коллагеновые волокна) Волокна расположены плотно между собой и объединены в пласты, как, например, в большинстве сухожилий и связок. Это в основном коллагеновые волокна и фибробласты. в. Плотная, желтая эластичная соединительная ткань с правильной структурой (эластические волокна) Из желтых плотно расположенных эластических волокон состоят два вида связок, ligamentum nuchae и ligamentum flava. Из таких же волокон состоят поддерживающие связки полового члена и эластические связки Купера в молочных железах. Страница 14 7 КЛАССИФИКАЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ 2. Неоформленная. Волокна располагаются беспорядочно. а. Плотная, белая соединительная ткань с неправильной структурой (коллагеновые волокна) Коллагеновые волокна с беспорядочной направленностью; встречаются в некоторых связках, апоневрозах, надкостнице, перихондрие и в определенных зонах dermis’a. Ткань состоит, в основном, из коллагеновых волокон и фибробластов. в. Плотная, желтая эластичная соединительная ткань с неправильной структурой (эластические волокна) Желтые эластические волокна, расположенные на разных уровнях и ориентированные в различных плоскостях кровеносных сосудов. Также, широко распространены по стенкам аорты. F. Вспомогательные соединительные ткани 1. Хрящ (гиалиновый, эластический и волокнистый хрящи) 2. Кость (компактная и спонгиозная кости) G. Кровь H. Гемопоэтическая соединительная ткань (кроветворная соединительная ткань) 1. Миелоидная соединительная ткань (костный мозг) 2. Лимфатическая соединительная ткань (тимус, лимфатические узлы, селезенка, миндалевидная железа) Страница 15 Подразделения соединительной ткани Тип Расположение Основные соединительные ткани Рыхлые соединительные ткани Мезенхима Мукоид (слизистая) Ареолярная (рыхлая) Адипозная (жировая) Ретикулярная Плотные соединительные ткани Неоформленные Оформленные Коллагеновые Эластические Скелетные соединительные ткани Хрящ Гиалиновая Фиброзная Эластическая Особые соед.тк. Кость Кровь Гемопоэтическая В основном встречается у эмбрионов Пуповина Большинство органов и тканей Сальники, подкожная ткань Лимфатические узлы, костный мозг Дерма, капсулы органов, надкостница, перихондрий Сухожилия, связки, апоневрозы, роговица Ligamentum nuchae, ligamenta flava Реберные хрящи, трахея Лонное сочленение, межпозвоночные диски Наружное ухо, надгортанник Скелет Сердечно-сосудистая система Костный мозг, лимфатическая ткань и органы Страница 16 8 Классификация соединительной ткани Волокна Основное вещество Тканевая жидкость Клетки Расположе ние Функции Пояснения Эмбри ональ ные •Мезе нхима Простые, тонкие, коллагенов ые волокна Аморфное, желеобраз ное Обильная Мезенхи мные (ранние фибробла сты), ветвящие ся, участвую щие во многих процесса х Имеются у зародышей и эмбрионов Предшествен ники почти всех соединительн ых тканей Очень активны при митозе •Слизи Тонкая сеть коллаген овых волокон Обильно еаморфн ое,желео бразное; дает муцинову ю реакцию при ФАС; много полисаха ридов и Страница 17 гликоген а Обильна я Крупны еветвящ иеся, ранние звезчат ые фиброб ласты; немного макроф агов и лимфоц итов вартонов студень (в пупочном канатике) Окружает пупочные сосуды Имеется в различны х частях утробного плода, например под кожей стые Классификация соединительной ткани Взрослые Соединитель ная ткань (рыхлая ареолярная) Плотная неоформленн ая Плотная оформленная Волокна Основное вещество По большей части коллагеновые , немного эластических и мало ретикулярны х Почти жидкое, с большим количеством полисахаридо в Обильно Почти все коллагеновые с малым количеством эластических и ретикулярны х; в слоях имеют неправильну ю ориентацию Ограничено Параллельны е коллагеновые волокна; в связках имеются эластические Ограничено Страница 18 Тканевая жидкость Клетки Расположе ние Функци и Пояснения Фибробласты и макрофаги; немного тучных клеток, жировых клеток и лейкоцитов. Подкожная ткань, брыжейки, фасция Опорная. Наполнен ие тканей; хранение липида Из нее состоят кровеносные, лимфатически е сосуды и нервы Значительно Плоские, вытянутые фибробласты Дерма, капсулы гланд, надкостница Опорная Обладает достаточной прочностью Значительно Плоские, вытянутые фибробласты Связки и сухожилия Креплени е мышц к костям (сухожили я), костей к костям (связки) Очень прочная. При сжатии может ломаться, в отличие от сухожилий и связок 9 Классификация соединительной ткани (продолжение) Особая Жировая белая Ретикулярные волокна, окружающие клетки, немного коллагеновых волокон между клетками Мало Незначите льно Перстневидные жировые клетки с уплощенным по периметру ядром крупным жировым вакуоле; мало фибробластов, лейкоцитов и тучных клеток Подкожный слой, периренальная область и другие жировые депо Хранение (липид) энергии; препятстви е изменению температур ы См. выше Мало Незначите льно Небольшие жировые клетки со сферическими ядрами, расположенным и в центре; цитоплазма содержит множество мелких жировых вакуолей У человека имеется ограниченное количество в межлопаточной и паховой областях; лучше всего развиты у животных, впадающих в спячку Источник теплоты у новорожден ных и животных, впадающих в спячку Ретикулярные Значит ельно Обильно Примитивные ретикулярные клетки; обычно имеется множество лимфоцитов и прочих кровяных клеток Строма гланд и лимфатические узлы Обеспечива ют поддержива ющую основу для гланд Жировая бурая Ретикуля рная Страница 19 Уменьшается при голодании и определенных болезнях. Не является статической тканью. Имеет циклы оседания и выведения. Достаточно сосудистая Сильно сосудистая. Имеется немного пигмента. Клетки мало истощаются при пищевом дефиците. Множество митохондрий Почти то же самое, что и незрелые коллагеновые волокна Классификация Классификация соединительной соединительной ткани ткани (продолжение) (продолжение) Волокна Основное вещество Коллагеновые волокна (субмикроскопиче ские); Составляют около 40% сухой массы Плотное, полутвердое, много гликоаминоглицин ов и коллагена Обильная, составляет около 75% жидкого объема хряща Хондроциты, заключены в полости, распределены случайным образом Суставная поверхность; скелет плода; трахеальные кольца Опорная Прозрачная. Бессосудистая. Получает питательные вещества диффузией. При старении может каменеть Волокнистая белая Коллагеновые Ограничено, кроме околоклеточной области. Внутри множество переплетенных коллагеновых волокон Ограничена, кроме мякотного ядра межпозвоночн ого диска Также как и выше, за искл. того что клетки обычно располагаются параллельным и рядами или небольшими группами Межпозвоночны е диски; лонное сочленение Опорная, в местах, где твердость необходима. Отсутствие перихондрия; в чистом состоянии белого цвета из-за большого количества коллагеновых волокон Эластическая желтая В основном эластические волокна и немного коллагеновых в субперихондриаль ной области Ограничено, заполнено ветвистой сетью эластических волокон Ограничена Также как и гиалиновые, за искл. того, что клеток больше и чаще встречаются одиночные клетки в полостях Наружное ухо; надгортанник Опорная, в местах, где необходима гибкость и прочность. Из-за эластических волокон имеет желтый цвет; Срастание перелома происходит неровно и не до конца. Хрящ Гиалиновая Тканевая жидкость Клетки Расположение Функции Пояснения Страница 20 10 Классификация Классификация соединительной соединительной ткани ткани (продолжение) (продолжение) Твердое, окаменелое Крайне мало Губчатая Коллагеновые волокна (субмикроскопи ческие) Остеоциты, остеобласты и остеокласты Середина плоских костей и концы длинных трубчатых костей Опорная. Также содержит гемопоэтическ ую ткань Также называется губчатой костью. Образует решетчатую ферму Имеются разбросанные по объему остеоны. Компактная См. выше См. выше См. выше См. выше Внешняя оболочка костей Опорная. Составляет большую часть скелета Также называется трубчатой костью. Имеется множество остеонов. Кровь Свернутые фибриновые нити Отсутствует Огромное количество (плазма) Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты Периферическа я сосудистая система; красный костный мозг Эритроциты для транспорта кислорода; Лейкоциты для основной защиты организма от инфекций Также проводит тепло; проводит пит. вещества и выводит отходы. Лимфа Так же как и в крови, только фибрин образуется медленнее См. выше. Тем не менее, состав менее стабильный Лимфоциты и малое количество гранулоцитов Лимфатические сосуды; лимфоидные органы Широко вовлечены в иммунные реакции Лимфа (хилус), имеет молочный цвет, из-за большого количества капелек жира Кость Страница 21 СОСТАВ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ 1. СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ= КЛЕТКИ+ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС 2. ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС=ОСНОВНОЕ ВЕЩЕСТВО+ВОЛОКНА 3. МАКРОМОЛЕКУЛЫ ВНЕКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА = ГАГ+ПРОТЕОГЛИКАНЫ+СВЯЗЫВАЮЩИЕ ГЛИКОПРОТЕИНЫ Страница 22 11 Состав основного вещества: вода, минеральные вещества, гликопротеины, ГАГ, протеогликаны 1.Гликозаминогликаны Несульфатная группа Гиалуроновая кислота (есть в коже, рыхлой соединительной ткани, пуповине, стекловидном теле глаза и синовиальной жидкости) Хондроитин (в роговице и хрящах у эмбриона) Сульфатная группа Хондроитин-4-сульфат (в роговица, коже, костях и хрящах) Хондроитин-6-сульфат (в сухожилиях, хрящах, пуповине и межпозвоночных дисках) Дерматансульфат (в коже, сухожилиях, связках и сердечных клапанах) Кератансульфат (в костях, хрящах, роговице и межпозвоночных дисках) Все вместе носят название «гликозаминогликаны» Функции основного вещества контролирует прохождение патогенов и дает возможность распространяться кислороду и питательным веществам Страница 23 КЛАССИФИКАЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ A.Эмбриональная соединительная ткань 1.Мезенхимальная соединительная ткань 2. Слизистая B. Собственная соединительная ткань 1.Рыхлая соединительная ткань 2.Плотная соединительная ткань a. Плотная оформленная b. Плотная неоформленная (1) Коллагеновая (2) Эластическая 3. Ретикулярная 4. Жировая C.Специальная соединительная ткань 1.Хрящевая 2.Костная 3.Кровь Страница 24 12 ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНЫ Существует 4 основные группы ГАГ, которые по разному распределены по ткани. Сульфатирование приводит к тому, что молекулы получают большой отрицательный заряд, и способствует удерживанию ионов натрия Na+ и воды. За исключением гиалуроновой кислоты, ГАГ присоединяются к протеинам и образуют протеогликаны. Наличие особых типов ГАГ в различных тканях наделяет особыми свойствами внеклеточный матрикс, особенно в отношении диффузии или присоединения внеклеточных структур. Гликозаминоглика н Сульфатиро вание Связь с протеинами Гиалуроновая кислота Нет Нет Хрящевая синовиальная жидкость, кожа, опорная ткань Хондроитинсульфат Дерматансульфан Да Да Есть Хрящи, кости, кожа, опорная ткань Есть Кожа, кровеносные сосуды, сердце Гепарансульфат Гепарин Да Да Есть Есть Основная мембрана, легочные артерии Легкие, печень, кожа, гранулы тучных клеток Кератансульфат Да Есть Хрящи, роговица, позвоночные диски Где встречается Страница 25 ТИПЫ ГЛИКОЗОАМИНОГЛИКАНОВ ГАГ Молеку лярная масса Повторяющаяся дисахаридаза Сульфатированн Ковалентна Локализация ый аминосахар я связь с протеином Гиалуроновая кислота 107-108 Глюкоронид и Nацетилгалактозаминов Нет Нет В основном в соединительной ткани, синовиальной жидкости, хрящах, дерме Кератансульфат 10,00030,000 Галактоза и Nацетилгюкозаминов N-ацетилгюкозаминов Есть Хрящи, роговица, межпозвоночные диски Гепарансульфат 15,00020,000 Глюкоронид (или iduronate) NЕсть и N-ацетилгалактозаминов ацетилгалактозаминов Гепарин 15,00020,000 Глюкоронид и Nацетилгалактозаминов N-ацетилгюкозаминов Хондротин-4сульфат 10,00030,000 Глюкоронид и Nацетилгалактозаминов NЕсть ацетилгалактозаминов Хондротин-6сульфат 10,00030,000 Глюкоронид и Nацетилгалактозаминов NЕсть ацетилгалактозаминов Дерматансульфат 10,00030,000 Страница 26 Нет Глюкоронид (или iduronate) NЕсть и N-ацетилгалактозаминов ацетилгалактозаминов Кровеносные сосуды, легкие, базальная пластинка Гранулы тучных клеток, печень, легкие, кожа Хрящи, кости, роговица, кровеносные сосуды Хрящи, Вартонов студень, кровеносные сосуды Сердечные клапаны, кожа, кровеносные сосуды 13 КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ Множество патогенных бактерий, таких как Staphylococcus aureus, секретируют гиалуронидазу, которая расщепляет гиалуроновую кислоту на множество мелких фрагментов, тем самым превращая внеклеточный матрикс из состояния гель в состояние золь. Это приводит к быстрому распространению бактерий по соединительной ткани. Проницаемость микрососудов может повышаться еще по целому ряду причин (воспаление, выделение биологически активных веществ, таких как гистамин и брадикинин). Страница 27 ПРОТЕОГЛИКАНЫ Протеогликаны составляют семейство макромолекул; каждая из них состоит из протеина, к центру которого присоединяются с помощью ковалентной связи гликозаминогликаны (ГАГ). Эти крупные структуры похожи на ершик для бутылок, с протеином вместо стержня и с различными сульфатированными ГАГ, выступающими над поверхностью в трех измерения, как щетина у щетки. Страница 28 14 Схематическое представление сообщества агрегантных молекул с коллагеновыми волокнами На схеме видно значительное увеличение агрегантной молекулы. Показан стержневой белок молекулы протеогликана к которой присоединена гиалуроновая кислота. Гиалуроновая кислота связана с центральным белком с помощью связывающего белка. Центральный белок Страница 29 ПРОСТЫЕ ПРОТЕОГЛИКАНЫ Название Декорин Средняя молекуля рная масса 40,000 Агрегант 210,000 Хондротинсульфа т, кератансульфат 130 Хрящи Соединяется с гиалуротаном, вспомогательна я функция Перлекан 600,000 Гепарансульфат 2-15 Базальная пластинка Фильтрующая функция Бетагликан 36,000 Хондротинсульфа т, дерматансульфат 1 Клеточная поверхность, внеклеточный матрикс Связывает TGF-β Синдекан-1 32,000 Хондротинсульфа т, гепарансульфат 1-3 Поверхность фибробласта и эпителиальны х клеток Неспецифическа я адгезия клеток, связывает FGF Страница 30 Тип ГАГ Мономеры Хондротинсульфа т, дерматансульфат Среднее число цепочек ГАГ 1 Локализаци я Функция Широко распростране ны в соединительн о ткани Связывает коллаген типа-1 и TGF-β 15 ГЛИКОПРОТЕИНЫ Гликопротеины, способны к неспецифической адгезии клеток, и имеют места связывания, пригодные для связывания с несколькими веществами внеклеточного матрикса, также и с молекулами интегрина клеточной мембраны, что способствует присоединению клетки к внеклеточному матриксу. Способность клеток соединяться с компонентами внеклеточного матрикса опосредована гликопротеинами, способными к неспецифической адгезии. Эти крупные молекулы имеют несколько доменов. Один из них обычно связывается с белком клеточной поверхности, называемым интегрином, один с коллагеновыми волокнами и один с протеогликанами. Таким образом, гликопротеины связывают различные компоненты тканей друг с другом. Основными типами являются фибронектин, ламинин, энтактин, тенасцин, хондронектин и остеонектин. Страница 31 ПЛОТНАЯ НЕОФОРМЛЕННАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ, ТКАНЬ, СЭМ Страница 32 16 ВОЛОКНА: 1. Коллагеновые и эластические волокна (коллаген и эластин – 2 основных белка соединительной ткани) имеют чёткие биохимические и механические свойства и структурные характеристики. 2. Они обеспечивают упругость и эластичность ткани. 3. Существует 3 типа волокон, хотя сейчас известно, что ретикулярные волокна фактически являются видом коллагеновых волокон, но срок жизни ретикулярных волокон более продолжителен. Страница 33 СЭМ переплетённых коллагеновых волокон в эпиневрии. x 2,000 Соединительнотканные волокна бывают 3 типов: коллагеновые, эластические и ретикулярные. Больше всего коллагеновых волокон, они составляют ~30% всех белков тела. В диаметре они составляют от 2 до 10 мкм и сильно не разветвляются. Волокна состоят из маленьких фибрилл ~50 нм в ширину. Фибриллы в свою очередь состоят из микрофибрилл. Страница 34 17 Коллагеновые (С) и эластические (Е) волокна, ТЭM, 20,000x. E C Соединительные волокна состоят из тропоколлагеновых единиц, чьи ааминокислоты позволяют классифицировать коллаген по типу волокна на 15 видов. Возможность экстрацеллюлярного матрикса противостоять силам давления обусловлено присутствием гидратированного матрикса, сформированного ГАГ и протеогликанами. Сила натяжения обеспечивается твердыми, жёсткими, неэластичными волокнами коллагена. Страница 35 Коллагеновые фибриллы. ТЕМ, 100,000x. Под ЭМ коллагеновые волокна представляют собой переплетенные структуры с аксиальной периодичностью 67нм. Переплетение тропоколлагеновых молекул отвечает за переплетение структур. Тропоколлагеновые молекулы лежат параллельно друг другу, переплетаясь на ¼ своей длины. Страница 36 18 Коллагеновые волокна (CF), H & E. CF В препаратах, окрашенных ГЭ появляется розоватый материал, который отделяется от других структур, которые также имеют розовую окраску (например, опорные клетки, стенки кровеносных сосудов). Для окрашивания коллагена используют специальные красители. Иммуногистохимическое окрашивание может быть представлено для различных молекулярных типов коллагена, но это редко используется для обычного исследования тканей. Страница 37 Формирование коллагена фибробластами коллагеновое волокно ретикул ярные волокна глицин пролин полипептидная цепь фибрилла коллагена проколлаген проколлаген пептидаза P o добавление l углевода y тропоколлаген Молекула проколлагена транслируется в гранулированной ЭПС ((гЭПС), гЭПС), гЭПС), подвергается гидроксилированию, гидроксилированию, гликозилированию и формированию проколлагеновой триплетной спирали (( вв гЭПС). ). гЭПС гЭПС). Страница 38 19 Внутриклеточный синтез проколлагеновых молекул в цитоплазме фибробласта Внутриклеточные события: Формирование м РНК для каждого типа а-цепи Превращения пролина, лизина, глицина и др. аминокислот фибробласт Синтез про-а-цепей с экстрапептидами у обоих концов Посттранскрипциональные модификации включают: гидроксилирование определенных пролин и лизил остатков ( в гЭПС) галактозил и глюкозил остатки присоединяются к опред-ым гидроксильным остаткам (гликозилирование) Преобразование а-цепей в проколла геновую молекулу (тройная спираль) ядро N перемещенные везикулы цистерны ап. Гольджи везикулы аппарата Гольджи секреторные Проколлагеновые молекулы доставляются в к-с гранулы . Страница 39 Гольджи везикулами. Молекулы проколлагена экзоцитоз проходят через цистерны комп-са Гольджи и молекул проколлагена выделяются в виде секреторных гранул. ВНЕКЛЕТОЧНОЕ ВНЕКЛЕТОЧНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЕ КОЛЛАГЕНОВОЙ КОЛЛАГЕНОВОЙ ФИБРИЛЛЫ ФИБРИЛЛЫ перемещенные везикулы Golgi sacules Преобразование а-цепей в проколлагеновуюмолекулу (тройная спираль) везикулы к-са Гольджи секреторные гранцлы экзоцитоз молекул проколлагена Внеклеточные события: Пиноцитоз проколлагена через мембрану фиброцентриоли бласта, проколлагеновые пептидазы расщепляют большинство неспиральных концов а-цепей, таким микротрубочки образом превращая проколлаген в нерастворимый тропоколлаген. Молекула проколлагена Расщепление пропептидов Молекула тропоколлагена Большое количество проколлагеновых молекул выстраиваются в определенном порядке, чтобы сформировать фибриллу. Прилегающие тропоколлагеновые молекулы скручиваются друг с другом (включают ферменты лизилоксидазы). Страница 40 20 Структура суперспирали полипептидной цепи коллагена тройная спираль 3-х полипептидных цепей молекула коллагена (тропокол.) Закрученн ые коллагенов ые молекулы внутри фибриллы Фибрилльное переплетение Структура цепи определяется Структура цепи определяется типом типом коллагена, коллагена, из из которого которого она она состоит. Эти коллагеновые состоит. Эти коллагеновые молекулы молекулы самоорганизуются самоорганизуются в в протофибриллы протофибриллы диаметром диаметром от от 55 нм. Протофибриллы имеют нм. Протофибриллы имеют закрученные закрученные скопления скопления структур, структур, которые которые максимизируют максимизируют электроэлектростатичность статичность и и гидрофобность. гидрофобность. Протофибриллы, соединяясь Протофибриллы, соединяясь вместе, образуют большие вместе, образуют большие микрофибриллы микрофибриллы (( d=10-300 d=10-300 нм), нм), которые, в свою очередь, которые, в свою очередь, формируют формируют фибриллы фибриллы (d=0,1-0,5 (d=0,1-0,5 мкм), мкм), которые которые скапливаются скапливаются в в волокна волокна (d=1-12мкм) (d=1-12мкм) и и затем затем в в пучки, пучки, видимые видимые в в гистологическом гистологическом срезе. срезе. Страница 41 Волокна коллагена сухожилие мышца пучок волокно фибрилла Схематическое представление компонентов соединительной ткани. Упорядоченная организация тропоколлагеновых молекул образует пробелы между переплетающимися зонами, отвечающими за 67нм переплетение коллагена I типа. Страница 42 21 Типы коллагена Тип коллвгена Локализация Продуцируется Характеристики Тип I (-90%) (построен из 2-х видов а-цепей) Дерма кожи, сухожилие. Рыхлая (ареолярная), плотная оформленная соединительная ткань, коллагеновые волокна. Наиболее распространен в внутренних органах. Кости. Дентин (зубов). Фибробласты. Ретикулярные клетки и клетки гладкой мышечной ткани. Остеобласты. Одонтобласты. Понижает содержание гидроксилизина и карбогидрата (расширенные фибриллы). Тип II (построен только из одного вида а-цепи) Гиалиновый и эластический хрящ. Стекловидное тело глаза. Межпозвоночные диски. Рыхлая соединительная ткань; ретикулярные волокна, гребешки дермы, Кровеносные сосуды Хондроциты. Клетки сетчатки. Фибробласты и ретикулярные клетки, клетки гладкой мышечной ткани, эндотелиальные клетки. Повышает содержание гидроксилизина и карбогидрата (фибриллы шире, чем у I типа). Повышает содержание гидроксилизина, Понижает содержание гидроксилизина и карбогидрата. Тип IV (построен из 2-х видов а-цепей) Базальная пластинка. Капсула хрусталика. Эпителиальные и эндотелиальные клетки. Эпителий хрусталика. Резко повышает содержание гидроксилизина и карбогидрата. Тип V Плодные мембраны (плацента).Базальные мембраны. Кость, клетки гладкой мышечной ткани. Фибробласты. Эпителиальные клетки. Остеобласты. Клетки гладкой мышечной ткани. Тип III (построен только из одного вида а-цепи) Страница 43 Типы коллагеновых волокон Тип Морфологические особенности Локализация I Широкие, собранные в пучки, фибриллы Широко распространены; сухожилия, кости, дерма, дентин, фасция II Собранные в пучки фибриллы малого диаметра Гиалиновый хрящ, стекловидное тело глаза, nucleus pulposus, спинная струна III Собранные в пучки фибриллы малого диаметра Такая же, как и у ретикулярных волокон; присутствуют в органах, где доминируют гладкие мышцы; матка, кровеносные сосуды IV Фиброзная сеть Базальная пластинка эпителиальных клеток, гломерулярный эпителий V Толстые фибриллы не в собранные в пучки Широко распространены; перицеллюлярная мембрана клеток гладких и поперечно-полосатых мышц, влагалища сухожилий VI Тонкие, собранные в пучки, фибриллы Составляют около 25% коллагеновых волокон в роговице; присутствуют в небольшом количестве местах, где есть волокна I и III типа VII Собранные в пучки фибриллы малого диаметра Составляют фибриллы, которые соединяют базальную пластинку эпителия с расположенной ниже соединительной тканью VIII Неизвестны Основной компонент десцеметовой оболочки; относится и продуцируется and produced by эндотелиальными клетками IX Неизвестны Присутствует главным образом в хрящах; связывает волокна типа II в трехмерные структуры X Неизвестны Хрящевая основа, окружающая гипертрофические хондроциты в период формирования хрящевой кости Страница 44 22 ядра фиброцитов коллаген Плотная оформленная соединительн ая ткань, Сухожилие (Ахиллесово), продольный срез, ГЭ, x162. Фибробласты – клетки плотной оформленной соединительной ткани. Зрелые фибробласты называются фиброцитами. Они звездчатой формы с цитоплазматическими отростками, которые охватывают коллагеновые пучки. Коллагеновые пучки разделены фиброцитами и прослойками рыхлой соединительной ткани. Сам белок коллаген синтезируется фибробластами. Страница 45 КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ В конце операции края кожи в месте разреза тщательно сшиваются. Прочность при растяжении в этом участке кожи составляет только 10% от нормального значения. Через 4 недели прочность кожи увеличивается до 80% от нормы. Однако во многих случаях никогда не достигает нормальных величин. Увеличение прочности кожи объясняется тем, что первичное заживление операционной раны идет в результате локального образования коллагена 3-его типа, который позже заменяется коллагеном 1-ого типа. Некоторые люди, особенно афроамериканцы, предрасположены к чрезмерному сосредоточению коллагена в местах заживления. Заживления происходит избыточным ростом рубцовой поверхности, возвышающейся над поверхностью кожи. Такой рубец называется келоидом. Страница 46 23 КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ Витамин С необходим для окисления пролина. У лиц, страдающих дефицитом витамина С а-цепь тропоколлагена не в состоянии сформировать прочную спираль и молекулы тропоколлагена не формируют фибриллы (волокна). В этих случаях развивается заболевание, известное под названием цинга. Самыми первыми при цинге поражаются периодонтальные связки и десна. Так как периодонтальные связки и десна формируют фиксирующий аппарат зуба в альвеолах, то первые симптомы цинги включают кровоточивость десен и расшатанные зубы. В таких случаях состояние больного облегчается приемом пищи богатой витамином С. Страница 47 Эластическая артерия, орсеин, x 132 Эластические волокна не похожи на коллагеновые. Они обладают высокой растяжимостью. Растяжение эластических волокон в 1,5 раза не ведет к их разрыву. После завершения воздействия на них растягивающей силы эластические волокна принимают исходное состояние. Страница 48 24 Эластические волокна коллаген эндотелиальная клетка жировые клетки перицит фибробласт макрофаги P e r клетки плазмы эластич еское волокно тучные клетки Эластичность соединительной ткани в значительной степени обеспечивается нахождением во внеклеточном матриксе эластических волокон (ЭВ). Эти волокна тонкие, длинные и ветвящиеся. Они продуцируются фибробластами соединительной ткани и гладкими мышечными клетками кровеносных сосудов. ЭВ построены из эластина, белка, богатого глицином и лизином. Страница 49 ЭЛАСТИЧЕСКИЕ ФИБРИЛЛЫ E E F C При окраске ГЭ эластические волокна выглядят как блестящие гладкие розовые волокна лучше видимые чем коллагеновые. Эластические волокна могут окрашиваться специальными методами, например: толуидиновым синим в синий цвет. Коллагеновые волокна окрашиваются в этом случае бледно Страница 50 25 Эластические мембраны Эластические мембраны Эластические мембраны, коллагеновые волокна аорты Коллаген крысы, окраска по Мэллори. Коллаген Эластические мембраны располагаются в средней оболочке аорты. Эластические мембраны или пластины разделены между собой гладкими мышечными клетками, фибробластами, коллагеновыми и ретикулярными волокнами. Заметьте, что эластические пластины не окрашиваются этим методом. Страница 51 ЭЛАСТИН расслабленное состояние расслабленное волокно(кольцевидная структура) кольцевидная структура Состояние напряжения растянутое волокно Новая конфигурация расслабленноого волокна Эластин – белок, который образует упругие и способные к растяжению волокна. Эластин – главный компонент эластического волокна. Эластин организован в беспорядочную кольцевидную структуру. При растяжении он выпрямляется, при расслаблении восстанавливает свою кольцевидную форму Страница 52 26 ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ. ТКАНИ. Поперечный разрез Свойства межклеточного эластического вещества: -аморфная гелеобразная структура волокна. -связывает воду -действует как молекулярное сито -однородное и прозрачное -смесь воды, минералов, гликопротеинов и мукополисахаридов микрофибриллы -разрушается гиалуронидазой Эластические так лизина Эластические цепи цепи удерживаются удерживаются вместе вместе так, так,, что что 44 молекулы молекулы лизина, лизина,, принадлежащие формируют цепям принадлежащие кк разным разным эластическим эластическим цепям, цепям,, формируют ковалентную мостика ковалентную связь связь друг друг сс другом другом в в виде виде десмозинового десмозинового мостика. мостика.. Страница 53 МЫШЕЧНАЯ АРТЕРИЯ, x 132 Эти десмозиновые остатки легко деформируемы и придают эластическим волокнам высокую степень эластичности: эти волокна могут растягиваться на 150% от их первоначальной длины. После растяжения они возвращаются в начальное положение. E E Страница 54 27 Эластические волокна внутренней эластической мембраны артериолы в соединительной ткани яичника. ТЭМ , 100,000x. Эластические волокна (ЭВ) придают эластичность тканям и позволяют им сокращаться после растяжения. ЭВ – важная составная часть многих опорных тканей. ЭВ формируются в результате взаимодействия эластина и фибриллина. Микрофиламенты фибриллина доминируют в начальном этапе формирования эластической ткани и с возрастом их число уменьшается. Фибриллин, недавно охарактеризованный как фибриллобразующий гликопротеин, является главным компонентом внеклеточных микрофибрилл. Страница 55 Эластические волокна M Эластическая сердцевина E Т Э М микрофибриллы В ЭВ гликопротеиновые микрофилламенты (фибриллин) окружают и формируют внутреннюю основу поперечно-связанного эластина. С точки зрения ультраструктуры эластическая основа видна, как электронно-плотная область (Е) с микрофиламентами (М), раположенными по периферии. Фибриллиновые микрофибриллы появляются для организации выделенного эластина, чтобы он расположился между микрофибриллами для формирования особых эластических волокон. Микрофибриллы составляют 8-12 нм в диаметре. Они также обнаруживаются во внеклеточном матриксе почечных клубочков и поддерживающих связках хусталика. Микрофибриллы имеют большое значение в осуществлении промежуточной адгезии между различными компонентами внеклеточного матрикса. Страница 56 28 Эластические мембраны, коллагеновые эластические волокна. мембраны Аорта крысы, ГЭ, x162. ядра гладкой мышечн ой ткани коллаген Эозинофилия эластичных волокон отражает высокое содержание в них основных аминокислот. Эластичные мембраны: высокое содержание в стенке артерий эластического типа. EF-анастомоз формирует фенестрированную “мембрану”, которая расположена циркулярно в листках. Гладкие мышечные волокна расположены между эластичными волокнистыми сетками (слоями). Расположены по кругу. Видны их ядра. Коллаген: в адвентиции коллаген формирует свободный соединительнотканный листок, окружающий кровеносный сосуд. Эластичные волокна, не различаемые этим методом, также находятся в этой соединительнотканной оболочке. Страница 57 Внутренняя оболочка Аорта человека, Окраска по Вейгерту. 162 x. Эластичные волокна Средняя оболочка Гладкие мышцы Адвентициальная оболочка Страница 58 Сосуды сосудов 29 Аорта, средняя оболочка E E E На гистологическом срезе аорты (тонкая пластинка) проявляются волокнистые линии по причине спадения аорты после смерти. Эластические волокна окрашены в черный цвет. Между ними – волокна коллагена и внеклеточный матрикс, окрашенный в синий и гладкие мышечные клетки, окрашенные в красный цвет. Гладкие мышечные клетки производят эластин, коллаген и матрикс. Страница 59 КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ Целостность эластичных волокон зависит от присутствия микрофибрилл. Пациенты с синдромом Марфана имеют дефект в гене (по 15 хромосоме), который кодирует фибриллин. Поэтому их эластичные волокна ненормально развиваются. Люди с синдромом Марфана необычно высоки, имеют очень широкий размах рук; склонны к развитию дефекта хрусталика глаза и фатальной аортальной грыжи. Отсутствие фибриллина, который взаимодействует с эластином в тканях провоцирует смещение хрусталика, ненормальное его расположение, так как подвешивающие хрусталик волокна в норме содержат фибриллин. Недостаток в эластичности аорты может растягивать, ослаблять её стенку и вызывать грыжу. Рост длинных трубчатых костей также определяется (сдерживается) присутствием фибриллина, и, следовательно, кости растут длиннее в его отсутствие (длина трубчатых костей больше, чем в норме). Страница 60 30 Ретикулярные волокна, ТЭМ, 20,000x. Ретикулярные волокна не собираются в пучки, как коллагеновые, а формируют тонкую сеть. Страница 61 Ретикулярные волокна VV RF Ретикулярные волокна не видны на срезе, окрашенные гематоксилиномэозином. Они импрегенируются серебром или ШИФ реактивом. На микрофотографии ретикулярные волокна лимфатического узла видны как черные линии, между ними расположены лимфоциты, окрашенные в красный цвет. Страница 62 31 Ретику рярные волокна эрит роци ты Ретикулярные волокна Срез печени обезьяны, 612 x. бинуклеарный гепаоцит центра льная вена синусоид Ретикулярные волокна ветвятся и анастомозируют, образуя нежную фиброзную сеть, которая оплетает синусоиды. Страница 63 Волокна соединительной ткани Тип волокна СВЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ КОЛЛАГЕНО ВЫЕ ВОЛОКНА 1ГО ТИПА ГРУБЫЕ ВОЛОКА 0.510.0 m В ДИАМЕТРЕ РАЗНОЙ ДЛИНЫ; Микрофибриллы 50-150 nmв диаметре; диски повторяющиеся каждые 64 nm, организованные в волокна Сухожилия, связки, дерма, фасции, капсулы, склера, кости, дентин. Связанные фибриллы размером 50 nm в диаметре, организованные в волокна Строма органов лимфатической системы Аморфное вещество (эластин) в центре,по периферии которого расположены микрофибриллы Дерма, легкие, артерии. КОЛАГЕНОВ НЕЖНАЯ СЕТЬ ЫЕ ТОНКИХ ВОЛОКОН ВОЛОКНА 3ОКРАШИВАЮТСЯ ГО ТИПА ПРЕПАРАТАМИ (РЕТИКУЛЯР СЕРЕБРА НЫЕ ВОЛОКНА) ЭЛАСТИЧЕС ГЛАДКИЕ ГОМОГЕНКИЕ НЫЕ ВОЛОКНА ВОЛОКНА РАЗЛИЧНОГО ДИАМЕТРА ОКРАШИВАЮТСЯ ОРСЕИНОМ Страница 64 32 Сравнительная характеристика волокон соединительной ткани Свойство Описание коллагена Ретикулярный Эластический Молекулярная структура Трижды скрученная спираль; каждая каждая нить ~1000 AA; длина молекулы ~ 300 нм, диаметр1.5-нм (глицин, гидроксипролин, гидроксилизин) Коллаген III типа Аминокислота Эластин 830 долго выпадает в осадок; содержит демосцит, изодемоцин (образованный из четырех молекул лизина) Структура волокон Волокна диаметром 2-10 м (неразветвлённые); диаметр фибрилл ~50 нм; меньшие микрофибриллы Волокна диаметром 0.2-2 м; фибриллы 25-45 нм Диаметр волокон 1-4 м; волокна сгруппированы Фибриллы отсутствуют Диаметр микрофибриллов ~12 нм Аксиальная периодичность Фибриллы 670 A; аксиальная периодичность 670 A Отсутствует Свойства в кипящей воде Превращает коллаген в желатин Свойства в слабых кислотах и слабых щелочах Набухает Свойства в сильных кислотах и сильных щелочах растворяется Окрас С ацидофильными пятнами Ферментный эффект Пепсин и коллагеназа растворимый Не реагирует Так же как и коллаген Стойкий к слабым кислотам и щелочам Серебристый (аргирофильная клетка) PAS+ Резорциновый фуксин, резорциновый орсеин Чувствителен к эластазе Фибробласты Клетки гладких мышц в кровеносных сосудах остеобласты, хондробласты, Одонтобласты.Коллаген типа IV продуцируется эпителиальными клетками и Страница 65 эндотелиальными клетками Клетки, продуцирующие волокна Ретикулярные клетки Фибробласты швановские клетки (для эндоневрия) Фибробласты Клетки гладких мышц в кровеносных сосудах КЛЕТКИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ Фибробласты наиболее многочисленная группа клеток в соединительной ткани. Они ткани. отвечают за синтез почти всех компонентов внеклеточного вещества ((экстрацеллюэкстрацеллюэкстрацеллюлярного матрикса). матрикса). Клетки крови связки Внеклеточный матрикс содержит кость фибробласт *Межтканевую жидкость *Клетки-резиденты *Блуждающие клетки *Эластические,коллаге новые,ретикулярные волокна. макрофаг Жировая клетка пигментная клетка плазмоСтраница 66 тучная клетка цит лейкоцит 33 Линии дифференцировки клеток мезенхимы Клетки мезенхимы хондроблас ты адипоциты Хрящевая ткань Жировые клетки фибробла сты остеоблас ты миобласты Кости Скелетные мышцы Связки, сухожилия, капсулы, опорные соединительные ткани Клетки мезенхимы обладают различные типы тканей. способностью образовывать Страница 67 Диаграмма происхождения клеток соединителной ткани Клетка мезенхимы эндотелиоцит хондробласт адипоцит фибробласт клетка мезотелия остеобласт остеоцит хондроцит СКК эритроцит B-лимфоцит нейтрофил моноцит тучная клетка плазмоцит эозинофил макрофаг остеокласт мегакариоцит базофил Страница 68 34 КЛЕТКИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ Клетки Основные функции Фибробласт Образует волокна (коллагеновые, ретикулярные, эластические) и аморфные студни (гликозаминогликаны, протеогликаны) Макрофаг Фагоцитарная (пожирание бактерий) Представление антигенов Секреторная (интерлейкин-l, интерферон-γ) Перицит Дифференцируется в фибробласты, ретикулярные клетки, макрофаги, клетки гладкой мышечной ткани в кровеносных сосудах, адипоциты. Секретирует гепарин, гистамин, медленно реагирующие вещества аллергии, эозинофильный хемотаксический фактор. Тучная клетка Гигантские клетки инородных тел Фагоцитарная (большие твердые частицы) Ретикулярные клетки Образуют ретикулярные волокна (коллаген III типа) в лимфатических узлах, селезенке, красном костном мозге и др. Адипоциты Накопление жира Хондробласты (хондроцит) Секретирует коллагеновые или эластические волокна, межклеточное вещество хряща (гликозаминогликаны, протеогликаны) и другие протеины. Остеобласты Страница 69 Секретирует коллаген, матрикс кости (протеогликаны) Фибробласты и коллаген C V R V M R V Фибробласты молекулы Фибробласты активно активно синтезируют синтезируют коллагеновые коллагеновые молекулы. молекулы.. Внутриклеточный Внутриклеточный предшественник проколлаген предшественник коллагена коллагена -- проколлаген, проколлаген,, синтезируется синтезируется во во внеклеточное внеклеточное пространство пузырьков пространство вв виде виде пузырьков. пузырьков.. В В межклеточном межклеточном матриксе матриксе находятся находятся скопления скопления волокон тропоколлагена проколлагена волокон -- возможно возможно молекулы молекулы тропоколлагена, тропоколлагена,, образованные образованные из из проколлагена, проколлагена,, самостоятельно волокна самостоятельно собираются собираются вв коллагеновые коллагеновые волокна. волокна.. Страница 70 35 Фибробласты и коллаген, TEM, x20,000 Фибробласты ((F) F) могут быть или в активном или в статическом состоянии. состоянии. F Страница 71 Рыхлая соединительная ткань пучки коллагена эластические волокна плазмоциты жировые клетки макрофаг тучные клетки фибробласты Макрофаги вещества Макрофаги фагоцитируют фагоцитируют чужеродные чужеродные вещества, вещества,, поврежденные поврежденные ии старые старые клетки, клетки обломки клетки,, аа также также их их обломки. обломки.. Макрофаги Макрофаги инициируют инициируют иммунный иммунный ответ ответ как как антигенпредставляющие клетки антигенпредставляющие клетки. клетки.. Страница 72 36 Моноцит крови человека, ядро (мазок). Окраска по Райту цитоплазма 4416 x. ядро цитоплаз ма эритроцит фагоцитированное ядро эритроцита Моноциты - самые большие клетки в нормальной крови человека. Ядро расположено центрально или чуть эксцентрично, овоидной или подковообразной формы. Хроматин не так плотно упакован как в лимфоците. В цитоплазме большое количество азурофильных гранул. Моноциты- профессиональные фагоциты. На слайде справа видно как моноцит фагоцитировал ядро эритроцита. Страница 73 Макрофаг, ТЭМ, Х20.000 M Макрофаги Макрофаги относятся относятся кк системе системе моноцитарных моноцитарных фагоцитов фагоцитов и и представляют представляют две две группы группы клеток клеток -- фагоциты фагоциты и и антиген-представляющие антиген-представляющие клетки. клетки. Фагоциты Фагоциты удаляют удаляют обломки обломки клеток клеток и и защищают защищают организм организм от от чужеродного чужеродного материала. материала. Размеры Размеры макрофагов макрофагов 10-30 10-30 мкм мкм в в диаметре, диаметре, границы границы неровные. неровные. Клетки Клетки имеют имеют разные разные отростки отростки –– короткие короткие выросты выросты и и пальцеобразные пальцеобразные длинные длинные филоподии. филоподии. Активные Активные макрофаги макрофаги имеют имеют складки складки и и фалды, фалды, которые которые помогают помогают им им двигаться двигаться и и захватывать захватывать различные различные частицы. частицы. Страница 74 37 На слайде показано поперечное сечение терминальной бронхиолы. В центре скопление макрофагов с фагоцитированным материалом (стрелки). Складчатость эпителиального слоя указывает на суженную (спазмированную) бронхиолу. К низкому призматическому эпителию, выстилающему изнутри стенку бронхиолы, примыкают гладкомышечные клетки. просвет бронхиолы ГМК макрофаги с фагоцитиро ванными частицами низкий призмати ческий эпителий Макрофаги, Легкое, терминальная бронхиола кошки, Г-Э, х162. Страница 75 Функциональные особенности макрофагов Поверхностны е рецепторы для: Рецепторов, связывающих компонент C3b комплемента; Fc рецепторов, IgG; IL-2, IL-1, IL-6; фактора некроза опухоли (ФНО); (Интерферона); ATPase; 5`-Нуклеодаза Содержание лизосомы Кислотные гидролизы; Лизосома; миелопероксидаза Активаторы макрофагов Липополисахарид; интерферон- Интерлейкинн ые эффекты, вызванные макрофагами Активирует B лимфоциты; является фактором, вызывающим хемотаксис у нейтрофилов; увеличивает число циркулирующих нейтрофилов; вызывает деление фибробластов Продукты фагоцитоза Мертвые клетки; остатки клеток; бактерии Презентация антигена Представляет антиген с молекулами MHC II для содействия T лимфоцитам (TH клетки); IL-1 (митогенетический белок для T лимфоцитов); IL-6, IL-8; TNF-; интерферон-, -; задействован в борьбе с вирусами; Стимулирующий колониеобразование фактор Стимулирующий фактор колониеобразования макрофагов (M-CSF) Стимулирующий фактор колониеобразования гранулоцитов (G-CSF) Стимулирующий фактор колониеобразования гранулоцитов-макрофагов (GM-CSF) Эритропоэтин; тромбоцитарный фактор роста (ТФР) Продукты выделения Фактор роста фибробластов (ФРФ); трансформирующий фактор роста - (ТФР-); Ингибиторы протеазы; эластаза, коллагеназа; простогландины; лейкотриены; нейтральные протеазы; факторы свёртывания крови (II, VII, IX, X, XII); тромбоспондин; активатор плазминогена; фактор, вызывающий моноцитопоэз; компоненты комплемента; пирогены (промежуточная лихорадка); ферменты, разрушающие протеогликан; пероксид водорода; липазы; супероксиды Страница 76 38 СКК Макрофагальная система Выявлено, что Выявлено, макрофаги произошли из клетки-предшественницы клетки клетки-предшественницы ретикуло-эндотелиальной ретикуло ретикуло-эндотелиальной системы, системы, которая включает клетки, не обладающие клетки, фагоцитирующими функциями. функциями. Эта система клеток названа системой моноцитарных фагоцитов. фагоцитов. Все клетки этой системы произошли из одной стволовой гемопоэтической клетки. Цитоплазма богата клетки. лизосомами. лизосомами. Клетки способны к фагоцитозу. фагоцитозу. В их клеточную мембрану встроены FcFcрецепторы и рецепторы к комплементу. . комплементу Страница 77 монобласт (красный костный мозг) промоноциты моноциты (в циркулирующей крови) макрофаги (в тканях и органах, резидентные и подвижные) * в лимфатических узлах(выстилают синусы лимфатического узла) * выстилают сосуды синусоидного типа(в печени - клетки фон Купфера, селезенка, красный костный мозг) *выстилают серозные полости(перикардиальную,перитонеальную, плевральную.) *рыхлая соединительная ткань (фиксированные гистиоциты) *легкие (альвеолярные макрофаги) *центральная нервная система (микроглия) *костная ткань (остеокласты) * синовиальные полости Макрофагическая система Название клетки Функция (функции) Локализация Макрофаг Фагоцитоз, презентация антигена Рыхлая (ареолярная) соединительная ткань Брюшинные или плевральные макрофаги Фагоцитоз Серозные полости Макрофаг Деструкция клеток крови, презентация антигена Костный мозг, тимус, лимфатические узлы Альвеолярный макрофаг (или пылевая клеткаl) Фагоцитоз Альвеолы легких Клетка Лангерганса Презентация антигена Эпидерма Клетка Купфера Фагоцитоз Печень (перинсинусоидальные макрофаги) Микроглия Фагоцитоз, Презентация антигена Центральная нервная система Остеокласт (многоядерный) Резорбция костей Поверхность костей (образуются от слияния макрофагов, производных фибробластов) Макрофаг производный фибробласта Фагоцитоз Кишка (собственная пластинка) Матка (эндометрий) Гигантоцит инородного тела (многоядерный) Фагоцитоз Образуются в местах крупного корпускулярного материала (например, талька на брыжейке) объединением моноцитов и макрофагов Страница 78 39 Макрофаги, находящиеся в соединительной ткани, раньше назывались фиксированными, а по новой классификации они носят название резиденты. Макрофаги, которые мигрируют в отдельные участки соединительной ткани, названы блуждающими (раньше они назывались свободными). Во время иммунного ответа факторы, выделяющиеся лимфоцитами, активируют макрофаги, повышая их фагоцитарную активность. M Альвеолярный макрофаг СЭМ, 6.000х Страница 79 Признаки, характеризующие макрофаги 1. Способность к фагоцитозу 2. Сродство к красителям 3. Функция накопления 4. Прилипание к поверхности стекла при выращивании 5. Рецепторы антител на клеточной мембране M Перитонеа льный макрофаг СЭМ 10.000х Страница 80 40 Сравнение фибробластов и макрофагов ФИБРОБЛАСТЫ МАКРОФАГИ Синонимы Фиброциты Гистиоциты, полибласты, блуждающие клетки Происхождение Обычно из мезенхимы, а также из макрофагов, особенно в области ранозаживающих поверхностей. В основном из моноцитов, некоторые из мезенхимы и фибробластов. Функции Синтез коллагеновых и ретикулярных волокон, помогают гладким миоцитам в синтезе эластических волокон, продуцируют мукополисахариды в межклеточный матрикс. Важная роль в защите от инфекции. «Уборщики», которые освобождают от старых клеток крови, обломков клеток, бактерий, чужеродных частиц. Содействуют иммунному ответу, обеспечивая захват, процессинг и переваривание антигенов. Захват Fe из разрушенных эритроцитов. Размер и форма Большие, плоские веретенообразные клетки с ветвящимися длинными отростками. Более круглые, часто короткими отростками. Ядро Большое, бледное, одно-два ядрышка. Меньше овальной формы, окрашивается темным цветом. Ядрышки отсутствуют. Фагоцитоз Незначительная способность к захвату чужеродных частиц. Не способен переваривать фрагменты клеток и бактерии. Высокая активность в переваривании чужеродного материала, клеточных обломков, некоторых бактерий. Подвижность Слабая подвижность в определенных направлениях за счет движения протоплазмы в отростках. Способен к активным амебовидным движениям, образует псевдоподии. обычно овальное, Способность к В жировые клетки, некоторые виды трансформаци эндотелиальных клеток, макрофаги, и остеобласты, хондробласты. Страница 81 почкообразной формы с более Возможно в фибробласты и моноциты. Клетки соединительной таки Недифференцированные клетки адипоцит остеобласт Мезотел Эндотелиальные клетки иальные клетки остеоцит хондробласт фибробласт хондроцит Mast КРОВИ Cells КЛЕТКИ Стволовая клетка гемопоэза эритроциты моноцит B-лимфоцит нейтрофил тучная клетка макрофаг эозинофил Страница 82 базофил плазматическая клетки мегакариоцит остеокласт 41 Тучная клетка человека ТЭМ, 10.000х g Тучные клетки способствуют развитию аллергических реакций немедленного типа (сенная лихорадка, астма, анафилаксия), которые возникают в результате выхода из секреторных гранул медиаторов гепарина и гистамина. На слайде показаны G-гранулы тучной клетки. Страница 83 N Тучная клетка человека ТЭМ 10.000х Тучные клетки - самые большие среди клетокрезидентов в СТ. Их диаметр примерно 20-30 мкм. Для этих клеток характерным является присутствие в их цитоплазме гранул, окруженных мембраной. Размеры гранул от 0,3 до 0,8 мкм. Содержимое гранул включает гепарин, гистамин, протеазы, хемотаксический фактор. N-ядро тучной клетки. . . Страница 84 42 Тучные клетки человека, TЭM, 10,000x. Тучные клетки могут образовывать высоко прочную связь с IgE при помощи Fс-рецепторов, находящихся на их поверхности. В свою очередь соединение молекул IgE с антигеном приводит к дегрануляции тучных клеток с высвобождением некоторых медиаторов аллергических реакций. Страница 85 Вещества продуцируемые тучными клетками Гепарин (Кислый ГАГ) Антикоагулянт: связывается с фибронектином, факторами роста, коагуляционными протеинами, компонентами комплемента; обладает противоопухолевой активностью, способствует отторжению опухоли, сдерживает метастазы опухоли Хондроитинсульфат Иногда присутствует в гранулах тучных клеток вместо гепарина. По этой причине существуют различные типы тучных клеток Гистамин Вызывает сокращение гладких мышц бронхиол: является причиной повышенной проницаемости капилляров (течь) Лейкотриены (слабо реагирующее вещество анафилаксия-SRS-A) Вызывает сокращение гладких мышц (не задерживаются в синтезированных клетками фосфолипидах мембраны) Эозинофильный фактор, вызывающий хемотаксис (ECF-A) Привлекает эозинофилы в места взаимодействия антигеновантител; эозинофилы фагоцитируют комплексы антиген антитело: эозинофилыпродуцируют гистаминазу, которая снижает гистаминовые эффекты, и , арильную сульфатазу, котороая противодействует лейкотриенам Лизосомальные ферменты включающие βглюкуронидазу, гексозаминидазу, арильную сульфатазу Функциональная роль неочевидна: могут разрушать ГАГ во внеклеточном матриксе Нейтрофильный фактор, вызывающий хемотаксис (НХФ) Хемоаттрактант для нейтрофилов Страница 86 43 Схема, иллюстрирующая события в результате связывания Аг с IgЕ-рецептором в мембране тучной клетки. 1 1.Связывание Аг с IgE-рецептором 2.Активация аденлатциклазы IgE антиген Fc рецептор 4.Фосфорилирование белков 2 3 5.ВысвобождениеCa2+ 4 6.Слияние пузырьков 5a. Активация фосфолипаз 6a. Преобразование арахидоновой кислоты в мембране 7. Высвобождение содержимого пузырьков 3.Активация протеинкиназы рецептор связвающий фактор 5 5а 7 6 6а 7a. Секреция лейкотриенов, тромбоксана,простогладинов Хондроитинсуль фат, гистамин, гепарин,арил фосфатазы ЭХФ, НХФ Связывание Аг с IgE-рецептором в мембране тучной клетки запускает каскад реакций, ведущих к синтезу и освобождению гистамина, гепарина, простогландинов, лейкотриенов, эозинофильного хемотаксического Страница 87 фактора, нейтрофильного хемотаксического фактора. mast cells Тучные клетки. collagen a) человек ГЭ, x162 b) крыса, толуидиновый elastic синий, x1416 fiber fat cell Тучные клетки находятся в рыхлой соединительной ткани вдоль мягких кровеносных сосудов Они имеют ядро сферической формы и достаточное количество цитоплазмы. Цитоплазма содержит гранулы, окрашиваемые в красный цвет ГЭ (А). Гранулы проявляют метахромазию при окрашивании толуидиновым синим и другими анилиновыми красителями (В и С). В большом количестве гранулы могут заслонять ядро. Гранулы тучных клеток содержат гепарин, гистамин. Гепарин – это вещество, которое уменьшает свертываемость крови. Гистамин повышает проницаемость Страница и 88действует на уровень кровяного давления. капилляров 44 КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ: При сенной лихорадке в результате выделения гистамина тучными клетками слизистой оболочки носа и повышения сосудистой проницаемости возникает локальный отек. Лица, страдающие бронхиальной астмой, испытывают трудности при дыхании в результате бронхоспазма, вызванного высвобождением лейкотриенов. Страница 89 Клетки рыхлой соединительной ткани жир жировые клетки loose connective tissue A жировая клетка капли жира жир B C плазматические клетки тучные клетки Плазматические клетки (плазмоциты) имеют эксцентрично расположенное. Гетерохроматин конденсируется с Страница 90 характерной картины «спиц колеса». образованием 45 Плазматические клетки, ЭM, x15,000 клетки, TЭ T TЭM, Плазмоциты находятся в соединительной ткани разных органов человеческого тела. тела. Самое большое их количество находиться в очаге хронического воспаления и в месте поступления чужеродных частиц и микроорганизмов. микроорганизмов. Они являются производными В -лимфоцитов, лимфоцитов, которые взаимодействуют с В-лимфоцитов, антигенами. В ядрах плазмоцитов гетерохроматин антигенами. Страница 91 в виде спиц колеса. конденсирован колеса. Плазмоцит, собственная пластинка тощей кишки, x612 Плазмоциты редко встречаются в рыхлой соединительной ткани, но они обильно представлены в собственной пластинке пищеварительного тракта. Форма клеток овальная с эксцентрично расположенным ядром. Цитоплазма интенсивно базофильна. Уменьшение плотности окраски наблюдается вокруг ядра, где содержится аппарат Гольджи и центриоли. Ядерный хроматин располагается и откладывается по периферии ядра. Форма расположения хроматина напоминает спицы в колесе. Базофилия цитоплазмы возникает из-за обилия рибонуклеопротеидов, связанных с мембраной клетки. Эти клетки продуцируют Страница и 92секретируют антитела. 46 Нейтрофил, ЭM, x10,000 Нейтрофил, TЭ T TЭM, N N N Нейтрофилы фагоцитируют и переваривают бактерии в местах острого воспаления. воспаления. В очагах поражения скапливается гной – смесь разрушенных тканей, тканей, погибших и живых нейтрофилов. нейтрофилов. Страница 93 Лимфоцит, ЭM, x10,000 Лимфоцит, TЭ T TЭM, N Лимфоциты присутствуют в небольших количествах в соединительной ткани, исключая очаги хронического ткани, Страница, 94 воспаления, где их содержание очень высокое. воспаления высокое. 47 КЛЕТКИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ. .АДИПОЦИТЫ. ТКАНИ АДИПОЦИТЫ. ТКАНИ.АДИПОЦИТЫ. Адипоциты могут быть однокапельными (белая жировая ткань) многокапельными (бурая жировая ткань). Страница 95 В развивающейся дерме можно увидеть развивающиеся волосяные фолликулы. На фолликулы. периферии фолликулы ((поперечного поперечного разреза ) находятся адипоциты ((sa), sa), sa), чьи ядра содержат хорошо определимые ядрышки. ядрышки. Клетки белой жировой ткани содержат одну большую каплю жира. жира. Во время развития жировой клетки жиры аккумулируются в маленькие капли. капли. По мере развития жировой клетки эти капли сливаются в одну или несколько больших каплей, каплей, ядро смещается к периферии клетки. клетки. Развивающаяся жировая клетка, TЭM, x3000 Страница 96 48 ЖИРОВАЯ КЛЕТКА, однокапельная TЭM, 15,000 D Если жир в цитоплазме жировой клетки образует единственную каплю, то такие клетки называются однокапельными («одноочковые»). Цитоплазма расположена в виде тонкого ободка по краю клетки. Ядро плоское, это позволяет максимально заполнить цитоплазму клетки жиром. На препаратах жировая капля видна как пустое пространство потому, что жир растворился во время гистологической подготовки препарата. Страница 97 БУРЫЙ ЖИР Средостение обезьяны,ГЭ. Бурый жир содержится у человека в небольшом количестве (между лопаток, на задней поверхности шеи). Клетки бурой жировой ткани содержат мелкие жировые капли. Поэтому их называют многокапельными адипоцитами. Белые жировые клетки содержат одну или две жировые капли (однокапельные или двукапельные ) адипоциты. Страница 98 49 ЖИРОВЫЕ КЛЕТКИ Panniculus adiposus человек, 612x. На препарате видно, что цитоплазма жировых клеток занята большими каплями жира. Ядра плоские, сдвинуты к периферии. Необходимо помнить, что на самом деле, вместо капель жира мы видим простые пространства, т.к. жир растворился во время гистологической подготовки данного среза ткани. Страница 99 Клеточные элементы субкапсулярного синуса лимфатического узла. ГЭ, 612 x. Субкапсулярный синус лимфатического узла – это пространство или канал под капсулой лимфатическоо узла. Ретикулярным компонентом синуса являются ретикулярные клетки с отростками. Клетки звездчатой формы со слегка окрашенной цитоплазмой и отростками, которые контактируют друг с другом. Контактируя друг с другом, они образуют 3-х мерную ретикулярную сеть, в петлях которой находятся лимфоциты и свободные макрофаги. Страница 100 50 Основные клетки соединительной ткани Типы клеток Характеристики ядра Характеристики цитоплазмы Фибробластырезиденты Овальное, центрально расположенное, окрашивается в зависимости от активности клетки Миофибробласты То же,что и описано выше Вытянутые, веретенообразные или звездчатые клеткиl; обычно не видны То же,чтов срезе. и выше; при ЭМ видны актиновые пучки Однокапельные жировые клетки Часто локализуется на границе клетки (по переферии) окрашивается различно Многокапельные жировые клетки Центрально расположенное, сферическое, светло-окрашенное Тучные клетки Центрально расположенное, сферическое или овоидное, имеет много гетерохроматина Большое, яйцевидное, частично вдавлено Макрофаги Обычно эксцентричное, сферическое; наблюдается скопление гетерохроматина Плазмоциты Формирует тонкий ободок вокруг одиночной центрально расположенной липидной капли. Многочисленные липидные Функции Образуют волокна протеогликаны Образуют волокна и коллагеновые Накопление жира Накопление жира капли, много митохондрий Наполнена гранулами Светло-окрашенная; содержит фагоцитированный материал Базофильная,немного серая; с Высвобождает гистамин, гепарин, эозино-фильный хемотаксический фактор Фагоцитируют различные частицы Образование антител контрастным аппаратом Гольджи Мигрирующие нейтрофилы Ядро сегментировано на 3-5 частей, хроматин плотный Окрашивается лиловым Фагоцитируют микрочастицы Эозинофилы Ядро сегментировано на 2-4 части, хроматин плотный Наполнена краснооранжевыми гранулами Фагоцитируют комплекс АГАТ, разрушают гистамин Лимфоциты Одно, сферическое, имеет много гетерохроматина В форме тонкого ободка, окрашиваетсясветло-голубым. Выделяют антитела цитотоксичные вещества и Страница 101 МЕЗЕНХИМА Плод свиньи, ГЭ, A. 88 x * * Мезенхимальная соединительная ткань имеет губчатую консистенцию и состоит из клеток и вязкого матрикса или межклеточного вещества, содержащего небольшое количество волокон. Мезенхимальные клетки (стрелки) характеризуются наличием овального ядра с ядрышком. В ядре содержится эу- и гетерохроматин. Небольшое количество цитоплазмы образует отростки, которые отходят от ядра в разные стороны. Межклеточное вещество мезенхимальной ткани образовано гликозамингликанами и гликопротеинами. Страница 102 51 Развиваю щийся волосяной фолликул Развивающи МЕЗЕНХИМА, еся клетки Плод свиньи ГЭ, поперечноB. 55 x; полосатой мышечной C. 220 x. ткани мезенхимальные клетки мезенхима Мезенхимальные клетки разновидности: -Фибробласты -Хондробласты -Одонтобласты -Остеобласты -Ретикулярные Страница 103 клетки -Адипоциты. дифференцируются в следующие СЛИЗИСТАЯ СОЕДИНИТЕ ЛЬНАЯ фибробласты ТКАНЬ Пупочный канатик, Коллагеновая Обезьяна, соединительная ткань ГЭ, X612. Слизистая СТ находится в пупочном канатике. Этот вид соединительной ткани рассматривается как переходная стадия в дифференцировке мезенхимы в соединительную ткань. Слизистая СТ – это звездчатые или веретенообразные фибробласты, погруженные в желеобразное основное вещество, с некоторым количеством коллагеновых волокон. Страница 104 52 АРЕОЛЯРНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ, Subcutaneous, КРЫСА, Ареолярная СТ так ГЭ, x 612. Эластич еские волокна фибробла сты лимфоцит Коллагено вые волокна Тучная клетка называется потому, что в ней видны пространства без наличия тканевых элементов. Это самый широко встречаемый тип СТ, который содержит самое большое количество соединительно тканных волокон. Грубые переплетающиеся пучки коллагеновых волокон расположены в разных направлениях. Сеть тонко ветвящихся беспорядочно коллагеновых волокон. Тучные клетки: большие клетки с маленьким сферическим ядром и большим объемом цитоплазмы, продуцируют гранулы с гепарином и гистамином. Фибробласты: на этом слайде видны только ядра этих клеток овальной форм, по размеру больше, чем ядра других клеток СТ. Фибробластынаиболее часто встречающиеся тип клеток в ареолярной СТ. Фибробласты накапливают и синтезируют коллаген. Лимфоциты: На этом слайде видны только ядра лимфоцитов. Они меньше, Страница 105 чем ядра фибробластов, круглые и темно-окрашенные. фибробласты СУХОЖИЛИЕ Трехглавой мышцы эмбриона, толуидиновый синий, x1416 коллаген В плотной СТ волокна расположены беспорядочно (неоформленная СТ) или упорядочены (оформленная СТ). Фибробласты: зрелые формы известны как сухожильные клетки или фиброциты, они представлены только одним типом. Эти клетки звездчатой формы с цитоплазматическими отростками, расположенными между и вокруг коллагеновых пучков. Коллаген: толстые пучки разделены сухожильными клетками и рыхлой СТ. Страница 106 53 Заболевания, Заболевания, вызванные изменениями коллагена Существует много заболеваний, вызванных мутациями в генах, кодирующих синтез коллагена. В результате нарушается прочность коллагена при растяжениях, что ведет к частым травмам. Основные типы болезней: Неполное окостенение – это синдром, который вызван точечной мутацией в гене, кодирующем синтез коллагена I типа. У лиц, страдающих этой патологией, в анамнезе часто переломы костей после небольших травм и повреждений. Синдром Элерса-Данло характеризуется ненормальным растяжением кожи и слабостью суставов, ведущих к повторяющимся вывихам. Синдром развивается в большинстве случаев в результате нарушения синтеза коллагена I типа. Страница 107 54