1

TKANKA Ł ĄCZNA

Cz. 1

TKANKA Ł ĄCZNA WŁAŚCIWA

Funkcje tkanki ł ącznej

• Funkcja mechaniczna: ł ączenie, utrzymywanie i podpieranie komórek i ich zespołów w narz ądach

• Transport tlenu i metabolitów do komórek wszystkichtkanek i narz ądów (poprzez krew i substancj ęmiędzykomórkow ą)

• Obrona (przeciw patogenom, eliminacja obcychantygenów; nieswoista – np. proces zapalny i swoista- reakcje immunologiczne)

• Produkcja substancji regulacyjnych działajacychna komórki ró żnych tkanek

• Magazynowanie i metabolizm tłuszczów

Tkanka ł ączna jest najbardziej zró żnicowan ą tkank ą organizmu

Komórki

Włókna

Substancja podstawowa

Tkanka łączna zawiera znacznie więcej substancji międzykomórkowej niż komórek,które sa rozproszone i z regułynie tworzą zwartych układów

Substancja mi ędzykomórkowa tkanki ł ącznej

1. Substancja podstawowa (amorficzna w mikroskopie świetlnym)

- glikozoaminoglikany (GAG) – siarczany chondroityny,

heparanu, keratanu, dermatanu, kwas hialuronowy;

cząsteczki GAG s ą polianionami zawieraj ącymi liczne

grupy siarczanowe i karboksylowe

- proteoglikany (białko rdzeniowe + ła ńcuchy GAG)

- glikoproteidy – tzw. białka niekolagenowe (np. lamin ina,

fibronektyna, entaktyna, trombospondyna)

- woda i jony

2. Włókna

- włókna kolagenowe

- włókna srebrochłonne (siateczkowe)

- włókna spr ężyste (elastyczne)

Substancja podstawowa ma form ę sieci molekularnej wi ążącej znaczneilości wody, odpowiada za dyfuzj ę gazów i substancji (od żywczych, regulacyjnych, metabolitów) i ich dostarczenie do k omórek

Proteoglikany i ich agregaty

agregat proteoglikanów

białko rdzeniowe

łańcuchy GAGkwas hialuronowy

proteoglikan

2

adhezja komórek, wi ąże

czynniki wzrostowe (FGF)

powierzchnie komórek

1 - 3siarczany chondroityny i

heparanu32 000Syndekan

strukturalna, filtracyjna

blaszki podstawne

2 - 15siarczan heparanu

600 000Perlekan

łączy fibryle kolagenowe i

TGF-beta

powszechny w tkance ł ącznej

1siarczany

chondroityny i dermatanu

40 000Dekoryna

wiąże czynniki wzrostowe (TGF-

beta)

pogranicze komórek i

subst. podstawowej

1siarczany

chondroityny i dermatanu

36 000Betaglikan

mechaniczna; tworzy agregaty

z kwasem hialuronowym

chrząstka~100siarczany

chondroityny i keratanu

210 000Agrekan

FunkcjeLokalizacjaLiczba

cz. GAGGAGBiałko

rdzeniowe(masa cz.)

Proteoglikan

CHARAKTERYSTYKA NIEKTÓRYCH PROTEOGLIKANÓW Włókna kolagenowe:

• zbudowane z kolagenu typu I (niekiedy II)• kwasochłonne (mikr. świetlny)• składaj ą się z prążkowanych fibryli (mikr. elektronowy)• grube (kilka µm)• tworz ą pęczki• odporne za rozci ąganie i rozerwanie

łańcuchy α cząsteczkikolagenu

fibryle

włókno

Prążkowanie fibryli kolagenowychwynika z uporz ądkowanego układucząsteczek kolagenu w fibryli

Tworzenie włókien kolagenowych

Etapy wewn ątrzkomórkowe:

1. Translacja preprokolagenu (siateczka szorstka)

2. Hydroksylacja i glikozylacja cz ąsteczekpreprokolagenu (j.w.)

3. Tworzenie potrójnej spirali – cz ąsteczki prokolagenu(j.w.)

4. Transport cz ąsteczek prokolagenu do aparatu Golgiegoi wydzielanie (egzocytoza konstytutywna)

Etapy zewn ątrzkomórkowe:

5. Odci ęcie ko ńcowych odcinków peptydowych (propeptydów) przez peptydazy – powstaj ą cząsteczki kolagenu

6. Agregacja cz ąsteczek kolagenu w fibryle,boczna agregacja fibryli w włókna

Włókna siateczkowe (retikulinowe, srebrochłonne)

• zbudowane z kolagenu typu III• barwi ą się solami srebra (mikr. świetlny)• składaj ą się z prążkowanych fibryli (mikr. elektronowy)• cienkie (1-2 µm)• tworz ą sieci o drobnych oczkach (rusztowanie dla komórek i ich grup)

3

w niewielkiej ilo ści wchodzi w skład fibryli kolagenowych w ścięgnach i wi ęzadłachXII

w niewielkiej ilo ści wchodzi w skład fibryli kolagenowych w chrz ąstceXI

łączy bocznie fibryle kolagenu II w chrz ąstcenie tworzy fibryliIX

błony podstawne (fibryle zakotwiczaj ące)cienkie, krótkie fibryleVII

niektóre blaszki podstawnecienkie fibryleV

blaszki podstawne, torebka soczewki okaukłady siecioweIV

powszechne, m.in. narz ądy limfatyczne, szpik kostny, skóra, mi ęśnie, płuca, watroba

włókna srebrochłonneIII

chrzastka szklista i spr ężysta, kr ążki mi ędzykr ęgowe, ciało szkliste oka

cienkie włókna kolagenoweII

powszechne, m.in. skóra, ścięgna, wi ęzadła, ko ść, chrząstka włóknista, rogówka, tkanka ł ączna wiotka

grube włókna kolagenoweI

LokalizacjaMorfologiaTyp

TYPY KOLAGENUWłókna spr ężyste

• zbudowane z elastyny (rdze ń) i fibryliny (obwodowe mikrofibryle)• cienkie (1 µm)• tworz ą sieci lub blaszki• bardzo rozci ągliwe i elastyczne• wymagaj ą specjalnych barwników

(mikr. świetlny)

Za własno ści mechaniczne włókien spr ężystych odpowiada elastyna

• cząsteczki elastyny maj ą kształtnieregularnej spirali i s ą boczniepoł ączone mostkami zbudowanymiz desmozyny i izodesmozyny

• pod wpływem siły rozci ągającejcząsteczki elastyny prostuj ą się,a mostki zachowuj ą integralno śćwłókna

Komórki tkanki ł ącznejwłaściwej

• fibroblasty• makrofagi• komórki plazmatyczne• komórki tuczne• telocyty• adipocyty

Pochodzenie:• z komórek mezenchymatycznych (fibroblasty, telocyty i adipocyty)• ze szpiku krwiotwórczego lub bezpo średnio z komórek krwi

(komórki tuczne, makrofagi, komórki plazmatyczne)

kom. mezenchymy

kom. macierzystaszpiku

Fibroblasty produkuj ą składniki substancji mi ędzykomórkowej

• wydłu żone, zasadochłonne• siateczka szorstka• aparat Golgiego• egzocytoza konstytutywna

Główne produkty wydzielnicze:• kolageny• elastyna i fibrylina• glikozoaminoglikany• proteoglikany• białka niekolagenowe• metaloproteazy

fibrylekolagenowe

W dojrzałej tkance ł ącznej fibroblasty przekształcaj ą sięw słabo aktywne fibroblasty spoczynkowe

• cienkie, wydłu żone lub wielokształtne• słabo rozwini ęte organelle

4

fagocytoza

lizosomy

Makrofagi fagocytuj ą i trawi ą mikroorganizmy, uszkodzone komórki, szczątki komórek i ciała obce...

• wielokształtne (zdolne do ruchu pełzakowatego)

• fałdy i wpuklenia błony komórkowej (fagocytoza)

• liczne heterolizosomy (marker makrofagów: fosfataza kwa śna)

Pochodzenie: monocyty

...produkuj ą równie ż substancje reguluj ące czynno ść innych komórekw procesach obronnych, substancje antybakteryjne i prezentuj ą antygeny w reakcjach immunologicznych

• cytokiny: interleukiny, interferon, TGF, TNF• czynniki pobudzaj ące ró żnicowanie leukocytów w szpiku• czynniki antybakteryjne: wolne rodniki, lizozym

limfocyt T

fibroblast

neutrofil

śródbłoneknaczyń

szpik krwiotwórczy

limfocyt B

MAKROFAG

Stany czynno ściowemakrofagów:• spoczynkowe (osiadłe)• wędruj ące (wolne,

aktywowane)

Fagocytoza:• niespecyficzna• specyficzna (przy

udziale receptorów)

aktywacjaaktywacja

Dwie odmiany czynno ściowe makrofagów: M1 i M2

PROZAPALNE PRZECIWZAPALNE

Rodzina makrofagów

Nazwa komórki Lokalizacja

monocyty (prekursorymakrofagów) krew

makrofagi tkanka ł ączna (histiocyty),narządy limfatyczneszpik kostnybłony surowicze (opłucna, otrzewna)

makrofagi p ęcherzykowe płucakomórki Browicza-Kupffera w ątrobakomórki Hoffbauera ło żyskokomórki mikrogleju o środkowy ukł. nerwowyosteoklasty* ko ść*specyficzne, odmienneod innych makrofagów

Komórki plazmatyczne (plazmocyty) produkuj ą immunoglobuliny

• „zegarowy” układ chromatyny• zasadochłonna cytoplazma• siateczka szorstka • aparat Golgiego• egzocytoza konstytutywna

Pochodzenie: limfocyty B

5

Komórki tuczne (mastocyty), po aktywacjiprodukuj ą i wydzielaj ą czynniki prozapalne

• liczne, du że zasadochłonne ziarna• aparat Golgiego• nieregularne mikrokosmki• lokalizacja w pobli żu naczy ń

Pochodzenie: szpik krwiotwórczy

Produkty wydzielnicze mastocytów

Magazynowane w ziarnisto ściach:• histamina• heparyna• proteazy (chymaza i tryptaza)• siarczan chondroityny• czynniki chemotaktyczne przyci ągające eozynofile

i neutrofile

Syntetyzowane dora źnie i natychmiast wydzielane:• leukotrieny• cytokiny (interleukiny)• czynnik aktywuj ący płytki krwi• wolne rodniki

Mastocyty s ą głównymi komórkami wykonawczymiw reakcjach alergicznych

Dwa rodzaje mastocytów:

• łącznotkankowe- powszechne w tkance ł ącznej- zawieraj ą w ziarnach obie

proteazy (chymaz ę i tryptaz ę)

• błon śluzowych- w ścianach przewodu

pokarmowego i dróg oddechowych

- mniejsze- zawieraj ą tylko tryptaz ę- nie zawieraj ą heparyny

Egzocytozazawarto ściziarn

Wydzielanieleukotrienów

Aktywacja mastocytów

1. Przył ączenie cz ąsteczekIgE do receptorów mastocyta(mastocyt „gotowy do akcji”)

2. Przył ączenie antygenu do IgE3. Aktywacja komórkowych

szlaków sygnalizacyjnych,prowadz ąca do:

- wzrostu poziomu jonów Cai gwałtownej egzocytozyzawarto ści ziarn(degranulacji)

- aktywacji fosfolipazyi wydzielania leukotrienów

- aktywacji genów dla cytokini syntezy oraz wydzielaniacytokin

Efekt: lokalny stan zapalny

- rozszerzenie i wzrostprzepuszczalno ści naczy ń(przekrwienie, obrz ęk)

- skurcz mi ęśniówki gładkiej

- naciekleukocytów

- uszkodzeniekomórek

Wydzielaniecytokin

U pacjentów z alergi ą, mastocyty s ą aktywowane przez ró żnenieszkodliwe antygeny (alergeny). Zale żnie od miejsca kontaktuz alergenem, odczyn zapalny rozwija si ę w ró żnych narz ądach:

• alergeny wdychane: jama nosowa (katar sienny), oskr zeliki (astma)• alergeny pokarmowe: przewód pokarmowy (biegunki)• kontakt alergenów ze skór ą: alergia kontaktowa (np. pokrzywka)

Mastocyty s ą odpowiedzialne faz ę wykonawcz ą reakcji alergicznych

Chorzy z alergi ą mają często podwy ższony poziom IgE (atopia)

Telocyty

• mają bardzo długie i bardzo cienkie wypustki z lokalnymi poszerzeniami

• łącząc si ę wypustkami tworz ąsieć

• wyst ępuj ą w śródmi ąższowejtkance ł ącznej wielu narz ądów

• swoimi wypustkami kontaktuj ąsię z innymi komórkamitkanki ł ącznej i leukocytami

• odgrywaj ą rol ę „sieci sygnalizacyjnej” wpływaj ąc na czynno ść innych komórekpoprzez wydzielanie substancji sygnałowych, a tak że odszczepianiemikrop ęcherzyków i egzosomów

• koordynuj ą funkcje komórek śródmi ąższowej tkanki ł ącznej

6

Klasyfikacja odmian tkanki ł ącznej

1. Tkanka ł ączna embrionalna:• tkanka mezenchymatyczna• tkanka ł ączna galaretowata

2. Tkanka ł ączna wła ściwa:• tkanka ł ączna wiotka• tkanka ł ączna zbita (włóknista)• tkanka ł ączna siateczkowa• tkanka tłuszczowa

3. Tkanka ł ączna podporowa:• chrz ąstka• kość

4. Krew

Tkanka mezenchymatyczna:• komórki mezenchymatyczne, macierzyste i nisko zró żnicowane• substancja podstawowa

Lokalizacja: tkanki płodowe

Mezenchymatyczne komórki macierzyste

Choć tkanka mezenchymatyczna wyst ępujejedynie w życiu płodowym, mezenchymatycznekomórki macierzyste pozostaj ą w niektórychnarządach przez całe życie

Mezenchymatyczne komórki macierzysteróżnicuj ą się w:• fibroblasty• chondroblasty • osteoblasty• adipocyty• komórki śródbłonka

Można je uzyska ć z wielu źródeł:• szpik kostny• krew obwodowa• tkanka tłuszczowa (liposukcja)• skóra

U noworodków tak że:• sznur p ępowinowy• łożysko• owodnia

Tkanka ł ączna galaretowata:• prymitywne fibroblasty i mezenchymatyczne komórki m acierzyste• substancja podstawowa (du żo)• delikatne fibryle kolagenowe (niewiele)

Lokalizacja:sznur p ępowinowymiazga z ęba

Tkanka ł ączna wiotka:• komórki tk. ł ącznej + krwinki białe• substancja podstawowa i włókna w równych ilo ściach

Lokalizacja:powszechna

Tworzy „wewn ętrznerusztowanie”w narz ądach

Wprowadza naczyniai włókna nerwowew gł ąb narządów

Tkanka ł ączna zbita (włóknista):• spoczynkowe fibroblasty• zwarty układ włókien kolagenowych• niewiele substancji podstawowej

nieregularna

Lokalizacja:skóra, twardówka,torebki narz ądów

7

regularna Lokalizacja: ścięgna, wi ęzadła, rogówka*

Budowa ścięgna:• zwarty, równoległy układ p ęczków włókien kolagenowych• pomi ędzy p ęczkami spoczynkowe fibroblasty układaj ące si ę w szeregi• niewielka ilo ść włókien sp ężystych (amortyzacja)• cienkie przegrody z tkanki ł ącznej wiotkiej zawieraj ące naczynia

fibroblasty

Tkanka ł ączna siateczkowa:• komórki z wypustkami (głównie fibroblasty i makrofa gi)• włókna siateczkoweTkanka ł ączna siateczkowa tworzy rusztowanie w narz ądachlimfatycznych i w szpiku kostnym

Tkanka tłuszczowa żółta:• adipocyty jednop ęchrzykowe (zwarty układ)• niewiele istoty mi ędzykomórkowej (głównie wł. siateczkowe)• bogate unaczynienie• budowa zrazikowa

Lokalizacja: tkanka podskórna, otrzewna, torebki na rządów

Funkcje: gromadzenie i metabolizm tłuszczów, funkcj a dokrewna

barwiona wyługowana (w skrawku parafinowym)

Adipocyt jednop ęcherzykowy: Funkcje metaboliczne:• duży (do 100 µm) (zależnie od zapotrzebowania)• pojedyncza wielka kropla - pobieranie składników lip idów

lipidowa otoczona sieci ą - synteza lipidówfilamentów po średnich - magazynowanie lipidów

• obwodowa warstwa cytoplazmy - rozkład lipidówz jądrem i organellami - wydzielanie składników lipidów

• blaszka podstawna (!) - wydzielanie lipazy

syntezatrójgliderydówsynteza kwasówtłuszczowych

hydrolizatrójglicerydów

ADIPOCYT NACZYNIE KRWIONOŚNE

glicerol

kw. tłuszczowe

glukoza

kw. tłuszczowe

glicerol

lipaza

Czynno ść dokrewna:• leptyny: działaj ąc na podwzgórze hamuj ą łaknienie• adiponektyna: uczestniczy w regulacji metabolizmu kw asów

tłuszczowych i glukozy, wpływa na wra żliwo ść komórek na insulin ę• rezystyna: uczestniczy w regulacji procesów zapalnyc h

Otyło ść, istotny czynnik ryzyka niektórych chorób (układu sercowo-naczyniowego, cukrzycy dorosłych) mo że być wynikiem:

• zwiększenia rozmiarów adipocytów wywołanego magazynowani emnadmiernej ilo ści lipidów (głównie z powodu niewła ściwej diety)

• zwiększenia liczby adipocytów (rzadziej, w wyniku działa niaczynników genetycznych, lub niekiedy jako skutek „p rzekarmiania”w okresie niemowl ęcym)

8

Tkanka tłuszczowa brunatna:• adipocyty wielop ęcherzykowe (zwarty układ)• niewiele substancji mi ędzykomórkowej• bogate unaczynienie• liczne zako ńczenia nerwowe

Lokalizacja:- u noworodków: okolice kr ęgosłupaśródpiersia, nerek, doły pachowe

- u dorosłych: małe grupy komórekw rejonie szyi, nad obojczykiem,w śródpiersiu, wzdłu ż kręgosłupa, na górnych biegunach nerek

Funkcje: jak tkanka tłuszczowa żółta,ponadto produkcja ciepła

Adipocyt wielop ęcherzykowy:• 20-40 µm• liczne drobne krople lipidowe• centralnie poło żone j ądro• liczne mitochondria• blaszka podstawna

Mitochondria adipocytów wielop ęcherzykowychzawieraj ą w błonie wewn ętrznej specjalne białko (UCP-1, termogenina), które korzystaj ąc z gradientu protonowego wytwarza energi ę ciepln ą

ciepło

mezenchymatycznekomórki macierzyste

mezenchymatycznekomórki miogenne

mioblasty

włókna mi ęśnioweszkieletowe

preadipocyty

lipoblasty

adipocytyżółte

adipocytybeżowe

adipocytybrunatne

PPAR-γ

wyziębienie,ćwiczenia fizyczne

PRDM16

Rozwój tkanki tłuszczowej – odmienne pochodzenie adi pocytówBeżowa tkanka tłuszczowa

• tworzy niewielkie wysepki naterenie tkanki tłuszczowej żółtej

• jest prawie identyczna z tkank ątłuszczowa brunatn ą(wielop ęcherzykowe adipocyty,liczne mitochondria zawieraj ąUCP-1 i produkuja ciepło)

• wywodzi si ę (tak jak tkankatłuszczowa żółta) z mezenchy-matycznych komórek macierzystych

• powstaje w wyniku działanianiektórych czynników zewn ętrznych(długotrwałe wyzi ębienie, intensywnapraca mi ęśni – ćwiczenia, trening)

• ma korzystny wpływ na redukcj ętkanki tłuszczowej żółtej

• działania ukierunkowane na jejtworzenie stwarzaj ą perspektyw ęskutecznego leczenie otyło ści