Allgemeine Histologie PDF

Allgemeine Histologie Epithelgewebe, Muskelgewebe David P. Wolfer WLAN-Zugang via EDUROAM: Institut für Bewegungswissenschaften und Sport, D-HEST, ETH Zürich login: @ethz.ch Anatom...

Allgemeine Histologie Epithelgewebe, Muskelgewebe David P. Wolfer WLAN-Zugang via EDUROAM: Institut für Bewegungswissenschaften und Sport, D-HEST, ETH Zürich login: @ethz.ch Anatomisches Institut, Medizinische Fakultät, Universität Zürich Password: Übertragung Mittwoch: - ab 27.09.23 neu Y15 G19 376-0151-00 Anatomie und Physiologie I - 18.10.23 und 20.12.23 Y03 G91 Mi 27.09.2023 08:00-09:45 Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 1 Gewebefamilien / Grundgewebe Grosse Gewebevielfalt durch Zelldifferenzierung und Spezialisierung Zusammenfassung zu 4 Grundgewebe mit gemeinsamen Eigenschaften unterscheidbar durch Funktion, Zellform, Anteil Extrazellulärraum alle Grundgewebe weiter in Subtypen unterteilbar Organe enthalten mindestens 2, meistens alle 4 Grundgewebe Anteil EZR Funktionen Binde- und Struktur, Versorgung, Speicherung, Abwehr, Stützgewebe + bis +++ Stroma - Parenchym von Fett, Knochen, Knorpel Epithelgewebe (+) Oberflächen, Drüsen, Rezeptoren, Parenchym innerer Organe Muskelgewebe (+) bis + Kontraktion, Parenchym des Muskels Nervengewebe (+) Übermittlung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen, Parenchym des Nervensystems Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 2 Epithelgewebe I Beschreibung, Klassifikation und Benennung von Epithelien Organbestimmung: Epithelgewebe als Parenchym organtypisch Referenz für Pathologie (Biopsien, Autopsie), zB Früherkennung von Krebs … 3 Kriterien Schichtung: einschichtig – mehrreihig – mehrschichtig 1 platt 2 isoprismatisch Zellform in oberflächlicher Schicht: platt – isoprismatisch – hochprismatisch 3 hochprismatisch prismatisch Spezielle Differenzierungen: Zellfortsätze (Bürstensaum, Stereozilien, Kinozilien), 4 Bürstensaum Zellkontakte (zB Schlussleistenkomplexe), zytoplasmatische Differenzierungen 5 Kinozilien 6 Basallamina (zB Sekretvesikel, Schleim, raues ER, Lipidvakuolen, Crusta), Verhornung Einschichtiges Epithel alle Zellen von Basallamina (Kittschicht zwischen Epithel und Bindegewebe) bis zur freien 1 Oberfläche, heisst auch einfaches Epithel 6 einschichtiges Plattenepithel: Endothel, Mesothel, Lungenalveolen 4 einschichtig isoprismatisches = kubisches Epithel: Nierenkanälchen ± Bürstensaum 2 einschichtig hochprismatisches = Zylinderepithel: Magenschleimhaut, Sammelrohre der 6 Niere, Darmschleimhaut + Bürstensaum, Eileiter + teilweise Kinozilien 4 5 3 6 Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 5 Epithelgewebe II Mehrschichtiges Epithel oberflächliche Zellschicht ohne Kontakt zur Basallamina, basale Zellschicht ohne Kontakt zur Oberfläche, ev. Binnenzellschichten = intermediäre Zellen ohne Kontakt zu Oberfläche oder Basallamina, heisst auch stratifiziert 1 Neubildung von Zellen an der Basis, Abstossung von Oberfläche: 6 steter Zellstrom von Basis zur Oberfläche, Zellen ändern Form mehrschichtig hochprismatisches Epithel: Bindehaut, Pankreasgang mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel: Mundhöhle, Rachen, Stimmlippe, Speiseröhre, Analkanal, Vagina, Hornhaut des Auges; 2 ektopische Verhornung (Leukoplakie) kann Vorstufe zu Karzinom (Präkanzerose) sein! 6 mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel: Oberhaut = Epidermis, Zungenrücken Übergangsepithel = Urothel mehrschichtig mit grossen Deckzellen, intermediären Zellen und Basalzellen Zellform der Deckzellen variabel je nach Dehnungszustand → Übergangsepithel Crusta: intrazelluläre Reserve von Membranmaterial (flache Vesikel) 3 6 ableitende Harnwege (Nierenbecken, Harnleiter, Harnblase) → Urothel mehrschichtig… 1 … hochprismatisch 5 2 … platt ohne Verhornung 3 … platt mit Verhornung 4 … Urothel 5 Deckzellen mit Crusta 6 Basallamina 4 6 Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 6 Epithelgewebe III Mehrreihiges Epithel besondere Form des einschichtigen Epithels, Zellkerne in mehreren Reihen 1 mehrreihig hochprismatisch 2 Kinozilien angeordnet, alle Zellen in Kontakt mit Basallamina, nur ein Teil erreicht freie 3 Stereozilien Oberfläche, keine Binnenzellschicht, heisst auch pseudostratifiziert 4 Basallamina mehrreihig hochprismatisches Epithel mit Kinozilien: 2 3 respiratorisches Epithel mehrreihig hochprismatisches Epithel mit Stereozilien: Nebenhodengang und Samenstrang 1 4 Polare Organisation von Epithelzellen oberflächliche Zellen im Urothel und in meisten hoch- oder isoprismatischen Epithelien, gelegentlich auch in platten Epithelien Durch Tight Junctions (Barrierenkontakte) getrennte Membrandomänen mit unterschiedlicher funktioneller Spezialisierung und Proteinzusammensetzung apikale Membran → freie Oberfläche: Mikrotubulus und/oder Aktin-basierte Zellfortsätze. basolaterale Membran → Interzellularspalt, eventuell Basallamina: bei Bedarf Faltenbildung zur Oberflächenvergrösserung oder Verzahnung mit Nachbarzellen Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 9 Drüsen: Sekretion Epithelgewebe bildet Parenchym vieler Drüsen Spezialisiert auf Stoffproduktion und -Speicherung für Export exokrin: Abgabe an innere oder äussere Oberfläche endokrin: Abgabe an Blutbahn (Hormone) 2 parakrin: Nahwirkung im Gewebe autokrin: Wirkung auf Zelle selbst Mechanismus der Stoffabgabe an Art des Sekrets angepasst 1 ER → Modifikation im Golgi-Apparat → Verpackung in Sekretvesikel ekkrin = merokrin: Exozytose, am häufigsten: 3 serös: dünnflüssig, ± proteinreich (Schweissdrüsen, Pankreas, Ohrspeicheldrüse, Protein- & Zuckeranteil Milch) mukös = schleimig: quellendes Hydrogel aus Proteoglykan-Polymeren → Schutzschild und Gleitmittel (Unterzungenspeicheldrüse, kleine Speicheldrüsen der Mundhöhle, Schleimhaut Magendarmkanal und Atemwege) 4 apokrin: Abschnüren apikaler Zellportion: 1 Sekretvesikel Milchfett (Emulsion), Duftdrüsen (Achselhaut), Ohrschmalz (Zeruminaldrüsen) 2 ekkrin 3 apokrin holokrin: ganze Zelle geht in fettiges Sekret auf: Talgdrüsen 4 holokrin Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 10 Drüsen: Bau Bauweise variiert mit Funktion und Umgebung einzellig (zB. Schleim bildende Becherzellen, endokrine Zellen in 1 tubulär Schleimhaut von Atemwegen und Darm), oder mehrzellig 2 tubuloazinös intraepithelial = integriert in Oberflächenepithel (einzellig, selten 3 tubuloalveolär 4 Ausführgang mehrzellig: zB. Gruppen von Becherzellen in Nasenschleimhaut), 5 Endstück extraepithelial = in Bindegewebe verlagert (immer mehrzellig, benötigt Ausführgang wenn exokrin) Produktion Speicherung exokrin: einschichtiges Epithel (Regelfall), mehrschichtiges Epithel Leitung / Modifikation (holokrine Drüsen); endokrin: ein- bis zweischichtig Häufige Bauweise: extraepitheliale exokrine Drüsen mehrzellig, Ausführgang (oft verzweigt) + Endstück(e) 4 tubulös: Endstück = Tubulus, schlauchförmig geknäuelt, keine Sekretspeicherung, proteinarmes Sekret: Produktion on demand (Schweissdrüsen, Tränendrüse) tubuloazinös: Endstück = Azinus, intrazelluläre Speicherung, proteinreiches Sekret: zeitaufwändige Produktion (Speicheldrüsen, Pankreas) tubuloalveolär: Endstück = Alveole, extrazelluläre Speicherung, fetthaltiges 5 Sekret, zeitaufwändige apokrine Sekretion (Duftdrüsen, Brustdrüse) Ausführgang: reine Leitung (kleine Zellen) oder Sekretmodifikation (grössere Zellen), zB Schleimbildung (seromukös, mukoserös, mukös) 1 2 3 Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 11 Muskelgewebe, Merkmale Gemeinsames Prinzip der Krafterzeugung & Übertragung Molekularer Motor: Aktinfilamente ↔ Myosin, Trigger = Ca2+ A anisotropes Band Kraftübertragung auf Zellmembran: direkt durch Aktin, Myosin I isotropes Band indirekt via übriges Zytoskelett, z.B. Intermediärfilamente Aktin Z Z-Scheibe übriges Zytoskelett M M-Scheibe Zellkontakte, Basallamina: Kraftübertragung auf Bindegewebe Glatte Muskulatur glatte Muskulatur geringe Kraft, langsam wenig Myosin, netzartige Architektur Quergestreifte Muskulatur grosse Kraft, schnell und präzise gesteuert Myosin- und Aktinfilamente parallel quasikristallin in Sarkomeren quergestreifte Muskulatur angeordnet, serielle Verkettung → Myofibrille mit Querstreifung: Sarkomer Z-Streifen/Scheibe (Ende), M-Streifen/Scheibe (Mitte), A- und I-Band M T-Tubuli: schlauchförmige Einsenkung der Plasmamembran, rasche Ausbreitung des Aktionspotentials ins Zellinnere sarkoplasmatisches Retikulum: abgeleitet vom glatten ER, intrazellulärer Ca2+ Speicher, kontrollierte Ca2+ Freisetzung und aktive Rückresorption steuert Kontraktion: präzise elektromechanische Koppelung Z ½I A ½I Z Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 15 Muskelgewebe, Formen 1 Glatte Muskulatur 1 glatte Muskulatur 4 Glanzstreifen 2 Herzmuskulatur 5 Satellitenzellen glatte Muskelzelle 5-8x20-800 μm: spindelförmig, Kern zentral, keine 3 Skelettmuskelfaser Basallamina Querstreifung, zT elektrische Koppelung durch Gap Junctions glatte Muskelzellen können selber Bindegewebefasern produzieren Wand von Blutgefässen und inneren Organen, innere Augenmuskeln 2 Herzmuskel 1 Kardiomyozyt 15x100 μm: verzweigt, Kern zentral, Querstreifung Glanzstreifen mit Gap Junctions: mechanische & elektrische Kopplung kaum Regeneration 4 3 Skelettmuskulatur Skelettmuskelfaser 10-100 μm x mehrere cm: 2 schlauchförmig, zahlreiche Zellkerne peripher (50/mm), Querstreifung Satellitenzellen: Stammzellen, Nachschub Zellkerne für Hypertrophie, Reparatur und Regeneration Keine Gap Junctions, Steuerung durch neuromuskuläre Synapsen 5 Blutversorgung 3 quergestreifte Muskulatur: jede Muskelzelle hat über Basallamina direkt Kontakt zu Blutkapillaren im umliegenden feinfasrigen kollagenen Bindegewebe (= Endomysium) Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 16 Kontakte von Zelle zu Zelle I Zellkontakte: Mechanischer Zusammenhalt, Kommunikation & Steuerung der Zellen im Gewebe Zytoplasma Zelle ↔ Zelle in allen Gewebefamilien, Zelle ↔ EZM des Bindegewebes Zellmembran Transmembranprotein Molekulare Architektur basiert auf Transmembranproteinen: Adaptorproteine extrazelluläre Domäne ↔ Transmembranprotein der Partnerzelle oder EZM, Aktinfilamente intrazelluläre Domäne ↔ Adaptorproteine (Plaque) ↔ Zytoskelett Gap Junction zelluläre Integrität und Plasmamembran erhalten, Zytoskelette durch Serie von Protein-Protein Interaktionen indirekt miteinander oder mit EZM verknüpft Gap Junction = Nexus Kommunikationskontakt: alle Gewebefamilien Transmembranproteine: 6+6 Connexine → Kanal, einziger Kontakt mit zytoplasmatischer Verbindung! Austausch kleiner Moleküle, Austausch von Ionen: elektrische Koppelung Tight Junction = Zonula occludens Tight Junction Barrierenkontakt: Epithel, Nervengewebe, ausnahmsweise Bindegewebe (Gelenkkapsel) Transmembranproteine: Occludine + Claudine, Cis-Bindung (Seit zu Seit innerhalb Membran) → Leisten: Block der Lateraldiffusion (ähnlich Ölwehr auf Wasser, Abgrenzung von Membrandomänen), Trans-Bindung mit Partnerzelle → selektive und regulierbare (Teil)Versiegelung IZR, intrazelluläre Domänen ↔ Adaptorproteine ↔ Aktinfilamente: Stabilisierung Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 19 Kontakte von Zelle zu Zelle II Desmosom = Macula adhaerens Zytoplasma Zellmembran Adhäsionskontakt: Epithel & Muskelgewebe, knopfförmig Transmembranprotein Transmembranproteine: Cadherine, Adaptorproteine (Plaque) extrazelluläre Domäne: Trans-Bindung mit Partnerzelle → Haftung, Aktinfilamente Intermediärfilamente intrazelluläre Domäne ↔ Plaque ↔ Intermediärfilamente Adhärenskontakt Desmosom Adhäsionskontakt: Epithel gürtelförmig (Zonula adhaerens), Herzmuskel leistenförmig (Fascia adhaerens), Synapsen punktförmig (Punctum adhaerens) Transmembranproteine: Cadherine, extrazelluläre Domäne: Trans-Bindung mit Partnerzelle → Haftung, intrazelluläre Domäne ↔ Plaque ↔ Aktinfilamente Komplexe Adhärenskontakt Schlussleistenkomplex (von Epitheloberfläche her: Tight Junction, Adhärenskontakt, Desmosom): Grenze apikale – basolaterale Membrandomäne im Epithel (zB. Darmschleimhaut, Nierenkanälchen, Urothel, Schleimhaut der Atemwege) Glanzstreifen (Desmosom, Adhärenskontakt, Gap Junction): End-zu-End Verbindung der Herzmuskelzellen + elektrische Koppelung Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 22 Kontakte von Zelle zu Extrazellulärraum Vorkommen Zytoplasma Zellmembran extrazelluläre Matrix des Bindegewebes ↔ Epithel, Muskel- oder Nervengewebe Transmembranprotein Transmembranproteine: Integrine, Adaptorproteine (Plaque) Aktinfilamente extrazelluläre Domäne ↔ EZM Bindegewebe, Intermediärfilamente intrazelluläre Domäne ↔ Adaptorproteine ↔ Zytoskelett Lamina densa Lamina rara = lucida Basallamina immer vorhanden Kollagen III Ankerfibrillen Basallamina (nur im EM erkennbar) = Lamina rara = lucida (extrazelluläre Domäne Integrin) + Lamina densa (20-120 nm, va Laminin & Kollagen IV aus Epithel-/Muskel-/Gliazellen) Basallamina Lamina fibroreticularis, von Bindegewebe gebildet: mit Basallamina verbundener Filz aus Kollagen III Fibrillen (ev. auch Fasern), + Basallamina = Basalmembran (ev. Im LM erkennbar) Fokalkontakt intrazelluläre Integrin-Domäne ↔ Adaptorproteine ↔ Aktinfilamente Fokalkontakt punktuell verstärkte Basallamina: Aktin → Stressfasern, Integrine konzentriert Muskelzellen ↔ Sehne, vorübergehende Kontakte bei Zellwanderung Hemidesmosom Hemidesmosom Ankerfibrillen (Kollagen VII) verbinden wie Clips Lamina densa und fibroreticularis intrazelluläre Integrin-Domäne ↔ Adaptorproteine ↔ Intermediärfilamente (Keratin) Oberhaut (Epidermis) ↔ Lederhaut (Dermis), Ablösung führt zu Blasenbildung Anatomie und Physiologie I - Allgemeine Histologie - Epithelgewebe, Muskelgewebe - 24