Histologi Noter af Anders Rehfeld stud.med. Anders Rehfeld er underviser på 2. semester ved Københavns Universitet i histologi. Lektion 6: Celler i CNS Lektion 7: Epitheler Lektion 8: Muskelvæv Lektion 9: Blodkar Lektion 10: Celledeling Lektion 11: Identifikation af Secernerende celler Lektion 12: Bindevæv Lektion 13: Bindevævets blodderiverede celler Lektion 14: Brusk og knoglevævs cellulære biologi Lektion 15: Knogledannelse, remodellering og reparation Lektion 16: Identifikation og kvantitering af celletyper i perifert blod
Vejledning Noterne er skrevet som hjælp til lektionerne 6 til 16, i faget Cellebiologi og Vævslære, på 2. semester medicin, KU. De er baseret på pensum i de to lærebøger: Histologi af Finn Geneser og Histology af Pawlina Ross. Noterne blev før forårssemesteret 2010 rettet igennem af kursusleder for faget, Frederik Vilhardt, så div. fejl og mangler burde derfor nu være rettet til. Brug noterne på eget ansvar. Mvh. Anders Rehfeld
Celler i CNS Nervesystemets opbygning: NS -> CNS: Hjerne + Rygmarv: Grå subst.: nervecellelegemer (i nuclei = grupper), glia Hvid subst.: myeliniserede axoner (ledningsbaner), glia Funktionelle celle = neuron PNS: Ganglier: nervecellelegemer (eneste sted uden for CNS), glia, BV Nerver (Hjerne, Spinal): axoner, glia, BV Funk: Kommunikation: Stimulus > NS (el. Endokrine System) > Respons Celler i NS: Neuron (Soma): Glia: CNS: Grå substans PNS: Ganglier CNS: Astrocytter, Oligodendrocytter, Mikroglia, (Ependym) PNS: Schwann celler, Satellitceller. Neuroner: Soma Ø 4135µm, dendritter, axon (kun 1) Stor lys kerne, tydelig nucleolus Soma (=Nervecellelegemet): Perikaryon (cytoplasma) Nisslsubst. (rer) > (Basofilt pga. RNA) > i udspringskonus og axon Neurofibriller: o IF (neurofilamenter) + AF > mek. støt o MT > mek støt + transport Sædvanlige organeller NB: evne til proliferation Dendritter: Næsten alle neuroner har 1 el. flere Øger overflade, modtager synapser, summerer ex./inhi. påvirkninger Axon: Kun 1 pr. neuron Fra udspringskonus > Initialsegment (Har lav tærskel for start af AP) Afgiver kollatteraler (vinkelret) + præterm. fogreninger > terminaler (=endeknopper/boutons) +/ myelinskede Axontransport: Anterograd (mod terminal): Hurtig, 100400mm/døgn (Langsom, 3mm/døgn > Kinesin mod (+) MT > ukendt funk.) Retrograd: Hurtig, 100400mm/døgn > Dynein mod ( ) MT ( indlejret i centrosom) Af Anders Rehfeld Celler i CNS 1
Neurontyper: 1) Antal udløbere: Unipolært > én udløber > sjælden Bipolært > to udløbere (axon+dendrit) > retina Pseudouni. > én Tformet udløber > spinalganglier Multipolært > mange udløbere > hyppigste 2) Axonlængde: Type I (Langt) = Projektionsneuron / Type II (Kort) = Interneuron Mellem neuronerne findes > Neuropil > Fletværk af axoner, dendritter og gliale udløbere Synapser: Kontaktområde ml. 2 neuroner: Kemisk transmission af elektriske impuls vha. transmittere (ex./inhi.) Anatomisk: Præsyn. membran (axon) Synaptisk spalte: 30nm Postsyn. membran 3 typer: Axodendritisk Axosomatisk Axoaxonisk Mekanisme: Én retning signal fra præsyn. > postsyn. celle 1. AP i præsyn. memb. > Ca ++ influx 2. 1 kvantum trasmitter frigives pr. AP til synap. kløft = hurtig exocytose af vesikler (frigivelige pulje) 3. Tranmitter binder specifik receptor på postsyn. memb. > respons (ex./inhi.) Receptortyper: Transmittere: (disse og MANGE flere) Ionotrop > hurtig effekt = msek. Metabotrop > langsom = smin. CNS: Glu. + Serotonin = Excitatoriske, GABA + Gly. = Inhibitoriske PNS: Ach (Neuromusk. junction), Nadr.+Ach (AutonomeNS) Fjernelse af transmitter fra den synaptiske kløft sker vha. enzymnedbryd / reuptake (præsyn./astrocyt) Vesikelcyklus: 1. Afsnøres af transgolgi > Hurtig axontransp. til terminalen. 2. Transmittere dannes i terminalen > endocyteres i vesikel 3. Reservepulje > Frigivelige pulje (til hurtig exocytose) 4. Efter frigivelse: Clathrin coating > tidligt endosom > afsnøring af vesikel > punkt 2 Af Anders Rehfeld Celler i CNS 2
Glia: synapser og AP CNS: Astrocyt: Stjerneformet Stor lys oval kerne IF (GFAP) > Talrige: Fibrøs astrocyt (Hvid subst.) > Færre: Protoplasmatisk astrocyt (Grå subst.) Fodprocesser perivaskulært og mod piamater > Adskiller neuroner fra kar, pia og BV. Funk: Mek. støtte Reuptake af transmittere Sammenhængende ionbuffer (Astrocytter er forb. ved nexus er) Danner laktat til neuroner + forstadier af transmittere Vokser ind i defekter og danner arvæv Oligodendrocyt: Mindre end astrocytter færre udløbere mindre mørkere kerne Funk: Danner myelin i CNS (flere axoner pr. celle) Mikroglia: Mindst mørk kerne spinkle udløbere Dannes fra monocytter > findes overalt i CNS Funk: Fagocytering + antigenpræsentation (aktiveres ved beskadigelse) Ependym: Enlaget kubisk > beklæder ventrikler + canalis centralis cilier og mikrovilli mod lumen Funk: Danner cebrospinalvæsken (i plexus choroideus, hvor de er forb. med Z. occludentes) PNS: Schwann celle (SC): Skeder omkring ALLE perifere axoner (+/ myelin) myelin skede: 1 SC op til 30 axoner 100µm lang + myelin skede: 1 SC til kun 1 axon 200500µm lange med kerne midtvejs SC danner spiral om axon > plasmalemma i lag på lag > myelin Mellem to SC > Ranviersk indsnøring > Z.occ ud mod disse (forsegler rum > saltatorisk udbred af impuls) NB: Myelin udvaskes ved præparation (ikke ved Osmiumfix. (sort)) > klart rum med axon i midten. Satellitcelle: omgiver nervecellelegemer i ganglier Ganglier: Hjernenerve+spinal: synapser BVkapsel (sv. til Epi,Perineuriet Se Perifere nerver s. 4) Pseudounipolære neuroner 15100µm stor rund central kerne Autonomt: + synapser 2 typer: intramurale: Inlejret i organvæg > egen BV kapsel øvrige: + egen BV kapsel Multipolære neuroner 1560µm excentrisk kerne Af Anders Rehfeld Celler i CNS 3
Perifere nerver: Ledningsbaner i PNS Bundter af nervefibre i BVskede: (med kar og sens. nerver i BV) Epineuriet, yderst Perineuriet, omslutter fascikler af axoner, danner diff. barriere Endoneuriet, omslutter de enkelte nervefibre i fasciklerne I snit af perifere nerver ses kerner fra SC (90%) og celler i endoneuriet (10%) omkring axonerne. Diff. barriere i Perineuriet (BlodNerveBarriere = BNB), dannes vha. Z. occludentes ml. celler i dette lag Nerveender: Frie: hyppigste nocio,termo,mekanoreception Indkapslede: mekanoreception Meissner: Ubehåret hud (fin tryk + berøring) Hurtigt adapt. Ruffini: Behåret hud Langsomt adapt. Pacini: Sub.cut. BV (vibration) Hurtigt adapt. Merkel: Basale del af flerlaget pladeepithel BBB: Anatomisk: Indre: Z. occludentes ml. endothelceller (mod arterielle blod) Ydre: Z. occludentes ml. arachnoideaceller (mod venøse blod) Findes i hele CNS ( de circumventrikulære organer og plexus choroideus) Vandopl. Stoffer > Selektiv transendothelial transport igennem endothel > homeostase + beskyttelse Fedtopl. Stoffer > Fri passage Nedbrydes ved beskadigelse Af Anders Rehfeld Celler i CNS 4
Epitheler Denne lektion: Dækepitheler (Kirtelvæv gennemgås i noterne for lektion 11) Generelt: Karakteristika: Tæt væv intercell. subst., med veludviklede celle kontakter Avaskulært > Ernæres fra BV Har basalmembran > Adskiller epitel fra BV Stor regenerations evne (og stort slid) (=Sort celle turnover) Polariseret væv = cellers plasmalemma opdelt i specifikke membrandomæner Steder: Overfladeepithel (indre/ydre) Mesothel (Lunge, hjerte, bughule) Endothel (Blod, lymfekar) Funktion: Barriere (mekanisk, kemisk, mikroorg., fordamp, UVstråler) Sansning Absorption Sekretion Transport igennem eller langs epithel (sidste vha. cilier) Indeling: Antal: Enkeltlaget Flerlaget Form: (På superficielle celle ved flerlaget epithel) Plade Kubisk Cylindrisk Desuden: Urothel (Overgangsepithel) Pseudolagdelt Af Anders Rehfeld Epitheler 1
Specifikke epitheler og deres lokalisation: Enlaget: Plade: Flade celler; affladet kerne (fx mesothel og endothel) Kubisk: Kvadratisk (Meget lave!); central rund kerne (fx i nyretubuli) Cylinder: Søjleform (kubisk>høj); kerner i ens niveau nær basis Der kan ses bægerceller, børstesøm og cilier (fx nedre GI) Pseudolagdelt: Alle på basalmem. men ikke alle når overflade; kerner i flere niveauer Der kan ses cilier eller stereocilier (fx luftveje) Flerlaget: Plade: Vigtigste beskyttende epithel Basalt højt kubisk/cylinder > mere affladet > pladeformet superficielt Mek. påvirk > keratindannelse > kerner = hornlag (fx epidermis og vagina, sidstnævte > ikke forhornet) Kubisk: Sjælden (fx udførselsgang fra kirtel) Cylinder: Meget sjælden (fx udførselsgang fra kirtel) Utothel (overgangsepithel): Kun i fraførende urinveje (store vol. ændringer) Kontraheret: Basalt kubisk > flere cellelag > superficielt: store celler, konvekse mod lumen Udspilet: 12 lag kubisk basalt > dækket af store lavt kubiske el. flade celler (paraplyceller) (fx i blæren) Af Anders Rehfeld Epitheler 2
Specialiseringer: Baso-lateralt: Celle kontakter: (forekommer uafh. af hinanden) Okkluderende: (Permeabilitetsbarriere) Z. occludentes Forankrende: (Mek. styrke) Cellecelle: Z. adhaerantes, F. adhaerantes, Desmosomer CelleECM: Fokal adhæsion, HemiDesmosom Kommunikerende: Nexus Består generelt af: Filamenter (forankring) AF eller IF (IF kun til Desmo. + HemiDesmo.) Plaques (Bindeled) CAM s (danner kontakten) Integriner (CelleECM) eller Cadheriner (Cellecelle; Ca++ afh.) Zonula occludentes: (=tight junction) 0,2µm bælte(=zonula), tættest på luminale overflade Occludin > strenge/kamme på hver celles plasmalemma > går sammen og afluk. intercellulærrum Variabel tæthed > afh. af antal strenge Deler plasmalemma op i membrandomæner (Apikale og basolaterale) Zonula adhaerentes: AF (tilhæft terminalnet) plaque cadhaeriner Fascia adhaerentes: Ligesom Z. adh., men kun i en flade (fx hjertemusk.) Fokal adhæsion: Ligesom Fascia adh., dog til ECM AF (til terminalnet) plaque integriner (til ECM) Desmosom: Punktformet (dvs. ikke bælte) IF sting plaque cadhaeriner Hemidesmosom: IF ender i plaque integriner (til ECM) Nexus: 6 connexiner > connexon. Connexoner fra 2 celler danner porer for små molekyler (Direkte elektrisk synapse i fx hjertemuskelvæv) Basolat. Intercellulærrum: 2x glycocalyx frastød hinanden > intercellulærrum til (væske + ioner, nervetråde, hvide blodlegemer) Af Anders Rehfeld Epitheler 3
Apikalt: Mikrovilli Stereocilier (Lange microvilli) Cilier (Bevægelige) Mikrovilli: 0,1µm Ø, 1µm lang. (kaldes børstesøm i LM) Centralt filamentbundt: 2030 AF (tilhæft terminalnet) + krydsbind. proteiner Funk: Øger absorptions areal (op til 20x) Stereocilier: 0,1µm Ø, flere µm lang. (lange bøjelige mikrovilli) Funk: Øger absorptions areal (sædlederen) + andet (hårceller i forb. m. hørelse) Cilier: 0,2µm Ø, 210µm lang (Dvs. både bredere og længere end Mikrovilli) Basis i basallegeme (9tripletMT) > Axonema: 9dubbeltMT + 2MT center 9dubbeltMT = 9 stk. komplet A MT+ 9 stk. inkomplet B MT i dobbelt MT par (A+B) 2 dyneinarme (motorprot.) fra et MT par til den næste, nexin forb. disse MT par(grundlag for bevægelse) Funk: Flytter væske/slim i én retning med rytmiske bølgebevægelser Flagel: Én lang cilie (Spermatozoer) Basalmembranen Basal lamina: L. Lucida (Et artefakt) og L. Densa (= Eksterne lamina i andre væv) Retikulære lamina (En del af det underliggende BV) L. Densa: Type IV kollagen, proteoglycan, glycoproteiner (fx Laminin > binder til integriner) Ses bedst med PAS favning eller sølvfavning, ses sjældent ved HEfavning Funktion: Understøtter Nedbinder epithel til underliggende BV Filter for molekyler og celler (hvide blodceller) Af Anders Rehfeld Epitheler 4
Muskelvæv Generelt: 3 typer: Skelet Hjerte Glat Sarcoplasmatisk Retikulum = ser (glater) Sarcolemma = Plasmalemma, Sarcoplasma = Cytoplasma Cellerne kaldes også fibre pga. deres længde og har ekstern lamina (= L. Densa i basalmembranen) Funk: Specialiseret væv > kontraherende > ydre og indre bevægelse Skeletmuskulatur: BV omkring muskel: Indeholder kar og nerver, samt overfører trækkræfter Epimysium > omgiver musklen yderst > sammenhængende med fascie > overgår i sene Perimysium > omgiver de enkelte fascikler Endomysium > Retikulære fibre > omgiver den enkelte muskelfiber (omkring ekst. lamina) Muskelfiber (MF) LM: 10100µm Ø, 1mm 1m lang Mange perifere kerner Myofibriller 12µm Ø > Tværstribning Satellit celler (affladede) omkring MF > begrænset regeneration Sarcoplasma: Mange myofibriller Mitochondrier > Imellem myofibrillerne Sarcoplasmatisk Retikulum Ttubuli Alm. organeller, lipiddråber og glycogengranula Myofibrillen: Opbygget af sarcomerer 2,5µm (Kontraktile enhed): Myosinfila. (14nm Ø) + AF (7nm Ø) (1 : 6) o Myosinfila. (Hele Abånd = 1,5µm) > MyosinII: 2 tunge kæder > hale + 2 hoveder 4 lette kæder > 2 pr. hoved o 200300 stk. MyosinII > binder med halerne til Mlinje ( hoveder her sv.t. Hbånd) Hoveder sidder i spiral på myosinfilamentet, med ens afstand AF (Hele Ibånd + (Abånd Hbånd)) > + ende bundet til Zskive o Tropomyosin i fure ml. de 2 Faktin strenge o Troponin (C, T, I) kompleks: C > Binder Ca ++, T > Tropomyosin, I > Aktin Titin går fra Mlinje til Zskive, gennem myosinfila. > holder myosin på plads og modstår overstræk Zskiver sammenbindes vha. IF + til plasmalemma > Regelmæssig tværstribning Af Anders Rehfeld Muskelvæv 1
Sarcoplasmatisk Retikulum: Net omkring myofibrillerne > Ca ++ reservoir Danner terminale cisterner ved Ttubuli > løber omkring myofibril i triade ved A/Ibånd overgang Ttubulus: 2 pr. sarcomer i skeletmuskel Invagination af sarcolemma > kommunikation med ECRummet > Fører AP ind fra overflade Mekanisme: Myosinhoveder binder til AF, hvis muligt Ca ++ > TroponinC binder Ca ++ > Tropomyosin flyttes > Myosinhoveder kan binde AF Myosinhoveder trækker i AF efter binding > slipper og binder på ny (Bruger ATP) > 30% forkort. Motorisk endeplade: Én pr. muskelfiber (ca. midt på) Primære+sek. synaptiske kløfter Nikotinerg acetylcholin (Ach) receptor (Na + kanal) Ach.esterase fjerner Ach. fra spalte 1 AP > 1 kvanta Ach. > Lige nok Na + til 1 AP I MF > Max. Kontraktion i MF Øgning af kontraktionsstyrke i muskel > vha. rekruttering af flere muskelfibre Fibertyper: Type I Type IIa Type IIb (Slow) (FastResist) (FastFatigue) Farve Rød Hvid Hvid Form Tynde Medium Tykke Motorisk enhed Lille Stor Stor Myoglobinindhold Stort Mellem Lille ATPase (jf. Geneser) Fattig = Langsom Rigere Rigest = Hurtigst Glycogen Lidt Mellem Meget Metabolisme Oxidativ Oxidativ/Glycolytisk Glycolytisk Mitochondrier Mange Mellem Få Formål Udholdenhed Mellem aktivitet Eksplosiv aktivitet Meget resistent Resistent Udtrættes Rekrutteringsfølge 1 2 3 Et motorisk neuron innerverer muskelfibre af den samme type Neuronet + alle de fibre det innerverer = Motorisk enhed Af Anders Rehfeld Muskelvæv 2
Hjertemuskulatur: regenevne. ( satellit celler) LM: 15µm Ø, 50100µm lange Én central lys kerne Mindre tydelig tværstribning Indskudsskiver (utydelige ved HE) Sarcoplasma: Mindre tætte myofibriller Flere mitochondrier Lipiddråber + glycogengranula Større Ttubuli, men kun 1 pr. sarcomer > ved Zskive Sarcopl.R > Enklere net omkring myofibr. > danner ikke triader Indskudsskiver: Mellem hjertemuskel celler > Sarcolemma fra de 2 celler interdigiterer Desmosomer og Facia Adh. > mek. styrke Nexus er > Direkte overførsel af Ca ++, og derved AP Indskudsskiven er placeret sv.t. Zskiven ift. sarcomererne i cellerne, AF hæfter i denne. Mekanisme: Lignende den for skeletmuskler, Ca ++ kommer dog mere fra ECR og ikke kun fra SR som i skeletmuskler NB: Ved hvile kontraherer hjertemusk. submax. da der ikke er nok Ca ++ til at binde alle troponinc > Kontraktionen øges ved øget Ca ++ AP starter i spec. celler i selve hjertet (Sinusknuden) og spredes vha. nexus er til hele hjertet. Hjertemusk. moduleres dog af neurotransmittere fra axoner, som ender i relation til cellerne motorisk endeplader Glat muskulatur: Cellerne kan ulig de to andre muskeltyper dele sig LM: 0,22µm Ø, 20200µm lange Lange tenformede (Spids cigarform) celler > Tæt pakkede i vævet 1 central kerne (Ofte proptrækkerform) HE: Sarcoplasma er mere rødlig end kollagene fibre, VGH: Sarcoplasma = Gult, Kollagen = Rødt. Cellerne holdes sammen af Retikulære fibre (BV), som er en del af cellernes ekst. lamina. Kontraktile apparat: Ingen sarcomerer! I stedet > tilhæftningsplaques v. sarcolemma og cytoplasmatiske fortætninger > sv.t. Zskiver AF binder til disse og mellem AF ligger Myosinfila. (1MF pr. 15AF) IF danner cytoskelet ml. plaques og fortætninger Myosinfila. har myosinhoveder langs hele filamentet, polariseret mod hver sin ende på overside og underside af fila. > Trækker AF mod hinanden > op til 80% forkortning Af Anders Rehfeld Muskelvæv 3
Regulation af kontraktion: Myosinbundet reg. til forskel for aktinbundet reg. i de 2 andre muskelvæv. Myosinhoveder binder IKKE til AF hvis muligt > Skal aktiveres Ca ++ > Ca ++ Calmodulin aktiv > MLCKinase aktiv (Myosin Light Chain) > fosforylerer myosinhoveder > Disse binder nu AF Glat muskulatur kan aktiveres ved bl.a.: Neurotransmittere, Hormoner, strækning af celler, spontan aktivitet 2 typer: Multienhed: (fx i øjets Iris) o Enkelte uafhængige fibre o Innervationen > tæt af et enkelt axon ( motorisk endeplade) o AP > hurtig kontraktion + fuld relaks. = fasisk kontr. o spont. akt. Enkeltenhed: (fx i GIkanalen, Uterus, Blæren) o Tætte lag af celler > forb. v Nexus er o + spont. akt. o Innervationen > ikke tæt > kun en modulerende effekt ( motorisk endeplade) o Langsom kontr. > opretholdelse af kontraktion = tonisk kontr. o Påvirkes mere homonelt end nervøst Muskel- og Senetene: Muskelten: Modificerede skeletmuskelfibre i BVkapsel > Strækkes når musklen strækkes Afferente nervefibre slynger sig om den ene type fibre i kapslen og reagerer på strækket Den anden fibertype modtager efferenter > kan kontrahere sig og derved regulere følsomheden for muskeltenen Seneten: Senefibre i BVkapslel > Strækkes når sene strækkes Afferent nervefiber forgrener sig ml. senefibre > reagerer på stræk NB: Ingen regulation Funk: Disse to receptortyper er vigtige i div. refleksbuer. Af Anders Rehfeld Muskelvæv 4
Blodkar Alle glatte muskelceller i kar er cirkulært arrangerede, med mindre andet er anført Makrovaskulære system - Arterier: Tyk væg ift. lumen kollapser ikke ved præparation (modsat vener) Elastiske: Største luminal Ø > 10mm Intima: o Endothel på basalmembran med Z. occludentes o Sub.endo løst BV m. glatte muskelceller Lamina elastica interna: Inderste elast. membr. af tunica media Media: o o o Mange (50) fenestrerede elast. membraner (af elastin) Mange lag glat musk > Prod. alle subst. i media Kollagene fibre i grunsubst. Lamina elastica externa: yderste elast. membr. af tunica media Adv.: Tynd (< halv så tyk som media) o Løst BV m. kollagene fibre o Vasa vasorum (Blodkar, nerver, lymfe) Adv. + yderste del af media ernæres fra vasa vasorum, øvrige via diff. fra lumen (derfor fenestrationer) Funk: Dæmper tryksvingninger > Jævn strømning Muskulære: Mindre luminal Ø = 0,1 10mm; meget tyk væg ift. lumen Intima: Tynd o Endothel på basalmembran med Z. occludentes o Mindre/ingen sub.endo løst BV (mest i større kar) Lamina elastica interna: Veludviklet bølget (pga. efterdøds kontraktion af media) Media: o o Glat musk. 310+ lag > Prod. alle subst. i media Kollagene + få elast. fibre i grunsubst. Lamina elastica externa: Mindre veldiff. / mangler Adv.: Tyk (ca. så tyk som media) o Løst BV m. kollagene fibre o Vasa vasorum (Blodkar, nerver, lymfe) Funk: Regulerer blod til organer/væv, opretholder BT Af Anders Rehfeld Blodkar 1
Mikrovaskulære system: Arterioler: luminal Ø < 0,1mm; tyk muskulær væg Intima: o Endothel på basalmembran med Z. occludentes Lamina elastica interna: Veldiff. (mangler i metarterioler) Media: o Glat musk. 12 lag (pr. definition) Lamina elastica externa: Mangler Adv.: Meget tynd o Løst BV m. kollagene fibre Lagene udtyndes gradvist via metarterioler (=gennemfartskanal) over i kapillærer. Funk: Modstandskar > Opretholder BT globalt + sænker BT lokalt > Beskytter kapillærvæg Styrer blodtilførslen til de forskellige kapilærnetværk Kapillærer: luminal Ø 10µm; danner netærk/gebet Afgår fra arteriole/metarteriole omgivet af præ.kapillær sphincter Væg: Endothel på basalmembran: 1+ endothelcelle danner væg omkring lumen Pericytter (=Udifferentierede stamceller) 3 typer: Kontinuerlige: Hyppigste (fx i muskelvæv) Endothel = 0,2 µm tyk + Z. occludentes Mange vesikler pga. transcytose Kontinuerlig basalmembran Fenestreret: (fx i endokrint væv) Endothel = 0,1 µm tyk + Z. occludentes 100nm fenestrationer + diaphragema > (Ross: Vesikel åben både basalt + luminalt) Kontinuerlig basalmembran Sinusoider: Luminal Ø tilpasser sig omgivende rum Binyre+Hypofyse > Fenestreret type Knoglemarv + milt > Åbninger ml. endothelceller ( z. occludentes) Lever > Fenestreret type diaphragma Ufuldstændig/manglende basalmembran Af Anders Rehfeld Blodkar 2
Venoler: Postkapilære: Endothel på basalmembran, med løse Z. occludentes lum. Ø = 1050 µm Pericytter Muskulære: lum. Ø = 50100 µm Endothel på basallamina, med løse Z. occludentes pericytter, 12 lag glat musk. Kapillærer og postkap. venoler = udvekslingskar Makrovaskulære system Vener: Tyndere vægge end arterier; sammenfaldne i præparater; L. elastica int.+ext. mangler; dårligere afgrænsninger mellem lag end ved arterier, mange har veneklapper Små/Mellem: luminal Ø 0,110mm Intima: o Endothel på basalmembran o Sub.endo løst BV Media: Tynd o Glat musk. 34 lag Adv.: Tyk o Løst BV m. kollagene fibre Store: Luminal Ø > 10mm Intima: o Endothel på basalmembran o Mere sub.endo løst BV Media: Tynd/Mangler o Glat musk Adv.: Tyk (Muskulær adventitia) o Løst BV m. kollagene fibre o Vasa vasorum (Blodkar, nerver, lymfe) Længdeforløbende glat musk. Mikrovaskulære system Lymfe: Blindt endende lymfekapilærer i interstitielt BV Endothel ( z. occludentes og basalmembran) Forankringsfilamenter > Holder kar åbne selv ved ydre tryk Af Anders Rehfeld Blodkar 3
Celledeling Delingshyppighed: 3 typer cellepopulationer: Statiske > G TD (Terminal differentiering), fx neuroner Stabile > G O, kan > G 1 + mitose ved stimulation, fx hepatocytter og endothel Fornyende > Stamceller i G 1 + mitose, fx epithelet i epidermis og i tarmen Apoptose Nekrose = Kontrolleret celledød = Celledød som følge af (for meget) beskadigelse af celle Celle cyklus: varer ca. 1 døgn (Meget variabelt) Interfase: G 1 (Gap / Growth ) : ca. 10timer S (Synthese) : ca. 10timer G 2 (Gap) : ca. 4timer Mitose: M : ca. 1time Checkpoints (CP) stopper cyklus ved fejl/mangler! G 1 : <> G O (outside cyklus) > G TD Vækst: RNA og Protein dannes > forbereder ny kromosom replikation Dannelse af øvrige cellebestanddele > cellen vokser CP1: DNAskade (efter sidste mitose) CP2: Replikative potentialle (= cellestr. og tilstand, interaktioner med ECM) S: G 2 : M: DNA replikation Centrosomet (MTOC) replikeres CP: DNAskade Vækst og reorganisering af organeller CP1: Ikkereplikeret DNA CP2: DNAskade Karyokinese = Deling af kernen Cytokinese = Deling af cytoplasmaet (/cellen) CP1: Tentrådsapparat fastgjort på alle kinetokorer CP2: Kromosomer korrekt adskilt Regulering: CyklinCDK komplekser styrer cellecyklus (fosforylerer div. proteiner) > cykliske niveauer CyklinDCDK4/6 > G 1 progression CyklinECDK2 > S start CyklinACDK2 > S progression CyklinACDK1 > S > G 2 > M start CyklinECDK1 > M progression Af Anders Rehfeld Celledeling 1
Mitose: Profase: = Synlige kromosomer Kromosomer kondenserer > Synlige Hvert kromosom > 2 identiske søsterkromatider, holdt sammen v. centromér og cohesin Golgi og ER vesikulerer Centrosomet (MTOC) vandrer til hver cellepol Prometafase: = Kernemembranen nedbrydes Kernemembranen vesikulerer (nucleære lamina fosforyleret) Nucleoli ses ikke mere Kinetokorer dannes på hver kromatid ud for centromér Tentrådsapparatet fremkommer: o Kinetokore MT > Begynder binding til kinetokorer o Polære MT > Løber fra den ene cellepol mod den anden o Astrale MT > Stråler ud fra hvert centrosom Metafase: = Kromosomer i ækvatorialplan Kinetokore MT binder til kinetokorer med ledig plads (op til 40 MT pr. kinetokor) Disse og associerende motorproteiner skubber kromosomer til metafaseplan (ækvator) Anafase A: = Kromatiderne separeres Cohesin nedbrydes > centroméret deles > kromatiderne separeres Kromatiderne vandrer mod hver sin pol, vha. Dynein og MT depolymerisering Anafase B: = Cellen strækkes Cellepolerne frastødes og cellen bliver aflang vha. de polære MT og Kinesin Organeller fordeles ved hver cellepol Telofase: = Kernemenbranen gendannes Kernemembranen gendannes ved hver pol (nucleære laminer defosforyleres) Kromosomer dekondenserer og nucleoli ses igen Cytokinese: o Kløvningsfure midt mellem cellepoler o Kontraktil ring af AF og Myosin II o Kontraktion af denne ring > deling af cellen Af Anders Rehfeld Celledeling 2
Identifikation af secernerende celler Generelt: Sekretion = Frigivelse af produkter dannet i cellen Kirtel = Ansamling af secernerende celler Kirtelepithel: Dannes ved nedvækst af overfladeepithel Exokrine: Forbind. til overfladen bevares > udførselsgang > secernerer til ydre/indre overflade Endokrine: Forbind. til overfladen bevares ikke > udførselsgang > secernerer til BV m. blodkar NB: Også ikkeepitheliale celler secernerer substanser Exokrine kirtler: Sekretionsmekanismer: Konstitutiv: synlig i LM, ureg. sekr. + materiale til pl.lemma (når vesikel smelter sammen m. denne) Reguleret: +synlig i LM, sekr. som respons på stimuli o Merokrin: Sekretion uden tab af cellesubstans (Exocytose) > hyppigste type o Apokrin: Tab af Apikale cytopl.+pl.lemma med sekr.produkt > aposvedkirtel + brystkirtel o Holokrin: Tab af Hele celler med indhold > talgkirtler Klassifikation: Unicellulær: Bægercelle > mucin (+H 2 0 = slim) > merokrin sekretion Kerne i smalle basale del > mucinvesikler i udvidede apikale del > form som bæger Multicellulær: I overflade: o Secernerende epithelflade > fx i ventriklen o Intraepitheliale kirtler > indskudt ml. ikkekirtel epithel ved lille lumen > urethra I underliggende BV: o Celler i sekretoriske endestykker > Sekr. til overflade direkte el. via udførselsgang Udførselsgang: Simpel = Uforgrenet Sammensat = Forgrenet Endestykke: Tubulær = rørformet Alveolær = sækformet (med stort lumen) Acinær = ydre form = sæk; indre form = rør > Pyramideformede celler i acinus Produkt: Mukøs > Mucin (+H 2 0 = slim) Serøs > tyndtflydende sekret, ofte med enzymer Blandet mukøs/serøs Af Anders Rehfeld Identifikation af secernerende celler 1
Endestykker: Mukøse: Lyse pyramideformede celler i acinus Tydelige cellegrænser Kerner > Affladede basalt Udførselsgang ses ofte Serøse: Blandede: Pyramideformede celler i acinus > Basalt basofile (rer) > Eosinofile (vesikler) mod lumen Ikke tydelige cellegrænser Kerner > Afrundede basalt Udførselsgang ses ofte ikke Mest mukøse Serøse celler i Von Ebnerske halvmåner i enden af acinus > Sekr. via sekretkapilærer > disse går fra lumen og ind ml. kirtelceller > aflukket fra intercell.rum vha. Z. occludentes Blandet kirtel med flest mukøse acini: Mukoserøs kirtel flest serøse acini: Seromukøs kirtel Exokrine kirtlers opbygning: Epitheliale parenchym (funktionelle del af kirtlen) i BVstroma (støttevæv) BV: Indeholder kar og nerver Kapsel > Interlobære septa > Interlobulære septa > Retiku. BV omkring endestykke + indskudstykke Udførselsgang: Hovedudførselsgang > Lobære gange > Interlobulære gange > Intralobulære gange > indskudstykker Epithel: flerlaget cylinder/kubisk > enlaget cyl. > enlaget kub. Kirtlen: opdeles i Lobi af interlobære septa og af interlobulære septa i Lobuli Endokrine Kirtler: udførselsgang rigt vaskulariseret Follikulære: Enlaget kubisk epithel > cirkulære follikler > kolloid i midten af cirkel > kun gl. thyroidea Trabekulære: Anastomoserende plader/strenge af celler adskilt af BV med blodkar > blod > alle andre NB: Der kan forekomme endokrine øer i exokrint væv > fx pancreas Af Anders Rehfeld Identifikation af secernerende celler 2
Bindevæv Generelt: En af de 4 fundamentale vævsarter De 3 andre er: Epithelvæv, Muskelvæv og Nervevæv (Disse 3 vævstyper holdes adskilt fra BV ved basal/ekstern lamina) Bindevæv (BV) = Egentligt BV samt specialiseret BV = Fedtvæv, Brusk, Knoglevæv og Blod > Denne lektion omhandler det egentlige BV samt Fedtvæv Celler i ECM (mere ECM end celler) Støttevæv > Udfylder hulrum mellem andre væv, samt afgrænser væv (fx som BV kapsel) ECM = Fibre i grundsubstans + glycoproteiner Celler er enten fikse eller vandreceller (NB: Blodderiverede celler i BV omhandles i næste lektion) ECM: Fibre: Mek. støtte og styrke Kollagene fibre: Ø 110µm > Ligger i bundter o Kollagen 1,5x300nm > Mikrofibriller > Fibriller Ø 15300nm > Fibre o Prokollagen exocyteres > spaltes til Kollagen > Polym. spontant til Mikrofibriller o Disse: Tværstrib. i EM > regelmæssige opbyg. (Kollagen binder Kollagen lateralt m. overlap) o Type I > hyppigste type; Type IV > Basalmembran, danner ikke fibre, men et 3D netværk o Favning: HE = Lyserød, VHG = Rød, Mallory = Blå Retikulære fibre: Spinkle > ikke i bundter o Dannes af mikrofibriller af type III kollagen o Ligger i fine net i nær relation til celler > (Lige under basal/ekstern lamina) o Favning: HE = Ses ikke, Sølvfavning = Sorte Elastiske fibre: Ø 0,21µm o Dannes af >90% Elastin i 3D net. (med grundsubst. lign. konsistens) + fibrillin mikrofibriller o I elastisk ligamenter/membraner er de elastiske fibre parallelle og grovere Ø 515µm o Kan strækkes til 150% af sin længde o Favning: Frisk = Gullig, HE = Svagt farvet men stærkt lysbrydende, Orcein = Rødbrun Grundsubstans: Diffusionsmedie, Yder modstand mod kompression (som en vandfyldt svamp) Kerneprotein + mange GAGs (polysaccerider af disacc. repeats) > Proteoglycan (lille piberenser) Hyauluronan (også en GAG) + mange proteoglycaner > Proteoglykan aggregat (stor piberenser) Proteoglykan aggregat: o Ø 0,5µm > 3D netværk med ladning. (SO 2 4 på GAGs) > Binder kationer og H 2 O (Gel) o Netværket virker som et filter for store molekyler mm., mens små frit kan diffundere forbi Udvaskes normalt ved præparation, dog ikke i brusk Adhæsive glycoproteiner: Binder celler til ECM og styrer cellevandring Fx Fibronectin og Laminin som begge binder til Integriner i Fokale adh. og Hemidesmosomer Af Anders Rehfeld Bindevæv 1
Celler (Fikse Blodderiverede) Fibroblaster: Hyppigste celle i BV > Danner komponenter i ECM Store tenformede med spinkle udløbere Oval/Affladet kerne med 12 nucleoli Inaktiv = Fibrocyt > stavformet mørk kerne, rer og Golgi, cytoplasma > svagt farvet eosinefilt Aktiv (fx ved sårhealing) > rer og Golgi, cytoplasma > basofilt (pga. flere ribosomer i cytopl.) Retikulumceller (= Adventitielle celler): Minder om fibroblaster Findes i lymfoide væv og organer Stjerneformede > Ligger i et cellulært net > Danner Retikulære fibre Store ovale lyse kerner Mesenchymale celler: Udifferentierede stamceller Forekommer især perivaskulært (=Pericytter) > Er mindre end fibroblaster Fedtceller: Oplagrer lipid Unilokulære: o Meget store afrundede celler (op til over 100µm) > Stærkt affladet perifer kerne o Én stor lipiddråbe i cytoplasma (ikke adskilt fra cytoplasma ved membran) Multilokulære: ses kun i fostre og hos nyfødte > Varmeproduktion ved oxidation af fedtsyrer o Mindre end de unilokulære o Mange små lipiddråber i cytoplasma omgivet af mange mitochondrier o Afrundet kerne Begge typer dannes fra Mesenchy. celle; Immature og mature fedtceller kan ikke dele sig Lipid opløses ved alm. præparation > Tomt hul hvor det var (kan dog fixeres med Osmiumtetroxid) Af Anders Rehfeld Bindevæv 2
BV typer: Løst BV: Celler >>> Fibre (Celler = Mest vandreceller dvs. immunceller) Fibre løst vævede i tilfældige retninger Rigt på kar og nerver Findes over alt fx under epitheler, som i tarmens lamina propria og i hudens papiller Tæt BV: Kollagent Uregelmæssigt: o Celler < Fibre (Celler = Mest fibroblaster) o Mange bundter af kollagen i 3D netværk o Færre kar og nerver o Fx i dermis, organ kapsler, i tarmens submucosa og i Epi og Peri mysium/neurium Regelmæssigt: o Celler <<< Fibre (Celler = Mest fibroblaster) o Mange bundter af kollagen > Parallelle (el. retvinklet fletværk > aponeuroser og fascier) o Celler har aflange kerner o Meget få kar og nerver o Fx i sener og ligamenter Mukøst BV: Kollagene fibre i mukøs grundsubst. (farves som mucin) + Mesenchy. Celler > fx navlestrengen Retikulært BV: Retikulum celler og retikulære fibre > fx knoglemarv og lymfoidt væv Elastisk BV: Parallelle bundter af tykke elastiske fibre 1015µm i løst BV > fx elast. membraner/lig. flavum Fedtvæv: Hvidt > Unilokulært > Energireserve, Stødpudefunktion, Isolering (Stødpude fedt forbrændes som det sidste ved faste) Brunt > Multilokulært > Varmeproduktion Vækst: o Barndom > Hypercellulær (= celler) og hypertrofisk o Voksen > Kun hypertrofisk (=mere lipid i celler) Af Anders Rehfeld Bindevæv 3
Bindevævets blodderiverede celler Generelt: Vandreceller vandrer fra blodet over i det løse BV Alle leukocytter (=hvide blodceller) er aktivt bevægelige Celler: Monocytter: LM: ca. 15µm Ø (= 2 x erythrocyt str.) Bønne/Uformet kerne, ingen nucleolus Primære lysosomer i cytoplasma Træder efter 1 døgn i blodet over i BV > Diff. til makrofag Makrofager: Vigtig celle i det innate immunsys. LM: Større end monocyt, 1520µm Ø golgi og lysosomer (fagosomer smelter sammen med lysosomer) Funktion: o Fagocyterende > Partikler, mikroorg., gamle/døde celler (fx Erythrocytter) mm. o Antigenpræsenterende Levetid: ca. 2 måneder Residente makrofager (i hvile): Specielt talrige ved potentielle indgangsporte for mikroorg. = Hud, Slimhinder, Lymfeknuder og Milt Kaldes Kupffer celler i leveren, Alveolære makrofager i lungerne og Mikroglia i CNS Fikse: Hyppigst o Stjerne/Tenformet > Ligner fibroblaster > dog mindre og mørkere kerne Frie: o Store afrundede, lysosomer, cytoplasma Aktiverede makrofager: Stim af fx cytokiner (ved immunrespons) > lysosomer, størrelse Dendritiske celler: Mange dendritiske udløbere Funk: Vigtigste antigenpræsenterende celle > Optager antigener ved pinocytose Lymfocytter: Mindste celle i BV = 7µm Ø (= 1 x erythrocyt str.) LM: Rund basofil kerne cytoplasma > basofilt EM: frie ribosomer; rer, Golgi, Mitochondrier Indeles i B og Tlymfocytter (Få % > 1015µm Ø + granuleret cytoplasma = NKceller) Hvor: fx i GI og luftvejenes slimhinder Af Anders Rehfeld Bindevævets blodderiverede celler 1
Plasmaceller: = Aktiverede B lymfocytter LM: Ovale celler, 20µm Ø Rund/Oval kerne > Kondenseret kromatin i urskivemønster cytoplasma > basofilt, hvor der ses negativt golgi (manglende basofili hvor golgi er) EM: frie ribosomer, rer, Golgi Hvor: fx i GI slimhinde Granulocytter: 1015µm Ø; vandrer ud i BV ved specifikke immun responser (Oftest neutrofile) Eosinofile: o Lapdelt kerne > 2 lapper ( solbriller ) o Primære azurofile (svagt røde ved HE) granula = Modificerede lysosomer o Sekundære lysbrydende eosinofile granula (subst. mod parasitter + protozoa) o Funk: Parasit bekæmp. (+ allergi) Neutrofile: Normalt få i BV, men mange ved inflammation o Lapdelt kerne > 24 lapper o Stort præformeret lager af primære azurofile granula = Mod. lysosomer (til fagocytose) o antal sekundære+tertiære fine granula > Kollagenase og lysozym (Bakteriocidt) o Fagocyterende o Stor reservepulje i knoglemarven o Kan ikke gendanne granula efter brug > levetid 1 døgn (> pus > fjernes af makrofager) Basofile: Mange ligehedspunkter med mastceller o (Evt. Sformet)/Lapdelt kerne > 23 lapper o Primære azurofile granula = Modificerede lysosomer o Sek. grove granula (Heparin +Histamin) > Basofile/Metakromatiske (Pga. heparin => GAG) Metakromasi = monomer af farvestof = blå, polymer (på GAG s) = rød; Afhængig af konc.(farve) o Funk: Parasit bekæmp. (+ allergisk straksreaktion) Mastceller: Mange ligehedspunkter med basofile granulocytter LM: Store ovale, 2030µm Ø Lille basofil kerne cytoplasmiske basof./metakr. granula (bl.a. Heparin>Anti.koagul. og Histamin>Vasodil.) EM: golgi Også aktivt bevægelige Stim ved krydsbinding af antigen/allergen > frigiver granula Funk: Vigtig i innate immunforsvar fx mod parasitter (+ allergisk straksreaktion) Hvor: I huden og GI + luftvejenes slimhinder > særligt omkring små blodkar Inflammation > Udspiller sig i det løse BV Pga. Fysisk/Kemisk/Mikroorg. påvirkning Vigtig forsvarsmekanisme > Styres vha. div cytokiner (fx fra resident makrofag) Foregår lokalt evt. ledsaget af systemiske reaktioner (Feber + Leukocytose) Funk: Svækker patogener + hjælper til regeneration af væv Cytokiner > o Inducerer CAMs på endothel > Leukocyt rekrutering fra blod ud i BV o karpermeabiliteten > Ødem, smerte (og nedsat funktion) o blodgennemstrømning > Varme og rødme Af Anders Rehfeld Bindevævets blodderiverede celler 2
Brusk og knoglevævs cellulære biologi Brusk: Specialiseret BV > 3 typer: Hyalin, Elastisk og Fibrøst ECM (>95%) med få chondrocytter i lacunae kar og nerver > Ernæring ved diff. gennem ECM Omgives af perichondriet = Tæt uregelmæssigt BV > undtagen ledbrusk og fibrøs brusk Dannelse: Mesenchymale celler (MC) > Tætte hobe = Chondrifikations centre > Celler er nu chondroblaster > disse danner ECM omkring sig > Ligger i lacunae > Er nu chondrocytter Vækst: Interstitiel (Kun i ung brusk): Mitoser i chondrocytter, i dybden af brusken Apositionel: Diff. af celler i det dybe lag af perichondriet til chondroblaster Alder > Degeneration i dybe dele ( diff. her) > Forkalk. > diff. (+ celledød) > Knoglevævsdannelse Regeneration: Dårlig! Apositionelt > Kun i vækstperiode, herefter > Defekter udfyldes med BV Funk: Danner skelet i foster (vokser hurtigt) > Erstattes senere af knogle friktion mellem ledflader Modstandsdygtig mod kompression (Kortvarig kompr. øger diff. > som i en våd svamp) Danner et brudsikkert skelet Hyalin brusk: Mest almindelige > Glasagtig/blålig Hvor: Ribbens, næse og luftvejes brusk samt ledflader Favning ECM: HE > Acidofilt nær perichondriet > Mere basofilt dybere inde og især omkring lacunae Chondroblast: Afrundet/oval kerne rer > Basofilt cytopl. Affladede celler > ligger yderst i brusken under perichondriet Chondrocyt: Afrundet/oval kerne rer > Acidofilt cytopl. lipid/glycogen granulae Afrundede celler > ligger dybt i brusken i lacunae Af Anders Rehfeld Brusk og knoglevævs cellulære biologi 1
ECM: Synes strukturløs > kollagene fibre er spinkle Grundsubst.: Proteoglycanaggregater > ladning. (SO 2 4 på GAGs) > Binder kationer og vand Adhæsive glycoproteiner Fibre (40% af tørvægt): Kollagenfibre > Type II (Brusktype) Komponenterne i ECM dannes af chondroblaster/cytter Elastisk brusk: Hvor: Epiglottis og ydre øre > Gullig farve (Fibrillært) Samme opbyg. som hyalin brusk > Dog større lacunae og elastiske + kolla. fibre > Ikkehomogen matrix Favning: Orcein > Rødbrunt, HE > Lysbrydende blinkende elastiske fibre Fibrøs brusk: Overgangsform af tæt BV og hyalin brusk > Begge typer væv repræsenteret Hvor: Disci intervertebrales, menisker, ledskiver og ledlæber NB: Mangler perichondrium > overgår gradvist til omgivende BV Favning: Alcien blue > Grønligt/Blåligt Knoglevæv: Specialiseret form for BV > Stor hårdhed kombineret med lav vægt og elasticitet ECM > Mineraliseret Funk: Støtteorgan Vægtstænger for muskler > Bevægelse Afstiver kroppen mod tyngdekraften Danner beskyttende panser omkring indre organer Vigtigt lager for Ca ++ + PO 4 3 > homeostase Makroskopisk: Subst. Spongiosa > Svampelignende trabekulært 3D netværk Subst. Compacta > Kompakt masse Knoglemarv (omtales i lektion 16 om blod) > I marvhulen og mellem spongiosas trabekler I rørknogle: (eksempel) Diafyse > Compacta Epifyser > Spongiosa + tynd skal af compacta Ydre overflade ledbrusk > Beklædes af periost Indre overflade (inkl. Haverske Systemer og Volkmanns kanaler) > Beklædes af endost Af Anders Rehfeld Brusk og knoglevævs cellulære biologi 2
Mikroskopisk: ECM: Osteoid = Fibre + grundsubstans > Elasticitet og trækstyrke Uorganiske salte > Hårdhed Osteoid: Grundsubst: Proteoglykaner+ Adh. glycoproteiner + Osteonectin (binder til hydroxyapatit) Fibre (90% af tørvægt): Kollagen type I Uorganiske salte: (75% af masse) CaPO 4 >* Hydroxyapatit krystaller (3x60nm) Disse arrangeres i relation til de parallelle kollagene fibre Andre ioner kan subst. i iongitteret eller adsorberes til overfladen af krystallen > fx tungmetaller * = Sker nemt i osteoid (godt mikromiljø for udfældning af disse krystaller) Desuden secernerer osteoblaster basisk fosfatase > [PO 3 4 ] > overskrider opløs.sprodukt Primære mineralisering > 34 dage > 80%; Sekundære > 34 md. > 20% (udbyt bundet H 2 O m krystaller) Compacta: Koncentriske (=som cirkelringe) Lameller (3μm tyk) (= mineraliseret ECM) med parallelle kolla. fibre > adskilles af cementlinjer (= osteoid) Osteocytter findes i lacunae mellem lamellerne o Spinkle udløbere radierer ud via canaliculi og kontakter hinanden i form af Nexuser o Canaliculi anast. med hinanden, med karholdige kanaler og med endost + periost o Ernæring af celler sker ved diff. i væsken omkring udløberne De parallelle kollagene fibre løber i forskellige retninger lamellerne imellem > Trækstyrke i flere retninger Lameller > Fleste danner Haverske systemer (Osteoner) (150μm Ø) > Omkring Haversk. Kanaler (50μm Ø) Danner 3000μm lange cylindre 12 kapi. + lymfekar, nerver og BV Mellem (nyanlagte) osteoner findes interstitielle lameller (fra gamle osteoner) Parallelt med indre og ydre overflade findes grundlameller (som ikke er del af osteoner) Volkmanns kanaler (transverselle) > Forb. de H. kanaler indbyrdes og med indre/ydre overflade > Forbinder derved kar i de forsk. kanaler med kar i periost og marvhulen Spongiosa: kar og nerver (Ingen Haverske og Volkmannske kanaler), (Ingen/få Haverske systemer) Lameller (ca. 20 stk) > Trabekulære osteon > flad skive 70x600x??μm X antal trabekulære osteoner > Én trabekel (10400μm tyk) o Trabekler > 3D netværk > Er tykkest i aksen hvor belastningen er størst o Tyndeste trabekel > én enkelt trabekulær osteon beklædt med endost o Osteocytter > i lacunaer mellem lameller > Ernæring som i compacta (Via canaliculi) Periost: indre: Løst BV + kar + os.progenitor celler > Osteogenetisk potent Ydre: Tæt BV + større kar; Sharpeyske fibre går herfra og nedbindes i knoglens ECM Endost: Et enkelts lag osteoprogenitor celler Af Anders Rehfeld Brusk og knoglevævs cellulære biologi 3
Celler: Osteoprogenitor celler: Ligner fibroblaster > Diff. til osteoblaster (fx ved brud på knogle) Findes i endost og dybe periost Osteoblaster: Danner ECM Ved knoglenydannelse > Danner etlaget kubisk epithellign. lag på knogle (Celler forb. v. nexuser) Kerner ligger i modsatte pol end den nydannede knogle rer + golgi > basofilt cytopl. Secernerer basisk fosfatase Ved knoglenydannelse bliver 10% indlejret i lacunae som osteocytter; Resten > knoglebeklædende celler Disse celler bevarer kontakten via Nexuser gennem canaliculi Osteocytter: rer og golgi > basofilt cytopl. + str. Bevarer knoglevævet Er i stand til at registrere mekaniske ændringer opstået som følge af knogledeformation Knoglebeklædende celler: Ligner enlaget plade epithel Hviler på et tyndt lag osteoid > Igennem dette ostoidlag kan der ikke ske knogleresorption Danner kollagenaser > nedbr. osteoid > giver plads til at osteoklaster kan nedbryde knogle Osteoklaster: Lokaliseret i lakuner på knogleoverflade, Aktiveres til at nedbryde knoglevæv Store: Op til 100μm Ø 510 kerner (op til 50) Cytopl. først basofilt (ung celle) > derefter acidofilt Flere golgiapparater; mitochondrier, lysosomer > Exocytose af de lysosomale enzymer Stærkt bølget pl.lemma ind mod knogle > Stor secerneringsoverflade Mellem pl.lemma og knogle > Subosteklastisk rum > Lukkes i periferi (Forseglingszone) vha. cellekontakter til adh. glycoprot i knogle ECM Secernerer aktivt H+ > ph > Aktiverer lysosomale enz. og opløser knoglemineral Fagocyterer osteocytter, kollagen, mineral Aktivt bevægelige til nyt område efter endt resorption > Nyt område med resorption > Efter knogleresorption er helt slut > Apoptose Stammer fra anden stamcelle: OKprogenitor > PræOK > Mange af disse > Multinukleær OK (Matur) Dannelsen stim. af div. cytokiner + ved direkte kontakt fra osteoblaster Har receptor for det resorptionshæmmende hormon Calcitonin Af Anders Rehfeld Brusk og knoglevævs cellulære biologi 4
Knogledannelse, remodellering og reparation Generelt: Ossifikation = Osteoblaster danner osteoid > osteoid mineraliseres Intramembranøs ossifikation: (=Desmal) Direkte i væv, uden bruskmodel Hvor: Flade kranieknogler, dele af mandibula samt hovedparten af clavicula Begynder i membranlignende fortætning i mesenchymet (8 føtaluge) De mesenchymale celler her diff. til osteoblaster Disse danner et ossifikationscentrum = Osteoid (eosinefil masse) omgivet af osteoblaster o Osteoidmassen bliver større og mineraliseres (stadig eosinefil) > Vokser sammen med andre > Primitiv spongiosa med rigt vaskulariseret BV i hulrum o Ved forsat fortykkelse af trabeklerne i den primitive spongiosa dannes primitiv compacta Fortætning af mesenchym på overfladen > Periost Primitive knoglevæv har en nonlammelær opbygning med kollagene fibre i tilfældige retninger Endochondral ossifikation: I allerede dannet bruskmodel Primært ossifikationscentrum dannes i midten af diafysen: (12 føtaluge) Chondrocytter her vokser > lacunae > ECM > forkalkning af den tynde resterende brusk ECM > diff. i ECM > chondrocytter dør > Sparsomme brusk ECM tilbage forkalker ( Basofilt) Samtidig: Perichondriet omkring dette område udvikler osteogenetiske egenskaber, er nu = Periost Celler i dybe del diff. > osteoprogenitor celler > osteoblaster > danner tyndt knoglelag (manchet) omkring midtdiafysen o Osteoklaster > laver hul i knoglemanchet > indvækst af vaskulariseret BV (= indvæksttap) o Dette BV invaderer lacunae/hulrum i det forkalkede brusk ECM o Indeholder mesenchymale celler > osteoblaster og knoglemarv o Osteoblasterne har forkalk. brusk ECM som stillads > danner osteoid på det > mineraliseres Længdevækst i rørknogler: Fra epifyse mod midtdiafyse findes 5 zoner: NB: Chondrocytterne ordnes i longitudinelle søjler i knoglens længdeakse 1. Reservebrusk > Langsom vækst i alle retninger (Interstitiel vækst) 2. Proliferation af chondrocytter > Øger bruskens længde (Øger søjlehøjde) 3. Hypertrofi af chondrocytter > Øger bruskens længde (Øger søjlehøjde) 4. Forkalkning af brusk ECM > Chondrocytter dør 5. Bruskfjernelse + knogledeponering > Lacunae indvaderes af vaskulariseret BV > diff. af stamceller til ostoblaster > danner primitive trabekler på brusk ECM Zone 5 svarer til metafysen > ændrer ikke længde ved væksten, da de diafysale ender af de primitive trabekler resorberes af osteoklaster i samme hastighed som de forlænges i den epifysale ende Samtidig forlænges knoglemanchetten mod de epifysale ender og dens Ø øges ved resorption fra marvhulen + større knogledeponering på dens yderside (lige under periost) > tykkelse ved Ø Af Anders Rehfeld Knogledannelse, remodellering og reparation 1
Sekundære ossifikationscentre dannes i epifyserne: (ca. ved fødselstidspunkt) Knoglevæksten er som i diafysen (= de 5 zoner), men chondrocytterne ordnes ikke i longitudinelle søjler og bruskvæksten forgår derfor i alle retninger Det vaskulariserede bindevæv kommer fra en indvæksttap > osteoblaster danner trabekulært knoglevæv (som i epifysen er persisterende) samt et ydre tyndt lag af subst. Compacta Der dannes ingen knoglevævsmanchet (uden på brusk) > yderste epifysebrusk persisterer som ledbrusk (med det ydre tynde lag subst. compacta inde under brusken) Bruskskiven ml. epifysen og diafysen persisterer som epifyseskiven > forudsætter yderligere længdevækst Ossifikationen af korte knogler, sker som ved den sekundære ossifikation i epifyserne Modellering: Finder sted under hele vækstperioden > flytning af knoglefladerne Osteoblaster og osteoklasters aktiviteter er ukoblede > dvs. uafhængige af hinanden Der er en overvægt af osteoblastaktivitet > Maksimale knoglemasse ved 2025års alderen Remodellering: Finder sted hele livet igennem > Udskifter allerede dannet knoglevæv Initielt udskiftes nonlamellært knoglevæv med lamellært (Definitive Haverske systemer dannes) Osteoblaster og osteoklasters aktiviteter er koblede > danner en Knogleremodelleringsenhed De opbyggende og nedbrydende processer er i ligevægt (i teorien) 1. Præosteoklaster > OK borehoved > resorption af knoglecylinder Ø=150μm (=Osteon Ø) 2. Indvækst af vaskulariseret BV i cylinder > dannelse af osteoblaster > opbyg Haversk sys. I trabekulært knoglevæv sker der resorption af en ½ cylinder = fure på 70μm (Trabekulært osteon) Remodellering er mere hyppigt i trabekulært (udskiftes hvert 23år) end i kompakt knoglevæv Hyppigheden styres af cytokiner, vækstfaktorer, hormoner og belastning Formål: Fornyelse af gammelt knoglevæv (med evt. døde osteocytter og mikrofrakturer) Ændring af den 3Dopbygning af trabekulært knoglevæv i forhold til belastning Ca ++ og PO 4 3 homeostase Maksimale knoglemasse er nået ved 2025års alderen > herefter mistes irreversibelt knoglemasse gennem remoddeleringsprocesserne = mere resorption end genopbygning Perforeres en knogletrabekel > genopbygning > osteoblaster fung. kun på brusk/knogle stillads Af Anders Rehfeld Knogledannelse, remodellering og reparation 2
Indentifikation og kvantitering af celletyper i perifert blod Generelt: Blod = Specialiseret (flydende) BV > Celler i ECM (=Plasma) Formede elementer = celler: Erythrocytter ( Kerne) 5.000.000 pr. μl Thrombocytter ( Kerne) 300.000 pr. μl Leukocytter (Aktivt bevægelige) 7.000 pr. μl Celler: Typiske farvemetoder for blod -> Eosinofili og basofili analogt med HE-farvning Erythrocytter: LM: 7µm Ø, Ingen kerne Eosinofile ( Hgb. i cytopl.) biconcave skiver Ingen egenbevægelse EM: Hgb., organeller, Cytoskelet > Opretholder formen (Efter deform. gennem kapillærer) Monocytter: 5 % af leukocytter LM: ca. 15µm Ø (= 2 x erythrocyt str.) Bønne/Uformet kerne, ingen nucleolus Primære lysosomer i cytoplasma Lymfocytter: 30 % af leukocytter LM: 7µm Ø (= 1 x erythrocyt str.), (Få % > 1015µm Ø + granuleret cytoplasma = NKceller) Rund basofil kerne cytoplasma > basofilt ( frie ribosomer) Granulocytter: 1015µm Ø, udfører deres funktioner i BV Eosinofile: o Lapdelt kerne > 2 lapper ( solbriller ) o Primære azurofile (svagt røde ved HE) granula = Modificerede lysosomer o Sekundære lysbrydende eosinofile granula (subst. mod parasitter + protozoa) Neutrofile: 60 % af leukocytter (Cirkulerende + marginal(=adh. til endothel) pulje) o Lapdelt kerne > 24 lapper o Stort præformeret lager af primære azurofile granula = Mod. lysosomer (til fagocytose) o antal sekundære+tertiære fine granula > Kollagenase og lysozym (Bakteriocidt) Basofile: Mange ligehedspunkter med mastceller o (Evt. Sformet)/Lapdelt kerne > 23 lapper o Primære azurofile granula = Modificerede lysosomer o Sek. grove granula (Heparin +Histamin) > Basofile/Metakromatiske (Pga. heparin => GAG) Metakromasi = monomer af farvestof = blå, polymer (på GAG s) = rød; Afhængig af konc.(farve) Thrombocytter: Danner ofte små aggregater i præparater LM: 3µm Ø, discusformet, ingen kerne Centralt granuleret basofilt område > Perifert lyst område EM: aktin og myosin > Koagelretraktion (skaber plads i lumen efter koagulation) Af Anders Rehfeld Indentifikation og kvantitering af celletyper i perifert blod 1