CYTOLOGIE III
MUDr. Kateřina Kapounková, Ph.D.
Buňky
• Některé bb. se přizpůsobily svým funkcím natolik – typické a
rozpoznatelné v mikroskopu
Základní životní projevy bb.:
• Tvorba bílkovin a dalších látek
• Výměna látek a energie s okolím
• Metabolizmus látek
• Růst a diferenciace
• U některých bb. i pohyb
• Schopnost reprodukce
Cytoplazmatická membrána
• Součástí každé buňky
• Odděluje buňku od okolí a udržuje rozdílné prostředí uvnitř a vně buňky
Funkce buněčné membrány
• Selektivně permeabilní bariéra
• Stavební ( oporná) funkce
• Separační funkce
• Tvorba a udržování elektrického
membránového potenciálu
• Rychlý přenos informací
• Informační funkce – bb. receptory
• Mezibuněčná komunikace
Stavba buněčné membrány
• Průměrná tloušťka 7,5 – 10 nm
• 2 vrstvy fosfolipidů se zanořenými bílkovinami
3 vrstvy ( trilaminární stavba)
v elektronovém mikroskopu a vzniká arteficiálně
lamina densa externa
lamina intermedia lucida
lamina densa interna
Membrána obsahuje:
• Membránové lipidy ( fosfolipidy, glykolipidy, cholesterol)
• Membránové bílkoviny ( transmembránové, periferní)
Funkce membránových bílkovin:
Stavební, transportní bílkoviny a iontové pumpy ( NA+-K1-ATPáza, H+-K+-ATPáza), iontové kanály,
enzymatická funkce, glykoproteiny mají funkci antigenů
Přenos látek přes cytoplazmatickou membránu
1, transport přes membránu – malé molekuly
• Pasivní transport
• Aktivní transport
2, velké molekuly- koloběh membrán
• Endocytóza ( fagocytóza, pinocytóza)
• Exocytóza
Endocytóza
Druhy pinocytózy
• Jednoduchá, nespecifická
-jamky(kaveoly) vzniknou v libovolném
místě membrány, bez specifických
receptorů- přijímaný obsah není
specifický
-kaveozomy- obalené jamky kaveolinem
• Receptory zprostředkovaná
- Receptory na povrchu membrány- takto
např. přijímán vit. B12, transferin,
bílkovinné hormony
fagozom
Příjem makromolekul a částic spojených se změnou
konfigurace membrány
pinocytóza
fagocytóza
Fagocytoza
• U člověka je základním mechanismem nespecifické, vrozené imunity
• Prostřednictvím fagocytózy se likvidují cizorodé částice( bakterie,
prachové částečky v plicních sklípcích)
• Fagocytózou se odstraňují i opotřebované, poškozené buňky, krvinky ve
slezině
Buňky s fagocytární aktivitou
• Makrofágy ( výrazná fagocytární aktivita, vzniklé z monocytů, přestupují z
cév do vaziva
• Mikrofágy(neutrofily, přítomné v první linii zánětu)
• eosinofily
7% fagocytů je na periferii, zbytek v kostní dřeni, odtud se průběžně vyplavují
Průběh fagocytózy
• Adheze
• Diapedeze- průchod leu krevní stěnou
• Chemotaxe- před samotnou fagocytózou
fagocyty přilákány na místo zánětu
• Opsonizace- tvorba opsoninů ( protilátky, složky
komplementu, aj.), významně urychlí následnou
fagocytózu
• Vzájemné rozpoznání a přichycení- pomocí
receptorů na povrchu membrány fagocytu
• Ingesce- obemknutí částice panožkami (
fagozom)
• Degradace- fagozom splývá s primárním
lyzozomem- sekundární lyzozom
• Exocytóza – po ukončeném trávení se mohou z
buňky vyloučit zbytková tělíska
Exocytóza
Druhy exocytózy
• řízená ( regulovaná)
Ovládaná změnou hladiny Ca, jde o sekreci látek do okolí na vnější podnět
zachycený receptorem
• konstitutivní
Není ovládána změnou Ca, plynulý přesun vezikul
Přenos látek z buňky do mimobuněčného prostoru.
Slouží k vyloučení enzymů, hormonů, neuromediátorů, zbytková tělíska fagocytózy
Kroky sekrece:
• Syntéza látky v GER
• Úprava látky v Golgiho aparátu
• Přenos sekrečních granul a
vezikul
• Splynutí membrány vezikuly s
buněčnou
▪ je posloupnost vzájemně koordinovaných
procesů
▪ od jednoho buněčného rozdělení k
následujícímu
Buněčný cyklus
Interfáze(90-95%cyklu)
• Tvorba buněčné stěny
• Růst buňky
• Tvorba cytoplazmy, dělí se mitochondrie, vznikají
membrány
Dělí se na:
• G1 fázi
• S fázi
• G2 fázi
Buňka se nedělí
G1 fáze
Metabolická aktivita,
zdvojení buněčné hmoty,
intenzivní syntetické procesy
BUŇKA ROSTE
G2 fáze ( premitotická)
Syntéza a aktivace proteinů
k vytvoření mitotického
aparátu
S fáze
Zdvojení (replikace) DNA
mitóza
profáze
• Spiralizace chromozomů, stávají se viditelné a barvitelné
• Mizí jaderná blána a jadérko
• V cytoplazmě se u opačných pólů objevují základy mikrotubulů
dělícího vřeténka
metafáze
• Nejdelší část mitózy
• Jaderná blána a jadérko zcela zmizely
• Chromozomy se dostávají do rovníkové(
ekvatoriální) roviny dělícího vřeténka
• Chromozomy rozštěpeny na 2 identické
poloviny
anafáze
• Nejkratší část mitózy
• Na počátku simultánní rozdělení
centromer a sesterských chromatid
• Chromozomy se rozcházejí k pólům
dělícího vřeténka
• Celá buňka se protahuje
na konci anafáze jsou na opačných pólech dvě ekvivalentní
skupiny chromozómů
telofáze
• Seskupení chromozomů u pólů buňky
• Postupná despiralizace chromozomů
• Obnovení jaderné membrány
takto vzniklá jádra mají stejný počet chromozómů
ale poloviční obsah DNA než mateřské jádro
pokud buňka nedostane signál „vpřed“
v G1 fázi, dostane se do fáze G0 V této
fázi je většina buněk našeho těla
NEJDŮLEŽITĚJŠÍ KONTROLNÍ BOD
Posmitotické buňky – G0 fáze
meióza
• Jiný typ dělení - redukční
• Pouze pohlavní bb. ( spermie,
oocyty)
Rozdíl :
• Mitóza- uchovává stejný počet
chromozomů
• meióza- redukuje původní počet
chromozomů na polovinu
Zánik buněk - apoptóza
• Programová, přirozená( fyziologická) smrt
• Hlavní bílkoviny uplatňující se při apoptóze – kaspázy
Proces apoptózy
1. Buňka se zmenšuje a vlivem kolapsu
cytoskeletu se zakulacuje
2. Cytoplazma se jeví jako zahuštěná
3. Pyknóza jádra
4. V buňce se zastavují syntetické procesy
5. Membrána jádra se trhá a jaderná DNA
se štěpí a jádro se rozpadá(
karyorrhexe)
6. Na povrchu buněčné membrány
vznikají výběžky
7. Tvorba apoptických tělísek
8. Pohlcování apoptických tělísek fagocyty
Mechanismy navození apoptózy
Vnější aktivační dráha
• přes „receptory smrti“ na
buněčné membráně
• aktivace kaspáz
• spuštěno bb. imunitního
systému ( aktivované Tlymfocyty
– NK bb)
Vnitřní aktivační dráha
• Signál z mitochondrií ( z jejich
mezimembránového prostoru se
uvolňuje cytochrom C
• Aktivace kaspáz
Význam apoptózy
• Udržování homeostázy v organismu( regulace rovnováhy mezi
množícími se a umírajícími bb)
• Při selekci bb ( pohlavních, imunitních)
• Při ochraně organismu před rizikovými bb( zhoubné bb, virem
infikované bb)
• Při ochraně organismu před cizorodými bb ( paraziti, transplantáty)
• Fyziologický zánik bb děložní sliznice
• Selekce chybných a nežádoucích bb a remodelace orgánů během
vývoje embrya
Apoptóza
v prenatálním období
• Oddělení prstových paprsků
zánikem interdigitálních prostor
• Apoptóza ektodermových bb při
splývání žaberních oblouků s
dalšími základy během vývoje
tváře, rtů, tvrdého patra
• Úpravný mechanismus při vývoji
mozku – eliminace neuronů, které
nenavázaly funkční spoje
v postnatálním období
• Zánik přes 97% lymfocytů, které
nedokončí dozrávání v thymu
• Zánik folikulů ve vajíčku
• Zánik keratinocytů v povrchových
částech kůže
• Zánik žlázových bb mléčné žlázy po
ukončení kojení
Nekróza
• Důsledek nevratného poškození bb
( po ischemii, fyzikálním či chemickém
poškození)
• Patologický proces
• Bb zvětší svůj objem vlivem
onkotického tlaku bobtnají ( onkóza)
• Prasknutí buněčné membrány i
membrán organel – uvolnění enzymů a
dalších látek do okolí buňky
zánětlivá reakce
Regenerace buněk
Dle typu obměny lze řadit do 3 skupin:
1. buňky, které trvale žijí v G0 fázi( myocyty, neurony) – v případě zániku
nejsou nahrazovány
2. buňky s velmi dlouhou G1 fází – i v období diferenciace schopné se dělit
( jaterní bb, endotelové bb cév, neuroglie)
3. buňky, které se doplňují z málo diferencovaných rezervních bb (
kmenových bb)
Kmenové bb
- Setrvávají na nízkém stupni diferenciace, ale schopnost diferenciace zachována
- Jsou zdrojem nových generací bb – umožňují tělu udržovat a opravovat poškozené a
opotřebované tkáně
- Mají trvalou schopnost sebeobnovy ( autoreplikace)- jejich počet se významně
nemění
- Mají různě dlouhý buněčný cyklus
- Při jejich mitóze ( asymetrická) vznikají 2 různé dceřiné bb( kmenová +
diferencovaná)
Typy kmenových buněk
Zárodečné – získané ve stádiu moruly nebo později z blastocysty ( 5. den
po oplození)
Výhody: dokáží se diferencovat do všech typů bb
Somatické – získané z různých tkání dospělých jedinců
Výhody: dostupné ve větším množství, ale omezená schopnost
diferenciace do odlišných buněčných kolonií
Indukované – získané přeprogramováním běžných somatických bb
Výhody: mohou být odebrány a použity u téhož pacienta, ale zatím
nedostatečně prozkoumaná oblast, počet takto získaných bb je
poměrně nízký