Mikroskopická stavba žláz asociovaných s trávicí trubicí • játra • pankreas • slinné žlázy Embryonální vývoj Petr Vaňhara, PhD Ústav histologie a embryologie LF MU pvanhara@med.muni.cz GIT III • Jaterní parenchym – největší žlázová tkáň lidského těla • Nutritivní a funkční krevní zásobení • Endokrinní i exokrinní funkce • Uniformní histologická struktura ve všech čtyřech hlavních anatomických oddílech (lalocích) i segmentech - Hepatocyty a další buněčné typy - Stroma pojivové tkáně - Krevní a lymfatické cévy - Sinusoidy - Inervace - Vazivové pouzdro - Serózní pokryv JÁTRA (HEPAR) • Serózní mesothelium • Vazivo – kolagenní a elastická vlákna • 70-100m • Porta hepatis CAPSULA FIBROSA HEPATIS Porta hepatis CAPSULA FIBROSA HEPATIS JATERNÍ PARENCHYM Portobiliární oblast Centrální véna FUNKČNÍ • kapilární řečiště žaludku a střev • vena portae • interlobulární vény • cirkumlobulární venuly NUTRITIVNÍ • aorta, truncus coeliacus • arteria hepatica communis • (segmentové tepny) • interlobulární tepny • cirkumlobulární arterioly • jaterní sinusoidy • venae centrales hepatis • venae sublobulares • venae hepaticae • vena cava inferior 70-75% 25-30% IVC V. hepatica d. m. s. Porta hepatis VASKULARIZACE Gartner, Hiatt: Color Textbook of Histology (2001) VASKULARIZACE JATERNÍ PARENCHYM – PORTOBILIÁRNÍ OBLASTI A CENTRÁLNÍ VÉNY • Tři různé možné definice • Morfologická – lalůček centrální vény lobulus venae centralis • Metabolická – jaterní acinus − metabolická zóna 1 – 3 − zásobení hepatocytů kyslíkem • Historická jednotka – lobulus venae interlobularis (portální lalůček) wiki MIKROSKOPICKÉ ČLENĚNÍ JATERNÍ TKÁNĚ JATERNÍ PARENCHYM – PORTÁLNÍ TRIÁDY A CENTRÁLNÍ VÉNY JATERNÍ ACINUS • Klasická morfologická jednotka • Polygonální buňky (hexagonální), 0.7 x 2mm • Centrální véna • Trámce hepatocytů – radiální uspořádání • Jaterní sinusoidy • Portální triáda, portobiliární oblast LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY (LOBULUS VENAE CENTRALIS) LALŮČEK CENTRÁLNÍ VÉNY (LOBULUS VENAE CENTRALIS) Kontakt tří-čtyř sousedících lalůčku • Interlobulární arterie (a. interlobularis) • Interlobulární véna (v. interlobularis) • Interlobulární žlučovod (d. bilifer interlobularis) • Lymfatické cévy • Inervace – nervus vagus Řídké intersticiální vazivo PORTÁLNÍ TRIÁDA Ham: Textbook of Histology PORTÁLNÍ TRIÁDA CENTRÁLNÍ VÉNA A PORTÁLNÍ TRIÁDA • tenkostěnná véna • kolagenní vlákna • minimum svalových buněk CENTRÁLNÍ VÉNA (VENA CENTRALIS) CENTRÁLNÍ VÉNA (VENA CENTRALIS) • Hepatocyty ‒ trámce (trabekulární epitel) ‒ šířka 1-2 buňky, časté anastomózy • Sinusoidy – 9-15m – Anastomozující síť plochých endoteliálních buněk – Bez bazální membrány – žádná difuzní bariéra – Fenestrace - 100nm, chybí diafragma – Intercelulární prostor – Perisinusoidální (Dissého) prostor – Retikulární vlákna, perisinusoidální fibroblasty – Rozptýlené Kupferovy buňky (monocyto-makrofágový systém) – Perisinusoidální Itovy buňky • Vena centralis HEPATOCYTY A JATERNÍ SINUSOIDY JATERNÍ SINUSOIDY JATERNÍ SINUSOIDY • Polygonální buňky jaterního parenchymu • 20x30m • Nepravidelné trámce mezi sinusoidy • Obvykle jedno centrálně umístěné jádro, bia multi-nukleární buňky jsou časté (20%) • Jadérka • Lyzosomy • Glykogen • Funkční povrchy: – Žlučový pól - sekreční – membrány sousedících hepatocytů tvořící žlučovou kapiláru – Krevní pól - absorpční - sinusoidální – mikroklky orientované do Dissého prostoru – Membrány se spojovacími komplexy HEPATOCYTY • Mezibuněčný prostor • Endotel sinusoid - Hepatocyty – Spojení Dissého prostoru a lumen sinusoidů díky fenestrovaným endoteliálním buňkám – Hepatocyty v přímém kontaktu s plazmou (mikroklky) – Itovy buňky DISSÉHO PROSTOR KUPFFEROVY BUŇKY • Jaterní makrofágy • Mononukleární fagocytární systém • Fagocytují cizí částice, poškozené erytrocyty, bakterie, ... ITOVY BUŇKY • Hvězdicovité (stelátní, perisinusoidové) buňky • Tukové kapénky • Deponují vitamin A • Produkují jemné retikulární vazivo • Antigen prezentující buňky (lipidové antigeny) DALŠÍ BUŇKY JATERNÍHO PARENCHYMU KUPFFEROVY BUŇKY KUPFFEROVY BUŇKY MIKROPROSTŘEDÍ DISSÉHO PROSTORU MIKROPROSTŘEDÍ DISSÉHO PROSTORU FUNKČNÍ DOMÉNY HEPATOCYTU • Dlouhé mitochondrie s plochými nebo tubulárními kristami • Zřetelné RER, SER a Golgi • Glykogen, tukové kapénky, lysosomy, peroxisomy ULTRASTRUKTURA HEPATOCYTU Erytrocyt Těsný spoj Žlučová kapilára Dissého prostor Kupferovy buňky Itovy buňky Jádro Dissého prostor Z krevní plazmy: Glukóza, aminokyseliny, žlučové kyseliny Krevní proteiny (sérový albumin, fibrinogen, protrombin, komplement, transferrin, atd.) FUNKČNÍ VZTAHY HEPATOCYTŮ Žlučové kyseliny Bilirubin Steroidy Léčiva K+ Těsný spoj Žlučová kapilára Cholestasa FUNKČNÍ VZTAHY HEPATOCYTŮ • Syntéza a metabolismus látek krevní plazmy − Proteosyntéza – RER + Golgi (plasmatické proteiny – albuminy, prothrombin, fibrinogen) − Metabolismus tuků – SER, peroxisomy (lipidová konverze mastných kyselin a glukózy, syntéza lipoproteinů) − Metabolismus glukózy a sacharidů - syntéza glykogenu, glykogenolýza a glukoneogeneze (insulin / glukagon) METABOLICKÁ AKTIVITA HEPATOCYTŮ • Detoxifikace ‒ SER (steroidy, barbituráty, polyaromatické látky rozpustné v tucích atd., endo- a exotoxiny) ‒ Lysozomy (autofagie, degradace endocytovaných molekul) ‒ Peroxisomy • Metabolismus a deponování vitamínů a stopových prvků • Produkce žluči ‒ Recyklace žlučových kyselin (90%) ‒ 10% syntéza de novo ‒ konjugace nerozpustného (toxického) bilirubinu a glukuronové kyseliny na rozpustný (netoxický) komplex bilirubin- glukuronid ‒ SER ‒ hyperbilirubinemie (nekojugovaný/konjugovaný bilirubin) METABOLICKÁ AKTIVITA HEPATOCYTŮ ENTEROHEPATICKÝ OBĚH • Resorpce v terminální části ilea • Vena portae • Sinusoidy Hepatocyty • Žlučové kanálky • Intra a extrahepatální cesty • Duodenum Krevní pól Žlučový pól ENTEROHEPATICKÝ OBĚH Žlučové kanálky - mezibuněčný prostor mezi hepatocyty - 1-2m - nemají stěnu, ohraničené jen membránami hepatocytů - spojovací komplexy Heringovy kanálky - navazují na žlučové kapiláry - jednoduchý dlaždicový epitel Interlobulární žlučovody - cholangiocyty - kubický nebo nízký cylindrický epitel + vazivo Lobární žlučovody - ductus hepaticus dexter et sinister - vysoký jednovrstevný cylindrický epitel - mucinózní žlázky Ductus hepaticus, ductus cysticus, ductus choledochus - sliznice - fibromuskulární vrstva - sfinkter INTRAHEPATÁLNÍ EXTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY http://alexandria.healthlibrary.ca/documents/notes/bom/unit_4/unit%204%202005/L- 39%202008%20%20histology%20of%20the%20pancreas.xml INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY Centrální véna Cirkulobulární venula Portální arteriola Interlobulární žlučovod Heringův kanálek Žlučový kanálek HEPATOCYTY CHOLANGIOCYTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY Centrální véna Cirkulobulární venula Portální arteriola Interlobulární žlučovod Heringův kanálek Žlučová kapilára HEPATOCYTYCHOLANGIOCYTY INTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY d. hepaticus communis + d. cysticus  d. choledochus papilla duodeni major m. sphincter ampullae hepatoduodenalis (Oddiho sfinkter) EXTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY DOI: 10.1007/s00534-010-0362-5 · Sliznice - podélné řasy - jednovrstevný cylindrický epitel (cholangiocyty) - ve vazivu mucinózní žlázky a pohárkové buňky Fibromuskulární vrstva - hustá síť kolagenních a elastických vláken - leiomyocyty Modifikace žluči EXTRAHEPATÁLNÍ ŽLUČOVÉ CESTY ŽLUČOVÉ CESTY Stěna silná 1-2mm - Sliznice - Svalová vrstva - Seróza/adventicie Sliznice - slizniční řasy - 20-50m jednovrstevný cylindrický epitel s mikroklky - četné spojovací komplexy - lamina propria mucosae - řídké kolagenní vazivo s mucinózními tuboalveolárními žlázkami - lamina muscularis mucosae chybí Svalová vrstva (Muscularis propria) - prostorová síť hladkých svalových buněk, - elastická vlákna Seróza - mohutná vrstva subserózního vaziva (l. propria serosae) ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) Koncentrace žluči - Sekrece žluči játry – cca 0,8-1l denně - Cholecystokinin (enteroendokrinní buňky) - Objem žlučníku 15-60 ml - Resorpce vody ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) mucosa Muscularis propria serosa ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) ŽLUČNÍK (VESICA FELLEA) VÝVOJ JATER A ŽLUČOVÝCH CEST Játra • Začátek 4. týdne • Výchlipka kaudálního úseku předního střeva - pars hepatica - pars cystica • Jaterní divertikulum prorůstá do septum transversum (ventrálního mesododena) - entoderm výchlipky: jaterní trámce - mezenchym: vazivová a hematopoetická tkáň - vv. omphalomesentericae - sinusoidy • dramatický růst – 10. týden 10% hmotnosti plodu • sekrece žluči 12-16. týden • Složená, čistě serózní tuboalveolární žláza • Exokrinní i endokrinní charakter – pankreatický acinus – Langerhansovy ostrůvky • Hlavní vývod (Wirsungův) ústí do Vaterské papily jako společný žlučový a pankreatický vývod • Vazivové pouzdro z hustého kolagenního vaziva • Septa – krevní cévy, inervace a interlobulární vývody SLINIVKA BŘIŠNÍ (PANCREAS) • Epiteliální buňky pyramidového tvaru • Pankreatické trávicí enzymy • Vsunuté vývody • Serózní buňky acinů – Polarizované sekreční buňky – Bazofilní – Apikální část – Golgi a zymogenní granula – Microklky – Spojovací komplexy • Centroacinózní buňky – Centrálně umístěné jádro, dlaždicový charakter – Navazují na vsunuté vývody PANKREATICKÝ ACINUS PANKREATICKÝ ACINUS PANKREATICKÝ ACINUS PANKREATICKÝ ACINUS • Centroacinózní buňky • Vsunuté vývody – jednovrstevný plochý epitel + bazální membrána • Intralobulární a interlobulární vývody – jednovrstevný kubický – nízký cylindrický epitel • Hlavní pankreatické vývody – D. pancreaticus major – Wirsungi a D. pancreaticus accessorius - Santorini – dvouvrstevný cylindrický epitel a vrstva hustého kolagenního vaziva – intramurální mucinózní tubulózní žlázky, pohárkové buňky, EC buňky PANKREATICKÉ VÝVODY • cca 1000-2000 ml denně • alkalické pH (8.8), HCO3 - (epitel vsunutých vývodů) • mucin (epitel velkých vývodů) • Hydrolázy různého druhu – Trypsinogen – Chymotrypsinogen – Proelastáza – Karboxypeptidáza – Pankreatická lipáza – Amylázy – … Trávicí enzymy Hormonální regulace (sekretin, cholecystokinin) + parasympatikus EXOKRINNÍ FUNKCE PANKREATU Glukagon  Spotřeba glykogenu v játrech a svalech  Zvýšení hladiny krevní glukózy Insulin  Zvýšení permeability buněčných membrán pro glukózu  Oxidace glukózy v tkáních  Snížení hladiny krevní glukózy  Syntéza glykogenu v játrech a svalech Somatostatin  Zastavuje uvolňování GIT hormonů Pankreatický polypeptid  Autoregulace pankreatické sekrece ENDOKRINNÍ FUNKCE PANKREATU LANGERHANSOVY OSTRŮVKY • Skupiny světle zbarvených buněk • cca 1,5  106 • Tenké vazivové pouzdro • Trámce epiteliálních buněk • Sinusoidy • Obecné znaky APUD buněk A buňky: 20%, glukagon  B buňky: 60-70%, insulin  D buňky: minoritní, somatostatin  PP buňky: minoritní, pankreatický polypeptid LANGERHANSOVY OSTRŮVKY LANGERHANSOVY OSTRŮVKY VÝVOJ PANKREATU Pankreas • 4. týden • Dvojí výchlipka kaudálního úseku předního střeva - pancreas dorsale - pancreas ventrale • rotace • ductus pancreaticus • sekundárně retroperotineální • Langerhansovy ostrůvky aktivní od 4. měsíce • Serózní aciny • Mucinózní tubuly Mucinózní tubuly Serózní demiluny Serózní aciny Žíhaný vývod Hlavní vývod VELKÉ SLINNÉ ŽLÁZY GL. PAROTIS GL. PAROTIS GL. SUBMANDIBULARIS GL. SUBLINGUALIS PANCREASGL. PAROTIS GL. SUBMANDIBULARIS GL. SUBLINGUALIS VELKÉ SLINNÉ ŽLÁZY Gl. parotis • první (6. týden) • ektodermové pupeny koutků stomodea • proliferace solidních provazců • luminizace a vývoj acinů (10. týden) • vazivo - mesenchym VÝVOJ VELKÝCH SLINNÝCH ŽLÁZ Gl. submandibularis • konec 6. týdne • entodermové pupeny báze stomodea • proliferace solidních provazců paralelně s vyvíjejícím se jazykem • luminizace a vývoj acinů (12. týden) • vazivo – mesenchym • růst i po narození Gl. sublingualis • 8. týden • vícečetné entodermové pupeny v paralingválním žlábku • proliferace solidních provazců • luminizace a vývoj žlázového parenchymu • vazivo – mesenchym • 10-12 nezávislých vývodů VELKÉ SLINNÉ ŽLÁZY - VÝVOJ Gl. submandibularis Gl. parotis Děkuji za pozornost Petr Vaňhara, PhD Ústav histologie a embryologie LF MU pvanhara@med.muni.cz http://www.med.muni.cz/histology EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ TRÁVICÍ SOUSTAVY – Lewis Wolpert, 1989 It is not birth, marriage or death which is the most important time in your life, but Gastrulation. TÝDEN cca 4. 5. VELIKOST EMBRYA 3 mm 5 mm? VÝVOJ GIT PRIMITIVNÍ STŘEVO cefalokaudální a laterální flexe embrya VÝVOJ GIT počátek 4. týdne • orofaryngová (stomodeoum) membrána • kloaková (proktodeum) membrána Přední střevo • primitivní farynx ( a deriváty) • dolní cesty dýchací ( laryngotracheální výchlipka) • játra a žlučové cesty ( jaterní divertikulum) • pankreas ( pankreatické výchlipky) • jícen a žaludek • proximální duodenum Střední střevo • distální duodenum, ileum, jejunum • caecum, appendix, colon ascendens, colon transversum (1/2-2/3) Zadní střevo • colon transversum (1/3-1/2), colon descendens, colon sigmoideum • rectum, anální kanál • část močového systému (výstelka močového měcháře, uretry) PRIMITIVNÍ STŘEVO • derivát předního střeva • tracheoezofágové septum (4. týden) • rychlý růst kaudálně díky vývoji srdce a plic (konečná relativní délka 7. týden) • výstelka endodermového původu • obliterace, rekanalizace do konce 8. týdne • svalová vrstva z mezenchymu kaudálních faryngových oblouků nebo splanchnopleury JÍCEN • derivát předního střeva • fusiformní dilatace (4. týden) v mediální rovinně • podélná a ventrolaterální expanze  vznik velké a malé kurvatury • rotace žaludku ŽALUDEK • rotace žaludku • 90° ventrální malá kurvatura  doprava dorsální velká kurvatura  doleva levá strana  ventrálně pravá strana  dorsálně kraniální část  doleva kaudálně kaudální část  doprava kraniálně výsledná anatomická poloha l. a p. nervus vagus • mezenteria žaludku • mezogastrium dorsale (zadní)  bursa omentalis a omentum majus • mezogastrium ventrale (přední)  fixace žaludku a duodena ŽALUDEK • duodenální klička • 5.a 6. týden – obliterace v důsledku proliferace endodermu, rekanalizace 8. týden • úzký vztah s vývojem jater a pankreatu • kaudální přední a kraniální střední střevo • důsledek rotace žaludku a duodena - retroperitoneální poloha duodena a pankreatu DUODENUM • Výchlipka ventrální stěny embryonálního duodena – jaterní divertikulum • Pars hepatica (parenchym + ductus hepaticus) a pars cystica (ductus cysticus + žlučník) vytváří d. choledochus • Rychle proliferující buňky pronikají do septum transversum (mesodermální ploténka mezi perikardiální dutinou a žloutkovým vakem) a vrůstají do ventrálního mesenteria • Jaterní trámce  parenchym • Interakce mezi buňkami jaterních trámců a vv. omphalomesentericae indukují vznik jaterních sinusoid • Vazivo, Kupfferovy a hematopoetické buňky – z mesodermu septum transversum • Mesoderm na povrchu diferencuje ve viscerální peritoneum •10. týden - 10% těla - hematopoeze • 12. týden - produkce žluči JÁTRA JÁTRA A HEMATOPOEZE JÁTRA A HEMATOPOEZE - 6. týden vývoje - dvě endodermální divertikula - dorsální a ventrální výchlipka duodena (= pancreas dorsale et ventrale) - po rotaci duodenální kličky obě divertikula splývají  vývody zůstávají (ventrální - hlavní and dorsální - vedlejší) - nejprve duktální systém - následně vývoj sekrečních acinů - buňky, které nejsou součástí duktů, vytváří izolované skupiny a diferencují do buněk Langerhansových ostrůvků - od 4. měsíce vývoje i.u. – sekreční aktivita PANKREAS PANKREAS – SEKUNDÁRNĚ RETROPERITONEÁLNÍ A – hESC  endoderm B – primitivní střevo C – přední střevo D – pankreatické prekurzory E – Insulin produkující -buňky PANKREAS – IN VITRO ORGANOGENEZE • distální duodenum, ileum, jejunum • caecum, appendix, colon ascendens, colon transversum (1/2-2/3) • a. mesenterica superior • pupeční klička se dvěma raménky komunikuje se žloutkovým vakem • komunikace s extraembryonálním coelomem – fyziologická pupeční hernie – 6. týden • repozice 10. týden STŘEDNÍ STŘEVO • v pupečníku rotace o 90° • po repozici o dalších 180° https://www.youtube.com/watch?v=eB0tcf-mDH8 STŘEDNÍ STŘEVO - ROTACE STŘEDNÍ STŘEVO – FYZIOLOGICKÁ UMBILIKÁLNÍ HERNIE • colon transversum (1/3-1/2), colon descendens, colon sigmoideum • rectum, anální kanál • část močového systému • a. mesenterica inferior • kloaka - společné přechodné vyústění urogenitálního a trávicího systému - kloaková membrána - entoderm kloaky a ektoderm proktodea ZADNÍ STŘEVO ZADNÍ STŘEVO • kloaka - kloaková membrána - entoderm kloaky a ektoderm proktodea • urorektální septum dělí kloaku na dorsální anorektální kanál a ventrální sinus urogenitalis • srůstem s kloakovou membránou vznikne membrana analis a membrana urogenitalis • perineum • 8. týden – perforace anální membrány močový měchýř urethra feminina horní část urethra masculina vestibulum vaginae rektum horní část análního kanálu ZADNÍ STŘEVO – KLOAKA A JEJÍ DERIVÁTY • anální kanál 2/3 ze zadního střeva, 1/3 z proktodea linea pectinata – původní poloha anální membrány anokutánní linie – změna epitelu ZADNÍ STŘEVO – RECTUM A ANUS - Mikroskopická stavba jater: endokrinní a exokrinní funkce jater, vaskularizace, jaterní lalůček a jeho definice, jaterní buňky, ultrastruktura a funkce hepatocytů, organizace intra- a extrahepatálních cest - Mikroskopická stavba pankreatu: endokrinní a exokrinní složka, pankreatický acinus a jeho vývody, ultrastruktura a funkce acinárních buněk, Langerhansovy ostrůvky a jejich struktura, buněčné typy ostrůvků a jejich funkce - Embryonální vývoj a morfogeneze trávicí trubice, jater a pankreatu, primitivní střevo a jeho deriváty, jícen, žaludek a střevo, flexe zárodku a rotace žaludku a střeva, jaterní a pankreatické divertikulum, diferenciace jednotlivých buněčných typů MIKROSKOPICKÁ STAVBA ŽLÁZ A VÝVOJ TRÁVICÍ TRUBICE - SHRNUTÍ Děkuji za pozornost Petr Vaňhara, PhD Ústav histologie a embryologie LF MU pvanhara@med.muni.cz http://www.med.muni.cz/histology