Tkanka mięśniowa, tkanka nerwowa
Transkrypt
Tkanka mięśniowa, tkanka nerwowa
Aparat kurczliwy w tkance mięśniowej: • miofilamenty cienkie (aktyna i białka pomocnicze) • miofilamenty grube (miozyna 2) Tkanka mięśniowa Miofilamenty nie kurczą się, lecz przesuwają względem siebie („główki” miozyny kroczą po aktynie) • pobudliwość • kurczliwość Klasyfikacja tkanki mięśniowej: Mięśnie gładkie • jednostka strukturalna i czynnościowa - komórka • aparat kurczliwy o niższym poziomie uporządkowania • reagują na różne bodźce (nerwowe, hormonalne i inne) • nie podlegają naszej woli • skurcz wolny, ale długotrwały • komórki produkują własne blaszki podstawne i składniki substancji międzykomórkowej (m.in. włókna sprężyste i srebrochłonne) (1) mięśnie gładkie (2) mięśnie poprzecznie prążkowane mięśnie szkieletowe kom. mięśniowa gładka rozluźniona mięsień sercowy obkurczona Komórki mięśniowe gładkie tworzą warstwy (błony mięśniowe) lub pęczki i są połączone neksusami, co umożliwia przekazywanie bodźców Komórka mięśniowa gładka - miocyt • wydłużona, wrzecionowata • pałeczkowate jadro • organelle zgrupowane na biegunach jądra • pozostałą cytoplazmę zajmuje aparat kurczliwy – znaczna przewaga filamentów cienkich • otoczona blaszką podstawną • podbłonowo zlokalizowane kaweole Występowanie: • naczynia krwionośne, przewody organizmu: układ pokarmowy, drogi oddechowe, układ moczowopłciowy (w szczególności macica, pęcherz mocz.) – błony mięśniowe • mięśnie wyprostne włosa, tęczówka – pęczki 1 Bardzo liczne cienkie i nieliczne grube miofilamenty tworzą wydłużoną sieć Miofilamenty cienkie są powiązane ze sobą i przyczepione do błony komórkowej za pośrednictwem białek wiążących aktynę Aparat kurczliwy: • miofilamenty cienkie: - aktyna - tropomiozyna - kaldesmon - kalponina • miofilamenty grube: miozyna 2 Molekularny mechanizm skurczu komórki mięśniowej gładkiej: ciałka gęste (α-aktynina) podbłonowa płytka gęsta (α-aktynina, winkulina) kaweole 1. Bodziec zewnątrzkomórkowy (różne) 2. Otwarcie kanałów wapniowych w błonie komórkowej i kaweolach oraz uwolnienie Ca2+ z cystern siateczki gładkiej 3. Wzrost poziomu Ca2+ w cytoplazmie (sygnał wewnątrzkomórkowy) 4. Przyłączenie jonów wapniowych do białka kalmoduliny 5. Kompleks kalmodulina-Ca aktywuje kinazę lekkich łańcuchów miozyny… ↑ Ca2+ Komórki śródmiąższowe Cajala (ICC) 6. Kinaza fosforyluje łańcuchy lekkie, co powoduje odsłonięcie miejsc wiążących aktynę (specyficzna populacja komórek mięśniowych gładkich) • liczne długie wypustki • słabiej rozwinięty ap. kurczliwy • liczne zakończenia nerwowe • bardzo liczne neksusy Funkcje: • spontanicznie generują bodźce skurczowe (kom. „rozrusznikowe”) • pośredniczą w przekazywaniu bodźców pomiędzy zakończeniami nerwowymi a „roboczymi” komórkami mięśniowymi ICC Występowanie: • przewód pokarmowy • naczynia krwionośne • moczowód 7. Miozyna łączy się z aktyną (energia z rozkładu ATP) 8. Skurcz Niemięśniowe komórki kurczliwe: - różne pochodzenie - aparat kurczliwy jak w komórkach mięśniowych gładkich Unerwienie mięśniówki gładkiej • pochodzi z autonomicznego układu nerwowego • włókna pozazwojowe przebiegają pomiędzy komórkami mięśniowymi • na przebiegu włókien znajdują się poszerzenia (żylakowatości), w których zawarte są pęcherzyki z neuromediatorem • neuromediator jest uwalniany, swobodnie dyfunduje pomiędzy miocytami i łączy się ze swoistymi receptorami na powierzchni komórek mięśniowych single-unit (najbardziej powszechne) neksusy c-kit • Komórki mioepitelialne - pochodzenie nabłonkowe - obecne w niektórych gruczołach - „wyciskają” wydzielinę do przewodów • Miofibroblasty - pochodzenie mezenchymatyczne - obecne w skórze i niektórych narządach - uczestniczą w gojeniu ran żyła GAP-43 PGP 9.5 • Komórki mioidne - pochodzenie mezenchymatyczne - występują w jądrze - „wypychają” plemniki z kanalików nasiennych multi-unit • Perycyty - pochodzenie mezenchymatyczne - występuja w ścianie naczyń włosowatych - regulują światło naczynia 2 Mięśnie szkieletowe • jednostka strukturalna i czynnościowa – włókno mięśniowe • aparat kurczliwy o uporządkowanym układzie • reagują wyłącznie na bodźce nerwowe (somatomotoryczne) • zależą od naszej woli • skurcz szybki, ale krótkotrwały • włókna mięśniowe wytwarzają własną blaszkę podstawną Mięsień szkieletowy jest narządem zbudowanym z włókien mięśniowych i tkanki łącznej otaczającej brzusiec (namięsna), pęczki włókien (omięsna) i pojedyncze włókna mięśniowe (śródmięsna) W tkance łącznej przebiegają naczynia krwionośne i włókna nerwowe Włókno mięśniowe szkieletowe jest wielojądrzastą zespólnią (syncytium) powstałą przez zespolenie wielu komórek prekursorowych (mioblastów) Budowa włókna mięśniowego szkieletowego: • sarkolema (błona komórkowa + blaszka podstawna) • wąska obwodowa warstwa cytoplazmy zawierająca jądra i organelle miofibryle • obszar centralny zawierający aparat kurczliwy tworzący równolegle ułożone, poprzecznie prążkowane miofibryle • pomiędzy miofibrylami: mitochondria, kanaliki T, siateczka sarkoplazmatyczna glikogen, mioglobina Budowa miofibryli: cienkie I Miofibryle układają się w ten sposób, że sarkomery znajdują się na tym samym poziomie - daje to efekt poprzecznego prążkowania całego włókna mięśniowego Molekularna struktura miofilamentów H regularny układ miofilamentów tworzy segmenty - sarkomery Z A I M Z grube tropomiozyna aktyna troponina (C, I, T) • linia Z: α-aktynina • linia M: miomezyna, kinaza kreatynowa miozyna 3 Bodziec dochodzi do każdego włókna mięśniowego z zakończenia włókna nerwowego, płytki motorycznej (synapsa nerwowo-mięśniowa) Jednostka motoryczna – neuron ruchowy wraz ze wszystkimi włóknami mięśniowymi zaopatrywanymi przez ten neuron • małe jednostki – mięśnie bardziej precyzyjne (np. mięśnie okoruchowe – ok. 10) • fałdy sarkolemy • kanały sodowe • neuroprzekaźnik: acetylocholina • receptory N – kanały dla Na+ i K+ • duże jednostki – mięśnie mniej precyzyjne (np. mięsień dwubrzuścowy ok. 1000) Reakcja włókna mięśniowego na bodziec nerwowy - etapy Systemy błonowe otaczające miofibryle: kanaliki T i siateczka sarkoplazmatyczna CB T 1. Przekazanie bodźca nerwowego (płytka motoryczna) – otwarcie kanałów i depolaryzacja sarkolemmy 2. Wprowadzenie bodźca w głąb włókna (kanaliki T) 3. Zmiana kształtu białka wrażliwego na bodziec (zmianę potencjału błony) w błonie kanalika T 4. Mechaniczne otwarcie kanałów wapniowych w błonie cysterny brzeżnej kanaliki T – wpuklenia błony komórkowej zlokalizowane wzdłuż granic między prążkami I i A triada mięśniowa = kanalik T + 2 cysterny brzeżne siateczka sarkoplazmatyczna – odpowiednik siateczki gładkiej/kalciosomu, o segmentowym układzie, gromadzi jony wapniowe (obecność pomp i kanałów wapniowych); przy kanaliku T – cysterny brzeżne 5. Wzrost poziomu jonów Ca w cytoplazmie (czyli także w otoczeniu miofilamentów) … Molekularny mechanizm skurczu mięśniówki szkieletowej Połączenie mięsień-ścięgno … wzrost poziomu jonów Ca2+ (sygnał wewnątrzkomórkowy) 6. Jony Ca wiążą się z troponiną C 7. Troponina I poprzez troponinę T odsuwa tropomiozynę od aktyny 8. „Główki” miozyny wiążą się z aktyną 9. Miozyna „kroczy” po powierzchni aktyny – wykorzystując energię z ATP, miofilamenty przesuwają się względem siebie, sarkomer się skraca miofilamenty cienkie białka pośredniczące integryny kolagen 4 Typy włókien mięśniowych szkieletowych: Struktury receptoryczne mięśni szkieletowych – rejestrują długość i stan napięcia mięśnia • czerwone (typ I) – u człowieka najliczniejsze • pośrednie (typ IIA) • białe (typ IIX) Włókna białe: większa średnica, mniej mioglobiny i mitochondriów, węższe linie Z; bardzo szybki skurcz, szybkie zmęczenie IIX I IIA myosin heavy chain slow – MYH-slow myosin heavy chain fast – MYH-2A Włókna czerwone: mniejsza średnica, więcej mioglobiny i mitochondriów, szersze linie Z; wolniejszy skurcz, bardziej odporne na zmęczenie W jednym mięśniu mogą występować różne rodzaje włókien Mięsień sercowy: Z uwagi na przestrzenny charakter skurczu, komórki mięśnia sercowego (kardiomiocyty) oraz ich aparat kurczliwy tworzą przestrzenną sieć • jednostka strukturalna i czynnościowa - komórka • uporządkowany układ aparatu kurczliwego (sarkomery) • reaguje na bodźce generowane przez własne komórki • skurcz rytmiczny • skurcz przestrzenny Pomiędzy kardiomiocytami znajdują się bardzo liczne naczynia włosowate Komórki mięśnia sercowego zawierają: • centralne jądro, a wokół niego organelle • rozgałęzione pęczki miofilamentów zorganizowanych w sarkomery, a między nimi bardzo liczne mitochondria Kanaliki T i siateczka sarkoplazmatyczna w komórkach mięśnia sercowego pełnią te same funkcje co w włóknach mięśniowych szkieletowych, choć nieco różnią się morfologią i mechanizmem działania • szersze kanaliki T zlokalizowane na poziomie linii Z • mniejsze cysterny brzeżne • diady zamiast triad (kanalik T + 1 cysterna brzeżna) 5 Komórki układu bodźcotwórczo-przewodzącego są „prymitywnymi” komórkami mięśnia sercowego Komórki mięśnia sercowego są połączone wstawkami - zespołami połączeń międzykomórkowych desmosom 1 2 3 4 neksus powięź powięź przylegania • ubogi aparat kurczliwy • brak kanalików T • liczne neksusy Węzeł zatokowo-przedsionkowy (1), węzeł przedsionkowo-komorowy (2): spontaniczna, rytmiczna depolaryzacja Pęczek Hisa (3), włókna Purkiniego (4): pęczki komórek połączone neksusami między sobą i z kardiomiocytami roboczymi („rozprowadzanie” bodźców) Komórki: • komórki nerwowe (neurony) - sygnalizacja, neurosekrecja • komórki neurogleju (glejowe) - ochrona, wspomaganie Tkanka nerwowa Substancja międzykomórkowa: prawie nieobecna (blaszki podstawne) pobudliwość przewodnictwo Komórka nerwowa: ciało komórkowe (perykarion) wypustki: dendryty i neuryt (akson) Klasyfikacja komórek nerwowych: A. Liczba wypustek • jednobiegunowe • dwubiegunowe • pseudojednobiegunowe • wielobiegunowe Dendryty: Akson: różna liczba, krótsze, bardziej rozgałęzione, zawierają ciałka Nissla, nie mają kanałów sodowych otwieranych zmianą potencjału, przewodzą dośrodkowo pojedynczy, dłuższy, słabiej rozgałęziony, nie zawiera ciałek Nissla, posiada kanały sodowe otwierane zmianą potencjału, otoczony osłonkami, przewodzi odśrodkowo B. Długość aksonu • Golgi I (projekcyjne) - długi akson • Golgi II (lokalne) - krótki akson C. Kształt perykarionu • ziarniste • gwiaździste • piramidowe • gruszkowate jednobiegunowa dwubiegunowa pseudo-j.b. piramidowa wielobiegunowa gruszkowata 6 Komórka nerwowa W mikroskopie świetlnym, ciałka Nissla to zasadochłonne ziarna widoczne w perykarionie i dendrytach (nigdy w aksonie) Organelle: • ciałka Nissla (tigroid) • aparat Golgiego • mitochondria • lizosomy • cytoszkielet Inne: • neuromelanina • lipofuscyna (stożek aksonalny) s. nigra Mikroskop elektronowy ujawnia, że ciałka Nissla to skupiska szorstkiej siateczki śródplazmatycznej i wolnych rybosomów Cytoszkielet komórki nerwowej • neurofilamenty (= filamenty pośrednie) • neurotubule (= mikrotubule) Neurofilamenty pełnią funkcję podporową Neurotubule (mikrotubule) współpracujące z mechanoenzymami, są odpowiedzialne za transport organelli, pęcherzyków i dużych cząsteczek w perykarionie i w wypustkach. Przewodnictwo nerwowe Szczególnie istotny jest transport wewnątrz aksonu (transport aksonalny): • kanały potasowe („przecieku”) – otwarte • kanały sodowe (otwierane potencjałem) – zamknięte • pompa sodowo-potasowa dośrodkowy (retrogradowy) (dyneina → „–”) Potencjał spoczynkowy: odśrodkowy (anterogradowy) (kinezyna → „+”) mikrotubula 7 Potencjał czynnościowy: depolaryzacja błony komórkowej – otwarcie kanałów sodowych otwieranych zmianą potencjału) zamknięte inaktywowane otwarte zamknięte Włókno nerwowe = akson otoczony osłonką Osłonki aksonu są wytwarzane przez komórki neurogleju: • w obwodowym u.n. przez komórki Schwanna • w ośrodkowym u.n. przez oligodendrocyty i astrocyty akson miejsce wzbudzenia potencjału czynnościowego (początkowy odcinek aksonu) W zależności od typu osłonki, włókna nerwowe mogą być: • zmielinizowane (aksony są otoczone osłonką mielinową) • niezmielinizowane (aksony są otoczone cienką osłonką cytoplazmatyczną, niekiedy bez osłonki) szybkość: 1-3 m/s W niezmielinizowanych włóknach obwodowego układu nerwowego, aksony leżą w rynienkowatych zagłębieniach błony komórkowej komórek Schwanna (osłonka Schwanna) Aksony otoczone przez osłonkę Schwanna mają regularnie rozmieszczone kanały sodowe i przewodzą bodźce w formie fali depolaryzacji (przewodzenie ciągłe) Mielinizacja W zmielinizowanych włóknach obwodowego układu nerowowego, akson jest otoczony przez szczególną osłonkę mielinową, również wytworzoną przez komórki Schwanna W obwodowym układzie nerwowym jedna komórka Schwanna tworzy jeden segment osłonki mielinowej dla jednego aksonu Akson otoczony przez osłonkę mielinową ma nierównomiernie rozmieszczone kanały sodowe i przewodzi bodźce w formie złożonej z depolaryzacji błony i słabego prądu elektrycznego płynącego przez cytoplazmę (przewodzenie skokowe, do 120 m/s); osłonka mielinowa jest izolatorem elektrycznym Przewężenie Ranviera – styk dwóch segmentów osłonki mielinowej • fałdy cytoplazmy komórek Schwanna • w aksonie: - mitochondria - w błonie aksonu liczne kanały sodowe Wpuklenie błony komórki Schwanna (mezakson) owija się wielokrotnie wokół aksonu... ... co prowadzi do wytworzenia zwartego układu koncentrycznych, wielokrotnych warstw fosfolipidowych z niewielką ilością białek Akson 8 Przewodzenie skokowe • faza szybka (w obrębie segmentu osłonki, prąd elektryczny płynący przez cytoplazmę aksonu; osłonka działa jak izolator) • faza wolna (w przewężeniu Ranviera, depolaryzacja błony aksonu) Synapsy mogą się tworzyć pomiędzy aksonem a różnymi częściami komórek nerwowych, a także pomiędzy komórkami nerwowymi i włóknami mięśniowymi szkieletowymi Szybkość przewodzenia zależy od: • obecności osłonki mielinowej • grubości osłonki mielinowej • grubości aksonu • długości segmentów osłonki Typy włókien nerwowych: prędkość przewodzenia A: grube zmielinizowane B: cienkie zmielinizowane C: niezmielinizowane 15-120 m/s 3-15 m/s 1-3 m/s Synapsa składa się z części pre- i postsynaptycznej Część presynaptyczna: • pęcherzyki synaptyczne zawierające neuroprzekaźnik • mitochondria • kanały wapniowe • błona presynaptyczna i strefa aktywna Szczelina synaptyczna: • kadheryny łączące błony prei postsynaptyczną • aksodendrytyczne • aksosomatyczne • aksoaksonalne • płytki motoryczne Przewodzenie synaptyczne (synapsa chemiczna): 1. Potencjał czynnościowy dochodzi do części presynaptycznej 2. Otwierają się kanały wapniowe (otwierane zmianą potencjału) 3. Wzrost poziomu Ca2+ w części presynaptycznej uruchamia egzocytozę pęcherzyków synaptycznych 4. Cząsteczki neuroprzekaźnika dyfundują przez szczelinę synaptyczną i wiążą się z receptorami w błonie postsynaptycznej 5. Otwierają się kanały jonowe w błonie postsynaptycznej – zmiana potencjału błonowego Wydzielony do szczeliny synaptycznej neuroprzekaźnik w większości powraca (wychwyt zwrotny – endocytoza receptorowa) do części presynaptycznej lub ulega rozkładowi enzymatycznemu Część postsynaptyczna: • błona postsynaptyczna z receptorami dla neuroprzekaźnika • płytka postsynaptyczna (zagęszczenie postsynaptyczne) – szkielet błonowy Typ synapsy zależy od rodzaju receptorów błony postsynaptycznej i ich sposobu działania Synapsa pobudzająca: otwierają się kanały kationowe (np. Na+), → depolaryzacja błony postsynaptycznej Synapsa hamująca: otwierają się kanały anionowe (np. Cl-), → hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej Synapsa jonotropowa: receptory to kanały jonowe otwierane przyłączeniem cząsteczki neuroprzekaźnika (szybka reakcja) Synapsa metabotropowa: receptory (związane z białkami G) inicjują serię reakcji biochemicznych, które prowadzą do otwarcia kanałów jonowych w części postsynaptycznej (wolniejsza reakcja) 9 Neuroprzekaźniki Charakter chemiczny Nazwa Typ synaps Działanie synaps* estry acetylocholina jonotropowe, metabotropowe pobudzające aminy biogenne noradrenalina dopamina serotonina metabotropowe metabotropowe metabotropowe, jonotropowe pobudzające hamujące pobudzające aminokwasy kwas gammaaminomasłowy (GABA) glicyna kwas glutaminowy jonotropowe, metabotropowe hamujące jonotropowe, jonotropowe, metabotropowe hamujące pobudzające opioidowe (endorfiny, enkefaliny) inne (np. CGRP, substancja P, VIP) metabotropowe hamujące metabotropowe różne nukleotydy ATP, GTP jonotropowe, metabotropowe pobudzające gazy tlenek azotu (NO) metabotropowe pobudzające peptydy Astrocyty • ich wypustki tworzą „mankiety” otaczające komórki nerwowe, ich wypustki i naczynia krwionośne • wspomagają metabolicznie komórki nerwowe • w miejscach uszkodzenia tkanki nerwowej namnażają się i tworzą blizny protoplazmatyczne - istota szara Komórki neurogleju: A. Obwodowy U.N. • komórki Schwanna (w zmodyfikowanej formie występują też wokół kom. zwojowych i w ciałkach czuciowych skóry; wytwarzają blaszki podstawne) B. Ośrodkowy U.N. • astrocyty • oligodendrocyty • komórki mezogleju • komórki ependymy Oligodendrocyty wytwarzają osłonki mielinowe wokół aksonów ośrodkowego układu nerwowego Pojedynczy oligodendrocyt może wytworzyć kilka segmentów osłonki mielinowej wokół kilku aksonów włókniste - istota biała Komórki mikrogleju (mezogleju) są odmianą makrofagów rezydującą w ośrodkowym układzie nerwowym • pochodzenie szpikowe • po aktywacji: - zmieniają kształt - migrują (np. do ogniska zapalnego) - fagocytują - produkują cytokiny spoczynkowe aktywowane Komórki ependymy • tworzą pseudonabłonkowe wyściółki komór i kanałów w OUN • mikrokosmki, migawki • połączenia międzykomórkowe • nie wytwarzają blaszek podstawnych 10 nanerwie (tk. łączna włóknista) Zwój rdzeniowy (międzykręgowy) zawiera pseudojednobiegunowe komórki zwojowe, komórki satelitarne (zmodyfikowane kom. glejowe), włókna nerwowe i gęstą sieć naczyń włosowatych onerwie (warstwy płaskich fibroblastów) Pień nerwowy (nerw obwodowy) • pęczki włókien nerwowych • tkanka łączna • naczynia krwionośne śródnerwie (włókna srebrochłonne, fibryle kolagenowe) Podobną budowę wykazują także zwoje nerwów czaszkowych prowadzących komponentę czuciową (V, VII, VIII, IX, X) CGRP Ośrodkowy układ nerwowy Zwoje układu autonomicznego • zawierają komórki wielobiegunowe • rodzaje: (1) zwoje układu współczulnego (2) zwoje układu przywspółczulnego (3) zwoje śródścienne (enteryczny układ nerwowy) Istota szara: • perykariony komórek nerwowych • niezmielinizowane włókna nerwowe • astrocyty protoplazmatyczne • liczne naczynia krwionośne (1) Istota biała: • brak perykarionów komórek nerwowych • zmielinizowane włókna nerwowe • liczne oligodendrocyty • astrocyty włókniste • mniej liczne naczynia krwionośne (2) Rdzeń kręgowy Kora móżdżku ma trzy warstwy drobinowa (molekularna) α- motoneuron (róg przedni) zwojowa (kom. Purkiniego) ziarnista kanał centralny 11 Komórki Purkiniego mają gęste drzewo dendrytyczne, rozgałęziające się tylko w jednej płaszczyźnie; przetwarzają sygnały wysłane przez wszystkie inne typy neuronów kory móżdżku Bariera krew-mózg Składniki morfologiczne: • komórki śródbłonkowe • blaszka podstawna • warstwa wypustek astrocytów Selektywna przepuszczalność naczyń włosowatych w mózgu jest wynikiem obecności: • ciągłych stref zamykających pomiędzy komórkami śródbłonka naczyń • selektywnych białek transportowych w błonie komórkowej śródbłonka Perykarion kom. Purkiniego jest otoczony przez „koszyczek” – splot włókien nerwowych Opony mózgu i rdzenia Opona twarda Opona twarda: tkanka łączna włóknista Opona pajęcza: beleczki łącznotkankowe pokryte warstwą fibroblastów Opona miękka: delikatna tkanka łączna wiotka pokryta warstwą fibroblastów. Od tkanki nerwowej oddziela ja warstwa wypustek astrocytów (glejowa błona graniczna) Splot naczyniówkowy produkuje płyn mózgowordzeniowy Opona pajęcza (beleczki) Opona miękka Tk. nerwowa Wypustki opony miękkiej w komorach mózgu (kosmki naczyniówkowe) • zawierają liczne naczynia włosowate typu okienkowego • są pokryte transportującymi jony komórkami ependymy, o układzie nabłonka jednowarstwowego sześciennego Naczynia 12
Podobne dokumenty
Tkanka nerwowa
ciało komórkowe (perykarion) wypustki (dendryty i neuryt = akson)
Bardziej szczegółowoTkanka mięśniowa
Kanaliki T i siateczka sarkoplazmatyczna w komórkach mięśnia sercowego pełnią te same funkcje co w włóknach mięśniowych szkieletowych, choć nieco różnią się morfologią i mechanizmem działania
Bardziej szczegółowo