HISTOLOGIJA UČBENIK za študente 1. letnika EMŠ MEDICINA Danijel Petrovič Ines Cilenšek Ana Marija Peterlin Jernej Letonja Ljubljana, 2025 HISTOLOGIJA Učbenik za študente 1. letnika EMŠ Medicina AVTORJI: Prof. dr. Danijel Petrovič, dr. med., specialist interne medicine, kardiologije in vaskularne medicine Doc. dr. Ines Cilenšek, dr. vet. med., dipl. fiziot. Histologija • EMŠ Medicina Asist. Ana Marija Peterlin, dr. med., specializantka klinične genetike Asist. Jernej Letonja, dr. med., specializant radiologije UREDNIK: Prof. dr. Danijel Petrovič, dr. med. TEHNIČNI UREDNIK: Miha Krkovič, univ. dipl. biol. LEKTOR: Jože Faganel, prof. slovenščine in francoščine, višji strok. sod. specialist ZRC SAZU (v pokoju) GRAFIČNO OBLIKOVANJE: Vladana Dimitrijević, dipl. obl. vizual. kom. © Inštitut za histologijo in embriologijo UL MF, 2025. Vse pravice pridržane. Izdajatelj: Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta, Inštitut za histologijo in embriologijo Založnik: Založba UL MF, Ljubljana, 2025 1. izdaja Mikrografije so posnetki preparatov iz zbirke za študente Inštituta za histologijo in embriologijo Medicinske fakultete v Ljubljani in so zakonsko zaščitena lastnina Medicinske fakultete v Ljubljani, zato je kakršnokoli objavljanje slik, brez privoljenja Medicinske fakultete v Ljubljani, zakonsko prepovedano. Publikacija je brezplačna. Dostopno na: https://www.mf.uni-lj.si/o-studiju/ems-program-medicina/predmetnik/1-letnik/obvezni-predmeti/ histologija-embriologija S soglasjem Inštituta za histologijo in embriologijo UL MF in v skladu z Režimom študija je publikacija s študijskim letom 2024/2025 uvrščena med temeljna učna gradiva za predmet Histologija in embriologija. Kataložni zapis o publikaciji (CIP) pripravili v Narodni in univerzitetni knjižnici v Ljubljani COBISS.SI-ID 231486211 ISBN 978-961-93276-4-7 (PDF) Recenzenti Pri ustvarjanju učbenika Histologije so nam pomagali številni recenzenti. Njihovo sodelovanje pri kritičnem in vestnem pregledovanju posameznih poglavij je bilo izjemnega pomena pri ustvarjanju učbenika Histologije. Vsem se iskreno zahvaljujemo. Histologija • EMŠ Medicina Recenzenti po poglavjih so bili naslednji: Epiteliji Imunski sistem Prof. dr. Peter Veranič, Inštitut za biologijo celice Prof. dr. Tadej Avčin, Klinični oddelek za alergologijo, Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani revmatologijo in klinično imunologijo, Pediatrična Prof. dr. Ruda Zorc Pleskovič, Inštitut za histologijo in klinika, UKC Ljubljana embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Koža Vezivo Prof. dr. Boštjan Luzar, Inštitut za patologijo Prof. dr. Jože Pižem, Inštitut za patologijo Medicinske Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani fakultete Univerze v Ljubljani Prof. dr. Ruda Zorc Pleskovič, Inštitut za histologijo in Prof. dr. Ruda Zorc Pleskovič, Inštitut za histologijo in embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Endokrine žleze Hrustančevina Prof. dr. Tomaž Kocjan, Klinični oddelek za Doc. dr. Armin Alibegović, Inštitut za sodno medicino endokrinologijo, diabetes in presnovne bolezni, Interna in toksikologijo Medicinske fakultete Univerze v klinika, UKC Ljubljana Ljubljani Prebavila Kostnina Doc. dr. Jera Jeruc, Inštitut za patologijo Medicinske Doc. dr. Nejc Umek, Inštitut za anatomijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani fakultete Univerze v Ljubljani Prof. dr. Boštjan Luzar, Inštitut za patologijo Prof. dr. Matej Drobnič, Ortopedska klinika UKC Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Ljubljana in Medicinska fakulteta Univerze v Ljubljani Prof. dr. Erika Cvetko, Inštitut za anatomijo Medicinske Kri fakultete Univerze v Ljubljani Izr. prof. dr. Irena Preložnik Zupan, Klinični oddelek za Dihala hematologijo, Interna klinika, UKC Ljubljana Prof. dr. Mitja Košnik, Katedra za interno medicino Hemopoeza Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Izr. prof. dr. Irena Preložnik Zupan, Klinični oddelek za embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Prof. dr. Ruda Zorc Pleskovič, Inštitut za histologijo in hematologijo, Interna klinika, UKC Ljubljana Prof. dr. Ruda Zorc Pleskovič, Inštitut za histologijo in Sečila embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Prof. dr. Metka Volavšek, Inštitut za patologijo Mišičnina Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Doc. dr. Nejc Umek, Inštitut za anatomijo Medicinske Kirurška klinika, UKC Ljubljana Doc. dr. Simon Hawlina, Klinični oddelek za urologijo, fakultete Univerze v Ljubljani Asist. Maja Frelih, Inštitut za patologijo Medicinske Prof. dr. Ruda Zorc Pleskovič, Inštitut za histologijo in fakultete Univerze v Ljubljani embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Obtočila Moška spolovila Asist. Robert Kordič, Klinični oddelek za urologijo, Prof. dr. Aleš Blinc, Klinični oddelek za žilne bolezni, Kirurška klinika, UKC Ljubljana Interna klinika, UKC Ljubljana Prof. dr. Erika Cvetko, Inštitut za anatomijo Medicinske Prof. dr. Marjeta Zorc, MC Medicor, Mednarodni fakultete Univerze v Ljubljani center za kardiovaskularne bolezni Prof. dr. Peter Veranič, Inštitut za biologijo celice Ženska spolovila Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani Doc. dr. Sebastjan Merlo, Onkološki inštitut Osnove živčevja Doc. dr. Anja Boc, Inštitut za anatomijo Medicinske Prof. dr. Fajko Bajrović, Inštitut za patološko fiziologijo Prim. Simona Šramek-Zatler, Oddelek za patologijo in fakultete Univerze v Ljubljani Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani citologijo, Splošna bolnišnica Celje Prof. dr. Aleksandra Milutinović Živin, Inštitut za histologijo in embriologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani PREDGOVOR Histologija • EMŠ Medicina V zadnjih desetletjih je napredek medicine in naravoslovnih znanosti izjemno hiter. Učbenik Histologije je nastal zaradi potrebe po novejšem in res sodobnem učbeniku Histologije, saj je od izdaje našega prejšnjega učbenika minilo že več kot 20 let. Histologija je temeljna veda, ki omogoča vpogled v mikroskopsko zgradbo človeškega telesa in razumevanje povezav med strukturo in funkcijo različnih tkiv in organov. Pri pisanju učbenika smo avtorji črpali navdih iz različnih tujih učbenikov, kot npr. Histology for pathologists (urednik Stacey E. Mills), Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas (avtor Anthony Mescher), The Human Body (avtor Bruce Carlson). Pri pisanju učbenika so nam pomagali številni recenzenti, učitelji na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani. Njihov prispevek je izjemno pomemben, saj zagotavlja bolj poenoteno vsebino in terminologijo na naši fakulteti. V učbeniku smo avtorji želeli poleg pomembnih histoloških struktur in tkiv prikazati tudi njihov funkcionalni pomen. Pri pisanju učbenika smo imeli v mislih potrebe študentov po kliničnem osmišljenju tega temeljnega predmeta. Zavedamo se, da bodo študenti, ki bodo uporabljali naš učbenik pri študiju, kmalu postali zdravniki na različnih področjih medicine. Učbenik Histologije je v prvi vrsti namenjen študentom medicine pri predmetu Histologija in embriologija Enovitega magistrskega študijskega programa Medicina na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani, prav tako pa je namenjen študentom medicine pri predmetih Funkcionalna in klinično-aplikativna histologija in anatomija ter Struktura in funkcija živčevja. V učbeniku smo uporabljali sodobno medicinsko terminologijo, ki jo hkrati uporabljamo tudi pri pouku na Medicinski fakulteti in v klinični praksi. Izrazi in strokovni termini so v skladu s Slovenskim medicinskim slovarjem (Ljubljana, 2002) in terminološkimi gesli portala Fran (Inštitut za slovenski jezik Frana Ramovša ZRC SAZU). Hkrati smo želeli strokovno izrazoslovje čim bolj poenotiti zato, da bi uporabljali identične oz. čim bolj podobne termine tudi na ostalih katedrah in inštitutih Medicinske fakultete in v kliničnih ustanovah. V ta namen smo se veliko pogovarjali in usklajevali s številnimi učitelji na Medicinski fakulteti, ki so bili hkrati tudi recenzenti posameznih poglavij učbenika, in tudi z dolgoletnim lektorjem medicinskih publikacij Jožetom Faganelom, ki je pridobil po potrebi tudi mnenje jezikoslovcev specialistov. Za fotografije skeletne mišičnine bi se zahvalili doc. dr. Nejcu Umeku iz Inštituta za anatomijo. Za večkratno in natančno pregledovanje Učbenika Histologije bi se avtorji radi zahvalili še sodelavcem iz Inštituta za histologijo in embriologijo Marjeti Kuhar, univ. dipl. org., ing. kem. teh., Melini Bešić, univ. dipl. biol., Mihi Tešarju, univ. dipl. etnol. in kult. antrop., asist. mag. Petri Nussdorfer, univ. dipl. biol., asist. razisk. dr. Dejanu Bregarju, univ. dipl. ing. zooteh. ter študentu medicine Janu Leskošku. Avtorji Danijel Petrovič, Ines Cilenšek, Ana Marija Peterlin, Jernej Letonja 4 KAZALO Histologija • EMŠ Medicina 1. EPITELIJI IN ŽLEZE ...................................................................1 2. VEZIVA ......................................................................................12 3. HRUSTANČEVINA ...................................................................21 4. KOSTNINA ...............................................................................31 5. KRI ............................................................................................44 6. HEMOPOEZA ...........................................................................54 7. MIŠIČNINA ...............................................................................64 8. OBTOČILA ................................................................................78 9. OSNOVE ŽIVČEVJA ................................................................90 10. LIMFATIČNI SISTEM ..............................................................104 11. KOŽA ......................................................................................125 12. ENDOKRINE ŽLEZE ..............................................................138 13. PREBAVILA ............................................................................152 14. DIHALA ...................................................................................185 15. SEČILA ...................................................................................203 16. MOŠKA SPOLOVILA .............................................................216 17. ŽENSKA SPOLOVILA ............................................................236 1 EPITELIJI IN ŽLEZE (Textus epithelialis et epithelium glandulare) Ana Marija Peterlin Histologija • EMŠ Medicina UVOD Epiteliji so iz celic, ki pokrivajo zunanje in notranje površine telesa. Epitelijske celice so razporejene tesno druga ob drugi, povezavo med njimi pa dodatno utrjujejo medcelični stiki. Med celicami je zelo malo medceličnine. Ležijo na bazalni membrani, ki epitelije povezuje s spodaj ležečim vezivnim tkivom. Epiteliji večinoma nimajo lastnih krvnih in limfnih žil. Prehranjujejo se z difuzijo iz kapilar, ki se nahajajo v vezivnem tkivu. Funkcije epitelijev so zaščita, selektiven prenos snovi skozi celice, absorpcija, izločanje hormonov, sluzi, encimov ter sprejemanje in zaznavanje dražljajev. Delimo jih na krovne, žlezne in čutne epitelije. KROVNI EPITELIJI Krovne epitelije razvrstimo glede na število plasti celic in glede na njihovo obliko. Enoskladni epitelij je glede na obliko celic lahko enoskladni ploščati, enoskladni izoprizmatski ali enoskladni visokoprizmatski (Slika 1.1, Tabela 1.1). Posebna oblika enoskladnega epitelija je večvrstni visokoprizmatski ali respiratorni epitelij. Večvrstni visokoprizmatski epitelij se imenuje zato, ker so jedra v več vrstah. Vse celice imajo stik z bazalno membrano, nimajo pa vse celice stika s prosto površino telesa ali s svetlino organa (Slika 1.1, Tabela 1.1). Večskladne epitelije razdelimo glede na obliko površinske plasti celic na večskladni ploščati poroženevajoči in neporoženevajoči večskladni izoprizmatski, večskladni visokoprizmatski in prehodni epitelij (Slika 1.1, Tabela 1.1). Če meje med epitelijskimi celicami niso jasno vidne, se o vrsti epitelija odločamo po obliki jeder, ki so prilagojena obliki celic (ploščata, okrogla, podolgovata). Posebna oblika večskladnega epitelija je prehodni epitelij – urotelij. Zgrajen je iz 3 različnih vrst epitelijskih celic, in sicer iz: površinskih celic, vmesnih celic in bazalnih celic. Površinske dežnikaste epitelijske celice oblikujejo vrhnjo neprepustno plast urotelija, ki je v stiku s sečem. Vmesne celice, ki oblikujejo različno število skladov glede na napolnjenost mehurja, so poligonalne oblike. Bazalne celice so majhne celice izoprizmatske oblike, ki oblikujejo en sklad celic in ležijo na bazalni membrani. V skrčenem mehurju gradi urotelij 5–7 skladov celic. Ko pa se mehur napolni, se struktura epitelija preuredi tako, da ga gradijo 2–3 skladi celic. 1 Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE Slika 1.1. Vrste epitelijev. Tabela 1.1: Vrste krovnih epitelijev, nekatera nahajališča in glavne funkcije. Glavna Glede na obliko Nahajališče Funkcija značilnost celic Enoskladni ploščati Krvne in limfne žile Aktivni prenos (endotelij), plevra in snovi (mezotelij in peritonej (mezotelij). endotelij), izločanje bioaktivnih molekul, lažji premiki visceralnih organov (mezotelij). izoprizmatski Površina jajčnika, Izločanje, izvodila mnogih absorpcija, zaščita. žlez. visokoprizmatski Večji del prebavne Zaščita, vlaženje, cevi, jajcevod. izločanje, absorpcija. Večskladni ploščati Povrhnjica kože Zaščita (mehanska, poroženevajoči (epidermis). pred izgubo vode). ploščati Ustna votlina, Zaščita, izločanje, neporoženevajoči požiralnik, grlo, vlaženje površin. nožnica, analni kanal. izoprizmatski Izvodila žlez znojnic. Zaščita, absorpcija, izločanje. 2 Glavna Glede na obliko Nahajališče Funkcija značilnost celic prehodni (urotelij) Ledvični meh, Zaščita, sečevoda, sečni raztegljivost. mehur. visokoprizmatski Veznica. Zaščita. Večvrstni Nosna votlina, Zaščita, izločanje, prevodni del dihalne (v dihalih: prenos poti, velika izvodila prašnih delcev žlez. preko delovanja migetalk). Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE POLARNOST EPITELIJSKIH CELIC Polarnost je pomembna značilnost epitelijev, saj opredeljuje značilnosti posameznih celičnih površin. Celice epitelijev imajo apikalno površino, lateralno površino in bazalno površino. Vsaka od naštetih celičnih površin ima specifične biokemijske lastnosti, ki skupaj s prostorsko usmeritvijo epitelijskih celic vzpostavijo funkcionalno polarnost apikalne, lateralne in bazalne celične površine. Apikalna površina ima vedno stik s prosto površino telesa ali svetlino organa. Značilnost lateralne površine so medcelični stiki, ki omogočajo trdno povezavo in stike med sosednjimi epitelijskimi celicami ter služijo kot pregrada proti prostemu prehodu snovi med sosednjimi celicami epitelijev. Bazalna površina leži na bazalni membrani in sidra epitelijske celice v spodaj ležeče vezivno tkivo. Strukture na površju epitelijskih celic Strukture na površju epitelijskih celic delimo glede na nahajališče na apikalne, lateralne in bazalne. Apikalne strukture Mikrovilusi Mikrovilusi so z membrano obdane 1–3 μm visoke in 0.1 μm široke cilindrične izbokline, ki se nahajajo predvsem na celicah s sekrecijsko in resorpcijsko funkcijo, kot so epitelijske celice tankega črevesa. Apikalno površino epitelija povečajo do 20-krat. Obdani so z glikokaliksom, ki je tanka, puhasta, gelu podobna plast na površju mikrovilusov. Sestavljen je iz glikoproteinov in proteoglikanov, ki so pritrjeni na proteine celične membrane, ter glikolipidov, ki so povezani z lipidno osnovo celične membrane. Preko glikokaliksa so celice v stiku z zunajceličnimi molekulami. Posameznih mikrovilusov pod svetlobnim mikroskopom ne razločimo, jih pa skupaj z obdajajočim glikokaliksom vidimo kot ščetkasti obrobek (Slika 1.2). 3 Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE Slika 1.2. Ščetkasti obrobek na površju epitelija tankega črevesa. Barvanje s HE. Stereociliji Stereociliji so dolgi, nitasti, negibni izrastki epitelijskih celic, ki povečujejo resorpcijsko površino (epitelij nadmodka) oz. sodelujejo pri sprejemanju in zaznavanju dražljajev (čutni epitelij polža v notranjem ušesu). Po zgradbi so to dolgi mikrovilusi. Pod svetlobnim mikroskopom so vidni kot skupki dolgih, tankih podaljškov, ki spominjajo na vlakna čopiča (Slika 1.3). Slika 1.3. Stereociliji na površini epitelijskih celic v nadmodku. Barvanje s HE. Migetalke (ciliji, kinociliji) Migetalke so gibljivi, nitasti izrastki, dolgi 5–10 μm in široki 0,1 μm. Zgrajene so iz telesa (aksoneme), ki je pričvrščeno na bazalno telo. Telo migetalke oblikuje 9 parov cilindrično razporejenih mikrotubulov s parom mikrotubulov v sredini (zgradba 9 + 2). Bazalno telo je sestavljeno iz 9 cilindrično razporejenih tripletov mikrotubulov. Koordinirano gibanje migetalk v respiratornem epiteliju pomaga premikati sluz, prah in ostanke odluščenih ali odmrlih celic. V jajcevodu pomagajo premikati jajčno celico proti maternici. Pod svetlobnim mikroskopom jih vidimo kot tanke podaljške apikalne membrane celic (Slika 1.4). 4 Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE Slika 1.4. Migetalke na površini respiratornega epitelija sapnika. Barvanje s HE. Lateralne strukture Tesni stik (zonula occludens) Tesni stiki se nahajajo v epitelijskih celicah najbolj apikalno in potekajo kot pas (zonula) okoli celice. Gradijo jih transmembranski proteini klavdini in okludini, ki so preko aktinskih filamentov povezani z znotrajceličnim citoskeletom, kar zagotavlja tesnim stikom večjo trdnost. Celični membrani obeh celic, ki tvorita tesni stik, se na mestu stika tesno približata, medcelični prostor pa na tem mestu navidezno izgine. Tesni stiki preprečujejo difuzijo ionov in molekul po paracelularnih/vmesnih prostorih med celicami in delijo celično membrano na apikalno in bazolateralno domeno (oblikovanje celične polarnosti). Pomembni so med epitelijskimi celicami krvno-možganske pregrade, prebavil, dihal in med celicami proksimalnih zvitih ledvičnih cevk, kjer pa je značilno, da so za določene ione prepustni (Slika 1.5). Priležni stiki Skupino medceličnih stikov, katerih glavna naloga je zagotoviti trdnost povezave med epitelijskimi celicami, imenujemo priležni stiki. Epitelijem s tem omogočajo večjo mehansko trdnost, odpornost na raztezne sile in trenje. Med priležne stike uvrščamo pasaste priležne stike, adherentne fascije in dezmosome. Skupno jim je, da so zgrajeni iz celičnih adhezijskih molekul (transmembranskih proteinov kadherinov) in filamentov (aktinskih ali intermediarnih), ki so med sabo povezani preko vmesnega plaka (plošče). Pasasti priležni stik (zonula adherens) se nahaja bazalno od tesnega stika. Oblikuje pas okoli celice, kjer se 2 sosednji celični membrani sicer približata, ampak ne zlijeta. Medcelično povezavo oblikujejo transmembranski proteini kadherini, ki so preko proteinov plaka (kateninov) povezani z aktinskimi filamenti. Slednji se pripenjajo na citoskelet (Slika 1.5). Adherentna fascija ( fascia adherens) je po zgradbi in funkciji podobna pasastemu priležnemu stiku, a ne obkroža celotne celice. Nahaja se samo v stičnicah med srčnimi mišičnimi celicami (kardiomiociti) (Slika 1.5). 5 Dezmosom ( macula adherens) predstavlja najbolj čvrsto povezavo med dvema celicama. Medcelično povezavo oblikujeta transmembranska proteina iz družine kadherinov (dezmoglein in dezmokolin), ki sta preko plaka, ki ga tvorijo dezmoplakin in drugi plakni proteini, povezana z intermediarnimi filamenti (močnejša povezava kot preko aktinskih filamentov). Dezmosomi igrajo pomembno vlogo v povrhnjici kože, prisotni pa so tudi v stičnicah med celicami srčne mišičnine (Slika 1.5). Presledkovni stik (komunikacijski stik, neksus) Presledkovni stiki omogočajo neposredno komunikacijo med sosednjimi celicami v tkivu. Presledkovni stik sestavlja 6 krožno povezanih transmembranskih proteinov (koneksinov), ki oblikujejo strukturo konekson. 2 koneksona tvorita kanalček, ki povezuje sosednji celici Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE in omogoča prenos snovi med celicami (ioni, aminokisline, hormoni). Odpiranje in zapiranje kanalčkov je natančno uravnavano. Nahajajo se med celicami srčne in gladke mišičnine, kjer imajo ključno vlogo pri zagotavljanju sinhronega krčenja mišičnine ter med živčnimi celicami (Slika 1.5). Bazalne strukture Hemidezmosom Hemidezmosom je podoben po dolžini razpolovljenemu dezmosomu. Transmembranski proteini so integrini, ki se primarno vežejo na molekule laminina v bazalni lamini (Slika 1.5). Slika 1.5. Medcelični stiki in stik epitelijskih celic z bazalno membrano. 6 Bazalna membrana Naloga bazalne membrane je strukturna podpora in povezava epitelija s spodaj ležečim vezivom. Pomembna je za organizacijo, diferenciacijo in vzpostavitev polarnosti epitelijskih celic ter je strukturna podlaga za obnavljanje epitelija. Nima krvnih žil, omogoča pa pritok hranil, metabolitov in drugih molekul v epitelij in iztekanje iz njega, pri čemer deluje kot selektivna difuzijska pregrada. Zgrajena je iz dveh plasti – bazalne lamine in retikularne lamine. Bazalno lamino sestavljajo kolagenska vlakna (kolagen tipa IV), proteoglikani in multiadhezivni glikoproteini. Laminini in fibronektin povezujejo bazalno lamino tako s kolagenskimi vlakni kot tudi z integrini zunajceličnega matriksa in s tem omogočajo pričvrstitev celic epitelija na zunajcelični matriks. Gradnike bazalne lamine sintetizirajo epitelijske celice. Retikularna lamina je zgrajena iz retikulinskih vlaken (kolagen tipa III). Kolagenska vlakna tipa VII jo povezujejo z Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE bazalno lamino. Gradnike retikularne lamine sintetizirajo celice veziva (fibroblasti). Bazalna membrana se pod svetlobnim mikroskopom redko jasno razloči v preparatih, barvanih s hematoksilin-eozinom. Lepše se prikaže z barvanjem po PAS-u (angl. periodic acid Schiff, PAS) ali s srebrenjem (Slika 1.6). Slika 1.6. Zgradba bazalne membrane. Obnavljanje epitelijev Po manjši poškodbi se epiteliji lahko obnavljajo z mitotsko delitvijo preostalih nepoškodovanih celic. Če je epitelij večskladen, se mitotsko delijo celice najglobljega bazalnega sklada. Če je epitelij enoskladen, se obnavlja iz matičnih celic. ŽLEZNI EPITELIJI IN ŽLEZE Žlezne epitelije gradijo epitelijske celice, ki so visoko specializirane za izločanje specifičnih presnovkov. Žlezni epitelij se med embrionalnim razvojem oblikuje z ugreznenjem krovnega epitelija v vezivo, kjer sledi diferenciacija epitelijskih celic. Najprej nastane epitelijski brstič, ki nato oblikuje epitelijski pecelj in prodira vse globlje v vezivo. Celice, ki se nahajajo najgloblje, se preoblikujejo v sekrecijske celice in oblikujejo sekrecijski del žlez. Iz celic, ki se nahajajo bolj visoko proti prosti površini epitelija, se oblikujejo žlezna izvodila. Glede na smer izločanja delimo žleze na žleze z zunanjim in žleze z notranjim izločanjem. 7 Žleze z zunanjim izločanjem (eksokrine žleze) tekom embrionalnega razvoja ohranijo povezavo s prostimi površinami, imajo torej razvit sistem izvodil. Žleze z notranjim izločanjem (endokrine žleze) med embrionalnim razvojem ne ohranijo povezave s prostimi površinami, torej nimajo izvodila. Svoje produkte izločajo neposredno v kri ali limfo, po kateri dosežejo tarčne organe. Eksokrine žleze (žleze z zunanjim izločanjem) Eksokrine žleze lahko delimo glede na: položaj ali odnos s krovnim epitelijem, število žleznih celic, kemično sestavo in način izločanja, razvejanost ter obliko sekrecijskega dela. Glede na položaj ali odnos s krovnim epitelijem ločimo: endoepitelijske žleze (čašice), ki ležijo razporejene med epitelijskimi celicami (Slika 1.2) in eksoepitelijske žleze (žleze slinavke), Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE ki imajo žlezna izvodila povezana s prosto površino. Glede na število žleznih celic so žleze enocelične in večcelične. Enocelične žleze so žleze čašice v dihalni poti, tankem črevesu (Slika 1.2) in veznici. Večje večcelične žleze so ponavadi zgrajene iz epitelijskih celic žleznega in krovnega epitelija. Celice žleznega epitelija oblikujejo sekrecijski del žlez, celice krovnega epitelija pa sistem izvodil. Žlezne dele obdaja vezivna ovojnica iz čvrstega veziva, ki se ugreza v parenhim in razdeli žlezo na režnje (lobuse) in režnjiče (lobuluse). Večje večcelične žleze so: obušesna, podčeljustna, podjezična slinavka, solznica, eksokrini del trebušne slinavke in jetra. Glede na kemično sestavo produkta žleze ločimo: mukozne, albuminozne (serozne) in mešane žleze. Mukozne žleze izločajo mucinogen. Mukozne žleze so čašice, majhne žleze slinavke v jeziku, trdem in mehkem nebu, žleze v žrelu in požiralniku ter Brunnerjeve žleze v dvanajstniku. Albuminozne žleze izločajo s proteini in glikoproteini bogato vodeno tekočino. Čiste albuminozne žleze so eksokrini del trebušne slinavke, obušesna slinavka in žleza solznica. Mešane žleze sestavljajo serozni in mukozni deli žlez. Mešani žlezi sta podjezična in podčeljustna slinavka, male žleze slinavke v ustni sluznici in sluznici nazofarinksa ter v apeksu jezika. Žleze, v katerih prevladujejo mukozni tubuli, so albuminomukozne žleze. Žleze, pri katerih prevladujejo serozni acinusi, imenujemo mukoalbuminozne žleze (Slika 1.7). Slika 1.7. Mešana (mukoalbuminozna) žleza. Z zvezdico so označeni mukozni tubuli med seroznimi acinusi. Barvanje s HE. 8 Glede na način izločanja produktov delimo žleze na: merokrine, apokrine in holokrine. Merokrini način izločanja je najbolj pogost (tako izločajo npr. obušesna slinavka, žleze znojnice). Izločanje poteka z eksocitozo. Pri apokrinem načinu se izloči zgornji del citoplazme. Primer za apokrino izločanje so žleze dišavnice. Mlečna žleza je primer apokrinega (izločanje maščob v mleko) in merokrinega izločanja (izločanje beljakovin v mleko). Pri holokrinem načinu secernirajoča celica odmre in se izloči. Holokrini način izločanja je prisoten samo v žlezah lojnicah in modificiranih žlezah lojnicah (Slika 1.8). Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE Slika 1.8. Delitev žlez glede na način izločanja produkta. Glede na obliko sekrecijskega dela so žleze: cevaste (tubularne), mešičkaste (alveolne ali acinarne) in cevasto mešičkaste (tubuloalveolne ali tubuloacinarne). Glede na razvejanost izvodila so žleze enostavne (imajo samo eno nerazvejano izvodilo) in sestavljene (žlezna izvodila so razvejana). Žleze slinavke Med eksokrine žleze uvrščamo žleze slinavke, ki proizvajajo slino. Slina ima pomembno prebavno (izločanje encimov, vlaženje grižljaja hrane) in imunsko vlogo (protitelesa IgA) ter tudi vlogo pufra (normalen pH sline je med 6,5 in 6,9). Ločimo 3 pare velikih žlez slinavk: obušesna slinavka (glandula parotis), podjezična slinavka (glandula sublingualis) in podčeljustna (glandula submandibularis). Na površini žleze slinavke obdaja ovojnica iz čvrstega veziva, ki se ugreza v notranjost v obliki pretinov in razdeli žleze na režnje (lobuse) in režnjiče (lobuluse). Žleze slinavke so sestavljene iz sekrecijskega dela in izvodil. Sekrecijske dele tvorijo albuminozne (serozne) in mukozne (sekretorne) žlezne celice ter mioepitelijske celice (imajo sposobnost krčenja). Albuminozne (serozne) celice Albuminozne celice so običajno piramidne oblike s široko bazo, ki leži na bazalni lamini. Citoplazma je bazofilna in vsebuje okroglo bazalno ležeče jedro. V citoplazmi je veliko organelov, kot so Golgijev aparat, zrnati endoplazemski retikulum in mitohondriji. Nad jedrom so vidna številna homogena, zimogena, sekretorna zrnca (zimogen je proencim), bogata s ptialinom (amilaza iz slinavk). Albuminozne celice, apikalno povezane s tesnimi in priležnimi stiki, oblikujejo albuminozne mešičke (acinuse) z zelo majhno centralno svetlino. 9 Mukozne celice Mukozne celice so izoprizmatske do visokoprizmatske oblike. Ploščata jedra ležijo ob bazi celice. Apikalno vsebujejo zrnca hidrofilnih mucinov (pomembni za vlaženje površin), ki pa jih pri rutinski pripravi histoloških preparatov večinoma speremo. Zato se slabo obarvajo in jih pri pregledu preparatov pod svetlobnim mikroskopom sploh ne vidimo. Citoplazma mukoznih celic je svetla in vsebuje manj zrnatega endoplazemskega retikuluma in manj mitohondrijev ter večji Golgijev aparat kot albuminozne celice. Najpogosteje oblikujejo cilindrične mukozne tubule. Bazalne mioepitelijske celice Mioepitelijske celice so epitelijskega izvora, ki imajo sposobnost krčenja in s tem omogočajo lažje izločanje produktov iz žleze. Nahajajo se med žleznimi celicami in bazalno membrano. Imajo Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE dolge citoplazmatske podaljške, ki ovijajo acinus in izvodila. Imajo kontraktilne elemente (aktin, miozin, tropomiozin in troponin). Med seboj in z epitelijskimi celicami so povezane z dezmosomi in presledkovnimi stiki. V histološkem preparatu vidimo samo jedro. Bazalne mioepitelijske celice so v vseh žlezah slinavkah v ustni votlini, v solzni žlezi, v dišavnicah, v znojnicah in v dojki. Sistem izvodil žlez slinavk Sistem izvodil razdelimo na vstavke, slinjake in prava izvodila. Vstavek in slinjak ležita intralobularno, pravo izvodilo pa v vezivnem tkivu med lobuli, torej interlobularno. Vstavek ima enoskladen izoprizmatski epitelij. Ker jedra celic izpolnjujejo večji del volumna celice, izgleda vstavek temnejši od okolnega tkiva. Slinjak ima enoskladen izo- do visokoprizmatski epitelij, ki se barva močno eozinofilno. Slinjaki so značilni za žleze slinavke, ni pa jih v trebušni slinavki. Pravo izvodilo ima na svojem začetku enoskladni večvrstni visokoprizmatski epitelij, ki ga proti koncu izvodila nadomesti večskladni ploščati epitelij. Obušesna slinavka (glandula parotis) Obušesna slinavka je čista albuminozna žleza. Albuminozne celice vsebujejo sekrecijska zrnca, bogata z encimom alfa-amilaza (sproži hidrolizo oglijkovih hidratov, protimikrobna vloga) in z beljakovinami z visoko vsebnostjo aminokisline prolin. V obušesni slinavki sistem izvodil oblikujejo vstavki, slinjaki in prava izvodila (Slika 1.9). Slika 1.9. Obušesna žleza slinavka; z zvezdico sta označeni pravi izvodili. Barvanje s HE. 10 Podčeljustna slinavka (glandula submandibularis) Podčeljustno žlezo slinavko glede na kemično sestavo izločka uvrščamo med mukoalbuminozne žleze. Izloči 2/3 količine vse sline. Večino parenhima tvorijo serozni acinusi, med katerimi pa so številne mešane tubuloacinarne sekrecijske enote. V njih serozne acinuse pogosto opazimo ob robu mukoznih tubulov, kjer zavzamejo obliko seroznih polmesecev. Poleg alfa-amilaze in s prolinom bogatih beljakovin albuminozne celice podčeljustne žleze slinavke izločajo tudi lizocim (pomemben za hidrolizo celične stene bakterij). Izvodila so vstavki (so krajši kot v obušesni žlezi slinavki in zato slabše prepoznavni) in slinjaki (ti pa so sorazmerno daljši in zato dobro prepoznavni). Podjezična slinavka (glandula sublingualis) Histologija • EMŠ Medicina • EPITELIJI IN ŽLEZE Podjezična žleza slinavka je najmanjša od velikih žlez slinavk. Glede na kemično sestavo izločka jo uvrščamo med albuminomukozne žleze, kjer prevladujejo mukozni tubuli. Glavni izloček žleze je torej mukus, redke albuminozne celice pa izločajo alfa-amilazo in lizocim. Od izvodil lahko opazimo vstavke, ki so kratki in zato težko prepoznavni, in slinjake. KLINIČNI POMEN Iz epitelijskih celic lahko vzniknejo tako benigni kot maligni tumorji. Maligni tumorji epitelijskega izvora se imenujejo karcinomi. Maligni tumorji, ki vzniknejo iz žleznih epitelijev, se imenujejo adenokarcinomi. Gre za daleč najpogostejšo skupino tumorjev pri odraslih osebah, starejših od 45 let. ČUTNI EPITELIJ Posebna oblika epitelijev je namenjena sprejemanju čutnih dražljajev iz okolice. Primer takšnega epitelija je večvrstni visokoprizmatski olfaktorni epitelij, ki se nahaja v zgornjem delu nosne votline. Senzorične epitelijske celice imajo na apikalni površini migetalke, ki zaznavajo vonj kot kemični signal. Le-ta nato potuje po vohalnem živcu v osrednji živčni sistem. Med čutne epitelije uvrščamo tudi visokoprizmatski epitelij okušalnih brbončic in epitelije z visokoprizmatskimi dlačnimi celicami, ki se nahajajo na določenih področjih v notranjem ušesu (v Cortijevem organu, makulah vrečice in mešička ter v ampularnih kristah). VIRI 1. Apodaca, G. (2003) ‘The uroepithelium: Not just a passive barrier’, Traffic, 5(3), pp. 117–128. doi:10.1046/j.1600-0854.2003.00156.x. 2. Jafari, N. V. and Rohn, J. L. (2022) “The urothelium: a multi-faceted barrier against a harsh environment,” Mucosal immunology, 15(6), pp. 1127–1142. doi: 10.1038/s41385- 022-00565-0. 3. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 4. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 5. Pawlina, W. and Ross, M. H. (2018) Histology: A text and atlas: With correlated cell and molecular biology. 8th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams and Wilkins. 11 2 VEZIVA (Textus connectivus) Ana Marija Peterlin Histologija • EMŠ Medicina UVOD Vezivo je eden izmed osnovnih tipov tkiva in ga lahko delimo na pravo vezivo (vezivno tkivo v ožjem smislu), ki je lahko histološko organizirano kot rahlo ali čvrsto vezivo, ter na posebne (specializirane) oblike veziv. Med specializirana veziva uvrščamo maščevje (maščobno tkivo), hrustančevino (hrustančno tkivo), kostnino (kostno tkivo) in kri. Nalogi veziv sta strukturna in/ ali presnovna opora drugim tkivom in organom telesa. Vezivo je ožiljeno in omogoča izmenjavo hranil in presnovkov pa tudi odpadnih snovi med tkivi in obtočili. Vsa veziva sestavljajo celice in medceličnina. Celice veziv delimo na fiksne (fibroblasti / fibrociti, adipociti, hondrociti in osteociti) in mobilne (celice imunskega sistema). Medceličnina je prevladujoča komponenta in določa fizikalne lastnosti posamezne vrste veziva. Zgrajena je iz vlaken in osnovne snovi. CELICE VEZIV Fibroblasti Najštevilčnejše celice veziva, ki sintetizirajo in obnavljajo medceličnino, so fibroblasti. Nastanejo iz prekurzorske celice primitivnega veziva (mezenhima). So celice vretenaste oblike s finimi citoplazmatskimi podaljški, ki služijo kot senzorji za zaznavo mikrookolja in igrajo pomembno vlogo pri medcelični komunikaciji, migraciji, adheziji in preoblikovanju medceličnine. Imajo ovalno jedro z dobro vidnimi jedrci. Ko postanejo sintetsko manj aktivni ali neaktivni, jih imenujemo fibrociti. Fibrociti so majhne, skrčene celice z ovalnim, sploščenim jedrom. Fibroblaste s kontraktilno funkcijo imenujemo miofibroblasti. V vezivu so številčno slabše zastopani. Pod svetlobnim mikroskopom so podobni fibroblastom. Prepoznamo jih z elektronskim mikroskopom in imunohistokemično. Vsebujejo agregate aktinskih vlaken, povezanih z miozinom, podobno kot gladkomišične celice. Pomembno vlogo imajo pri krčenju brazgotine. Makrofagi in celice mononuklearnega fagocitnega sistema Veziva vsebujejo tudi različne celice z obrambno vlogo. Makrofage, velike mononuklearne fagocite, v vezivu imenujemo histiociti. Neaktivni histiociti so manjši, ujeti med vlakni medceličnine in jih težko ločimo od fibroblastov. Aktivni makrofagi so velike celice, premera 10-30 μm, nepravilne oblike, z več ameboidnimi psevdopodiji. Pogosto se v njihovi citoplazmi vidi fagocitiran material. Jedro je navadno ekscentrično in ledvičaste oblike. Izvajajo aktivno fagocitozo odsluženih proteinskih vlaken, apoptotskih celic, tujih snovi in bakterij, izločajo nekatere pomembne citokine ter predelujejo antigene in jih predstavljajo limfocitom (makrofagi so antigen predstavitvene celice), ki nato sprožijo specifične imunske odzive. Makrofagi izvirajo iz hemopoetske matične celice. Krvni monocit, ki preide v tkivo, se tam deli in dozori v tkivni makrofag (histiocit). Makrofagi so dolgo živeče celice, v tkivu preživijo mesece ali celo leta. V 12 primeru okužbe se v tkivu značilno pomnožijo in dodatno, tudi iz kostnega mozga ter po krvi, pripotujejo do mesta okužbe. V posameznih tkivih imajo makrofagi posebna imena. (Tabela 2.1) Tabela 2.1: Posebna imena tkivnih makrofagov v posameznih tkivih. Tkivo/organ Poimenovanje tkivnih makrofagov Vezivo histiociti Jetra Kupfferjeve celice Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO Koža Langerhansove celice Centralni živčni sistem mikroglija Kostnina osteoklasti Mastociti (tkivni bazofilci) imajo enako funkcijo kot krvni bazofilci. Izvirajo iz progenitornih celic kostnega mozga in po krvi pripotujejo do veziv, kjer se delijo in dozorijo. Trenutno v znanstveni literaturi prevladuje mnenje, da nastanejo tkivni in krvni bazofilci iz različnih progenitornih celic kostnega mozga. Najdemo jih v vseh vezivih, še posebej v koži, prebavilih, pljučih in okoli krvnih žil. Mastociti so velike celice, premera 7–20 μm. Njihovo jedro je okroglo ali ovalno in centralno ležeče, v citoplazmi pa so vidna številna bazofilna zrnca, ki pogosto prekrivajo jedro. Pri barvanju s toluidinskim modrilom kisle skupine proteoglikanov iz zrnc reagirajo z barvilom in mu spremenijo barvo v rdeče-vijolično. Pojav imenujemo metakromazija. Mastociti svojo funkcijo opravljajo preko izločanja številnih bioaktivnih snovi, kot so histamin, heparin, levkotrieni (C4, D4, E4), kemotaktični dejavniki za eozinofilce in nevtrofilce, citokini ter serinske proteaze. Na svoji površini imajo membranski receptor, ki je visoko specifičen za segment Fc imunoglobulinov E (IgE). Imunoglobuline E izločajo plazmatke kot odgovor na različne okoljske antigene (alergene). Ko se IgE protitelesa vežejo na površino mastocitov, pride do degranulacije zrnc in sprostitve vazoaktivnih mediatorjev (predvsem histamina) iz mastocitov. Druge vrste belih krvnih celic, ki v veziva vstopajo z diapedezo iz krvi in v vezivih niso stalno prisotne v velikem številu, so podrobneje obravnavane in opisane v poglavju Kri in hematopoeza. Adipociti Za shranjevanje in metabolizem maščob so specializirani adipociti, ki predstavljajo večino celic v maščevju. Podrobneje so predstavljeni v podpoglavju Maščevje. MEDCELIČNINA Vlakna Vlaknati del medceličnine veziv sestavljata 2 osnovna tipa vlaken – kolagenska in elastična vlakna. Kolagenska vlakna Kolagenska vlakna tvori kolagen, ki je najbolj zastopana vlaknata beljakovina v človeškem telesu. Bogat je z aminokislinami glicin, hidroksiprolin in hidroksilizin. Tkivom in organom daje čvrstost. Sintetizirajo ga fibroblasti. V medceličnino ga izločijo kot prokolagen, ki je iz treh 13 polipeptidnih verig (verige alfa), vezanih v vijačno strukturo dolžine 300 nm in premera 1,5 nm. V medceličnini po odcepitvi propeptidov nastane tropokolagen, ki polimerizira v kolagenske fibrile. Kolagenske fibrile se povežejo v snope (kolagenska vlakna) različnih debelin. Poznamo 28 različnih tipov kolagena (I—XXVIII), ki se razlikujejo po zgradbi, vsebujočih aminokislinah in fizikalnih lastnostih (Tabela 2.2). Čeprav kolagen večinoma sintetizirajo fibroblasti, lahko določene vrste kolagena sintetizirajo tudi različne epitelijske in endotelijske celice (kolagen tipa IV v bazalnih membranah) ter druge celice veziv (npr. hondroblasti, osteoblasti, odontoblasti). Posebnost med kolagenskimi vlakni so vlakna, sestavljena iz kolagena tipa III, ki tvorijo Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO retikulinska vlakna. Retikulinska vlakna so edina, ki vsebujejo poleg kolagena še ogljikove hidrate (približno 10 %). Tvorijo jih retikulumske celice. Tabela 2.2: Predstavitev nekaterih tipov kolagena. Tip Značilnosti Razporeditev Funkcija kolagena Tip I Vzporedno urejena Ubikvitaren; Dobro kljubuje kolagenska vlakna. čvrsto vezivo, razteznim silam. usnjica kože, kite, ligamenti, kosti. Tip II Tanka vlakna, Hialina Dobra odpornost na razporejena v hrustančevina. pritisk. osnovni snovi. Tip III Zelo tanka, nežna Jetra, kostni Opora celicam vlakna, tvorijo mozeg in limfni hematopoetskih tkiv. razvejano mrežasto organi, bazalna strukturo. membrana (fibroretikularna lamina). Tip IV Mešana mrežasta Bazalna Opora in funkcijsko struktura (ne tvori membrana. rešeto bazalnih vlaken). membran. Tip VII Vlakna. Bazalna Sidranje epitelija na membrana. bazalno membrano. Tip VIII Heksagonalno Descemetova Opora. mrežje. membrana. 14 KLINIČNI POMEN Vitamin C (askorbinska kislina) je kofaktor encima prolinska hidroksilaza, ki je nujen za pravilno sintezo kolagena. Pomanjkanje vitamina C vodi v skorbut, degenerativno bolezen veziva, ki prizadene predvsem področja z intenzivnim pregrajevanjem kolagenskih vlaken. To so periodontalni ligamenti in stene drobnih krvnih žil. Klinično se bolezen kaže kot izguba zob in krvavitve, ob napredujoči bolezni tudi krvavitve v notranje organe. Elastična vlakna Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO Elastična vlakna, ki so prisotna v različnih vezivih, dajejo tkivom in organom elastičnost. Sestavljena so iz elastina in mikrovlaken strukturnega proteina fibrilina, ki oblikujejo mrežast preplet in služijo kot model za odlaganje elastičnih vlaken. Elastin je hidrofobni strukturni protein, ki daje tkivu elastičnost. Elastin sintetizirajo fibroblasti, v elastični hrustančevini pa tudi hondroblasti in v velikih arterijah gladkomišične celice. Iz celice se izloči v prekurzorski obliki kot proelastin, ki v zunajceličnem tkivu polimerizira v elastin. Mehanični lastnosti elastičnih vlaken sta visoka elastičnost (raztegnejo se lahko do 150 % mirujoče dolžine) in prožnost (odporna so na deformacijo, ohranjajo obliko). Najdemo jih v organih, izpostavljenih razteznim silam, kot so koža, pljuča in krvne žile. Elastin se lahko nahaja tudi v obliki prekinjenih membran v medceličnini (v tuniki mediji elastičnih arterij). KLINIČNI POMEN Patogene različice v genu za fibrilin (FBN1), ki vodijo v nepravilno zgradbo fibrilina v elastičnih vlaknih, povzročajo bolezni veziva, med katere uvrščamo Marfanov sindrom. V sklopu sindroma so značilno prizadeti srčno-žilni sistem, suspenzorni aparat očesne leče in skeletni sistem. Klinično pomembna je predvsem prizadetost velikih arterij, še posebej aorte, kjer zaradi neelastičnosti žilne stene pride do razpok, ki vodijo v disekcijo aorte. Suspenzorna vlakna so šibka in niso sposobna držati očesne leče v pravilnem položaju, zato očesna leča subluksira. Značilne skeletne spremembe vključujejo skoliozo, vdrto prsnico (pectus excavatum) in visoko rast (predvsem na račun dolgih okončin). Osnovna snov Osnovna snov je dobro hidrirana, viskozna, prozorna, kompleksna zmes glukozaminoglikanov, proteoglikanov in strukturnih glikoproteinov. S pomočjo vezave vode zapolnjuje prostor med celicami in vlakni vezivnih tkiv in omogoča difuzijo majhnih molekul med njimi. Vodo v osnovni snovi imenujemo tkivna tekočina. Ima podobno ionsko sestavo kot krvna plazma in vsebuje nekaj proteinov krvne plazme, ki imajo nizko molekulsko maso in v vezivo vstopajo skozi stene kapilar. Fizikalne lastnosti osnovne snovi pomembno vplivajo na številne procese znotraj celic. Glukozaminoglikani Glukozaminoglikani so dolge nerazvejane polisaharidne verige iz ponavljajočih se disaharidnih enot. Ena od disaharidnih enot je uronska kislina (glukuronska ali iduronska), druga je amino-sladkor (heksozamin: N-acetilglukozamin ali N-acetilgalaktozamin). Hialuronska kislina je najbolj zastopan in največji glukozaminoglikan v rahlem vezivu in je edini glukozaminoglikan brez sulfatne skupine. Vsi ostali glukozaminoglikani so manjši, sulfatirani in vezani na proteine (kot sestavni deli proteoglikanov). Štirje najbolj zastopani glukozaminoglikani v proteoglikanih so hondroitin sulfat, dermatan sulfat, heparan sulfat in keratan sulfat. Zgrajeni so iz različnih disaharidnih enot, ki so dodatno modificirane s karboksilnimi in sulfatnimi skupinami. Negativni 15 naboji pritegnejo veliko vode in pozitivnih ionov ter so podlaga za funkcijo glukozaminoglikanov (zavzemanje prostora, blaženje, vlaženje). V tkivih so različno zastopani glede na značilnosti in funkcijo tkiva. Proteoglikani Proteoglikani so velike molekule, v katerih so na osrednji proteinski del kovalento vezane različne kombinacije sulfatiranih glukozaminoglikanov. Molekulska masa glukozaminoglikanov pogosto močno presega molekulsko maso osrednjega proteinskega dela. Če se nekovalentno Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO povežejo s polimeri hialuronana, oblikujejo še večje molekulske komplekse (proteoglikanski agregati). Proteoglikanski agregati so odgovorni za viskoznost medceličnine in so pregrada za prehitro difuzijo molekul. Z zapolnjevanjem prostora med kolagenskimi vlakni in celicami prispevajo k fizikalnim lastnostim posameznega tkiva. Strukturni glikoproteini Tretja velika skupina makromolekul osnovne snovi so strukturni glikoproteini, katerih značilnost so številna vezavna mesta, tako za površinske integrine celic kot za druge makromolekule medceličnine. Zgrajeni so iz globularnih proteinskih verig, ki so vezane na razvejane polisaharide. Primera strukturnih glikoproteinov sta fibronektin in laminin. Fibronektin sintetizirajo večinoma fibroblasti (tudi nekatere epitelijske celice) in ima vezavna mesta za kolagen in nekatere glukozaminoglikane. Oblikuje netopne mreže vlaken v vezivu, ki imajo pomembno vlogo pri prostorski organizaciji kolagena in medceličnine ter pri povezavi celic z medceličnino. Laminin je sestavni del bazalnih membran in ima vezavna mesta za integrine, kolagen tipa IV in specifične proteoglikane. S tem omogoča povezavo celic z medceličnino. VRSTE VEZIV Veziva delimo na: embrionalni vezivi mezenhim in zdrizovino, pravo vezivo (rahlo in čvrsto pravo vezivo) in retikularno vezivo. V tem poglavju bo predstavljeno tudi maščevje (belo in rjavo), ki ga uvrščamo med specializirane oblike veziva. Embrionalno vezivo Embrionalno vezivo je prisotno v zarodku in v popkovnici. Med embrionalno vezivo prištevamo mezenhim in zdrizovino. Mezenhim je rahlo, ohlapno organizirano, embrionalno vezivno tkivo z nediferenciranimi mezenhimskimi celicami, ki so sposobne diferenciacije v vse tipe celic zrelih veziv. Nekaj mezenhimskih celic ostane tudi v zrelem vezivu in so vir pluripotentnih celic za obnovo tkiva. Mezenhimske celice izvirajo iz mezoderma in iz celic nevralnega grebena. So zvezdaste ali vretenaste oblike s finimi citoplazemskimi podaljški, ki v tkivu oblikujejo mrežast preplet (Slika 2.1). Njihova jedra so ovalna in imajo fino kromatinsko strukturo ter dobro vidna jedrca. Medceličnino skoraj v celoti zapolnjuje osnovna snov brez vlaken (oziroma je tam vlaken zelo malo). Medceličnina je bogata s proteoglikani, ki vežejo bazična barvila. 16 Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO Slika 2.1. Mezenhim z vretenastimi mezenhimskimi celicami, ki imajo fine citoplazemske podaljške. Zdrizovina (galertasto vezivo) je prisotna v popkovnici (Slika 2.2). Gradijo jo osnovna snov (prevladujeta hialuronska kislina in hondroitin sulfat) in kolagenska ter retikulinska vlakna. Slika 2.2. Zdrizovina, vidna so vretenasta jedra fibroblastov in vlakna. Barvanje s HE. Pravo vezivo Pravo vezivo (v ožjem smislu) delimo na rahlo in čvrsto vezivo. Rahlo vezivo podpira tkiva in organe. Celice, vlakna in osnovna snov so zastopani v približno enakih razmerjih. Med valovitimi kolagenskimi vlakni so široki vmesni prostori. Čvrsto vezivo vsebuje malo celic in veliko kolagenskih vlaken, ki so lahko organizirana vzporedno (urejeno čvrsto vezivo - vezi, kite) ali pa potekajo naključno v različnih smereh (neurejeno čvrsto vezivo - usnjica kože, ovojnice organov) (Slika 2.3). 17 Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO Slika 2.3. Urejeno čvrsto vezivo; s puščicami so označeni otočki rahlega veziva. Barvanje s HE. Retikularno vezivo Retikularno vezivo oblikuje nežen mrežast preplet, ki nudi oporo številnim specializiranim mikrookoljem za celice, kot jih najdemo v kostnem mozgu, bezgavkah, vranici, jetrih in endokrinih žlezah. Prevladujejo kolagenska vlakna tipa III, ki jih imenujemo retikulinska vlakna. V tkivnih rezinah, obarvanih s hematoksilin eozinom se retikulinska vlakna šibko obarvajo. Retikulinska vlakna dobro absorbirajo srebrove soli, zato se obarvajo črno s srebritvenimi barvnimi tehnikami (Slika 2.4). Slika 2.4. Retikulinska vlakna v bezgavki. Srebrenje po Gömöriju. 18 Maščevje Vezivno tkivo, v katerem prevladujejo maščobne celice (adipociti), imenujemo maščevje. Lahko je sestavni del rahlega in neurejenega čvrstega veziva ali samostojno na različnih delih telesa (v podkožju, retroperitoneju, omentumu, mezenteriju, orbiti, itd.). Maščevje ne služi le kot zaloga energije, toplotna izolacija in zaščita pred mehanskimi obremenitvami (dlani, stopala), ampak se vse bolj prepoznava kot pomemben endokrini organ, udeležen v številnih metabolnih procesih. Poznamo 2 vrsti maščevja: belo in rjavo. Obe vrsti sta bogato ožiljeni. Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO Belo maščevje predstavlja 15–20 % telesne teže primerno prehranjenega odraslega moškega in 25 % telesne teže primerno prehranjene odrasle ženske. Specializirano je za dolgotrajno hrambo maščob. Adipociti belega maščevja so velike celice, ki akumulirajo maščobne kapljice v eno samo veliko kapljo (univakuolarno maščevje). Lipidna kaplja potisne jedro na obrobje celice in ga splošči (Slika 2.5). Slika 2.5. Belo univakuolarno maščobno tkivo. Barvanje s HE. Rjavo maščevje igra pomembno vlogo pri uravnavanju telesne temperature. Pri človeku ga najdemo predvsem pri novorojenčkih. Odrasli imajo le malo rjavega maščevja (okoli ledvic, nadledvičnih žlez in ob aorti ter v mediastinumu). Rjavo maščevje je organizirano v lobule, ločene z vezivnimi pregradami (pretini), v katerih potekajo krvne žile in simpatična živčna vlakna. Znotraj citoplazme so maščobe shranjene v obliki številnih drobnih kapljic (plurivakuolarno maščevje) (Slika 2.6). Citoplazma je rumeno-rjava zaradi številnih mitohondrijev (pigmenti citokromov) in bogate mreže kapilar. Posebnost rjavega maščevja je mitohondrijski transmembranski protein termogenin, ki dovoljuje prenos protonov v dihalni verigi mimo ATP (adenozin-5’-trifosfatnega) sintetaznega kompleksa. Energija, pridobljena z oksidacijo maščob, ki bi se sicer shranila v molekule ATP, se tako sprosti v obliki toplote in se hitro razširi po telesu preko bogate žilne mreže rjavega maščevja. Sproščanje toplote iz rjavega maščevja je pod nadzorom simpatičnega živčnega sistema. 19 Histologija • EMŠ Medicina • VEZIVO Slika 2.6. Rjavo maščobno tkivo s plurivakuoliziranimi maščobnimi celicami. Barvanje s HE. KLINIČNI POMEN Pravi vezivi (čvrsto in rahlo vezivo) imata veliko sposobnost obnove. Ob poškodbi tkiva se sprostijo kemični mediatorji, ki privlačijo nevtrofilne granulocite in monocite. Slednji se v tkivih delijo in dozorijo v tkivne makrofage (histiocite), ki fagocitirajo poškodovano tkivo in mrtvine (nekroze). Med procesom celjenja rane se fibroblasti delijo in aktivno sintetizirajo medceličnino (predvsem kolagen), ki zapolni rano. Fibroblasti se diferencirajo tudi v endotelijske celice, ki na novo oblikujejo krvne žile, in miofibroblaste, ki skrčijo brazgotino. Tudi druga tkiva (npr. mišičnina) se po poškodbi nadomestijo z vezivom, ki tvori brazgotino. Posebna oblika brazgotin so keloidne brazgotine, za katere je značilno, da se razrastejo prek robov prvotne rane, so dvignjene nad površino kože in jih tvorijo izrazito debela kolagenska vlakna. Nastanejo kot posledica prevelike sinteze kolagena in rastnih dejavnikov ob součinkovanju dednih ter okoljskih dejavnikov. VIRI 1. Dietz, H. (2022) FBN1-Related Marfan Syndrome. University of Washington, Seattle. 2. Kamrani, P. et al. (2023) Anatomy, Connective Tissue. StatPearls Publishing. 3. McGinty, S. and Siddiqui, W. J. (2023) Keloid. StatPearls Publishing. 4. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 5. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 20 3 HRUSTANČEVINA (Textus cartilagineus) Ines Cilenšek Histologija • EMŠ Medicina Hrustančevina je specializirana oblika vezivnega tkiva. V primerjavi z drugimi vrstami veziva hrustančevina ne vsebuje krvnih in limfnih žil ter živcev. Zgrajena je iz hrustančnih celic (hondroblasti, hondrociti) in obsežne medceličnine (zunajcelični matriks), ki tvori približno 95 % celotne prostornine hrustančevine. Je najpomembnejši funkcionalni element tega tkiva. Medceličnina je sestavljena iz osnovne snovi, vlaken in tkivne tekočine (Slika 3.1). Čeprav hrustančne celice predstavljajo manjši delež hrustančevine, so izjemno pomembne, saj so odgovorne za tvorbo in vzdrževanje medceličnine. Slika 3.1. Osnovna zgradba hrustančevine. Medceličnina (zunajcelični matriks) hrustančevine je trdna, čvrsta in hkrati prožna, kar je pomembno za funkcionalnost in vzdržljivost hrustančevine. Zaradi odsotnosti krvnih žil je sestava medceličnine odločilnega pomena za preživetje hondrocitov. Visoka koncentracija glikozaminoglikanov (GAG) v primerjavi s kolagenom omogoča difuzijo hranilnih snovi med krvnimi žilami, ki se nahajajo v vezivnem tkivu v okolici, in hondrociti, ki so redko razporejeni v medceličnini. Na osnovi vezivnih vlaken v medceličnini ločimo 3 vrste hrustančevine (Tabela 3.1): • Hialina hrustančevina: medceličnina vsebuje kolagenska vlakna tipa II, proteoglikane, glikozaminoglikane (GAG) in adhezivne glikoproteine. • Elastična hrustančevina: poleg elementov, značilnih za hialino hrustančevino, vsebuje še elastična vlakna, ki omogočajo večjo upogljivost. • Vezivna hrustančevina: zanjo so poleg elementov hialine hrustančevine značilna tudi kolagenska vlakna tipa I, ki ji dajejo natezno trdnost. 21 Tabela 3.1: Značilnosti, umestitev in funkcije za vse 3 vrste hrustančevine. ANČEVINA Hialina Elastična Vezivna hrustančevina hrustančevina hrustančevina Glavne homogena, kolagen kolagen tipa II, kolagen tipa II in medceličnine agrekan agrekan in tkivo s kolagenom elastična vlakna značilnosti tipa II in proteoglikan proteoglikan čvrsto vezivno tipa I Glavne celice hondrociti, hondroblasti hondrociti, hondrociti, hondroblasti fibroblasti Histologija • EMŠ Medicina • HRUST Tipična izolirano ali v majhnih ponavadi v izolirano ali hondrocitov skupinah skupinah, urejenih vzdolžno razporeditev izogenih skupinah majhnih izogenih v izogenih Prisotnost da (razen na sklepnem da ne perihondrija hrustancu) Umestitev stene prevodnih poti zunanje uho, medvretenčna dihalnega sistema (nos, zunanji slušni plošča, pubična grlo, sapnik, bronhusi); kanal, Evstahijeva simfiza; meniskusi sklepni hrustanec; cev, epiglotis in rastni hrustanec dolgih nekateri hrustanci kosti; fetalno okostje grla Glavne funkcije Zagotavlja gladke Zagotavlja prožno Zagotavlja površine z nizkim obliko in podporo natezno trdnost trenjem v sklepih; mehkih tkiv. in odpornost strukturna podpora za proti trganju in dihalne poti. stiskanju. HIALINA HRUSTANČEVINA Hialina hrustančevina velja za najbolj razširjeno od vseh 3 vrst. Njen sveži videz spominja na steklo, od tod tudi izvor izraza “hialini”, izhajajoč iz grške besede “hyalos”, kar pomeni steklo. Pri odraslih jo najdemo na sklepnih površinah premičnih sklepov kot sklepni hrustanec, v stenah prevodnih poti dihalnega sistema (nos, grlo, sapnik, sapnice), na mestu, kjer se rebrni konci stikajo s prsnico in v epifiznem rastnem hrustancu, ki omogoča rast kosti v dolžino. V embrionalnem obdobju hialina hrustančevina tvori začasni skelet, ki se v procesu endohondralne osifikacije preoblikuje v trdno kostno strukturo, kar podrobneje prikazuje poglavje Kostnina. 22 Medceličnina hialine hrustančevine ANČEVINA Vlakna Kolagen je glavna beljakovina medceličnine. V ospredju je kolagen tipa II, ki zagotavlja trdnost in odpornost hrustančevine na raztezanje. Kolagenska vlakna tipa II so tanka, v manjših svežnjih, katerih debelina narašča z oddaljenostjo od lakune hondrocita. Urejenost vlaken je odvisna od smeri pritiskov na hrustanec. Kolagen tipa IX deluje kot povezovalni kolagen, ki stabilizira mrežo kolagenskih fibril v hrustancu in spodbuja interakcije med fibrilami in drugimi sestavinami medceličnine. Kolagen tipa XI je pomemben za uravnavanje premera kolagenskih fibril, medtem ko kolagen tipa X igra ključno vlogo v procesu endohondralne osifikacije. Kolagen tipa VI, ki tvori mikrofibrilno mrežo, je sestavni del kapsule, ki obdaja hondrocite. Kolagen tipa II, IX, X, Histologija • EMŠ Medicina • HRUST XI in VI najdemo v tolikšni količini le v hrustančevini. Zato poudarjamo, da so za hrustanec specifični. Osnovna snov Proteoglikani – osrednji proteoglikanski monomer v hrustančevini je agrekan, ki je sestavljen iz osrednjega proteinskega jedra z vezanimi glikozaminoglikani (GAG), kot sta hondroitin sulfat (hondroitin-4-sulfat, hondroitin-6-sulfat), in keratan sulfat, preko serinskih hidroksilnih skupin. Te verige GAG so zaradi sulfatnih skupin močno negativno nabite, kar jim omogoča privabljanje in vezavo vode. Hialuronska kislina je edinstvena med GAG, saj ne vsebuje sulfatnih skupin in se ne veže kovalentno na osrednji proteinski del kot drugi GAG, ki so del proteoglikanov. Zaradi teh lastnosti je hialuronska kislina izjema med GAG in lahko obstaja kot prosta veriga v medceličnini. V proteoglikanskih agregatih se proteoglikani povezujejo z dolgimi verigami hialuronske kisline prek povezovalnih proteinov, kar ustvarja obsežne, visoko hidrirane mreže, ki se učinkovito upirajo mehanskim obremenitvam. Ena sama veriga hialuronske kisline je lahko povezana z več kot 300 molekulami agrekana (Slika 3.3). Medceličnina pa vsebuje tudi druge proteoglikane, kot so dekorin, biglikan in fibromodulin. Le-ti ne tvorijo proteoglikanskih agregatov, ampak se vežejo na druge molekule medceličnine in jo tako pomagajo stabilizirati. S tem pa ohranjajo strukturno in funkcionalno integriteto hrustančevine. Adhezivni glikoproteini – hondronektin, anhorin in fibronektin – med drugim pomagajo pri povezovanju celic s kolagensko mrežo in drugimi komponentami medceličnine. Tkivna tekočina Voda v hialini hrustančevini igra ključno vlogo v njeni strukturi in funkciji. Zajema med 60 % in 80 % neto teže hialine hrustančevine, kar hrustancu zagotavlja njegove edinstvene mehanske lastnosti, kot so prožnost in odpornost proti stiskanju. Večji del vode v hialini hrustančevini se tesno veže na proteoglikanske agregate, ki so sestavljeni predvsem iz agrekana in hialuronske kisline. Ti agregati delujejo kot naravni hidrogeli, ki lahko zadržujejo velike količine vode. Vezana voda v teh agregatih je ključnega pomena za vzdrževanje turgorja hrustanca, kar omogoča, da se ta upira mehanskim obremenitvam in ohranja svojo obliko in volumen pod pritiskom. Poleg vezane vode je v hialini hrustančevini tudi delež proste vode, ki je bistvenega pomena za prenos metabolitov in hranil do hondrocitov. Ta prosti del vode omogoča difuzijo različnih snovi skozi medceličnino, kar hondrocitom zagotavlja potrebne sestavine za njihovo delovanje in prispeva k odstranjevanju odpadnih snovi. 23 ANČEVINA Histologija • EMŠ Medicina • HRUST Slika 3.2. Molekularna sestava hialine hrustančevine. Slika 3.3. Struktura medceličnine (interakcija med kolagenom tipa II, proteoglikani in hialuronsko kislino). Celice hrustančevine Hondrogene celice Hondrogene celice so vretenaste oblike in izhajajo iz mezenhimskih celic. Imajo ovalno jedro z enim ali dvema jedrcema. Citoplazme je malo. Na elektronskomikroskopski ravni vidimo, da vsebujejo majhen Golgijev aparat, nekaj mitohondrijev, malo zrnatega endoplazemskega retikuluma in številne proste ribosome. Te celice se preoblikujejo v hondroblaste. Hondroblasti Hondroblasti izvirajo iz mezenhimskih celic ali iz hondrogenih celic iz notranje plasti perihondrija. So okrogle celice s citoplazmo, bogato s celičnimi organeli, ki so potrebni za sintezo beljakovin (bogata mreža zrnatega endoplazemskega retikuluma). So specializirane celice, odgovorne za tvorbo in vzdrževanje medceličnine. 24 Hondrociti ANČEVINA Hondrociti so hondroblasti, ujeti v hrustančni medceličnini. Ležijo v prostoru – lakuni. Na periferiji hrustanca so ovalne oblike, globlje ležeči so bolj okrogli. V hialini hrustančevini so hondrociti razporejeni posamič ali v skupinah, ki se imenujejo izogene skupine (Slika 3.4). Izogeno skupino predstavljajo potomci celice, ki izvirajo iz skupnega prednika. Ko se te novo nastale celice začnejo oddaljevati druga od druge zaradi tvorbe medceličnine, začnejo izločati metaloproteinazo. Ta encim razgrajuje matriks, kar omogoči hondrocitom prerazporeditev znotraj rastoče izogene skupine. Histologija • EMŠ Medicina • HRUST Slika 3.4. Hialina hrustančevina. Izogena skupina označena s puščico. Barvanje s HE. Citoplazma hondrocitov zrcali njihovo aktivnost. Aktivni hondrociti, ki intenzivno tvorijo medceličnino, imajo v preparatih pod svetlobnim mikroskopom izrazito bazofilno citoplazmo, kar kaže na bogato sintezo proteinov; prazna, neobarvana področja pa predstavljajo velik Golgijev aparat. Starejši, manj aktivni hondrociti, katerih naloga je vzdrževanje medceličnine, vsebujejo manj celičnih organelov. Prazna, neobarvana področja so manj izrazita, kar kaže, da je Golgijev aparat manjši. V citoplazmi teh celic zaznamo številne drobne praznine, ki predstavljajo lipidne kapljice in skladišča glikogena. Postopek priprave trajnih histoloških preparatov povzroči raztapljanje glikogena in lipidov, zaradi česar hondrociti v preparatih izgledajo kot skrčene, nepravilno oblikovane celice, medtem ko se lakune vidijo kot prazni prostori. Teritorijska zgradba zrele hialine hrustančevine Hialina hrustančevina ima teritorijsko zgradbo (Slika 3.5), ki se kaže v različni sestavi medceličnine. Hondrociti se nahajajo v votlinah, znanih kot lakune. Ozek pas medceličnine, neposredno ob lakuni, je kapsula. Sestavljena je iz drobne mreže iz kolagenskih vlaken tipa VI in ščiti hondrocit pred mehaničnimi pritiski. Širok bazofilni pas medceličnine, ki neposredno obdaja lakuno in kapsulo, se imenuje teritorijska medceličnina ali bazofilni celični dvor. To območje je revnejše s kolagenskimi vlakni, a bogatejše s sulfatiranimi GAG. Hondrocit v lakuni, obdan 25 s kapsulo in bazofilnim celičnim dvorom, sestavlja hondron ali teritorij. Posamezne teritorije ANČEVINA lahko sestavljajo tudi izogene skupine, ki imajo na začetku skupno kapsulo in bazofilni celični dvor. Preostala medceličnina, v področjih okoli teritorijev, je interteritorijska medceličnina, ki je bogatejša s kolagenom in revnejša s proteoglikani v primerjavi s teritorijsko medceličnino. Le-ta je zaradi obilice kolagena tipa II in manjšega deleža sulfatiranih GAG bolj eozinofilna. Histologija • EMŠ Medicina • HRUST Slika 3.5. Hialina hrustančevina. Teritorijska zgradba (z zvezdo označen interteritorij, obkrožen teritorij). Barvanje s HE. Bazofilija medceličnine hrustančevine po barvanju z bazičnimi barvili in intenzivno barvanje z reakcijo PAS v tkivnih rezinah govorita o razporeditvi in koncentraciji sulfatiranih proteoglikanov. Najvišja koncentracija teh snovi je okrog lakun v predelu kapsule. Z leti, ko se zmanjša količina proteoglikanov, je zmanjšana tudi bazofilija. Za razliko od zrele hialine hrustančevine pa mlada hialina hrustančevina nima teritorijske zgradbe. Zanjo je značilna sivomodro obarvana medceličnina s posameznimi lakunami s hondrociti. ELASTIČNA HRUSTANČEVINA Elastično hrustančevino najdemo v uhlju, zunanjem sluhovodu, ušesni troblji, poklopcu, v kuneiformnem in kornikulatnem hrustancu grla. Zaradi beljakovine elastina v elastičnih vlaknih je elastična hrustančevina makroskopsko rumenkasta. Po molekularni zgradbi je podobna hialini. V medceličnini pa poleg kolagenskih vlaken najdemo še gosto mrežje elastičnih vlaken, ki so posebno gosta okrog hondrocitov. Razvejana elastična vlakna se vrivajo med svežnje kolagenskih vlaken tipa II in tako prispevajo k večji elastičnosti, kot jo ima hialina hrustančevina. Hondrociti elastične hrustančevine so številnejši in večji v primerjavi s hondrociti hialine hrustančevine. Medceličnina elastične hrustančevine s starostjo ne kalcificira. Na površini elastičnega hrustanca je perihondrij, katerega zunanja plast je prav tako bogata z elastičnimi vlakni (Slika 3.6). 26 ANČEVINA Histologija • EMŠ Medicina • HRUST Slika 3.6. Elastična hrustančevina. Barvanje z rezorcinskim fuksinom po Weigertu. VEZIVNA HRUSTANČEVINA Vezivna hrustančevina sestavlja medvretenčno ploščo, sramnično simfizo, sklepno ploščo med prsnico in ključnico ter med senčnico in zgornjo čeljustnico, meniskus in določene dele, kjer se vežejo ligamenti in kite na kosti. Perihondrij ne pokriva vezivne hrustančevine. Po zgradbi je umeščena med hialino hrustančevino in čvrsto vezivo, ki mu je še najbolj podobna. Medceličnina vsebuje kolagenska vlakna tipa I, ki jih izločajo fibrociti in kolagenska vlakna tipa II. Ta se s hematoksilinom in eozinom obarvajo intenzivno eozinofilno in jih izločajo hondrociti. Hondrociti ležijo v lakunah posamič ali pa so urejeni v vrsto v izogenih skupinah, vzporedno s svežnji kolagenskih vlaken, ki potekajo v smeri natezanja (Slika 3.7). Slika 3.7. Medvretenčna plošča, vezivna hrustančevina. Barvanje s HE. 27 ANČEVINA PERIHONDRIJ Perihondrij, plast čvrstega neurejenega vezivnega tkiva, obdaja elastično in hialino hrustančevino. Izjema so primeri, kjer hialina hrustančevina tvori prosto površino ali je v neposrednem stiku s kostjo. Tudi vezivna hrustančevina nima perihondrija. Perihondrij je med obdobjem hitre rasti hrustanca razdeljen na 2 jasno vidni, funkcionalno in strukturno različni plasti. Zunanja vlaknata plast je sestavljena iz čvrstega neurejenega veziva iz kolagenskih vlaken tipa I in fibroblastov; zunanja vlaknata plast hrustancu zagotavlja potrebno mehansko podporo. Notranja celična plast pa je bogata z mezenhimskimi zarodnimi celicami (hondrogenimi celicami), ki služijo kot vir novih hondroblastov za rast in regeneriranje hrustanca. Perihondrij je dobro prekrvljen, njegove krvne žile pa oskrbujejo hrustančne celice s hranili. Prav tako vsebuje limfne žile in živčne končiče. Histologija • EMŠ Medicina • HRUST SKLEPI Sklepi ali stiki med sosednjimi kostmi se glede na sposobnost premikanja delijo na prave (sinovijske) sklepe in neprave (nesinovijske) sklepe. Pravi sklepi, znani tudi kot diartroze, omogočajo gibljivost sosednjih kosti na sklepnih površinah, ki so prekrite s sklepnim hrustancem. Nasprotno pa so nepravi sklepi, ali sinartroze, omejeno gibljivi ali celo nepremični, pri čemer sosednje kosti nimajo sklepne površine, med njimi pa se lahko nahaja kostnina, hialina hrustančevina ali čvrsto vezivno tkivo. Pravi sklep sestavljajo vezivna sklepna ovojnica, ligamenti, sklepni hrustanec in sinovijska tekočina v sklepni votlini (Slika 3.8). Vezivna sklepna ovojnica je sestavljena iz 2 plasti: zunanje plasti iz čvrstega veziva, ki je bogato s krvnimi žilami, limfnimi žilami in živci, ter notranje plasti, imenovane sinovijska membrana, ki obdaja sklepno votlino in je sestavljena iz sinovijskih celic, ki ležijo na vezivu, bogatem z mrežo fenestriranih kapilar. Sinovijske celice so na površini sklepne ovojnice urejene epitelijsko, niso povezane s celičnimi stiki in ne ležijo na bazalni membrani. Razlikujemo 2 vrsti sinovijskih celic: sinoviocite tipa A, ki so podobni makrofagom, in sinoviocite tipa B, ki so podobni fibroblastom. Sinoviociti tipa A izvirajo iz monocitov. Njihova naloga je odstranjevanje produktov obrabe iz sinovijske tekočine. Sinoviociti tipa B tvorijo velike količine hialuronske kisline in proteoglikanov, ki sestavljajo sklepno tekočino. Slika 3.8. Sklepna ovojnica in sklepni hrustanec pravega sklepa. 28 Sklepni hrustanec je zgrajen iz več slojev ali con, ki se razlikujejo po obliki celic, njihovi metabolni ANČEVINA aktivnosti, sestavi medceličnine in usmerjenosti kolagenskih vlaken. Posebna značilnost sklepnega hrustanca je, da ga ne pokriva perihondrij, je brez žil in se prehranjuje z difuzijo iz sinovijske tekočine. Imobilizacija sklepa lahko povzroči atrofijo sklepnega hrustanca, zaradi česar je redna telesna dejavnost za zdravje sklepov izjemno pomembna. Sloji sklepnega hrustanca so 4: • povrhnji, kjer so celice sploščene, vretenaste oblike ter skupaj s kolagenskimi vlakni ležijo vzporedno s sklepno površino; • intermediarni ali vmesni, kjer so celice okrogle in ležijo med kolagenskimi vlakni, ki imajo obliko obokov; • radialni ali globoki, kjer so hondrociti okrogli, razporejeni v stolpce pravokotno na sklep- Histologija • EMŠ Medicina • HRUST no površino, kolagenska vlakna pa potekajo med stolpci vzporedno in prav tako pravokot- no na sklepno površino; • kalcinirani sloj, kjer so hondrociti majhni, okrogli in naključno razporejeni. Pod kalciniranim slojem se nahaja subhondralna kost (Slika 3.9). Slika 3.9. Organiziranost sklepnega hrustanca. HONDROGENEZA IN RAST HRUSTANCA Vse 3 vrste hrustančevine se med embrionalnim razvojem razvijejo iz mezenhima. Mezenhimske celice na mestih bodočega hrustanca postanejo okrogle, se namnožijo in se združijo v gosto maso, imenovano hondrofikacijsko središče. Celice se preoblikujejo v hondroblaste in začno v okolico izločati medceličnino. Postopno se popolnoma obdajo z medceličnino in preoblikujejo v hondrocite, ki ležijo v lakuni (Slika 3.10). Po končanem embrionalnem razvoju lahko hrustančevina raste intersticijsko ali apozicijsko. Hondroblasti postanejo ujeti v svojo medceličnino v majhnih predelih, imenovanih lakune. Hondroblasti, obdani z medceličnino, so metabolno manj aktivni. Preoblikujejo se v hondrocite, ki pa ohranijo sposobnost delitve. Skupek hrustančnih celic, ki ležijo v lakuni, imenujemo izogena skupina. Medtem, ko celice izogene skupine tvorijo medceličnino, se med seboj odrivajo, tvorijo ločene lakune in povečujejo hrustančevino od znotraj. Ta način rasti hrustanca se imenuje intersticijska rast. Mezenhimske celice se na periferiji bodočega hrustanca diferencirajo v fibroblaste. Izločajo čvrsto, sprva neurejeno, vezivo, imenovano perihondrij, ki je odgovoren za rast in vzdrževanje hrustanca. Perihondrij sestavljata zunanja vlaknata plast in notranja celična plast iz hondrogenih celic. Slednje se lahko delijo in preoblikujejo v hondroblaste, ki nato izločajo medceličnino. Na ta način hrustanec raste z nalaganjem na periferijo. Ta oblika rasti se imenuje apozicijska rast. 29 ANČEVINA MEZENHIM HONDROBLASTI HONDROCITI IZOGENE SKUPINE Histologija • EMŠ Medicina • HRUST zvezdaste celice okrogle obdani z M, klonsko celice, sinteza LAKUNA razmnoževanje, medceličnine (M) kondenzacija M Slika 3.10. Hondrogeneza. VIRI 1. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 2. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 3. Pawlina, P. (2020) Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology 8th ed. 4. Gahunia, H.K., Pritzker, K.P.H. (2020). Structure and Function of Articular Cartilage. In: Gahunia, H., Gross, A., Pritzker, K., Babyn, P., Murnaghan, L. (eds) Articular Carti- lage of the Knee. Springer, New York, NY. 30 4 KOSTNINA (Textus osseus) Ines Cilenšek Histologija • EMŠ Medicina Človeško okostje sestavljajo različno oblikovane kosti, ki so zgrajene iz različnih tkiv. Glavnino predstavlja kostnina, hrustančevino najdemo v obliki sklepnega hrustanca in v rastnem hrustancu, vezivo najdemo v periostu in endostu, maščobno tkivo in kostni mozeg pa v medularni votlini. Kosti imajo raznolike funkcije. Podpirajo mehka tkiva. Delujejo kot vzvodi, na katere se pripenjajo mišice. Ob krčenju mišic omogočajo premikanje različnih delov telesa in usklajeno gibanje. Poleg tega kosti nudijo zaščito vitalnim notranjim organom v predelu glave in prsnega koša. V kosteh se nahaja kostni mozeg, ki je odločilnega pomena za tvorbo krvnih celic, saj v njem poteka proces hemopoeze. Kosti prav tako služijo kot pomembno skladišče za kalcijeve, fosfatne in druge ione. ZGRADBA KOSTNINE Kostnina je sestavljena iz celic in medceličnine (zunajceličnega matriksa). Je specializirana oblika veziva, kjer je medceličnina mineralizirana. Medceličnina Medceličnina je sestavljena iz organskega in anorganskega dela, ki skupaj omogočata mehanske lastnosti kosti, kot so trdnost in določena mera prožnosti. Organski del ali osteoid sestavljajo kolagenska vlakna, zlasti kolagenska vlakna tipa I, ki predstavljajo približno 90 % celotne organske mase kostnine. Poleg kolagena so v organskem delu medceličnine prisotni tudi različni proteoglikani, glikozaminoglikani (hondroitin-4-sulfat, hondroitin-6-sulfat, keratan sulfat, hialuronska kislina) in glikoproteini (osteokalcin, osteonektin, osteoadherin). Anorganski del pa sestavlja kristalna oblika kalcijevega fosfata – hidroksiapatit (Ca (PO ) (OH) ) in bikarbonatni, 10 4 6 2 citratni, magnezijevi, kalijevi in natrijevi ioni. KLINIČNI POMEN Biokemijski označevalci presnove kosti so bistvenega pomena za oceno ravnovesja med gradnjo in razgradnjo kostnine ter zrcalijo dinamiko kostne prenove. Med najpogosteje uporabljenimi označevalci tvorbe kostnine so: osteokalcin, kostna alkalna fosfataza (BALP) in propeptidi kolagena I (P1NP). Osteokalcin izločajo osteoblasti. Vključen je v proces mineralizacije kosti z vezavo na kristale hidroksiapatita. Medtem ko se večina osteokalcina veže v kostnem matriksu, se del sprosti v krvni obtok. Prav ta serumski osteokalcin služi kot specifičen biokemijski označevalec aktivnosti osteoblastov in s tem tvorbo kostnine. Prokolagen tipa I vsebuje N- in C-terminalne podaljške, ki se med pretvorbo prokolagena v kolagen odstranijo s pomočjo specifičnih proteaz. Ti odstranjeni podaljški, C- in N-terminalni propeptidi prokolagena tipa I (P1CP in P1NP) se sprostijo v medcelični prostor in nato vstopijo v krvni obtok. Zaradi svoje specifične vloge pri nastanku kolagena v organskem matriksu sta P1CP in P1NP zanesljiva označevalca tvorbe kostnine. Kostna alkalna fosfataza (BALP) kot encim sodeluje pri defosforilaciji in ima ključno vlogo pri mineralizaciji kosti. 31 Po drugi strani označevalci razgradnje kostnine, kot so N-terminalni in C-terminalni telopeptid kolagena I (NTX, CTX) in na tartrat odporna kisla fosfataza (TRAP) kažejo na povečano razgradnjo kostne mase. NTX in CTX nastajajo pri razgradnji kolagena I na N- in C- terminalnem koncu. TRAP je izoencim kisle fosfataze, ki ga osteoklasti izločajo med razgradnjo kosti in je specifičen označevalec njihove aktivnosti. Kombinacija teh označevalcev omogoča celovit vpogled v trenutno stanje kostne presnove ter igra pomembno vlogo pri diagnosticiranju in spremljanju zdravljenja bolezni, kot so osteoporoza, Pagetova bolezen in procesi celjenja po zlomih. Celice Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA V kostnini ločimo 4 vrste celic (Tabela 4.1): osteoprogenitorne celice, osteoblaste, osteocite, osteoklaste (Slika 4.1, Slika 4.2). Osteoprogenitorne celice Osteoprogenitorne celice so mirujoče celice, ki se lahko ob stimulaciji diferencirajo v osteoblaste, ki izločajo medceličnino. Izvirajo iz mezenhimskih celic pri zarodku ali pa iz kambijske plasti periosta in endosta po rojstvu. So nediferencirane celice, ploščate oblike z ovalnim jedrom in svetlo, rahlo bazofilno citoplazmo. V citoplazmi se nahajajo zrnati endoplazemski retikulum, prosti ribosomi in majhen Golgijev aparat (Slika 4.1). Osteoblasti Osteoblasti izvirajo iz osteoprogenitornih celic in predstavljajo diferencirane celice, ki ohranijo sposobnost delitve in so odgovorne za tvorbo organskega dela medceličnine, znanega kot osteoid. Prav tako so odgovorni za tvorbo matriksnih veziklov, ki so pomembni v procesu mineralizacije osteoida. Aktivni osteoblasti predstavljajo en sklad izoprizmatskih oziroma poligonalnih celic na površini nastajajoče kostnine. So polarizirane celice z bazofilno citoplazmo z veliko zrnatega endoplazemskega retikuluma in Golgijevega aparata, kar odslikava njihovo aktivno vlogo pri sintezi in izločanju komponent osteoida. Histokemične in imunohistokemične reakcije kažejo na prisotnost alkalne fosfataze v citoplazmi ter receptorjev za parathormon (PTH) na njihovi površini. Ko se osteoblasti popolnoma obdajo z novonastalo medceličnino, ostanejo ujeti v prostoru, imenovanem lakuna in preidejo v stanje manjše aktivnosti. Takrat se preoblikujejo v osteocite, tj. celice, ki vzdržujejo zrelo kostno tkivo. Neaktivni osteoblasti so sploščene celice, ki pokrivajo mirujočo kostnino (Slika 4.2). KLINIČNI POMEN Signalna pot Wnt/β-katenin in delovanje sklerostina Signalna pot Wnt ima ključno vlogo pri diferenciaciji, proliferaciji in dozorevanju osteoblastov. V kostnem tkivu najdemo več proteinov družine Wnt, ki delujejo preko kanonične ali nekanonične signalne poti. Kanonična signalna pot poteka preko β-katenina. Aktivira se, ko se Wnt-ligand veže na receptorje LRP5/6 na površini celic, kar stabilizira β-katenin. Ta se nato premakne v jedro in aktivira izražanje genov, ki so pomembni za osteoblastogenezo. Sklerostin je beljakovina, ki jo izločajo osteociti. Deluje kot naravni zaviralec signalne poti Wnt, saj z vezavo na receptorje LRP5/6 prepreči njeno aktivacijo in zavira diferenciacijo osteoblastov. Romosozumab, humanizirano monoklonsko protitelo, z vezavo na sklerostin blokira njegovo zaviralno delovanje, ponovno aktivira signalno pot Wnt, poveča delovanje osteoblastov, izboljša mineralno kostno gostoto ter zmanjša tveganje za zlome pri bolnikih z osteoporozo. 32 Osteocit Osteocit nastane, ko se osteoblast popolnoma obda z osteoidom ali z mineralizirano medceličnino. Osteociti so manj aktivne celice, katerih naloga je vzdrževanje kostnega matriksa. Proces transformacije iz osteoblasta v osteocit traja približno 72 ur. V tem času se celični volumen osteoblasta zmanjša za 70 %, zmanjša se velikost in število organelov, celica pa razvije dolge citoplazmatske podaljške. Vsak osteocit ima približno 50 citoplazmatskih podaljškov. V primerjavi z osteoblasti imajo osteociti manj zrnatega endoplazemskega retikuluma in Golgijevega aparata, jedra pa imajo kondenziran kromatin, kar vse kaže na manjšo sintetsko aktivnost. Po mineralizaciji kostnine, vsak osteocit zaseda eno lakuno, citoplazmatski podaljški pa se nahajajo v Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA kanalčkih (canaliculi ossei) in se stikajo s sosednjimi osteociti in osteoblasti na površini kostnine preko presledkovnih stikov. Ti kanalčki so pomembni tudi za preskrbo osteocitov, saj metaboliti z difuzijo ne morejo prehajati skozi mineralizirano medceličnino. Osteociti imajo s pomočjo signalnih molekul (NO, glutamat) sposobnost komunikacije tudi z oddaljenimi celicami, vključno z endotelijskimi celicami in periciti. Nedavna odkritja kažejo, da osteociti služijo kot mehanosenzorji, saj se odzivajo na mehanske obremenitve, ki delujejo na kost (Slika 4.2). Slika 4.1. Razvoj osteocitov iz osteoprogenitornih celic. Slika 4.2. Kostna trabekula. Osteoblasti, osteociti, osteoklasti. 33 Osteoklasti Osteoklasti so velike večjedrne celice, ki ležijo v vdolbinah, imenovanih Howshipove lakune, ki nastanejo kot posledica njihovega delovanja (Slika 4.3). Njihova naloga je razgrajevanje kostnine. Nastanejo iz hemopoetske matične celice z združevanjem monocitnih progenitornih celic. Osteoklasti na svoji površini izražajo receptor za aktivacijo jedrnega dejavnika κB (RANK), ki je ključnega pomena za njihovo diferenciacijo iz prekurzorjev in za njihovo aktivacijo. Za uravnavanje kostne resorpcije je odločilna signalna pot RANK/RANKL/OPG. Osteociti spodbujajo osteoblaste, da sproščajo ligand receptorja za aktivacijo jedrnega dejavnika κB (RANKL), Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA regulatorni faktor, ki se nato veže na RANK na osteoklastih in spodbuja osteoklastogenezo. Hkrati osteoblasti in osteociti izločajo osteoprotegerin (OPG), zaviralec razgradnje kosti, ki se veže na RANKL in onemogoča njegovo interakcijo z RANK na osteoklastih, s čimer zavira nastajanje osteoklastov. Denosumab je antiresorpcijsko zdravilo za zdravljenje osteoporoze. Gre za humano monoklonsko protitelo, ki se veže na RANKL in prepreči njegovo vezavo na RANK, s čimer zavira aktivacijo osteoklastov ter ohranja kostno gostoto. Citoplazma osteoklastov je zaradi prisotnosti številnih lizosomov in mitohondrijev izrazito acidofilna. Aktivni osteoklast je polarizirana celica, kar pomeni, da je njegova struktura prilagojena specifični funkciji. Površina celice, ki je v stiku s kostjo (t. i. resorpcijska ploskev), vsebuje mikrovilom podobne invaginacije oziroma prstaste podaljške citoplazme, ki znatno povečajo površino celice, kar je ključnega pomena za učinkovito razgradnjo kostnega matriksa. Osteoklasti se trdno pritrdijo na kostnino preko adhezijskih točk, znanih kot podosomi. Te strukture so obogatene z aktinskimi filamenti, ki so organizirani v obročasto strukturo, podprto z aktin-vezavnimi proteini, kot sta vinkulin in talin, ter adhezijskimi molekulami na plazmalemi, kar zagotavlja tesno vezavo osteoklasta na medceličnino kostnine. V citoplazmi osteoklasta se nahajajo lizosomi, različni encimi, kot sta kisla fosfataza in karboanhidraza. Karboanhidraza katalizira tvorbo H+ ionov, ki se s protonsko črpalko prenašajo na resorpcijsko površino, kjer ustvarjajo izrazito kislo okolje (pH približno 4,5). To kislo okolje povzroči raztapljanje hidroksiapatita, s čimer se kolagenska vlakna izpostavijo encimski razgradnji. Lizosomi sproščajo metaloproteinaze in druge hidrolitične encime, ki razgrajujejo organski del medceličnine, kar omogoča temeljito remodeliranje kosti. Po opravljeni funkciji se osteoklasti odlepijo od kosti in propadejo s pomočjo apoptoze (Slika 4.4). Na število in delovanje osteoklastov vplivajo številni dejavniki. Število in aktivnost osteoklastov se povečata pod vplivom parathormona (PTH) in znižata pod vplivom kalcitonina. Parathormon igra ključno vlogo pri regulaciji kalcija v krvi, deloma tako, da spodbuja resorpcijo kosti s pomočjo osteoklastov. Čeprav osteoklasti sami nimajo receptorjev za PTH, so ti prisotni na osteoblastih. Ko se PTH veže na osteoblaste, le-ti začnejo sproščati RANKL, ki vpliva na diferenciacijo in aktivacijo osteoklastov. Tako posredno, preko osteoblastov, PTH vpliva na povečanje števila in aktivnosti osteoklastov, kar vodi do povečane resorpcije kosti in sproščanja kalcija v krvni obtok. PTH je eden najmočnejših spodbujevalcev izražanja RANKL v osteoblastih. Teriparatid je analog PTH in spada med osteoanabolna zdravila, ki se uporabljajo za zdravljenje osteoporoze. Odmerjanje zdravila enkrat dnevno oz. intermitentno ima anabolen učinek, torej stimulira osteoblastno aktivnost in izgradnjo kosti, na drugi strani pa kontinuirano odmerjanje oz. konstanten presežek PTH v telesu (v primeru 34 hiperparatiroidizma) povzroči povečano razgradnjo kosti. Kalcitonin nasprotno od PTH deluje neposredno na osteoklaste, saj imajo ti na svoji površini receptorje za kalcitonin. Ko se kalcitonin veže na te receptorje, sproži signalne poti, ki zavirajo aktivnost osteoklastov. To vodi v zmanjšanje resorpcije kosti, saj kalcitonin zavira ne le mobilnost osteoklastov, temveč tudi njihovo sposobnost razgradnje kostnega matriksa. Zato se upočasni sproščanje kalcija iz kosti v krvni obtok. KLINIČNI POMEN Pri genetski bolezni osteopetroza, za katero je značilna gosta, težka kostnina (marmornata kost), osteoklasti nimajo nagubane površine, s čimer je razgradnja kostnine onemogočena. Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA Slika 4.3. Osteoklast. Slika 4.4. Shematični prikaz osteoklasta. 35 Tabela 4.1: Lastnosti osteoblastov, osteocitov in osteoklastov. Osteoblast Osteocit Osteoklast Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA Lokacija površina kostnine lakune in kanalčki površina kostnine; kostnega matriksa Howshipova lakuna Odstotek celic v ~5 % ~95 % >1 % kosti Funkcija Tvori osteoid; Vzdržuje kostni razgradnja kostnine omogoča matriks, zaznava mineralizacijo mehanski s sproščanjem stres, uravnava matriksnih homeostazo kalcija veziklov. in fosfatov. Morfologija celic izoprizmatske majhne, ovalne, velike, večjedrne ali poligonalne, mononuklearne celice; acidofilna mononuklearne celice; bleda citoplazma; celice, bazofilna citoplazma; dolgi prstasti podaljški; citoplazma citoplazmatski Howshipova lakuna podaljški Prekurzorji osteoprogenitorna osteoblast hemopoetske celice celica Proces CBFA1 (RUNX2), / c-fos; NF-ĸB; diferenciacije IGF-1 RANK-RANKL (transkripcijski signalizacija dejavniki) Glavni hormonski RANKL, receptorji RANKL, receptorji RANK, kalcitoninski oz. regulacijski PTH PTH receptorji receptorji Življenjska doba 1 teden (~12 dni) leta (~10–20 let) dnevi (~3 dni) Biokemijski osteokalcin, kostni osteopontin metaloproteinaza-9 označevalci sialoprotein (MMP-9) (BSP-2) 36 MINERALIZACIJA KOSTNE MEDCELIČNINE Pri razvoju kosti osteoblasti najprej oblikujejo nemineralizirani osteoid, ki je osnova za kasnejšo mineralizacijo, ko se na njem nalagajo kristali hidroksiapatita. Osteoid prekriva približno petino celotne površine kosti. Njegova debelina običajno znaša okoli 10 μm, kar je okrog 2 % celotne kostne mase, čeprav se te vrednosti lahko razlikujejo glede na spol in starost. Proces mineralizacije osteoida se običajno začne približno 10 dni po njegovem nastanku. Mesto oz. linijo, kjer poteka mineralizacija, imenujemo mineralizacijska fronta (Slika 4.5). Na mestih, kjer se začne mineralizacija, se mora lokalna koncentracija Ca2+ in PO 3- ionov v matriksu znatno povečati. To 4 Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA povečanje je posledica številnih procesov: • Vezava zunajceličnega Ca2+ iona z osteokalcinom in drugimi kostnimi sialoproteini ustvari visoko lokalno koncentracijo tega iona. • Visoka koncentracija Ca2+ iona zato spodbudi osteoblaste k izločanju tkivno nespecifične alkalne fosfataze (TNAP), kar poveča lokalno koncentracijo PO₄3- ionov. Visoka koncentracija PO 3-4 ionov nato spodbudi nadaljnje povečanje koncentracije Ca2+ na območjih, kjer se bo začela mineralizacija. • Osteoblasti tvorijo matriksne vezikle, bogate z encimoma alkalna fosfataza in pirofosfataza. So 50–200 nm veliki, okrogli vezikli, obdani z membrano. Brstijo iz osteoblastov v medceličnino ter tvorijo jedro za začetek nalaganja kristalov hidroksiapatita. Matriksni vezikli se napolnijo s Ca2+ in PO 3-4 ioni, ki v njihovi notranjosti sprožijo proces nukleacije, kar pripelje do oblikovanja kristalov hidroksiapatita. Aktivnost fosfolipaz nato prebode membrano veziklov, kar omogoči kristalom hidroksiapatita, da začnejo prodirati na njihovo zunanjo površino. S tem omogočajo tvorbo mineralizacijskih jeder, ki se vežejo na kolagenska vlakna. Področja mineralizacije se med seboj združujejo in širijo, dokler mineralizirana medceličnina popolnoma ne zapolni prostora med osteocitnimi lakunami. Če je lokalna koncentracija Ca2+ in PO 3- ionov normalna, mineralizacija le malo zaostaja za 4 nalaganjem osteoida. Ko pa osteoblasti tvorijo veliko osteoida v kratkem času, mineralizacija zaostaja. V takih primerih je plast osteoida zadebeljena. To se vidi pri otrocih v obdobju rasti, kot tudi ob celjenju kostnega zloma ali pri nekaterih boleznih. Mineralizacija poteka samo, če je dovolj Ca2+ in PO 3- ionov. Če je raven bodisi Ca2+ ionov (neustrezna prehrana ali motena absorpcija 4 3-v črevesju) ali PO ionov (velika izguba z urinom) nizka, je mineralizacija motena. To vodi v 4 bolezen, imenovano osteomalacija, za katero je značilna pogostejša pojavnost kostnih zlomov. Osteomalacijo v rastočih kosteh pri otrocih imenujemo rahitis in povzroča trajne deformacije mehkih slabo mineraliziranih kosti. 37 Slika 4.5. Mineralizacija. RAZDELITEV KOSTNINE Makroskopsko razlikujemo gosto oz. kompaktno kostnino ter trabekularno oz. gobasto ali spongiozno kostnino s številnimi razvejanimi in med seboj povezujočimi se kostnimi trabekulami. Kompaktna kostnina tvori 80 % kostne mase, spongiozna pa samo 20 %. Razmerje med površino in prostornino je v kompaktni kostnini majhno, saj samo ena tretjina kostne površine pripada kompaktni kostnini. Razmerje med površino in prostornino pri spongiozni kostnini pa je veliko. Kar dve tretjini celotne površine kosti so trabekule spongiozne kostnine. Pregrajevanje kostnine se najbolj živahno odvija prav na kostni površini. Večina dolgih kosti ima Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA osrednji tulec, imenovan diafiza. Diafiza je cilinder, katerega stene so iz kompaktne kostnine. V sredini pa je medularni kanal, zapolnjen s kostnim mozgom. Na obeh koncih dolge kosti pa sta okrogli epifizi, ki sta zgrajeni iz spongiozne kostnine. Le povsem na površini epifize je tanka plast kompaktne kostnine. Diafizo in epifizo povezuje metafiza iz rastnega ali epifiznega hrustanca z nekaj sosednjimi kostnimi trabekulami. Na mikroskopski ravni pri kompaktni in spongiozni kostnini ločimo 2 obliki kostnine: prepleteno kostnino (nezrelo ali primarno) in lamelarno kostnino (zrelo ali sekundarno). Zgradba lamelarne kostnine Večina kosti pri odraslih, bodisi kompaktna ali spongiozna, je organizirana kot lamelarna kostnina, ki jo zaznamujejo lamele, debele med 3 in 7 µm. V posamezni lameli potekajo kolagenska vlakna tipa I vzporedno, med sosednjimi lamelami pa je kot med vlakni približno 90 stopinj. Med posameznimi lamelami so lakune z osteociti. V gobasti kostnini lamele tvorijo trabekule. V kompaktni kostnini so lamele organizirane koncentrično okrog osrednjega Haversovega kanala. Koncentrične lamele s pripadajočim Haversovim kanalom tvorijo osteon ali popoln Haversov sistem (Slika 4.6), ki je osnovna gradbena in funkcionalna enota kompaktne kostnine. Osteociti v lakunah med seboj komunicirajo s podaljški, ki so v kostnih kanalčkih. Prav tako so povezani tudi s pripadajočimi Haversovimi kanali. Ne morejo pa komunicirati z osteociti iz drugih osteonov, ker obdaja vsak osteon cementna snov, ki vsebuje mineralizirano medceličnino z malo kolagenskimi vlakni. Osteon ali popolni Haversov sistem ima obliko cilindra, ki poteka vzporedno z dolgo osjo diafize. Okoli vsakega Haversovega kanala je urejenih 5–20 koncentričnih lamel. V vsakem z endostom obdanem Haversovem kanalu so žile, živci in tanka plast rahlega veziva. Osteoni so povezani z medularnim kanalom, periostom in drug z drugim s t.i. Volkmannovimi kanali. Ti niso obdani s koncentričnimi lamelami. Med koncentričnimi lamelami so še področja nepravilno oblikovanih lamel, ki nastanejo pri pregrajevanju in so ostanki starih osteonov. Imenujemo jih vmesne ali intersticijske lamele. Kompaktna kostnina (npr. diafiza dolgih kosti) ima na zunanji in notranji površini vzporedne lamele, organizirane kot zunanje in notranje obodne ali cirkumferentne lamele. 38 Slika 4.6. Zgradba kostnine, osteon. V trabekulah spongiozne kostnine so lamele urejene vzporedno s površino trabekule (Slika 4.7). Trabekule potekajo v različnih smereh in se med seboj povezujejo. Njihov potek je odvisen od sil, ki delujejo na kost. V spongiozni kostnini ni osteonov, ker je prehrana možna z difuzijo iz žil kostnega mozga med kostnimi trabekulami. Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA Slika 4.7. Spongiozna, lamelarna kostnina. Zgradba prepletene kostnine Ko se kostnina tvori v obdobju rasti ali pa pri celjenju kostnih zlomov, se najprej pojavi prepletena kostnina. To je samo začasna kostnina, ki jo kasneje nadomesti lamelarna kostnina, razen na nekaterih mestih, npr: v šivih ploščatih lobanjskih kosti, v zobni alveolni kosti in v nasadiščih nekaterih kit na kosti. Prepletena kostnina se vedno tvori takrat, ko je potrebno tvoriti kostnino hitro. Za razliko od lamelarne kostnine se pri prepleteni kostnini kolagenska vlakna prepletajo v raznih smereh brez pravega reda. V njej je v primerjavi z lamelarno kostnino večji delež nekolagenske medceličnine, osteociti so razporejeni naključno in njihova gostota je večja. PERIOST IN ENDOST Zunanje in notranje površine kosti so prekrite z vezivom, ki se imenuje periost oz. endost. Periost, ki po zgradbi spominja na perihondrij hrustanca, ima zunanjo fibrozno plast iz kolagenskih vlaken tipa I, poleg tega pa še fibroblaste in krvne žile. Kolagenska vlakna fibrozne plasti periosta, ki se zasidrajo v kostno medceličnino in pripenjajo periost na kostnino, imenujemo Sharpeyeva vlakna. Notranja, bolj celična plast periosta iz osteoprogenitornih celic se imenuje kambijska plast periosta. Te celice se lahko diferencirajo v osteoblaste, zato igrajo pomembno vlogo pri rasti in remodeliranju kosti. Endost je tanjši od periosta in pokriva notranje površine kosti (medularni kanal, kostne trabekule, Haversov kanal, Volkmannov kanal). Endost prav tako vsebuje osteoprogenitorne celice in tanko plast veziva. Osnovna naloga periosta in endosta je sodelovanje pri prehrani kosti ter nenehna preskrba z novimi osteoblasti za obnovo ali rast kosti. 39 OSTEOGENEZA ALI RAZVOJ KOSTI Razvoj kosti ali osteogeneza poteka po enem od 2 procesov: 1. z direktno, intramembransko ali dezmalno osifikacijo neposredno iz mezenhima; 2. z indirektno ali endohondralno osifikacijo, ki potrebuje hrustančni model, ki propade, nadomešča pa ga kostnina; Poznamo še 3. način osifikacije – heterotopno osifikacijo na ektopičnih mestih (na mestih, kjer običajno ne pričakujemo kostnine). Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA Dezmalna osifikacija Dezmalna osifikacija se začne v 6. tednu prenatalnega razvoja. Na ta način nastane večina ploščatih kosti lobanje, ključnica in prsnica. Osifikacijski proces se začne v osifikacijskih središčih, ki so skupki mezenhimskih celic. Te celice se nato preoblikujejo v osteoblaste, ki začnejo tvoriti osteoid. Ko se osteoid mineralizira, ostanejo nekateri osteoblasti ujeti v lakuni, postanejo manj aktivni in se diferencirajo v osteocite. Osifikacijska središča se postopno širijo in združujejo, pri čemer vezivno tkivo nadomeščajo z novo nastalo kostjo (Slika 4.8). Slika 4.8. Dezmalna osifikacija. A – oblikovanje osifikacijskega središča, zgostitev mezenhimskih celic, diferenciacija v osteoblaste (s puščico je označen osteoblast); B – osteoblasti ostanejo ujeti v osteoid, diferenciacija v osteocite; C – posamezna osifikacijska središča rastejo in se med sabo povezujejo (s puščico je označena kostna trabekula); D – na površini nastajajoče kostnine se mezenhim preoblikuje v periost oziroma endost na površini kostnih trabekul. Endohondralna osifikacija Dolge kosti rastejo v dolžino z nadomeščanjem hrustančnega modela s kostnino, kar imenujemo endohondralna osifikacija. Proces se prične v 7. prenatalnem tednu. Prva kostnina se v dolgih kosteh pojavi pod perihondrijem, ki obdaja bodočo diafizo, z dezmalno osifikacijo. Tako nastane koščeni tulec. Vezivo, ki ga pokriva, se preimenuje v periost. Hondrociti v področju diafize hipertrofirajo, medtem ko se del medceličnine okoli njih resorbira. Med hipertrofiranimi hondrociti ostanejo le tanki pretini hrustančne medceličnine. Hondrociti pričnejo izločati TNAP, kar vodi v kalcinacijo pretinov hrustančevine. Kalcinirani pretini hrustančevine preprečijo difuzijo metabolitov do hondrocitov, zaradi česar le-ti odmrejo in za sabo pustijo prazne prostore. 40 V drugi fazi osteogeni brstič z osteoprogenitornimi celicami in krvnimi kapilarami vdira v prostore, ki so ostali od propadlih hondrocitov, osteoprogenitorne celice se nalagajo na pretine kalcinirane hrustančne medceličnine, se preoblikujejo v osteoblaste, ti pa na pretine kalcinirane hrustančevine pričnejo nalagati osteoid. Pretini kalcinirane hrustančevine služijo kot model za začetek osifikacije. S tem procesom nastane v diafizi primarno osifikacijsko središče. Že od samega začetka osifikacije so dejavni tudi osteoklasti, ki razgrajujejo novo nastalo kostnino. Tako tvorijo medularni kanal, ki z nadaljevanjem osifikacije raste v smeri proti epifizi. Kmalu po rojstvu se v proksimalni epifizi oblikuje sekundarno osifikacijsko središče, ki mu sledi razvoj sekundarnega osifikacijskega središča tudi v distalni epifizi (Slika 4.9). Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA Slika 4.9. Endohondralna osifikacija. Po oblikovanju primarnega in sekundarnega osifikacijskega središča je hrustančevina v dolgi kosti omejena samo na sklepni hrustanec, kjer ostane celotno življenje, in pa na rastni ali epifizni hrustanec, ki povezuje epifizo in diafizo. Rastni hrustanec sestavlja 5 con (Slika 4.10): 1. mirujoča cona iz hialine hrustančevine; 2. proliferacijska cona, kjer se hondrociti hitro delijo in urejajo v palisade ali stolpce, vz- poredne z vzdolžno osjo kosti; hondrociti so večji kot v mirujoči coni in aktivno izločajo kolagen (predvsem kolagen tipa II in XI), proteoglikane in glikoproteine; 3. hipertrofična cona vsebuje velike hipertrofirane hondrocite, ki stisnejo medceličnino v tanke pretine; hipertrofirani hondrociti kopičijo glikogen, še vedno pa aktivno tvorijo medceličnino; 4. cona kalcinirane hrustančevine; hkrati z odmiranjem hondrocitov hrustančni matriks kalcinira; 5. osifikacijska cona; z žilami vdrejo na mesta odmrlih hondrocitov osteoprogenitorne celice, ki se diferencirajo v osteoblaste, ti pa na pretine iz kalcinirane hrustančevine nalagajo osteoid, ki kasneje mineralizira. Hondrociti se v rastnem hrustancu delijo do približno 20. leta starosti, nato pa rastni hrustanec zakosteni in rast kosti v dolžino ni več mogoča. V širino pa dolge kosti rastejo z nalaganjem kostnine s strani periosta (apozicijska rast) in z razgradnjo na strani endosta. 41 Slika 4.10. 5 con rastnega hrustanca. KOSTNA REMODELACIJA ALI PREGRAJEVANJE KOSTNINE Kostnina se na mehanske sile, ki delujejo nanjo preko pripenjališč mišic ali neposredno preko pospeškov in pojemkov, odziva s prilagajanjem, kar vodi v spreminjanje kostne mase in strukture. Živa kost se nenehno spreminja, razgrajuje in na novo nastaja. To nenehno razgrajevanje in nalaganje kostnine imenujemo kostno pregrajevanje ali remodelacija. KOSTNA REMODELACIJSKA ENOTA = Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA osteoblast + osteoklast + centralna žilna kapilara + živec Potek remodelacije (Slika 4.11): A. mirovanje in aktivacija – neaktivni ploščati osteoblasti (angl. lining cells) pokrivajo kostnino in se ob ustreznem signalu razmaknejo tako, da se izpostavi kostna površina; B. privabljanje osteoklastov in razgradnja (resorpcija) kostnine – razgaljena kost kemotaktično privabi osteoklaste, ki se prilepijo na kostno površino in začnejo razgrajevati kost, kar lahko traja do 12 dni; C. preobrat in privabljanje osteoblastov– osteoklasti se odmaknejo iz erozijske lakune, v njo pa se naselijo mononuklearni fagociti, ki očistijo nastalo lakuno in izgradijo cementno plast, kemoatraktanti privabijo osteoblaste, ki se diferencirajo in aktivirajo; D. sinteza kostnega matriksa in mineralizacija – osteoblasti sintetizirajo kolagen in druge proteine novega osteoida, kar traja 1–2 tedna; po sintezi osteoida se prične mineralizacija, pri kateri sodelujeta encima alkalna fosfataza in osteokalcin. V tej fazi se osteoblasti sploščijo in pride do primarne mineralizacije, kar lahko traja do 3 mesece. Del osteoblastov ostane ujet v kostnem matriksu in se pretvori v osteocite. Slika 4.11. Kostna remodelacija. VIRI 1. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. 42 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 2. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 3. Pawlina, P. (2020) Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology 8th ed. 4. L.T. Kuhn, Bone Mineralization, The reduced bone mineralization favors the produc- tion of fractures in Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 2001 Histologija • EMŠ Medicina • KOSTNINA 43 5 KRI (Sangius) Danijel Petrovič Histologija • EMŠ Medicina Kri je edino tekoče tkivo v organizmu. Tvorijo ga krvne celice ( sinonim krvna telesca) in plazma (medceličnina). Krvne celice predstavljajo približno 45 % prostornine krvi. Poznamo 3 vrste krvnih celic: eritrociti (rdeče krvne celice), levkociti (bele krvne celice) in trombociti (krvne ploščice). Krvna plazma predstavlja približno 55 % prostornine krvi. 90 % krvne plazme tvori voda, 10 % pa organske in anorganske snovi. Organske snovi so: plazemski proteini, imunoglobulini, faktorji strjevanja krvi, fibrinogen, fibronektin, beljakovine komplementarnega sistema. Anorganske snovi so: elektroliti. Naloge krvi so številne (Tabela 5.1). Tabela 5.1: Naloge krvi. Naloge Katere celice / sistem izvajajo naloge? Prenos kisika in ogljikovega dioksida eritrociti hranilnih snovi, hormonov, encimov Uravnavanje telesne temperature kislinsko-bazičnega ravnovesja strjevanja krvi trombociti, faktorji strjevanja krvi Zaščitna funkcija pred škodljivimi mikroorganizmi levkociti, limfociti telesu tujimi snovmi levkociti, limfociti Hematokrit Sveža kri je viskozna rdeča tekočina, ki se zunaj telesa hitro strdi oz. koagulira. Takoj po odvzemu krvi jo shranimo v epruveti, ki ima dodano sredstvo proti strjevanju, kot sta npr. heparin, EDTA. Krvni elementi v epruveti, ki so težji od plazme, potujejo postopno na dno epruvete, nad njimi pa je krvna plazma. Usedanje krvnih elementov pospešimo s centrifugiranjem. Po centrifugiranju se kri v epruveti razporedi v 3 pasove: rdeči pas (približno 45 %) na dnu epruvete so eritrociti, beli ali sivi pas (1 %) so levkociti, nad njima so kot tanek film trombociti, na vrhu pa je rumeni pas, ki je krvna plazma. Normalno predstavljajo 37–54 % celotne prostornine krvi formirani elementi krvi, preostali del 44 pa plazma. Prostorninski delež formiranih elementov v krvi se imenuje hematokrit. Normalne vrednosti hematokrita so: 40–50 % pri moškem, 35–45 % pri ženski, 45–60 % pri novorojenčku. Naloge krvi Naloge krvi so: • prenos kisika iz pljuč do tkiv in ogljikovega dioksida iz tkiv do pljuč, prenos hranilnih snovi Histologija • EMŠ Medicina • KRI iz prebavil do celic v telesu, prenos vitaminov (folna kislina, B12) in elementov (železo), prenos odpadnih snovi celičnega metabolizma iz tkiv v organe (ledvice, jetra, pljuča), kjer se te izločijo, prenos levkocitov med različnimi predeli telesa; • uravnavanje telesne temperature, kislinsko-bazičnega ravnovesja, prostornine vode in koncentracije elektrolitov v telesnih tekočinah ter strjevanja krvi; • zaščita pred škodljivimi mikroorganizmi in telesu tujimi snovmi. ERITROCITI Eritrociti so bikonkavne ploščice brez jedra. Dimenzije eritrocita so: premer 7,5 μm, debelina 2 μm, prostornina 81–94 fl. V periferni krvi je 3,8–4,8 x 1012/l eritrocitov pri ženskah in 4,5– 5,5 x 1012/l eritrocitov pri moških. Njihova glavna funkcija je prenos O in CO po krvi 2 2. Prenos kisika poteka v 2 oblikah: 98 % kisika je vezanega na hemoglobin, 2 % pa je raztopljenega v krvni plazmi. Prenos ogljikovega dioksida poteka v 3 oblikah: 60 % ga je v obliki bikarbonatnega iona, 30 % je vezanega na hemoglobin in 10 % je raztopljenega v vodi krvne plazme. Življenjska doba eritrocitov je 80–120 dni. Eritrociti so roza oz. rožnate barve (barvanje s hematoksilin-eozinom). Tako se obarvajo na račun hemoglobina, ki predstavlja 33 % prostornine eritrocita. Hemoglobin je bazična globularna beljakovina, ki omogoča prenašanje kisika. Hemoglobin je sestavljen iz hema (5 % hemoglobina) in globina (95 % hemoglobina). Hem predstavlja nebeljakovinski del, globin pa beljakovinski del. Hem tvorijo 4 pirolovi obroči in železov ion. Pri zdravi odrasli osebi je globin večinoma sestavljen iz dveh verig alfa in dveh verig beta. Stare in iztrošene eritrocite fagocitirajo makrofagi predvsem v vranici, v Billrothovih povezkih, delno tudi v jetrih in kostnem mozgu. Večina sestavin hemoglobina se ponovno uporabi pri tvorbi novih eritrocitov: beljakovina globin razpade v aminokisline, železo se veže na beljakovine v krvni plazmi, pride v kostni mozeg, kjer se kot železo iz feritina uporabi za ponovno sintezo. Po razpadu eritrocita se železo shranjuje v vranici idr. tkivih (jetra) v obliki hemosiderina ali feritina. Hemosiderin je kompleks iz železa, delno razgrajenega feritina in lizosomov. Hemosiderin je samo v tkivih, v krvi pa ga ni. Feritin je kompleks železa in proteina (apoferitin). Feritin se nahaja v krvi. Hem se razgradi v bilirubin, ki je v krvi vezan na albumine. Bilirubin potuje v jetra in se izloči v žolču. Eritropoetin je glikoprotein, ki uravnava tvorbo in razvoj eritrocitov (hemopoetski rastni dejavnik). Večina eritropoetina se po rojstvu tvori v ledvicah, le 10 % v jetrih, ki pa so pred rojstvom glavni organ za njegovo sintezo. 45 KLINIČNI POMEN Pospešena sedimentacija eritrocitov Na hitrost sedimentacije eritrocitov vpliva vrsta dejavnikov. Odvisna je od števila, mase in tudi oblike eritrocitov. Pri anemijah (zmanjšano število eritrocitov) je zato sedimentacija pospešena, pri policitemiji (povečano število eritrocitov) pa običajno majhna, in sicer od 0 do 3 mm na uro. Na hitrost sedimentacije vplivajo tudi spremembe v sestavi plazemskih beljakovin. Tako pospeši sedimentacijo eritrocitov zvečanje koncentracije fibrinogena in imunoglobulinov. Pospešena Histologija • EMŠ Medicina • KRI sedimentacija eritrocitov je skoraj vedno odsev bolezni in je do določene mere premosorazmerna z njeno intenzivnostjo (vnetna bolezen). Anemija Anemija je bolezensko stanje, pri katerem je zmanjšano število oz. celotna masa eritrocitov v obtoku. Vzroki za nastanek anemije so različni, najpogostejši pa je pomanjkanje železa, potrebnega za sintezo hemoglobina (sideropenična anemija). Drugi pogostejši vzroki so: krvavitve, pomanjkanje vitamina B12 in folatov, primarne bolezni krvotvornih organov ter nekatere podedovane bolezni. Slika 5.1. Retikulocit. Briljantno krezilno modrilo supravitalno in Giemsa. Zlatenica (ikterus) Zlatenica je stanje, ko je koncentracija bilirubina v krvi povišana. Lahko je posledica bolezni jeter ali pa povečanega razpada eritrocitov. Na zlatenico posumimo, ko opazimo rumeno barvo kože in sluznic, potrdimo pa jo s krvnimi preiskavami, ki pokažejo povišano koncentracijo bilirubina v krvi. LEVKOCITI Levkociti so za razliko od eritrocitov prave celice, saj imajo jedro. Sodelujejo pri obrambi organizma. Njihova življenjska doba je zelo različna, od 6–7 ur v krvi in do 8 dni v vezivu, lahko pa je tudi celotno življenje človeka (spominski limfociti). V periferni krvi je 4–10 x 109/l levkocitov. 46 Delimo jih na granulocite in agranulocite. Granulociti in agranulociti imajo v citoplazmi nespecifična ali azurofilna zrnca (lizosome), medtem ko imajo specifična zrnca samo granulociti. Glede na barvo specifičnih zrnc, ki je odvisna od vsebnosti snovi v zrncih, delimo granulocite na: nevtrofilne granulocite (bledo obarvana specifična zrnca), eozinofilne granulocite (rožnato obarvana specifična zrnca) in bazofilne granulocite (modro-vijoličasto obarvana specifična zrnca). Agranulociti torej nimajo specifičnih zrnc. Poznamo 2 tipa agranulocitov, limfocite in Histologija • EMŠ Medicina • KRI monocite, ki se razlikujejo po obliki jedra, velikosti in funkciji. Tabela 5.2: Krvne celice. Diferencialna Število v 1 Premer Jedro Citoplazma bela krvna litru krvi (μm) slika (%) Eritrociti 3,8–4,8x1012 6–8 nima jedra eozinofilna (ženske) zaradi 4,5–5,5x1012 hemoglobina (moški) Levkociti 4–10x109 eno jedro Nevtrofilni 60–70 12–15 jedro iz 3–5 nevtrofilna granulociti režnjev zaradi specifičnih zrnc Eozinofilni 1–5 12–15 jedro iz 2 eozinofilna granulociti režnjev zaradi specifičnih zrnc Bazofilni 0–1 12–15 jedro iz 2 bazofilna granulociti režnjev zaradi specifičnih zrnc Limfociti 20–40 8 okroglo rahlo bazofilna Monociti 3–8 12–20 ledvičasto rahlo oblikovano bazofilna Trombociti 150–410x109 2–4 nima jedra eozinofilna Nevtrofilni granulociti Nevtrofilni granulociti (nevtrofilci) so celice z jedrom. Jedro je segmentirano in ima 2 do 4 segmente. Premer nevtrofilca je 12–15 μm (Slika 5.2). Nevtrofilci imajo nespecifična ali azurofilna ali primarna zrnca, ki so lizosomi. V primarnih zrncih so različni encimi kot npr. mieloperoksidaza, kisle hidrolaze, defenzin. Nevtrofilci imajo poleg primarnih zrnc še specifična ali sekundarna zrnca, v katerih so lizocim, alkalna fosfataza, 47 peroksidaza, kolagenaza, in terciarna zrnca. V terciarnih zrncih so metaloproteinaze. Nevtrofilni granulociti sodelujejo pri obrambi organizma (fagocitoza). Nevtrofilci tvorijo 40–70 % levkocitov v diferencialni krvni sliki. Histologija • EMŠ Medicina • KRI Slika 5.2. Segmentirana nevtrofilna granulocita. Eozinofilni granulociti Eozinofilni granulociti (eozinofilci) so celice z jedrom. Jedro je segmentirano in ima 2 segmenta ali 3. Premer nevtrofilca je 12–15 μm (Slika 5.3). Eozinofilci imajo nespecifična ali azurofilna ali primarna zrnca, ki so lizosomi. V primarnih zrncih so različni encimi kot kisle hidrolaze. Eozinofilci imajo poleg primarnih zrnc še specifična ali sekundarna zrnca, v katerih so različne beljakovine oz. encimi, zaradi katerih se sekundarna zrnca obarvajo oranžnordeče. V sekundarnih zrncih so: poglavitna bazična beljakovina, eozinofilna peroksidaza, nevrotoksin, histaminaza, kolagenaza in katepsin. Eozinofilni granulociti sodelujejo pri alergijski reakciji. Uničujejo komplekse antigen-protitelo ter parazite. Eozinofilni granulociti tvorijo 1–5 % levkocitov v diferencialni krvni sliki. 48 Histologija • EMŠ Medicina • KRI Slika 5.3. Eozinofilni granulocit. Bazofilni granulociti Bazofilni granulociti (bazofilci) so celice z jedrom. Jedro je segmentirano in ima 2 segmenta. Premer nevtrofilca je 12–15 μm (Slika 5.4). Bazofilci imajo tako kot vsi granulociti primarna zrnca, v katerih so različni encimi kot kisle hidrolaze. V specifičnih ali sekundarnih zrncih bazofilcev so heparin, histamin, levkotrieni, zaradi katerih se sekundarna zrnca obarvajo modrovijoličasto. Bazofilni granulociti sodelujejo pri alergijski reakciji in vnetju. Eozinofilni granulociti tvorijo 0–1 % levkocitov v diferencialni krvni sliki. Slika 5.4. Bazofilni granulocit. 49 Monociti Monociti so celice z jedrom. Jedro leži ekscentrično in je ledvičaste, fižolaste ali esaste oblike. Premer monocita je 12–20 μm (Slika 5.5). Citoplazma je sivomodre barve. V njej so nespecifična ali azurofilna ali primarna zrnca, ki so lizosomi. V primarnih zrncih so različni encimi kot kisle hidrolaze. Monociti sodelujejo pri obrambi organizma (fagocitoza). Monociti so krvni makrofagi Histologija • EMŠ Medicina • KRI (uničujejo tujke), v vezivu pa so poznani kot tkivni makrofagi (histiociti). Živijo do 10 ur. Monociti tvorijo 3–8 % levkocitov v diferencialni krvni sliki. Slika 5.5. Monocit. Limfociti Limfociti so celice z jedrom. Jedro je centralno ležeče in je okrogle oblike. Premer limfocita je do 15 μm; mali limfociti so v premeru veliki 6–9 μm, veliki limfociti pa 10–15 μm (Slika 5.6). Citoplazma je svetlomodre barve. V njej so nespecifična ali azurofilna ali primarna zrnca, ki so lizosomi. V primarnih zrncih so različni encimi kot kisle hidrolaze. Monociti sodelujejo pri obrambi organizma in so ključni del humoralnega (limfociti B) in celičnega imunskega sistema (limfociti T). Živijo od nekaj dni do celo več let (spominski limfociti). Monociti tvorijo 3–8 % levkocitov v diferencialni krvni sliki. Limfociti tvorijo 20–30 % levkocitov v diferencialni krvni sliki. Limfocitov T je več kot limfocitov B (75 % proti 25 %). 50 Histologija • EMŠ Medicina • KRI Slika 5.6. Limfocit. TROMBOCITI Trombociti so majhne okroglaste ploščice brez jedra. Premer trombocitov je 2–4 μm. V periferni krvi je 150 9 – 410 x 10/l eritrocitov. Neaktivirani trombociti so diskaste oblike in imajo ravno površino. V aktiviranem stanju imajo trombociti številne psevdopodije. Površina celice se zelo zveča in je neravna (Slika 5.7). Po barvanju krvnega razmaza po Giemsi prepoznamo temno moder centralni del trombocita (granulomera) in svetlo moder obrobni pas (hialomera). V granulomeri trombocita so mitohondriji, glikogen ter različna zrnca (alfa, delta, lambda, peroksisomi), v hialomeri pa najdemo gosti sistem tubulov (Tabela 5.3). Gosti sistem tubulov (cevk) je bogata mreža kanalčkov (angl. Canalicular system), ki so povezani s površino in segajo daleč v notranjost celice. Sistem tubulov naj bi izviral iz endoplazemskega retikuluma megakariocitov. S pomočjo bogate mreže kanalčkov se v zunajcelični prostor sproščajo snovi iz zrnc trombocitov. Gosti sistem tubulov je mesto sinteze tromboksana A2, ki je vpleten v sproščanje snovi iz zrnc. V sistemu tubulov je prav tako veliko kalcijevih ionov, ki so nujno potrebni za različne reakcije, odvisne od kalcija. Sistem tubulov vsebuje trombocitne peroksidaze. Življenjska doba trombocitov je 9–12 dni. Njihova razgradnja poteka v jetrih in vranici. Ostarele trombocite odstranjujejo makrofagi. Trombociti opravljajo številne funkcije. Njihova glavna funkcija je sodelovanje pri strjevanju krvi. Ob tem pa imajo še številne druge funkcije (npr. sodelovanje v imunskem sistemu, pri angiogenezi) in imajo pomembno vlogo v različnih patoloških dogajanjih (npr. pri razvoju ateroskleroze, rasti tumorjev, celjenju ran …). 51 Na mestu poškodbe žilne stene nastane trombocitni strdek, ki poskuša zaustaviti krvavitev (hemostaza). Pri nastanku trombocitnega strdka sodelujejo trombociti in žilna stena ter von Willebrandov faktor. Ob poškodbi so poškodovane endotelne celice v žili. Tako pride do stika krvi s subendotelom krvne žile. Pri tem se aktivirajo trombociti in pride do krčenja žile (vazokonstrikcije). Posledice aktivacije trombocitov so: adhezija (sprijemanje trombocitov za subendotelna tkiva žilne stene), agregacija (medsebojno zlepljanje trombocitov), izločanje snovi iz zrnc Histologija • EMŠ Medicina • KRI trombocitov, prokoagulantna aktivnost trombocitov. Trombospondin stabilizira skupke (agregate) trombocitov ob njihovem nastanku. Trombocitni rastni faktor vpliva na proliferacijo celic in ima verjetno neko vlogo pri nastanku ateroskleroze, rasti tumorjev in zaraščanju ran. Tabela 5.3: Trombocit in njegovi deli ter vsebina zrnc. Lokacija Vsebina Gosti sistem hialomera tromboksan A2, kalcijevi ioni, peroksidaze tubulov (mrežje kanalčkov) Zrnca α granulomera trombocitni rastni faktor, trombocitni faktor 4, fibrinogen, fibronektin, von Willebrandov faktor, trombospondin, beta tromboglobulin, faktor V, faktor XI, protein S, ... Zrnca δ granulomera serotonin, ADP, ATP, kalcij Zrnca λ granulomera kisle hidrolaze (lizosomi) Peroksisomi granulomera 52 KLINIČNI POMEN Trombocitopenija O trombocitopeniji govorimo, ko je število trombocitov v krvi manjše od normalnega. Vzroki so lahko: ali zmanjšano nastajanje megakariocitov v kostnem mozgu ali zvečan razpad in porabljanje trombocitov. Posledica trombocitopenije so lahko krvavitve, navadno v obliki drobnih pikčastih krvavitev (petehije). Histologija • EMŠ Medicina • KRI Slika 5.7. Trombociti. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17. e izdaja. McGraw Hill; 2024. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 4. Zver S, Škerget M. Bolezni krvi in krvotvornih organov, Interna medicina, 6. izdaja. 2022. Glavni uredniki: Košnik M, Štajer D, Jug B, Kocjan T, Koželj M. 5. Helena Podgornik, Jože Pretnar, Peter Černelč. Atlas krvnih celic. Slovensko društvo za hematoonkološko diagnostiko, 2013. 53 6 HEMOPOEZA (Haemopoiesis) Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Proces nastajanja krvnih celic imenujemo hemopoeza oz. tudi hematopoeza. Nastajanje krvnih celic se začne z razmnoževanjem in preoblikovanjem matične celice v krvotvornih organih. Iz matičnih celic s številnimi delitvami dozorijo zrele, aktivne krvne celice. Tvorba krvi (hemopoeza) poteka že pred rojstvom, tj. prenatalno. Hemopoeza se začne v 3. tednu razvoja v rumenjakovem mehurčku. V 5. tednu se začne hepatolienalno obdobje hemopoeze, ko se tvorijo krvni elementi v jetrih in vranici. V 5. mesecu razvoja pa postane kostni mozeg najpomembnejše mesto hemopoeze. Po rojstvu, postnatalno, poteka hemopoeza pri zdravem človeku samo v kostnem mozgu. Zunaj kostnega mozga jo najdemo samo pri bolezenskih stanjih, ko odpove kostni mozeg (Slika 6.1). Slika 6.1. Prenatalno in postnatalno obdobje hemopoeze. 54 Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA Slika 6.2. Razvoj krvnih celic; hematopoeza. MATIČNA KRVNA CELICA Vsa krvna telesca izvirajo iz ene same pluripotentne ali primitivne hemopoetske matične celice (angl. pluripotent stem cell). Podobna je limfocitom in ima na površju različne označevalce (CD34+ ...), ki jih lahko prikažemo imunohistokemično; v zadnjem času pa jih v glavnem določamo s pretočno citometrijo. Matične celice se imenujejo pluripotentne, ker se iz njih razvijeta dve vrsti (liniji ali koloniji) matičnih celic, in sicer limfoidne (limfatične) in mieloične matične celice (Slika 6.2). Iz limfoidne (limfatične) matične celice se bodo razvili limfociti, iz mieloične matične celice pa se bodo razvili eritrociti (eritropoeza), granulociti (granulopoeza), monociti (monopoeza) in trombociti (trombopoeza). Pluripotentne ali primitivne hemopoetske matične celice ter iz njih nastale limfatične in mieloične 55 matične celice so sposobne razmnoževanja; so mitotsko aktivne. Vsaka kolonija izvira iz ene progenitorne celice, poimenovane kolonije formirajoča enota (angl. Colony forming unit, CFU); te progenitorne celice se morfološko ne ločijo od malega limfocita. Govorimo o različnih tipih progenitornih celic, in sicer: progenitorne celice za eritrocite, trombocite, granulocite, monocite itd. . Celotni proces uravnavajo rastni dejavniki, ki delujejo na različnih stopnjah razvoja krvnih celic (Tabela 6.1). KLINIČNI POMEN CD34+ matična celica se uporablja za presaditev krvotvornih matičnih celic. Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA Tabela 6.1: Rastni dejavniki, ki uravnavajo hemopoezo in njihovi učinki. Dejavnik Delovanje Izvor Dejavnik matičnih celic mitogen za vse celice strome kostnega hemopoetske matične mozga celice Eritropoetin mitogen za eritropoetske endotelijske celice progenitorne celice in peritubularnih kapilar njihove prekurzorje; ledvic, hepatociti spodbuja tudi njihovo diferenciacijo Trombopoetin mitogen za megakarioblaste predvsem jetrne celice in njihove progenitorne celice Granulocite-makrofage mitogen za vse mieloične endotelijske celice v CSF progenitorne celice kostnem mozgu, limfociti T Granulocite CSF mitogen za granulocitne endotelijske celice v progenitorne celice kostnem mozgu, makrofagi Monocite CSF mitogen za monocitne endotelijske celice v progenitorne celice kostnem mozgu, makrofagi IL-1 uravnava aktivnost in makrofagi in celice T citokinsko sekrecijo v pomagalke levkocitih in drugih celicah IL-2 mitogen za aktivirane celice T pomagalke limfocite T in B; spodbuja diferenciacijo naravnih celic ubijalk IL-3 mitogen za granulocitne celice T pomagalke in megakariocitne progenitorne celice IL-4 spodbuja nastanek tkivnih celice T pomagalke in krvnih bazofilcev in pospešuje aktiviranje limfocitov T in B 56 Dejavnik Delovanje Izvor IL-5 spodbuja nastanek in celice T pomagalke aktiviranje eozinofilcev IL-6 mitogen za številne makrofagi, nevtrofilci in levkocite; spodbuja lokalne endotelijske celice aktiviranje limfocitov B in regulatornih limfocitov T Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA IL-7 pomemben mitogen za vse celice strome kostnega limfoidne matične celice mozga Legenda: CSF – kolonijo stimulirajoči dejavnik; IL – interlevkin KOSTNI MOZEG Kostni mozeg je mehko, želatinasto tkivo, ki je dobro prekrvljeno in bogato s celicami. Kostni mozeg zapolnjuje prostor dolgih kosti in prostor med kostnimi trabekulami spongiozne kosti. Njegova glavna naloga je hematopoeza, tvorba krvnih celic in sproščanje novo nastalih krvnih celic v krvni obtok. To nalogo opravlja kostni mozeg od 5. meseca razvoja zarodka do smrti. Celotna masa kostnega mozga je 1,6–3,7 kg pri odrasli osebi. V kostnem mozgu najdemo krvnotvorne celice (parenhim) in stromo. Stroma je tkivo kostnega mozga, ki ni neposredno povezano z njegovo krvotvorno dejavnostjo. Tvorijo jo stromalne celice in medceličnina. Stromalne celice so: osteoblasti, osteoklasti (oba tipa celic opisana v poglavju Kostnina), retikulumske celice, adipociti v kostnem mozgu (rumeno maščevje), makrofagi, mastociti in endotelijske celice. Stromalne celice proizvajajo retikulinska vlakna, fibronektin, vaskularne adhezijske molekule (VCAM-1), trombospondin, laminin, proteoglikane (heparan sulfat, hondroitin sulfat), ki tvorijo medceličnino. Pri zdravem odraslem človeku predstavljajo adipociti 30–70 % površine razmaza kostnega mozga. So med največjimi celicami v kostnem mozgu, saj je njihov premer do 85 μm. V celici imajo eno maščobno vakuolo, na obrobju pa manjšo količino citoplazme. Maščobne celice so v tesnem stiku z žilami, makrofagi in hematopoetskimi celicami. Makrofagi so razpršeni po celotnem kostnem mozgu. Izvirajo iz monocitov, torej iz hematopoetske matične celice. Veliki so 20–30 μm, imajo eno okroglo ali ovalno oblikovano jedro ter obilno citoplazmo z organeli. Najlepše jih prikažemo imunohistokemično (barvanje na označevalce CD68 ali CD163). Makrofage najdemo v eritroblastnih otokih oz. gnezdih (nastajanje eritrocitne vrste) in limfoidnih gnezdih (nastajanje limfocitne vrste). Makrofage prav tako najdemo ob endotelijskih celicah sinusoidnih kapilarah. Makrofagi opravljajo v kostnem mozgu številne naloge. Ena njihovih najpomembnejših nalog je fagocitoza. Makrofagi odstranjujejo stare in poškodovane eritrocite iz krvnega obtoka (s pomočjo 57 fagocitoze). Makrofagi v eritroblastnih otočkih razgrajujejo izločena jedra predhodnikov eritrocitov, odvečno citoplazmo in poškodovane celice. Poleg fagocitne funkcije sodelujejo še pri uravnavanju hemopoeze, saj proizvajajo različne rastne dejavnike (npr. M-CSF, IL-1, G-CSF), vključeni pa so prav tako v predelavo antigenov. Tkivne bazofilce ali mastocite najdemo povsod v kostnem mozgu (npr. ob hematopoetskih otočkih, v steni drobnih žil, blizu kostnih trabekul in sinusoidnih kapilar). Navadno so okrogle ali ovalne oblike premera 5–25 μm, v citoplazmi pa vsebujejo bazofilna zrnca, ki navadno ne prekrivajo jeder (za razliko od krvnih bazofilcev). Značilnost zrnc je metakromazija (predvsem na račun vsebnosti heparina). Najlažje jih prikažemo imunohistokemično (triptaza, CD17). Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA Celice imajo sposobnost mitoze (za razliko od krvnih bazofilcev, ki te sposobnosti nimajo). V kostnem mozgu najdemo retikulumske celice. So nepravilnih oblik, podobne makrofagom. Imajo številne citoplazmatske podaljške, ki so razvejani med hematopoetskimi celicami. Retikulumske celice so v neposrednem stiku z retikulinskimi vlakni. Nimajo sposobnosti fagocitoze (za razliko od makrofagov). Retikulumske celice igrajo pomembno vlogo pri uravnavanju hematopoeze na račun povezanosti (stika) s hematopoetskimi celicami kot tudi na račun tvorbe različnih hematopoetskih rastnih dejavnikov. Prav tako naj bi imele sposobnost tvoriti kolagen (tip I in III) in fibronektin. Poznamo dve vrsti kostnega mozga, in sicer sekundarni ali rdeči kostni mozeg in terciarni ali rumeni kostni mozeg. Sekundarni ali rdeči kostni mozeg tvorijo žile, vezivo in hemopoetski otočki. 30–70 % celic v sekundarnem kostnem mozgu predstavljajo adipociti. Pri novorojenčkih in otrocih do 5. leta starosti je kostni mozeg rdeč. Po 5. letu starosti se začne rdeči kostni mozeg spreminjati v rumenega najprej v dolgih kosteh. V puberteti je rdeči kostni mozeg samo v spongiozi ploščatih kosti, kot npr. v vretencih, rebrih, ključnici, medenici, lobanjskih kosteh, epifizi stegnenice in nadlahtnice. Terciarni ali rumeni kostni mozeg tvorijo žile, vezivo in retikulumske celice z maščobnim tkivom. Stromo rumenega kostnega mozga tvorijo retikulumske celice, ki kopičijo maščobe. Retikulumske celice tvorijo retikularno ogrodje. Čas trajanja različnih vrst hemopoez je različen (Tabela 6.2). Tabela 6.2: Trajanje različnih vrst hemopoez. Trajanje hemopoeze Število dni Trajanje eritropoeze 7 dni Trajanje granulopoeze 11–14 dni Trajanje limfopoeze 1–2 dni Trajanje monopoeze 2–3 dni Trajanje trombopoeze 4–5 dni 58 ERITROPOEZA Eritropoeza traja 7 dni (Tabela 6.2). Faze v eritropoezi so: proeritroblast, bazofilni eritroblast, polikromatični eritroblast, ortokromatični eritroblast, retikulocit in kot končna stopnja eritrocit. Eritroblasti se delijo do stopnje ortokromatičnega eritroblasta (4–5 delitev). Proeritroblast Proeritroblast je najmlajša celica eritropoeze. Proeritroblast je okrogla celica z okroglim centralno Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA ležečim jedrom. Kromatinovo jedro je enakomerno gosto mrežasto, v jedru pa je eno jedrce ali dva. Citoplazma je bazofilna zaradi številnih poliribosomov in je svetlejša v predelu Golgijevega aparata. Citoplazma je občutljiva ter zelo nagnjena k poškodbam. Zato lahko vidimo nepravilno oblikovanost citoplazme (t.i. ušesca). Celica se deli. Premer celice je 25 μm. Bazofilni eritroblast Bazofilni eritroblast je 2. celica v eritropoetski vrsti. Bazofilni eritroblast je okrogla celica z okroglim centralno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je razporejen radialno. Citoplazma je bazofilna. Okoli jedra je pas svetlejše citoplazme. Celica se deli. Premer celice je 12–17 μm. Polikromatični eritroblast Polikromatični eritroblast je 3. celica v eritropoetski vrsti. Je okrogla celica z okroglim, centralno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je razporejen radialno. Citoplazma je manj bazofilna kot pri bazofilnem eritroblastu. Manjša stopnja bazofilije je posledica večje količine hemoglobina. Glikoprotein eritropoetin spodbuja sintezo mRNA za globin v bazofilnem eritroblastu. Sinteza in izločanje eritropoetina v ledvicah se povečata ob manjši koncentraciji kisika v krvi. Celica se deli. Premer celice je 8–15 μm. Ortokromatični eritroblast Ortokromatični eritroblast je 4. celica v eritropoetski vrsti in zadnja, ki še ima jedro. Ortokromatični eritroblast je okrogla celica z okroglim periferno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je razporejen radialno. Citoplazma je še manj bazofilna kot pri polikromatičnem eritroblastu in izraziteje eozinofilna zaradi večje količine hemoglobina. Eozinofilija je na tej stopnji manj izrazita kot pri eritrocitu. Ortokromatični eritroblast ni več sposoben sinteze DNA in zato tudi ne delitve. Premer celice je 7–10 μm. Ko se jedro izloči iz ortokromatičnega eritroblasta, ga takoj fagocitira makrofag v eritroblastnih otočkih. Retikulocit Retikulocit je predzadnji v eritropoetski vrsti. Sledi mu eritrocit. Celica se ne deli. Premer celice 59 je 8 μm in je malo večji kot eritrocit (poglavje KRI, Slika 5.1). Retikulocit nima jedra. V citoplazmi vidimo retikularno snov, ki jo predstavljajo bazofilni ribosomi in ribosomalna RNA (prikažemo jo s supravitalnim barvanjem). Citoplazma je rožnata. Retikulociti še nekaj časa ostanejo v kostnem mozgu, nato pa prehajajo v kri, kjer po približno enem dnevu dozorijo v eritrocite. 99 % retikulocitov je v kostnem mozgu, 1 % pa v periferni krvi. KLINIČNI POMEN Čista aplastična anemija (čista aplazija rdeče vrste) je posledica motnje delitve in dozorevanja v rdečo vrsto usmerjenih matičnih celic, medtem ko granulociti in trombociti nastajajo normal- Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA no. Posledica tega je anemija. Bolezen je lahko prirojena ali pridobljena. Pridobljene oblike so pogoste pri avtoimunskih boleznih in novotvorbah priželjca (timusa). GRANULOPOEZA Granulopoeza traja 11–14 dni (Tabela 6.2). Faze v granulopoezi so: mieloblast, promielocit, mielocit, metamielocit, paličasti granulocit in končna stopnja, ki je granulocit (nevtrofilni, eozinofilni, bazofilni). Mieloblast Mieloblast je 1. celica v granulopoetski vrsti. Le 5 % vseh celic v kostnem mozgu so mieloblasti. Mieloblast je okrogla celica z okroglim periferno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je enakomerno gosto mrežast. V jedru je več jedrc (2–5). Citoplazma je bazofilna zaradi številnih poliribosomov. Svetlejši predeli so mesto, kjer je Golgijev aparat. Celica se deli. Premer celice je 15–20 μm. Promielocit Promielocit je 2. celica v granulopoetski vrsti. Promielocit je okrogla celica z ovalnim periferno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je enakomerno gosto mrežast, v jedru pa je več jedrc. Citoplazma je rahlo bazofilna. V citoplazmi so številna in različno velika nespecifična (azurofilna, primarna) zrnca. Nespecifična zrnca so lizosomi, ki vsebujejo številne encime (kisle hidrolaze, mieloperoksidazo in defenzin). V granulopoetski vrsti samo promielocit tvori nespecifična zrnca. Celica se deli. Premer celice je 20–25 μm. Mielocit Mielocit je 3. celica v granulopoetski vrsti. Mielocit je okrogla celica z ovalnim periferno ležečim jedrom. Vidna je groba kromatinska struktura. Kromatin v jedru je gosto mrežast. Citoplazma je rahlo eozinofilna. V citoplazmi so specifična in nespecifična zrnca; specifična so na konveksni strani Golgijevega aparata, nespecifična pa na konkavni strani Golgijevega aparata. Mielocit ne tvori nespecifičnih zrnc. Število nespecifičnih zrnc se manjša od mielocita dalje. 60 Od mielocita dalje pa se tvorijo specifična zrnca, ki se zaradi razlik v vsebnosti specifičnih zrnc različno obarvajo. Glede na obarvanje (po Giemsi) delimo mielocite na: nevtrofilne, eozinofilne in bazofilne mielocite. Celica se deli. Premer celice je 10–15 μm. Metamielocit Metamielocit je 4. celica v granulopoetski vrsti. Metamielocit je okrogla celica z zažetim periferno ležečim jedrom. Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA Citoplazma je rahlo eozinofilna. V citoplazmi so specifična in nespecifična zrnca. Glede na obarvanje (po Giemsi) jih delimo na: nevtrofilne, eozinofilne in bazofilne metamielocite. Celica se ne deli. Premer celice je 10–15 μm. Paličasti granulocit Paličasti granulocit je 5. celica v granulopoetski vrsti. Paličasti granulocit je okrogla celica z nesegmentiranim periferno ležečim jedrom, ki je podobno palici. Citoplazma je rahlo eozinofilna. V citoplazmi so specifična in nespecifična zrnca. Glede na obarvanje (po Giemsi) delimo paličaste granulocite na: nevtrofilne, eozinofilne in bazofilne granulocite. Celica se ne deli. Premer celice je 10–15 μm. LIMFOPOEZA Limfopoeza traja 1–2 dni (Tabela 6.2). Faze v limfopoezi so: limfoblast, prolimfocit in končna stopnja, limfocit (limfocit B, limfocit T). Limfoblast Limfoblast je 1. celica v limfopoetski vrsti. Limfoblast je okrogla celica z okroglim periferno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je enakomerno gosto mrežast, v jedru pa je eno jedrce ali dve. Citoplazma je bazofilna in obdaja jedro kot tanek obroč. Celica se deli. Premer celice je 15–20 μm. Prolimfocit Prolimfocit je 2. celica v limfopoetski vrsti. Prolimfocit je podoben limfoblastu, vendar je manjši. V jedru je eno jedrce. Citoplazma je bazofilna in obdaja jedro kot tanek obroč. Celica se ne deli. Premer celice je 15–20 μm. 61 Plazmatka Plazmatka je okrogla celica z jedrom, ki leži periferno. Kromatin v jedru je razporejen radialno (t. i. kolesasta struktura jedra). Citoplazma je bazofilna zaradi številnih poliribosomov, svetlejša pa je ob jedru v predelu Golgijevega aparata. Premer celice je 12–20 μm. MONOPOEZA Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA Monopoeza traja 2 dni. Faze v monopoezi so: monoblast, promonocit in končna stopnja, monocit. Monoblast Monoblast je 1. celica v monopoetski vrsti. Monoblast je okrogla celica z okroglim periferno ležečim jedrom. Citoplazma je bazofilna. Celica se deli. Premer celice je 10–20 μm. Promonocit Promonocit je 2. celica v monopoetski vrsti. Promonocit ima okroglo ali ledvičasto periferno ležeče jedro. Citoplazma je bazofilna in obdaja jedro kot tanek obroč. Celica se ne deli. Premer celice je 10–20 μm. TROMBOPOEZA Trombopoeza traja 4–5 dni (Tabela 6.2). Faze v trombopoezi so: megakarioblast, promegakariocit in končna stopnja, ki je megakariocit. Za proces trombopoeze je pomemben rastni dejavnik trombopoetin. Trombopoetin je osnovni regulator nastajanja trombocitov. Vpliva na proliferacijo matičnih celic, usmerjenih v megakariocitno vrsto, in na dozorevanje celic vse do nastajanja trombocitov. Za trombocitno vrsto od megakarioblasta do trombocita so značilni glikoproteini CD9, Ib (CD42b), IX (CD42a), IIb (CD41) in IIIa (CD61). Megakarioblast Megakarioblast je 1. celica v trombopoetski vrsti. Megakarioblast je okrogla oz. ovalna celica z okroglim ali zažetim periferno ležečim jedrom. Kromatin v jedru je gost in enakomerno gosto mrežast. Citoplazma je bazofilna. Celica se deli. Premer celice je 20–50 μm. 62 Po endomitozi (podvojitvi kromosomov brez kariokineze in citokineze) nastane iz njega megakariocit. Promegakariocit Promegakariocit je 2. celica v trombopoetski vrsti. Promegakariocit je velika in okrogla celica z okroglim ali rahlo zažetim jedrom z nakazanimi režnjiči. Citoplazma je rahlo bazofilna (modrovijolična). Celica se ne deli. Premer celice je 20–80 μm. Histologija • EMŠ Medicina • HEMOPOEZA Megakariocit Megakariocit je 3. in zadnja celica v trombopoetski vrsti. Megakariocit je velika celica z režnjastim jedrom. Njegova citoplazma je eozinofilna. Celica se ne deli. Premer celice je 20–100 μm. Megakariociti po krvnem obtoku zapustijo kostni mozeg in se zagozdijo v pljučnih kapilarah. Tu nastanejo trombociti z razpadom robnega dela megakariocitne citoplazme. Iz enega megakariocita nastane do 1.000 trombocitov. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17e izdaja. McGraw Hill; 2024. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 4. Zver S, Škerget M. Bolezni krvi in krvotvornih organov, Interna medicina, 6. izdaja. 2022. Glavni uredniki: Košnik M, Štajer D, Jug B, Kocjan T, Koželj M. 5. Helena Podgornik, Jože Pretnar, Peter Černelč. Atlas krvnih celic. Slovensko društvo za hematoonkološko diagnostiko, 2013. 63 7 MIŠIČNINA (Textus muscularis) Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Mišičnina je tkivo, specializirano za krčenje. Mišičnino tvorijo mišične celice ( sinonim mišična vlakna) in medceličnina. Kontraktilno sposobnost mišičnine omogoča prisotnost miofibril v citoplazmi celic. Citoplazmo mišičnih celic imenujemo tudi sarkoplazma. Poznamo različne tipe filamentov ( sinonim miofilamenti), ki imajo različne vloge pri krčenju (npr. aktin, miozin, tropomiozin, troponin, dezmin, α-aktinin, tinin, nebulin ...). Krčenje mišičnih celic omogoča drsenje debelih miozinskih filamentov ob tankih aktinskih filamentih. Med mišičnimi celicami je vezivo z žilami, ki oskrbujejo mišične celice s hrano in kisikom. Poznamo gladko mišičnino in 2 vrsti prečnoprogaste mišičnine (srčna in skeletna). Prečna progavost je na račun temnih odsekov (miozinski miofilamenti) in svetlih odsekov (aktinski filamenti). Krčenje prečnoprogaste mišičnine razlagamo s pomočjo teorije drsečih filamentov, po kateri aktinski in miozinski filamenti drsijo drug ob drugem in se ne skrajšajo. Skrajša pa se sarkomera (predel med dvema črtama Z). Krčenje pri gladki mišičnini poteka podobno kot pri skeletni mišičnini. Aktin in miozin drsita drug ob drugem. Tabela 7.1: Osnovne morfološke značilnosti različnih tipov mišičnine. Skeletne Srčne mišične Gladke mišične celice celice mišične celice Število jeder več jeder 1 ali 2 1 Lega jedra na periferno centralno centralno prečnem prerezu Prečna progavost da da ne Oživčenje somatsko in avtonomno avtonomno branhialno motorično Zmožnost minimalna (klinično minimalna (klinično da razmnoževanja nepomembna) nepomembna) (proliferacije celic) Premer 10–100 μm 10–20 μm 0.2–10 μm Dolžina nekaj cm 15–100 μm 15–100 μm *Branhialno motorično oživčenje (specialno visceralno eferentno oživčenje) je značilno za skeletne mišice, ki izvirajo iz škržnih lokov (npr. žvekalne in obrazne mišice, mišice neba, žrela, grla). 64 SKELETNA MIŠIČNINA Skeletna mišična celica ali mišično vlakno je na prečnem prerezu cilindrične oz. poligonalne oblike s številnimi vretenastimi jedri na periferiji mišične celice. Jedra ležijo vzdolžno pod sarkolemo. Zanje je značilna prečna progavost (Tabela 7.1). Vezivo v skeletni mišici je med mišičnimi vlakni (Slika 7.1). Neposredno ob mišičnem vlaknu se nahaja svetlejše obarvano rahlo vezivo (endomizij) in krvne žile, snop vlaken obdaja perimizij, površje mišice pa epimizij. Delež perimizija je pribl. 5 %. Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Naloga veziva med mišičnimi vlakni je prenos sil ob krčenju. V vezivu med mišicami so bogato prepletene drobne žile (mikrocirkulacija). Kapilare v skeletni mišičnini so sklenjene. Pomembni sestavini endomizija sta glikoproteina fibronektin (Slika 7.2) in laminin, ki sta sestavna dela bazalne lamine. Slika 7.1. Skeletna mišičnina, prečno. Barvanje s HE. 65 Slika 7.2. Skeletna mišičnina, prečno. Imunohistokemično barvanje na fibronektin. Kljub temu, da masa skeletnih mišic predstavlja 40–50 % teže pri odraslem, je 20 % srčnega minutnega volumna potrebnega za oskrbo mišic v mirovanju. V mirovanju je pri skeletni mišici odprtih le manjše število kapilar. Med intenzivno telesno aktivnostjo se potrebe skeletnih mišic po oskrbi s kisikom in hranili močno povečajo, prav tako se znatno poveča tudi minutni volumen srca. Med intenzivno telesno aktivnostjo se poveča tudi število odprtih kapilar v skeletni mišici. Organizacija skeletne mišičnine Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Svetlobnomikroskopsko vidimo zaporedne svetle oz. izotropne (I) in temne oz. anizotropne (A) pasove (odseke), na sredini pasu I pa je črta Z (nem. Zwischensheibe) (Slika 7.3). Predel med dvema črtama Z je sarkomera. Dolžina sarkomere je v stanju sproščene mišice približno 2,5 μm. Sredi pasu A je svetlejši pas H, sredi pasu H pa je temnejša črta M (mezofragma). Miofibrile v skeletni mišičnini so iz tankih in debelih miofilamentov. Tanki filamenti (sinonim miofilamenti) so iz aktina, troponina in tropomiozina, debeli pa so iz miozina. Miozin in aktin skupaj tvorita v skeletni mišici 55 % vseh beljakovin. Miozinski filamenti so na sredini zadebeljeni. Debelejši del ustreza svetlejšemu pasu H. Črto M na sredini pasu H tvorijo stranske povezave s sosednjimi miozinskimi filamenti, glavna beljakovina črte M pa je encim kreatinska kinaza. Ta katalizira prenos fosfatne skupine iz fosfokreatinina na adenozin-5’-difosfat (ADP). Pri tem pa nastane adenozin-5’-trifosfat (ATP), ki ga potrebuje mišična celica pri krčenju. Miozin je debeli filament. Miozin je velik kompleks, ki ga tvorita 2 enaki težki verigi in 2 para lahkih verig . Na eni strani težke verige je glava z vezavnim mestom za ATP, ki ima tudi sposobnost razgradnje ATP. Miozinska glava ima tudi vezavno mesto za aktin. Z glavo so povezane 4 lahke verige miozina. Aktin je tanki filament, ki je lahko v filamentni obliki (aktin F) ali pa v globularni obliki (aktin G). Aktin F je sestavljen iz 2 vijačnic aktina G. Tropomiozin je tanki filament, ki vsebuje 2 polipeptidni verigi. Troponin je tanki filament iz 3 podenot (troponin T, C in I). Troponin T je povezan s tropomiozinom. Troponin C veže kalcijev ion. Troponin I zavira povezavo med aktinom in miozinom. Potrebno je omeniti še 3 filamente: alfa aktinin, titin in nebulin. Filament α-aktinin omogoča povezavo aktina na linijo Z. Pomemben dodatni protein v odseku I je titin, največji protein v telesu, ki omogoča povezavo med miozinskimi miofilamenti in linijo Z. Nebulin je dodatni protein, ki povezuje tanke miofilamente lateralno in olajša pričvrstitev na alfa aktinin. 66 Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Slika 7.3. Organizacija skeletne mišičnine: temni in svetli odseki oz. pasovi, sarkomera. Krčenje prečno progaste mišice Krčenje prečno progaste mišice lahko razložimo s teorijo drsečih filamentov. Val depolarizacije potuje po aksonu in nato po sarkolemi do transverzalnih cevk T na meji pasov A in I. Iz sarkoplazemskega retikuluma se sprostijo kalcijevi ioni v citosol. Kalcijevi ioni se vežejo na troponin C, kar omogoči povezavo aktina z miozinom. Aktin drsi ob miozinu (veslanje) in na ta način se izvaja krčenje mišice (mišična kontrakcija). Krčenju mišice sledi repolarizacija celice, ko se kalcijevi ioni vrnejo v sarkoplazemski retikulum (relaksacija mišic). Transverzalne cevke T so v tesnem stiku s cisternami sarkoplazemskega retikuluma. Skupaj tvorijo triade (transverzalna cevka T in 2 lateralni cisterni sarkoplazemskega retikuluma) (Slika 7.4). V skeletnih mišičnih celicah sta na aktinske filamente vezana še proteina tropomiozin in troponin, ki preprečujeta nenadzorovano nastajanje aktomiozinskih povezav in s tem krčenje mišic. Aktomiozinske povezave lahko nastanejo samo v prisotnosti kalcijevih ionov (sprostijo se iz sarkoplazemskega retikuluma ob vzburjenju mišice). Kalcijevi ioni se vežejo na podenoto C troponina, spremeni se konfiguracija troponina, ki porine tropomiozin globlje v brazdo v dvojni vijačnici aktina. Na ta način se na aktinu odkrije in izpostavi vezavno mesto za miozin. Aktin se poveže z miozinom, kar sproži hidrolizo ATP. Energijo za proces drsenja filamentov daje hidroliza ATP. Znižanje koncentracije kalcijevih ionov v citosolu (ob vračanju kalcijevih ionov v sarkoplazemski retikulum) povzroči ponovno vezavo tropomiozina na aktin. S tem se zasedejo vezavna mesta na aktinu za vezavo miozinskih glav, zaradi česar aktomiozinske povezave ne morejo več nastati, kar povzroči sprostitev mišičnih celic in celotne mišice (mišična relaksacija). 67 Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Slika 7.4. Organizacija skeletne mišičnine: triada transverzalna cevka T in cisterni sarkoplazemskega retikuluma). KLINIČNI POMEN Mrliška okorelost (rigor mortis) je ena od zgodnjih mrliških sprememb, ki se izraža kot zakrčenost in otrdelost vseh telesnih mišic vključno z gladkim mišicami notranjih organov. Pri mrliški okore-losti ostaneta aktin in miozin povezana, saj ni več mitohondrijske aktivnosti in se ne tvori energija (hidroliza ATP). Okorelost se začne pojavljati, ko koncentracija ATP pade pod 85 % normalne vrednosti in je najizrazitejša, ko je koncentracija znižana na 15 %. Zaradi pomanjkanja/odsotno-sti ATP-ja ostaneta aktin in miozin povezana, kar vodi v otrdelost mišic. Oživčenje skeletne mišičnine Skeletno mišičnino oživčujejo vlakna cerebrospinalnega živčnega sistema. Krčenje skeletne mišičnine je pod vplivom naše volje (somatsko in branhialno motorično oživčenje). Branhialno motorično oživčenje (specialno visceralno eferentno oživčenje) je značilno za skeletne mišice, ki izvirajo iz škržnih lokov (npr. žvekalne in obrazne mišice, mišice neba, žrela, grla). Vzburjenje se prenese od motoričnega živca na mišično vlakno preko motorične ploščice. Motorična ploščica je sinapsa, ki jo tvorijo presinaptična membrana, sinaptična reža in postsinaptična membrana. Ko se val depolarizacije prenese do presinaptične membrane, se iz veziklov sprosti nevrotransmitor acetilholin, ki se veže na vezavno mesto na postsinaptični membrani in s tem sproži depolarizacijo postsinaptične membrane. Na receptorju za acetilholin je tudi esteraza acetilholina, ki omogoča encimsko razgradnjo acetilholina in sprostitev vezavnega mesta za acetilholin za novo molekulo, s tem pa sprostitev mišičnega vlakna. 68 Tipi vlaken Glede na morfološke in biokemične značilnosti lahko razdelimo skeletna mišična vlakna v 2 tipa: tip I (rdeča ali počasna vlakna) in tip II (bela ali hitra vlakna) (Slika 7.5). Vlakna tipa I ali rdeča vlakna so počasna vlakna in skrbijo za počasne aktivnosti (npr. stanje). Vlakna imajo malo miofibril (Slika 7.6). So dobro ožiljena (gostota kapilar je večja kot pri vlaknih tipa II). Presnova je predvsem aerobna. Vlakna tipa I imajo dokaj veliko oksidativnih encimov in mitohondrijev (2 % prostornine citoplazme celice; več kot pri vlaknih tipa II). Vlakna imajo veliko mioglobina, ki jim daje rdečo barvo. V mioglobinu je veliko železa, ki veže Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA kisik. Vlakna dobijo energijo iz oksidativne fosforilacije maščobnih kislin. Vlakna tipa II ali bela vlakna so hitra vlakna, torej se krčijo hitro. Vlakna imajo veliko miofibril. So slabše ožiljena (gostota kapilar je manjša kot pri vlaknih tipa I). Presnova je predvsem anaerobna. Vlakna tipa II imajo manj oksidativnih encimov, mitohondrijev in mioglobina (razlike med vlakni tipa IIa in IIx). V vlaknih tipa II je veliko glikogena (razlike med vlakni tipa IIa in IIx). Zato so bledo obarvana. Vlakna IIx dobijo energijo pretežno iz glikolize (Tabela 7.2). Glede na izoforme težke verige miozina delimo vlakna tipa II na IIa, IIx in IIb (Slika 7.7). Mišičnih vlaken tipa IIb pri ljudeh ne najdemo, prisotna pa so vlakna tipa IIx (Slika 7.7); pri živalih so mišična vlakna tipa IIb med najbolj prevladujočimi tipi. Razmerje med tipi vlaken v skeletni mišici človeka: približno 1/3 vsak tip (I, IIa, IIx). Ločevanje med tipi vlaken glede na premer ni zanesljivo in je odvisno od različnih dejavnikov (npr. spol, starost, telesna aktivnost, športno udejstvovanje). Pri dvigovalcih uteži so vlakna tip II debelejša (imajo večji premer) kot vlakna tipa I, pri tekačih na dolge proge pa so vlakna tipa I debelejša kot vlakna tipa II. Vlakna tip II so precej bolj nagnjena k atrofiji kot vlakna tipa I. Po 75. letu starosti se mišična moč zmanjša za 30–50 %. Slika 7.5. Skeletna mišičnina. Barvanje na NADH dehidrogenazo. Temnejše obarvane so celice z več encima NADH (tip I) dehidrogenaze, svetlejše obarvane celice pa imajo manj encima (tip IIx). 69 Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Slika 7.6. Skeletna mišičnina. Barvanje na miozin tip I. Temnejše obarvane so celice, ki imajo izoformo težke verige tip I. Slika 7.7. Skeletna mišičnina. Barvanje na miozin tip IIa in IIx. Temnejše obarvane so celice, ki imajo izoformo težke verige tip IIa ali IIx. 70 Tabela 7.2: Glavne značilnosti različnih tipov vlaken. Tipi vlaken Tip I Tip IIa Tip IIx (b) Mitohondriji številni številni redkejši Kapilare številne številne redkejše Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Diameter vlaken majhen vmesni večji Velikost motoričnih majhen vmesni večji enot Količina velika velika majhna mioglobina Količina glikogena majhna srednje velika velika Vir ATP-ja oksidativna oksidativna glikoliza fosforilacija fosforilacija Aktivnost nizka srednje velika velika glikolitičnih encimov Stopnja utrujenosti počasi se utrudijo srednje hitro se hitro se utrudijo utrudijo Miozinska ATP- nizka velika velika azna aktivnost Hitrost krčenja počasna hitra hitra Tipične mišice hrbta glavne mišice nog zrkelne mišice prevladujoče očesa lokacije Miokini Med mišičnim krčenjem se iz mišičnih celic izloča veliko število t. i. molekul miokinov. Receptorje za miokine najdemo v mišičnih, maščobnih, jetrnih celicah, celicah trebušne slinavke, kostnih, srčnih, imunskih in možganskih celicah. Lokacija teh receptorjev odslikava dejstvo, da imajo miokini več funkcij. 71 Predvsem so vključeni v presnovne spremembe, povezane s športno aktivnostjo, kot tudi v presnovne spremembe pri mišični adaptaciji (povečanje mišične mase). Sodelujejo tudi pri obnavljanju tkiv, vzdrževanju zdravega telesnega delovanja, imunomodulaciji (spreminjanju imunskega odziva). Miokini vplivajo na izboljšano delovanje srčne mišice in izboljšanje krvnega obtoka. Miokini uravnavajo tudi učinke hormonov, npr. inzulina pri vzdrževanju normalne koncentracije glukoze v krvi. So ključnega pomena za ohranjanje mladostnega videza, saj po telesu potujejo s krvjo in spodbujajo obnovo celic, s tem pa zavirajo staranje. KLINIČNI POMEN Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Mehanizem protivnetnega učinka telesne vadbe se zadnja leta razkriva s študijami citokinov in peptidov, ki jih med telesno aktivnostjo sproščajo mišične celice. Funkcionalno ime za tovrstne citokine je miokini. Miokini naj bi sodelovali pri avtokrini regulaciji presnove v mišicah in v parakrini/endokrini regulaciji v različnih drugih tkivih in organih, kot npr. v maščevju, jetrih in možganih. Poznamo različne miokine, kot npr. miostatin, irizin, dekorin, mionektin, IL-6, IL-15. Mnogi miokini so hkrati tudi citokini imunskega odziva, npr. IL-6 in IL-15. Obenem miokini delujejo protivnetno. SRČNA MIŠIČNINA Poznamo 2 tipa srčne mišičnine, delovno in prevodno. Steno srca tvorijo trije sloji: notranji sloj (endokardij), srednji sloj (miokardij) in zunanji sloj (perikardij). Histološke značilnosti srčne mišičnine so prečna progavost, 1 centralno ležeče jedro ali 2, stičnice (disci intercalares) in anastomoze (Tabela 7.1). 72 Slika 7.8. Srčna mišičnina. Barvanje s HE. Srčne mišične celice so med seboj povezane s prečnimi povezavami, anastomozami. Meje med posameznimi celicami so stičnice (disci intercalares) (Slika 7.8). Stičnice omogočajo hitro prevajanje impulza. V vzdolžnih delih stičnic je več presledkovnih stikov (nexus; angl. gap junctions), ki omogočajo hiter tok ionov med celicami, kar zagotavlja neposredno povezavo med celicami. Presledkovni stiki povezujejo med seboj citoplazmi sosednjih celic. V prečnih delih stičnic so adherentni stiki (fascije). Adherentni stiki držijo mišice skupaj Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA (funkcija – mehanska povezava). Na adherentne stike se vežejo aktinski filamenti citoskeleta. V prečnih delih stičnic so dezmosomi (macula adherens), ki držijo mišične celice skupaj. Na dezmosome se vežejo intermediarni filamenti citoskeleta. V srčni mišičnini so diade in le izjemoma triade. Diada leži na črti Z. Diado tvori transverzalna cevka T in cisterna sarkoplazemskega retikuluma. V citoplazmi srčne mišične celice (sarkoplazmi) so številni mitohondriji, ki tvorijo 40 % prostornine citoplazme celice. Velik delež mitohondrijev v celici kaže na potrebo po aerobni presnovi v srčni mišičnini; v skeletni mišični celici predstavljajo mitohondriji le 2 % prostornine celice. V sarkoplazmi kardiomiocita najdemo tudi Golgijeve komplekse, maščobne kapljice, delce glikogena in blizu jedra rjavi pigment, lipofuscin. V kardiomiocitih so zrnca obdana z membrano, ki vsebujejo atrijski natriuretični peptid in možganski natriuretični peptid ( angl. brain natriuretic peptide; proBNP). Teh zrnc s hormoni je največ v desnem preddvoru. KLINIČNI POMEN določanja preddvornega in možganskega natriuretičnega peptida pri diagnosticiranju srčnega popušanja Srčno popuščanje je stanje, v katerem je zaradi nepravilnosti v delovanju srca njegov minutni volumen premajhen za metabolične potrebe perifernih organov. Posledica zadrževanja natrija in tekočine v telesu, kar opazimo pri srčnem popuščanju, je volumska obremenitev srca, raztezanje preddvorov in povečana tvorba ter sproščanje atrijskega natriuretičnega peptida in možgan-skega natriuretičnega peptida v kri. Povišano raven omenjenih peptidov uporabljamo kot bio-kemične označevalce srčnega popuščanja. Oživčenje srčne mišičnine Srčno mišičnino oživčujejo vlakna vegetativnega živčnega sistema. Krčenje srčne mišičnine ni pod vplivom naše volje (avtonomno živčevje). Draženje simpatičnega živčnega sistema povzroča hitrejše bitje srca, draženje parasimpatičnega živčevja povzroča počasnejše bitje srca. Normalni ritem srca omogočajo vlakna prevodnega sistema srca. Prevodni sistem srca tvorijo sinoatrijski vozel, preddvorno-prekatni vozel (sinonim atrioventrikularni vozel), Hisov snop in Purkynjeva vlakna. Sinoatrijski vozel, ki leži na vtočišču zgornje vene kave v desni preddvor, deluje kot srčni spodbujevalnik. Leži ob nodalni arteriji, ki je veja desne koronarne arterije. Tu nastajajo električni impulzi, ki se po prevodni mišičnini, specializirani srčni mišičnini prenašajo do delovne srčne mišičnine. Impulz, ki nastane v sinoatrijskem vozlu, potuje po celicah desnega preddvora in preide v atrioventrikularni vozel, ki je v steni preddvornega pretina srca nad nasadiščem septalnega 73 lista trikuspidne zaklopke in pred ustjem koronarnega sinusa. Iz atrioventrikularnega vozla se prevajanje prenese do Hisovega snopa in po Purkynjevih vlaknih do srčnih mišičnih celic obeh prekatov. Purkynjeva vlakna ležijo v subendokardijskem vezivu. Prevodna mišičnina (Hisov snop, Purkynjeva vlakna) leži v subendokardiju. Citoplazma prevodne mišičnine ima manj miofibril kot delovna mišičnina (zato je bolj bleda, manj eozinofilna) in ima več glikogena. Prevodna mišičnina ima stičnice in je prečno progasta. V subendokardiju je poleg prevodnega sistema veliko veziva s kolagenskimi in elastičnimi vlakni, adipociti, drobne žile in posamezna živčna vlakna. Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA KLINIČNI POMEN patoloških sprememb v prevodnem sistemu V starosti se lahko v preddvornoprekatnem vozlu in v Hisovem snopu izrazito poveča količina kolagena in maščob na račun prevodne mišičnine. Posledica tega dogajanja je počasna srčna akcija (bradikardija), kar lahko povzroči omotico in izgubo zavesti (sinkopo). Srčni skelet Srčni skelet loči mišičnino preddvorov in prekatov. Predstavlja oporo srčnih zaklopk. Srčni skelet deluje kot električni izolator med preddvoroma in prekatoma in onemogoča prevajanje impulzov neposredno iz preddvorov do prekatov. Srčni skelet sestoji iz čvrstega veziva in vezivne hrustančevine. GLADKE MIŠIČNE CELICE Gladka mišičnina je sestavljena iz podolgovatih, vretenastih celic, ki ležijo tesno druga poleg druge. Gladka mišičnina se nahaja v organih, ki niso pod vplivom naše volje. Gladke mišične celice so vretenaste celice z enim jedrom, ki leži centralno. Jedro je vretenaste oblike (Tabela 7.1). Z barvanjem s HE se dobro prikaže citoplazma gladke mišične celice, ki izgleda homogena. Vsako posamezno gladko mišično celico obdajajo bazalna membrana in retikulinska vlakna, kar zvišuje moč kontrakcije. Krčenje pri gladki mišičnini poteka podobno kot pri skeletni mišičnini. Aktin in miozin drsita drug ob drugem. Kalcijev ion se veže na beljakovino kalmodulin. Kompleks kalmodulina s kalcijevim ionom aktivira kinazo na lahki verigi miozina, fosforilira miozin in tako nastane zavita miozinska molekula. Zaradi tega se sprosti mesto za vezavo aktina in se tako omogoči interakcija med aktinom in miozinom in krčenje gladke mišične celice. V gladkih mišičnih celicah so tanki, intermediarni in debeli filament. Tanka filamenta v gladki mišičnini sta aktin in tropomiozin, ni pa troponina. Debeli filament je miozin. Poleg tankih in debelih filamentov so v gladkih mišičnih celicah še intermediarni filamenti. Ti 74 so dezmin ali skeletin, vimentin in α-aktinin. Dezmin ali skeletin sta v vseh gladkih mišičnih celicah. Vimentin je samo v gladkih mišičnih celicah žil. Tretji tip intermediarnih filamentov je α-aktinin, ki je v t. i. gostih telesih (angl. dense bodies). Oživčenje in tipi gladke mišičnine Gladko mišičnino oživčujejo vlakna vegetativnega (simpatičnega in parasimpatičnega) živčnega sistema. Krčenje gladke mišičnine ni pod vplivom naše volje (avtonomno živčevje). Živčna vlakna se končujejo z razširitvami aksona v vezivu endomizija. V teh razširjenih delih aksona so drobni vezikli z nevrotransmitorji (acetilholin ali noradrenalin). Ko se nevrotransmitor Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA sprosti iz vezikla, se preko veziva endomizija prenese do gladkih mišičnih celic. Ločimo 2 tipa gladkih mišičnih celic: večenotne gladke mišične celice in visceralne gladke mišične celice. Večenotne gladke mišične celice ( angl. multiunit) ležijo tesno ena poleg druge in omogočajo natančno krčenje. So bogato oživčene, tako da ima vsaka gladka mišična celica lastno oživčenje. Primer takšnega tipa mišic sta mišici v šarenici (m. dilatator pupillae in m. sphincter pupillae). Visceralne gladke mišične celice (angl. single-unit) so celice, ki tvorijo cevaste organe (npr. prebavna cev) (Slika 7.9). Gladke mišične celice povezujejo med seboj presledkovni stiki (funkcija – komunikacija; pretok ionov), ki omogočajo sinhrono krčenje gladke mišičnine. Delujejo kot funkcionalni sincicij. So manj oživčene kot večenotne gladke mišične celice. Živčna vlakna tvorijo sinapse z nekaterimi gladkimi mišičnimi celicami. Pri gladkih mišičnih celicah prebavil gre za ritmične peristaltične in tonične kontrakcije, ki so značilne za gladko mišičnino prebavne cevi. Aksoni vegetativnega živčnega sistema, ki oživčujejo gladke mišične celice žilne stene, uravnavajo velikost žilne svetline in s tem pretok krvi in krvni tlak. Aksoni vegetativnega živčnega sistema, ki oživčujejo gladke mišične celice dihalnih poti, uravnavajo velikost svetline dihalnih poti in s tem pretok zraka skozi dihalne poti. Slika 7.9. Gladka mišičnina v prebavilih. Barvanje s HE. V zgornjem delu zunanja plast gladke mišičnine v prebavilih, spodaj notranja plast gladke mišičnine v prebavilih. V sredini označen Auerbachov (mienterični) živčni pletež. 75 V gladkih mišičnih celicah najdemo posebne strukture imenovane gosta telesa (Slika 7.10). Gosta telesa imajo enako funkcijo kot linija Z v skeletni in srčni mišičnini. Tanki in intermediarni filamenti (dezmin) se pritrjujejo na gosta telesa (v njih je intermediarni filament α-aktinin). Na ta način se moč krčenja prenese na sosednje gladke mišične celice. Gosta telesa lahko najdemo prosto ležeča v citoplazmi ali pa so povezana s celično membrano (plazmalemo). Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Slika 7.10. Gosta telesa v gladki mišičnini. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17e izdaja. McGraw Hill; 2024. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 4. Ihan A. Telesna dejavnost in imunski sistem. Zdrav Vestn 2014;83: 158–68 5. Lee JH, Jun H-S. Role of Myokines in Regulating Skeletal Muscle Mass and Function. Front. Physiol. 2019;10:42. 6. Carson BP. The potential role of contraction-induced myokines in the regulation of metabolic function for the prevention and treatment of type 2 diabetes. Front. Endocrinol. 2017; 8:97. 7. Komiya Y, Iseki S, Ochiai M, Takahashi Y, Yokoyama I, Suzuki T, Tatsumi R, Sawano S, Mizunoya W, Arihara K. Dietary oleic acid intake increases the proportion of type 1 and 2X muscle fibers in mice. Sci Rep. 2024;14(1):755. 8. Smerdu V, Karsch-Mizrachi I, Campione M, Leinwand L, Schiaffino S. Type IIx myo- sin heavy chain transcripts are expressed in type IIb fibers of human skeletal muscle. Am J 76 Physiol. 1994;267:C1723–8. 9. Schaeffer BH, Anemaet WK, Arnold AL, Brabham AB, Groom NK, Moore CR. Sports Health. Differences in Abdominal Muscle Thickness, Strength, and Endurance in Persons Who Are Runners, Active, and Inactive. 2024;16:950–957. 10. Gulati AK, Reddi AH, Zalewski AA. Distribution of fibronectin in normal and regen- erating skeletal muscle. Anat Rec 1982 Nov;204(3):175-83. doi: 10.1002/ar.1092040302. 11. Tokuyasu KT, Dutton AH, Singer SJ. Immunoelectron microscopic studies of desmin (skeletin) localization and intermediate filament organization in chicken skeletal muscle. J Histologija • EMŠ Medicina • MIŠIČNINA Cell Biol 1983 Jun;96(6):1727-35. 12. Etienne-Manneville S. Cytoplasmic Intermediate Filaments in Cell Biology. Annu Rev Cell Dev Biol. 2018 Oct 6;34:1-28. 77 8 OBTOČILA (Systema cardiovasculare) Danijel Petrovič Histologija • EMŠ Medicina Obtočila tvorita 2 sistema, srčno-žilni sistem in limfni žilni sistem. Srčno-žilni sistem skrbi za prenos krvi med srcem in tkivi v obeh smereh. Tvorijo ga: • srce, • sistemski krvni obtok (arterijski in venski sistem), • pljučni krvni obtok. Srce je črpalka, ki črpa kri pod visokim pritiskom po telesu. Srce tvorita 2 preddvora in 2 prekata. Steno srca tvorijo 3 deli: notranji del (endokardij), srednji del (miokardij) in zunanji del (perikardij). Endokardij tvorijo endotelijske celice, pod njimi pa je vezivo z vezivnimi celicami in vlakna (elastična in kolagenska). Globlje v endokardiju ležijo tudi gladke mišične celice. Pod endokardijem leži subendokardij, ki ga tvori rahlo vezivo z malimi krvnimi žilami, živci in vlakni prevodnega sistema srca (Purkynjeve celice). Vezivo subendokardija prehaja v endomizij miokardija. Miokardij tvorijo srčne mišične celice. V perikardijski votlini je serozna tekočina (perikardijska tekočina), ki jo tvori mezotelij. Serozna tekočina olajša drsenje obeh listov drugega ob drugem (Tabela 8.1). Tabela 8.1: Deli srčne stene in njihova histološka zgradba ter funkcija. Deli srčne stene Histološka zgradba Funkcija Endokardij endotelij, vezivo prevodni sistem srca prevajanje impulza do srčnih mišičnih celic Miokardij srčne mišične celice krčenje srca Notranji list perikardija mezotelij, vezivo z proizvodnja perikardijske (epikardij) maščevjem tekočine Perikardijska votlina perikardijska tekočina Zunanji list perikardija mezotelij, vezivo 78 OČILA Sistemski krvni obtok tvorijo arterije, kapilare in vene. Arterije omogočajo tok krvi iz srca proti tkivom. V kapilarah poteka prenos snovi med krvjo in tkivom. Vene omogočajo tok krvi od tkiv proti srcu. Limfni žilni sistem – zbiranje limfe in zunajcelične tekočine nazaj v srčno-žilni sistem. Tvorijo ga limfne žile (mezgovnice). Steno žil tvorijo 3 deli, tunika intima (tunica intima), tunika medija (tunica media) in tunika adventicija (tunica adventitia). Histologija • EMŠ Medicina • OBT Tuniko intimo tvorijo endotelij, bazalna membrana in vezivo. Tuniko medijo tvorijo gladke mišične celice in vezivo z zunajceličnim matriksom. Tuniko adventicijo tvorijo vezivo, vasa vasorum in nervi vasorum. Vasa vasorum so drobne žile (arteriole, kapilare, venule) v tuniki mediji in adventiciji večjih žil. S hranilnimi snovmi in kisikom oskrbujejo tuniko medijo in adventicijo. Drobnih žil (vasa vasorum) je več v venah kot v arterijah. V tuniki intimi in notranjem delu tunike medije srednje velikih in velikih arterij ni drobnih žil (vasa vasorum), zato se ta predela prehranjujeta z difuzijo iz žilne svetline. Nervi vasorum skrbijo za oživčenje krvnih žil. Vlakna simpatičnega avtonomnega živčnega sistema oživčujejo gladke mišične celice tunike medije. Ta nemielinizirana postganglijska živčna vlakna simpatičnega živčnega sistema omogočajo vazokonstrikcijo stene krvne žile. Živčni končič redko vstopi v tuniko medijo stene krvne žile. Končič ne tvori sinapse neposredno na gladko mišično celico, pač pa sprošča nevrotransmitor noradrenalin, ki z difuzijo prodre v tuniko medijo in deluje na gladke mišične celice posredno. Ti impulzi se širijo skozi vso steno gladkih mišičnih celic po njihovih presledkovnih stikih in tako omogočajo krčenje celotne mišične stene krvne žile ter zmanjšanje žilnega premera. Poznamo 2 tipa arterij: arterije elastičnega in arterije mišičnega tipa. ARTERIJE ELASTIČNEGA TIPA Arterije elastičnega tipa so pomožne tlačilke. Imajo premer nad 10 mm. Mednje sodijo: • aorta, • a. carotis communis, • truncus brachiocephalicus, • a. subclavia, • a. axillaris (proksimalni del), • a. iliaca communis, • a. pulmonalis (proksimalni del). Steno arterij elastičnega tipa tvorijo torej 3 deli (enako kot vse žile) (Slika 8.1). Tuniko intimo tvorijo endotelij, bazalna membrana in vezivo. Tuniko medijo tvorijo krožno potekajoče gladke mišične celice in fenestrirane elastične 79 OČILA membrane. Fenestrirane elastične membrane so iz elastina. Medceličnina (sinonim zunajcelični matriks), ki jo tvorijo gladke mišične celice, je sestavljena pretežno iz hondroitin sulfata (proteoglikan), kolagena, retikulinskih in elastičnih vlaken. V tuniki mediji je lahko do 50 plasti elastičnih lamel (membran), ki obdajajo gladke mišične celice. Tuniko adventicijo sestavljajo vezivo, vasa vasorum in nervi vasorum. Tunika adventicija je precej tanjša kot tunika medija. Število plasti elastičnih lamel je odvisno od debeline žilne stene, največ pa jih je v aorti (50 plasti). V proksimalnem delu pljučne arterije je 10–15 plasti elastičnih lamel. Histologija • EMŠ Medicina • OBT Slika 8.1. Aorta; arterija elastičnega tipa. Barvanje po Weigertu. ARTERIJE MIŠIČNEGA TIPA Arterije mišičnega tipa omogočajo prenos krvi do periferije in so prevodne (sinonim distributivne) arterije. Mednje sodijo večina arterij (ki niso elastične arterije), kot npr. koronarna arterija, renalna arterija, notranja in zunanja karotidna arterija, circulus Wilisi, notranja iliakalna arterija, distalni del pljučne arterije, a. femoralis, a. radialis itd. Arterije mišičnega tipa imajo premer od pribl. 0,1 do 0,5 mm (dimenzije so različne glede na različno razmejitev arteriol) do 10 mm. Steno arterij mišičnega tipa tvorijo torej prav tako 3 deli (Slika 8.2). Tuniko intimo tvorijo endotelij, bazalna membrana in vezivo, notranja elastična membrana (membrana elastica interna) pa predstavlja mejo z medijo. 80 OČILA Tuniko medijo tvorijo krožno potekajoče gladke mišične celice. Tuniko adventicijo sestavljajo vezivo, vasa vasorum in nervi vasorum. Mejo med medijo in adventicijo tvori zunanja elastična membrana iz elastičnih vlaken (membrana elastica externa). Zunanja elastična membrana pa je samo pri večjih arterijah mišičnega tipa. Histologija • EMŠ Medicina • OBT Slika 8.2. Arterija mišičnega tipa. Imunohistokemično barvanje na gladkomišični aktin. Prehrana žilne stene (arterije, vene) Tunika intima se oskrbuje s kisikom in hranilnimi snovmi s pomočjo difuzije iz žilne svetline. Tunika medija se oskrbuje s pomočjo difuzije iz žilne svetline (notranji del večjih žil) in preko vasa vasorum (zunanji del večjih žil). Tunika adventicija se oskrbuje s kisikom in hranilnimi snovmi s pomočjo difuzije iz drobnih žil (vasa vasorum). Vasa vasorum so majhne žile (arteriole, kapilare, venule) v tuniki adventiciji in tuniki mediji večjih žil. Drobnih žil (vasa vasorum) je več v venah, kot jih je v arterijah. 81 OČILA MIKROCIRKULACIJA Mikrocirkulacijo predstavljajo arteriole, kapilare, venule ter arteriovenske anastomoze (Slika 8.3, Slika 8.4). Arteriole Arteriole so najmanjše žile arterijskega sistema. Glede na debelino arterijske stene oz. število plasti razdelimo arteriole na velike (4–6 plasti gladkih mišičnih celic) in na majhne (do 3 plasti gladkih mišičnih celic) (Slika 8.3). Histologija • EMŠ Medicina • OBT Tuniko intimo tvorita endotelij in bazalna membrana. Tuniko medijo majhnih arteriol tvorijo 1–3 plasti krožno potekajočih gladkih mišičnih celic. Tuniko adventicijo tvori rahlo vezivo. Med intimo in medijo majhnih arteriol ni notranje elastične membrane. Večje arteriole imajo v mediji do 6 plasti gladkih mišičnih celic. Pri večjih arteriolah najdemo navadno že notranjo elastično membrano. Pri definiciji žil arterijskega sistema je pomembna še dimenzija žil (premer). V koronarni cirkulaciji imajo majhne arterije premer več kot 500 μm, prearteriole 100–500 μm, arteriole pa manj kot 100 μm. Slika 8.3. Mikrocirkulacija v koži. Barvanje s HE. Kapilare Kapilare imajo žilno steno iz endotelija, bazalne membrane in posameznih pericitov. Premer svetline kapilar je 7–8 μm. Endotelij kapilar je ploščat. Izjema je le endotelij v nekaterih limfnih organih (npr. bezgavke), kjer je lahko endotelij višji, po obliki kockast oz. izoprizmatski (visoke endotelijske venule). 82 OČILA Število oz. gostota pericitov se razlikuje v različnih organih in znaša od 1 na 3 endotelijske celice v možganih do 1 na 100 endotelijskih celic v mišicah. Kapilare omogočajo izmenjavo snovi in plinov (kisika in ogljikovega dioksida) med krvjo in zunajceličnim prostorom. Endotelijske celice kapilar opravljajo številne funkcije, saj tvorijo številne snovi (Tabela 8.2). Kapilare (Slika 8.4) nastajajo kot podaljšek končnih delov arterijskega sistema. Izhajajo iz arteriol in tvorijo razvejano mrežje z anastomozami. Oblikujejo mrežje med arteriolami in venulami. Histologija • EMŠ Medicina • OBT Poznamo 3 tipe kapilar: 1. zvezno kapilaro; 2. fenestrirano kapilaro; 3. sinusoidno kapilaro. Zvezne kapilare ( sinonim kontinuirane oz. sklenjene) imajo sklenjeno bazalno membrano in sklenjen endotelij. Zvezne kapilare se nahajajo v naslednjih organih oz. tkivih: mišice, vezivo, živčevje (možgani, živci), pljuča, eksokrine žleze. Fenestrirane kapilare imajo sklenjeno bazalno membrano in pore (fenestre) v endotelijskih celicah. Pore so lahko zaprte z diafragmami. Nahajajo se v naslednjih organih/tkivih: v glomerulih, horoidnem pletežu, endokrinih žlezah (hipotalamo-hipofizni portalni sistem, adenohipofiza, epifiza, ščitnica, obščitnice, nadledvična žleza, Langerhansovi otočki). Sinusoidne kapilare imajo nesklenjeno bazalno lamino ali pa je nimajo. Endotelijske celice imajo intraendotelijske in interendotelijske pore (fenestre), ki so večje. Sinusoidne kapilare se nahajajo v naslednjih organih/tkivih: kostni mozeg, vranica, jetra, limfatični organi, nekatere endokrine žleze (npr. nadledvična žleza). Premer svetline sinusoidnih kapilar je 30–40 μm (Slika 8.5). 83 Slika 8.4. Mikrocirkulacija: venule in kapilare. Barvanje s HE. OČILA Histologija • EMŠ Medicina • OBT Slika 8.5. Kapilare (zvezna, fenestrirana, sinusoidna). Struktura kapilar Kapilare sestavlja plast endotelijskih celic, ki ležijo na bazalni membrani. Kapilare imajo premer 7–8 μm. Jedro endotelijske celice je ovalne oz. elipsaste oblike in štrli v svetlino kapilare. Citoplazma endotelijske celice vsebuje organele, kot npr. Golgijev aparat, mitohondrije, zrnati endoplazemski retikulum, proste ribosome, lizosome, številne granule, proteasome, peroksisome. Citoplazmatski citoskelet tvorijo mikrotubuli, mikrofilamenti in intermediarni filamenti. Mikrotubuli so nekakšna ključna komponenta endotelijske pregrade. Zanjo skrbijo v interakciji z adherentnimi stiki in proteini tesnih stikov ter aktinskimi filamenti citoskeleta (mikrofilamenti). Vimentin in keratin sta najpomembnejša intermediarna filamenta v endotelijskih celicah. V citoplazmi celic najdemo številne transportne vezikle, ki sodelujejo v prenosu različnih molekul med različnimi kompartmenti v celici. Endotelijske celice kapilar so zbite v cev in omogočajo odprto svetlino premera 7–8 μm, ki ostaja konstantna v celotni dolžini kapilare. Ta premer je dovolj velik, da lahko gredo eritrociti skozi kapilaro, ne da bi se poškodovali. Na prečnem prerezu je v manjši kapilari vidna samo ena endotelijska celica, medtem ko imajo večje kapilare 2–3 endotelijske celice. Na teh celičnih stikih endotelijske celice oblikujejo obrobni del, ki včasih štrli v svetlino. Med endotelijskimi celicami so tesni stiki, ki poleg plazmaleme omogočajo pregrado (Slika 8.5). Pericit je posebna celica, ki leži na zunanji strani kapilare ali manjših venul. Ta celica ima dolge izrastke, ki so umeščeni v vzdolžni osi kapilare. Z njimi objema kapilaro. Na izrastkih pericita so številni presledkovni stiki z endotelijsko celico. Med pericitom in endotelijsko celico se nahaja bazalna membrana. Pericit vsebuje mali Golgijev aparat, mitohondrije, zrnati endoplazemski retikulum, mikrotubule in filamente, ki se nadaljujejo v izrastek. Te celice prav tako vsebujejo kontraktilne elemente (tropomiozin, izomiozin) in proteinsko kinazo, ki uravnavajo krčenje pericita. S tem omogoča spremembo pretoka krvi skozi kapilare. Po poškodbi se pericit lahko diferencira v gladko mišično celico in endotelijsko celico v steni arteriole ali venule. Število pericitov je različno v različnih organih in lahko variira od npr. 1 pericita na približno 1000 endotelijskih celic v skeletni mišičnini do 1 pericita na 1 do 3 endotelijske celice v možganih. Periciti lahko skupaj z endotelijskimi celicami in njihovo bazalno membrano ter sosednjimi celicami (npr. astrociti) sodelujejo pri tvorbi pregrad (sinonim barier), ki vplivajo na prenos 84 OČILA (transport) snovi skozi različne pregrade, poimenovane tudi bariere (krvno-timusova bariera, žilno-možganska bariera, žilno-likvorska bariera, krvno-modova bariera) (Slika 8.6). Ocenjuje se, da površina endotelijskih celic vseh žil pri človeku znaša 3.000–6.000 m2, vseh endotelijskih celic v žilah pa naj bi bilo 1–6 x 1013. Histologija • EMŠ Medicina • OBT Slika 8.6. Žilno-možganska pregrada (sinonim žilno-možganska bariera oz. krvno-možganska bariera), ki jo tvorijo endotelijske celice, periciti, dvojna bazalna membrana (bazalne membrane endotelijskih celic in pericitov) in podaljški astrocitov. Tabela 8.2: Sistemski učinki snovi, ki jih proizvajajo endotelijske celice. Sistemski učinki Funkcije endotelijskih celic Regulacija tonusa žil Tvorba vazodilatacijskih snovi, npr. NO (dušikov oksid), prostaciklini, endotelin B, histamin. Tvorba vazokonstrikcijskih snovi: angiotenzin II, vazopresin, endotelin A, serotonin, tromboksan, reaktivne kisikove spojine. Antitrombogeno Intaktni endotelij, proizvodnja snovi, ki zavirajo lepljenje delovanje trombocitov, proizvodnja snovi, ki zavirajo nastajanje in rast krvnih strdkov. Tvorba rastnih Fibroblastni rastni dejavnik ( . fibroblast growth factor), angl dejavnikov in zaviralcev transformirajoči rastni dejavnik. rastnih dejavnikov 85 OČILA Sistemski učinki Funkcije endotelijskih celic Regulacija vnetnega in Tvorba citokinov, interlevkinov. imunskega odziva Tvorba adhezijskih molekul (npr. PECAM-1, ICAM-1). Histologija • EMŠ Medicina • OBT Spreminjanje Oksidacija lipoproteinov, proizvodnja prostih radikalov. lipoproteinov Tvorba novih žil Žilni endotelijski rastni dejavnik ( . vasscular endothelial angl (angiogeneza) growth factor). Legenda: PECAM-1– trombocitna adhezijska molekula (angl. platelet endothelial cell adhesion molecule), ICA-MI-1– medcelična adhezijska molekula (angl. Intercellular Adhesion Molecule 1). Raznolikost endotelijskih celic Arterije in vene se razlikujejo v funkciji (arterije prinašajo kisik in hranilne snovi, vene odnašajo odpadne snovi), prav tako pa so izpostavljene različnim krvnim tlakom ter razlikam v pretoku in mikrookolju (različen pH in pO med arterijskim in venskim sistemom). Posledica vseh teh razlik 2 med obema sistemoma so razlike med endotelijskimi celicami na morfološkem (velikost oz. višina celic, lokacija jedra, gostota oz. prisotnost in razporeditev različnih organelov) in funkcijskem nivoju (razlike v izražanju genov, tvorbi medceličnine in sestavin bazalne lamine). Zaradi vseh prej opisanih dejavnikov so že v fizioloških pogojih razlike v debelini (višini) endotelijskih celic, od 1 μm v aorti, 0,1–0,2 μm v venah in do 0,1μm v kapilarah. Pod vplivom zunanjih dejavnikov se lahko višina oz. debelina endotelijske celice poveča za 100 %, kar v skrajni obliki privede do zmanjšanega pretoka oz. celo do blokade perfuzije v kapilarah. Prav tako so znane razlike na ravni organelov. Naj navedemo primer: Weibel-Paladijeva telesa (vezikli, ki izdelujejo, shranjujejo in sproščajo von Willebrandov faktor in P-selektin) so številna v pljučni cirkulaciji, redka v kapilarah v miokardiju, ni pa jih v endoteliju torakalne aorte. Odzivnost endotelijskih celic na različne kemikalije na različnih mestih (arterijski oz. venski sistem, mikrocirkulacija) se lahko razlikuje. Npr. v celičnih kulturah endotelijskih celic iz ven so ugotavljali večje sproščanje prostaciklinov glede na sproščanje prostaciklinov v celičnih kulturah endotelijskih celic iz arterij. Venule Venule imajo steno, ki je podobna, kot jo imajo kapilare; torej jo tvorijo endotelij, bazalna membrana in periciti (Slika 8.4). Premer venul je približno 20 μm. Nekateri avtorji definirajo kot venule tudi malo večje žile venskega sistema, torej takšne, ki imajo v mediji tudi nekaj plasti gladkih mišičnih celic. 86 OČILA Arteriovenske anastomoze Arteriovenske anastomoze tvorijo neposredno povezavo med arteriolami in venulami (brez vmesnih kapilar). Njihova funkcija je uravnavanje pretoka krvi in uravnavanje temperature (termoregulacija) kože. Arteriovenske anastomoze imajo steno iz endotelija, bazalne membrane ter gladkih mišičnih celic, ki so spremenjene v epiteloidne celice. Histologija • EMŠ Medicina • OBT VENE Steno ven tvorijo 3 deli (tunika intima, tunika medija, tunika adventicija) (Slika 8.7). Tuniko intimo tvorijo endotelij, bazalna membrana in vezivo. Tuniko medijo tvorijo gladke mišične celice. Tuniko adventicijo sestavljajo vezivo, vasa vasorum in nervi vasorum. Mejo med medijo in adventicijo tvorijo elastična vlakna (membrana elastica externa). Razmerje med 3 deli (intima, medija, adventicija) je približno 1:1:1, torej vsak del zavzema približno tretjino debeline stene. Vene imajo navadno zaklopke, ki so pri velikih in srednje velikih venah. Zaklopke so gube tunike intime (tj. duplikature tunike intime) z veliko elastičnih vlaken. Z obeh strani so pokrite z endotelijem. Slika 8.7. Vena cava inferior. Barvanje s HE. 87 OČILA LIMFNI ŽILNI SISTEM Limfne žile začenjajo prosto v tkivih telesa. Limfne kapilare (Slika 8.8) prehajajo v majhne in nato v večje limfne žile, te pa v duktus toracikus (ductus thoracicus). Limfne žile imajo tanke stene (tanjše kot enako velike vene). Večje limfne žile imajo številne žepke (zaklopke). Zaklopke predstavljajo gube tunike intime (i. e. duplikature tunike intime) s tanko plastjo veziva. Z obeh strani pa so pokrite z endotelijem. Vzdolž limfnih žil so bezgavke, ki filtrirajo limfo. Histologija • EMŠ Medicina • OBT Desni mezgovod in levi prsni mezgovod imata podobno steno kot velike vene. Tunika intima je zgrajena iz endotelijskih celic, elastičnih in kolagenskih vlaken. Na prehodu med intimo in medijo je lamina elastika interna. V mediji je krožna in vzdolžna plast gladkih mišičnih celic. V tuniki adventiciji so gladke mišične celice in kolagenska vlakna. Slika 8.8. Limfne žile z zaklopkami. Barvanje s HE. ARTERIJSKE SENZORIČNE STRUKTURE V arterijskem sistemu so različne senzorične strukture, ki omogočajo zaznavanje sprememb krvnega tlaka (baroreceptorji) in zaznavanje sprememb v koncentraciji kisika in ogljikovega dioksida (karotidno telo) ter koncentraciji vodikovega iona (aortno telo). Oba (karotidno telo, aortno telo) sta kemoreceptorja. Karotidni sinus Karotidni sinus leži v začetnem delu notranje karotidne arterije takoj za razcepiščem skupne karotidne arterije. Karotidni sinus zaznava spremembe krvnega tlaka; je baroreceptor. 88 OČILA V predelu karotidnega sinusa je arterijska stena drugačna kot v preostalih predelih vratne arterije. Skupna karotidna arterija je sicer arterija elastičnega tipa, notranja karotidna arterija pa je arterija mišičnega tipa. V predelu karotidnega sinusa je adventicija notranje karotidne arterije debelejša kot sicer. V njej so številni živčni končiči glosofaringealnega živca (deveti možganski živec). Tunika medija v predelu karotidnega sinusa je tanjša kot sicer, kar omogoča večje raztezanje žile ob porastu krvnega tlaka. Karotidno telo in aortno telo Histologija • EMŠ Medicina • OBT Karotidno telo leži v začetnem delu notranje karotidne arterije takoj za razcepiščem skupne karotidne arterije. Karotidno telo zaznava spremembe v koncentraciji kisika in ogljikovega dioksida. Karotidno telo oživčujejo končiči glosofaringealnega in vagusnega živca (deveti in deseti možganski živec). Aortno telo leži v loku aorte (med desno subklavijo in desno skupno karotidno arterijo ter med levo skupno karotidno arterijo in levo subklavijo). Karotidno telo zaznava spremembe v koncentraciji vodikovega iona. Oba (karotidno telo in aortno telo) sta paraganglija (del avtonomnega živčnega sistema). Sta ovalne strukure, ki ju tvorijo glomusne in krovne celice. Glomusne celice, ki izvirajo iz celic nevralnega grebena, vsebujejo vezikle z različnimi nevrotransmitorji (dopamin, acetilholin in drugi). VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17e izdaja. McGraw Hill; 2024. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 4. Erdani-Kreft M, Erman A, Hudoklin S, Resnik N, Romih R, Zupančič D. Celična biologija in genetika v medicine. 1. Izdaja. Založnik: Medicinska fakulteta, Inštitut za biologijo celice; 2021. 5. Krüger-Genge A, Blocki A, Franke RP, Jung F. Vascular Endothelial Cell Biology: An Update. Int J Mol Sci. 2019 Sep 7;20(18):4411. doi: 10.3390/ijms20184411. 6. Karki P, Birukova AA. Microtubules as Major Regulators of Endothelial Function: Implication for Lung Injury. Front Physiol. 2021 Oct 28;12:758313. doi: 10.3389/ fphys.2021.758313. 7. Liu T, Guevara OE, Warburton RR, Hill NS, Gaestel M, Kayyali US. Regulation of vimentin intermediate filaments in endothelial cells by hypoxia. Am J Physiol Cell Physiol. 2010 Aug;299(2):C363-73. doi: 10.1152/ajpcell.00057.2010. Epub 2010 Apr 28. 89 9 OSNOVE ŽIVČEVJA (Systema nervosum) Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Živčevje je najbolj kompleksen sistem pri človeku, ki ga tvori več kot 100 milijonov nevronov in 10–50-krat več nevroglijskih celic (živčno oporno tkivo). Nevroni (živčne celice) so funkcionalna in strukturna enota živčevja. Funkcije nevronov so sprejemanje dražljajev, predelava in prevajanje vzburjenja. Nevron sestavljajo telo (perikarion) in izrastki (dendrit in akson ali nevrit) (Slika 9.1). Slika 9.1. Shematski prikaz nevrona. Dendriti služijo sprejemanju vzburjenja (sinonim impulza), po aksonu pa se vzburjenje prevaja do naslednje celice (mišična celica, žleza, nevron ipd.). V perikarionu prepoznamo številne organele. Jedro je veliko, mehurčasto in z jasnim jedrcem. Nevron ima ponavadi eno jedro. Dvojedrni nevroni so možni v simpatičnih in senzoričnih ganglijih. V perikarionu so še zrnati endoplazemski retikulum, prosti ribosomi in poliribosomi, ki so bazofilni in skupaj tvorijo nislovino (tigroid). Golgijev aparat, ki je organiziran v gladke cisterne, je samo v perikarionu. V perikarionu so še mitohondriji (nevrosomi), citoskelet, lizosomi, gladki endoplazemski retikulum in vključki (inkluzije). Dendriti so ponavadi krajši od aksona in številni. Njihov premer se manjša z oddaljenostjo od perikariona. V dendritih je nislovina, ni pa v njih Golgijevega aparata. Večina nevronov ima 90 samo 1 akson, ki je dolg. V izvornem stožcu aksona (Slika 9.1) je prožilna cona, tj. mesto, kjer so napetostni natrijevi kanali. V izvornem stožcu aksona se sproži akcijski potencial. V aksoplazmi (citoplazma aksona) so številni mitohondriji, vezikule, citoskelet (mikrotubuli, nevrofilamenti), ni pa v njej nislovine. Nislovina je torej v dendritu in perikarionu, ni pa je v aksonu in v predelu izvornega stožca aksona. Premer aksona je ves čas enak. Proteini se sintetizirajo v perikarionu in dendritu, ne pa v izvornem stožcu aksona in v aksonu (sinteza proteinov je tam, kjer je nislovina). Genetski zapis za sintezo proteinov je v jedrni in mitohondrijski DNA. Vključki v perikarionih nevronov so nevromelanin (Slika 9.2), železo in lipofuscin. Nevromelanin je v nevronih substancije nigre mezencefalona, v nevronih locusa ceruleusa (Slika 9.2) v ponsu in v nevronih dorzalnega jedra desetega možganskega živca v podaljšani hrbtenjači (nucleus dorsalis nervi vagi). Nevromelanin je stranski produkt sinteze nevrotransmiterjev (dopamina v substanciji Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA nigri, kateholamina v lokusu ceruleusu(locus ceruleus)). Železo je v rdečem jedru (nucleus ruber) v mezencefalonu. V nevronih je lahko lipofuscin. Gre za ostanek nerazgrajenega materiala lizosomov, ki se s staranjem kopiči. Količina lipofuscina v nevronih je različna. Slika 9.2. Nevromelanin v ponsu. Citoskelet nevrona tvorijo mikrofilamenti, nevrofilamenti in mikrotubuli (nevrotubuli). Mikrofilamente tvorijo aktinski filamenti (premer je 5–7 nm), ki so povezani s plazmalemo. Mikrofilamenti predstavljajo 10 % proteinov aksoplazme. Največ je nevrofilamentov, ki sestojijo iz intermediarnih filamentov (premer je 8–10 nm). V aksonih so nevrofilamenti usmerjeni vzdolžno in ležijo vzporedno, medtem ko v telesu nevrona nimajo jasne usmeritve. Mikrotubuli (nevrotubuli) so cevi premera 24 nm, ki jih tvorijo podenote tubulina. Sestavine mikrotubulov v nevronih so, razen 2 beljakovin (mikrotubularna proteina MAP-2 in MAP-3), iste kot v drugih celicah. Mikrotubularni protein MAP-2 je v citoplazmi perikariona in dendritov, MAP-3 pa je v citoplazmi aksonov. Aksoplazemski prenos je prenos različnih snovi in organelov po aksoplazmi, ki poteka iz perikariona proti koncu aksona in obratno. Z anterogradnim prenosom potujejo makromolekule in organeli, ki se sintetizirajo v telesu živčne celice, po aksonu do končičev (centrifugalno). Potek je lahko počasen, srednje hiter in hiter. Počasi (1–3 mm/dan) se anterogradno prenašajo citoskelet in različni presnovni encimi. Srednje hitro potujejo mitohondriji. Hitro (do 400 mm/dan) potujejo snovi v veziklih in sinaptični vezikli, večina organelov 91 (gladek endoplazemski retikulum) in makromolekule (nevrotransmitorji, aminokisline, sladkorji, nukleotidi). Hiter prenos omogočajo nevrotubuli, nevrofilamenti in aktinski filamenti. Z retrogradnim prenosom potujejo snovi in organeli do perikariona (rastni dejavniki, virusi (herpes, rabies, poliomyelitis)). Prenos toksinov (nevrotoksini) in kovin (svinec, kadmij, živo srebro) poteka hitro (20–400 mm/dan). Delitev nevronov po obliki Nevrone delimo po obliki na unipolarne, psevdounipolarne, bipolarne in multipolarne (Slika 9.3). Unipolarne nevrone najdemo pri nekaterih živalskih vrstah (pri nekaterih vretenčarjih), ne pa pri človeku. Bipolarni so nevroni v vestibularnem in kohlearnem gangliju, v mrežnici in v vohalni sluznici. Psevdounipolarni nevroni so senzorični nevroni v spinalnih ganglijih in nevroni v možganskih ganglijih. Večina nevronov (npr. motorični nevroni in internevroni v možganih) je po obliki multipolarnih. Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.3. Razdelitev nevronov po obliki. NEVROGLIJA (ŽIVČNO OPORNO TKIVO) Nevroglijske celice, ki jih je 10–50-krat več kot nevronov, opravljajo v živčevju številne naloge. Nevroglija skrbi za mehansko oporo in prehrano nevrona, vpliva na prevajanje vzburjenja, služi kot izolator ter sodeluje pri obrambi in obnovi nevronov. Med periferno nevroglijo sodijo Schwannove celice in satelitske celice (Slika 9.4), med centralno nevroglijo pa sodijo astrociti, oligodendrociti, mikroglijske celice in ependimske celice. Med makroglijo prištevamo astrocite in oligodendrocite. 92 Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.4. Perikarion psevdounipolarne ganglijske celice, obdan s satelitskimi celicami. Schwannove (nevrolemske) celice spadajo med periferno nevroglijo. Jedra Schwannovih celic imajo rahlo kromatinsko strukturo. Ležijo ob aksonih. Schwannove celice tvorijo mielin. Ena Schwannova celica ovija en akson (na prečnem prerezu) pri mieliniziranih živcih oz. več aksonov pri nemieliniziranih živcih. Satelitske celice (amficiti, trofociti, plaščne celice), ki obdajajo perikarione nevronov v ganglijih, spadajo med periferno nevroglijo. Astrociti so največje in najštevilnejše nevroglijske celice v centralnem živčevju. Poznamo 2 tipa astrocitov: protoplazmatske in vlaknaste astrocite. Protoplazmatski astrociti (imajo številne kratke izrastke) so predvsem v sivi možganovini, vlaknasti (imajo malo izrastkov, ki pa so dolgi) pa so v beli in sivi možganovini. Astrociti imajo velika, nepravilna, bleda jedra z izrazitim jedrcem. V astrocitih so svežnji intermediarnih filamentov, katerih glavna sestavina so kisli fibrilarni proteini. Astrociti opravljajo številne funkcije v živčevju. Podaljški astrocitov tvorijo na površju živčevja membrano limitans gliae superficialis. Podaljški astrocitov na površju kapilar tvorijo membrano limitans gliae perivascularis; skupaj s tesnimi stiki med endotelijskimi celicami kapilar skrbijo za selektivno prepustnost snovi iz krvi skozi kapilarno steno in na ta način skrbijo za krvno-možgansko pregrado (hematoencefalno bariero). Astrociti odstranjujejo nevrotransmitor (npr. glutamant, GABA) iz okolice sinaps. Astrociti opravljajo tudi prehransko in obrambno vlogo, saj sodelujejo pri odstranitvi debrisa po poškodbi. Pri poškodbi centralnega živčevja se astrociti razmnožijo in tvorijo glialno brazgotino (glioza). Astrociti odstranjujejo kalij iz zunajcelične tekočine ter na ta način omogočijo repolarizacijo membrane in normalno delovanje nevrona. Astrociti imajo na svoji površini receptorje za aminokisline (npr. GABA), peptide (npr. natriuretični hormon, angiotenzin II, endoteline) in adrenergične receptorje, zaradi katerih so se sposobni odzvati na ustrezne dražljaje. 93 Oligodendrociti so manjše celice od astrocitov, imajo manj podaljškov kot astrociti ter so v beli in sivi možganovini centralnega živčevja. Oligodendrociti imajo limfocitom podobna okrogla jedra z gosto kromatinsko strukturo. Poznamo 2 tipa oligodendrocitov. Satelitski oligodendrociti obdajajo perikarione nevronov, interfascikulni oligodendrociti pa obdajajo aksone. Oligodendrociti tvorijo mielin. Posamezni oligodendrocit lahko ovija več aksonov. Celice mikroglije so med vsemi nevroglijskimi celicami najredkejše in najmanjše. Njihova jedra so različnih oblik; ponavadi so majhna in okrogla (mirne ali neaktivne mikroglijske celice), lahko pa so podolgovata (aktivirane mikroglijske celice). So v beli in sivi substanci centralnega živčevja. So del mononuklearno-makrofagnega sistema in opravljajo obrambno funkcijo. Sodelujejo pri odstranitvi debrisa po poškodbi. So antigen-predstavitvene celice. Ependimske celice so izo- do visokoprizmatske celice z migetalkami ali brez njih, ki odevajo Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA centralni kanal v hrbtenjači in notranjost možganskih ventriklov. Citoplazma ependimskih celic je eozinofilna. Ependimske celice imajo mikroviluse, redko kinocilije. Med njimi so tesni stiki, ki preprečujejo proteinom idr. makromolekulam vstop v likvor (t. i. krvno-likvorska pregrada). Mielinska ovojnica je del Schwannovih celic oz. del oligodendrocitov. Mielinska ovojnica, ki ovija akson, deluje kot izolator. Akson se depolarizira le v območju Ranvierovih zažetkov (tukaj ni mielina) (Slika 9.1, Slika 9.5), ne pa v območju, kjer je mielin. Mielin sestoji iz lipidov (70–75 %) in beljakovin (25–30 %). Del med dvema Ranvierovima zažetkoma, ki je dolg 0,2–1,5 mm, imenujemo interanularni segment (Slika 9.1). Ker so Ranvierovi zažetki večji v centralnem živčevju kot v perifernem živčevju, je aksolema bolj izpostavljena. To omogoča učinkovitejši prenos vzburjenja. Med tvorbo mielina nastane mezakson, ki je podvojitev plazmaleme Schwannovih celic (Slika 9.5); na zunanji strani mielinske ovojnice nastane zunanji mezakson, na notranji strani pa notranji mezakson. Schmidt-Lantermannove zareze so zareze v mielinu, ki potekajo od zunanje do notranje površine nevroglijskih (Schwannovih) celic ter omogočajo komunikacijo med enim in drugim kompartmentom. Število zarez se veča z debelino živca. V centralnem živčevju jih je manj, ker v centralnem živčevju tudi astrociti opravljajo presnovno podporo. Slika 9.5. Obdobja v mielinizaciji aksona. 94 Potovanje vzburjenja Vzburjenje potuje po dendritu centripetalno (k perikarionu), po aksonu pa centrifugalno (stran od perikariona) (Slika 9.1). Depolarizacija aksona, ki se začne v izvornem stožcu aksona, poteka le v območju Ranvierovih zažetkov (tu ni mielina), ne pa v območju, kjer mielin ovija akson. Na ta način potuje vzburjenje po mieliniziranem živčnem vlaknu skokovito (saltatorično). Zato potuje vzburjenje hitro. V nemieliniziranih živčnih vlaknih se akcijski potencial prevaja kontinuirano (depolarizacija poteka po celotnem aksonu), zato je hitrost prevajanja po nemieliniziranih živčnih vlaknih počasnejša kot po mieliniziranih vlaknih. Nemielinizirana vlakna predstavljajo 80 % vseh vlaken v večini perifernih živcev. PERIFERNO ŽIVČEVJE (SYSTEMA NERVOSUM PERIPHERICUM) Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Glavne sestavine perifernega živčevja so živci, gangliji in živčni končiči. Živec (nervus) Živec (nervus) tvorijo mielinizirana in/ali nemielinizirana živčna vlakna, ki so urejena v snope živčnih vlaken (Slika 9.6). Na površju živca in med snopi živčnih vlaken je epinevrij iz čvrstega veziva, maščobnih celic in žil (arterije, vene in limfne žile), ki potekajo vzdolžno. Ponavadi tvori živec več snopov živčnih vlaken. Vsak snop živčnih vlaken obdaja krožno urejeno vezivo perinevrij, sestavljeno iz 3–6 plasti perinevrijskih celic (modificirani sploščeni fibrociti), povezanih s tesnimi stiki. Perinevrijske celice lahko prikažemo imunohistokemično z barvanjem na kolagen tip IV v njihovi bazalni membrani. Snop živčnih vlaken sestavljajo številna živčna vlakna. Na sredini posameznega mieliniziranega živčnega vlakna je akson, ki ga obdaja mielinska ovojnica. Na površju mielinske ovojnice so jedra Schwannovih celic, ki so podolgovate oblike. Živčna vlakna obdaja vzdolž urejeno ožiljeno vezivo endonevrij, v katerem so kapilare (izvirajo iz vasa nervorum). Endonevrij predstavlja kompartment, v katerem so aksoni, Schwannove celice, rahlo vezivo s kolagenskimi in z retikulinskimi vlakni, fibroblasti, kapilare in mastociti. Na prečnem prerezu perifernega živca pripada 90 % vseh jeder Schwannovim celicam, 5% fibroblastom, 5 % pa ostalim celicam (endotelijske celice kapilar, mastociti). Mielinizirana živčna vlakna potekajo v valovitih snopih vzdolž živca. Periferne živce oskrbujejo drobne žile (vasa nervorum). V živcih potekajo v epinevriju ena ali več arterij, ven oz. limfnih žil, vzporedno z živčnimi vlakni. Arterijski del ožilja vasa nervorum izvira iz regionalnih arterij, ki vstopijo v epinevrij. Iz regionalnih arterij vstopijo v epinevrij, kjer tvorijo mrežje žil (plexus), iz pleksusa pa drobne žile prodirajo poševno v perinevrij. Iz perinevrija vstopajo drobne žile v endonevrij kot kapilare. Kapilare v perifernih živcih pogosto obdajajo periciti. Tesni stiki med endotelijskimi celicami kapilar in periciti tvorijo krvnoživčno pregrado. 95 Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.6. Periferni živec – prečno. Živce, ki vsebujejo samo senzorična vlakna, imenujemo senzorični živci; živce, ki vsebujejo samo motorična živčna vlakna, imenujemo motorični živci; živce, ki vsebujejo motorična in senzorična živčna vlakna, pa imenujemo mešani živci. Večji živci (npr. n. ischiadicus) vsebujejo motorična, senzorična in avtonomna živčna vlakna. Hitrost prevajanja impulza v mieliniziranih žičnih vlaknih je 3–100 m/s, v nemieliniziranih pa 0,5–2 m/s. Glede na premer živca, hitrost prevajanja in funkcijo lahko razdelimo živčna vlakna v tipe A, B in C. Živčna vlakna tipa A so mielinizirana živčna vlakna, ki jih glede na debelino razdelimo v več skupin po premeru živcev; največji imajo premer 10–20 μm in hitrost prevajanja 50–100 m/s, malo tanjša so mielinizirana živčna vlakna premera 5–15 μm in hitrostjo prevajanja 20–90 m/s, v tretjo skupino sodijo mielinizirana živčna vlakna premera 1–7 μm s hitrostjo prevajanja 12–30 m/s. Živčna vlakna tipa B so mielinizirana preganglijska živčna vlakna, ki imajo premer 3 μm, hitrost prevajanja pa 3–15 m/s. Živčna vlakna tipa C so nemielinizirana živčna vlakna (postganglijska avtonomna in senzorična živčna vlakna), ki imajo premer 0,2–1,5 μm in hitrost prevajanja 0,3–1,6 m/s. Večina živčnih vlaken premera nad 3 μm je mieliniziranih. Gangliji Gangliji so skupki (agregati) perikarionov nevronov zunaj centralnega živčevja. So ovalne strukture, ki jih tvorijo telesa nevronov (perikarioni), oporne celice (satelitske celice, plaščne celice, amficiti, trofociti), snopi živčnih vlaken (mielinizirani, nemielinizirani), na površju pa jih lahko pokriva vezivna ovojnica. Delimo jih na cerebrospinalne in vegetativne ganglije. Cerebrospinalni gangliji Cerebrospinalni gangliji so funkcionalno senzorični gangliji, ki sprejemajo aferentna vzburjenja iz periferije, ki gredo v centralno živčevje. Gangliji so lahko ob spinalnih živcih v področju zadnje korenine spinalnih živcev (spinalni gangliji) (Slika 9.7) in ob možganskih živcih (možganski gangliji). V cerebrospinalnih ganglijih prevladujejo psevdounipolarni nevroni, manj pa je 96 multipolarnih in unipolarnih. Perikarione obdaja plašč nevroglijskih celic, med perikarioni pa so živčna vlakna. Prevladujejo mielinizirana živčna vlakna s centralnim aksonom, svetlim kolobarjem okrog aksona, mielinsko ovojnico in na površini mielinske ovojnice z jedri Schwannovih celic. Na površini perikarionov je vezivna ovojnica, ki se širi tudi v notranjost ganglija. Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.7. Spinalna ganglija (označena s puščico). Vegetativni živčni sistem Vegetativni živčni sistem opravlja številne funkcije v organizmu, kot npr. ohranja tonus gladkih mišičnih celic, nadzira izločanje žlez, vpliva na krčenje srčnih mišičnih celic in na hitrost bitja srca. Poznamo simpatični in parasimpatični živčni sistem. Živčna vlakna delimo na preganglijska in postganglijska. Nevrotransmitor v preganglijskih (simpatični, parasimpatični) in postganglijskih parasimpatičnih živčnih končičih je acetilholin. Nadledvična žleza je edini organ, ki prejema preganglijska vlakna. Nevrotransmitor v postganglijskih simpatičnih živčnih vlaknih je noradrenalin, acetilholin (znojnice) ali dopamin (npr. ledvica). Simpatični živčni sitem tvorijo gangliji, ki so vzdolž prsnih in ledvenih segmentov hrbtenjače. Ta del vegetativnega živčnega sistema imenujemo torakolumbarni del vegetativnega živčnega sistema. Parasimpatični živčni sistem tvorijo gangliji, ki so vzdolž križnega dela hrbtenjače, ter jedra v podaljšani hrbtenjači in mezencefalonu. Ta del vegetativnega živčnega sistema imenujemo kraniosakralni del vegetativnega živčnega sistema. 97 Vegetativni gangliji Vegetativni gangliji so funkcionalno motorični gangliji, ki vplivajo na krčenje mišičnih celic (gladkih, srčnih) in na izločanje žlez. Vegetativni gangliji so včasih znotraj organov, kot npr. intramuralni gangliji v prebavilih (Slika 9.8), lahko pa so izven organov. Vegetativni gangliji so lahko del simpatičnega živčnega sistema (torakolumbarni del vegetativnega živčnega sistema) ali del parasimpatičnega živčnega sistema (ob sakralnem delu hrbtenjače). Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.8. Submukozni Meissnerjev živčni pletež (označen s puščico). V vegetativnih ganglijih prevladujejo multipolarni nevroni. V primerjavi s cerebrospinalnimi gangliji so perikarioni multipolarnih ganglijskih celic manjši. Obdaja jih manj satelitskih celic. Intramuralne ganglije pa obdaja le nekaj satelitskih celic (Slika 9.9). V vegetativnih ganglijih prevladujejo snopi nemieliniziranih živčnih vlaken. Na površju vegetativnih ganglijev, razen intramuralnih ganglijev (Meissnerjev in Auerbachov živčni pletež v steni prebavil), je vezivna ovojnica. Slika 9.9. Simpatični ganglij. 98 Degeneracija in regeneracija živcev Nevroni se pred rojstvom lahko delijo (nevroblasti), po rojstvu pa imajo le omejeno sposobnost delitve. Ob poškodbi, mikrookolje v perifernem živcu spodbuja regeneracijo aksonov, mikrookolje v centralnem živcu pa zavira regeneracijo aksonov. Pri poškodbi živca pride do degeneracije aksonov distalno od poškodbe (anterogradna degeneracija ) ali proksimalno od mesta poškodbe (retrogradna degeneracija). Takoj po poškodbi (v 24–48 urah) se že opazi propadanje mielina. Prvi do drugi dan po poškodbi aksona opazimo prve histološke spremembe v nevronu. Jedro nevrona nabrekne in se pomakne ekscentrično. Zrnati endoplazemski retikulum razpade ter se pomakne proti periferiji telesa nevrona. Razpad endoplazemskega retikuluma imenujemo kromatoliza in je histološki znak poškodbe aksona. Kromatolizo najlaže opazujemo s pomočjo Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA bazičnih barvil (npr. krezilno vijolično, tionin), ki prikažejo nislovnino. Hkrati se poveča število ribosomov, sinteza mRNA in proteinov. Neposredno po poškodbi (po 24 urah) lahko opazimo mitoze Schwannovih celic. Pri anterogradni degeneraciji makrofagi in Schwannove celice že 2. teden po poškodbi razgradijo aksone in mielinsko ovojnico (mielinski debris) distalno od mesta poškodbe. Aksonski poganjki rastejo iz proksimalnega krna s hitrostjo 1–2,5 mm/dan. Rast aksonskih poganjkov usmerjajo Schwannove celice, spodbujajo pa jo različni rastni dejavniki, ki jih tvorijo Schwannove celice, fibroblasti in makrofagi. Ko prvi poganjek doseže tarčno celico, z njo tvori sinapso. SINAPSE Sinapse so preklopi (stiki) med nevroni oz. med nevroni in efektorji (mišične celice, žleze). Sinapse so dokaj toge strukture; plazmalema presinaptičnega in postsinaptičnega dela sinapse je zadebeljena. V presinaptičnem delu nevrona so številni vezikli z nevrotransmitorji in mitohondriji, ki predstavljajo vir energije za sinaptično aktivnost. Poznamo kemične in električne sinapse. Pri kemični sinapsi je kemični prenašalec (nevrotransmitor), ki se z eksocitozo sprosti iz vezikule v sinaptično špranjo ob stiku med vezikulo in presinaptično membrano. Nevrotransmitor se veže na receptor na postsinaptični membrani, kar lahko posredno povzroči spremembo membranskega potenciala (postsinaptični potencial). Odstranitev nevrotransmitorja po opravljeni funkciji se lahko zgodi na 3 možne načine: z encimsko razgradnjo (acetilholin esteraza, katehol-O-metiltransferaza), z difuzijo ali z endocitozo. Pri električni sinapsi ni kemičnega prenašalca. Vzburjenje se prevede neposredno skozi presledkovne stike, ki omogočajo prost tok ionov iz ene celice v drugo. Primeri električnih sinaps so: nexus v gladkih mišičnih celicah, disci intercalares v srcu, najdemo pa jih tudi v možganskem deblu, mrežnici in skorji velikih možganov. Glede na umestitev (Slika 9.10) poznamo aksoaksonske (stik med dvema aksonoma), aksodendritske (stik med aksonom in dendritom), dendrodendritske (stik med dvema dendritoma) in aksosomatske sinapse (stik med aksonom in perikarionom nevrona). Glede na nevrotransmitor poznamo ekscitacijske in inhibicijske sinapse. Med aktivacijo ekscitacijskih sinaps se membrana depolarizira, med aktivacijo inhibicijskih sinaps pa se membrana hiperpolarizira. 99 Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.10. Tipi sinaps. Na prenos vzburjenja v sinapsi vplivajo tudi nevromodulatorji, ki z vezavo na receptorske proteine G sprožijo sintezo mRNA. Poznamo več kot 100 tipov nevrotransmitorjev in nevromodulatorjev, ki jih lahko razdelimo v 3 skupine: nizkomolekularni transmitorji, nevropeptidi in plini. Nizkomolekularni transmitorji so acetilholin (edina snov, ki ni derivat aminokislin), amino kisline (glutamat, aspartat, glicin, GABA) in biogeni amini (serotonin in 3 kateholamini: dopamin, noradrenalin in adrenalin). Nevropeptidi, med katerimi so tudi nevromodulatorji, so opiatni peptidi (enkefalini in endorfini), gastrointestinalni peptidi (snov P, nevrotenzin, vazoaktivni intestinalni peptid), sprostilni hormoni hipotalamusa (somatostatin, tirotropni sprostilni hormon itd.) in hormoni nevrohipofize (anti diuretični hormon in oksitocin). Plini, ki delujejo kot nevromodulatorji, so dušikov oksid in ogljikov monoksid. ŽIVČNI KONČIČI Živčni končiči so konci perifernih aksonov, specializirani bodisi za oddajanje vzburjenja na efektorje, bodisi za sprejemanje dražljajev. Delimo jih na efektorne in receptorne. Efektorni živčni končiči oddajo vzburjenje in so med nevroni in efektorji. Med efektorne živčne končiče sodijo aksomuskularna sinapsa ali motorična ploščica in nevroglandularna sinapsa. Nevroglandularne sinapse so ob eksokrinih in endokrinih žlezah. Efektorni živčni končiči so lahko holinergični oziroma peptidergični. Receptorni živčni končiči sprejemajo dražljaje. Delimo jih v 3 skupine: eksteroreceptorji, proprioreceptorji in interoreceptorji (visceroreceptorji). Eksteroreceptorji sprejemajo dražljaje iz telesnega okolja. Med eksteroreceptorje sodijo taktoreceptorji (receptorji za dotik), presoreceptorji (receptorji za pritisk), termoreceptorji (receptorji za mraz in vročino) in nocioreceptorji (receptorji za bolečino). Proprioreceptorji sprejemajo dražljaje iz mišic (mišično vreteno) in kit (kitno vreteno). Mišično vreteno (Slika 9.11) leži v skeletni mišičnini. Intrafuzalna mišična vlakna ovija vezivna ovojnica. 100 Mišično vreteno vsebuje 2 vrsti t. i. intrafuzalnih vlaken: prva z jedri v razširjenem centralnem delu (vlakna z jedri v vrečah) in druga, ki je enakomerno debela in z jedri nanizanimi v verigi (vlakna z jedri v verigi). Centralni prostor je napolnjen s tekočino. Od centralnega dela mišičnega vretena izhaja dendrit (aferentna živčna vlakna), do periferije mišičnega vretena pa prihajajo motorična (eferentna) živčna vlakna, ki so nemielinizirana. Dražljaj za mišično vreteno je raztegnitev centralnega dela intrafuzalnih vlaken. Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.11. Mišično vreteno. Kitno vreteno (Golgijev tetivni organ) leži blizu nasadišča kit. Sestoji iz snopov kolagenskih vlaken, ki jih obdaja vezivna ovojnica. Senzorični aksoni predirajo vezivno ovojnico. Kitno vreteno zaznava razlike v pritisku na kito. Med presoreceptorje prištevamo proste živčne končiče, Meissnerjevo tipalno telesce, živčno manšeto, Merklovo tipalno ploščico, Krausejev končni betič, Ruffinijevo vreteno, Vater-Pacinijevo lamelarno telesce. Prosti živčni končiči so presoreceptorji, ki ležijo v epidermisu (stratum granulosum) in v papili usnjice. Prostih živčnih končičev ne obdaja vezivna ovojnica. Od tod izvira tudi ime “prosti”. Meissnerjevo tipalno telesce (Slika 9.12) leži v vezivni papili tik pod epidermisom. Sestavljeno je iz spiralno potekajočega centralnega živčnega vlakna med sploščenimi modificiranimi nevrolemskimi celicami. Na površini je rahla vezivna ovojnica. Zaznava že nežen dotik (taktoreceptor). Meissnerjevo tipalno telesce najdemo v ustnici, bradavicah in blizu zunanjih spolovil. 101 Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA Slika 9.12. Meissnerjevo tipalno telesce. Krausejev končni betič je presoreceptor, ki leži v vezivni papili. Tvorijo ga živčni končiči, ki jih obdaja vezivna ovojnica. Ruffinijevo vreteno je presoreceptor, ki leži bolj globoko v usnjici. V notranjosti Ruffinijevega vretena je nemielinizirano živčno vlakno (konča se kot betič), ki leži v tekočini. Obdaja ga vezivna ovojnica. Do vezivne ovojnice vodi mieliniziran akson, ki v ovojnici izgubi mielin. Vater-Pacinijevo lamelarno telesce (Slika 9.13) je presoreceptor, ki je sestavljen iz perifernih lamel (20–70) iz fibroblastov in kolagenskih vlaken, centralnega betiča, do katerega teče nemielinizirano živčno vlakno. Obdaja ga močna vezivna ovojnica. Lamelarno telesce najdemo v podkožju, blizu žil, v periostu, v jajcevodu, v prostati in v vezivu pankreasa. Slika 9.13. Vater-Pacinijevo lamelarno telesce. 102 Interoreceptorji (visceroreceptorji) sprejemajo dražljaje iz notranjosti. Med interoreceptorje sodijo baroreceptorji in arterijski kemoreceptorji. Dražljaj za baroreceptorje je pritisk krvi na steno, medtem ko je dražljaj za arterijske kemoreceptorje visok parcialni tlak ogljikovega dioksida in nizek parcialni tlak kisika. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17. izdaja. McGraw Hill; 2024. Histologija • EMŠ Medicina • OSNOVE ŽIVČEVJA 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 103 10 IMUNSKI SISTEM Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Vloga imunskega sistema je obramba organizma pred telesu tujimi snovmi, kot so npr.: virusi, bakterije, glive, paraziti, tumorsko spremenjene celice itd. . Imunski sistem sestavljajo imunski organi in tkiva (kostni mozeg, limfatični organi, limfne žile), imunske celice in beljakovine imunskega sistema (protitelesa, sistem komplementa, citokini). Vdor tujkov v telo sproži v telesu imunski odziv. Poznamo 2 tipa imunskega odziva po stiku s telesu tujimi snovmi: naravni in pridobljeni. Naravna (nespecifična) imunost je prirojena in vedno prisotna ter predstavlja prvo linijo obrambe pred tujki (npr. bakterije, virusi, gljive ...). Naravna imunost je usmerjena proti vsem molekulam, ki jih telo ne prepozna kot njemu lastne. Pomembno vlogo pri nespecifični imunosti ima epitelijska pregrada kože in sluznic. Pri nespecifični imunosti sodelujejo celice, kot so monociti oz. makrofagi, levkociti, naravne celice ubijalke in sistem komplementa. Levkociti imajo na površju posebne receptorje TLR (angl. Toll-like receptors), ki prepoznajo komponente tujka. Levkociti tvorijo različne snovi, ki uničujejo bakterije in druge telesu tuje snovi: klorovodikova kislina (HCl), defenzini, lizosomi, interferoni (Tabela 10.1). Tabela 10.1: Učinki različnih proizvodov levkocitov. HCl Neposredno uniči bakterijo ali zavira njeno rast. Defenzini Kationski polipeptid, ki ga tvorijo nevtrofilci, poškoduje steno bakterije in s tem uniči bakterijo. Lizosomi Encimi, ki jih tvorijo nevtrofilci, poškodujejo (hidrolizirajo) steno bakterije in s tem uničijo bakterijo. Interferoni Delujejo protivirusno. Pridobljena ali specifična imunost se odzove samo proti specifičnim mikroorganizmom ali tumorskim celicam, ki jih prepozna kot tujek. Antigeni so telesu tuje snovi, molekule, ki sprožijo imunski odziv. Te molekule so navadno polipeptidi oz. beljakovine, lahko pa so tudi polisaharidi oz. kompleksni ogljikovi hidrati. Ključne celice, odgovorne za pridobljeno imunost, so limfociti B (nosilci humoralne imunosti), limfociti T (nosilci celične imunosti) in antigen predstavitvene celice (APC). Pomembno vlogo v imunskem odzivu igrajo citokini. To so beljakovine, ki lahko delujejo na sosednje celice (parakrino) ali na celice, ki jih tvorijo (avtokrino). Citokine tvorijo številne celice (monociti, makrofagi, limfociti T). Poznamo številne citokine, kot npr.: interlevkine, dejavnike tumorske nekroze (angl. tumor necrosis factor; TNF) in interferone. Citokini so vpleteni v oba tipa imunosti, v nespecifično in v specifično. 104 Pridobljena imunost je lahko pasivna ali aktivna. A. Pasivna imunost Pasivno imunost posredujejo protitelesa ali limfociti, ki so nastali v drugem gostitelju. Pasivni vnos protiteles (v cepivu) proti bakterijam (npr. protitelesa proti toksinom davice, tetanusa ali proti botulinu) omogoči, da je takoj na voljo antitoksin v velikih količinah, ki nevtralizira toksine. Podobno se lahko injicirajo prej nastala protitelesa (v drugem gostitelju) proti določenim virusom (npr. hepatitis A in B) med inkubacijsko dobo, s čimer se omeji razmnoževanje virusa. Glavna prednost pasivne imunizacije z že prej oblikovanimi protitelesi je takojšnja prisotnost velikih količin protiteles, njihova slabosti pa sta kratka življenjska doba teh Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM protiteles in možna preobčutljivost, če izvirajo protitelesa (imunoglobulini) iz druge vrste. B. Aktivna imunost Aktivna imunost nastane po stiku s tujim antigenom. Gostitelj lahko aktivno tvori protitelesa (humoralna imunost) ali pa limfociti T pridobijo sposobnost intenzivnejšega in hitrejšega odziva na specifične antigene. Prednosti aktivne imunosti vključujejo dolgotrajnejšo odpornost, slabosti pa so kasnejši nastop odpornosti in potreba po podaljšanem ali ponavljajočem se stiku z antigenom. Antigen lahko sproži humoralni imunski odziv, tvorbo protiteles, ki so specifična za antigene. Epitop ali antigenska determinanta je del molekule na antigenu, kamor se veže protitelo. POGLAVITNI KOMPLEKS TKIVNE SKLADNOSTI Imunski sistem razlikuje lastne antigene od tujih s pomočjo poglavitnega kompleksa tkivne skladnosti (angl. major histocompatibility complex, MHC). MHC je skupni izraz za veliko skupino genov na 6. kromosomu in njihovih produktov (beljakovin), ki imajo v imunskem sistemu vlogo razločevati med lastnimi in tujimi antigeni v organizmu in predstaviti le-te limfocitom T. Regija MHC je razdeljena na 3 podregije (MHC I, MHC II in MHC III), njihovi proteinski produkti pa sodelujejo pri uravnavanju imunskega odziva. Molekule MHC I imajo na svoji površini vse zdrave celice z jedri. Molekule MHC II imajo na svoji površini samo celice, ki predstavljajo antigene (antigen predstavitvene celice, APC) celicam T pomagalkam. Celice z molekulami MHC II na površini so dendritične celice, makrofagi, limfociti B in Langerhansove celice. Molekule MHC III so različne beljakovine z vlogo pri obrambi organizma: komponente sistema komplementa in citokini (npr. TNF α). Makrofagi Makrofagi (Tabela 10.2, Tabela 10.3) nastajajo iz hematopoetske matične celice. Pripadajo mononuklearnemu fagocitnemu sistemu. Makrofagi imajo 2 glavni funkciji, in sicer: fagocitno ter predstavljanje antigenov (so APC). Glede slednje funkcije (APC) je pomembno, da imajo makrofagi na površju peptide MHCII. Makrofagi predstavljajo predelane antigene (bakterije, parazite ...) limfocitom B (v bezgavki, vranici) ali limfocitom T v povezavi z MHCII. 105 Tabela 10.2: Vrste makrofagov v različnih organih. Tkivo/organ Poimenovanje tkivnih makrofagov Vezivo histiociti Bezgavke, vranica makrofagi Jetra Kupfferjeve celice Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Koža Langerhansove celice Centralni živčni sistem mikroglija Kostnina osteoklasti Pljuča alveolarni makrofagi Plevralna votlina plevralni makrofagi Dendritične celice Dendritične celice (DC) imajo dolge citoplazmatske podaljške (Tabela 10.3). Ločimo 3 tipe dendritičnih celic: celice vrinjenke ali intersticijske DC (sinonima prstaste DC in razvejene DC), folikularne DC ter krožeče ali migrirajoče DC. Celice vrinjenke predstavljajo antigene limfocitom T pomagalkam (CD4+). Celice vrinjenke imajo na površju receptorje MHCII, ki so značilni zanje. Celice vrinjenke so v parakorteksu v bezgavkah, v marginalni coni vranice, v dovodnih mezgovnicah, v sredici priželjca ter v epidermisu kože (Langerhansove celice). Izvirajo iz celic kostnega mozga (monocitov). Folikularne DC niso fagociti (nimajo lizosomov). Lovijo komplekse antigen – protitelo, ki jih kažejo limfocitom B. Niso APC, saj nimajo receptorjev MHCII, imajo pa na površju ikosome (imunske komplekse antigen–protitelo). So v reakcijskih (germinativnih) središčih sekundarnih foliklov v vranici in bezgavkah. Predvidevajo, da izvirajo iz celic mononuklearnega fagocitnega sistema. Zadnji tip DC so krožeče (migrirajoče) DC. Najdemo jih v aferentnih limfnih žilah bezgavk. Nedavna odkritja kažejo, da so DC še kompleksnejše, kot smo doslej mislili. DC predstavljajo raznoliko populacijo antigen predstavitvenih celic. Zanje je značilna velika fenotipska in funkcijska raznolikost. Najpomembnejši tip DC so IDC (vrinjenke). Vrinjenke izražajo molekule MHC II in so najbolj razširjene. Poleg IDC poznamo še DC, ki izvirajo iz kostnega mozga, plazmocitoidne DC ter Langerhansove celice. 106 DC, ki izvirajo iz kostnega mozga , predstavljajo vnetne DC. So sposobne tvoriti vnetne citokine. Plazmocitoidne DC (pDC) so pogosto v krvi in limfnih organih. Vstopanje pDC iz krvi v parakorteks bezgavk poteka preko venul z visokim endotelijem s pomočjo kemokinskega receptorja CCR7. Langerhansove celice so prav tako kompleksne po strukturi in izvoru. Imajo značilnosti makrofagov in DC (sposobnost selitve in stimulacije celic T). So v trnasti plasti epidermisa. Od tod se selijo (po tem, ko je sprožen vnetni odziv na zunanji agens) v lokalne kožne bezgavke, kjer lahko sprožijo ali zavrejo imunski odziv (odvisno od situacije). Tabela 10.3: Makrofagi in dendritične celice: razlike in podobnosti. Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Makrofagi Dendritične celice Podobnosti Antigen predstavitvena Da, a z izjemo folikularnih Da. funkcija (APC) dendritičnih celic. Fagocitna funkcija Da, a z izjemo folikularnih Da. dendritičnih celic. Aktivira naivne celice B Da. Da. Vršenje funkcije v tkivu Da. Da. Razlike Uničujejo mikroorganizne, DC predelajo antigene odstranijo debris, in jih predstavijo aktivirajo imunski imunokompetentnim celicam. sistem. Vloga celic pri vnetju Makrofagi začnejo Dendritične celice aktivira vnetni proces, nato pa vnetni proces. predelajo antigene. Smrt po opravljeni Ne. Da. funkciji 107 Limfociti T Limfociti T nastanejo iz krvotvorne matične celice v kostnem mozgu in zorijo v priželjcu. Predstavljajo 80–90 % limfocitov v periferni krvi. Na površju limfocitov T so receptorji za antigene; T-celični receptorji (TCR). Limfociti T prepoznavajo s TCR le tiste antigene, ki so vezani na MHC II (angl. major histocompatibility complex); MHC II so pritrjeni na membrano APC. Poznamo več tipov limfocitov T: efektorski ali aktivirani limfociti T, celice T pomagalke (možna sta 2 tipa, Th1 in Th2 –CD4+), citotoksični limfociti T, regulatorne celice T ter spominske celice T (Tabela 10.4). Morfološko (svetlobnomikroskopsko in elektronskomikroskopsko) jih Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM ni mogoče ločevati, lahko jih pa ločujemo imunohistokemijsko zaradi različnih beljakovin na površini. Na ta način lahko torej ločimo različne tipe limfocitov T, ločimo lahko tudi limfocite T od limfocitov B, saj imajo različne beljakovine na površini (Tabela 10.4). Protokol, ki ga uporabljamo za prepoznavanje celic in ločevanje med njimi glede na prisotnost različnih antigenov na površini celic se imenuje označevanje CD (angl. cluster of differentiation) ter predstavlja osnovo za postavitev nomenklature CD leta 1982 v Parizu. Te različne biološke označevalce imenujemo CD. Z uporabo monoklonskih protiteles lahko torej določene beljakovine na površini limfocitov prikažemo (npr. CD8+) ali pa jih ne prikažemo (CD8-). To omogoči identifikacijo (fenotipizacijo) celic. Tabela 10.4: Tipi limfocitov T glede na funkcijo. Limfociti T Kratica Membranski Funkcija protein Celica T pomagalka s svojim proteinom CD4 (ki je receptor za molekule HHC II) na makrofagu Limfociti T pomagalke Th1, Če se prepoznava tujega CD4+ prepozna molekulo MHC II. Th2 antigena zgodi, se v celici T začnejo tvoriti citokini (npr. interlevkin 2). Interlevkin 2 sproži razmnoževanje limfocitov B, citotoksičnih limfocitov T in celic T pomagalk. V prisotnosti IL-2 iz Th se Tc aktivirajo in razmnožujejo. Aktivirane citotoksične celice T Citotoksični limfociti T Tc CD8+ se prilepijo na celico z določenim antigenom (npr. z bakterijo), sprostijo vanjo perforine in sprožijo apoptozo celice. Regulatorni ali Zavirajo specifične imunske Treg CD4+25+ supresorski limfociti T reakcije. 108 Limfociti T Kratica Membranski Funkcija protein Spominski limfociti T ostanejo v organizmu dolgo časa po tem, ko organizem že premaga povzročitelja bolezni. Po ponovni izpostavitvi organizma temu Spominski limfociti T povzročitelju se nemudoma odzovejo. Omogočajo, da si organizem zapomni pretekle povzročitelje, s katerimi je prišel v stik, in na njih v prihodnje hitro Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM odreagira. Aktivirani limfociti T Limfociti B Limfociti B nastanejo iz krvotvorne matične celice v kostnem mozgu in dozorijo v kostnem mozgu. Po aktivaciji z antigenom lahko nastaneta iz limfocitov B 2 tipa celic B, plazmatke in spominski limfociti B. Zreli limfociti B imajo na površju receptorje za antigene, membranske imunoglobuline (centrociti). Limfociti B predstavljajo 10–20 % limfocitov v periferni krvi (Tabela 10.5). Tabela 10.5: Delež limfocitov T in B v različnih organih. Limfatični organ Limfociti T (%) Limfociti B (%) Priželjc 100 0 Kostni mozeg 10 90 Vranica 45 55 Bezgavke 60 40 Kri 80–90 10–20 Protitelesa Protitelesa so beta-globulini, ki nastajajo v organizmu po vdoru antigena. Z njim nato specifično reagirajo. Nahajajo se v krvni plazmi. Izločajo jih plazmatke. Kemijsko so glikoproteinske molekule, ki so sestavljene iz 2 krajših (lahkih) in 2 daljših (težkih) polipeptidnih verig, med seboj povezanih z disulfidnimi vezmi. 109 Encim papain cepi v gibljivi regiji molekulo imunoglobulina na 2 fragmenta Fab (angl. Fragment antigen binding), od katerih ima vsak po 1 specifično vezišče za določen epitop antigena (variabilni del) in 1 fragment Fc (angl. fragment crystallizable) konstantne aminokislinske sestave (Slika 10.1). Vsako protitelo je torej specifično za specifičen epitop. Imunoglobuline delimo v več izotipov oz. razredov na osnovi zaporedja težkih verig. Ločimo 5 razredov težkih verig (M, G, A, D, E) in glede na njih tudi 5 razredov imunoglobulinov (Ig): Ig G, IgM, IgA, IgD, IgE (Tabela 10.6). IgG so najpogostejša protitelesa in tvorijo v serumu okoli 75–85 % vseh imunoglobulinov. Lahko prehajajo skozi posteljico. IgG z vezavo na antigene onesposobijo tujke (zlasti mikrobe), lahko pa sprožijo vnetje z aktivacijo komplementa. Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM IgM so največja protitelesa. Tvorijo se že pri plodu in ne prehajajo skozi posteljico. IgM se podobno kot IgG vežejo na antigene (kompleks antigen-protitelo), nastanek kompleksa pa prispeva k odstranitvi tujka (antigena) iz telesa. IgE je le v majhnih količinah v krvi, skoraj v celoti je vezan na bazofilce in tkivne bazofilce (mastocite). IgE izločajo plazmatke v sluznici črevesja in dihal. Bistvena za aktivnost IgE pri alergijah in okužbah s paraziti je njegova zmožnost, da se veže na receptor Fc za IgE (na bazofilcih in mastocitih v sluznicah in koži ter na eozinofilcih). IgA je sestavljen iz ene molekule (monomer) ali dveh molekul (dimer). Predstavljajo 15 % vseh imunoglobulinov. Tvorijo ga plazmatke. IgA1 je pretežno v serumu, IgA2 pa v izločkih sluznic (kot npr. dihal in črevesja). IgA veže tuje molekule na površini sluznic in oteži njihov vdor v sluznice. IgD je monomer. V majhnih količinah se nahaja v krvi, večinoma je vezan na površini limfocitov B. IgD služijo kot receptorji za antigen in sprožijo aktivacijo limfocitov B. Slika 10.1. Shematski prikaz zgradbe molekule imunoglobulina. Tabela 10.6: Značilnosti različnih tipov protiteles. IgG IgM IgA IgD IgE Struktura monomer monomer pentamer monomer monomer ali dimer Delež protiteles v 75–85 5–10 10–15 0,001 0,002 plazmi (%) 110 IgG IgM IgA IgD IgE čas v 23 5 6 Minimalen 2 plazmi v Razpolovni dneh Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Prisotnost So v So na So na površini izločkih še v drugih So v fetalnem So na površini površini bazofilcev (slina, organih obtoku. limfocitov B. limfocitov in tkivnih mleko, B. bazofilcev (poleg krvi) solze). (mastocitov). Funkcija Aktivirajo aktivirajo Zaščitijo aktivacijo antigene, sistem mastocite, sluznice. limfocitov aktivirajo komplementa. sodelujejo B. sistem fagocitozo, parazite, Sprožijo nevtralizirajo Aktivirajo Uničujejo v alergijski komplementa. reakciji. Klon je skupina limfocitov, ki prepozna specifičen antigen. Med embrionalnim razvojem se v procesu preureditve genov, ki kodirajo imunoglobuline ali TCR, tvori ogromno število limfocitnih klonov. Vsi limfociti določenega klona imajo na svoji površini identične označevalce, ki so specifični za določen antigen, tudi če se z njim še niso srečali. Pri limfocitih B so ti označevalci membransko vezana protitelesa (B-celični receptorji oz. površinski imunoglobulini), pri limfocitih T pa TCR. LIMFATIČNI ORGANI IN LIMFATIČNO TKIVO Limfatične organe razdelimo na primarne (centralne) in sekundarne (periferne). Primarna limfatična organa sta kostni mozeg in priželjc, kajti v teh dveh organih limfociti dozorijo: v priželjcu limfociti T in v kostnem mozgu limfociti B. Zreli limfociti gredo v sekundarne limfatične organe. V njih pridejo v stik z antigeni. Sekundarni limfatični organi so bezgavke, mandlji, vranica, difuzno limfatično tkivo, Peyerjeve plošče in slepič. Številni limfociti so lahko pod epidermisom kože (navadno posamezni) in v sluznici prebavil, dihal in spolovil (posamezni ali organizirani v folikle oz. plošče, kot npr. Peyerjeve plošče). Limfatično tkivo prebavil, dihal in spolovil imenujemo MALT (angl. Mucosa-associated lymphoid tissue). Leži v sluznici in podsluznici. Glede na lokacijo lahko MALT imenujemo GALT (angl. Gut-associated lymphoid tissue) ali BALT (angl. Bronchus-associated lymphoid tissue). 111 PRIŽELJC (THYMUS) Priželjc (Slika 10.2) sodi med primarne limfatične organe, saj v njem dozorijo limfociti T. Pokriva ga vezivna ovojnica, vezivni pretin ga razdeli na dva režnja (lobusa), interlobularni pretini pa razdelijo reženj na režnjiče (lobuluse). V vsakem režnjiču prepoznamo skorjo in sredico. Struktura skorje je enotna in v njej ni limfatičnih foliklov. V skorji priželjca so 3 tipi celic: limfociti T ali timociti, makrofagi in epitelijske retikulumske celice (sinonima epitelijske celice, retikuloepitelijske celice). V sredici vidimo plazmatke, limfocite, makrofage, dendritične celice, epitelijske retikulumske celice ter Hassalova telesca (epitelijske retikulumske celice). Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Hassalova telesca so epitelijske retikulumske celice z zrnci keratohialina in citokeratinskimi filamenti. Limfociti T (timociti) dozorijo v priželjcu. Glede na faze zorenja ločimo 3 tipe limfocitov T, ki jih ločujemo imunohistokemijsko (glede na različne označevalce). Poznamo torej: subkapsularne, kortikalne in medularne limfocite T. Večina (60–70 %) med temi 3 tipi so kortikalni limfociti T. Pri zorenju limfocitov T od nezrelih do zrelih imajo pomembno vlogo dendritične celice, ki sodelujejo pri preureditvi antigenskih receptorjev na površju limfocitov T. V sredici priželjca najdemo 2 tipa dendritičnih celic, vrinjenke (IDC) in Langerhansove celice. V interakciji med timociti in epitelijskimi retikulumskimi celicami pa najverjetneje sodelujejo še makrofagi, ki so v skorji priželjca (so antigensko neločljivi od makrofagov drugod po telesu). Nezreli timociti so v skorji in ti izražajo receptorje CD3, CD4 in CD8. Ob zorenju potujejo timociti v sredico in v sredici izražajo samo še en receptor, torej izražajo ali receptor CD4 (CD4+, CD8-) ali pa CD8 (CD4-, CD8+). Priželjc je mesto diferenciacije ter pozitivne in negativne selekcije limfocitov T. Pozitivna selekcija se dogaja v skorji priželjca, negativna selekcija pa poteka v sredici priželjca. Pri procesu negativne selekcije limfocitov T igra ključno vlogo programirana celična smrt ali apoptoza. Nastali limfociti T potujejo v različne regije, kot na primer: parakorteks bezgavk (od timusa odvisno področje), Peyerjeve plošče v ileumu in v belo pulpo vranice (v PALS). V priželjcu so tudi epitelijske retikulumske celice. Imunohistokemijsko prepoznamo 4 tipe epitelijskih retikulumskih celic: subkapsularne kortikalne, notranje kortikalne, medularne epitelijske retikulumske celice, četrti tip pa so Hassalova telesca. Epitelijske retikulumske celice imajo podaljške in zato dajejo vtis, da so vlaknaste. Epitelijske retikulumske celice ne proizvajajo retikulinskih vlaken. Žilje priželjca Arterije vstopajo v priželjc skozi vezivno ovojnico in potekajo v globino preko vezivnih pretinov. Arteriole gredo iz vezivnih pretinov v parenhim skorje ter preidejo v zvezne kapilare. 112 Zvezne kapilare v skorji timusa obdaja tulec iz epitelijskih retikulumskih celic, ki je pomemben del krvno-timusove pregrade. Ta je v skorji priželjca. Krvno-timusovo pregrado sestavljajo torej 4 strukture: endotelijske celice zveznih kapilar (med endotelijskimi celicami tesni stiki), tulec iz epitelijskih retikulumskih celic, periciti in debela bazalna membrana. Zvezne kapilare prehajajo iz skorje v sredico, kjer se izlivajo v venule. Priželjc nima aferentnih mezgovnic in ni filter za limfo. Histofiziologija priželjca Priželjc je najbolj razvit ob rojstvu, po puberteti pa ga prizadene starostna involucija. V puberteti Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM večina limfocitov T (več kot 90 %) propade preko procesa apoptoze. Tkivo skorje priželjca postopno nadomesti maščobno tkivo. Starostno involucijo, ki je fiziološki proces, je potrebno ločiti od stresne involucije. Do nje pride, če je posameznik izpostavljen hujšemu in dolgotrajnejšemu stresu, ki ga navadno spremlja povečano sproščanje kortikosteroidov. Na priželjc delujejo hormoni nekaterih endokrinih žlez. Kortikosteroidi zmanjšujejo število limfocitov T v skorji, tiroksin spodbuja epitelijske retikulumske celice skorje, da tvorijo več timulina, somatotropin pa poveča aktivnost celic T skorje priželjca. Epitelijske retikulumske celice priželjca proizvajajo in izločajo 4 parakrine hormone, ki uravnavajo zorenje limfocitov T: timozin, timopoetin, timulin, timusni humoralni dejavnik. Slika 10.2. Priželjc. BEZGAVKE (NODULI LYMPHATICI) Bezgavke so periferni limfatični organi. Bezgavke so fižolaste oblike in velike nekaj milimetrov do 1 cm, ob vnetju se navadno povečajo (Slika 10.3). Na površju jih obdaja vezivna ovojnica, v notranjost pa segajo vezivne trabekule. Na izbočeni (konveksni) strani vstopajo dovodne mezgovnice (vas afferens), na vbočeni (konkavni) strani pa 113 izstopajo odvodne mezgovnice (vas efferens) in odvodne vene ter vstopajo arterije in živci (Slika 10.3). Limfa vstopi v bezgavko preko dovodnih (aferentnih) mezgovnic, teče skozi prostor pod vezivno ovojnico (subkapsularni ali marginalni sinus), zavije v globino ob vezivni trabekuli v skorjo (kortikalni sinus, sinonim trabekularni oziroma intermediarni sinus) ter nato v sredico (medularni sinus). Iz bezgavke izstopi limfa v hilusu skozi odvodno ali eferentno mezgovnico. Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.3. Bezgavka je zgrajena iz 3 delov: skorje, parakorteksa in sredice. Skorja (cortex) bezgavke Skorja bezgavke leži pod subkaspularnim sinusom. V skorji so primarni limfatični folikli, v katerih ni reakcijskih središč. Primarni folikli so okrogle oblike, homogene strukture in v njih so limfociti B. V skorji prevladujejo sekundarni limfatični folikli, v katerih so reakcijska središča. V reakcijskih središčih so folikularne dendritične celice, makrofagi, limfociti B in limfociti T (CD4+). Glede na to, da v skorji prevladujejo limfociti B, imenujemo skorjo od timusa neodvisno območje. Reakcijska središča sekundarnih foliklov obdaja plaščna cona, ki ima histološko isti videz kot primarni folikli. V zunanjem delu plaščne cone so celice manj gosto poseljene kot v notranjem delu; nekateri ta zunanji del plaščne cone imenujejo marginalna cona. KLINIČNI POMEN V reakcijskih središčih (Slika 10.4) prepoznamo temne cone, v katerih so mladi limfociti B brez membranskih imunoglobulinov (centroblasti; sinonim imunoblast). Centroblasti se po stiku z antigenom aktivirajo in se začno intenzivno razmnoževati. V tem procesu sodelujejo še celice pomagalke (Th) in folikularne dendritične celice (FDC). FDC imajo na površini komplekse antigen-protitelo, ki jih imenujemo ikosomi. Centroblasti se selijo v bazalni del svetle cone, kjer ti mladi limfociti B pridobijo membranske imunoglobuline (na površju); zdaj se imenujejo centrociti. Ti limfociti B (centrociti) potujejo v apikalni del svetle cone in lahko postanejo plazmatke ali spominske celice (proces diferenciacije). Od tod se lahko preselijo v medularne sinuse. Naivne celice B, ki se ne razmnožujejo, so porinjene proti robu sekundarnega folikla, ter tvorijo plaščno cono. 114 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.4. V reakcijskih središčih se vrši razmnoževanje centroblastov, zorenje v centrocite in diferenciacija v plazmatke in spominske limfocite B. Parakorteks bezgavke Drugi del bezgavke se imenuje parakorteks. V njem so 3 tipi celic: limfoidne celice (majhni limfociti T), celice vrinjenke ali intersticijske DC (so APC) ter folikularne retikulumske celice. Poleg prevladujočih majhnih limfocitov T (so ali CD4 pozitivni ali CD8 pozitivni; prevladujejo CD4+ celice), najdemo še blastne celice, ki so večje. Glede na to, da v parakorteksu prevladujejo limfociti T, imenujemo parakorteks tudi od timusa odvisno območje. Folikularne retikulumske celice so na robu parakorteksa in tvorijo retikulinska vlakna. V parakorteksu so venule z visokim endotelijem (izoprizmatski). Te endotelijske celice imajo apikalno glikoproteine in integrine za hitro diapedezo limfocitov iz krvi v parakorteks. 90 % limfocitov vstopa v bezgavko skozi te venule. V parakorteksu najdemo vse 4 tipe limfocitov T (Tabela 10.4). V parakorteksu se vrši specifični celični odziv, razmnoževanje antigensko specifičnih (klonska ekspanzija) efektorskih limfocitov T (celic T pomagalk, citotoksičnih limfocitov T, regulatornih celic T ter spominskih celic T). 115 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.5. Bezgavka (srebrenje po Gömöriju). Pod vezivno ovojnico vidimo subkapsularni sinus in sekundarne folikle. Sredica bezgavke Tretji del bezgavke se imenuje sredica. V njej so medularni povezki, ki jih obkrožajo medularni sinusi. V medularnih povezkih so številne limfoidne celice (celice, podobne limfocitom). Večino celic v medularnih povezkih predstavljajo majhni limfociti (limfociti B in T), ob njih pa so tudi večje celice (limfoplazmacitoidne ali limfoplazmatske celice), blastne celice (imunoblasti) s centralno ležečim jedrom in obilno bazofilno citoplazmo in številne plazmatke (CD20-, CD79a+). Ob prevladujočih limfoidnih celicah so v sredici še posamezni makrofagi in tkivni bazofilci. Funkcija bezgavke je prepoznavanje in odstranjevanje antigenov. Makrofagi v sinusih fagocitirajo tujke. V foliklih celice APC predstavijo antigene limfocitom B (naivnim). Limfociti B se aktivirajo ter preselijo iz sinusov v primarne limfatične folikle. V njih se vrši razmnoževanje limfocitov B (klonska ekspanzija) in diferenciacija v spominske celice B in plazmatke. Tako spremenjene folikle imenujemo sekundarne limfatične folikle. Večina spominskih celic B in plazmatk zapusti skorjo bezgavke in se preseli v sredico bezgavke, kjer tvorijo medularne povezke. Nekaj spominskih celic B se preseli v druge sekundarne limfatične organe (npr. vranica). Ob ponovnem stiku z istim antigenom je imunski odziv hitrejši in močnejši. 116 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.6. Metastaziranje rakavih celic (označene s puščico) v subkapsularnem sinusu bezgavke, kjer jih navadno najprej najdemo. Razsoj rakavih celic v bezgavko je pomemben prognostični dejavnik pri diagnosticiranju različnih oblik raka. KLINIČNI POMEN Lokalna bakterijska okužba Ob vstopu bakterij skozi kožo je možnih več načinov reagiranja organizma. Bakterije gredo lahko preko limfnih žil neposredno do regionalnih bezgavk. Možno je, da jih fagocitirajo celice APC (ali Langerhansove celice v epidermisu ali pa tkivni makrofagi v vezivu pod epitelijem), nato pa gredo preko limfnih žil do regionalnih bezgavk. APC te bakterije predelajo. Predelani antigeni (bakterij) vstopijo v parakorteks bezgavk, kjer srečajo naivne limfocite T. Naivni limfociti T ves čas iščejo antigene, ki ustrezajo receptorjem na njihovi površini. Če se antigen bakterije ujame z receptorjem naivnih limfocitov T (Th), se sproži njihova aktivacija (naivnih limfocitov T). Začnejo tvoriti interlevkin 2 (IL–2), ki sproži razmnoževanje limfocitov T (klonska ekspanzija) in veliko teh celic se diferencira v celice T pomagalke. Slednje aktivirajo še druge celice, kot npr. limfocite B ali makrofage. Če na robu folikla aktivirana celica T pomagalka sreča limfocit B z istim antigenom na površini, se lahko sproži klonska ekspanzija (razmnoževanje) limfocitov B, ki se lahko diferencirajo v plazmatke ali v spominske limfocite B. Virusna infekcija Ob virusni okužbi imajo pomembno vlogo celice okužene z virusi (npr. DC ali neka druga celica v telesu). Okužene DC jih lahko razgradijo s pomočjo encimov, razgradni produkti virusov pa gredo do endoplazmatskega retikuluma. Povežejo se z molekulami MHC I. Citotoksični limfociti T (CD8+) prepoznajo molekulo MHC I; če ima ta celica receptor, ki se ujema s predelanim virusnim antigenom, se citotoksični limfociti T povežejo s celico APC (npr. dendritično celico). Citotoksični limoficiti T uničijo z virusom okuženo celico s pomočjo beljakovine perforin. Perforini naredijo luknjo v celični membrani (podoben način uničevanja celic imajo tudi naravne celice ubijalke). 117 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.7. Vrste limfocitov in imunski odziv organizma. 118 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.8. Vrste limfocitov in imunski odziv organizma. VRANICA (LIEN) Vranica je periferni limfni organ. Vranica leži v trebušni votlini na levi strani pod trebušno prepono. Vranica je največji limfatični organ v telesu (Slika 10.9). Vranica opravlja vrsto pomembnih funkcij v telesu. Vranica je filter za kri in v njej propadajo stari eritrociti, levkociti in trombociti. V vranici poteka fagocitoza bakterij ter drugih tujkov v krvi. Prav tako služi kot rezervoar za kri, saj je v njej shranjeno približno 300 ml krvi. Prenatalno je vranica mesto hemopoeze. Na površju jo obdaja vezivna ovojnica iz kolagenskih in elastičnih vlaken. V notranjost segajo vezivne trabekule in v njih so žile (arterijski in venski sistem). Parenhim vranice delimo na 3 dele; rdečo pulpo, perifolikularno cono in belo pulpo. Glavnina parenhima vranice je rdeča pulpa (približno 75 %), 20 % parenhima tvori bela pulpa, najmanjši delež parenhima (približno 5 %) pa je perifolikularna cona. V rdeči pulpi so venski sinusi in stebrički limfatičnega tkiva: Billrothovi povezki. V venskih sinusih so sinusoidne kapilare z nesklenjeno bazalno lamino in endotelijske celice z intraendotelijskimi in interendotelijskimi porami (fenestre). 119 V rdeči pulpi so še Billrothovi povezki, ki jih predstavlja mrežje retikulumskih celic in retikulinskih vlaken z dendritičnimi celicami in makrofagi. Skozi rdečo pulpo se filtrirajo eritrociti, trombociti, limfociti T, B, plazmatke, makrofagi, dendritične celice. Perifolikularna cona je specializirani kompartment rdeče pulpe z lastno retikulinsko mrežo, vendar nima normalne sinusoidne strukture. V perifolikularni coni so limfociti B (spominski), makrofagi ter številni eritrociti in levkociti. Tretji del parenhima vranice je bela pulpa. V njej prepoznamo centralno arteriolo oz. arterijo, periarteriolarni limfatični ovoj (PALS) iz limfocitov T (angl. Periarteriolar lymphatic sheat – Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM PALS). Poleg limfocitov T (CD4+) so tukaj še makrofagi in dendritične celice. PALS-u sledi kompartment z limfociti B, kjer so limfatični folikli z reakcijskimi (germinativnimi) središči. V reakcijskih središčih so: limfociti B, makrofagi in folikularne dendritične celice (FDC). Naslednji kompartment predstavlja plaščna cona z majhnimi limfociti. Zadnja cona pred perifolikularno je marginalna cona. V njej najdemo poleg limfocitov B še celice vrinjenke (ali intersticijske DC). Slika 10.9. Vranica. Pretok krvi skozi vranico A. lienalis vstopa v vranico skozi hilus, v vezivnih trabekulah pa tečejo trabekularne arterije (aa. trabeculares). Trabekularne arterije preidejo v PALS-u v centralne arterije oz. arteriole (a. centralis), te pa preidejo v penicilatne arterije (aa. penicillate), arteriole pulpe ter v tuličaste arteriole. Okoli tuličastih arteriol je ovoj iz makrofagov, kar predstavlja glavni filtracijski mehanizem vranice. Kri teče iz tuličastih arteriol v terminalne arterijske kapilare, iz njih pa v venske sinuse vranice (Slika 10.10). 120 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.10. Pretok krvi skozi vranico. Zaenkrat še ni popolnoma jasno, na kakšen način teče kri od arterijskega sistema do venskih sinusov. Poznamo 3 hipoteze. Po prvi hipotezi (zaprt pretok) naj bi se endotelij terminalnih kapilar nadaljeval v endotelij sinusov. Po drugi hipotezi (odprt pretok) naj bi bile terminalne kapilare brez endotelija in naj bi se filtrirale skozi povezke v sinuse. Po tretji hipotezi (kombiniran pretok) pa naj bi šlo za kombinacijo obeh pretokov; zaprtega in odprtega pretoka. TONZILE (TONSILLAE) Tonzile (Slika 10.11) so na prehodu iz nosne in ustne votline v žrelo. Poznamo več tonzil glede na lokacijo: 2 jezični tonzili na bazi jezika ob vstopu v žrelo (tonsilla lingualis), 2 nebnici (tonsilla palatina, mandelj), dve tonzili okrog tubarnega ustja (tonsilla tubaria), 1 žrelnica (tonsilla pharyngea). Tonzile skupaj z limfatičnim tkivom žrela tvorijo limfatični žrelni obroč (Waldayerjev obroč). 121 Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.11. Tonzile. NEBNICA, MANDELJ (TONSILLA PALATINA) Nebnici sta parni in ležita na straneh ob vstopu v žrelo. Največji sta pri 6. letih, nato se zmanjšujeta. Pokriva ju večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij (Slika 10.12). S površja gredo v notranjost številne vdolbine (kripte). V kriptah najdemo odluščen epitelij, vnetne celice, ostanke hrane (detritus). V parenhimu nebnice je limfatično tkivo s primarnimi in sekundarnimi limfatičnimi folikli z reakcijskimi središči. V reakcijskih središčih so limfociti B, makrofagi in folikularne dendritične celice (FDC). Slika 10.12. Nebnica. 122 JEZIČNA TONZILA (TONSILLA LINGUALIS) Jezični tonzili sta parni žlezi. Ležita na bazi jezika ob vstopu v žrelo. Pokriva ju večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Kripte so nižje kot pri nebnici. V parenhimu nebnice je limfatično tkivo s primarnimi in sekundarnimi limfatičnimi folikli z reakcijskimi središči. Pod limfatičnim tkivom najdemo žlezni epitelij podjezične slinavke ( glandula sublingualis), ki je albuminomukozna žleza (Slika 10.13). Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM Slika 10.13. Jezična tonzila. ŽRELNICA (TONSILLA PHARYNGEA) Žrelnica je neparna tonzila in leži na sluznici žrelnega svoda. Pokriva jo večinoma respiratorni epitelij, deloma pa večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Celice M Celice M so epitelijske celice, ki so specializirane za prenos antigenov do spodaj ležečega limfatičnega tkiva v črevesju (makrofagov in limfocitov). So ploščate oblike z mikrogubami na apikalni površini; na bazolateralni površini imajo invaginacije. Ležijo v epiteliju nad Peyerjevimi ploščami (so predvsem v ileumu). Celice M sodelujejo z dendritičnimi celicami in makrofagi. 123 Tabela 10.7: Povzetek ključnih histoloških značilnosti različnih limfatičnih organov. Limfatični Priželjc Bezgavke Vranica MALT organ Skorja/ Da. Da. Ni. Ni. sredica Aferentne Ni aferentnih mezgovnice Ni aferentnih Histologija • EMŠ Medicina • IMUNSKI SISTEM je le nekaj praznijo v eferentne eferentne Limfne žile eferentnih mezgovnic, v ovojnici se mezgovnic; Ni aferentnih, subkapsularne mezgovnice mezgovnice pa mezgovnic v sinuse; eferentne v vezivnih so. pretinih. mezgovnice v trabekulah. hilusu. Tanek Posebnosti sluznici nad rdeča pulpa. telesca. endotelijske celice Peyerjevimi PALS v parakorteksu. ploščami. Medularni povezki Hassalova med skorjo in Celice M v Prevladuje sredico. Visoke parakorteks v sredici. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17. izdaja. McGraw Hill; 2024. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 4. Liu J, Zhang X, Cheng Y, Cao X. Dendritic cell migration in inflammation and immu- nity. Cell Mol Immunol. 2021;18(11):2461-2471. 5. Zanoni, I, Granucci F. Dendritic Cells and Macrophages: Same Receptors but Differ- ent Functions. Current Immunology Reviews, 2009; 5 (4): 311–325. 124 11 KOŽA (Cutis) Ana Marija Peterlin Histologija • EMŠ Medicina UVOD Koža je največji organ, ki pokriva zunanjo površino telesa. Predstavlja 15–20 % telesne teže. Debelina kože (epidermisa in dermisa) se razlikuje glede na področje telesa, ki ga pokriva. Koža deluje kot zaščitna pregrada med telesom in zunanjim okoljem in telo ščiti pred mehanskimi poškodbami, kemijskimi agensi, spremembami temperature, UV žarki in mikroorganizmi. Preprečuje preveliko izgubo vode iz telesa, hkrati pa omogoča telesu učinkovito termoregulacijo preko delovanja žlez znojnic, odpiranja in zapiranja arteriovenskih anastomoz in z izolacijskim delovanjem belega maščevja. Maščevje je udeleženo v številnih metabolnih procesih (glej poglavje Vezivo). Nadaljnjo metabolno vlogo ima koža pri pretvorbi vitamina D v aktivno obliko. Omogoča nam zaznavanje okolice preko prostih živčnih končičev in specializiranih senzoričnih receptorjev ter ima vlogo pri medosebnem prepoznavanju in spolni privlačnosti. Dermatoglifi (unikatni vzorci epidermalnih poganjkov), prisotni v debeli koži dlani in podplatov, omogočajo osebno identifikacijo. Mikroskopsko je koža zgrajena iz epidermisa (povrhnjice), dermisa (usnjice) in subkutisa (podkožja oz. hipodermisa). Epidermis je ektodermalnega izvora in ga tvori večskladni ploščati poroženevajoči epitelij. Pod epidermisom se nahaja dermis, ki je mezodermalnega izvora. Gradi ga vezivno tkivo. Leži nad subkutisom (Slika 11.1). Slika 11.1. Shematska zgradba kože. EPIDERMIS Epidermis je zgrajen iz večskladnega ploščatega poroženevajočega epitelija, ki nima krvnih in limfnih žil, ampak se prehranjuje z difuzijo iz dermisa. Od dermisa je ločen z bazalno membrano. Prevladujoče celice v epidermisu so keratinociti. V manjšem številu so v epidermisu prisotne priseljene celice: pigmentne celice–melanociti, antigen predstavitvene Langerhansove celice in mehanoreceptorji – Merklove celice. V debelini epidermisa tanke in debele kože je precejšnja 125 razlika. Debelina tanke kože ponavadi znaša 75–100 μm, medtem ko debelina debele kože znaša 400–1400 μm. Epitelij epidermisa je, glede na debelino kože, zgrajen iz 4 ali 5 plasti (sledijo si od bazalne membrane proti površini) (Slika 11.2): • bazalna plast (stratum basale), • trnasta plast (stratum spinosum), • zrnata plast (stratum granulosum), • svetleča plast (stratum lucidum), Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA • poroženela plast (stratum corneum). Slika 11.2. Plasti in celice epidermisa. BAZALNA PLAST Bazalno plast oblikuje en sloj bazofilnih izo- do visokoprizmatskih keratinocitov s centralno ležečimi okroglimi jedri, ki ležijo na bazalni membrani in so z njo povezani s hemidezmosomi. Keratinociti bazalne plasti so mitotsko aktivni. Dokončno diferencirane celice se premikajo po plasteh povrhnjice navzgor in dozorevajo. V normalnih okoliščinah je to edina mitotsko aktivna plast kože. Poleg keratinocitov v bazalni plasti najdemo tudi melanocite, matične celice in Merklove celice. TRNASTA PLAST Z dozorevanjem se keratinociti pomaknejo navzgor in oblikujejo trnasto plast, ki je praviloma najdebelejša plast povrhnjice. Sestavlja jo 8–10 skladov vse bolj eozinofilnih poligonalnih celic s centralno ležečimi jedri in z dobro vidnimi jedrci. V citoplazmi poteka intenzivna sinteza keratinov, ki tvorijo keratinske filamente. Keratinski filamenti oblikujejo pod svetlobnim mikroskopom vidne tonofibrile, ki ojačujejo dezmosome. Prepoznamo jih kot trnaste podaljške celic, po katerih je plast dobila ime. V trnasti plasti so poleg keratinocitov prisotne tudi antigen predstavitvene Langerhansove celice. KLINIČNI POMEN bazalne in trnaste plasti epidermisa Pretirana izpostavljenost kože ultravijoličnim žarkom (sončenje, solariji) je povezana s povečanim tveganjem za pojav kožnih rakov. Pri odraslih osebah kar ena tretjina rakov vznikne na koži. Največ jih izvira iz celic bazalne plasti (npr. bazalnocelični karcinom kože in melanom) in trnaste plasti (npr. ploščatocelični karcinom kože). 126 ZRNATA PLAST Zrnato plast sestavlja 3–5 skladov sploščenih keratinocitov, ki v citoplazmi vsebujejo izrazito bazofilna keratohialina zrnca in lamelarna (Odlandova) zrnca. Keratohialina zrnca so gosta. Sestavljena so iz skupkov filagrina ter drugih proteinov, ki se povezujejo s keratini tonofibril in utrjujejo povezavo med celicami. V citoplazmi so še manjša, gosta, homogena zrnca jajčaste oblike s številnimi lamelami. Imenujemo jih lamelarna ali Odlandova telesca. Vsebujejo lipide in glikolipide. Z eksoctiozo se izločijo v medceličnino zgornjih plasti povrhnjice, kjer tvorijo zaščitni Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA medcelični cement, ki ščiti povrhnjico pred izgubo vode. SVETLEČA PLAST Svetleča plast je prisotna samo v debeli neporaščeni koži dlani in podplatov. Sestavljajo jo 2-3 skladi eozinofilnih keratinocitov. Vidna je kot svetel eozinofilen pas sploščenih keratinocitov, ki so brez jeder in brez celičnih organelov. Vsebujejo veliko prozornega z lipidi bogatega proteina eleidina, ki nastane s kemijsko pretvorbo spojin keratohialinih zrnc. Nudi dodatno zaščito pred izhlapevanjem vode iz kože. Dezmosomi so še ohranjeni. POROŽENELA PLAST Poroženela plast je različno debela plast odmrlih keratinocitov (50–100 skladov v debeli koži, 5–10 skladov v tanki koži), ki jih imenujemo korneociti. Korneociti nimajo jedra. V citoplazmi korneocitov predstavljajo polovico celičnih beljakovin keratini. Med celicami je za vodo neprepusten cement, opisan v zrnati plasti. Vrhnja plast mrtvih celic se lušči v obliki drobnih, skoraj nevidnih lusk. KLINIČNI POMEN Povečana tvorba in hitrejša diferenciacija keratinocitov, ki vodi v zadebelitev, hitrejši proces keratinizacije in luščenja povrhnjice je značilna za kožno bolezen luskavico (psoriaza). Pri luskavici imajo pomembno vlogo limfociti T, ki sprožijo avtoimunsko reakcijo v koži. Zaradi okvarjene kožne pregrade (bariere) je koža občutljiva in razdražena. CELICE EPIDERMISA Prevladujoče celice epidermisa so keratinociti, ki predstavljajo 85 % vseh celic epidermisa. Poleg keratinocitov v epidermisu najdemo še melanocite, Langerhansove, Merklove in matične celice. MELANOCITI Melanociti so specializirane celice epidermisa, ki sintetizirajo rjavo-črni pigment evmelanin (posamezniki s temnejšo poltjo) ali rdeče-rumeni pigment feomelanin (svetlopolti posamezniki). Izvirajo iz celic nevralnega grebena. Po obliki so to okrogle celice, ki ležijo tik nad bazalno membrano epidermisa. Melanociti so v bazalni plasti epidermisa. S hemidezmosomi so pritrjeni na bazalno membrano, niso pa z dezmosomi povezani s sosednjimi keratinociti. Melanocit in keratinociti, ki jih oskrbuje z melaninom, tvorijo epidermalno-melaninsko enoto. Pri sintezi melanina igra ključno vlogo Golgijev aparat, kjer nastanejo melanosomi. Ti vsebujejo beljakovine matriksa in encime za sintezo melanina. Melanociti imajo dolge celične podaljške, ki jih pod svetlobnim mikroskopom sicer ne vidimo. Preko njih poteka prenos temnih zrnc melanina, sintetiziranih v melanosomih, h keratinocitom. Zrnca melanina se v keratinocitih zberejo ob jedru (kot supranuklearna kapa) in ščitijo jedrno DNA pred UV sevanjem. Število oz. gostota 127 epidermalno-melaninskih enot je pri vseh ljudeh enaka, ne glede na barvo kože. Do razlike v tenu polti pride zaradi razlik v hitrosti sinteze melaninskih zrnc in razlik v sposobnosti skladiščenja zrnc melanina pri temnopoltih posameznikih. Ten polti je tako odvisen od: količine in vrste melanina v keratinocitih, prisotnosti karotena, gostote mikrovaskulature in nedavne daljše izpostavljenosti sončni svetlobi. Pod vplivom sončne svetlobe potemni predobstoječi melanin v keratinocitih, pod vplivom delovanja parakrinih dejavnikov, ki se sprostijo kot odziv na UV sevanje, pa se poveča tudi sinteza melanina. Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA KLINIČNI POMEN Melanociti so mitotsko aktivne celice. Genetske aberacije v melanocitih (npr. mutacije in fuzije) so vzrok za nastanek melanocitnih znamenj – benignih melanocitnih nevusov različnih oblik. Melanom, maligen tumor melanocitov, praviloma nastane na novo (ne iz prekurzorskega znamenja). Melanom je poleg bazalnoceličnega karcinoma in ploščatoceličnega karcinoma, ki ne izvirata iz melanocitov, najpogostejši maligni tumor kože. Gre za najpogostejši neepitelijski maligni tumor kože. KLINIČNI POMEN Albinizem je skupni izraz za različne dedne bolezni, za katere je značilna majhna količina pigmenta melanina, oziroma odsotnost le-tega v očeh in/ali koži ter laseh. Najpogosteje gre za recesivne dedne bolezni, bodisi avtosomne bodisi X-vezane. LANGERHANSOVE CELICE Langerhansove celice so antigen predstavitvene celice v povrhnjici. Izvirajo iz celic v kostnem mozgu (makrofagni sistem). Predstavljajo 2–8 % celic povrhnjice, več pa jih je v tanki koži. Njihovi citoplazemski podaljški oblikujejo mrežo v trnasti plasti povrhnjice. Po predelavi in izpostavitvi antigena potujejo v bezgavke, kjer antigen predstavijo limfocitom T in preko njihovega delovanja sprožijo imunski odgovor. Langerhansove celice so prisotne tudi v drugih večskladnih ploščatih epitelijih. MERKLOVE CELICE Izvirajo iz celic nevralnega grebena. Nahajajo se v bazalni plasti povrhnjice in so z dezmosomi povezane s keratinociti. Več jih najdemo v blazinicah prstov in zunanjih spolovilih. Služijo kot mehanoreceptorji za rahel dotik. Vsebujejo nevrosekretorna zrnca, ki jih v višji koncentraciji najdemo ob bazolateralni celični membrani, ki je mesto sinaptičnega stika s terminalnimi diski intraepidermalnih živčnih končičev. Ob rahlem dotiku pride do sproščanja nevrosekretornih zrnc in prenosa signala. DERMIS Dermis predstavlja vezivno plast kože in nudi strukturno in prehransko podporo epidermisu. Dermis je dobro ožiljen, hranila preko bazalne membrane z difuzijo prehajajo v epidermis. Zgrajen je iz dveh plasti, papilarne (stratum papillare) in retikularne (stratum reticulare) plasti (Slika 11.3). Papilarna plast je zgrajena iz bogato ožiljenega rahlega veziva (kolagenska vlakna tipa I in III), ki vsebuje več celic različnih vrst in manj kolagenskih vlaken. Populacijo celic predstavljajo fibroblasti, mastociti (tkivni bazofilci), levkociti in dendritične celice. Povezavo epidermisa in dermisa utrjuje preplet epidermalnih poganjkov in dermalnih papil. Iz dermisa 128 potekajo v bazalno membrano tudi sidrajoča npr. kolagenska vlakna tipa VII in še dodatno utrjujejo povezavo med plastema (glej poglavji “Epiteliji in žleze” in “Veziva”). V dermalnih papilah retikularnega dermisa najdemo senzorične receptorje–Meissnerjeva tipalna telesca. Papilarna plast prehaja v retikularno plast na ravni povrhnjega žilnega pleteža. Retikularna plast je debelejša in je zgrajena iz neurejenega čvrstega veziva. Gostota celic je manjša kot v papilarnem dermisu, več pa je kolagenskih vlaken (prevladujejo snopi kolagenskih vlaken tipa I). Kolagenska in elastična vlakna se prepletajo v različnih smereh. Mrežje elastičnih vlaken daje koži elastičnost. Proteoglikani zunajceličnega matriksa so bogati z dermatan sulfatom. Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Slika 11.3. Zgradba dermisa (PD – papilarni dermis, RD – retikularni dermis). PREKRVAVITEV KOŽE Kožo prehranjujeta povrhnji (plexus superficialis) in globoki žilni pletež (plexus profundus), ki ju oblikujejo arteriole, kapilare in venule. Povrhnji žilni pletež glede na umestitev imenujemo tudi subpapilarni, saj se nahaja na meji med papilarnim in retikularnim dermisom (Slika 11.4). Njegova mikrovaskulatura oblikuje bogato kapilarno mrežo v dermalnih papilah. Globoki žilni pletež se nahaja na meji retikularnega dermisa s podkožjem. Arteriole in venule imajo večji kaliber kot v povrhnjem žilnem pletežu. Poleg prehrane igra organizacija prekrvitve kože tudi pomembno vlogo v termoregulaciji, saj so med pletežema prisotne številne arteriovenske anastomoze. Vzporedno s krvnimi potekajo limfne žile, ki se začenjajo v dermalnih papilah in tudi oblikujejo povrhnji in globoki pletež. 129 Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Slika 11.4. Prekrvavitev kože (E – epidermis, pD – papilarni dermis, SŽP – subpapilarni žilni pletež, rD – retikularni dermis, GŽP – globoki žilni pletež, SK – subkutis). OŽIVČENJE KOŽE Dermis je bogato oživčen preko mreže aferentnih senzoričnih živčnih vlaken (Aδ in C) v papilarnem dermisu in okoli dlačnih mešičkov, ki se končujejo v dermalnih in tudi epidermalnih senzoričnih receptorjih. Eferentna simpatična živčna vlakna delimo na adrenergična, ki oživčujejo žile in musculus arrector pilli, ter holinergična, ki oživčujejo žleze znojnice. Parasimpatičnega oživčenja v koži ni. SENZORIČNI RECEPTORJI V KOŽI Koža vsebuje različne vrste senzoričnih receptorjev. V grobem jih lahko delimo glede na prisotnost/odsotnost vezivne ovojnice in modificiranih Schwannovih celic. Večino težko prepoznamo v rutinskih preparatih kože, barvanih s HE. V epidermisu se nahajajo prosti živčni končiči, ki zaznavajo predvsem spremembe temperature in bolečino, in taktilni diski živčnih vlaken, ki so povezana z Merklovimi celicami in so namenjena zaznavi teksture predmetov in zaznavanju dolgotrajnih rahlih dotikov. Niso obdani z vezivno ovojnico. V dermisu se nahaja preplet prostih živčnih končičev okoli korenin dlačnih mešičkov. Najdemo pa tudi bolj kompleksne senzorične receptorje, ki jih obdaja vezivna ovojnica (Slika 11.5): • Meissnerjeva tipalna telesca (zaznava rahlega dotika), • Krausejevi končni betiči (zaznava premikov in nizkofrekventnih vibracij), • Ruffinijeva telesca (zaznava distorzije/spremembe oblike tkiva), • Vater-Pacinijeva lamelarna telesca (zaznava pritiskov in visokofrekventnih vibracij). 130 Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Slika 11.5. Senzorični receptorji v koži. MEISSNERJEVO TIPALNO TELESCE Meissnerjeva tipalna telesca so eliptične strukture v dermalnih papilah. Senzorični aksoni so med sploščenimi Schwannovimi celicami urejeni pravokotno na vzdolžno os epidermisa. Veliko se jih nahaja v dlaneh in stopalih. S staranjem pa njihovo število pada. Pri nevrološkem pregledu s testom ločevanja dveh točk lahko zaznamo razliko v gostoti Meissnerjevih telesc med različnimi predeli kože (Slika 11.6). Slika 11.6. Meissnerjevo tipalno telesce. VATER-PACINIJEVO LAMELARNO TELESCE Vater-Pacinijeva lamelarna telesca (Slika 11.7) so velike ovalne strukture, ki se nahajajo globoko v dermisu in v subkutisu. Nahajajo se tudi v vezivnih ovojnicah notranjih organov (npr. v vezivni ovojnici sečnega mehurja, kjer zaznavajo polnjenost mehurja). Zgrajena so iz zunanje vezivne ovojnice in 15–50 tankih koncentričnih lamel sploščenih Schwannovih celic in kolagenskih vlaken, ki obdajajo razvejan in nemieliniziran akson. 131 Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Slika 11.7. Vater-Pacinijevo lamelarno telesce. SUBKUTIS Podkožje je zgrajeno iz rahlega veziva, bogatega z maščevjem, ki glede na mesto v telesu prehaja v povrhnje fascije ali periost (Slika 11.8). Adipociti maščevja imajo vlogo pri toplotni izolaciji in zaščiti spodaj ležečih tkiv pred mehaničnimi poškodbami. Vezivna septa (retinaculae cutis) pripenjajo podkožje na dermis in spodaj ležeče strukture. Podkožje je bogato ožiljeno, kar je pomembno zaradi možnosti subkutanega vnosa zdravil. V podkožju so prisotna Vater-Pacinijeva lamelarna telesca in živci. Slika 11.8. Subkutis (D – dermis, Sk – subkutis). 132 DERIVATI EPIDERMISA ŽLEZNI EPITELIJI IN ŽLEZE KOŽE V koži se nahajajo 3 vrste eksokrinih žlez: žleze znojnice (ekrine žleze), žleze dišavnice (apokrine žleze) in žleze lojnice (sebacealne žleze). Načini izločanja naštetih žlez so opisani v poglavju Epiteliji in žleze. Skupaj s kožnimi žlezami podpoglavje obravnava tudi žlezo dojko. Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA ŽLEZE ZNOJNICE Žleze znojnice se nahajajo na meji med usnjico in podkožjem. Razporejene so po skoraj vsej koži, razen v koži ustnic, blizu nohtov, na glansu penisa, glansu klitorisa in malih sramnih ustnicah. Največ jih je na podplatih in dlaneh. Izločajo merokrino; sekrecijske celice žleznih acinusov obdajajo mioepitelijske celice, ki s krčenjem pomagajo pri izločanju znoja. Ločimo 2 vrsti sekrecijskih celic – svetle in temne sekrecijske celice. Svetle sekrecijske celice ležijo na bazalni membrani in proizvajajo znoj. Intersticijska tekočina prehaja čez svetle sekrecijske celice v svetlino acinusa s transcitozo. Temne sekrecijske celice nimajo stika z bazalno membrano. Pomaknjene so proti svetlini in vsebujejo eozinofilna zrnca z defenzinom, ki deluje baktericidno. Epitelij žleznih acinusov je večskladni izoprizmatski; svetline so majhne. Izvodila imajo dvoskladen izoprizmatski epitelij, zgrajen iz acidofilnih celic, ki imajo v celični membrani veliko število Na+/K+ ATPaznih črpalk, ki preprečujejo preveliko izgubo Na+ z znojem. Izvodila se odpirajo v kožne pore, preko katerih so žleze znojnice povezane s površino telesa. Predstavljajo najučinkovitejši mehanizem termoregulacije, omogočajo pa tudi izločanje manjših količin odvečne soli in dušičnih retentov. Oživčujejo jih holinergični živčni končiči simpatičnega živčnega sistema. Povečano delovanje žlez znojnic je tako lahko odziv na višjo temperaturo okolja, telesno aktivnost pa tudi na psihični stres (Slika 11.9). Slika 11.9. Zgradba acinusa žleze znojnice. DIŠAVNICE Žleze dišavnice tuja literatura imenuje apokrine žleze znojnice. Kljub temu poimenovanju pa danes vemo, da izločajo svoj produkt predvsem merokrino in v manjšem delu apokrino. Razvijejo se 133 pod vplivom delovanja spolnih hormonov in začnejo delovati v puberteti. Nahajajo se na koži aksilarne in perinealne regije. Imajo široke svetline. Žlezni epitelij je urejen v plast mioepitelijskih celic in en sklad bazofilnih žleznih celic. Izvodila so zgrajena enako kot pri žlezah znojnicah. Odpirajo se v dlačne/lasne bulbuse (mešičke). Oživčene so preko adrenergičnih živčnih končičev simpatičnega živčnega sistema. LOJNICE Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Žleze lojnice najdemo na vseh predelih kože, razen na dlaneh in podplatih. Izvodila se bodisi odpirajo v dlačne/lasne mešičke, bodisi neposredno na površino epidermisa (ustnice, glans penisa, prepucij, na bradavicah in areolah dojke, na malih sramnih ustnicah in na vekah – Meibomove in Zeisove žleze). Kjer so povezane z dlačnimi/lasnimi mešički, oblikujejo dlačno-lojnične enote. Izločajo holokrino. Na zunanjem robu žleznih acinusov so izoprizmatske epitelijske celice (ponavadi en sloj nediferenciranih celic – nezreli sebociti), ki se delijo in premikajo proti notranjosti acinusa, kjer poteka terminalna diferenciacija v velike celice – v zrele sebocite. Zanje je značilna vakuolizirana citoplazma. Sebociti tvorijo lipide, ki so shranjeni znotraj njih kot maščobne kapljice. V bližini žleznega izvodila se jedra sebocitov skrčijo. V naslednjem koraku poteče avtofagija jedra in ostalih celičnih organelov. Celice razpadejo in izločijo sebum (mešanica lipidov: estri voskov, skvalen, holesterol, trigliceridi), ki masti povrhnjico kože in lase/dlake ter ima šibko protibakterijsko delovanje. V žleznih acinusih ne najdemo mioepitelijskih celic. Izvodila openja večskladni ploščati poroženevajoči epitelij. KLINIČNI POMEN Akne so vnetna bolezen dlačno-lojnične enote. Ponavadi se pojavijo v puberteti zaradi porasta koncentracije testosterona pri moškem oz. porasta koncentracije ovarijskih in adrenalnih androgenov pri ženskem spolu. Pod vplivom androgenov je potek keratinizacije povrhnjice hitrejši, žleze lojnice pa tvorijo več sebuma, kar zapira žlezna izvodila. Na mestu zapore pride do bakterijske okužbe (povzročitelj anaerobni Propionibacterium acnes), ki vodi v lokalizirano vnetje. ŽLEZI DOJKI Dojki sta parni kožni žlezi. Razvijati se začneta prenatalno v 4. embrionalnem tednu. V 6. embrionalnem tednu pride do vgreznjenja površinskega ektoderma v 2 ventralno potekajoči mlečni črti, ki potekata od pazduh do dimelj. Po 8. embrionalnem tednu ostane le še del, ki leži v višini 4. medrebrnega prostora. Pod vplivom materinih estrogenov in progesterona do konca nosečnosti nastaja zasnova za mlečno žlezo. Ob koncu nosečnosti se zaradi močnega delovanja materinih hormonov posteljice in fetalnega prolaktina žleza izboči in lahko 2–3 tedne izloča kolostrumu podobno tekočino. Nato to izločanje preneha in žleza preide v obdobje mirovanja, ki traja do pubertete. Vezivo, maščevje in gladka mišičnina prsne bradavice so mezodermalnega izvora. Histološka zgradba in funkcija dojke sta odvisni od spola, starosti in hormonskega stanja. Dojka je zgrajena iz epitelijskega dela, ki ga predstavlja žlezno tkivo (parenhim), in vezivnega dela (stroma in interlobularno maščevje), ki dajeta dojki oporo in čvrstost. Žlezni parenhim ima cevasto-mešičkasto (tubuloalveolarno) zgradbo. Osnovna enota dojke je TDLU, t. i. terminalna duktalna/lobularna enota (angl terminal duct lobular unit), ki je sestavljena iz režnjiča (lobulusa) in izvodila. Režnjiče pri ženskah v rodni dobi sestavljajo številne slepo zaprte veje – alveoli. Režnjiči se združujejo v režnje (lobuse), ki so grozdasto oblikovani. Iz njih vodijo izvodila (ductuli lactiferi), ki se pred vstopom v bradavico razširijo v mlečne sinuse (sinus lactiferus). Dojko sestavlja 134 15–25 režnjev, ki jih ločujejo vezivni pretini. Prsna bradavica (mamila) je stožčasto oblikovani podaljšek sluznice mlečnih sinusov, ki ga oblikujejo v vezivo vloženi snopi gladke mišičnine, ki potekajo vzporedno z mlečnimi sinusi. Na njej se odpirajo mlečna izvodila. Koža prsne bradavice je neporaščena. Vsebuje številne lojnice, dišavnice in proste živčne končiče (Ruffinijeva telesca in Krausejeve končne betiče). Areola je bolj pigmentirana krožna površina kože, ki obdaja bazo prsne bradavice. Na površino areole se odpirajo velike žleze lojnice – Montgomeryjeve žleze (Slika 11.10). Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Slika 11.10. Dojka. Do pubertete sta dojki pri obeh spolih podobni. Po puberteti se pri osebah moškega spola razvoj dojk ustavi, pri osebah ženskega spola pa se nadaljuje. Rast in delovanje mlečnih žlez uravnavajo hormoni hipofize in jajčnikov. Odgovor epitelijskih celic na ciklične spremembe hormonov omogoča prisotnost estrogenskih in progesteronskih receptorjev na njihovi površini. Tkivo dojk se zato nekoliko spreminja tudi med rednimi mesečnimi cikli. Pri ženskah opisujemo 5 razvojnih faz tkiva dojk: 1. Juvenilna faza: pred puberteto sestavlja žlezni parenhim dojk rudimentaren sistem izvodil, ki ga pokriva dvoskladni epitelij. Bazalni sklad oblikujejo izoprizmatske celice, povrhnji sklad pa ploščate celice. 2. Inaktivna faza: zaradi povišane ravni estrogenov ob nastopu pubertete pride najprej do podaljšanja sistema izvodil. Na koncu sistema izvodil se oblikujejo alveolne zasnove. Pod vplivom hormonov se v alveolih diferencirajo tri vrste alveolarnih celic – površinske (luminalne) celice, bazalne celice in mioepitelijske celice. Dojka ostane takšna do nosečnosti. 3. Aktivna faza: med nosečnostjo poteka intenzivna rast sistema izvodil, režnjičev in alveolov pod vplivom hormonov rumenega telesca, posteljice in prolaktina. Majhna izvodila imajo izoprizmatski epitelij, ki leži na tanki bazalni membrani. Večja izvodila so pokrita z večskladnim izoprizmatskim do visokoprizmatskim epitelijem, ki postane v končnem delu ob izstopu iz bradavice večskladen in ploščat. V drugi polovici nosečnosti se dojka povečuje zaradi dilatacije alveolov in hipertrofije mioepitelijskih celic, veziva in maščevja. Po porodu se epitelijske celice preoblikujejo v sekrecijske celice, ki so visokoprizmatske oblike z apikalnimi vakuolami. Prvi izloček je kolostrum, ki je bogat z imunoglobulini IgA (protitelesi), le-ti omogočajo pasivno zaščito novorojenca. Žlezne celice dojke izločajo apokrino (izločanje maščob v mleko) in merokrino (izločanje beljakovin v mleko). 135 4. Regresivna faza: po koncu dojenja se dojka zmanjša na račun zmanjšanja velikosti in števila (apopotoza) žleznih epitelijskih celic, alveoli in izvodila pa se ne vrnejo v celoti v stanje pred nosečnostjo. 5. Senilna faza: v menopavzi pride zaradi znižane ravni spolnih hormonov do regresije tako žleznega epitelija kot tudi vezivne strome. Sistem izvodil ostane, režnjiči pa se skrčijo in kolabirajo. Poveča se količina maščevja. KLINIČNI POMEN Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA Rak dojk je najpogostejši rak pri ženskah. Skoraj vedno vznikne v epitelijskih celicah terminalnih režnjičev žlez. Najpogostejši podtip je invazivni duktalni karcinom. Rakavo spremenjene celice intralobularnih izvodil vdrejo v okolišnje vezivo. Spremembo lahko zatipamo kot čvrsto in nepremakljivo maso. Rak dojk zaseva po limfi v bezgavke in po krvnih žilah v pljuča, možgane in kosti. Zgodnjemu odkrivanju bolezni je namenjen državni presejalni program za rak dojk (DORA). V program so vabljene vse ženske med 50. in 69. letom, ki so na 2 leti vabljene na mamografijo, tj. rentgensko slikanje dojk. Posameznice in posamezniki, ki so zaradi družinskega pojavljanja raka dojk in določenih drugih dejavnikov tveganja bolj ogroženi za pojav raka dojk, začnejo redne preventivne preglede z dopolnilno slikovno diagnostiko opravljati že prej. LASJE Lase lahko opišemo kot keratinske izrastke, ki rastejo iz lasnih mešikov. Njihova rast ni kontinuirana, ampak je ciklična. Opisujemo 3 faze: anageno, katageno in telogeno. Anagena faza predstavlja razmeroma dolgo obdobje rasti lasu, ko so celice mitotsko aktivne. V katageni fazi pride do regresije lasne čebulice in zaustavitve rasti lasu. Telogena faza predstavlja različno dolgo obdobje neaktivnosti, v katerem las odpade. Lasni mešiček ima terminalno razširitev – lasno čebulico, ki jo prehranjuje vezivna papila. Vezivno papilo obdajajo matriksne celice, ki oblikujejo notranjo in zunanjo lasno ovojnico. Bazalna membrana postane zadebeljena in jo imenujemo steklasta kožica. V predelu lasnega bulbusa (čebulice) se celice hitro delijo in tvorijo korenino lasu. Sledijo procesi keratinizacije, kopičenja melanina in končne diferenciacije celic matriksa lasne korenine. Glede na vrsto in količino keratinov v celicah ločimo celice sredice lasu, celice skorje lasu in celice lasne povrhnjice (kutikule). Količina keratina narašča od notranjosti proti zunanjosti lasu. Funkcija las oz. dlak je zaščita, toplotna izolacija in tipna zaznava. Pri človeku je opazna redukcija teh funkcij, razen na lasišču, kjer imajo lasje znaten pomen pri uravnavanju toplote. NOHTI Nohtno korenino oblikuje nohtni matriks delečih se in diferencirajočih se keratinocitov. Proces keratinizacije je podoben kot pri laseh, le da ne pride do kopičenja melanina (nohti so prosojni). Nohtna plošča je pričvrščena na nohtno posteljico, ki je zgrajena iz bazalne in trnaste plasti epidermisa in se po njej premika naprej tekom rasti nohta. Za razliko od las, pa nohti neprestano rastejo. Pomagajo pri prijemanju majhnih predmetov in rokovanju z njimi. VIRI 1. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 2. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 136 3. Lopez-Ojeda, W. (2022) Anatomy, skin (integument), StatPearls [Internet]. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK441980/ (Accessed: 28 March 2024). 4. Presejanje za raka dojk, DORA. Available at: https://dora.onko-i.si/presejanje_za_raka_ dojk (Accessed: 28 March 2024). 5. Radiol Oncol 2004; 38(Suppl 1): S51-S7 6. Radiol Oncol 2001; 35(Suppl 1): S44-S50 Histologija • EMŠ Medicina • KOŽA 137 12 ENDOKRINE ŽLEZE (Glandulae sine ductibus) Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Endokrini sistem uravnava presnovne aktivnosti v telesu, torej skrbi za homeostazo. Endokrini sistem je prav tako soudeležen pri uravnavanju rasti in razvoja. Endokrini sistem tvorijo endokrine žleze in difuzni endokrini/nevroendokrini sistem. Celice endokrinega sistema izločajo hormone v medceličnino in preko nje v kri (endokrina sekrecija). Po krvi se hormoni prenesejo do tarčnih organov in tkiv, kjer učinkujejo. Endokrine žleze nimajo izvodil. Načini sekrecije Poleg endokrine sekrecije, ko celice izločajo hormone v intersticij, poznamo še avtokrino in parakrino sekrecijo. Pri avtokrini sekreciji celice izločajo hormone, ki delujejo na njen lastni receptor (ista celica oz. isti tip celice). Pri parakrini sekreciji celice izločajo hormone, ki delujejo na bližnje celice. Če hormon izloči živčna celica in ga po svojem aksonu izloči v kri, govorimo o nevrosekreciji. K endokrinim žlezam prištevamo hipofizo s hipotalamusom, češeriko, ščitnico, obščitnice, nadledvični žlezi, endokrini del trebušne slinavke, spolne žleze in v nosečnosti posteljico (Slika 12.1). Skupki endokrinih celic so tudi v sluznici prebavil, sluznici bronhov, izvodilih slinavk in tudi v steni nekaterih žil. Hormoni se razlikujejo po kemični zgradbi. Lahko so proteini, polipeptidi (npr. inzulin, glukagon), aminokislinski derivati (npr. tiroksin, adrenalin, noradrenalin) ali steroidi (npr. hormoni skorje nadledvične žleze). Sproščeni hormon se veže na specifične receptorje. Hormoni se vežejo na receptorje na celični površini proteina (polipeptidni hormoni) ali pa na receptorje v citoplazmi (steroidni hormoni, tiroidni hormoni). 138 Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Slika 12.1. Endokrine žleze – odnos med hipotalamusom, hipofizo, endokrinimi žlezami ter tarčnimi organi. Hipotalamus (hypothalamus) Hipotalamus uravnava delovanje endokrinega in živčnega sistema. Predstavlja skupek nevronov (tuberalna jedra), ki proizvajajo peptidne hormone. Peptidni hormoni se preko aksonov tuberalnega jedra prenesejo do mediane eminence (eminentia mediana), kjer se izločijo v hipotalamo-hipofizni portalni sistem. Hipotalamo-hipofizni portalni sistem sestoji iz 2 kapilarnih pletežev, ki ju tvorijo fenestrirane kapilare. Primarni kapilarni pletež dobiva kri iz zgornje hipofizne arterije (veja notranje karotidne arterije). Primarni kapilarni pletež je v mediani eminenci. Kapilare se združijo v venski sistem (venule), po katerem potuje kri v sekundarni kapilarni pletež, ki je v distalnem delu adenohipofize (pars distalis). Od tod se kri drenira v hipofizno veno. Poznamo več peptidnih hormonov hipotalamusa in bioaktivnih substanc, ki vplivajo na sproščanje adenohipofize (Tabela 12.1). Peptidni hormoni hipotalamusa imajo spodbujevalni ali zaviralni učinek (sproščevalni hormoni, zaviralni hormoni). 139 Tabela 12.1: Peptidni hormoni hipotalamusa in bioaktivne substance, ki vplivajo na sproščanje adenohipofize. Peptidni hormoni, Kratica Tarčne Barvanje Učinek ki učinkujejo na celice s HE adenohipofizo Sproščevalni CRH kortikotropne bazofilne povečano hormon sproščanje ACTH kortikotropina Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Sproščevalni GHRH somatotropne acidofilne povečano hormon sproščanje STH somatotropina Sproščevalni GnRH, gonadotropne bazofilne povečano hormon LHRH sproščanje FSH/ gonadotropinov - LH gonadoliberin Sproščevalni TRH tirotropne bazofilne povečano hormon sproščanje TSH tireotropina Zaviralni hormon SRIF somatotropne acidofilne zmanjšano somatotropina – sproščanje STH somatostatin Druge bioaktivne substance, ki vplivajo na sproščanje adenohipofize Dopamin DA laktotropne acidofilne zmanjšano ali sproščanje kromofobne prolaktina Legenda: ACTH-adrenokortikotropni hormon, STH-somatotropni hormon (rastni hormon), FSH-folikle stimuli-rajoči hormon, LH-luteinizirajoči hormon, TSH-tirotropni hormon 140 Dve hipotalamični jedri (supraoptično in paraventrikularno) izločata 2 hormona (oksitocin in vazopresin), ki se shranita in nato izločata v nevrohipofizi. Žilje Hipotalamo-hipofizni portalni sistem prinaša hormone hipotalamusa do adenohipofize, kjer lahko spodbudijo ali zavrejo aktivnost celic. Hipotalamo-hipofizni portalni sistem tvorita 2 kapilarna pleteža (primarni in sekundarni) iz fenestriranih kapilar, ob teh pa je še 3. kapilarni pletež v nevrohipofizi (Slika 12.2). Hipotalamo-hipofizni portalni sistem oskrbujeta zgornja in spodnja hipofizna arterija, ki sta veji notranje karotidne arterije. Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Primarni kapilarni pletež je v mediani eminenci. Kapilare se združijo v sistem manjših žil (venska mikrocirkulacija iz venul) in kri teče v sekundarni kapilarni pletež. Sekundarni pletež v distalnem delu adenohipofize (pars distalis) je večinoma venski, saj ga le v manjšem delu oskrbuje arterijski žilni sistem (manjše veje spodnje hipofizne arterije). Kri iz sekundarnega kapilarnega pleteža distalnega dela adenohipofize teče v hipofizno veno. Žilna oskrba zadnjega dela hipofize (nevrohipofize) je neposredno iz spodnje hipofizne arterije (arterijska kri). Kri iz kapilarnega pleteža v nevrohipofizi teče v hipofizno veno. Slika 12.2. Žilna oskrba hipofize. HIPOFIZA (HYPOPHYSIS) Hipofiza (možganski privesek, hypophysis) sodi med najpomembnejše endokrine žleze, saj je funkcionalno v zvezi s skoraj vsemi ostalimi endokrinimi žlezami v telesu. Hipofiza ima obliko graha, je velika približno 1 cm v premeru in težka do 5 g. 141 Leži pod hipotalamusom, s katerim je povezana s hipofiznim pecljem. Na hipofizi ločimo sprednji žlezni del (adenohipofizo) in zadajšnji živčni del (nevrohipofizo). Adenohipofiza (lobus anterior hipofize) je iz 3 delov: distalnega dela (pars distalis), inter-mediarnega dela (pars intermedia), ki je pri človeku slabše razvit, ter tuberalnega dela (pars tuberalis), to je plast celic, ki se nadaljuje spredaj navzgor v hipofizni pecelj (Slika 12.3). Nevrohipofiza (lobus posterior) je sestavljena iz nevralnega lobusa (pars nervosa), ležečega za adenohipofizo, nevralnega peclja (infundibulum), preko katerega potujejo aksoni iz hipotalamičnih jeder (supraoptičnega in paraventrikularnega) in mediane eminence (eminentia mediana). Nevralni pecelj predstavlja povezavo hipotalamusa z nevralnim lobusom nevrohipofize. Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Žlezni del ali adenohipofiza Žlezni del ima 3 dele: sprednji del, srednji del in tuberalni del. Adenohipofizo obdaja tanka vezivna kapsula, glavnino tkiva pa tvorijo epitelijska gnezda celic, med katerimi so številna retikulinska vlakna. Tkivo je bogato ožiljeno, v njem pa so fenestrirane kapilare. V adenohipofizi ločimo 5 vrst endokrinih celic: (somatotropne, laktotropne, kortikotropne, tirotropne, gonadotropne), ki uravnavajo sekrecijo drugih endokrinih žlez. V adenohipofizi si po pogostnosti sledijo: somatotropne (do 50 % vseh celic), laktotropne (do 25 % vseh celic), kortikotropne (15–20 % vseh celic), tirotropne (5 % vseh celic) in gonadotropne celice (10 % vseh celic). Slika 12.3. Hipofiza. Po barvanju s HE ločimo kromofilne in kromofobne celice. Kromofilne celice, ki sprejemajo kislo barvilo eozin, so acidofilne, kromofilne celice, ki se obarvajo z bazičnim barvilom hematoksilinom modro, so bazofilne. Acidofilne celice izločajo rastni hormon (somatotropin; somatotropne celice), ki pospešuje rast organizma, in prolaktin (laktotropne celice), ki pospešuje rast in sekrecijo mlečnih žlez. 142 Bazofilne celice izločajo kortikotropne hormone (kortikotropne celice), folikle stimulirajoči hormon (gonadotropne celice), luteinizirajoči hormon (gonadotropne celice), tirotropni hormon (tirotropne celice). Citoplazma kromofobnih celic se ne obarva. V citoplazmi je malo ali sploh nič zrnc, jedro pa je dobro vidno. Verjetno iz njih nastanejo ostale celice adenohipofize. Kortikotropne celice izločajo propiomelanokortin (POMC), prekurzor adrenokortikotropnega hormona (ACTH), ki se cepi v ACTH (spodbudi izločanje skorje nadledvične žleze), beta lipotropin (ßLPH) (spodbuja lipolizo), melanocite stimulirajoči hormon (MSH), endorfin, enkefalin. Gonadotropne celice izločajo folikle stimulirajoči hormon (FSH), ki spodbuja folikle, Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE in luteinizirajoči hormon (LH) ali intersticijske celice stimulirajoči hormon (ICSH) ki spodbuja delovanje Leydigovih celic. Tirotropne celice izločajo tirotropin (TSH), ki spodbuja delovanje ščitnice. Intermediarni del (pars intermedia) adenohipofize je majhen in leži med distalnim delom adenohipofize in nevrohipofizo. V njem so izoprizmatske in visokoprizmatske celice ter mešički (folikli). Mešički so obdani z izoprizmatskim epitelijem in vsebujejo eozinofilni koloid (Slika 12.4). Celice intermediarnega dela adenohipofize izločajo različne hormone, kot so ACTH (bazofilne celice), LH (bazofilne celice) in FSH (bazofilne celice). V tuberalnem delu adenohipofize so podobne celice kot v sprednjem delu. V tem delu prevladujejo gonadotropne celice (bazofilne celice), poleg njih pa najdemo tudi kortikotropne celice (bazofilne celice) in posamezne tirotropne celice (bazofilne celice). V tuberalnem delu kot tudi drugod v adenohipofizi lahko najdemo folikle. Nevrohipofiza (lobus posterior) je sestavljena iz nevralnega lobusa (pars nervosa), ležečega za adenohipofizo, nevralnega peclja (infundibulum), preko katerega potujejo aksoni iz hipotalamičnih jeder (supraoptičnega in paraventrikularnega) in eminencije mediane (eminentia mediana). Nevralni pecelj predstavlja povezavo hipotalamusa z nevralnim lobusom nevrohipofize (Slika 12.4). Nevrohipofizo sestavljajo nevroglijske celice (pituiciti), ki so podobne astrocitom, in nemineralizirani aksoni sekrecijskih nevronov (nevrosekrecija), ki ležijo v 2 jedrih hipotalamusa (supraoptično in paraventrikularno). Nevrohipofiza ne vsebuje sekrecijskih celic. Nevrohipofiza je dobro ožiljena, v njej pa so fenestrirane kapilare. V nevrohipofizi se shranjujeta in izločata 2 hormona, antidiuretični hormon (ADH) oz. arginin vazopresin in oksitocin. Hormona potujeta po aksonu in se kopičita v razširjenih delih aksonov. Te razširitve imenujemo nevrosekrecijska ali Herringova telesa. Proizvajanje antidiuretičnega hormona poteka v supraoptičnem jedru hipotalamusa. ADH nato potuje v nevrohipofizo, kjer se izloči. ADH povečuje reabsorbcijo vode v zbiralcih ledvic in proti koncu distalnih cevk ter povečuje tonus žil. Oksitocin nastaja v paraventrikularnem jedru hipotalamusa, potuje v nevrohipofizo, kjer se izloča. Oksitocin spodbuja sekrecijo mleka iz mlečnih žlez in povečuje krčenje maternice v puerperalnem obdobju. 143 Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Slika 12.4. Hipofiza – pars distalis desno, vmes intermediarni del adenohipofize s folikli, levo zgoraj je nevrohipofiza. Barvanje po Gömöri-Bergmannu. ČEŠERIKA ALI EPIFIZA (GLANDULA PINEALE) Epifiza je žleza je na zadnjem koncu kaloznega korpusa (corpus callosum) možganov v strehi tretjega ventrikla. Pokriva jo arahnoidna ovojnica. Vezivni pretini jo delijo na režnjiče. V pretinih potekajo drobne žile (fenestrirane kapilare). Epifiza se sestoji iz 2 glavnih tipov celic: pinealocitov in intersticijskih celic – astrocitom podobne celice nevroglije. Intersticijskih (nevroglijskih) celic je 5 % od vseh celic. V epifizi so številna nemielinizirana živčna vlakna, ki delajo sinapse s pinealociti. Epifizo oživčujejo postganglijski simpatični nevroni iz zgornjega vratnega ganglija (ggl. cervicale sup.). Običajne spremembe v epifizi, ki so povezane s starostjo, so zunajcelične formacije s kopičenjem kalcija, t.i. možganski pesek ( acervulus cerebri), ki je viden na rentgenogramu glave (Slika 12.5). Pinealociti tvorijo melatonin ponoči in serotonin podnevi. Epifiza sproži ritmične spremembe v sekreciji hipotalamusa, hipofize in gonad. 144 Slika 12.5. Epifiza. ŠČITNICA (GLANDULA THYROIDEA) Ščitnica je sestavljena iz 2 stranskih režnjev in veznega dela, istmusa. Obdana je s tanko vezivno ovojnico, iz nje pa vdirajo v notranjost žleznega parenhima vezivni pretini z žilami in živci, ki razdelijo ščitnico na različno velike režnjiče. Režnjiči so sestavljeni iz okroglastih tvorb, folikov. Folikle obdaja folikularni epitelij (tirociti), v notranjosti folikla pa je eozinofilni koloid. Folikli so funkcionalna enota ščitnice, kjer se tvorijo ščitnični hormoni. Med folikli je rahlo vezivo s fenestriranimi kapilarami (Slika 12.6). Folikularni epitelij leži na bazalni lamini in je po obliki lahko ploščat, izoprizmatski ali visokoprizmatski. Višina epitelija je odvisna od aktivnosti ščitnice in se veča s sekrecijsko aktivnostjo tirocita. Na aktivnost tirocitov vpliva hormon TSH, ki ga izloča adenohipofiza. Pri bolj aktivni Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE ščitnici prevladujejo tirociti, ki so po obliki visokoprizmatski, pri manj aktivni ščitnici pa tirociti, ki so po obliki ploščati. Tirociti tvorijo in sproščajo 2 ščitnična hormona trijodtironin (T3) in tetrajodtironin (T4 ali tiroksin), ki se skladiščita v koloidu, kjer sta vezana na tiroglobulin. Tiroglobulin je jodinirani glikoprotein, ki predstavlja zalogo ščitničnih hormonov. Ščitnična hormona uravnavata presnovo, vplivata na tvorbo toplote v telesu in sta potrebna za rast telesa in pravilen razvoj centralnega živčevja. Sintezo tiroglobulina kontrolirata hipofiza in hipotalamus. Nizke koncentracije T3 v krvi stimulirajo hipotalamus k tvorbi TRH, ki nato spodbudi adenohipofizo k tvorbi in izločanju TSH. TSH spodbudi sintezo tiroglobulina v tirocitih in njegovo sproščanje v koloid. Tiroglobulin nima hormonske aktivnosti, vendar iz njega nastaneta oba ščitnična hormona, T3 in T4. Tirociti s pomočjo endocitoze privzamejo jodirani tiroglobulin iz koloida. Endocitotski vezilki v tirocitih se zlijejo z lizosomi. Lizosomske proteaze razgradijo tiroglobulin in tako se sprostita aktivni obliki hormona (T3, T4), ki gresta v kapilare in s tem v sistemski krvni obtok. Ščitnična hormona se v plazmi vežeta na beljakovino TBG (angl. thyroxin-binding protein) in albumin. Poleg tirocitov najdemo v ščitnici še parafolikularne celice. Ležijo med folikularnim epitelijem in med folikli. Imajo bledo citoplazmo. V preparatih, barvanih s HE, jih težko prepoznamo, lažje pa jih prikažemo imunohistokemično. Proizvajajo hormon kalcitonin, ki zavira delovanje osteoklastov (osteoklasti imajo receptorje za kalcitonin) in znižuje raven kalcija v krvi. 145 Slika 12.6. Ščitnica. OBŠČITNICE (GLANDULAE PARATHYROIDEAE) Obščitnice so navadno 4 in ležijo na zadnji strani ščitnice na zgornji in spodnji strani obeh režnjev. Žlezo obdaja tanka vezivna ovojnica. Parenhim obščitnic sestavljajo 3 vrste celic: glavne celice, oksifilne celice in adipociti. V medceličnini je rahlo vezivo s kolagenskimi in elastičnimi vlakni, fenestrirane kapilare, fibroblasti, mastociti in posamezni limfociti. Glavne celice so poligonalne celice z okroglimi jedri in bledo citoplazmo. Glavne celice proizvajajo parathormon (PTH) (Slika 12.7). Pri zdravem odraslem je 80 % glavnih celic v mirujoči fazi. Ob hiperkalcemiji je neaktivnih lahko celo 100 % glavnih celic. Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Ob hipokalcemiji in povečani potrebi po kalciju, ki traja dalj časa (npr. pri ledvični insuficienci), se glavne celice pomnože (hiperplazija celic) na račun adipocitov. Parathormon zvišuje raven kalcija v krvi. Spodbuda za izločanje kalcija iz žleze pa je znižana raven kalcija v krvi (hipokalcemija). Receptorje za PTH imajo osteoblasti. PTH poveča aktivnost osteoblastov, kar ima dva učinka: 1. poveča resorpcijo kosti, ki zato zviša koncentracijo kalcija, 2. pod plivom PTH- ja osteoblasti proizvajajo osteoklaste stimulirajoči dejavnik. Ob teh učinkih na osteoblaste ima PTH še druge učinke, vpliva namreč na aktiviranje vitamina D (na ta način poveča absorpcijo kalcija v tankem črevesu), in deluje na ledvice (poveča reabsorpcijo kalcija v distalnih zvitih cevkah). Oksifilne celice (sinonim onkociti) so večje kot glavne celice in jih je manj kot glavnih celic. Njihova citoplazma se obarva eozinofilno; eozinofilija je posledica številnih mitohondrijev. Oksifilne celice so lahko posamezne ali pa so v otočkih. Oksifilne celice se pojavijo po 6. letu starosti in so še dokaj redke v puberteti. Njihovo število se veča s staranjem. Oksifilne celice niso hormonsko aktivne. Slika 12.7. Obščitnica. 146 NADLEDVIČNA ŽLEZA (GLANDULA SUPRARENALIS) Nadlevična žleza je parna žleza, ki leži nad obema ledvicama. Žlezo obdaja tanka vezivna ovojnica. Morfološko in funkcijsko je nadledvična žleza sestavljena iz 2 delov: iz skorje in sredice (Slika 12.8). Skorja nadledvične žleze Skorja nadledvične žleze je sestavljena iz več delov: klobčičaste, snopičaste in mrežaste cone ali plasti. Prehodi med plastmi niso ostri (med klobčičasto in snopičasto plastjo ter med snopičasto in mrežasto plastjo). Klobčičasta ali glomerulozna cona (zona glomerulosa) je tanka plast neposredno pod vezivno ovojnico. Sestavljajo jo otočki celic, ki so po obliki izo- do visokoprizmatske. Otočke razmejuje tanka plast dobro ožiljene vezivne strome (fenestrirane kapilare). Citoplazma teh celic je acidofilna. Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Celice vsebujejo lipidne kapljice in dobro razvit gladki endoplazemski retikulum (sinteza steroidnih hormonov) ter slabo razvit zrnati endoplazemski retikulum. Sintetizirajo in secernirajo mineralokortikoide, predvsem aldosteron, pa tudi nekaj deoksikortikosterona. Njegovo sekrecijo stimulira angiotenzin II. Aldosteron uravnava metabolizem natrija, kalija, klora in vode ter sodeluje pri uravnavanju krvnega tlaka (zvišuje krvni tlak in neposredno zvišuje koncentracijo kalija v krvi). Snopičasta plast ( zona fasciculata) je srednja in najširša plast skorje (predstavlja več kot 50 % skorje). Meje med celicami snopičaste plasti so jasne. Med stebrički celic je tanka plast vezivne strome s fenestriranimi kapilarami. V celicah snopičaste plasti so lipidi (holesterol, maščobne kisline, trigliceridi). Ti se med pripravo preparatov raztopijo, zato so te celice svetle. V snopičasti plasti se tvorijo glukokortikoidi (kortizol in kortikosteron), ki se izločajo pod vplivom ACTH. Glukokortikoidi so vpleteni v presnovo beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov. Mrežasta ali retikularna plast (zona reticularis) je tretja plast skorje (predstavlja manj kot 25 % skorje), ki leži na meji s sredico. To plast tvorijo celice, urejene v anastomozirajočo mrežo, ki so dobro ožiljene (fenestrirane kapilare). Celice imajo jasno mejo, so manjše kot v snopičasti plasti, njihova citoplazma pa je acidofilna (oz. eozinofilna). Vsebujejo malo lipidov v citoplazmi. Rumenkastorjavo barvo jim daje pigment lipofuscin, ki se prikaže po barvanju s HE. V mrežasti plasti se tvorijo pretežno androgeni (glavni androgen je dihidroepiandrosteron-DHEA) in tudi glukokortikoidi. Sredica nadledvične žleze Sredica ( medulla) nadledvične žleze je osrednji del žleze. Obdaja jo skorja. Njena površina oz. teža predstavlja približno 10 % žleze. Prehod med skorjo in sredico je dokaj očiten, kajti retikularna plast je eozinofilna, sredica pa bazofilna. Sredica je del nevroendokrinega sistema. Vsebuje 2 tipa parenhimskih celic: kromafine in ganglijske celice. Kromafine celice, ki tvorijo kateholamina adrenalin in noradrenalin, predstavljajo večino celic sredice, medtem ko so ganglijske celice redke. Kromafine celice ( sinonima feokromociti in medularne celice) so poligonalne oblike z okroglimi jedri in zrničasto bazofilno citoplazmo, v kateri sta shranjena adrenalin in noradrenalin. Jedra kromafinih celic so večja od jeder celic v skorji. Kromafine celice se združujejo v otočke in kratke stebričke (trabekule). Med kromafinimi celicami je stroma, ki jo tvori dobro ožiljeno vezivo. Kromafine celice so funkcijsko modificirani postganglijski nevroni, ki so izgubili svoj akson in dendrite, ter postali sekrecijske celice. 147 V sredici so med kromafinimi celicami razpršene ganglijske celice, ki so lahko posamezne ali pa v skupkih. Zaradi vsebnosti kateholaminov v citoplazmi kromafinih celic se sredica intenzivno rjavo obarva z oksidirajočimi barvili (kalijev dikromat, železov klorid, ozmijev tetraoksid). To značilno obarvanje imenujemo kromafina reakcija. Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Slika 12.8. Nadledvična žleza. TREBUŠNA SLINAVKA (PANCREAS) Trebušno slinavko sestavljata eksokrini in endokrini del (Slika 12.9). Endokrini del trebušne slinavke so Langerhansovi otočki, ki so razporejeni po celotnem delu trebušne slinavke. To so skupki endokrinih celic, ki so večinoma okrogle ali ovalne oblike (kompaktni otočki), lahko pa so bolj podolgovate oblike (difuzni otočki). Otočke obdaja tanka plast veziva (ne gre za pravo vezivno ovojnico), ki ločuje otočke od eksokrinega dela. Otočki so po videzu svetlejši od eksokrinega dela in so različno veliki. V otočkih je več tipov enteroendokrinih celic, ki so različnih oblik, od izoprizmatske do poligonalne. Temno jedro leži v središču. Okolna citoplazma je bazofilna, čeprav se le bledo obarva. Vsaka celica je v stiku z bogato okolno kapilarno mrežo (fenestrirane kapilare). 148 Vsaka enteroendokrina celica tvori le eno vrsto peptidnih hormonov (inzulin, glukagon, somatostatin, pankreatični polipeptid in grelin). Poznamo 4 glavne tipe celic, ki jih razločujemo imunohistokemično, ne pa po barvanju s HE. Celice B ali beta izločajo hormon inzulin. V Langerhansovih otočkih ležijo v središču in predstavljajo 60–70 % celic otočkov. Elektronski mikroskop prikaže dobro razvit zrnati endoplazemski retikulum (tvorijo peptidne hormone), izrazit Golgijev aparat in številna nevrosekrecijska zrnca. Inzulin je anabolni hormon, ki usmerja glukozo iz krvi v celice, pospešuje njeno polimerizacijo v glikogen in tvorbo maščob. Celice A ali alfa izločajo hormon glukagon. V Langerhansovih otočkih ležijo periferno Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE in predstavljajo 15–20 % celic otočkov. Elektronski mikroskop prikaže dobro razvit zrnati endoplazemski retikulum (sekrecija proteinskih hormonov), izrazit Golgijev aparat in številna nevrosekrecijska zrnca, ki pa so manjša kot pri celicah B. Glukagon je antagonist inzulina; viša krvni sladkor, zlasti s spodbujanjem glikogenolize in tudi glukoneogeneze v jetrih. Celice D ali delta izločajo hormon somatostatin. V Langerhansovih otočkih jih najdemo povsod (nimajo značilne razporeditve) in predstavljajo 5–10 % celic otočkov. Somatostatin zavira izločanje inzulina, glukagona in gastrointestinalnih hormonov. Celice F ali PP izločajo pankreatične polipeptide. V Langerhansovih otočkih jih najdemo povsod (nimajo značilne razporeditve) in predstavljajo le 1–2 % celic v otočkih in steni prebavil. Pankreatični polipeptidi spodbujajo izločanje glavnih (pepsinogenih) celic želodca ter zavirajo sekrecijo žolča in črevesno peristaltiko. Slika 12.9. Trebušna slinavka. Nevroendokrine celice zunaj Langerhansovih otočkov Poleg enteroendokrinih celic v Langerhansovih otočkih najdemo posamezne enteroendokrine celice še zunaj teh otočkov. Najdemo jih lahko v izvodilih ter znotraj eksokrinega dela trebušne slinavke. 149 JAJČNIK (OVARIUM) IN MODO (TESTIS) Pri obeh gre za parni žlezi. Njuna glavna funkcija je tvorba ženskih oz. moških gamet, prav tako pa sta oba tudi endokrina organa, ki tvorita spolne hormone (več v poglavju Spolovila). Estrogen proizvajajo luteinske celice teka rumenega telesa v jajčniku. Progesteron tvorijo luteinske celice granuloze rumenega telesa v jajčniku. Testosteron tvorijo Leydigove celice v modih. Endokrino funkcijo ima tudi posteljica, ki tvori hormone progesteron in estrogen (do 11. tedna ga tvori rumeno telo, nato posteljica) ter humani horijev gonadotropin. Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Difuzni nevroendokrini sistem Poleg nevroendokrinih celic, ki so združene v tkiva, poznamo še nevroendokrine celice, raztresene po celotnem telesu, ki tvorijo hormone in aktivne peptide. Njihovo delovanje je predvsem lokalno, lahko pa delujejo sistemsko preko krvi. Nevroendokrine celice imajo v citoplazmi gosta zrnca, nevrosekrecijske mešičke, t.i. vakuole. Izraz nevroendokrine celice se uporablja, ker celice tvorijo polipetide in nevrotransmiterjem podobne snovi, kakršne so v nevronih. Nevroendokrine celice večinoma pripadajo sistemu APUD ( angl. amine precursor uptake and decarboxylation, APUD cells) ali difuznemu endokrinemu sistemu z naslednjimi splošnimi značilnostmi: gre za privzem in dekarboksilacijo aminskih prekurzorjev in nadaljnjo tvorbo aktivnih aminov, peptidov in hormonov. Med nevroendokrine celice sodijo kromafine celice v sredici nadledvične žleze, parafolikularne celice v ščitnici, celice Langerhansovih otočkov, jukstaglomerularne celice v ledvicah, endokrine celice prebavil in dihal. Sinonimi, ki jih še uporabljamo za nevroendokrine celice, so: enterokromafine (na račun barvanja s kromovimi solmi), argentafine ali argirofilne (na račun barvanja s srebrovimi barvami) celice. Paragangliji So specializirane nevroendokrine žleze, povezane z avtonomnim živčnim sistemom. Paragangliji variirajo v velikosti od zgolj z mikroskopom vidnih skupkov celic do struktur v velikosti do nekaj milimetrov, ki so že makroskopsko vidne. Fiziološko so lahko povezani s simpatičnim ali pa parasimpatičnim živčnim sistemom. Simpatični paragangliji so razporejeni vzdolž prevertebralne in paravertebralne simpatične živčne skupine. Sredica nadledvične žleze je najbolj raziskan primer simpatičnega paraganglija. Parasimpatični paragangliji so večinoma razporejeni vzdolž cervikalnih in torakalnih vej 2 možganskih živcev (9. ali glosofaringealnega in 10. ali vagusnega živca). Prototip parasimpatičnega paraganglija je karotidno telo. Paragangliji so sestavljeni iz glavnih celic (nevroendokrine celice z nevrosekrecijskimi zrnci), opornih celic in bogate kapilarne mreže. Med njimi pa so vezivni pretini, ki predelijo telo na režnje. Glavne celice so poligonalne celice z bazofilno citoplazmo in okroglim jedrom. Oporne celice so nevroglijske celice, ki so navadno na obrobju gnezd nevroendokrinih celic. Po obliki so sploščene, imajo manj citoplazme. Oporne celice so v obeh tipih ganglijev (simpatičnih, parasimpatičnih). 150 Poleg obeh prevladujočih tipov celic (glavne in oporne) so v paraganglijih še vezivne celice, Schwannove celice, tkivni bazofilci in žile. Nevroendokrine celice paraganglijev tvorijo različne hormone (kot npr. kateholamine) in regulacijske peptide. Kateholamine tvorita oba tipa ganglijev (simpatični, parasimpatični). Sredica nadledvične žleze tvori oba kateholamina (adrenalin, noradrenalin), vendar prevladuje adrenalin (razmerje med adrenalinom in noradrenalinom znaša 4 : 1). V preostalih simpatičnih paraganglijih (izvzeta je sredica nadlevične žleze) prevladuje tvorba noradrenalina nad tvorbo adrenalina (90 % vs. 10 %). V parasimpatičnih paraganglijih prevladuje tvorba dopamina in le izjemoma odkrijemo imunohistokemično proizvodnjo adrenalina (90 % vs. 10 %). Histologija • EMŠ Medicina • ENDOKRINE ŽLEZE Med regulacijskimi peptidi najpogosteje izločajo enkefaline, redkeje pa še druge (adeninske nukleotide, dopaminske beta hidroksilaze ipd). Karotidna telesa Ležijo v opornem tkivu med razcepom karotidnih arterij (v notranjo in zunanjo). Vsako karotidno telo meri 3 mm x 2 mm. Karotidno telo je iz glavnih celic (nevroendokrine celice z nevrosekrecijskimi zrnci), opornih celic in bogate kapilarne mreže. Med njimi pa so vezivni pretini, ki razdelijo karotidno telo na režnje. Karotidno telo je kemoreceptor. KLINIČNI POMEN Klinično pomembni spremembi paraganglijev sta hiperplazija (povečano število celic) in neoplazma. Glede na to, da paragangliji normalno tvorijo kateholamine, se lahko pri patološkem dogajanju (npr. neoplazma) tvorba kateholaminov poveča do stopnje, da lahko prepoznamo simptome in znake povečane tvorbe kateholaminov (npr. hitro bitje srca, občutek razbijanja srca, zvišan krvni tlak, povečano znojenje, bledica …). VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 16e izdaja. McGraw Hill; 2021. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 151 13 PREBAVILA (Apparatus digestorius) Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Prebavila razdelimo na prebavno cev in velike prebavne žleze. Prebavno cev tvorijo: • ustna votlina (ustnici, lica, nebo, zobje, jezik); • žrelo; • požiralnik; • želodec; • tanko in debelo črevo; • analni kanal in anus. Velike prebavne žleze so: • velike žleze slinavke; • jetra; • trebušna slinavka. SPLOŠNA HISTOLOŠKA ZGRADBA PREBAVNE CEVI Steno večine prebavne cevi tvorijo 4 plasti: 1. sluznica (mucosa, tunica mucosa); 2. podsluznica (submucosa); 3. mišična plast (muscularis, muscularis propria); 4. zunanja vezivna plast (tunica externa). Sluznica, prva plast prebavne cevi, je sestavljena iz 3 plasti: • epitelij; • lamina proprija (rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in limfatično tkivo); • mišična plast sluznice (lamina muscularis mucosae), ki jo v vseh delih tvori gladka mišični- na. Podsluznica je druga plast prebavne cevi. Tvori jo rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in submukozni Meissnerjev živčni pletež. Mišično plast, tretjo plast prebavne cevi, sestavljata 2 plasti gladkih mišičnih celic, vmes pa je vegetativni mienterični (Auerbachov) živčni pletež. Mišično plast, ki skrbi za peristaltično aktivnost prebavne cevi, sestavljajo v večjem delu prebavne cevi gladke mišične celice. Izjemi sta žrelo in požiralnik. V žrelu in začetnem delu požiralnika je mišična plast samo iz skeletne mišičnine, v srednji tretjini požiralnika pa sta prepletena oba tipa mišičnine, tj. gladka in skeletna. Zunanjo plast, četrto plast prebavne cevi, tvori rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami ter maščobnimi celicami. Imenujemo jo adventicija. Ko je na površju ploščati epitelij (mezotelij), imenujemo to plast serozna membrana (adventicija + mezotelij). 152 VILA USTNICA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.1. Ustnica. USTNA VOTLINA (CAVUM ORIS) Ustna votlina je prostor, ki ga spredaj omejujeta ustnici, zgoraj trdo in mehko nebo z jezičkom, spodaj mišice ustnega dna z jezikom in z obeh strani lica. Prostor med ustnicami in licema na zunaji strani ter čeljustnicama z zobovjem je ustni preddvor ( vestibulum oris). Ustna votlina je na notranji strani pokrita z večskladnim ploščatim neporoženevajočim epitelijem. Pod njim je vezivna lamina proprija. Na premakljivih delih ustne votline se nahaja podsluznica. USTNICI (LABIA ORIS) Ustnici imata 3 dele: kožni del, sluznični del ter ustno rdečino (Slika 13.1). V kožnem delu so vsi elementi kože z večskladnim ploščatim poroženevajočim epitelijem in v vezivu pod epitelijem z lojnicami, znojnicami in dlakami. Prehod kožnega dela v sluznični del je ustna rdečina iz večskladnega ploščatega poroženevajočega epitelija. Vanj se ugrezajo visoke vezivne papile, ki vsebujejo številne kapilare. Le-te zaradi bogate prekrvljenosti dajejo značilno barvo ustnici. Sluznični del je pokrit z večskladnim ploščatim neporoženevajočim epitelijem. Vezivne papile so nižje kot pri epiteliju ustne rdečine. V vezivni lamini propriji so mešane male žleze slinavke (glandulae labiales). Oporo ustnici daje skeletna mišica (musculus orbicularis oris). LICA (BUCCAE) Lica so po morfološki zgradbi podobna ustnici. V lamini propriji so mešane male žleze slinavke (glandulae buccales). 153 VILA TRDO NEBO (PALATUM DURUM) Na oralni strani je trdo nebo pokrito z večskladnim ploščatim neporoženevajočim epitelijem. Pod njim je čvrsto vezivo, ki spredaj in ob straneh vsebuje maščobno tkivo. Zadaj in ob straneh so mukozne žleze (glandulae palatinae). Nosni (nazalni) del trdega neba pokriva respiratorni epitelij, v katerem so otočki z večskladnim ploščatim neporoženevajočim epitelijem. MEHKO NEBO (PALATUM MOLLE) Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Na oralni strani mehkega neba je večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij, na nazalni strani pa respiratorni epitelij. Lamina proprija je iz rahlega vezivnega tkiva in vsebuje na oralni strani mukozne, na nazalni pa mešane žleze slinavke. JEZIČEK (UVULA) Jeziček je na oralni in nazalni strani pokrit z večskladnim ploščatim neporoženevajočim epitelijem. Oporo mu daje skeletna mišica (musculus uvulae). V jezičku prevladujejo mukozne žleze. JEZIK Jezik pomaga pri žvečenju, požiranju in oblikovanju glasu. Sluznica jezika je okušalni organ, občutljiva na dotik, bolečino, toploto in mraz. Anatomsko na jeziku ločimo koren (radix), srednji del (corpus), spredaj pa je vrh (apex). Zgornja stran jezika je dorsum. Mejo med korpusom in radiksom označuje brazda (t. i. terminalni sulkus), ki ima obliko črke V z vrhom črke, obrnjenim proti žrelu. Na vrhu te črte je vdolbinica (foramen caecum). Glavnina jezika je iz skeletne mišičnine. Vlakna potekajo v različnih smereh, zato je jezik zelo gibljiv. Spodnjo stran jezika pokriva premična in gladka sluznica. Sluznica zgornjega dela jezika je nepremična in hrapava. Pokriva jo večskladni ploščati epitelij, ki na nekaterih mestih poroženeva. Pod epitelijem je vezivna lamina proprija, ki se boči v epitelij v obliki papil. Vsebuje krvne žile in male žleze slinavke (glandulae linguales), ki so na apeksu mešane, pod valatnimi papilami albuminozne, na korenu pa mukozne (Slika 13.2). PAPILE JEZIKA (PAPILLAE LINGUALES) Papile jezika so različno oblikovana izbočenja sluznice na dorzalnem površju jezika. Po obliki in funkciji jih delimo v nitaste (papillae filiformes), gobaste (papillae fungiformes), listaste (papillae foliatae) in otočkaste (papillae vallatae). Nitaste papile so najštevilnejše. Nahajajo se na hrbtni strani jezika in so koničaste oblike. Vsaka papila vsebuje vezivno tkivo in večskladni ploščati poroženevajoči epitelij. Nitaste papile nimajo okušalnih brbončic. Nitaste papile pomagajo pri premikanju hrane med žvečenjem (mehanska vloga). Gobaste papile, ki so na robovih jezika, so podobne gobam in imajo ožji pecelj in širok zgornji del. Pokriva jih večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Gobaste papile imajo le redko okušalne brbončice. 154 VILA Otočkaste papile so največje, jih je 7–12 in so v področju terminalnega sulkusa. Papilo obdaja širok epitelijski jarek, v katerega izlivajo svoje izločke Ebnerjeve albuminozne žleze. V epiteliju otočkastih papil so številne okušalne brbončice. Listaste papile so pri ljudeh redke. Nahajajo se na zgornjem stranskem robu jezika (pred terminalnim sulkusom). Vsebujejo 2 ali več vzporednih grebenov in jarkov. V epiteliju so okušalne brbončice. Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.2. Jezik. OKUŠALNE BRBONČICE (CALICULI GUSTATORII) Okušalne brbončice so v svetlobnem mikroskopu vidne kot ovalne tvorbe v večskladnem ploščatem epiteliju. Okušalne brbončice tvori 60–80 vretenastih celic, ki segajo od baze do površja epitelija. Poznamo tri tipe celic: oporne, receptorne in bazalne. Oporne celice so najštevilnejše in imajo apikalno mikroviluse. Receptorne celice imajo v bazi sinaptične vezikle in so v stiku z aferentnimi živčnimi vlakni. Bazalne celice ne segajo do okušalne jamice in so najverjetneje nadomestne celice, ki se lahko diferencirajo v druge tipe celic. Okušalne brbončice služijo za okušanje slanega, kislega, sladkega in grenkega. S starostjo se število okušalnih brbončic zmanjšuje. ZOBJE (DENTES) Anatomsko je zob sestavljen iz krone, korenine in vratu (Slika 13.3). Krona zoba je pokrita s sklenino (emajl, enamelum), medtem ko je korenina pokrita s cementom (cementum). V vratu (cerviksu) se ti dve plasti stikata. Pod sklenino je zobovina (dentin, dentinum), ki je na področju korenine prekrita s cementom. V zobni kroni je zobna pulpa (pulpin prekat), v korenini pa koreninski kanal. 155 VILA Strukture, ki vežejo zob na zgornjo in spodnjo čeljust so: cement, alveolna kost z zobnimi alveoli, dlesen (gingiva) in pozobnica (periodontalni ligament) (Slika 13.3). Alveolna kost Alveolna kost je iz prepletene kostnine, ki jo pokriva pozobnica. Vsebuje kolagenska vlakna, ki jih tvorijo osteoblasti in Sharpeyeva kolagenska vlakna, ki jih tvorijo fibroblasti pozobnice. Zob je pritrjen v kostni jamici (zobni alveol). Interalveolni pretini razmejujejo sosednje alveole. Dlesen (gingiva) Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Dlesen je sluznica ustne votline, ki je tesno zraščena na periost zgornje in spodnje čeljusti. Na dlesni je epitelij dlesni, ki je večskladni ploščati poroženevajoči epitelij (Slika 13.3). Poleg keratinocitov so v njem še melanociti, Langerhansove in Merklove celice. Prostor med gingivo in zobom (1–2 mm) imenujemo gingivalni žleb (sulcus gingivalis), ki ga pokriva epitelij dlesni. Na dlesni ločimo anatomsko 3 tipe epitelijev: zunanji oralni, sulkusni in junkcijski oz. pripojni. Pozobnica (periodontalni ligament) Pozobnica oz. periodontalni ligament je specializirano vezivno tkivo (Slika 13.3). Izpolnjuje periodontalno špranjo (0,5 mm široka) in ob zobnem vratu prehaja v vezivno tkivo dlesni. Pozobnico tvorijo kolagenska vlakna tipa I in III. Na eni strani so vpeta v cement, na drugi pa v kost. Pozobnica vsebuje v primerjavi z drugimi vezivi zelo veliko celic. Vsebuje fibroblaste, cementoblaste, osteoblaste, osteocite, nediferencirane mezenhimske celice, tkivne bazofilce, makrofage, histiocite in posamezne limfocite. Sklenina (emajl, enamelum) in cement (cementum) Sklenina je najtrša snov v telesu. Vsebuje 96 % kalcijevega hidroksiapatita v obliki kristalov, 4 % je organskih snovi (enamelin, amelogen) in vode. Izločajo jo visokoprizmatske celice z bazalno ležečim jedrom – ameloblasti (adamantoblasti). Cement pokriva dentin zoba v korenini. Cement je po strukturi in sestavi podoben kostnini, vendar ima manj celic kot kostnina. Imenujejo se cementociti in ležijo v lakunah. Cementociti izdelujejo cement. Dentin (dentinum) Dentin je druga najtrša snov v telesu. Obdaja zobno pulpo. V kroni zoba ga pokriva sklenina, v korenini pa cement. Sestavljen je iz 70 % kalcijevega hidroksiapatita, 20 % organskih snovi (kolagen tip I in glikozaminoglikani) ter 10 % vode. Dentin tvorijo odontoblasti, ki se nahajajo na površini zobne pulpe in tvorijo dentin vse življenje. Odontoblasti so stebričaste celice z bazalno ležečim ovalnim jedrom. Matriks, ki ga izdelujejo odontoblasti, je nemineraliziran dentin imenovan predentin. Mesta nemineraliziranega ali slabo mineraliziranega dentina pod sklenino imenujemo interglobularni prostori. 156 VILA Dentin je organiziran v obliki cevčic, tubulov, ki potekajo od pulpe proti periferiji. V teh dentinskih cevčicah (sinonim odontoblastni procesusi) so citoplazmatski podaljški odontoblastov in nemielinizirana živčna vlakna. Zobna pulpa (pulpa dentis) Zobno pulpo tvori rahlo vezivo, bogato s proteoglikani in glikozaminoglikani. Skozi apikalni foramen, kjer vstopajo in izstopajo krvne žile in živci, je povezana s periodontalnim ligamentom. Pod plastjo odontoblastov je v smeri pulpe oživčeno rahlo vezivo s številnimi fibroblasti in Histologija • EMŠ Medicina • PREBA mezenhimskimi celicami in kolagenskimi vlakni. Pulpa je dobro oživčena. Nastanek zoba Na mestu bodočih zob se razvije zvonasti emajlski organ, sestavljen iz notranjega emajlskega epitelija, emajlskega retikuluma in zunanjega emajlskega epitelija (Slika 13.4). Celice notranjega emajlskega epitelija so ameloblasti in izdelujejo emajl (sklenino). Na površju zobne papile so odontoblasti, ki izdelujejo predentin. Ko ta mineralizira, ga imenujemo dentin. Slika 13.3. Shematski prikaz zoba in struktur, ki vežejo zob na zgornjo in spodnjo čeljust. 157 VILA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.4. Zob v razvoju Ameloblasti tvorijo sklenino še preden zob izraste v ustno votlino, nato počasi propadejo. Gradbene sestavine sklenine so skleninske prizme, ki so usmerjene poševno na površino dentina. Med prizmami je interprizmatska snov. Rast ali nalaganje sklenine ponazarjajo Retziusove rastne črte. ŽRELO (PHARYNX) Žrelo je skupni del dihalnega in prebavnega sistema, ker se v njem križata tako pot za hrano kot za zrak. Funkcija žrela je potiskanje hrane v požiralnik. Anatomsko poznamo 3 dele žrela: zgornji nosni del (nasopharynx), srednji ustni del (oropharynx) in spodnji del (laringopharynx). Steno žrela tvorijo 3 plasti: sluznica, mišična plast in adventicija (Slika 13.5). Sluznico tvori epitelij in vezivna plast sluznice (lamina propria). V nazofarinksu je epitelij respiracijski, v oropharinksu in laringofarinksu pa je večskladni ploščati neporoženevajoči. Lamina proprija sestoji iz veziva ter žlez (mukozne in mešane žleze). Mišično plast žrela tvori skeletna mišičnina. V adventiciji so v vezivu žile in živci. 158 VILA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.5. Žrelo. POŽIRALNIK (OESOPHAGUS) Steno požiralnika tvorijo 4 plasti: sluznica (mucosa, tunica mucosa), podsluznica (submucosa), mišična plast ( muscularis, muscularis propria) in zunanja vezivna plast (tunica externa) (Slika 13.6 in Slika 13.7). Sluznica sestoji iz 3 plasti: • epitelijska plast; • lamina proprija (rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami, limfatično tkivo in mukozne žleze); • mišična plast sluznice ( lamina muscularis mucosae) iz gladke mišičnine. Epitelijsko plast sluznice tvori večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij (sinonim skvamozni večskladni ploščati epitelij; angl. squamous epithelium), v katerem najdemo posamezne Langerhansove celice (antigen predstavitvene celice), melanocite, Merklove celice, endokrine celice in intraepitelijske vnetne celice (prevladujejo limfociti). Epitelijsko plast delimo na 3 dele: bazalni, srednji ( angl. prickle) in površinski del. Lamino proprijo tvorijo rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami ter živci in vnetnicami, v področju ezofagogastričnega stika tudi mukoznimi kardialnimi žlezami. Mukozne kardialne žleze (angl. esophageal cardiac-type glands) so v lamini propriji vseh delov požiralnika, največ pa jih je v začetnem (proksimalnem) in končnem (distalnem) delu požiralnika, tj. v kardiji. Te žleze tvorijo nevtralni mukus. Mišična plast sluznice požiralnika (longitudinalno usmerjena plast gladkih mišic) je najdebelejša distalno v požiralniku v predelu spodnjega ezofagealnega sfinktra. Zaradi njene debeline jo lahko med biopsijo požiralnika zamenjamo za mišično plast požiralnika ( muscularis propria). Podsluznica je druga plast požiralnika. Tvorijo jo rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in 159 VILA submukozni Meissnerjev živčni pletež ter ezofagealne submukozne žleze, katerih izvodila se odpirajo v svetlino prebavne cevi. V ezofagealnih submukoznih žlezah prevladujejo mukozni tubuli z redkimi albuminastimi komponentami. Tvorijo mukozni izloček z bikarbonati. Izločajo ga preko izvodil v svetlino požiralnika. Mišično plast, tretjo plast prebavne cevi, sestavljata 2 plasti mišičnih celic (notranji krožni in zunanji vzdolžni plasti, ki potekata pravokotno druga na drugo). Mišična plast začetnega (proksimalnega) dela požiralnika je samo iz skeletne mišičnine, v srednji tretjini požiralnika sta prepletena oba tipa mišičnine, gladka in skeletna, v končnem (distalnem) delu požiralnika pa je samo gladka mišičnina. Vzdolžna plast mišičnine požiralnika se nadaljuje v vzdolžno plast Histologija • EMŠ Medicina • PREBA mišičnine želodca. Zunanjo plast požiralnika tvori rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami ter maščobnimi celicami. Imenujemo jo adventicija. V distalnem poteku požiralnika je na površju adventicije ploščati epitelij (mezotelij). Takšno plast imenujemo serozna membrana (adventicija + mezotelij). Slika 13.6. Požiralnik. Slika 13.7. Prehod požiralnika v želodec. 160 VILA KLINIČNI POMEN Gastroezofagealni refluks je stanje, ko se želodčna vsebina vrača iz želodca v požiralnik in je posledica slabšega delovanja spodnjega ezofagealnega sfinktra. Oseba lahko čuti bolečino v žlički oz. za prsnico. Neredko spodnji ezofagealni sfinkter deluje slabše na račun zunanjih dejavnikov (uživanje alkohola, čokolade, kajenje, čezmerna telesna teža itd.). Področje gastroezofagealnega stika lažje definiramo fiziološko z merjenjem tlakov v požiralniku (manometrija) kot morfološko. Sluznični del gastroezofagealnega stika se ne ujema z mišičnim delom gastroezofagealnega stika. Distalno v požiralniku, v predelu spodnjega ezofagealnega sfinktra (angl. lower esophageal Histologija • EMŠ Medicina • PREBA sphincter), je lamina muscularis mucosae sicer močno zadebeljena (bolj kot je lamina muscularis mucosae v želodcu), vendar naj ne bi bila ključnega pomena pri delovanju spodnjega sfinktra požiralnika. Za delovanje spodnjega ezofagealnega sfinktra so pomembnejši dejavnik sfinkter iz mišične plasti požiralnika (muscularis propria) in mišice prepone. ŽELODEC (GASTER) Želodec je najširši del prebavne cevi. Oblika in velikost želodca se spreminjata glede na količino želodčne vsebine, mišični tonus, starost in telesno konstitucijo. Anatomski deli želodca so: kardija (cardia), želodčni svod (fundus), telo (corpus) in antrum (antrum) z vratarjem (pylorus) (Slika 13.8). Slika 13.8. Deli želodca. Steno želodca tvorijo 4 plasti: sluznica (mucosa, tunica mucosa), podsluznica (submucosa), mišična plast (muscularis, muscularis propria) in zunanja plast (seroza) iz veziva (adventicija) in mezotelija na površju. 161 VILA Sluznica želodca (mucosa, tunica mucosa) Različni anatomski deli želodca se histološko razlikujejo predvsem v sluznici. V sluznici so vidne vgreznine epitelija, želodčne jamice (foveolae gastrice) (Slika 13.9). V želodčne jamice se izliva vsebina želodčnih žlez (glandulae gastricae). Želodčne jamice imajo glede na umestitev 3 dele: zgornja tretjina (istmični del), srednja tretjina (vrat) in na dnu ležeča spodnja tretjina. Poznamo 2 osnovna tipa sluznice. Prevladujoči tip sluznice, ki je v večjem delu želodca (v fundusu in telesu želodca), je oksintični tip sluznice, drugi tip pa je pilorični ali antralni tip sluznice. V sluznici želodca prepoznamo 6 vrst celic. Vse vrste celic najdemo v sluznici fundusa in telesa Histologija • EMŠ Medicina • PREBA želodca, drugačna pa je sestava v sluznici kardije oz. antruma in pilorusa. Poznamo naslednje tipe celic v želodčni sluznici: mukozne (mukoidne) površinske celice, mukozne vratne celice, parietalne ali acidogene celice, glavne ali pepsinogene (zimogene) celice, nediferencirane matične celice in enteroendokrine celice. Slika 13.9. Tipi celic v želodčnih jamicah. Mukozne (mukoidne) površinske celice Mukozne (mukoidne) površinske celice so visokoprizmatične celice z eozinofilno citoplazmo (zaradi številnih mitohondrijev) in bazalno ležečim jedrom. Povezane so s tesnimi stiki, ki so obramba pred agresivnim delovanjem želodčnega soka. Ležijo na površju želodca in v zgornji tretjini želodčnih jamic. Izločajo alkalno vsebino (mukus), ki ščiti sluznico. Mukus vsebuje glikoprotein mucin. 162 VILA Mukozne vratne celice Mukozne vratne celice so visokoprizmatične celice z eozinofilno citoplazmo (zaradi številnih mitohondrijev) in bazalno ležečim jedrom. Ležijo v istmičnem delu (ožini) in v vratu želodčnih jamic. Izločajo alkalno vsebino (mukus), ki ščiti sluznico. Mukus vsebuje vodo (95 %), bikarbonatne ione, lipide in glikoprotein mucin. Parietalne (acidogene) celice Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Parietalne (acidogene) celice so okrogle ali piramidaste z eozinofilno citoplazmo (zaradi številnih mitohondrijev) z ovalnim centralno ležečim jedrom. Ležijo predvsem v zgornji tretjini želodčnih žlez (istmični del), nekaj pa jih je tudi v srednji tretjini. So v fundusu, korpusu in kardiji. Acidogene celice tvorijo solno kislino (HCl) in glikoprotein intrinzični faktor. Solna kislina deluje baktericidno, aktivira encime ter pospešuje peristaltiko. Intrinzični faktor omogoča absorbiranje vitamina B12 v ileumu. Sekrecijo acidogenih celic spodbuja parasimpatični živec, parakrino pa histamin in gastrin (enteroendokrine celice). Glavne (pepsinogene, zimogene) celice so izoprizmatske ali piramidaste oblike, jedro pa leži bazalno. So predvsem v spodnji tretjini želodčnih žlez. V fundusu in korpusu so, ni pa jih v kardiji in pilorusu. Izločajo pepsinogen, ki je neaktivna oblika encima, in šibke lipaze – maščobe. Nediferencirane matične (regenerativne) celice So visokoprizmatske, ovalno jedro pa je v srednjem ali bazalnem delu. Citoplazma vsebuje številne ribosome in poliribosome. Diferencirajo se lahko v različne celice (mukoidne, acidogene, pepsinogene) in lahko tako nadomestijo druge vrsto celic. Enteroendokrine celice Epitelij vzdolž želodca kot tudi preostalega dela prebavne cevi vsebuje številne razpršene endokrine celice, ki so povezane s procesom prebave. Imenujemo jih enteroendokrine celice. Pripadajo celicam difuznega nevroendokrinega sistema (DNES). Enteroendokrine celice so majhne okrogle ali piramidaste oblike, blede barve citoplazme z eozinofilnimi zrnci. Ležijo v stiku z bazalno membrano, na kateri so sicer mukozne epitelijske celice. Mnoge nevroendokrine celice niso v stiku s svetlino prebavne cevi. Težko jih je razločiti s HE barvanjem, opazne pa postanejo po barvanju s srebrnimi barvili (zato jim rečemo argentafine ali argirofilne celice) ali pa imunohistokemično. Med enteroendokrinimi celicami v pilorični mukozi prevladujejo celice G (50 % celic DNES; tvorijo gastrin). Preostali tipi celic DNES so celice EC (30 % celic DNES; tvorijo serotonin), celice D (15 % celic DNES; tvorijo somatostatin). V oksintični mukozi so v glavnem endokrine celice celice ECL (angl. enterochromaffin like) in tvorijo histamin. Hormoni iz celic DNES vstopajo v kri (sistemski učinek) ali delujejo lokalno (parakrini učinek). 163 VILA Vseh 6 vrst celic najdemo v sluznici fundusa in telesa želodca, drugačna pa je sestava v sluznici kardije oz. antruma in pilorusa (Slika 13.9). POSEBNOSTI SESTAVE SLUZNICE KARDIJE OZ. ANTRUMA IN PILORUSA Sluznica kardije Sluznico kardije pokrivajo mukozne (mukoidne) površinske celice, ki so visokoprizmatske celice z eozinofilno citoplazmo (zaradi številnih mitohondrijev) in z bazalno ležečim jedrom. Histologija • EMŠ Medicina • PREBA V kardialnih žlezah so mukoidne ter acidogene celice in celice DNES, ni pa pepsinogenih celic. Sluznica antruma in pilorusa (pilorični ali antralni tip sluznice) Sluznico antruma in pilorusa pokrivajo visokoprizmatične mukozne (mukoidne) površinske celice, ki imajo v bazi ležeča jedra. V piloričnih žlezah so mukoidne celice in celice DNES, ni pa pepsinogenih in acidogenih celic. Želodčne jamice zavzemajo približno polovico debeline sluznice v področju kardije in antruma ter pilorusa, medtem ko zavzemajo v fundusu in korpusu samo četrtino debeline sluznice (Slika 13.10 in Slika 13.11). Pod epitelijsko plastjo je lamina proprija sluznice, zadnja plast sluznice pa je lamina muscularis mucosae (mišična plast sluznice). Lamino proprijo sluznice tvori ožiljeno vezivo z nežno mrežo retikulinskih vlaken (kolagen tip 3) in redkejših drugih tipov kolagenskih vlaken ter posamezna elastična vlakna. V njej so številne celice (fibroblasti, histiociti, plazmatke, limfociti, tkivni bazofilci). V lamini propriji normalne (zdrave) sluznice želodca lahko najdemo primarne limfatične otočke (folikle), ne najdemo pa sekundarnih limfnih foliklov z reakcijskimi središči. Mišično plast sluznice ( lamina muscularis mucosae) tvorita dve plasti gladke mišičnine, ki potekata pravokotno druga na drugo (notranja krožna, zunanja vzdolžna). Slika 13.10. Želodec - korpus. 164 VILA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.11. Želodec – pilorični del. KLINIČNI POMEN V normalni (zdravi) sluznici želodca lahko najdemo primarne limfatične otočke (folikle), ne najdemo pa sekundarnih limfatičnih foliklov z reakcijskimi središči. Sekundarne limfatične folikle najdemo pri vnetju želodčne sluznice - gastritisu, ki ga pogosto lahko povzroči bakterija Helicobacter pylori. Podsluznica (submucosa) Sluznici sledi druga plast želodca, tj. podsluznica iz veziva s krvnimi in limfnimi žilami in submukozni Meissnerjev živčni pletež. Mišična plast želodca Tretja plast želodca je mišična plast iz 3 plasti gladkih mišic (notranje, srednje krožne in zunanje vzdolžne). Notranja plast je samo v kardialnem delu, srednja in zunanja plast pa sta v vseh delih. V mišični plasti vidimo živčne ganglije – mienterični ali Auerbachov živčni pletež. Ta pletež je v mišični plasti, kjer pa so tudi Cajalove celice. Zunanja plast želodca Zunanja plast je tunika seroza. Serozo tvori vezivo (adventicija) in na površju plast epitelija, ki se imenuje mezotelij. KLINIČNI POMEN Nevroendokrini tumorji (star izraz »karcinoidi«) so tumorji enteroendokrinih celic, ki so povsod, kjer so te celice, torej so lahko tudi v prebavni cevi. 165 VILA TANKO ČREVO (INTESTINUM TENUE) Tanko črevo sega od pilorusa do slepega črevesa in je dolgo do 5 metrov. Delimo ga na 3 dele: duodenum, jejunum, ileum. Funkcija tankega črevesa je prenos, izločanje, absorpcija, resorpcija, sekrecija hormonov, obramba pred bakterijami in endotoksini, obramba pred antigeni, prehod hranilnih snovi. Absorpcijska površina tankega črevesa je več kot 200 m2, ki jo povečajo različne stukture (Tabela 13.1). Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Tabela 13.1: Strukture, ki vplivajo na absorpcijsko površino tankega črevesa. Struktura Definicija / struktura Stopnja povečanja absorpcijske površine Krožne gube (plicae circulares izboklina submukoze 3-krat Kerckringi) Črevesne žleze (glandulae Lieberkühnove kripte 10-krat intestinales) Črevesne resice prstasti podaljški lamine 10-krat proprije Mikrovilusi ščetkast obrobek z 20-krat glikokaliksom Steno tankega črevesa tvorijo 4 plasti: • sluznica (mucosa, tunica mucosa); • podsluznica (submucosa); • mišična plast (muscularis, muscularis propria); • zunanja vezivna plast (tunica externa). Sluznico, prvo plast tankega črevesa, sestavljajo 3 plasti: • epitelijska plast ; • lamina proprija – tvori jo rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in limfno tkivo, v njej pa vidimo tudi Lieberkühnove kripte, epitelijska plast sluznice, ki sega v globino, torej v lamino proprijo, in so v tankem in debelem črevesu; • mišična plast sluznice (lamina muscularis mucosae), ki jo v vseh delih tvori gladka mišični- na. Sluznico tvorijo številne resice. V epitelijski plasti sluznice so številne celice: enterociti, čašice, Panethove celice, enteroendokrine celice, intraepitelijski limfociti, celice M ter regenerativne celice. Glavnino celic epitelijske plasti sluznice tvorijo enterociti (enoskladni visokoprizmatski epitelij). Enterociti imajo jedra ovalne oblike, ki so v bazi. Citoplazma je eozinofilna zaradi številnih organelov (endoplazemski retikulum, Golgijev aparat, endosomi). Na površju enterocitov so mikrovilusi (podaljški epitelija), ki tvorijo ščetkast obrobek. Mikrovilusi vsebujejo glikokaliks (ogljikovi hidrati). 166 VILA Glavni funkciji enterocitov sta prebava in absorbcija vode in hranilnih snovi. Na apikalni strani imajo enterociti sluznične prebavne encime, kot so npr. disaharidaze, aminopeptidaze, lipaze, alkalna fosfataza. Na lateralni strani so med enterociti tesni stiki. Na bazalni strani je bazalna membrana. V epitelijski plasti sluznice vidimo številne čašice (enocelične eksokrine mukozne žleze). Tvorijo nevtralni in kisli glikoprotein mucin. Po stiku z vodo nastane mukus, ki ima zaščitno vlogo pred erozivnim učinkom kislin. Število čašic v tankem črevesu se povečuje od dvanajstnika proti ileumu. Histologija • EMŠ Medicina • PREBA V epitelijski plasti sluznice vidimo številne intraepitelijske limfocite, ki jih je manj kot 25 /100 epitelijskih celic (količina npr. več kot 30/100 je značilna za celiakijo). V sluznični plasti vidimo tudi celice M, ki so celice mononuklearnega fagocitnega sistema. Njihova funkcija je prenos antigenov do makrofagov. Ta prenos poteka s procesom endocitoze. Celice M so ploščate oblike z mikrogubami na apikalni površini, na bazolateralni površini pa imajo invaginacije. Sodelujejo z dendritičnimi celicami in makrofagi. Nahajajo se v epiteliju nad limfnimi folikli. V sluznični plasti vseh delov tankega črevesja vidimo pogosto tudi Panethove celice. Navadno (pri zdravih osebah) ležijo samo v Lieberkühnovih kriptah (ne pa v epitelijski plasti na površju), in sicer natančneje na dnu Lieberkühnovih kript. Celice so piramidne oblike. Jedro Panethove celice je okrogle oblike in leži bazalno. Citoplazma je eozinofilna zaradi številnih organelov (zrnati endoplazemski retikulum, Golgijev aparat, številni mitohondriji in številna sekrecijska zrnca). Panethove celice so sposobne fagocitoze. Funkcije Panethovih celic so: • uravnavanje črevesne flore, • obramba matičnih celic oziroma regenerativnih celic (angl. stem cells), • obramba pred patogenimi bakterijami in protozoji. Tvorijo baktericidni lizocim, hidrofobni α-defenzin, fosfolipazo A2, tumor nekrotizirajoči dejavnik α (TNF α) in epidermalni rastni dejavnik. Hidrofobni α-defensin se veže na membrane mikroorganizmov in naredi pore; deluje na citotoksične limfocite (CD8). V sluznični plasti najdemo tudi redke enteroendokrine celice, ki jih je 1 % vseh celic v epitelijski plasti. Enteroendokrine celice imajo zrnca s hormoni v bazalnem delu celic. Delujejo predvsem parakrino in v manjšem delu endokrino (vstopijo v krvni sistem). KLINIČNI POMEN Enterociti in čašice tankega črevesja izražajo karcinoembrionalni antigen (CEA) in CD10, ki ju lahko prikažemo imunohistokemično. Povečana raven CEA v krvi je lahko ob tumorjih tankega in debelega črevesja. Med vsemi karcinomi (maligni epitelijski tumorji) imajo visoko mesto po pogostnosti zlasti tumorji debelega črevesja, medtem ko so tumorji tankega črevesja zelo redki. 167 VILA Podsluznica (submucosa) Podsluznica je druga plast tankega črevesa. Tvori jo rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in submukozni Meissnerjev živčni pletež. Mišično plast, tretjo plast tankega črevesa, sestavljata 2 plasti gladkih mišičnih celic (notranja krožna in zunanja vzdolžna plast, ki potekata pravokotno druga na drugo), vmes pa je vegetativni mienterični (Auerbachov) živčni pletež. Mišično plast, ki skrbi za peristaltično aktivnost tankega črevesa, sestavljajo gladke mišične celice. V mišični plasti so še Cajalove celice (Slika 13.12). V prebavilih so prisotne vse od srednje tretjine Histologija • EMŠ Medicina • PREBA požiralnika do zadnjika. Najdemo jih v notranji krožni in zunanji vzdolžni plasti mišične plasti. So vretenasto oblikovane intersticijske celice. Prikažemo jih imunohistokemično (barvanje na različne označevalce, npr. CD117, DOG1, CD34). Njihova glavna funkcija je nadzor krčenja prebavne cevi. Skrbijo za aktiviranje gladkih mišičnih celic in nastanek peristaltike in so t.i. spodbujevalniki, nekakšni pacemakerji črevesja. Oživčujejo jih živčni končiči Auerbachovega živčnega pleteža. Med seboj in z mišičnimi celicami so povezane s presledkovnimi stiki. Na njihovem površju je receptor (encim tirozinska kinaza). Slika 13.12. Cajalove celice. 168 VILA KLINIČNI POMEN Gastrointestinalni stromalni tumorji (GIST) izvirajo iz Cajalovih celic. Najpogosteje jih najdemo v želodcu in tankem črevesju. Pri odkrivanju teh tumorjev so v pomoč različni biološki označevalci (npr.: CD117, DOG1). Prva biološka zdravila so izdelali ravno proti tem tumorjem. Glavni dejavnik za nastanek teh tumorjev, ne pa edini, so konstitutivne aktivirajoče mutacije protoonkogena KIT in gena za receptor trombocitnega rastnega dejavnika A (PDGFRA). Te gonilne mutacije so prisotne pri 85–90 % bolnikov z GIST. Prisotnost teh mutacij se je izkazala kot napovedni dejavnik odgovora na zdravljenje s tirozin kinaznimi inhibitorji (TKI) – imatinibom, sunitinibom, regorafenibom, ripretinibom, avapritinibom– pri bolnikih z razsejanim GIST. Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Zunanjo plast, četrto plast tankega črevesa, tvori rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami ter maščobnimi celicami (adventicija), na površju pa je ploščati epitelij (mezotelij). Imenujemo jo serozna membrana ali seroza (adventicija + mezotelij). Seroza pokriva celotni del tankega črevesa, razen spodnje tretjine dvanajstnika, ki ga pokriva adventicija. Histološke posebnosti dvanajstnika Črevesne resice so široke in dolge (daljše kot distalno v tankem črevesu, v ileumu). V epitelijski plasti dvanajstnika so čašice, vendar jih je najmanj v tankem črevesu (več jih je v jejunumu, največ v ileumu). Za dvanajstnik so značilne mukozne Brunnerjeve žleze, ki so razvejane, zvite in cevaste žleze. Brunnerjeve žleze so predvsem v submukozi, lahko pa gredo preko mišične plasti sluznice v lamino proprijo mukoze (Slika 13.13). Izločajo nevtralni mucin (nevtralizira kislo vsebino iz želodca) in urogastron. Urogastron zavira izločanje HCl (neposredno zavira acidogene celice želodca) ter povečuje mitotično aktivnost epitelijskih celic. Slika 13.13. Dvanajstnik. 169 VILA Histološke posebnosti jejunuma Črevesne resice so široke in dolge (daljše kot v ileumu). V epitelijski plasti sluznice so čašice, ki jih je več kot v dvanajstniku in manj kot v ileumu. Podsluznico jejunuma, tipično za tanko črevo, tvori rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in submukozni Meissnerjev živčni pletež. Prav tako ni posebnosti v mišični plasti in v serozi glede na ostale dele tankega črevesja (Slika 13.14). Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.14. Jejunum. Histološke posebnosti ileuma Črevesne resice so dokaj ozke in kratke v primerjavi z resicami preostalega dela tankega črevesja. V epitelijski plasti je veliko čašic (največ v tankem črevesju), ob njih pa so tudi ostale celice, ki tvorijo epitelijsko plast. V podsluznici ileuma so poleg rahlega veziva s krvnimi in limfnimi žilami in submukoznega Meissnerjeva živčnega pleteža številni limfni folikli, v katerih so tudi reakcijska središča. Skupke limfnega tkiva imenujemo Peyerjeve plošče. Mišična plast in seroza sta takšni kot v ostalem delu tankega črevesja (Slika 13.15). 170 Slika 13.15. Ileum. VILA DEBELO ČREVO (INTESTINUM CRASSUM) Debelo črevo sega od ileocekalne zaklopke do anusa in je dolgo približno 1,5 metra. Delimo ga na več delov: slepo črevo (cecum), debelo črevo (colon) in zadnjik (anus). Slepo črevo ima podaljšek, slepič (appendix vermiformis). Debelo črevo delimo na več delov: ascendentni kolon (colon ascendens), transverzalni kolon (colon transversum), descendentni kolon (colon descendens), sigmoidni kolon (colon sygmoideus) ter danka (rectum). Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Končni del debelega črevesa je danka (rectum), ki se proti koncu razširi v ampulo, nato pa zoži v analni kanal (canalis analis). Konča se z analno odprtino ali zadnjikom (anus). Steno debelega črevesa tvorijo štiri plasti: sluznica, podsluznica, mišična plast in zunanja vezivna plast (Slika 13.16). Slika 13.16. Debelo črevo. Sluznica Sluznica je podobna kot pri tankem črevesu, nima pa resic. V lamini propriji sluznice najdemo podobno kot v tankem črevesu Lieberkühnove kripte (imajo povezavo s svetlino), veliko pa je tudi limfatičnega tkiva (največ v slepiču). V epitelijski plasti sluznice so številne celice: enterociti, čašice, Panethove celice, enteroendokrine celice, intraepitelijski limfociti, celice M ter regenerativne celice (Slika 13.17). Enterociti (nekateri uporabljajo tudi izraz kolonociti) imajo kratke mikroviluse apikalno, razširjeni medcelični prostori omogočajo aktivno absorpcijo tekočin. 171 VILA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.17. Debelo črevo – enteroendokrine celice (imunohistokemični prikaz). Čašic je več kot v tankem črevesu, njihovo število pa se veča od cekuma do sigmoidnega dela kolona. Panethove celice so normalno prisotne v cekumu, ascedentnem kolonu, proksimalnih 2/3 transverzalnega kolona. Celic M je po oceni do največ 10 % vseh celic epitelijske plasti sluznice. Podsluznica V podsluznici debelega črevesa je rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in submukozni Meissnerjev živčni pletež. Sluznica in podsluznica delata polmesečaste gube (plicae semilunares/semicirculares). Mišična plast Mišično plast tvorita 2 plasti: sklenjena notranja krožna, ki se zajeda v svetlino, in zunanja vzdolžna, ki tvori 3 trakove (teniae coli). Taeniae coli so v cekumu in kolonu, ni pa jih v rektumu, analnem kanalu in slepiču. Njihove kontrakcije so segmentne in peristaltične. V mišični plasti najdemo tudi Cajalove celice. Seroza Zunanjo plast tvori rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami ter maščobnimi celicami, na površju pa je ploščati epitelij (mezotelij). Seroza je v debelem črevesu izbočena in v teh izboklinah so maščobne krpice (appendices epiploicae). 172 VILA Funkcija debelega črevesa V debelem črevesu se vrši resorpcija vode, nekaterih elektrolitov in plinov ter izločanje blata. Krčenje mišične plasti je segmentno (skrbi za mešanje vsebine črevesa) in peristaltično (porine blato naprej, v danko). POSEBNOSTI POSAMEZNIH DELOV DEBELEGA ČREVESA SLEPIČ (APPENDIX VERMIFORMIS) Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slepič je 5–6 cm dolg podaljšek cekuma. Histološko je sluznica podobna preostalemu delu debelega črevesa. Celice epitelijske plasti so iste kot v preostalem delu debelega črevesa. V lamini propriji so številni limfatični folikli z reakcijskimi središči ter Lieberkühnove kripte (Slika 13.18). Zaradi obilice limfatičnega tkiva je meja med sluznico in podsluznico manj očitna. Mišična plast sluznice je tanka. V podsluznici slepiča je rahlo vezivo s krvnimi in limfnimi žilami in submukozni Meissnerjev živčni pletež. Mišična plast je debela in jo tvorita 2 plasti: notranja krožna in zunanja vzdolžna plast, vmes pa so mienterični (Auerbachov) živčni pletež in Cajalove celice. Slepič pokriva seroza. Slika 13.18. Slepič. DANKA (RECTUM) IN ANALNI KANAL (CANALIS ANALIS) Danka je del črevesa v medenici. Proti koncu se razširi v ampulo, nato pa se zoži v analni kanal ter konča z odprtino, imenovano zadnjik (anus) (Slika 13.19). 173 VILA Sluznica danke je histološko podobna sluznici preostalega dela debelega črevesa. Sluznica nima resic, ima pa kripte. V epitelijski plasti sluznice prevladujejo enterociti, veliko pa je tudi čašic. V lamini propriji je limfatično tkivo. Mišična plast sluznice je iz gladke mišičnine (kot v vseh delih črevesa), krožno potekajoča (Slika 13.19, Slika 13.20). Podsluznica danke je podobna kot drugod v debelem črevesu. Posebnost sta dva venska pleteža, notranji in zunanji hemoroidni pletež (plexus haemorrhoidales). Mišično plast analnega kanala tvorita 2 glavni skupini mišic, notranji in zunanji sfinkter. Notranji sfinkter ali notranja zapiralka ( m. sphincter ani internus) je nadaljevanje notranje Histologija • EMŠ Medicina • PREBA krožne mišične plasti danke (muscularis propria) (Slika 13.20). Zunanji sfinkter ali zunanja zapiralka (m. sphincter ani externus) je iz skeletne mišičnine, obkroža notranji sfinkter ter se nadaljuje kavdalno in se konča približno 1 cm distalno od notranjega sfinktra. Prehod danke v anus imenujemo anorektalni stik, ko sluznica danke (rectum) preide v kožo v anusu. Histološka posebnost sluznice anusa so vzdolžne gube (c olumnae anales Morgagni). Iz teh vzdolžnih gub izvira 6–12 analnih žlez. Analne žleze segajo do podsluznice in polovica analnih žlez prodira v notranji analni sfinkter. Epitelij analnih žlez se razlikuje glede na mesto in je lahko ploščati (na ustju žlez), prehodni (v prehodu v globino, v vratnem delu) in izo- do visokoprizmatski v globjem delu analnih žlez. Slika 13.19. Shema danke, analnega kanala in anusa (GMC - gladke mišične celice). 174 VILA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.20. Danka in analni kanal. Zgoraj na sliki vidimo enake žleze kot v preostalem delu kolona, nato sledi anorektalni stik, ko se pojavi večskladni ploščati epitelij kože. Zgoraj vidimo notranji sfinkter iz gladke mišičnine, spodaj na sliki, ob lojnicah in dlakah, pa vidimo zunanji sfinkter iz skeletne mišičnine. 175 VILA Velike prebavne žleze so: • velike žleze slinavke, • jetra, • trebušna slinavka. TREBUŠNA SLINAVKA (PANCREAS) Trebušna slinavka je organ, ki leži retroperitonealno v trebušni votlini. Pankreas ima 2 tipa izločanja, zunanje (eksokrino) in notranje (endokrino). Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Trebušno slinavko pokriva tanka vezivna ovojnica, ki s pretini predeli organ na režnjiče. V parenhimu prepoznamo dokaj enostavno eksokrini in endokrini del trebušne slinavke (Slika 13.21). Endokrini del (Langerhansove otočke) obdaja tanka plast veziva (ne predstavlja prave vezivne ovojnice, ki je debelejša), ki ločuje otočke od eksokrinega dela. Langerhansovi otočki so po videzu svetlejši od eksokrinega dela in so različno veliki. Trebušna slinavka je dobro ožiljena. V eksokrinem delu so zvezne kapilare, v endokrinem delu pa fenestrirane kapilare. Različne celice v Langerhansovih otočkih (celice A, B, D, F ali PP) tvorijo različne hormone (inzulin, glukagon, somatostatin, pankreatične polipeptide), ki se izločajo v kri (endokrino). V parenhimu prevladuje eksokrini del nad endokrinim delom. Eksokrini del trebušne slinavke tvorijo serozni žlezni mešički ali acinusi z izvodili. Trebušna slinavka je albuminozna žleza, ki dnevno izloči 1,5 l alkalnega pankreatičnega soka. Žlezni mešički ali žlezni acinusi Žlezne mešičke (acinuse) tvorijo acinarne celice. Acinarne celice so piramidaste oziroma izoprizmatske oblike, v bazalnem delu imajo jedra. Njihova citoplazma je bazofilna zaradi številnih organelov. Na acinarnih celicah poteka intenzivna sinteza peptidov, zato imajo veliko zrnatega endoplazemskega retikuluma. Prav tako imajo obilo Golgijevega aparata, v katerem poteka dodajanje ogljikohidratov peptidnemu delu. V acinarnih celicah poteka živahna sinteza polipeptidov oz. proteinov. V apikalnem delu acinarnih celic so sekrecijska (zimogena) zrnca, ki jih prikažemo z reakcijo po PAS-u zaradi ogljikohidratnega dela v peptidih. V apikalnem delu acinarnih celic je citoplazma eozinofilna. V acinusih ni mioepitelijskih celic. Acinarne celice tvorijo številne prebavne encime, kot na primer: proteaze (tripsinogen, himotripsinogen, proelastaze, prokalikreinogen, prokarboksipeptidaza), amilazo, lipazo, nukleaze (DNAze, RNAze). Izločanje spodbujajo: • holecistokinin (spodbudi acinarne celice k tvorbi encimov), • sekretin (spodbudi vode k proizvodnji vode in bikarbonatov). 176 VILA Sistem izvodil trebušne slinavke Izvodila delimo na tista znotraj režnjičev (intralobularni vodi) in tista med režnjiči (interlobularni vodi). Intralobularne vode tvorijo centroacinarne celice, vstavki ( angl. intercalated ducts) in slinjaki. Prehod med njimi je neizrazit. Centroacinarne celice in vstavki imajo izoprizmatski epitelij, slinjaki pa visokoprizmatski epitelij. Intralobularne vode ne obdaja vezivo ali pa je tega izjemno malo. Stena interlobularnih vodov je iz visokoprizmatskega epitelija, obdaja jo različno debela plast Histologija • EMŠ Medicina • PREBA veziva. Številni interlobularni vodi se izlivajo v pankreasov vod (ductus pancreaticus), ki se združi z žolčevodom (ductus choledochus) v skupno izvodilo (ductus hepatopancreaticus), ki se izliva v dvanajstnik skozi veliko dvanajstnikovo papilo (papilla duodeni major). Slika 13.21. Trebušna slinavka. KLINIČNI POMEN Vnetje trebušne slinavke (pankreatitis) je vnetni proces v trebušni slinavki, ki ga povzročajo različni dejavniki (alkohol, žolčni kamni, ...). Ob vnetju se običajno sproščajo v kri različni encimi (npr. amilaza, lipaza). Povišane vrednosti amilaze in lipaze v krvi so v veliko pomoč pri diagnosticiranju pankreatitisa. 177 VILA JETRA (HEPAR) Jetra so žlezni organ v zgornjem delu trebušne votline. Jetra pokriva tanka vezivna (Glissonova) ovojnica, ki se širi v jetrni parenhim ter podpira žile in žolčne vode. Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.22. Jetra. Na vogalih jetrnega režnjiča so portalna polja, v središču jetrnega režnjiča pa vidimo centralno veno (v. centralis) (Slika 13.22). V portalnem polju je jetrna triada, ki jo tvorijo žolčni vod, interlobularna arterija (veja hepatične arterije), interlobularna vena (veja portalne vene) in mezgovnica. Jetra imajo dvojno žilno oskrbo, in sicer iz portalne vene (3/4 oskrbe) in hepatične arterije (1/4 oskrbe). Portalna vena prinaša hranila iz prebavne cevi in trebušne slinavke. Hepatična arterija oskrbuje jetra z oksigenirano krvjo (tj. bogato s kisikom). Hepatične vene (vv. hepaticae) vodijo vensko kri iz jeter v spodnjo votlo veno (vena cava inferior); v jetrnem poteku nimajo zaklopk. V jetrnem parenhimu so hepatociti (tvorijo jetrne povezke), žolčni kanalčki (med hepatociti), sinusoidi, Dissejev prostor (med endotelijskimi celicami in hepatociti) (Slika 13.23). Parenhim jeter tvorijo jetrne celice ali hepatociti. So poligonalno oblikovane epitelijske celice z eozinofilno citoplazmo (eozinofilija gre na račun številnih mitohondrijev). 75 % hepatocitov ima eno okroglo jedro, ostali so dvojedrni (poliploidni). Jedro je centralno ležeče, svetlo z malo kromatina, enim jedrcem ali z več jedrci in z redkimi mitozami. V citoplazmi s hepatociti lahko najdemo rjav pigment lipofuscin, ki nastane z oksidacijo lipidov v lizosomih. Lipofuscina ne najdemo v normalnih jedrih odraslih, najdemo pa ga v hepatocitih starejših oseb. V citoplazmi hepatocitov je veliko glikogena in maščob. Hepatociti so urejeni v gredice oziroma stebričke (trabekule), ki jih obdaja tanka plast veziva iz kolagena tip III. Stebričke hepatocitov obdajajo jetrni sinusoidi. V jetrne sinusoide molijo Kupferjeve celice, ki so antigen predstavitvene celice (Slika 13.23). Kupferjeve celice odstranjujejo stare eritrocite in shranjujejo železo, vezano na feritin, ter odstranjujejo bakterije iz 178 VILA portalne krvi. V jetrnih sinusoidih teče kri iz portalnih polj k centralni veni oz. venuli (osrednja točka klasičnega jetrnega režnjiča) (Slika 13.24). Venska kri teče nato iz centralne vene oz. venule (razlika v žilni steni med enimi in drugimi) proti hepatični veni ( v. hepatica) in nato v spodnjo votlo veno. V Dissejevih prostorih so zvezdaste celice ali celice Ito in kolagenska vlakna (tipa I, III) ter nemielinizirana živčna vlakna. V Dissejev prostor štrlijo mikrovilusi hepatocitov. Zvezdaste celice imajo pomembno vlogo. V maščobnih kapljicah skladiščijo vitamin A, tvorijo komponente zunajceličnega matriksa oz. medceličnine (po poškodbi jeter se pretvorijo v Histologija • EMŠ Medicina • PREBA miofibroblaste in tvorijo kolagen tipa I, III in IV) ter izločajo citokine (s citokini uravnavajo aktivnost Kupfferjevih celic). Jetra so edini organ pri človeku, ki je sposoben regeneracije. Slika 13.23. Shematski prikaz hepatocita in njegovih mej. Meji na fenestrirani endotelij ter na sosednje hepatocite, vmes pa so žolčni kanalčki. Med endotelijem fenestriranih kapilar in hepatociti je Dissejev prostor. Slika 13.24. Shematski prikaz treh tipov režnjičev. 179 VILA Klasični jetrni režnjič Klasični jetrni režnjič je heksagonalne oblike (Slika 13.24). V sredini ima veno centralis in na obrobju portalno polje. Kri teče iz portalnega polja proti centralni veni (endokrina - hepatociti izločajo snovi v kri). Presnovki in strupene snovi dosežejo najprej periferijo in nato centralni del jetrnega parenhima. Portalni režnjič Portalni režnjič je trikotne oblike (Slika 13.24). Omejen je s tremi ravninami, ki se stikajo v Histologija • EMŠ Medicina • PREBA centralni veni, središče pa je v portalnem polju. Hepatociti tvorijo žolč (eksokrina funkcija). Žolč teče proti portalnemu polju (obratno kot kri). Tretji tip je jetrni acinus (Rappaportov acinus) (Slika 13.24). Je diamantne oblike, sestavljen iz jetrnega parenhima, ki se razprostira med 2 centralnima venama, stranski meji pa oblikujeta portalni polji. Jetrni acinus oskrbujejo s krvjo končne veje hepatične arterije in portalne vene. Z ozirom na preskrbo s kisikom so v jetrnem acinusu hepatociti razvrščeni v 3 cone: cona I je najbližje portalnemu polju in ima najboljšo preskrbo s kisikom in hranili, cona II je vmesna cona in cona III, ki je ob centralni veni, ima najslabšo oksigenacijo in oskrbo s hranili. Funkcije jeter Jetra opravljajo številne funkcije. Imajo eksokrino in endokrino vlogo. Jetra imajo več kot 100 različnih funkcij, med katerimi jih največ opravijo jetrne celice (Tabela 13.2). Dnevno izločijo 600 do 1.200 ml žolča, ki poleg vode in organskih snovi vsebuje žolčne soli (žolčne kisline), bilirubin, glukuronide (žolčni pigment), fosfolipide, lecitin, holesterol, elektrolite plazme (posebno natrijev bikarbonat in protitelesa IgA). Žolčne soli predstavljajo polovico organskih sestavin žolča. Večina se jih vsrka iz tankega črevesa. Potem ko v jetra vstopijo preko vene porte, jih prevzamejo hepatociti z endocitozo. Nato preidejo v žolčne kanalčke in se ponovno sprostijo v dvanajstnik (enterohepatični obtok žolčnih kislin). 10 % se jih sintetizira na novo v zrnatem endoplazemskemu retikulumu hepatocitov s konjugacijo holne kisline (presnovni stranski produkt holesterola) s taurinom (tauriholna kislina) ali glicinom (glikoholna kislina). Bilirubin je rumeno zelen in v vodi netopen pigment, ki nastane iz hemoglobina. Vsebuje vodo, elektrolite, žolčne kisline, holesterol, fosfolipide in konjugirani bilirubin. Ko makrofagi razgradijo odmrle eritrocite v vranici in Kupfferjevih celicah jeter, se bilirubin sprošča v krvni obtok in se veže na albumine krvne plazme. To je prosti bilirubin, ki vstopi z endocitozo v hepatocite. V zrnatem endoplazemskemu retikulumu hepatocita je encim glukuroniltransferaza, ki katalizira konjugacijo bilirubina z glukuronsko kislino, tako da nastane vodotopni konjugirani bilirubin. Preko žolčnih kanalčkov se z žolčem izloča v blato, le malo pa v kri. 180 VILA Tabela 13.2: Funkcije jeter oz. njihovih celic. Funkcija Ključna celica Tvorba in izločanje žolča hepatocit Tvorba beljakovin (albumin, fibrinogen, protrombin idr. hepatocit faktorji strjevanja krvi, apolipoproteini, transferin ...) Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Pretvorba aminokislin v glukozo (glukoneogeneza) hepatocit Detoksificiranje strupov hepatocit Deaminacija aminokislin hepatocit Odstranjevanje amoniaka hepatocit Tvorba uree hepatocit Shranjevanje glukoze v zrncih glikogena in trigliceridov hepatocit Tvorba toplote hepatocit Shranjevanje železa, vezanega na protein feritin hepatocit Inaktiviranje hormonov (npr. steroidi, inzulin, glukagon, hepatocit ščitnični hormoni) Odstranjevanje starih eritrocitov Kupferjeve celice Shranjevanje vitaminov, topnih v maščobah (vitamin A, D, E, celice Ito K, B12) Hemopoeza 181 VILA Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Slika 13.25. Jetra-tripansko modrilo. ŽOLČNIK (VESICA BILIARIS) V žolčniku se shranjuje žolč. Sluznico žolčnika tvorita enoskladni visokoprizmatski epitelij in lamina proprija. Lamino proprijo sestavlja vezivo z elastičnimi in kolagenskimi vlakni, živčna vlakna, žile, makrofagi, mastociti. Mukozne žleze najdemo samo v vratnem delu žolčnika. So v lamini propriji sluznice. V mišični plasti so gladke mišične celice. Zunanjo plast tvori vezivo iz elastičnih in kolagenskih vlaken (adventicija), ki je pokrito z mezotelijem (seroza) (Slika 13.26). Histofiziologija žolčnika Naloga žolčnika je shranjevanje, zgostitev in sproščanje žolča v dvanajstnik. Dnevno se iz jeter sprosti 800 do 1.000 ml žolča. Krčenje žolčnika je pod vplivom kompleksnih živčnih (vagus) in hormonskih mehanizmov. Pri praznjenju žolnika igra zelo pomembno vlogo hormon holecistokinin, ki ga izločajo celice DNES iz dvanajstnika. Na krčenje žolčnika vplivajo še drugi hormoni, kot so npr. pankreatični polipeptidi, motilin in somatostatin. Slika 13.26. Žolčnik. 182 VILA Zunajjetrna žolčna izvodila Levi in desni hepatični vod odvajata žolč iz jetrnih lobusov. Oba hepatična voda se v porti hepatis združita v skupni hepatični vod ( ductus hepaticus communis). Ta se združi z izvodilom žolčnika (ductus cysticus), ki ima sluznične gube iz gladke mišičnine (valvula spiralis Heisteri), povezuje žolčnik s spodnjim delom skupnega hepatičnega voda ter tvori žolčevod (ductus choledochus). Vsi vodi imajo enoskladen visokoprizmatski epitelij, pod katerim je plast veziva z mukoznimi žlezami in gladko mišičnino. V distalnem delu se žolčevodu pridruži pankreasov vod (ductus pancreaticus Wirsungi). Skupaj tvorita Vaterjevo ampulo (ampulla Vateri) (Slika 13.27). Histologija • EMŠ Medicina • PREBA Izstop skupnega žolčevoda in voda trebušne slinavke obdajajo snopi gladke mišice, ki potekajo krožno in vzdolžno. Tvorijo Oddijevo zapiralko. Gladka mišičnina, ki tvori Oddijevo zapiralko, je funkcionalno ter razvojno različna od mišične stene dvanajstnika. Slika 13.27. Žolčna izvodila. Številni interlobularni vodi se izlivajo v pankreasov vod (ductus pancreaticus Wirsungi), ki se združi z žolčevodom (ductus choledochus) v skupno izvodilo (ductus hepatopancreaticus), ki se izliva v dvanajstnik v veliki dvanajstnikovi papili (papilla duodeni major). Pogosto ima pankreas še pomožno izvodilo, akcesorni pankreasov vod (ductus pancreaticus accessorius Santorini). Ta zbira sekret iz glave trebušne slinavke in se izliva skozi ustje v mali dvanajstnikovi papili, papilla minor duodeni, ki leži nad veliko papilo. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 16e izdaja. McGraw Hill; 2021. 183 VILA 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. Histologija • EMŠ Medicina • PREBA 184 14 DIHALA (Apparatus respiratorius) Danijel Petrovič, Jernej Letonja Histologija • EMŠ Medicina Dihala obsegajo dihalno pot (prevodno cono) in izmenjalno cono (respiratorno cono, sinonim respiracijsko cono), ki jo sestavljajo pljučni mešički–alveoli (Tabela 14.2). • Dihalne poti so cevaste strukture, ki ob delovanju prezračevalnega mehanizma ne smejo kolabirati in morajo ostati odprte. Zato imajo v steni oporo (podporo), bodisi hrustanec ali kost. V dihalno pot sodijo nosna votlina, nazofarinks, larinks, traheja, bronhi, bronhioli in terminalni bronhioli. V dihalnih poteh se zrak segreje, ovlaži in očisti. • Izmenjalno cono tvorijo respiratorni bronhioli, alveolni vodi in alveoli. V pljučnih alveolih poteka izmenjava kisika in ogljikovega dioksida med zrakom in krvjo. VENTILACIJSKI (PREZRAČEVALNI) MEHANIZEM Ventilacijski mehanizem ustvarja razlike v tlakih. Razlike v tlakih omogočajo premikanje zraka pri vdihu in izdihu. V premikanje zraka so vključeni prsni koš, trebušna prepona, medrebrne mišice, trebušne mišice, plevralna votlina in elastično vezivno tkivo pljuč. Vdih je aktiven, povzroča ga krčenje skeletnih mišic (medrebrne mišice dvignejo rebra, trebušna prepona in trebušne mišice spustijo dno prsne votline), kar poveča prsno votlino. Nastane podtlak, ki potegne zrak skozi dihalne poti v pljuča. Dihalne poti se razširijo z zrakom, ta napihne pljuča in raztegne elastično vezivno tkivo. Izdih je pasiven. Mišice se sprostijo, elastična vlakna skrčijo pljuča in iztisnejo zrak. NOSNA VOTLINA (CAVUM NASI) Nosno votlino deli nosni pretin na 2 simetrični votlini. Nosna votlina ima 3 območja, pokrita z različnimi sluznicami: nosni preddvor, dihalno in vohalno območje (Slika 14.1 in Tabela 14.1). Slika 14.1. Nosna votlina, nosni preddvor, dihalna pot in izmenjalna cona. 185 Nosni preddvor (vestibularno območje) je najširši del nosne votline in se nahaja tik za nosnicama (Slika 14.1). Odet je z večskladnim ploščatim poroženevajočim epitelijem in poraščen z dlakami (vibrise), ki filtrirajo velike delce iz vdihanega zraka. V vezivu pod epitelijem so žleze lojnice in znojnice. Oporo mu daje hialina hrustančevina nosnega krila in nosnega pretina. Globlje v vestibulumu se epitelij spremeni iz večskladnega ploščatega poroženevajočega v neporoženevajoči večskladni ploščati epitelij. Dihalno (respiratorno) območje je pokrito z večvrstnim visokoprizmatskim epitelijem z migetalkami in čašicami (respiratorni epitelij). Respiratornemu območju daje oporo hialina Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA hrustančevina in kostnina. Iz stranskih sten se v svetlino nosne votline bočijo nosne školjke (hoane), ki delijo nosno votlino na 3 prehode (spodnji, srednji in zgornji meatus) (Slika 14.1). Oporo nosnim školjkam daje kostnina. Pod epitelijem je lamina proprija, ki vsebuje albuminomukozne žleze, številne limfocite, plazmatke, ki izločajo IgA, tkivne bazofilce (sinonim mastociti) ter bogat pletež krvnih žil. Nosne školjke povečajo površino sluznice in tvorijo pregrade, ki povzročajo vrtinčenje (turbulenco) in tako upočasnjujejo pretok zraka skozi nosno votlino, kar je učinkovita pomoč pri segrevanju in navlažitvi zraka. Izmenično se vsakih 20–30 minut venski pleteži v sluznici nosnih školjk napolnijo s krvjo in se povečajo oz. otečejo. Oteklina omejuje pretok zraka in ga usmerja skozi drugo stran, kar zmanjša izsušitev sluznice. Arterije v stenah nosne votline potekajo v nasprotni smeri vdihanega zraka, kar tudi prispeva k segrevanju zraka. V tem delu dihal se zrak najbolj segreje, čisti in vlaži. Respiratorni epitelij leži na dobro vidni bazalni membrani. Vse celice imajo stik z bazalno membrano, a vse celice ne dosežejo vrha epitelija. Jedra epitelijskih celic so v različnih vrstah, zato ta epitelij imenujemo večvrstni visokoprizmatični epitelij. Ker je ta epitelij v dihalih, ga imenujemo respiracijski epitelij. V respiratornem epiteliju so poleg najpogostejšega tipa epitelija (večvrstni visokoprizmatski epitelij) še visokoprizmatske migetalčne celice, čašice, krtačaste celice (angl. brush cells), celice difuznega nevroendokrinega sistema (DNES) ali male zrnate celice, bazalne celice; nekateri avtorji pa omenjajo še serozne celice. • Visokoprizmatske celice z migetalkami so največje in najpogostejše. Na svoji apikalni površini imajo od 250 do 300 migetalk. • Čašice so intraepitelijske enocelične mukozne žleze. Na površino epitelija izločajo sluz, na katero se ujamejo bakterije in delci iz vdihanega zraka. Migetalke, ki jih imajo migetalčne celice, z utripanjem premikajo sluz proti ustom in žrelu. • Krtačaste celice (angl. brush cells) so redkejše in jih je okoli 3 %. So visokoprizmatske. Na apikalni površini imajo mikroviluse. Na bazi celice imajo holinergično sinapso z aferentnim živčnim vlaknom. Imajo kemosenzorično in imunsko vlogo. Zaznavajo grenak okus/vonj, ki sproži, da krtačaste celice izločijo acetilholin v sinaptično režo, vzdražijo aferentno živčno vlakno, ki prepreči vdih. Preko sinapse vzdražijo aferentne nevrone, ki izločajo nevropeptide (substanca P). Nevropeptidi povzročijo vazodilatacijo, izstopanje nevtrofilcev v vezivo in degranulacijo mastocitov. Zaznavajo tudi bakterije (Pseudomonas aeruginosa). • Bazalne celice so majhne. Ležijo na bazalni lamini, vendar ne dosežejo svetline. So matične (izvorne) celice, ki so sposobne delitve in tako nadomeščajo druge vrste celic. 186 • Celice DNES (male zrnate celice) ležijo bazalno v respiracijskem epiteliju. Vsebujejo veliko majhnih zrnc (nevrosekrecijska) v citoplazmi. Med vsemi celicami respiracijskega epitelija jih je okoli 3 %. Ob dihanju celice epitelija zaznavajo tok zraka, kar povzroči relaksacijo dihalnih poti in žil v pljučih. Vohalno območje (olfaktorno območje) pokriva zgornje školjke in streho nosne votline (Slika 14.1). Pri odraslem človeku je veliko približno 10 cm2. Epitelij je večvrsten visokoprizmatski. Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Vsebuje vohalne nevrone, oporne celice, bazalne celice in krtačaste celice. V lamini propriji so serozne žleze. Oporo mu daje kostnina (Slika 14.2). • Vohalni nevroni so bipolarni nevroni. Na apikalnem koncu bipolarnih nevronov je dendrit z receptorji, na bazalnem koncu pa akson. Ko aksoni zapustijo vohalni epitelij, se v lamini propriji združijo v majhne živce, ki skozi lamino kribrozo etmoidalne kosti vstopijo v možganski del lobanje in se združijo v vohalni živec. Aksoni vohalnega živca v bulbusu olfaktoriusu tvorijo sinapse s projekcijskimi nevroni traktusa olfaktoriusa, ki vodijo signale proti rinencefalonu. Apikalni (luminalni) pol vsake vohalne celice tvori dendrit, ki ima na koncu razširitev, bazalno telo (podobno gumbu), iz katere izhaja 10–20 radialno razporejenih, zelo dolgih, negibljivih migetalk (cilije). Migetalke ležijo na površini epitelijskih celic in so obdane s sluzjo. Migetalke povečajo površino z receptorji za vdihane molekule vonjav, raztopljenih v sluzi. Vezava na receptor sproži akcijski potencial. • Oporne celice so visokoprizmatske z ozkim bazalnim delom celice in širokim apikalnim delom, ki ima na površini mikroviluse v površinski sluzi. V citoplazmi imajo zrnca lipofuscina. Zato je epitelij rumen. V apikalnih delih lateralnih površin so stiki, ki oporne celice vežejo z vohalnimi celicami in učvrstijo njihovo apikalno površino. Bazalne celice so majhne celice, okrogle ali stožčaste oblike, ki ležijo na bazalni membrani. So matične celice za oporne celice in vohalne nevrone. Vohalne nevrone nadomeščajo vsakih 1–2 meseca, podporne celice pa nadomeščajo manj pogosto. Zato je izguba voha zaradi strupenih hlapov ali mehanske poškodbe vohalne sluznice pogosto začasna. Pod vohalnim epitelijem je lamina propria, v kateri so serozne vohalne žleze (Bowmanove žleze), ki izločajo sluz. V sluzi se raztopijo vonjave. V sluzi se izločajo beljakovine, kot so laktoferin, lizocim, amilaza in IgA (podobno kot serozne žleze), lipofuscin ter beljakovine, ki vežejo vonjave. 187 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Slika 14.2. Epitelij vohalnega območja (zgoraj) in nosna votlina z vohalnim območjem (spodaj). OBNOSNE VOTLINE OZ. PARANAZALNI SINUSI Obnosne votline so votline, ki se nahajajo v 4 kosteh: sitki (etmoidni kosti), zagozdnici (sfenoidni kosti), čelni (frontalni) in zgornji čeljustni (maksilarni) kosti. Poimenujemo jih po kosteh, v katerih so le-te nameščene: etmoidalni sinus, sfenoidalni sinus, frontalni sinus in maksilarni sinus (Slika 14.3). Votline obdaja nekoliko nižji respiratorni epitelij, kot je v nosni votlini. Pod njim je lamina proprija z mešanimi žlezami in limfatičnim tkivom. Pritrjena je na spodaj ležeči periost. Vse obnosne votline so z eno ali več manjšimi odprtinami povezane z nosno votlino. Slika 14.3. Obnosne votline – paranazalni sinusi. 188 ŽRELO (PHARYNX) Iz nosne votline vodi pot za zrak skozi nosni del žrela v grlo. Začne se na koncu obeh nosnih votlin (na koncu zgornjega, srednjega in spodnjega meatusa, ki ga tvorijo hoane) in sega do vhoda v grlo. Žrelo delimo na zgornji ali nosni del (nasopharynx), srednji ali ustni del (oropharynx) in spodnji ali laringealni del (laryngopharynx) (Slika 14.4, Tabela 14.1). Dihalna pot žrela je enotna votlina. Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA • Nosni del žrela (nasopharynx) pokriva respiracijski epitelij, pod njim je lamina proprija, v kateri je neinkapsulirano limfno tkivo - žrelnica ( tonsilla pharyngea), levo in desno pa je tubarna tonzila (tonsilla tubaria), ki se nahaja v bližini ušesne troblje. • Srednji del žrela je orofarinks (oropharynx). Sluznico pokriva večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Pod njim je vezivna lamina proprija z mešanimi žlezami. Meja med ustno votlino in žrelom je goltna ožina ( istmus faucium), kjer sta v lamini propriji nebnica (tonsilla palatina) in jezična tonzila (tonsilla lingvalis). • Spodnji del je laringofarinks (laryngopharynx), ki se na spodnjem koncu nadaljuje z grlom in požiralnikom. Na površini je večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij, pod njim je lamina proprija z mešanimi žlezami. Lamina proprija žrela je povezana z vezivno ovojnico skeletne mišičnine žrela. Slika 14.4. Deli žrela. GRLO (LARYNX) Grlo povezuje žrelo s sapnikom. Ogrodje je sestavljeno iz večjih hialinih ter manjših elastičnih hrustancev, ki skrbijo, da je dihalna pot ves čas odprta. Poklopec je v začetnem delu grla (Slika 14.5). Preprečuje vstop hrane in pijače v dihalno pot. Na površini je večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Pod njim je lamina proprija, ki je bogato infiltrirana z limfociti. Lamina proprija na lingvalni strani poklopca tvori visoke vezivne papile, toda na laringealni strani papil ni. Oporo mu daje elastična hrustančevina, ob kateri so mešane žleze. Sluznica grla tvori 2 parni sluznični gubi (Slika 14.5, Tabela 14.1), • zgornji lažni glasilki (plicae ventriculares) in • spodnji pravi glasilki (plicae vocales), 189 ki razdelita grlo na 3 dele (Slika 14.5): • laringealni vestibulum (vestibulum laryngis) (nad lažno glasilko), • laringealni ventrikel (ventriculus laryngis) (med lažno in pravo glasilko) in • cavitas infraglottica (pod pravo glasilko). Glasilke oblikujejo zvoke. Večino grla pokriva respiratorni epitelij. Pod epitelijem je lamina proprija z elastičnimi vlakni, maščobnim tkivom, mešanimi žlezami, ki izločajo sluz, ter z neinkapsuliranim limfnim tkivom (laringealna tonzila). Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Sluznico prave glasilke pokriva večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Pod njim so elastična vlakna, ki tvorijo vokalni ligament, in skeletna vokalna mišica. V sluznici ni žlez. Vokalni ligament in vokalna mišica spreminjata napetost glasilk skupaj z notranjo (intrinzično) skeletno mišičnino grla. To mišičje uravnava širino prostora med glasilkama (rima glottidis) in omogoča natančno uravnavanje vibracij njihovih prostih robov pri izdihu zraka. Ogrodje grla je iz hialine in elastične hrustančevine. Hrustanci so med seboj povezani z ligamenti in mišicami. Iz hialine hrustančevine so neparni tiroidni (ščitasti) in krikoidni (obročasti) ter spodnji del obeh aritenoidnih (piramidastih) hrustancev. Iz elastične hrustančevine je neparni epiglotis (poklopec), oba kuneiformna in kornikulatna hrustanca ter zgornji del obeh aritenoidnih hrustancev. Slika 14.5. Grlo – frontalni prerez (levo), grlo s pravo in lažno glasilko (desno). 190 SAPNIK (TRACHEA) Sapnik (trachea) vodi zrak iz grla v 2 glavni sapnici (glavna bronha). Sluznico (Slika 14.6, Slika 14.7) sapnika pokriva respiratorni epitelij. Pod epitelijem je lamina proprija iz rahlega veziva s številnimi krvnimi žilami. V njej so izvodila mešanih žlez iz podsluznice. Med sluznico in podsluznico je plast elastičnih vlaken. Podsluznica (Slika 14.6, Slika 14.7) je iz čvrstega veziva z elastičnimi vlakni in mešanimi žlezami. Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Žleze izločajo sluz, v kateri so imunoglobulini A, ki povečajo obrambno sposobnost sluznice v dihalih. Mišično-vezivna-hrustančna ovojnica (podporna plast) (Slika 14.6, Slika 14.7) je sestavljena iz 16–20 podkvasto oblikovanih hialinih hrustančnih ploščic v obliki črke C, ki so zadaj povezani s trahealno mišico iz gladke mišičnine ter elastičnimi vlakni. Elastična vlakna in snopi gladke mišičnine (m. trachealis) povečajo hitrost pretoka zraka med kašljanjem, prisiljenim izdihom in govorom tako, da zožijo svetlino in povečajo pritisk zraka pod zožitvijo. Vezivna ovojnica (adventicija) (Slika 14.6, Slika 14.7) povezuje sapnik s sosednjimi organi (Tabela 14.1). Nekateri avtorji menijo, da je mišično-vezivno-hrustančna ovojnica del adventicije. Slika 14.6. Sapnik (vzdolžni prerez). Slika 14.7. Sapnik, sluznica, podsluznica, mišično-vezivna-hrustančna ovojnica, adventicija (prečni prerez). 191 192 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Tabela 14.1: Zgornja dihalna pot. Področje Epitelij Žleze Podpora (mišice, skelet, Lastnosti in funkcija hrustanec, kost) Nosni preddvor večskladni ploščati lojnice in znojnice hialina hrustančevina vibrise in vlaga; oboje filtrirajo in poroženevajoči, vlažijo zrak neporoženevajoči Nosna votlina respiratorni mešane žleze hialina hrustančevina in bogata ožiljenost in žleze grejejo, kostnina vlažijo in čistijo zrak Vohalno področje vohalni z bipolarnimi serozne (Bowmanove) kost (etmoidalna) zaznavajo raztopljene molekule nevroni žleze vonja iz zraka Nazofarinks respiratorni in mešane žleze kostnina in skeletna mišičnina prevaja zrak v grlo; žrelnica, in zadajšnji večskladni ploščati tubarna žleza in nebnica orofarinks Grlo respiratorni in mukozne in majhne elastična in hialina fonacija; poklopec zapira vhod v večskladni ploščati mešane žleze hrustančevina, ligamenti, dihala med požiranjem skeletna mišičnina Sapnik respiratorni mešane žleze: veliko hialina hrustančevina v obliki prevaja zrak v primarne bronhe mukoznih žlez, črke C, na zadajšnjem delu posamezne serozne gladka mišičnina PLJUČA (PULMO) Sapnik se v pljučih deli na bronhe (sapnice), ti pa na bronhiole. Sapnici sta zgrajeni podobno kot sapnik. Prevodna cona pljuč Prevodna cona pljuč je znotrajpljučna dihalna pot, ki jo sestavlja bronhialno drevo. Bronhialno drevo sestavljajo močno razvejane dihalne poti znotraj pljuč. Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Bronhialno drevo tvorijo razvejitve dihalnih poti (Slika 14.8). Sapnik se razveji v 2 primarna bronha (2 glavni sapnici), ki vstopita v pljučno tkivo. Primarna bronha se delita na sekundarne (lobarne) bronhe, sekundarni pa na terciarne (segmentne) bronhe. Terciarni bronhi se večkrat delijo (približno 15-krat), pri vsaki delitvi postane svetlina ožja. Slika 14.8. Začetni del dihalne poti in bronhialno drevo. 193 Primarni bronhi V vsako pljučno krilo vstopi 1 primarni bronh (Slika 14.8). Pokriva ga respiratorni epitelij, pod njim je lamina proprija. Na meji med sluznico in podsluznico je plast spiralno potekajoče gladke mišičnine. V podsluznici so mešane žleze. V večjih bronhih (tak je tudi primarni) meja med sluznico in podsluznico ni očitna. Pod podsluznico je oporna plast, ki jo tvorijo plošče hialine hrustančevine in vezivo. KLINIČNI POMEN Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Primarni bronh desno vstopi pod manjšim kotom kot primarni bronh levo, zato gredo vdihani tujki pogosteje v desno pljučno krilo. Sekundarni (lobarni) bronhi Sekundarni bronhi se odcepijo od vsakega primarnega bronha. Vsak sekundarni bronh oskrbuje 1 pljučni reženj. Ker ima desno pljučno krilo 3 režnje, levo pa samo 2, iz desnega primarnega bronha nastanejo 3 sekundarni bronhi, iz levega pa le 2. Po histološki zgradbi so podobni primarnim bronhom, le da so podporne hrustančne ploščice manjše. Terciarni (segmentni) bronhi Terciarni bronhi izhajajo iz sekundarnih bronhov. Vsak terciarni bronh oskrbuje 1 bronhopulmonalni segment (pljučni režnjič). Segment obdaja vezivna ovojnica. Zavzema približno 10 % pljučnega krila in ima svojo oskrbo s krvjo. To olajša kirurško resekcijo obolelega tkiva pljuč in ne vpliva na bližnje zdravo tkivo. Levo pljučno krilo sestavlja 10 segmentov, levo pa ima 8 ali 9 segmentov. Terciarni bronhiji se večkrat razvejijo v manjše bronhe z ožjo svetlino. Te majhne veje še vedno vsebujejo v steni hrustančne ploščice in žleze. KLINIČNI POMEN Pljučni segment, obdan z vezivno ovojnico in lastno oskrbo s krvjo, olajša kirurško resekcijo obolelega tkiva pljuč brez vpliva na bližnje zdravo tkivo. Bronhioli Bronhioli so manjši od bronhov. V steni nimajo hrustanca in žlez. Veliki bronhioli vsebujejo še respiratorni epitelij z redkimi čašicami ali brez njih. Ko se razvejajo, se zožijo, epitelij pa se zniža od enoskladnega visokoprizmatskega do izoprizmatskega z migetalkami. Iz vsakega bronhiola nastane 5–7 terminalnih bronhiolov (Slika 14.9). Večvrstni, enoskladni visokoprizmatski do izoprizmatski epitelij bronhiolov vsebuje: • redke čašice, • celice z migetalkami, • krtačaste celice (kemosenzorične), • celice DNES, • eksokrine sekretorne celice ali Clarove celice. Pod epitelijem je vezivna lamina proprija, bogata z elastičnimi vlakni. Pod njo so snopi spiralno potekajoče gladke mišičnine. 194 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Slika 14.9. Prečni prerez skozi steno bronhiola. Terminalni bronhioli Terminalni bronhioli so najbolj distalni in končni del prevodne dihalne poti v pljučih. Epitelij v terminalnih bronhiolih je enoskladni izoprizmatski do visokoprizmatski (Slika 14.10). Druge značilnosti epitelijske plasti terminalnih bronhiolov so: • čašice so redke ali jih ni, • redke celice z migetalkami, • krtačaste celice (kemosenzorične), • celice DNES, • bronhiolarne eksokrine celice ali Clarove celice (Slika 14.10). Bronhiolarne eksokrine celice ali kijaste celice (Clarove celice, angl. club cells) imajo funkcijo sekrecije. Po obliki so visokoprizmatske celice s kupolasto oblikovanim apikalnim delom s sekrecijskimi zrnci v citoplazmi, mitohondriji in Golgijevim aparatom ter zrnci glikogena. Proizvajajo surfaktant oz. surfaktantu podobno snov, ob tem pa imajo še nekatere druge funkcije. So progenitorne celice za druge epitelijske celice v bronhiolih, sodelujejo pri uravnavanju imunskega sistema v pljučih ter pri presnavljanju strupenih snovi (v endoplazmatskem retikulumu so antiproteaze in citokrom P450). Pod epitelijem je lamina proprija iz fibroelastičnega veziva, obdana z manjšimi snopi gladke mišičnine. 195 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Slika 14.10. Epitelij terminalnih bronhiolov (enoskladni izoprizmatski do visokoprizmatski) s celicami Clara. Respiratorna (izmenjalna) cona pljuč Respiratorno cono pljuč sestavljajo respiratorni bronhioli, alveolni vodi, alveolne vrečice in alveoli (mešički) (Slika 14.11). Respiratorni bronhioli Respiratorni bronhioli (Slika 14.11) so histološko podobni terminalnim bronhiolom, le da je epitelij izoprizmatski. Iz njihove stene se bočijo alveoli, v katerih se izmenjujejo plini. Število alveolov se v distalni smeri veča. V epiteliju so celice z migetalkami in celicami Clara, epitelij v alveolih pa je enoskladen in ploščat. Alveolni vod, atrij, vrečica in pljučni mešički (alveoli) Respiratorni bronhioli se cepijo v alveolne vode. Na koncu vsakega voda je atrij (širše preddverje), iz katerega se odpira več alveolnih vrečic. Alveolna vrečica je slepi žepek, sestavljen iz 2 ali več pljučnih mešičkov (alveolov) (Slika 14.11). Stena med alveoli je medalveolni pretin. Vhod v vsak alveol omejuje gladka mišična celica, vložena v vezivna vlakna s kolagenom tipa III (retikulinska vlakna). Ta tkiva delujejo kot sfinkter, ki uravnava premer alveolne odprtine. Okolico alveolnih vodov obdajajo elastična vlakna, ki ščitijo steno alveolov pri dihanju. 196 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Slika 14.11. Respiratorna cona pljuč. Pljučni mešički (alveoli) Alveoli so obdani s ploščatimi (pnevmociti tipa I) in izoprizmatskimi epitelijskimi celicami (pnevmociti tipa II). Skozi njihovo tanko steno se izmenjujeta kisik in ogljikov dioksid med krvjo v kapilari in zrakom v svetlini mešička. V pljučih odraslega človeka je okoli 300 milijonov alveolov, njihova celotna površina je 75 m2. Alveoli so ponekod povezani skozi okenca s premerom 2–13 μm, imenovana alveolne ali Kohnove pore (Slika 14.12). Pomembne so za izenačenje tlaka v alveolih in omogočajo kolateralno kroženje zraka, ko so bronhioli zaprti. Slika 14.12. Alveolne ali Kohnove pore. Med sosednjimi alveoli je medalveolni pretin, v katerem je medalveolna kapilara kontinuiranega tipa. Je končna vejica pljučne arterije, ki prinaša v pljuča deoksigenirano kri. Po oksigenaciji se kri iz kapilar drenira v pljučne vene. Vezivna vlakna v pretinu so sestavljena iz kolagena tipa III in iz elastičnih vlaken. Alveolne pripone so povezave med alveolnimi stenami in zunanjimi stenami nerespitornih bronhiolov in omogočajo, da alveoli in bronhioli ostanejo odprti. Alveolne epitelijske celice Alveolne epitelijske celice (pnevmociti tipa I in pnevmociti tipa II) ležijo na bazalni membrani, ki se v velikem delu prilega bazalni membrani endotelijske celice v kapilari (Slika 14.13). 197 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Slika 14.13. Stena alveolov, alveolni pretin. Pnevmociti tipa I (Slika 14.13, Slika 14.14) zavzemajo 90–95 % površine pljučnih mešičkov. So sploščene, temne celice z majhnim ovalnim jedrom. Celice so povezane med seboj s tesnimi stiki in dezmosomi. Pnevmociti tipa I omogočajo hitro izmenjavo plinov in preprečujejo izgubo tekočine. Pnevmociti tipa II (Slika 14.13, Slika 14.14) zavzemajo samo 5–10 % površine alveolnega epitelija. Pnevmociti tipa II so povezani s pnevmociti tipa I s tesnimi stiki. Celice so izoprizmatske z okroglim centralno ležečim jedrom s svetlo eozinofilno citoplazmo. Na površini so mikrovilusi, obdani s surfaktantom (Slika 14.14). Slika 14.14. Pnevmociti tipa I (ploščati epitelij) in pnevmociti tipa II (izoprizmatski epitelij), imunohistokemično barvanje za prikaz citokeratinov. Sestavine surfaktanta nastanejo na zrnatem endoplazemskem retikulumu, se modificirajo v Golgijevem aparatu, kjer nastanejo multivezikularna telesca z lipoproteini in lamelna telesca s fosfolipidi. Lamelna telesca se zlijejo z lipoproteinskimi mešički v surfaktant. Surfaktant se sprošča z eksocitozo v svetlino alveolov kot tubulni mielin. V svetlini razpade v lipidni in proteinski del. Lipidi so v vrhnji fosfolipidni enomolekulni plasti, ki meji na zrak v mešičkih. Proteini pa vstopijo v vodno plast, ki leži med fosfolipidno enomolekulno plastjo in med površino pnevmocita tipa II (Slika 14.14). Surfaktant zmanjšuje površinsko napetost mešičkov in preprečuje njihovo 198 zlepljenje. Odvečni surfaktant fagocitirajo alveolni makrofagi in pnevmociti tipa II (recikliranje surfaktanta). Pnevmociti tipa II imajo regenerativno vlogo in obnavljajo alveolni epitelij. Z mitotično delitvijo nastajajo bodisi pnevmociti tipa I ali pnevmociti tipa II. Alveolni makrofagi Alveolni makrofagi (Slika 14.13) so monociti, ki so prišli v pljuča iz krvi. Njihova vloga je fagocitoza prašnih delcev in bakterij, čiščenje okolja in aktiviranje levkocitov v obrambi proti povzročiteljem vnetja v pljučih. V pljučih so: Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA • med pnevmociti tipa I, • v vezivu medalveolnih pretinov in • v svetlini alveolov. Makrofagi, polni prašnih delcev, potujejo: • v žrelo, kjer jih pogoltnemo, izpljuvamo ali izsmrkamo, • iz svetline alveolov ponovno v intersticij in • iz njega po mezgovnicah v področne bezgavke. Poleg alveolnih makrofagov so v pljučih tudi intersticijske dendritične celice. Medalveolni pretin (septum) Medalveolarni pretin je struktura med dvema sosednjima alveoloma (Slika 14.13). V njih so alveolarne pore (Slika 14.13). Medalveolarni pretin sestavljajo: • zvezna (kontinuirana, sklenjena) kapilara; • vezivo s kolagenskimi vlakni tipa III, elastičnimi vlakni, makrofagi, fibroblasti, miofibroblasti, tkivni bazofilci in posamezni limfociti; • alveolni epitelij na obeh površinah pretina. Krvno-zračna pregrada Krvno-zračna pregrada je področje stene mešička, kjer se izmenjujeta kisik in ogljikov dioksid. Tvorijo jo: • površinski surfaktant; • pnevmociti tipa I; • bazalne membrane iz združenih bazalnih lamin pnevmocita tipa I in endotelijske celice; • endotelijske celice zveznih kapilar. Endotelijske celice kapilar so presnovno aktivne. Sodelujejo pri imunskem odgovoru pljuč. Izločajo prokoagulacijske in antikoagulacijske faktorje, sintetizirajo prostaglandine in spreminjajo angiotenzin I v angiotenzin II. Tako so endotelijske celice udeležene v procesu strjevanja krvi in uravnavanju višine krvnega tlaka. 199 200 Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA Tabela 14.2: Prevodna (znotrajpljučna dihalna pot) in respiratorna cona pljuč. Področje Epitelij Podpora (mišičnina in Lastnosti in vloga hrustančevina) Bronhiji respiratorni dobro vidni snopi spiralno potekajoče prevajanje zraka globje v pljuča, gladke mišičnine, ploščice iz hialine pomembni pri bronhokonstrikciji in hrustančevine bronhodilataciji Bronhioli enoskadni izoprizmatski do dobro vidna krožno potekajoča gladka prevajanje zraka, pomembni pri visokoprizmatski epitelij z mišičnina, ni hrustanca bronhokonstrikciji in bronhodilataciji migetalkami, celice Clara Terminalni enoskladni izoprizmatski epitelij z tanka, nepopolna krožna plast gladke prevajanje zraka v respiratorni del pljuč, bronhioli migetalkami, celice Clara mišičnine, ni hrustančevine celice Clara z zaščitno in podmazovalno vlogo Respiratorni enoskladni izoprizmatski epitelij redka mišična vlakna, večinoma okoli prevajanje zraka, malo izmenjavanja bronhioli z migetalkami, celice Clara, redki odprtin v alveole plinov, celice Clara z zaščitno in alveoli podmazovalno vlogo Alveolni vodi in enoskladni izoprizmatski epitelij gladka mišičnina okoli odprtin v alveole prevajanje zraka, velika izmenjava plinov vrečice med alveoli Alveoli pnevmociti tipa I in tipa II ni mišičnine in hrustanca (mrežje izmenjava plinov, (pnevmociti I), elastičnih in retikulinskih vlaken), surfaktant (pnevmociti II), alveolni alveolne pripone na bronhiole makrofagi Žilna oskrba pljuč Pljuča imajo dvojni krvni obtok: sistemski in pljučni. Sistemski obtok predstavljajo bronhialne arterije in vene. Pljučni obtok sestavljajo pljučne arterije, mikrocirkulacija in pljučne vene. Tlak v pljučnem obtoku je znatno nižji kot v sistemskem obtoku. Bronhialne arterije v steni bronhov so izpostavljene enakim tlakom kot ostale arterije sistemskega obtoka. Pljučne arterije so arterije elastičnega tipa. Na prehodu bronhov v bronhiole preidejo pljučne arterije iz arterij elastičnega tipa (v tuniki mediji imajo številne elastične lamele) v arterije Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA mišičnega tipa. V tem delu arterij imajo arterije notranjo in zunanjo elastično lamelo. Pljučne vene imajo le eno plast elastičnih lamel na meji med medijo in adventicijo. Limfno tkivo V pljučih je bogato limfno tkivo. Limfno tkivo obdaja bronhialno drevo (angl. bronchus-associated lymphoid tissue, BALT), poleg tega pa je limfno tkivo tudi v plevri. POPRSNICA (PLEVRA) Poprsnica je serozna mrena, ki odeva prsno votlino. Ločimo obstensko poprsnico (parietalna plevra), ki pokriva notranjo površino stene prsne votline in popljučnico (visceralna plevra), ki odeva zunanjost pljuč. Poprsnica je iz enoskladnega ploščatega epitelija (mezotelij) in nekaj veziva (elastična in kolagenska vlakna). Mezotelij izloča serozno tekočino v plevralno votlino. Visceralno plevro oskrbujejo s krvjo bronhialne arterije, parietalno plevro oskrbujejo s krvjo interkostalne arterije. KLINIČNI POMEN Kašelj omogoča čiščenje izločkov in tujkov iz dihalnih poti. Produktivni kašelj je kašelj, pri kate-rem se izkašljuje sluz ali gnoj, in sicer za razliko od kašlja brez sluzi, ki je suhi kašelj. Cianoza je modrikasta barva kože in vidnih sluznic, ki nastane zaradi prisotnosti prevelikih ko-ličin deoksigeniranega hemoglobina v kapilarni krvi na telesni površini. Hipoksija je pomanjkanje kisika v tkivih. Kronični bronhitis je bolezen s povečanim nastajanjem sluzi v bronhijih in kroničnim kašljem. Pljučni emfizem nastane, ko se pljučni mešički in alveolni vodi nenormalno razširijo, ker stene med pljučnimi mešički razpadajo. Kronična obstruktivna pljučna bolezen nastane zaradi vnetnega dogajanja predvsem na ravni-malih dihalnih poti in poleg njih ležečega pljučnega parenhima, in sicer ponavadi zaradi vplivov cigaretnega dima ali podobnih dražljivcev. Zaradi vnetja bronhiolov in propadanja alveolov (em-fizem) se zmanjša število alveolnih pripon. Posledica je zoženje svetline bronhiolov, kar poveča upore v dihalnih poteh. Astmo označuje po vseh pljučih razporejena nedokončna zožitev dihalnih poti, ki nastane zaradi krčenja gladkih mišic in edema bronhov in bronhiolov, povečanega izločanja sluzi in motene funkcije celic z migetalkami v respiratornem epiteliju. Pljučnica je akutno vnetje pljučnega tkiva. Pljučni edem je zadrževanje tekočine v pljučnih mešičkih in v intersticiju med alveoli. 201 VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 16. izdaja. McGraw Hill; 2021. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. Histologija • EMŠ Medicina • DIHALA 202 15 SEČILA (Organa urinaria) Danijel Petrovič Histologija • EMŠ Medicina Sečila tvorijo parni ledvici in sistem izvodil. Sistem izvodil sestavljajo ledvična meha z velikimi in malimi ledvičnimi čašicami, sečevoda, sečni mehur in sečnica. Sečila uravnavajo ravnovesje tekočin in elektrolitov, izločajo presnovke (npr. sečnina), ohranjajo kislinsko-bazno ravnovesje, uravnavajo krvni tlak in presnavljanje različnih hormonov ter biološko aktivnih spojin (renin, prostaglandini, vitamin D, medulolipin I, eritropoetin). LEDVICA (REN) Ledvici ležita retroperitonealno v ledveni loži, obdani z maščevjem in vezivom. Ležita v višini od 12. prsnega vretenca do 3. ledvenega vretenca (desna ledvica leži malo nižje kot leva). Vsaka ledvica tehta 125–170 g pri moških in 115–155 g pri ženskah. Ledvica je dolga 11–12 cm, široka 5–7,5 cm in debela 2,5–3 cm. Leva ledvica je običajno malo večja kot desna. Ledvico obdaja ovojnica iz čvrstega veziva (capsula fibrosa). Makroskopsko ločimo na prerezu ledvic 2 dela: temnejši zunanji pas – skorjo in svetlejši notranji pas – sredico. Ledvična skorja (cortex renis) izpolnjuje 70 % prostornine ledvic, sredica pa 30 % prostornine ledvic (zunanja sredica 27 %, notranja sredica 3 %). Skorja je debela 1 cm in se med piramidami ugreza v globino. Sredico (medulla) tvori 8 do 18 piramid (povprečje 14); baza piramide je vzporedna s površino ledvic, vrh piramide pa je usmerjen proti ledvičnemu mehu in tvori papilo. Vanjo se izliva 20 do 70 končnih delov zbiralc, skozi katera se izloča urin v ledvični meh (Slika 15.1). Zgradba ledvic Ledvico razdelimo na režnje. Ledvični reženj tvorita piramida in pripadajoči parenhim skorje. V ledvični skorji prepoznamo 2 strukturi: kortikalni labirint in medularne žarke. Kortikalni labirint tvori parenhim, ki obdaja medularni žarek. Kortikalni labirint sestavljajo ledvična telesca (glomeruli in Bowmanova kapsula), proksimalni in distalni zviti tubuli (sinonima proksimalne in distalne zvite cevke), Henlejeva zanka, začetni del zbiralc, interlobularne žile in mrežje kapilar. V medularnih žarkih, ki so del skorje, so zbiralca, ravni del proksimalnih tubulov in ascendentni široki del Henlejeve zanke. Medularni žarki vstopijo v ledvično sredico. Ledvične stebre (columnae renales) tvori skorja, ki se zajeda med piramide. 203 Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.1. Shematska zgradba ledvic. Ledvici tvorita parenhim in intersticij. Parenhim tvorijo uriniferni tubuli, ki jih sestavljajo nefroni in zbiralca (Slika 15.2). V vsaki ledvici je približno 1 milijon nefronov (od 270.000 do 2 milijona). Nefrone tvorijo ledvična telesca, ki so sestavljena iz kapilarnega klobčiča (glomerulus) in Bowmanove kapsule, ter ledvični tubuli (cevke). Bowmanovo kapsulo sestavljajo visceralni (podociti) in parietalni list ter Bowmanov prostor, ki je med obema listoma Bowmanove kapsule. Ledvična telesca so v skorji in imajo premer 0,2 mm. Ledvična telesca imajo žilni pol (arteriola afferens, arteriola efferens) in urinski pol (Slika 15.3), od koder izvira proksimalni zviti tubul. V predelu urinskega pola se parietalni list Bowmanove kapsule (ploščati epitelij) nadaljuje v epitelij proksimalnih zvitih tubulov, Bowmanov prostor pa v svetlino proksimalnih zvitih tubulov. Do žilnega pola poteka arteriola afferens, iz njega pa gre arteriola efferens. Kapilare v ledvičnem telescu tvorijo kapilarni klobčič (glomerulus). V kapilarnem klobčiču so mezangijske celice, ki tvorijo matriks ter opravljajo številne funkcije. Najpomembnejša vloga glomerula je ultrafiltracija primarnega urina. Dnevno se filtrira 180 l primarnega urina. Glede na umestitev ledvičnih telesc delimo nefrone na kortikalne (ležijo v skorji) in jukstamedularne (ležijo v skorji blizu sredice) (Slika 15.2). Kortikalni nefroni imajo kratko Henlejevo zanko in segajo do zunanjega dela piramid. Jukstamedularni nefroni imajo dolgo Henlejevo zanko ter segajo do notranjega dela piramid; jukstamedularni nefroni so ključnega pomena pri koncentriranju urina. 204 Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.2. Sestava urinifernega tubula in tipi nefronov glede na položaj ledvičnega telesca (kortikalni in jukstamedularni). Filtracija skozi ledvična telesca Skozi ledvična telesca se filtrira 125 ml plazme v minuti (180 l ultrafiltrata dnevno). Pri filtraciji sodelujejo fenestriran (preluknjan) endotelij kapilar, glomerulna bazalna membrana in podociti. V endoteliju kapilar so okenca (fenestra) s premerom 70–100 nm, ki perforirajo citoplazmo. Glomerulna bazalna membrana je ena redkih dvojnih membran, ki jo tvorita bazalna membrana endotelija in podocitov. Glomerulna bazalna membrana je debela 300 nm in je PAS-pozitivna. Tvorijo jo lamina denza (lamina densa) pretežno iz kolagena tipa IV (fizikalni filter) in zunanji ter notranji del lamine rare (lamina rara externa, lamina rara interna) iz laminina, fibronektina in polianionov kot npr. proteoglikan heparan-sulfat (zadržuje negativno nabite ione in deluje kot kemični filter). V glomerulni bazalni membrani se ujamejo makromolekule. Glomerulne mezangijske celice fagocitirajo debris, ki se nabere v bazalni lamini. Podociti ali glomerulne visceralne epitelijske celice imajo prstaste podaljške – nožice podocitov (pedikli), med nožicami je tanka diafragma. Pedikli vsebujejo mikrofilamente (aktin, miozin, α-aktinin), ne pa vimentina (protein intermediarnih filamentov) in tubulina (protein mikrotubulov). Podociti tvorijo visceralni list Bowmanove kapsule. Med visceralnim in parietalnim listom Bowmanove kapsule je Bowmanov prostor. Mezangij tvorijo mezangijske celice in matriks. Razlikujemo glomerulni in zunajglomerulni mezangij; zunajglomerulni mezangij je del jukstaglomerulnega aparata. Mezangijske celice vsebujejo aktin, miozin, α-aktinin. Mezangij je PAS-pozitiven, prikažemo pa ga tudi s srebrenjem in imunohistokemično z barvanjem na gladkomišični aktin. Mezangij opravlja številne funkcije. Skrbi za strukturno podporo glomerulov, ima sposobnost fagocitoze (na ta način čisti glomerulne bazalne membrane), tvori interlevkin 1, PDGF (rastni dejavnik, ki izvira iz trombocitov) in ima tudi sposobnost krčenja (mezangijske celice se podobno kot jukstaglomerulne celice razvijejo iz predhodnikov gladkih mišic). 205 Glomerulna filtracija je zapleten proces. Za normalno delovanje glomerulne filtracije je pomembno dobro delovanje vseh 3 enot, ki so vpletene v proces glomerulne filtracije: endotelij kapilar, glomerulna bazalna membrana , podociti s podaljški in tanko diafragmo. Vendar te 3 enote ne delujejo neodvisno druga od druge, ampak so povezane druga z drugo v funkcionalno enoto. Izjemno pomembno vlogo za normalno delovanje glomerulne filtracije imajo različne sestavine (beljakovine, glikoproteini idr.) vseh 3 enot. Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA KLINIČNI POMEN Pomemben preboj pri razumevanju vloge podocitov je pomenilo odkritje beljakovine nefrina. Nefrin kodira gen NPHS1. Nefrin, transmembranska adhezijska beljakovina, ki se nahaja v diafragmi, je povezan z drugimi beljakovinami v kompleks. Posledica mutacije v genu, ki kodira nefrin (gen NPHS1), je odsotnost nefrina in izguba membrane. Zato se poveča izločanje beljakovin v urinu (nefrotski sindrom). Nefrotski sindrom je lahko posledica patološkega dogajanja katere koli strukture v glomerulih, ki sodeluje pri glomerulni filtraciji (kapilare, glomerulna bazalna membrana, podociti). Ledvične tubuli (cevke) Ledvični tubuli so sestavljeni iz proksimalnih tubulov (zvitih in ravnih), Henlejeve zanke in distalnih tubulov (zvitih in ravnih). Proksimalni tubuli (cevke) V proksimalnih tubulih se reabsorbira 60–80 % primarnega ultrafiltrata (približno 150 l na dan); ključno vlogo pri reabsorpciji (aktivni prenos) ima encim natrijeva-kalijeva ATP-aza. Proksimalne cevke so dolge 14 mm in imajo premer 60 μm. Delijo se na proksimalne zvite tubule in proksimalne ravne tubule. Svetlina proksimalnih tubulov je zvezdasta (Slika 15.3). Epitelij proksimalnih tubulov je izo- do visokoprizmatski, jedro leži centralno, citoplazma pa je eozinofilna. Epitelij ima apikalno dolge mikroviluse (1 μm dolgi, PAS-pozitivni), ki tvorijo na površju ščetkast obrobek (angl. brush border). Celice imajo bazalno številne mitohondrije, ki so vir energije (za reabsorbcijo). Glede na ultrastrukturne razlike med epitelijskimi celicami proksimalnih cevk ločimo 3 segmente: S1 (dve tretjini zvitih cevk), S2 (zadnja tretjina zvitih cevk in začetek ravnega dela) in S3 (preostanek ravnega dela). Od segmenta S1 preko S2 do segmenta S3 so vse nižji mikrovilusi. Zmanjšuje se število mitohondrijev in organelov in zmanjšuje se stopnja reabsorpcije. 206 Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.3. Skorja ledvice z ledvičnim telescem, proksimalnimi in distalnimi tubuli. Henlejeva zanka Henlejeva zanka leži v sredici, manjši del pa tudi v skorji. Henlejevo zanko delimo morfološko na 2 različna dela: ozki in široki del (Slika 15.2). Proksimalni tubul preide na sredini zunanjega dela sredice ostro v ozki del Henlejeve zanke. Dolžina ozkega dela Henlejeve zanke je različna (odvisna od tipa nefronov); premer je 15–20 μm. Na prečnem prerezu je ozki del Henlejeve zanke podoben kapilaram oziroma venulam. Ozki del Henlejeve zanke delimo na descendentni ozki del Henlejeve zanke (prepusten za vodo) in na ascendentni ozki del Henlejeve zanke (ni prepusten za vodo). Epitelij descendentnega ozkega dela in ascendentnega ozkega dela Henlejeve zanke je ploščat, visok od 1–2 μm, jedra pa se bočijo v svetlino. Glede na ultrastrukturne razlike med epitelijskimi celicami ozkega dela Henlejeve zanke ločimo pri človeku 2 tipa epitelija. V ozkem delu Henlejeve zanke ni aktivnega prenosa, ampak le difuzija. Ozki del Henlejeve zanke ima pomembno vlogo pri koncentriranju urina. Nekoč so k Henlejevi zanki prištevali še ascendentni široki del (angl. thick ascending limb). Distalni tubuli (cevke) Distalni tubuli se delijo se na 2 dela: ravni del – ascendentni široki del tubulov (angl. thick ascending limb) in na distalne zvite tubule (Slika 15.2, Slika 15.3). Ascendentni široki del Henlejeve zanke delimo na medularni in kortikalni segment. Epitelij ascendentnega širokega dela Henlejeve zanke je izoprizmatski, manj eozinofilen kot epitelij v proksimalnih cevkah (manj organelov) in nima ščetkastega obrobka. Ascendentni široki del Henlejeve zanke preide distalneje od makule denze v distalni zviti tubul. Svetlina distalnih zvitih tubulov je okrogla in širša kot v Henlejevi zanki. Epitelijske celice so podobne epitelijskim celicam v ascendentnem širokem delu. Epitelijske celice so nižje kot v proksimalnih tubulih (še vedno izoprizmatske), mikrovilusi so redki, na površini ni ščetkastega obrobka, bazalno so redki mitohondriji. Citoplazma epitelija distalnih tubulov je manj eozinofilna 207 kot citoplazma epitelija v proksimalnih tubulih, med celicami pa je neostra meja. Na prečnem prerezu distalnih tubulov vidimo več jeder kot na prečnem prerezu proksimalnih tubulov. Epitelijske celice distalnih tubulov se spremenijo v območju žilnega pola, kjer postanejo višje (izo- do visokoprizmatske) ter se imenujejo makula denza (makula denza je del jukstaglomerulnega aparata). V distalnih tubulih poteka od aldosterona odvisna reabsorpcija natrija in bikarbonata ter izločanje kalija in vodika. Epitelij v ascendentnem širokem delu je nepropusten za vodo. V njem poteka aktivna Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA reabsorbcija natrijevega klorida. KLINIČNI POMEN Na ascendentni široki del Henlejeve zanke učinkujejo diuretiki zanke, kot npr. furozemid. Diuretiki zanke delujejo na Na/K/2Cl kotransporter, ki je na apikalni membrani epitelija ascendentnega širokega dela. Na distalne zvite tubule zanke učinkujejo tiazidni diuretiki, kot je npr. hidroklortiazid. Tiazidni diuretiki delujejo na prenos NaCl. Slika 15.4. Skorja ledvice z ledvičnim telescem, proksimalnimi in distalnimi tubuli ter makulo denzo. Zbiralca Zbiralca se delijo v 3 dele: kortikalni (v skorji), medularni (v sredici) in papilarni (na konici papile) (Slika 15.2, Slika 15.3 in Slika 15.4). Skozi konico papile se izliva 20–70 zbiralc. Ta del se imenuje area cribrosa, zbiralce v tem končnem delu pa imenujemo Belinijev vod. Dolžina zbiralca je 20 mm, premer do 200 μm. Zbiralca imajo okroglo svetlino. Epitelij zbiralc je po obliki izoprizmatski (v skorji) do visokoprizmatski (v papili). Med celicami je ostra meja. Celice imajo okroglo centralno ležeče jedro. Na površini celice ni ščetkastega obrobka. Ločimo 2 tipa celic, glavne (svetle) in interkalarne (temne) celice, ki pa jih svetlobnomikroskopsko v HE preparatih težko ločimo. Med celicami zbiralc prevladujejo glavne celice (60–70 %), interkalarnih celic pa je manj (30–40 %). Glavne celice imajo manj organelov, zato je njihova citoplazma svetla. Glavne 208 celice vplivajo na izločanje vodika. Interkalarne celice so vrinjene med glavne celice. Citoplazma interkalarnih celic je temnejša kot pri glavnih zaradi večjega števila organelov; prevladujejo številni mitohondriji. Zbiralca imajo pomembno vlogo pri koncentriranju urina. Na prepustnost epitelija vpliva antidiuretični hormon (ADH). Pod njegovim vplivom se poveča prepustnost epitelija zbiralc za vodo in sečnino v sredici (zlasti v notranjem delu sredice). ADH deluje preko akvaporinskih kanalov na apikalni površini epitelija zbiralc v notranjem delu sredice. Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA NASTANEK URINA Pri nastanku urina (seča) so udeleženi 3 procesi: ultrafiltracija, sekrecija in reabsorpcija (aktivna in pasivna). Dnevno se filtrira 180 l plazme (125 ml/min). Tako nastane primarni ultrafiltrat (primarni urin). Nekaj plazme se izloči (sekrecija) skozi sistem cevk (tubulov in zbiralc). Večina primarnega ultrafiltrata se reabsorbira (178 l na dan). Končno nastane 1,5–2 l urina dnevno, ki se izloči. Koncentriranje urina Urin se koncentrira od skorje proti sredici. Zlasti pomembno vlogo pri koncentriranju urina imata Henlejeva zanka in zbiralca. Najpomembnejši dejavnik pri koncentriranju urina je hipertoničnost sredice, saj je v sredici 4-krat večja osmolarnost kot v skorji. Pomembni dejavniki, ki omogočajo koncentriranje urina (in hipertoničnost sredice), so izločanje ADH v nevrohipofizi (ADH vpliva na prepustnost epitelija zbiralc), aktivni prenos natrijevega klorida iz cevk v sredico (skozi distalni ravni del) in majhen pretok skozi žile (vasa recta) v sredici (le 5 % krvi teče skozi sredico, medtem ko 95 % krvi teče skozi skorjo). Jukstaglomerulni aparat Jukstaglomerulni aparat (Slika 15.5) leži ob žilnem polu ledvičnega telesca. Je najpomembnejša strukturna enota renin-angiotenzinskega sistema. Tvorijo ga makula denza, jukstaglomerulne celice in zunajglomerulni mezangij (Slika 15.4, Slika 15.5). Makula denza je skupek specializiranih epitelijskih celic v distalnih tubulih ob hilusu ledvičnega telesca. Celice makule denze so po obliki izo- do visokoprizmatske in zaznavajo koncentracijo natrija v primarnem urinu. V celicah makule denze so dokazali dušikov oksid in prostaglandine, ki naj bi bili odgovorni za signalizacijo med celicami makule denze in jukstaglomerulnimi celicami v aferentnih arteriolah. Jukstaglomerulne celice so specializirane gladke mišične celice, ki so večinoma v aferentnih arteriolah, najdemo pa jih tudi v eferentnih arteriolah (imunohistokemično so jih dokazali). Proizvajajo in izločajo hormona renin. Renin cepi angiotenzinogen v angiotenzin I, angiotenzinska konvertaza pa cepi angiotenzin I v angiotenzin II; angiotenzinska konvertaza je v pljučih. V jukstaglomerulnih celicah so miofilamenti, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat in številna zrnca. Zunajglomerulni mezangij, ki je nadaljevanje glomerulnega mezangija, leži med aferentno in eferentno arteriolo ter je v stiku z bazalno stranjo makule denze. Jukstaglomerulni 209 aparat ima pomembno vlogo pri uravnavanju krvnega tlaka preko renin-angiotenzinskega sistema. Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.5. Shematska zgradba jukstaglomerulnega aparata. Ledvični intersticij Ledvični intersticij obdaja nefrone, zbiralca, krvne in limfne žile. Predstavlja 5–20 % (povprečno 12 %) prostornine v skorji, 10–20 % prostornine v zunanjem delu sredice in 30–40 % v končnem delu sredice. Ledvični intersticij v skorji sestavljajo različne vrste celic ter medceličnina oz. zunajcelični matriks. Medceličnino tvorijo različni tipi kolagena, fibronektin ter osnovna substanca iz glukozaminoglikanov. Celice v ledvičnem intersticiju so fibroblasti, periciti, makrofagi, dendritične celice, redko pa najdemo limfocite. Posebnost sta 2 tipa celic. V skorji najdemo kortikalne fibroblaste, ki imajo podolgovata jedra, v citoplazmi pa aktinske filamente in endoplazemski retikulum. Te celice izražajo ekto-5-nukleotidazo (5-NT). Fibroblasti (5-NT pozitivni) iz notranjega dela skorje proizvajajo eritropoetin (EPO). V ledvici so še renomedularne intersticijske celice, ki v citoplazmi vsebujejo trigliceride. Njihova funkcija naj bi bila zniževanje krvnega tlaka, predvsem na račun tvorbe medulolipina. Te celice izražajo ciklooksigenazo. LEDVIČNO ŽILJE IN PRETOK SKOZI LEDVICA Skozi ledvice teče 25 % srčnega minutnega volumna; 95 % krvi teče skozi skorjo in 5 % skozi sredico (Slika 15.6). Do ledvičnega hilusa teče ledvična arterija (a. renalis), ki se razdeli v segmentne arterije, te pa v interlobarne arterije (aa. interlobares). Interlobarne arterije tečejo med ledvičnimi piramidami proti ledvični skorji. Na meji med sredico in skorjo preidejo v aa. arcuatae, ki potekajo vzdolž baz piramid vzporedno s površino ledvice. Iz njih se odcepijo interlobularne arterije (aa. interlobulares), ki potekajo radiarno proti površini ledvice. Iz interlobularnih arterij izvira večina aferentnih arteriol (arteriolae afferentes), aferentne arteriole pa oskrbujejo glomerule, kjer se prepletajo kapilare. Iz glomerulov izvirajo eferentne arteriole ( arteriolae efferentes), ki tvorijo prepleten postglumerulni mikroobtok okoli proksimalnih in distalnih tubulov – peritubularno kapilarno mrežje. Eferentne arteriole, ki izvirajo iz glomerulov jukstamedularnih nefronov, tvorijo drobne žile s tanko steno (vasa recta). Descendentni del teh žil teče proti sredici (ima 210 neprekinjen endotelij – zvezne kapilare), proti vrhu papile se obrne, ascendentni del žile pa teče proti kortikomedulni meji (ima fenestriran endotelij – fenestrirane kapilare). Pretok krvi skozi žile, imenovane vasa recta, je majhen. Igrajo pomembno vlogo pri ohranjanju visoke osmolarnosti sredice glede na skorjo. Te žile se izlivajo v interlobulne vene, te pa v arkuatne vene ( vv. arcuatae), interlobarne vene (vv. interlobares) in končno v ledvično veno (v. renalis). Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.6. Žilna oskrba sredice. LIMFNO ŽILJE Limfne žile ledvic so v ledvični skorji v rahlem vezivu ob arterijah, medtem ko jih v sredici ni. Izvirajo iz majhnih žil ob interlobulnih arterijah ter se praznijo v arkuatne in interlobarne limfne žile ter v večje limfne žile v ledvičnem hilusu; interlobarne limfne žile in večje limfne žile v ledvičnem hilusu imajo zaklopke. ŽIVČNA OSKRBA LEDVIC Ledvici oživčujejo nemielinizirana živčna vlakna (simpatikus), ki obdajajo ledvično arterijo (a. renalis) v obliki živčnega pleteža; živčna vlakna izvirajo predvsem iz celiakalnega pleksusa (plexus celiacus). Živčna vlakna spremljajo arterije in arteriole v ledvični skorji in zunanjem delu sredice. Ekstrinzična oskrba z živci za normalno delovanje ledvic ni nujna, saj npr. presajena ledvica, v kateri so živčna vlakna prerezana, deluje normalno. 211 ENDOKRINA IN PRESNOVNA FUNKCIJA LEDVIC V ledvicah se tvorijo in presnavljajo različni hormoni oz. različne biološko aktivne spojine. V ledvicah se vrši proizvodnja renina (cepi angiotenzinogen v angiotenzin I), medulolipina, prostaglandinov in eritropoetina (spodbuja eritropoezo), medtem ko se tukaj vitamin D pretvori v aktivnejšo obliko (hidroksilacija 25-hidroksi-vitamina D v 1,25 dihidroksi vitamin D). SISTEM IZVODIL Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Sistem izvodil sestoji iz ledvičnega meha z velikimi in malimi ledvičnimi čašicami, sečevoda, sečnega mehurja in sečnice. Sistem izvodil (ledvični meh z velikimi in malimi ledvičnimi čašicami, sečevod, sečni mehur) sestavljajo 3 plasti: sluznica iz prehodnega epitelija (urotelija) in lamine proprije sluznice (v njej je tudi lamina muscularis mucosae), mišična plast (muscularis propria) in adventicija. Zgornja površina sečnega mehurja je v stiku s parietalnim peritonejem. Torej jo pokriva seroza, preostali deli so v retroperitoneju obdani z maščevjem. Prehodni epitelij (urotelij) Prehodni epitelij (urotelij) ovija ledvični meh, sečevoda in sečni mehur. Tako se imenuje zato, ker epitelij prehaja od večskladnega ploščatega epitelija do večvrstnega visokoprizmatskega epitelija. Epitelijske celice urotelija lahko razdelimo v 3 tipe glede na lego: površinske celice, vmesne celice in bazalne celice. Površinske celice so v stiku s sečem. Imenujemo jih dežnikaste celice, saj kot dežnik pokrivajo manjše vmesne celice. Dežnikaste celice so lahko eno- ali dvojedrne in imajo eozinofilno citoplazmo. V razpetem mehurju se močno sploščijo in so komaj vidne. Apikalna površina dežnikastih celic je asimetrično odebeljena na račun dodanih molekul v sloju, ki je obrnjen navzven. Razlike v stopnji zadebelitve zunanjega sloja prispeva k asimetričnosti membrane (asimetrična biološka membrana, angl. asymmetric unit membrane). Debelina membrane dežnikastih celic je 12 nm namesto 7 nm, kot je običajno v vseh drugih membranah v celicah telesa. Asimetrično biološko membrano gradijo lehe (nad 75 % površine apikalne membrane) in jo prekinjajo interlehe, kjer je razvita običajna simetrična dvoslojna membrana. Dežnikastim celicam sledi nekaj plasti vmesnih celic (v skrčenem mehurju do 5 plasti). Bazalne celice, ki so očitne le v skrčenem mehurju, so po obliki izoprizmatske celice. Lamina propria sluznice (lamina propria mucosae) leži med bazalno lamino urotelija in mišično plastjo (muscularis propria). V lamini propriji sluznice so številne žile (arterije, vene, limfne žile), živčni končiči, čvrsto vezivo (v globjih plasteh sečnega mehurja je rahlo vezivo), posamezna elastična vlakna in posamezne gladke mišične celice, ki tvorijo nepopolno oblikovano muscularis mucosae. Slednje (gladke mišične celice) ponavadi niso povezane z mišično plastjo (muscularis propria). Mišična plast (muscularis propria) Mišična plast je iz 3 plasti gladkih mišičnih celic; iz notranje in zunanje vzdolžno potekajoče plasti in centralne krožno potekajoče plasti. V resnici so te 3 plasti očitne le v področju vratu mehurja, medtem ko se v drugih predelih sečnega mehurja te 3 plasti prepletajo. V sečevodu je mišična plast debela distalno, medtem ko ima proksimalni del le 2 plasti, notranjo vzdolžno potekajočo in zunanjo krožno potekajočo. V ledvičnem mehu je mišična plast tanka in brez 212 očitnega poteka mišičnih vlaken. SEČEVOD Sečevoda sta dolga 30 cm in potekata od ledvičnega meha do sečnega mehurja navpično navzdol in medialno po sprednji površini mišice m. psoas. Sečevoda ležita deloma v trebuhu (retroperitonealno), deloma pa v pelvisu. Na prečnem prerezu ima sečevod zvezdasto svetlino (Slika 15.7). Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.7. Sečevod. SEČNI MEHUR (VESICA URINARIA) Steno sečnega mehurja sestavljajo 3 plasti: sluznica, mišična plast in adventicija oz. seroza nad zgornjo površino sečnega mehurja. V skrčenem mehurju je do 7 plasti epitelija, v razpetem (dilatiran) pa 2 do 3 plasti. 213 MOŠKA SEČNICA (URETHRA MASCULINA) Sluznico tega predela tvori epitelij in lamina propria (Slika 15.8). Epitelij je različen glede na mesto prereza, od prehodnega proksimalno (pars prostatica) do večskladnega visokoprizmatskega na sredini sečnice (pars membranacea et pars spongiosa) in večskladnega ploščatega epitelija distalno (fossa navicularis et glans penis). V sluznici so posamezne lakune in Litrejeve in Cowperjeve mukozne ureterne žleze (glandulae urethrales Littrei et Cowperi). Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.8. Moška sečnica. ŽENSKA SEČNICA (URETHRA FEMININA) Sečnica ima na prečnem prerezu zvezdasto svetlino (Slika 15.9). Sluznico tvorita epitelij in lamina proprija. Epitelij je različen glede na mesto prereza, od prehodnega proksimalno, do večvrstnega visokoprizmatskega na sredini sečnice in večskladnega ploščatega epitelija distalno. Podobno kot pri moški uretri v sluznici vidimo posamezne lakune in mukozne uretralne žleze. Mišična plast sečnice ima 2 plasti mišičnine, notranja poteka predvsem vzdolžno, in zunanjo, predvsem krožno. 214 Histologija • EMŠ Medicina • SEČILA Slika 15.9. Ženska sečnica. VIRI 1. Mills S. Histology for Pathologists. 5. izdaja. Založba Wolters Kluwer, Philadelphia, 2020. 2. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology Text and Atlas, 17. izdaja. McGraw Hill; 2024. 3. Carlson B. The Human Body. Linking Structure and Function. 1. izdaja. Academic Press, 2018. 215 16 MOŠKA SPOLOVILA (Organa genitalia masculina) Ines Cilenšek Histologija • EMŠ Medicina Moška spolovila sestavljajo: moda, semenska (spolna) izvodila (ravne cevke, mrežje cevk in odvodne cevke moda, nadmodkov vod, semenovod, ejakulatorni vod in del sečnice), pomožne spolne žleze (semenska mešička, obsečnica, bulbouretralni žlezi) in spolni ud (Slika 16.1). Slika 16.1. Moška spolovila. Moda so parni organ, ki ima ključno vlogo v reproduktivnem in hormonskem sistemu moškega. V njih poteka nastajanje semenčic (spermijev) ter sinteza spolnih hormonov, pomembnih za ohranjanje reproduktivne sposobnosti. Semenčice, ki nastajajo v modih, zorijo in se shranjujejo v nadmodku (epididimisu). Med ejakulacijo se prenesejo skozi semenovod (ductus deferens) v sečnico (uretro). Med prehodom se pomešajo z izločki semenskih mešičkov, prostate in bulbouretralnih žlez, kar tvori semensko tekočino. Ta zagotavlja energijo, nevtralizira kislo okolje in omogoča optimalno gibljivost semenčic. Penis nato omogoča prenos semenske tekočine v ženska rodila, kar je bistveno za oploditev. MODO (TESTIS) Modi ležita zunaj telesne votline v ohlapni kožni vreči, imenovani skrotum (sinonim mošnja ali modnik). Povprečna teža vsakega moda je 15–19 g, desno modo je običajno nekoliko težje od levega (približno 10 %). Zaradi svoje lege sta izpostavljeni temperaturi, ki je približno 2–3 °C nižja od telesne, kar je ključnega pomena za uspešno spermatogenezo. Razvoj in spuščanje mod Razvoj mod se začne med 5. in 6. tednom prenatalnega razvoja, ko se zarodkova moda oblikujejo ob zadnji trebušni steni, retroperitonealno, v bližini ledvic. Med nadaljnjim razvojem se moda po dimeljskem kanalu spuščajo proti mošnji, ki jo dosežejo navadno še pred rojstvom. 216 KLINIČNI POMEN Kriptorhizem, stanje, pri katerem se moda ne spustijo v mošnjo, lahko povzroči motnje v nastajanju semenčic, saj je za optimalno spermatogenezo potrebna temperatura, ki je nižja od telesne. Processus vaginalis peritonei, tunica vaginalis testis Med embrionalnim razvojem se potrebušnica (peritonej) izboči v obliki peritonealne vrečice (processus vaginalis peritonei), ki spremlja modo ob njegovem spuščanju skozi ingvinalni kanal v skrotum. Po končanem spuščanju se spodnji del processus vaginalis preoblikuje v tuniko vaginalis testis (tunica vaginalis testis), serozno ovojnico, ki obdaja modo. Tunika je sestavljena iz 2 plasti: visceralnega lista (epiorhij), ki neposredno pokriva modo, in parietalnega lista (periorhij), ki obdaja notranjo površino skrotuma (Slika 16.2). Preostali del processus vaginalis, ki povezuje trebušno votlino z mošnjo, se običajno zaraste (obliterira), s čimer se prepreči neposredna Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI komunikacija med tema dvema votlinama. KLINIČNI POMEN Če do te obliteracije ne pride, lahko ostane odprta pot, kar poveča tveganje za nastanek posredne dimeljske kile ali hidrokele. Slika 16.2. Modo, nadmodek, tunika vaginalis, tunika albuginea in semenska izvodila. Tunica albuginea Pod visceralnim listom vaginalne tunike moda leži vezivna ovojnica moda iz čvrstega neurejenega veziva, imenovana tunica albuginea (Slika 16.3). Notranji del te ovojnice, tunica vasculosa, je iz rahlega veziva, ki vsebuje krvne in limfne žile. Iz ovojnice se v notranjost moda širijo vezivni pretini, ki razdelijo modo na približno 250 režnjev (lobulov). Pretini so nepopolni, kar omogoča povezavo med posameznimi režnji. Na hrbtni (dorzalni) strani moda je tunica albuginea zadebeljena in tvori mediastinum testis. V mediastinumu se nahajajo krvne žile, limfne žile (mezgovnice), živčna vlakna in mreža izvodil – rete testis (Slika 16.3). 217 Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.3. Modo, na površini je tunica albuginea. Parenhim z zvitimi semenskimi cevkami. Barvanje s HE. Tubuli seminiferi contorti Znotraj režnjev se nahajajo zvite semenske cevke ( tubuli seminiferi contorti) (Slika 16.4). Okoli njih je rahlo vezivno tkivo (intersticij) bogat s kapilarami in endokrinimi intersticijskimi celicami – Leydigove celice, ki so odgovorne za sintezo testosterona. V vsakem režnju se nahajajo 1–4 zvite semenske cevke (tubuli seminiferi contorti), kjer poteka spermatogeneza. Te cevke so dolge 30–80 cm in imajo premer 180 µm (± 30 µm). Skupna dolžina zvitih semenskih cevk v enem modu znaša 300–980 m (povprečno 540 m), kar zagotavlja veliko površino za tvorbo semenčic. Zvite semenske cevke so sestavljene iz večskladnega semenskega epitelija, ki ga sestavljata 2 glavni vrsti celic: zarodne celice in Sertolijeve celice (Slika 16.4). Zarodne celice so razporejene v 4–8 skladov med bazalno membrano in svetlino cevke. Te celice se delijo in diferencirajo skozi različne stopnje spermatogeneze, ki vključujejo mitotsko delitev, mejozo in proces spermiogeneze, kjer se iz okroglih spermatid oblikujejo zrele semenčice. Sertolijeve celice so oporne celice, ki se raztezajo od bazalne membrane do svetline cevke. Njihova vloga je podpora razvijajočim se semenčicam, fagocitoza odvečnih celičnih struktur in izločanje androgen vezavnega proteina (angl. Androgen binding protein, ABP), ki omogoča vzdrževanje visoke koncentracije testosterona v cevkah. Slika 16.4. Prečno prerezana zvita semenska cevka z zarodnim epitelijem. (SG–spermatogonij; S–spermatida; PS– 218 primarni spermatocit, SC–Sertolijeva celica). Barvanje s HE. Zvite semenske cevke obdaja tunica propria (Slika 16.5), ki jo sestavlja bazalna membrana, obdana z več plastmi vretenastih celic (angl. spindle cells) in mioidnih celic. Med njimi se nahajajo kolagenska vlakna tipa I in elastična vlakna. Mioidne celice vsebujejo aktinske filamente, ki omogočajo kontraktilne premike, ki olajšajo sproščanje semenčic v svetlino cevke. Bazalna membrana ločuje semenski epitelij od vezivnega tkiva tunike proprije in zagotavlja strukturno podporo. Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.5. Zvite semenske cevke moda, tunica propria (puščica). Barvanje s HE. Na poti proti mediastinumu testisa se zvite semenske cevke zravnajo in preidejo v ravne cevke (tubuli seminiferi recti). Ravne cevke se nato združujejo v mrežo cevk (rete testis), ki se nahaja v mediastinumu. Iz mreže cevk izhaja 10–20 odvodnih cevk (ductuli efferentes), ki povezujejo rete testis z nadmodkovim vodom (ductus epididymidis), kjer semenčice dozorijo in se shranjujejo (Slika 16.2). Sertolijeve celice Sertolijeve celice so podolgovate celice z izrazitimi apikalnimi in lateralnimi citoplazmatskimi podaljški, ki obdajajo zarodne celice in zapolnjujejo prostor med njimi. Segajo skozi celotno višino semenskega epitelija, in sicer od bazalne membrane do svetline semenske cevke (Slika 16.4, Slika 16.6). Citoplazma je eozinofilna in drobnozrnata. Vsebuje obilico gladkega in nekaj zrnatega endoplazemskega retikuluma, mitohondrije, Golgijev aparat, lizosome, lipidne vakuole, glikogenska zrna. V citoplazmi so včasih prisotne kristaloidne strukture, znane kot Charcot– Böttcherjevi kristali. Jedro je okroglo oz. ovalno nepravilno oblikovano z nagubano jedrno membrano. Njegova vzdolžna os je usmerjena pravokotno na bazalno membrano. V notranjosti jedra se nahaja izrazito, okroglo jedrce. Sertolijeve celice so med seboj povezane s presledkovnimi stiki, ki omogočajo neposredno celično komunikacijo. Presledkovni stiki omogočajo izmenjavo ionov, majhnih molekul in signalnih molekul med celicami, kar je bistvenega pomena za usklajeno delovanje Sertolijevih celic in koordinacijo ciklusa zarodnega epitelija. To je ključnega pomena za nemoten potek spermatogeneze. V času pubertete se v neposredni bližini bazalne membrane zvitih semenskih cevk, Sertolijeve celice med seboj povežejo s tesnimi stiki (zonula occludens), ki tvorijo krvno–testisno pregrado. Ta pregrada deli semenski epitelij na bazalni in adluminalni del (Slika 16.6). V bazalnem delu, kjer imajo dostop do hranil iz kapilar v okolici cevk, se nahajajo spermatogoniji. 219 Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.6. Zarodni epitelij, Sertolijeva celica, krvno–testisna pregrada. Med spermatogenezo potomci spermatogonijev postopoma prehajajo iz bazalnega v adluminalni del semenskega epitelija. Krvno–testisna pregrada ločuje genetsko različne in s tem imunogene haploidne zarodne celice (spermatociti, spermatide in spermiji) od imunskega sistema odraslega moškega. Poleg tega krvno-testisna pregrada varuje zarodne celice pred škodljivimi snovmi iz krvnega obtoka. Fetalne in prepubertetne Sertolijeve celice se po videzu in funkciji bistveno razlikujejo od Sertolijevih celic pri odraslih. Njihova jedra so ovalna in ozka, brez invaginacij jedrne membrane, z manj izrazitim jedrcem. Sertolijeve celice odraslih izražajo receptorje za androgene, izgubijo pa sposobnost izražanja anti-Müllerjevega hormona, kar jih funkcionalno loči od njihovih predhodnic. Po puberteti se Sertolijeve celice ne delijo več, njihovo število pa je ključnega pomena, saj lahko podpirajo le omejeno število zarodnih celic. Na končno število Sertolijevih celic vplivajo genetski, hormonski in okoljski dejavniki. Pri zdravem odraslem moškem približno 10 % jeder na prečnem prerezu zvite semenske cevke pripada Sertolijevim celicam. Funkcija Sertolijevih celic Sertolijeve celice opravljajo več ključnih funkcij, ki so nujne za pravilno delovanje testisov in normalno spermatogenezo: • Zagotavljajo strukturno oporo razvijajočim se zarodnim celicam in jih oskrbujejo s hranili. Poleg tega sintetizirajo in izločajo testisni transferin, ki omogoča prenos železa, kar je bistvenega pomena za razvoj semenčic. • Fagocitirajo ostanke citoplazme, ki nastanejo med spermiogenezo. • Tesni stiki med Sertolijevimi celicami preprečujejo vdor škodljivih snovi in omogočajo imunološko zaščito zarodnih celic. • Izločajo tekočino, bogato s fruktozo, ki služi kot hranilni medij za semenčice. 220 • Sintetizirajo in izločajo androgen vezavni protein ( angl. androgen-binding protein, ABP), ki veže androgene hormone in s tem omogoča vzdrževanje visoke koncentracije testosterona v semenskih cevkah, kar je nujno za normalno spermatogenezo. • Sintetizirajo in izločajo inhibin, ki deluje po mehanizmu negativne povratne zanke, saj zavira izločanje folikel stimulirajočega hormona (FSH) iz adenohipofize. Na ta način sodeluje pri uravnavanju spermatogeneze. • Sintetizirajo in izločajo anti–Müllerjev hormon (AMH). Med embriogenezo izločajo AMH (glikoprotein), ki preprečuje razvoj ženskih spolnih organov, kot je maternica, pri genetsko moškem spolu. • Omogočajo encimsko pretvorbo testosterona v estradiol, kar ima pomembno vlogo pri lokalnem uravnavanju spermatogeneze. INTERSTICIJ Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI V rahlem vezivu med semenskimi cevkami so vezivne celice (fibroblasti, tkivni bazofilci, makrofagi), intersticijske–Leydigove celice, krvne žile, mezgovnice in živci. Kapilare so fenestrirane in omogočajo prehod večjih delcev v intersticij (makromolekul, beljakovin). Leydigove celice Leydigove celice (sinonim intersticijske celice) se prvič pojavijo približno v 7. embrionalnem tednu, kar predstavlja prvo fazo trifaznega vzorca njihovega razvoja. Njihovo število hitro narašča in doseže vrh med 14. in 20. embrionalnim tednom. Na začetku so celice vretenaste oblike in imajo skromno količino citoplazme, vendar do 20. tedna postanejo značilne Leydigove celice z okroglo obliko jedra in obilno eozinofilno citoplazmo. Te celice zapolnijo intersticij testisov in so odgovorne za sintezo testosterona, ki je ključnega pomena za razvoj moških spolnih organov. Po rojstvu se Leydigove celice začasno reaktivirajo v t. i. “mini puberteti”, ki nastopi v prvih mesecih življenja zaradi porasta gonadotropinov (LH in FSH). V tem obdobju sintetizirajo več testosterona, kar omogoči nadaljnji razvoj moških spolovil. Mini puberteta se zaključi v nekaj mesecih, nato pa nastopi regresija Leydigovih celic tako, da jih ob koncu prvega leta življenja ostane le malo. V otroštvu so Leydigove celice večinoma neaktivne, prisotne pa so nediferencirane progenitorne celice. Med puberteto se le-te reaktivirajo in diferencirajo v odrasle Leydigove celice. Ta proces stimulira zvišanje ravni LH, kar vodi v znatno povečanje sinteze testosterona. Testosteron omogoča spermatogenezo, razvoj sekundarnih spolnih znakov in rast. V odraslem obdobju Leydigove celice dosežejo polno funkcionalnost in vzdržujejo stabilno raven testosterona. V starosti število Leydigovih celic in njihova funkcionalnost postopoma upadata zaradi zmanjšane občutljivosti na LH in staranja celic. Leydigove celice (Slika 16.7) imajo morfološke značilnosti celic, ki tvorijo steroidne hormone. So poligonalne oblike z eozinofilno zrničasto citoplazmo, v kateri so številni mitohondriji tubularnega tipa, Golgijev kompleks ter lipidne kapljice. V odraslem obdobju so v citoplazmi posamezne kristaloidne strukture (Reinkejevi kristali) in rjavkasta zrnca lipofuscina. Jedro je okroglo z malo kromatina in 1–2 jedrcema. S histokemijskimi in biokemijskimi metodami so v Leydigovih celicah prikazali številne encime: kot npr. lipaze, esteraze, oksidativne encime in steroidne dehidrogenaze. Skoraj vsi encimi, ki sodelujejo pri nastajanju testosterona, so v gladkem endoplazemskem retikulumu. Samo encim, ki cepi stranske verige holesterola, je v mitohondrijih. 221 Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.7. Leydigove ali intersticijske celice (puščice). Barvanje s HE. SPERMATOGENEZA Celotni proces, pri katerem iz nezrelih germinativnih celic – spermatogonijev nastanejo zrele semenčice (spermiji), se imenuje spermatogeneza. Spermatogeneza se začne s spolno zrelostjo in traja do pozne starosti. Spermij iz spermatogonija nastaja 64–70 dni. Razlikujemo 3 faze spermatogeneze: spermatocitogeneza, mejoza in spermiogeneza. Med spermatocitogenezo se delijo najmlajše celice – spermatogoniji. Iz njih nastajajo nove generacije celic, ki se imenujejo spermatociti I. reda ali primarni spermatociti. Mejoza je faza spermatogeneze, v kateri se v 2 zaporednih redukcijskih (mejotičnih) delitvah spermatocitov reducira število kromosomov in količina deoksiribonukleinske kisline (DNK) v celici na polovico. Rezultat mejotičnih delitev je nastanek haploidnih celic – spermatid s polovičnim številom kromosomov in polovično količino DNK. Spermiogeneza je faza spermatogeneze, v kateri se spermatide, ne da bi se delile, preoblikujejo v zrele semenčice (spermije) (Slika 16.8). Slika 16.8. Spermatogeneza. Spermatocitogeneza Najmlajše celice ob bazalni membrani semenskih cevk so spermatogoniji. To so okrogle celice z okroglim ali ovalnim jedrom. V citoplazmi imajo majhen Golgijev aparat, proste ribosome 222 in okroglaste mitohondrije. Po puberteti se po morfologiji jeder v zvitih semenskih cevkah ločijo 3 tipi spermatogonijev: tip A – temni spermatogoniji z ovalnim temnim jedrom, gostim kromatinom in z jedrci v bližini jedrne membrane; tip A – svetli spermatogoniji, podobni temnim, le da imajo svetlejšo barvo jedra zaradi razpršenega kromatina; tip B spermatogoniji, ki se ločijo od celic tipa A po okroglih jedrih, grobem kromatinu lokaliziranem ob jedrni membrani in po centralni umeščenosti jedrc. Tip A – temni spermatogoniji so matične celice. Z njihovo mitotično delitvijo nastajajo bodisi matični temni spermatogoniji A bodisi svetli spermatogoniji tipa A. Z mitotično delitvijo svetlih spermatogonijev tipa A nastajajo spermatogoniji tipa B, ki ostanejo med seboj povezani s citoplazemskimi mostički. Z mitozo nastanejo iz teh celic večje celice – spermatociti I. reda ali primarni spermatociti. To so največje celice v semenskih cevkah. Svojo delitev nadaljujejo s procesom prve redukcijske delitve ali mejoze I. Kromatin v velikem jedru ima v različnih fazah mejoze zelo različen videz. V citoplazmi imajo spermatociti I. reda malo mitohondrijev, toda številne proste ribosome. Med razvojem se spermatociti I. reda oddaljijo od Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI bazalne membrane in matičnih spermatogonijev ter se premaknejo bližje svetlini zvitih semenskih cevk. Njihov razvoj poteka nekaj dni, zato predstavljajo najštevilnejše celice v histoloških rezinah testisa. Z nastankom spermatocitov I. reda se zaključi proces spermatocitogeneze. Mejoza (redukcijska ali zoritvena delitev) Mejoza je delitev, značilna za spolne celice. Takoj po nastanku spermatociti I. reda vstopijo v profazo prve mejotične delitve. V tej fazi pride do izmenjave oz. rekombinacije nekaterih homolognih odsekov na kromosomih v procesu prekrižanja. S tem je omogočena večja genetska variabilnost potomcev. Na začetku profaze prve mejotične delitve imajo spermatociti še diploidno število (tj. 46) kromosomov. V diploidnem setu kromosomov je 22 parov avtosomov (oz. 44 kromosomov) in 1 par heterosomov (spolna kromosoma). V metafazi prve redukcijske delitve, za razliko od metafaze mitoze, ne pride do t. i. vzdolžne delitve kromosoma na kromatidi, pač pa se v par povezana homologna kromosoma (po obliki in velikosti enaka, eden izvira od matere, drugi od očeta) le razmakneta tako, da pride eden od homolognega kromosomskega para v eno novo nastalo celico, drugi pa v drugo novo nastalo celico. Vsak kromosom je sestavljen iz 2 kromatid. Nastali celici imenujemo spermatociti II. reda ali sekundarni spermatociti. Spermatocit II. reda ima polovično število kromosomov, 22 avtosomov in 1 spolni kromosom (22+X ali 22+Y). Redukcijo kromosomov spremlja tudi zmanjšanje količine DNK. Spermatocite II. reda je težko najti v tkivni rezini, ker takoj po nastanku zapadejo profazi druge mejotične delitve. Druga mejotična delitev poteka enako kot mitotična delitev. Vsak kromosom se razdeli v 2 kromatidi, ki gresta vsaka v eno od novo nastalih celic. V novo nastalih jedrih teh celic je haploidno število (tj. 23) kromosomov iz ene kromatide. Rezultat druge mejotične delitve so celice – spermatide s 23 kromosomi. Spermatide so za polovico manjše od spermatocitov I. reda. Mlade celice so ovalne ali okrogle oblike s svetlim okroglim ali ovalnim jedrom. Iz 1 diploidne celice s 46 kromosomi so z mejozama nastale 4 haploidne celice s 23 kromosomi in s polovično količino DNK. Po oploditvi se diploidno število kromosomov in količina DNK obnovita. Spermiogeneza Spermiogeneza je proces, v katerem se spermatida brez nadaljnjih delitev preoblikuje v zrelo semenčico (Slika 16.9). Med preobrazbo se jedrni kromatin v glavi bodoče semenčice zgosti, okroglo jedro pa se preoblikuje v vretenasto obliko. Na sprednjem delu nastajajoče semenčice se razvije akrosomska kapa. Iz zadnjega dela začne izraščati rep, medtem ko se mitohondriji razporedijo okoli srednjega dela repa, kjer zagotavljajo energijo za gibanje. Odvečna citoplazma spermatide se odstrani, zrela semenčica pa se sprosti v svetlino zvitih semenskih cevk. 223 Proces spermiogeneze poteka skozi 4 faze: Golgijevo fazo, fazo akrosomske kape, akrosomsko fazo in fazo zorenja, ki omogočajo popolno preoblikovanje spermatide v funkcionalno semenčico. Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.9. Shema spermija. HISTOFIZIOLOGIJA TESTISA Spermatogeneza poteka pri temperaturi nižji od 37 °C. V skrotumu je temperatura ustrezna, saj znaša 35°C. Kontrolirajo jo številni mehanizmi kot npr.: a) bogat venski (pampiniformni) pletež okrog testikularne arterije omogoča protitočno izmenjavo toplote, pomembne za ohranitev nizke temperature; b) številne znojnice v koži mošnje pomagajo pri vzdrževanju potrebne temperature; c) kontrakcija kremasterne mišice v semenskem povesmu omogoča pravilno lego testisov v mošnji. Za normalno funkcijo moda so najpomembnejši hormonski vplivi adenohipofiznih hormonov. LH vpliva na Leydigove celice v intersticiju, FSH na Sertolijeve v semenskih cevkah. FSH učinkuje na adenilat ciklazo in cAMP (ciklični adenozin monofosfat), ki omogoča sintezo ABP. Ta protein se, vezan s testosteronom, izloči v svetlino semenskih cevk in v njih sodeluje pri uravnavanju spermatogeneze. Moški spolni hormoni povratno zavirajo izločanje gonadotropin sproščujočih hormonov v hipotalamusu. SEMENSKA IZVODILA (Slika 16.10) V testisu (intratestikularno) so: • ravne cevke ( tubuli recti), • mrežje cevk (rete testis), • odvodne cevke (ductuli efferentes). Izven testisa (ekstratestikularno): • nadmodkov vod ( ductus epididymidis), • semenovod ( ductus deferens), • ejakulatorni vod (ductus ejaculatorius). 224 Slika 16.10. Shema semenskih izvodil. Ravne semenske cevke Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Ravne semenske cevke (tubuli seminiferi recti) so kratke cevke (0,5–1 mm dolge), odete v začetnem delu s Sertolijevimi celicami in v nadaljevanju z enoskladnim izoprizmatskim epitelijem. Med celicami so tesni stiki. Ozka svetlina cevk preprečuje vračanje semenske tekočine iz ravnih semenskih cevk v zvite semenske cevke. Ravne cevke prehajajo v mrežje cevk (Slika 16.11). Mrežje cevk Cevke se v tem odseku semenskih izvodil prepletajo, med seboj povezujejo in tvorijo mrežje cevk (rete testis). Odete so z enoskladnim izoprizmatskim epitelijem, ki je podoben epiteliju ravnih cevk. Celice epitelija imajo apikalno mikroviluse. Cevke so v mediastinumu moda obdane z večjo količino dobro ožiljenega veziva (Slika 16.11). Slika 16.11. Modo, ravne cevke, mrežje cevk (rete testis). Barvanje s HE. Odvodne cevke moda Mrežje cevk (rete testis) se nadaljuje v 10–20 odvodnih cevk (ductuli efferentes testis), ki izstopajo na zgornjem delu mediastinuma moda, predrejo tuniko albugineo in vstopijo v nadmodkov vod 225 (ductus epididymidis), ki se nahaja v glavi nadmodka (epididymis). Odvodne cevke so pokrite z epitelijem iz visokoprizmatskih celic z migetalkami in iz izoprizmatskih (bazalnih) celic. Bazalne celice imajo številne mikroviluse, lizosomske strukture, pinocitotske vezikle in druge organele, ki so povezani s procesi endocitoze. Zaradi razlik v višini epitelijskih celic ima svetlina cevk na prerezu nepravilno, zvezdasto obliko (Slika 16.12). Epitelij odvodnih cevk leži na bazalni membrani, ki jo obdaja plast krožno razporejenih gladkih mišičnih celic. Bazalne celice odvodnih cevk z mikrovili vsrkavajo večino tekočine, ki jo proizvajajo moda, s čimer zmanjšajo njeno prostornino in omogočijo koncentracijo semenčic za nadaljnji prenos po semenskih izvodilih. Migetalke na visokoprizmatskih celicah utripljejo v smeri nadmodkovega voda in, skupaj s peristaltičnimi krčenji gladkega mišičja, prenašajo v tem delu izvodil še vedno negibljive semenčice naprej po semenskih izvodilih. Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.12. Odvodna cevka moda. Barvanje s HE. Nadmodek, sinonim obmodek (epididymis) Nadmodek je polmesečasto oblikovana struktura, ki leži ob zgornji in zadnji strani moda (Slika 16.2). Dolg je približno 7,5 cm in sestavljen iz odvodnih cevk, nadmodkovega voda ter spremljajočih žil, gladkih mišic in vezivne ovojnice. Nadmodkov vod je izjemno zavita cev, dolga med 4 in 6 metrov. Nadmodek je razdeljen na 3 dele: glavo, telo in rep. Odvodne cevke v glavi nadmodka prehajajo v nadmodkov vod, ki se nato nadaljuje skozi telo in rep. Na novo proizvedene semenčice iz mod vstopijo v nadmodek, kjer se skladiščijo in postopoma dozorijo med potovanjem skozi nadmodkov vod. V tem procesu, ki je odvisen od androgenov, pridobijo gibljivost in sposobnost oploditve jajčne celice. Nadmodkov vod Epitelij Za nadmodkov vod je značilen večvrstni epitelij. Na prerezu je svetlina nadmodkovega voda zaradi enakomerne višine epitelija pravilno ovalna ali okrogla (Slika 16.13). Epitelij sestavljata 2 glavni vrsti celic: • Glavne celice so visokoprizmatske celice, katerih višina variira – v glavi nadmodka 226 dosežejo približno 80 μm, medtem ko so v repu nižje, okoli 40 μm. Na njihovi apikalni površini se nahajajo dolgi spremenjeni mikrovili, imenovani stereociliji, katerih dolžina se postopoma zmanjšuje od približno 10 μm v glavi do 1 μm v repu. Te celice so bogate z gladkim in zrnatim endoplazemskim retikulumom, lizosomi, podolgovatimi mitohondriji in Golgijevim kompleksom. Izločajo kompleksne ogljikove hidrate in glicerofosfoholin, ki zavira kapacitacijo semenčic – tj. proces, ki pripravlja semenčice za oploditev. Poleg tega izločajo glikoproteine (npr. P34H), ki se vežejo na plazemsko membrano semenčic. Epitelij nadmodka ima ključno vlogo pri fagocitozi in prebavi rezidualnih teles – ostankov citoplazemskih mostičkov, ki so med dozorevanjem povezovali zarodne celice. • Bazalne celice so majhne, okrogle celice, ki ležijo vzdolž bazalne membrane. Te celice delujejo kot matične celice epitelija nadmodka. V epiteliju nadmodka se poleg teh celic pogosto nahajajo migrirajoči limfociti, svetle celice (angl. clear cells), visoke ozke celice ali celice bogate z mitohondriji v apikalnem delu (angl. tall slender Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI or apical cells rich in mitochondria). Mišični plašč Nadmodkov vod obdaja krožno potekajoča plast gladke mišičnine. V repu nadmodkovega voda se z notranje in zunanje strani pojavi še vzdolžno potekajoča plast gladke mišičnine. Te plasti se nadaljujejo v troslojni mišični plašč semenovoda (ductus deferens). Gladka mišičnina pomaga premikati semensko tekočino. Slika 16.13. Nadmodkov vod. Barvanje s HE. Semenovod Semenovod (ductus deferens, vas deferens) je cevasta struktura, ki se začne pri repu nadmodka in meri približno 40 cm v dolžino. Distalni del, dolg 4–7 cm, se razširi v ampulo, ki se združi z izvodilom semenskih mešičkov in nadaljuje kot ejakulatorni vod. Končuje se v prostatičnem delu uretre. Stena semenovoda je iz sluznice, mišične plasti in vezivne adventicije (Slika 16.14). 227 Sluznica Epitelij je večvrstni visokoprizmatski, v svetlobnem mikroskopu ločimo visokoprizmatske in bazalne celice. Ultrastrukturno pa ločimo 4 vrste celic: glavne celice, klinaste celice (angl. peg or pencil cells), celice bogate z mitohondriji in bazalne celice. Na apikalni površini visokoprizmatskih celic so stereociliji. Ti so krajši in bolj redki v ampuli. V epiteliju je obilica ribosomov in mitohondrijev. Toda v primerjavi z nadmodkovim vodom je manj zrnatega endoplazemskega retikuluma, lizosomov in Golgijevega kompleksa, kar kaže, da je semenovod manj sekrecijsko in fagocitno dejaven v primerjavi z nadmodkom. Pod epitelijem je vezivna lamina propria. V njej so številna elastična vlakna in bogat kapilarni pletež. Sluznica semenovoda je nagubana, verjetno zaradi kontrakcije mišične plasti med fiksacijo tkivne rezine. V ampuli semenovoda je sluznica močno nagubana. Gube sluznice so visoke, tanke in razvejičene. Zato ima svetlina na prečnem prerezu izgled labirinta (Slika 16.15). Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Mišična plast Gladke mišične celice v notranji in zunanji plasti potekajo vzdolžno, v srednji plasti pa krožno. Med mišičnimi celicami so številna vlakna avtonomnega živčevja. Skoraj vsako mišično vlakno ima svojo živčno mišično povezavo. S tem si lahko razložimo hitro in močno krčenje semenovoda med ejakulacijo. V ampuli semenovoda je mišična plast tanjša. V bližini ejakulatornega voda zunanja in notranja vzdolžna plast izgineta. Adventicija V adventiciji so vezivne celice, elastična in kolagenska vlakna, krvne žile in mezgovnice. Slika 16.14. Semenovod, prečni prerez. Barvano s HE. 228 Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.15. Ampula semenovoda, prečni prerez. Barvanje s HE. Ejakulatorni vod Ejakulatorni vod (ductus ejaculatorius) je kratka cev, ki nastane z združitvijo izvodila semenskega mešička in ampule semenovoda. Vsak ejakulatorni vod je dolg približno 1,5 cm in poteka skozi prostato, pri čemer prehaja skozi njeno centralno cono. Oba ejakulatorna voda se odpirata v prostatični del sečnice. Sluznica je po zgradbi podobna tisti v ampuli semenovoda, pri čemer je epitelij večvrsten in visokoprizmatski. Zunanji del ejakulatornih vodov je obdan s tanko mišično plastjo, ki se postopoma tanjša, ko voda prehajata skozi prostato. SEMENSKO POVESMO (funiculus spermaticus, chorda spermatica) Semenovod skupaj s testikularno arterijo in veno, živci, pampiniformnim venskim pletežem, mezgovnicami moda, vzdolžnimi snopi skeletne mišice (m. cremaster) in ovojnicami moda (fascije trebušnih mišic) tvori semensko povesmo (funiculus spermaticus, chorda spermatica). Semensko povesmo prehaja skozi dimeljski kanal do njegove notranje odprtine, kjer se njegove sestavine razidejo. Sam semenovod pa poteka naprej do obsečnice (Slika 16.16). Slika 16.16. Semensko povesmo (prečni prerez, shema). 229 POMOŽNE SPOLNE ŽLEZE Pomožne spolne žleze so: • semenski mešiček, sinonim semenjak (vesicula seminalis); • obsečnica, prostata; • bulbouretralna žleza, Cowperjeva žleza (glandula bulbourethralis). Semenski mešiček Semenski mešiček je parni cevasti organ, ki se nahaja posteroinferiorno (zadaj in spodaj) od sečnega mehurja. Pri odraslih moških vsak semenski mešiček meri približno 5 cm v dolžino in 1,5–2 cm v debelino. Gre za močno zavito cevasto strukturo, ki doseže dolžino 10–15 cm, če ga popolnoma razvijemo. Semenski mešiček ima kratko izvodilo, ki se združi z ampulo semenovoda in tvori ejakulatorni vod. Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Stena semenskega mešička je iz sluznice, mišične plasti in na zunanji površini iz tanke vezivne kapsule. Sluznica je močno nagubana (Slika 16.17). V otroštvu so sluznične gube razmeroma preproste in plitke, v reproduktivnih letih pa postanejo izrazito kompleksne, sestavljene iz številnih primarnih, sekundarnih in terciarnih gub, ki dajejo svetlini videz labirinta. Epitelij je večvrstni visokoprizmatski, sestavljen iz visokoprizmatskih in bazalnih celic. Bazalne celice so manjše, z okroglo oblikovanimi jedri, in se nahajajo bližje bazalni membrani. Delujejo kot zarodne celice, kar pomeni, da so odgovorne za regeneriranje visokoprizmatskih celic. Visokoprizmatske celice imajo elektronskomikroskopske značilnosti celic, ki izločajo oz. sintetizirajo proteine. V citoplazmi je veliko zrnatega endoplazemskega retikuluma, Golgijev aparat s številnimi presekrecijskimi zrnci, sekrecijska zrnca v apikalnem delu celic, posamezni lizosomi. Jedra so ovalna, celice pa imajo na apikalni površini mikrovile. V citoplazmi celic se nahaja lipofuscin, ki se na histoloških preparatih, barvanih s hematoksilinom in eozinom (HE), kaže kot rjavi pigment. Pri odraslih so v semenskih mešičkih, ampuli semenovoda in ejakulatornih vodih pogosto prisotne t. i. celice velikanke (angl. monstrous epithelial cells). Te celice imajo velika, hiperkromatska in nepravilno oblikovana jedra ter jih je mogoče zmotno identificirati kot maligne celice pri aspiracijski biopsiji. Prisotnost lipofuscina v citoplazmi teh celic lahko pomaga določiti njihov izvor. Testosteron je ključnega pomena za vzdrževanje višine epitelija. Brez testosterona epitelij atrofira. Po dodatku testosterona se atrofija popravi. Lamina propria je iz ožiljenega rahlega veziva s številnimi elastičnimi vlakni. Mišična plast je iz tankega notranjega krožnega in zunanjega vzdolž potekajočega gladkega mišičja. Izloček semenskih mešičkov je viskozen in predstavlja približno 70 % semenske tekočine ejakulata. Alkalna tekočina pomaga nevtralizirati kisli pH nožnice. Vsebuje citronsko kislino, aminokisline, prostaglandine in različne proteine, fruktozo in druge sladkorje ter laktotransferin. Laktotransferin je eden od antigenov, ki prekrivajo semenčice, prav tako pa je vključen v vezavo in prenos železa. 230 Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.17. Semenski mešiček, prečni prerez. Barvanje s HE. Prostata Prostata je največja pomožna spolna žleza moškega reproduktivnega sistema. Je neparna tubulo-alveolna žleza v velikosti kostanja. Je stožčaste oblike, leži tik pod mehurjem in obdaja sečnico ter distalna konca ejakulatornih vodov. Baza se dotika spodnje površine sečnega mehurja, sprednji del pa je obrnjen k simfizi. Pri odraslih moških prostata tehta približno 20 g in je sestavljena iz 30–50 tubulo-alveolnih žlez v vezivnomišični stromi. Žlezo obdaja fibroelastična ovojnica, ki vsebuje tudi gladko mišičje. Le-ta pošilja v notranjost pretine, ki razdelijo žlezo v režnje. Žleze v prostati so mukozne, submukozne in glavne (Slika 16.18). Razvrščene so okrog uretre v obliki 3 koncentričnih pasov. Mukozne žleze so majhne periuretralne žleze, ki izločajo svoj izloček neposredno v uretro. Submukozne žleze so številnejše in izločajo svoj izloček s kratkimi izvodili v ureterne sinuse, ki so na posterolateralni steni ob ureternem grebenu uretre. Glavne žleze se izlivajo v uretro z dolgimi izvodili. Izvodila posameznih žlez se lahko združujejo in iztekajo v sečnico, ki poteka skozi središče prostate. Parenhim prostate je razdeljen na štiri anatomsko in klinično ločene cone. Centralna cona: obdaja ejakulatorne vode, ko prehajajo skozi prostato. Ta cona predstavlja približno 25 % žleznega tkiva prostate. Sestavljena je večinoma iz submukoznih žlez. Celice centralne cone imajo rahlo bazofilno citoplazmo in večja jedra. Periferna cona: obsega 70 % žleznega tkiva prostate. Obdaja centralno cono in zavzema posteriorni (zadnji) in lateralni (stranski) del prostate. Sestavljena je večinoma iz glavnih žlez. Večina rakavih bolezni prostate izvira iz periferne cone. Ta cona je otipljiva med digitalnim rektalnim pregledom. Prehodna cona: obkroža prostatični del sečnice. Predstavlja približno 5 % žleznega tkiva prostate. Sestavljena je večinoma iz mukoznih žlez. Pri večini starejših moških je prehodna cona znatno povečana zaradi benigne hiperplazije prostate. Periuretralna cona: vsebuje mukozne in submukozne žleze. 231 Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.18. Shema obsečnice. Epitelij v žlezah je enoskladni visokoprizmatski, lahko pa tudi enoskladni izoprizmatski oz. enoskladni ploščati, občasno pa večvrstni visokoprizmatski. V svetlini žlez je mogoče najti majhna, okrogla do 2 mm velika telesa, sestavljena iz glikoproteinov. To so corpora amylacea ali prostatični kamenčki (Slika 16.19). Pogosto so zaapneli. Njihovo število se s starostjo poveča. Njihov pomen ni znan. Žlezni epitelij prostate je pod vplivom spolnih hormonov, kot so testosteron in nadledvični androgeni. Ti hormoni vstopajo v sekrecijske celice žleznega epitelija, kjer jih encim 5α-reduktaza pretvori v dihidrotestosteron (DHT). DHT je približno 30-krat močnejši od testosterona in ima odločilno vlogo pri vzdrževanju funkcije žleznega epitelija. Prostata izloča specifične snovi, med drugim prostatično kislo fosfatazo (PAP), citronsko kislino, amilazo, proteolitične encime in za prostato specifični antigen (PSA). Prostatni izloček je alkalen, mlečne barve in ima značilen vonj. PSA, ki deluje kot serinska proteaza, po ejakulaciji utekočini semensko tekočino, kar omogoča gibljivost semenčic. Poleg svoje funkcije v semenski tekočini je PSA pomemben označevalec pri kliničnem diagnosticiranju. Povišane ravni PSA v krvi se uporabljajo kot označevalec za napredovanje raka prostate, čeprav so lahko povišane tudi pri benigni hiperplaziji prostate in prostatitisu. Slika 16.19. Prostatični kamenček. Barvanje s HE. 232 Bulbouretralni žlezi Bulbouretralni (Cowperjevi) žlezi sta majhni, parni tubuloalveolarni žlezi, velikosti graha (3–5 mm), ki se nahajata ob membranskem delu sečnice. Skeletna in gladka mišična vlakna razdelijo žlezi v režnje. Žleze pokriva enoskladni izoprizmatski epitelij, katerega delovanje je odvisno od testosterona. Izloček žleznih celic je vodenkasta sluz, ki vsebuje sladkorje, predvsem galaktozo, in nekaj sialične kisline. Ta izloček služi kot zaščita in mazivo za sečnico, saj zmanjšuje trenje med ejakulacijo. SPOLNI UD (PENIS, PHALUS) Je podolgovat organ, sestavljen je iz 3 valjev erektilnega (brecilnega) tkiva – erektilnih teles in uretre. Pokrit je s kožo, ki na končnem delu spolnega uda tvori prepogljivo duplikaturo – Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI prepucij. 2 erektilni telesi (corpora cavernosa penis) ležita v hrbtnem delu spolnega uda. Tretje telo je umeščeno ventralno in obdaja uretro. Imenuje se corpus cavernosum urethrae ali corpus spongiosum penis. Začenja se s čebulasto zadebelitvijo – bulbusom in se na koncu spolnega uda ponovno razširi v glavico (glans penis) (Slika 16.20). Vsako brecilno telo pokriva vezivna ovojnica (tunica albuginea). Vsa 3 obdaja fascija penisa. V fasciji med brecili je žleb, v katerem potekata arterija in vena dorzalis penis. Kavernozni telesi sta iz nepravilno oblikovanih venskih prostorov (cavernae), odetih z nefenestriranim endotelijem. Med venskimi prostori so vezivne trabekule in posamezne gladke mišične celice. Venski prostori se proti obodu erektilnih teles manjšajo. Dokler je penis v ohlapnem stanju, so prazni, med nabrekanjem se napolnijo s krvjo. Spongiozno telo je tudi sestavljeno iz venskih prostorov, ki so enakomerno široki in bolj pravilne oblike. V vezivnih trabekulah spongioznega telesa je več elastike in manj gladke mišičnine kot v kavernoznih telesih (Slika 16.21). Prepucij je prepogljiva kožna guba, z vezivnimi in gladkimi mišičnimi vlakni v notranjosti. V sestavi kožne gube so tudi žleze lojnice (Tysonove žleze). Prepucij pokriva površino glavice penisa. Uretra je v spolnem udu odeta zvečine z večvrstnim epitelijem, ki v glansu postane večskladen ploščat. V vezivu uretre so mukozne Littrejeve žleze, ki izločajo sluz v svetlino uretre. Ožiljenost penisa Arterijska preskrba izvira iz interne pudendalne arterije, iz katere izhajajo globoke arterije penisa in dorzalne arterije penisa. Globoke arterije penisa se razvejijo v nutritivne arterije in arterije helicine. Slednje imajo v steni longitudinalne gube iz gladke mišičnine, ki lahko zapre svetlino žile. Nutritivne arterije prinašajo kisik in hrano za vezivne trabekule. Arterije helicine se odpirajo v kavernozne prostore erektilnega tkiva. Med arterijami helicinami in globoko dorzalno veno so arteriovenske anastomoze. Ves čas, dokler je spolni ud v ohlapnem stanju, teče kri skozi arteriovenske anastomoze mimo kavernoznih prostorov. Dorzalne arterije penisa prehranjujejo glans in prepucij. Venska kri se zbira v površinski in globoki dorzalni veni ter v kavernoznih in uretralnih venah. Do nabrekanja oz. napetosti (erekcije) penisa pride zaradi povečanega krvnega pretoka, ki je pod nadzorom avtonomnega živčnega sistema. Le-tega lahko aktivirajo taktilni in psihični dražljaji. Vzdraženo parasimpatično živčevje vpliva na zaporo arteriovenskih anastomoz in na dilatacijo helicinih arterij. Kri se iz dilatiranih helicinih arterij usmeri naravnost v kavernozne prostore erektilnih teles, ki nabrekajo. Zaradi povečanega dotoka krvi in pritiska povečanih brecilnih 233 teles na okolico se zmanjša odtok krvi v venah. To izzove še nadaljnje nabrekanje spolnega uda. Po ejakulaciji se parasimpatična aktivnost zmanjša, arteriovenske anastomoze se odprejo, kri iz kavern brecilnih teles odteče v vene, kar omogoči ponovno vrnitev spolnega uda v ohlapno stanje. Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI Slika 16.20. Histološka slika prečnega prereza glavice moškega spolnega uda. Barvanje s HE. Slika 16.21. Shema prečnega prereza moškega spolnega uda. SEME (SPERMA) Seme je tekočina, ki se izloči iz spolnega uda pri izbrizganju – ejakulaciji. V njej so zrele semenčice, odluščen epitelij genitalnih vodov in semenska tekočina, ki nastaja v pomožnih spolnih žlezah. V enem ejakulatu je normalno 1,5–7 ml viskozne rahlo alkalne semenske tekočine. Po merilih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) se semenska tekočina šteje za normalno, če ejakulat vsebuje vsaj 39 milijonov semenčic, z najmanj 16 milijoni semenčic na mililiter, od katerih je vsaj 42 % gibljivih in 4 % morfološko normalnih. Vrednosti pod temi mejami sicer ne izključujejo možnosti oploditve, vendar zmanjšujejo njeno verjetnost. 234 VIRI 1. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 2. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 3. Pawlina, P. (2020) Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology 8th ed. Histologija • EMŠ Medicina • MOŠKI SPOLNI ORGANI 235 17 ŽENSKA SPOLOVILA (Organa genitalia feminina) Ines Cilenšek Histologija • EMŠ Medicina Zunanja ženska spolovila sestavljata ščegetavček in vulva, ki obsega nadsramje (sinonim mons pubis, Venerin griček), male in velike sramne ustnice, nožnični preddvor, bulbus nožničnega preddvora in žleze, ki se izlivajo v nožnični preddvor (Slika 17.1). Slika 17.1. Zunanja ženska spolovila. K notranjim ženskim spolovilom uvrščamo nožnico, maternico, jajcevoda in jajčnika (Slika 17.2). Ženska spolovila tvorijo jajčeca, sprejemajo semenčice, omogočajo stabilno notranje okolje za oploditev in ugnezditev zarodka ter pravilen razvoj ploda do poroda in rojstvo novorojenčka. Slika 17.2. Notranja ženska spolovila. 236 OBDOBJA V ŽIVLJENJU ŽENSKE SPOLOVILA Predpuberteta je obdobje telesnega in osebnostnega razvoja pred začetkom pubertete, ko so reproduktivni organi še vedno v razvoju. Puberteta je obdobje od pojava prvih spolnih znakov do dosežene zmožnosti za reprodukcijo. V tem obdobju se začnejo razvijati sekundarni spolni znaki, kot so prsi, širitev bokov in rast sramnih in pazdušnih dlak. Med 8. in 14. letom starosti nastopi prva menstruacija, ki ji rečemo menarha. Reproduktivno obdobje nastopi po puberteti. V tem obdobju ima ženska periodične fiziološke krvavitve iz maternice (menstruacije), ki odslikavajo možnost zanositve. Ta faza traja do klimakterija (menopavze), ki običajno nastopi med 45. in 55. letom starosti. Premenopavza je prehodno obdobje pred dokončnim prenehanjem menstruacije. Traja lahko Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA nekaj let in vključuje simptome, kot so neredni menstruacijski ciklusi, vročinski oblivi, nočno potenje in spremembe razpoloženja. Menopavza nastopi, ko ženska 12 mesecev nepretrgoma ni imela menstruacije, in označuje konec njene naravne sposobnosti za reprodukcijo. Spremembe, ki se dogajajo v tem času, so posledica upada hormonov estrogena in progesterona. Pomenopavza je obdobje po menopavzi, ko se raven hormonov stabilizira. Ženska spolovila počasi atrofirajo. V tem obdobju se lahko zaradi dolgotrajnega pomanjkanja estrogena poveča tveganje za določene zdravstvene težave, kot so osteoporoza in srčno-žilne bolezni. JAJČNIK (OVARIUM) Jajčnik je parni organ v mali medenici. Pri ženskah, ki še niso rodile (nuliparah), ima jajčnik obliko mandlja in meri v dolžino približno 4 cm, v širino 3 cm in v debelino 2 cm. Pred puberteto je površina jajčnika gladka, v reproduktivnem obdobju pa postaja zaradi ponavljajočih se ovulacij vedno bolj reliefna in brazgotinasta. Po menopavzi se jajčnik skrči na četrtino velikosti. Jajčnik opravlja 2 funkciji: • gametogeneza (oogeneza), • steroidogeneza (tvorba estrogena in progesterona): – Estrogen pri ženski uravnava rast in razvoj ter delovanje spolnih organov, odgovoren je za razvoj in ohranitev sekundarnih spolnih znakov; – Progesteron igra pomembno vlogo pri pripravi maternice na sprejem oplojene jajčne celice in pri vzdrževanju nosečnosti. Na površini jajčnika je enoskladni izoprizmatski epitelij, poimenovan klični epitelij (Slika 17.3). Pod njim se nahaja plast iz neurejenega čvrstega veziva – tunica albuginea. Jajčnik je iz skorje (cortex ovarii), v kateri najdemo jajčne folikle v različnih fazah zorenja, in sredice (medulla ovarii) iz rahlega veziva s krvnimi in limfnimi žilami, ki vstopijo v jajčnik skozi hilus (Slika 17.4). 237 SPOLOVILA Slika 17.3. Jajčnik, klični epitelij (puščica). Barvanje s HE. Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Slika 17.4. Jajčnik, tunika albuginea, skorja s folikli, sredica. Barvanje s HE. Stroma jajčnika je zgrajena iz dobro ožiljenega veziva in iz vretenastih stromalnih celic, podobnih fibroblastom. V reproduktivnem obdobju hormon adenohipofize, poimenovan folikel stimulirajoči hormon (FSH), spodbuja razvoj jajčnih foliklov in tvorbo estrogena. Med vsakim menstruacijskim ciklusom, ki običajno traja 28 dni, FSH stimulira razvoj 30–40 primordialnih foliklov, od katerih eden postane dominanten in dokončno dozori. Folikli dozorevajo v prvi polovici mesečnega ciklusa, imenovani folikularna faza, ki se konča s sprostitvijo jajčne celice – ovulacijo. Iz zrelega folikla se po ovulaciji v jajčniku razvije rumeno telo (corpus luteum), s tem pa nastopi luteinska faza. Če ne pride do oploditve, se luteinska faza konča z menstruacijo, iz rumenega telesa pa se razvije belo telo (corpus albicans) (Slika 17.5). Slika 17.5. Jajčnik, folikularna faza, ovulacija, luteinska faza. 238 OOGENEZA IN FOLIKULOGENEZA SPOLOVILA Prvi mesec embrionalnega življenja migrirajo primordialne klične celice ali gonociti iz rumenjakovega mehurčka v razvijajoče se gonade. Gonociti se nato diferencirajo v oogonije. V 12. do 15. tednu embrionalnega življenja se začne redukcijska delitev ali mejoza, med katero se oogoniji spremenijo v primarne oocite. Primarni oocit ima premer 25 µm, jedro z enakomerno kromatinsko strukturo in dobro vidnim jedrcem. Svoj razvoj zaustavi v profazi prve mejotske delitve. Obda se s ploščatimi opornimi celicami – folikularnimi celicami. Bazalna membrana ločuje folikularne celice od strome. Primarni oocit in ploščate folikularne celice, ki ga obdajajo, imenujemo primordialni folikel (Slika 17.6). Prvi primordialni folikli se pojavijo v 3. mesecu embrionalnega razvoja. Zgodnja rast primordialnih foliklov ni odvisna od gonadotropnih hormonov. V jajčniku najdemo primordialne folikle v skorji tik pod tunico albugineo. Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Z nastopom pubertete vsak mesec skupina primordialnih foliklov pod vplivom FSH iz adenohipofize začne folikulogenezo (rast in razvoj foliklov). Oocit se poveča, ploščate folikularne celice pa proliferirajo in najprej postanejo izoprizmatske in kasneje visokoprizmatske. Tako nastane primarni unilaminarni folikel (Slika 17.6). Ko oocit raste, prične izločati zunajcelični plašč iz glikoproteinov (ZP 1–4). Tako nastane zona pellucida. Iz enega sklada folikularnih celic nastane z mitotsko proliferacijo večskladni epitelij – stratum granulosum. Folikularne celice se zdaj imenujejo celice granuloze, tak folikel pa primarni multilaminarni folikel (Slika 17.6). Med rastjo folikla se med celicami granuloze oblikujejo presledkovni stiki. Stromalne celice v okolici folikla oblikujejo folikularno teko (theca), ki se diferencira v 2 plasti: • theca interna: močno ožiljena, s celicami, ki proizvajajo steroidne hormone – androgene, ki jih celice granuloze s pomočjo aromataze pretvarjajo v estrogen; • theca externa: plast vezivnega tkiva s fibroblasti, kolagenskimi vlakni in gladkomišičnimi celicami, ki zagotavlja strukturno podporo. Primarni folikel se z rastjo pomakne globlje v stromo skorje, proti sredici, in se poveča, večinoma na račun proliferacije celic granuloze. Ko startum granulosum doseže debelino 6–12 celičnih plasti, se med celicami začnejo pojavljati votlinice s folikularno tekočino. Tako nastane sekundarni folikel (Slika 17.6). Oocit ima premer 125 µm. Z nadaljnim razvojem nastane terciarni ali Graafov folikel (Slika 17.7), ki predstavlja zadnjo fazo razvoja jajčnega folikla pred ovulacijo. V tej fazi folikel doseže največjo zrelost in je pripravljen na sprostitev oocita. Značilnost Graafovega folikla je njegova velika, votla struktura, polna folikularne tekočine, poimenovana antrum. Stena folikla je iz celic granuloze, ki neposredno obkrožajo antrum. Okoli oocita je skupina celic, poimenovana cumulus oophorus. Oocit neposredno obdaja zona pellucida in skupina celic granuloze – corona radiata, ki jajčece obdajajo tudi po sprostitvi iz folikla ob ovulaciji. Struktura Graafovega folikla vključuje tudi teko interno in teko eksterno, ki obdajata celice granuloze. Ko folikel zori in se bliža svoji maksimalni velikosti, se mitotska aktivnost celic granuloze zmanjša. Poveča pa se tvorba folikularne tekočine, kar povzroči, da se folikel poveča in naposled izboči s površine jajčnika. V tej fazi postane teka interna bolj izrazita, v celicah pa opazimo lipidne kapljice. Ob ovulaciji se Graafov folikel razpoči in sprosti oocit, ki ga potem lahko ujamejo fimbrije jajcevodov. 239 SPOLOVILA Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Slika 17.6. Primordialni, primarni unilaminarni, primarni multilaminarni in sekundarni folikel. Slika 17.7. Terciarni folikel. Barvanje s HE. OVULACIJA Ovulacija je hormonsko spodbujen proces, pri katerem se oocit sprosti iz jajčnika. Običajno se zgodi na sredini menstruacijskega ciklusa, torej okoli 14. dneva 28–dnevnega ciklusa (Slika 17.8). 240 SPOLOVILA Slika 17.8. Ovulacija in raven gonadotropinov (FSH in LH). Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Rast in zorenje foliklov: več primordialnih foliklov začne rasti pod vplivom FSH. Med temi folikli postane eden od njih dominanten in nadaljuje rast in zorenje. V dneh pred ovulacijo dominantni folikel izloča višje ravni estrogena, ki spodbujajo hitrejše pulzirajoče izločanje gonadoliberina (GnRH) iz hipotalamusa. To povzroči izločanje luteinizirajočega hormona (LH) iz adenohipofize, ki hitro sproži vrsto pomembnih dogodkov v dominantnem foliklu in okoli njega. Tik pred ovulacijo primarni oocit pod vplivom LH zaključi prvo mejotično delitev. Kromosomi se enakomerno razdelijo med 2 hčerinski celici, 1 od teh pa zadrži skoraj vso citoplazmo. Ta celica postane sekundarni oocit, druga celica pa postane prvo polarno telo. Sekundarni oocit prične drugo mejotično delitev, ki se ustavi v metafazi. Druga mejotična delitev se zaključi v primeru, da pride do oploditve. Spermij spodbudi dokončanje druge mejotične delitve in oblikovanje drugega polarnega telesa ter dopolni število kromosomov, tako da ima zigota diploidno število kromosomov. Običajno v enem ciklusu dozori en Graafov folikel. Razpok folikla: Malo pred ovulacijo se zreli dominantni folikel izboči proti tuniki albuginei jajčnika do te mere, da lokalno blokira pretok krvi in ustvari dvignjeno ishemično območje, poimenovano stigma. Ob ovulaciji stena jajčnika nad zrelim Graafovim foliklom oslabi in se razpoči, kar omogoča, da sekundarni oocit zapusti jajčnik in ga ulovijo fimbrije jajcevoda. Celice granuloze tvorijo več folikularne tekočine, ki vsebuje prostaglandine, proteoglikane in proteaze. Celice granuloze, ki tvorijo cumulus oophorus, izločajo tudi hialuronan, ki poveča viskoznost tekočine in povzroči močno povečanje zunajceličnega volumna te strukture. Oocit, ki ga obdajata zona pellucida in corona radiata, se loči od stene folikla in plava v folikularni tekočini antruma. Aktivirani plazminogen (plazmin) iz počenih kapilar razgradi kolagen v tunici albuginei na mestu stigme. Začnejo se kontrakcije gladkomišičnih celic v teki eksterni, ki jih sprožijo prostaglandini iz folikularne tekočine. Naraščajoči pritisk v foliklu in lokalna oslabitev stene jajčnika skupaj povzročita razpok površine jajčnika na mestu stigme. Gladkomišične celice teke iztisnejo iz jajčnika sekundarni oocit skupaj s cono pelucido, korono radiato in folikularno tekočino, kjer ga ulovijo fimbrije jajcevoda. Če se ne oplodi v približno 24 urah, sekundarni oocit začne propadati. Celice Graafovega folikla, ki ostanejo v jajčniku po ovulaciji, se pod vplivom LH preoblikujejo in razvijejo v rumeno telo. Rumeno telo (corpus luteum), belo telo (corpus albicans) Po ovulaciji se preostale celice granuloze in celice teke interne Graafovega folikla preoblikujejo v rumeno telo (corpus luteum) (Slika 17.9). Sprva krvavitev iz kapilar teke interne v svetlino folikla vodi do nastanka hemoragičnega telesa (corpus hemorrhagicum) s centralnim strdkom. Celice 241 granuloze in celice teke interne se nato diferencirajo v luteinske celice granuloze in luteinske SPOLOVILA celice teke v procesu, ki se imenuje luteinizacija. Luteinske celice se morfološko preoblikujejo, povečajo svojo prostornino in se napolnijo z lipidnimi kapljicami. Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Slika 17.9. Rumeno telo. Barvanje s HE. Celice granuloze se ne delijo več, se pa povečajo na premer 20–35 μm in na koncu predstavljajo približno 80 % rumenega telesa. Sedaj poimenovane luteinske celice granuloze izločajo nekaj inhibina, progesteron in estrogene. Njihova citoplazma je bledo eozinofilna in vsebuje maščobne kapljice. Jedro je okroglo in vsebuje 1–2 jedrci. Preostanek rumenega telesa sestavljajo luteinske celice teke, ki so pol manjše in temnejše od luteinskih celic granuloze, sintetizirajo androgene in progesteron in so običajno združene v perifernih gubah zdaj dobro vaskulariziranega rumenega telesa. Predstavljajo preostalih 20 % celic. Tretji tip celic v rumenem telesu so celice K. Zanje so značilni zvezdasta oblika, močno eozinofilna citoplazma in nepravilno, hiperkromno ali piknotično jedro. Te celice so bogate s fosfolipidi in jim pripisujejo makrofagno funkcijo (Slika 17.10). Slika 17.10. Rumeno telo, luteinske celice granuloze (puščice), luteinske celice teke (zvezdice) in celica K (rumena puščica). Barvanje s HE. 242 Kratkoročna usoda rumenega telesa je odvisna od tega, ali pride do nosečnosti. V zgodnji SPOLOVILA nosečnosti rumeno telo meri 2–3 cm in s tem zapolnjuje večino jajčnika. Njegova funkcija postopoma upada po 8. tednu nosečnosti, ko posteljica proizvaja zadostne količine estrogenov in progestogenov, da prevzame njegovo funkcijo. Vendar do poroda ne izgine povsem ter izloča progesteron do konca nosečnosti. Imenujemo ga nosečnostno rumeno telo (corpus luteum graviditatis). Ovulacijski porast LH povzroči, da rumeno telo izloča progesteron 10–12 dni. Brez nadaljnje stimulacije LH in v odsotnosti nosečnosti oba luteinska tipa celic v rumenem telesu prenehata s proizvodnjo hormonov. Padec progesterona vodi do menstruacije. Kratkoročno rumeno telo, ki vztraja le del menstruacijskega ciklusa, predstavlja menstruacijsko rumeno telo (corpus luteum menstruationis). Po njegovi regresiji ostanke odstranijo makrofagi, nato na to mesto vdrejo fibroblasti in proizvedejo brazgotino čvrstega vezivnega tkiva, imenovano belo telo (corpus Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA albicans). Zrelo belo telo je nepravilnih oblik in je zgrajeno iz kolagenskih vlaken, med katerimi so posamezni fibrociti (Slika 17.11). Večina belih teles se resorbira in nadomesti z ovarijsko stromo. Slika 17.11. Belo telo. Barvanje s HE. ATREZIJA V rodnem obdobju ženske dozori približno 400 foliklov. Večina od 600.000–800.000 foliklov, ki so prisotni ob rojstvu, propade v procesu, poimenovanem atrezija. Propadajoči folikel se imenuje tudi atretični folikel (Slika 17.12). Atrezija se začne že v 5. mesecu embrionalnega življenja, najintenzivnejša je takoj po rojstvu in se nadaljuje v rodnem obdobju ženske. Pri tem oocit in celice granuloze propadejo, nato pa jih odstranijo makrofagi. Atrezija lahko zajame jajčni folikel v kateri koli fazi, od primordialnega do terciarnega folikla. Atrezija zgodnjih foliklov, primordialnih in primarnih, se kaže najprej s spremembami oocita. Jedro je kondenzirano, fragmentirano, citoplazma pa je vakuolizirana. Kmalu sledi propad folikularnih celic, na mestu folikla se naselijo stromalne celice, folikel pa izgine brez sledu. Atrezija sekundarnih in terciarnih foliklov vodi v nastanek vezivne brazgotine. Celice granuloze se prenehajo deliti, začnejo propadati v procesu apoptoze, odlepijo se od bazalne membrane, tako da jih najdemo v sredini folikla. Bazalna membrana med granulozo in teko se zadebeli in tvori hialino plast, ki je močno eozinofilna. Imenujemo jo steklasta kožica. Oocit začne proces 243 avtolize. V tak folikel začne nato vdirati vezivo. SPOLOVILA Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Slika 17.12. Jajčnik, atretični folikel. Barvanje s HE. JAJCEVOD (TUBA UTERINA) Jajcevoda sta cevi, ki se raztezata od maternice proti jajčnikoma. Funkcija jajcevoda je prenos sekundarnega oocita s površine jajčnika do maternice ter zagotavljanje primernega okolja za opoditev oocita in razvoj zigote do morule. En konec jajcevoda je v bližini jajčnika in se odpira v peritonealno odprtino, drugi pa komunicira z votlino maternice. Vsak jajcevod je dolg 12–15 cm in se deli na 4 segmente (Slika 17.13): • Infundibulum jajcevoda se nahaja ob jajčniku; je lijakasto oblikovan končni odsek z abdominalno odprtino jajcevoda, obrobljeno s prstastimi izrastki, imenovanimi fimbrije. • Ampula jajcevoda je najdaljši in razširjeni del, kjer običajno pride do oploditve. • Istmus jajcevoda je ozek del v bližini maternice. • Uterini del jajcevoda leži v steni maternice in se z uterinim ustjem jajcevoda odpira v maternično votlino. Slika 17.13. Shema jajcevoda. 244 Stena jajcevoda je iz 3 plasti (podsluznice stena jajcevoda nima), od zunaj navznoter si sledijo: SPOLOVILA • Seroza je sestavljena iz mezotelija in tanke plasti rahlega veziva. • Mišična plast je iz notranje, sorazmerno debele krožne plasti gladke mišičnine in zunanje vzdolžne, tanjše plasti gladke mišičnine. Meja med obema plastema ni jasno vidna. • Sluznica ima številne razvejane vzdolžne gube, ki so najbolj izrazite v ampuli jajcevoda, ki ima zato na prečnem prerezu videz labirinta. Gube so manj izrazite v istmusu in izginejo v uterinem delu jajcevoda. Sluznica je iz enoskladnega visokoprizmatskega epitelija in spodaj ležeče vezivne lamine proprije iz rahlega veziva. Epitelij je iz 2 vrst celic (Slika 17.14): Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA • Migetalčne celice so najštevilnejše v infundibulumu in ampuli. Apikalno imajo številne migetalke (cilije), ki utripajo v smeri maternice. • Sekrecijske celice imajo apikalno izboklino, ki se boči v svetlino jajcevoda. Tu najdemo številne sekrecijske granule. Tvorijo in izločajo tekočino, ki zagotavlja prehrano za oocit. Slika 17.14. Epitelij sluznice ampule jajcevoda (puščica). Barvanje s HE. Epitelijske celice jajcevoda se ciklično spreminjajo v odgovor na hormonske spremembe. Med folikularno fazo hipetrofirajo, med lutealno pa atrofirajo. Prav tako se ciklično spreminja razmerje med migetalčnimi in sekrecijskimi celicami. Estrogen spodbudi ciliogenezo, progesteron pa poveča število sekrecijskih celic. V času ovulacije je epitelij visok približno 30 µm, nato pa se zniža za polovico do začetka menstruacije. MATERNICA (UTERUS) Maternica je votel hruškasto oblikovan organ, ki se nahaja v medenični votlini med sečnim mehurjem in rektumom. Pri ženskah, ki še niso rodile, tehta 50–60 g in meri 7–9 cm v dolžino. Anatomsko ločimo 2 dela maternice (Slika 17.15): • Telo maternice (corpus uteri) je antero-posteriorno sploščeno in tvori večji del maternice. Zaobljeni zgornji del telesa, ki se boči nad mestom, kjer vstopata v maternico jajcevoda, se imenuje svod oz. fundus maternice (fundus uteri). V telesu maternice je maternična votlina (cavum uteri). 245 • Maternični vrat (cervix uteri) je spodnji, valjasto oblikovani del maternice. V dolžino meri SPOLOVILA 2,5–3 cm. Njegov zgornji del je zožen v istmus (isthmus uteri). Spodnji del materničnega vratu se boči v nožnico in ga imenujemo vaginalna porcija (portio vaginalis cervicis), kratko porcija, ali tudi eksocerviks. Del materničnega vratu nad vagino pa imenujemo supravaginalna porcija ( portio supravaginalis cervicis) ali tudi endocerviks. V materničnem vratu je kanal (canalis cervicis uteri). Cervikalni kanal z votlino maternice povezuje notranje ustje maternice, v vagino pa se odpira z zunanjim ustjem maternice. Po histološki zgradbi se maternični vrat razlikuje od preostale maternice. Endocervikalni kanal pokriva enoskladni visokoprizmatski epitelij, ki se ugreza v lamino proprijo tako, da tvori do 5 mm globoke žlezam podobne ugreznine. Žleze izločajo sluz. Sluznica materničnega vratu se med menstruacijo ne odlušči, vendar pa se žleze med menstruacijskim ciklusom nekoliko spreminjajo. Pogosto se zgodi, da se izvodilo teh žlez zamaši, kar povzroči razširitev žlez. Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Cistično dilatirane žleze imenujemo ovulum Nabothi. Večji del kanala v eksocerviksu pa pokriva večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij. Slika 17.15. Anatomija maternice. Stena maternice je iz 3 plasti (Slika 17.16): • endometrij ali sluznica, • miometrij ali mišična plast, • perimetrij ali zunanja plast. 246 Slika 17.16. Stena maternice (endometrij, miometrij, perimetrij). Barvanje s HE. Endometrij SPOLOVILA Na površini sluznice je enoskladni visokoprizmatski epitelij z migetalčnimi in sekrecijskimi celicami, pod epitelijem pa se nahaja vezivna lamina proprija. Epitelij se ugreza v spodaj ležečo vezivno lamino proprijo in tvori endometrijske žleze, kjer prevladujejo sekrecijske celice. Endometrij lahko razdelimo na 2 plasti: • funkcionalna plast se med menstruacijo odlušči, • bazalna plast med menstruacijo ostane in skrbi za regeneriranje epitelija in lamine proprije v naslednjem ciklusu. Miometrij Miometrij je najdebelejši del stene maternice, zgrajen iz gladkomišičnih celic, ki se nadaljujejo Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA iz mišične plasti stene jajcevoda. Svežnji gladkomišičnih celic sestavljajo 3 plasti, ki pa so med seboj slabo razmejene. Srednja ali vaskularna plast (stratum vasculare) vsebuje številne večje krvne žile in limfne žile. Je najdebelejša plast, v kateri so snopi mišičnih vlaken urejeni krožno. V zunanji in notranji plasti miometrija potekajo mišična vlakna vzdolžno. Med nosečnostjo se miometrij močno poveča s hipertrofijo in hiperplazijo mišičnih celic. Prav tako se poveča količina kolagena med mišičnimi celicami. Med nosečnostjo se maternica poveča približno za 20–krat. Po nosečnosti se maternica zmanjša, vendar se nikoli več ne vrne na prvotno velikost, če je nosečnost trajala vsaj 6 mesecev. Perimetrij Perimetrij je zunanja, serozna plast maternične stene. Sestavlja ga visceralni peritonej. Spredaj se peritonej previha na maternico s sečnega mehurja in pokriva telo in fundus maternice, zadaj pa sega nižje, pokriva tudi vrat maternice in seže vse do zgornjega dela vagine, odkoder se previha na rektum in tvori Douglasov prostor. Del maternice, ki ni prekrit s peritonejem, pokriva adveticija. SPREMEMBE ENDOMETRIJA MED MENSTRUACIJSKIM CIKLUSOM V prvi polovici ciklusa estrogeni povzročajo proliferacijo endometrija. V drugi polovici ciklusa progesteron spodbuja izločanje iz endometrijskih žlez, stromalne celice ob žilah kopičijo glikogen in lipide in postanejo okrogle. Ta pojav imenujemo predecidualizacija. Če pride do nosečnosti, se iz predecidualnih celic razvijejo decidualne celice. To ciklično spreminjanje endometrija je značilno za celotno rodno obdobje ženske. Začetek mesečnega ciklusa je prvi dan menstruacijske krvavitve. Menstruacijska faza traja od 1. do 4. dneva ciklusa. Sledita ji proliferacijska faza od 5. do 14. dneva ter sekrecijska faza od 15. do 28. dneva (Slika 17.17, Slika 17.18). Menstruacijska faza Če ne pride do oploditve, rumeno telo propade v 14 dneh po ovulaciji, zato raven progesterona in estrogena v krvi pade. Arterijsko oskrbo endometrija zagotavljajo veje uterine arterije (arteria uterina), iz katere se odcepijo arteriae arcuatae, ki potekajo v miometriju in oddajajo arteriae radiales proti endometriju. Iz radialnih arterij se nato ločita 2 glavni veji: arteriae rectae, ki oskrbujejo bazalni sloj endometrija, in arteriae spirales, ki segajo v funkcionalni sloj. Spiralne arterije, občutljive na hormonske spremembe, se med proliferacijsko in sekrecijsko 247 fazo ciklusa podaljšujejo ter razvejajo v bogato kapilarno mrežo funkcionalnega endometrija. SPOLOVILA Med menstruacijo se zaradi zmanjšanja ravni progesterona spiralne arterije skrčijo, kar povzroči ishemijo in odluščenje funkcionalnega sloja. Na koncu menstruacijske faze ostane samo bazalna plast endometrija. Proliferacijska faza Nastopi po menstruaciji, ko je endometrij debel le 1 mm. Endometrij se odzove na rastočo raven estrogenov s proliferacijo žlez, strome in žil. V bazalnem sloju epitelijske celice endometrijskih žlez proliferirajo in kot krovni epitelij pokrijejo izpostavljeno vezivo. S proliferacijo vezivnih celic nastane funkcionalna plast endometrija. Žleze so sprva ravne in ozke. Žleze obdaja enoskladni visokoprizmatski epitelij. Jedra so podolgovata, mitoze so številne. Na koncu proliferacijske faze je endometrij debel 2–3 mm. Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Sekrecijska faza Sredi sekrecijske faze (5. do 9. dan po ovulaciji) so žleze žagasto zvijugane in široke. Spiralne arterije se podaljšajo in postanejo bolj zvijugane. V pozni sekrecijski fazi se ob spiralnih arterijah pojavi stromalna predecidualizacija. Stroma endometrija je edematozna. Endometrij je debel 5–6 mm. Slika 17.17. Spremembe endometrija v menstruacijskem ciklusu. 248 SPOLOVILA Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Slika 17.18. Endometrij; A: menstruacijska faza, B: proliferacijska faza, C: sekrecijska faza. Barvanje s HE. NOŽNICA (VAGINA) Nožnica je fibromuskularna cev, ki se razteza od materničnega vratu do nožničnega preddvora v vulvi. Stena nožnice je zgrajena iz 3 plasti (Slika 17.9): • sluznica, • mišična plast, • adventicija. Sluznica Sluznico pokriva večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij, ki je debel 150–200 µm. Žlez v sluznici nožnice ne najdemo. Epitelij se ciklično spreminja. V folikularni fazi pod vplivom estrogenov celice kopičijo glikogen in potujejo proti površini epitelija. Celice se kontinuirano luščijo iz vrhnjih plasti. Bakterije v nožnici, predvsem laktobaciIi (Döederlainovi bacili), razgradijo glikogen in tvorijo mlečno kislino, zaradi katere je pH v nožnici kisel in deluje baktericidno. Epitelij je najvišji v proliferacijski fazi mesečnega ciklusa, ko ima tudi do 45 plasti. Po ovulaciji, okoli 19. dneva ciklusa, je njegova debelina pribl. 33 plasti, 24. dan ciklusa pa le 23 plasti. Pri ženskah v menopavzi, ko preneha hormonska stimulacija, epitelij nožnice atrofira. Lamina proprija nožnice ne vsebuje žlez, pač pa je zelo dobro prekrvavljena, vsebuje rahlo vezivo, ki je bogato z elastičnimi vlakni in limfociti. Sluz v svetlini nožnice prihaja iz žlez materničnega vratu. Mišična plast Mišična plast je zgrajena iz vzdolžno urejenih svežnjev gladke mišičnine, le v notranjosti je zelo tanka spiralna plast gladke mišičnine. Adventicija Na zunanji površini je vezivna adventicija, ki je bogata z elastičnimi vlakni in veže nožnico na okolico. Za veliko raztegljivost nožnice so odgovorna številna elastična vlakna. 249 SPOLOVILA Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA Slika 17.19. Nožnica. Barvanje s HE. ZUNANJE SPOLOVILO (VULVA) Zunanje spolovilo sestavljajo: ščegetavček (clitoris), velike sramne ustnice (labia majora), male sramne ustnice (labia minora) in nekaj žlez, ki se izlivajo v nožnični preddvor. Nožnični preddvor (vestibulum vaginae) je prostor, ki ga obdajajo male sramne ustnice in kamor se poleg nožnice in izvodil vestibularnih žlez odpira tudi sečnica. Na vsaki strani vestibuluma vagine je erektilno tkivo valjaste oblike, imenovano bulbus vestibuluma (bulbus vestibuli). Končni sprednji del obeh bulbusov sega v glavo ščegetavčka. Zadaj sta bulbusa razmaknjena, ob vsakem leži po ena Bartholinova žleza (glandula vestibularis major). Žlezi sta sorodni bulbouretralnima žlezama pri moškem. Ščegetavček (clitoris) je embriološko in histološko homologen penisu. Ščegetavček sestavljata 2 erektilni telesi (corpora caveronsa clitoridis), ki tvorita kraka klitorisa (crura clitoridis) in telo klitorisa (corpus clitoridis). Kraka klitorisa sta razmaknjena, v telesu klitorisa pa sta kavernozni telesi primaknjeni, a ločeni z vezivnim pretinom. Zunanji del ščegetavčka je glava klitorisa (glans clitoridis), v kateri je končni del obeh bulbusov vestibuluma. Glava klitorisa je pokrita z večskladnim ploščatim epitelijem in vsebuje številne receptorje za dotik. Predvsem so številna Vater-Pacinijeva telesca, ki jih je več kot v malih sramnih ustnicah, manj pa je v ščegetavčku Meissnerjevih in Merklovih telesc. Na zunanji površini ščegetavčka oblikuje koža nepopoln prepucij klitorisa, na spodnji strani pa tanek frenulum. Klitoris je pred puberteto majhen in se poveča s spolno zrelostjo. Med spolnim vzburjenjem nabrekne, podobno kot penis. Deviška kožica (hymen) je najbolj distalni del nožnice in najbolj proksimalni del vestibuluma vulve. Na nožnični strani jo pokriva večskladni ploščati neporoženevajoči epitelij, katerega celice pod vplivom estrogenov vsebujejo veliko glikogena, na strani vulve pa jo pokriva večskladni ploščati delno poroženevajoči epitelij. Vsebuje nekaj receptorjev za dotik in proste živčne končiče, ki zaznavajo bolečino. Mali sramni ustnici ( labia minora) sta pigmentirani kožni gubi, brez dlak in maščobnega tkiva, vendar bogati z živčnimi končiči in senzoričnimi receptorji. Njun dermis sestavlja vezivno tkivo z elastičnimi vlakni in drobnimi krvnimi žilami. Zaradi specifične razporeditve žil to tkivo tvori 250 strukturo, podobno corpus spongiosum penisa. Pokriva ju večskladni ploščati epitelij, ki ima lahko SPOLOVILA tanko poroženelo plast na površini. Na površini malih sramnih ustnic so lojnice in znojnice. V epiteliju tako malih kot velikih sramnih ustnic najdemo med bazalnimi celicami tudi številne melanocite, zato so med nosečnostjo zaradi povečane tvorbe pigmenta melanina ustnice močneje pigmentirane. V epiteliju lahko suprabazalno najdemo tudi antigen predstavitvene Langerhansove celice in nevroendokrine Merklove celice. Veliki sramni ustnici (labia majora) sta poraščeni kožni gubi, ki vsebujeta obilico maščobnega tkiva. Spredaj mejita na mons pubis, zadaj pa na presredek. VIRI 1. Mescher, A. L. (2024) Junqueira’s basic histology: Text and atlas, seventeenth edition. Histologija • EMŠ Medicina • ŽENSKA 17th ed. Columbus, OH: McGraw-Hill Education. 2. Mills, S. (2019) Histology for pathologists. 5th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Wil- liams and Wilkins. 3. Pawlina, P. (2020) Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology 8th ed. 251