1 курс / Гистология / Konspekt_Soedinitelnaya

ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии

«Соединительные ткани»

2020 г.

Тема: «Соединительные ткани»

Основные вопросы темы.

1.Общие функции соединительных тканей.

2.Эмбриональный источник развития.

3.Классификация соединительных тканей.

4.Принцип организации соединительных тканей.

5.Рыхлая волокнистая соединительная ткань (локализация, строение).

6.Плотная волокнистая соединительная ткань (локализация, строение).

7.Сухожилие.

8.Ситуационные задачи.

1.Общие функции соединительных тканей.

1.Трофическая (сопровождает сосуды, нервы)

2.Защитная (механическая, фагоцитарная, иммунная)

3.Пластическая (регенерация, замещение дефектов)

4.Структурно-образовательная (каркас, прослойки, перегородки)

5.Опорно-механическая (скелетные ткани).

2.Эмбриональный источник развития.

Соединительные ткани развиваются из мезенхимы.

3. Классификация соединительных тканей.

-собственно соединительные ткани (РВСТ и ПВСТ);

-соединительные ткани со специальными свойствами (жировая, ретикулярная, слизистая, пигментная);

-скелетные соединительные ткани (хрящевые ткани, костные ткани).

Взависимости от соотношения количества клеток, аморфного вещества и волокон собственно соединительные ткани делят на:

-РВСТ - рыхлую волокнистую соединительную ткань (много клеток, мало волокон),

-ПВСТ - плотную волокнистую соединительную ткань (много волокон, мало клеток).

В свою очередь ПВСТ бывает:

-неоформленная (коллагеновые волокна не имеют какой – либо ориентации)

-оформленная (коллагеновые волокна ориентированы параллельно друг другу).

4. Принцип организации соединительных тканей.

Соединительные ткани состоят из:

-клеток и

-межклеточного вещества (основного аморфного вещества и волокон).

5. Рыхлая волокнистая соединительная ткань (РВСТ).

Особенности:

много клеток, мало межклеточного вещества (мало волокон).

Локализация:

-сопровождает кровеносные и лимфатические сосуды, нервы,

-входит в состав кожи,

-в состав оболочек полостных органов,

-формирует соединительно-тканные перегородки внутри органов, образует строму многих органов

-располагается между мышечными клетками и волокнами

Клетки РВСТ.

Фибробласт (от лат. – волокно, от греч. – росток, зачаток) – основная клетка соединительной ткани (синтезирует и секретирует компоненты межклеточного вещества). Фибробласты неоднородны по степени зрелости и подразделяются на субпопуляции, образующие дифферон фибробластов (дифферон – это популяция клеток, развивающихся из одной стволовой клетки). Стволовым источником для малодифференцированного (малоспециализированного) фибробласта является адвентициальная клетка капилляра и стволовая клетка красного костного мозга. Дифферон фибробластов:

1- малодифференцированный фибробласт,

2- юный фибробласт,

3- зрелый активно синтезирующий фибробласт,

4- фиброцит,

5- фиброкласт,

6- миофибробласт,

7- липофибробласт.

1 - малодифференцированный фибробласт – слабо отростчатая клетка с округ-

лым или овальным ядром, базофильной цитоплазмой. Функция: способны к пролиферации (к митотическому делению, обеспечивая регенерацию соединительной ткани).

2- юный фибробласт - клетка крупных размеров, еще сохраняет способность к делению, но уже может синтезировать компоненты межклеточного вещества.

3 - зрелый активно синтезирующий фибробласт – (от лат.fibra – волокно и греч. blastos –росток, зачаток) уплощѐнная клетка, отростчатой, звездчатой формы, с широкими клиновидными отростками; с крупным светлым ядром, с крупными ядрышками; с базофильной цитоплазмой (хорошо развита ГрЭПС, комплекс Гольджи, много митохондрий). Основная функция: синтезирует и секретирует компоненты межклеточного вещества /коллаген, эластин, гликозаминогликаны, компоненты протеогликанов, гликопротеинов (например, фибронектин, обеспечивающий адгезию клеток и неклеточных структур), ферменты коллагеназу, эластазу, гиалуронидазу, а также различные биологически активные вещества фиброкины –цитокины (колониестимулирующий фактор гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF), колониестимулирующий фактор гранулоцитов (G-CSF), колониестимулирующий фактор макрофагов (M-CSF)/; фибробласты костного мозга секретируют ИЛ3 и ИЛ7. Деятельность фибробластов контролируется и регули-

руется факторами, которые вырабатывают макрофаги (монокины), Т-лимфоциты (лимфокины), тромбоциты, эпителиалиоциты, эндотелиоциты и др.

4- фиброцит - зрелая дефинитивная (конечная) форма фибробласта, веретенообразной формы с крыловидными отростками, с уплотнѐнным ядром, с небольшим количеством органелл, вакуолей, липидов и гликогена. В фиброците резко снижена синтетическая активность. Локализация: находятся между пучками коллагеновых волокон. Функция, главным образом, состоит в регуляции метаболизма и поддержании стабильности межклеточного матрикса.

5- фиброкласт – (от лат.fibra – волокно, греч. klasisразрушение) - клетка с многочисленными лизосомыми в цитоплазме, с высокой гидролитической активностью. Функция: разрушение матрикса соединительной ткани. Много фиброкластов в грануляционной молодой ткани и в рубцовой ткани, где происходит постоянная перестройка.

6- миофибробласт - сократительные клетки, имеющие общие черты с ГМК, содержащие в цитоплазме сократительные актиновые и промежуточные филаменты (десминовые, виментиновые). Синтетический аппарат развит слабо.

Функция: могут сокращаться, сближая края раны при заживлении. Много миофибробластов в молодой соединительной ткани, в рубцах, в миометрии матки при беременности. С повышенной активностью миофибробластов связывают развитие фиброза легкого, печени.

7 – липофибробласт - по многим характеристикам сходны с адипоцитами, клетками Ито печени; присутствуют в интерстиции межальвеолярных перегородок лѐгких; содержат многочисленные жировые капли, гранулы гликогена, сократительные белки, накапливают ретиноиды.

Другие клетки (или пришлые клетки), относящиеся к другим дифферонам, но выполняющие свои функции в РВСТ.

Макрофаги:

-образуются из моноцитов крови,

-характеризуются структурной и функциональной гетерогенностью в зависимости от степени зрелости, локализации, активации антигенами или лимфоцитами;

-отличаются разнообразием форм,

-с округлым или бобовидным ядром с выраженным гетерохроматином,

-с многочисленными лизосомами, фагосомами, включениями в цитоплазме. Макрофаги подразделяются на:

-фиксированные и свободные;

-активированные и резидуальные (неактивные);

-дендритные АПК (антиген-представляющие клетки).

Все макрофаги объединяются в единую мононуклеарную фагоцитарную систему Функции - фагоцитоз, участие в иммунных реакциях (представляют антиген Т- и В-лимфоцитам - антиген-представляющая функция), синтез биологически активных веществ (монокинов), регулирующих деятельность других клеток (фибробластов, лимфоцитов, тучных клеток).

Тучные клетки:

-развиваются из стволовых клеток красного костного мозга;

-располагаются вдоль стенки мелких сосудов (капилляров) – периваскулярно;

-крупные округлой формы клетки,

-с небольшим плотным ядром,

-с базофильными гранулами в цитоплазме;

-гранулы при окраске обладают свойством метахромазии (окрашивание в цвет, отличающийся от цвета красителя, т.е. не в цвет красителя; это свойство связывают с гепарином);

Гранулы содержат:

-гистамин (повышает проницаемость стенки капилляров),

-гепарин (антикоагулянт),

-химазу (расщепляет коллаген типа, фибронектин и др.) и триптазу (разрушает тканевой матрикс),

-SRS-A- медленно реагирующую субстанцию анафилаксии (повышает проницаемость стенки капилляров, что приводит к развитию отека, вызывает вазо- и бронхоконстрикцию (стимулирует сокращение ГМК мелких бронхов, что приводит к приступам удушья),

-факторы хемотаксиса эозинофилов, тромбоцитов, нейтрофилов и др. Дегрануляция тучных клеток происходит в ответ на любое изменение физиологических условий и действия патогенов при связывании IgE с рецепторами на плазмолемме тучных клеток (в мембрану клетки встроены различные рецепторы, в том числе рецепторы к Fc–фрагменту IgE).

Тучная клетка участвует в воспалительных и аллергических реакциях, поэтому

Функции связаны

-с высвобождением содержимого гранул и функциями этих веществ,

-с вторичным поглощением веществ гранул,

-с участием в аллергических реакциях,

-с выработкой цитокинов ( простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов, интерлейкинов (Ил), ФНО - фактор некроза опухолей и др.).

Плазматические клетки (плазмоциты):

-образуются из активированных В-лимфоцитов,

-округлой или овальной формы,

-большое округлое или овальное ядро, расположено эксцентрично, с радиально расположенными глыбками хроматина (как спицы в колесе),

-около ядра – слабоокрашенный участок - светлый дворик, где локализуется хорошо развитый КГ),

-в базофильной цитоплазме много грЭПС,

-много митохондрий.

Продолжительность жизни плазматической клетки — 4–5 дней.

Функции:

-является эффекторной клеткой гуморального иммунитета,

-синтезируют иммуноглобулины - антитела.

К заболеваниям, связанным с нарушением функции плазматических клеток, относят моноклональные гаммапатии, множественную миелому, макроглобулинемию

и болезни тяжѐлой цепи. Эти заболевания чаще встречаются в зрелом возрасте. В условиях патологии наблюдается бесконтрольное размножение клона с образованием большого количества определѐнного моноклонального АТ (антитела), известного как М-белок. При моноклональных гаммапатиях плазматические клетки продуцируют неполные антитела, которые могут состоять только из лѐгких или только из тяжѐлых цепей. У больных с нарушением функции плазматических клеток высок риск возникновения инфекции. Увеличение количества аномальных плазматических клеток сопровождается повреждением различных тканей и органов. Продуцируемые в большом количестве АТ могут нарушать функцию жизненно важных органов, например почек.

Адвентициальные клетки:

-образуются из мезенхимы,

-располагаются снаружи капиллярной стенки,

-клетка уплощенной, отростчатой формы,

-с овальным ядром,

-с небольшим числом органелл.

Функции:

-являются малодифференцированными клетками для фибробластов, ГМК и др.

Перициты:

-клетки, входящие в стенку кровеносного капилляра;

-овальной формы с длинными, расположенными вдоль сосуда первичными отростками, от которых отходят более тонкие и короткие вторичные отростки, охватывающие сосуд (капилляр или посткапиллярную венулу);

-с дисковидным ядром;

-с обычным набором органелл в цитоплазме (мультивезикулярные тельца, микротрубочки, актиновые и миозиновые филаменты, включения гликогена);

-перициты покрыты базальной мембраной, но тесно связаны с эндотелиальной клеткой (базальная мембрана между ними может отсутствовать), и в этих местах выявлены щелевые и адгезионные контакты.

Функции:

-сократительная активность,

-источник ГМК и др. клеток,

-секреторная функция (синтез компонентов базальной мембраны сосудов),

-фагоцитоз остатков базальной мембраны,

-информационные взаимодействия в системе перицит–эндотелиальная клетка (перициты взаимодействуют с эндотелиоцитами через щелевые и адгезионные контакты, а также путѐм паракринной регуляции, оказывая влияние на пролиферацию, миграцию, дифференцировку и выживание эндотелиальных клеток, что отражается на темпах роста и разветвлѐнности сосудов).

Лейкоциты:

-вышедшие из кровеносного русла и выполняющие свои функции в РВСТ.

Пигментные клетки:

-образуются из нервного гребня;

-находятся в родимых пятнах, в радужной и сосудистой оболочке глаза, в соединительной ткани лиц черной и желтой рас;

-это клетки подвижны, отростчатой непостоянной формы;

-отростки непостоянных размеров и формы (могут втягиваться и вытягиваться);

-в цитоплазме содержат пигмент – меланин, обладающий защитной функцией, так как способен поглощать ультрафиолетовые лучи;

-также содержаться биологически активные амины, участвующие в регуляции тонуса стенок сосудов;

-пигментные клетки в РВСТ являются меланофорами, т.е. клетками не способными синтезировать меланин, поэтому они захватывают пигмент от меланинпродуцирующий клеток - меланоцитов, которые находятся в эпидермисе (для пигментных клеток – меланофоров в отличие от истинных меланоцитов характерно слабое развитие органелл белкового синтеза).

Жировые клетки (адипоциты, липоциты):

-встречаются повсеместно группами, реже поодиночно, около кровеносных сосудов, накапливаясь в больших количествах образуют жировую ткань;

-белая жировая ткань представлена клетками шаровидной формы, которые содержат одну большую центрально расположенную каплю жира, окруженную тонким ободком цитоплазмы, в утолщенной части находится ядро;

-бурая жировая ткань представлена клетками мелких размеров, многоугольной формы с центрально расположенным округлым ядром и с многочисленными жировыми каплями в цитоплазме; электронномикроскопически выявляются умеренно развитые агрЭПС, КГ, многочисленные митохондрии, содержащие цитохромы, которые придают клеткам бурый цвет;

-бурая жировая ткань встречается новорожденных детей около лопаток, на шее, за грудиной, вдоль позвоночника, под кожей и между мышцами;

Функции белых липоцитов:

-депонирование жира, воды;

-трофическая;

-терморегуляторная;

-при голодании теряет запасы жира, приобретая звездчатую форму.

Функции бурых липоцитов (адипоцитов):

-выработка большого количества тепла (функция термогенеза – окисление жиров сопровождается не синтезом АТФ, а выделением большого количество тепла, это достигается за счет белка термогенина, разобщающего окисление и фосфорилирование);

-депонирование жиров (второстепенная функция).

-при голодании бурая жировая ткань изменяется меньше, чем белая.

Межклеточное вещество (матрикс):

-основное аморфное вещество,

-волокна.

Волокна.

Коллагеновые волокна состоят из фибриллярного белка коллагена (если их варить в воде, то образуется клейкое вещество /от греч. kolla – клей и от греч. genesis - рождение, происхождение, источник/, что и дало название этим волокнам). В РВСТ располагаются в различных направлениях в виде волнообразно изогнутых округлых или уплощенных, как правило, неветвящихся тяжей, разной тол-

щины и длины; при окраске гематоксилин-эозином окрашиваются эозином в розовый цвет.

В зависимости от аминокислотного состава, количества поперечных связей, присоединенных углеводов и степени гидроксилирования в настоящее время известно не менее 27 типов белка коллагена, из которых наиболее изучены 4 типа:

-первый тип встречается в соединительной ткани кожи, сухожилиях, кости, роговице глаза, склере, стенке артерий, плацента, дентин зуба и др.; по функции мало растяжим и прочен на разрыв;

-второй тип находится в хрящах, межпозвонковых дисках, стекловидном теле, роговице глаза; по функции оказывает сопротивление сдавливанию

-третий тип встречается в дерме кожи плода, в стенках крупных сосудов, в состав ретикулярных волокон, образующих нежную строму в органах кроветворения, легких, печени, матки и др.; по функции немного растяжим в трехмерном направлении; синтезируется фибробластами и ГМК;

-четвертый тип находится в базальных мембранах (в составе протофибрилл), в капсуле хрусталика глаза; по функции проницаем для питательных веществ.

Мутации генов коллагенов приводят к развитию различных болезней (несо-

вершенный остеогенез, ахондрогенезы и ахондроплазии; синдром Элерса-Данло, при котором в результате генетического дефекта пептидил лизин гидроксилазы нарушается синтез коллагенов типов I и III, что приводит к появлению разрывов в стенке кишки или/и крупных артерий, где ретикулярные волокна образуют оболочку вокруг ГМК, вызывает гиперподвижность суставов, гиперэластичность и ранимость кожи).

Молекула белка коллагена синтезируется в фибробластах соединительной ткани. Кроме фибробластов к коллагенсинтезирующим клеткам относятся остеобласты, хондробласты, цементобласты, дентинобласты, ретикулярные клетки (фибробласты) и др.

Образование коллагеновых волокон.

Для образования коллагеновых волокон необходимо:

-правильная генетическая информация на уровне транскрипции и трансляции;

-вкручивание на всех этапах образования коллагенового волокна;

-поперечные сшивки;

-наличие ферментов для каждого этапа;

-наличие коферментов (вит.С, медь, железо, кислород).

В образовании коллагеновых волокон различают следующие этапы: Внутриклеточный этап (внутри фибробласта):

- из аминокислот (первая - любая аминокислота, вторая - пролин или лизин, третья - глицин) в грЭПС происходит сборка а-цепи. Затем в цистернах КГ происходит гидрооксилирование и гликозилирование пролина и лизина обязательно в присутствие витамина С, в результате скручивания образуются спирали из 3-х про-a-цепей (проколлаген). ( Витамин С - один из кофакторов, необходимых для активации ферментов, участвующих в образовании про-a-цепей проколлагена. Дефицит витамина C приводит к формированию слабо гидроксилированных про-

a-цепей, не способных формировать тройные спирали и коллагеновые фибриллы. В результате возникают дефекты костей, зубов, сосудистой стенки. Необходимо учитывать, что гидрооксипролин является маркерной аминокислотой белка коллагена).

-каждая про-a-цепь содержит концевые регистрационные пептиды, которые предотвращают внутриклеточное объединение спиралей проколлагена в коллагеновые фибриллы.

Внеклеточный этап:

-молекулы проколлагена накапливаются в секреторных гранулах и выделяются на поверхность фибробласта (во внеклеточное пространство). На поверхности фибробласта проколлаген - пептидаза отщепляет концевые пептиды, в результате чего образуется молекула тропоколлагена, способная в дальнейшем агрегироваться фибриллы и т.д. Такое отщепление не происходит у коллагенов типов IV и V, чем и объясняется отсутствие фибрилл, построенных из коллагенов этих типов.

-далее молекулы тропоколлагена объединяются в параллельно расположенные цепи, выстраиваясь последовательно «конец в конец» и «сторона к стороне» и образуются протофибриллы. Каждая молекула тропоколлагена в цепи смещена относительно молекулы в соседней цепи на 1/4 еѐ длины, что является причиной чередования тѐмных и светлых полос с периодичностью 65 нм. В формировании поперечных связей между молекулами тропоколлагена участвует медьсодержащий фермент лизилоксидаза. Поперечные сшивки обеспечиваются гидрооксилизином; а далее формирование коллагенового волокна происходит за пределами фибробласта во внеклеточном матриксе:

-5-6 протофибрилл образуют микрофибриллы;

-микрофибриллы склеиваясь при помощи гликозаминогликанов, гликопротеинов и фибронектина образуют фибриллы;

- несколько фибрилл соединяясь формируют коллагеновое волокно; - совокупность коллагеновых волокон, погружѐнных в межклеточный матрикс, образуют пучки коллагеновых волокон.

Таким образом, коллагеновое волокно состоит из фибрилл, фибрилла из микрофибрилл, микрофибрилла из протофибрилл, протофибрилла из 3-х цепей (молекула проколлагена, после отщепления концевых пептидов – молекула тропоколлагена), каждая а-цепь состоит из 3-х аминокислот (первая - любая аминокислота, вторая - пролин или лизин, третья - глицин).

Эластические волокна.

Эластические структуры (волокна и мембраны) обладают выраженными эластическими свойствами. В соединительной ткани их содержится в значительно меньшем количестве, чем коллагеновые волокна.

Локализация: эластический хрящ, кожа, лѐгкие, кровеносные сосуд. Окончатые эластические мембраны характерны для крупных артерий (например, в аорте). Эластические волокна – ветвящиеся, анастомозирующие друг с другом нити, толщина которых меньше коллагеновых волокон (могут быть и значительной толщины – в выйной связке); при общегистологической окраске г-э не выявляют-

ся, а окрашиваются только специальными красителями орсеином или резорцинфуксином в фиолетово-коричневатый цвет.

Эластические волокна состоят из аморфного эластина и микрофибриллярно-

го компонента (фибриллина). Эластин, как и коллаген, содержит много глици-

на и пролина, а также аминокислоты десмозин и изодесмозин, участвующие в стабилизации эластина и придании ему способности к растяжению и эластичности.

В образовании эластических волокон различают такие же этапы. Как при формировании коллагеновых волокон:

-внутриклеточный этап (внутри фибробласта) и

-внеклеточный этап (за пределами фибробласта, в межклеточном матриксе). Фибробласты синтезируют эластин и фибриллин в цистернах грЭПС, в комплексе Гольджи происходит дальнейшая модификация, упаковка в секреторные гранулы и секреция во внеклеточный матрикс. Молекулы белка эластина имеет глобулярное строение. После секреции в матрикс они соединяются в цепочки и образуют эластиновые протофибриллы. Из протофибрилл в результате межмолекулярных связей образуется упругая резиноподобная сеть молекул, которая со-

ставляет центральную часть аморфного компонента эластического волокна.

Снаружи от аморфного компонента, находится периферический фибриллярный компонент эластического волокна, образованный фибриллином. Микрофиб-

риллы фибриллина образуются ещѐ до сборки эластина. После формирования каркаса из фибриллина эластин организуется в волокно, причѐм микрофибриллы оказываются как внутри, так и снаружи волокна.

Различают зрелые и незрелые эластические волокна:

-зрелые эластические волокна содержат 90% аморфного компонента (эластина

в центре волокна и микрофибриллы (фибриллин) по периферии;

-незрелые элауниновые эластические волокна содержат примерно равное количество аморфного и микрофибриллярного компонента;

-незрелые окситалановые эластические волокна состоят только из микрофибрилл.

Синдром Марфана развивается при дефектах (известно не менее 30 мутаций) гена, кодирующего фибриллин.

Кроме фибробластов эластические волокна синтезируют хондробласты и ГМК.

Ретикулярные волокна.

Ретикулярные волокна по своем биохимическом составу относятся к коллагеновым волокнам (разновидность коллагеновых волокон, состоящих из коллагена III типа). Как правило, формируют тонкие растяжимые трехмерные сети, что и определило их название (от лат. rticulum – сеточка, сеть). При обычной окраске г-э они не выявляются, дают ШИК – реакцию и импрегнируются солями серебра (отсюда их второе название аргентофильные или аргирофильные волокна). Ретикулярное волокно образовано пучком микрофибрилл с поперечной исчерченностью, заключенных в оболочку из гликопротеинов и протеогликанов. Благодаря их наличию окрашиваются перечисленными специфическими красителями.