CHRUPAVKA, LAMELOVÁ A VLÁKNITÁ KOST Mikroskopování preparátů hyalinní, elastické a vazivové chrupavky, lamelové a vláknité kosti Ústav histologie a embryologie MUDr. Jana Šrajerová Předmět: Obecná histologie a obecná embryologie B02241

Mikroskopování preparátů: A 8: hyalinní chrupavka (HE) A 9: elastická chrupavka (HE) A10: elastická chrupavka (orcein, kamencový hematoxylin) A11: vazivová chrupavka (přehledná barvící metoda) A15: kost kompaktní A16: kost spongiosní

CHRUPAVKA = pojivová tkáň: buňky + mezibuněčná hmota  buněčná složka: - CHONDROBLASTY - CHONDROCYTY (x - CHONDROKLASTY - resorpce zvápenatělé chrupavky při chondrogenní osifikaci) Chondrocyt: 10-30 µm - na povrchu - výběžky, mikroklky - buňka secernující proteiny (produkce složek mezibuněčné hmoty amorfní i vláknité): světlé jádro (jemná struktura chromatinu), jadérko, GK, GER → bazofilní cytoplasma, lipidové kapénky, glykogen (zdroj energie) - tvorba mezibuněčné hmoty Perichon- driální fibroblast Perichondrium Chondroblast Chrupavka Interteritoriální matrix Chondrocyt Teritoriální matrix

CHRUPAVKA  mezibuněčná hmota (extracelulární matrix): - amorfní složka - glykosaminoglykany (kyselina hyaluronová, chondroitinsulfát, keratansulfát) - proteoglykany - strukturální glykoproteiny (chondronektin) - vláknitá složka - kolagenní fibrily (kolagen II) - hyalinní chrupavka - kolagenní vlákna (kolagen I) - vazivová chrupavka - elastická vlákna (elastin) - elastická chrupavka a kolagenní fibrily (kolagen II)

CHRUPAVKA - pevná, pružná - bezcévná tkáň (výživa: difúzí z perichondria), bez inervace - perichondrium - obal z hustého kolagenního vaziva - bohaté cévní zásobení (výživa chrupavky) - nervová vlákna - není na kloubních plochách hyalinní chrupavky (výživa ze synoviální tekutiny) a u vazivové chrupavky - dorůstání chrupavky: • z perichondria - APOZICE - vnitřní vrstva obsahuje chondroprogenitorové bb.   diferenciace na chondroblasty • mitózami uvnitř chrupavky - INTERSTICIÁLNÍ PROLIFERACE = INTUSUSCEPCE - typy chrupavky: 1) Hyalinní 2) Elastická 3) Vazivová

1) HYALINNÍ CHRUPAVKA (sklovitá) (bílá, průsvitná) - výskyt:- v lidském těle nejčastější typ chrupavky - chrupavky nosu, trachey, bronchů, přední konce žeber, povrch kloubů, u dětí - epifýzodiafyzární chrupavky, při vývoji skeletu - chrupavčitý model kosti - na povrchu: perichondrium (cévy, nervová vlákna) - regenerace chrupavky: - u dětí - proliferací chondroblastů z perichondria - u dospělých - vazivovou jizvou, omezeně - z perichondria - buňky: - chondroblasty - pod perichondriem - dorůstání chrupavky apozicí - chondrocyty - pod perichondriem - protáhlé, vřetenovité buňky - uprostřed - kulaté, sférické buňky - tvoří izogenetické skupiny (2-8 bb.) (vznikají mitotickým dělením 1 chondrocytu) = intususcepce (dorůstání chrupavky zevnitř)

HYALINNÍ CHRUPAVKA - mezibuněčná hmota: - vláknitá složka: - kolagenní fibrily (kolagen II) - tenké + maskovány homogenní (obarvenou) amorfní hmotou → na preparátu nejsou vidět - teritoriální matrix - bazofilní pouzdro kolem buněk, nakupení GAG, méně fibrilární složky, (PAS+, metachromasie) - interteritoriální matrix - méně bazofilní, mezi skupinami buněk, více kolagenních fibril Perichondriální fibroblast Perichondrium Chondroblast Chrupavka Interteritoriální matrix Chondrocyt Teritoriální matrix

HYALINNÍ CHRUPAVKA Trachea Trachea interteritoriální matrix víceřadý cylindrický epitel s řasinkami a pohárkovými buňkami Trachea řídké kolagenní vazivo interteritoriální matrix perichondrium záhyb izogenetická skupina hyalinní chrupavka teritoriální matrix perichondrium

HYALINNÍ CHRUPAVKA izogenetická skupina N = jádra chondrocytů perichondrium izogenetická skupina izogenetické skupiny - - mezibuněčná hmota teritoriální matrix N = jádra chondrocytů L = tukové kapénky interteritoriální matrix

A8 HYALINNÍ CHRUPAVKA - primární bronchus HYALINNÍ CHRUPAVKA 1 ZJ 2 perichondrium chondrocyty bazofilní mezibuněčná hmota A8 seromucinosní žlázy víceřadý cylindrický epitel s řasinkami a pohárkovými buňkami 1 HYALINNÍ CHRUPAVKA izogenetické skupiny chondrocytů ZJ 2 Mikrofotografie: 1) prof. Martínek, 2) Sbírka ÚHIEM

2) ELASTICKÁ CHRUPAVKA - výskyt: - ušní boltec, zevní zvukovod, Eustachova trubice, epiglottis, malé chrupavky hrtanové - na povrchu: perichondrium - husté kolag. vazivo uspořádané - výživa - buňky: - chondrocyty - velké množství, všechny kulatý tvar, většinou jednotlivě, nebo malé izogenetické skupiny (max.2-3 b.) - mezibuň. hmota: vláknitá složka - není maskována - tvoří sítě kolem chondrocytů - elastická vlákna (elastin + fibrilin) → nažloutlá barva chrupavky → odolnější vůči mechanickým nárokům - kolagenní fibrily (kolagen II) - barvení elastických vláken: orcein (červenodnědě) aldehydfuchsin (fialově) resorcinfuchsin (černě) (přibarvují se eosinem)

ELASTICKÁ CHRUPAVKA perichondrium orcein chondrocyty elastická vlákna

ELASTICKÁ CHRUPAVKA (epiglottis) A9 - HE A10 - orcein Sliznice krytá: 1) epitelem víceřadým cylindrickým s řasinkami a pohárkovými buňkami (na straně obrácené do dýchacích cest) 2) epitelem vrstevnatým dlaždicovým do dutiny ústní) 1) seromucinosní žlázky elastická chrupavka 2) chondrocyty perichondrium HE elastická vlákna orcein, kamencový hematoxylin (jádra) Mikrofotografie: Sbírka ÚHIEM

3) VAZIVOVÁ CHRUPAVKA - výskyt: - meziobratlové ploténky, symphysis ossis pubis, menisky - buňky: - chondrocyty - oválné, málo buněk !!! - vyskytují se samostatně, nebo za sebou v řetězcích (2-3 bb.) - mezibuněčná hmota: - vláknitá složka: - převládá a není maskována složkou amorfní - převažují silná kolagenní vlákna (kolagen I) !!! → eosinofilní - tvoří svazky nepravidelně uspořádané + kolagenní fibrily (kolagen II) - amorfní složka: - málo - nemá typické perichondrium. Přechází do hustého a pak do řídkého kolagenního vaziva.

VAZIVOVÁ CHRUPAVKA Chondrocyty ( ) kolagenní vlákna HE

VAZIVOVÁ CHRUPAVKA chondrocyty ( ) ZT MT Mikrofotografie (ZT, MT): Ross, Pawlina, Histology, 2006

VAZIVOVÁ CHRUPAVKA A11 Chondrocyty ( ) kolagenní vlákna HE AZAN

HISTOLOGICKÉ ZPRACOVÁNÍ KOSTI: Kost - patří k nejtvrdším tkáním v těle - obtížné zpracování 1) Výbrus kosti (brusné pasty)  tenká ploténka  zamontuje se do kanadského balzámu - dutiny (lakuny, kanálky) se jeví jako černá místa 2) Demineralizace (odvápnění, dekalcifikace) v roztoku ředěných kyselin (k.dusičná, k.trichloroctová, EDTA) - zaléváme do celoidinu

KOST - z mesenchymu - pevná a tvrdá pojivová tkáň, tvoří skelet, zásobárna Ca, fosfátů...  buněčná složka: - OSTEOBLASTY - produkce kostní hmoty - OSTEOCYTY - zality do kostní hmoty - OSTEOKLASTY - resorpce kostní hmoty  mezibuněčná hmota: - vláknitá složka - kolagenní fibrily !!! (kolagen I) - amorfní složka - glykosaminoglykany, strukturální glykoproteiny (osteokalcin, sialoprotein…) + anorganické látky: ionty Ca + fosfátové (krystalky hydroxy- apatitu), ionty Mg, K, Na, citráty, uhličitany Kolagenní fibrily + hydroxyapatit → pevnost kostní tkáně - nekalcifikovaná kostní hmota = osteoid

BUŇKY KOSTI - osteoblasty: - kubické buňky, epiteloidní uspořádání - vedle sebe - na volném povrchu kosti (zevně - pod periostem, uvnitř kosti; při osifikaci - na vznikajícím kostním trámečku) - jádro velké, světlé (jemná struktura chromatinu) - jadérko - GER (bazofilní cytoplazma), GK, mitochondrie - fce: syntéza mezibuněčné hmoty (= osteoidu) osteoblasty osteocyty

BUŇKY KOSTI - osteocyty: - klidová forma osteoblastu - protáhlé oválné buňky - tělo uloženo v lakuně, dlouhé tenké výběžky probíhají v canaliculi ossium (spojení - nexy) - jádro - hrudkovitý chromatin, jadérko není vidět - méně vyvinuté GER, GK koncentrické lamely nerv lakuna canaliculi ossium véna arterie canaliculi ossium Haversův kanálek lakuna osteocyt výběžky v canaliculi ossium

BUŇKY KOSTI - osteoklasty:- MFS (mononukleofagocytový systém) - vznikají splýváním monocytů (→ syncytium) - uloženy na povrchu kostní tkáně - v prohlubních - - Howshipových lakunách - velké, mnohojaderné buňky (2-50 jader) - eozinofilní cytoplasma - málo GER; hodně lysosomů (kyselá fosfatáza), GK, mitochondrií - povrch obrácený ke kostní tkáni vytváří hluboké záhyby (zvětšení resorpčního povrchu) - ruffled border - fce: odbourávání kostní matrix (→ fagocytosa) jádra osteoklast Howshipovy lakuny kostní tkáň

PERIOST, ENDOST - periost - vazivový obal na povrchu kosti - husté kolagenní vazivo uspořádané: kolagenní vlákna, fibroblasty, fibrocyty - Sharpeyova vlákna - silná kolagenní vlákna, připevňují periost ke kosti - vnitřní vrstva oploštělých buněk - kambiová = = osteoprogenitorové buňky - během 24-36 hod. jsou schopny se přeměnit na osteoblasty - výrazná mitotická aktivita - endost - vazivový obal vystýlající povrch kostních dutin - zahuštěné retikulární vazivo kostní dřeně - také vrstva oploštělých osteoprogenitorových buněk

TYPY KOSTNÍ TKÁNĚ A) vláknitá kost B) lamelární kost: 1) kompaktní 2) spongiosní A) VLÁKNITÁ KOST (PRIMÁRNÍ, NEZRALÁ) = novotvořená kost - kolagenní fibrily i buňky - nepravidelně uspořádány   nemá lamely - méně mineralizovaná, více osteocytů - málo pevná - vzniká při osifikaci, postupně je nahrazována kostí lamelární - v místech úponů šlach (tuberositates ossium), u lebečních švů, při hojení zlomenin, zubní cement

VLÁKNITÁ KOST osteocyty osteoblasty

B) LAMELÁRNÍ KOST (SEKUNDÁRNÍ, ZRALÁ) 1) Kompaktní 2) Spongiosní B) LAMELÁRNÍ KOST (SEKUNDÁRNÍ, ZRALÁ) = definitivní kost, mezibuněčná hmota je uspořádaná do lamel - kostní lamela (ploténka silná 3-7µm) = základní stavební jednotka - kolagenní fibrily - zde uspořádány paralelně  velká pevnost - orientace kolagenních fibril v sousedních lamelách je různá - lamely spojeny tmelovou substancí (mineralizovaná kostní hmota, málo kolagenních fibril) - osteocyty - uloženy mezi lamelami - v lacunae ossium (zde uložena těla osteocytů) - v canaliculi ossium (zde výběžky osteocytů) - jednotlivé buňky propojeny výběžky (komunikace: nexy) koncentrické lamely nerv véna arterie lakuna canaliculi ossium orientace kolagenních fibril Haversův kanálek osteocyt výběžky v canaliculi ossium osteon

B1) Lamelární kost KOMPAKTNÍ - diafýzy dlouhých kostí, povrchové ploténky plochých a krátkých kostí - na povrchu - periost, na vnitřní straně - endost - skládá se ze tří druhů lamel: 1) lamely tvořící OSTEON (= Haversův systém) - lamely uspořádány koncentricky - v centru - Haversův kanálek s cévami a nervy, vystlaný endostem 2) vnější plášťové lamely - pod periostem lamely uspořádány paralelně vnitřní plášťové lamely - pod endostem lamely uspořádány 3) intersticiální lamely - mezi osteony - zbytky lamel po přestavbě kosti Vnější plášťové lamely Volkmannův kanál Periost

KOMPAKTNÍ KOST koncentrické lamely nerv véna arterie canaliculi ossium Haversův kanálek průběh kolagenních fibril Haversův kanálek osteon = Haversův systém zevní plášťové lamely osteon lakuna Sharpeyova vlákna periost: vnitřní část zevní č. osteocyt intersticiální lamely výběžky v canaliculi ossium trámce SPONGIOSNÍ KOSTI Volkmannův kanálek

KOMPAKTNÍ KOST - osteony (O), plášťové lamely (P), intersticiální lamely (I) A15 Haversovy kanálky (HK), osteocyty v lakunách (L) O P L O O I L HK L L L L HK I HE

KOMPAKTNÍ KOST A15 Ca = canaliculi ossium HC = Haversův kanálek Celoidinový řez, HE L Ca = canaliculi ossium HC = Haversův kanálek L = lakuny HC L L HC HC L L L

osteon (Haversův systém) KOMPAKTNÍ KOST osteon (Haversův systém) Haversův kanálek canaliculi ossium ( ) lakuny výbrus kosti

B2) Lamelární kost SPONGIOSNÍ (houbovitá) - v epifýzách dlouhých kostí, krátké a ploché kosti - kostní trámce - větví se, anastomosují - tvořeny paralelně uspořádanými lamelami (osteony pouze v silnějších trámcích) - uspořádání trámců - dle zatížení kosti - osteocyty - v lakunách mezi lamelami - mezi trámci - dutiny vyplněné kostní dření: - hematogenní kostní dřeň (u dospělých: sternum, žebra, klíční kosti, lopatky, pánevní a lebeční kosti) - základem je retikulární vazivo, ve kterém se nachází: - vyvíjející se krevní elementy (hemopoetické ostrůvky) - sinusoidní kapiláry - tukové buňky - přibývají s věkem - žlutá, tuková kostní dřeň

SPONGIOSNÍ KOST EPIFYSA METAFYSA DIAFYSA trámce spongiosní kosti kompaktní kost dřeňová dutina DIAFYSA periost trámce spongiosní kosti lamina externa lamina interna diploe Šipkami označená kompaktní kost na povrchu dlouhých kostí

- kostní trámce - kostní dřeň SPONGIOSNÍ KOST: - kostní trámce - kostní dřeň Kompaktní kost ( ) ZJ Epifýza dlouhé kosti dospělého člověka (Ross, Pawlina, Histology, 2006)

SPONGIOSNÍ KOST žlutá kostní dřeň (přibývá adipocytů) hemopoetické ostrůvky kostní dřeně kostní trámce adipocyty osteocyty lamely v kostním trámci (Mikrofotografie: Sbírka ÚHIEM)