Molekulare Zellbiologie II (Histologie)
Molekulare Zellbiologie für 2. Semester Medizin UZH
Molekulare Zellbiologie für 2. Semester Medizin UZH
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Lernkarten
Lernziele "Oberflächenepithelien"
Definition Histologie
· Gewebslehre
· Untersuchung von Geweben
Definition Gewebe
· Zusammenschluss von Zellen mit ähnlicher Morphologie und Funktion (Loffing)
· Verband aus gleichartig differenzierten Zellen (Lüllmann-Rauch)
Typen von Grundgeweben
· Ephithelgewebe bedeckt
· Bindegewege verbindet / stützt
· Muskelgewebe bewegt
· Nervengewebe kontrolliert
· Organe sind aus mehreren Grundgeweben zusammengesetzt
Definition Epithelgewebe
· Zellverbände mit vielen Zellkontakten und geringem Extrazellulärraum (Lüllmann-Rauch)
· Epithelgewebe besteht aus dicht aneinanderliegenden, untereinander verbundenen Zellen
· Epithelien bilden eine Grenzschicht zwischen verschiedenen Umgebungen
Funktionen und Eigenschaften des Epithelgewebes
· bedeckt oder kleidet alle Körperoberflächen (ausser Knorpel) aus
· bildet Diffusionsbarriere zwischen Lumen und subepithelialen Raum (→ Grenzgewebe)
· bildet einen soliden Zellverband ohne Blutgefässe (Ausnahme: Innenohrepithel / Stria vascularis)
· Zellen sind durch Zellkontakte untereinander verbunden und an einer Basalmembran verankert
· trennt extrazelluläre Kompartimente unterschiedlicher Zusammensetzung
· polare Bau- und Funktionsweise (apikal vs. basolateral)
· enthält Intermediärfilamente aus Zytokeratin
Interzellularkontakte
· gürtelförmige Kontakte (wie Reissverschluss):
· Tight Junction (Zonula occludens)
· Adherens Junction (Zonula adhaerens)
· punktförmige Kontakte (wie Druckknöpfe):
· Desmosom Junction (Macula adhaerens)
· Gap Junction (Nexus)
· mechanische Kontakte (wie Verzahnung):
· Invagination
· Interdigitation
Desmosomen
· Macula adhaerens (macula = Fleck)
· punktförmiger Zellkontakt (ø 0.1 - 0.5 µm / Interzellularspalt: 20 - 40 nm)
· hohe mechanische Stabilität
· Vorkommen v.a. in der Haut und im Herzmuskel
Desmosomen (molekularer Aufbau)
· Desmoglea (interzelluläre Kittsubstanz) mit Mesophragma (= Verdichtung in der Mitte)
· aus integralen, calciumabhängigen Proteinen (E-Cadherine: Desmoglein 1-3)
· Plaque
· aus intrazellulären Proteinen (Desmoplakin / Plektin)
· Zytoskelett
· aus Zytokeratin (Intermediärfilamente = Unterschied zur Zonula Adhaerens)
· Keratin in Epithelien
· Desmin in der Herzmuskulatur
Intermediate Junction
· Zonula adhaerens / Adherens Junction
· gürtelförmiger Zellkontakt (ø 0.1 - 0.5 µm / Interzellularspalt: 20 - 40 nm)
· hohe mechanische Stabilität
· Vorkommen v.a. in einschichtigen Epithelien
Tight Junction
· Zonula occludens
· gürtelförmiger Zellkontakt / Barrierenkontakt* (ø ??? µm / Interzellularspalt: verschlossen)
· hohe mechanische Stabilität
· Vorkommen v.a. in einschichtigen Epithelien (z.B. Magen-Darm-Trakt / Lunge / Niere / Blutgefässe)
· undurchlässig für extrazelluläre hydrophile Moleküle (z.B. Ionen) / Membranproteine / Lipide der äusseren Membranlamelle (aber keine 100% Trennung)
· Stärke der Tight Junction kann variieren
* Teilung der Zelle in apikalen und basolateralen Teil (ermöglicht gerichteten Transport / Bildung eines Konz.grad.)
Tight Junction (molekularer Aufbau)
· Desmoglea (interzelluläre Kittsubstanz)
· aus integralen Proteinen (Occludin / Claudine)
· Plaque
· aus Plaqueproteinen (Cingulin / ZO 1-3)
· Zytoskelett
· aus Aktin
Gap Junction
· Nexus
· punktförmiger Zellkontakt (ø ~1 µm / Interzellularspalt: 2 - 4 nm) / kommen oft als Porenkomplexe vor
· Kommunikationskontakt
· Vorkommen in zahlreichen Geweben
· ständiger Auf- und Abbau
Gap Junction (molekularer Aufbau)
· Connexone (transmembrane Kanäle)
· aus sechs Untereinheiten (Connexine)
· für eine Zell-Zellverbindung verbinden sich Connexone der einen Zelle mit den Connexonen der anderen Zelle
· Connexone ermöglichen die chemische Kopplung (Koordination) von Zellen
· Ionen und Moleküle < 1 kDa können den Kanal frei passieren (z.B. ATP / Glucose / Ca2+ / cAMP)
· Regulation über Membranpotential / pH-Wert / Ionen-Konzentrationen / Modifikationen
· hohe cytosolische Kalziumkonzentration oder niedriger pH-Wert schliessen die Kanäle
Zell-Matrix Verbindungen
· Kontakt zwischen Zellen und Substrat (ECM)
· wichtig für Verankerung / Signalweitergabe / Zellproliferation / Polarisierung von Epithelzellen
· Arten: Hemidesmosomen / Fokale Kontakte
Basalmembran
· Dicke: 50 - 800nm
· Strukturen: Basallamina (Lamina rara + Lamina densa / 40 - 120nm) + Lamina fibroreticularis
· Aufbau:
· Lamina rara: Laminin / Mukopolysaccharide
· Lamina densa: Laminin / Kollagen IV / Fibronectin
· Lamina fibroreticularis: Kollagen I / III
· Funktion: Haftstruktur / Barrierefunktion / Filterfunktion
Hemidesmosom
· punktförmiger Zellkontakt (ähnlich wie Desmosom)
· stellen stabile Verbindung zwischen Basalzellen und Basallamina her
Hemidesmosom (molekularer Aufbau)
Fokaler Kontakt
· punktförmige Verbindung ("ähnlich" wie Zonula adhaerens)
· stellt Verbindung zwischen Aktin-Zytoskelett der Zelle und dem Substrat (ECM) her
· Funktion: Verankerung / Signalübertragung / Zellmigration
Einschichtge Plattenepithelien
· Endothel: "geschlossene" Körperhöhlen = kein Kontakt zur Aussenwelt (z.B. Blutgefässe)
· Mesothel: Pleurahöhle (Brustraum) / Peritonealraum (Bauchraum) / Perikardraum (Herzbeutel)
Histogenese der Epithelien
· Ektoderm: Epidermis / Kornea (Hornhaut des Auges) / Oberflächenepithel der Sinnesorgane
· Entoderm: Schleimhautepithelien der Atem- und Verdauungswege
· Mesoderm: Mesothelien des Peritoneum, Pleura und Perikard / Endothelien der Blut- und Lymphgefässe / Epithelien in der Niere
Hauptaufgaben von Epithelien
· Schutz (Haut)
· Transport von Material (Atemwege)
· Aufnahme / Absorption (Darm)
· Ausscheidung / Exkretion (Niere)
· Abgabe / Sekretion (Drüsen)
· Gasaustausch (Lunge)
· Gleiten (Serosa / Mesothel)
· Kontraktion (Myoepithel)
· Wahrnehmung (Geschmacksknospen)
Funktionelle Eigenschaften (vereinfacht)
· einschichtige Epithelien: Diffusion / Filtration / Absorption / Sektretion
· mehrschichtige Epithelien: schützende (protektive) Aufgaben
· prismatische Epithelien (grosses Zellvolumen / viele Organellen): Sektretion und Absorption
Einteilung der Epithelien
· nach Zellform (platt / prismatisch)
· nach Schichtung (einschichtig / mehrschichtig)
· nach Oberflächendifferenzierung (glatt / Mikrovilli (Bürstensaum) / Stereozilien / Kinozilien)
· nach Funktion (Oberflächenepithel / Drüsenephitel / Sinnesepithel)
Einteilung der Epithelien nach Zellform
· platte Epithelien:
· platt / flach (z.B. Endothel)
· prismatische Epithelien:
· isoprismatisch / kubisch (z.B. Nierentubuli)
· hochprismatisch / zylindrisch (z.B. Darmepithelien)
Einteilung der Epithelien nach Zellfortsätzen
· Mikrovilli:
· fingerähnliche Fortsätze
· Vergrösserung der reabsorptiven Fläche
· Aktin-Gerüst
· Stereozilien:
· spezialisierte, lange Fortsätze
· nicht beweglich
· Aktin-Gerüst
· Kinozilien:
· spezialisierte Fortsätze
· Transport von Partikeln auf dem Epithel
· Mikrotubulus-Gerüst (Kinetosomen)
Einteilung der Epithelien nach Schichtung
· einschichtige Epithelien:
· einfach (Plattenepithel / prismatische Epithelien)
· mehrreihig (immer prismatisch)
· mehrschichtige Epithelien*:
· Plattenepithelien (verhornt / unverhornt)
· prismatische Epithelien
· Übergangsepithel (Urothel)
* für die Klassifizierung ist die Zellform der obersten Schicht massgebend
einschitiges Plattenepithel
· Form: einschichtige Zelllage aus flachen Zellen mit wenig Zytoplasma
· Funktion: schnelle Diffusion / Filtration
· Vorkommen: Blutgefässe / Alveoli der Lunge / Glomeruli der Niere
· Beispiel: Endothel
einschichtiges isoprismatisches Epithel
· Form: einschichtige Zelllage aus kubischen Zellen mit zentralem Kern
· Funktion: Sekretion / Reabsorption
· Vorkommen: Nierentubuli / sektretorische Abschnitte kleiner Drüsen
· Beispiel: distaler Tubulus (Niere)
einschichtiges hochprismatisches Epithel
· Form: einschichtige Zelllage aus hohen Zellen mit ovalem Kern
· Funktion: Absorption / Sekretion ( Mucus / Enzyme / ... )
· Vorkommen: Darm / Ausführgänge von Drüsen
· Beispiel: Dünndarm
· können apikale Zellfortsätze besitzen / enthalten evt. sezernierende Zellen (Becherzellen)
mehrreihiges Zylinderepithel
· Form: alle Zellen haben Kontakt mit der Basalmembran, aber nicht alle mit der Oberfläche
· Funktion: Sekretion (Schleim) / Transport von Partikeln
· Vorkommen: Atemwege / Eileiter
· Beispiel: Luftröhre (zilientragendes Epithel)
· können unterschiedliche Zelltypen enthalten (Basalzelle / zilientragende Zellen / Becherzellen)
mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel
· Form: mehrere Zelllagen / nur basale Zellen haben Kontakt mit Basalmembran / Zellen differenzieren sich nach "oben"
· Funktion: Schutz von unterliegenden Strukturen (v.a. vor mechanischer Belastung)
· Vorkommen: Mund / Speiseröhre / Vagina
· Typisch: Zellkerne sind bis in die oberste Schicht enthalten / es gibt keine abgestorbenen Epithelzellen
mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel
· Form: wie unverhorntes Plattenepithel, aber die oberflächlichen Zellen sind tot (Hornschicht)
· Funktion: Schutz vor mechanischen / chemischen Reizen
· Vorkommen: Haut (Epidermis)
· Typisch: die oberflächlichen Zellen besitzen keinen Zellkern
Übergangsepithel (Urothel)
· Form:
· mehrere Zelllagen (1x basal / intermediär / 1x oberflächlich = Deckzellen / umbrella cells)
· oberflächliche Zellen sind durch Tight Junctions verbunden (sehr dicht → Plaque / Crusta)
· Crusta enthält Uroplakin, Vesikel und Aktinfilamente (→ Membranverstärkung / Permeabilitätsschranke)
· Funktion: bedeckt ableitende Harnwege / Anpassung an Füllstände der Hohlorgange
· Vorkommen: nur im Harntrakt
Lernziele "Drüsenepithelien"