HOGENT - biomedische laboratoriumtechnologie - histologie

WOORD VOORAF Dit opleidingsonderdeel is in het curriculum opgenomen omdat volgens het KB van 2 juni 1993 en het KB van 17 januari 2019 betreffende het beroep van medisch laboratorium technoloog de toekomstige medische laboratoriumtechnoloog belast moet kunnen worden met het in vitro uitvoeren van pathologisch-anatomisch onderzoek van stalen van menselijke oorsprong (MLT) .

Ook voor de farmaceutisch-biologisch technoloog is dit onderzoek belangrijk in researchcentra, waarbij gebruik kan gemaakt worden van stalen van dierlijke oorsprong (FBT).

De bedoeling van dit opleidingsonderdeel is het verwerven van inzicht en het opbouwen van een zekere parate kennis op het vlak van de opbouw van cellen en weefsels van mensen (en zoogdieren) en het verband tussen structuur en werking van een cel of weefsel.

De theoriecursus dient aangevuld te worden met nota’s genomen tijdens de hoorcolleges en verwerkt te worden samen met de PowerPoints met afbeeldingen van weefselstructuren die tijdens deze hoorcolleges besproken worden en terug te vinden zijn op Chamilo. Bijkomende informatie is terug te vinden in het boek ‘Human Histology’ van Alan Stevens et al. Na elk hoofdstuk worden een reeks vragen uit het boek ’Human Histology’ besproken. Bijkomende vragen vinden jullie in jullie syllabus na elk hoofdstuk.

Het doel van dit opleidingsonderdeel is eveneens dat jullie het verworven inzicht combineren met de basisvaardigheden en -attitudes die vereist zijn in een biomedisch gericht laboratorium: nauwkeurig kunnen werken, veilig en milieubewust kunnen werken en bewustwording van de maatschappelijke verantwoordelijkheid die gepaard gaat met het onderzoek van pathologische preparaten van menselijke oorsprong. Dit wordt aangebracht in de praktische oefeningen Dit opleidingsonderdeel wil de toekomstige laboratoriumtechnoloog opleiden tot een vaardige en deskundige professional, die experimenten zelfstandig en efficiënt uitvoert; autonoom, nauwkeurig en kritisch werkt en kennis en inzicht heeft in methoden en technologieën in wisselende contexten.

Het wordt aangeboden op een moment in het curriculum dat de student een grondige basiskennis bezit van de biologie, de anatomie en de fysiologie.

Studiefiche: Zie Chamilo curriculumcursussen 2021-2022, cursus histologie, studiefiche histologie 2021-2022 en de website van Hogent

Inhoudsopgave

Inhoud 1

De cel ........................................................................................................................... 7

1.1

Cytoplasma ............................................................................................................................ 7

1.1.1

De matrix ................................................................................................................................ 7

1.2

De nucleus of celkern ........................................................................................................ 9

1.2.1

Het kernmembraan ............................................................................................................ 9

1.2.2

Chromatine ............................................................................................................................ 9

1.2.3

Kernskelet ............................................................................................................................ 10

1.2.4

Nucleolus of kernlichaampje ........................................................................................ 12

1.3

De celpathologie ................................................................................................................ 12

1.3.1

Necrosis ................................................................................................................................ 13

1.3.2

Celdegeneraties ................................................................................................................. 17

2

Het epitheel .............................................................................................................23

2.1

Inleiding ................................................................................................................................ 23

2.2

Intercellulaire verbindingen......................................................................................... 23

2.2.1

Afsluitende verbindingen .............................................................................................. 24

2.2.2

Hechtingsstructuren ........................................................................................................ 25

2.2.3

Communicatie verbindingen ........................................................................................ 29

2.2.4

Verbindingscomplex ........................................................................................................ 30

2.3

Specialisatie van het celoppervlak ............................................................................. 30

2.3.1

Microvilli .............................................................................................................................. 31

2.3.2

Stereocilia ............................................................................................................................ 31

2.3.3

Cilia of trilharen ................................................................................................................. 32

2.3.4

Flagellen of zweepharen ................................................................................................ 33

2.4

Classificatie van epitheelcellen .................................................................................... 34

2.4.1

Bedekkend epitheel.......................................................................................................... 34

2.4.2

Klierepitheel........................................................................................................................ 37

2.5

Pathologie van het epitheel ........................................................................................... 40

2.5.1

Veroudering van de huid................................................................................................ 40

3

Het steunweefsel of ‘bindweefsel’ ...................................................................44

3.1

Inleiding ................................................................................................................................ 44

3.1.1

Algemene functie............................................................................................................... 44

3.1.2

Algemene bouw ................................................................................................................. 44

3.1.3

Oorsprong ............................................................................................................................ 44

3.2

De cellen ............................................................................................................................... 45

3.2.1

Fibroblasten ........................................................................................................................ 45

3.2.2

Macrofagen .......................................................................................................................... 46

3.2.3

Regeneratiecellen ............................................................................................................. 46

3.2.4

Mastcellen ............................................................................................................................ 46

3.2.5

Plasmacellen ....................................................................................................................... 46

3.2.6

Vetcellen ............................................................................................................................... 47

3.2.7

Leucocyten ........................................................................................................................... 47

3.3

De vezels of fibrillen......................................................................................................... 48

3.3.1

Collageenvezels.................................................................................................................. 48

3.3.2

Elastische vezels ................................................................................................................ 49

3.4

De intercellulaire grondstof .......................................................................................... 49

3.4.1

Proteoglycanen .................................................................................................................. 49

3.4.2

Glycoproteïnen................................................................................................................... 50

3.5

Soorten bindweefsel ........................................................................................................ 50

3.5.1

Los collageen bindweefsel ............................................................................................. 50

3.5.2

Stevig collageen bindweefsel........................................................................................ 50

3.5.3

Elastine bindweefsel ........................................................................................................ 51

3.5.4

Reticulair bindweefsel .................................................................................................... 51

3.5.5

Muceus bindweefsel......................................................................................................... 51

3.5.6

Vetweefsel ............................................................................................................................ 51

4

Het kraakbeen .......................................................................................................55

4.1

Algemeen .............................................................................................................................. 55

4.2

Vorming ................................................................................................................................ 56

4.3

Soorten .................................................................................................................................. 56

4.3.1

Hyalien kraakbeen ............................................................................................................ 56

4.3.2

Fibro-cartilago.................................................................................................................... 57

4.3.3

Elastisch kraakbeen ......................................................................................................... 58

4.4

Pathologie van het kraakbeen ...................................................................................... 59

4.4.1

Ischias .................................................................................................................................... 59

4.4.2

Osteo-arthrose ................................................................................................................... 59

4.4.3

Rheumatoïde artritis ....................................................................................................... 60

5

Het botweefsel .......................................................................................................62

5.1

Algemeen .............................................................................................................................. 62

5.2

Functies................................................................................................................................. 62

5.3

Bouw ...................................................................................................................................... 62

5.3.1

Cellen ..................................................................................................................................... 62

5.3.2

Matrix .................................................................................................................................... 63

5.3.3

Periost ................................................................................................................................... 63

5.3.4

Endosteum ........................................................................................................................... 63

5.4

Beenvorming ...................................................................................................................... 64

5.4.1

Intramembraneuze ossificatie (endesmale botvorming).................................. 64

5.4.2

En(do)chondrale beenvorming ................................................................................... 65

5.5

Soorten botweefsel ........................................................................................................... 66

5.5.1

Plexiform bot ...................................................................................................................... 66

5.5.2

Lamellair bot ....................................................................................................................... 66

5.5.3

Spongieus bot ..................................................................................................................... 66

5.5.4

Compact bot ........................................................................................................................ 67

5.6

Pathologie van het botweefsel ..................................................................................... 67

5.6.1

Osteomalacie....................................................................................................................... 67

5.6.2

Osteoporose stricto sensu (S.S.) en ouderdomsosteoporose .......................... 69

5.6.3

Rachitis.................................................................................................................................. 70

6

Het spierweefsel ....................................................................................................74

6.1

Algemeen .............................................................................................................................. 74

6.2

Skeletspierweefsel ............................................................................................................ 75

6.2.1

Bouw ...................................................................................................................................... 75

6.2.2

Soorten spiervezels .......................................................................................................... 79

6.2.3

Functie ................................................................................................................................... 80

6.3

Hartspierweefsel ............................................................................................................... 81

6.3.1

Algemeen .............................................................................................................................. 81

6.3.2

Bouw ...................................................................................................................................... 81

6.3.3

Functie ................................................................................................................................... 82

6.4

Glad spierweefsel .............................................................................................................. 82

6.4.1

Bouw ...................................................................................................................................... 82

6.4.2

Functie ................................................................................................................................... 83

6.5

Pathologie van het skeletspierweefsel ..................................................................... 85

6.5.1

Spierdystrofie van Duchenne ....................................................................................... 85

6.5.2

Myasthenia gravis ............................................................................................................. 86

7

Het gastro-intestinaal stelsel ............................................................................90

7.1

Algemeen .............................................................................................................................. 90

7.2

De mondholte ..................................................................................................................... 91

7.3

De tong .................................................................................................................................. 91

7.3.1

Algemeen .............................................................................................................................. 91

7.3.2

De mucosa ............................................................................................................................ 91

7.4

De pharynx of keelholte.................................................................................................. 92

7.4.1

Functie ................................................................................................................................... 92

7.4.2

Bouw ...................................................................................................................................... 93

7.5

De slokdarm ........................................................................................................................ 93

7.5.1

Bouw ...................................................................................................................................... 93

7.6

De Maag ................................................................................................................................ 95

7.6.1

Anatomische indeling ...................................................................................................... 95

7.6.2

Bouw ...................................................................................................................................... 95

7.7

De dunne darm................................................................................................................... 97

7.7.1

Functie ................................................................................................................................... 97

7.7.2

Bouw ...................................................................................................................................... 98

7.8

De dikke darm ................................................................................................................. 100

7.8.1

Functie ................................................................................................................................ 100

7.8.2

Bouw ................................................................................................................................... 101

7.9

Pathologie van het gastro-intestinaal stelsel ...................................................... 103

7.9.1

Gastritis .............................................................................................................................. 103

8

De pancreas.......................................................................................................... 107

8.1

Algemeen ........................................................................................................................... 107

8.2

Bouw ................................................................................................................................... 107

8.2.1

Exocriene componente ................................................................................................ 107

8.2.2

Endocriene componente ............................................................................................. 108

9

De lever ................................................................................................................. 110

9.1

Functies.............................................................................................................................. 110

9.2

Algemene bouw .............................................................................................................. 110

9.3

Leverpathologie .............................................................................................................. 112

9.3.1

Levercirrose ..................................................................................................................... 112

10

De vrouwelijke geslachtsorganen ................................................................ 115

10.1

Inleiding ............................................................................................................................. 115

10.2

Het ovarium...................................................................................................................... 116

10.2.1

Rijpe follikel ..................................................................................................................... 116

10.2.2

Ovulatie .............................................................................................................................. 117

10.2.3

Luteïnisatie ....................................................................................................................... 117

10.3

De baarmoeder = uterus ............................................................................................. 118

10.4

Vagina ................................................................................................................................. 120

11

Het zenuwweefsel .............................................................................................. 123

11.1

Zenuwcellen ..................................................................................................................... 123

11.1.1

Functie ................................................................................................................................ 123

11.1.2

Bouw ................................................................................................................................... 123

11.1.3

Werkingsmechanisme .................................................................................................. 126

11.2

Myeline ............................................................................................................................... 128

12

De luchtwegen..................................................................................................... 130

12.1

Inleiding ............................................................................................................................. 130

12.2

Het respiratoire deel van de luchtwegen .............................................................. 130

13

De nieren............................................................................................................... 135

13.1

Overzicht van de urinewegen.................................................................................... 135

13.2

Nefron ................................................................................................................................. 137

13.3

Glomerulus ....................................................................................................................... 139

13.4

De glomerulaire filtratiebarrière ............................................................................. 140

13.5

Het afvoersysteem ......................................................................................................... 141

syllabus histologie 1 BMLT

1

De cel

1.1

Cytoplasma

lector P. Dooms

pagina 7

Deze bestaat uit een grondsubstantie of matrix (ook nog cytosol genoemd) waarin een groot aantal structuren voorkomen.

1.1.1

De matrix

De matrix zelf is opgebouwd uit grote eiwitmoleculen, naast koolhydraten, mineralen en water (meestal in gebonden vorm).

In de cytoplasmatische matrix komen kleine buisjes en filamenten voor. Deze structuren die opgebouwd zijn door eiwitten, zorgen niet alleen voor de instandhouding van de vorm (cytoskelet) maar spelen daarnaast een actieve rol bij de bewegingen in het cytoplasma en bij de bewegingen van de cel. Men onderscheidt microtubuli, microfilamenten en tonofilamenten.

Figuur 1: cytoskelet met microtubuli, microfilamenten en tonofilamenten (bron: www.quora.com)

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

1.1.1.1

lector P. Dooms

pagina 8

Microtubuli

Deze zorgen samen met de microfilamenten voor bewegingen binnen de cel. Hun buitendiameter bedraagt 25nm. Hun lengte kan tot 10 µm bedragen (dat is dus 400x hun diameter!) Hun eiwitbouwstenen zijn buisvormig gerangschikt.

Assemblageprocessen en demontage van de bouwstenen (tubuline-eenheden) kunnen elkaar snel afwisselen, bijvoorbeeld bij bewegingen. De lengte van de microtubuli is dan ook sterk afhankelijk van omstandigheden die de assemblage regelen.

1.1.1.2

Microfilamenten

Deze zijn voornamelijk opgebouwd uit een globulair eiwit (actine). Microfilamenten heeft men tot nu toe in veel verschillende types cellen aangetoond. Ze spelen onder meer een rol bij de insnoering van het celmembraan die aan de deling van een cel voorafgaat. Hun diameter bedraagt 5 tot 7 nm.

1.1.1.3

Intermediaire filamenten of tonofilamenten

Deze ontlenen hun naam aan het feit dat de diameter tussenin die van de microfilamenten en die van de microtubuli (10 nm) ligt. De intermediaire filamenten zijn zeer stabiel en niet of nauwelijks oplosbaar. Het bestaan van deze structuren heeft vroeger aanleiding gegeven tot invoering van de term cytoskelet. Omwille van hun stabiele structuur worden de intermediaire filamenten vooral aangetroffen in die delen van de cel, die onderhevig zijn aan mechanische krachten, bijvoorbeeld in de lengte-as van een zenuwcel en in het cytoplasma van een gladde spiercel. De eiwitsamenstelling van de intermediaire filamenten blijkt weefselspecifiek te zijn. Deze specificiteit is een belangrijk hulpmiddel bij de bepaling van de herkomst van bijvoorbeeld tumorcellen, die soms een geheel ander uiterlijk aannemen dan de cellen waaruit ze zijn ontstaan.

Het cytoskelet speelt ook een belangrijke rol bij de beweging van de cel zelf, bijvoorbeeld bij de migratie van cellen in een zich ontwikkelend embryo en bij de beweging van de macrofagen wanneer bacteriën worden gefagocyteerd. De microtubuli zijn nl. ook de bouwstenen van de bewegingsorganellen: ciliën en flagellen (zie hoofdstuk 2)

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

1.2

De nucleus of celkern

1.2.1

Het kernmembraan

pagina 9

Figuur 2: kernmembraan (bron: https://biologielessen.nl/index.php/a-6/1489-kernmembraan)

Onder de lichtmicroscoop (LM) wordt één membraan gezien die de kern schijnt af te grenzen van het cytoplasma. Maar onder de electronenmicroscoop ziet men dat de kern wordt omgeven door een omhulsel van parallel gelegen membranen, op 40-70 nm van elkaar gelegen; met daartussen de perinucleaire ruimte, die dikwijls in verbinding staat met het ruw endoplasmatisch reticulum (RER). Plaatselijk gaan het binnenste en buitenste blad van het kernomhulsel in elkaar over met vorming van kernporiën. Deze zijn communicatieopeningen van de kern naar het cytoplasma en omgekeerd.

1.2.2

Chromatine

Het chromatine is de interfasevorm van de chromosomen, die dan willekeurig door elkaar liggen. Men onderscheidt 2 vormen: •

Het heterochromatine: dit is sterk electronenstrooiend en wordt bij LM gezien

als donkere korrels en filamenten in de kern.

•

Het euchromatine: dit is eigenlijk alleen met de EM waar te nemen als een los

netwerk van fijne, sterk gedraaide fibrillen.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 10

kernmembraan

Figuur 3: euchromatine en heterochromatine (bron: http://www.facbio.com)

De verhouding tussen beide is verantwoordelijk voor het lichter of donkerder aspect van de celkern. (zowel bij LM of EM)

Het hetero-en euchromatine zijn opgebouwd uit elementaire chromosoomfibrillen die bestaan uit sterk gewonden dubbelstrengig DNA, welke gebonden zijn aan bijzondere basische eiwitten, histonen genoemd. De DNA moleculen die inactief zijn, rollen zich spiraalvormig op en worden donker gekleurd in de interfase (heterochromatine). De DNA moleculen daarentegen die actief zijn, gaan zich despiraliseren en kleuren dus minder (euchromatine) Zo heeft een actieve kern weinig zichtbaar chromatine bij LM en vice-versa.

1.2.3

Kernskelet

Analoog aan het cytoskelet, beschikt de kern over een driedimensionale structuur die als kernskelet bekend staat. Dit doet eveneens dienst als “raamwerk“ voor de organisatie van de verschillende structuren in de kern.

Het kernskelet omvat de volgende drie onderdelen: het kernporiëncomplex, een dichte eiwitlaag aan de binnenzijde van het kernmembraan en een groot aantal eiwitdraden die dwars door de kern lopen, de zogenaamde kernfilamenten.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 11

Figuur 4: kernskelet (bron: Trends in cell biology)

•

Het kernporiëncomplex bestaat uit drie ringen van eiwitten, elk bestaande uit

acht eenheden. Deze ringen vormen een korte tubulaire structuur, waarvan de diameter door de eiwitten kan geregeld worden.

•

De dichte eiwitlaag (laminine) aan de binnenzijde van het kernmembraan

vormt een steunlaag tussen het binnenmembraan en de buitenste laag van chromatine.

De kernporiëncomplexen worden onderling door deze laag verbonden. Ter plaatse van de poriën is de eiwitlaag onderbroken. In die gebieden ontbreekt eveneens de dichte laag van het perifeer gelegen heterochromatine. Hierdoor ontstaat via de talrijke kernporiën een opening tussen het meer centraal gelegen euchromatine en het cytoplasma. De dichte eiwitlaag vervult niet alleen een steunfunctie voor het kernmembraan, maar heeft ook een belangrijke taak als aanhechtingsplaats voor het chromatine.

•

De kernfilamenten vormen in de interfasekern een ruimtelijk netwerk van

eiwitten die uit drie, voornamelijk zure specifieke polypeptideketens bestaan. Door de geëxpandeerde toestand van de eiwitdraden krijgt de kern zelf zijn vorm en wordt het chromatine, dat aan de eiwitdraden verbonden is, eveneens ruimtelijk binnen de kern verspreid. Het chromatine is in lusvormige structuren opgehangen aan het kernskelet.

Men schat dat het chromatine op ongeveer 125000 plaatsen aan het kernskelet is vastgehecht. Het zijn juist die stukjes DNA die aan het kernskelet zijn vastgehecht die Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 12

het eerst met de DNA-verdubbeling (replicatie) beginnen. Iedere chromatinelus is te beschouwen als een replicatieëenheid, ook replisoom genoemd. De kernfilamenten doen waarschijnlijk ook dienst als geleidingsbanen voor het transport van de verschillende vormen van RNA. Het kernskelet vormt een samenhangend geheel met het cytoskelet en de eiwitten in het celmembraan.

Het kernskelet speelt ook een belangrijke rol bij de verdichting (condensatie) van chromatine tot chromosomen.

1.2.4

Nucleolus of kernlichaampje

Dit is een vrijwel ronde structuur. Het is opgebouwd uit DNA, RNA en eiwitten. Het kleurt meestal acidofiel door de aanwezigheid van sterk basische eiwitten. Het is de plaats waar het ribosomaal RNA wordt gesynthetiseerd. (Informatie hiervoor ligt in het DNA).

Grote nucleoli komen voor in cellen die snel delen en in cellen met hoge eiwitsynthese alsook in de meeste snelgroeiende cellen van kwaadaardige tumoren.

1.3

De celpathologie

Er zijn 2 soorten celbeschadigingen nl. dood van de cel of necrose waarbij irreversiebele wijzigingen optreden in de cel zodat vitale functies zoals ademhaling of behoud van de selectieve membraanpermeabiliteit verloren gaan; en minder erge vormen van beschadigingen of degeneraties waarbij functies die belangrijk zijn voor de huishouding van de cel of van het lichaam verzwakt of teloor gegaan zijn, maar de vitale functies behouden blijven.

Vele van deze laatste vormen van beschadiging zijn reversiebel als de oorzaak van de beschadiging verwijderd wordt. Vb. beschadiging van neuronen bij therapeutische dosissen van anesthetische geneesmiddelen.

Andere, die ook niet resulteren in celdood, zijn irreversiebel. Een voorbeeld van irreversiebele beschadiging is stralingsbeschadiging van chromosomen die een nietdodelijke genetische mutatie veroorzaakt.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

1.3.1

Necrosis

1.3.1.1

Definitie

lector P. Dooms

pagina 13

Dood van afzonderlijke cellen of van isogene groepen van cellen. Dit kan plots gebeuren vb. wanneer de cellen blootgesteld staan aan hitte of aan toxische chemicaliën; of het kan voorafgegaan worden door geleidelijke en mogelijks reversiebele schade; hierbij wordt de term necrobiose gebruikt.

1.3.1.2

Het herkennen van necrose

Het is niet gemakkelijk exact te bepalen wanneer een cel necrotisch wordt; met andere woorden wanneer de desintegratie van de vitale functies irreversiebel wordt. Vele veranderingen waaraan men necrose herkent treden slechts op nadat de cel gestorven is en zijn te wijten aan het secundair loslaten van lytische enzymen die normaal opgesloten zijn in de cel vb. in de lysosomen (autolyse).

1.3.1.2.1 In weefselculturen - Bestuderen van de verandering in permeabiliteit van de celmembranen voor kleurstoffen Vb. neutraalrood, trypaan blauw Trypaan blauw: Deze kleurstof wordt normaal buiten de cel gehouden maar als de cellen sterven, worden de nucleï gekleurd door een gestegen permeabiliteit van de celmembranen.

Neutraal rood: wordt door lysosomen opgenomen door actief transport: indien men meer dode cellen heeft betekent dit dus minder aankleuring.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 14

C

Figuur 5: A en B trypaanblauwkleuring, A: levende cellen, nemen geen trypaan blauw op en B: dode cellen, worden wel aangekleurd (bron: https://www.scbt.com/scbt/product/trypan-blue72-57-1) C: levende fibroblasten nemen neutraalrood kleurstof op (bron: http://3t3nru.mbresearchlabs.com/assay-specifics.htm)

1.3.1.2.2 Labeling van levende cellen Dit doet men met radio-isotopen zoals 51Cr of 32P (vasthechting aan membraancomponenten).

Na een zware beschadiging van de cel, meestal dodelijk, zal de radioactieve label losgelaten worden door de cel en in het cultuurmedium terechtkomen.

1.3.1.2.3 in weefsels (vb. lever, nier,….)

•

Met een lichtmicroscoop •

De nucleus

Bij preparaten gekleurd met hematoxyline-eosine, kan de nucleus geleidelijk zijn karakteristieke affiniteit voor hematoxyline verliezen zodat de hele cel uniform gekleurd wordt met eosine, alhoewel de nucleaire begrenzing blijft bestaan. Deze verandering, het resultaat van de hydrolyse van chromatine binnenin de cel na zijn dood, wordt karyolyse genoemd.

Soms vormt het chromatine van necrotische cellen-vooral deze met reeds dens chromatine zoals polymorfonucleaire leucocyten-, dense hematoxylinofiele massa’s (pyknosis) en deze kunnen ‘uitbreken’ (karyorrhexis) en granules vormen in de kernmembraan of doorheen heel het cytoplasma.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

•

lector P. Dooms

pagina 15

Het cytoplasma

Bij vele necrotische letsels kan de afbakening van de gezwollen necrotische cellen herkend worden, maar het cytoplasma is abnormaal homogeen of granulair en neemt meer eosine op dan normaal.

In andere weefsels, bijvoorbeeld het centraal zenuwstelsel, absorberen de necrotische cellen water en desintegreren dan, waarbij de oorspronkelijke structuur van het weefsel volledig verloren gaat. De lipiden afkomstig van het myeline e.d. blijven achter in de brokstukken van het necrotisch weefsel.

•

Enzymen

De activiteit van bepaalde enzymen vb. barnsteenzuurdehydrogenase, vermindert snel na de celdood en aangepaste testen geven nuttige informatie over het tijdstip van de necrose.

•

Met een electronenmicroscoop

Figuur 6: A: controle, B: 1 uur na hypoxie, C: 24 uren na hypoxie, D: 24 h na staurosporine behandeling (bron: http://www.pnas.org/content/100/5/2825/F1.expansion.html)

•

De nucleus

➢ Er komen gaten in het kernmembraan. ➢ De densiteit van het nucleoplasma vermindert. ➢ Brede chromatinegranules stapelen zich op binnen de kernmembraan; nadien verdwijnt deze kernmembraan.

•

Het cytoplasma

➢ Er komen gaten in de verschillende membranen.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 16

➢ Abnormale, veelvormige insluitsels liggen binnen de grondsubstantie.

Waarschijnlijk zijn deze afkomstig van deze membranen. ➢ Eigenaardige, gelaagde structuren met concentrische draaikolkvorm komen voor in de celmembraan; vnl. waar de microvilli waren. ➢ Er treedt fragmentatie en vacuolisatie op van het endoplasmatisch reticulum en van de mitochondriale membranen en in een later stadium verdwijnen deze structuren. ➢ De ribosomen en het Golgi-apparaat zijn reeds in een vroeg stadium onherkenbaar.

•

Macroscopisch

Necrose kan macroscopisch herkend worden indien het om grote groepen van cellen gaat. ➢ Meestal is de necrotische plaats gezwollen, hard, mat en geel behalve indien zij veel bloed bevat zoals bij de lever, de milt en het myocard. Men noemt dit coagulatieve necrose. ➢ Bij de hersenen ziet men een vervloeiing optreden. Dit is een colliquatieve necrose. ➢ Soms is de necrose kaasvormig, vb. bij tuberculose. ➢ Bij vetnecrose zijn de cellen gevuld met vetdruppeltjes.

Necrose wordt vaak vergezeld door putrefactie. Dit noemt men gangreen: slechte geur, bruine, groene of zwarte kleur (afbraak van hemoglobine).

1.3.1.3

Reacties op necrose

Vaak ziet men een accumulatie van polymorfe neutrofielen rond de necrotische cellen.

Individuele cellen, gedood door toxines, ondergaan snel autolyse en worden geabsorbeerd (vnl. als de bloedcirculatie behouden blijft). Ze worden snel vervangen door proliferatie vanuit nabijgelegen overlevende cellen.

Als grote delen van het weefsel necrose ondergaan, vb. bij een infarct, kan het necrotisch weefsel geleidelijk aan vervangen worden door een ingroei van capillairen

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 17

en fibroblasten vanuit het rondomgelegen levend weefsel zodat een fibreus litteken ontstaat (soms is het binnenste ervan verkalkt).

Kaasachtige letsels en vetnecrose hebben een grote affiniteit voor calcium en worden erg verkalkt.

1.3.2

Celdegeneraties

1.3.2.1

Kernbeschadiging

•

Mutatie van genen

•

Abnormaliteiten in de chromosomen

•

Kernbeschadiging door voeding

•

Toxische kernbeschadiging

1.3.2.2

Beschadiging aan celmembraan en organellen

1.3.2.2.1 Aan het celmembraan •

Osmotische schade (vb. na anoxie en vergiftiging)

De symptomen zijn een accumulatie van water in het cytoplasma; het osmotisch opzwellen van de cel en de afscheiding van de organellen.

De oorzaken zijn een verhoogde permeabiliteit voor natriumionen en/of verminderde afvoer van natriumionen door een tekort aan ATP of door vergiftiging van de enzymen die meehelpen met de Na-pomp.

Gevolg: door het vergrootte celvolume is er minder intercellulair vocht, waardoor het metabolietentransport tussen de cellen en de bloedcirculatie vermindert. Het gevolg is een nog grotere celbeschadiging.

•

Ook het transport van enkele organische moleculen kan belemmerd worden vb.

de reabsorptie ter hoogte van de niertubulus.

•

Het aantal receptoren op het celmembraan kan dalen door genetische

afwijkingen, door gifblokkering (vb. curare op acetylcholinereceptoren) of door lange overstimulatie.

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

•

lector P. Dooms

pagina 18

Desmosomenbeschadiging: vb. bij de huidziekte pemphigus: hierbij ziet men

een verminderde celadhesie, waardoor er grote spaties ontstaan tussen de cellen in de epidermis ( zie hoofdstuk “epitheel”).

1.3.2.2.2 •

Aan organellen

Endoplasmatisch reticulum

Osmotische schade na anoxie en giffen: De symptomen zijn opstapeling van water, het verdwijnen van de parallelle schikking van de membranen en het optreden van vacuolisatie.

De oorzaak is een verandering in permeabiliteit zoals hierboven beschreven.

Gevolgen:

in het SER: een verminderd functioneren van de oxidasen, belangrijk

voor de metabolisatie van geneesmiddelen; een verminderde aanmaak van lipiden.

In het RER: het afsterven van de ribosomen waardoor de eiwitaanmaak vermindert.

•

Mitochondriën

Osmotische schade na anoxie en giffen De symptomen zijn: LM: osmotisch opzwellen van de mitochondriën en daardoor een gezwollen, troebel en granulair cytoplasma.

EM: reeds heel vroeg verdwijnen de granulen die gebonden waren in de matrix van normale mitochondriën; later ontstaan aggregaties van ongekende samenstelling in de matrix.

De oorzaken zijn dezelfde als hierboven beschreven.

De gevolgen zijn een verminderde zuurstoftoevoer waardoor de oxidatieve fosforylatie vermindert en de ATP-productie daalt.

Opmerking: Men moet snel fixeren want na dood van het lichaam of prelevatie ziet men dezelfde symtomen. Deze symptomen zijn vnl. bij metabolisch actieve weefsels duidelijk (lever, nieren, myocard).

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

•

lector P. Dooms

pagina 19

Lysosomen

Men ziet hier dat door een beschadiging van de lysosomale membranen de lysosomale enzymen in het cytoplasma van de levende cellen wordt vrijgelaten.

De oorzaken kunnen de volgende zijn: •

bacteriële toxines

•

hypervitaminose A (tensio-actieve werking op het membraan)

•

necrose van macrofagen na inname van silica (vormt siliciumzuur in lysosomen

van de macrofagen; dit vormt waterstofbruggen met het lysosomale membraan; deze breekt en laat enzymen los in het cytoplasma) •

jicht: fagocytose van monocalciumuraat: dit verhoogt de lysosomale

permeabiliteit.

•

Fotosensitiviteit: vb. voor porfyrine, een pigment: deze laat energie vrij na

blootstelling aan licht van een bepaalde golflengte: beschadigt de membranen van de lysosomen De gevolgen zijn verschillende gradaties van celbeschadiging tot necrose.

Opmerking: bij celbeschadiging treedt autolyse vaak slechts op ná necrose.

Als een enzym ontbreekt in een lysosoom (‘inborn error’) blijft de stof achter in het lysosoom dat hierdoor abnormaal opzwelt.

1.3.2.3

Metaplasie

1.3.2.3.1 Definitie Dit is de transformatie van één type gedifferentieerd weefsel in een ander type.

1.3.2.3.2 Voorbeelden •

epitheel van de bronchi: van gecilieerd pseudogelaagd cilindrisch epitheel naar

gelaagd plaveiselepitheel. Hier is de oorzaak een chronische irritatie of beschadiging, vaak door het roken van sigaretten. Dit veroorzaakt veranderingen in het epitheel zodat een type epitheel wordt gevormd dat resistenter is ten opzichte van de oorzaak

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 20

der irritatie. Hetzelfde kan optreden bij het epitheel van de neus, de speekselklieren, de galblaas, het nierbekken, en de urineblaas.

•

kraakbeenmetaplasie na een beenbreuk

•

beenvorming na afzetting van calcium in de arteriële wanden

Dit gebeurt waarschijnlijk door een verandering in genrepressie en genactivatie.

Metaplasie kan ook gepaard gaan met neoplasie (ontstaan van kanker).

Figuur 7: metaplasie van de luchtwegen: links normaal pseudogelaagd cilindrisch epitheel, rechts meerlagig plaveiselepitheel A schematisch en B histologisch (bron: http://slideplayer.com/slide/4949121/)

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 21

Vragen deel I: cytologie 1.

Geef uitleg over de eiwitstructuren die steun geven aan het cytoplasma van een

cel 2.

Geef uitleg over de eiwitstructuren die voor beweging zorgen binnen een cel of

van een cel 3.

Geef uitleg over eiwitstructuren die voor insnoering van een cel en celdeling

van belang zijn 4.

Vergelijk het cytoplasma van een necrotische cel met een normale cel

(EWstructuur, celvloeistof) 5.

Hoe kan men cel/weefselbeschadiging in weefselculturen vaststellen?

6.

Hoe kan men cel/weefselbeschadiging in weefselcoupes vaststellen? (met

electronenmicroscoop, met lichtmicroscoop, macroscopisch?)

7.

Toon aan hoe men histologisch de reactie op weefselbeschadiging kan

vaststellen.

8.

Hoe kan men de osmotische schade aan celmembranen volgen?

9.

Leg uit: metaplasie + geef een voorbeeld.

10. vragen afkomstig uit boek histologie van de mens Een celmembraan: a) Is structureel gebaseerd op een fosfolipidendubbelllaag b) Bevat alleen eiwitten die dienen als enzymen c) Omringt de celkern in een enkele membraan d) omringt individuele ribosomen in de cel e) wordt aangevuld met vesikels uit het Golgi-apparaat mitochondria: a) repliceren onafhankelijk van de cel b) zijn de voornaamste plaats van oxidatieve fosforylatie c) hebben een zeer permeabele buitenmembraan

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius

syllabus histologie 1 BMLT

lector P. Dooms

pagina 22

d) variëren qua morfologie tussen verschillende celtypes e) bevatten hun eigen genetisch materiaal lysosomen: a) hebben een membraan H+-ATP-ase dat een zure omgeving in stand houdt b) de enzymen die voorkomen in de lysosomen zijn dezelfde als diegenen die voorkomen in de peroxysomen c) vesikels uit het Golgi brengen zure hydrolasen naar de lysosomen d) door fusie van een endosoom met een vesikel dat zure hydrolasen bevat ontstaat een endolysosoom e) lysosomale-opslagziekten worden veroorzaakt door gebrek aan specifieke lysosomale enzymen wat leidt tot accumulatie van een metabool product in delende cellen: f) valt de kernmembraan tijdens de segregatie van chromosomen uiteen g) is de nucleolus betrokken bij ribosomale biogenese en is prominent aanwezig in delende cellen h) vinden profase en metafase beide plaats tijdens de S-fase van de celcyclus i) zijn de uiteindelijke dochtercellen die tijdens de meiose gevormd worden haploïd j) kan controle van de totale populatie gereguleerd worden door apoptose

Hogeschool Gent

Departement Gezondheidszorg

Campus Vesalius