Задания для самостоятельной работы и УИРС. I. Составьте реферативный доклад на одну из следующих тем:
I. Составьте реферативный доклад на одну из следующих тем:
1. Сурфактантный комплекс.
2. Альвеолярные макрофаги.
II. Возьмите кусочек легкого экспериментального животного, зафиксируйте, залейте в парафин, приготовьте срезы и окрасьте их на эластические элементы орсеином или резорцин фуксином.
III. Окрасьте парафиновые срезы легких толуидиновым синим на гликозаминогликаны.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
Гистология / Под ред. Афанасьева Ю. И., Юриной Н. А. М.: Медицина, 1989, с. 564—580.
Дополнительная
Хэм А., Кормак Д. Гистология. М.: Мир, 1983, с. 202—242. Bloom W., Fawsеll D. W. Textbook of histology.— Saunders company, Philadelphia, London, Toronto, p. 743—766, 1975.
Тема
КОЖА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
Наружный покров организма — кожа — состоит из двух главных частей: эпидермиса — многослойного плоского ороговевающего эпителия и дермы — соединительно-тканной основы кожи. В зависимости от степени развития эпидермиса различают толстую кожу ладоней и подошв и тонкую остальных частей тела. Производными кожи человека являются волосы, ногти, сальные, потовые и молочные железы. Последние функционально связаны с женской половой системой и рассматриваются в этом разделе. Главными функциями кожи являются защита от повреждающих воздействий окружающей среды и участие в поддержании постоянства внутренней среды, в частности защита от потери воды. Располагающиеся в коже болевые, механо-, хемо- и терморецепторы являются существенными компонентами защитной системы и опосредуют приток информации из окружающей среды. Кожа выполняет, кроме того, функции терморегуляции, обмена веществ, депо крови.
Эпидермис (epidermis) — многослойный плоский (чешуйчатый) ороговевающий эпителий. В эпидермисе различают пять слоев: базальный (stratum basale), шиповатый (stratum spinosum), зернистый (stratum granulosum), блестящий (startum lucidum) и роговой (stratum corneum). Разделение на слои представляет собой отражение процесса ороговения. Наиболее развиты все слои эпидермиса в толстой коже. Большая часть клеток эпидермиса — кератиноциты (эпидермоциты) связаны с процессом ороговения (рис. 53).
Рис. 53. Строение эпидермиса толстой кожи:
а — микроскопическое (рис. Е. Ф. Котовского с изменением); 6 — ультрамикроскопическое (рис. А. И. Радостиной, Л. С. Румянцевой); / — кератиноциты базального слоя; 2— меланоцит; 3— кератиноциты шиповатого слоя; 4— внутриэпидермальный макрофаг (клетка Лангерганса); 5 — кератиноцит зернистого слоя; 6 — блестящий слой; 7 — роговой слой
Эпидермис представляет собой систему с закономерным направлением дифференцировки, в процессе которой в цитоплазме кератиноцитов накапливаются специфические белки — кератины; органеллы цитоплазмы и структуры ядра разрушаются, и клетки превращаются в роговые чешуйки, слушивающиеся с поверхности эпидермиса. Убыль клеток постоянно пополняется за счет пролиферации клеток базального слоя.
Клетки базального слоя связаны друг с другом и с клетками следующего (шиповатого) слоя десмосомами, а с базальной мембраной — полудесмосомами. Размножаясь, часть клеток базального слоя смещается в следующий слой — шиповатый (слой шиповатых клеток). Свое название слой получил за то, что его клетки имеют выросты (шипы), которыми они соединяются друг с другом, формируя десмосомы. Цитоплазма клеток базального и особенно шиповатого слоев содержит многочисленные тонофибриллы, пучки заканчиваются в области десмосом. В клетках шиповатого слоя уже не происходит синтеза ДНК, а накопление тонофибрилл считается признаком начинающегося ороговения.
Процесс ороговения отчетливо проявляется в зернистом слое, в клетках которого присутствуют гранулы кератогиалина и ламеллярные тельца (кератосомы). Ламеллярные тельца, или пластинчатые гранулы, содержат гидролитические ферменты и липиды. Первые активируются в верхних слоях эпидермиса и, возможно, помогают слущиванию роговых чешуек. Липиды выделяются в межклеточные пространства, обеспечивая защиту от диффузии воды через кожу и обезвоживания организма. На уровне зернистого слоя начинается разрушение органелл и ядер. Полное разрушение ядер и деструкция большей части органелл наблюдается на уровне следующего — блестящего слоя.
Роговой слой состоит из многих слоев роговых чешуек. Роговая чешуйка представляет собой клетку, завершившую процесс ороговения. Она заполнена кератиновыми фибриллами, спаянными аморфным кератиновым матриксом. Между чешуйками располагаются сильно измененные десмосомы.
Кроме кератиноцитов в базальном слое эпидермиса встречаются меланоциты (melanocyti) (рис. 54) — клетки, вырабатывающие пигмент меланин. От других клеток они отличаются положительной реакцией на ДОФА-оксидазу. В их цитоплазме присутствуют тельца, накапливающие меланин, — меланосомы (melanosoma). Незрелые мелапосомы — премеланосомы (premelanosoma) — имеют пластинчатую структуру, которая становится менее заметной по мере накопления меланина. Меланоциты через свои отростки передают меланосомы кератиноцитам (цитокринная секреция).
Рис. 54. Схема ультрамикроскопического строения меланоцита (а) и внутриэпидермального макрофага (б):
/ — меланосомы; 2 — комплекс Гольджи; 3 — митохондрии; 4 — специфические гранулы (рис. А. И. Радостиной)
В слое шиповатых клеток эпидермиса (и в базальном) находятся также клетки Лангерганса (их называют также внутриэпидермальными макрофагами — macrophagocytus intraepidermalis). От кератиноцитов они отличаются отсутствием тонофибрилл и десмосом, от меланоцитов — отсутствием меланосом. Характерны для этих клеток гранулы в цитоплазме в виде теннисных ракеток (см. рис. 53 и 54).
Дерма(dermis) — соединительно-тканная основа кожи, состоит из двух слоев: сосочкового (stratum papillare), представляющего собой рыхлую неоформленную коллагеновую соединительную ткань, и сетчатого (stratum reticulare), состоящего из плотной неоформленной коллагеновой (волокнистой) соединительной ткани. Сетчатый слой переходит в подкожную основу, или подкожную жировую клетчатку (tela subcutanea).
ПРОИЗВОДНЫЕ КОЖИ
Волосы(pili). Различают длинные волосы (головы, бороды, усов), щетинковые (бровей, ресниц) и пушковые (на всей остальной части тела). Волосы состоят из кутикулы (cuticula pili), коркового (cortex) и мозгового (medulla) вещества. В пушковых волосах мозговое вещество отсутствует. Кутикула представляет собой один слой плоских клеток, накладывающихся друг на друга как черепица со свободными концами, обращенными вверх. Корковое вещество состоит из вытянутых в длину клеток, цитоплазма которых содержит твердый кератин, пигмент и пузырьки газа. Мозговое вещество построено из кубических или полигональных клеток, содержащих мягкий кератин, пигмент, пузырьки газа. Волос растет от волосяной луковицы (bulbus pili), где происходит пролиферация эпителиальных клеток, которые затем смещаются вверх и подвергаются ороговению. Питание волосяной луковицы осуществляется за счет соединительно-тканного сосочка волоса (papilla pili). Корень волоса окружен внутренним и наружным эпителиальными корневыми влагалищами и дермальным влагалищем.
Внутреннее эпителиальное корневое влагалище (vagina epithelialis radicularis interna) состоит из следующих компонентов: 1) кутикулы, имеющей вид черепицы со свободными концами клеток, обращенными вниз, 2) внутреннего эпителиального слоя — гранулосодержащего (stratum epitheliale internum, granuliferum) и 3) наружного эпителиального слоя — бледного (stratum epitheliale externum pallidum).
Наружное эпителиальное корневое влагалище (vagina epithelialis radicularis) напоминает базальный и шиповатый слои эпидермиса. Корневое дермальное влагалище (vagina dermalis radicularis) состоит из ряда структур: 1) базальной мембраны, 2) внутреннего циркулярного слоя волокон (stratum circulare internum) и 3) наружного — продольного слоя (stratum bngitudinale externum).
Потовые железы (glandulae sudorifera) делятся на апокриновые (в подмышечных областях и вокруг ануса) и мерокриновые (в остальных областях тела). Это простые трубчатые неразветвленные железы длиной 30- 90 мм. В концевом отделе различают светлые экзокрнноциты (exocrinocytus lucidus) и темные экзокриноциты (exocrinocytus densus) (рис. 55). Темные экзокриноциты характеризуются обилием рибосом и секреторных гранул в цитоплазме и секретируют белково-полисахаридный секрет. Светлые экзокриноциты не содержат секреторных гранул. В их цитоплазме мало рибосом и много гликогена, на базальной поверхности — глубокие складки плазмолеммы. Светлые клетки выделяют воду и соли. Выводной проток в дерме выстлан двуслойным эпителием. В эпидермисе он представляет собой што-порообразную щель между кератиноцитами.
Рис. 55. Схема ультрамикроскопического строения потовой железы:
/ — темные экзокриноциты; 2 — светлые экзокриноциты; 3 — миоэпителиоциты (рис. А. И. Радостиной, О. В. Поповой)
Сальная железа (glandula sebacea) — простая разветвленная альвеолярная железа голокринового типа. Ее выводной проток открывается в волосяной фолликул. В базальном слое концевого отдела происходит размножение клеток. Клетки смещаются внутрь концевого отдела и накапливают в своей цитоплазме жир. Вблизи выводного протока происходит разрушение клеток и формирование секрета железы — кожного сала (рис. 56).
Рис. 56. Схема микроскопического (а) и ультрамикроскопического (б) строения сальной железы:
/ — выводной проток; // — концевой отдел: 1 — клетки базального слоя; 2 — клетки, накапливающие жир; 3 — разрушающиеся клетки (рис. А. И. Радостиной)
Цель занятия— изучение микроскопического и ультрамикроскопического строения кожи и ее производных и их роль в функциях защиты от вредных влияний окружающей среды и в поддержании гомеостаза.
Задачи:
1. Изучить микро- и ультраструктуру эпидермиса, а также морфологические различия эпидермиса «толстой» и «тонкой» кожи.
2. Изучить строение сетчатого и сосочкового слоев дермы и влияние сосочкового слоя на рельеф поверхности кожи.
3. Изучить строение производных кожи: волос, ногтей, сальных и потовых желез.
Необходимый исходный уровень знаний:
1. Эмбриональные источники развития кожи и ее производных.
2. Морфологические и биохимические изменения, происходящие в кератиноцитах в процессе их дифференцировки.
3. Особенности микро- и ультраструктуры меланоцитов и клеток Лангергапса.
4. Строение волоса. Циклическая активность волосяного
фолликула. Смена волос.
5. Потовые и сальные железы. Их морфология и гистофи-
зиология.
Объекты изучения
Микропрепараты для изучения и зарисовки
1. Кожа пальца. Окраска гематоксилин-эозином. На малом увеличении найти: эпидермис, сосочковый и сетчатый слои дермы, подкожную жировую клетчатку и потовые железы, концевые отделы которых сильно закручены, и на срезе каждый отдел выглядит как гроздь поперечных срезов. Выводной проток железы в дерме выстлан двуслойным эпителием, клетки которого более базофильны, чем клетки концевого отдела. В эпидермисе выводной проток выглядит как спиральная щель между эпидермоцитами. На большом увеличении изучить строение слоев эпидермиса и детально ознакомиться со строением сосочкового и сетчатого слоев дермы. Базальный слой эпидермиса представляет собой один слой низких призматических клеток, лежащих на базальной мембране. Цитоплазма клеток слабобазофильна. Ядра светлые. За базальным слоем располагаются 7—8 слоев полигональных клеток шиповатого слоя. Их цитоплазма также слегка базофильна. Зернистый слой состоит из 3—4 слоев плоских клеток, резко выделяющихся благодаря присутствию в их цитоплазме темно-фиолетовых зерен керато-гиалина. Блестящий слой выглядит на препарате розовым и гомогенным, хотя известно, что слой состоит из 2—3 слоев клеток, утрачивающих ядро и органеллы. Следующий, роговой слой, состоит из сотен слоев роговых чешуек.Зарисовать и обозначить: I) эпидермис (epidermis) и в нем: 1) базальный слой (stratum basale), 2) шиповатый слой (stratum spinosum), 3) зернистый слой (stratum granulosum), 4) блестящий слой (stratum lucidum), 5) роговой слой (stratum corneum), 6) выводной проток железы в эпидермисе (ductus glandulae sudoriferae).
II) дерму (dermis) и в ней: 7) сосочковый слой (stratum papillare) и 8) сетчатый слой (stratum reticulars), 9) концевой отдел потовой железы (portio terminalis glandulae sudoriferae), 10) выводной проток потовой железы в дерме, III) подкожную основу (tela subcutanea).
2. Кожа с волосом. Окраска гематоксилин-эозином. Кожа волосистой части головы является «тонкой кожей». Роговой слой эпидермиса в ней тоньше, чем в коже пальца, сплошной блестящий слой часто отсутствует, зернистый слой состоит из одного-двух слоев. Сосочки дермы менее выражены, чем в коже пальца. В остальном строение кожи с волосом не отличается от строения кожи пальца. Отличительной особенностью препарата является присутствие волос с волосяными фолликулами и сальных желез. В волосе различают стержень, располагающийся выше уровня поверхности кожи, и корень, лежащий ниже уровня ее поверхности. И в том, и в другом можно различить центральное более прозрачное мозговое вещество, периферическое более плотное — корковое и один слой плоских клеток на поверхности — кутикулу.
Корень волоса окружен двумя эпителиальными влагалищами (наружным и внутренним) и соединительно-тканным дермальным влагалищем. В глубокой части корень волоса переходит в луковицу волоса — камбиальный отдел, от которого растут волос и внутреннее корневое влагалище. Клетки внутреннего корневого влагалища смещаются вверх до уровня впадения сальной железы, где они слущиваются. Поэтому выше уровня впадения сальной железы внутреннее корневое влагалище отсутствует. Наружное корневое влагалище состоит из слегка базофильиых эпителиальных клеток, напоминающих клетки базального и шиповатого слоев эпидермиса, и переходит в эти слои. Корневое дермальное влагалище состоит преимущественно из коллагеновых волокон, окрашенных на препарате в розовый цвет. Выводной проток сальной железы открывается в волосяной фолликул. В концевом отделе различают слой мелких базофильиых клеток на периферии — базальный слой. Далее следуют несколько слоев клеток, накапливающих жир, в цитоплазме которых на большом увеличении при слегка опущенном конденсоре видны многочисленные мелкие вакуоли на месте капель жира, экстрагированных спиртом при приготовлении препарата. Ближе к выводному протоку железы располагаются клетки с пикнотичными ядрами и утратившие ядра — разрушающиеся клетки. Под сальной железой обычно располагается мышца, поднимающая волос. Одним концом она прикрепляется к корневому дермальному влагалищу, другим — к сетчатому слою дермы. В препарате хорошо видны потовые железы, концевые отделы которых заходят в подкожную клетчатку.
Зарисовать и обозначить: 1) эпидермис, 2) сосочковый слой дермы, 3) сетчатый слой дермы, 4) корень волоса (radix pili) и в нем: а) мозговое вещество (medulla), б) корковое вещество (cortex), в) кутикулу (cuticula), 5) внутреннее эпителиальное корневое влагалище (vagina epithelialis radicularis interna), 6) наружное эпителиальное влагалище (vagina epithelialis radicularis externa), 7) корневое дермальное влагалище (vagina radicularis dermalis), 8) луковицу волоса (bulbus pili), 9) сосочек волоса (papilla pili), 10) сальную железу (glandula sebacea) и в ней: г) выводной проток (ductus), д) базальный слой клеток (stratum basale), е) себоциты (sebocyti), накапливающие жиры, ж) разрушающиеся себоциты концевого отдела, 11) мышцу, поднимающую волос (musculus arrector pili), 12) потовую железу (glandula sudorifera).
Демонстрационные препараты
1. Кожа. Окраска азур 2-эозином. Увеличение малое. Обратить внимание на клетки дермы, в частности крупные фиолетового цвета тучные клетки.
2. Сукцинатдегидрогенеза в клетках эпидермиса и дермы. Реакция по Нахласу. Увеличение большое. Обратить внимание на присутствие синего продукта реакции в базальном и шиповатом слоях эпидермиса и клетках дермы.
3. Лактатдегидрогеназа в эпидермисе и дерме. Окраска по Нахласу. Обратить внимание на синие гранулы диформазана в клетках базального и шиповатого слоев эпидермиса и в цитоплазме фибробластов дермы.
4. Коллагеновые волокна дермы. Окраска по Маллори. Увеличение большое. Коллагеновые волокна окрашены в синий цвет.
5. Коллагеновые волокна дермы. Окраска пикрофуксином по Ван Гизону. Увеличение большое. Видны красные коллагеновые волокна дермы.
6. Эластические волокна дермы. Окраска резорцин-фуксином. Увеличение большое. Видны красновато-фиолетовые эластические волокна.
7. Аргирофильные волокна в дерме новорожденной крысы. Импрегнация серебром по Гордону и Свиту. Увеличение большое. Обратить внимание на присутствие в дерме густой сети тонких черных волокон — преколлагеновых.
8. Ноготь. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение малое.
9. Кожа при загаре. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение большое. Обратить внимание на наличие коричневого пигмента в клетках базального слоя.
Электронные микрофотографии
1. Эпидермоциты (кератиноциты) на разных стадиях дифференцировки. Зарисовать и обозначить: 1) шиповатый эпителиоцит, 2) клетку зернистого слоя, 3) гранулы кератогиалина в цитоплазме клеток зернистого слоя, 4) роговые чешуйки.
2. Меланоцит. Обратить внимание на присутствие в цитоплазме меланосом и их строение.
3. Клетки Лангерганса. Обратить внимание на присутствие в цитоплазме гранул в виде «теннисной ракетки».
4. Секреторный отдел потовой железы. Зарисовать и обозначить: 1) светлый экзокриноцит, 2) темный эндокриноцит, 3) миоэпителиоцит.
Контрольные вопросы:
1. Из каких источников развиваются эпидермоциты (кератиноциты), меланоциты и клетки Лангерганса? Каковы особенности их микро- и ультраструктуры и функции?
2. Каков эмбриональный источник развития дермы? Какие особенности строения позволяют отличить друг от друга сосочковый и сетчатый слои дермы?
3. Каковы особенности строения и функции мерокриновых и апокриновых потовых желез?
4. Расскажите о микро- и ультраструктуре сальных желез. Каковы морфологические проявления голокриновой секреции этих желез?
5. Расскажите о строении волос и ногтей.
Ситуационные задачи:
1. Предложены три электронные микрофотографии. На одной из них изображена клетка, связанная с соседними клетками десмосомами, содержащая в цитоплазме пучки тонофиламент, с сохраненными органеллами цитоплазмы и дисперсным хроматином ядра. Две другие клетки не связаны с соседними клетками десмосомами. В цитоплазме одной из них помимо органелл общего значения присутствуют меланосомы, в цитоплазме другой — гранулы в виде «теннисной ракетки». Какие это клетки?
2. Эпидермоциты потеряли способность формировать пластинчатые гранулы. Сохранится ли способность эпидермиса защищать организм от потери жидкости? Если она нарушится, то почему?
3. На разгибательных поверхностях тела (плечи, спина) сетчатый слой дермы развит значительно сильнее, чем на сгибательных (живот). С какой функцией кожи это связано?
4. У представителей всех рас число меланоцитов в коже примерно одинаковое. Чем можно объяснить различную степень пигментации различных рас и почему присутствие в цитоплазме меланосом не является доказательством того, что данная клетка представляет собой меланоцит?
5. В результате болезни снизилась функция сальных желез. Какие изменения произойдут в состоянии эпидермиса и волос?