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Allgemeine Histologie

Abstract

Die Hauptgewebemasse des Körpers wird von Zellen gebildet, die sich vier verschiedenen Grundgewebearten zuordnen lassen: Binde-, Muskel-, Nerven- und Epithelgewebe. Die drei erstgenannten Formen werden im Zusammenhang mit ihren Funktionen in gesonderten Lerneinheiten behandelt. Als besonderer Bestandteil annähernd jedes Körperorgans soll im Folgenden das Epithelgewebe mit seinen Unterformen und Funktionen erklärt werden.

Alle inneren und äußeren Körperoberflächen (mit Ausnahme der Gelenkhöhlen) werden von Epithelgewebe gebildet: die Haut (Epidermis) und sämtliche Schleimhäute. Nach der vorherrschenden Funktion unterscheidet man die schützenden Oberflächenepithelien von den sezernierenden Drüsenepithelien (sog. exokrine Drüsen). Die Oberflächenepithelien werden anhand mehrerer Kriterien (Schichtung, Zellform, Oberflächenmerkmale) benannt und eingeteilt (z.B. „mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel“). In gleicher Weise gibt es auch Kriterien zur Klassifikation der Drüsenepithelien, wie etwa die Form der sekretbildenden Zellverbände (sog. Drüsen-Endstücke) oder der Art des Sekrets (dünnflüssig-serös oder schleimhaltig-mucinös).

Allen Epithelien ist jedoch die enge Beziehung zur sog. Basalmembran gemein: Dabei handelt es sich um eine bandförmige Schicht aus Fasern und großen Proteinen, die fest mit dem Zytoskelett der Zellen verbunden ist. Somit „sitzen“ sämtliche Epithelien des Körpers wie auch viele andere Zelltypen (z.B. Glia- und Fettgewebszellen) einer solchen Basalmembran auf, die der Verankerung mit dem umgebenden Bindegewebe dient und gleichzeitig eine Diffusionsbarriere schafft.

In der Histologie werden für die Anpassungsreaktionen der Gewebe auf äußere Einflüsse verschiedene Grundbegriffe genutzt. So können Gewebe durch gestiegene oder verminderte Beanspruchung wachsen (Hypertrophie) bzw. schrumpfen (Atrophie). Beim Absterben von Körperzellen unterscheidet man zwei Formen: den programmierten Zelltod (Apoptose) und den durch Zellschädigung hervorgerufenen Zelluntergang (Nekrose).

Übersicht der vier Grundgewebearten

Man unterscheidet im Körper vier Grundgewebearten: Epithelgewebe, Binde-/Stützgewebe sowie Nerven- und Muskelgewebe. Das Epithelgewebe wird in diesem Kapitel behandelt. Der Aufbau der drei übrigen Gewebearten wird in jeweils eigenen Kapiteln erläutert.

  1. Binde-/Stützgewebe: Das Binde- und Stützgewebe kann weiter in vier Unterformen eingeteilt werden
  2. Nervengewebe
  3. Muskelgewebe: Das Muskelgewebe wird anhand von Aufbau und Vorkommen in zwei Typen unterteilt
  4. Epithelgewebe

Epithelgewebe

Oberflächenepithelien

  • Definition: Die Oberflächenepithelien sind die Zellen, die die äußeren und inneren Körperoberflächen (Haut und Hohlorgane von Verdauungs-, Respirations- und Urogenitaltrakt) auskleiden
  • Funktionen
    • Schutz vor mechanischen/chemischen Einflüssen & schädlicher Strahlung
    • Stoffaustausch
  • Klassifikation: Die Oberflächenepithelien werden nach Schichtung und Reihigkeit, Zellform und Oberflächendifferenzierungen klassifiziert

Kriterien zur Klassifikation

Schichtung und Reihigkeit

Entgegen den anderen Kriterien (Zellform und Oberflächendifferenzierungen) kann ein Epithel entweder eine Schichtung oder eine Reihigkeit (aber nie beides gleichzeitig) besitzen.

Schichtung

Reihigkeit

Zellform

Oberflächendifferenzierungen

Man unterscheidet zwei verschiedene Arten von Oberflächendifferenzierungen an Epithelzellen: Zum einen die Hornschicht (Verhornung) und zum anderen die Zellfortsätze (Mikrovilli, Stereocilien, Kinocilien).

Verhornung (= Hornschicht)

Verhornendes Epithel kommt im Körper nur an der Haut (Stratum corneum) vor. Bei der Epidermis handelt es sich nämlich um ein mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel (siehe → Der Prozess der Verhornung).

Zellfortsätze

Mikrovilli (= Bürstensaum) Stereocilien (= Stereovilli) Kinocilien (= Flimmerhärchen)
Definition
  • Fingerförmige, nicht aktiv bewegliche Fortsätze der apikalen Membran von Epithelzellen
  • Wimpernförmige, aktiv bewegliche Fortsätze der apikalen Membran von Epithelzellen
Größe
  • 1–2 μm Länge und 0,1 μm Durchmesser
  • 10 μm Länge und 0,2 μm Durchmesser
  • 5 μm Länge und 0,25 μm Durchmesser
Aufbau
  • Innengerüst aus Aktinfilamenten
    • Quervernetzung durch Fimbrin
  • Innengerüst aus Aktinfilamenten
Vorkommen
Aktive und passive Beweglichkeit
  • Keine Eigenbewegung möglich
  • Unflexibel (steif)
  • Keine eigene (= aktive) Bewegung möglich!
  • Flexibel (= passiv beweglich) in den Samenwegen
  • Unflexibel (steif) im Innenohr
Funktion
  • Vergrößerung der Resorptionsfläche von Epithelien
Sonderformen -

Mikrovilli und Stereovilli (= Stereocilien) sind aus Aktinfilamenten, Kinocilien dagegen aus Mikrotubuli aufgebaut!

Besondere Oberflächenepithelien

Einige Oberflächenepithelien des Körpers vereinen mehrere der oben genannten Kriterien in charakteristischer Weise oder kommen besonders häufig in verschiedenen Organen vor.

Mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel

Mehrschichtiges verhornendes Plattenepithel kommt im Körper nur in Form der Epidermis vor. Der Aufbau und die Funktion werden daher bei der Haut (siehe: Haut und Hautanhangsgebilde) besprochen.

Mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel

  • Definition: Epithel aus mehreren Zellschichten, deren oberflächliche Zellen abgeflacht („platt“) sind und keine Verhornung zeigen
  • Aufbau: Man unterscheidet drei Zelllagen
    • Stratum basale: Eine Schicht iso- bis hochprismatischer Zellen, welche der Basalmembran aufsitzen
    • Stratum intermedium: Mehrere Schichten polygonaler Zellen
    • Stratum superficiale: Mehrere Schichten platter Zellen
  • Eigenschaften: Besonders widerstandsfähig gegenüber mechanische Belastung (z.B. durch Nahrungspassage)
  • Vorkommen

Urothel (= Übergangsepithel)

Respiratorisches Epithel (= respiratorisches Flimmerepithel)

Drüsenepithelien

In diesem Abschnitt werden die Grundlagen der exokrinen Drüsen besprochen. Die Grundlagen der hormonproduzierenden, sog. endokrinen Drüsen werden unter „Allgemeine Hormoneigenschaften“ erklärt.

  • Definition: Drüsen sind einzelne Epithelzellen (z.B. Becherzellen) oder ganze Epithelzellverbände (z.B. Parotis), die eine Substanz mit besonderer Funktion (Sekret) herstellen und in den Extrazellulärraum freisetzen
  • Funktion: Je nach Drüsenart erfolgt die Sekretion von:
  • Klassifikation: Drüsenepithelien können anhand ihrer Lage, Form sowie ihres Sekretionsmechanismus und ihrer Sekretbeschaffenheit klassifiziert werden.

Kriterien zur Klassifikation

Lage der Drüsenzellen

Hinsichtlich der Lage der Drüsenzellen in Bezug zum Oberflächenepithel unterscheidet man intraepitheliale (im Oberflächenepithel liegende Drüsenzellen) von extraepithelialen (unterhalb des Oberflächenepithels liegende) Drüsen.

Intraepitheliale Drüsen

Extraepitheliale Drüsen

Typischer Aufbau extraepithelialer Drüsen

Da diese Drüsen während der Embryogenese aus dem Oberflächenepithel in das darunterliegende Bindegewebe wandern, haben sie einen aufwendigeren Aufbau, der sich aus Ausführungsgängen und Endstücken zusammensetzt. Nachfolgend werden die Bestandteile in der Reihenfolge genannt, die dem Weg des Sekrets entspricht (von der Bildung bis zur Mündung):

Schaltstücke kommen nur in den drei großen Speicheldrüsen und im exokrinen Pankreas vor! Streifenstücke sind dagegen nur in den drei großen Speicheldrüsen vorhanden!

Form der Drüsenendstücke

Sekretionsmechanismen exokriner Drüsen

Exokrine Drüsen sind intraepitheliale Drüsen oder extraepitheliale Drüsen, die ihr Sekret an innere (z.B. Darmlumen) oder äußere (z.B. Haut) Körperoberflächen abgeben.

Sekretbeschaffenheit

Je nach Art des freigesetzten Sekrets unterscheidet man seröse, mucöse und seromucöse Drüsen.

Myoepithelzellen

Basalmembran

Die Basalmembran ist eine besondere Verbindungs- und Hüllstruktur zwischen Epithel-, Glia- und Muskelzellen und dem angrenzenden Bindegewebe. Sie besteht aus den typischen Makromolekülen der Extrazellulärmatrix, die hier ein molekulares Netzwerk ausbilden.

Die Basallamina und die Lamina fibroreticularis bilden zusammen die Basalmembran! Die Basalmembran ist meist schon lichtmikroskopisch erkennbar, während die Basallamina nur elektronenmikroskopisch darstellbar ist!

Epidermolysis bullosa
Bei der Epidermolysis bullosa handelt es sich um eine seltene Erkrankung, bei der es durch Autoantikörper oder einen genetischen Defekt zu einer Blasenbildung der Haut kommt. Ursache sind entweder Antikörper gegen Kollagen Typ VII oder eine genetisch bedingte fehlerhafte Synthese von Adhäsions- und Strukturproteinen (u.a. Kollagen Typ VII). Da Kollagen Typ VII die Basallamina mit dem darunterliegenden Gewebe verankert, kommt es durch den Defekt zu einer Schädigung des mechanischen Zusammenhalts der Basalmembranzone der Haut und in Folge zu einer Blasenbildung.

Grundbegriffe der Histologie

Mikroskopie von Zellen und Geweben

Zelluläre Anpassungsreaktionen

Die folgende Tabelle definiert wichtige Begriffe, die Anpassungsreaktionen von Zellen auf verschiedene Einflüsse beschreiben

Definition Formen
Atrophie
  • Einfache Atrophie (Hypotrophie): Rückbildung eines Gewebes durch Verkleinerung des Zellinhaltes
  • Numerische Atrophie: Reduktion der Zellzahl
  • Involutionsatrophie: Organstrukturen werden vorübergehend vergrößert, um dann über atrophische Vorgänge wieder abgebaut zu werden
  • Altersatrophie: Physiologisches Altern der Zellen aller Organe
    • Es kommt u.a. zu Lipofuscin-Einlagerungen (Braunfärbung: Die sogenannte "braune Atrophie", insb. an Herz und Leber.)
  • Pathologische Atrophie
    • Generalisierte Atrophie: Katabolismus, Unterernährung, Tumorkachexie
    • Lokalisierte Atrophie: Inaktivität (bspw. bei fehlender Belastung der Skelettmuskulatur), Druckatrophie, hormonell bedingt (z.B. Osteoporose), Ischämie (Sauerstoff-/Substratunterversorgung), chronische Entzündung
    • Neurogene Atrophie: Muskelatrophie durch Degeneration der neuromuskulären Übertragung
Hypertrophie
  • Größenzunahme eines Gewebes durch Vergrößerung der einzelnen Zellen
Hyperplasie
  • Größenzunahme eines Gewebes durch Vermehrung der Zellzahl
Metaplasie
  • Wandel eines Gewebes durch veränderte Zelldifferenzierung
Dysplasie
  • Pathologische Architektur eines Gewebes mit zellulären Atypien

Proliferation

  • Unterscheidung von Gewebe anhand der proliferativen Potenz
Regeneration
  • Defektheilung/Reparation (Bei permanentem Gewebe und ausgeprägter Schädigung von stabilem Gewebe)
    • Bsp.: Narbenheilung

Zelltod

Eine irreversible Zellschädigung, ob nun hypoxischer, toxischer, physikalischer, immunologischer, genetischer oder mikrobieller Natur, führt entweder zur Apoptose oder zur Nekrose.

Apoptose

Nekrose

Wiederholungsfragen zum Kapitel Allgemeine Histologie

Epithelgewebe

Zellfortsätze können entweder unbeweglich, passiv beweglich oder aktiv eigenbeweglich sein. Was davon trifft jeweils auf Mikrovilli, Stereocilien und Kinocilien zu?

Beschreibe den Aufbau und die Funktionsweise von Kinocilien!

Welches gemeinsame Grundgerüst weisen Mikrovilli und Stereocilien auf?

Was sind Mikroplicae und wo findet man sie typischerweise?

Was ist die besondere Eigenschaft des Urothels (= Übergangsepithels)?

Was ist die Funktion von Becherzellen und wo kommen sie typischerweise vor?

Beschreibe den histologischen Aufbau und die Funktion der Hauptausführungsgänge exokriner Drüsen!

Nenne je ein Beispiel für eine azinöse und eine tubulöse Drüse und beschreibe ihr typisches Sekret!

Erkläre die Mechanismen apokriner und holokriner Sekretion!

In welchen Drüsen des Körpers unterstützen Myoepithelzellen die Sekretion?

Basalmembran

Beschreibe den Aufbau und die Funktion der Basalmembran!

Welcher Kollagentyp ist für die Verankerung der Basallamina mit dem darunter liegenden Bindegewebe verantwortlich? Was passiert bei einem Defekt dieses Kollagentyps?

Grundbegriffe der Histologie

Bei welcher mikroskopischen Methode verwendet man zur Darstellung von Strukturen Schwermetall-haltige Verbindungen wie Osmiumtetroxid?

Definiere Atrophie und nenne ein Beispiele für pathologische Ursachen!

Definiere Metaplasie!

Beschreibe grob den Ablauf einer Zellnekrose!

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.