Что такое покровный эпителий
Эпителиальные ткани
Анатомия
Гистология
Отлично зная анатомию и гистологию, вы легко сможете отличить патологическое состояние органа от здорового, будете понимать механизмы развития многих болезней. Приглашаю вас совершить увлекательное путешествие по человеческому организму, в путь! 🙂
Группы тканей
Все ткани делятся на четыре морфофункциональные группы:
Эти группы (кроме нервной ткани) подразделяют на те или иные виды тканей.
Эпителиальные ткани (эпителии)
Классификация
Мерцательный (реснитчатый) эпителий выстилает воздухоносные пути. На поверхности клеток данного эпителия расположены реснички, движения которых создают ток жидкости, направленный наружу, в сторону ноздрей.
Известен факт, что с течением длительного времени у курильщиков эти реснички отмирают, образуются участки «лысой слизистой», что затрудняет отток пылевых частиц, слизи из легких. В результате развиваются воспалительные заболевания бронхов, возникает кашель курильщика, практически неизлечимый, так как реснички не восстанавливаются.
Функции эпителиев
Эпителии отделяют внутреннюю среду от внешней, создают барьер, защищают организм от проникновения в него инфекционных агентов: бактерий, вирусов, простейших.
Через эпителий тонкой кишки всасываются необходимые организму питательные вещества. В то же время через эпителий из организма удаляются продукты обмена веществ.
Эта функция принадлежит железистому эпителию, который располагается в железах внутренней и внешней секреции. Железы могут секретировать гормоны, ферменты.
Происхождение эпителия
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Что такое покровный эпителий
Тема 2. ЭПИТЕЛИАЛЬНЫЕ ТКАНИ
1. Классификация, свойства и функции эпителиальных тканей
Эпителиальные ткани – это совокупность тесно расположенных клеток в виде пласта на базальной мембране, на границе с внешней или внутренней средой, а также образующих большинство желез организма.
Эпителии образованы клетками и базальной мембраной, межклеточного вещества почти нет.
Характерные особенности эпителиев:
1) погранично расположение;
2) полярность клеток;
3) клетки разной формы образуют ряды, пласты или слои;
4) межклеточного вещества почти нет;
5) отсутствуют кровеносные, лимфатические сосуды и нервы;
6) клетки эпителия лежат на базальной мембране, через которую диффузно происходит питание и газообмен через сосуды соединительной ткани;
7) клетки могут образовывать микроворсинки и реснички;
8) высокая способность к регенерации.
Базальная мембрана (толщина около 1 мкм) содержит тон кие коллагеновые фибрилл (из белка коллагена четвертого типа).
Функции базальной мембраны:
1) барьерная (отделяет эпителий от соединительной ткани);
2) трофическая или питательная (диффузия питательных веществ и продуктов метаболизма к клеткам эпителия из подлежащей соединительной ткани и обратно);
3) организующая (прикрепление эпителиоцитов с помощью полудесмосом).
Существует несколько классификаций эпителиев, в основу которых положены различные признаки: строение, происхождение, функция.
По строению различают следующие виды эпителия (рис. 3) :
1) покровный эпителий;
2) железистый эпителий.
Клетки покровного эпителия – эпителиоциты, клетки железистого эпителия – гландулоциты.
Покровный эпителий располагается на поверхности тела (эпидермис кожи и его производные – когти, ногти, рога, копыта, волосы, перья), а также выстилает слизистые оболочки внутренних органов (желудка, кишечника, матки, мочевого пузыря и др.) и вторичных полостей тела. Железистый эпителий образует железы внешней (пищеварительные, потовые, млечные, сальные, слюнные, слезные), внутренней (гипофиз, эпифиз, щитовидная, тимус, надпочечники) и мешанной (поджелудочная, половые) секреции.
Развитие эпителиев из тканевых зачатков легло в основу генетической классификации, созданной российским гистологом Н.Г.Хлопиным.
Генетическая классификация эпителиев (по Н. Г. Хлопину):
1) эпидермальный тип (развивается из эктодермы);
2) энтородермальный тип (развивается из энтодермы);
3) целонефродермальный тип (развивается из мезодермы);
4) эпендимоглиальный тип (развивается из нейроэктодермы);
5) ангиодермальный тип (или эндотелий сосудов, развивающийся из мезенхимы).
Физиологическая или топографическая классификация эпителия:
1) кожный тип (эпидермис кожи);
6) сосудистый (эндотелий сосудов);
7) эпителий серозных полостей (брюшины, плевры, перикарда).
Функции эпителиальной ткани:
1) Защитная, барьерная : например, покровный эпителий выполняет важную защитную функцию, предохраняя подлежащие ткани организма от различных внешних воздействий окружающей среды – химических, механических, инфекционных и др. Обеспечивает подвижность внутренних органов серозных полостях. Кожный эпителий является мощным барьером для микроорганизмов и многих ядов.
2) Обменная: участвуют в обмене веществ, осуществляя в организме поглощение одних веществ и выделения продуктов обмена (экскреция).
А) Переваривание и всасывание: с помощью ферментов пищеварительных желез идет расщепление белков, жиров, углеводов пищи до мономеров, а через кишечный эпителий идет всасывание в кровь и лимфу в процессе пищеварения питательных веществ (аминокислот, глюкозы, жирных кислот), витаминов, воды и солей. Они нужны для работы клеток, обеспечения энергией и строительным материалом для организма. Почечный эпителий также участвует в процессах обратного всасывания или реабсорбции (эндоцитоз, пиноцитоз).
Б) Выделительная: через почечный эпителий канальцев нефрона и через кожные потовые железы выделяется продукты обмена, соли, вода.
3) Дыхательная : эпителий легочных альвеол участвует в газообмене между кровью и атмосферным воздухом, транспорте кислорода и углекислого газа.
5) Регуляторная : ферменты и гормоны железистого эпителия регулируют работу всех систем организма, процессы пищеварения, рост, развитие. Например, секрет поджелудочной железы участвует в переваривании белков, жиров и углеводов в тонкой кишке, секреты эндокринных желез – гормоны – регулируют обмен веществ и процессы жизнедеятельности.
2. Покровный эпителий
Согласно морфологическая классификации по отношению клеток к базальной мембране и их форме среди покровных эпителиев, расположенных на поверхности тела (кожи), а также на слизистых и серозных оболочках внутренних органов (ротовая полость, пищевод, желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, матка, мочеотводящие пути и др.) различают две основные группы эпителиев: однослойные и многослойные (рис. 3).
В однослойных эпителиях все клетки связаны с базальной мембраной, а в многослойных с ней непосредственно связан лишь один нижний слой клеток, а остальные вышележащие слои такой связи не имеют.
В соответствии с формой клеток, составляющих однослойный эпителий, последние подразделяются на плоские (сквамозные), кубические и призматические (столбчатые). В определении многослойных эпителиев учитывается лишь форма наружных слоев клеток. Например, эпителий роговицы – многослойный плоский, хотя нижние слои его состоят из клеток призматической и крылатой формы.
Рис. 3. Виды эпителиев. Морфологическая классификация покровного эпителия: А – однослойный плоский, Б – однослойный кубический, В – однослойный цилиндрический, Г – однослойный многорядный, Д – многослойный неороговевающий, Е – многослойный ороговевающий, Ж – многослойный переходный.
2.1. Однослойный эпителий может быть однорядным и многорядным. У однорядного эпителия все клетки имеют одинаковую форму – плоскую, кубическую или призматическую, их ядра лежат на одном уровне, т.е. в один ряд. У однослойного многорядного эпителия клетки различной формы и высоты, а ядра которых лежат на разных уровнях, т.е. в несколько рядов.
Однослойный плоский эпителий представлен в организме мезотелием и, по некоторым данным, эндотелием (рис. 4, А).
Мезотелий покрывает серозные оболочки (листки плевры, висцеральную и париетальную брюшину, околосердечную сумку и др.). Клетки мезотелия – мезотелиоциты плоские, имеют полигональную форму и неровные края. В той части, где в них располагается ядро, клетки более «толстые». Некоторые из них содержат не одно, а два или даже три ядра. На свободной поверхности клетки имеются микроворсинки. Через мезотелий происходят выделение и всасывание серозной жидкости. Благодаря его гладкой поверхности легко осуществляется скольжение внутренних органов. Мезотелий препятствует образованию соединительнотканных спаек между органами брюшной и грудной полостей, развитие которых возможно при нарушении его целостности.
Эндотелий выстилает кровеносные и лимфатические сосуды, а также камеры сердца. Он представляет собой пласт плоских клеток – эндотелиоцитов, лежащих в один слой на базальной мембране. Эндотелиоциты отличаются относительной бедностью органелл и присутствием в цитоплазме пиноцитозных везикул.
Однослойный кубический эпителий выстилает часть почечных канальцев ( проксимальные и дистальные). Клетки проксимальных канальцев имеют щеточную каемку из большого числа микроворсинок. Эпителий почечных канальцев нефрона выполняет функцию обратного всасывания (реабсорбция) ряда веществ из первичной мочи в кровь межканальцевых сосудов.
Однослойный призматический эпителий характерен для среднего отдела пищеварительной системы: выстилает изнутри желудок, тонкую и толстую кишки, желчный пузырь, ряд протоков печени и поджелудочной железы. Эпителиальные клетки связаны между собой с помощью десмосом, щелевых коммуникационных соединений, по типу замка, плотных замыкающих соединений. Благодаря им в межклеточные щели эпителия не может проникнуть содержимое полости желудка, кишки и других полых органов.
Однослойный многорядный эпителий встречается в воздухоносных путях – выстилают носовую полость, трахею, бронхи; он еще реснитчатый.
В нем различают разные клетки: реснитчатые, вставочные, базальные и слизистые (бокаловидные) (рис. 5), а также эндокринные клетки.
Реснитчатые (мерцательные) клетки высокие, призматической формы, с ресничками, они выталкивают частицы пыли и микробы в полость носа и затем во внешнюю среду. Бокаловидные клетки секретируют на поверхность эпителия слизь (муцины), которая защищает его от механических, инфекционных и других воздействий.
В эпителии также присутствует несколько видов эндокринных клеток, гормоны которых осуществляют местную регуляцию мышечной ткани воздухоносных путей.
Все эти виды клеток имеют разную форму и размеры, поэтому их ядра располагаются на разных уровнях эпителиального пласта.
2.2. Многослойный эпителий бывает ороговевающим, неороговевающим и переходным. Эпителий, в котором протекают процессы ороговения, связанные с дифференцировкой клеток верхних слоев в плоские роговые чешуйки, называют многослойным плоским ороговевающим. При отсутствии ороговения эпителий является многослойным плоским неороговевающим.
Многослойный плоский неороговевающий эпителий покрывает снаружи роговицу глаза, выстилает полости рта и пищевода. В нем различают три слоя:
2) шиповатый (промежуточный),
3) плоский (поверхностный).
Базальный слой со стволовыми клетками для регенерации. Шиповатый слой состоит из клеток неправильной многоугольной формы. В базальном и шиповатом слоях в эпителиоцитах хорошо развиты тонофибриллы (пучки тонофиламентов из белка кератина), а между эпителиоцитами – десмосомы и другие виды кон
Что такое покровный эпителий
Опухолевые клетки отличаются от нормальных нарушениями прочной сопряженности между процессами роста и дифференцировки [9]. Увеличение темпа воспроизводства озлокачествленных клеток обеспечивается не столько через укорочение митотического цикла, сколько за счет возрастания количества тех элементов, которые вместо достижения терминальной степени дифференцировки остаются во фракции роста [6, 11, 13]. В качестве еще одного механизма немалую роль играет «карикатурная» сигнальная связь, то есть нарушенная интеграция между малигнизированными клетками, проходящими через этапы дифференцировки, и микроокружением [2, 4]. Достигнут значительный прогресс в области изучения морфофункциональных особенностей слизистой оболочки желудка при предраке и раке, отчасти связанный с развитием высокочувствительных способов выявления в гистологических срезах отдельных тканевых и клеточных компонентов [1, 3]. Однако многие аспекты структурно-метаболической перестройки слизистой оболочки желудка при ее малигнизации остаются предметом дискуссий, и поиск изменений, предшествующих возникновению опухоли, по-прежнему актуален [5, 10].
Материал и методы исследования
Срезы окрашивали гематоксилином и эозином в комбинации с реакцией Перлса, по ван Гизону с окраской эластических волокон резорцин-фуксином Вейгерта, ставили ШИК-реакцию. Полутонкие срезы окрашивали реактивом Шиффа и азуром II. Исследования проводили в универсальном микроскопе Leica DM 4000B (Германия). Ультратонкие срезы, контрастированные уранилацетатом и цитратом свинца, исследовали в электронном микроскопе JEM 1010 при ускоряющем напряжении 80 кВт.
Результаты исследования и их обсуждение
Светооптическое исследование первичных опухолей пациентов 1-й группы выявило превалирование зрелых форм аденокарцином, характеризующихся формированием папиллярных и тубулярных железистых структур, умеренно выраженной тканевой и клеточной атипией, появлением патологических митозов, в разной степени выраженными фиброзными изменениями стромы. В низкодифференцированной аденокарциноме среди обширных скоплений опухолевых клеток или фиброзных полей с трудом обнаруживались мелкие железы, степень анаплазии опухолевых клеток возрастала. Перстневидно-клеточный рак отличался диффузным распределением клеток типичной перстневидной формы и, как правило, отсутствием десмопластической реакции стромы.
Особый интерес представляло изучение состояния слизистой оболочки желудка в отдаленных от опухоли участках. При кишечном типе рака светооптическое исследование фрагментов пилорического отдела желудка во всех наблюдениях выявило наличие распространенной неполной кишечной метаплазии. Обращала на себя внимание атрофия слизистой оболочки, иногда выраженная, с заметным истончением собственной пластинки, дистрофическими изменениями покровно-ямочного эпителия и уменьшением количества желез [7]. Диспластические изменения эпителия от слабой до тяжелой степени (увеличение ядерно-цитоплазматического соотношения, снижение секреции мукоида, псевдомногорядность, повышение митотической активности) обнаружены в большинстве исследованных фрагментов. Характерна многофокусность диспластических изменений, нарастающих по направлению к опухолевому очагу.
В фундальном отделе желудка очаговая кишечная метаплазия эпителиоцитов отмечена у 25% пациентов. Диспластические изменения энтеролизованного и интактного эпителия выявлены в половине наблюдений. Мононуклеарная инфильтрация отличалась слабой интенсивностью и поверхностной локализацией. В целом, патологические изменения в фундальном отделе желудка носили менее выраженный характер по сравнению с пилорическим отделом.
При изучении регионарных лимфатических узлов обращали внимание на наличие, размер и множественность метастазов. У пациентов с аденокарциномами метастазы в лимфатических узлах обнаружили у 37% больных.
Таким образом, светооптическое исследование первичных опухолей желудка пациентов 1-й группы выявило преобладание зрелых форм аденокарцином, характеризующихся формированием капиллярных и тубулярных железистых структур, умеренно выраженной тканевой и клеточной атипией. В большинстве случаев зрелых аденокарцином опухолевый очаг хорошо отграничен от окружающих тканей стенки желудка. Перстневидно-клеточный рак отличался диффузным распределением изолированных округлой формы клеток, содержащих в цитоплазме большое количество слизи. Опухоль характеризовалась инфильтративным ростом и была плохо отграничена от окружающих тканей [8, 12].
Новообразования у пациентов 2-й группы состояли из полиморфных либо мономорфных по составу анапластических клеток, располагающихся в виде тяжей, комплексов, или изолированно друг от друга. Клеточные ядра различались по основным светооптическим характеристикам: форме, размерам, окраске. Наиболее часто в клетках недифференцированного рака желудка встречались крупные гиперхромные угловатой формы ядра, а также небольшие светлые пузырьковые ядра. Цитоплазма была, как правило, скудная и плохо различима. Анализ частоты и выраженности патологических изменений нетрансформированной слизистой оболочки обнаружил их сходство с перифокальными процессами при диффузном типе карцином в первой группе наблюдений, что свидетельствует об определенном гистогенетическом единстве этих вариантов рака желудка. Ведущим патологическим изменением являлась дисплазия генеративных зон желудочного эпителия на фоне атрофически-склеротических процессов. Метастазы в регионарных лимфатических узлах обнаружены у 38% пациентов, что соответствует аналогичному показателю в первой группе.
Таким образом, светооптическое исследование опухолей желудка пациентов 2-й группы выявило наличие недифференцированного рака с солидным или скиррозным характером роста. Опухолевый очаг был плохо отграничен от окружающих тканей стенки желудка, отличался инфильтративным ростом и латеральным распространением опухоли по подслизистому слою.
Смешанные формы (3-я группа) сочетали в одном опухолевом очаге участки аденокарцином с различной степенью дифференцировки (часто с перстневидными клетками) либо разные патогистологические варианты рака желудка. Морфологическая картина отражала направление «дедифференцировки» клеточных популяций от центра к периферии опухоли. Практически во всех исследованных случаях карцинома распространялась в глубь желудочной стенки, инвазируя подслизистый, мышечный, иногда серозный слои, в ряде наблюдений комплексы раковых клеток выявлялись в большом сальнике или брыжейке поперечной ободочной кишки.
В слизистой оболочке вне опухолевого очага у 60% пациентов имелась кишечная метаплазия, ограниченная пилорическим отделом желудка; с такой же частотой встречались атрофия, склероз и густая полиморфно-клеточная инфильтрация. Наличие метастазов в регионарных лимфатических узлах выявлено у 60% оперированных больных этой группы, что значительно превышало данные первых двух анализируемых групп.
Таким образом, светооптический анализ перифокальных процессов в слизистой оболочке при различных патогистологических формах рака желудка показал, что при высоко- и умереннодифференцированных аденокарциномах наиболее типичными изменениями являются распространенная неполная кишечная метаплазия и ассоциированная с этими участками дисплазия на фоне диффузной атрофии эпителия. При низкодифференцированной и перстневидно-клеточной аденокарциномах, а также при недифференцированном раке желудка на первый план выходят атрофические изменения слизистой оболочки и дисплазия генеративных зон эпителия [14].
Электронно-микроскопический анализ аденокарциномы желудка выявил множественные патологические изменения ультраструктуры малигнизированных клеток: большие, неправильной формы ядра с изрезанными контурами и неравномерным распределением крупноглыбчатого гетерохроматина в кариоплазме, увеличенным количеством ядрышек, иногда атипичными митозами.
При перстневидно-клеточном раке желудка преобладали опухолевые клетки с переполненной секреторными гранулами цитоплазмой и эксцентрически расположенным ядром аномальной формы. Слизистая оболочка желудка вне опухолевого очага отличалась мозаичностью ультраструктурной картины. В очагах кишечной метаплазии, кроме типичных покровно-ямочных эпителиоцитов, обнаружены также каемчатые и бокаловидные клетки, цитоплазма которых была переполнена крупными электронно-прозрачными глобулами слизи, а уплощенные ядра оттеснены к базальному полюсу клеток. На апикальной поверхности каемчатых эпителиоцитов выявлялись высокие, нерегулярно расположенные микроворсинки. В цитоплазматическом матриксе большое число митохондрий и развитая гранулярная цитоплазматическая сеть. Отражением атрофических процессов в слизистой оболочке желудка было наличие большого числа эпителиоцитов, почти лишенных микроворсинок, имеющих электронно-плотную цитоплазму с едва различимыми органеллами. В дистрофически измененных клетках покровно-ямочного эпителия наблюдалось уменьшение количества секреторных мукоидных гранул, среди которых преобладали незрелые, с плотным содержимым и неровными контурами. Диспластические изменения эпителиоцитов выражались в увеличении размеров ядер, появлении крупных ядрышек, значительном снижении содержания внутриклеточного муцина.
При недифференцированном раке желудка преобладали атипичные клетки с гладкими, лишенными микроворсинок контурами. Клеточные ядра отличались большими размерами, с глубокими инвагинациями в нуклеолемме, придающими ядру причудливую двухлопастную или трехлопастную форму. Изучение желудка при недифференцированном раке на отдалении от первичной опухоли показало высокую степень развития атрофически-склеротических процессов слизистой оболочки и наличие диспластических изменений эпителия, ассоциированных с генеративными зонами (желудочные ямки, верхние отделы шеек желез). Неполная кишечная метаплазия носила очаговый характер и была ограничена, как правило, пилорическим отделом желудка. Анализ частоты и выраженности патологических изменений нетрансформированной слизистой оболочки при недифференцированном раке выявил их сходство с перифокальными процессами при диффузном типе карцином в первой группе наблюдений, что свидетельствует об определенном гистогенетическом единстве этих вариантов рака желудка.
Ультраструктурный анализ карцином желудка со смешанным типом строения подтвердил полиморфизм тканей и клеточную атипию, обнаруженные при светооптическом исследовании. В участках опухоли обнаружили злокачественные клетки с признаками секреции слизи в виде различных по размеру гранул, содержащих муцин. При снижении уровня дифференцировки по направлению к периферии опухоли наблюдалось прогрессирующее изменение ядерно-цитоплазматического соотношения в сторону увеличения размеров ядер. В слизистой оболочке желудка на отдалении от опухолевого очага в ряде случаев отсутствовали патологические изменения покровно-ямочного эпителия. По мере приближения к опухолевому очагу нарастала выраженность и гетерогенность изменений эпителиальных структур слизистой оболочки желудка. Анализ перифокальных процессов в окружающей слизистой оболочке желудка выявил меньшую распространенность и частоту предраковых изменений (дисплазии, неполные кишечные метаплазии и атрофии эпителия), чем в других исследованных группах пациентов. В целом, это свидетельствует о более высоких темпах опухолевой прогрессии смешанных форм карцином желудка.
Проведен комплексный морфологический анализ, включающий световую и электронную микроскопию опухолевых очагов, нетрансформированной слизистой оболочки, и регионарных лимфатических узлов при раке желудка. По результатам микроскопического исследования слизистой оболочки желудка на отдалении от опухолевого очага у пациентов с высоко- и умереннодифференцированными карциномами желудка установлено, что наиболее типичными изменениями являются распространенная неполная кишечная метаплазия и ассоциированная с этими участками дисплазия. В прилежащих к опухоли участках слизистой оболочки нередко обнаруживалась неравномерная гиперплазия эпителия. При низкодифференцированной и перстневидно-клеточной карциномах, а также при недифференцированном раке желудка на первый план выходит дисплазия генеративных зон эпителия; неполная кишечная метаплазия носит очаговый характер.