6.1 Inleiding Pathologie Diagnostische methoden die gebruikt kunnen worden door de patholoog Samenvatting...

Transcriptie

1 Medische Terminologie Les 6 Cel en weefselleer Inhoudsopgave 6.1 Inleiding De menselijke cel Overzicht menselijke cel DNA en RNA Weefselleer Epitheel Steunweefsel Spierweefsel Zenuwweefsel Pathologie Diagnostische methoden die gebruikt kunnen worden door de patholoog Samenvatting Woordenlijst Huiswerkopgaven Copyright Laudius 03

2 6.1 Inleiding Natuurlijk is het kennen van de basisbegrippen en de globale opbouw van het menselijk lichaam niet voldoende om alle gebruikte medische termen te ontcijferen. Hiervoor is ook een goede basiskennis van de menselijke anatomie nodig. En waar beter te beginnen dan bij het begin: De cel. Een lichaam is niets meer dan een verzameling cellen, wel een zeer ingenieuze verzameling. Maar net zoals bij het bakken van een appeltaart moet u toch eerst beginnen met het lezen van het recept, voordat u weet welke ingrediënten er nodig zijn en in welke volgorde deze in de taart verwerkt worden. In deze les zal dan ook een begin gemaakt worden met het logisch opbouwen van een menselijk lichaam. Eerst is er de cel; een verzameling cellen vormt weefsel en een verzameling weefsels vormt weer een orgaan. De eerste twee, cel en weefsel, komen in deze les aan bod. Daarnaast wordt het specialisme besproken dat zich hier het meeste in verdiept. Doel: De cursist kan aan het einde van deze les: De belangrijkste kenmerken van een menselijke cel benoemen. De belangrijkste kenmerken van het menselijke weefsel benoemen. Uitleggen wat het vakgebied pathologie inhoudt. 6.2 De menselijke cel Nucleus Protoplasma Karyoplasma Cytoplasma Differentiatie Elke cel bestaat uit een celkern (nucleus) en een cellichaam, deze worden gezamenlijk door een celmembraan omsloten. De inhoud van een cel bestaat uit een gelachtige substantie: het protoplasma. Men maakt hierbij nog een onderscheid tussen het protoplasma van de celkern: het karyoplasma en van het cellichaam: het cytoplasma. Elke cel vindt zijn oorsprong in de oercel en gaat zich steeds opnieuw delen. In het begin lijken zij nog sterk op elkaar, maar al gauw gaan zij zich in verschillende richtingen ontwikkelen. Elke cel krijgt dan een specifieke taak en bouw binnen het lichaam en vormt zo gezamenlijk een orgaan. Dit verschijnsel heet differentiatie. Sterk gedifferentieerde cellen verliezen hun vermogen om te delen. Zulke hoog gespecialiseerde cellen zijn bijvoorbeeld spiercellen of zenuwcellen. Om zich te delen moet een cel kunnen groeien en voor groei zijn er bouwstenen nodig. De bouwstenen van een cel zijn eiwitten, vergelijkbaar met de muren van een huis. Net zoals een muur uit stenen bestaat, bestaat een eiwit uit aminozuren. Het opbouwen van eiwitten kost energie. Hiervoor gebruikt de cel vooral koolhydraten (bijvoorbeeld suikers) en vetten. De cel heeft een geheugen, dit bevindt zich in de nucleus (celkern). De informatie uit de nucleus komt in het cytoplasma terecht voor het regelen van de stofwisselingsprocessen. 2

3 Het begin van een mens, het eerste stadium van een bevruchte eicel. De kern van de spermacel en de kern van de eicel smelten samen. Dit is de bevruchting. De zygote (=bevruchte eicel) vormt een ondoordringbare laag. De bevruchting vindt plaats in de eileider Overzicht menselijke cel Voor diegenen die wat meer willen weten over de cel in het menselijk lichaam staat hieronder een schematische weergave van de cel met zijn inhoud. 3

4 1. Celkern (nucleus); opslagplaats van erfelijke informatie van een organisme (DNA). Hiermee bestuurt de kern alle levensprocessen. 2. Kernmembraan; omhulsel van de celkern. 3. Kernporie; opening in het kernmembraan voor de uitwisseling van stoffen tussen de kern en de cel. 4. DNA; zie verder in dit hoofdstuk. 5. Kernlichaampjes; zorgen voor de opbouw van ribosomen. 6. Ruw endoplasmatisch reticulum (ER); netwerk van membranen, dat zorgt voor transport van stoffen in de cel. 7. Glad endoplasmatisch reticulum (ER); netwerk van membranen, dat zorgt voor transport én afbraak van stoffen in de cel. 8. Ribosomen op het ER; lezen de DNA-informatie en zorgen voor de opbouw van eiwitten. Bouwen eiwitten op die buiten de cel werkzaam zijn. 9. Ribosomen in de cel; lezen de DNA-informatie en zorgen voor de opbouw van eiwitten. Bouwen eiwitten op die in de cel werkzaam zijn. 10. Mitochondrion; energieleverancier van de cel. 11. Golgi-apparaat; een soort fabriek bestaande uit op elkaar gestapelde membranen waarin allerlei stoffen van de cel worden bewerkt. 12. Lysosoom; blaasjes waarin afvalstoffen van de cel worden afgebroken. 13. Vacuole; met vocht gevulde blaasje waarin afvalstoffen of reservestoffen zijn opgeslagen. 14. Celplasma; vloeistof waarin de onderdelen van de cel liggen. 15. Celmembraan; hierdoor kunnen stoffen in de cel worden opgenomen en afgegeven aan de omgeving DNA en RNA In 1868 ontdekte de geneeskundige student Johann Miescher dat in celkernen (hij gebruikte de witte bloedcellen afkomstig uit pus van operatiewonden) speciale stoffen voorkwamen, die later nucleïnezuren werden genoemd. In de loop der jaren is gebleken dat het deze nucleïnezurencomplexen zijn die de genetische informatie dragen. 4

5 De nucleïnezuren bestaan uit lange ketens nucleotiden, die ieder weer zijn samengesteld uit een stikstofhoudende base, een suikermolecule en een fosfaatmolecule. Het DesoxyriboNucleïnezuur (-Acid) DNA komt vooral in de kern voor. Het RiboNucleïnezuur RNA komt ook in het celplasma en de daar aanwezige orgaancellen voor. Eigenlijk is deze bijzonder gecompliceerde stof die alle erfelijke eigenschappen draagt, dus die de ontwikkeling, bouw en functie van het hele organisme stuurt, opgebouwd uit slechts enkele eenvoudige bouwstenen. De opbouw is in 1954 door Watson en Crick ontdekt. Zij toonden aan dat men het DNA moet opvatten als een soort lange wenteltrap, die zich als een ritssluiting kan openen. Deze structuur wordt de dubbele helix genoemd. Een deel van de verschillen ligt in de manier van wentelen ofwel coiling genoemd. Op het DNA liggen de afzonderlijke genen. Eén gen bevat informatie over het vormen van één bepaald eiwit. Deze eiwitten zijn op hun beurt bepalend voor de biochemische activiteiten van een cel. Het DNA bepaalt door het coderen van deze eiwitten de structuur en functie van de cel. Dit gaat niet direct, maar met behulp van boodschapper (messenger) RNA ofwel mrna, dat erg op DNA lijkt. mrna, dat opgebouwd is uit vrijwel dezelfde nucleotiden als DNA, wordt overgeschreven van het DNA (transcriptie). De moleculen verlaten na de transcriptie de celkern en ze verplaatsen zich naar andere delen van de cel. Daar worden de RNA-moleculen vertaald, translatie genoemd, in aminozuren, die in een lange keten een eiwit vormen. In de laatste jaren zijn er mogelijkheden ontdekt om het DNA-materiaal kunstmatig te beïnvloeden. Het is mogelijk om het DNA-materiaal van een bacterie op te knippen en er iets in te veranderen, dit is de recombinantmethode. Een bekend voorbeeld is insuline. DNA en RNA zijn de moleculaire structuren die het erfelijke materiaal representeren. Als meest eenvoudig voorbeeld is er het virus. Een virus is een DNA- of RNAmoleculaire structuur, omhuld door een eiwitmantel, die wordt los gelaten zodra deze de cel binnendringt. Een virus kan zich alleen in de cel vermeerderen,dit gebeurt door middel van multiplicatie van het DNA- of RNA- molecuul. Tijdens dit proces kunnen er toch kleine stukjes van het virus worden veranderd, de pathogeniteit (het ziekteverwekkend vermogen) van het virus kan veranderen. Hierdoor is het mogelijk dat een virus zodanig wordt veranderd dat het virus als vaccin gebruikt kan worden. Nucleotiden DNA RNA Dubbele helix Coiling Genen Recombinant methode Pathogeniteit 5

6 Een geïsoleerd griepvirus Weefselleer De weefselleer of histologie onderzoekt de opbouw en de bijzondere functies van weefsels. Epitheel Men kan onderscheiden: 1. dekweefsel of epitheel 2. steunweefsel: a. bindweefsel b. kraakbeen c. beenweefsel 3. spierweefsel 4. zenuwweefsel 6

7 6.2.4 Epitheel De taak van het epitheel is afhankelijk van de plaats waar het voorkomt: zo heeft de huid als taak bescherming van het onderliggende weefsel en de darmwand als taak transport van bouwstenen. Iedere stof die het lichaam binnenkomt of verlaat moet het epitheel passeren. Epitheel bestaat uit cellen met, normaal gesproken, een regelmatige vorm die zonder tussenstof (intercellulaire stof) aan elkaar grenzen. In het epitheel komen geen bloedvaten voor, hierdoor is er een beperkte dikte van epitheel. De belangrijkste epitheelcelvarianten zijn: plaveiselepitheel, kubisch epitheel, cilindrisch epitheel, trilhaarepitheel. Het epitheel ligt óf aan de buitenkant van het lichaam (huid) óf bekleedt holten (darm, longen en bloedvaten) en wordt gevoed vanuit bloedvaten in het onderliggende bindweefsel. Bijzondere soorten epitheelcellen zijn: slijmcellen en kliercellen. Slijmcellen liggen apart tussen de gewone epitheelcellen en scheiden slijm af voor bescherming. Het ligt voor de hand dat epitheel met veel slijmcellen, slijmvlies (mucosa) genoemd wordt. De kliercellen zijn cellen, waarvan het protoplasma een stof afscheidt (secretie), waarvoor de grondstoffen uit het bloed worden gehaald. Wanneer een groot aantal kliercellen bij elkaar ligt en hierdoor een apart orgaan vormt, spreekt men van een klier (glandula). Men onderscheidt de klieren naar hun bouw (anatomisch) in: a. buisvormige klieren b. trosvormige klieren. Naast het verschil in bouw kan men ook de klieren onderverdelen in functie (fysiologisch): a. Endocriene klieren; geven hun product direct af aan het bloed of andere organen binnen in het lichaam. b. Exocriene klieren; geven hun product direct af door middel van een buisje naar buiten of aan een holte in het lichaam. Endocriene Exocriene Steunweefsel Bij het steunweefsel sluiten de cellen niet aan elkaar. De intercellulaire stof wordt hierdoor belangrijk. Er zijn drie soorten steunweefsel: 1. bindweefsel 2. kraakbeen 3. beenweefsel. 1. Het bindweefsel bestaat in verhouding uit weinig cellen, met ertussen een intercellulaire stof van niet-levende, draadachtige vezels. De bindweefselvezels kunnen worden ingedeeld in drie typen: a. Collagene vezels bestaan uit het eiwit collageen dat ervoor zorgt dat het weefsel zijn vorm behoudt zonder een starre structuur. 7

8 b. Reticulaire vezels zijn een variant op de collagene vezels. Ze komen vooral voor in combinatie met reticulumcellen. Deze fijne vezels verlenen ondersteuning aan de beenmergcellen en veel organen. Vooral in de lymfatische organen milt en lymfeklieren zijn ze talrijk. c. Elastische vezels zijn dunner en zoals de naam al aangeeft heel elastisch. Met al hun vertakkingen vormen ze een heel netwerk. Deze vezels komen bijvoorbeeld voor in de wanden van bloedvaten, omdat die juist heel rekbaar moeten zijn. Perichondrium 2. Het kraakbeen is veel harder en vaster dan het bindweefsel, veerkrachtiger en min of meer doorschijnend. De intercellulaire stof bestaat uit chondrine, kraakbeenlijm. Het kraakbeen is (behalve op de gewrichtsvlakken) omgeven door kraakbeenvlies (perichondrium). Osteonen Spongiosa 3. Beenweefsel is een hard en stevig weefsel, doordat de intercellulaire stof uit een grondstof van collageen en kalkzouten bestaat, waarin collagene vezels lopen. De kalkzouten verlenen de stevigheid aan het been. In sommige delen is het beenweefsel tot een harde compacte massa geworden, de zogenaamde compacta. Compacta bestaat uit een ingewikkelde structuur die het beste te zien is door een microscoop. Namelijk fijne in elkaar geschoven én in bundels verenigde botbuizen, de zogehete osteonen. In andere delen echter is het beenweefsel sponsachtig gebleven, spongiosa. Microscopisch beeld van spongiosa Corticalis De spongiosa is omsloten door een botkorst, de corticalis. Alleen de schacht van een pijpbeen is niet van dit sponsachtige weefsel gemaakt, maar heeft de vorm van een holle pijp. In de schacht bevindt zich het beenmerg waar de aanmaak van stamcellen plaatsvindt. 8

9 Alle beenderen, worden gevormd uit kraakbeen (cartilago). Het bot groeit in de lengte vanuit de epifysaire schijf. De kraakbeencellen in deze schijf vermeerderen zich enorm en rangschikken zich in rijen waardoor de lengtegroei ontstaat. De diktegroei gaat uit van het bindweefselvlies dat het kraakbeen omgeeft. Een uitzondering hierop vormen de beenderen van het schedeldak, die uit bindweefsel ontstaan. Cartilago Spierweefsel Het spierweefsel heeft als algemeen kenmerk dat het bestaat uit elementen die zich sterk kunnen verkorten, contraheren. Door myofibrillen (spiervezels), die de eigenlijke samentrekbare elementen in het weefsel zijn, wordt de contractie van spieren bewerkstelligd. Er zijn in beginsel drie verschillende vormen van spierweefsel: a. dwarsgestreept spierweefsel Contraheren Contractie b. glad spierweefsel c. hartspierweefsel Het dwarsgestreept spierweefsel (of willekeurig spierweefsel) bestaat uit spiervezels, waarop meerdere kernen liggen die afkomstig zijn van oorspronkelijke spiercellen. Deze spiercellen zijn versmolten, zogenoemde syncytium. De spiervezel bestaat uit fibrillen die in de lengterichting evenwijdig naast elkaar liggen, kunnen contraheren (samentrekken) en omgeven zijn door een vloeibare massa met er omheen een vliesje. Vele spiervezels zijn samengevoegd en omgeven door bindweefsel, dit is de spierbundel. Een aantal spierbundels vormt samen een spier. Om de gehele spier loopt weer een stevige schede van vezelig bindweefsel, genaamd de fascie. Aan het uiteinde van een spier zitten één of meerdere pezen. Zij bestaan uit zeer hard bindweefsel en zijn star. Het gladde spierweefsel (ook wel onwillekeurig spierweefsel genoemd) bestaat wel uit duidelijk herkenbare cellen. Centraal in de cel bevindt zich één celkern. De myofibrillen hebben géén dwarsstreping, ze kunnen slechts tot langzame contracties komen, maar kunnen deze lang volhouden. Glad spierweefsel is te vinden als wandbekleding in holle organen die met de stofwisseling te maken hebben. Fascie Myofibrillen De hartspier heeft een speciale bouw, die op die van de dwarsgestreepte spieren lijkt. Alle vezels zijn onderling verbonden en vormen netwerken. Het hartspierweefsel werkt niet alleen onwillekeurig maar het kan onder invloed van het vegetatieve zenuwstelsel worden bijgestuurd via een prikkelautomaat. 9

10 6.2.7 Zenuwweefsel Een zenuwcel Neuronen Dendrieten Neurieten Axonen Gliaweefsel Het zenuwweefsel bestaat uit cellen met veel uitlopers. Dergelijke cellen heten neuronen. Een neuron bestaat uit een kern met perikaryon, (dat wil zeggen dat deel van het cytoplasma, dat direct om de kern is gelegen) en de verschillende uitlopers van het cytoplasma. Een neuron heeft in ieder geval twee of meer uitlopers. Deze zijn verschillend in lengte. De korte uitlopers noemt men dendrieten, de lange uitlopers neurieten of axonen. Behalve neuronen is er ook steunweefsel aanwezig in het centrale zenuwstelsel, dat men gliaweefsel noemt. Notities 10

11 6.3 Pathologie De klinische patholoog houdt zich bezig met de vragen: Hoe ziet de ziekte eruit? ; Hoe is het mogelijk ontstaan?. Kortom het stellen van een diagnose op basis van onderzoek van zieke weefsels (histopathologie) en cellen (cytopathologie). Deze diagnose is van groot belang voor de behandelend arts voor het opstellen van een behandelplan. De patholoog maakt gebruik van verschillende technieken zoals reguliere microscopie, immunohistologie, elektronenmicroscopie en moleculaire pathologie. Histopathologie Cytopathologie Diagnostische methoden die gebruikt kunnen worden door de patholoog Diagnostische methoden die gebruikt kunnen worden door de patholoog zijn: a. Histochemisch onderzoek b. Immuunhisto- en cytochemie c. DNA-onderzoek d. In situ hybridisatie e. Enzymhisto- en cytochemie f. Elektronenmicroscoop g. Micrografisch chirurgie Histochemisch onderzoek: Vanuit de operatiekamers, het dagcentrum en de poliklinieken worden weefselstukjes en grotere preparaten ter diagnose aangeboden. Na een macroscopische beschrijving en fixatie van het materiaal worden relevante weefselstukjes uitgenomen, ontwaterd en ingebed in paraffine. Van deze paraffineblokjes worden plakjes gesneden met een dikte van enkele micrometers (coupes) en op objectglaasjes aangebracht, die, na uitvoering van een standaard kleurtechniek, microscopisch kunnen worden beoordeeld. Aan de hand van deze microscopische preparaten wordt een diagnose gesteld ten aanzien van de in het weefsel voorkomende afwijkingen. Afhankelijk van de eerste bevindingen of de klinische vraagstelling kunnen op het materiaal aanvullende histologische kleuringen worden verricht. Immuunhisto- en cytochemie: Dit is een techniek waarbij antigenen, moleculen die in staat zijn het afweersysteem te activeren, met behulp van specifieke antilichamen in biologisch weefsel kunnen worden gelokaliseerd. De naam is samengesteld uit "immunis", hetgeen verwijst naar de gebruikte antilichamen en "histos" dat weefsel betekent. De techniek immuunhistochemie wordt veel gebruikt om een diagnose van abnormale cellen te stellen, zoals die voorkomen in tumoren. Immuuncytochemie is dezelfde techniek alleen dan op cel (cyto)- niveau. Antigenen Antilichamen 11

12 DNA-onderzoek: De mogelijkheden hierbij worden met de dag uitgebreid. In situ Morfologie In situ hybridisatie: In situ betekent ter plaatse. In situ hybridisatie is een methode voor het zoeken van specifieke bekende DNA- of RNA-delen in histo / cytologische preparaten zonder verlies van de vorm en bouw van het weefsel/cel (morfologie). Enzymhisto- en enzymcytochemie: Hiermee toont men de activiteit van een enzym in cel- en weefselpreparaten aan. Enzymhisto/enzymcyto-chemie heeft een lagere gevoeligheid dan immuunhistochemie. Elektronenmicroscoop Elektronenmicroscoop: Hierbij wordt van de techniek gebruikgemaakt waarbij elektronen gebruikt worden om het oppervlak of de inhoud van cellen of weefsel af te beelden. Micrografische chirurgie: Beter bekend als Mohs micrografische chirurgie. Deze chirurgie werd ontwikkeld door Frederick Mohs, een Amerikaanse chirurg. Deze operatietechniek wordt gebruikt om huidkanker (het basaalcelcarcinoom) zo precies mogelijk weg te halen, zonder dat daarbij teveel gezonde huid verloren gaat. De weggenomen weefselmonsters worden direct door een patholoog nagekeken terwijl een patiënt nog aan het wachten is. Indien de snijvlakken niet schoon zijn, dus niet kankercel vrij, wordt er nog meer van de huid weggehaald. 12

13 6.4 Samenvatting De menselijke cel is het fundamentele, levende, structurele en functionele onderdeel van het menselijk lichaam. De drie voornaamste onderdelen van een cel zijn het membraan, cytoplasma en nucleus. Uit één cel kunnen vele onderling gelijke cellen ontstaan. Zulke samenhangende cellen vormen samen weer een weefsel. Dankzij een differentiatieproces kan men in het menselijke lichaam talrijke verschillende weefsels onderscheiden. Door een zekere overeenkomst in weefsel kan men weer een weefselgroep vormen. Deze zijn in vier groepen verdeeld. Namelijk: Dek- en klierweefsel Bind- en steunweefsel Spierweefsel Zenuwweefsel Indien er iets mis is op cel- en/ of weefselniveau gaat een patholoog onderzoek verrichten zodat een diagnose en/of behandelplan precies bepaald kan worden. De hiervoor gebruikte technieken zijn zeer dynamisch. Zij zijn zeer onderhevig aan nieuwe ontwikkelingen en inzichten. 6.5 Woordenlijst Met deze woordenlijst is het gemakkelijk om de medische termen in twee richtingen te leren: dek één kolom af met een stuk papier en vul hierop de vertaling in. Antigeen Axonen of neurieten Cartilago Coiling Contractie Contraheren Corticalis Cytoplasma Dendrieten Differentiatie: Dna desoxyribo nucleine acid Dubbele helix Endocrien molecuul dat in staat is het afweersysteem te activeren lange uitlopers van de zenuwcel kraakbeen manier van wentelen van de dubbele helix het samentrekken samentrekken (werkwoord) botkorst protoplasma van het cellichaam, vloeistof waarin de onderdelen van de cel liggen. korte uitlopers van de zenuwcel het zich ontwikkelen van cellen, weefsels en organen tot eenheden met bepaalde eigenschappen en eigen karakter desoxyribonucleïnezuur, drager van erfelijke eigenschappen DNA kan men opvatten als een soort lange wenteltrap, die zich als een ritssluiting kan openen afgifte direct aan het bloed of een ander orgaan in het lichaam 13

14 Epitheel Exocrien Fascie Glandula Gliaweefsel Histologie Histos In situ Intercellulaire stof Karyoplasma Mucosa Myofibrillen Neurieten of axonen Neuronen Nucleus Osteonen Pathogeniteit Perichondrium Protoplasma Spongiosa dekweefsel afgifte direct door middel van een buisje naar buiten of aan een holte in het lichaam spierschede van vezelig bindweefsel klier steunweefsel in het centrale zenuwstelsel weefselleer weefsel ter plaatse tussenstof tussen de cellen protoplasma van de celkern slijmvlies spiervezels lange uitlopers van de zenuwcel zenuwcellen celkern fijne in elkaar geschoven en in bundels verenigde botbuizen ziekteverwekkend vermogen (bijv. van een virus) kraakbeenvlies celinhoud, bestaande uit een gelachtige substantie sponsachtig gebleven beenweefsel 6.6 Huiswerkopgaven 1. Onderstreep in de volgende woorden het voorvoegsel en vertaal dit, antilichaam cytopathologie histopathologie myofibrillen 2. Welke onderzoeksmethoden gebruikt een patholoog? 3. Zet de volgende woorden uit dit hoofdstuk in het meervoud: dendriet nucleus tractus 4. Welke weefselsoorten kunnen we onderscheiden? 14

15 5. Welke schrijfwijze is correct: a. epifysaire schijf b. epifisaire schijf c. epifyse schijf d. geen van alle 6. Wat is micrografische chirurgie? 7. Wat is het kleinste levende deeltje van een organisme? a. cel b. orgaanstelsel c. kern d. weefsel 8. Verschillende organen bij elkaar die samen één of meer functies hebben, noemen we: a. weefsel b. lichaam c. organisme d. orgaanstelsel of tractus 9. Het verschijnsel waarbij cellen een orgaan gaan vormen heet; a. configuratie b. proliferatie c. differentiatie d. translatie e. transcriptie 10. Waaruit bestaat een zenuwcel? 15