33.2 Frumvefir dýra

33.2 Frumvefir dýra

Námsmarkmið

Í lok þessa hluta munt þú geta gert eftirfarandi:

• lýst þekjuvefjum
• rætt mismunandi gerðir bandvefja í dýrum
• lýst þremur gerðum vöðvavefja
• lýst taugavef

Vefir fjölfruma, flókinna dýra eru af fjórum megingerðum: þekjuvefur, bandvefur, vöðvavefur og taugavefur. Rifjið upp að vefir eru hópar svipaðra frumna (frumur sem gegna skyldum hlutverkum). Þessir vefir sameinast og mynda líffæri – eins og húð eða nýru – sem hafa sértæk, sérhæfð hlutverk innan líkamans. Líffærum er raðað í líffærakerfi til að framkvæma ákveðin hlutverk; dæmi eru blóðrásarkerfið, sem samanstendur af hjarta og æðum, og meltingarkerfið, sem samanstendur af nokkrum líffærum, þar á meðal maga, þörmum, lifur og brisi. Líffærakerfi koma saman og mynda heila lífveru.

Þekjuvefir

Þekjuvefir þekja ytra borð líffæra og líkamshluta og klæða hol líffæra í einu lagi eða mörgum lögum af frumum. Gerðir þekjuvefja eru flokkaðar eftir lögun frumnanna sem eru til staðar og fjölda frumulaga. Þekja sem samanstendur af einu lagi frumna kallast einföld þekja; þekjuvefur sem samanstendur af mörgum lögum kallast lagskipt þekja. Tafla 33.2 dregur saman hinar mismunandi gerðir þekjuvefja.

Flöguþekja

Flöguþekjufrumur eru almennt kringlóttar, flatar og hafa lítinn, miðlægan kjarna. Útlínur frumunnar eru örlítið óreglulegar og frumurnar falla saman til að mynda þekju eða klæðningu. Þegar frumunum er raðað í eitt lag (einföld þekja) auðvelda þær flæði í vefjum, svo sem á svæðum loftskipta í lungum og við skipti á næringarefnum og úrgangi í háræðum.

Mynd 33.7 a sýnir lag af flögufrumum þar sem himnur þeirra tengjast saman og mynda þekjuvef. Mynd 33.7 b sýnir flöguþekjufrumur raðaðar í lög, þar sem þörf er á vernd á líkamanum gegn utanaðkomandi núningi og skemmdum. Þetta kallast lagskipt flöguþekja og finnst í húðinni og í vefjum sem klæða munn og leggöng.

Teningsþekja

Teningsþekjufrumur, sýndar á mynd 33.8, eru teningslaga með einum, miðlægum kjarna. Þær finnast oftast í einu lagi sem táknar einfalda þekju í kirtilvefjum um allan líkamann þar sem þær undirbúa og seyta kirtilefnum. Þær finnast einnig í veggjum pípla og í rásum nýrna og lifrar.

Stuðulþekja

Stuðulþekjufrumur eru hærri en þær eru breiðar: þær líkjast súlnastæðu í þekjulagi og finnast oftast í einu lagi. Kjarnar stuðulþekjufrumna í meltingarveginum virðast vera í röð við grunn frumnanna, eins og sýnt er á mynd 33.9. Þessar frumur taka upp efni úr holrými meltingarvegarins og undirbúa það fyrir inngöngu í líkamann í gegnum blóðrásar- og vessakerfin.

Stuðulþekjufrumur sem klæða öndunarveginn virðast vera lagskiptar. Hins vegar er hver fruma fest við grunnhimnu vefsins og því eru þetta einfaldir vefir. Kjörnunum er raðað í mismunandi hæðir í frumulaginu, sem lætur líta út fyrir að það sé meira en eitt lag, eins og sést á mynd 33.10. Þetta kallast sýndarlagskipt stuðulþekja. Þessi frumuþekja hefur bifhár á topplægu, eða frjálsu, yfirborði frumnanna. Bifhárin auka hreyfingu slíms og fastra agna út úr öndunarveginum, sem hjálpar til við að vernda kerfið gegn ágengum örverum og skaðlegum efnum sem hefur verið andað inn í líkamann. Bikarfrumum er dreift inn á milli frumna í sumum vefjum (eins og klæðningu barkans). Bikarfrumurnar innihalda slím sem grípur ertandi efni, sem í tilfelli barkans kemur í veg fyrir að þessi ertandi efni komist ofan í lungun.

Breytiþekja

Breytiþekjufrumur, eða þvagþekjufrumur, finnast aðeins í þvagkerfinu, fyrst og fremst í þvagblöðru og þvagleiðurum. Þessum frumum er raðað í lagskipt lag, en þær hafa þann eiginleika að virðast hlaðast hver ofan á aðra í slakri, tómri þvagblöðru, eins og sýnt er á mynd 33.11. Þegar þvagblaðran fyllist, réttist þekjulagið úr sér og þenst út til að rúma það magn þvags sem kemur inn í hana. Eftir því sem blaðran fyllist, þenst hún út og klæðningin verður þynnri. Með öðrum orðum, vefurinn breytist úr þykkum í þunnan.

Myndræn tenging

Hver eftirfarandi fullyrðinga um gerðir þekjufrumna er röng?

1. Einfaldar stuðulþekjufrumur klæða vef lungans.
2. Einfaldar teningsþekjufrumur taka þátt í síun blóðs í nýrum.
3. Sýndarlagskipt stuðulþekja kemur fyrir í einu lagi, en niðurröðun kjarna lætur líta út fyrir að meira en eitt lag sé til staðar.
4. Breytiþekja breytist að þykkt eftir því hversu full blaðran er.

Bandvefir

Bandvefir eru gerðir úr millifrumuefni sem samanstendur af lifandi frumum og lífvana efni, sem kallast grunnefni. Grunnefnið er gert úr lífrænu efni (yfirleitt prótíni) og ólífrænu efni (yfirleitt steinefni eða vatni). Aðalfruma bandvefja er trefjakímfruman. Þessi fruma myndar trefjarnar sem finnast í næstum öllum bandvefjum. Trefjakímfrumur eru hreyfanlegar, geta gengist undir mítósu og geta myndað hvaða bandvef sem þörf er á. Stórætur, eitilfrumur og, stundum, hvítkorn geta fundist í sumum vefjanna. Sumir vefir hafa sérhæfðar frumur sem finnast ekki í hinum. Bandvefir eru gerðir úr lifandi frumum og lífvana millifrumuefni úr lífrænum efnum (yfirleitt prótínum) og ólífrænum efnum (yfirleitt steinefni eða vatni).

Lífræni hluti millifrumuefnisins, eða prótíntrefjarnar, sem finnast í bandvefjum eru annaðhvort kollagen-, teygju- eða netjutrefjar. Kollagentrefjar veita vefnum styrk og koma í veg fyrir að hann rifni eða aðskiljist frá nærliggjandi vefjum. Teygjutrefjar eru gerðar úr prótíninu elastíni; þessi trefja getur teygst sem nemur einni og hálfri lengd sinni og farið aftur í sína upprunalegu stærð og lögun. Teygjutrefjar veita vefjum sveigjanleika. Netjutrefjar eru þriðja gerð prótíntrefja sem finnast í bandvefjum. Þessi trefja samanstendur af þunnum þráðum af kollageni sem mynda net trefja til að styðja við vefinn og önnur líffæri sem hann tengist. Hinar ýmsu gerðir bandvefja, frumugerðirnar og trefjarnar sem þeir innihalda, ásamt dæmum um staðsetningu þeirra, eru dregnar saman í töflu 33.3.

Laus bandvefur / Netjubandvefur

Laus bandvefur, einnig kallaður netjubandvefur, hefur sýnishorn af öllum þáttum bandvefs. Eins og sýnt er á mynd 33.12, hefur laus bandvefur nokkrar trefjakímfrumur; stórætur eru einnig til staðar. Kollagentrefjar eru tiltölulega breiðar og litast ljósbleikar, en teygjutrefjar eru þunnar og litast dökkbláar til svartar. Efnið í bandvefnum gefur honum lausa áferð sem líkist bómullarhnoðra sem hefur verið dreginn í sundur. Laus bandvefur finnst í kringum hverja æð og hjálpar til við að halda æðinni á sínum stað. Vefurinn finnst einnig í kringum og á milli flestra líffæra líkamans. Í stuttu máli er netjubandvefur seigur, en þó sveigjanlegur, og myndar himnur.

Trefjabandvefur

Trefjabandvefir innihalda mikið magn af kollagenþráðum og fáar frumur eða millifrumuefni. Þræðirnir geta verið skipulagðir á óreglulegan eða reglulegan hátt þar sem þræðirnir liggja samsíða. Óreglulegur trefjabandvefur finnst á svæðum líkamans þar sem álag kemur úr öllum áttum, svo sem í leðurhúðinni. Reglulegur trefjabandvefur, sýndur á mynd 33.13, finnst í sinum (sem tengja vöðva við bein) og liðböndum (sem tengja bein við bein).

Brjósk

Brjósk er bandvefur með miklu magni af millifrumuefni af breytilegri samsetningu. Frumurnar, sem kallast brjóskfrumur, mynda millifrumuefnið og þræði vefsins. Brjóskfrumur finnast í rýmum innan vefsins sem kallast holrými.

Brjósk með fáum kollagen- og teygjuþráðum er glærbrjósk, sýnt á mynd 33.14. Holrýmunum er dreift af handahófi um vefinn og millifrumuefnið fær mjólkurkennt eða slípað útlit með hefðbundnum vefjalitunum. Hákarlar hafa brjóskgrindur, eins og næstum öll beinagrind mannsins á ákveðnu þroskastigi fyrir fæðingu. Leifar af þessu brjóski halda sér í ytri hluta mannsnefsins. Glærbrjósk finnst einnig á endum langra beina, þar sem það dregur úr núningi og dempar liðamót þessara beina.

Teygjubrjósk hefur mikið magn af teygjuþráðum, sem gefur því mikinn sveigjanleika. Eyru flestra hryggdýra innihalda þetta brjósk, sem og hlutar barkakýlisins. Trefjabrjósk inniheldur mikið magn af kollagenþráðum, sem gefur vefnum mikinn styrk. Trefjabrjósk myndar liðþófa í hryggdýrum. Glærbrjósk sem finnst í hreyfanlegum liðum eins og hné og öxl skemmist vegna aldurs eða áverka. Skemmt glærbrjósk er endurnýjað með trefjabrjóski og leiðir til þess að liðirnir verða „stífir“.

Bein

Bein, eða beinvefur, er bandvefur sem hefur mikið magn af tveimur mismunandi gerðum millifrumuefnis. Lífræna millifrumuefnið er svipað og millifrumuefnið sem finnst í öðrum bandvefjum, þar á meðal nokkuð magn af kollagen- og teygjuþráðum. Þetta gefur vefnum styrk og sveigjanleika. Ólífræna millifrumuefnið samanstendur af steinefnasöltum – aðallega kalsíumsöltum – sem gefa vefnum hörku. Án nægilegs lífræns efnis í millifrumuefninu brotnar vefurinn; án nægilegs ólífræns efnis í millifrumuefninu beygist vefurinn.

Það eru þrjár gerðir frumna í beinum: beinmyndunarfrumur, beinfrumur og beinátfrumur. Beinmyndunarfrumur eru virkar í að mynda bein fyrir vöxt og endurmótun. Beinmyndunarfrumur setja beinefni í millifrumuefnið og eftir að millifrumuefnið umlykur þær halda þær áfram að lifa, en í minnkuðu efnaskiptaástandi sem beinfrumur. Beinfrumur finnast í holrýmum beinsins. Beinátfrumur eru virkar í að brjóta niður bein fyrir endurmótun beina og þær veita aðgang að kalsíum sem geymt er í vefjum. Beinátfrumur finnast venjulega á yfirborði vefsins.

Beinum má skipta í tvær gerðir: þéttbein og frauðbein. Þéttbein finnst í skafti (eða bol) langra beina og á yfirborði flatra beina, en frauðbein finnst í enda (eða endahluta) langra beina. Þéttbein er skipulagt í einingar sem kallast beinungar, eins og sýnt er á mynd 33.15. Blóðæð og taug liggja í miðju byggingarinnar, í Havers-gangi, og geislandi hringir af holrýmum umhverfis hann kallast lamellur. Bylgjóttu línurnar á milli holrýmanna eru örsmáar rásir sem kallast smágöng; þau tengja holrýmin saman og auðvelda flæði milli frumna. Frauðbein er gert úr örsmáum plötum sem kallast beinbjálkar; þessar plötur þjóna sem stoðir og gefa frauðbeini styrk. Með tímanum geta þessar plötur brotnað og beinið orðið minna fjaðrandi. Beinvefur myndar innri beinagrind hryggdýra, veitir dýrinu stoð og festipunkta fyrir sinar.

Fituvefur

Fituvefur er talinn til bandvefs þótt hann hafi ekki trefjakímfrumur eða raunverulegt millifrumuefni. Fituvefur er gerður úr frumum sem kallast fitufrumur sem safna og geyma fitu í formi þríglýseríða, fyrir orkuefnaskipti. Fituvefur þjónar einnig sem einangrun sem hjálpar til við að viðhalda líkamshita og gerir dýrum kleift að vera innvermar; hann virkar sem dempun gegn skemmdum á líffærum. Undir smásjá virðast fituvefsfrumur tómar vegna útdráttar fitu við vinnslu efnisins til skoðunar, eins og sést á mynd 33.16. Þunnu línurnar á myndinni eru frumuhimnurnar og kjarnarnir eru litlu, svörtu punktarnir á jöðrum frumnanna.

Blóð

Blóð er talið til bandvefs vegna þess að það hefur millifrumuefni, eins og sýnt er á mynd 33.17. Lifandi frumugerðirnar eru rauð blóðkorn (RBC), einnig kölluð rauðkorn, og hvít blóðkorn (WBC), einnig kölluð hvítkorn. Vökvahluti heilblóðs, millifrumuefni þess, er almennt kallaður blóðvökvi.

Sú fruma sem finnst í mestu magni í blóði er rauðkornið. Rauðkorn eru talin í milljónum í blóðsýni; meðalfjöldi rauðra blóðkorna í prímötum er 4,7 til 5,5 milljónir frumna í míkrólítra. Rauðkorn eru að jafnaði af sömu stærð innan hverrar tegundar, en eru breytileg að stærð milli tegunda. Til dæmis er meðalþvermál rauðkorns prímata 7,5 µm; hjá hundi er það svipað, 7,0 µm, en þvermál rauðkorns kattar er 5,9 µm. Rauðkorn sauðfjár eru enn minni eða 4,6 µm. Rauðkorn spendýra missa kjarna sína og hvatbera þegar þeim er sleppt úr beinmergnum þar sem þau eru mynduð. Rauðkorn fiska, froskdýra og fugla halda kjörnum sínum og hvatberum allan líftíma frumunnar. Meginhlutverk rauðkorns er að bera og skila súrefni til vefjanna.

Hvítkorn eru ríkjandi hvít blóðkorn sem finnast í útæðablóði. Hvítkorn eru talin í þúsundum í blóðinu og mælingar gefnar upp sem bil: talning prímata er á bilinu 4.800 til 10.800 frumur í µl, hunda frá 5.600 til 19.200 frumur í µl, katta frá 8.000 til 25.000 frumur í µl, nautgripa frá 4.000 til 12.000 frumur í µl og svína frá 11.000 til 22.000 frumur í µl.

Eitilfrumur starfa fyrst og fremst í ónæmissvörun gegn framandi vökum eða efnum. Mismunandi gerðir eitilfrumna mynda mótefni sem eru sérsniðin að framandi vökum og stjórna framleiðslu þessara mótefna. Daufkyrningar eru agnaætandi frumur og þær taka þátt í einni af fyrstu varnarlínum gegn innrás örvera og aðstoða við að fjarlægja bakteríur sem hafa komist inn í líkamann. Annað hvítkorn sem finnst í útæðablóði er einkyrningur. Einkyrningar gefa af sér agnaætandi stórætur sem hreinsa upp dauðar og skemmdar frumur í líkamanum, hvort sem þær eru framandi eða frá hýsildýrinu. Tvö önnur hvítkorn í blóðinu eru sýrukyrningar og basakyrningar – bæði hjálpa til við að stuðla að bólgusvörun.

Örlítið kornótta efnið á milli frumnanna er umfrymisbrot úr frumu í beinmergnum. Þetta kallast blóðflaga. Blóðflögur taka þátt í stigunum sem leiða til storknunar blóðs til að stöðva blæðingu úr skemmdum blóðæðum. Blóð hefur fjölmörg hlutverk, en fyrst og fremst flytur það efni um líkamann til að færa frumum næringarefni og fjarlægja úrgangsefni frá þeim.

Vöðvavefir

Það eru þrjár gerðir vöðva í líkama dýra: sléttir vöðvar, beinagrindarvöðvar og hjartavöðvi. Þeir eru ólíkir hvað varðar tilvist eða fjarveru þverráka eða banda, fjölda og staðsetningu kjarna, hvort þeim er stjórnað með eða án vilja og hvar þeir finnast í líkamanum. Tafla 33.4 dregur saman þennan mun.

Sléttur vöðvi

Sléttur vöðvi hefur ekki þverrákir í frumum sínum. Hann hefur einn, miðlægan kjarna, eins og sýnt er á mynd 33.18. Samdráttur sléttra vöðva er undir ósjálfráðri stjórn sjálfvirka taugakerfisins og bregst einnig við staðbundnum aðstæðum í vefjunum. Sléttur vöðvavefur er einnig kallaður órákóttur vegna þess að hann vantar bandótt útlit beinagrindar- og hjartavöðva. Veggir blóðæða, rásir meltingarkerfisins og rásir æxlunarkerfanna eru að mestu úr sléttum vöðva.

Beinagrindarvöðvar

Beinagrindarvöðvar hafa þverrákir í frumunum vegna niðurröðunar samdráttarpróteinanna aktíns og mýósíns. Þessar vöðvafrumur eru tiltölulega langar og hafa marga kjarna meðfram jaðri frumunnar. Beinagrindarvöðvar eru undir stjórn viljastýrða líkamstaugakerfisins og finnast í vöðvum sem hreyfa bein. Mynd 33.18 sýnir vefjafræði beinagrindarvöðva.

Hjartavöðvi

Hjartavöðvi, sýndur á mynd 33.18, finnst aðeins í hjartanu. Líkt og beinagrindarvöðvi hefur hann þverrákir í frumum sínum, en hjartavöðvafrumur hafa einn, miðlægan kjarna. Hjartavöðvi er ekki undir stjórn viljans, en ósjálfráða taugakerfið getur haft áhrif á hann og aukið eða minnkað samdráttarhraða. Sérkenni hjartavöðvafrumna er lína við enda frumunnar þar sem hún mætir næstu hjartavöðvafrumu. Þessi lína kallast milliskífa; hún hjálpar til við að flytja rafboð á skilvirkan hátt frá einni frumu til þeirrar næstu og viðheldur sterkri tengingu milli nálægra hjartavöðvafrumna.

Taugavefir

Taugavefir eru gerðir úr frumum sem eru sérhæfðar til að taka á móti og senda rafboð frá tilteknum svæðum líkamans og senda þau til tiltekinna staða í líkamanum. Aðalfruma taugakerfisins er taugungurinn, sýndur á mynd 33.19. Stóra byggingin með miðlægum kjarna er frumubolur taugungsins. Útskot frá frumubolnum eru annaðhvort griplur sem sérhæfa sig í að taka á móti boðum eða einn sími sem sérhæfir sig í að senda boð. Nokkrar tróðfrumur eru einnig sýndar. Stjarnfrumur stjórna efnaumhverfi taugafrumunnar og fágriplufrumur einangra símann svo rafboð taugarinnar flytjist á skilvirkari hátt. Aðrar tróðfrumur sem ekki eru sýndar styðja við næringar- og úrgangsþarfir taugungsins. Sumar tróðfrumur eru agnaætandi og fjarlægja leifar eða skemmdar frumur úr vefnum. Taug samanstendur af taugungum og tróðfrumum.

Starfsvettvangur

Meinafræðingur

Meinafræðingur er læknir eða dýralæknir sem hefur sérhæft sig í greiningu sjúkdóma í dýrum, þar með talið mönnum, á rannsóknarstofu. Þessir fagmenn ljúka læknisfræðimenntun og fylgja henni eftir með umfangsmiklu sérnámi á sjúkrahúsi. Meinafræðingur getur haft umsjón með klínískum rannsóknarstofum við mat á líkamsvefjum og blóðsýnum til greiningar á sjúkdómum eða sýkingum. Þeir skoða vefjasýni í smásjá til að greina krabbamein og aðra sjúkdóma. Sumir meinafræðingar framkvæma krufningar til að ákvarða dánarorsök og framgang sjúkdóms.