Epithelgewebe ist eine dünne, geschlossene, schützende Zellschicht mit wenig extrazellulärer Matrix . Ein Beispiel ist die Epidermis , die äußerste Hautschicht . Epithelgewebe ( Mesothelgewebe ) kleidet die Außenflächen vieler innerer Organe , die entsprechenden Innenflächen von Körperhöhlen und die Innenflächen von Blutgefäßen aus. Epithelgewebe ist neben Bindegewebe , Muskelgewebe und Nervengewebe einer der vier grundlegenden Gewebetypen im Tierreich . Epithelgewebe wird nicht durch Blut oder Lymphe versorgt, sondern von Nerven.

Es gibt drei Hauptformen von Epithelzellen: Plattenepithel (schuppig), Zylinderepithel und kubisches Epithel. [ 1 ] Diese können als einschichtiges Epithel (einschichtiges Plattenepithel, Zylinderepithel oder kubisches Epithel) oder als mehrschichtiges Epithel (mehrschichtiges Epithel, Plattenepithel, Zylinderepithel oder kubisches Epithel) in zwei oder mehr Zelllagen angeordnet sein. In manchen Geweben kann eine Schicht von Zylinderepithelzellen aufgrund der Lage ihrer Zellkerne mehrschichtig erscheinen. Dieses Gewebe wird als mehrreihiges Pseudoepithel bezeichnet. Alle Drüsen bestehen aus Epithelzellen. Zu den Funktionen von Epithelzellen gehören Diffusion , Filtration, Sekretion , selektive Absorption , Keimung und transzellulärer Transport . Mehrschichtiges Epithel hat Schutzfunktionen.

Epithelschichten enthalten keine Blutgefäße ( avaskulär ) und müssen daher durch Diffusion von Substanzen aus dem darunterliegenden Bindegewebe durch die Basalmembran ernährt werden . [ 2 ] [ 3 ] : 3 Zellverbindungen sind in Epithelgeweben besonders zahlreich.

Einstufung

Einfaches Epithel

Das einfache Epithel besteht aus einer einzigen Zellschicht, wobei jede Zelle in direktem Kontakt mit der Basalmembran steht, die sie vom darunterliegenden Bindegewebe trennt. Es findet sich im Allgemeinen dort, wo Absorption und Filtration stattfinden. Die geringe Dicke der Epithelbarriere erleichtert diese Prozesse. [ 4 ]

Epithelgewebe werden im Allgemeinen nach der Anzahl ihrer Zellschichten sowie nach Form und Funktion der Zellen klassifiziert. [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] Die grundlegenden Zelltypen sind Plattenepithel, kubisches Epithel und Zylinderepithel, die anhand ihrer Form klassifiziert werden.

Typ Beschreibung
Plattenepithel Plattenepithelzellen erscheinen als dünne, flache Platten, die von oben betrachtet polygonal wirken können. [ 6 ] Ihr Name leitet sich vom lateinischen Wort „ squāma “ für „Schuppe“ ab – wie beispielsweise auf Fisch- oder Schlangenhaut. Die Zellen liegen im Gewebe dicht aneinander und bilden so eine glatte, reibungsarme Oberfläche, über die Flüssigkeiten ungehindert fließen können. Die Form des Zellkerns entspricht in der Regel der Zellform und hilft bei der Bestimmung des Epitheltyps. Plattenepithelzellen weisen aufgrund ihrer dünnen, abgeflachten Form meist horizontal abgeflachte, nahezu ovale Zellkerne auf. Plattenepithel kleidet Oberflächen wie die Haut oder die Lungenbläschen ( Alveolen) aus und ermöglicht so die einfache passive Diffusion von Flüssigkeiten. Spezialisiertes Plattenepithel bildet außerdem die Auskleidung von Körperhöhlen, beispielsweise in Blutgefäßen (als Endothel ), im Perikard (als Mesothel ) und in anderen Körperhöhlen .
Quader Kubische Epithelzellen sind würfelförmig und erscheinen im Querschnitt quadratisch. Der Zellkern ist groß, kugelförmig und liegt im Zentrum der Zelle. Kubisches Epithel findet sich häufig in sekretorischen Geweben wie den exokrinen Drüsen oder in resorbierenden Geweben wie der Bauchspeicheldrüse, der Auskleidung der Nierentubuli sowie in den Ausführungsgängen der Drüsen. Auch das Keimepithel des weiblichen Eierstocks und das Keimepithel der Samenkanälchen in den Hoden sind kubisch. Kubische Zellen bieten Schutz und können je nach Lage und Spezialisierung aktiv am Transport von Substanzen in das Lumen oder aus diesem heraus beteiligt sein oder passiv wirken. Einfaches kubisches Epithel differenziert sich üblicherweise zu den sekretorischen und Ausführungsgängen von Drüsen. [ 7 ] Mehrschichtiges kubisches Epithel schützt Bereiche wie die Ausführungsgänge der Schweißdrüsen , [ 8 ] die Milchdrüsen und die Speicheldrüsen .
Säulen Zylinderepithelzellen sind länglich und säulenförmig und mindestens viermal so hoch wie breit. Ihre Zellkerne sind länglich und befinden sich meist nahe der Basis der Zellen. Das Zylinderepithel kleidet Magen und Darm aus. Die Zellen können Mikrovilli besitzen , um die Oberfläche für die Resorption zu maximieren; diese Mikrovilli können einen Bürstensaum bilden . Andere Zellen sind mit Flimmerhärchen besetzt , um Schleim im Rahmen der mukoziliären Clearance zu transportieren . Weitere Flimmerhärchenzellen finden sich in den Eileitern , der Gebärmutter und im Zentralkanal des Rückenmarks . Einige Zylinderepithelzellen sind auf die Sinneswahrnehmung spezialisiert, beispielsweise in Nase, Ohren und den Geschmacksknospen . Die Haarzellen im Innenohr besitzen Stereozilien , die den Mikrovilli ähneln. Becherzellen sind modifizierte Zylinderepithelzellen und befinden sich zwischen den Zylinderepithelzellen des Duodenums. Sie sezernieren Schleim, der als Gleitmittel dient. Einschichtiges, nicht-flimmerndes Zylinderepithel deutet in der Regel auf eine Absorptionsfunktion hin. Mehrschichtiges Zylinderepithel ist selten, findet sich aber in den Ausführungsgängen der Speicheldrüsen , im Auge , im Rachen und in den Geschlechtsorganen . Es besteht aus einer Zellschicht, die auf mindestens einer weiteren Epithelzellschicht ruht, welche plattenförmig, kubisch oder zylindrisch sein kann.
PseudostratifiziertEs handelt sich um einschichtige, zylindrische Epithelzellen, deren Zellkerne in unterschiedlichen Höhen liegen. Dies erweckt fälschlicherweise den Eindruck (daher „Pseudo-“), das Epithel sei mehrschichtig, wenn man die Zellen im Querschnitt betrachtet. Flimmerepithelzellen besitzen Zilien. Diese Zilien können durch die Interaktion von Zytoskelett-Mikrotubuli und verbindenden Strukturproteinen und Enzymen energieabhängig pulsierend in eine bestimmte Richtung schlagen. In den Atemwegen bewirkt dieser Effekt, dass der von den Becherzellen lokal abgesonderte Schleim (zur Befeuchtung und zum Abfangen von Krankheitserregern und Partikeln) in diese Richtung (typischerweise aus dem Körper heraus) fließt. Flimmerepithel findet sich in den Atemwegen (Nase, Bronchien), aber auch in der Gebärmutter und den Eileitern , wo die Zilien die Eizelle zur Gebärmutter befördern.
Zusammenfassung mit Darstellung verschiedener Epithelzellen/-gewebe und ihrer Eigenschaften.

Epithelgewebe wird nach seiner Schichtung in einschichtiges Epithel (nur eine Zellschicht dick) und mehrschichtiges Epithel (zwei oder mehr Zellschichten dick) unterteilt. Zu den mehrschichtigen Epithelien zählen beispielsweise mehrschichtiges Plattenepithel , mehrschichtiges kubisches Epithel und mehrschichtiges Zylinderepithel [ 9 ] : 94, 97. Beide Schichttypen können aus Zellen jeder Form bestehen [ 4 ] . Betrachtet man jedoch höhere, einschichtige Zylinderepithelzellen im Querschnitt, die mehrere Zellkerne in unterschiedlichen Höhen aufweisen, können diese mit mehrschichtigem Epithel verwechselt werden. Diese Art von Epithel wird daher als mehrschichtiges Pseudoepithel bezeichnet [ 10 ] .

Das Übergangsepithel besteht aus Zellen, die sich je nach Spannung im Epithel von plattenförmig zu kubisch verändern können. [ 11 ]

Mehrschichtiges Epithel

Mehrschichtiges Epithel unterscheidet sich vom einschichtigen Epithel durch seine Mehrschichtigkeit. Es findet sich daher dort, wo Körperauskleidungen mechanischen oder chemischen Belastungen standhalten müssen, sodass Schichten abgetragen werden können, ohne dass die darunterliegenden Schichten freigelegt werden. Die Zellen flachen sich mit zunehmender Entfernung von der Spitze ab, wobei die Zellen in den basalen Schichten plattenförmig, kubisch oder zylindrisch sein können. [ 12 ]

Mehrschichtige Epithelien (vom zylindrischen, kubischen oder plattenförmigen Typ) können folgende Spezialisierungen aufweisen: [ 12 ]

Spezialisierung Beschreibung
KeratinisiertIn diesem speziellen Fall sind die apikalsten (äußersten) Zellschichten abgestorben und verlieren ihren Zellkern und ihr Zytoplasma. Stattdessen enthalten sie ein widerstandsfähiges Protein namens Keratin. Diese Spezialisierung macht das Epithel bis zu einem gewissen Grad wasserabweisend, weshalb es in der Haut von Säugetieren vorkommt. Die Schleimhaut der Speiseröhre ist ein Beispiel für ein nicht verhorntes oder „feuchtes“ mehrschichtiges Epithel. [ 12 ]
Parakeratinisiert In diesem Fall sind die apikalsten Zellschichten mit Keratin gefüllt, behalten aber ihre Zellkerne. Diese Zellkerne sind pyknotisch , d. h. stark kondensiert. Parakeratinisiertes Epithel findet sich gelegentlich in der Mundschleimhaut und in den oberen Abschnitten der Speiseröhre. [ 13 ]
ÜbergangsÜbergangsepithel findet sich in dehnbaren Geweben und kann im entspannten Zustand als mehrschichtiges kubisches Epithel erscheinen, während es bei Dehnung des Organs und damit einhergehender Gewebedehnung als mehrschichtiges Plattenepithel vorliegt. Es wird mitunter auch als Urothel bezeichnet, da es fast ausschließlich in der Harnblase , den Harnleitern und der Harnröhre vorkommt . [ 12 ]

Struktur

Epithelzellen können Formen unterschiedlicher Komplexität annehmen, von polyedrisch über scutoidal bis punakoidal. [ 14 ] Sie sind dicht gepackt und bilden eine durchgehende Schicht mit nahezu keinen Interzellularräumen. Alle Epithelien sind üblicherweise durch eine extrazelluläre, fibröse Basalmembran von den darunterliegenden Geweben getrennt.

Die Schleimhaut des Mundes, der Lungenbläschen und der Nierenkanälchen besteht aus Epithelgewebe. Die Auskleidung der Blut- und Lymphgefäße besteht aus einer spezialisierten Form von Epithelgewebe, dem Endothel .

Standort

Normales histologisches Bild der Brust , wobei die luminalen Epithelzellen im unteren rechten Bereich markiert sind.

Epithelgewebe kleidet sowohl die Außenseite ( Haut ) als auch die inneren Hohlräume und Lumina des Körpers aus. Die äußerste Schicht der menschlichen Haut besteht aus abgestorbenen , mehrschichtigen , verhornten Plattenepithelzellen . [ 15 ]

Die Gewebe, die die Mundhöhle, die Speiseröhre , die Vagina und Teile des Rektums auskleiden, bestehen aus unverhorntem, mehrschichtigem Plattenepithel. Andere Oberflächen, die Körperhöhlen von der Außenwelt abgrenzen, sind mit einschichtigem Plattenepithel, Zylinderepithel oder mehrreihigem Flimmerepithel ausgekleidet. Weitere Epithelzellen kleiden die Innenseiten der Lunge , des Magen-Darm-Trakts , der Harn- und Geschlechtsorgane aus und bilden die exokrinen und endokrinen Drüsen . Die Hornhaut ist mit schnell wachsenden, leicht regenerierenden Epithelzellen bedeckt. Eine spezialisierte Form des Epithels, das Endothel , bildet die Innenauskleidung von Blutgefäßen und des Herzens und wird als Gefäßendothel bezeichnet. Die Lymphgefäße werden als Lymphgefäßendothel ausgekleidet . Ein weiterer Typ, das Mesothel , bildet die Wände des Perikards , der Pleura und des Peritoneums .

Bei Arthropoden besteht das Integument , die äußere „Haut“, aus einer einzigen Schicht epithelialer Ektoderme, aus der die Cuticula entsteht , [ 16 ] eine äußere Hülle aus Chitin , deren Steifigkeit je nach ihrer chemischen Zusammensetzung variiert.

Basalmembran

Die Basalfläche des Epithelgewebes ruht auf einer Basalmembran , während die freie/apikale Fläche der Körperflüssigkeit oder der Außenwelt zugewandt ist. Die Basalmembran dient als Gerüst, auf dem das Epithel nach Verletzungen wachsen und sich regenerieren kann. [ 17 ] Epithelgewebe ist innerviert , jedoch nicht durchblutet und muss daher durch Substanzen ernährt werden, die aus den Blutgefäßen des darunterliegenden Gewebes diffundieren. Die Basalmembran fungiert als selektiv permeable Membran und bestimmt , welche Substanzen in das Epithel eindringen können. [ 3 ]

Die Basallamina besteht aus Laminin (Glykoproteinen), das von Epithelzellen sezerniert wird. Die darunter liegende Retikularlamina besteht aus Kollagenproteinen, die vom Bindegewebe sezerniert werden .

Zellverbindungen

Zellverbindungen sind in Epithelgeweben besonders zahlreich. Sie regulieren die Wechselwirkungen zwischen benachbarten Zellen oder zwischen einer Zelle und der extrazellulären Matrix oder tragen zur parazellulären Barriere von Epithelien bei und regulieren den parazellulären Transport . [ 18 ]

Es gibt 5 Haupttypen von Zellverbindungen, die jeweils aus unterschiedlichen Proteinkomplexen bestehen:

  • Tight Junctions sind Verbindungen, die aus Paaren von Transmembranproteinen bestehen und eine Abdichtung bilden, um zu verhindern, dass Wasser oder gelöste Stoffe zwischen den Zellen austreten.
  • Adhäsionsverbindungen ermöglichen die Interaktion der Zytoskelett-Mikrofilamente benachbarter Zellen miteinander.
  • Desmosomen ermöglichen es Zellen, starke Verbindungen untereinander einzugehen, indem sie Cadherine und Intermediärfilamente miteinander verbinden.
  • Hemidesmosomen ähneln Desmosomen, vermitteln aber die Zelladhäsion an die extrazelluläre Matrix. Sie nutzen Integrine anstelle von Cadherinen.
  • Gap Junctions verbinden das Zytoplasma benachbarter Zellen und bestehen aus Proteinen, den sogenannten Connexinen (sechs davon bilden zusammen eine Connexion). [ 18 ]

Entwicklung

Epithelgewebe entstehen aus allen embryonalen Keimblättern :

Pathologen betrachten Endothel und Mesothel (beide mesodermalen Ursprungs) jedoch nicht als echtes Epithel. Der Grund dafür ist, dass diese Gewebe ein sehr unterschiedliches Krankheitsbild aufweisen. Daher bezeichnen Pathologen Tumoren des Endothels und Mesothels als Sarkome , während echte Epithelkarzinome als Karzinome bezeichnet werden . Zudem unterscheiden sich die Filamente, die diese mesodermalen Gewebe stützen, deutlich. Außerhalb der Pathologie gilt allgemein, dass Epithelgewebe aus allen drei Keimblättern entsteht.

Zellumsatz

Epithelien erneuern sich mitunter am schnellsten im Körper. Damit Epithelschichten eine konstante Zellzahl für ihre Funktionen aufrechterhalten können, muss die Anzahl der sich teilenden Zellen der Anzahl der absterbenden Zellen entsprechen. Dies geschieht mechanisch. Bei zu wenigen Zellen führt die Dehnung, der sie ausgesetzt sind, zu einer raschen Zellteilung. [ 19 ] Umgekehrt führt eine zu hohe Zelldichte zum Zelltod durch Aktivierung der Epithelzellextrusion . [ 20 ] [ 21 ] Dabei werden die zur Eliminierung bestimmten Zellen nahtlos herausgepresst, indem sich ein Aktin-Myosin-Band um und unterhalb der Zelle zusammenzieht. Dies verhindert die Bildung von Lücken, die die Barrierefunktion beeinträchtigen könnten. Ein Versagen dieses Mechanismus kann zu aggressiven Tumoren und deren Invasion durch aberrante Basalzellenextrusion führen. [ 22 ] [ 23 ]

Funktionen

Formen der Sekretion im Drüsengewebe
Unterschiedliche Merkmale der Drüsen des Körpers

Epithelgewebe haben als primäre Funktionen:

  1. zum Schutz des darunter liegenden Gewebes vor Strahlung , Austrocknung, Toxinen , dem Eindringen von Krankheitserregern und physikalischen Traumata .
  2. die Regulierung und der Austausch von Chemikalien zwischen dem darunterliegenden Gewebe und einer Körperhöhle
  3. die Sekretion von Hormonen in den Blutkreislauf sowie die Sekretion von Schweiß, Schleim, Enzymen und anderen Produkten, die über Ausführungsgänge abgegeben werden [ 9 ] : 91
  4. um ein Gefühl zu erzeugen [ 24 ]
  5. Absorption von Wasser und verdauten Nahrungsbestandteilen in der Schleimhaut des Verdauungskanals.

Drüsengewebe

Drüsengewebe ist die Art von Epithel, aus dem Drüsen durch Einfaltung des Epithels und anschließendes Wachstum im darunterliegenden Bindegewebe entstehen. Es kann sich um spezialisiertes säulenförmiges oder kubisches Gewebe handeln, das aus Becherzellen besteht , welche Schleim absondern . Einige Drüsen enthalten Myoepithelzellen , die die für die Sekretion notwendige Kontraktion unterstützen. Man unterscheidet zwei Hauptgruppen von Drüsen: endokrine und exokrine Drüsen .

  • Endokrine Drüsen geben ihr Produkt in den extrazellulären Raum ab, wo es rasch vom Blutkreislauf aufgenommen wird.
  • Exokrine Drüsen geben ihre Sekrete in einen Ausführungsgang ab, der sie dann in das Lumen eines Organs oder auf die freie Oberfläche des Epithels transportiert. Zu ihren Sekreten gehören Tränen , Speichel , Talg , Enzyme , Verdauungssäfte und Schweiß .

Wahrnehmung der extrazellulären Umgebung

„Einige Epithelzellen , insbesondere im respiratorischen Epithel , sind mit Flimmerhärchen besetzt . Sie bilden üblicherweise eine Schicht polarisierter Zellen , die ein Rohr oder Tubulus formen, dessen Flimmerhärchen in das Lumen hineinragen .“ Primäre Flimmerhärchen auf Epithelzellen ermöglichen Chemo-, Thermo- und Mechanosensorik der extrazellulären Umgebung. Sie spielen dabei eine sensorische Rolle, indem sie spezifische Signalreize, darunter lösliche Faktoren in der extrazellulären Umgebung, vermitteln. Zudem sekretorisch wirken sie, indem sie lösliche Proteine ​​freisetzen, die stromabwärts des Flüssigkeitsstroms eine Wirkung entfalten. Sind die Flimmerhärchen beweglich, vermitteln sie den Flüssigkeitsstrom selbst . [ 25 ]

Immunantwort des Wirts

Epithelzellen exprimieren zahlreiche Gene, die für Immunmediatoren und Proteine ​​kodieren, welche an der Zell-Zell-Kommunikation mit hämatopoetischen Immunzellen beteiligt sind. [ 26 ] Die daraus resultierenden Immunfunktionen dieser nicht-hämatopoetischen Strukturzellen tragen zum Immunsystem von Säugetieren bei („strukturelle Immunität“). [ 27 ] [ 28 ] Relevante Aspekte der Epithelzellantwort auf Infektionen sind im Epigenom dieser Zellen kodiert, was eine schnelle Reaktion auf immunologische Herausforderungen ermöglicht.

Klinische Bedeutung

Epithelzelle, die mit Chlamydia pneumoniae infiziert ist

Die Abbildung zeigt bei (1) eine von Chlamydia pneumoniae infizierte Epithelzelle ; deren Einschlusskörperchen sind bei (3) dargestellt; bei (2) ist eine nicht infizierte Zelle dargestellt; und (4) zeigt den Unterschied zwischen einem infizierten Zellkern und einem nicht infizierten Zellkern.

In Kultur gezüchtetes Epithel kann anhand seiner morphologischen Merkmale identifiziert werden. Epithelzellen neigen dazu, sich zu Clustern zusammenzulagern und weisen ein charakteristisches dichtes, pflastersteinartiges Erscheinungsbild auf. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, beispielsweise wenn die Zellen aus einem Tumor stammen. In diesen Fällen ist häufig die Verwendung bestimmter biochemischer Marker zur eindeutigen Identifizierung erforderlich. Die Intermediärfilamentproteine ​​der Zytokeratingruppe kommen fast ausschließlich in Epithelzellen vor und werden daher häufig zu diesem Zweck verwendet. [ 3 ] : 9

Tumoren, die vom Epithel ausgehen, werden als Karzinome klassifiziert. Sarkome hingegen entwickeln sich im Bindegewebe . [ 29 ]

Bei einer Schädigung der Epithelzellen oder des Gewebes durch Mukoviszidose werden auch die Schweißdrüsen geschädigt, was zu einer frostigen Belagbildung auf der Haut führt.

Etymologie und Aussprache

Das Wort Epithel leitet sich von den griechischen Wurzeln ἐπί ( epi ), „auf“, und θηλή ( thēlē ), „Brustwarze“, ab. Epithel wird so genannt, weil der Name ursprünglich die durchscheinende Bedeckung kleiner Gewebehügel an der Lippe bezeichnete . [ 30 ] [ 31 ] Das Wort hat sowohl eine massenhafte als auch eine zählbare Bedeutung; die Pluralform lautet Epithelien . [ 32 ]

Weitere Bilder

  • Plattenepithel 100×
    Plattenepithel 100×
  • Menschliche Wangenzellen (nicht verhornendes, mehrschichtiges Plattenepithel) 500×
    Menschliche Wangenzellen (nicht verhornendes, mehrschichtiges Plattenepithel) 500×
  • Histologie der weiblichen Harnröhre mit Darstellung des Übergangsepithels
    Histologie der weiblichen Harnröhre mit Darstellung des Übergangsepithels
  • Histologie einer Schweißdrüse mit mehrschichtigem kubischem Epithel
    Histologie einer Schweißdrüse mit mehrschichtigem kubischem Epithel

Siehe auch

Referenzen

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Weiterführende Literatur