Cvičení č. 2

Téma :

Mikroskopické vyšetření surovin živočišného původu

Cíle cvičení :

  1. Mikroskopická stavba tkání živočišného původu
  2. Svalová tkáň - základní surovina (maso)
  3. Méněhodnotné součásti ve svalovině a orgánech (mikroskopická stavba, význam pro výrobu potravin)
  4. Principy diagnostiky orgánů a dalších součástí těl zvířat významných z pohledu výroby potravin

Mikroskopická stavba tkání živočišného původu

Svalová tkáň

Podle buněčné stavby, vzhledu a funkce lze svalovou tkáň rozdělit na 3 typy:

Rozlišení jednotlivých typů svalové tkáně

      Kosterní svalovina(2) je základem samostatných orgánů - svalů, které vytváří společně s vazivem, cévami a nervy. Základem svalové tkáně jsou svalová vlákna, která vznikla splynutím jednotlivých svalových buněk. Je to mnohojaderný válcovitý útvar o délce až 20 a více cm. Svalové vlákno je různé tloušťky a délky (podle druhu, pohlaví, věku, způsobu výkrmu). Jádra jsou uložena pod sarkolemou po stranách svalového vlákna. Vnitřní stavba svalového vlákna je dána uspořádáním jemných vlákének - aktinových a myosinových filament. Střídání izotropních a anizotropních úseků na myofibrilách i svalovém vláknu se projevuje střídáním světlých a tmavých úseků - příčné žíhání. Rozlišujeme také svalová vlákna bílá a červená, to souvisí s obsahem myoglobinu. Červená vlákna jsou ve svalech více zatížených (vykonávajících pomalejší pohyb), bílá vlákna jsou schopná rychlé a silné kontrakce na úkor vytrvalosti. Příčně pruhované svaly mají složitou strukturu, vytváří se celá hierarchie několika strukturálních úrovní. Jednotlivé strukturální úrovně přitom úzce souvisejí s útvary pojivové tkáně, které tvoří vazivové obaly. Pojivová tkáň (šlacha) rovněž zajišťuje úpon svalu na kost.
      Hladká svalová tkáň se skládá ze samostatných buněk, které se spojují do kompaktních vrstev orientovaných jako kruhové, podélné nebo šikmé (ve stěnách orgánů) nebo do buněčných svazků (např. v kůži - vzpřimovač chlupu). Buňky mají protáhlý vřetenovitý tvar a délku 50 až 100 m. Jádra hladkosvalových buněk jsou uložena centrálně ve střední části, kde je šířka asi 10 m. Myofibrily nejsou pravidelně uspořádané, proto není v optickém mikroskopu vidět žíhání.
      Srdeční svalovina připomíná svou strukturou svalovinu kosterní, ale odlišuje se funkcí i stavbou. Srdeční sval se skládá ze svalových buněk, kardiomyocytů, jejichž cytoplasma obsahuje myofibrily s pravidelně uspořádanými myofilamenty - v mikroskopu tedy jeví příčné pruhování. Kardiomyocyty mají válcovitý tvar, buněčné jádro leží vždy uprostřed buňky, jsou asi 20 m široké a 100 až 150 m dlouhé. Buňky jsou k sobě pevně přiřazeny tak, že vytvářejí tzv. trámce. Trámce srdeční svaloviny se jeví jako tenká svalová vlákna, spojení mezi buňkami (interkalární disky) nejsou příliš zřetelná. Diferenciální diagnostika příčně pruhované a hladké svaloviny je tedy založena na
  1. rozdílech ve velikosti stavebních jednotek :
    šířka hladkosvalových buněk je 5 - 6 m a svalového vlákna kosterní svaloviny je 20 až 100 m
  2. zřetelnosti hranice mezi stavebními jednotkami :
    hladkosvalové buňky - nejsou vždy zřetelné, hustotu lze odvodit podle vzdálenosti mezi jádry svalová vlákna jsou dobře odlišitelná na podélném i příčném řezu
  3. uložení jader :
    hladkosvalové buňky - centrálně, ale nejsou vždy dobře znatelné na podélných řezech svalová vlákna - jádra jsou četná, uložená pod sarkolemou, dobře vidět na příčném a podélném řezu, lze vidět i příčné žíhání
      Svalová tkáň příčně pruhovaná (kosterní) je nejvýznamnější surovinou živočišného původu - je základem masa. Žádoucí vlastnosti z hlediska technologického a kulinářského získává svalovina během posmrtných změn a závisí na vlastnostech nativní svaloviny a podmínkách ošetření masa po poražení zvířete.
      Hladká svalovina má menší význam. Je součástí drobů (vnitřních orgánů), které nacházejí určité uplatnění jak v masné výrobě tak i v kulinářské úpravě. Hladká svalovina je obsažena i ve střevních stěnách a může tak být součástí střeva jako obalu na masné výrobky.
      Srdeční svalovina má určité omezené využití při výrobě masných výrobků, obsahuje málo pojivové tkáně a tuku. Vysoký obsah glykogenu způsobuje nasládlost a při tepelném opracování dojde k tzv. sražení trámců (kvůli nedostatku klihotvorných látek) a tím k tuhosti tkáně.

Méněhodnotné součásti surovin živočišného původu

      Jako méněhodnotné označujeme různé druhy pojivové tkáně, které jsou však v určitém množství normální součástí surovin živočišného původu. Hodnocení přítomnosti pojiva v potravinách (masných výrobcích) je proto závislé na konkrétním druhu výrobku, nejsou vhodné šlachy a elastické vazivo.

Pojivová tkáň

      Tkáň pojivová má rozmanitou stavbu a funkci. Pojivové tkáně slouží jako mechanická opora a výplně jiných tkání. Vytváří samostatné orgány a nebo se podílí na stavbě jiných orgánů včetně svaloviny.
      Základní schéma stavby všech typů pojivové tkáně je však shodné - buňky a mezibuněčná hmota. Charakteristické buňky pojivové tkáně jsou vazivové buňky (ty produkují vazivová vlákna), síťovité buňky (retikulocyty), tukové buňky, chrupavkové buňky (chondrocyty) a kostní buňky. Buňky jsou uloženy v mezibuněčné základní hmotě a kromě nich jsou tam dále uložena vazivová vlákna. Charakter pojivové tkáně je potom dán poměrem buněk a vazivových vláken, množstvím mezibuněčné hmoty a do ní uloženými organickými a anorganickými látkami.

Vazivová vlákna

      Pojivová tkáň obsahuje několik typů vláken, tvořených tzv. stromatickými bílkovinami. Nejvíce bývají zastoupena kolagenní vlákna, dále jde o vlákna elastinová a retikulinová.
      Kolagenní vlákna jsou tvořena bílkovinou kolagenem. Od dalších stromatických bílkovin se liší aminokyselinovým složením a složitou strukturou, která se odráží v jeho vlastnostech. Jsou to vláknité útvary složené z jemných vlákének (fibrily). Vlákna se skládají ve snopce. Fibrily probíhají ve vláknu přímo, nevětví se. Tlustší vlákna jsou obtočena spirálovitě jinými fibrilami. Vlákna jsou pevná. Ve zředěné kyselině tato vlákna bobtnají, v silné kyselině se rozpouštějí. Působením alkálií se rozpadají na fibrily. Kolagenní vlákna mají bílou barvu. Při záhřevu se vlákna deformují, ohýbají a stávají se elastickými. Z praktického hlediska je důležité, že kolagen při záhřevu ve vodě bobtná a po rozrušení příčných vazeb přechází na rozpustnou látku glutin, želatinu. Na této přeměně je založena výroba klihu a želatiny z těch částí těl jatečných zvířat, které obsahují hodně kolagenu - šlachy, kůže, kosti, chrupavky. V masné výrobě jsou důsledkem této reakce některé žádoucí vlastnosti masných výrobků.Obsah kolagenu ve tkáních je podmíněn lokalizací, aktivitou tkáně nebo orgánu a věkem jedince. Se zvyšujícím se stářím se zvyšuje počet příčných (pevných) vazeb ve fibrilách a spojování fibril v silná vlákna - výsledkem je tuhost, odolnost vůči tepelnému opracování a nižší stravitelnost.
      Elastická vlákna mají jinou strukturu, chemické složení a funkci. Vlákna jsou jakoby bezstrukturní, rozvětvují se a tvoří sítě. V různých místech mají vlákna různou tloušťku a jsou velmi pružná. Je-li elastické vlákno přeříznuto, stáčí se charakteristicky jako horní konec berly. Po chemické stránce se skládá z bílkoviny elastinu, elastická vlákna mají žlutou barvu a stejnou barvu pak mají ty tkáně, které obsahují hodně elastických vláken (šíjový vaz, velké cévy). Elastin je chemicky velmi odolný, nemění se varem ani v roztocích solí nebo kyselin. Pro výživu je tato bílkovina bezcenná, v mase nebo výrobku je elastické vazivo tuhé. Elastická vlákna se barví speciálními barvivy, např. rezorcínovým fuchsinem dle Weigerta.
      Retikulární vlákna jsou tvořena retikulinem, který je chemicky pravděpodobně totožný s kolagenem. Jsou to tenké vláknité útvary, které jsou argyrofilní, tzn., že se barví solemi stříbra (impregnace). Retikulární fibrily tvoří síť jako oporný systém pro volné buňky, nejčastěji lymfocyty - v lymfatické tkáni, lymfatické uzlině a kostní dřeni. Retikulární vlákna jsou přítomná v menší míře i ve vazivech jiného typu.

Rozdělení pojivové tkáně
  1. vaziva - řídké kolagenní vazivo, husté kolagenní vazivo (plsťovité, provazcovité, lamelózní)
  2. chrupavky - hyalinní (sklovitá), elastická (pružná), vazivová (fibrózní)
  3. kostní tkáň - spongiózní (houbovitá), kompaktní
      Řídké vazivo kolagenní je nejrozšířenějším typem vazivové tkáně, která spojuje části orgánů (vmezeřené vazivo), tvoří vazivové vrstvy sliznic a podslizničního vaziva. Vedle těchto mechanických funkcí má i důležité funkce v metabolické výměně mezi cévami a parenchymem orgánů. Kolagenní vlákna jsou tenká, početná, kříží se a nepravidelně se splétají. Je zde málo elastických vláken a ojediněle vlákna retikulární. Výrazně převládá amorfní mezibuněčná hmota.
      Tuhé kolagenní vazivo je charakterizováno převahou vláknité složky mezibuněčné hmoty nad buňkami a základní hmotou amorfní. Tam, kde na toto vazivo působí tlak ve více směrech, vzniká vazivo neuspořádané. Tam, kde jsou vlákna napínána jen v jednom směru, vzniká vazivo uspořádané. V obou typech převažují kolagenní vlákna, jen v ojedinělých případech jsou v převaze vlákna elastická.
      Husté vazivo neuspořádané (plsťovité) - vytváří vrstvy, kde vláknitá složka má hrubou strukturu. Je složené z vláken kolagenních, elastických i retikulárních, které se proplétají všemi směry a tvoří hustou síť, ale převažují kolagenní vlákna. Tento typ vaziva najdeme v kožní škáře.
      Husté vazivo uspořádané(2) - pokud jsou svazky kolagenních vláken uspořádány paralelně, nazýváme je provazcovité. Mezi kolagenními vlákny jsou vtlačeny vazivové buňky - fibrocyty a získávají tím zvláštní tvar (křídlaté buňky). Toto vazivo tvoří šlachy, nachází se také v kloubních vazech. Vrstevnaté (lamelózní) uspořádání vazivových vláken najdeme v povázkách.
Tukové vazivo
      Tuková tkáň slouží v těle jako zásobárna energie, tepelný izolátor a ochrana jiných orgánů, které obaluje. Zásobní tuk se ukládá zejména na některých místech, např. podkoží. Největší množství tukové tkáně je u prasat uloženo v podkoží, kde na hřbetě tvoří polštář až několik cm silný. U skotu je nejvíce tukové tkáně v okruží, kolem ledvin, na osrdečníku a na oponách. V různém množství se vyskytuje v orgánech, v mase pak tvoří žádoucí mramorování - zde je tuk uložený na přepážkách a vazivu uvnitř svalu. Z histologického hlediska jde vlastně o řídké vazivo složené z buněk a vazivových vláken. Dále obsahuje krevní a mízní cévy a nervy. Jsou v ní uloženy také některé mízní uzliny. Tuková tkáň je uložena v těle v sousedství různých orgánů, vyplňuje prostory mezi nimi a špatně se z nich odstraňuje. Nález části orgánu pak umožňuje určit původ tukové tkáně.
      Tuková buňka vzniká z vazivové buňky, která má vřetenovitý tvar a výběžky. V ní se hromadí tuk ve formě tukových kapének, ty pak splývají, až vyplňují celou buňku. Buňka se pak zakulacuje a jádro je zatlačováno k okraji a získává pak tvar pečetního prstenu. Tuky lze histochemicky prokázat některými barvivy. V tukové tkáni jsou buňky na sebe hustě nahloučeny, takže se jejich kulatý tvar mění na polygonální (mnohoúhelníkovitý) tvar. Velikost tukových buněk je závislá na výživném stavu zvířete a místě původu tukové tkáně v těle. Mezi tukovými buňkami je malé množství vazivové tkáně. Postupně však vazivo obaluje tukové lalůčky - primární, sekundární a pak už jsou vazivové přepážky silnější. Tyto vazivové přepážky lze např. barvit pikrofuchsinem - červeně, tuková tkáň je žlutobílá.
      Tuková tkáň získaná z různých částí těla zvířete je z histologického hlediska charakteristická přítomností tkání, které s ní topograficky souvisejí. Z jejich nálezu lze usuzovat na původ tukové tkáně.
Elastické vazivo(2)
      Elastická vlákna jsou v různé míře přítomná ve všech typech pojivové tkáně, pokud převažují mluvíme o elastickém vazivu. Může být uspořádáno jako vrstevnaté (lamelózní) vazivo - vazivová vlákna probíhají v plošných vrstvách, které jsou umístěny nad sebou a vedle sebe a vlákna přebíhají z jedné vrstvy do druhé, jsou to např. fascie - žluté břišní povázka. Dále se vyskytují také některé vazy s převahou těchto vláken, tzn. husté uspořádané vazivo provazcovitého typu - šíjový vaz. Také stěny velkých tepen (aorta, plicní kmen) obsahují hodně elastických vláken.
      V masných výrobcích se běžně setkáváme s různými typy vaziva, které obsahuje především kolagenní vlákna, méně elastická - především řídké vazivo, které je součástí svaloviny. Přítomnost větších úlomků uspořádaného vaziva kolagenního nebo elastického typu je známkou snížené hodnoty výrobku. Z hlediska praktické mikroskopie je významné rozlišení vaziva a svaloviny v mikroskopickém preparátu. Je to možné při použití různých barvících metod (dle van Giesona, trichromové metody, dle Callejy).

Chrupavky

      Chrupavka je na rozdíl od vaziv poměrně tuhá. Základní hmota chrupavky je impregnovaná organickými látkami (chondromukoid, chondroalbumin.). Chondrocyty - chrupavkové buňky, jsou v základní hmotě uloženy v izogenetických skupinách, které vznikly dělením jedné buňky. Rozlišujeme tři druhy chrupavek, liší se od sebe hlavně druhem a množstvím vazivových vláken v základní hmotě : Úlomky chrupavek nejsou běžnou součástí výrobků, jejich výskyt je spojen s použitím určitých výrobních surovin (strojně oddělené maso, plíce).

Kosti

      Částečky kostí nejsou běžnou součástí potravin, vyskytují se ojediněle a jejich větší přítomnost signalizuje použití určitých výrobních surovin (strojně oddělené maso). Lze je odlišit v mikroskopickém preparátu pomocí cílených barvení (dle Kossy, alizarinovou červení).

Principy diagnostiky orgánů

Orgány jsou tvořeny zejména tkání svalovou, pojivovou, tukovou a epitelovou.

Epitely

Základní rozdělení je na epitely žlázové a krycí. I když jsou všechny epitelové tkáně funkčně významné a podstatné pro činnost orgánů, jsou pro potravinářství významné jen epitely žlázové, které se shlukují a diferencují v sekreční složky orgánů (játra, ledviny, mléčná žláza, pankreas). V těchto orgánech tvoří tzv. parenchymatickou složku, která je různě uspořádána (tubuly, váčky) a jednotlivé lalůčky jsou odděleny vmezeřeným vazivem. Krycí epitely jsou často z jatečně získávaných orgánů odstraňovány z hygienických důvodů (předžaludky, pokožka). Velký význam má znalost druhů epitelů z hlediska diferenciální diagnostiky orgánů.
Krycí epitely - rozdělujeme podle několika hledisek
  1. morfologické dělení :
    podle tvaru buněk - dlaždicový, kubický, cylindrický
    podle množství vrstev - jednovrstevný, vrstevnatý
  2. podle funkce epitelu, která vedle krycí funkce hraje podstatnou roli :
    resorpční (vstřebávací) - střevní
    respirační (dýchací) - epitel plicních sklípků
    řasinkový - v dýchacích cestách
    zárodečný - epitel v semenotvorných kanálcích varlete
    smyslový - ve smyslových orgánech
    přechodný - močové cesty
Příklady krycích epitelů :
jednovrstevný dlaždicový epitel - cévy a srdce (endotel)
vrstevnatý dlaždicový epitel - kůže, jícen, jazyk

Rozdělení žlázových epitelů

  1. jednobuněčné žlázy - jsou to např. pohárkové buňky, které se nacházejí v epitelu střevní stěny a v dýchacích cestách, kde produkují hlen
  2. vícebuněčné : Vytvářejí žlázy ve stěnách orgánů (slizniční nebo podslizniční žlázy ve střevě a žaludku, kožní žlázy) nebo tvoří samostatné orgány (slinné žlázy, játra, pankreas, mléčná žláza), které jsou obaleny vazivovým pouzdrem a vazivo rozděluje žlázu na lalůčky různé velikosti a tvaru.
Podle tvaru sekreční části lze rozlišit - tubulózní (trubičkovité), alveolární, tuboalveolární.
Podle větvení sekreční části - jednoduché, rozvětvené, složité.

Typy exokrinních žláz a příklady :
jednoduchá tubulózní žláza - potní žláza v kůži
alveolární žláza - mazová žláza při chlupovém folikulu
tubulózní žlázy - v děložní sliznici
složitá tuboalveolární žláza - pankreas