background image

Histology 

Lec.4                                                                                                     Dr. Faraid

 

                       

Small intestine:- 

 

     It is the portion of the digestive tube which extends from the pyloric 
orifice  to  the  ileocaecal  junction.  The  small  intestine  is  the  site  of 
terminal food digestion, nutrient absorption & endocrine secretion. The 
processes of digestion are completed in the small intestine, where the 
products of digestion are absorbed by cells of the epithelial lining. The 
small  intestine  is  relatively  long  (5  meters)  &  consists  of  3  segments: 
Duodenum, Jejunum and Ileum. 

 

The factors that increase the surface area for absorption are:- 

 

1- Plicae  circulares  (valves  of  Kerckring):-  are  series  of  permanent 

folds,  consisting  of  mucosa  &  submucosa,  having  a  circular  or 
spiral form. The plicae are most developed in, and consequently a 
characteristic of, the jejunum. They increase the intestinal surface 
3-fold. 
 


background image

2-  Intestinal villi :- are 0.5 to 1.5 mm long outgrowths of the mucosa 

projecting into the lumen of the small intestine. They increase the 
surface 10-fold. 

 

3- Microvilli  of  the  intestinal  absorptive  cells:-  increase  the  surface 

20-fold. They are visible under light microscope as a striated free 
border.  
  All  the  above  three  factors  together,  are  thus  responsible  for 
600-fold increase in the intestinal surface. 

     As in other parts of the digestive tube, the wall of the small intestine 
is made up of 4 layers:- 

 

1)  Mucous  membrane:- 

the  surface  of  the  mucous  membrane  is 

thrown up into minute projections called villi. 

     A villus consists of a core of lamina propria covered with epithelium. 
The  c.t.  core  of  each  villus  contains  a  lacteal  (blind-ended  lymphatic 
capillary),  blood  capillaries  &  strands  of  smooth  m.  In  the  duodenum, 
the  villi  are  leaf-shaped,  gradually  assuming  fingerlike  shapes  as  they 
reach the ileum. 

 

     The  intestinal  epithelium  is  simple  columnar,  composed  of   
intestinal  absorptive  cells  (enterocytes),  goblet  cells  &  some 
enteroendocrine  cells.  In  the  ileum  there  is  M-cell.  The  epithelium  of 
the  villi  is  continuous  with  that  of  the  intestinal  glands  [or  glands 
(crypts) of Lieberkühn]. The intestinal glands are simple tubular glands 
contain  intestinal  absorptive  cells,  goblet  cells,  Paneth  cells, 


background image

enteroendocrine cells& stem cells. Their secretions enter the lumen of 
intestine by means of small openings between the villi. 

 

a) The intestinal absorptive cells (enterocytes):- are tall columnar cells, 
each with an oval nucleus in the basal half of the cell &  striated(brush 
border) at  the  apex  of  each  cell. When  viewed  with  E.M.,  the  striated 
border  is  seen  to  be  a  layer  of  densely  packed  microvilli.  Each 
absorptive  cell  is  estimated  to  have  an  average  3000  microvilli. 
Microvilli have the important physiologic function of increasing the area 
of contact between the intestinal surface & the nutrients. The function 
of      the  enterocytes  is  to  absorb  the  nutrient  molecules  produced  by 
the  digestive  process.  Disaccharidases  &  peptidases  secreted  by 
absorptive cells & bound to microvilli in the brush border; hydrolyze the 
disaccharides  &  dipeptides  into  monosaccharides  &  amino  acids  that 
are  easily  absorbed.  Lipid  digestion  occurs  mainly  as  a  result  of  the 
action  of  pancreatic  lipase  and  bile.  In  humans,  most  of  the  lipid 
absorption takes place in the duodenum and upper jejunum. 

b)  Goblet  cells  (unicellular  mucous  glands):-  they  are  present  on  the 
villi  &  in  the  glands.  They  are  irregularly  scattered  among  the 
absorptive cells, and resemble wine glass in shape. Their apical region is 
distended  with  mucigen  droplets,  while  the  base  of  the  cell  forms  a 
slender  stem  or  stalk.  The  nucleus  tends  to  be  flattened  &  the 
surrounding cytoplasm strongly basophilic. These cells produce mucus, 
whose main function is to protect & lubricate the lining of the intestine. 
The  frequency  of  goblet  cell  increases  as  the  contents  of  the  gut 
become more solid towards the rectum. 

 


background image

c)  Enteroendocrine  cells:-    they  are  small,  pyramidal  cells  &  have 
granules  beneath  the  nucleus.  Upon  stimulation  these  cells  release 
their  secretory  granules  by  exocytosis,  and  the  hormones  may  exert 
paracrine  (local)  or  endocrine (blood-borne)  effects.  They  produce 
hormones  such  as  secretin,  cholecystokinin,  gastric  inhibitory 
polypeptide & motilin. 

 

d)  Paneth  cells:-  they  are  pyramidal  in  shape,  with  a  round  or  oval 
nucleus  situated  near  the  base  &  secretory  granules  in  the  apical 
cytoplasm  usually  stain  with  acid  dyes.  They  have  the  cytological 
characteristics  of  cells  actively  secreting  protein.  Paneth  cells  are 
located  at  the  base  of  the  intestinal  glands  of  the  small  intestine. 
Paneth cells produce lysozyme, an antibacterial enzyme whose function 
is  to  digest  the  cell  walls  of  some  bacteria  &  may  play  a  role  in 
controlling the  intestinal  flora.  Lysozyme is  present  in  the  eosinophilic 
secretory granules. 

 

e) Stem cells (undifferentiated cells):- are located in the lower half of 
the intestinal glands. In the small intestine the cells die by apoptosis in 
the tip of the villi & replaced with new ones formed through mitosis of 
stem cells (unidirectional cell flow). 

 

M-cell  (microfold  cells,  membranous  epithelial  cells):-  are  specialized 
epithelial cells overlying the lymphoid follicles of Peyer's patches. They 
are  relatively  flat  cells  whose  apical  surface  is  thrown  into  small  folds 
rather than microvilli. These cells are characterized by the presence of 


background image

numerous  basal  membrane  invaginations  that  form  pits  containing 
many  intraepithelial  lymphocytes  &  antigen-  presenting  cells 
(macrophage).  M  cells  can  endocytose  antigens  &  transport  them  to 
the  underlying  macrophages  &  lymphoid  cells,  which  then  migrate  to 
the  lymph  nodes,  where  immune  response  to  foreign  antigens  are 
initiated.  M  cells  represent  an  important  link  in  the  intestinal 
immunologic  system.  The  basement  membrane  under  M  cells  is 
discontinuous, facilitating transit between the lamina propria & M cells. 

 

The  lamina  propria  of  the  small  intestine:-  is  composed  of  loose  c.t. 
with blood & lymph vessels, nerve fibers & smooth m cells. The lamina 
propria  constitutes  the  core  of  the  intestinal  villi  &  fills  all  the  spaces 
between the glands. The smooth m. cells are responsible for rhythmic 
movements of the villi, which are important for absorption. 

 

The  muscularis  mucosae  of  small  intestine:-  consists  of  an  inner 
circular  &  an  outer  longitudinal  layers  of  smooth  muscle.  The  inner 
circular sends bundles up to lamina propria where they are attached to 
the lacteals. 

     

      The  lamina  propria  &  the  submucosa  of  the  ileum  contain 
aggregates  of  lymphoid  nodules  known  as  Peyer's  patches,  an 
important  component  of  the  GALT  (gut-associated  lymphatic  tissue). 
Each patch consists of 10-200 nodules & is visible to the naked eye as 
an  oval  area  on  the  anti-mesentric  side  of  the  intestine.  There  are 


background image

about 30 patches in the human, most of them in the ileum. Its covering 
epithelium contains M cells. 

 

2)  The  submucosa:- 

contains  in  the  initial  portion  of  the  duodenum, 

clusters  of  coiled  tubular  glands  that  open  into  the  intestinal  glands. 
These  are  the  Brunner's  glands.  Their  cells  are  of  the  mucous  type, 
produce  alkaline  secretions.  It  acts  to  protect  the  duodenal  mucous 
membrane  against  the  effects  of  the  acid  gastric  juice  &  to  bring  the 
intestinal  contents  to  the  optimum  pH  for  pancreatic  enzyme  action. 
They  also  secrete  urogastrone  (a  polypeptide  hormone  that  enhances 
epithelial cell division & inhibits gastric HCl production). 

 

3)  Muscularis  externa:- 

is  composed  of  an  inner  circular  &  an  outer 

longitudinal  layers  of  smooth  m.  The  inner  layer  participates  in  the 
formation  of  the  ileocaecal  sphincter.  Auerbach's  plexus  present 
between the 2 layers. 

 

4) Serosa:- 

covers all of the jejunum & ileum & part of the duodenum. 

Adventitia covers the remainder of the duodenum. 

 

Large intestine:- 

    It  is  a  tube  about  5  feet  (1.6  meters)  in  length.  It  extends  from  the 
ileo-caecal  valve  to  the  anus.  It  consists  of  the  caecum,  colon 
(ascending,  transverse,  descending  &  sigmoid),  rectum,  anal  canal& 


background image

appendix.  It  converts  undigested  material  received  from  the  small 
intestine  into  feces  by  removing  water  &  adding  mucus.  The  usual  4 
layers are present in the wall of the large intestine. No villi are present 
in the large intestine.           The intestinal glands are deeper (longer) 
than in  the  small  intestine  and  characterized  by  a  great  abundance  of 
goblet and absorptive cells. The intestinal glands of the large intestine 
lack Paneth cells.  

 

Appendix:- 

is  a  small,  slender,  blind  diverticulum  of  the  caecum.  It 

has a narrow, stellate or irregular lumen. The villi are absent.  

1. Mucosa of the appendix:- 

a) Epithelium:- is simple columnar containing columnar absorptive cells 
& goblet cells. 

b) Lamina propria:- contains the intestinal glands(shorter & fewer) with 
some  goblet  cells,  columnar  absorptive  cells,  stem  cells  &  numerous 
enteroendocrine  cells.  Lymphatic  nodules  with  germinal  centers  are 
very  numerous  &  highly  characteristic  of  the  appendix.  These  nodules 
originate in the lamina propria, because of their large size the nodules 
may extend to the submucosa. 

c) Muscularis mucosae:- is poorly developed. 

 

2. Submucosa:- is relatively thick & highly vascular. 

3.  Muscularis  externa:-  is  composed  of  an  inner  circular  &  an  outer 
longitudinal layers of smooth m. 


background image

4. Serosa:- completely surrounds the appendix. 

 

Caecum & Colon:- 

1-Mucosa:- is thicker than in small intestine. 

a)  Epithelium:-  is  simple  columnar  epithelium,  containing  numerous 
goblet cells, absorptive cells & occasional enteroendocrine cells. 

b)  Lamina  propria:-  is  similar  to  that  of  the  small  intestine.  The 
intestinal  glands  are  longer  &  more  closely  packed,  containing  many 
goblet cells, absorptive cells (have irregular short microvilli), stem cells 
(in  the  lower  third  of  the  gland)  and  also  few  enteroendocrine  cells. 
They lack Paneth cells. 

c)  Muscularis  mucosae:-  consists  of  an  inner  circular  &  an  outer 
longitudinal layers of smooth m. 

 

2-Submucosa:- contains blood & lymphatic vessels, nerves & Meissner's 
plexus. It has no glands. 

 

3-Muscularis externa of the caecum & colon:- is composed of an inner 
circular  &  a  modified  outer  longitudinal  layer  of  smooth  m.  The  outer 
longitudinal layer of the smooth m. is gathered into 3 thick longitudinal 
bands called taeniae coli. A thin layer of longitudinal smooth m. often 
exists  between  the  bands.  The  parasympathetic  ganglia  of  the 
Auerbach's plexus are present between the muscle layers.  


background image

    In  the  living,  the  taeniae  are  in  a  state  of  partial  contraction  which 
causes the  intervening  portions  of  the  wall  to  bulge  outward,  forming 
sacculations of the wall. 

 

4-Serosa:- covers the transverse & sigmoid colon & caecum; however, 
the ascending & descending colon are retroperitoneal & the outer layer 
on  their  posterior  surface  is  the  adventitia  .  The  serosa  of  colon  is 
characterized by the presence of many fat-filled outpocketings termed 
appendices epiploicae 

Rectum:- 

is  usually  divided  into  2  parts.  The  upper  part  (rectum 

proper) measuring 5-7 inches in length, is structurally similar to colon. 
The  intestinal  glands  are  longer  than  in  colon  &  are  filled  with  goblet 
cells. There is no taeniae coli, the outer longitudinal muscle is complete 
layer (evenly distributed). The lower part is the upper part of the anal 
canal. 

 

Anal canal:- 

in the upper part of the anal canal, there are permanent 

longitudinal  folds  of  the  mucous  membrane,  the  rectal  columns(anal 
columns)  of  Morgagni.  The  bases  (distal  ends)  of  these  columns  are 
connected  by  transverse  folds  of  the  mucosa,  the  anal  valves  (ano-
rectal  junction).  Above  the  anal  valves,  the  mucosa  is  lined  by  simple 
columnar  epithelium,  becomes  stratified  squamous  non-keratinized 
distal to the anal valves, and changes to stratified squamous keratinized 
(epidermis)  at  the  anus.  The  intestinal  glands  disappear  at  the  ano-
rectal junction (anal valves) & also the muscularis mucosae disappear. 


background image

 

    Two  prominent  venous  plexuses  are  associated  with  the  anal  canal, 
the  internal  &  external  hemorrhoidal  plexuses  located  in  the 
submucosa  &  the  lamina  propria  of  the  upper  &  lower  part  of  anal 
canal respectively. Hemorrhoids develop from chronic dilation of these 
vessels.  In  the  lower  end  of  the  anal  canal,  there  are  the  prominent 
circumanal glands (apocrine type of sweat gland) of the perianal skin. 

 

Anal muscularis externa:- is composed of an inner circular & an outer 
longitudinal  layers  of  smooth  m.  The  inner  circular  layer  forms  the 
internal anal sphincter.   

 

The diameter of the anal canal is controlled by two sphincters: 

1. The internal anal sphincter: is composed of smooth muscle and is 

under autonomic control. 

2. The external anal sphincter: is composed of skeletal muscle and is 

under voluntary control. 

 


background image

 


background image

 

 


background image

 

 

 

 

 

 

Electron  micrograph  of  an  enteroendocrine  cell  (open  type)  of  the 
human duodenum. Note the microvilli in its apex. x6900. (Courtesy of 
AGE Pearse.)  

 

 

 

 


background image

 

 

 

Regeneration  of  the  epithelial  lining  of  the  stomach  and  small 
intestine. Note differences in the location of stem cells. 
 

 

 

 

 

 


background image

 

 

 

Some  aspects  of  immunologic  protection  of  the  intestine.  A:  A 
condition  that  is  more  frequent  in  the  upper  tract,  such  as  in  the 
jejunum.  There  are  many  IgA-secreting  plasma  cells,  scattered 
lymphocytes,  and  some  macrophages.  Note  that  the  lymphocytes  in 
the epithelial lining are located outside the epithelial cells, and below 
the tight junctions. B: A condition that is more frequent in the ileum, 
where  aggregates  of  lymphocytes  are  located  under  M  cells.  The  M 
cells  transfer  foreign  material  (microorganisms  and  macromolecules) 
to  lymphocytes  located  deep  in  the  cavities  of  the  M  cells. 
Lymphocytes  spread  the  information  received  from  this  foreign 
material to other regions of the digestive tract, and probably to other 
organs, through blood and lymph. 

 


background image

 

 

Blood circulation (left), lymphatic circulation (center), and innervation 

(right) of the small intestine. The smooth muscle system for 

contracting the villi is illustrated in the villus on the right. 

 

 

 

 

 

 

 


background image

 

 

 

 

 

 

 

 

Lipid absorption in the small intestine. Lipase promotes the hydrolysis of lipids to monoglycerides and fatty 
acids in the intestinal lumen. These compounds are stabilized in an emulsion by the action of bile acids. The 
products  of  hydrolysis  cross  the  microvilli  membranes  passively  and  are  collected  in  the  cisternae  of  the 
smooth  endoplasmic  reticulum  (SER),  where  they  are  resynthesized  to  triglycerides.  These  triglycerides  are 
surrounded  by  a  thin  layer  of  proteins  that  form  particles  called  chylomicrons  (0.2—1  micrometers  in 
diameter).  Chylomicrons  are  transferred  to  the  Golgi  complex  and  then  migrate  to  the  lateral  membrane, 
cross it by a process of membrane fusion (exocytosis), and flow into the extracellular space in the direction of 
the blood and lymphatic vessels. Most chylomicrons go to the lymph; a few go to the blood vessels. The long-
chain lipids (>C12) go mainly to the lymphatic vessels. Fatty acids of fewer than 10—12 carbon atoms are not 
reesterified to triglycerides but  leave the cell directly and enter the blood  vessels. RER, rough endoplasmic 
reticulum. (Based on results of Friedman HI, Cardell RR Jr: Anat Rec 1977;188:77.) 


background image

 


background image

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 129 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل