Biologia Cellulare e Tessuti Umani

Embriologia e Istologia

• La prima concezione di cellula risale al 1600, con la diffusione dei microscopi.
• L'aggregazione di più cellule e dei loro prodotti extracellulari forma i tessuti.
• La teoria cellulare considera la cellula l'unità fondamentale della materia vivente, con alcune eccezioni come virus, viroidi e prioni.
• Le cellule sono delimitate da una membrana esterna (nelle cellule vegetali è presente anche la parete cellulare).
• Le cellule sono capaci di vita autonoma e di riprodursi per divisione.
• Le cellule procariotiche sono più semplici, prive di compartimenti interni, e meno efficienti delle cellule eucariotiche.
• Le cellule eucariotiche hanno un sistema membranoso che delimita organuli con funzioni diverse.
• La teoria della membrana unitaria sostiene che la composizione delle membrane cellulari è simile in tutti gli organuli cellulari.
• A livello della cellula si trovano anche dei complessi enzimatici insolubili, con substrati disciolti nella matrice.
• La cellula può spostare materiale tra gli organelli con il citoscheletro.
• Le cellule possono essere unicellulari (come alghe, funghi e protozoi) o pluricellulari (come piante e animali).

Dimensioni Cellulari

• Le cellule hanno dimensioni variabili a seconda della funzione e della posizione, da 10-20 micron fino a diversi centimetri.
• Il rapporto superficie-volume influenza l'efficienza della cellula.
• Le dimensioni delle cellule di un determinato tipo sono generalmente costanti in diverse specie.
• Si identificano 4 tessuti principali, composti da cellule e matrice extracellulare, in base a caratteristiche comuni come (a) epiteliale, (b) connettivo, (c) nervoso e (d) muscolare.

Modificazioni Epigenetiche

• Le modificazioni epigenetiche non cambiano la sequenza dei geni, ma le loro espressioni, permettendo la differenziazione cellulare.
• Le modificazioni epigenetiche possono regolare l'espressione dei geni mantenendo costanti quelli espressi in ciascun tipo di cellula.
• I geni espressi in un determinato tipo cellulare costituiscono circa l'1% del genoma.
• Tali modificazioni dipendono anche da fattori ambientali come stile di vita, alimentazione, etc.

Glicocalice

• Le cellule eucariotiche hanno un rivestimento esterno chiamato glicocalice.
• Il glicocalice è costituito da carboidrati e svolge funzioni come: catalisi enzimatica, assorbimento, carica elettrica e riconoscimento cellulare nonché adesione e comunicazione tra le cellule.

Proteine di Membrana

• Le proteine di membrana possono essere intrinseche o estrinseche, situate sia sulla superficie esterna che interna della membrana.
• Le proteine intrinseche attraversano la membrana interamente.
• Le proteine estrinseche si trovano solo su una parte della membrana.
• Diverse proteine di membrana hanno diverse funzioni come trasportare materiale attraverso la membrana a seconda del loro tipo e della loro affinità con la sostanza in questione.

Membrana Plasmatica

• La membrana plasmatica è un sottile strato che delimita la cellula e regola il passaggio di sostanze.
• La membrana plasmatica è costituita principalmente da lipidi e proteine.
• La composizione della membrana è al 40% lipidi, 50-55% proteine e 5-10% carboidrati.
• La fluidità della membrana influenza la sua adattabilità.
• La permeabilità della membrana dipende dall'affinità della sostanza con la membrana stessa.

Citoplasma

• Il citoplasma è costituito dall'85% di acqua e da organuli cellulari e inclusioni.
• Contiene substrati disciolti e prodotti intermedi delle funzioni biosintetiche.
• Il citoplasma ha una struttura colloidale che cambia in base a condizioni patologiche.

Nucleo

• Il nucleo ha ruolo di coordinamento e di controllo delle attività cellulari e contiene il materiale genetico(DNA)
• Due membrane formano la membrana nucleare(perinucleare), con numerose aperture che permettono lo scambio con l'ambiente esterno.
• La membrana interna è rivestita da una struttura chiamata lamina nucleare.
• La membrana esterna, invece, presenta ribosomi a causa della continuità con il reticolo endoplasmatico rugoso.

Cromatina

• La cromatina può essere eterocromatina o eucromatina.
• L'eterocromatina è inattiva trascrizionalmente.
• L'eucromatina è attiva trascrizionalmente.
• I cromosomi rimangono compatti durante la fase interfasica. I nucleoli sono la sede di produzione dell'RNA ribosomale(rRNA) e dell'assemblaggio dei ribosomi.

Reticolo Endoplasmatico

• Il reticolo endoplasmatico(RE) è una rete di membrane che costituisce un involucro nucleare.
• Il RE rugoso(RER) contiene ribosomi sulla sua superficie esterna e sintetizza proteine per l'esportazione e la secrezione.
• Il RE liscio(REL) non ha ribosomi ed è coinvolto in diverse funzioni come la sintesi lipidica e il metabolismo.

Ribosomi

• I ribosomi sono costituiti da RNA e proteine ed hanno il compito di sintetizzare le proteine per la cellula.
• I ribosomi liberi nel citoplasma sintetizzano proteine da utilizzare all'interno della cellula.
• I ribosomi attaccati al RE sintetizzano proteine destinate a strutture extra-cellulari.

Apparato di Golgi

• L'apparato di Golgi è coinvolto nello smistamento, elaborazione ed elaborazione di prodotti di secrezione(proteine, glicoproteine, lipidi e glicolipidi).
• Il Golgi ha una faccia prossimale, convessa e una faccia distale, concava, con diversi compartimenti e svolge varie funzioni.

Endocitosi selettiva

• Il processo di Endocitosi selettiva permette di introdurre sostanze specifiche nelle cellule.
• L'accoppiamento di recettori e ligandi promuove questo processo.

Perossisomi

• I perossisomi sono organelli coinvolti nel metabolismo.
• L'H2O2(tossico) viene convertito in acqua in essi, proteggendo così la cellula dalle perossidazioni.
• I perossisomi ossidano alcuni acidi grassi ad acetil-CoA.

Mitocondri

• I mitocondri sono le centrali energetiche delle cellule.
• Queste strutture hanno 2 membrane, una esterna e una interna con creste, delimitando compartimenti diversi.
• I mitocondri hanno una loro matrice interna e sono responsabili della produzione di ATP.
• Sono importanti nella catena respiratoria.

Citoscheletro

• Il citoscheletro è un'iniziale di proteine fibrillari che danno alla cellula la sua forma, dimensione e che consentono ai vari organelli di muoversi.
• Esistono 3 forme di citoscheletro: microtubuli (formati da tubulina), filamenti intermedi(formati da diverse proteine) e microfilamenti (formati da actina).

Tessuto Epiteliale

• Si tratta di cellule strettamente adese le une alle altre, polarizzate con una superficie apicale ed una basale, e sono prive di vascolarizzazione.
• Diviso in rivestimento, ghiandolare e sensoriale in base alle sue funzioni.

Tessuto Connettivo

• Il tessuto connettivo, di origine mesenchimale, è costituito da cellule sparse immerse in abbondante matrice extracellulare, formata da fibre(collagene, elastiche e reticolari) e sostanza amorfa.
• Il tessuto connettivo ha un'ampia varietà di forme e funzioni.
• Il connettivo può essere lasso, denso, cartilagineo o osseo, in base alle caratteristiche delle sue componenti.

Tessuto Muscolare

• Il tessuto muscolare si specializza nella contrazione, in quanto le sue cellule sono allungate e organizzate in gruppi sinciziali (scheletrico).
• Il tessuto muscolare può essere scheletrico, cardiaco o liscio a seconda delle sue capacità.

Tessuto Nervoso

• Il tessuto nervoso, costituito da neuroni e cellule gliali, è specializzato nella trasmissione dell'impulso nervoso.
• I neuroni sono cellule con capacità di eccitabilità e conduzione.
• I neuroni sono responsabili della ricezione, integrazione e trasmissione dei segnali.
• Le cellule gliali sostengono, nutrono e proteggono i neuroni.

Ciclo Cellulare

• Il ciclo cellulare è la sequenza di eventi che portano alla replicazione e alla divisione di una cellula.
• Le diverse fasi sono: Gap1, Sintesi, Gap2 e Mitosi.

Mitosì

• La mitosi è il processo di divisione di una cellula eucariotica.
• Le cellule si dividono in due cellule figlie identiche alla cellula parentale.

Meiosi

• La meiosi è il processo di divisione di una cellula che produce gameti aploidi.
• La meiosi genera diversità genetica.

Gametogenesi

• La gametogenesi è la formazione dei gameti maschili(spermatozoi) e femminili(ovociti)
• Lo spermatogonio è la cellula staminale che origina gli spermatozoi nell'uomo.
• Gli ovogoni formano gli ovociti durante lo sviluppo fetale.

Fecondazione

• La fecondazione è il processo di unione di un ovulo e di uno spermatozoo.
• La fecondazione avviene nella tuba di Falloppio, nella specie umana.

Segmentazione

• Durante la segmentazione, lo zigote si divide ripetutamente in cellule più piccole.

Gastrulazione

• Le cellule dell'embrione si riorganizzano in 3 strati germinativi (ectoderma, mesoderma ed endoderma) per formare i vari tessuti.
• La gastrulazione è parte dello sviluppo embrionale.

Organi Embrionali

• Vengono descritti i primi stadi dello sviluppo epiteliale e dell'endoderma all'interno del foglietto embrionale e dei loro differenziamenti.

Placentazione

• La placenta è l'organo temporaneo attaccato all'utero della madre durante la gravidanza.
• La placenta svolge una funzione di nutrizione, scambio di gas e rifiuti tra la madre ed il feto.

Sistema Nervoso Periferico (SNP)

• È formato da tutti i nervi del corpo che si diramano dal sistema nervoso centrale.
• Il SNP ha funzioni sensoriali e motorie, ma anche altre funzioni.

Cellule Glia

• Le cellule gliali sostengono e proteggono i neuroni.
• Differenti tipi di cellule gliali sono: astrociti, oligodendrociti e cellule di Schwann.