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These notes cover fertilization, development, and differentiation. They include diagrams and explanations of different stages of development from zygote to blastula to gastrula. The text also discusses cell specialization and the role of stem cells in tissue regeneration.

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FECONDAZIONE, SVILUPPO E DIFFERENZIAMENTO 1) FECONDAZIONE: spermatozoo (cellula aploide) + cellula uovo (cellula aploide) = zigote (cellula diploide) 2) SVILUPPO: a) segmentazione: divisione dello zigote ®blastula cioè sferula di cellule con dentro una cavità: il blastocele b) gastr...

FECONDAZIONE, SVILUPPO E DIFFERENZIAMENTO 1) FECONDAZIONE: spermatozoo (cellula aploide) + cellula uovo (cellula aploide) = zigote (cellula diploide) 2) SVILUPPO: a) segmentazione: divisione dello zigote ®blastula cioè sferula di cellule con dentro una cavità: il blastocele b) gastrulazione: invaginazione della cavità con formazione della gastrula, costituita da tre foglietti embrionali ®l’ectoderma dal quale differenziano l’epidermide con gli annessi, la cornea ed il tessuto nervoso; l’endoderma dal quale originano il canale digerente e gran parte delle formazioni ghiandolari ad esso annesse; il mesoderma dal quale differenziano il tessuto muscolare, le cellule dei tessuti connettivi, gli epiteli delle cavità sierose, le vie urogenitali, l’ovaio. 3) DIFFERENZIAMENTO: Due fasi: a) cellule eucariotiche modulano l’attività dei loro geni mantenendo repressi alcuni e attivi altri ® Le cellule dei vari tessuti hanno tutte lo stesso DNA, ma il nucleo di ogni cellula specializzata trascrive solo gli mRNA (e quindi sintetizza le proteine) tipiche di quella cellula stessa. La diversa attività trascrizionale del DNA dipende da segnali provenienti dal citoplasma. E’ comunque un fenomeno reversibile. b) ordinato assemblaggio di macromolecole proteiche, lipidiche e glucidiche secondo un preciso progetto strutturale che richiede l’intervento di attività enzimatiche secondo una sequenza temporale precisa ® in base alla qualità delle proteine messe a disposizione, la cellula è in grado di assemblarsi acquistando caratteristiche fortemente differenziate DIFFERENZIAZIONE DI UNA CELLULA STAMINALE MANTENIMENTO DELLO STATO DIFFERENZIATO Il differenziamento porta alla comparsa di prodotti specifici di sintesi ma anche alla perdita di alcune proprietà quali la capacita’ proliferativa. I tessuti che hanno bisogno di rinnovarsi continuamente sono caratterizzati dalla presenza di una riserva di cellule poco differenziate strutturalmente che assicurano un apporto continuo di elementi cellulari ai tessuti in via di rinnovamento Þ CELLULE STAMINALI o STEM CELLS Quindi, il differenziamento non è un fenomeno esclusivamente embrionale. DIFFERENZIAZIONE ISTOLOGICA Sostegno trofico DIFFERENZIAZIONE ISTOLOGICA In seguito al differenziamento istologico si formano specifici raggruppamenti di cellule altamente specializzate per svolgere una determinata funzione. Questi raggruppamenti costituiscono i TESSUTI. I TESSUTI vengono raggruppati in 4 grandi classi: - EPITELIALI: cellule di origine ectodermica (epidermide) e endodermica (epiteli del canale digerente e formazioni ghiandolari ad esso annesse) e mesodermica (sierose) caratterizzati dalla presenza di lamina basale e complessi giunzionali che mettono in comunicazione le cellule tra loro. - CONNETTIVALI: cellule di origine mesenchimale (tessuto di riempimento embrionale) che non operano in raggruppamenti ma operano immerse nell’ambito di una matrice di varia consistenza da loro stesse prodotta. I tessuti connettivi comprendono i tessuti connettivi propriamente detti, il tessuto adiposo, i tessuti connettivi di sostegno (osso e cartilagine), i tessuti connettivi a funzione trofica (sangue, linfa). - MUSCOLARI: cellule di origine mesodermica. Nel caso del tessuto muscolare striato scheletrico le cellule si fondono e formano fibrocellule muscolari striate, cioè lunghe cellule che trasformano l’energia chimica in lavoro meccanico grazie a specifiche unità contrattili i sarcomeri. - NERVOSI: cellule di origine ectodermica dotate di specifiche giunzioni, le sinapsi, che formano estese reti pluricellulari. I neuroni, le principali cellule del tessuto nervoso sono cellule differenziate e specializzate per due funzioni particolari: l’eccitabilità e la conduttività La combinazione di più tessuti definisce organizzazioni morfofunzionali più complesse ORGANI CAVI PIENI Una parete Assenza di una riveste una cavità interna cavità, il lume ORGANI CAVI La parete si organizza in serie di TONACHE che stratificano dalla superficie luminare a quella esterna PARETE DELLO STOMACO M= MUCOSA SM=SOTTOMUCOSA ME=MUSCOLARE ESTERNA S= SIEROSA Frecceà muscularis mucosae ORGANI PIENI Sono caratterizzati da mix di: cellule con funzioni specializzantià il parenchima tessuti di supporto meno specializzatià lo stroma PANCREAS A-I = PARENCHIMA (ep ghiandolari) V = STROMA (vasi e dotti) TESSUTO EPITELIALE E’ costituito quasi esclusivamente da CELLULE che raggruppandosi formano LAMINE CELLULARI, TUBULI, CORDONI SOLIDI. Comprende: ® EPITELI DI RIVESTIMENTO: rivestono a) superfici esterne b) cavità interne degli organi ® EPITELI GHIANDOLARI o SECERNENTI: sono formati da cellule secernenti (cellule differenziate per questa funzione che derivano dagli epiteli di rivestimento) EPITELI DI RIVESTIMENTO Sono formati da CELLULE strettamente unite tra loro. La loro disposizione determina la formazione di LAMINE. Le lamine possono essere: - SEMPLICI o MONOSTRATIFICATE - COMPOSTE o PLURISTRATIFICATE Le cellule epiteliali si distinguono in 3 tipi in base alla forma: pavimentose, cubiche, cilindriche. Tutte le lamine semplici o composte poggiano su un TESSUTO CONNETTIVO, generalmente con l ’ interposizione di una MEMBRANA BASALE (MB) caratterizzata da due funzioni: - di ANCORAGGIO - di MEDIARE GLI SCAMBI METABOLICI TRA EPITELIO E CONNETTIVO Il connettivo forma la tonaca propria delle mucose e il derma della cute ed ha il compito di fornire sostanze metaboliche al tessuto epiteliale che è PRIVO di capillari sanguigni, numerosi invece nel tessuto connettivo sottostante. Epiteli monostratificati ® facile ricambio trofico. Epiteli pluristratificati ® Scambi con il connettivo facilitati da CRESTE EPITELIALI (propaggini di tessuto epiteliale nel sottostante connettivo) intervallate da PAPILLE CONNETTIVALI. L’epitelio, PRIVO DI VASI, può accogliere TERMINAZIONI NERVOSE. Sono ramificazioni terminali di fibre nervose sensitive che si portano sotto la membrana basale la attraversano e si distribuiscono tra le cellule epiteliali. In alcune sedi, tra le cellule epiteliali, si trovano CELLULE SENSORIALI, in grado di ricevere stimoli di varia natura e di trasmetterli alle cellule nervose che provvedono a condurlo ai centri nervosi. Es: papille gustative POLARITA’ morfo- funzionale delle cellule epiteliali Nelle cellule epiteliali si possono distinguere un dominio apicale, uno laterale e uno basale. Specifiche caratteristiche biochimiche sono associate a ciascun dominio. Il dominio apicale è sempre diretto verso l’esterno o verso il lume di una cavità, il dominio laterale comunica con le cellule adiacenti ed è caratterizzato da aree di attacco specializzate, il dominio basale poggia sulla lamina basale che ancora le cellule epiteliali al tessuto connettivo sottostante. Il dominio apicale può presentare specializzazioni, quali: MICROVILLI o orletto a spazzola o orletto striato Sono estroflessioni digitiformi del citoplasma rivestite da membrana plasmatica. La parte centrale contiene filamenti di actina che sono da un lato ancorati alla villina (localizzata all’apice del microvillo), e dall’altro interagiscono con filamenti di actina orizzontali (terminal web) localizzati alla base del microvillo. Es: epitelio intestino tenue I microvilli aumentano il potere assorbente degli epiteli STEREOCIGLIA Simili a microvilli lunghi e sottili. Come accade nei microvilli, le stereociglia sono sostenute da filamenti di actina legati fra loro da fimbrina, e collegati a una proteina associata alla membrana plasmatica del microvillo (erzina). Rivestono il canale dell’epididimo e il dotto deferente (cellule a pennacchio dell’apparato genitale maschile). CIGLIA VIBRATILI Le ciglia vibratili presentano una porzione libera, in grado di muoversi, e una porzione immobile, che è infissa nella cellula. La porzione libera è rivestita da una membrana che è in continuità con la membrana plasmatica del polo apicale della cellula. Internamente il ciglio è costituito da una complessa organizzazione di microtubuli immersi in una matrice. Nelle vie respiratorie eliminano particelle solide e nocive spingendole verso l’esterno. Nelle vie genitali femminili facilitano la progressione dell’uovo dalla tuba verso l’utero. Il dominio laterale delle cellule epiteliali è caratterizzato dalla presenza di complessi giunzionali che sono responsabili dello stretto contatto tra le cellule epiteliali adiacenti. Esistono 3 tipi di giunzioni cellulari: Il dominio basale delle cellule epiteliali è caratterizzato dal contatto con la membrana basale e dalla presenza di giunzioni con la matrice extracellulare. Focal adhesions (o contatti focali): Emidesmosomi: Creano un legame dinamico tra i Ancorano i filamenti intermedi filamenti di actina del citoscheletro e del citoscheletro con la la membrana basale. membrana basale. EPITELI SEMPLICI Epitelio pavimentoso semplice Cellule appiattite su un unico strato in rapporto con 1 membrana basale. No protezione. Sì regolazione della filtrazione e della diffusione: forma barriere facilmente attraversabili là dove avvengono scambi con i fluidi interstiziali e tra il sangue e l’atmosfera: a) ALVEOLI POLMONARI b) CAPSULA DI BOWMAN c) ENDOTELIO (riveste i vasi sanguigni) d) MESOTELIO (tappezza le sierose: pleura, pericardio, peritoneo) ENDOTELIO Reni fegato intestino milza plessi coroidei Midollo osseo gh endocrine gh endocrine MEMBRANE EPITELIALI SIEROSE (PLEURE, PERICARDIO, PERITONEO ) Costituite da epitelio pavimentoso semplice (MESOTELIO) e da connettivo lasso sottomesoteliale (SOTTOSIEROSA) riccamente vascolarizzato e innervato. Sono formate da due foglietti : Parietale riveste la cavità che accoglie l’ organo e aderisce alla cavità che accoglie l’ organo. Viscerale aderisce all’organo. I due foglietti sono continui. Tra i due foglietti vi è uno SPAZIO VIRTUALE in cui vi è liquido sieroso (pieno di elettroliti, ioni e proteine) che riduce l’attrito tra i due foglietti e permette lo scivolamento degli organi nei loro movimenti naturali. LE SIEROSE: rivestono le cavità interne del corpo che non comunicano con l esterno (cavità addominale e toracica). Deputate alla riduzione dell’attrito. Epitelio pavimentoso monostratificato e un connettivo lasso sottomesoteliale (SOTTOSIEROSA) riccamente vascolarizzato e innervato LE MUCOSE: rivestono le superfici interne di organi cavi che comunicano con l’esterno. Deputate a secrezione, protezione, assorbimento. Pertanto presentano una superficie apicale sempre lubrificata. La funzione principale del muco è offrire protezione. L’epitelio può essere: pavimentoso , cilindrico, cubico. Epitelio cubico o isoprismatico semplice Cellule poliedriche disposte su un unico strato. Funzione secretoria. 1) SUPERFICIE OVAIO (epitelio germinativo) 2) FOLLICOLI TIROIDEI 3) CONDOTTI ESCRETORI GHIANDOLARI 4) TUBULI CONTORTI E COLLETTORI DEL RENE Spesso presentano microvilli o ciglia vibratili. 3 Epitelio cilindrico o batiprismatico semplice Un unico strato di cellule prismatiche. E’ il più diffuso: 1) APPARATO RESPIRATORIO 2) URINARIO (collettori) 3) DIGERENTE (intestino tenue) 4) CONDOTTI ESCRETORI GHIANDOLARI 5) VIE GENITALI MASCHILI e FEMMINILI Può presentare microvilli, ciglia vibratili o stereociglia. Ha funzione di assorbimento e secrezione. 3 In relazione a queste due funzioni, l’intestino presenta 2 tipi di cellule: -cellule con microvilli (funzioni di assorbimento) -cellule specializzate a secernere muco. Epitelio pseudostratificato E’ un epitelio a più file di nuclei: i nuclei sono nella porzione più larga della cellula, le cellule sono su un unico strato ma non tutte raggiungono la superficie apicale, i nuclei appaiono a diversa altezza. a) VIE RESPIRATORIE b) VIE GENITALI MASCHILI (uretra, epididimo, deferente) c) DOTTI ESCRETORI DI ALCUNE GHIANDOLE b a EPITELI COMPOSTI Più ordini di cellule sovrapposte. Funzione di rivestimento e protezione. Classificazione: in base alle cellule dello strato superficiale. Epitelio pavimentoso stratificato 1) Non cheratinizzato 5-10 ordini di cellule disposte in 3 strati: strato basale: cellule alte indifferenziate (cellule staminali) strato spinoso: molti desmosomi connettono le cellule fra loro strato superficiale: cellule appiattite Es: palato, esofago,vagina 2) Cheratinizzato EPIDERMIDE L’epidermide è detta cheratinizzata perché le sue cellule subiscono un processo di CHERATINIZZAZIONE: le cellule basali si moltiplicano generando nuove cellule che portandosi verso la superficie esprimono una particolare proteina: la CHERATINA. Questa si accumula nel citoplasma sottoforma di filamenti intermedi. Le cellule non ricevono più stimoli attivatori, non proliferano più e vanno incontro a una morte programmata (APOPTOSI) trasformandosi in lamelle cornee appiattite che si sfaldano. EPIDERMIDE 5 strati: Epidermide: strato spinoso-basale Esistono 3 tipi di cellule nell’epidermide: 1)CHERATINOCITI (vanno incontro a cheratinizzazione) 2) MELANOCITI 3) CELLULE DI LANGERHANS MELANOCITI: hanno origine neuronale, ma poi migrano nello strato basale e spinoso dell’epidermide. Elaborano un pigmento, la MELANINA, da cui dipende: - colore della pelle - nei, lentiggini (accumulo di melanina in zone circoscritte) - abbronzatura (accumulo di melanina in seguito ad esposizione ai raggi solari) - albinismo (non viene prodotta melanina). CELLULE DI LANGERHANS: appartengono alla linea dei monociti/macrofagi, derivano cioè dal midollo osseo e sono capaci di riconoscere, captare, rielaborare molecole “estranee” ad attività antigenica per poi presentarle alle cellule immunocompetenti (funzione di difesa). Il loro corpo cellulare si trova nello strato basale, anche se i loro prolungamenti citoplasmatici raggiungono la superficie della cute. Epitelio cubico stratificato 2 o più strati di cellule di cui solo quelle superficiali sono cubiche. E’ raro, tappezza i dotti escretori di alcune ghiandole. Epitelio cilindrico stratificato Le cellule superficiali sono cilindriche, le altre poliedriche. E’ raro, si trova in alcuni condotti ghiandolari, alcuni tratti faringe e laringe. Epitelio di transizione E’ tipico della vescica urinaria, anche detto epitelio delle vie urinarie. E’ soggetto a modificazioni, può distendersi o contrarsi cambiando morfologia. 3 tipi di cellule: - cupoliformi - piriformi - basali

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