Tessuto Connettivo PDF

Tessuto connettivo Il tessuto connettivo è costituito da cellule piccole e poco numerose, di forma varia, disperse in un’abbondante matrice extracellulare che le cellule stesse sintetizzano e secernono, il tessuto connettivo è ricco di nervi e vasi attraverso cui media lo scambio di nutrienti tra i...

Tessuto connettivo Il tessuto connettivo è costituito da cellule piccole e poco numerose, di forma varia, disperse in un’abbondante matrice extracellulare che le cellule stesse sintetizzano e secernono, il tessuto connettivo è ricco di nervi e vasi attraverso cui media lo scambio di nutrienti tra i diversi tessuti ed il sistema circolatorio. Il termine “connettivo” si riferisce a due tipi di connessione: - Connessione meccanica: consente di ancorare tessuti fra loro o di sostenere e proteggere gli organi; - Connessione funzionale: consente e facilita il transito di sostanze e/o di cellule. Tutte le tipologie di tessuto connettivo derivano dal mesoderma. Il mesoderma è il foglietto embrionale intermedio che dà origine al mesenchima. Alla famiglia di cellule di derivazione mesenchimale appartengono: - Fibroblasti, macrofagi, mastociti e adipociti; - Globuli rossi, globuli bianchi, piastrine e cellule staminali emopoietiche; - Condroblasti; - Osteoblasti. Le principali funzioni dei tessuti connettivi si possono così riassumere: - Collegamento tra tessuti; - Demarcazione e separazione; - Sostegno; - Riserva/trofismo; - Isolamento/ammortizzamento; - Trasporto/trofismo; - Difesa/protezione; - Riparazione. I tessuti connettivi risultano costituiti da due componenti strutturali comuni, presenti in diverse proporzioni nei diversi sottotipi: - Matrice extracellulare; - Cellule: sintetizzano e secernono la matrice. 1 A sua volta la matrice comprende delle strutture proteiche filamentose, chiamate fibre e una sostanza fondamentale o sostanza amorfa. Le fibre sono strutture proteiche extracellulari che conferiscono alla matrice extracellulare resistenza meccanica ed elasticità. Tre sono i tipi principali di fibre: - Fibre collagene; - Fibre reticolari; - Fibre elastiche. Le fibre collagene sono in grado di resistere specificamente alle sollecitazioni di trazione. Se osservate a fresco, le fibre collagene hanno un colorito biancastro e vengono pertanto dette fibre bianche. Le fibre collagene vengono assemblate nell’ambiente extracellulare a partire da una proteina, chiamata tropocollagene, che viene sintetizzata dai fibroblasti dei connettivi propriamente detti o da altre cellule tessuto-specifiche. Le molecole di tropocollagene interagiscono lateralmente tra loro mediante legami crociati covalenti intermolecolari. Deficit di enzimi coinvolti nella formazione di legami crociati stabili determinano anomalie nell’assemblaggio delle fibrille collagene. Nell'organismo umano sono stati individuati più di 25 tipi di collagene. Il collagene di tipo I forma fibre abbastanza spesse nel connettivo propriamente detto, nell’osso e nel dente. Il collagene di tipo II è esclusivo della cartilaginea ed elastica. Il collagene di tipo III forma le fibre reticolari. Il collagene di tipo IV costituisce la tipica intelaiatura della membrana basale. Il collagene di tipo VII forma piccoli aggregati, noti come fibrille di ancoraggio, fra la membrana basale e le fibre sottostanti di collagene I e III. Le fibre reticolari si localizzano attorno ai vasi e formano reti delicate tra tessuti o all’interno di organi parenchimatosi, creando una complessa struttura tridimensionale. Sistemi di colture in vitro e studi morfogenetici hanno dimostrato che le fibre reticolari compaiono precocemente, per poi “maturare” nelle fibre collagene tipiche. Le fibre elastiche sono formate dalle proteine elastina e fibrillina e sono particolarmente abbondanti nella matrice extracellulare di alcuni distretti corporei a cui conferiscono proprietà di allungamento e di ritorno elastico. Sono fibre che si deformano come un elastico quando sollecitate per poi tornare istantaneamente alla forma e lunghezza iniziali una volta cessata la sollecitazione. La sostanza fondamentale occupa gli spazi compresi tra le cellule e le fibre e consistente in prevalenza di tre gruppi di molecole: - Glicosamminoglicani; - Proteoglicani; - Glicoproteine. I glicosamminoglicani (GAG) grazie alla presenza di gruppi anionici hanno la capacità di legare enormi quantità di acqua, rendendo gelatinosa e viscosa la sostanza amorfa. L'acido ialuronico è il GAG più diffuso nei tessuti adulti. I GAG possono essere presenti nella sostanza fondamentale in forma monomerica o associati a un core proteico a formare proteoglicani. 2 I proteoglicani possono associarsi a all’acido ialuronico per formare grossi complessi che richiamando al loro interno grandi quantità di acqua, conferiscono alla matrice extracellulare una notevole resistenza alla compressione. In virtù dell’elevato peso molecolare, si oppongono al movimento di microrganismi e cellule metastatiche. Un altro componente della sostanza fondamentale è rappresentato dalle glicoproteine. Si tratta di proteine adesive che possiedono dei siti di legame per facilitare l’attacco delle cellule alla matrice extracellulare. In generale si tratta di grosse molecole specifiche per i diversi tessuti connettivi, quali la fibronectina e la laminina nei connettivi propriamente detti, la condronectina nel tessuto cartilagineo e l’osteonectina e l’osteocalcina nel tessuto osseo. In base alla funzione, i tessuti connettivi possono essere classificati in: - Tessuti connettivi propriamente detti; - Tessuti connettivi di sostegno; - Tessuti connettivi con funzione trofica. 3 TESSUTO CONNETTIVO PROPRIAMENTE DETTI I tessuti connettivi propriamente detti comprendono tipologie lasse e dense. Un connettivo di tipo lasso è permeabile ed è la sede privilegiata di meccanismi di difesa. Un connettivo di tipo denso è in grado di opporre notevole resistenza alle sollecitazioni meccaniche. Ai connettivi lassi appartengono: - Mesenchima; - Tessuto mucoso; - Tessuto fibrillare lasso; - Tessuto reticolare. Dei connettivi densi fanno parte: - Tessuto fibrillare denso regolare; - Tessuto fibrillare denso irregolare: suddiviso in collageno ed elastico. Mesenchima Il mesenchima è il tessuto connettivo embrionale che provvede al collegamento tra i diversi tessuti presenti nell’embrione e nel feto è costituito da cellule mesenchimali dotate di forma irregolare separate da un’abbondante matrice ricca di sostanza amorfa e povera di fibre. Tessuto connettivo mucoso Il tessuto connettivo mucoso è un tipo di connettivo lasso che si trova esclusivamente nel cordone ombelicale. È detto anche gelatina di Wharton ed è costituito da fibroblasti, macrofagi e numerose cellule staminali di tipo mesenchimale. Una forma di tessuto mucoso maturo è rappresentata dalla polpa dentaria contenuta nella cavità pulpare del dente. 4 Tessuto connettivo fibrillare lasso Il tessuto connettivo fibrillare lasso è detto anche tessuto areolare e rappresenta il più diffuso tessuto di riempimento. È localizzato al di sotto delle membrane basali su cui poggiano gli epiteli, costituendone il relativo supporto e apportando sostanze nutritive ed ossigeno di cui le cellule epiteliali hanno bisogno. Si localizza al di sotto del derma cutaneo formando il tessuto sottocutaneo, forma le tonache mucosa e sottomucosa degli organi cavi e lo stroma degli organi ghiandolari. Tessuto connettivo reticolare Il tessuto connettivo reticolare è caratterizzato da una sostanza fondamentale lassa. Le principali cellule sono le cellule reticolari. Il tessuto reticolare forma una delicata impalcatura all’interno degli organi parenchimatosi (linfonodi, midollo osseo) e contribuisce alla formazione delle membrane basali. Costituisce la componente reticolare della parete dei capillari sanguigni. Tessuto connettivo fibrillare denso Il tipo cellulare prevalente è rappresentato da fibrociti che si dispongono negli interstizi tra le abbondanti fibre. La disposizione e l’orientamento dei fasci di fibre. La disposizione e l’orientamento dei fasci rendono questo tessuto molto resistente alla trazione. In base allo specifico orientamento delle fibre si distinguono due varietà di connettivo fibrillare denso: regolare e irregolare. 5 Tessuto connettivo denso regolare Nel tessuto connettivo denso regolare i fasci di fibre collagene possono decorrere parallelamente fra loro (a fasci paralleli) o incrociandosi (a fasci incrociati). Nel connettivo denso a fasci paralleli le fibre sono strettamente impacchettate e allineate lungo linee di trazione. La particolare resistenza alle forze di trazione rende questo tessuto adatto a formare i tendini, legamenti e aponeurosi (collegamento tra i muscoli). Nel connettivo denso a fasci incrociati i fasci di fibre formano lamelle sovrapposte l’una all’altra incrociandosi ad angolo retto. Tale orientamento determina la trasparenza della cornea. Tessuto connettivo denso irregolare Il connettivo denso irregolare comprende il connettivo collageno ed elastico. Nel connettivo collageno le fibre più abbondanti sono collagene. Questo tipo di connettivo è localizzato nel derma cutaneo, nelle guaine di tendini, muscoli e nervi, nel periostio e nelle capsule esterne di numerosi organi. Il connettivo elastico è costituito prevalentemente da grossi fasci di fibre elastiche intercalati a fibre collagene. Nel momento di applicazione di forza traente, le fibre elastiche si estendono per poi riprendere le dimensioni originarie al cessare della forza. Per queste caratteristiche il tessuto connettivo elastico è presente nelle pareti dei vasi sanguigni e in particolare delle arterie di grosso calibro, nei tendini, nei legamenti vocali e nei legamenti gialli della colonna vertebrale. 6 Tessuto elastico Questo tipo tessuto è sottile, fino a 1 nm, è meno ondeggiato del collagene. Ha una colorazione gialla, infatti richiede tecniche particolari di colorazione. È organizzato in fibre o in fogli discontinui. Si trova principalmente nelle corde vocali, nell’altra e nell’arteria polmonare, nei bronchi e nei polmoni, nella pelle e in alcune cartilagini. Tessuto connettivo adiposo Il tessuto adiposo viene classificato in due tipi a seconda degli adipociti che lo compongono. - Bianco o uniloculareBianco o uniloculare 20% del peso corporeo uomo, 25% donna (riserva energetica) - Bruno o multiloculareBruno o multiloculare. Molto specializzato. Piccole quantità nell’adulto (riserva termica) Tessuto connettivo adiposo bianco È formto da trigliceridi accumulati nel citoplasma, sono privi di vescicole e il nucleo è spostato lateralmente. Si riva sotto la pelle, attorno ai reni e nelle ossa dell’adulto. Tessuto adiposo bruno Ha un colorito rosso-bruno, è formato da cellule adipose multiloculari ed è ricco di capillari, di mitocondri e di vescicole. Si trovano nelle ascelle e nel mediastino. 7 TESSUTI CONNETTIVI DI SOSTEGNO Tessuto cartilagineo Nell'embrione umano l’istogenesi della cartilagine inizia durante la V settimana di vita per differenziamento delle cellule mesenchimali che retraggono i loro prolungamenti e assumono i caratteri di cellule condroprogenitrici. Queste cellule si aggregano nei centri di condrificazione e divenute condroblasti iniziano a produrre fibre collagene rimanendo isolate all’interno di spazi della matrice chiamate lacune. Quando l’attività biosintetica del condroblasto diminuisce, la cellula prende il nome di condrocito. In una cartilagine matura le cellule singole sono rare, essendo invece presenti raggruppamenti di cellule, detti gruppi isogeni così definiti perché derivati dalla mitosi di un’unica cellula. Oltre alle cellule già menzionate nella cartilagine sono reperibili cellule con funzioni fagocitarie chiamate condroclasti. Nel tessuto cartilagineo, oltre alla componente cellulare è presente un’abbondante matrice extracellulare costituita a sua volta da due componenti: - Componente fibrillare; - Sostanza amorfa. La componente fibrillare è rappresentata da fibre collagene ed elastiche. Le fibre sono immerse in un’abbondante sostanza amorfa costituita da glicoproteine specifiche e da proteoglicani ricchi di GAG solforati, che conferiscono solidità alla matrice. Nonostante la consistenza solida, la cartilagine è molto flessibile ed elastica ed ha un contenuto di acqua pari al 60/80% in volume. Nel tessuto cartilagineo le cellule ricevono le sostanze nutritive dei vasi dei tessuti connettivi circostanti per diffusione attraverso la matrice extracellulare. La nutrizione della cartilagine avviene attraverso i tessuti connettivi circostanti ed in particolare attraverso i tessuti connettivi circostanti ed in particolare attraverso i vasi del pericondrio. Il pericondrio è un involucro di tessuto connettivo fibrillare denso che ricopre la cartilagine. È costituito da: - Uno strato esterno ricco di fibre collagene, detto strato fibroso; - Uno strato interno, detto strato condrogenico, ricco di cellule differenziate che possono differenziarsi in condroblasti in grado di secernere matrice extracellulare. Nelle cartilagini articolari, prive di pericondrio, il nutrimento arriva dal vicino tessuto osseo o dal liquido sinoviale contenuto all’interno della cavità articolare e prodotto dalla membrana sinoviale. Essendo prive di pericondrio e quindi non essendo capaci di attività riparative, le cartilagini articolari sono le prime ad andare incontro al processo di usura e degenerazione noto come artrosi. 8 La cartilagine può accrescersi dall’interno oltre che per apposizione dall’esterno. Man mano che le cellule di un gruppo isogeno producono matrice tendono a separarsi tra di loro, formando lacune separate e contribuendo all’aumento di volume della cartilagine. Nell'individuo adulto la cartilagine è localizzata solo in alcune sedi: - Naso; - Orecchio esterno; - Trachea; - Bronchi; - Coste; - Superfici articolari, - Sinfisi pubica; - Dischi intervertebrali; - Menischi articolari. Esistono tre diversi tipi di cartilagine: - Cartilagine ialina; - Cartilagine elastica; - Cartilagine fibrosa. Cartilagine ialinica La cartilagine ialina viene così definita perché ha un colore bianco- bluastro. La cartilagine ialina ha una consistenza solida, è relativamente elastica. Nell'embrione e nel feto quasi tutto lo scheletro è costituito da cartilagine ialina, che sarà poi sostituita da tessuto osseo mediante il processo di ossificazione condrale. Ad ossificazione completata la cartilagine ialina rimane localizzata nell’apparato respiratorio, a livello dell’inserzione delle coste sullo sterno e sulle superfici articolari delle ossa. Questo tipo di cartilagine è simile ad un cuscinetto ammortizzatore che permette lo scorrimento delle superfici scheletriche impegnate nelle articolazioni mobili (diartrosi). I condrociti hanno forma e disposizione condizionate dalle sollecitazioni meccaniche, risultando perciò distribuiti in diversi strati: - Strato tangenziale: zona superficiale. Sono disposti a contatto con la cavità articolare; - Strato intermedio: zona mediana. Si dispongono ad arco con convessità rivolta verso la superficie; - Strato radiale: zona profonda. Sono orientati perpendicolarmente rispetto all’osso. 9 Cartilagine elastica La cartilagine elastica è localizzata nel padiglione auricolare, nel meato acustico esterno, nella tuba uditiva e nella laringe. Tra le cartilagini della laringe va menzionata l’epiglottide. Inoltre, grazie alle vibrazioni delle cartilagini elastiche della laringe si realizza la fonazione. La cartilagine elastica osservata a fresco è giallastra, flessibile ed elastica grazie alla presenza di numerose fibre elastiche e poche fibre collagene. Cartilagine fibrosa La cartilagine fibrosa è presente a livello dei menischi articolari, dei dischi intervertebrali, della zona di inserzione dei tendini sulle ossa e della sinfisi pubica. Nei dischi intervertebrali la cartilagine fibrosa si localizza nell’anello fibroso periferico. In caso di ernia del disco, l’anello fibroso fissurato lascia erniare il nucleo polposo nel canale vertebrale, dove è possibile la compressione delle radici dei nervi spinali. La cartilagine fibrosa è una forma di transizione tra il connettivo denso e la cartilagine: la diagnosi differenziale tra i due tessuti si basa sulla forma delle cellule, che sono rotondeggianti e più voluminose dei fibroblasti/fibrociti del tessuto connettivo. 10 Tessuto osseo Il tessuto osseo è riccamente vascolarizzato e in grado di rinnovarsi continuamente. Grazie alla sua durezza, il tessuto osseo è il maggior costituente delle ossa. La resistenza alle forze di compressione, trazione e torsione, unite al modesto peso, rendono l’osso il materiale ideale per costruire lo scheletro. Le ossa sono molto leggere a causa della sua architettura interna che impiega osso compatto più pesante solo nei punti maggiormente sollecitati, mentre nelle zone profonde meno sollecitate è alleggerita da cavità da varia ampiezza contenenti il midollo osseo. Le ossa danno attacco ai muscoli tramite le inserzioni tendinee e fungono da leva per permettere il movimento articolare. Le ossa rappresentano una preziosa miniera di sali minerali, immagazzinando il 99% del calcio corporeo sottoforma di fosfati e carbonati. Grazie al processo di rimodellamento osseo il calcio viene continuamente deposto e mobilizzato dalle ossa, in maniera che la sua concentrazione ematica si mantenga costante (omeostasi). L'osso consta di componenti organiche quali cellule e fibre collagene immerse in una miscela di proteine, glicoproteine, proteoglicani e lipidi. Le cellule che compongono il tessuto osseo sono le cellule osteoprogenitrici, osteoblasti e osteociti, che responsabili della produzione della matrice ossea, e gli osteoblasi che servono per il riassorbimento della matrice ossea. Le cellule osteoprogenitrici sono localizzate nello strato interno del periostio e nei canali di Havers. Sono cellule staminali, fusate o appiattite, simili ai comuni fibroblasti. Gli osteoblasti si trovano nelle parti ossee di neosintesi. Sono cellule cuboidi, disposte in strati, partecipano alla formazione dell’osso con la produzione della matrice ossea. Gli osteociti sono cellule presenti nell’osso maturo. Sono essenzialmente osteoblasti che dopo aver elaborato la sostanza ossea rimangono imprigionati nelle lacune ossee. Gli osteoclasti sono responsabili del riassorbimento dell’osso e possiedono recettori per la calcitonina e per il fattore stimolante rilasciato dagli osteoblasti sotto controllo del PTH. Derivano dai monociti. Altro elemento che costituisce il tessuto connettivo osseo sono le fibre. Sono strutture costituite da singole unità definite fibrille (spesse circa 800-1000 A) che formano un fascio che forma la fibra. Le fibrille collagene sono disposte parallelamente fra di loro a formare lunghi fasci. Sono presenti poi sali di calcio. Il calcio si trova sotto forma di Fosfato tricalcico. Questo sale viene depositato sotto forma di cristalli di idrossiapatite. Sono presenti altri sali quali: - Carbonato di calcio (componente del marmo) - Fluoruro di calcio (importante anche nei denti). Il tessuto osseo è tessuto vivo. Al microscopio si può osservare il tessuto osseo in due modi: - Metodo di Decalcificazione - Metodo di Usura 11 La componente minerale viene eliminata. La componente inorganica viene preservata. Struttura lamellare L’osservazione al microscopio di un osso dimostra la presenza di lamelle disposte parallelamente tra loro e orientate in vario modo. Ciascuna lamella non è altro che uno strato di matrice extracellulare che mostra una componente minerale che le conferisce notevole durezza. Al confine tra una lamella e l’altra si trovano gli osteociti, le cellule mature dell’osso derivate dagli osteoblasti. Gli osteoblasti sono le cellule responsabili della produzione della matrice ossea. Essi secernono inizialmente una matrice non calcificata (osteoide) contenente le sole componenti organiche, per poi avviare il processo di mineralizzazione, rimanendo di conseguenza intrappolati nella matrice sotto forma di osteociti quiescenti. Questi risiedono in cavità dette lacune, da cui si dipartono sottili tunnel, chiamati canalicoli che accolgono i prolungamenti citoplasmatici degli osteociti che entrano in rapporto con l’endostio per scambiarsi nutrienti e molecole segnale. Il tessuto osseo si può quindi definire lamellare, quando la matrice ossea si dispone a costituire lamelle, o fibroso non lamellare, nel caso in cui nella struttura non sono presenti lamelle ossee. Tessuto osseo lamellare: costituisce lo scheletro definitivo dei mammiferi adulti e presenta fibre collagene disposte parallelamente in lamelle stratificate e osteociti tra una lamella e l’altra; Tessuto osseo fibroso non lamellare: è costituito da fibre collagene raggruppate in grossi fasci paralleli o intrecciati, tra i quali sono compresi gli osteociti. Nell'uomo, questo tipo di tessuto costituisce tutti gli elementi scheletrici del feto e viene sostituito, nei primi anni di vita, dal tessuto osseo lamellare. Le lamelle ossee formano quattro tipi diversi di sistemi: - Il sistema circonferenziale esterno: le lamelle formano strati circolari nella parte più periferica della diafisi e ancorano il periostio all’osso con le perforanti di Sharpey; - Gli osteoni: costituiti da lamelle disposte in maniera concentrica attorno ad una cavità vascolare detta canale di Havers. L'osteone rappresenta l’unità strutturale dell’osso compatto. Ogni canale di Havers contiene fibre nervose e vasi sanguigni associati a tessuto connettivo. I canali di Havers di osteoni adiacenti sono collegati fra loro da canali trasversali od obliqui, detti canali di Volkmann; - Il sistema delle lamelle: le lamelle sono orientate in tutte le direzioni e rappresentano residui di osteoni riassorbiti durante il processo di rimodellamento osseo; - Il sistema circonferenziale interno: delimitante la cavità midollare centrale. I sistemi lamellari dell’osso spugnoso formano semplici trabecole. Ogni trabecola è rivestita da endostio ed è costituita da osteociti e lamelle parallele addossate le une alle altre. Le trabecole sono orientate in maniera irregolare, delimitando un labirinto di cavità intercomunicanti occupate da midollo osseo. Nell'osso spugnoso non sono presenti sistemi haversiani e le trabecole non sono attraversate da vasi sanguigni, che sono invece presenti nelle cavità midollari. 12 Le ossa vengono classificate in base alla loro forma: ossa lunghe, ossa corte e ossa piatte. In un osso lungo le epifisi sono costituite da tessuto spugnoso, mentre la diafisi è costituita da tessuto compatto. Osso compatto e osso spungoso L'osso presenta 2 strutture: compatto e spugnoso. L'osso compatto appare come una massa densa e omogenea priva di cavità macroscopicamente visibili. È molto più resistete alla compressione in senso longitudinale. Si definisce osso spugno un osso di aspetto poroso che presenta delle cavità contenenti midollo osseo emopoietico. È presente dove le forze vengon applicate da varie direzioni. La superficie esterna non articolare delle ossa è ricoperta dal periostio, tessuto connettivo fibrillare denso non calcificato e riccamente vascolarizzato che si inserisce sull’osso tramite fibre collagene perforanti dette fibre di Sharpey. Il periostio appare costituito da uno strato esterno fibroso ricco di fibre e vasi sanguigni e povero di cellule e da uno strato più profondo a contatto con l’osso, detto strato osteogenico di Ollier, contenente cellule con potenzialità osteogeniche (cellule osteoprogenitrici). L’endostio è un sottile strato cellulare incompleto. contiene cellule epiteliali, osteoblasti, preosteoblasti, osteoclasti. Riveste le trabecole dell’osso spugnoso, le cavità midollari, i canali di Havers e i canali di Volkmann, e ha proprietà osteogeniche. Mineralizzazione dell’osso Dopo la secrezione di osteoide da parte degli osteoblasti, si realizza la deposizione di cristalli di idrossiapatite, regolarmente allineati fra le fibre collagene. La matrice calcificata conferisce durezza all’osso Ossificazione Il processo di formazione dell’osso (ossificazione) consiste nella sostituzione di tessuti connettivi preesistenti con tessuto osseo e può avvenire sia a partire da tessuto connettivo mesenchimale (ossificazione diretta/membranosa), che da tessuto cartilagineo (ossificazione indiretta/condrale). 13 I due processi avvengono in modo parallelo e presentano in ogni caso quattro fasi in comune: 1. Formazione iniziale dell’embrione e nel feto, 2. Crescita 3. Ricostruzione 4. Riparazione e fratture. Ossificazione diretta/membranosa L'ossificazione diretta avviene a partire dai centri di ossificazione che compaiono nel mesenchima. Nei centri di ossificazione si sviluppa una ricca rete vascolare e si addensano le cellule mesenchimali, che inizialmente proliferano per poi differenziarsi in cellule osteoprogenitrici, che a loro volta diventano osteoblasti secernenti. Gli osteoblasti secernono matrice organica (osteoide) e se ne circondano, rimanendo intrappolati al suo interno come osteociti. L'osso neoformato è di tipo fibroso ed è organizzato in trabecole circondate il mesenchima vascolarizzato (osso spugnoso). Via via che la disposizione di matrice ossea procede l’osso neoformato si accresce in spessore per apposizione di nuova matrice ossea. Sulla loro superficie sono rinvenibili numerosi osteoclasti, derivati dai preosteoclasti circolanti, che erodono l’osso, contribuendo al rimodellamento del primitivo tessuto osseo non lamellare a fibre intrecciate in tessuto osseo lamellare definitivo. Laddove l’osso dovrà rimanere spugnoso, le trabecole assumeranno un’organizzazione di tipo lamellare e andranno a circoscrivere spazi midollari. Laddove dovrà formarsi osso compatto, le trabecole si ispessiranno, colmando gli spazi vascolari e disponendosi in modo più regolare fino ad organizzarsi nei vari sistemi lamellari. Sulla superficie dell’osso neoformato il mesenchima si addenserà a formare il periostio. Una variante dell’ossificazione diretta è considerata l’ossificazione mantellare che avviene a livello del corpo della mandibola. La peculiarità di questa di ossificazione è che l’osso in formazione si modella attorno ad un abbozzo cartilagineo detto cartilagine di Meckel. Tale abbozzo cartilagineo ha la funzione di induttore del differenziamento in senso osteogenico del mesenchima circostante. 14 Ossificazione indiretta L'ossificazione indiretta è tipica delle ossa lunghe e brevi e richiede la presenza di un abbozzo di cartilagine ialina. Nelle ossa lunghe, i primi segni di ossificazione (centri primari) compaiono nella parte centrale della diafisi. I condrociti dell’abbozzo cartilagineo diventano ipertrofici e inducono il differenziamento di cellule del pericondrio in cellule osteoprogenitrici e quindi in osteoblasti, i quali depositano un sottile manicotto osseo nella zona centrale della diafisi. In seguito, andando incontro a morte programmata lasciano liberi degli spazi che potranno essere occupati da osteoblasti, capillari e tessuto emopoietico e rilasciano dei fattori che provocheranno la mineralizzazione della matrice cartilaginea su cui gli osteoblasti depositeranno matrice ossea. Contemporaneamente avviene il processo di riassorbimento della matrice calcificata ad opera di condroclasti. La diafisi si accresce in lunghezza attorno al sottile collare osseo neoformato si organizza il periostio. Man mano che a livello diafisario si forma l’osso spugnoso primitivo, a livello epifisario compaiono i centri di ossificazione secondaria. I condrociti proliferano, si ipertrofizzano e vanno incontro ad apoptosi. Inizia quindi la deposizione di matrice ossea sui residui di cartilagine epifisaria calcificata che rimane all’interno delle trabecole ossee neoformate. Prima ancora che l’ossificazione primaria si terminata, inizia un processo detto di ossificazione secondaria, che consiste nella progressiva distruzione del tessuto osseo primitivo parte degli osteoclasti e la contemporanea sostituzione con tessuto osseo lamellare. 15 Il sangue Può essere definito un connettivo specializzato composto da: - parte corpuscolata: i globuli rossi o eritrociti, i globuli bianchi o leucociti, le piastrine o trombociti - parte fluida: il plasma Le sue funzioni sono: - Trasporta gas disciolti, sostanze nutritive, prodotti del catabolismo - Trasporta enzimi e ormoni a specifici tessuti-bersaglio - Regola pH e composizione elettrolitica dei liquidi interstiziali - Riduce la perdita di liquidi attraverso lesioni di vasi e di altri tessuti (emostasi) - Difende il corpo dalle tossine e dai patogeni - Contribuisce a regolare la temperatura corporea Il sangue è un fluido viscoso dal colore rosso bruno e pH 7.4. La volemia si modifica in base all’età. Il sangue circola in un sistema di canali chiusi, i vasi sanguigni, spinto da un organo propulsore, il cuore, ed è il veicolo ideale per il trasporto di sostanze. Il sangue è costituito da cellule e matrice extracellulare. A differenza degli altri tessuti connettivi, la matrice extracellulare, che viene detta plasma, è di natura liquida e non contiene fibre ma proteine disciolte in soluzione. Nel plasma sono sospese le cellule del sangue, che vengono dette elementi figuranti o corpuscolati comprendono: - Eritrociti o globuli rossi - Leucociti o globuli bianchi; - Piastrine o trombociti. 16 Le funzioni principali del sangue comprendono: - Il trasporto di sostanze nutritive dal tratto gastrointestinale alle cellule di tutto l’organismo; - Il trasporto di gas respiratori nel distretto polmonare e a tutte le cellule dell’organismo; - Il trasporto al rene dei prodotti di rifiuto rimossi dai vari distretti corporei; - La regolazione del pH e della temperatura corporea; - Il mantenimento della pressione osmotica dei liquidi tessutali; - La difesa da tossine e patogeni. È necessario che l’organismo provveda continuamente alla rimozione di cellule danneggiate e alla loro sostituzione. L'emopoiesi si realizza grazie alla proliferazione e al differenziamento di cellule staminali che danno origine alle diverse linee cellulari all’interno di specifici organi ematopoietici. L'emopoiesi ha luogo in diversi sedi nel corso della vita, iniziando durante la III settimana di sviluppo embrionale a livello del sacco vitellino, per poi avere luogo a livello epatico, splenico e midollare. Il midollo osseo con funzioni ematopoietiche viene detto midollo rosso ed è localizzato nell’adulto a livello delle ossa spugnose nonché nelle epifisi delle ossa lunghe, mentre in altre sedi viene sostituito da tessuto adiposo e viene pertanto chiamato midollo giallo. In caso di gravi emorragie il midollo giallo può riconvertirsi in midollo rosso e l’ematopoiesi riattivarsi anche nelle sedi di ematopoiesi extra midollare primitiva. Se si lascia sedimentare il sangue le diversi componenti si andranno a stratificare nella provetta formando un pellet solido e di colore rosso contenente i globuli rossi, un anello sottile e biancastro contenente i globuli bianchi e le piastrine e, al di sopra, un liquido giallo chiaro, il plasma, che corrisponde a circa 55% del volume della provetta. Il restante 45% del volume della provetta corrisponde alla componente cellulare del sangue e viene definito ematocrito. L'ematocrito esprime la quota percentuale di cellule ematiche sull’intero volume sanguigno. Lo “striscio”, una delle tecniche istologiche più diffuse, consente lo studio microscopico delle cellule del sangue e si distingue dal protocollo “generico” perché, ovviamente, non richiede il taglio del pezzo istologico. Il plasma è un liquido di colore giallastro costituito principalmente da acqua che provvede al trasporto di molecole organiche ed inorganiche, proteine e altri soluti. Le proteine plasmatiche sono rappresentate da albumine prodotte dagli epatociti e adibite al trasporto di ormoni steroidei e di lipidi. 17 Eritrociti Gli eritrociti (globuli rossi) sono cellule altamente differenziate adibite al trasporto dei gas respiratori. Gli eritrociti sono privi di nucleo e di organuli citoplasmatici e per questo vengono definiti corpuscolati del sangue. Hanno forma di disco biconcavo del diametro e presentano un citoplasma acidofilo. Il citoplasma contiene una proteina acidofila che conferisce il colore rosso al sangue e che viene chiamata emoglobina. L'emoglobina è una molecola di medie dimensioni costituita da 4 catene polipeptidiche uguali a due a due, contenenti ciascuna al proprio interno una molecola con al centro un atomo di ferro capace di legare e rilasciare lentamente l’ossigeno. Grazie all’emoglobina i globuli rossi sono in grado di caricarsi di O2 a livello degli alveoli polmonari per poi rilasciarlo per diffusione a livello di tessuti e organi periferici. La forma a disco biconcavo fornisce una superficie di diffusione relativamente ampia e è dovuta alla presenza di un robusto citoscheletro di membrana che consente agli eritrociti di impilarsi all’interno di capillari anche più piccoli del proprio diametro. La membrana dei globuli rossi presenta inoltre delle glicoproteine e lipoproteine con funzione antigenica che determinano l’appartenenza di ciascun individuo a un diverso gruppo sanguigno. Gli eritrociti permangono in circolo per circa 4 mesi e vengono rimossi dal circolo dai macrofagi presenti a livello della milza e del fegato. La formazione degli eritrociti avviene nell’adulto nel midollo osseo. Leucociti I leucociti (globuli bianchi) sono deputati alla difesa dell’organismo contro l’attacco di agenti patogeni di varia natura. Tale compito viene espletato con modalità diverse: tramite fagocitosi e successiva lisi del patogeno (immunità aspecifica) o attraverso la produzione di molecole dirette contro bersagli specifici (immunità specifica). Un aumento patologico dei leucociti viene definito leucocitosi e si realizza in corso di infezioni batteriche più o meno gravi. La cosiddetta formula leucocitaria esprime il rapporto percentuale tra le singole classi di leucociti nel sangue periferico, dove normalmente sono più rappresentati i granulociti neutrofili rispetto ai linfociti. I globuli bianchi sono distinti in due categorie a seconda che siano provvisti o meno di grosse granulazioni citoplasmatiche: 1. Leucociti granulari I leucociti granulari vengono distinti in granulociti neutrofili, eosinofilo e basofili e vengono detti polimoformonucleati. I granulociti neutrofili hanno funzioni di difesa, essendo in grado di fagocitare batteri e sostanze estranee. Sono cellule che presentano un nucleo eterocromatico a banda o polilobato. Queste comprendono granuli primari azzurrofili, corrispondenti a lisosomi e contenenti enzimi idrolitici e granuli secondari contenenti enzimi e sostanze battericide come lisozima e fagocitina. 18 I granulociti eosinofili sono provvisti di un caratteristico nucleo bilobato e mostrano evidenti granuli citoplasmatici contenti proteine basiche. Fagocitano i complessi antigene-anticorpo o attaccano i parassiti che risultano sensibili alla proteina MBP contenuta nei loro granuli. I granulociti basofili presentano un nucleo polilobato. Vengono anche chiamati mastociti circolanti e come nei mastociti anche i granuli dei basofili contengono eparina e istamina. I granulociti basofili e mastociti possiedono inoltre dei recettori di membrana per le IgE prodotte dalle plasmacellule in seguito alla stimolazione dei linfociti B da parte di antigeni specifici chiamati allergeni. Un loro aumento si riscontra nelle patologie tumorali del midollo osseo. 2. Leucociti agranulari I leucociti agranulari comprendono monociti e linfociti. I monociti sono dei fagociti essendo in grado di fagocitare molti tipi di sostanze estranee. Sono i precursori dei macrofagi del tessuto connettivo. Il nucleo ha una caratteristica forma di ferro di cavallo o a fagiolo. I monociti maturi vengono immessi nel torrente circolatorio. Essi migrano nel tessuto connettivo, dove, dopo essersi trasformati in macrofagi. I macrofagi residenti si localizzano negli organi del cosiddetto sistema dei fagociti mononucleati, comprendenti fegato (cellule di Kupffer), polmone e milza (macrofagi alveolari e interstiziali), osso (osteoclasti) e sistema nervoso centrale (microglia). I linfociti sono in grado di riconoscere antigeni specifici (risposta immunitaria specifica). Sono cellule che popolano anche gli organi e i tessuti linfoidi, nonché la linfa. La linfa si forma per confluenza del liquido intercellulare e tessutale e si raccoglie nei capillari linfatici. Per l’origine e il ruolo svolto nell’ambito delle risposte immunitarie specifiche, i linfociti si distinguono in cellule B, T e NK (natural killer). I linfociti acquisita la competenza migrano nei linfonodi e nella milza, dove formano cloni di cellule identiche. Dopo la stimolazione mediante l’antigene proliferano e si differenziano in due popolazioni: - Cellule della memoria: non partecipano alla risposta immunitaria, ma rimangono nel clone e sono pronte a rispondere a quell’antigene; - Cellule effettrici: sono i linfociti immunocompetenti che possono essere classificate come Linfociti B e T. Linfociti B Si formano e divengono immunocompetenti nel midollo osseo, sono i linfociti responsabili della risposta immunitaria umorale. Si possono differenziare in plasmacellule e produrre anticorpi. Linfociti T Migrano dal midollo osseo al timo dove maturano. Costituiscono il sistema immunitario, con la risposta cellulo-mediata. Si suddividono in: - Linfociti T citotossici: contatto diretto ed uccisione delle cellule estranee o infette; - Linfociti T helper: inizio e sviluppo della risposta immunitaria; - Linfociti T suppressor: soppressione della rispsota immunitaria. 19 Natural Killer Sono in grado di uccidere le cellule estranee o trasformate senza l’intervento dei linfociti T. Piastrine Le piastrine non sono vere e proprie cellule, bensì frammenti cellulari. Esse rappresentano porzioni citoplasmatiche dei megacariociti. In ogni piastrina è osservabile una regione periferica chiara detta ialomero ed una regione centrale più scura detta granulomero. È evidente uno spesso rivestimento elettrodenso (glicocalice) costituito dai fattori piastrinici e plasmatici della coagulazione, un consistente apparato citoscheletrico costituito da microtubuli e microfilamenti. A contatto con il collagene esposto dalla lesione, le piastrine liberano sostanze vasocostrittive. Si agglutinano formando un tappo piastrinico. Il tappo piastrinico viene convertito in coagulo in seguito alla precipitazione di fibrinogeno in fibrina, formando una rete di filamenti che imbriglia piastrine, globuli rossi e altre cellule del sangue. L’ emopoiesi è il processo mediante il quale si sviluppano gli elementi figurati del sangue. Si divide in due fasi - Fase prenatale, formata a sua ora da tre fasi, 1. Fase mesoblastica, Mesoderma del sacco vitellino, seconda settimana vita intrauterina, le cellule mesenchimali si aggregano a formare isole sanguigne con eritrociti nucleati, 2. Fase splenica, Secondo trimestre, prosegue fino al termine della gravidanza, insieme a quella epatica, 3. Fase mieloide, Emopoiesi midollare. Inizia alla fine del secondo trimestre. Lo sviluppo del sistema scheletrico induce il midollo ad assumere ruolo predominante nella produzione delle cellule ematiche - Fase post-natale, Avviene quasi esclusivamente nel midollo osseo, Produzione continua di cellule ematiche da precursori staminali, Le cellule staminali vanno incontro a divisione e differenziamento, Ogni giorno più di 1011 cellule ematiche sono prodotte dal midollo. Midollo osseo Si trova nella cavità midollare ossa lunghe e tra le trabecole delle ossa spugnose Ha una consistenza gelatinosa, altamente vascolarizzato, separato dal tessuto osseo dall’endostio Rappresenta il 5% del peso corporeo Dal 5°mese è responsabile della produzione di tutte le cellule del sangue (Cellule Staminali Ematopoietiche pluripotenti) Maturazione dei linfociti B e formazione dei linfociti immaturi T. 20 Si divide tra: - Midollo Rosso, Nel neonato, ricco di eritrociti; nell’adulto presente nelle epifisi delle ossa lunga e nelle ossa spugnose (piatte e corte) - Midollo Giallo, Nelle diafisi delle ossa lunghe dopo i 20 anni. Accumulo di grasso che sostituisce i tessuti ematopoietici Cellule staminali emopoietiche pluripotenti Due tipi di staminali multipotenti, che origineranno le varie cellule progenitrici - CFU-S (Colony-Forming Unit-S), Precursore della linea mieloide (eritrociti, granulociti, monocti e piastrine) - CFU-Ly (Colony-Forming Unit-Ly), Precursore della linea linfoide (cellule B e T) Maturazione dei precursori è caratterizzata da: - Riduzione delle dimensioni - Scomparsa dei nucleoli - Addensamento della cromatina - Comparsa nel citoplasma delle caratteristiche della cellula matura (granuli) Tessuto linfoide È un tessuto connettivo reticolare Serve per la difesa dell’organismo: - Immunità naturale o innata; - Immunità acquisita o adattativa, Umorale o Cellulo mediata Gli organi linfoidi sono: - Organi capsulati (linfonodi, tonsille, timo, milza) - Tessuto linfodide diffuso, conglomerati di cellule linfoidi La linfa è un liquido drenato dagli spazi interstiziali e trasportato nei vasi linfatici, a fondo cieco. 21