Appunti di Istologia ed Embriologia 2023-2024 PDF

Professoressa Fulvia Ortolani Appunti revisionati Istologia A.A. 2023-2024 Sommario 1. INTRODUZIONE AL CORSO......................................................................................................................................... 1 1.1 DEFINIZIONE DELLE DISCIPLINE................................................................................................................................................ 1 1.1.1 EMBRIOLOGIA................................................................................................................................................................... 2 1.1.1.1. MODALITÀ DI FORMAZIONE DI UN ORGANO............................................................................................................... 3 1.1.1.2. ONTOGENESI E FILOGENESI.......................................................................................................................................... 3 1.1.1.3. FILOGENESI................................................................................................................................................................... 4 1.1.1.4. LO ZIGOTE..................................................................................................................................................................... 5 1.2 ESEMPI DI SEZIONI ORGANICHE................................................................................................................................................ 5 1.2.1. FONTI DI VARIAZIONE TRA I VARI TIPI DI CELLULE........................................................................................................... 6 1.2.2. TESSUTI................................................................................................................................................................................. 6 1.2.2.1 TESSUTO EPITELIALE...................................................................................................................................................... 6 1.2.2.2 TESSUTO CONNETTIVO.................................................................................................................................................. 6 1.2.2.3. TESSUTO MUSCOLARE.................................................................................................................................................. 7 1.2.2.4. TESSUTO NERVOSO....................................................................................................................................................... 7 2. LIMITE DI RISOLUZIONE............................................................................................................................................. 7 2.1 MICROSCOPIO OTTICO............................................................................................................................................................. 7 2.2 MICROSCOPIO ELETTRONICO................................................................................................................................................... 7 2.3 ALLESTIMENTO DEI PREPARATI PERL’OSSERVAZIONE (MICROSCOPIO OTTICO)........................................................................ 8 2.3.1 FISSAZIONE....................................................................................................................................................................... 8 2.3.2 DISIDRATAZIONE............................................................................................................................................................... 9 2.3.4 XILOLO.............................................................................................................................................................................. 9 2.3.5 PARAFFINA........................................................................................................................................................................ 9 2.3.6 TAGLIO.............................................................................................................................................................................. 9 2.3.7 IDRATAZIONE.................................................................................................................................................................. 10 2.3.7 COLORAZIONE................................................................................................................................................................. 10 3.7.1 ESEMPI DI COLORAZIONI................................................................................................................................................ 10 4. INTERPRETAZIONE DELLE SEZIONI........................................................................................................................... 14 5. ALLESTIMENTO PREPARATI (MICROSCOPIO ELETTRONICO A TRASMISSIONE)...................................................... 15 5.1 FASI:........................................................................................................................................................................................ 15 5.1.1 ESEMPIO DI DIVERSE MODALITÀ DI VISUALIZZAZIONE DI UNA CELLULA....................................................................... 16 6. SEM – MICROSCOPIO ELETTRONICO A SCANSIONE................................................................................................ 17 6.1 ESEMPI DI OSSERVAZIONI AI VARI MICROSCOPI:.................................................................................................................... 17 7. REAZIONI IMMUNOISTOCHIMICHE......................................................................................................................... 18 7.1 IMMUNOFLUORESCENZA....................................................................................................................................................... 19 7.2 IMMUNOGOLD LABELLING..................................................................................................................................................... 19 8. FREEZE ETCHING –CRIOFRATTURA E REPLICA......................................................................................................... 21 9. CELLULA.................................................................................................................................................................... 21 10. LE PROTEINE........................................................................................................................................................... 23 10.1 COMPONENTE GLUCIDICA.................................................................................................................................................... 24 11. CITOSCHELETRO..................................................................................................................................................... 26 11.1 MICROTUBULI....................................................................................................................................................................... 27 11.2 MICROFILAMENTI................................................................................................................................................................. 29 11.3 FILAMENTI INTERMEDI......................................................................................................................................................... 31 12. NUCLEO.................................................................................................................................................................. 33 13. SISTEMA DI MEMBRANE INTERNO........................................................................................................................ 34 13.1 RETICOLO ENDOPLASMATICO RUGOSO................................................................................................................................ 34 13.2 RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO.................................................................................................................................... 37 13.3 APPARATO DEL GOLGI........................................................................................................................................................... 38 13.4 APPARATO DEL GOLGI........................................................................................................................................................... 39 13.5 CELLULE MUCIPARI CALICIFORMI......................................................................................................................................... 40 13.6. VACUOLI DI SECREZIONE..................................................................................................................................................... 41 13.7 MITOCONDRI........................................................................................................................................................................ 45 13.8 PEROSSISOMI....................................................................................................................................................................... 48 13.9 INCLUSI CITOPLASMATICI...................................................................................................................................................... 48 13.10 NUCLEO.............................................................................................................................................................................. 50 13.10.1 EUCROMATINA E ETEROCROMATINA......................................................................................................................... 50 13.10.2 ATTIVITÀ NUCLEARI.................................................................................................................................................... 51 13.10.3 INVOLUCRO NUCLEARE.............................................................................................................................................. 51 13.10.4 PORO NUCLEARE........................................................................................................................................................ 51 13.10.5 LAMINA NUCLEARE.................................................................................................................................................... 51 13.10.6 PROGERIA – SINDROME DI HUTCHINSON-GILFORD................................................................................................... 52 13.11 NUCLEOLO.......................................................................................................................................................................... 52 13.12 INTRODUZIONE ALL’ISTOLOGIA.......................................................................................................................................... 52 14 TESSUTO EPITELIALE............................................................................................................................................... 54 14.1 GENERALITÀ DEL TESSUTO EPITELIALE.................................................................................................................................. 54 14.2 SPECIALIZZAZIONI DELLE SUPERFICI LATERALI...................................................................................................................... 55 14.2.1 GIUNZIONI MECCANICHE............................................................................................................................................. 56 14.2.2 GIUNZIONI OCCLUDENTI............................................................................................................................................... 57 14.2.3 GIUNZIONI ANCORANTI................................................................................................................................................ 57 14.2.4 DESMOSOMA................................................................................................................................................................ 58 14.2.5 GIUNZIONI COMUNICANTI........................................................................................................................................... 58 14.2.6 SPECIALIZZAZIONI DELLA SUPERFICIE APICALE............................................................................................................. 59 14.2.7 CIGLIA........................................................................................................................................................................... 59 14.2.8 MICROVILLI................................................................................................................................................................... 60 14.2.9 STEREOCIGLIA............................................................................................................................................................... 61 14.3 APPARATO BASTONCINIFORME............................................................................................................................................ 62 14.4 EPITELI DI RIVESTIMENTO..................................................................................................................................................... 66 14.5 EPITELIO MONOSTRATIFICATO O SEMPLICE.......................................................................................................................... 68 14.6 EPITELIO PAVIMENTOSO SEMPLICE...................................................................................................................................... 68 14.6.1 LA PARETE DEI CAPILLARI............................................................................................................................................. 69 14.6.2 LA PARETE DEI VASI....................................................................................................................................................... 70 14.6.3 LOCALIZZAZIONE DELL’EPITELIO PAVIMENTOSO SEMPLICE.......................................................................................... 72 14.7 EPITELIO ISOPRISMATICO SEMPLICE..................................................................................................................................... 73 14.8 EPITELIO BATIPRISMATICO SEMPLICE................................................................................................................................... 73 14.9 EPITELIO BATIPRISMATICO PSEUDOSTRATIFICATO O EPITELIO PLURISERIATO...................................................................... 75 14.10 EPITELIO CUBICO E CILINDRICO COMPOSTO....................................................................................................................... 76 14.11 EPITELIO PAVIMENTOSO COMPOSTO................................................................................................................................. 77 14.11.1 EPIDERMIDE............................................................................................................................................................... 78 14.11.2 STRATO GERMINATIVO............................................................................................................................................... 80 14.11.3 STRATO SPINOSO........................................................................................................................................................ 80 14.11.4 STRATO GRANULOSO.................................................................................................................................................. 81 14.11.5 STRATO LUCIDO.......................................................................................................................................................... 81 14.11.6 STRATO CORNEO......................................................................................................................................................... 82 14.11.7 EPIDERMIDE E MELANINA.......................................................................................................................................... 82 14.11.8 MODIFICAZIONI DEL TESSUTO PER STIMOLI MECCANICI........................................................................................... 83 14.12 EPITELIO POLIMORFO O DI TRANSIZIONE........................................................................................................................... 83 15 EPITELI GHIANDOLARI............................................................................................................................................. 85 15.1 GHIANDOLE ESOCRINE:........................................................................................................................................................ 86 15.2 GHIANDOLE ESOCRINE SEMPLICI.......................................................................................................................................... 88 15.3 GHIANDOLE TUBULARI SEMPLICI.......................................................................................................................................... 88 15.4 GHIANDOLE GASTRICHE PROPRIAMENTE DETTE:................................................................................................................ 90 15.4.1 CELLULE G..................................................................................................................................................................... 93 15.5 GHIANDOLE PILORICHE E CARDIALI...................................................................................................................................... 94 15.6 GHIANDOLE UTERINE........................................................................................................................................................... 94 15.7 GHIANDOLE SUDORIPARE..................................................................................................................................................... 95 15.7 GHIANDOLE ALVEOLARI SEMPLICI:....................................................................................................................................... 96 15.8 GHIANDOLE ALVEOLARI COMPOSTE:.................................................................................................................................... 98 15.9 GHIANDOLE TUBULO-ALVEOLARI COMPOSTE:..................................................................................................................... 99 15.10 GHIANDOLE TUBULO-ALVEOLARI COMPOSTE.................................................................................................................. 101 15.10.1 GHIANDOLE SALIVARI MAGGIORI............................................................................................................................. 101 15.10.2 GHIANDOLA PAROTIDE............................................................................................................................................. 102 15.10.3 GHIANDOLA SOTTOMANDIBOLARE.......................................................................................................................... 102 15.10.4 SEMILUNE DEL GIANNUZZI....................................................................................................................................... 103 15.10.5 GHIANDOLA SOTTOLINGUALE.................................................................................................................................. 104 15.10.6 PANCREAS ESOCRINO............................................................................................................................................... 104 16 EPITELI GHIANDOLARI ENDOCRINI....................................................................................................................... 105 16.1 ORIGNE EMBRIONALE ED ISTOGENESI DELI EPITELI GHIANDOLARI.................................................................................... 105 16.1.1 ORIGINE EMBRIONALE............................................................................................................................................... 105 16.1.2 ISTOGENESI DEGLI EPITELI GHIANDOLARI.................................................................................................................. 106 16.3 IPOFISI................................................................................................................................................................................ 106 16.3.1 INCISO SULLE COMPONENTI DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE............................................................................... 106 16.3.2 ANATOMIA DELL’IPOFISI............................................................................................................................................. 107 16.3.3 LO SVILUPPO EMBRIONALE DELL’IPOFISI.................................................................................................................... 107 16.3.4 COSTITUZIONE DI ADENOIPOFISI E NEUROIPOFISI:.................................................................................................... 108 16.3.4 REGOLAZIONE DELL’ADENOIOOFISI............................................................................................................................ 111 16.4 LE GONADI.......................................................................................................................................................................... 111 16.5 L’EPIFISI.......................................................................................................................................................................... 113 16.6 Tiroide............................................................................................................................................................................ 114 16.7 LA PARATIROIDE............................................................................................................................................................. 116 16.8 CELLULE OSSIFILE........................................................................................................................................................... 116 16.9 PANCREAS...................................................................................................................................................................... 117 16.10 GHIANDOLE SURRENALE............................................................................................................................................. 119 16.11 MIDOLLARE DEL SURRENE........................................................................................................................................... 120 16.12 CORTICALE DEL SURRENE............................................................................................................................................ 121 16.13 ZONA FASCICOLATA E ZONA RETICOLATA..................................................................................................................... 121 17. IL CICLO OVARICO................................................................................................................................................. 123 17.1 L’OVAIO............................................................................................................................................................................... 124 17.1.1 LA FOLLICOLOGENESI.................................................................................................................................................. 124 17.1.2 I FOLLICOLI PRIMORDIALI........................................................................................................................................... 125 17.2 IL CORPO LUTEO.................................................................................................................................................................. 132 17.3 IL CICLO MESTRUALE........................................................................................................................................................... 133 17.3.1 IL CICLO TUBARICO..................................................................................................................................................... 133 17.3.2 IL CICLO UTERINO....................................................................................................................................................... 134 17.3.3 CICLO ENDOMETRIALE................................................................................................................................................ 134 17.3.3.1 FASE RIGENERATIVA (1 - 3 GIORNO)........................................................................................................................ 134 17.3.3.2 FASE PROLIFERATIVA (4 - 14 GIORNO)..................................................................................................................... 134 17.3.3.3 FASE SECRETIVA O PROGESTINICA (15 - 25 GIORNO).............................................................................................. 135 17.3.3.4 FASE REGRESSIVA E DESQUAMATIVA (26 - 28 GIORNO).......................................................................................... 135 17.3.4 CICLO ENDOCERVICALE............................................................................................................................................... 136 17.3.5 CICLO MIOMETRIALE.................................................................................................................................................. 136 17.3.6 CICLO VAGINALE......................................................................................................................................................... 137 18. TESSUTO CONNETTIVO........................................................................................................................................ 138 18.1 GENERALITÁ........................................................................................................................................................................ 138 18.2 MATRICE EXTRACELLULARE................................................................................................................................................ 139 18.2.3 COLLAGENE................................................................................................................................................................. 139 18.2.4 STRUTTURA................................................................................................................................................................ 139 18.2.4 FIBRILLOGENESI.......................................................................................................................................................... 140 18.2.5 ASSEMBLAMENTO DELL FIBRILLA DI COLLAGENE...................................................................................................... 141 18.2.6 COLORAZIONE POSITIVA E NEGATIVA......................................................................................................................... 144 18.2.7 COLORAZIONE POSITIVA E NEGATIVA......................................................................................................................... 145 18.2.8 FREEZE ETCHING......................................................................................................................................................... 146 18.2.9 COLLAGENE DELLA CORNEA....................................................................................................................................... 146 18.2.10 FIBRE COLLAGENE..................................................................................................................................................... 147 18.3 FIBRE COLLAGENE DI TIPO I................................................................................................................................................ 148 18.3.1 FIBRE COLLAGENE RETICOLARI................................................................................................................................... 148 18.3.2COLLAGENI FIBRILLARI MAGGIORI.............................................................................................................................. 148 18.4 FIBRE ELASTICHE................................................................................................................................................................. 149 18.4.1 ELASTOGENESI............................................................................................................................................................ 149 18.5 SOSTANZA FONDAMENTALE............................................................................................................................................... 152 18.5.1 COMPONENTE ORGANICA.......................................................................................................................................... 152 18.5.2 INTERAZIONE CELLULA-MATRICE................................................................................................................................ 154 18.5.2 INTERAZIONE CELLULA-MATRICE................................................................................................................................ 155 18.6 COMPONENTE CELLULARE................................................................................................................................................. 155 18.6.1 CELLULE RESIDENTI..................................................................................................................................................... 155 18.6.1.2 FIBROBLASTI............................................................................................................................................................ 155 18.6.1.3 MIOFIBROBLASTI..................................................................................................................................................... 155 18.6.1.4 CELLULE RETICOLARI................................................................................................................................................ 156 18.6.1.5 TENOCITI.................................................................................................................................................................. 156 18.6.1.6 TELOCITI................................................................................................................................................................... 156 18.6.1.7 MACROFAGI............................................................................................................................................................. 156 18.6.1.8 MASTOCITI............................................................................................................................................................... 157 18.6.1.9 ADIPOCITI UNILOCULARI.......................................................................................................................................... 157 18.6.1.10 ADIPOCITI MULTILOCULARI................................................................................................................................... 157 18.6.1.11 MELANOCITI.......................................................................................................................................................... 158 18.6.1.12 PERICITI.................................................................................................................................................................. 158 18.6.2 CELLULE MIGRANTI..................................................................................................................................................... 159 18.6.2.1 LINFOCITI B e T........................................................................................................................................................ 159 18.6.2.2 GRANULOCITI........................................................................................................................................................... 159 18.6.2.3 MONOCITI................................................................................................................................................................ 161 18.7 TESSUTI CONNETTIVI PROPRIAMENTE DETTI..................................................................................................................... 161 18.7.1. LASSO E DENSO.......................................................................................................................................................... 161 18.7.2 TENDINI...................................................................................................................................................................... 162 18.7.3 ENDOTENONIO........................................................................................................................................................... 162 18.7.4 PERITENONIO............................................................................................................................................................. 163 18.7.5 EPITENONIO................................................................................................................................................................ 163 18.7.6 TESSUTO CONNETTIVO ELASTICO............................................................................................................................... 163 18.7.7 TESSUTO CONNETTIVO MUCOSO............................................................................................................................... 164 18.7.8 TESSUTO CONNETTIVO RETICOLARE.......................................................................................................................... 164 18.7.9 TESSUTO CONNETTIVO LINFOIDE............................................................................................................................... 165 18.7.9.1 TONSILLE.................................................................................................................................................................. 165 18.7.9.2 LINFONODO............................................................................................................................................................. 166 18.7.9.3 MILZA....................................................................................................................................................................... 166 18.7.9.4 TIMO........................................................................................................................................................................ 166 18.8 TESSUTO CONNETTIVO EMOPOIETICO............................................................................................................................... 167 18.9 TESSUTO CONNETTIVO ADIPOSO....................................................................................................................................... 168 18.9.1 DISTINZIONE TRA TESSUTO ADIPOSO BRUNO E BIANCO............................................................................................ 168 18.9.2 GENERALITÀ SUL TESSUTO ADIPOSO.......................................................................................................................... 168 18.9.3 TESSUTO ADIPOSO BIANCO........................................................................................................................................ 169 18.9.4 LOCALIZZAZIONE DEL TESSUTO ADIPOSO................................................................................................................... 169 18.9.5 FUNZIONI DEL TESSUTO ADIPOSO.............................................................................................................................. 170 18.9.6 ADIPOCHINE............................................................................................................................................................... 170 18.9.7 ORMONI: LEPTINA E ADIPONECTINA.......................................................................................................................... 170 18.9.8 TESSUTO ADIPOSO BRUNO......................................................................................................................................... 171 18.9.9 TESSUTO ADIPOSO BRUNO E PREVENZIONE DELL’OBESITÀ........................................................................................ 171 18.9.10 ADIPOCITI PINK......................................................................................................................................................... 173 18.10 TESSUTO CONNETTIVO PIGMENTATO............................................................................................................................... 174 18.11 TESSUTI CONNETTIVI DI SOSTEGNO................................................................................................................................. 174 18.11.1 MATRICE EXTRACELLULARE...................................................................................................................................... 174 18.12 ORGANI PARENCHIMATOSI DI NATURA EPITELIALE.......................................................................................................... 174 18.12.1 RENE......................................................................................................................................................................... 174 18.12.1.2 NEFRONE............................................................................................................................................................... 176 18.12.1.3 CIRCOLAZIONE DEL RENE e PARTI DEL RENE......................................................................................................... 177 18.12.2 IL FEGATO.................................................................................................................................................................. 185 18.12.2.1 TRIADE EPATICA..................................................................................................................................................... 187 18.12.2.2 STRUTTURA DEL LOBULO EPATICO........................................................................................................................ 189 18.12.2.3 EPATOCITI............................................................................................................................................................... 190 18.12.2.4 CELLULE DI VON KUPFFER...................................................................................................................................... 192 18.12.2.5 FRONTE ENDOCRINO............................................................................................................................................. 192 18.12.2.6 CELLULE DI ITO....................................................................................................................................................... 193 18.12.2.7 FRONTE ESOCRINO................................................................................................................................................ 194 18.13 TESSUTI CONNETTIVI DI SOSTEGNO................................................................................................................................. 195 18.13.1 TESSUTO CARTILAGINEO........................................................................................................................................... 195 18.13.2 COLLAGENI TESSUTO-SPECIFICI................................................................................................................................ 197 18.13.3 DIFFERENZA TRA COLLAGENE OMOTRIMERO E ETEROTRIMERO............................................................................. 198 18.13.4 STRUTTURA DELL’AGGREGATO DI PROTEOGLICANI.................................................................................................. 198 18.13.5 CARATTERISTICHE TINTORIALI MATRICE CARTILAGINEA.......................................................................................... 199 18.13.6 GLICOPROTEINE DELLA MATRICE.............................................................................................................................. 199 18.13.7 CONDROCITI............................................................................................................................................................. 199 18.13.7 STRUTTURA E CARATTERISTICHE DELLA CARTILAGINE............................................................................................. 200 18.13.8 MATRICI CARTILAGINEE............................................................................................................................................ 201 18.13.9 PERICONDRIO........................................................................................................................................................... 201 18.13.10 CONDROGENESI...................................................................................................................................................... 202 18.13.11 ACCRESCIMENTO E MATURAZIONE........................................................................................................................ 203 18.13.12 INVECCHIAMENTO CARTILAGINE............................................................................................................................ 204 18.14 TESSUTO CONNETTIVO A MATRICE LIQUIDA, A FUNZIONE TROFICA - IL SANGUE............................................................ 205 18.14.1 PLASMA.................................................................................................................................................................... 205 18.14.2 ELEMENTI FIGURATI.................................................................................................................................................. 206 18.14.3 GLOBULI ROSSI O ERITROCITI................................................................................................................................... 206 18.14.4 PIASTRINE................................................................................................................................................................. 207 18.14.5 LEUCOCITI................................................................................................................................................................. 208 18.14.6 EFFETTORI DELL’IMMUNITÀ INNATA......................................................................................................................... 209 18.14.7 TIPOLOGIE DI LEUCOCITI........................................................................................................................................... 209 18.14.7.1 GRANULOCITI NEUTROFILI.................................................................................................................................... 209 18.14.7.2 GRANULOCITI BASOFILI......................................................................................................................................... 211 18.14.7.3 GRANULOCITI EOSINOFILI...................................................................................................................................... 211 18.14.7.4 MONOCITI.............................................................................................................................................................. 212 18.14.8 EMOPOIESI............................................................................................................................................................... 213 18.14.8.1 ERITROPOIESI......................................................................................................................................................... 214 18.14.8.2 GRANULOCITOPOIESI E MONOCITOPOIESI............................................................................................................ 215 18.14.9 LINFOCITI.................................................................................................................................................................. 216 18.14.9.1 LINFOCITI T............................................................................................................................................................ 217 18.14.9.2 LINFOCITI NK.......................................................................................................................................................... 217 18.14.9.3 LINFOCITI T............................................................................................................................................................ 220 18.14.9.4 Cd8......................................................................................................................................................................... 220 18.14.9.5 Cd4......................................................................................................................................................................... 220 18.14.9.6 LINFOCITI B............................................................................................................................................................ 221 18.14.10 LINFOCITOPOIESI.................................................................................................................................................... 221 18.14.11 TIMO....................................................................................................................................................................... 222 18.15 TESSUTO CARTILAGINEO................................................................................................................................................... 224 18.15.1 CLASSIFICAZIONE DELLE CARTILAGINI...................................................................................................................... 224 18.15.2 CARTILAGINE ARTICOLARE O “DI INCROSTAZIONE”.................................................................................................. 224 18.15.2.1 Zona superficiale o tangenziale:............................................................................................................................ 225 18.15.2.2 Zona intermedia o di transizione:.......................................................................................................................... 225 18.15.2.3 Zona radiale o profonda:....................................................................................................................................... 225 18.15.2.4 Zona calcificata:..................................................................................................................................................... 226 18.15.3 CARTILAGINE FIBROSA O FIBROCARTILAGINE........................................................................................................... 226 18.15.4 CARTILAGINE ELASTICA............................................................................................................................................. 227 18.16 TESSUTO OSSEO................................................................................................................................................................ 229 18.16.1 TESSUTO OSSEO A FASCI INTRECCIATI...................................................................................................................... 229 18.16.2 TESSUTO OSSEO LAMELLARE.................................................................................................................................... 229 18.16.3 TIPI CELLULARI DEL TESSUTO OSSEO........................................................................................................................ 232 18.16.4 OSTEOGENESI........................................................................................................................................................... 233 18.16.5 OSSIFICAZIONE DIRETTA........................................................................................................................................... 233 18.17 TESSUTO CARTILAGINEO................................................................................................................................................... 234 18.17.1 CARTILAGINE ARTICOLARE........................................................................................................................................ 234 18.17.2 TESSUTO OSSEO........................................................................................................................................................ 234 18.17.3 OSSO E COMPONENTI CELLULARI............................................................................................................................. 235 18.17.4 OSTEOCLASTI............................................................................................................................................................ 235 18.17.5 OSTEOBLASTI............................................................................................................................................................ 236 18.17.6 RIMODELLAMENTO E RIMANEGGIAMENTO OSSEO................................................................................................. 237 18.17.7 FRATTURA OSSEA...................................................................................................................................................... 237 18.17.8 OSSIFICAZIONE INDIRETTA (ENCONDRALE).............................................................................................................. 238 18.17.9 OSSIFICAZIONE DELLE OSSA LUNGHE (ENCONDRALE E PERICONDRALE)................................................................. 243 18.17.10 OSSIFICAZIONE MANTELLARE (O PARACONDRALE)................................................................................................ 246 18.17.11 CALCIFICAZIONE PATOLOGICA................................................................................................................................ 246 18.17.12 COMPONENTI CELLULARI PRESENTI IN UNA VALVOLA AORTICA............................................................................ 249 19. TESSUTO MUSCOLARE......................................................................................................................................... 250 19.1 TIPOLOGIE DI TESSUTO MUSCOLARE.................................................................................................................................. 250 19.1.1 TESSUTO MUSCOLARE STRIATO SCHELETRICO........................................................................................................... 251 19.1.2 TESSUTO MUSCOLARE STRIATO CARDIACO................................................................................................................ 251 19.1.3 TESSUTO MUSCOLARE LISCIO..................................................................................................................................... 251 19.2 TESSUTO MUSCOLARE STRIATO SCHELETRICO.................................................................................................................... 252 19.2.1 MIOGENESI................................................................................................................................................................. 252 19.2.2 SARCOMERO E BANDEGGIATURA............................................................................................................................... 253 19.2.2.1 MECCANISMO DI INIBIZIONE................................................................................................................................... 253 19.2.3 PROTEINE TITANICHE.................................................................................................................................................. 255 19.2.3.1 COSTAMERO............................................................................................................................................................ 255 19.2.3.1 RETICOLO SARCOPLASMATICO E TRIADI.................................................................................................................. 256 19.2.4 CONNETTIVO NEL TESSUTO MUSCOLARE................................................................................................................... 257 19.2.4.1 INNERVAZIONE........................................................................................................................................................ 258 19.2.4.2 RIGENERAZIONE MUSCOLARE................................................................................................................................. 259 19.2.4.3 FIBRE BIANCHE E FIBRE ROSSE................................................................................................................................ 260 19.3 TESSUTO MUSCOLARE STRIATO CARDIACO........................................................................................................................ 260 19.3.1 DISCHI INTERCALARI................................................................................................................................................... 262 19.3.2 GIUNZIONI MUSCOLO TENDINEE CARDIACHE............................................................................................................ 266 19.3.3 INNERVAZIONE........................................................................................................................................................... 267 19.3.3.1 CELLULE DEL NODO................................................................................................................................................. 267 19.3.3.2 FIBRE DEL PURKINJE................................................................................................................................................ 268 19.3.3.4 INNERVAZIONE........................................................................................................................................................ 270 19.3.4 CAPACITÀ RIGENERATIVA DEL CUORE......................................................................................................................... 270 19.4 TESSUTO MUSCOLARE LISCIO............................................................................................................................................. 271 19.4.1 ORGANIZZAZIONE DELLE FIBROCELLULE MUSCOLARI LISCE....................................................................................... 272 19.4.2 BANDE VARIAMENTE INTRECCIATE............................................................................................................................. 273 19.4.3 ORGANIZZAZIONE FIBROCELLULA MUSCOLARE LISCIA.............................................................................................. 275 19.4.4 CELLULE SPECIALIZZATE.............................................................................................................................................. 277 19.4.6 STIMOLI...................................................................................................................................................................... 278 19.4.7 CELLULE INTERSTIZIALI DEL CAJAL.............................................................................................................................. 279 19.5 TABELLA RIASSUNTIVA........................................................................................................................................................ 280 20. IL TESSUTO NERVOSO.......................................................................................................................................... 282 20.1 CARATTERISTICHE DEI NEURONI......................................................................................................................................... 282 20.1.1 CARATTERI SPECIFICI DI CROMATOFILIA..................................................................................................................... 284 20.1.2 COMPONENTI CELLULARI DEI NEURONI..................................................................................................................... 285 20.1.3 MORFOLOGIA DEI NEURONI....................................................................................................................................... 286 20.1.3 FLUSSO ASSONICO...................................................................................................................................................... 288 20.1.4 MORFOLOGIA DELLE SINAPSI..................................................................................................................................... 289 20.1.5 MORFOLOGIA DEI RECETTORI..................................................................................................................................... 291 20.2 ACCENNO AI NEUROTRASMETTITORI................................................................................................................................. 292 20.3 CLASSIFICAZIONE DEI NEURONI.......................................................................................................................................... 293 20.4 FIBRE................................................................................................................................................................................... 297 20.5 CELLULE GLIALI................................................................................................................................................................... 298 20.5.1 CELLULE GLIALI DEL SNP............................................................................................................................................. 298 20.5.1.1 CELLULE DI SCHWANN............................................................................................................................................. 298 20.5.2 CELLULE GLIALI DEL SNC............................................................................................................................................. 304 20.5.2.1 CELLULE EPENDIMALI.............................................................................................................................................. 304 20.5.2.2 OLIGODENDROCITI.................................................................................................................................................. 304 20.5.2.3 ASTROCITI................................................................................................................................................................ 305 20.5.2.4 MICROGLIA.............................................................................................................................................................. 307 20.5.3 CAPACITÀ RIGENERATIVA DEL NEVRASSE......................................................................................................................... 307 1. INTRODUZIONE AL CORSO Il corso comprende tre diverse discipline: istologia, embriologia e un piccolo modulo di ostetricia. Istologia ed embriologia fanno parte di uno stesso settore scientifico disciplinare che fa parte a sua volta insieme all’anatomia e alla citologia all’area morfologica ovvero alla disciplina della morfologia. Area morfologica significa descrizione e quindi bisogna acquisire una terminologia descrittiva adeguata (piano trasversale, piano sagittale, piano mediano, prossimale, distale, …). Forma – non descrizione passiva, ma interpretazione tra immagine e realtà L’approccio all’area morfologica presuppone, dato che la morfologia è lo studio della forma, osservazione e quindi noi studiamo cosa si può osservare ma questa non è un’osservazione passiva ma è un’interpretazione del rapporto immagine-realtà, ossia un’analisi critica e attiva. Esempio: osservando un’ombra di una persona abbiamo determinate informazioni, ma essa non ci dà la verità assoluta sulla sua forma – bisogna interpretare in modo critico e conoscere il metodo per comprendere obbiettivamente quella forma. Inoltre, anche la fonte luminosa può determinare un cambiamento nelle dimensioni e nelle forme delle ombre stesse. (La professoressa ha poi proposto ulteriori immagini di esempio di “illusioni ottiche”o di “prospettive” per sottolineare l’importanza dell’analisi critica e del concetto di interpretazione del rapporto tra immagine e realtà). Dimensioni – fondamentale è avere consapevolezza delle unità di misura non ci si può confondere es. cellule→micron, organelli→nanometri. Figura 1 Costituzione – ci si riferisce alla costituzione della materia vivente che compone le forme biologiche che si vanno a descrivere; bisogna avere una conoscenza per quanto riguarda i composti organici, inorganici e le macromolecole biologiche. Composizione chimica del protoplasma: gli elementi più presenti sono: C, O, H, N, S, P; quelli in forma ionica sono: K +, Na+, Ca++ , Mg++ , Cl- , HCO3 - , H2PO3 -. Ci sono poi degli oligo elementi che sono Mn, Fe, Co, Cu, Mo, I, Ni, Zn, Br, V, Al, Se. La composizione chimica del protoplasma è la seguente: Acqua – 75/85% Proteine – 10/20% Lipidi – 2/3% Acidi nucleici – 1/1,5% Glucidi – 1% Sali – 1% 1.1 DEFINIZIONE DELLE DISCIPLINE La morfologia comprende quattro discipline: Anatomia Citologia – studio della cellula Istologia – studio dei tessuti Embriologia – come da una cellula si sviluppa l’embrione e l’organismo intero e come da un organismo si sviluppano i gameti 1 Guardando l’organismo nel suo complesso si può comprendere qualcosa a cui si continuerà a fare riferimento, ossia la correlazione morfo-funzionale: ad una determinata funzione corrisponde sempre una determinata forma che non è mai qualcosa di casuale (si pensi ai nostri arti inferiori che ci permettono di muoverci o agli arti superiori, alla mano, all’opponibilità del pollice, ecc) per cui, fisicamente e macroscopicamente, è facile comprendere ciò. Però non si è fatti soltanto di forma e una struttura unica dentro perché altrimenti il corpo umano non funzionerebbe, per capire cosa permette tutte le funzioni vitali bisogna guardare dentro all’organismo Si immagini di aprire l’addome di un individuo: all’interno si vedono tutta una serie di apparati e sistemi che ci permettono di svolgere determinate funzioni (viene rispettata la correlazione morfo-funzionale). I sistemi presentano tessuti dello stesso tipo (es. sistema nervoso, sistema muscolare, sistema scheletrico, ecc), mentre gli apparati tessuti di tipo diverso (es. apparato osteo-muscolare, apparato digerente, apparato respiratorio, apparato cardiovascolare, ecc ) Ciascun apparato è poi costituito da più organi. Per cui ciascun organo ha una specifica morfologia per svolgere la propria funzione nell’ambito dell’apparato, concorrendo, nel complesso, alla funzionalità di quest’ultimo. Anche questi, però, se guardati al microscopio, sono costituiti dall’integrazione di altre entità strutturali che sono chiamate tessuti. Ciascun tessuto all’interno dell’organo ha una propria struttura per poter svolgere la propria funzione, e queste diverse diverse strutture dei diversi tessuti si integrano per determinare la struttura e la funzione dell’organo. Ciascun tessuto è costituito da altre entità funzionali che sono le cellule e tra queste cellule è interposta la matrice extracellulare. Queste cellule che hanno una struttura specifica e una funzionalità specifica vanno a formare un tessuto. All’interno di queste cellule sono presenti gli organelli cellulari. La cellula è l’unità strutturale di base del protoplasma e possono esistere autonomamente mentre gli organelli no. Ma per svolgere le proprie funzioni una cellula deve avere una struttura specifica data dalla presenza di determinati organelli Esempio: una cellula pancreatica sarà ricca di ribosomi e di reticolo endoplasmatico rugoso deputati alla sintesi e alla modificazione delle proteine. Esempio: una cellula muscolare sarà invece ricca di mitocondri, di reticolo endoplasmatico liscio (per la segregazione del calcio importante per la regolazione della contrazione) e di miofilamenti e componenti del citoscheletro. Invece il reticolo endoplasmatico rugoso non è così rilevante perché actina e miosina sono proteine citoplasmatiche che vengono sintetizzate dai ribosomi liberi. Si hanno diversi livelli gerarchici dell’organismo pluricellulare: Più cellule costituiscono un tessuto → più tessuti si integrano a costituire un organo → più organi concorrono a costituire un apparato → più apparati vanno a costituire un organismo. 1.1.1 EMBRIOLOGIA L’embriologia è lo studio delle dinamiche morfologiche e strutturali che determinano lo sviluppo dell’organismo durante la vita intrauterina ed è molto utile allo studio dell’ostetricia, della chirurgia, della neonatologia e della pediatria perché permette di comprendere l’origine di molte malformazioni. E’ essenzialmente lo studio degli embrioni con due domande fondamentali: “Come fa un organismo a produrre un uovo?” “Come fa un uovo a produrre un organismo?” L’embriologia sta quindi in un aspetto dinamico ovvero spiega come dalla cellula si ottiene l’organismo. 2 Branche dell’embriologia sono l’istogenesi e l’organogenesi. L’istogenesi studia come da una cellula si ottiene un tessuto ovvero studia il processo di sviluppo attraverso il quale un blastema assume la struttura propria di un tessuto. Invece l’organogenesi studia come una cellula si differenzia in un organo ovvero studia il processo di sviluppo attraverso il quale un abbozzo assume la forma di un determinato organo. La morfogenesi indica sia lo sviluppo istogenetico che quello organogenetico ovvero studia come si sviluppa una determinata forma; se è la forma di un tessuto parleremo di istogenesi, se è la forma di un organo parleremo di organogenesi. Viene prima l’istogenesi o l’organogenesi? L’organogenesi non è una fase che segue ma che comprende l’istogenesi e in molti casi è l’istogenesi che completa l’organogenesi. Quindi noi abbiamo cronologicamente prima l’istogenesi e si formano i blastemi, poi comincia ad abbozzarsi l’organogenesi ma la parte finale che determina la morfologia dell’organo finale comprende un’istogenesi più raffinata. 1.1.1.1. MODALITÀ DI FORMAZIONE DI UN ORGANO Per diversi organi il processo appena descritto può avvenire con diverse modalità: Istogenesi (formazione del blastema), organogenesi(abbozzo) e istogenesi (differenziamento dell’organo) Istogenesi (formazione del blastema), organogenesi (abbozzo), apoptosi (organo vestigiale, vestigium o rudimento, che non funziona più). Durante lo sviluppo embrionale si ripercorre l’evoluzione della vita sula Terra quindi durante il nostro sviluppo si sviluppano diversi organi che poi in gran parte degenerano. Per esempio, durante il nostro sviluppo si forma, a livello cervicale, il pronefro che è un primo rene molto precoce e poi scompare. Istogenesi (formazione del blastema), organogenesi (abbozzo), apoptosi, (rudimento o organo vestigiale che in parte si trasforma e si differenzia in un altro organo funzionante). Per esempio, questo è il caso del mesonefro come si osserva nella figura 3. Nel sesso femminile si segue il secondo metodo ovvero si forma l’abbozzo che va incontro ad apoptosi dando origine ad un organo vestigiale. È un vestigio chiamato paradidimo che si trova nell’ala media del legamento largo dell’utero. Nel maschio, invece si segue il terzo metodo ovvero si forma il blastema, l’abbozzo e poi parte del mesonefro va incontro ad apoptosi come nella femmina, ma la restante parte si differenzia in un altro organo chiamato epididimo che fa parte delle vie spermatiche. I rudimenti sono fonti di notevole variazione nel corpo umano e possono avere anche una valenza negativa dato che possono essere potenziali siti di risveglio di cellule che dovrebbero rimanere silenti e perciò essere potenzialmente substrato di emergenza di neoplasie. 1.1.1.2. ONTOGENESI E FILOGENESI L’ontogenesi è il processo di sviluppo attraverso il quale un singolo essere vivente raggiunge la condizione morfo- funzionale definitiva che lo caratterizza. La filogenesi è il processo di sviluppo in senso evolutivo attraverso il quale, nel corso della storia naturale, si sono sovrapposte o avvicendate forme di vita sempre più complesse. Perciò l’ontogenesi ricapitola la filogenesi. I termini ontogenesi e filogenesi sono stati coniati da Ernst Haeckel, embriologo di fine ‘800, diventando così famosissimo, ma questo concetti per la prima volta furono stati intuiti da Cesare Vanini, ex monaco del 1500 che è stato condannato a morte per la sua intuizione, ma si è salvato fuggendo in qualche paese balcanico. 3 Se si paragonano degli embrioni di animali diversi come nella figura 4, che è una tavola di Haeckel, tutti questi appaiono molto simili perché l’estremità cefalica e caudale sono molto uguali quindi difficilmente si riescono a distinguere. In più tutti presentano delle formazioni che sembrano essere solchi brachiali. Però nessuno degli embrioni è un pesce, ma sono tutti tetrapodi terrestri. Se si va avanti nel tempo si intuisce potenzialmente in quali animali si potrebbero differenziare gli embrioni. Se si prosegue ulteriormente lo sviluppo si riconosce quali sono gli animali ovvero una lucertola, un serpente e un coccodrillo. La stessa cosa accade se si osservano gli embrioni di quattro mammiferi, come nella figura 5 (un’altra tavola di Haeckel). Essi sono indistinguibili dagli embrioni dei rettili precedenti e le forme embrionali sono praticamente uguali ovvero presentano la pressoché uguale forma cefalica, forma caudale e quelli che sembrano solchi brachiali Se si segue lo sviluppo riusciamo poi a comprendere che uno diventerà un cane, uno dei Figura 5 pipistrelli, uno un coniglio e l’ultimo un uomo. 1.1.1.3. FILOGENESI Nel regno animale c’è una grande varietà di esseri viventi. Ci sono i procarioti e gli eucarioti: i procarioti sono i batteri e non hanno il nucleo, gli eucarioti invece ce l’hanno e hanno determinati numeri di cromosomi racchiusi nell’involucro nucleare (nell’uomo sono 46). I procarioti sono suddivisi in base alla forma e sono raggruppati in cocchi, bacilli, spirilli, vibrioni... Gli eucarioti invece possono trovarsi come organismi unicellulari chiamati protozoi (eucarioti unicellulari la cui cellula deve svolgere tutte le funzioni e che quindi deve avere tutti gli organelli al proprio interno) o come organismi pluricellulari chiamati metazoi che sono più o meno complessi. I protozoi possono raggrupparsi a formare delle colonie per vivere e sono tendono a vivere insieme grazie a un materiale extracellulare gelatinoso prodotto da loro stessi rimanendo comunque individuali. I mesozoi sono invece organismi con caratteristiche ibride che nel proprio ciclo vitale acquisiscono la forma di individuo unicellulare, si raggruppano in colonie e sono delle forme molto premature di individui pluricellulari differenziati. Essi alternano fasi vitali diverse. Nelle prime fasi vitali sono costituiti da un’unica cellula nucleata assimilabile a un protozoo, poi vanno incontro a diverse divisioni cellulari e si raggruppano a formare una colonia. I mesozoi, nell’ambito dello stesso ciclo vitale, cercano di organizzarsi in modo diverso con cellule che derivano dalla stessa divisone mitotica che si mettono insieme a formare una colonia. Nello stesso ciclo vitale le cellule cercano di differenziarsi quindi cominciano a sviluppare giunzioni intercellulari per legarsi tra loro e innescano diverse vie differenziateve; quindi, si notano cellule con forma e funzione diversa. I mesozoi sono gli abbozzi dei primi metazoi. I metazoi sono organismi pluricellulari con cellule altamente differenziate presentando perciò una varietà di forme diverse: alcune molto semplici come i poriferi (spugne) o i celenterati (meduse) e altri più complessi come i cordati. I cordati sono organismi dotati di uno scheletro assile ovvero la corda dorsale. Filogeneticamente tra i cordati si sono poi differenziati i vertebrati in cui, nello scheletro assile, la colonna vertebrale andrà a sostituire la corda dorsale. I vertebrati si differenziano i ciclostomi (più antichi vertebrati), i pesci cartilaginei, i pesci ossei, gli anfibi (vertebrati che hanno cominciato ad uscire dall’acqua e hanno delle forme che vivono nell’acqua e forme terrestri), i rettili (prime forme di vertebrati che si sono adattati al mondo terrestre), gli uccelli (hanno colonizzato l’aria) e i mammiferi. I poriferi, che hanno differenti gerarchie di complessità, sono formati da un’unica concamerazione interna racchiusa da una parete più o meno complessa. La parete è costituita da cellule differenziate con una specifica funzione. Tra queste cellule c’è una particolare matrice extracellulare chiamata mesoglea. Queste cellule formano gli abbozzi dei primi tessuti. 4 1.1.1.4. LO ZIGOTE Nella figura 6 si osserva come, a livello della tuba uterina avviene la fecondazione ovvero l’ovocita viene fecondato dagli spermatozoi e inizia una nuova vita con la formazione dello zigote. Lo zigote è rapportabile filogeneticamente ai protozoi, quindi ogni essere vivente si inizia a formare come organismo unicellulare. Lo zigote va poi incontro a divisioni mitotiche che danno origine a tante cellule tutte uguali fra di loro che sono chiamati blastomeri. Questi blastomeri sono tutti cellule totipotenti senza connessione reciproca e sono tutti racchiusi da questa membrana chiamata zona pellucida, la quale circonda lo zigote. Questo gruppo di cellule si possono paragonare ad una colonia. Figura 6 Alla fine della prima settimana di sviluppo si forma una struttura che si chiama blastocisti. In questa struttura ci sono già stati degli effetti differenziativi che permettono la comparsa di cellule con significato funzionale diverso. La plastocisti si annida nell’utero prendendo rapporto con l’endometrio e presenta una cavità, che ci permette di poterla così paragonare alla struttura dei poriferi (ci sono già più differenze dei poriferi). Questa è una semplice organizzazione strutturale in cui si abbozzano le giunzioni intercellulari ovvero incomincia ad esserci comunicazione tra cellule un po’ più specifiche. Tutti gli stadi successivi di sviluppo consisteranno in una serie concatenate di eventi e prestazioni cellulari: proliferazioni cellulari, migrazioni cellulari, adesioni fra cellule, adesioni cellula-matrice, morti cellulari e differenziazioni. Ci saranno anche tutta una serie di processi morfogenetici: invaginazioni di tessuto, tubulazioni, ripiegamenti, addensamenti cellulari, rarefazioni cellulari 1.2 ESEMPI DI SEZIONI ORGANICHE Immaginando di aprire si riscontra come l’organismo nel suo complesso abbia tutta una serie di apparati che gli permettono di svolgere tutta una serie di funzioni. Tra questi apparati si può trovare l’apparato urinario la cui funzione è la filtrazione del sangue con la conseguente formazione dell’urina, compito che svolgono i reni. Facendo una sezione al livello del rene (Figura 7) si vedrà una struttura ricca di unità morfo-strutturali chiamate nefroni e ciascuno di essi presenta una struttura chiamata corpuscolo renale o corpuscolo di malpighi, che filtra il sangue, e una serie formulazioni tubulari che Figura 7 raccolgono l’acqua e gli ioni. Queste strutture sono in rapporto con la componente vascolare che porta il sangue. Perciò questi tessuti si integrano a formare queste unità morfo-funzionali che costituiscono il parenchima del rene. Dato che avviene la filtrazione del sangue nel rene ci deve essere questa struttura piena di unità morfo-funzionali. Al contrario una sezione dell’uretere dovrà essere cava perché la sua funzione è di convogliare l’urina e di portarla alla vescica, perciò, questi due organi dovranno essere organi cavi. I visceri possono essere parenchimatosi, come il rene, o cavi, quando presentano cavità al Figura 8 loro interno. Facendo una sezione al livello dell’uretere (Figura 8) si vedrà che al centro c’è un lume rivestito da tessuto epiteliale di rivestimento mentre la parete si vedrà che è costituita da un’integrazione di più tessuti che tendono a stratificare e sarà sempre presente il tessuto muscolare, e fra i due tipi di tessuti ci sarà sempre tessuto connettivo. Il tessuto connettivo è l’unico tessuto vascolarizzato ovvero che contiene i vasi. 5 Se si osservasse una sezione di vescica (figura 9), mettendo una piccola porzione su un vetrino, si noterà subito la stratificazione dei tessuti e quindi la sua appartenenza al gruppo dei visceri cavi. Altro esempio è l’apparato digerente, facendo la sezione a livello dell’intestino tenue anche qui si vedrà la stratificazione dei tessuti: il tessuto epiteliale che si comporta in modo particolare presentando i Figura 9 villi intestinali, poi c’è il tessuto connettivo, il tessuto muscolare, altro connettivo e altro muscolare che si susseguono poiché si ha maggiore complessità e stratificazione in tale organo. (Figura 10). Perciò l’intestino tenue è un viscere cavo. Al microscopio ottico si riusciranno ad identificare le cellule tramite i loro nuclei, i quali costituiscono la parte più cromatofila, mentre gli altri organelli presenti nella cellula non saranno visibili tramite esso, ma solo tramite quello elettronico a causa del limite di risoluzione. 1.2.1. FONTI DI VARIAZIONE TRA I VARI TIPI DI CELLULE I diversi tipi cellulari variano in base alla presenza e alla concentrazione di organelli, infatti riprendendo il discorso precedente, una cellula muscolare sarà ricca di mitocondri e avrà anche il reticolo endoplasmatico liscio, mentre una cellula del pancreas esocrino, che produce enzimi pancreatici, necessita del reticolo endoplasmatico rugoso. Naturalmente i tipi cellulari non si differenziano solo per la presenza e la ricchezza di determinati organelli, ma anche per la Figura 10 morfologia della cellula; infatti, le cellule possono avere delle forme molto diverse le une dalle altre. Ad esempio, le cellule del sangue sono rotonde, le fibre muscolari sono invece allungate e presentano i miofilamenti all’interno. La fibra muscolare striata scheletrica ha la forma cilindrica ed è un sincizio plurinucleato. Il sincizio è un elemento plurinucleato che deriva dalla fusione di più elementi mononucleati. Un neurone invece ha tutta una serie di estensioni citoplasmatiche, tra cui troviamo il neurite che può essere estremamente lungo, le cellule epiteliali possono essere invece cubiche, cilindriche o allungate. Anche le dimensioni sono estremamente variabili, l’ordine di grandezza in generale per le cellule è il micron, le cellule epiteliali hanno dimensioni dell’ordine di 10-20 micron, mentre una cellula della mucosa gastrica dell’epitelio di rivestimento raggiunge i 40 micron. Vi sono poi casi particolari dati dalle fibre muscolari scheletriche, come quelle che costituiscono il muscolo sartorio, che raggiungono i 2-3 centimetri di lunghezza. Un ulteriore esempio è dato dal neurone motore che deve innervare i muscoli dell’alluce: esso presenta il corpo cellulare a livello del midollo spinale ed il suo neurite, unico corpo citoplasmatico che scende lungo tutto l’arto inferiore e raggiunge l’alluce. 1.2.2. TESSUTI Esistono quattro tipi di tessuti: epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso. Questi tipi di tessuti poi si differenziano in ulteriori specializzazioni. 1.2.2.1 TESSUTO EPITELIALE Il tessuto connettivo è principalmente formato da cellule che formano delle lamine che separano due ambienti e mediano i rapporti fra questi due. I tessuti epiteliali si differenziano in epiteli di rivestimento, che rivestono per l’appunto tutto il nostro corpo e tutte le nostre cavità interne, e ghiandolari, le cui cellule sono capaci di produrre sostanze e secernerle. Gli epiteli ghiandolari possono essere esocrini o endocrini. 1.2.2.2 TESSUTO CONNETTIVO Il tessuto connettivo è in gran parte costituito da matrice extracellulare. Questa matrice è prodotta dalle cellule stesse. C’è una grande differenziazione tra i vari tipi di tessuti connettivi: tessuto connettivo propriamente detto; tessuto connettivo di sostegno: la matrice extracellulare è particolarmente solida (tessuto osseo, cartilagine); tessuto connettivo circolante: la matrice extracellulare è molto fluida (sangue, linfa). 6 Il tessuto connettivo è molto importante perché è l’unico tessuto vascolarizzato perciò è in contatto con tutti gli altri tessuti. 1.2.2.3. TESSUTO MUSCOLARE Il tessuto muscolare ha come caratteristica principale la connettività, ovvero la capacità di modificare la propria estensione nello spazio. Esistono tre tipi di tessuto muscolare: tessuto muscolare scheletrico (muscoli scheletrici); tessuto muscolare striato cardiaco (miocardio); tessuto muscolare liscio (si trova a livello dei visceri e a livello vascolare). 1.2.2.4. TESSUTO NERVOSO La caratteristica del tessuto nervoso è la conducibilità ovvero la capacità di riconoscere e interpretare uno stimolo e trasformarlo in un impulso nervoso propagando l’informazione in tutto il corpo. 2. LIMITE DI RISOLUZIONE 2.1 MICROSCOPIO OTTICO Il microscopio ottico è formato da una base, uno stativo, un sistema di lenti e un piattino porta oggetti che deve essere forato per far passare la sorgente luminosa. Il preparato deve essere sufficientemente sottile da essere attraversato dalla luce. Il sistema di lenti comprende la lente dell’oculare e dell’obiettivo; la lente dell’oculare ingrandisce generalmente 10-20 volte massimo, mentre l’obbiettivo può avere diversi ingrandimenti, massimo 100. Per ottenere l’ingrandimento a cui si osserva bisogna moltiplicare il fattore di ingrandimento dell’obiettivo per quello dell’oculare. Per esempio, se inserito un obiettivo 40 e l’oculare fa ingrandire di 10 volte, l’ingrandimento complessivo sarà di 400. Per determinare il limite di risoluzione occorre usare una formula, la formula di Abbe: Figura 11 𝜆 𝑟 = 0,612 𝑛 𝑠𝑒𝑛 ∝ Dove: λ = lunghezza d’onda della radiazione utilizzata per l’illuminazione (nel caso del microscopio ottico, la luce visibile ha un “range” di 400-700 nanometri); n = indice di rifrazione del mezzo interposto fra preparato e obiettivo (normalmente aria, quindi n=1); sen α = seno del semi-angolo α di apertura dell’obiettivo, che dipende dalla qualità delle lenti (per capire la qualità delle lenti bisogna vedere l’apertura dell’obiettivo perché correlato alla quantità di luce che l’obiettivo riesce ad accogliere). Se si usa l’obiettivo 100 con l’aria, ingrandiamo, ma il limite di risoluzione non cambia; quindi, continueremo a non vedere i due punti separati. Se però si cambia n e all’aria si sostituisce una goccia di olio di cedro, 1 diventa 1,5 così migliorando il limite di risoluzione. I possibili miglioramenti si hanno attraverso l’impiego di obiettivi a grande ingrandimento e attraverso la sostituzione di n con una goccia di olio di cedro. 2.2 MICROSCOPIO ELETTRONICO Il microscopio elettronico non utilizza più la luce visibile come fa il microscopio ottico, ma usa un fascio di elettroni, così facendo ridurre la lunghezza d’onda a 0,004 nm (la lunghezza d’onda della luce è dai 400 ai 700 nm). Questo nuovo lambda permette di migliorare enormemente il limite di risoluzione. Il microscopio elettronico è piuttosto grande: presenta una colonna dove c'è vuoto spinto, un filamento incandescente (catodo) in cima da cui parte il fascio di elettroni, i quali vengono accelerati nella colonna da un campo elettrico molto elevato. 7 Le lenti non saranno delle lenti ottiche, ma saranno dei campi elettromagnetici in grado di deviare il fascio di elettroni e il tutto poi viene proiettato su uno schermo fluorescente oppure su una lastra fotografica. La problematica principale è che gli elettroni hanno un basso potere di penetrazione e quindi lo spessore del materiale da esaminare deve essere estremamente sottile. Le sezioni istologiche da osservare col microscopio ottico hanno uno spessore dell’ordine dei micron (6-7 micron), a volte però è importante che sia più spessa per osservare meglio determinate caratteristiche, ad esempio nel caso delle cellule nervose per vedere meglio i prolungamenti; basta che sia attraversato dalla luce visibile. Mentre nella microscopia elettronica c’è la necessità che l'ordine di grandezza sia delle decine di nanometri. Quindi tutto l'allestimento dei preparati che prevede l'osservazione al microscopio elettronico deve essere più sofisticato e complesso. Figura 12 C’è anche il MICROSCOPIO ELETTRONICO A TRASMISSIONE. 2.3 ALLESTIMENTO DEI PREPARATI PERL’OSSERVAZIONE (MICROSCOPIO OTTICO) 2.3.1 FISSAZIONE Esempio proposto dalla professoressa: prendiamo un pezzo di carne dal macellaio e osserviamo cosa succede nel giro di un paio di giorni senza metterlo in frigo. A livello cellulare, la prima cosa che avviene è che i lisosomi rilasciano gli enzimi che portano il tessuto a degradazione, ovvero la cellula va incontro a morte, perdendo gran parte dell’ultrastruttura e inoltre si verifica la contaminazione, ovvero i batteri causano la putrefazione del tessuto. Per evitare tutto ciò, la prima cosa da fare appena si ottiene il prelievo è la fissazione, un processo che comporta l’uccisione rapida dei tessuti, impedendo così a questi ultimi di contaminarsi e di andare incontro a putrefazione. Questo passaggio, che deve essere fatto il più velocemente possibile, determina l’inattivazione degli enzimi autolisanti e dei batteri che provocano la putrefazione del tessuto e inoltre serve a dare una certa stabilità strutturale ai costituenti chimici del protoplasma. Poi bisogna dare una stabilità strutturale ai costituenti chimici del protopalsma. Ciò avviene attraverso dei Figura 13 fissativi, in generale una miscela per essere una buona miscela fissativa deve penetrare il tessuto, quindi fissare uniformemente, non provocare coartazione (la coartazione di un tessuto è un artefatto per cui le fibre si avvicinano tra di loro), non richiedere un tempo di fissazione molto preciso, essere compatibile con tutti gli stadi successivi di allestimento del preparato e che non sia troppo costoso. Il fissativo più usato nella microscopia ottica è la formalina, che è una soluzione tamponata di formaldeide, è molto piccola e quindi penetra molto bene. Nella microscopia elettronica si usa la glutaraldeide che avendo due gruppi aldeidici, è più veloce, ovvero fissa più velocemente, però, essendo più grande, penetra meno nei tessuti; quindi, se il prelievo è spesso la glutaraldeide rimane in superficie. 8 2.3.2 DISIDRATAZIONE Riprendiamo in considerazione l’esempio della carne. Dal prosciutto è più facile ottenere delle sezioni più sottili rispetto a un pezzo di carne, perché il primo è più duro, essendo infatti disidratato. Noi però non possiamo disidratare il preparato e poi osservarlo perché, se si toglie l’acqua, quest’ultimo non avrà più un aspetto fisiologico; quindi, non è possibile rimuovere l’acqua perché altrimenti l’ultrastruttura cambierebbe completamente. Ciò che si può fare, però, è sostituire l’acqua con qualcos’altro, quindi togliere l’acqua ma sostituendola gradualmente con altri reagenti per arrivare a sostituirla con un qualcosa che può diventare duro. Questo qualcosa per la microscopia ottica è la paraffina, che è una sostanza lipidica cerosa che ha una peculiarità: è liquida a 60 gradi, mentre a temperatura ambiente solidifica. Si deve quindi sostituire la paraffina all’acqua, soltanto che la paraffina, essendo una sostanza lipidica, non è compatibile con l’acqua, quindi è necessario fare un passaggio graduale. Prima di tutto si immerge il preparato in una soluzione che lo disidrata gradualmente, senza essiccarlo, grazie a una soluzione a concentrazione crescente di alcoli. Lo si mette in una soluzione che è 50% acqua e 50% alcol, in modo tale che all’interno del preparato parte dell’acqua iniziale, la metà, sia sostituita dall’alcol, poi si aumenta la concentrazione di alcol (70%-30%, 80%-20%, 95%-5%) fino ad arrivare ad alcol assoluto. Alla fine di questo processo ottengo la completa disidratazione del preparato senza modificarne la struttura. Tutti questi passaggi necessitano di tempo, per cui, se il preparato è abbastanza spesso, rimane circa tre giorni in formalina, 24 ore in lavaggio in acqua corrente (per togliere il fissativo), ma poi starà altre 24 ore in alcol 80%, per esempio, poi un’altra ora in alcol 90- 95%, poi un’altra ora in alcol 100% e infine si farà un altro passaggio in alcol assoluto per disidratare bene. La disidratazione deve essere efficace. 2.3.4 XILOLO Tuttavia, per immergere il tessuto in paraffina, è necessario fare un altro passaggio in un solvente organico: il più usato è lo xilolo, che è una specie di benzina (infatti si può usare anche il benzolo, soltanto che è più grezzo). Questo processo, il passaggio in xilolo, è chiamato anche diafanizzazione, infatti il tessuto diventa più trasparente, traslucido, luminoso. A questo punto osservando contro luce il preparato è possibile vedere se è stato disidratato bene o meno: se c’è una zona opaca significa che non è stato disidratato bene e si deve tornare indietro. Se si prolungano troppo questi passaggi l’unico rischio è che il pezzettino si indurisca. Quindi essere il pezzo le tempistiche si possono ridurre. 2.3.5 PARAFFINA Quando il pezzo è impregnato di xilolo viene immerso in paraffina a 60° (liquida), la paraffina è affine al suo solvente e impregna quindi il preparato. Il preparato viene tenuto un’ora e mezza in un primo becher con paraffina, successivamente viene passato in un altro becher con dell’altra paraffina liquida in modo da eliminare tutti i residui di xilolo e arrivare alla situazione in cui l’acqua, sia delle cellule che della matrice extracellulare, sia sostituita da paraffina. Il contenitore della paraffina deve avere la forma che voglio dare al pezzetto, solitamente si cerca di ottenere un parallelepipedo così poi da essere pronto al taglio. Importante è sapere com’è stato fatto il prelievo e orientare il pezzo a seconda di come lo si vuole tagliare. 2.3.6 TAGLIO Questo parallelepipedo di paraffina viene tagliato con uno strumento molto simile ad un’affettatrice che si chiama microtomo. Esistono microtomi di tipo diverso: a slitta, dove il tessuto rimane fisso e si muove la lama, e rotativo dove è la lama che sta ferma, mentre il pezzo si muove. Queste sezioni vengono raccolte su un vetrino e per evitare che la fetta si stacchi dal vetrino si usa l’albumina glicerinata (+ tanfora per conservarla). Si mette una goccia di albumina glicerinata sul vetrino, la si spalma con il pollice e a quel punto la sezione può aderire correttamente. 9 2.3.7 IDRATAZIONE Una volta messa la sezione sul vetrino, bisogna procedere alla colorazione per permettere di visualizzare i diversi tessuti e le diverse strutture. Il problema è che la maggior parte dei coloranti sono in soluzione acquosa e la paraffina non è compatibile con le soluzioni acquose; quindi, si devono reidratare i tessuti per poterli colorare. Per riportare l’acqua nei tessuti si fa un percorso inverso rispetto a quello fatto precedentemente, però, mentre prima si trattava di un pezzo di tessuto relativamente spesso per cui si aveva una tempistica che variava da delle ore a dei giorni, ora invece abbiamo a che fare con delle sezioni di micron e quindi la tempistica è velocissima, si parla di 1- 2 minuti. Si immerge il preparato dentro una serie di becher con i vari reagenti: il primo di questi è lo xilolo (è necessario infatti sciogliere la paraffina, quindi c’è bisogno di un solvente organico); si fanno due passaggi nel solvente organico per eliminare tutta la paraffina, dopodiché si procede con l’alcol assoluto, che si sostituisce allo xilolo, e poi via via si aggiunge un po’ di acqua all’alcol assoluto. Si passa quindi dall’alcol 100% all’alcol 95%, poi alcol 80%, volendo infine alcol 70% oppure si può passare direttamente in acqua distillata. A questo punto l’acqua è tornata a reidratare tutte le cellule, la matrice extracellulare e i tessuti, infatti si ottengono i tessuti nuovamente idratati, che potranno essere colorati. Questa si chiama serie ascendente e ha come obiettivo quello di reinserire l’acqua nel preparato. Alla fine della colorazione si lava il preparato con acqua distillata e si procede disidratandolo nuovamente perché altrimenti il vetrino sarebbe troppo delicato, quindi dall’acqua si passa all’alcol 80%, poi alcol 95%, alcol assoluto, altro passaggio in alcol assoluto, infine di nuovo solvente organico, lo xilolo (a questo punto si vede che la sezione diventa più luminosa, i colori si fanno più vividi, quindi ne acquista anche la colorazione). Dopo lo xilolo, si prende il vetrino, sul quale viene messa una goccia di balsamo e vi si appoggia sopra il vetrino copri-oggetto appoggiandolo delicatamente. 2.3.7 COLORAZIONE Ciascun colorante per essere definito tale deve essere colorato e legarsi chimicamente al tessuto e perciò deve contenere due gruppi: un gruppo cromoforo da cui dipende il colore. Quest’ultimo è determinato dal fatto che il preparato viene attraversato dalla luce con determinate lunghezze d’onda che corrispondono a un determinato colore; un gruppo auxocromo, da cui dipende il legame chimico con i costituenti tissutali. Il gruppo auxocromo è o un gruppo amminico, allora il colorante è basico, o un gruppo carbossilico, allora il colorante è acido. Se il colorante è basico colora le strutture acide e quindi si definisce acidofilo (una struttura basica è acidofila), mentre se il colorante è acido, colora le strutture basiche, perché ha affinità per queste ultime, e viene definito basofilo. Le colorazioni sono quasi come delle ricette da cucina, ci sono le colorazioni semplici come l’ematossilina-eosina (in cui dopo l’ematossilina si fa un passaggio in acqua corrente e dopo l’eusina se non colora bene si può acidificare) o colorazioni molto complesse che utilizzano diverse soluzioni coloranti. Le soluzioni complesse spesso possono usare anche dei reagenti che intensificano, migliorano, facilitano la colorazione. Questi reagenti sono di due tipi: gli acceleratori o accentuatori, che non partecipano alla colorazione di per sé, ma aumentano la selettività o il potere colorante, e i mordenzanti o mordenti, i quali sono composti in grado di fissare sul tessuto gruppi acidi o basici, rendendone possibile la colorazione che altrimenti non potrebbe essere fatta, perché così facendo i tessuti potranno legare il colorante acido o basico. Esempi di mordenzanti o mordenti sono gli ossidanti (es. acido cromico, nitrico, picrico, citrico). 3.7.1 ESEMPI DI COLORAZIONI In figura 14 è rappresentato un corpuscolo renale, dove avviene la filtrazione del sangue. È stato utilizzato il colorante ematossilina-eosina, che è la colorazione più usata (anche in anatomia patologica) e permette di distinguere due componenti: Figura 14 10 componente basica: grazie all’ematossilina basica si colorano i nuclei in violetto componente acida: grazie all’eosina acida si colora il citoplasma e la matrice extracellulare in rosa. Se un colorante (o una struttura) è acido, ha affinità per la componente basica e si dice quindi basofilo; quando un colorante è basico ha affinità per la componente acida e si dice acidofilo. Nella figura 15 si tratta di un corpuscolo renale con artefatti. Qui si vedono i nuclei in rosso, il citoplasma in rosso più chiaro e la matrice extracellulare è verde. La colorazione utilizzata è la tricromica di Masson. Figura 15 Nella figura 16 si tratta di un corpuscolo renale a cui è stata applicata la tricromica di Azan (azocarminio e blu di anilina), che è una tra le più usate. I nuclei sono rossi, il citoplasma è rosa e la matrice cellulare è colorata in blu.

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