ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA PDF

ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA Lezione 1 (26/09/2024) CITOLOGIA= studio della cellula che è l’unità base della materia vivente arriva nel 600 quando nascono i microscopi. Ricordava le cellette dei monaci, guardando le fettine di sughero. Si aggregano per formare strutture più complesse andando a formare...

ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA Lezione 1 (26/09/2024) CITOLOGIA= studio della cellula che è l’unità base della materia vivente arriva nel 600 quando nascono i microscopi. Ricordava le cellette dei monaci, guardando le fettine di sughero. Si aggregano per formare strutture più complesse andando a formare i tessuti e cooperano per svolgere una determinata funzione. I tessuti a loro volta formano gli organi, i quali a loro volta formano gli apparati. TEORIA CELLULARE Alla base della vita animale e vegetale troviamo le cellule, che hanno delle caratteristiche: vita propria, si moltiplicano ecc.. Le eccezioni sono i virus, batteriofagi, viroidi quindi molecole di RNA senza capside ma che hanno comunque un’azione patogena, i prioni dipendono dalle cellule stesse. Le cellule sono delimitate da membrana, sono capaci di vita autonoma, si riproducono per divisione.  PROCARIOTI: cellule che esistono prima che sia stato “inventato” il nucleo, nessuna divisione all’interno della cellula. Sono meno efficienti rispetto a quelle eucariotiche  EUCARIOTI: prima del microscopio elettronico si vedevano dei semplici punticini, per capire come sono fatti gli organelli hanno dovuto inventare questo microscopio. Gli organuli sono delimitati da una membrana e grazie alla biochimica la sua struttura è stata descritta. Le membrane sono intercambiali, per cui un pezzo di organulo si può fondere con quello di un altro. Gli organismi vengono divisi in uni e pluricellulari. Le cellule hanno dimensioni diverse: la maggior parte hanno dimensioni dai 10 ai 20 micron (10-6). È importante il rapporto volume superficie. La dimensione finale di un organismo non dipende dalle dimensioni delle sue cellule, in quanto esse non variano in questo senso: dipendono del numero, non dal volume (legge di Driesch). Le cellule dello stesso tipo hanno dimensione costante nelle diverse specie. Ci sono poco più di 200 tipi cellulari, i quali si possono raccogliere in quattro tessuti: tessuto epiteliale: cellule adese le une alle altre tessuto connettivo: sono separate perché c’è la matrice tessuto nervoso: più o meno ramificate tessuto muscolare: allungate specializzate per la contrazione e sono vicine Tutti hanno due componenti: cellulare ed extracellulare, e questo varia nei diversi casi. Le cellule contengono tutte lo stesso DNA, da cui originano i 200 tipi cellulari diversi. Questo avviene perché ogni cellula esprime solo una parte del patrimonio genetico: è possibile creare un clone, infatti ciò è stato dimostrato tramite la pecora Dolly (alcuni geni vengono silenziati). Il differenziamento e la variabilità dipendono dal rapporto tra i geni. Dal punto di vista biochimico si parla di modificazioni epigeniche: la sequenza di DNA rimane intatta e avvengono delle modificazioni di espressione (metilazione, acetilazione ecc..). Lo stile di vita influenza queste modificazioni e questo ha degli effetti sulla salute. Stili di vita che favoriscono o ostacolano l’insorgenza di alcune patologie va ad influire anche sulle produzioni animali: come vengono allevati o in che ambiente vivono ad esempio. Le cellule eucariote sono circondate dalla membrana cellulare e sulla superficie esterna si trova il glicocalice. Il citoplasma presenta la matrice amorfa, che non ha forma e non si vede; ci sono poi gli organuli cellulari, le inclusioni e strutture specifiche. Il nucleo che presenta l’involucro nucleare è temporaneo perché nella divisione cellulare si dissolve e al suo interno è presente la cromatina e i nucleoli. Le dimensioni medie delle cellule sono 20-30 micron, altre sono più grandi come gli ovociti, altre più piccole come i globuli rossi. Alle membrane sono associati gli enzimi, catalizzatori biologici: le reazioni avvengono a temperatura ambiente e aumentano la velocità delle reazioni biochimiche. Essi sono alla base di tutte le attività vitali. A completare la funzionalità delle cellule, troviamo il citoscheletro, componente strutturale che permette la comunicazione tra un organulo e l’altro. 1 MEMBRANA PLASMATICA Composizione: 40% lipidi e 50-55% proteine. Troviamo una porzione glucidica, legati alle proteine, e sono circa il 5-10% della composizione. Le proteine che escono dalla cellula sono glicosilate, in modo da essere protette e per mantenere le loro caratteristiche morfologiche e funzionali. Tutte le membrane hanno una struttura lipidica alla base: i lipidi sono molecole anfipatiche, insolubili in acqua. Inoltre è presente il colesterolo, che determina la loro capacità di essere flessibili e plasmabili. Lo spessore è di 4,5 nanometri. Gli strati lipidici della membrana sono asimmetrici. Si adatta alla forma della cellula e regola la distribuzione delle proteine. I componenti sono fluidi, quindi gli accessori possono muoversi lungo la membrana stessa. Il tutto dipende dalla saturazione dei lipidi: più ci sono doppi legami, più flessibile. Le proteine di membrana possono essere intrinseche o estrinseche e sono presenti dei residui glicosaccaridici. Le proteine trans-membrana possono generare dei canali per comunicare, possono essere recettori per regolare la trasmissione di segnali dall’esterno all’interno. Un’altra funzione è quella di regolare la permeabilità: essa è diversamente permeabile in base al tipo di molecole  i gas passano  l’acqua facilmente, l’urea e l’etanolo (in questo caso permeabile)  alcuni lipidi  molecole polari  ioni (diffusione facilitata)  proteine e macromolecole (esocitosi/endocitosi) GRADIENTE ELETTROCHIMICO= esso dipende da varie strutture: le proteine canale e carrier. Le prime formano dei piccoli canali; le seconde possono funzionare con molecole più grandi e ci può essere un trasporto passivo secondo gradiente, oppure attivo se si va contro gradiente. Sono presenti dei recettori: il ligando consente alle due subunità di unirsi e attiva delle reazioni all’interno della cellula. La plasticità proteica entra in gioco. Tutto ciò determina la risposta dei messaggeri: i segnali possono essere di tipo proteico o lipidico. La membrana fa percepire alla cellula in quale ambiente si trova: quando è alla base prolifera, a mano a mano che di distacca cessa di proliferare e si divide. Il rapporto tra differenziamento e divisione dipende da alcuni fattori. Il GLICOCALICE ha una serie di funzioni:  favorire attività enzimatica  riconoscimento cellulare durante lo sviluppo fetale per riconoscere le cellule simili  hanno una specifica carica elettrica  assorbimento  adesione  filtro barriera Esso è presente solo nelle cellule animali, dove sostituisce la parete presente in quelle cellulari 2 IL CITOPLASMA Composto da una matrice amorfa, semplice acqua con delle molecole organiche disciolte (soluzione limpida, sistema colloidale polifasico formato al 85% da acqua). Possono passare da uno stato di gel a uno di sol, regolando lo scambio di sostanze, in base a esigenze fisiologiche o patologiche. In esso si trovano diversi component: nucleo, organuli, citoscheletro, inclusioni. Esso divide il protoplasma in compartimenti indipendenti, ma che possono comunque comunicare tra di loro. IL NUCLEO La forma e il numero varia in base ai diversi tipi cellulari: alcune cellule sono binucleate, polinucleate. Il nucleo è avvolto dall’involucro nucleare, formato da una membrana interna ed esterna, interrotto da pori. I pori formano la cisterna perinucleare: la membrana esterna comunica con il RE. La membrana interna è rivestita dalla lamina fibrosa, dove si trovano le lamine che si polimerizzano e danno forma al nucleo stesso. Queste strutture sono temporanee, perché durante la divisione cellulare il nucleo scompare. I pori sono formati da circa 100 proteine, nucleoporine, che catalizzano il trasporto di molecole in una o nell’altra direzione.  nucleo interfasico: tra una divisione e l’altra. Il DNA insieme agli istoni forma la cromatina, che insieme ai nucleoli, sono contenuti nel nucleoplasma o matrice nucleare. La cromatina: eterocromatina, trascizione inattiva, associata alla lamina nucleare e al nucleolo, corrisponde a regioni telomeriche e centromeriche dei cromosomi; eucromatina attiva circa il 10% del totale e responsabile della sintesi di 50000 proteine che formano un mammifero; eucromatina inattiva, che si pone in una posizione intermedia tra i precedenti. Il DNA è lungo circa 180 cm. I cromosomi mantengono la loro individualità e integrità anche durante l’interfase. MATRICE NUCLEARE E’ l’equivalente nucleare del citoscheletro. Costituita da lamina nucleare, reticolo fibrogranulare interno e residui nucleari. Alcune proteine della matrice si legano a sequenze specifiche di DNA. La disposizione della cromatina nel nucleo durante l’interfase non è casuale, ma viene regolata dalla matrice la quale contribuisce così al funzionamento del genoma. MODIFICAZIONI EPIGENICHE Modificazioni della struttura della cromatina che non riguardano la sequenza del DNA. Servono a mantenere costante i geni espressi da un determinato tipo cellulare che rappresentano l’1% circa del genoma. Nelle modificazioni epigenetiche più è compatto il DNA, minore è la sua attività trascrizionale. Non avviene solo nel DNA, ma anche negli istoni. Eterocromatina → ipermetilazione del DNA e deacetilazione degli istoni Eucromatina → deacetilazione del DNA e ipermetilazione degli istoni IL NUCLEOLO Presente nel nucleo stesso: sede di produzione del rRNA, dove vengono assemblate le subunità. Non è separato da una membrana, sono in numero variabile e proporzionale all’intensità della sintesi proteica. Presente: l’organizzatore nucleolare (NOR)= contiene numerose copie di geni codificanti per rRNA ed è presente su uno o due cromosomi cromatina= la quale è associata al nucleolo rRNA= nascenti e loro prodotti di degradazione proteine= componenti dei ribosomi enzimi= coinvolti nelle relative reazioni. Vengono prodotti in questa sede i ribosomi, quindi lui provvede a formare i componenti di cui sono fatti. 3 IL RETICOLO ENDOPLASMATICO Strettamente associato al nucleo e ai ribosomi. Si tratta di una struttura tridimensionale, formato da cavità chiuse, in parte intercomunicanti. Non comunica direttamente con la membrana citoplasmatica. Ci sono due tipi di reticolo ma solamente uno prevale nelle cellule  rugoso (granulare): sono collegati i ribosomi (ergastoplasma). Le proteine possono essere secrete o possono sostituire componenti della cellula. Quelle destinate alla secrezione, passano nell’apparato di Golgi per subire le modificazioni necessarie. Tipico di cellule ad azione secretiva, come nel caso dell’epitelio ghiandolare  liscio: ha forma tubulare e non è associato ai ribosomi. Non è evidente al microscopio ottico e la sua funzione è quella di facilitare il trasporto di proteine tra il RER e l’apparato di Golgi, tramite vescicole di transizione. Il trasporto avviene sempre in maniera controllata. Sintesi degli steroidi: abbondante nel fegato, per la detossificazione dei composti organici. Inoltre è importante nel metabolismo del glicogeno e deposito di ioni Ca++ (reticolo sarcoplasmatico del tessuto muscolare scheletrico). Lezione 2 (27/09/2024) I RIBOSOMI Sono piccoli organuli che catalizzano la sintesi delle proteine. Possono essere liberi nel citoplasma; formano proteine enzimatiche o strutturali. Quelle associate al RER riguardano le proteine che svolgono altre funzioni o entrano nella conformazione della membrana. Essi sono fatti da proteine e molecole di RNA, sono divisi in subunità, definite per costante di sedimentazione (valore dato dalla separazione che si ottiene mettendoli in provetta, dove si trova una sostanza densa e sottoponendoli a forte centrifugazione. Essa dipende dal loro volume e dal loro peso iniziale. Il risultato finale viene indicato con il valore del coefficiente). Negli eucarioti è di 80 S, nei procarioti 70 S. I poliribosomi o polisomi scorrono lungo un mRNA e vengono tradotti in proteine. L’APPARATO DI GOLGI Formato da cisterne incurvate con faccia prossimale (nucleare) convessa e distale (periferica) concava, con vescicole e vacuoli. Vengono rifinite in questa sede le proteine. I prodotti arrivano alla faccia prossimale, quella verso il RE, poi passa nelle varie cisterne e arriva alla parte distale, dove vengono avvolti in altre vescicole. Funzioni: ▪ glicosilazione ▪ sintesi di polisaccaridi, lipidi, glicolipidi.. ▪ aggiunta gruppi fosfato, solfato e acidi grassi ▪ smistamento proteine ▪ selezione enzimi lisosomiali  endocitosi selettiva  fagocitosi: tipica dei macrofagi, fagocitano molecole patologiche ma eliminano anche molecole di scarto (es. quando le cellule muoiono alla fine del loro ciclo vitale)  auto fagocitosi: alla base del rinnovamento delle unità all’interno della cellula stessa. I lisosomi contenendo enzimi litici che eliminano questi organuli che non sono più efficienti; vengono divisi in piccole unità e poi espulsi dalle cellule. 4 I PEROSSISOMI Vescicole che combattono l’ossidazione, in particolare di perossido d’idrogeno. L’ossigeno è alla base della funzione dei mitocondri, tramite la fosforilazione ossidativa si ottiene energia; esso però è anche una molecola tossica, per cui la sua concentrazione deve essere controllata perché si trasforma il perossido, molto pericoloso per le cellule. L’utilizzo di acetilCoA è alla base della produzione di energia. Si formano per gemmazione nel RE e importano gli enzimi dai ribosomi liberi. I MITOCONDRI Sono dei batteri che abitano in maniera regolare le nostre cellule. Essi sono delle entità a se stanti. Hanno una camera interna delimitata dalle creste mitocondriali. Trasformano le molecole ricche di energia in ATP, forma di energia usata dalla cellula. Si dividono per gemmazione, indipendentemente dal ciclo cellulare e il loro numero cambia in relazione alle esigenze energetiche. La membrana esterna è permeabile, per cui è necessaria energia per trasporto attivo, mentre quella interna è impermeabile. Quelle che hanno bisogno di più energia, possiede più mitocondri. Derivano esclusivamente dalla linea femminile. Esso è organizzato in membrane: ne fanno parte tutti gli enzimi, per arrivare alla fine alla sintesi di ATP. Il mitocondrio deve coordinare questi enzimi.  DNA mitocondriale: per sintetizzare un mitocondrio sono coinvolti 100 geni, di questi 13 sono rimasti nei mitocondri mentre gli altri si spostano nel nucleo. Molto piccolo 16,6 kb e codifica per 13 proteine e 24 tRNA. La sintesi proteica avviene grazie ai ribosomi mitocondriali. IL CITOSCHELETRO Ha due compiti: dare forma alle cellule, ne permette la migrazione e consente regolazione del movimento degli organelli interni ▪ microtubuli (tubulina): instabile formata da subunità che possono allungarsi o accorciarsi (depolarimezzazione), possono sparire o possono cambiare di forma ▪ filamenti intermedi stabili ▪ microfilamenti (actina): instabili ▪ altre proteine accessorie per il collegamento tra loro o con altre strutture cellulari Microtubuli Hanno delle cavità al loro interno. Sono uguali in tutte le cellule: essi costituiscono il fuso mitotico e assonema che è il citoscheletro delle ciglia e dei flagelli, che conferisce libertà di movimento autonomo, grazie anche alle proteine accessorie. Quando si è in prossimità della divisione, le subunità di tubulina si polimerizzano e svolge la sua funzione. Costituiscono un’impalcatura per i vari organelli e formano un sistema microcircolatorio per il trasporto di molecole. Partecipano a un trasporto assonico. Sono presenti due unità: la tubulina alfa e beta. La caratteristica delle strutture polimeriche è che esse sono polari: il polo + tende verso la membrana, il polo – verso il centrosoma. Vengono definiti eterodimeri polarizzati. Possono allungarsi, accorciarsi o scorrere sul posto. Anche il prodotto finale ha una polarizzazione. Il citoscheletro di tubulina avvolge il nucleo e si estende fino alla periferia: in questo modo la cellula capisce la sua posizione. I microtubuli compongono l’apparato mitotico: questa struttura è formata da centrioli (sempre presenti), aster e fuso mitotico (compaiono nella profase). Serve per fare migrare correttamente i cromosomi durante l’anafase della divisione cellulare sia mitotica che meiotica. I centrioli solitamente sono due e sono perpendicolari tra loro. Vanno anch’essi incontro a duplicazione. Sono composti da triplette di microtubuli e sono presenti nel centro geometrico della cellula. Insieme al materiale pericentriolare formano il centrosoma. Sono cilindri cavi delimitati da 9 triplette di microtubuli. Strutture simili formano i corpi basali, nelle ciglia che consentono diversi movimenti e sono spesso funzionalmente intercambiabili. 5 CICLO DEI CENTRIOLI: prima della mitosi i due centrioli si duplicano. Le due coppie si spostano ai poli opposti della cellula e fungono da centri per l’organizzazione degli aster e del fuso mitotico insieme al materiale pericentriolare dove si trova la tubulina gamma. Delle alterazioni portano alla formazione di fusi mitotici alterati, con più punti di attrazione e si formano cellule divise in maniera casuale. MTOC= materiale pericentriolare che insieme ai centrioli forma in centrosoma. Caratteristica la presenza di un polo positivo e uno negativo nel tubulo. La chinesima, la dineina, la chinesina bipolare scorrono lungo il microtubulo. Microfilamenti Sono le strutture più sottili. Presenti in tutte le cellule e sono formati da actina: essa costituisce dal 2 al 15% delle proteine totali. Viene usata come riferimento, un gene che viene sempre espresso in tutte le cellule. Le molecole di actina sono presenti in 6 isoforme (6 tipi la cui sequenza è identica con delle piccole variazioni, che ci consente di distinguerle e a loro di comportarsi in maniera leggermente diversa). Il tessuto muscolare è particolarmente ricco di citoscheletro. Sono anche loro dei polimeri: il monomero è l’actina G, che unendosi tra loro formano i microfilamenti (actina F), rimuovendo il fattore sequestrante. Possono scorrere tra se stessi per consentire il movimento. Hanno un ruolo importante nella morfologia della cellula. Esempio i microvilli, che sono estroflessioni delle cellule epiteliali per aumentarne la superficie, che contengono filamenti di actina. Sono strutture stabili 6 all’interno della cellula: formano una cintura vicino alla superficie apicale, la zonula adherens che impedisce il passaggio tra una cellula e l’altra. Filamenti intermedi Hanno un diametro intermedio. Sono strutture stabili e sono caratteristici per i vari tipi cellulari. Spesso non hanno proteine accessorie. Sono classificati in 6 gruppi. Sono costituiti da subunità proteiche lineari ad alfa elica in grado di autoassemblarsi senza proteine accessorie o apporti energetici. Interazione tra citoscheletro e matrice extracellulare: ci sono delle molecole specifiche come le integrine, che collegano i microfilamenti con le molecole di adesione. Le adesioni focali o placche di adesione assicurano l’ancoraggio delle cellule al substrato: vengono utilizzate nel movimento ameboide ed informano la cellula sulla sua posizione nello spazio. MOVIMENTO CELLULARE ▪ movimento ameboide: macrofagi, leucociti, mastrociti e tipico nello sviluppo embrionale e fetale ▪ delle ciglia: epiteli vibratili che determinano correnti di liquido che ne bagnano la superficie ▪ del flagello: limitato agli spermatozoi Il movimento ameboide 1) emissione di un lamellipodio 2) ancoraggio mediante adesione focale 3) contrazione dell’estremità posteriore Ciò si ottiene con trasformazioni sol/gel del citoplasma e con correnti citoplasmatiche polarizzate dovute principalmente alle interazioni tra actina e miosina. In sintesi: la componente più abbondante rimane la matrice citoplasmatica, occupa più della metà del volume della cellula stessa. Poi i mitocondri, il RE; il nucleo occupa una piccola parte rispetto agli altri. IL TESSUTO EPITELIALE Le cellule sono strettamente adese le une alle altre, hanno una piccolissima matrice che normalmente non si vede. Hanno una polarizzazione, hanno quindi una porzione basale rivolta direttamente o indirettamente verso la membrana basale, che è il punto di confine tra l’epitelio e il tessuto connettivo, e una apicale rivolta verso una superficie libera. Tutti i vasi sono presenti nel tessuto connettivo. Non è un tessuto vascolarizzato; ci sono anche le fibre nervose intramezzate tra le cellule epiteliali. Quelle sensitive bucano la lamina basale tranne nell’epitelio che forma lo stomaco, intestino e collo dell’utero. Ci sono anche dei linfociti che possono passare attraverso gli epiteli, in particolare gli endoteli. 7 Gli epiteli di rivestimento vengono definiti labili, perché sono sottoposti a un continuo rinnovamento. Se una cellula si divide non è matura e non svolge il compito. L’omeostasi, quindi lo stato di salute, dipende dalla proliferazione cellulare e dalla morte cellulare, che deve essere in equilibrio. La morte cellulare avviene in vari modi: la cheratinizzazione riguarda la cute, mentre l’esfoliazione riguarda l’intestino. Questo fenomeno non avviene nelle vie aeree e nelle ghiandole. Esistono 3 tipi di tessuto epiteliale:  rivestimento: epidermide, cute, superfici interne in comunicazione con l’esterno (tubo digerente, vie respiratori, vie genitali), tonache sierose (mesotelio, come pericardio, pleura), vasi sanguigni e linfatici (endotelio)  ghiandolare: parenchima di ghiandole esocrine ed endocrine  sensoriale: percepire stimoli dall’ambiente, devono però essere in comunicazione con una cellula nervosa per trasportare lo stimolo Una caratteristica fondamentale è che sono polarizzate: hanno una superficie apicale e una basale, la cellula lo sa perché si comporta di conseguenza. Ad esempio, quello intestinale assorbe rivolto verso il lume, come aa, lipidi e molecole complesse, e una volta spezzettate le unità arrivano negli enterociti, che è la parte basale, assorbendo queste molecole al loro interno. Anche la composizione biochimica della membrana è diversa per questa ragione. Sulla base abbiamo la lamina basale. 8 Molto cellule sono specializzate: ▪ produzione di secrezioni esocrine ed endocrine ▪ movimento fluidi sulla superficie ▪ movimento di fluidi e soluti attraverso l’epitelio stesso La polarizzazione consiste nella distribuzione asimmetrica degli organelli e di specializzazioni di membrana. Di solito mostrano polarità sia morfologica che funzionale lungo l’asse che si estende dalla membrana basale alla superficie libera. Le diverse superfici degli epiteli possono presentare delle specializzazioni: ▪ apicale: microvilli o ciglia, stereociglia. ▪ laterale: giunzioni cellulari ▪ basale: lamina basale SPECIALIZZAZIONE APICALE Microvilli (orletto striato) = sono estroflessioni digitiformi del citoplasma che si estendono dalla superficie cellulare. I microvilli sono immobili. Sono 80 nm di diametro per 1 micron di altezza. Sono circa 2000 per cellula: questo perché comporta un grande aumento della superficie di assorbimento dell’epitelio. L’asse è occupato da microfilamenti di actina che si connettono tra loro alla base formando la trama terminale che da rigidità al citoplasma apicale. Al di sotto dei filamenti di actina si trovano altri filamenti citoscheletrici, anche’essi orizzontali. I filamenti di actina del microvillo si legano ai filamenti orizzontali dell’actina cellulare. Ciglia e flagelli= sottili processi cellulari più grandi e complessi dei microvilli. Le cellule cigliate sono alternate a quelle mucipare. Il tutto è tipico degli epiteli cigliati, in quanto le ciglia spostano il muco. Le ciglia hanno movimento pendolare, mentre i flagelli pochi hanno movimento sinusoide. La loro struttura è composta dall’assonema, il citoscheletro specializzato delle ciglia e dei flagelli. Formato da 9+1 coppie di microtubuli alle quali sono associate varie proteine. Alla base si trova il corpo basale, composto da nove triplette, che è il punto dove si aggancia (ciglio, piastra basale, corpo basale). Il movimento è dato dallo scorrimento dei tubuli ciliari dovuto alle interazioni tra le coppie di tubuli periferici senza modificazioni della lunghezza. Lo spermatozoo è l’unica cellula di mammifero che possiede un flagello. 9 Stereociglia= sono dei microvilloni, relativamente brevi con filamenti di actina. Sono immobili. Hanno il citoscheletro dei microvilli ma sono grossi come le ciglia, opposti alle chinociglia che sono invece mobili. Sono localizzati nell’epididimo e nella coclea. La funzione è quella di aumentare la superficie di assorbimento, nel caso dell’epididimo e sono coinvolti nella trasduzione del segnale, per quanto riguarda la coclea. SPECIALIZZAZIONE LATERALE Formano delle lamine compatte che: consentono l’adesione tra le cellula adiacenti garantendo l’integrità meccanica del rivestimento impedire il libero passaggio delle sostanze fra il lume dell’organo e il tessuto connettivo Ci sono tre tipi di giunzioni: occludenti (serrate), comunicanti e aderenti Zonula occudens o Tight junction (occludenti) Sono linee di fusione tra membrane adiacenti estese a cintura attorno al perimetro cellulare che sigillano le cellule tra loro. Sono responsabili della polarità di membrana in quanto la dividono in due compartimenti non comunicanti: apicale e laterobasale. Impediscono a qualsiasi molecola di passare nell’interstizio tra una cellula e l’altra. Giunzioni aderenti È una robusta giunzione meccanica resa possibile da proteine di membrana che interagiscono a livello interstiziale con quella della cellula adiacente. Ne esistono di due tipi: ▪ giunzione intermedia (zonula adhaerens): accollamento delle membrane separate dal “cemento intercellulare”. Circonda il perimetro cellulare subito sotto la zona occudens. Essa è formata da due classi di molecole: le proteine di adesione transmembrana, dette caderine, e il supporto citoscheletrico, l’actina. ▪ desmosoma o emidesmosoma 10 Desmosoma o macula adhaerens Questa giunzione è rinforzata dalla presenza di “addensamenti” su cui agganciano abbondanti fasci di microfilamenti. È formata da due classi di molecole: ▪ desmoplachine: formano la placca di adesione, connessa con i filamenti intermedi di cheratina che fanno parte del citoscheletro ▪ caderine: si collegano da una parte con le omologhe della cellula vicina e dall’altra con la placca di adesione Gli emidesmosomi invece di essere in contatto con l’altro, lo sono con la membrana basale. Le proteine di adesione transmembrana sono rappresentate da integrine. Giunzioni comunicanti o gap junctions Giunzioni comunicanti non hanno capacità meccanica ma sono delle proteine canale e sono presenti in cellule diverse, consentono il passaggio di piccole molecole attraverso le cellule, andando a coordinare il funzionamento cellulare: sincizio cellulare. La superficie della gap junction è tappezzata di canali proteici transmembrana (connessoni) perfettamente allineati con i connessoni della membrana adiacente. Il connessone è un oligomero costituito da 6 connessine. Funzione in cui le cellule agiscono di comune accordo, mantengono la separazione e la sincronia data dal passaggio di cellule segnale. Sono presenti negli epiteli, tra cellule muscolari lisce, cardiache, nervose, osteociti, cellule follicolari, cellule del Sertoli. SPECIALIZZAZIONI BASALI La membrana basale è interposta tra epitelio e tessuto connettivo. È composta da due porzioni: ▪ lamina basale: prodotta dall’epitelio ▪ lamina reticolare: prodotta dal connettivo (collagene I e III) Lamina basale ▪ lamina lucida: laminina, entactina e integrine ▪ lamina densa: rete di collagene IV rivestita da proteoglicano Funzioni membrana basale:  supporto strutturale, adesione cellula/matrice  permette ai nutrienti ed agli scarti di diffondere  filtro per le macromolecole (rene)  zona di differenziamento e polarizzazione delle cellule  nella rigenerazione, è dove avviene la migrazione cellulare 11 Lezione 3 (03/10/2024) GLI EPITELI DI RIVESTIMENTO Rivestono la superficie esterna dell’organismo e superfici interne in comunicazione con l’esterno. Rappresentano la barriera tra l’esterno e l’interno, quindi tutto quello che entra passa attraverso l’epitelio. Hanno sempre una superficie libera esposta verso l’ambiente esterno o verso una cavità o un condotto. Sono costituiti da cellule fittamente stipate e da scarso materiale extracellulare. Sono privi di vascolarizzazione e poggiano sempre su una membrana basale che li separa dal tessuto connettivo. Quelli rivolti all’esterno sono molto più complessi. Sono inoltre costituiti da uno o più strati di cellule: sono tipicamente cellule polarizzate. Le cellule sono molto adese le une alle altre. La tonaca mucosa è umida, a causa della sua attività, delle sue secrezioni e inoltre sono presenti anche le cellule epiteliali. È un meccanismo efficace per evitare l’ingresso di batteri che possono causare delle patologie.  cute: componente principale l’epidermide (sotto il derma, che è connettivo)  tonache mucose: superfici interne in comunicazione con l’esterno (tubo digerente, vie aeree, vie genitali)  tonache sierose: superfici di cavità che non comunicano con l’esterno (pericardio, pleura); costituiscono il MESOTELIO, epitelio pavimentoso semplice. Consentono alle viscere di muoversi meglio, dando mobilità. Formato da un foglietto parietale e uno viscerale, ed essi vengono chiamati mesi, servono per portare i vasi ai vari organi delle varie cavità. I vasi scorrono lungo questi mesi  vasi sanguigni e linfatici: composti da ENDOTELIO, il quale va a formare il lume di questi vasi. La sua composizione è come quella del mesotelio; è l’unico strato che forma i vasi capillari ed è fondamentale consente gli scambi metabolici, senza rompere o danneggiare la parete. Questi epiteli vengono classificati in base a tre elementi: ▪ numero strati cellulari ▪ forma delle cellule ▪ presenza di specializzazioni della superficie cellulare 12 Negli epiteli stratificati le cellule degli strati non hanno tutte la stessa forma: si prende come riferimento quello superficiale, che sarà pavimentoso stratificato. Le cellule o si dividono o lavorano: una cellula in procreazione non è completamente differenziata e quindi non può svolgere una funzione specifica. Una volta che matura, perde la capacità di dividersi e rimane stabile. L’epidermide è un tessuto labile, perché va incontro a usura; quello muscolare e ghiandolare sono stabili, quello nervoso è perenne. Quanto è più complesso un tessuto, questo tenderà a dividersi di meno. EPITELI SEMPLICI Hanno una scarsa resistenza meccanica, perché sono relativamente sottili. Le cellule hanno la stessa polarità e i nuclei sono allineati. Essi rivestono compartimenti e condotti, perché sono ideali per l’assorbimento e la secrezione di sostanze. Epitelio pavimentoso semplice È composto da un pavimento di mattonelle poligonali. Si può trovare negli alveoli polmonari, in alcune parti del rene come nella capsula del Bowman, nel mesotelio, nell’endotelio, nella cavità del timpano, nel labirinto membranoso dell’orecchio interno. Epitelio cubico semplice Le cellule hanno larghezza e altezza uguali, con forma a prisma, dotati di un apice che si affaccia alla superficie libera e di una base che poggia sulla membrana basale. 13 Epitelio cilindrico semplice Può presentare ciglia e microvilli; si trova nello stomaco, intestino, tuba uterina, utero. Epitelio pseudostratificato Le cellule poggiano sulla membrana basale. I nuclei sono ad altezze diverse rispetto alla base cellulare. Presenta delle chinociglia sulla superficie apicale, infatti è presente nelle vie aeree. Epitelio pavimentoso stratificato Ha prevalentemente funzione protettiva, essendo composto da più strati di cellule. Gli strati superficiali vengono eliminati con l’accrescimento degli strati basali: può essere umido o cheratinizzato. La cheratinizzazione è formata da cellula senza nucleo. Le cellule iniziano a sintetizzare filamenti di cheratina e durante la fase degenerativa si appiattiscono e formano questi strati multipli cheratinizzati. Infatti la cellula 14 epiteliale indifferenziata si divide mitoticamente in una cellula indifferenziata e in una che andrà incontro a cheratinizzazione. Il processo richiede 20-30 giorni. Epiteli cubico e cilindrico stratificato Hanno funzione di protezione, secrezione e assorbimento. È presente in alcuni dotti ghiandolari e nell’epididimo. Epitelio di transizione In particolare, è presente nelle vie urinarie ed è costituito da tre strati di cellule: strato basale, intermedio di cellule, superficiale. GLI EPITELI GHIANDOLARI Derivano sempre da epiteli di rivestimento. Molte volte mantiene il collegamento con il punto di origine. ▪ esocrine: mantengono il collegamento con l’epitelio che le ha originate. Possono essere uni- o pluricellulari. Si classificano in base a: tipo di secreto, modalità di emissione del secreto, forma, localizzazione. Riversano il secreto verso l’esterno. ▪ endocrine: si sono allontanate dall’epitelio di rivestimento. Non possiede dotti escretori, quindi riversano il secreto direttamente nel circolo sanguigno. Modalità di secrezione ▪ olocrine: come le ghiandole sebacee. La cellula si sacrifica per la causa ▪ merocrine: detta ecrina, non si sacrifica niente. Il secreto esce contenuto in vescicole, passando dalla membrana per esocitosi. Ad esempio, i neuroni, per trasmettere l’impulso uso i neurotrasmettitori. ▪ apocrine: la parte apicale della cellula fa parte del secreto, invece di fondersi la vescicola si distacca e ne entra a far parte, come la ghiandola mammaria per quanto riguarda la componente lipidica del latte. Ci sono due tipi di secrezione: ▪ sierosa: il secreto è proteico e ricco di enzimi 15  ▪ mucosa: è presente la mucina, che lo rende vischioso con funzione lubrificante e protettiva. Schiaccia il nucleo verso la membrana basale ▪ sieromucosa: ha alcune cellule a secrezione sierosa e altre mucosa GHIANDOLE UNICELLULARI Sono le cellule mucipare, dette anche caliciformi. Producono il muco derivato dall’idratazione del mucinogeno. Non sempre sono caliciformi; la forma a calice deriva dal fatto che quelle vicine non secernono il muco. Possono essere accoppiate a tecniche biochimiche per identificare il tipo di muco. La secrezione avviene con la contemporanea emissione di più vescicole di secrezione. GHIANDOLE PLURICELLULARI La complicazione è proporzionale alle dimensioni. Il pancreas, il fegato, ghiandole salivari: questi sono organi parenchimatosi, presente una capsula connettivale da cui si dipartono dei sedimenti che danno struttura alla ghiandola, e formano lo stroma. Essendo connettivali contengono vasi, che entrano in un punto detto ilo. Tutte queste ghiandole mantengono il collegamento sul punto di origine, seguendo il dotto escretore  ghiandole intraparietali o intramurali: restano nello spessore della parete del viscere cavo nel quale versano il loro secreto. Possono essere intraepiteliali, accumuli di cellule disposte a delimitare un piccolo lume, oppure esoepiteliali, in cui le cellule approdano al di sotto dell’epitelio  ghiandole extraparietali, che si sviluppano al di fuori del viscere cavo, pur rimanendovi collegate per mezzo del dotto escretore (pancreas, fegato, ghiandole salivari) 16 Dotti ghiandolari ▪ secretori: regolano la composizione del secreto finale e tendono a concentrarlo. Nei ruminanti particolarmente presenti in numero elevato. Concentrazione secreto delle ghiandole; epitelio cubico striato. Il trasporto avviene contro gradiente: aumento superficie basale, ci sono i mitocondri perché c’è bisogno di energia. ▪ escretori: sono passivi, sono formati da cellule cubiche, intramezzato nel parenchima ghiandolare. Cerchio giallo parte proteica, prodotto di secrezione 17 GHIANDOLE ENDOCRINE La struttura dipende dal rapporto con i vasi. Tessuto connettivo reticolare, molto sottile. I follicoli sono strutture sferoidali, sono riempiti di liquido. La secrezione avviene in due momenti: nel lume del follicolo e poi il contenuto viene riassorbito. Il connettivo sta attorno. Il parenchima può essere di due tipi: cordonale, cordoni cellulari, tra cui scorrono i capillari all’interno di un sottile strato di connettivo reticolare, oppure follicolare, strutture sferiche piene di liquido in cui si accumula il secreto per essere immesso, in un secondo tempo, nei vasi che lo circondano. Esso è tipico dell’ovaio e tiroide. Ghiandole surrenali Esse hanno una forma piramidale e sono formate da due porzioni: corticale e midollare ▪ 3 zone formano la corticale: glomerulare, fascicolata, reticolare ed è composta da cordoni di cellule epiteliali ▪ la midollare produce ormoni che regolano l’attività cardiocircolatoria ed il metabolismo glucidico Tiroide Presenta una struttura follicolare. Essa è posta sulla superficie ventrolaterale della porzione anteriore della trachea. È formata da due lobi e un istmo. Lo stroma connettivale divide il parenchima in lobuli. Il parenchima è di tipo follicolare ed i follicoli contengono la collide. I tireociti producono la colloide e le cellule parafollicolari producono calcitonina e somatostatina. La tiroide immagazzina gli ormoni T3 e T4 in forma inattiva e li libera sotto controllo ipofisario. Ipofisi È costituita da due porzioni: adenoipofisi, epiteliale secernente, e neuroipofisi, evaginazione del diencefalo. parte distale: cellule secernenti ormoni (lattotrope, gonadotrope, tireotrope, somatotrope, corticotrope) parte intermedia: ormone melanotropo 18 Neuroipofisi: formata da assoni che derivano da neuroni posti nell’ipotalamo; a questi sono associati i pituiciti, cellule di forma varia che avvolgono le fibre nervose coi loro prolungamenti ed hanno funzione di sostegno e regolazione. EPITELIO SENSORIALE Specializzato nella recezione di stimoli, fisici o chimici. Sono diverse dalle cellule nervose perché mancano di assoni: essi sono infatti in contatto diretto con neuroni sensoriali, il cui corpo è posto nei gangli cerebro- spinali. Un esempio sono le cellule gustative poste nelle papille. Le cellule olfattive sono vere e proprie cellule in collegamento diretto col SNC. Calice gustativo Le cellule basali hanno funzione staminale dato che le cellule differenziate hanno una vita media di 250 ore. Lezione 4 (04/10/2024) IL TESSUTO CONNETTIVO La cellula mesenchimale è una cellula staminale multipotente, quindi che si differenzia in diversi tipi cellulari e sono presenti in abbondanza durante lo sviluppo embrionale. Morfologicamente non hanno caratteristiche speciali, si riconoscono tramite alcuni recettori presenti sulla superficie. I tessuti connettivali: - le cellule sono separate le une dalle altre. Nella matrice extracellulare troviamo una componente fibrillare e una amorfa - le fibre, come quelle collagene, reticolari o elastiche - sostanza fondamentale amorfa e liquido interstiziale - una delle caratteristiche fondamentali è quella di contenere i vasi, portandoli a tutti gli altri tessuti. L’endotelio deriva anch’esso dalle cellule mesenchimali La sostanza fondamentale e le fibre compongono la matrice extracellulare. I fibroblasti secernono le fibre e la matrice amorfa. Nei vari tipi di tessuti connettivi la differenza è data dalla matrice extracellulare. Ci sono cellule, come mastociti, neutrofili ma anche le cellule adipose, che formano il tessuto adiposo. Funzioni:  supporto strutturale  sede degli scambi metabolici 19   sede dei processi immunitari  deposito di grassi LE CELLULE FISSE Cellule mesenchimali Sono cellule specifiche del connettivo embrionale. Il tessuto connettivo è un tessuto in grado di ripararsi. Esse originano dal mesoderma dei primi stadi di sviluppo embrionale. Hanno un nucleo voluminoso e una ridotta capacità di citoplasma, presentano dei prolungamenti e le fibre sono rarefatte. Fibroblasti È quello metabolicamente attivo, quando è quiescente viene detti fibrocita. Sono cellule allungate e separate tra loro, perché producono la matrice extracellulare. Essendo che produce anche quella fibrillare, e contengono molte sostanze proteiche, nel citoplasma sono presenti tutti gli organi deputati alla produzione di proteine. L’apparato di Golgi modifica le proteine che vanno all’esterno, andando a glicosilarle. Sono il tipo cellulare più comune. Un sottotipo è la cellula reticolare, con una forma diversa. Esse formano delle fibre reticolari. Formano il connettivo reticolare, molto sottile e fine che tiene in situ altre cellule. Un esempio è il tessuto linfatico, che è una specializzazione del connettivo: consiste in una trama di fibre reticolari, con all’interno linfociti o comunque cellule immunitarie. Si trova anche nel tessuto muscolare liscio, viene tenuto il situ a formare le tonache muscolari grazie al tessuto connettivo reticolare. Adipociti Sono dei fibroblasti specializzati nell’accumulare i trigliceridi, che sono la forma con la quale si accumula l’energia, ne sono un’ottima fonte. Essi hanno il miglior rapporto tra densità energetica e peso. Questo lo fa l’adipocita uniloculare, in cui la gocciolina lipidica è una sola e generano energia. Quelli multiloculari hanno più goccioline e generano calore, soprattutto negli animali che solitamente vanno in letargo per mantenere una temperatura corporea minima ed è anche per questo che sono presenti numerosi mitocondri. Le cellule di grasso non sono circondate da membrane, perché rimangono separate comunque dall’ambiente acquoso. Si uniscono tra loro in alcune zone distinte del corpo e formano il tessuto adiposo. Macrofagi fissi o istiociti Sono cellule specializzate nella fagocitosi, attività cellulare in cui una particella viene inglobata in una membrana e portata all’interno, venendo poi distrutta attraverso l’azione dei lisosomi. Ripuliscono tutto ciò che deve essere eliminato. Non attaccano solo agenti patogeni ma eliminano anche i prodotti di scarto. Durante lo sviluppo svolgono la funzione di rimodellamento. Hanno due facce: ▪ svolgono la funzione di fagocitosi quando sono nella matrice e possono essere definiti residenti. Sono localizzati in alcuni distretti. Insieme ad altre cellule dell’organismo, dotate anch’esse di attività fagocitaria, costituiscono il sistema reticolo istiocitario. ▪ derivano dai monociti che sono nel sangue, quindi si spostano e vengono richiamati quando quelli residenti ne hanno bisogno. Passano tra una cellula epiteliale e l’altra, uscendo dai vasi senza romperli. ▪ Possono essere collaborati e formare le cellule giganti da corpo estraneo, sono dei sincizi, cioè cellule che si fondono e formano una cellula multinucleata, quando devono eliminare qualcosa di molto grande. 20 LE CELLULE MIGRANTI Fuoriescono in caso di bisogno, secondo il principio di diapedesi. Ci sono dei segnali che attivano i globuli bianchi, ci sono delle molecole di adesione che li bloccano sulla parete e diventano appiccicosi, si attaccano all’endotelio e il citoscheletro cambia forma e senza rompere l’integrità della parete vascolare possono uscire al di fuori. Infatti, derivano dai globuli bianchi e il loro numero varia in base alle condizioni fisiologiche o patologiche. Monociti Quando escono si chiamano macrofagi. Presentano un grosso nucleo, a forma di rene e contiene lisosomi. Rappresentano il 3-8% dei globuli bianchi circolanti. Linfociti Il nucleo occupa tutto il citoplasma. Si trovano in discreta concentrazione nel sangue, ma dal sangue migrano nel connettivo e in alcuni organi diventano più abbondanti in modo da costituire il tessuto linfoide. Sono di due tipi: ▪ B: si trasformano in plasmacellule, producendo poi gli anticorpi ▪ T: sono coinvolti nella risposta cellula-mediata Plasmacellule Hanno forma ovoidale e il citoplasma è molto ricco di reticolo endoplasmatico rugoso per la sintesi di proteine anticorpali. Nel citoplasma sono inoltre presenti delle granulazioni denominate corpi di Russel, che probabilmente immagazzinano i prodotti non utilizzabili. Producono le immunoglobuline, che sono in grado di eliminare l’antigene. Mastociti Si trovano nel tessuto connettivo lasso. Contengono granuli basofili, i quali contengono sostanze: ▪ istamina (vasodilatatore) ▪ eparina (anticoagulante) ▪ fattori chemiotattici (segnalano agli altri globuli bianchi l’emergenza) Sulla loro superficie sono presenti i recettori per la classe E delle immunoglobuline, chiamate reagine, cioè gli anticorpi diretti verso antigeni allergizzanti o allergeni. FIBRE ▪ collagene: lunghe, resistenti, flessibili, non ramificate. ▪ reticolari: sono più flessibili 21  ▪ elastiche: specializzazione delle fibre, si allungano se sottoposte a trazione e sono inframezzate a quelle collagene Fibre collagene Sono quelle che danno la gelatina se bollite. Il tendine di Achille, il quale meccanicamente resistente, è fatto di fibre collagene. Alcune subunità fatte di proteine hanno un polo positivo e uno negativo. L’unità di base è il tropocollagene, formato da 3 catene ad alfa elica. Più molecole si assemblano a formare la microfibrilla; più microfibrille formano una fibrilla, le quali a loro volta formano una fibra. Presentano l’idrossiprolina e l’idrossilisina: vanno a polarizzare i legami a idrogeno che servono per l’autoassemblaggio e l’analisi quantitativa del collagene. Vengono secrete al di fuori della cellula e gli enzimi staccano due estremità, in modo che le cellule possano autoassemblarsi. Le caratteristiche dipendono dalla matrice extracellulare: per ogni collagene ci sono delle piccole variazioni, su una parte comune; le variazioni determinano il collagene da 1 a 10. Le variazioni determinano le proprietà meccaniche del collagene stesso. 22 Fibre reticolari Sono costituite dalle stesse proteine delle fibre collagene ma con un minore grado di aggregazione. Sono comuni nel mesenchima e si trovano nello stroma degli organi ghiandolari, organi linfoidi e nel midollo osseo. Fibre elastiche Presentano microfibrille di fibrillina e sono associate ad una matrice amorfa ricca di elastina. Si possono organizzare in lamine e cordoni. Disposizione: rapporto tra componente fibrillare e amorfa ▪ lasso: pareti organi cavi e stroma ▪ denso: capsule organi parenchimatosi ▪ fibroso: tendini e legamenti ▪ reticolare: organi linfatici ▪ elastico: distretti come legamenti se è denso funzione meccanica, meno è denso più è elastico. SOSTANZA EXTRACELLULARE AMORFA Funzioni: ▪ riempimento interstizi dei tessuti ▪ barriera contro i batteri ▪ assorbimento degli shock Componenti: ▪ acqua ▪ proteine: quelle complesse in particolare ▪ glicoproteine: responsabili del legame tra cellule e matrice extracellulare ▪ glicosamminoglicani: sono quelle che mantengono il livello più o meno alta di acqua. Uniti a delle proteine formano i proteoglicani ▪ proteoglicani: l’acido ialuronico le unisce in aggregati ed il suo grado di polimerizzazione determina la viscosità della matrice controllando così la diffusione dei metaboliti, prevenendo la diffusione di agenti tossici o batteri, svolgendo azione lubrificante (liquido sinoviale) ▪ sali minerali ▪ vitamine LA MEMBRANA BASALE Svolge ruoli fisiologici importanti. È formata da : - lamina basale, suddivisa in lucida e densa - lamina reticolare, sono presenti fibre collagene Anche se amorfa, regola il rapporto tra il tessuto epiteliale e il connettivo. 23 TESSUTO CONNETTIVO PROPRIAMENTE DETTO Alcune caratteristiche sono: ▪ connettono gli epiteli con le strutture sottostanti ▪ riempiono gli spazi tra i tessuti e gli organi ▪ cellule fisse, che si sviluppano nel connettivo ▪ migranti, migrano attraverso il circolo sanguigno ▪ -blasto indica i precursori o cellule immature ▪ -cita indica la cellula matura e differenziata  mucoso: prevale la sostanza amorfa, si trova nel cordone ombelicale o nella polpa dentaria dell’adulto  lasso: permeabile, facilità scambi metabolici, cellule ben visibili; forma l’impalcatura degli organi, la parete dei vasi, la lamina propria delle mucose  reticolare: organi linfoidi, ghiandole endocrine  denso: robusta e notevole resistenza. Se è regolare può essere fibroso o elastico, infatti si trova nei tendini, legamenti e aponeurosi, oppure irregolare, che va a formare il derma, il periostio e capsule di organi  elastico: parete delle arterie, corde vocali IL TESSUTO ADIPOSO Multiloculare bruno: il colore bruno si può trovare nel cuore dei suinetti Uniloculare bianco: a volte può essere giallo, dipende dall’alimentazione e dalle sostanze lipofile. È il tessuto che dà il sapore alle carni. È metabolicamente attivo, infatti il contenuto di cellule viene cambiato ogni 24 h. Svolge anche attività endocrina, tramite la leptina, che regola la massa grassa agendo assieme all’ipotalamo. La mobilizzazione è sotto influenza ormonale. Le cellule, gli adipociti, sono grandi 120 micron. È molto semplice da identificare. È localizzato: ▪ pannicolo adiposo sottocutaneo ▪ omento, mesentere, spazi retroperitoneali (dietro il peritoneo) Le diverse regioni hanno anche una diversa composizione lipidica diversa, come il lardo e la pancetta. Tutto questo per l’uniloculare. Quello multiloculare è tipico delle specie ibernanti. I mitocondri in questo caso trasformano l’energia in calore invece che in ATP. IL SANGUE È formato da cellule separate da una matrice extracellulare, che ha sia una componente liquida che fibrillare, che si trova durante i processi di coagulazione. Rappresenta il 7% del peso corporeo. Il plasma è formato da siero e fibrinogeno. Il rapporto del volume delle cellule del sangue può segnare la presenza di una patologia (ematocrito). 24 Il plasma Albumine hanno il compito di veicolare le sostanze non idrosolubili e per questo vengono coniugate con delle molecole anfipatiche e aiutano a discioglierle in ambiente acquoso. Le globuline formano gli anticorpi. Fibrinogeno componente fibrillare per la coagulazione Fatto dal complemento che contribuisce alla lisi cellulare. È formato: ▪ 90% da acqua ▪ 7% proteine (albumine, globuline, fibrinogeno) ▪ 1% sali inorganici ▪ 2% aminoacidi, vitamine, ormoni, lipidi Eritrociti Derivano dagli eritroblasti, man mano che si specializzano assumono una forma biconcava, dà il miglior rapporto tra volume e superficie di scambio. La maggior parte delle componenti cellulari e la loro vita è di circa 120 giorni. Nella milza, dove vengono eliminati e filtrati e le varie componenti vengono riciclate nel fegato. L’emoglobina viene riciclata per i pigmenti biliari. Leucociti ▪ granulociti: neutrofili, basofili, eosinofili, in base all’affinità tintoriale ▪ agranulociti: linfociti, monociti Granulociti  neutrofili vengono chiamati in seguito all’ingresso di agenti patogeni. Il pus è dato dai neutrofili che muoiono in seguito all’azione fagocitaria  eosinofili: fagocitosi dei complessi antigene-anticorpo, vengono attirati da fattori secreti dai mastociti, i quali sono chemiotattici  basofili: contengono eparina e istamina. Alcuni componenti possono provocare un eccesso di basofili, con reazione anafilattica. Linfociti Sono in grado di distinguere ciò che è proprio da ciò che non lo è. Vengono attivati quando incontrano qualcosa di non-self. Il sistema linfocitario è formato da due tipi di organi. Hanno un ciclo di vita complesso: nascono nel midollo osseo, per poi differenziarsi in altri organi. Nel timo maturano i linfociti T, mentre i linfociti B nel midollo osseo. La funzione della borsa di Fabrizio viene comunque svolta dal midollo osseo. Una volta maturi vanno negli organi linfatici secondari, che sono i linfonodi, la milza, le tonsille, le placche di Peyer. 25 Piastrine Sono presenti solo nei Mammiferi. Sono frammenti di megacariociti, con diametro di 2-4 m e vita media di 5-8 giorni. Sono 150.000/l, partecipano alla coagulazione e chiudono rotture vascolari. Contengono adrenalina e serotonina (vasocostrittori). La membrana ha uno spesso glicocalice che serve per i meccanismi di aggregazione e adesione alle superfici alterate. IL TESSUTO OSSEO È formato da cellule e da una matrice extracellulare, che ha una componente fibrillare e una amorfa. La matrice da amorfa viene mineralizzata, per la componente inorganica particolarmente elevata. È circondato da tessuto connettivo propriamente detto. Il tessuto osseo ha il periostio, tessuto connettivo che lo riveste e contiene i vasi e contribuisce a mantenere costante la struttura. Il periostio presenta uno strato fibroso esterno e lo strato interno ricco di cellule. L’osso immagazzina calcio e fosforo e grazie ad una costante sintesi e demolizione si occupa di mantenere costante la concentrazione di calcio, che è di vitale importanza. Le cavità interne delle ossa sono rivestite dall’endostio, riveste la cavità midollare. È il componente principale dello scheletro: protezione organi interni, fornisce una struttura di sostegno ed è la sede di deposito del calcio. Tipi di ossa:  lunghe: cartilagine di coniugazione per l’accrescimento. Alle estremità cartilagine articolare, per formare l’articolazione, ovvero la diartrosi.  piatte  brevi (tessuto cartilagineo sulle slide) Il tessuto osseo può essere non lamellare e lamellare: ▪ quello non lamellare è presente durante lo sviluppo embrionale ▪ in base alla distribuzione delle lamelle suddiviso in compatto e spugnoso. Ci sono le lamelle, spesse 3-7 micron: sono costituite da osteociti, o osteoblasti quando sono in fase di secrezione della matrice. Gli osteociti non sono isolati l’uno dall’altro ma sono in contatto attraverso un tipo di giunzioni, le gap junction, formano dei sincizi funzionali perché formati da proteine canali, in modo che le cellule siano metabolicamente sincronizzate. Consentono ai metaboliti di raggiungere le cellule stesse. OSSO COMPATTO La base strutturale dell’osso lamellare è l’osteone (sistema di Havers). Ogni osteone è composto da un canale centrale che è riempito da tessuto connettivo mesenchimale e contiene un piccolo vaso e un nervo vegetativo (canale di Havers). Gli osteociti sono sempre disposti in maniera regolare tra le lamelle concentriche attorno al canale centrale. Tramite i vasi di Volkmann è possibile l’accesso al periostio esterno ed interno. Nelle lamelle esterne si inseriscono fibre collagene, che uniscono saldamente il periostio all’osso, e vengono chiamate fibre di Sharpey. 26 Il tessuto osseo è molto vascolarizzato: i canali longitudinali, paralleli all’asse maggiore dell’osso posti in mezzo all’osteone, i canali di Havers; i canali di Volkmann mettono in comunicazione la cavità midollare e la superficie esterna. Il periostio Lo strato interno è ricco di osteoblasti, attivi durante lo sviluppo, inattivi nell’adulto, per riprendere l’attività durante la riparazione delle fratture. Lo strato esterno è ricco di vasi che penetrano nei canali di Volkmann. È difficile separate il tessuto osseo dal periostio, per la presenza di fibre di Sharpey. L’endostio Formato da cellule appiattite, tappezza la cavità midollare, i canali di Havers e gli spazi midollari dell’osso spugnoso. Sostanza interstiziale (matrice)  componente organica dona resistenza a tensione. È formata dalla sostanza fondamentale amorfa e dalle fibre collagene, con proprietà chimiche diverse da quelle del tessuto connettivo; sono disposte con direzione a elica attorno al canale di Havers.  sali inorganici, conferiscono durezza quindi resistenza alla pressione, formati da cristalli di fosfato di calcio. LE CELLULE DELL’OSSO ▪ osteoprogenitrici: danno origine alle altre, si trovano per lo più nell’endostio e nel periostio ▪ osteoblasti: depongono la matrice ossea e quindi si trovano in corrispondenza delle superfici di espansione. Il processo di calcificazione inizia con il distacco dagli osteoblasti di vescicole della matrice contenente lipidi, ioni calcio, e fosfatasi alcalina. Inoltre, presentano dei prolungamenti sulla superficie, attraverso i quali sono in contatto con le cellule adiacenti ▪ osteociti: sono nelle lacune e comunicano tra loro mediante processi citoplasmatici. Sono osteoblasti rimasti inglobati nella matrice da essi prodotta. Presentano anch’essi dei prolungamenti, che nelle cellule ossee corrono lungo i canalicoli ossei ▪ osteoclasti: cellule giganti, riassorbono il tessuto osseo durante l’accrescimento ed il rimodellamento 27 LE ARTICOLAZIONI DIARTROSI: presenza di cartilagine ialina e capsula articolare. SINARTROSI: capi ossei incollati da un tessuto, che può essere connettivo, cartilagine o ancora tessuto osseo. Ossificazione intramembranosa Le cellule mesenchimali si trasformano in osteoblasti. Gli osteoblasti producono fibre collagene e osteoide. In seguito alla produzione della matrice ossea, gli osteoblasti rimangono a poco a poco intrappolati. Successivamente ha luogo la mineralizzazione della sostanza fondamentale ossea e gli osteoblasti diventano osteociti. Attraverso la vascolarizzazione precoce il tessuto osseo svolge dei compiti di metabolismo attivo, come il deposito di minerali. Un altro processo è l’ossificazione encondrale. Si forma un osso per sostituzione di un preesistente modello cartilagineo. Avviene per le ossa lunghe e brevi. Si forma un collare osseo per ossificazione intramembranosa, cui segue l’apoptosi dei condrociti e la calcificazione della matrice extracellulare. Gli osteoblasti formano il centro di ossificazione primario, mentre con lo stesso meccanismo si forma quello secondario in corrispondenza delle epifisi. Nell’adulto epifisi e diafisi si saldano, quindi la cartilagine di coniugazione non è più visibile. L’alterazione di questo processo, acondroplasia, provoca il nanismo. 28 CARTILAGINE DI CONIUGAZIONE ▪ zona quiescente: cartilagine ialina normale ▪ zona proliferativa: condrociti in rapida proliferazione ▪ zona della cartilagine ipertrofica: grossi condrociti attorno ai quali è avvenuto il riassorbimento della matrice ▪ zona della cartilagine calcificata: idrossiapatite sulle trabecolee cartilaginee ▪ zona di ossificazione: osteoblasti portati dal sangue invadono cavità lasciate libere dai condroblasti Nel caso di una frattura i macrofagi vanno ad eliminare il tessuto lesionato. Periostio ed endostio formano un manicotto connettivale, che si trasforma in cartilagine e per ossificazione si forma il callo osseo. Il callo viene rimodellato e sostituito con tessuto osseo lamellare: in questo caso non si forma una cicatrice. IL TESSUTO MUSCOLARE È un tessuto specializzato nella contrazione. Le sue cellule hanno una forma affusolata e allungata, per ottimizzare il processo della contrazione stessa. Le cellule lavorano in gruppo e questo è più o meno enfatizzato: in quello scheletrico si tratta di un vero e proprio sincizio. Il tessuto muscolare scheletrico e cardiaco ha una striatura che li caratterizza, che è data dall’organizzazione ordinata del citoscheletro: l’elemento prevalente nelle cellule muscolari è proprio questo. Il cambiamento di forma delle cellule è dato dal citoscheletro. Il tessuto muscolare liscio, involontario, lo troviamo nei visceri e nella parete dei vai. È presente una forma particolare, le cellule mioepiteliali, che sono delle cellule isolate con capacità contrattile, sono poste intorno alle ghiandole. Il muscolo è un organo formato prevalentemente da tessuto muscolare, ma contiene anche tessuti diversi: è in stretta connessione con il tessuto connettivo, perché porta i vasi sanguigni. Il tessuto connettivo può essere più o meno ricco di adipociti IL TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO Costituisce i muscoli ed è formato da fibre parallele, sono separate/connesse da tessuto connettivo lasso e circondate da una membrana basale. La fibra muscolare è un sincizio, cioè, formato da più cellule, più grande di conseguenze 1-40 mm: sono affusolate e il diametro sarà quindi molto sottile. La caratteristica morfologica è la posizione periferica dei nuclei stessi. All’interno sono presenti le miofibrille, che rappresentano il citoscheletro. Esso è visibile attraverso striature, disposte in maniera ordinata: banda I (chiara), linea Z, banda A (scura). I vasi possono essere di calibro più grande, oppure più piccolo come per i vasi capillari. Ci sono anche delle fibre: le fibre rosse e bianche, il cui colore dipende dalla concentrazione di mioglobina. Tra le fibre muscolari è presente del connettivo che le tiene unite, il perimisio. 29 I sincizi si formano durante lo sviluppo embrionale: l’apparato locomotore deriva dalle somiti, che derivano dal mesoderma, le cui cellule sono multipotenti. Le cellule appartenenti alla parte dorso-mediale del somite formano il miotomo, che separandosi da esso si allungano e si differenziano. ORGANIZZAZIONE DEL MUSCOLO SCHELETRICO Sono fatti da fasci muscolari. I fasci sono fatti da fibro-cellule muscolari, date da un insieme di miofibrille. Non c’è molto spazio tra le miofibrille, perché il citoplasma è occupato per la maggior parte dal citoscheletro. Una singola cellula è particolarmente grande. Un’altra unità importante è il sarcomero, compreso tra due linee Z, l’unità contrattile. Nell’epimisio ci sono i vasi più grandi, poi diventano più piccoli nel perimisio, fino a diventare capillari nell’endomisio. Il tessuto nervoso comunica con quello muscolare. Il tessuto connettivo è suddiviso in: - epimisio: costituisce la guaina che riveste tutto il muscolo ed è ricco di collagene - perimisio: riveste i fasci di fibre muscolari - endomisio: riveste le singole cellule muscolari, formato da fibre reticolari e dalla lamina esterna FIBRO CELLULA MUSCOLARE È un sincizio. Invece di avere il plasmalemma, è presente il sarcolemma, formato da membrana plasmatica e basale, dove ci sono le cellule satelliti, ovvero i miociti, che hanno mantenuto la capacità di proliferare. Tutto ciò circonda il sarcoplasma, ricco di tutti gli organuli deputati alla produzione di proteine interne; ci sono anche i mitocondri. La mioglobina consente di accumulare una certa quantità di ossigeno nel muscolo, 30 in modo da averlo in caso di necessità. Tutto il resto è occupato dal citoscheletro, che ha come unità funzionale i sarcomeri, e l’altra struttura è il reticolo sarcoplasmatico, che è essenziale per regolare i livelli di calcio che conducono la contrazione e controllano il rilassamento. È presente il tubulo T, che sta per trasversale, ovvero invaginazioni che si portano all’interno delle cellule, dove sono presenti le miofibrille, questi gruppi di microfilamenti. Sono disposti all’estremità del sarcomero. Attorno alle miofibrille è presente il reticolo sarcoplasmatico. Ogni sarcomero è circondato dal reticolo sarcoplasmatico, poi esternamente è presente il tubulo T, così che, quando arriva l’impulso si innesca una depolarizzazione che va a liberare calcio. Le triadi sono in corrispondenza dell’estremità dei sarcomeri. I tubuli T circondano le miofibrille e sono posti in corrispondenza del reticolo sarcoplasmatico, che forma le cisterne terminali. ▪ SARCOPLASMA: si intende il citoplasma delle fibre muscolari. Esso contiene organuli, come ad esempio l’apparato di Golgi che si dispone vicino ai nuclei, e i mitocondri, i quali si dispongono tra le miofibrille in parallelo. Presenta pochi ribosomi liberi e contengono glicogeno, come riserva energetica e mioglobina come riserva di ossigeno. ▪ RETICOLO SARCOPLASMATICO: è composto da un sistema di cisterne e serve soprattutto per il trasporto intracellulare di Ca2+, per la contrazione muscolari. All’estremità questo sistema forma le cisterne terminali. ▪ SISTEMA T: RS orientato in senso longitudinale. Perpendicolarmente si dispone il sistema T. La zona nella quale due cisterne terminali si trovano vicine a un tubulo T si parla di triade. Il sistema T serve per la trasmissione accelerata degli impulsi dalla membrana esterna della fibra muscolare verso l’interno della fibra. Le triadi sono i siti di trasmissione al reticolo sarcoplasmatico. ▪ SARCOLEMMA: formato da membrana plasmatica e dalla membrana basale. Tra le due sono interposte le cellule muscolari staminali: le cellule satelliti. Queste cellule contribuiscono alla rigenerazione delle fibre muscolari.  CITOSCHELETRO: composto da miofibrille, sono di notevole spessore e sono organizzate in lunghi fasci longitudinali. Si stendono per tutta la lunghezza della fibra. Una fibra muscolare contiene circa 1000 miofibrille. Esse presentano una caratteristica striatura trasversale, dovuta alla presenza di questi elementi: le bande I e le bande A. Le bande sono suddivise centralmente da linee trasversali più dense: le bande I dalla linea Z, le bande A dalla linea M. Tra le linee Z, si trova la più piccola unità funzionale delle fibrille muscolari striate, il sarcomero. Ogni cambiamento di lunghezza di un gran numero di sarcomeri porta all’allungamento o accorciamento del muscolo; per questo motivo il sarcomero viene definita l’unità contrattile del muscolo. Le miofibrille sono composte d filamenti di actina e miosina disposti parallelamente. I filamenti di actina attraversano le bande I e si inseriscono nella linea Z. Attorno alla doppia elica di actina si avvolge la tropomiosina, che è una proteina fibrosa. Durante la contrazione il Ca2+ si lega alla troponina e in questo caso si liberano i siti di legame per la miosina. I filamenti di miosina, che sono i filamenti spessi delle bande A, sono formati da due componenti: la meromiosina leggera e la meromiosina pesante. Quella pesante scinde l’ATP, mentre quella leggera permette l’accoppiamento della miosina con l’actina. Attraverso lo scorrimento, di uno sull’altro, il muscolo si contrae. Le bande I sono state nominate così perché sono state identificate con la luce polarizzata, sono chiare e larghe, quelle A sono più scure. Il sarcomero è compreso tra due linee z. I miofilamenti possono essere spessi formati da miosina e sottili formati da actina. 31 Nella fibra muscolare rilassata la banda I è formata dall’actina che non si sovrappone alla miosina, nel mezzo la linea Z. la banda A è data dalla sovrapposizione della miosina con l’actina e questa banda può essere più o meno ampia. Quando la fibra è distesa, la banda A forma la linea H, intervallo tra le estremità dei filamenti di actina varia in base alla contrazione del muscolo. I filamenti di actina sono dati da due polimeri di actina globulare. Ogni filamento di actina è formato da 200 molecole di quella globulare. La miosina è un tipo di filamento intermedio, perché caratteristico di queste cellule. La miosina è fatta dalla meromiosina leggera e pesante. I filamenti di actina si avvicinano a quelli di miosina, in modo da scorrere l’uno sull’altro. Serve dell’ATP. Quando il calcio che si è liberato si lega alla troponina, questo determina un cambio di forma della tropomiosina, in modo da liberare il sito di legame per miosina ed actina, che comporta un cambiamento dell’angolo. Il calcio serve proprio per questo La linea z è data dall’unione delle molecole di actina e sono un punto fisso perché consente l’accorciamento delle molecole. La contrazione muscolare La contrazione comporta l’avvicinamento delle due linee Z. La forza necessaria è generata dal legame delle teste di miosina sui filamenti di actina e la loro flessione. L’angolo di flessione è opposto alle due estremità del sarcomero. L’energia è fornita dalla idrolisi dell’ATP da parte dell’attività ATPasica che possiede la testa della miosina. Gli ioni Ca2+ dopo la depolarizzazione vengono rilasciati dal reticolo sarcoplasmatico nel sarcoplasma che circonda i miofilamenti e mettono in moto il meccanismo di contrazione. La troponina e la tropomiosina vanno a regolare l’interazione fra actina e miosina. Le teste di miosina sono dove avviene l’idrolisi dell’ATP e dove si lega l’actina, formando i ponti trasversali con l’actina.  motrice: gli assoni portano lo stimolo dalla cellula nervosa ed entrano nel muscolo. Sono assoni mielinizzati, quindi trasportano l’impulso ad alta velocità. Quando arrivano a contatto con il muscolo perdono la guaina mielinica. La sinapsi tra un neurone e una fibra viene chiamata placca motrice o giunzione neuromuscolare. I neurotrasmettitori, come l’acetilcolina, eccitano i recettori della superficie della fibra muscolare e aumentano la permeabilità del sarcolemma al sodio. La depolarizzazione provoca la catena di reazione per la contrazione successiva. La corrente elettrica viene trasferita attorno ad ogni singola miofibrilla, per l’apertura del reticolo e la fuoriuscita di calcio.  giunzione neuro-muscolare: formata dal terminale assonico e dalla membrana della cellula muscolare. Contiene vescicole sinaptiche ripiene di acetilcolina. Doccia è una profonda scanalatura, dove entra il terminale assonico. 32 Trasmissione dell’impulso 1) DEPOLARIZZAZIONE: sarcolemma → c. terminali → tubuli T → reticolo sarcoplasmatico 2) RILASCIO DI IONI Ca2+: fusione delle vescicole sul sarcolemma, rilascio acetilcolina, legame ai recettori sul sarcolemma, generazione potenziale d’azione La placca motrice L’impulso arriva alla placca motrice, con liberazione dell’acetilcolina e generazione di un potenziale elettrico. Il potenziale viene trasmesso attraverso i contatti tra i tubuli trasversali e le cisterne terminali. Viene rilasciato il calcio, con conseguenti modificazioni steriche di troponina e tropomiosina. L’ATP viene trasformato in ADP con liberazione di energia. La depolarizzazione del sarcolemma avviene attraverso il sistema T. il calcio, transienti di calcio, funziona facendo ondate di rilascio e sequestro.  sensoriale: serve per darci la consapevolezza dell’azione del muscolo, partecipa al mantenimento del tono muscolare. I fusi neuro-muscolari controllano i cambiamenti di lunghezza e loro velocità. Sono localizzati tra le fibre muscolari.  fusi muscolo-tendinei di Golgi: consente di monitorare il grado di contrazione/stiramento dei muscoli. Ci sono degli archi riflessi che impediscono di andare in iperestensione e portare allo strappo del tendine. È l’estremità del muscolo scheletrico, dove la componente connettivale del muscolo confluisce nel tendine ed entrata in contatto con il periostio. Sono privi di innervazione motoria. Muscoli rossi: producono uno sforzo a lungo termine; infatti la contrazione è lenta e sono ricchi di capillari e mioglobina. Muscoli bianchi: hanno meno capillari e sono più propensi all’attività anaerobia. Possono avere due tipi di fibre. La loro diffusione varia nelle specie animali. IL TESSUTO MUSCOLARE CARDIACO È striato per l’abbondantissimo citoscheletro, però rispetto a quello scheletrico è involontario. Le cellule (cardiomiociti) sono più piccole, non formano dei sincizi, alcune sono binucleate, hanno quindi una dimensione più normale; esse sono disposte a formare un reticolo e questo mette in evidenza i collegamenti laterali, andando a formare una struttura tridimensionale, questo per via della contrazione tridimensionale. È sempre presente il tessuto connettivo con i vasi, le cellule e la matrice extracellulare; esso è analogo all’endomisio. Il cuore è molto irrorato. Per poter esercitare la sua contrazione il cuore ha un suo scheletro, dato dal perimetro cartilagineo o ossificato delle valvole cardiache. Tra le zone terminali si trovano i dischi intercalari, permettendo alle fibre cardiache di collegarsi tra di loro. A livello dei dischi intercalari terminano le miofibrille di un cardiomiocita. 33 Caratteristiche:  disposizione miofibrille simile a quello scheletrico  i meccanismi di contrazione sono uguali allo scheletrico  alcune specializzazioni sono meno evidenti, non sono presenti delle triadi. I tubuli T sono in contatto diretto con il reticolo sarcoplasmatico  ha anche un’attività endocrina: alcuni cardiomiociti atriali secernano il fattore natriuretico atriale. Ci sono degli estensori nel rene e nel cuore, per il mantenimento dell’equilibrio idrico-salino. I dischi intercali svolgono: - azione meccanica: sono stabilizzati dai desmosomi - possiedono le gap junctions perché in questo modo le cellule lavorano insieme in maniera coordinata, senza essere fuse tra di loro. I cardiomiociti si devono contrarre in maniera coordinata. A differenza di quello scheletrico che si contrae in seguito a una stimolazione nervosa, quello cardiaco si contrae in maniera autonoma. La connessione del SN serve per modulare la contrazione. Si distinguono le cellule del sistema di conduzione, i cardiomiociti modificati, che generano l’impulso, e poi viene trasmesso al sincizio vicino. Le cellule sono più larghe, il sarcoplasma è più chiaro perché contiene glicogeno e sono concentrati in due nodi e due fasci: il nodo senoatriale, nell’atrio sinistro, e il nodo atrio-ventricolare; il fascio di His, che va dall’atrio al ventricolo, e le cellule di Purkinje, che aiutano le valvole cardiache a non ribaltarsi quando avviene la contrazione. Una volta che si è contratto l’atrio, l’impulso arriva al nodo atrioventricolare. Lo spessore della parete degli atri è più sottile, quella dei ventricoli è più spessa. Le valvole del cuore sono estroflessioni dell’endotelio, al di sotto si trova il connettivo. Ci sono delle corde tendinee, inoltre, che servono per l’apertura delle valvole. IL TESSUTO MUSCOLARE LISCIO Il citoscheletro non è abbondante, non è un tessuto che fa tanto sforzo, perché la capacità di contrazione è inferiore rispetto a quello scheletrico e cardiaco. È molto sviluppato nel miometrio, la parete dell’utero, ed è solitamente presente anche nei visceri, negli organi cavi e parenchimatosi. La milza, presenta una parete liscia, in caso di emorragia la sua capsula può spremere il sangue presente e tamponare l’abbassamento di pressione. Queste fibrocellule sono dell’ordine dei micron, non sono sincizi, hanno un solo nucleo, possiedono mitocondri e altri organelli. 34 Anche in questo caso sono presenti le gap junctions, in modo da comportarsi come un sincizio funzionale. Possono produrre l’elastina, che conferisce elasticità, nelle arterie più vicine al cuore, come l’Aorta ad esempio. Nel tessuto connettivo reticolare sono presenti i reticolociti, che vanno a formare un reticolo. Nel tessuto muscolare liscio il connettivo non è ben evidente. Non c’è molto spazio tra una cellula e l’altra. Ci sono alcune caratteristiche: ▪ caveolae: vescicole del sarcolemma, per avvicinarsi al reticolo sarcoplasmatico e svolgono la stessa funzione dei tubuli T ▪ il punto di attacco per la miosina e l’actina è rappresentato dai corpi densi: sono strutture puntiformi, che contengono alfa actinina, sono quindi il punto di attacco tra i filamenti in modo da consentire la contrazione delle cellule stesse Il citoscheletro non ha striature; ci sono anche qui filamenti sottili, actina (tropomiosina e troponina), e spessi, miosina (meromiosina pesante) La contrazione deve essere più lenta e deve anche persistere nel tempo. Ci sono dei filamenti intermedi come la vimentina e desmina. Durante la contrazione i filamenti di miosina si organizzano spontaneamente nel sarcoplasma. In seguito, i filamenti di actina scorrono su quelli di miosina. Attraverso la connessione dell’actina con i corpi densi la distanza delle placche si accorcia. La cellula muscolare si contrae in lunghezza e assume una forma tondeggiante. L’effetto finale è dato dalle cellule avvolta dal reticolo, si contraggono in maniera sincrona grazie alle gap junctions. Alcune hanno un movimento più attivo, come la peristalsi muscolare, altre si occupano del tono muscolare, che è influenzato dagli ormoni che vanno a vasocostringere o vasodilatare. Innervazione È innervato dal sistema nervoso autonomo, quindi le cellule sono innervate singolarmente. Un neurone arriva alla singola fibra. Si contraggono indipendente le une dalle altre, nel caso del muscolo liscio multi- unitario. Nel muscolo liscio viscerale lo stimolo si origina indipendentemente dall’innervazione, come per la contrazione peristaltica. Le cellule mioepiteliali sono cellule di origine ectodermica con citoscheletro contrattile. Sono cellule epiteliali, ma hanno capacità contrattile. Si trovano attorno agli adenomi ghiandolari (nella ghiandola mammaria). 35  IL TESSUTO NERVOSO Il neurone ha la caratteristica di irritabilità, ovvero la capacità di avere una reazione agli stimoli. Una volta percepito deve essere trasmesso da un’altra parte, a cellule nervose oppure non nervose e questa trasmissione avviene attraverso un’attività di secrezione. È formato da due tipi cellulari: il neurone, che possiede le caratteristiche del tessuto in quanto tale, e le cellule della Glia, che vanno ad aiutare i neuroni a svolgere la loro funzione sostenendoli, dando loro protezione e controllando il nutrimento. Esso forma il sistema nervoso, diviso in centrale e periferico, che va a controllare gli altri sistemi del corpo e conferisce coscienza dell’ambiente esterno.  SNC: cervello, midollo spinale  SNP: nervi cranici (12), spinali, gangli sensitivi Funzioni: - percezioni sensoriali - attività mentali - movimento muscolare - secrezione ghiandolare I neuroni Sono molto grandi, ha un andamento che si sporge su piani diversi. Sono formati da 3 componenti: ▪ pirenoforo o soma: nucleo e pericario, da dove partono una serie di strutture ▪ dendriti: che sono numerosi per ogni neurone e sono abbastanza brevi ▪ assone o neurite: unici e lungo e può presentare dei rami collaterali, che vengono chiamati telodendro, che può collegarsi con le fibre muscolari. Le singole terminazioni nervose si diffondono in numero e forma variabili e sono definiti bottoni terminali ▪ sono in comunicazione con altri neuroni, attraverso le sinapsi (reti neurali) Hanno un diametro tra i 5-150 micron. Il citoscheletro non ha la capacità contrattile, ma quella di veicolare vescicole che vengono prodotte dal corpo cellulare e attraverso l’assone arrivano al telodendro. L’assone è avvolto dalla guaina mielinica, che consente all’impulso elettrico di viaggiare più velocemente. Suddivisione funzionale del neurone:  zona dendritica che riceve la stimolazione  zona assonica per la conduzione  zona telodendritica deputata alla trasmissione La maggior parte dei neuroni sono stabili: possono andare incontro a usura, non si ha una morte cellulare, ma c’è un continuo rinnovamento all’interno del neurone stesso. Produce tante strutture proteiche: quindi sarà presente un RER e REL, hanno un’intensa attività secernente. Corpo cellulare I neuroni hanno la più ampia variabilità di forme e dimensioni. È presente il neuroplasma con i corpi di Nissl (ribosomi + RE) o sostanza tigroide. All’interno troviamo neurofilamenti e neurotubuli. Il nucleo centrale è voluminoso, scarsamente colorabile, con forma sferica. È presente un nucleolo evidente. Nel citoplasma è tutto ben sviluppato: il centriolo organizza i microtubuli. Sono presenti anche molti mitocondri. Sono presenti i granuli di melanina e di lipfuscina. Le gocce lipidiche fungono da riserva energetica. 36 Citoscheletro È molto sviluppato, specializzato nel trasporto all’interno del citoplasma stesso ▪ neurotubuli: dedicati al trasporto delle vescicole all’interno del neurone ▪ neurofilamenti: mantenere l’impalcatura interna ▪ microfilamenti actino-simili Dendriti Sono i terminali sensoriali dei neuroni. Normalmente sono più di uno e sono in grado di avere delle ramificazioni terminali e sono caratteristiche per ogni neurone. Porzione basale contiene gli organuli, tranne il Golgi; a mano a mano che ci si allontana organuli sono quasi assenti. I mitocondri non sono concentrati nel nucleo, ma si estendono lungo tutto il neurone. I dendriti possono ricevere gli impulsi nervosi direttamente come recettori sensoriali. Spine dendritiche Filamenti di actina in prossimità della superficie cellulare. Sono i responsabili tipici della plasticità neuronale. Permettono la formazione di sinapsi con altri neuroni. Tendono a diminuire con età e scarsa nutrizione. Assone Tutti i neuroni possiedono un singolo assone. Essi originano dal cono di emergenza; possiedono un citoscheletro formato da neurotubuli, neurofilamenti, microfilamenti. ▪ flusso assoplasmatico: tipo a, lentissimo e tipo b, lento ▪ trasporto assonico: anterogrado, importante per il trasporto delle vescicole di neurotrasmettitore alla sinapsi; retrogrado, sostanze che possono essere riutilizzate; bidirezionale, mitocondri 37 Guaina mielinica Lo sviluppo delle guaine mieliniche attorno ad un assone viene detto mielinizzazione, un processo che avviene sia nel sistema nervoso centrale che periferico. Le cellule di Schwann formano i rivestimenti attorno ad un solo assone. Si formano multipli avvolgimenti concentrici di plasmalemma intorno all’assone. In quelle centrali un oligodendrocito circonda contemporaneamente più assoni. Tra le cellule contigue si forma un interstizio chiamato nodo di Ranvier. Il tutto viene circondato dalla membrana basale, formata dalla lamina basale glicoproteica e dalla lamina reticolare di Key e Retzuis. Nelle fibre nervose amieliniche, una cellula di Schwann accoglie nel citoplasma più assoni. Consente agli assoni di trasportare l’impulso elettrico alla sua estremità più velocemente. La presenza della guaina e dei nodi di Ranvier fa in modo che l’impulso salti da un nodo all’altro: l’ondata di depolarizzazione riguarda solamente i nodi. I mesassoni sono punti dove le due porzioni di membrana si avvicinano. Si avvicinano il foglietto parietale e viscerale. Le sue funzioni riguardano: ▪ isolamento elettrico ▪ regolazione scambi metabolici: è un tessuto complesso, le cellule vanno incontro a processi di riparazione rimpiazzando le strutture ▪ le cellule di Schwann si occupano della rigenerazione delle fibre: se il pirenoforo rimane intatto, l’assone può ricostruirsi L’IMPULSO NERVOSO Esiste una differenza di potenziale tra la superficie esterna e interna: è di -70 mV ed è la tipica energia potenziale. Quando arriva uno stimolo, inizia la depolarizzazione, che scorre lungo gli assoni. Attiva i canali del Na che inverte la polarità della membrana. Quando arriva a destinazione, libera il neuromediatore. Ci sono dei canali ionici che devono aprirsi e chiudersi lungo tutta la membrana. La presenza della guaina mielinica fa in modo che il processo avvenga solo nei nodi di Ranvier, velocizzando il processo, con la propagazione saltatoria Dopo la maturazione, i neuroni perdono la capacità di replicarsi. In seguito a lesioni gravi non riescono a rigenerare il corpo cellulare. In seguito alla lesione di un assone, il soma riesce a rigenerarlo. La capacità di recupero è quella di generare strutture che aggirano le zone lese. Alla base della capacità di degenerazione troviamo le spine dendritiche, che collegano i vari neuroni e si rimodellano più facilmente e la capacità dell’assone di generare un moncone periferico. I macrofagi eliminano la parte danneggiata, sostituita dagli assoni che ricominciano a proliferare. 38 La guaina mielinica guida il percorso: meglio è conservata, meglio avviene la ricostruzione. Ci sono diversi tipi di lesioni: alcuni danni coinvolgono anche il neurone a valle in una sinapsi; quindi, viene esteso anche al neurone vicino. Oppure il danno invece di arrestarsi e cominciare a rigenerarsi, avviene una degenerazione. Ci può essere una morte cellulare improvvisa: quando la cellula muore danneggiano quelle vicine. Quelle che vanno incontro all’apoptosi, vengono impacchettate in modo da non liberare sostanze tossiche e vengono poi eliminate dai macrofagi. La rigenerazione 1) le cellule di Schwann formano un tubo cellulare per dirigere la rigenerazione 2) i macrofagi fagocitano i detriti 3) l’assone emette gemme che si allungano distalmente 4) l’accrescimento dei prolungamenti è guidato dal tubo o cordone formato dalla rete di cellule di Schwann SOSTANZA BIANCA E SOSTANZA GRIGIA Divisione morfologica che si vede nel sistema nervoso. La sostanza grigia, dove non sono presenti i neuroni mielinizzati, contiene tutto ciò che non viene mielinizzato: il corpo cellulare e i dendriti; infatti, sono presenti tutte le componenti dei neuroni; mentre nella sostanza bianca solo gli assoni mielinizzati. CLASSIFICAZIONE NEURONI ▪ forma ▪ comportamento dell’assone ▪ situazione topografica ▪ funzione ▪ tipo di secreto ▪ tipo di sinapsi La loro variabilità è molto vasta. Sulla base funzionale sono classificati in:  neuroni di proiezione: origina nella sostanza grigia e termina nella sostanza bianca o in un nervo  interneuroni: si ramifica ripetutamente nell’ambito della sostanza grigia Posizione: ▪ intranevrassiale ▪ extranevrassiale Funzione: ▪ afferenti o sensitivi ▪ efferenti o motori (muscoli, ghiandole, visceri, vasi) ▪ intercalari o di associazione LE SINAPSI Le sinapsi sono dei punti di interazione intercellulare, nei quali gli impulsi elettrici o chimici sono trasmessi da un neurone a un altro o da un neurone a un organo bersaglio. Il collegamento di due cellule nervose è numericamente il tipo di sinapsi più abbondante. Esistono altri due tipi, quelle con le fibre muscolari. Si 39 tratta delle placche motrici, tra il neurone e la muscolatura scheletrica. Quella meno conosciuta è l’organo neuroemale, sinapsi tra un neurone e un vaso. Una parte del sistema nervoso centrale è neuroendocrino: il SN fornisce risposte rapide immediate, quello endocrino più costanti nel tempo. Sono in stretta relazione funzionale.  Sinapsi elettriche: nelle giunzioni gap, facilita la trasmissione dell’impulso da un cellule all’altra  Sinapsi chimica: si trovano nella terminazione di un assone e sono formate da una regione presinaptica, una fessura sinaptica e una regione postsinaptica È una trasmissione elettrochimica a senso unico: l’impulso è di tipo elettrico e termina nella sua traduzione in un’attività secernente. È presente una membrana presinaptica che libera il neuromediatore e una membrana postsinaptica che riceve il neuromediatore. Ci sono molte combinazioni sinaptiche. La numerosità delle sinapsi spiega la plasticità neuronale. Il segnale chimico alla sinapsi è mediato da neurotrasmettitori. Sono sintetizzati nel citosol dei bottoni sinaptici ed è specifico per ogni cellula. L’impulso che arriva al bottone sinaptico innesca la depolarizzazione della membrana presinaptica. Gli ioni Ca2+ inducono la liberazione dei neurotrasmettitori nella fessura sinaptica. Sulla membrana postsinaptica sono localizzati dei recettori per ogni neurotrasmettitore, andando a cambiare la loro conformazione e permettendo il passaggio di ioni. Di conseguenza la membrana postsinaptica si depolarizzerà. L’inattivazione del neurotrasmettitore avviene principalmente attraverso il riassorbimento nelle terminazioni nervose presinaptiche. La conduzione dell’impulso avviene lungo l’assone e i suoi terminali, con il conseguente rilascio di neurotrasmettitore alla sinapsi. L’effetto può essere di eccitazione o inibizione del neurone postsinaptico. Lo stimolo si lega a un altro neurone, che si collega con il corpo e manda un altro impulso. Il tutto parte dal potenziale d’azione e la velocità con cui esso parte dipende dalla presenza o dall’assenza della guaina mielinica. Il bottone terminale In esso viene rilasciato il neurotrasmettitore, avvolto dalle vescicole sinaptiche. Le vescicole di spostano verso la membrana presinaptica che si agganciano a proteine specifiche. Il livello della concentrazione di calcio determina la fusione della vescicola e la liberazione del neuromediatore. è importante che sia un picco transiente, perché gli stimoli nervosi sono unità che si ripetono. La membrana è rivestita da clatrina, quindi grazie a questo la vescicola viene recuperata. Il sistema nervoso perde pochissimo materiale, quindi tutto è fatto per riutilizzare i materiali. Sinapsi eccitatoria → attiva un’azione 40 Sinapsi inibitoria → inibisce un’azione La differenza è data dal tipo di ione che passa all’interno della membrana: il Ca2+ depolarizza, fa partire lo stimolo nervoso; gli ioni Cl- mantiene polarizzata la membrana. Il tutto dipende anche dal neuromediatore che viene rilasciato. La placca motrice Sinapsi tra un neurone e la fibra muscolare scheletrica. Sono definite anche giunzioni neuromuscolari. In questi punti di contatto terminano le guaine mieliniche delle cellule nervose, gli assoni si ramificano e si ineri