Anatomia (prima parte)

Tessuto epiteliale

Il tessuto epiteliale è generalmente formato da cellule strettamente unite fra di loro tramite tight-junction e scarsa presenza di matrice extracellulare. Le funzioni del tessuto epiteliale possono essere di:

• Protezione e isolamento termico (cute);
• Scambio di sostanze fra altri tessuti (epiteli interni);
• Produzione di secrezioni (nel caso degli epiteli ghiandolari).

Di rivestimento

Solitamente presenti nella cute, mucose, sierose e vasi sanguiferi. Hanno propriamente funzione di copertura di organi delicati e sopportano stress termici e meccanici. Sono costituiti da uno o più strati di cellule, che formano come una barriera per i tessuti sottostanti; questo perché le cellule aderiscono strettamente le une alle altre grazie alla scarsa, quasi assente, presenza di matrice extracellulare.

Una superficie, detta polo basale, poggia sulla membrana basale, uno strato di cellule indifferenziate che nutre e sostiene il tessuto e che lo separa dal tessuto connettivo sottostante (è quest’ultimo ad essere vascolarizzato, mentre lo strato più superficiale della cute esposto all’esterno - epidermide - è costituito da cellule morte). Un’altra superficie, detta polo apicale, è sempre esposta o verso l’esterno (cute) o verso una cavità interna (es. lume di un organo cavo).

La forma della cellula epiteliale risulta essere asimmetrica: il nucleo è dislocato al polo basale, circondato dal reticolo endoplasmatico; l’apparato di Golgi si trova in posizione intermedia e le vescicole, che fuoriusciranno per esocitosi, si accumulano al polo apicale.

Specializzazioni della membrana apicale

• Ciglia: Sono estroflessioni mobili della membrana plasmatica che contengono 9 coppie di microtubuli disposti circolarmente e una coppia centrale. La zona di ancoraggio alla cellula è detta corpo basale e possiede solo 9 coppie di microtubuli. La loro funzione è quella di spostare i fluidi di membrana come muco e secrezioni qualora il muco vecchio, per esempio, debba lasciare spazio al muco nuovo. Si trovano ad esempio nei bronchi o in generale nelle vie respiratorie;
• Microvilli: A differenza delle ciglia, non sono immobili. Sono comunque rigidi grazie alla presenza interna di microfilamenti. Sono presenti nell’intestino e formano il cosiddetto orletto a spazzola, per aumentare la superficie di assorbimento;
• Stereociglia: Sono ciglia che tuttavia rimangono immobili, presenti nell’epididimo e nei primi tratti del dotto deferente.

Specializzazioni della membrana basale

• Lamina basale: Sono presenti glicoproteine e filamenti proteici, è solitamente monostratificata e lega alcuni fattori di crescita utili al differenziamento cellulare;
• Lamina fibroreticolare: Ricca di sostanza fondamentale densa e di fasci di fibre connettive reticolari (di solito di collagene IV).

Specializzazioni delle membrane laterali

Esistono proteine che si occupano di formare saldi o blandi legami fra le cellule, favorendo in un caso l’isolamento e nell’altro l’interazione fra le cellule.

• Claudine, occludine e JAM: Sono proteine che si associano con le proteine periferiche nella giunzione occludente (o ZO - Zonula Occludens - o tight-junction) e permettono l’ancoraggio fra i filamenti di actina del citoscheletro delle cellule. La mancanza di JAM è stata riscontrata nei pazienti con il morbo di Crohn: questa mancanza o deficit comporta una non efficace adesione fra le cellule della mucosa gastrica;
• CAM (Cell Adhesion Molecule): Proteine di membrana che permettono la formazione di giunzioni GAP o ancoranti. Possono essere:
  • Calcio-dipendenti: Caderine, integrine e selettine. Formano giunzioni ancoranti legando e addensando i filamenti di actina. Le caderine formano giunzioni ancoranti aderenti, le integrine formano giunzioni ancoranti focali. Esperimenti sui topi con mutazione per le caderine hanno confermato che essa porta alla morte. Le selettine agiscono con le integrine e legano i neutrofili lungo i vasi sanguigni fino a una lesione;
  • Calcio-indipendenti: N-CAM (tipo immunoglobulinico). Esperimenti sui topi con mutazione per N-CAM hanno confermato che essa provoca difetti neurali, pur lasciando in vita i topi.
• Connessine: Formano canali di comunicazione, detti connessoni, nelle giunzioni GAP (o giunzioni comunicanti o macula communicans o nexus). Con basse concentrazioni di calcio, i connessoni restano sempre aperti e consentono il passaggio di glucosio, amminoacidi, ormoni o cAMP. Si chiudono con l’aumentare della concentrazione di ioni calcio, infatti si trovano nel tessuto muscolare striato e cardiaco.
• Desmosoma: O macula adherens. Sarà presente come ulteriore rinforzo in tessuti sottoposti a stress meccanici. Filamenti di cheratina sono tenuti insieme da caderina e una proteina laminare chiamata desmoplatina, che forma una placca di unione. È utile per esempio nella cute.

Tipi di epiteli

Gli epiteli di rivestimento possono essere classificabili tramite queste specializzazioni oppure tramite la forma che le loro cellule presentano (pavimentosi, cubici, cilindrici) e in quanti strati si dispongono (semplice o composto). Combiniamo queste due classificazioni:

Epiteli pavimentosi semplici (o squamosi)

In quanto monostratificato, è molto sottile e le cellule si dispongono come le “mattonelle” di un pavimento. Ricopre le sierose, che sono epiteli che ricoprono cavità interne del corpo: questo strato, nella pleura, nel pericardio e nel peritoneo prende il nome di mesotelio. Riveste anche il mesentere e forma l’endotelio dei vasi sanguiferi e del cuore.

Epiteli cubici semplici (o isoprismatici)

Sempre monostratificato, ma le cellule sono cubiche e rigonfie e il nucleo è situato in posizione centrale. Più che in protezione, questo epitelio è più specializzato in secrezione o assorbimento delle sostanze nutritive, infatti si ritrova nel tubulo renale e nell’ovaio, ma forma anche lo strato superficiale del cristallino (lateralmente, le cellule tendono ad assottigliarsi sempre di più).

Epiteli cilindrici semplici (o batiprismatici)

Non hanno propriamente forma cilindrica, ma l’altezza delle loro cellule è maggiore della larghezza, quindi sarebbe più appropriato definirla prismatica. Essendo il nucleo in posizione basale, il polo apicale può essere differentemente specializzato:

• Ciliato: Favorisce la secrezione e i movimenti del muco, utile nei bronchioli o nelle tube uterine;
• Non ciliato: Adatto a secrezione e assorbimento di sostanze nutritive, infatti presente in alcuni tratti del tubo digerente (con funzione di secrezione) o nello stomaco e intestino tenue (con funzione assorbente, nell’intestino presenta microvilli).

Epiteli cilindrici pseudostratificati

Apparentemente sembra formato da più strati di cellule, ma in realtà è un singolo strato le cui cellule hanno nuclei ad altezza diversa e cellule di diversa lunghezza. Ciò vuol dire che non tutte le cellule giungono al lume dell’organo, ma sono comunque tutte a contatto con la membrana basale. Hanno prevalentemente funzione protettiva ma possono essere ciliati o non ciliati:

• Ciliati: Anche in questo caso favoriscono il movimento dei muchi, sono tipici delle vie respiratorie;
• Non ciliati: Sono tipici dell’epididimo e dei primi tratti del dotto deferente; in questi due casi, presentano estroflessioni simili a ciglia che però restano immobili e prendono il nome di stereociglia.

Epiteli composti

Epiteli pavimentosi composti

Gli strati di cellule vanno appiattendosi via via che si procede verso la superficie o il lume dell’organo. Hanno funzione protettiva e ogni 15-30 giorni gli strati di cellule più superficiali muoiono e vengono sostituiti da quelli più profondi. A questo proposito, lo strato più superficiale può presentare una particolare specializzazione chiamata corneificazione (o strato corneo):

• Corneificati: Ad esempio, l’epidermide. Le cellule superficiali morte sono riempite con glicolipidi e cheratina, che fornisce una buona impermeabilizzazione del tessuto. Negli strati dell’epidermide sono anche presenti melanociti, cellule ricche di melanina (che si accumulano formando i nei);
• Non corneificati: In questo caso le cellule superficiali sono vive, senza strato corneo. Tipico caso della bocca, esofago e faringe.

Epiteli cubici composti

È un tipo di epitelio molto raro, con funzione secretoria e protettiva. Presente nelle ghiandole sudoripare, salivari, dotti escretori e nell’uretra femminile. Tipicamente presente in un embrione umano.

Epiteli di transizione

Sono molto elastici e possono variare il proprio spessore. Riveste gli organi che vanno incontro a frequenti e ingenti cambiamenti di dimensione o capacità, come la pelvi renale (bacino di raccolta dell’urina nel rene) o uretra e ureteri o infine la vescica. Allo stato rilassato, sono formati da cellule cubiche e rigonfie.

Epiteli cilindrici composti

Sono molto simili ai cubici composti. Riscontrabili anch’essi nell’embrione umano e nell’uretra maschile.

Ghiandolari

Si organizzano in strutture chiamate ghiandole. Queste possono essere:

• Endocrine: In questo caso le secrezioni vengono riversate nel flusso sanguigno, sostanze come ormoni o polisaccaridi riescono così a raggiungere tutti i tessuti. La loro particolarità è quella di agire “a distanza” rispetto alla zona di secrezione, individuando cellule target che presentano recettori sulla superficie. Originano da protuberanze di tessuto epiteliale che si differenziano e la porzione secernente si distacca totalmente dalla membrana basale (tuttavia continua ad essere diffusamente vascolarizzata);
• Esocrine: Le sostanze vengono riversate all’esterno dell’organismo oppure accumulate in un organo cavo. A differenza delle precedenti, le secrezioni svolgono la loro funzione localmente. La porzione secernente si approfonda nel connettivo e prende il nome di adenomero, che resta ancorato allo strato sottostante da un dotto escretore.

Classificazione delle ghiandole

I modi per classificare le ghiandole sono diversi e prendono in considerazione dal numero di cellule coinvolte al tipo di secrezione. Distinguiamo ghiandole:

• Unicellulari: Una singola cellula secernente. È il caso della cellula caliciforme mucipara che nell’apparato respiratorio e in quello digerente predispongono il muco per scopi funzionali;
• Pluricellulari: Gli epiteli ghiandolari si aggregano e costituiscono veri e propri organi. A loro volta distinguibili in:
  • Intraepiteliali: Come la mucosa nasale o l’uretra maschile;
  • Extraepiteliali: Possono essere intraparietali (o intramorali) se le ghiandole sono entro la parete dell’organo, extraparietali (o extramorali) se sono situati al di fuori o se costituiscono veri e propri organi (come fegato o pancreas).

Forma dell'adenomero

• Ghiandole alveolari: dette anche “a sacco”;
• Ghiandole acinose: hanno forma sferoidale con lume ristretto;
• Ghiandole tubulari: a tubo;

Combinando queste forme si descrivono ghiandole tubulo-acinose.

Ramificazioni dei dotti escretori

• Semplici: Quando sono formate solo da un adenomero e un dotto escretore;
• Ramificati: Quando ci sono più adenomeri ancorati a un solo dotto escretore;
• Composti: Quando più adenomeri si ramificano in più dotti escretori (e talvolta confluiscono in uno più grande).

Meccanismo di secrezione

Per quanto riguarda il meccanismo di secrezione, si classificano in:

1. Secrezione merocrina o eccrina: Il secreto viene rilasciato per esocitosi, mentre la cellula secernente resta integra. I tipi di secrezione sono:
   • Sierose: La secrezione è fluida e ricca di sali minerali, acqua e proteine. Tipica del pancreas esocrino, ghiandole lacrimali e ghiandola parotide;
   • Muccose: La secrezione è molto viscosa, ricca di proteoglicani e glicosamminoglicani. Tipica delle ghiandole salivari minori, ghiandole esofagee e duodenali;
   • Miste: La secrezione è siero-mucosa. Tipica della ghiandola sottolinguale (in cui è abbondante la componente mucosa) e della ghiandola sottomandibolare (in cui è abbondante la componente sierosa).
2. Secrezione apocrina: Caso in cui, con la secrezione, le cellule perdono parte del loro citoplasma. Tipica delle ghiandole mammarie e sudoripare (dello scroto, del pube e delle ascelle).
3. Secrezione olocrina: Caso in cui l’intera cellula si stacca dall’epitelio, la membrana degenera e il secreto viene riversato all’esterno, con conseguente morte della cellula. Questa viene poi rimpiazzata da altre cellule per mitosi. Tipica delle ghiandole sebacee.

Tessuti connettivi

Ha il compito di connettere tessuti diversi fra loro nella formazione degli organi. Hanno funzione di:

• Connessione meccanica, in quanto ancora i tessuti fra loro e fornisce sostegno e protezione agli organi;
• Connessione funzionale, con funzione trofica, ovvero di consentire il transito di sostanze nutritive o di cellule delle difese immunitarie.

Una differenza sostanziale fra i tessuti connettivi e quelli epiteliali è che i primi sono altamente vascolarizzati, le loro cellule sono meno aderenti fra loro ed è molto abbondante la matrice extracellulare.

Matrice extracellulare

Composta da una parte solida, costituita da fibre e una parte liquida, detta sostanza fondamentale (o componente amorfa). Partendo dalle fibre, distinguiamo:

• Fibre collagene: Lunghe, flessibili e resistenti alla trazione, utili quindi in tendini, legamenti, cartilagini e ossa. Sono formate da una proteina chiamata tropocollagene, formata a sua volta da un avvolgimento a tripla elica di glicina, prolina e idrossiprolina. Tale struttura viene chiamata microfibrilla; le microfibrille si associano sfalsate di tre quarti in fibrille, che proprio perché sfalsate presentano una bandeggiatura scura ogni 64-70 nm. Infine, le fibrille si assoceranno in fibre. Un deficit di collagene è una causa attribuita alla sindrome di Ehlers-Danlos, di cui ne soffriva James Morris, conosciuto anche con il soprannome di “The Rubber Man”;
• Fibre reticolari: Sono molto simili alle precedenti ma sono più sottili, meno resistenti e più flessibili. Sono costituite sempre da tropocollagene ma in forma meno aggregata e costituisce lo stroma di sostegno di fegato, linfonodi e milza;
• Fibre elastiche: Formate da microfibrille di 2 proteine, elastina e fibrillina che si associano in lamine (se ricoprono le arterie o il derma) oppure in fasci (quando si tratta del citoscheletro). La loro lunghezza può variare fino al 150%. La fibrillina e l’elastina conferiscono elasticità ai vasi sanguigni e alle mucose polmonari. Una mutazione genetica riguardo alla fibrillina è coinvolta nella sindrome di Marfan, della quale ne soffriva la pallavolista Flo Hyman.

Dopodiché abbiamo la parte liquida, la sostanza fondamentale (o componente amorfa). Risulta molto permeabile ai metaboliti o/e alle cellule del sistema immunitario, formata da acqua, glicosamminoglicani (GAG), proteoglicani e qualche glicoproteina. I glicosamminoglicani presenti sono:

• Condroitin solfato: Tipi A, B, C. Frequenti nel tessuto osseo;
• Cheratan solfato: Frequente in cartilagine o nella cornea;
• Eparan solfato: Frequente nelle membrane basali degli epiteli o nei tessuti di sostegno;
• Acido ialuronico: È il componente quantitativamente più presente e forma l’asse di legame per centinaia di proteoglicani, formando macrocomplessi chiamati aggrecani. In particolare, i proteoglicani sono molto idrofili e formano una rete-setaccio che seleziona il tipo di molecole attraversanti;

Per quanto riguarda le poche glicoproteine, sono principalmente:

• Fibronectina: Viene prodotta soprattutto durante la cicatrizzazione, essendo una proteina fibrosa presente nei tessuti connettivi lasso e denso;
• Laminina: Presente nelle lamine basali, contribuisce al differenziamento cellulare (soprattutto di neuroni e gangli). Laminina e actina interagiscono con la distrofina. Una mutazione di quest’ultima causa la distrofia muscolare di Duchenne;
• Condronectina: Abbondante nelle cartilagini.

N.B.: La fibronectina possiede un dominio RGD (Arginina-Glicina-Aspartato) che media l’attaccamento di questa proteina alle integrine.

Cellule fisse o migranti

• Fibroblasti: Sono le cellule più abbondanti, solitamente di forma stellata. Secernono acido ialuronico ma possiedono tutti gli organuli citoplasmatici di una cellula normale. Possono attivarsi dallo stato latente in un qualsiasi momento (fibrociti) e in base alla zona, prendono nomi diversi: condroblasti (condrociti) nella cartilagine, osteoblasti (osteociti) nel tessuto osseo;
• Macrofagi (o istiociti): Originano per differenziazione dai monociti del sangue, grazie alla abbondante presenza di matrice extracellulare colonizzano l’intero tessuto. Esistono:
  • Macrofagi migranti: Sono dotati di movimento ameboide, perciò possono spostarsi, attratti dai siti di infiammazione. Hanno grandi dimensioni perché si arricchiscono di lisosomi e, in presenza di una cellula danneggiata/patogena, la fagocitano e gli enzimi la lisano. Talvolta, riconosciuto il patogeno, i macrofagi espongono sulla propria membrana gli antigeni, così da...