Appunti di Istologia

Istologia

Cenni di embriologia

Fecondazione

Spermatozoo + cellula uovo = zigote = cellula diploide.

Sviluppo

Divisione dello zigote:

• Segmentazione: blastula = sferula di cellule con una cavità interna detta blastocel.
• Gastrulazione: invaginazione della cavità con formazione della gastrula formata da diversi foglietti embrionali:
  • Ectoderma (differenzia epiteli, annessi cutanei, tessuto nervoso, cornea)
  • Endoderma (canale digerente e formazioni ghiandolari)
  • Mesoderma (tessuto muscolare, cartilagineo, osseo, sangue, epiteli cavità sierose, vie urogenitali, ovaio)
  Abbiamo anche mesenchima (tessuto di cellule sparse con matrice amorfa) che si differenzia in cellule endoteliali (epiteli che rivestono le pareti dei vasi).

Differenziamento

Due fasi:

1. Cellule eucariotiche modulano l’espressione di alcuni geni: alcuni geni espressi altri no, quindi cellule dello stesso tessuto hanno lo stesso DNA, ma nel nucleo vengono trascritti solo mRNA di quella specifica cellula. La diversa attività di trascrizione dipende da fattori inviati dal citoplasma.
2. Assemblaggio di macromolecole proteiche, lipidiche e glucidiche da parte di attività enzimatiche che seguono una sequenza temporale precisa.

Differenziamento istologico

Cellule con stessa funzione si uniscono in tessuti, che si raggruppano in 4 grandi classi:

• Epiteliale: cellule ectodermiche ed endodermiche caratterizzate da presenza di lamina basale e complessi giunzionali che mettono in comunicazione le cellule.
• Connettivale: cellule mesenchimali che operano immerse in una matrice prodotta da esse; abbiamo connettivi propriamente detti, tessuto adiposo, connettivi di sostegno (ossa e cartilagini) e connettivi a funzione trofica (sangue e linfa).
• Muscolare: cellule mesodermiche; nel tessuto muscolare cellule si uniscono a formare fibrocellule muscolari striate, che trasformano energia chimica in meccanica grazie ai sarcomeri.
• Nervoso: cellule ectodermiche dotate di specifiche giunzioni, le sinapsi, formano reti pluricellulari con neuroni che hanno due funzioni in particolare: eccitabilità e conduttività.

Mantenimento dello stato differenziato

Il differenziamento porta spesso alla perdita di alcune capacità come quella proliferativa. I tessuti che necessitano di continuo rinnovamento possiedono una riserva di cellule staminali o stem cells. Le cellule prodotte possono rimanere staminali o differenziarsi. Il differenziamento non è solo un fenomeno embrionale.

Abbiamo diversi tipi di cellule staminali:

• Totipotenti: in grado di produrre tutte le cellule differenziate dell’organismo (blastomeri e zigote).
• Pluripotenti: in grado di produrre tutte le cellule differenziate dell’organismo esclusi i tessuti extraembrionali, sì cellule germinali (cellule della massa interna della blastocisti).
• Multipotenti: in grado di dare origine a limitati lignaggi cellulari differenziati (cellule emopoietiche).
• Oligopotenti: in grado di differenziarsi in numero limitato di cellule differenziate.
• Unipotenti: in grado di differenziarsi in un solo tipo cellulare (cellule epidermiche).

Tessuto epiteliale

Abbiamo epiteli di rivestimento e epiteli ghiandolari.

Epiteli di rivestimento: caratteristiche

Rivestono superfici, cavità e condotti dell’organismo. Sono formati da strati di cellule strettamente unite tra loro con poca matrice. Alla base di ogni epitelio abbiamo una lamina basale che separa l'epitelio dal connettivo sottostante, non vascolarizzati, ma con terminazioni nervose e cellule sensoriali. L'assenza di capillari è compensata dalla vascolarizzazione del connettivo sottostante che fornisce sostanze metaboliche all'epitelio sovrastante. Le terminazioni nervose sono ramificazioni di fibre nervose che attraversano la membrana basale. Abbiamo epiteli monostratificati ed epiteli pluristratificati, in cui creste epiteliali intervallate da papille connettivali permettono scambi metabolici col connettivo.

Classificazione degli epiteli di rivestimento

1. Sulla base degli strati cellulari:

• Semplici o monostratificati
• Composti o pluristratificati
• Pseudostratificati
• Di transizione

2. Sulla base della forma delle cellule:

• Pavimentose
• Cubiche
• Cilindriche

3. Sulla base di specializzazioni della superficie:

• Presenza di ciglia denota un epitelio ciliato

Specializzazioni del dominio apicale

• Microvilli (orletto a spazzola o striato): lunghi 1 micron, estroflessioni del citoplasma con membrana plasmatica. Nella parte centrale abbiamo filamenti di actina ancorate da un lato alla villina e da un lato con filamenti orizzontali di actina alla base del microvillo. I filamenti di actina sono tenuti insieme da fimbrina e fascina e sono associati alla membrana plasmatica del microvillo tramite miosina. Tramite i microvilli aumenta il potere assorbente di un tessuto, li troviamo negli epiteli intestinali e tubulo contorto prossimale.
• Stereociglia: lunghe 30 micron, filamenti di actina uniti da fimbrina e legati alla membrana del microvillo con erzina; no villina. Rivestono canale epididimo e dotto deferente.
• Ciglia vibratili: porzione libera che si muove, rivestita da membrana che è in continuità con polo apicale della cellula più porzione ancorata alla cellula. Costituite da organizzazione di microtubuli in matrice; microtubuli formati da tubulina che forma protofilamenti. Le abbiamo negli epiteli respiratori e nelle vie genitali femminili.

Specializzazioni del dominio laterale

• Giunzioni aderenti: unità meccanica tra cellule.
  • Fasce occludenti: sotto superficie libera della cellula, permettono fusione di due cellule con spazio inesistente, importanti in strutture come barriera emato-encefalica.
  • Fasce aderenti: formate da molecole di adesione dette E-caderine, si estendono a tutto il perimetro della cellula con spazio minimo di 15 nm.
  • Desmosomi: in cellule miocardiche e fibroblasti, ispessimenti delle membrane con placche di attacco tra cellule. Abbiamo fasci intermedi di cheratina (tonofilamenti).
• Giunzioni comunicanti: spazio tra membrane di cellule che si riuniscono, con molti pori che permettono passaggio di ioni+ e piccole molecole, no grandi molecole e ioni-. Canali per passaggio sostanze utili a sviluppo e crescita; permettono sito di accoppiamento elettrico per muscolari viscerali, miocardiche e cellule nervose.

Specializzazioni del dominio basale

• Emidesmosomi: uniscono i filamenti intermedi del citoscheletro con la membrana basale tramite placca di attacco, tramite tonofilamenti alla membrana plasmatica.
• Focal adhesions o contatti focali: legame tra actina del citoscheletro e membrana basale. Abbiamo porzione intracitoplasmatica che si lega all'actina, una transmembrana e una extracellulare che si lega alle proteine della matrice cellulare. Le integrine legano dal lato citoplasmatico actina, da quello extra proteine della matrice extra.

Lamina basale

Formata da sottile matrice extra, l'abbiamo in epiteli che sono a contatto con la matrice del connettivo; permette ancoraggio e media scambi metabolici tra epitelio e connettivo, barriera che separa l’epitelio dal connettivo, mai vascolarizzata. Nel rene, ad esempio, permette filtraggio selettivo per produzione di ultrafiltrato.

Formata da 3 strati:

• Lamina lucida: spessore di 50 nm, glicoproteine extracellulari come laminina che lega da un lato epitelio e dell’altro matrice extra.
• Lamina densa: 30-300 nm, proteoglicani, GAG, collagene IV, che forma rete resistente.
• Lamina fibroreticolare: no fibre reticolari ci collagene III, proteoglicani, sintetizzata da fibroblasti, le prime due da cellule epiteliali. Nei tessuti non epiteliali, lamina basale = lamina esterna.

Suddivisione tessuto epiteliale

Epiteli semplici

Monostrato di cellule, rivestimento, scambio, secrezione, assorbimento, classificazione in base a forma delle cellule.

• Pavimentoso semplice: monostrati di cellule piatte a contatto con lamina basale, presentano zona centrale rigonfiata = nucleo. Barriere facilmente attraversabili, in alveoli, capsula Bowman, endotelio, cornea, mesotelio, pleura, pericardio, peritoneo.
• Cubico semplice: monostrato di cellule cubiche, nucleo sferico centrale, funzione secretoria, in epitelio germinativo ovaio, follicoli tiroidei, dotti escretori ghiandolari, tubuli contorti e collettori del rene.
• Cilindrico semplice: monostrato di cellule prismatiche, nucleo nel terzo inferiore del cilindro, in apparato respiratorio, urinario, intestino tenue, condotti ghiandolari, vie genitali maschili e femminili.
• Epitelio pseudostratificato: unico strato di cellule con nuclei che occupano posizioni più ampie dell’ampiezza della cellula = impressione di più strati, quasi sempre ciliato, in vie respiratorie, vie genitali maschili, dotti di alcune ghiandole.

Epiteli composti

Strati sovrapposti di cellule, rivestimento e protezione, classificazione in base alla forma di cellule dello strato superficiale.

• Pavimentoso stratificato:
  • Non cheratinizzato: sopporta usura, no essiccazione, cellule disposte su 3 strati, un basale con cellule staminali proliferative, uno spinoso con desmosomi, un superficiale con cellule piatte. Si trova in mucosa orale, faringe, esofago, canale anale, vagina, uretra, cervice.
  • Cheratinizzato: epidermide, sopporta abrasioni e disidratazione. 30 micron - 2 mm in base alla zona del corpo. Abbiamo cheratinociti, che producono cellule che si portano sullo strato superficiale esprimendo cheratina; queste cellule poi non proliferano più e vanno incontro ad apoptosi formando lamelle cornee. Presenta 5 strati:
    • Strato corneo: strato superficiale, abbiamo cheratina di cheratinociti.
    • Strato lucido: solo nella pelle molto spessa, abbiamo strati di cellule senza nucleo, ribosomi e mitocondri.
    • Strato granuloso: 2-6 strati di cellule che hanno granuli basofilici contenenti cheratoialina che combinandosi a tonofibrille formano cheratina matura.
    • Strato spinoso: 3-7 strati di cellule poliedriche con nucleo rotondo, evidente nucleolo e poliribosomi = alta sintesi proteica. Cellule con spine che si legano a desmosomi, sintetizzano citocheratina che compone filamenti intermedi; la citocheratina si aggrega a formare tonofibrille che convergono nei desmosomi.
    • Strato basale: strato germinativo con cellule cilindriche o cubiche, con nucleo ovale, poliribosomi e tonofilamenti; desmosomi che uniscono cellule lateralmente e emidesmosomi che legano alla membrana basale. Cellule staminali che producono sia altre staminali che cheratinociti. Nell’epidermide abbiamo cellule autoctone (cheratinociti) e non autoctone, in particolare:
      • Cellule di Merkel: recettori tattili, nello strato basale, a contatto con fibre afferenti, non cheratinizzate.
      • Melanociti: cellule di origine neuronale, nello strato basale e spinoso, hanno Golgi e RER sviluppati; sintesi di melanina a partire da tirosina, immagazzinata a formare il contenuto dei melanosomi viene fagocitato dai cheratinociti vicini = colore della pelle che dipende dalla quantità di pigmenti carotenici nel grasso sottocutaneo e dal livello di ossigenazione dell'emoglobina.
      • Cellule di Langerhans: cellule dendritiche nello strato spinoso, simili a melanociti ma con nucleo irregolare non sferico; possiedono granuli di Birbeck, appartengono alla famiglia dei macrofagi/monociti, derivano dal midollo osseo, capaci di dare risposta nei confronti di antigeni.
• Cubico stratificato: strati di cellule di cui quelle superficiali cubiche, molto raro, in alcuni dotti di ghiandole.
• Cilindrico stratificato: strati di cellule di cui solo quelle superficiali cilindriche, in alcuni dotti ghiandolari e in tratti di laringe e faringe.

Caso particolare: epitelio polimorfo o di transizione

Tipico della vescica e delle vie urinarie, può estendersi e contrarsi, formato da 3 strati: superficiale con cellule a cupola, medio con cellule clavate con prolungamenti verso strato profondo, basale con cellule cubiche o cilindriche.

Epiteli differenziati

• Cristallino: struttura elastica biconvessa con cellule epiteliali modificate derivate da ectoderma. Nella maturazione embrionale perdono il nucleo e vengono dette fibre del cristallino, ripiene di proteine dette cristalline. Il cristallino è avvolto da capsula del cristallino che si lega al corpo ciliare con legamento sospensore.
• Smaltodentario: protegge la corona del dente, sostanza dura e traslucida composta al 99% da materiale calcificato cementato da matrice interprismatica calcificata. Prodotto da cellule colonnari dette ameloblasti; la porzione apicale di ogni ameloblasto si dice processo di Tomes, produce la matrice dei prismi di smalto; le sue ramificazioni producono la matrice interprismatica; formato lo smalto, l’ameloblasto degenera.
• Capelli, peli, unghie: i peli si formano nei follicoli piliferi che approfondano nel derma. Il follicolo termina con un bulbo pilifero, che nel polo inferiore presenta la papilla dermale, a livello del quale possiamo avere melanociti che danno colore al pelo. Le cellule del bulbo proliferano a formare vari strati:
  • Midollare: glicogeno granulare acidofilo
  • Corticale: cellule fusiformi con pigmento
  • Cuticola: parte esterna = lamelle corneificate disposte a tegola una sull’altra
  • Guaina radicolare interna: alla radice del pelo e formata da 3 strati cellulari
  • Guaina radicolare esterna o matrice del pelo: contatto con la papilla dermale, contiene elementi non differenziati che daranno origine ai vari tipi cellulari, importanti per rigenerazione epidermide.
  Unghie: placche di cheratina date da proliferazione e cheratinizzazione di cellule epiteliali.

Ghiandole

Epiteli ghiandolari

Derivano da lamine epiteliali, abbiamo:

• Cellule caliciformi mucipare: singole cellule secernenti in epitelio di rivestimento (vie digerenti e respiratori).
• Lamine epiteliali secernenti: epiteli sia di rivestimento che secernenti (mucosa gastrica).
• Ghiandole: cellule secernenti che si associano a formare complessi (pancreas). La funzione secernente è gestita da tessuti epiteliali, quella meccanica da tessuto connettivo.

Origine e differenziamento delle ghiandole

Da membrana epiteliale di rivestimento: cellule epiteliali che invadono il connettivo formando cordoni. Se rimane a contatto con la superficie epiteliale abbiamo una ghiandola esocrina con dotto che secerne il prodotto all’esterno della cellula. Ghiandola endocrina se perde contatto con epitelio, abbiamo riversamento del prodotto nell’ambiente e quindi suo drenaggio dai vasi.

Ghiandole unicellulari

Cellule caliciformi mucipare: hanno forma a calice e producono mucine (miscela di GAG, proteoglicani, glicoproteine, H₂O) = si forma il muco.

Ghiandole pluricellulari

Hanno un dotto escretore e un adenomero (porzione secernente con cellule che delimitano un lume centrale in cui si riversa il prodotto).

Classificazione delle ghiandole esocrine pluricellulari

1. In base alla sede in cui si trovano:

• Intraparietali: intra o extraepiteliali. Le prime si trovano nello spessore di un epitelio di rivestimento (ghiandole alveolari semplici), le seconde si trovano sotto all’epitelio, nella tonaca propria o nella sottomucosa. Le extra si trovano fuori dalla parete dell’organo che ospita il dotto escretore (fegato, pancreas, salivari maggiori).

2. In base alla forma dell’adenomero:

• Alveolari, acinose, tubulari, tubulo alveolari, tubulo acinose. Le tubulari hanno cellule che formano dotto che può essere rettilineo e non rettilineo = ghiandola tubulo-glomerulare (ghiandole sudoripare), le alveolari hanno adenomero a forma di sacculo sferico con ampio lume (mucosa nasale); le acinose hanno adenomero sferico ma con lume ridotto.

3. In base alle ramificazioni dei dotti escretori e degli adenomeri:

• Semplici, ramificate, composte. Le semplici hanno 1 adenomero e un dotto, le ramificate hanno 2 o più adenomeri e un dotto, gli adenomeri possono essere tubulari, alveolari, acinosi o misti. Le composte hanno più dotti e adenomeri che confluiscono in un dotto maggiore. Sono avvolte da capsula connettivale che le divide in lobi, divisi in lobuli nei quali abbiamo adenomeri da cui si dipartono dotti intercalari che sfociano quindi nei dotti principali; nelle salivari maggiori i dotti intralobulari sono detti striati perché formati da cellule con invaginazioni della porzione basale del plasmalemma.

4. In base alla modalità di emissione del secreto:

• Olocrine, apocrine, merocrine. Le merocrine si classificano in base alla natura del secreto in: sierose, mucose, miste. Le olocrine vanno incontro a degenerazione e vengono eliminate durante la secrezione (vengono poi rigenerate).