Istologia

ISTOLOGIA

Prof.ssa Tabellini

L’istologia è lo studio della struttura microscopica del materiale biologico e dei modi

in cui i singoli componenti sono strutturalmente e funzionalmente correlati.

La cellula è l’unità di tutti gli organismi, tutte le cellule presentano la stessa

composizione interna, sia di macromolecole che organelli, ma assumono una

funzione diversa. Più cellule si uniscono tra di loro per formare un tessuto, più

tessuti insieme formano un organo, localizzati in una specifica zona anatomica, che

insieme formano gli apparati.

Classificazione:

-​ semplici→insieme delle cellule raggruppate in strutture organizzate (es.

epitelio)

-​ composti→tessuti costituiti da cellule di tipo diverso (es. connettivo)

La conoscenza dell’aspetto istologico normale è essenziale per riconoscere le varie

patologie.

Tessuti:

-​ epiteliale→cellule appiattite addossate le une alle altre e dove è presente

poca matrice cellulare. Possono formare epiteli di rivestimento con funzione di

protezione o filtrazione, oppure epiteli ghiandolari. Alcuni sono specializzati

nella percezione e trasmissione degli stimoli

-​ connettivo→È costituito da cellule con forme e dimensioni diverse, immerse

in abbondante matrice cellulare. Ha la funzione di connettere i vari tessuti.

Possono avere la funzione di sostegno. Tessuto osseo, cartilagineo, sanguigno

(cellule sferiche immerse in abbondante matrice extracellulare), adiposo

(funzione di coibentazione, riserva e protezione degli organi)

-​ muscolare→cellule terminalmente differenziate, simili tra loro, con un

citoscheletro sviluppato in maniera specifica in modo da consentire alle cellule

di contrarsi per consentire il movimento del corpo

-​ nervoso→formato da cellule morfologicamente diverse, i neuroni

specializzate nella recezione dello stimolo nervoso, e da cellule gliali con la

funzione di sostenere e nutrire le cellule nervose. Alcune cellule gliali vanno a

formare la mielina che accelera l’impulso nervoso. Consente di ricevere

informazioni dall’ambiente esterno e interno

All’interno di un organo cavo sezionato si possono riconoscere, in ordine dal lume

(cavità interna) verso la periferia, il tessuto epiteliale, successivamente il tessuto

connettivale (in cui si possono ritrovare anche i vasi sanguigni che vascolarizzano

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l’organo), il tessuto muscolare e infine sono presenti le terminazioni del tessuto

nervoso.

TESSUTO EPITELIALE

Costituito da cellule morfologicamente simili, addossate le une alle altre e con

interposta una scarsa matrice cellulare.

È quasi esclusivamente formato da cellule a stretto contatto tra loro, che

costituiscono cordoni e lamine, con scarsissima sostanza extracellulare.

Tipi:

-​ di rivestimento

-​ secernenti/ghiandolari

-​ sensoriali

EPITELI DI RIVESTIMENTO

Sono costituiti da cellule, morfologicamente simili, adese tra loro che formano delle

lamine che possono rivestire la superficie esterna del corpo, come l’epidermide, o

cavità comunicanti o non comunicanti con l’esterno.

Tipi:

-​ mucose→rivestono le cavità in comunicazione con l’esterno. Sono costituite

da epitelio e tessuto connettivo

-​ sierose→rivestono le cavità non comunicanti con l’esterno. Sono costituite da

mesotelio (epitelio specifico) e connettivo

Le pareti dei vasi sanguigni e linfatici prendono il nome di endoteli, ovvero tessuti

epiteliali pavimentosi con funzione di assorbimento e diffusione di ossigeno, ormoni

e sostanze nutritive.

Gli epiteli di rivestimento vanno a costituire la cute, le tonache mucose e sierose, i

dotti escretori delle ghiandole esocrine, l’endotelio, la capsula di Bowman, la cornea

della retina e la superficie delle ovaie.

Tutti gli epiteli sono sostenuti dalla membrana basale,

formata da una rete di macromolecole legate tra loro. Questa ha

la funzione di supporto meccanico, di separazione dal tessuto

connettivo sottostante e di mediatore degli scambi metabolici

(ossigeno e nutrienti) tra connettivo ed epitelio. Questo accade

perché i tessuti epiteliali non sono vascolarizzati, per cui

ricavano il nutrimento dal tessuto connettivo sottostante. Sono

però innervati da nervi, tipicamente terminazione nervose amieliniche di tipo

sensitivo, che consentono la ricezione degli stimoli specifici. 2

Tutti i tessuti epiteliali derivano dai foglietti embrionali, ovvero ectoderma,

mesoderma e endoderma.

Può essere costituito da tanti strati di cellule oppure da singole cellule. Nel primo

caso l'epitelio ha un grande spessore e presenta una funzione di protezione contro

danni fisici, meccanici e chimici e rappresenta una barriera contro l’ingresso di

microrganismi, proteggendo anche contro la disidratazione. Nel caso di un singolo

strato di cellule, queste sono adese le une alle altre e presentano funzione di

assorbimento, secrezione, scambio di gas e ricezione degli stimoli.

Le cellule epiteliali sono adese tra loro, grazie all’intervento di molecole

glicoproteiche o proteine di adesione.

Queste sono polarizzate perché la regione apicale o basale di alcune cellule è

funzionalmente, morfologicamente e x diverse rispetto alla regione basale.

Classificazione:

-​ in base al numero di cellule

-​ semplici/monostratificati→costituito da un’unico strato

-​ composti/pluristratificati→costituiti da più strati di cellule. Per

identificare il tipo di tessuto bisogna osservare il primo strato

-​ pseudostratificati→tutte le cellule poggiano sulla membrana basale

ma hanno diverse altezza

-​ in base alla forma delle cellule

-​ pavimentosi→cellule piatte e allungate, con nucleo piatto

-​ cubici→nucleo tondo

-​ cilindrici→nucleo allungato

Sono innervati da terminazioni libere amieliniche che portano al sistema nervoso

centrale le sensazioni dolorifiche. Tra le cellule queste terminazioni possono essere

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libere, dilatate o incluse in corpuscoli, ovvero i recettori. Tra i cheratinociti dello

strato basale si possono osservare delle cellule epiteliali trasformate con la funzione

di portare al SNC gli stimoli pressori.

Le cellule epiteliali sono tenute tenacemente adese le une alle altre grazie a diverse

molecole proteiche o glicoproteiche, dette strutture di giunzione. Queste strutture

sono presenti anche in altri tessuti, oltre a quello epiteliale, come in quello

connettivale, muscolare e nervoso, contribuendo alla funzione del tessuto stesso.

GIUNZIONI CELLULARI

Localizzazione:

-​ zonule→coinvolgono tutto il perimetro della membrana plasmatica

-​ macule/bottoni/placche→coinvolgono solo delle piccole regioni della

membrana plasmatica

Tutte le giunzioni sono poste in maniera

specifica a livello della parete laterale delle

cellule epiteliali, nella parte apicale ci sono

quelle occludenti, seguite da quelle aderenti,

dai desmosomi, dalle giunzioni comunicanti, e

infine gli emidesmosomi localizzati sulla parte

basale.

Giunzioni occludenti

Occludono il passaggio di sostanze e molecole attraverso la parete laterale di due

cellule epiteliali adiacenti.

Sono formate da proteine transmembrana multipasso, le occludine o le claudine,

che si legano tramite legame omofilico. Le occludine che si trovano nella parete di

una cellula si legano con la porzione extracitoplasmatica delle occludine che si

trovano nella parete della cellula adiacente. Essendo proteine transmembrana, si

riconoscono tramite porzioni extracellulari, mentre quelle intracellulari vengono

riconosciute da proteine delle zonule occludenti (ZO1, ZO2, ZO3), che a loro

volta fanno da ponte mediando l’aggancio tra la porzione intracitoplasmatica e il

citoscheletro di actina. Queste giunzioni si dispongono a cintura lungo tutto il

1

perimetro della membrana citoplasmatica e formano le zonule occludenti .

Sono responsabili del mantenimento della polarità morfofunzionale delle cellule

epiteliali, morfologica perché la parte apicale si estroflette in numerosi microvilli,

mentre funzionale perché le proteine che si trovano nella membrana non possono

diffondere in altre zone della membrana per via delle giunzioni che bloccano il

passaggio, quindi rimangono confinate nella porzione apicale.

1 Barriera ematoencefalica (protegge l’encefalo) e barriera ematotesticolare (protegge gli spermatozoi) 4

L’impermeabilizzazione data dalle giunzioni occludenti ha un’efficienza variabile a

seconda del numero di giunzioni.

Se sono alterate possono causare delle patologie infiammatorie (es. morbo di Crohn,

asma, psoriasi, Alzheimer)

Giunzioni aderenti/ancoranti

Ancorano la parete laterale di due cellule epiteliali adiacenti e le ancorano al

citoscheletro, in modo che il tessuto sia compatto, aderente e resistente a stimoli

meccanici.

Si localizzano al di sotto delle giunzioni occludenti e sono formate da proteine

transmembrana chiamate caderine, costituite da un dominio intracitoplasmatico e

uno extracitoplasmatico. Queste formano un legame omofilico, ma si legano grazie

alla presenza di calcio, quindi un aumento dell’introduzione di calcio stabilizza

queste giunzioni. La parte intracitoplasmatica, tramite altre poteine, si aggancia al

citoscheletro di actine della cellula adiacente. Sono tessuto-specifiche e sono E

(epiteliali), N (SNC), P (placenta) e VE (endoteliali). Se non si formano

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correttamente causano patologie come cardiopatie, epidermiolisi bollose e pemfigo .

La bassa espressione delle caderine non permette la formazione delle giunzioni ed è

un meccanismo che avviene in molte fasi dello sviluppo embrionale quando le cellule

epiteliali devono perdere la loro funzione e si trasformano in cellule mesenchimali

migranti; oppure quando le cellule diventano tumorali metastatizzanti

I desmosomi sono giunzioni con disposizione ellittica/a bottone molto

elettrondensa. Sono formati da caderine, calcio nel mezzo e la parte

intracitoplasmatica si lega a delle proteine con strutture ellittiche dette

desmoplachine/placoglobine a ridotto della membrana plasmatica interna, che si

legano ai filamenti intermedi di cheratina, molto più stabili dei filamenti di actina.

Hanno la funzione principale di resistere alle sollecitazioni meccaniche e si trovano

nei cheratinociti, cardiomiociti e nella mucosa intestinale

I emidesmosomi sono un tipo di giunzione ancorante che coinvolge una piccola

porzione di membrana plasamtica, tenendo adese le cellule epiteliali alla membrana

basale. Sono composti da metà desmosoma. Sono coinvolte le integrine che si legano

alle componenti della membrana basale (laminina, collagene IV, fibronectina) e nella

parte intracitoplasmatica si legano a una serie di proteine che fanno da ponte,

disponendosi in una struttrura ellittica formando una sola struttura ellittica.

Coinvolgono solo la membrana plasmatica della prozione basale della cellula

epiteliale e la lamina basale. In caso di rottura le cellule si sganciano dalla membrana

2 Malattia autoimmune dove si formano anticorpi anti-desmosomi per cui si eliminano gli strati di epidermide

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basale determinando l’inizio del processo di differenziamento della cellula, di morte

per apoptosi o di divisione mitotica

Giunzioni comunicanti

Permettono la comunicazione tra il citoplasma di due cellule adiacenti, permettendo

il passaggio di ioni e piccole molecole presenti nel citoplasma di una cellula al

citoplasma della cellula adiacente.

Sono costituite da proteine transmembrana chiamate connessine, che si

dispongono nella parete laterale di una cellula a formare una struttura, il

connessone, costituita da 6 connessine legate da legami omofilici. Due connessoni,

uno su ciascuna membrana, si uniscono a formare un canale intercellulare

complesso di un poro centrale che può essere aperto o chiuso e la cui apertura

dipende dal pH o dall’aumento della concentrazione di calcio. Sono presenti nelle

cellule epiteliali, muscolari lisce e cardiache, follicolari, del Sertoli e negli osteociti.

Nel glioblastoma, tumore che origina dalla proliferazione degli astrociti, quando

aumentava il numero delle giunzioni comunicanti, la proliferazione delle cellule

tumorali diminuiva. Questo è stato attribuito alle connesine, che presentano ruolo di

tumor suppressor gene, ovvero geni la cui espressione determinava un’inibizione

della proliferazione tumorale.

POLARIZZAZIONE

Le cellule epiteliali sono anche polarizzate, perché presentano una porzione apicale

rispetto a quella basale.

Specializzazioni apicali:

-​ microvilli→estroflessioni digitiformi che aumentano la

superficie assorbente delle cellule, aumentando la quantità di

acqua e nutrienti che la cellula può assorbire. Sono sostenute

strutturalmente da 30-40 microfilamenti di actina, uniti tra loro

grazie ad altre proteine, come fimbrina e fascina, per mantenerli

stabili e paralleli gli uni agli altri. Numerosi nell’intestino e nel

tubulo contorto del rene

-​ stereociglia→hanno funzioni specifiche a seconda del luogo in

cui si trovano, ovvero coclea, dove consentono la trasmissione dei

suoni e il mantenimento dell’equilibrio, o epididimo, dove

consentono la maturazione degli spermatozoi. Il movimento

ondulatorio è generato dal suono o dal flusso di liquidi

-​ ciglia vibratili→estroflessioni citoplasmatiche in grado di muoversi tramite

vibrazione che servono per spostare il muco e le cellule che si trovano sulla

superficie dell’epitelio. Sono sostenute dai microtubuli del citoscheletro che

sono disposti a formare una struttura chiamata assonema, costituita da 9

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coppie di microtubuli parzialmente fusi tra loro. Il microtubulo A è formato da

13 protofilamenti completi, mentre il B è parzialmente fuso con la parete del

microtubulo A. Le 9 coppie sono disposte a cerchio e nel centro sono presenti

due microtubuli centrali completi. Il movimento richiede proteine specifiche,

dineina e chinesina, in grado di idrolizzare l’ATP. La dineina riesce a unire il

microtubulo A al B della coppia adiacente, facendo scorrere le coppie di

microtubuli disposte in cerchio, provocandone il ripiegamento e l’inclinazione.

Si trovano sulla superficie libera delle cellule epiteliali che tappezzano le vie

respiratorie e le vie genitali femminili

In alcune cellule epiteliali la porzione basale, per aumentare la superficie assorbente,

si solleva in numerose introflessioni, chiamate pieghe del dominio della membrana

basale o pieghe basali. In queste pieghe della membrana basale, dove vengono

riassorbiti molti liquidi, sono distribuiti i mitocondri in maniera verticale e parallela.

Questi sono presenti in maggiore quantità nelle porzioni dove vi è maggiore bisogno

di energia.

Nella parte basale invece sono presenti delle pieghe, che aumentano l’area

disponibile per il trasporto dei liquidi, gli emidesmosomi.

MEMBRANA BASALE

Rete di macromolecole intrecciate tra loro, prodotte dalle cellule epiteliali stesse e da

quelle connettivali sottostanti. Si trova alla base di tutte le cellule epiteliali di tutti gli

epiteli. Ha la funzione di aggancio e di mediazione dello scambio di gas e nutrienti

con il tessuto sottostante.

Costituzione:

-​ lamina basale→macromolecole prodotte dalle cellule del tessuto epiteliale

-​ rara→superficiale e a contatto diretto con le cellule epiteliali, con cui

media l’adesione. È costituita da macromolecole (glicoproteine, GAG)

prodotte dalle cellule

-​ densa→generata dai fibroblasti delle cellule connettivali sottostanti che

producono collagene, fibronectina e GAG. Queste si legano grazie a siti

di legame per tutte le altre molecole

-​ lamina reticolare→macromolecole prodotte dalle cellule del tessuto

connettivale

EPITELIO PAVIMENTOSO SEMPLICE

Costituito da cellule appiattite disposte in un unico strato, agganciate alla membrana

basale grazie agli emidesmosomi. Essendo molto sottili hanno la funzione di filtrare

o diffondere gas e soluti. 7

Localizzazione:

-​ capsula di Bowman

-​ endotelio

-​ mesotelio

-​ alveoli polmonari

EPITELIO CUBICO SEMPLICE/ISOPRISMATICO

Cellule cubiche disposte in un unico strato separate dal

connettivo sottostante grazie alla membrana basale. Ha la

funzione di contenimento. Possono essere presenti

microvilli e ciglia vibratili.

Localizzazione:

-​ superficie dell’ovaio

-​ condotti escretori di alcune ghiandole

-​ follicoli tiroidei

-​ bronchioli terminali e respiratori

-​ pigmentato della retina

EPITELIO CILINDRICO SEMPLICE/BATIPRISMATICO

Costituito da un’unica fila di cellule cilindriche. Il nucleo di forma ovale occupa

solitamente il terzo inferiore della cellula o la porzione basale. Spesso sono presenti

complessi di giunzione. Possono essere presenti cellule caliciformi specializzate nella

produzione di muco.

Può specializzarsi nelle funzioni di assorbimento o secrezione.

Localizzazione:

-​ tubo digerente

-​ bronchi

-​ tube uterine e utero

-​ dotti escretori di diverse ghiandole

EPITELIO PSEUDOSTRATIFICATO

Costituito da una fila di cellule che poggiano sulla membrana

basale ma non tutte raggiungono la superficie libera dell’epitelio

perché non hanno la stessa altezza. I nuclei, spesso ovali, appaiono

disposti ad altezze diverse e conferiscono all’epitelio un falso

aspetto pluristratificato.

È specializzato nell’assorbimento, nella secrezione, nella

filtrazione e negli scambi gassosi. 8

Le cellule presentano intercalate le cellule caliciformi mucipare, unico esempio di

ghiandola esocrina unicellulare. Può presentare ciglia vibratili sulla parte apicale.

Localizzazione:

-​ cavità nasali

-​ laringe

-​ trachea

-​ bronchi

-​ uretra

-​ grossi dotti escretori di alcune ghiandole

EPITELIO PAVIMENTOSO PLURISTRATIFICATO

Le cellule dello strato superficiale sono appiattite.

Tipi:

-​ cheratinizzato→cellule morte, ovvero lamelle cornee desquamanti, senza

nucleo e senza organelli (es. epidermide)