Istologia - Tessuto connettivo e di supporto

Tessuto connettivo e di supporto

Le cellule connettivali presentano una notevole eterogeneità morfologica e sono separate da una abbondante matrice extracellulare. Le cellule del tessuto connettivo e di supporto arricchiscono lo spazio intercellulare con sostanze specifiche. È formato da cellule piccole e poco numerose, di varia forma (polimorfismo), disperse in una abbondante matrice extracellulare che le cellule stesse sintetizzano e secernono.

A sua volta la matrice comprende delle strutture proteiche filamentose chiamate fibre, e una sostanza fondamentale o sostanza amorfa che occupa gli spazi interposti tra le cellule e le fibre. Data la presenza dell’abbondante matrice, il tessuto connettivo è riccamente vascolarizzato e innervato, attraverso cui media lo scambio di nutrienti, anaboliti, cataboliti (tra i diversi tessuti e il sistema circolatorio). Per evitare perdita di liquidi corporei e disidratazione, non viene mai a contatto con la superficie ed occupa una posizione più profonda.

Tutte le tipologie di tessuto connettivo derivano dal mesoderma, che dà origine al mesenchima, le cui cellule pluripotenti danno origine alle cellule connettivali. Queste sostanze insieme formano la matrice e determinano le proprietà di questi tessuti. Le principali funzioni dei tessuti connettivi si possono così riassumere:

• Collegamento tra tessuti (tessuti connettivi propriamente detti che formano i tendini e i legamenti);
• Demarcazione e separazione (tessuti connettivi propriamente detti che formano le capsule degli organi solidi e le capsule articolari);
• Sostegno (tessuto cartilagineo, tessuto osseo);
• Riserva (tessuto adiposo);
• Isolamento/ammortizzamento (tessuto adiposo);
• Trasporto (sangue);
• Difesa/protezione (cellule del sistema immunitario);
• Riparazione (cellule mesenchimali).

Cellule, matrice e funzioni della matrice

I tipi di tessuto possono essere differenziati in base alla composizione della matrice: vari tessuti connettivi e di supporto lavorano insieme nel sistema muscolo-scheletrico. Alcune parti della matrice trattengono l'acqua in tutte le parti del corpo. Questa acqua del tessuto fornisce e rimuove le cellule. Inoltre, è in scambio con il sangue.

Il tessuto connettivo si trova (quasi) ovunque. Le cellule del tessuto connettivo e di supporto derivano dal mesenchima, che penetra in quasi tutte le parti del corpo durante lo sviluppo embrionale. Il tessuto connettivo si trova di conseguenza in tutti gli organi del corpo (come lo stroma, connettivo supporto di un organo) e anche in tutti gli spazi pieni di tessuto tra gli organi e le cavità del corpo, ad es. nel mediastino del torace o nello spazio sottoperitoneale del bacino. L'importanza del tessuto connettivo e di supporto non deve essere sottovalutata.

Le effettive cellule del tessuto connettivo e di supporto sono quelle che producono sostanze della matrice. Inoltre, nel tessuto connettivo compaiono cellule con funzioni di controllo e difesa, chiamate cellule del tessuto connettivo libero:

• Produttori di matrici tipici

Le caratteristiche dei tessuti connettivi e di supporto si basano interamente sulle proprietà della loro matrice:

• Componenti e funzioni della matrice.

Tipici produttori di matrici e lavoratori ospiti

La matrice è costituita dai:

• Fibroblasti, nel tessuto connettivo propriamente detto
• Matrice cartilaginea dai condroblasti
• Matrice ossea dagli osteoblasti.

Le cellule del tessuto connettivo, le cellule della cartilagine e le cellule ossee emergono dal mesenchima. Sono chiamati fibroblasti, condroblasti e osteoblasti quando la loro produzione di matrice è in piena fioritura. Quindi i loro nuclei cellulari sono leggeri e strutturati in modo lasco, gli apparati ruvidi del RE e del Golgi sono ben sviluppati nel citoplasma. In un organismo sano, queste cellule adattano la loro capacità di sintesi ai bisogni generali e la limitano se c'è una quantità sufficiente di matrice.

Fibr- significa fibra. La cosa più sorprendente del tessuto connettivo sono le sue fibre, motivo per cui le cellule del tessuto connettivo erano chiamate fibroblasti o fibrociti. Chondr- significa cartilagine, Oste- significa osso (così come Ost- in Osteite - infiammazione ossea).

• Durante la formazione della matrice, le cellule sono chiamate -blasto,
• se invece operano solo un metabolismo di mantenimento, -citi, es. Fibrociti.

Queste cellule non riposano completamente, ma piuttosto mantengono un metabolismo e in una certa misura rimodellano anche la matrice. Naturalmente, ciò avviene in modo relativamente lento, in modo che le cellule riescano a cavarsela con meno organelli e nuclei cellulari più piccoli e più densi durante questi periodi. In questo stato vengono chiamati fibroblasti, condrociti, osteociti. Nel corso del processo di guarigione si possono nuovamente osservare fibroblasti, condroblasti e osteoblasti altamente attivi; si tratta di cellule riattivate o di cellule di nuova formazione. La rigenerazione della cartilagine è molto limitata.

Altri produttori di matrici

Le cellule mesenchimali con altre direzioni di differenziazione sono anche in grado di sintesi della matrice, ad esempio, la maggior parte della matrice delle cellule muscolari lisce è prodotta nella parete dell’aorta. Anche le cellule epiteliali possono rilasciare sostanze della matrice e quindi allentare la loro associazione; ad es. le cellule del cumulo disposte intorno alla cellula uovo, che facilitano così l'entrata dello sperma.

Membrane basali

Le cellule epiteliali, muscolari e endoteliali contribuiscono alla formazione delle lamine basali con la produzione di componenti della matrice (soprattutto glicoproteine). Tuttavia, si dice che i loro componenti principali provengano da fibroblasti. In termini di composizione, le lamine basali sono da intendersi come le strutture marginali del tessuto connettivo. In alcuni punti lo spazio originario del tessuto connettivo è ridotto a una membrana basale per facilitare il passaggio di sostanze, es. nella barriera emato-gassosa dei polmoni, nella barriera placentare o nel filtro del rene. Le cellule libere del tessuto connettivo migrano temporaneamente nel tessuto connettivo dove svolgono compiti speciali.

Le cosiddette cellule del tessuto connettivo libere non hanno nulla a che fare con la struttura del tessuto connettivo. Queste sono cellule che sono immigrate e che svolgono il loro lavoro nello spazio del tessuto connettivo, ad es. mastociti, che sono coinvolti nella regolazione della larghezza dei vasi sanguigni o delle cellule del sistema immunitario (macrofagi, granulociti, linfociti).

La matrice comprende delle strutture proteiche filamentose chiamate fibre, e una sostanza fondamentale o sostanza amorfa che occupa gli spazi interposti tra le cellule e le fibre. La matrice viene regolarmente scomposta e rinnovata. La rottura della matrice del tessuto connettivo, cartilagineo e osseo consente la ricostruzione e quindi l'adattamento ai carichi modificati o semplicemente il rinnovo. La ripartizione avviene dai macrofagi. La cartilagine e le ossa vengono scomposte da cellule giganti multinucleate, i cosiddetti condroclasti e osteoclasti.

Componenti e funzioni della matrice

Sebbene i singoli ingredienti della matrice siano rappresentati in diversi tessuti connettivi e di supporto in quantità diverse, sono sempre gli stessi gruppi di sostanze. La sostanza amorfa è un materiale amorfo non visibile a causa di un alto contenuto di acqua. Occupa gli spazi compresi tra due cellule le fibre e consiste prevalentemente in tre gruppi di molecole: glicosaminoglicani, proteoglicani e glicoproteine. In termini quantitativi, predominano le sostanze seguenti.

La cellula produce (1) glicosaminoglicani (simboli dello zucchero blu), che a loro volta attraggono l'acqua, (2) elementi costitutivi delle proteine delle fibre che, con l'aiuto di (3) enzimi, si aggregano per formare associazioni fibrillari o in rete (linee rosse, ondulate), (4) Glicoproteine (viola) che collegano le sostanze della matrice tra loro e con le cellule, (5) sostanze segnale come i fattori di crescita. Nel caso del tessuto osseo, i sali minerali vengono infine immagazzinati nella matrice.

Glicosaminoglicani e proteoglicani

I glicosaminoglicani sono zuccheri insolubili in acqua, altamente polimerici che trasportano gruppi acidi. I glicosaminoglicani (GAG, precedentemente chiamato mucopolisaccaride "o" sostanza di base non formata ") sono zuccheri non ramificati, altamente polimerici (... glicani), ovvero polimeri di disaccaridi ripetitivi lunghi specifici. Uno dei due residui di zucchero è sempre un ammino zucchero (glycosamino ..), l'altro un cosiddetto acido uronico.

Hanno la capacità di legare enormi quantità di acqua rendendo gelatinosa e viscosa la sostanza amorfa. L'acido ialuronico è il gag più diffuso nei tessuti adulti e embrionali, ottimo lubrificante per le cavità articolari.

Ad eccezione del GAG ialuronano (= acido ialuronico), l'amino zucchero ha un gruppo solfato (-0-SO, -), l'acido uronico è sempre carbossilato (-C00-). Questi gruppi laterali assicurano una forte carica negativa complessiva sul GAGS, che attrae molti cationi e, poiché la molecola è un dipolo, l'acqua.

Tipi di GAG

I GAGS più importanti della matrice del tessuto connettivo, oltre al già citato ialuronico, sono: condroitin solfato, dermatansolfato, eparan solfato e cheratan solfato.

Il fatto che tutti i GAG, tranne lo ialuronano, finiscano con il solfato, sottolinea naturalmente che hanno gruppi solfato oltre ai gruppi carbossilici. La parte anteriore del termine riflette la storia della scoperta della sostanza. Ad esempio, prima isolato dal tessuto cartilagineo, dermatan solfato dal tessuto connettivo della pelle. Analisi più precise hanno dimostrato che, da un lato, i singoli GAGS sono presenti in luoghi abbastanza diversi, lo ialuronico anche praticamente in tutti i tessuti connettivi e di supporto, e che, dall'altro, una certa matrice rappresenta una miscela di due o più GAGS; non è necessario prendere alla lettera il nome dei GAGS.

I glicosaminoglicani sono colorati in modo basofilo. Legano grandi quantità di acqua e possono quindi resistere ad alta pressione.

Basofilia

Nel caso della colorazione istologica, i coloranti basici si legano, ad es. ematossilina, ai gruppi laterali acidi dei GAGS. Si parla di una basofilia della sostanza di base, che è più o meno accentuata a seconda del contenuto di GAG, al massimo nella cartilagine.

Funzioni

I glicosaminoglicani formano gel con una certa pressione interna (turgore) che mantiene aperto lo spazio tra le cellule. In questo spazio, le molecole idrofile possono diffondersi liberamente. Questo trasforma lo spazio del tessuto connettivo in una significativa via di trasporto, ad es. tra il sangue e le cellule bersaglio o tra le cellule secernenti e le cellule bersaglio vicine. I tessuti con un'elevata concentrazione di GAG sono estremamente resistenti alla pressione (la cartilagine articolare, può sopportare una pressione di 100 kp / cm² e più).

La concentrazione di GAG è moderata nella maggior parte degli spazi del tessuto connettivo, in modo che le cellule possano immigrare senza ostacoli. Questo gioca un ruolo nello sviluppo. Ancora più importante è l'immigrazione di globuli bianchi, che possono svolgere i loro compiti specifici nello spazio del tessuto connettivo (difesa, infiammazione).

I proteoglicani sono GAG che sono legati a un nucleo proteico/ Gag+core proteico. Ad eccezione dello ialuronico, i GAGS della matrice sono accoppiati in modo covalente a un nucleo proteico. Di regola, il contenuto proteico del peso molecolare dei proteoglicani è basso (è relativamente alto per le glicoproteine di cui parleremo più avanti).

Dimensioni delle molecole di proteoglicani

Un proteoglicano molto grande è l’aggrecano, sostanza base della cartilagine (MW circa 3 x 10⁶), in cui circa 100 catene GAG sono legate al nucleo proteico filiforme. La molecola ha la forma di uno “scovolino”, i GAGS rappresentano le “setole”. Un piccolo proteoglicano con circa 10 catene GAG è il perlecano, che si trova nella membrana basale del filtro renale ed è probabilmente responsabile della dimensione dei pori.

Iperstruttura

Molti proteoglicani sono legati allo ialuronano filiforme con l'aiuto di proteine di collegamento. Il risultato è un "scovolino di secondo ordine", le cui "setole" sono formate dai proteoglicani (anche a forma di pennello).

Funzione come co-recettore

La funzione dei proteoglicani della matrice è già stata in parte descritta nei GAGS. Inoltre, molti proteoglicani sono coinvolti nella regolazione dell'attività dei fattori di crescita, sia attivanti che inibitori. Il fattore di crescita per i fibroblasti (FGF), ad esempio, può stimolare il fibroblasto solo in presenza di un proteoglicano che funge da co-recettore.

Azione sugli enzimi

Alcune proteasi possono essere legate e inibite dai proteoglicani nella matrice. Altri enzimi non vengono inibiti legandosi ai proteoglicani. Questo vale ad es. per il legame dell'u-PA (attivatore del plasminogeno di tipo urochinasi) ai proteoglicani di membrana nella parte anteriore dei granulociti in migrazione o all'estremità dei neuroni in crescita.

Glicoproteine

Le glicoproteine sono la colla multiuso nel tessuto connettivo e di supporto. Le glicoproteine sono proteine adesive con un contenuto di zucchero relativamente piccolo o un contenuto proteico relativamente alto. Tengono insieme i proteoglicani, le fibre e le cellule nell'interstizio. Hanno dei siti di legame per facilitare l’attacco delle cellule alla matrice extracellulare. Ciò vale in particolare per fibronectina e laminina.

La molecola di fibronectina ha tre siti di legame, vale a dire per i recettori della fibronectina situati nella membrana cellulare, per un GAG (eparina) e per il collagene. La laminina, la glicoproteina della membrana basale, ha siti di legame simili, vale a dire per i recettori della laminina della membrana cellulare, per il GAG eparan solfato e per il collagene IV. Sintetizzata dalle cellule muscolari lisce ed epiteliali.

Tutti i tessuti connettivi e di supporto contengono proteine della fibra di diversi tipi e quantità nella matrice. Le fibre, che derivano dalla matrice, possono essere suddivise in tre tipi principali: collagene, reticolari ed elastiche.

• Fibre collagene: poco estensibili e non elastiche sono il tipo di fibra maggiormente presente nei connettivi, dove sono in grado di resistere specificatamente alle sollecitazioni di trazione con una forza paragonabile a quella dei tiranti di acciaio. Osservato a fresco hanno un colorito biancastro e vengono dette fibre bianche. Nei preparati istologici appaiono colorate. Sono assemblate nell'ambiente extracellulare a partire dalla proteina chiamata tropocollagene, che viene sintetizzata dai fibroblasti dei connettivi propriamente detti o da altre cellule tessuto specifiche. Il procollagene/tropocollagene è composto da tre catene di aminoacidi, che sono avvolte elicoidalmente l'una attorno all'altra nel mezzo e allungate ad entrambe le estremità. In questa forma, il procollagene viene secreto. I componenti terminali vengono suddivisi per l'aggregazione.

In primo luogo, le catene di amminoacidi si formano sui ribosomi del RER e idrossilate su alcuni residui di lisina o prolina (questo passaggio richiede acido ascorbico, problema dello scorbut). Nell'apparato di Golgi del blasto, tre di queste catene si uniscono per formare il procollagene. Nella sezione centrale, questo porta ad una tripla elica, ma ad entrambe le estremità il procollagene non ha componenti elicoidali, i cosiddetti peptidi di registro o di estensione, che impediscono la polimerizzazione.