Citologia

Citologia e istologia

Informazioni generali

Anita Colombo, 50 h, 6 CFU, primo semestre, integrato con anatomia, 50 h, 6 CFU, secondo semestre, tot: 12 crediti. Da recuperare: 7 lezioni = 21 h. Lezioni: giovedì, venerdì. Laboratorio: martedì 15 dicembre, porto camice, prima devo aver guardato i video di laboratorio. Devo per forza aver passato citologia e istologia per poter fare anatomia. I laboratori sono argomento di esame. Durante l'esame dovremo riconoscere il vetrino e in seguito elencare le caratteristiche.

È obbligatorio iscriversi agli esami tramite la piattaforma segreterie online che si aprirà un mese prima rispetto alla data d'esame e chiude 4 giorni prima.

La cellula

La vita dipende dalle cellule, esistono diverse tipologie cellulari ma tutte condividono una struttura e i vari componenti; le diversificazioni si baseranno sulle funzioni che svolgono.

Cosa è una cellula?

Una cellula è l'unità strutturale e funzionale di qualsiasi organismo pluricellulare. Una cellula è una singola entità che si riproduce per creare copie identiche di sé. Ad esempio, le cellule dell'epidermide hanno un ciclo: ogni 20 giorni circa, lo strato più superficiale (cheratinizzato) di cellule muore e perdiamo quelle cellule per esfoliazione. Lo strato basale dell'epidermide deve avere capacità mitotiche; una cellula si divide in due per mitosi, una sale e una rimane nello strato basale. Deduciamo che ogni cellula proviene da una cellula preesistente detta cellula madre che non esiste più perché si è divisa per formarne due.

Questo può valere anche per gli organismi: ognuno di noi deriva dalla cellula zigote, la quale deriva dalla fusione dei gameti (cellule aploidi particolari). In un organismo unicellulare quella cellula è l'unica costituente e quindi deve saper fare tutto; se consideriamo gli organismi pluricellulari, ogni popolazione cellulare sa fare un compito ben preciso, sono cellule specializzate e la loro sopravvivenza si basa sul lavoro di altre popolazioni di cellule; ad esempio, l'epidermide è un epitelio innervato (percepiamo dolori...), a livello della nostra cute ci sono dei recettori quindi la nostra epidermide è innervata ma non vascolarizzata, quindi per ricevere nutrimento c'è qualcun altro che glielo fornisce affinché possano svolgere il loro lavoro. Il derma sottostante all'epidermide è innervato e vascolarizzato, dove ci sono capillari che portano sostanze nutritizie come il glucosio.

Come è fatta una cellula?

Ogni cellula ha una particolare morfologia sulla quale si basa la sua funzione.

• Cellula nervosa con terminazioni dendritiche e assoniche, specializzata a ricevere segnali dall'esterno e fornire una risposta.
• Globulo rosso con la funzione di trasportare ossigeno a tutti i tessuti e allontanare l'anidride carbonica: l'ossigeno lo introduciamo con l'inspirazione e l'anidride carbonica la espelliamo con l'espirazione.
• Tessuto muscolare striato scheletrico (i nuclei di una cellula sono più di uno e non sono centrali ma in periferia) formato da cellule molto lunghe e plurinucleate, quindi la chiamiamo fibra (singola cellula del tessuto striato scheletrico). Se fosse tessuto muscolare striato cardiaco vedrei una cellula chiamata cardiocita che ha dimensioni più piccole, un solo nucleo massimo 2 centrali e tondeggianti ed è una cellula che possiamo disegnare come una X, le estremità sono biforcate dove le biforcazioni si agganciano (si creano delle specializzazioni di giunzione) alle biforcazioni dei cardiociti adiacenti. Le cellule del tessuto muscolare cardiaco si contraggono dall'inizio alla fine, senza pause quindi le giunzioni devono essere molto efficienti (es: desmosomi) e devono mettere in comunicazione i citoplasmi dei due cardiociti in modo da farle comunicare.
• Cellule adipose bianche (uniloculare o secondario): è un tessuto istoanatomico cioè che sono presenti più tessuti nella stessa porzione, qui vediamo adiposo e connettivo lasso propriamente detto che si insinua tra gli adipociti, quindi abbiamo di fronte un organo (formato da almeno due tessuti) o un apparato; il citoplasma di ogni adipocita è bianco con dove c'è il citoplasma che contiene tutti gli organelli. Uniloculare perché ogni adipocita è infarcito con una sola goccia lipidica. Secondario perché è un tessuto adiposo che negli organismi inizia a comparire con la dieta (al momento della nascita non abbiamo questo tessuto, ma abbiamo quello primario o bruno) e sostituisce il primario. Questo tessuto lo troviamo a livello dell'apparato tegumentario e ha la funzione di scaldare ed è fonte di energia dove viene accumulata. Si contrappone al tessuto adiposo primario multiloculare bruno, primario perché compare appena nasciamo, multiloculare perché ha tante piccole gocce lipidiche, non una quindi avrà il nucleo in posizione centrale, e bruno perché ha maggiore abbondanza di citoplasma mitocondri rendendo quindi più cromatica la cellula; produce energia sotto forma di calore. La presenza di tessuto bruno nei neonati gli permette di termoregolare più facilmente rispetto agli adulti; poi andrà via via scomparendo sostituito dal bianco che oltre a proteggere dal freddo, è una riserva di energia: il glucosio viene portato a tutte le cellule ma se è in eccesso viene accumulato negli epatociti sotto forma di glicogeno (polimero stabile).
• Epiteliomonostratificato di rivestimento: si vedono molte cellule, i nuclei sono vicini tra loro, è un insieme di cellule organizzate e non può essere la nostra epidermide perché è pluristratificata. Qui ogni cellula ha una forma cilindrica (o prismatica) e tutte queste cellule visto che formano un epitelio di rivestimento poggiano sulla lamina basale la quale crea il punto di continuità con il tessuto connettivo sottostante. È un epitelio non vascolarizzato quindi per forza poggia su un tessuto connettivo sottostante (connettivo lasso propriamente detto non derma perché derma è appropriato per il tessuto connettivo della cute ma qui non si sta parlando della nostra cute). Questo in figura è l'epitelio che riveste il lume del nostro intestino. La goccia azzurra è una cellula particolare con nucleo schiacciato perché è una cellula caliciforme (a forma di calice) e si incunea tra un enterocita (cellula dell'epitelio intestinale) e quello adiacente; è una cellula mucipara cioè è mucina che a contatto con l'acqua diventa muco quindi i granuli di mucina accumulati all'interno del citoplasma di questa cellula vengono rilasciati sulla superficie e il muco protegge la superficie dell'epitelio intestinale dotato di microvilli che nell'immagine non si vedono a causa della definizione del microscopio ma sono presenti sulla linea viola lungo tutte le cellule.

Queste 5 foto sono rappresentate con la colorazione Ematossilina eosina (gradazioni di rosa). I coloranti vengono usati per mettere in evidenza le diverse componenti di un tessuto, i nuclei sono i più cromatici. Il citoplasma della 5) non è bianco perché infarcito di tutti i componenti (organelli), il tessuto adiposo che è bianco non vuol dire che non ha organelli, li ha ma confinati in un anello citoplasmatico attorno ai nuclei che sono schiacciati alla periferia a causa della grossa goccia lipidica che ha invaso il citoplasma. la goccia lipidica è formata da trigliceridi, grassi e il tipo di colorazione è acquoso quindi la goccia lipidica non è colorabile.

Preparazione del campione biologico

Un campione biologico, prima di essere osservato, deve essere fissato con componenti chimici e poi infiltrato in una sostanza che dia consistenza al campione (non posso guardarlo appena espiantato, sarebbe incolore e neanche dopo mezz'ora perché le cellule iniziano a morire); esempio un pezzo di fegato è molliccio, devo tirar fuori l'acqua e poi fissarlo con cera o paraffina, la quale mi permette di tagliare il campione con il microtomo. La mancanza di materiale biologico nelle cellule adipose è perché è stato sottratto e non può essere colorato.

Differenziazione cellulare

Da dove derivano cellule così diverse? Dallo zigote. Lo zigote è l'unica cellula totipotente cioè l'unica cellula che man mano che lo sviluppo procede riesce ad identificare specifiche popolazioni di cellule che intraprendono vie differenti ben precise. Tutto parte dallo zigote. La superficie della cellula uovo non è liscia perché l'oolemma (membrana che riveste la cellula uovo) si solleva a formare dei sottili microvilli che servono ad attirare gli spermatozoi e nel momento in cui il primo tocca la superficie e avviene la fecondazione, (trasferimento del pronucleo maschile, pronucleo perché aploide) avvolgono il pronucleo e lo portano all'interno. È una strategia per facilitare la fecondazione. Nel momento in cui quell'unico pronucleo è entrato nel citoplasma della cellula uovo, la cellula è stata fecondata, gli altri verranno staccati ed eliminati. I gameti (cellula uovo e spermatozoo) sono singole cellule in punto di morte (perché hanno raggiunto il massimo grado di specializzazione: la cellula uovo può solo essere fecondata e lo spermatozoo può solo fecondare; se non lo fanno vengono eliminati) ma la loro unione forma un individuo ringiovanito, lo zigote cioè il punto di partenza di qualsiasi organismo pluricellulare e di conseguenza questo individuo costituisce un anello dell'eterno processo della vita, dallo zigote tutto riparte.

Nell'immagine vediamo un notevole dimorfismo: la cellula uovo è molto più grande degli spermatozoi perché in genere le cellule uovo e quindi il citoplasma deve farsi carico di nutrire il nuovo organismo; il citoplasma della cellula uovo sarà anche il citoplasma dello zigote; lo spermatozoo fornisce solo pronucleo (materiale genetico). Analizzando lo zigote, all'interno sono presenti due strutture circolari che sono i pronuclei (maschile e femminile); la fecondazione è avvenuta, l'oovocita ha completato la meiosi (dopo essere stata fecondata), il nucleo quindi è aploide pronto per fondersi con il pronucleo maschile. Senza fecondazione l'oocita primario verrebbe eliminato. Lo zigote rappresenta la prima cellula di ogni organismo pluricellulare, di ogni embrione perché lo zigote è l'unica cellula totipotente.

Determinismo cellulare

Ogni cellula poi prende una determinata strada e chi decide cosa deve diventare ogni cellula? Tutte le cellule contengono lo stesso DNA perché derivano dallo zigote; sono le molecole di DNA presenti in ognuna di queste cellule a fare la differenza. Esempio: prendendo una cellula nervosa e una cellula epiteliale intestinale, ognuna di esse contiene 46 cromosomi uguali ma mentre la cellula nervosa con la sua morfologia capta segnali, elabora risposte, la cellula epiteliale ha compito dopo la digestione di assorbire le sostanze nutritizie quindi compiti completamente opposti ma entrambe contengono le medesime 46 molecole di DNA e derivano dallo stesso zigote. La differenza sta nel fatto che ogni molecola di DNA avrà un determinato gene che viene trascritto e porta l'informazione ai vari tessuti e cellule. Ad esempio la cellula epiteliale intestinale, se deve internalizzare glucosio, deve localizzare a livello dei suoi microvilli dei trasportatori quindi proteine che trasportano il glucosio quindi a livello del genoma contenuto in quelle cellule, il gene che porta l'informazione per una proteina tipica dell'epitelio intestinale è acceso, viene trascritto. In una cellula differenziata avremo geni silenziati perché non servono più per quella cellula perché ha seguito un particolare iter differenziativo e geni accesi che vengono utilizzati. Quindi nella cellula epiteliale intestinale, i geni che producono o portano un messaggio per una proteina della cellula nervosa, nella cellula epiteliale sono spenti mentre rimangono attivi quelli che servono per produrre proteine per la cellula epiteliale.

Lo zigote è come un libro con 100 pagine nelle quali sta la sua totipotenza. Ogni cellula è la copia del libro e ogni cellula sarà aperta su una pagina, le altre ci sono ma non si leggono. Quindi man mano le cellule perdono la loro totipotenza.

Organismi pluricellulari e unicellulari

Gli organismi sono divisi in pluricellulari o unicellulari. Quelli unicellulari hanno un'unica cellula che è in grado di fare tutto, compiere attività metabolica, capace di riprodursi; questi organismi più semplici sono anche in grado di adattarsi e vivere in condizioni estreme: esempio i batteri che vivono nelle acqua termali. Un organismo pluricellulare è più complesso, è un insieme di cellule in cui ogni gruppo di esse svolge una funzione, sono una comunità, devono collaborare, sottostare a regole. Sono autonome, non dobbiamo controllarle volontariamente.

Funzionamento delle cellule

Negli organismi pluricellulari, le diverse cellule sono specializzate che svolgono funzioni diverse, come ad esempio le prime 5 immagini di cellule. Posso distinguere, se ho davanti del sangue, il globulo rosso di un mammifero o di un anfibio? Si perché nell'anfibio o rettile i globuli rossi sono nucleati, mentre nel mammifero no.

Confronto tra epitelio e tessuto connettivo

Metto a confronto due immagini dell'epitelio, nella prima vedo l'epitelio dell'intestino, monostratificato, cilindrico, dotato di microvilli le cui cellule poggiano su una lamina basale, la definizione corretta di epitelio è: cellule a muto contatto con scarsa matrice intracellulare che poggiano su una lamina basale. Anche le cellule muscolari sono a muto contatto però formano il tessuto muscolare, qui invece c'è una lamina basale. Quella di destra è un esempio di tessuto connettivo pluristratificato: diversa colorazione della regione superiore rispetto a quella sottostante, le colorazioni ci aiutano a percepire differenze strutturali; quello più scuro è il tessuto epiteliale pluristratificato che poggia sulla parte più chiara che è il tessuto connettivo lasso sottostante. I nuclei nell'epitelio sono vicini perché le cellule aderiscono tra di loro, nel tessuto connettivo invece le cellule ci sono ma sono sparse in un'abbondante matrice; il tessuto epiteliale invece ha scarsissima matrice intracellulare, ecco la prima differenza macroscopica tra tessuto epiteliale e tessuto connettivo propriamente detto. Il tessuto epiteliale di destra è definito epitelio di transizione ed è l'epitelio che riveste la nostra vescica che è un organo cavo contenente l'urina e può essere in una condizione piena o vuota quindi quando si riempie, l'epitelio viene sottoposto a una trazione non indifferente, si abbassa perché la vescica si riempie e nel momento in cui viene svuotata l'epitelio torna ad avere una morfologia più alta. Le cellule che stanno nello strato più superficiale, dovranno avere delle giunzioni molto strette che creano una barriera tra lume e tessuti sottostanti per evitare che l'urina contenuta nel lume non venga riassorbita e vada a finire nel connettivo sottostante dove ci sono i vasi (esempio di morfologia-funzione). Le cellule degli organismi pluricellulari possono essere adese e comunicano tra di loro.

Riproduzione cellulare

All'interno dell'organismo non tutte le cellule sanno riprodursi ma l'intero organismo si, ha la capacità di riprodursi; questo vuol dire che in un organismo adulto (dove la riproduzione cellulare non avviene più per crescere) abbiamo popolazioni di cellule che devono periodicamente riprodursi, ad esempio le cellule dell'epidermide (strato basale, germinativo) ogni 20 giorni (citomorfosi: formazione di una nuova cellula grazie a mitosi con cambiamento morfologico fino ad arrivare allo strato più superficiale) ma ad esempio le cellule nervose non si riproducono più. Vuol dire anche che non tutte le cellule sono in grado di produrre gameti, ma solo a livello dell'apparato riproduttore maschile o femminile c'è una popolazione di cellule che sono le uniche capaci di, periodicamente, riattivarsi e andare in contro a mitosi producendo quindi spermatozoi e oocita secondario (ancora diploide e solo la fecondazione completerà la meiosi II con formazione del pronucleo maschile) e quindi solo a livello degli apparati riproduttori, l'organismo è in grado di riprodurre un'unica tipologia specializzata di cellule che con la fecondazione ripristina un nuovo ciclo di vita. Mentre nell'organismo unicellulare, quell'unica cellula sa compiere attività metabolica e sa riprodurre se stessa.

Tipi di cellule: procariotiche ed eucariotiche

Esistono 2 tipi di cellule:

• Procariotiche: sono molto semplici e capaci di adattarsi a condizioni molto estreme, sono archea e batteri. Oltre a una membrana plasmatica hanno una parete esterna a essa; all'interno troviamo un citoplasma poco organizzato, sono strutture endomembranose, è uno spazio aperto dove non c'è neanche un nucleo, c'è del materiale genetico: una molecola di DNA con forma circolare e quindi necessariamente dei ribosomi più piccoli rispetto a quelli della cellula eucariotica animale; ha la capacità di fare sintesi proteica.
• Eucariotiche animali: invece sono cellule più complesse che caratterizzano i protisti, funghi, piante, animali e hanno un nucleo. Non hanno una parete all'esterno della membrana come invece ce l'hanno le procariotiche e le cellule eucariotiche vegetali. È una cellula tondeggiante con nucleo al centro; ha materiale nucleare quindi cromosomi e molecole di DNA accolti in un nucleoplasma e tutta la regione separata dal citoplasma circostante dalla cisterna perinucleare. Il citoplasma circostante è ricco di reticolo endoplasmatico ruvido, lo distinguiamo perché ci sono tanti puntini sulla superficie.