Istologia

1. saper riconoscere e descrivere dal punto di vista strutturale le principali parti della cellula,

assegnando a ciascuna componente la sua specifica funzione.

2. aver compreso il concetto di “differenziamento cellulare” ed essere in grado di correlare le differenze

morfologiche con le rispettive attività funzionali.

3. saper riconoscere e descrivere i tessuti dell’organismo umano, evidenziando il rapporto tra aspetto

morfologico e significato funzionale.

4. saper raccordare la distribuzione dei tessuti nelle varie strutture del corpo umano, come

propedeutica allo studio dell’anatomia microscopica

Premessa sulle tecniche istologiche di base allo scopo di saper interpretare le immagini proposte

durante il corso. Dimensione di cellule e tessuti; concetto di limite di risoluzione (LR): LR

dell’occhio umano, del microscopio luce (ML) e del microscopio elettronico (ME). Allestimento di un

preparato stabile, con particolare riferimento all'importanza di una corretta fissazione di cellule e

tessuti. Colorazione con ematossilina/eosina (concetto di acidofilia e basofilia). CITOLOGIA Cenni sul

differenziamento cellulare. Struttura e significato funzionale della membrana plasmatica (permeabilità,

endocitosi ed esocitosi, recettori). Struttura del nucleo, del nucleolo e dell’involucro nucleare. Struttura

e correlati funzionali degli organuli citoplasmatici (reticolo endoplasmatico liscio e granulare, ribosomi,

complesso di Golgi, lisosomi, mitocondri, citoscheletro e centriolo) ISTOLOGIA IL TESSUTO

EPITELIALE (TE) Caratteristiche del TE, suoi rapporti col T connettivo, classificazione in base alle

diverse funzioni. Epiteli di rivestimento: classificazione ed esempi di distribuzione anatomica. Giunzioni

cellulari (desmosomi, giunzioni serrate e giunzioni occludenti), ciglia vibratili, microvilli Epiteli

ghiandolari, origine, caratteri generali di struttura delle ghiandole esocrine e di quelle endocrine, con

riferimenti anatomici. IL TESSUTO CONNETTIVO (TC) Origine e organizzazione generale dei tessuti

trofo-connettivali. TC propriamente detto: i tipi cellulari, la matrice extracellulare (fibre e sostanza

fondamentale); classificazione e distribuzione anatomica dei diversi tipi. Cenni sul tessuto adiposo

bianco e bruno. Tessuto cartilagineo: i tipi cellulari, la matrice cartilaginea; classificazione e

distribuzione anatomica delle cartilagini. Pericondrio. Tessuto osseo: caratteristiche e distribuzione

dell’osso compatto e spugnoso; i tipi cellulari, la matrice ossea; il rimaneggiamento osseo. Lamella

ossea. Periostio. Cenni sui processi di ossificazione. Sangue: il plasma, gli elementi figurati (morfologia

al ML e al ME e cenni sul loro significato funzionale). Formula leucocitaria. TESSUTO MUSCOLARE

(TM) Generalità e classificazione. Tessuto muscolare striato scheletrico: struttura dei muscoli inseriti

sullo scheletro. Fibra muscolare striata scheletrica: morfologia al ML e al ME; origine e rapporti con il

TC, sarcolemma e sarcoplasma. Fibre rosse e fibre bianche. Il sarcomero, miofilamenti spessi e sottili.

La triade come sede dell’accoppiamento fra impulso nervoso e contrazione muscolare. Tessuto

muscolare liscio: organizzazione e localizzazione anatomica; la fibrocellula muscolare, morfologia al ML

e al ME. Muscolatura multiunitaria e viscerale; movimenti peristaltici. Tessuto muscolare striato

cardiaco: aspetto delle cellule muscolari striate cardiache al ML e al ME; tratti scalariformi. TESSUTO

NERVOSO Il neurone: caratteristiche morfologiche, strutturali ed ultrastrutturali; cenni istofisiologici

sulle funzioni caratteristiche (eccitabilità e conducibilità). Basi morfologiche della trasmissione

dell’impulso nervoso, sinapsi nervose e neuromuscolari. Classificazione istologica e funzionale dei

neuroni con riferimenti anatomici. Fibra nervosa e nervo. Cellule gliali.

1. Tessuti epiteliali di rivestimento

2. Tessuti epiteliali ghiandolari

3. Tessuto connettivo

4. Sangue

5. Tessuto osseo

6. Cartilagine

7. Tessuto muscolare

8. Tessuto nervoso

Introduzione

Istologia= studio dei tessuti

Organizzazione biologica: atomi molecole organuli cellule tessuti organi

    

apparati



Tessuto= insieme/associazione di cellule; insieme di cellule che hanno stessa origine e

funzione (es. cellule dell’epidermide derivano tutti dallo stesso foglietto embrionale,

l’epiblasto, e hanno la stessa funzione, quella di difesa) ma non è necessario che

abbiano la stessa forma.

I 4 tessuti fondamentali del nostro corpo:

1) Tessuto epiteliale

2) Tessuto connettivo

3) Tessuto muscolare

4) Tessuto nervoso

Limite di risoluzione : distanza minima tra 2 punti vicini percepibili come distinti.

dell’occhio umano

Il limite di risoluzione è vicino al 1/10mm (0,1mm).

Anche i microscopi hanno limiti di risoluzione (microscopio luce: a colori; microscopio

elettronico: in bianco e nero ← parti del preparato + dense che deviano maggiormente

gli elettroni).

microscopio luce

Il limite del è di 0,2µm, al di sotto di questa soglia si deve usare il

microscopio elettronico che utilizza un fascio di elettroni che viene accelerato

sottovuoto. Una volta inserito il campione da osservare, gli elettroni vengono deviati

dai punti del preparato, scontrandosi con il preparato gli elettroni proiettano su uno

schermo fluorescente un cono d’ombra. Quindi al microscopio elettronico si vedrà in

microscopio elettronico

bianco e nero. Il limite di risoluzione del è di 0,4nm

Limiti di risoluzione: occhio umano 0,1 mm (1/10mm); microscopio luce 0,2 µm

.

(200nm); microscopio elettronico circa 0,4 nm

Potere risolutivo: determina il livello di dettaglio contenuto nell’immagine.

L’ingrandimento non determina un aumento di risoluzione delle immagini (quando

zoomo sempre di più una foto fino a che non vedo tutto sgranato e pixelloso).

microscopio crioelettronico (crio microscopio elettronico): migliora del doppio le

capacità di risoluzione

SEM: microscopio a scansione elettronica.

1µm (micron o micrometro) = 1/1000mm per le dimensioni cellulari



1nm (nanometro) = 1/1000µm per le dimensioni subcellulari (es. organuli e virus)



Come fissare un tessuto

Per osservare al microscopio luce i campioni devono essere molto sottili. Per evitare

fissare

artefatti è necessario un tessuto: bloccare (uccidere consapevolmente) ogni

attività vitale delle cellule del tessuto, compresi gli enzimi autolitici che vanno a

degradare la cellula dopo la morte ⇒ mantenere la cellula come se fosse allo stato

vitale, altrimenti si degrada.

I fissativi:

agenti chimici liquidi: si immerge il campione nel fissatore. Si usa la

 formalina /formaldeide (è il fissatore più diffuso) che provoca formazione di

legami incrociati tra le molecole proteiche, ciò inattiva la struttura terziaria degli

enzimi autolitici.

Molto usato anche l’alcol (è un buon fissatore perché assorbe l’H2O e blocca gli

enzimi autolitici), entra nella cellula e si sostituisce all’acqua disidratandola (ha

come effetto collaterale la restrizione della cellula e altera lievemente la

morfologia) congelamento:

agenti fisici → deve essere istantaneo

 getto di CO2 (-75 gradi)

 azoto liquido (-195 gradi)



Il congelamento è preferito quando serve una risposta rapida (es durante

un’operazione e serve biopsia).

Non esiste il fissatore migliore, ma è necessario che la fissazione avvenga

velocemente perché il tessuto deteriora in pochi secondi.

Per la preparazione del materiale istologico sono necessari strumenti particolari: i

microtomi (tipo affettatrice). Prima del taglio il tessuto deve essere indurito mediante

inclusione (= infiltrare il tessuto con una sostanza inizialmente liquida che poi

solidifica indurendo anche il tessuto ← paraffina/cera fusa), questo è necessario

perché i tessuti sono in genere molli ed è difficile tagliarli in modo uniforme (es è

difficile tagliare in modo uniforme un muscolo - carne). È possibile anche congelare il

tessuto prima di effettuare il taglio.

Fissazione inclusione taglio col microtomo colorazione

  

Coloranti istologici

I tessuti sono normalmente incolori e senza contrasto, vanno quindi colorati mediante i

coloranti istologici, i quali possono essere:

basici → ematossilina (colorante basico, blu/viola) ← per le sostanze acide,

 basofile

acidi → eosina (colorante acido, rosso/rosa) ← per le sostanze basiche, acidofile



sistema di colorazione ematossilina-eosina: prima si immerge il campione

nell’ematossilina, poi lo si lava e lo si immerge in eosina.

Acidofilia= le sostanze basiche che si trovano nei tessuti possiedono affinità per i

coloranti acidi (rosso)

Basofilia= le sostanze acide che hanno affinità con i basici (viola)

Il DNA (ACIDO desossiribonucleico) è acido, quindi è basofilo e avrà affinità con i

 coloranti basofili viola/blu (ematossilina). Stessa cosa RNA.

proteine

La maggior parte delle sono basiche e quindi acidofile (si colorano

 di rosso). lipidi

Alcune sostanze non si colorano né di rosso né di blu, queste sono i e i

 glucidi (non si colorano nei comuni preparati con ematossilina ed eosina).

In un comune preparato:

Nucleo basofilo ed eucromatico (chiaro e vescicoloso)

 Citoplasma basofilo: i ribosomi stanno sintetizzando proteine (l’RNA fa sì che sia

 basofilo)

Nucleolo visibile



Istochimica: sono colorazioni specifiche del protoplasma (=complesso di proteine,

lipidi, polisaccaridi e DNA) consente l’identificazione in situ dei costituenti chimici di

cellule e tessuti mediante specifiche reazioni di colorazione.

Immunoistochimica: quando si utilizzano degli anticorpi diretti in maniera specifica a

degli antigeni tissutali, lo scopo è quello di rendere visibile gli antigeni tramite dei

marcatori (fluorescenti o enzimatici).

Citologia

Teoria cellulare (1839 Schwann):

La cellula è l’unità strutturale e funzionale di ogni organismo vivente;

1. Ogni cellula ha origine da un’altra cellula;

2. La cellula è la più piccola struttura capace di vita autonoma.

3.

Le cellule hanno varie forme e dimensioni (e anche diverse specializzazioni –

microvilli/cellula intestinale: assorbimento, cellula muscolare: contrattilità; cellula

nervosa/neurone: propagazione impulsi nervosi…).

Le dimensioni vanno dai 4 ai 150 µm.

La forma è l’immagine plastica della funzione , in base alla funzione da svolgere la

cellula avrà una determinata forma (e viceversa).

Differenziamento cellulare: attivazione di geni specifici (alla funzione della cellula).

L’embrione è fatto da cellule tutte uguali; ad un certo punto nelle cellule che sono

destinate a diventare cellule muscolari (ad esempio) vengono attivati i geni per i

filamenti contrattili e la cellula inizia a prendere una forma allungata; nelle cellule

destinate a diventare neuroni si accendono determinati geni per la conduzione

nervosa e inizia a prendere la classica forma stellata.

In tutte le cellule il corredo genetico è lo stesso, cambiano i geni che vengono attivati

(in una cellula muscolare saranno attivi geni che in un neurone sono “spenti”, ma

questo non significa che la cellula muscolare non abbia lo stesso corredo genetico del

neurone).

Il differenziamento è inversamente proporzionale alla capacità di una cellula di

adattarsi; tanto più una cellula è differenziata tanto meno potenzialità divisionale

possiede (cellule dell’embrione hanno differenziamento 0 poi a partire da 4-8

blastomeri inizia il differenziamento, queste sono cellule totipotenti che possono

diventare “ciò che vogliono” fino a quando non prendono una direzione e si

specializzano in un’unica funzione, a questo punto non potranno più adattarsi a nuove

funzionalità ma saranno estremamente specializzate nel loro compito). Più una cellula

perdita di propensione mitotica

è differenziata più c’è (non si differenzia più o tende a

non farlo) poco differenziate in un tumore sono molto più aggressive e molto

cellule

proliferanti rispetto a tumori con cellule differenziate.

Cellula eucariotica

È formata da 3 strutture fondamentali: membrana plasmatica, nucleo e citoplasma.

Membrana plasmatica

Detta anche membrana cellulare o plasmalemma. Circonda le cellule, è una sorta di

involucro che circonda la cellula.

Ha uno spessore di 8nm (non si vede al microscopio ottico, LR 0,2µm).

Ha una composizione biochimica di tipo lipoglicoproteica:

lipidica:

Parte fosfolipidi; molecole con testa idrofila (polare) e code idrofobiche

 (apolari) che spontaneamente si posizionano in un doppio strato con le teste

posizionate esternamente verso gli ambienti extra ed intracellulare e le code

internamente le une rivolte verso le altre.

glucidica:

Parte gli zuccheri sono legati in maniera covalente alle proteine o,

 molto più raramente, anche ai fosfolipidi. Sono esclusivamente sul versante

extracellulare e formano nel loro insieme il glico calice (insieme degli zuccheri

della membrana, sul lato esterno). La funzione del calice è inerente al

riconoscimento delle cellule, fungono da recettori e trasmettitori di segnale

antigeni di superfice

(detti quelli presenti sui globuli rossi determinano un



gruppo sanguigno piuttosto che un altro). Alcuni antigeni sono comuni alla

specie umana mentre altri sono specifici di ciascuno individuo, tali da

determinare un rigetto in caso di trapianto eterologo (tra individui diversi).

proteica:

Parte possono contrarre diverse tipologie di rapporto con il doppio

 strato fosfolipidico. Possono essere appoggiate sul versante interno oppure

esterno della cellula e in questo caso si chiamano proteine estrinseche di

membrana. Oppure possono essere profondamente inserite nel doppio strato

(proteine intrinseche o integrali) o possono attraversarlo da parte a parte

(proteine transmembrana).

La membrana cellulare è definita come modello a “mosaico fluido in movimento”

perché a 37 gradi (temperatura corporea) i fosfolipidi non sono solidi ma fluidi; infatti,

le proteine possono muoversi con una certa libertà (presenza anche di zattere

lipidiche).

Il feltro proteico (diverso in ciascun tipo cellulare ma presente in quasi tutte le

versante intracellulare

cellule) è una sorta di rete/strato di proteine che si trova sul e

ancora le proteine di membrana. Per esempio, nel caso del globulo rosso, il feltro

proteico è fatto da spettrina. Questa dona al globulo la sua caratteristica forma a disco

biconcavo (ha significato funzionale) e la sua plasticità (capacità di

schiacciarsi/deformarsi in capillari più piccoli di quella che è la sua dimensione, 7,5µm,

e ritornare alla forma originale).

Il feltro nelle cellule muscolari è caratterizzato dalla distrofina, la quale aggancia i

filamenti contrattili della cellula muscolare e li aggancia alla membrana, in questo

modo quando le fibre si contraggono la membrana segue precisamente i movimenti.

Nei distrofici (distrofia muscolare), nei quali la distrofina è mutata, la membrana si

deteriora fino a rompersi e questo causa la morte cellulare delle cellule muscolari e

queste vengono sostituite da tessuto cicatriziale (robusto ma per niente contrattile e il

muscolo perde quindi la capacità contrattile).

Le sostanze che possono attraversa la membrana secondo gradiente di

acqua

concentrazione (possono diffondere liberamente) sono solo (passano attraverso

gas

le acquaporine quindi in realtà non attraversano realmente la membrana),

respiratori (rendono molto veloce lo scambio di ossigeno tra sangue e cellule) e

molecole liposolubili (es gli ormoni liposolubili passano la membrana tranquillamente e

spesso i recettori sono dentro la cellula, quelli di natura proteica non possono in

nessun modo attraversare la membrana e i loro recettori sono esterni infatti).

Per tutte le altre sostanze ci sono delle proteine canale (che sono proteine

transmembrana) con foro molto sottile tramite il quale possono passare gli ioni (o

comunque molecole molto piccole) secondo il loro gradiente di concentrazione.

Le proteine canale sono in genere molto specifiche, è raro trovare canali sempre aperti

infatti esiste un meccanismo di controllo per l’apertura:

A controllo di ligando: si aprono in seguito al legame con una specifica molecola

 (neuroni, sinapsi chimica con neurotrasmettori);

A controllo di voltaggio (o di potenziale): quando la differenza di potenziale

 raggiunge un determinato valore (neuroni, sinapsi elettrica);

A controllo meccanico: si aprono a seguito di una stimolazione meccanica del

 canale (orecchio interno, stereociglia stimolate da onde sonore).

Ci sono anche dei veri e propri trasportatori di membrana detti carrier (o permeasi).

Questi subiscono una modificazione conformazionale in base ai legami con

determinate molecole (per esempio, all’inizio è aperto fuori e dopo il legame con la

molecola si “ribaltano” e si aprono dall’altra parte). Possono fare il trasporto passivo

(senza atp, secondo gradiente) oppure anche contro gradiente e quindi trasporto

attivo (atp). Quelli che eseguono il trasporto attivo sono detti pompe di membrana.

sodio-potassio:

Una delle pompe più importanti è quella vengono portati fuori 3 ioni di

sodio e sono immessi 2 ioni potassio (accumulo di potassio dentro e accumulo di sodio

fuori). Il potassio (positivo) tende ad uscire dalla cellula (canali di fuga del potassio

sulla membrana) e ciò rende l’interno della cellula negativo (-70mV di equilibrio di

potenziale).

La membrana è una struttura estremamente dinamica. Il fenomeno dell’endocitosi

permette di far entrare copri estranei all’interno della cellula (il corpo estraneo si

appoggia alla membrana, vengono attivati dei