1. Tessuto epiteliale

Citologia e istologia 26-30 ottobre e 6-9 novembre

Tessuto epiteliale

• Assorbimento;
• Secrezione;
• Trasporto transcellulare;
• Protezione;
• Recezione di sensibilità (papille gustative, retina, cellule capellute);
• Scarsa matrice extracellulare;
• Cellule polarizzate;
• Numerose giunzioni cellulari;
• Presenza della lamina basale;
• Nutrimento e ossigenazione per diffusione.

Ha derivazione da tutti e tre i foglietti embrionali:

• Ectoderma: mucosa nasale ed orale, epidermide, cornea, ghiandola mammaria e ghiandole cutanee;
• Endoderma: fegato, pancreas, epitelio respiratorio e epitelio intestinale;
• Mesoderma: tubuli renali, epiteli riproduttivi maschile e femminile, endotelio, mesotelio.

Introduzione

Gli epiteli sono costituiti da cellule poliedriche polarizzate, strettamente adese tra loro, con scarsissima matrice extracellulare, limitata essenzialmente a una lamina basale di qualche decina di nanometri. Esistono due tipi funzionali di epitelio: gli epiteli di rivestimento con funzione di interfaccia con l’esterno e gli epiteli ghiandolari con funzione secretoria. Alcuni sono specializzati, in neuroepiteli, e possono assumere funzione sensoriale oppure avere proprietà uniche che ne rendono difficile una classificazione.

Il ricambio cellulare negli epiteli è dovuto alla presenza di popolazioni di cellule staminali che si dividono in modo asimmetrico, generando a ogni divisione una nuova cellula staminale e una cellula che procede lungo il differenziamento terminale. Sulla base del ricambio cellulare, le strutture epiteliali possono essere: perenni (senza ricambio), stabili (con ricambio minimo), labili (con elevato ricambio).

Le caratteristiche tipiche delle cellule epiteliali sono la polarizzazione, consistente nella separazione di un polo apicale e uno basale spazialmente e funzionalmente distinti, e la forma poliedrica, dovuta all’impaccamento delle cellule in fogli, tubuli o strutture tridimensionali compatte.

Classificazione degli epiteli di rivestimento

Gli epiteli di rivestimento ricoprono la superficie esterna e le cavità interne del corpo. Hanno un’importanza fondamentale nel regolare il passaggio ai tessuti sottostanti, e quindi presentano specializzazioni per l’assorbimento, la secrezione, la difesa dell’organismo, e in alcuni casi, per la recezione sensoriale. Si dividono in epiteli semplici, composti da un solo strato di cellule, e composti, formati da più strati.

• Epiteli semplici: le cellule sono disposte a formare un unico strato poggiante sulla lamina basale. Rivestono internamente il lume della maggior parte degli organi cavi, come anche la cavità ventrale del corpo. Sono presenti in tutte le interfacce dove sia necessario scambiare sostanze (mucose gastrica e intestinale, glomeruli e tubuli renali, endotelio vascolare, alveoli polmonari). Le cellule possono essere tutte dello stesso tipo oppure di più tipi diversi, ma tutte le cellule di un dato epitelio hanno altezza simile, in quanto questa viene regolata dai complessi giunzionali con le cellule adiacenti. Le cellule degli epiteli semplici presentano una fascia di giunzioni occludenti e aderenti, che può essere continua e completa, discontinua o incompleta. Gli epiteli semplici si dividono in:

Epitelio pavimentoso semplice

Composto da un singolo strato di cellule con altezza inferiore allo spessore del nucleo, che risulta sporgente dal piano dell’epitelio. Normalmente hanno scarsa attività metabolica. Gli epiteli semplici sono specializzati per il trasporto transepiteliale (pneumociti di tipo I, endotelio capillare, ansa di Henle e glomerulo renale) oppure rivestono distretti corporei poco soggetti a stress meccanici.

La membrana apicale degli epiteli pavimentosi semplici può essere liscia, come nell’endotelio vascolare o corneale, oppure dotata di microvilli, come nei mesoteli e nell’ansa di Henle. I complessi giunzionali degli epiteli pavimentosi possono essere continui, come nell’ansa di Henle, oppure discontinui, come nell’endotelio capillare linfatico. Le cellule possono essere poligonali e giustapposte, oppure dotate di interdigitazioni laterali che aumentano la resistenza meccanica dell’epitelio.

I capillari linfatici hanno un’elevatissima permeabilità paracellulare che consente l’ingresso nel circolo linfatico di particelle di grandi dimensioni, come i chilomicroni, mentre nell’ansa di Henle la permeabilità paracellulare è molto bassa, per consentire di mantenere i gradienti idrosalini necessari per la concentrazione dell’urina; nei capillari sanguiferi la permeabilità delle vie paracellulari varia grandemente a seconda dei distretti considerati, e all’interno delle cellule si possono notare meccanismi di transitosi e fenestrature. I capillari possono essere: continui (nel tessuto nervoso, nel muscolare e nel connettivo), fenestrati (nell’intestino, nel pancreas, nelle ghiandole endocrine) o sinusoide/discontinuo (nel midollo osseo, nella milza, nel fegato, nelle ghiandole endocrine).

L’epitelio dell’alveolo polmonare è formato da:

• Pneumociti di tipo I: cellule molto appiattite, che seppur presenti in numero minore rispetto a quelle di tipo II, grazie alla loro estensione ricoprono circa il 90% della cellula;
• Pneumociti di tipo II: cellule di forma rotondeggiante e sporgenti dalla superficie alveolare. Contengono i corpi lamellari, che si trovano vicino alla membrana con la quale si fondono per riversare all’interno dell’alveolo il loro secreto, il surfactante (fosfolipidi + proteine surfactanti A, B, C e D), una sostanza tensioattiva che impedisce l’eccessiva distensione dell’alveolo nell’inspirazione e il suo collasso nell’espirazione;
• Cellule della polvere: sono i macrofagi alveolari e hanno uno aspetto rotondeggiante. Fagocitano particelle carboniose del pulviscolo atmosferico che arriva negli alveoli con l’aria inspirata e lo depositano nei setti intertubulari.

Epitelio cubico semplice

È composto da un singolo strato di cellule con altezza uguale al diametro e forma strutture tubulari. Generalmente riveste dotti ghiandolari (ghiandole salivari, ghiandole sudoripare, pancreas esocrino, tiroide e superficie dell’ovario). Si possono osservare nelle cellule mitocondri a palizzata organizzati da una serie di profonde ripiegature della membrana plasmatica, dette labirinto basale. Questa struttura è tipica delle cellule specializzate per il trasporto transepiteliale attivo di sostanze.

Al polo apicale le cellule degli epiteli cubici semplici possono essere lisce (come nel dotto collettore renale) o dotate di un orletto a spazzola, costituito da centinaia di brevi microvilli disposti in modo compatto (come nei tubuli prossimali renali), questa specializzazione appare associata all’aumento della superficie apicale e si ritrova nelle cellule con elevata attività di assorbimento. Cellule cubiche si osservano anche nei mesoteli in corrispondenza di alcuni organi parenchimatosi, quali la milza, il fegato e l’ovario, del diaframma e di regioni ristrette del grande omento, come anche in aree dove il mesotelio è stato danneggiato. Nelle ghiandole salivari, i dotti striati non hanno solo funzione di trasporto della saliva dagli adenomeri alla cavità orale, ma modificano attivamente la composizione della saliva.

Epitelio colonnare semplice

È composto da un singolo strato di cellule con altezza maggiore del diametro e riveste il tubo digerente, dallo stomaco al retto, e le tube di Falloppio. Nel tubo digerente, gli epiteli colonnari semplici sono composti da un mosaico di cellule, tra cui cellule assorbenti (dotate di orletto a spazzola), secernenti esocrine (presenza di granuli di secreto al lato apicale) e secernenti endocrine (presenza di granuli di secreto al lato basale). L’epitelio tubarico è invece caratterizzato dalla presenza di decine di ciglia mobili al polo apicale, che generano un flusso apicale per spostare l’oocita lungo le tube.

Epitelio pseudostratificato

Si osserva nelle vie aeree a partire dalle cavità nasali e dalla rinofaringe fino alla trachea, ai bronchi e ai bronchioli. I nuclei cellulari si trovano ad altezze diverse e al microscopio ottico questo epitelio appare stratificato. Si trovano cellule caliciformi, che producono muco, e cellule multicigliate, che lo muovono verso le vie aeree superiori e digerenti. La variante non cigliata si trova nell’epididimo, nell’uretra maschile e nei grossi dotti escretori ghiandolari.

Epitelio respiratorio: sono presenti:

• Cellule cigliate cilindriche (circa il 30%): rimozione del muco e del materiale inglobato;
• Cellule caliciformi (circa il 30%): produzione di mucinogeno;
• Cellule basali (circa il 30%): multipotenti;
• Cellule a spazzola (circa il 3%): funzione poco nota;
• Cellule sierose (circa il 3%): produzione di fluido sieroso;
• Cellule a piccoli granuli (circa 3-4%): rilascio di sostanze con funzione endocrina.

• Epiteli stratificati: negli epiteli composti le cellule formano più strati, solo il più basale dei quali poggia sulla lamina basale. Rivestono esternamente il corpo, formando l’epidermide, i peli, le mucose che ricoprono gli sbocchi dell’apparato digerente ed urogenitale, l’esofago e la parte anteriore dell’occhio. Regioni molto limitate di epiteli composti sono presenti nei dotti di alcune ghiandole. Il ruolo principale degli epiteli stratificati è la protezione meccanica. La maggior parte degli epiteli composti presenta in superficie cellule appiattite, che possono essere vive (come nelle mucose), oppure morte (come nell’epidermide). L’urotelio è un epitelio composto considerato a parte, in quanto le sue cellule hanno forma variabile e caratteriste peculiari, e non sono quindi classificabili in nessuno dei tre tipi morfologici. Si dividono in:

Epitelio pavimentoso stratificato cheratinizzato

Forma l’epidermide e gli annessi cutanei (peli e unghie). Lo strato basale è organizzato in unità proliferative contenenti una o più cellule staminali, che danno origine a colonne clonali di cheratinociti. I cheratinociti si spostano verso la superficie attraversando lo strato spinoso, lo strato granulare, impermeabile grazie alla presenza di giunzioni strette, nel quale inizia il processo che porterà alla corneificazione, e lo strato corneo, dove le cellule muoiono e vengono desquamate alla superficie. Durante il viaggio verso la superficie, i cheratinociti esprimono in modo transiente proteine legate alle giunzioni intercellulari. Le cellule nello strato superficiale, i corneociti, sono corneificati e morti. La corneaficazione richiede la precedente cheratinizzazione delle cellule, inclusa l’aggiunta di uno strato proteico (l’involucro corneo) alla superficie citoplasmatica della membrana cellulare. Si distinguono due tipi di epitelio corneificato: quello morbido (come l’epidermide), nel quale esiste uno strato granuloso e lo strato corneo si desquama, e quello duro (come le unghie), nel quale non si osserva uno strato granuloso e gli strati superficiali di corneociti non si desquamano.

Strato basale: strato germinativo contenente cheatinociti staminali responsabili del rinnovamento dell’epidermide. Presenza di emidesmosomi e giunzioni aderenti (uno strato);

Strato spinoso: sono saldamente unite da desmosomi con integrine presenti in ponti citoplasmatici (“spine”). Mantengono l’attività mitotica. Il passaggio di un cheratinocito dallo strato basale a quello spinoso è caratterizzato dalla sintesi di un numero maggiore di tonofilamenti costituiti da citocheratina aggregati in fasci più spessi rispetto allo strato basale (tonofibrille). Sono presenti melanosomi e cheratinosomi. Questi ultimi sono granuli con lamelle chiare e scure, contengono materiale lipidico che forma nello spazio intercellulare dello strato granuloso una barriera all’acqua. (4-8 strati);

Strato granuloso: cellule appiattite con grossi granuli di cheratoialina che contengono filaggrina (aggrega i filamenti di cheratina in macrofibrille). Anche qui cheratinosomi la cui funzione è quella di proteggere la pelle dalla disidratazione (3-5 strati);

Strato lucido con cellule acidofile, prive di nucleo e di organuli, presente solo nella pelle più spessa. Le cellule contengono filamenti di cheratina fittamente addensati (pochi strati);

Strato corneo: corneociti appiattiti privi di nucleo e ripieni di filamenti di cheratina fittamente aggregati immersi in una matrice amorfa. Spessore variabile. Resistente agli insulti chimici e meccanici grazie ad uno spesso strato definito involucro cellulare corneificato proteico-lipidico e contribuisce ad impermeabilizzare l’epidermide grazie ad un monostrato di molecole lipidiche (idrossiceramide) situate sulla faccia esterna dell’involucro corneificato;

I corneociti vanno incontro a continua desquamazione e le cellule devono essere rinnovate.

Quattro linee cellulari:

• I cheratinociti (ectoderma): differenziamento → cheratinizzazione;
• I melanociti (creste neurali): strato basale e spinoso, muniti di prolungamenti ramificati, contengono i melanosomi, circondati da membrana e con struttura lamellare (tirosinasi) melanina, capace di assorbire la luce, di due tipi: eumelanina (marrone-nero) e feomelanina (giallo-rosa);
• Le cellule del Langerhans (midollo osseo): cellule dendritiche, assenza di tonofilamenti e granuli di Birbek implicate nella risposta immunitaria;
• Le cellule di Merkel: abbondanti nella punta delle dita, nella mucosa orale, alla base dei follicoli piliferi → meccanorecettori.

Epitelio pavimentoso stratificato non cheratinizzato

Comprende quelli delle mucose, quelli che rivestono la parte anteriore del globo oculare e quelli delle corde vocali. L’epitelio delle mucose è simile all’epidermide, ma le cellule degli strati superficiali rimangono vive, e non formano una barriera alla disidratazione, per questo le mucose devono essere mantenute costantemente umide. Le cellule superficiali di membrana presentano micropliche di membrana, dal significato incerto.

L’epitelio anteriore della cornea è composto da uno strato di cellule basali colonnari, uno di cellule alate intermedie, e 1-3 strati di cellule squamose superficiali dotate di microvilli e giunzioni occludenti a tenuta.

Epitelio cubico composto

Tessuto epiteliale piuttosto raro, tipicamente osservato in associazione con l’epitelio cubico semplice a livello delle ghiandole salivari. Rivesti qualche grosso dotto escretore.

Epitelio colonnare composto

Molto raro. Generalmente si lo troviamo solo in grossi dotti escretori, nell’uretra peniena, in un breve tratto dell’epiglottide e sulla superficie interna della palpebra. Ha funzione di proteggere e tappezzare grossi dotti o superfici particolarmente irrorate.

Epitelio di transizione/urotelio

Si osservano uno strato superficiale di cellule a ombrello, uno intermedio di cellule poligonali e uno basale di cellule cuboidali. Gli uroteli si trovano solo nelle vie urinarie, a partire dai bacinetti renali fino a parte dell’uretra, e presentano specializzazioni atte a ridurne la permeabilità, aumentarne l’estensibilità e proteggerne la superficie luminale. Le cellule a ombrello sono un singolo strato di cellule spesso multinucleate, dotate di giunzioni occludenti, al cui forma passa da cuboidale quando l’epitelio è rilasciato, a squamosa quando viene stirato. La membrana apicale delle cellule a ombrello contiene placche caratteristiche con composizione lipidica contenenti un aggregato cristallino di 1000-3000 unità di proteine integrali dette uroplachine. Al di sotto della membrana si osservano vescicole discoidali contenenti uroplachine, associate a filamenti di cheratina. La rete di filamenti di cheratina forma dei tunnel perpendicolari alla membrana, presumibilmente legati al traffico delle vescicole discoidali, che si fondono con la superficie apicale in risposta allo stiramento dell’epitelio. Al di sotto delle cellule a ombrello si trovano da uno a cinque strati di cellule intermedie mononucleate, spesso clavate, connesse le une alle altre e alle cellule a ombrello da desmosomi e giunzioni gap. Il numero di strati intermedi sembra variare a seconda dello strato di distensione delle vie urinarie. L’urotelio viene rinnovato lentamente, ma se viene danneggiato rigenera in pochi giorni. Una popolazione di cellule staminali dell’urotelio si trova nello strato basale, ma un ruolo importante nella riparazione del danno epiteliale viene giocato dallo strato superficiale delle cellule intermedie, che possono differenziarsi in cellule a ombrello.

Vescica vuota: epitelio formato da tre tipi di cellule disposti in più ordini: cellule basali, clavate e cupoliformi o ad ombrello. Superficie convessa.

Vescica piena: epitelio si assottiglia. Si uniscono alla membrana anche numerose vescicole presenti nel citoplasma superficiale.

Caratteristiche delle cellule epiteliali