Anatomia comparata

Anatomia comparata: ripasso istologia

Gli organi sono composti da almeno due tessuti, con tessuto indichiamo un insieme di cellule con caratteristiche simili. Possono differenziarsi in epiteli, connettivi, muscoli e tessuti nervosi.

Epiteli

Gli epiteli sono tessuti non vascolarizzati le cui dimensioni sono nell’unità dei micron. Possono classificarsi in base alle stratificazioni: monostratificato (con una funzione di scambio) e pluristratificato, con una funzione di protezione. Possono inoltre presentare specializzazioni:

• Microvilli: estroflessioni della membrana (2-3 micron) con la funzione di alimentazione per la superficie. Sono sempre apicali e presentano un citoscheletro di actina.
• Ciglia: localizzate sempre sulla porzione apicale, composte da microtubuli. Le ciglia favoriscono il movimento unidirezionale dell’intera struttura.

L’epitelio pavimentoso ricopre le cavità interne, un esempio è il mesotelio che ricopre le membrane peritoneali e le pleure.

L’epitelio cuboidale semplice ha una polarizzazione, vi sono due superfici diverse, l’apicale e la vaso laterale. La funzione è prevalentemente di scambio ed è un epitelio che richiede energia, prodotta dai mitocondri. I mitocondri si trovano in posizione vaso laterale.

L’epitelio pluristratificato può contenere cellule diverse tra cui le cellule mucose. Sono situati spesso nelle cavità degli organi interni.

L’epitelio pluristratificato squamoso, come ad esempio quello della lingua, è il massimo numero di stratificazione di cellule “vive”. La soluzione anatomica allo spessore massimo fu quella di creare epiteli stratificati con cellule morte, detto epitelio corneo. In questo epitelio non arrivano i vasi sanguigni. Tutti gli epiteli rigenerano a partire da cellule staminali localizzate sullo strato basale dell’epitelio stesso.

Lamina basale

La lamina basale è la separazione dell’epitelio dai tessuti circostanti. È formata da molecole secrete da cellule epiteliali, come le laminine, che hanno una funzione di sintesi della lamina. In base a legami con proteine specifiche, le cellule si organizzano in modi diversi:

• Emidesmosomi: ancorano le cellule alla lamina basale che connette l’epitelio con il connettivo.
• Gap junction: accoppiamento elettrico tra cellule.
• Giunzioni tight: localizzate verso la zona apicale, a seconda di quanto sono strette si avrà una maggiore o minore permeabilità.
• Zone aderenti: funzione mista tra rigidità e flessibilità.
• Caderina: proteine che richiedono calcio per aderire l’una all’altra.

Tessuto connettivo

Il tessuto connettivo presenta cellule tipiche di ogni tessuto separate tra di loro e immerse in una matrice extracellulare, prodotta dal tessuto stesso. A differenza degli epiteli, sono vascolarizzati e innervati da fibre sensoriali. Dai capillari si ha la possibilità di trasmettere cellule del sistema immunitario. In base alla tipologia si può avere un tessuto:

• Fibrotico o elastico, formato da fibroblasti alterati che prendono il posto di un tessuto funzionale. Le proteine della matrice sono numerose, come il collagene, presente in quasi tutti i tessuti e dona rigidità e resistenza.
• Di sostegno: formano ossa e cartilagine.
• Specializzati: tessuto adiposo, sangue, midollo osseo.
• Sottostanti agli epiteli: lasso e denso.

Il tessuto lasso è formato da fibroblasti che secernono varie forme di collagene che dona flessibilità. Sono presenti nel canale digerente, nel tratto urinario, respiratorio e nei vasi sanguigni. Provvede al supporto ma permette un movimento indipendente.

Il tessuto denso ha cellule fibroblasti che producono forme di collagene estremamente rigide (tendini, legamenti, capsule protettive di organi interni).

I tessuti elastici presentano una matrice con prevalenza di elastina, localizzati prevalentemente nelle arterie. I tessuti reticolari presentano diverse tipologie cellulari come le cellule stromali, che producono la matrice.

Cartilagine e osso: le cartilagini sono formate da condrociti, che secernono mucoproteine. Il tessuto osseo presenta osteociti e osteoclasti, a seconda dello stato fisiologico.

Tessuto muscolare

La proprietà principale del tessuto muscolare è la contrattilità. Essa deve essere diversa in base alla funzione anatomica (muscolo liscio, striato scheletrico e striato cardiaco).

Il muscolare liscio è formato da miociti, le fibre muscolari sono uninucleate ed è un tessuto regolato dal sistema nervoso autonomo. Lo striato scheletrico è un tessuto in cui durante lo sviluppo embrionale i mioblasti si fondono e creano un’unica lunga fibra detta miofilamento. Le cellule sono multinucleate e sono dette sincizi (fusione di più tipi cellulari, ex la placenta). Questo tessuto è a contrazione volontaria perché ogni fibra è innervata da un singolo neurone. Il muscolo liscio è a contrazione involontaria, presenta cellule singole ed una fibra nevosa innerva più cellule contemporaneamente. Lo striato cardiaco è formato da cellule singole di grandi dimensioni e sono in grado di contrarsi autonomamente.

Tessuto nervoso

Il tessuto nervoso è costituito dall’unità funzionale, il neurone. I neuroni possono essere a lunga proiezione o interneurali. Hanno una morfologia molto variabile e sono definiti in base alle loro connessioni. Le sinapsi sono comunicazioni unidirezionali.

Le cellule della glia sono fondamentali per il sistema nervoso, sono cellule a forma stellata che prendono il nome di astrociti. Essi sono distribuiti regolarmente e le forme sono omogenee. Sono conservate e presentano due funzioni: endocitare l’eccesso di neurotrasmettitori e di ioni, e prendere contatto con i vasi sanguigni portando nutrienti al sistema nervoso.

Le cellule della microglia sono di piccole dimensioni e ramificate. Hanno una componente macrofagica. Le cellule invece che vanno a formare la guaina mielinica sono gli oligodendrociti e le cellule di Schwann. Le prime presentano una ramificazione limitata e formano la mielina nel sistema nervoso centrale, le seconde formano la mielina nel sistema nervoso periferico, avendo sempre un rapporto 1:1 con il neurone.

Anatomia

In anatomia ci possono essere diversi tipi di tagli:

• Taglio sagittale (destro, sinistro)
• Frontale
• Trasverso

Imaging

1. Radiografia: si basa sul passare raggi X assorbiti dagli organi molto densi.
2. Tac: ricostruzione di sezioni corporee.
3. Ecografia ad ultrasuoni.

Evoluzione

La pressione evolutiva ha preso in esame la forma e la funzione degli organi. I cordati sono animali celomati e deuterostomi, comprendono tre sub phylum tra cui urocordati, cefalocordati e vertebrati. Gli elementi fondamentali che uniscono questo gruppo sono la notocorda, il faringe branchiale, il tubo neurale dorsale e la coda postanale. La notocorda è un organo che si sviluppa nei cordati nello stato embrionale che nella vita adulta verrà sostituito dalla colonna vertebrale. I vertebrati presentano un’organizzazione che prevede il midollo spinale dorsale, un intestino ventrale e il faringe branchiale si sviluppa ma persiste nell’adulto solo in quelli con respirazione in ambiente acquatico, dove origina le branchie. Una caratteristica è la comparsa in fase embrionale di particolari cellule di origine nervosa, le cellule delle creste neurali, dotate di capacità migratoria ed in grado di differenziarsi in diversi tessuti. La classificazione dei vertebrati è in continua evoluzione: Agnati e Gnatostomi sono le due grandi famiglie.

Apparato tegumentario

Il tegumento riveste completamente la superficie esterna del corpo dei vertebrati. Rappresenta un’interfaccia dinamica con l’ambiente, ed è in grado di svolgere molteplici funzioni. Il piano fondamentale è identico in tutti i vertebrati ed è costituito da epidermide e derma.

L’epidermide è caratterizzata da una forma ondulatoria a causa delle papille. Non è vascolarizzata ed è formata da un numero limitato di cellule vive. Lo strato basale contiene cellule staminali che proliferano. Lo strato granuloso è l’ultimo strato di cellule vive, al di sopra di cui troviamo uno strato corneo formato da cellule morte. La proteina prodotta è la cheratina, di cui esistono diverse isoforme. La vita media di una cellula è di circa 30 giorni. Lo strato corneo è variabile a seconda del punto della pelle, si avrà uno spessore maggiore in punti sottoposti a stress fisico e assente in punti con funzione sensoriale (ex labbra). Presenta una componente genetica ed una ambientale. Nello strato basale dell’epidermide ci sono cellule con prolungamenti, denominate melanociti, essi producono melanina, un pigmento la cui funzione è proteggere da luce UV. La quantità dei melanociti ha componente anch’essa genetica e ambientale. I melanociti presentano prolungamenti che arrivano alla base dello strato corneo e trasferiscono il pigmento intorno alle cellule epiteliali. Originano da una porzione embrionale detta cresta neurale.

La pelle ha diverse funzioni: una funzione di barriera per le infezioni, è necessaria per l’omeostasi (evita l’evaporazione di liquidi necessari all’organismo) e ha funzione sensoriale. In base a come si dispongono sulla terminazione si avranno specializzazioni diverse. Ex: corpuscolo di Meissner, terminazione a molla sensibile alla pressione.

Pelo

Durante lo sviluppo del pelo, le cellule epiteliali proliferano e creano una papilla dermica. L’approfondimento della papilla nel derma crea un’invaginazione. Nel pelo il bulbo sta alla base, i capillari vascolarizzano. Man mano che le cellule proliferano, vengono spinte in alto e il pelo cresce, perdendo ossigeno e muore. Rimane allora la superficie di cheratina e i pigmenti ad esso associati. Al pelo solitamente si trova associata una ghiandola sebacea che produce un secreto, detto sebo, che lo lubrifica. Ogni pelo ha associata una terminazione nervosa e cellule mioepiteliali, cellule con funzione sensoriale. (Ricorda che le terminazioni nervose sono disposte tutte seguendo la stessa inclinazione).

Anfibi

Negli anfibi, l’epidermide è relativamente sottile e non è corneificata. Sono presenti cellule pigmentate, sia nel derma, sia nell’epidermide. Sono cellule simili ai melanociti per origine ma sono chiamate cromatofori e la loro funzione è quella di donare colore. Queste cellule hanno la capacità di mantenere i pigmenti in due modi, avendo così a disposizione un movimento rapido associato ad un altrettanto rapido cambiamento di colore. Il derma presenta terminazioni nervose e vasi sanguigni più grandi dei mammiferi. La quantità maggiore di ghiandole presenti è dovuta alla necessità di mantenere una pelle più umida e favorita negli scambi con l’ambiente. La variazione individuale è la presenza di ghiandole del veleno, di grandi dimensioni, che producono sostanze per allontanare predatori. Producono neurotossine usate oggigiorno in medicina.

Pesci

I pesci presentano dei tessuti duri, che permettono una maggiore resistenza e rigidità. Si hanno:

• Osso
• Dentina: formata da cellule mesenchimali e connettivali, localizzato al di sotto dell’epidermide.
• Smalto: tessuto più duro, composto da cellule epiteliali, localizzato sempre in superficie.

Nei mammiferi, smalto e dentina sono presenti solo nei denti, nei pesci invece vanno a formare la scaglia: una piastra di tessuto duro disposta nel tegumento. Si trovano di diversa forma e composizione, in base alla predominanza di un composto o di un altro. Le scaglie sono di origine epidermica, solo nei pesci cartilaginei la scaglia è formata da smalto e sporgono dalla superficie. All’interno presentano dentina. Negli altri pesci manca lo smalto e sono localizzate nel derma. In questa localizzazione le scaglie sono degli ispessimenti piccoli separate da cerniere per consentire la motilità del pesce. Sono inoltre parzialmente sovrapposte per non essere un tessuto troppo molle.

Rettili

Come unità tegumentaria, i rettili presentano la squama. Essa è formata da tessuto duro di origine epiteliale corneificato. Ha la stessa funzione della scaglia. Si possono avere forme diverse in base alla specie presa in esame, sono però tutte rigide. Infatti, presentano uno spessore 10 volte maggiore rispetto a un normale mammifero. Le squame impediscono la crescita dell’animale e la soluzione evolutiva si è sviluppata nella muta: fenomeno in cui viene perso lo strato esteriore di squame e sostituito da uno strato sottostante. Esisterà quindi un momento in cui si avranno due strati cornei, appena prima della muta.

Uccelli

A differenza degli altri vertebrati, gli uccelli hanno le penne e le piume, con funzioni aggiuntive nel volo. Lo stelo centrale prende il nome di rachide mentre le diramazioni sono denominate barbe, tenute insieme da estroflessioni (barbule). La penna è formata da cellule epiteliali morte, è tessuto altamente corneificato di origine epiteliale. La crescita avviene durante lo sviluppo embrionale e nella vita adulta solo a livello del derma. Alla base si trovano delle cellule epiteliali e melanociti che spingono verso l’alto le cellule morte. Ma la struttura 3D della penna è più complessa rispetto al pelo, presenta infatti delle differenze. Questa struttura è cava perché durante lo sviluppo all’interno si ha una polpa e dei capillari. Nella penna si avranno diverse zone di proliferazione secondaria che daranno forma alla struttura tridimensionale nel suo insieme.

Ghiandole mammarie

La linea del latte è la parte dell’embrione dove si vanno a formare le ghiandole mammarie. Tutti i mammiferi hanno ghiandole pari, presentano solo un numero variabile. La ghiandola mammaria presenta tre importanti componenti:

• Epiteliale (dotto o alveolo, uno porta il secreto l’altro produce il latte)
• Connettivale (o stromale): compone un reticolo che separa gruppi di cellule epiteliali.
• Tessuto adiposo: rappresenta le dimensioni diverse della ghiandola mammaria in diverse specie.

I capillari sono correlati al connettivo. Questa ghiandola inoltre ha una grande capacità secretoria. I vasi linfatici alla base delle cellule epiteliali convergono in linfonodi. La componente duttale rappresenta la parte fino al capezzolo, dove viene escreto il latte. Da un punto di vista istologico, la ghiandola varia in base al momento funzionale della femmina. Nella ghiandola non in lattazione le componenti sono limitate, in attività si ha un aumento della componente alveolare e delle cellule secernenti. In parallelo aumenta anche il numero di dotti. Con la prima pubertà non si ha una componente adiposa ma solo connettivale ed epiteliale. L’aumento di estrogeni induce una proliferazione di cellule epiteliali, la perdita eventuale di questi estrogeni induce la morte delle cellule. Il tumore più diffuso della mammella riguarda il dotto, si ha la perdita dalla dipendenza agli estrogeni.

Ghiandole sudoripare

La funzione delle ghiandole sudoripare è legata al mantenimento della temperatura corporea. Il prodotto è il sudore, secreto sotto il controllo del sistema nervoso autonomo. La produzione non è mai dipendente dalla volontà dell’animale. La ghiandola epiteliale in cui il corpo risiede nel derma è formata da acini di circa 40/50 cellule che hanno al centro un lume, da cui secernono il sudore. Si osserva un’innervazione che arriva alla ghiandola. Le cellule mioepiteliali sono posizionate al margine della ghiandola. Il sistema nervoso autonomo le stimola, producendo una contrazione che contrae il lume, permettendo l’escrezione del sudore. Alle ghiandole è associato un dotto che scorre nel derma e a livello dell’epidermide sbuca in corrispondenza di un poro. Il numero di ghiandole sudoripare non è omogeneo ed è distribuito nel corpo. Alle ghiandole si ha associato il sistema linfatico che ha due funzioni:

• Essere una via di trasporto e movimento dei linfociti.
• Asportare liquidi in eccesso o dare liquidi alle cellule con attività secretoria.

La sudorazione viene effettuata da altre zone corporee negli altri organismi (ex la bocca del cane).

Apparato respiratorio

Con respirazione si intende la produzione di energia e trasporto di ossigeno. Esistono tre tipologie:

• Respirazione acquatica: ossigeno disciolto in acqua e l’organo è la branchia.
• Respirazione terrestre
• Respirazione cutanea: prevalenza negli anfibi.

Il consumo di ossigeno è proporzionale all’attività metabolica. Gli organi respiratori più efficaci sono negli organismi omeotermi. Il flusso circolatorio dei vasi che vascolarizzano sarà sempre contrario al flusso di ossigeno, questo permette di aumentare l’efficienza dello scambio. Il polmone è l’organo per eccellenza nella respirazione terrestre, è un organo pari ed è all’interno di una cavità toracica. Il percorso dell’aria è: cavità nasale → faringe → laringe → trachea → bronchi → bronchi secondari e terziari → bronchiolo. Tra faringe e laringe si ha una valvola cartilaginea, l’epiglottide, la cui funzione autonoma è quella di chiudere la laringe quando avviene la deglutizione. Possono esserci diversi casi di malfunzionamento in caso di ebrezza o di porzioni di cibo troppo grandi. L’aria non ha una grande densità e tutti i canali respiratori sono rigidi, in seguito ad un’eventuale compressione l’aria verrà subito bloccata e si avrà un soffocamento.

La trachea è un canale impari, rinforzato all’esterno da anelli cartilaginei, essi consentono il movimento ma conferiscono rigidità. Tra di essi infatti si ha un legamento anulare. Dall’esterno si può osservare un epitelio pseudo stratificato, che ha la caratteristica di avere delle cellule ciliate che portano il muco dai polmoni verso l’esterno, epitelio presente fino ai bronchi; una lamina basale e un tessuto connettivale lasso con una componente linfatica. Il muco secreto ha una funzione di intrappolare il particolato che raggiunge le strutture respiratorie.