Anatomia e Istologia - Appunti

Tessuti connettivi

Ci sono diversi tessuti che hanno delle analogie perché derivano dallo stesso tessuto embrionale: il tessuto mesenchimale. A partire dal foglietto mesodermico derivano molti tessuti differenziati. Il differenziamento dei diversi tessuti in molti casi non avviene immediatamente ma avviene nel corso di un processo differenziativo a molte tappe. Le cellule staminali mesenchimali pluripotenti in numero piccolo rimangono anche nell'adulto. Da queste cellule staminali mesenchimali possono derivare tessuti diversificati: osso, cartilagine, tessuto muscolare, cellule del midollo osseo, legamenti, tendini, una serie di strutture connettivali, adipociti (cellule del tessuto adiposo), derma...

Tessuti connettivi propriamente detti

I tessuti connettivi propriamente detti sono quelli in cui la cellula cardine mesenchimale (la cellula figlia della cellula staminale mesenchimale) è il fibroblasto (è il corrispondente nei connettivi dei mioblasti nei muscoli). L'elemento che li differenzia è il tipo di matrice extracellulare che le cellule producono (nel caso del tessuto osseo la matrice ossea, nel tessuto cartilagineo la matrice cartilaginea, nei tessuti connettivi propriamente detti la matrice tipica dei connettivi). Quindi queste cellule differenziate cominciano a produrre una matrice che determina le proprietà del tessuto differenziato. A livello dentario ci sono dentina e cemento che vengono prodotti da cellule di origine mesenchimale che sono odontoblasti e cementoblasti.

Quindi i tessuti mesenchimali propriamente detti sono quelli che derivano dai fibroblasti.

Struttura e funzione dei tessuti connettivi

Sono costituiti da fibroblasti e matrice extracellulare, ospitano vasi sanguigni (i tessuti connettivi oltre a costituire alcune strutture specifiche come legamenti e tendini, aponeurosi, capsule, vanno anche a rappresentare l'impalcatura di organi viscerali e questa impalcatura "stroma" tra le sue funzioni ha quella di dare passaggio alla rete vascolare). I fibroblasti sono tipicamente cellule schiacciate e allungate, hanno citoplasma poco abbondante ricco di reticolo endoplasmatico. Il fibroblasto è una cellula secretoria che sintetizza proteine e le rilascia mediante un processo esocitorio. Una caratteristica importante dei fibroblasti è la capacità di entrare in mitosi in tempi brevissimi, questa è una risposta che viene applicata nei processi rigenerativi. Questa capacità rigenerativa può in certi casi rappresentare uno stato di malattia, come nei processi fibrotici (il tessuto che si produce durante un processo di rigenerazione è più connettivo di quello che dovrebbe essere, es. lo sviluppo di cicatrici ipertrofiche a causa dell'alterazione del processo rigenerativo, cirrosi epatica: nel fegato durante il processo rigenerativo del connettivo può accadere che la componente fibrosa proliferi in maniera eccessiva).

Matrice extracellulare

Essa cambia nella sua densità e in alcune caratteristiche di composizione interna. È costituita da sostanza fondamentale o sostanza fondamentale amorfa e una componente fibrosa. La sostanza fondamentale amorfa contiene principalmente acqua (la quantità d'acqua determina la densità della matrice). Dentro l'acqua si trovano glicosamminoglicani (presentano spesso dei gruppi carichi che conferiscono un comportamento polare e conferiscono alla matrice caratteristiche biochimiche diverse, alcuni di essi sono disposti in forma dispersa mentre in altri tessuti si legano a un'impalcatura proteica e formano proteoglicani come sindecano, perlecano, aggrecano, legano acqua e altre molecole cariche).

Le fibre

Vi sono fibre elastiche e collagene. Le fibre che si formano dall'elastina sono omogenee mentre le fibre collagene sono variegate. Le fibre di elastina sono poco rappresentate tranne che nei tessuti connettivi elastici dove la componente elastica è molto importante (tendini, legamenti, cartilagini). La tipologia di fibre collagene prevalente è di tipo 1 (tessuto osseo, tendini, legamenti, articolazioni, derma in quanto la cute ha una componente di tipo epiteliale e una componente profonda connettivale che si chiama derma), il collagene di tipo 2 (cartilagine), il collagene di tipo 3 sono meno resistenti (midollo osseo), il collagene di tipo 4 (membrane basali). La molecola di elastina è in grado di deformarsi e assumere una forma più allungata e ritornare alla forma originale (ritorno elastico). Le fibre collagene hanno polimerizzazione che avviene all'esterno della cellula, la sintesi avviene all'interno. Le fibre di collagene sono formate dall'unione e dalla disposizione regolare di tropocollagene. A seconda di come questi monomeri si aggregano tra di loro si possono avere fibre più o meno spesse o regolari, questo è ciò che fa la differenza tra le fibre collagene.

Classificazione dei tessuti connettivi

I tessuti connettivi propriamente detti si classificano in:

• Tessuto lasso: componente proteica scarsa
• Tessuto denso: componente proteica più abbondante
• Tessuto fibroadiposo: non viene considerato un tessuto connettivo propriamente detto, tuttavia i tessuti adiposi tendono a disporsi in posizioni contigue ai tessuti connettivi, inoltre il tessuto adiposo si stratifica nella parte profonda della cute, si possono riscontrare delle regioni in cui i tessuti si mescolano e si parla di tessuto fibroadiposo. Il tessuto adiposo può essere uniloculare o multiloculare (da un lato il tessuto adiposo serve ad accumulare le riserve energetiche da un lato è in grado di restituirle. Nel tessuto adiposo multiloculare questo processo è molto più efficiente. Il tessuto uniloculare è anche detto bianco e si trova negli adulti, quello multiloculare è detto bruno. Un'altra caratteristica distintiva è che nel primo a livello citoplasmatico ci sono pochissimi organelli, nel secondo sono presenti mitocondri coinvolti nel processo di termogenesi e quindi produzione di calore. Il tessuto adiposo bianco ha anche funzione meccanica di protezione es. nei visceri).

Vasi sanguigni e leucociti nel connettivo

Le cellule fisse dei tessuti connettivi sono il macrofago istocita (cellula fagocitaria che in alcuni casi può rimanere fissa nel tessuto molto a lungo, queste cellule vanno a formare una dotazione di cellule fagocitarie fisse per un particolare tipo di tessuto. Derivano da progenitori ematopoietici) e i mastociti (il citoplasma accumula vescicole contenenti istamina. Originano da precursori ematopoietici e si fermano nei connettivi. Rappresentano le sentinelle fisse dei tessuti periferici che in risposta ad alcuni stimoli sono in grado di rilasciare tutte queste vescicole scatenando un processo infiammatorio. Sono inoltre i responsabili delle risposte allergiche tramite il rilascio di queste vescicole).

I tessuti di sostegno: cartilagine e tessuto osseo

La cartilagine dell'adulto si trova a livello dell'epifisi delle ossa lunghe, laringe... Da un punto di vista evolutivo, tessuto cartilagineo e osseo hanno caratteristiche molto diverse. La cartilagine è un tessuto con architettura molto semplice e capacità di accrescimento molto veloce (condroblasti con la capacità di proliferare e secernere una matrice che si interpone tra le cellule. Questa matrice va incontro a un processo di addensamento che porta alla fine a un tessuto più rigido rispetto ai tessuti connettivi). Il tessuto osseo ha una struttura più complessa perché le lamine calcificate si dispongono con una struttura regolare. Mentre nelle specie animali il tessuto cartilagineo conserva per tutta la vita la capacità di rimodellarsi, nell'uomo questo tessuto è statico. Alla nascita lo scheletro nel giro dei primi mesi di vita grazie alle sollecitazioni meccaniche si trasforma in tessuto osseo, tranne a livello delle metafisi che sono cartilagini di accrescimento.

Cartilagine

Il citoplasma delle cellule è difficilmente distinguibile dalla matrice circostante. I condroblasti spesso contengono a livello del citoplasma delle riserve di glicogeno. Molto spesso le cellule sono vicine tra loro gruppi isogeni perché queste cellule derivano dalla stessa cellula madre. La matrice è dotata di una certa fluidità, i condroblasti svolgono un'attività proliferativa e una secretiva. Quando la prima attività è molto intensa le cellule non si distanziano con la mitosi e quindi possiamo trovare cellule vicine tra loro. È un evento transitorio perché quando queste cellule cominceranno a produrre più matrice rispetto alla loro proliferazione, si allontaneranno tra di loro. La parte più periferica di una struttura cartilaginea è il pericondrio costituito da precursori staminali pluripotenti mesenchimali e da qualche fibroblasto. Quindi è un tessuto di rivestimento e in questa zona non viene prodotta matrice cartilaginea. Il pericondrio viene anche detto cambiale cioè la regione dove avviene l'accrescimento circonferenziale. La presenza del pericondrio è ciò che consente agli abbozzi cartilaginei di accrescersi. La cartilagine ha una propria matrice caratterizzata dalla presenza di alcuni proteoglicani che si trovano nella cartilagine come l'aggrecano e soprattutto dal tipo di collagene secondo che forma fibrille robuste che si organizzano in una rete. Questa struttura tipica di cartilagine si ritrova nella cartilagine ialina. Esistono varianti di cartilagini con maggiore quantità di fibre es. la cartilagine elastica dove la matrice contiene un reticolo spesso con grande quantità di elastina prodotta dai condroblasti es. lobo auricolare e piramide nasale. Cartilagine fibrosa oltre alla rete di collagene è anche presente una quantità di fibre disordinate di cartilagine di tipo primo. Si trova in alcune strutture articolari poco mobili in cui l'articolazione deve essere resistente. I condroblasti quando raggiungono uno stato di quiescenza sono detti condrociti. C'è una differenza tra tessuto cartilagineo e connettivo: nel cartilagineo non troviamo vasi sanguigni. I vasi si possono riscontrare nella regione del pericondrio. La cartilagine viene nutrita per diffusione. Durante lo sviluppo embrionale questi abbozzi cominciano ad andare in sofferenza metabolica a causa di questa avascolarità. Inoltre questo causa il progredire della cartilagine adulta verso uno stato di quiescenza irreversibile. Quando i danni colpiscono le cartilagini articolari la cartilagine viene sostituita da tessuto fibroso, e questo rende l'articolazione molto meno funzionale e può portare ad anchilosi (saldatura dei capi articolari).

Tessuto osseo

Due tipi: compatto e spugnoso. Queste due tipologie di tessuto sono tipologie di tessuto osseo maturo. Quando il tessuto osseo si forma inizialmente ha una struttura molto più disorganizzata (immaturo). Il tessuto osseo è formato dagli osteoblasti. Gli osteoblasti entrano in fase di quiescenza osteociti. Dal mesenchima queste cellule staminali danno origine a diversi tipi di cellule figlie. Gli osteoblasti producono una matrice con collagene di tipo primo ma è poi caratterizzata da un corredo di altre molecole che fanno sì che la matrice del tessuto osseo sia diversa da quella del connettivo soprattutto in quanto queste altre componenti che gli osteoblasti producono, favoriscono una deposizione di fosfato di calcio.

Ossificazione

L'ossificazione diretta o membranosa: il tessuto mesenchimale fetale si trasforma direttamente in tessuto osseo. Nel tessuto di partenza devono esserci cellule staminali che differenziano in osteoblasti che producono matrice che va incontro a un processo di calcificazione. Questo processo si riscontra per es. in alcune ossa del neurocranio, nel processo di formazione dell'osso mandibolare. Questa matrice si chiama osteide.

L'ossificazione indiretta o endocondrale: a partire da un tessuto cartilagineo, esso viene sostituito da tessuto osseo. Il tessuto cartilagineo degenera e viene ripristinato da tessuto osseo. Questo processo implica il differenziamento delle staminali in condroblasti e poi il differenziamento di altre staminali in osteoblasti. In un osso lungo si parte da osso fatto di cartilagine, a un certo punto al centro della diafisi questa cartilagine degenera ed è sostituita da tessuto osseo (nucleo di ossificazione primario), si forma tessuto osseo accompagnato dalla comparsa di vasi che vanno a co-svilupparsi col tessuto osseo. Lo stesso fenomeno si riproduce nelle epifisi (centro di ossificazione secondario) e anche qui compaiono vasi. Tra epifisi e diafisi si ha cartilagine metafisaria che al momento della pubertà regredisce e viene sostituita da tessuto osseo.

Vediamo in dettaglio queste fasi: il tessuto cartilagineo si caratterizza per la presenza di condroblasti molto ravvicinati che proliferano molto rapidamente, questa zona è detta di cartilagine seriata. Queste cellule hanno bisogno di molti nutrienti ma questo tessuto cartilagineo è avascolarizzato, a un certo punto nelle zone di accrescimento più veloce si crea uno squilibrio tra esigenze metaboliche e capacità di diffusione di un liquido interstiziale, le cellule vanno in ipossia e mancanza di nutrimento e si accumulano prodotti di scarto e questa situazione è detta cartilagine ipertrofica. Da un lato queste cellule cominciano a produrre fattori angiogenici richiamando vasi sanguigni e le cellule vanno incontro a morte per apoptosi (fase degenerativa dei condroblasti). A questo punto il rilascio di questi fattori angiogenici induce il richiamo di vasi dalla zona periferica dell'abbozzo dell'osseo e penetrano vasi nelle cavità formatesi a seguito della degenerazione dei condroblasti. Qui comincia a essere deposto calcio e giungono cellule che formeranno gli osteoblasti che cominciano a produrre matrice osteoide che va incontro a calcificazione. Questo processo di ossificazione endocondrale è regolato dall'ormone della crescita che va ad agire su molti tessuti di derivazione mesenchimale. L'azione dell'ormone ha una fase di accelerazione. Durante il processo di sviluppo endocondrale aumenta anche la produzione di ormoni sessuali (stimolano l'accrescimento dello scheletro ma anche la scomparsa della cartilagine di accrescimento). Il tessuto mesenchimale che circonda l'abbozzo cartilagineo si trasforma in parte in tessuto osseo, e nella regione periferica l'abbozzo cartilagineo si ingrandisce con tessuto osseo (avviene un ossificazione diretta nella parte periferica ossificazione per apposizione che va a costituire un guscio osseo che rimane anche negli adulti dove a livello della diafisi si ha il periostio che contiene connettivo, fibroblasti e un sottile strato di cellule staminali. Se un osso va incontro a una frattura queste cellule staminali forniscono un "extra" di osteoblasti. Nell'adulto le ossa tendono lentamente a aumentare di diametro per questa caratteristica).

Osso spugnoso e compatto

L'unità minima è la cellula che ha deposto la matrice e la matrice che ha deposto intorno a sé. La differenza sta nel modo con cui le cellule si dispongono nel tessuto. Nello spugnoso le cellule formano trabecole che sono lamine che formano delle cavità. Le cellule rimangono intrappolate nella matrice nelle lacune osteocitarie, e diventano osteociti. Dentro le cavità si hanno vasi sanguigni e midollo osseo. Nel tessuto osseo compatto non ci sono grandi cavità e non c'è midollo osseo. Le cellule si dispongono a formare lamine concentriche disponendosi intorno a un canale centrale il canale di Havers dove decorrono i vasi sanguigni. Queste strutture cilindriche vanno sotto il nome di strutture haversiane o osteoni. I vasi sanguigni si spostano da un osteone all'altro tramite canali trasversali canali di Volkmann. Quando l'osso compatto viene sottoposto a sollecitazioni che superano la capacità di resistenza meccanica degli osteoni si creano microfratture e si scatena un continuo processo di rimodellamento che produce nuovi osteoni sempre attorno ai vasi sanguigni (non sono loro a penetrare l'osso).

Dente

Lo sviluppo dei denti comincia nel corso del secondo mese di vita intrauterina. In questa fase l'embrione ha ancora una struttura molto semplice però si può distinguere già un'estremità cefalica e, a livello della testa, si possono individuare strutture che identificano la faccia come per esempio delle zone inspessite nelle quali poi si svilupperanno gli occhi. Nella faccia dell'embrione in questa fase compare anche una piccola depressione sul versante ventrale del capo detta stomodeo che è l'abbozzo della bocca (più avanti la depressione si approfondirà sempre di più e darà origine a una piccola cavità che molto più avanti andrà a fondersi con il tubo viscerale costituito dall'endoderma e la comunicazione tra queste due zone darà origine al tubo digerente). In questa cavità (stomodeo) il rivestimento interno è costituito da ectoderma che si caratterizza (nel corso del secondo mese di vita) per la comparsa di due inspessimenti a forma di ferro di cavallo le lamine dentali che sono disposte all'incirca nella zona di quelle che saranno le arcate dentarie (quindi una lamina dentaria superiore e una inferiore). Si tratta dunque di inspessimenti di questo rivestimento ectodermico. Si può notare una depressione tra labbro e lamina dentaria che andrà ad approfondirsi e a dare origine al vestibolo della bocca. Sotto le lamine dentarie c'è il mesenchima. Nella settima settimana a partire dalla lamina dentaria si sviluppano strutture distinte nelle quali la lamina si inspessisce ancora di più: è la formazione delle gemme dentarie (10 lungo l'arcata inferiore e 10 lungo l'arcata superiore). L'ottava settimana si appaia a ciascuna gemma dentaria un altro gruppo di cellule che si differenzia a partire dal tessuto mesenchimale sottostante e questo addensamento cellulare sottostante viene come abbracciato dalla cellula dentaria che deriva dall'ectoderma e si parla di stadio a cappuccio perché il tessuto derivato dall'ectoderma incappuccia questo tessuto invece derivato dal mesenchima che prende il nome di papilla dentaria, mentre il tessuto derivato dall'ectoderma della cavità orale prende il nome di organo dello smalto. Dall'organo dello smalto deriva lo smalto e dalla papilla dentaria deriva la dentina e la polpa. Le altre strutture (il cemento e il legamento periodontale) del dente derivano sempre dal mesenchima che si trova in questa regione ma in realtà dal mesenchima circostante sia la papilla che l'organo dello smalto che si organizza a formare il sacco dentario. Tutte queste strutture danno origine a tutti i tessuti dentali. Attorno al dente si stanno sviluppando le strutture ossee (osso mandibolare e osso mascellare) che si sviluppano a partire dal mesenchima. Ci sarà a un certo punto un...