Anatomia e morfologia umana applicata (parte 1)

Livelli di organizzazione della sostanza

Atomo - molecola - organello (organulo) - cellula - tessuto - organo - apparato - organismo

Citologia, istologia e anatomia

Citologia: studio della cellula.

Istologia: studio dei tessuti.

Anatomia: studio delle strutture di un organismo e dei rapporti tra le sue parti. L’anatomia microscopica, in particolare, studia l’istologia di ciascun organo. L’anatomia nasce nel Rinascimento grazie a Leonardo Da Vinci e ad Andrea Vesalio.

Dimensioni degli atomi e delle cellule

Le dimensioni di un atomo ruotano attorno a 1 angstrom [Å] (10^-10 m).

Cellula

Cellula: Le cellule assumono forme differenti a seconda del ruolo che devono svolgere. Le dimensioni medie della cellula vanno dai 20-30 micrometri [µm] (10^-6 m). Le cellule uovo e gli spermatozoi, invece, hanno dimensioni rispettivamente pari a 150 µm e 4-5 µm.

Tessuti

È l’insieme di cellule simili che svolgono funzioni comuni. Il corpo umano ha 4 tessuti fondamentali:

• Epiteliale: riveste la superficie interna ed esterna. Non hanno matrice.
• Connettivo: sostiene il corpo e ne tiene unite le parti (es. tendini). Trasporta sostanze (es. sangue).
• Muscolare: muove il corpo e le pareti degli organi.
• Nervoso: permette la comunicazione tra parti del corpo.

Tessuto epiteliale

Funzioni:

• Di rivestimento della superficie esterna e delle cavità interne del corpo.
• Permette gli scambi metabolici tra organismo ed ambiente.
• Sensoriali: ricezione di stimoli mediante recettori.
• Protezione dei tessuti sottostanti.

Classificazione: Il tessuto epiteliale comprende gli epiteli di rivestimento e gli epiteli ghiandolari.

Epiteli di rivestimento

Rivestono superfici interne ed esterne, separano due ambienti. Un epitelio di rivestimento è uno strato di cellule che ricopre una superficie esposta o tappezza una cavità o un condotto.

Le caratteristiche principali degli epiteli sono le seguenti:

• Cellularità: Cellule strettamente adese tra loro, scarso o assente spazio intercellulare.
• Ancoraggio: La superficie basale è ancorata ad una lamina basale.
• Rigenerazione: Continua divisione delle cellule staminali (o germinative).
• Polarità: Distribuzione non uniforme di organuli tra la superficie apicale e basale. La superficie apicale esposta presenta microvilli o ciglia. I microvilli, in particolare, svolgono un ruolo fondamentale nelle funzioni di assorbimento e secrezione.
• Avascolarità: Gli epiteli non contengono vasi sanguigni.
• Organizzazione in strati.

Gli epiteli, inoltre, svolgono diverse funzioni essenziali:

• Forniscono protezione fisica.
• Regolano la permeabilità.
• Forniscono la sensibilità: molti epiteli sono innervati da nervi sensitivi.
• Producono secreti specializzati.

Sono a loro volta classificati in base al numero di strati cellulari (semplice o composto) e in base alla forma delle cellule (pavimentosi, cubici, cilindrici).

Epitelio semplice

Un solo strato di cellule poggia sulla lamina basale. Sono abbastanza sottili e, di conseguenza, relativamente fragili. Questi epiteli sono tipici delle regioni in cui avvengono secrezione, assorbimento o filtrazione.

Epitelio composto

Diversi strati sopra la lamina basale. Sono abbastanza spessi e svolgono funzione di rivestimento della cute o della superficie interna della bocca.

Combinando tra loro le due modalità di stratificazione e le tre possibili forme cellulari, si ottengono i principali tipi epiteliali del corpo umano:

• Epiteli pavimentosi: Le cellule sono sottili, piatte ed irregolari. L’epitelio pavimentoso semplice è il più delicato del corpo umano e si trova solo in regioni protette dove avviene l’assorbimento. A seconda di dove si trovino, hanno nomi speciali:
  • Mesotelio: Riveste le cavità ventrali del corpo.
  • Endotelio: Riveste internamente il cuore e i vasi sanguigni.
• Epiteli cubici semplici: Svolge funzioni di assorbimento e secrezione. Composti: piuttosto rari. Si trovano nelle ghiandole sudoripare e mammarie e svolgono funzioni protettive.
• Epiteli cilindrici: Semplici svolgono funzioni di assorbimento e secrezione. Composti: piuttosto rari. Svolgono funzioni protettive.

Epiteli ghiandolari

Derivano dagli epiteli di rivestimento. Le ghiandole sono suddivise nel seguente modo:

• In base al numero delle cellule: unicellulari e pluricellulari.
• In base alla posizione: ghiandole intramurali ed extramurali.
• In base alla forma degli adenomeri: tubulari (struttura a tubo), acinose o alveolari (formano una tasca chiusa), tubulo-acinose o tubulo-alveolari.
• In base alla modalità di secrezione:
  • Merocrine: Le cellule liberano solo il secreto.
  • Apocrine: Una parte della membrana cellulare si separa dalla cellula insieme al secreto.
  • Olocrine: Tutta la cellula si separa durante la secrezione.

Le ghiandole sono suddivise in due categorie:

• Ghiandole endocrine: Non è presente un dotto escretore, ma c’è una grossa quantità di vasi sanguigni all’interno dei quali viene riversato il materiale.
• Ghiandole esocrine: Presentano un dotto escretore, riversano il loro secreto sulla superficie esterna del corpo (es. ghiandole sudoripare), oppure in cavità comunicanti con l’esterno del corpo (es. pancreas esocrino e fegato).

Le ghiandole esocrine sono classificate in base alla natura del loro secreto:

• Ghiandole sierose: Producono una secrezione acquosa.
• Ghiandole mucose: Secernono glicoproteine dette mucine.
• Ghiandole esocrine miste.

Tessuto connettivo

A differenza dei tessuti epiteliali, i tessuti connettivi presentano cellule molto più rade, abbondante matrice e vasi sanguigni. Il tessuto connettivo è costituito da cellule specializzate di varia natura a seconda del ruolo che devono svolgere e da una matrice extracellulare, costituita da sostanza fondamentale amorfa e da una componente fibrosa, suddivisa in:

• Fibre collagene: Lunghe, lineari e prive di diramazioni. Sono le più comuni e resistenti del tessuto connettivo propriamente detto. I tendini e i legamenti sono costituiti da fibre collagene.
• Fibre reticolari: Più sottili delle fibre collagene. Sono resistenti, ma flessibili.
• Fibre elastiche: Contengono la proteina elastina e sono estremamente elastiche.

Le prime due sono costituite dalla stessa proteina (tropocollagene), ma presentano diversa struttura. A seconda della presenza maggiore di sostanza fondamentale o di componente fibrosa, il tessuto connettivo presenta strutture e funzioni differenti.

I tessuti connettivi “connettono” in due termini differenti; esiste una connessione meccanica, che permette la connessione vera e propria, e una connessione funzionale, che permette il trasporto della sostanza.

Funzioni del tessuto connettivo

• Congiungono i tessuti tra di loro.
• Congiungono i muscoli alle ossa (tendini).
• Congiungono le ossa tra di loro (legamenti).
• Formano un’impalcatura di sostegno per il corpo.
• Proteggono gli organi.
• Trasportano sostanze (sangue).

Classificazione del tessuto connettivo

Tessuto connettivo propriamente detto: Questo tessuto contiene due tipi di cellule: le cellule fisse (contribuiscono alla riparazione e alla riserva energetica) e le cellule migranti (contribuiscono alla difesa e alla riparazione).

• Alla prima categoria appartengono i fibroblasti (sono le cellule più abbondanti e sono responsabili della produzione e del mantenimento di tutte le fibre del tessuto connettivo), i fibrociti (sono le seconde più abbondanti e sono solo responsabili del mantenimento delle fibre connettivali), i macrofagi fissi (non sono numerose, ma svolgono un ruolo importante nell’innesco della risposta immunitaria) e le cellule adipose (contengono riserve lipidiche).
• Alla seconda categoria, invece, appartengono i macrofagi liberi (sono cellule fagocitiche che rinforzano la difesa innescata dai macrofagi fissi) e i linfociti (svolgono un ruolo importante nella difesa e nella riparazione di un tessuto).

La matrice è costituita da sostanza fondamentale (acqua, elettroliti, glicoproteine e proteoglicani) e da una componente fibrosa. Il tessuto connettivo fibroso lasso, al contrario di quello denso, presenta tanta sostanza fondamentale e poca componente fibrosa. È suddiviso in:

• Fibroso denso: È robusto e presenta notevole resistenza alle sollecitazioni meccaniche. È diviso in regolare e irregolare. Il primo presenta fibre strettamente impacchettate e forma tendini (congiungono i muscoli alle ossa), legamenti (congiungono due ossa, un osso e una cartilagine o due cartilagini), aponeurosi (sono lamine simili a tendini ampi e appiattiti; possono intervenire nell’unione di un muscolo superficiale e un’altra struttura) e fasce. Il secondo presenta fibre intrecciate tra loro e costituisce derma, un rivestimento intorno alla cartilagine (pericondrio) e all’osso (periostio), capsula che avvolge gli organi interni come fegato, reni e milza.
• Fibroso lasso: È permeabile, facilita gli scambi metabolici ed è sede dei meccanismi di difesa. Costituisce la membrana basale su cui poggia il tessuto epiteliale.
• Adiposo: Protegge dagli urti, funge da isolante termico e riserva energetica. Esistono due tipi di tessuto adiposo, noti come grasso bianco (è più comune negli adulti ed è più abbondante sui fianchi, sulle natiche e nelle mammelle) e grasso bruno (è più abbondante nei neonati, svolge una funzione di innalzamento della temperatura e si trova soprattutto tra le scapole, intorno al collo e lungo il tronco del neonato).

Tessuto cartilagineo

Le cellule che costituiscono il tessuto cartilagineo sono i condrociti (queste cellule si trovano in piccoli "nascondigli", detti lacune) e i condroblasti. Non presenta vasi sanguigni e presenta un rivestimento esterno, detto pericondrio (suddiviso in uno strato più esterno fibroso e uno strato più interno cellulare).

È un tessuto connettivo solido, più flessibile ma meno resistente dell’osso, svolge la funzione di sostegno, riduce gli attriti a livello articolare, mantiene la pervietà delle vie aeree e guida lo sviluppo dello scheletro osseo. La cartilagine si accresce mediante una crescita per apposizione (le cellule staminali interne del pericondrio vanno incontro a una serie di divisioni cellulari) e crescita interstiziale (la cartilagine si accresce dall’interno). Si trova nelle superfici articolari, nella laringe, nella trachea, nei bronchi, nell’orecchio e nel naso.

In base alla quantità e al tipo di fibre, è suddiviso in:

• Cartilagine ialina: È la più diffusa. Presenta tanta matrice ed ha un colore bluastro.
• Cartilagine fibrosa: Presenta grossi fasci fibrosi in poca matrice. Es. menischi.
• Cartilagine elastica: Presenta molte fibre elastiche in poca matrice. Ha un colore giallastro. Es. epiglottide, padiglione auricolare.

Tessuto osseo

Le cellule che costituiscono il tessuto osseo sono gli osteociti (si trovano in piccoli "nascondigli", detti lacune), gli osteoblasti e gli osteoclasti. La matrice ossea è costituita da una componente organica (sostanza fondamentale + fibre collagene) e da una componente inorganica (65 %, sali di calcio in forma di idrossiapatite).

È caratterizzato dalla vascolarizzazione, dalla mineralizzazione della matrice che conferisce durezza e resistenza al tessuto e presenta un rivestimento esterno, detto periostio (suddiviso in uno strato più esterno fibroso e uno strato più interno cellulare). Non è un tessuto statico, ma è soggetto a rimodellamento e rinnovamento costante. Per quanto riguarda le funzioni, costituisce l’impalcatura interna del corpo, protegge i visceri, è un punto di inserzione per muscoli e tendini ed è la principale sede di deposito del calcio.

Si suddivide in:

• Tessuto osseo compatto: Si trova nella diafisi. È costituito dagli osteoni. Essi sono un sistema di lamelle che si organizzano in strati concentrici intorno ad un canale centrale contenente vasi e nervi (canale di Havers). Nelle lamelle sono presenti fibre collagene orientate in modo ordinato nella stessa direzione.
• Tessuto osseo spugnoso: Si trova nelle epifisi. È costituito da sottili trabecole, che delimitano le cavità intercomunicanti. Queste cavità sono riempite dal midollo emopoietico.

Il tessuto cartilagineo e il tessuto osseo appartengono ai tessuti connettivi di sostegno.

Tessuti connettivi liquidi

Sangue e linfa sono tessuti connettivi liquidi.

Tessuto muscolare

È un tessuto peculiare, presenta cellule allungate, capaci di accorciarsi grazie alla presenza di proteine contrattili che scorrendo le une sulle altre permettono al muscolo di accorciarsi. Essendo diverse dalle cellule “tipiche”, il citoplasma di una cellula è chiamato sarcoplasma e la membrana cellulare è detta sarcolemma.

È presente un involucro di tessuto connettivo che nutre il muscolo e lo ancora al sistema scheletrico. Esistono tre tipi di involucri connettivali:

• Epimisio: Avvolge l’intero muscolo.
• Perimisio: Avvolge un fascio di fibre all’interno del muscolo.
• Endomisio: Avvolge una singola fibra muscolare.

Il tessuto muscolare presenta una ricca vascolarizzazione e innervazione e può essere suddiviso in tre tipi:

Tessuto muscolare striato scheletrico

Permette principalmente il movimento volontario delle diverse parti del corpo, ma va a costituire anche la faringe e la laringe. Contribuisce al mantenimento della postura e protegge gli organi interni. Questo tessuto contiene fibre muscolari con caratteristiche peculiari; può essere lunga fino a 30 cm, è multinucleata e i nuclei si trovano sotto la superficie del sarcolemma. Le fibre muscolari non possono dividersi, ma nuove fibre muscolari possono generarsi dalla divisione delle cellule miosatelliti. Per questa ragione, il tessuto muscolare può, almeno parzialmente, ripararsi in seguito ad annegamento.

Le fibre muscolari sono organizzate in strutture sovracellulari, dette sincizi. Un sincizio è una massa citoplasmatica con numerosi nuclei che deriva dalla fusione di cellule progenitrici mononucleate. Il termine “striato” deriva da una striatura trasversale, dovuta alla disposizione delle miofibrille. Le miofibrille sono le unità costitutive della fibra muscolare e sono suddivise in diversi sarcomeri. Il sarcomero è costituito da un filamento sottile (actina) e da un filamento più spesso (miosina) ed è la porzione di miofibrilla compresa tra due linee, dette linee Z. Esso è suddiviso in bande; le bande I, lateralmente, sono costituite da actina, la banda A, centrale, è costituita da actina e miosina. Centralmente, oltre alla banda A, è presente una banda H, costituita da miosina.

Tessuto muscolare striato cardiaco (o miocardio)

Forma la parete del cuore, non è costituito da sincizi, bensì da cellule mononucleate unite da giunzioni definite dischi intercalari che consentono di diffondere rapidamente gli impulsi per la contrazione. Nel cuore sono presenti cellule muscolari altamente specializzate, dette cellule pacemaker che stabiliscono un ritmo regolare di contrazione. Sebbene il sistema nervoso possa influenzare l’attività del pacemaker, non controlla in maniera volontaria le singole cellule. Per questa ragione, il muscolo cardiaco è anche definito muscolo striato involontario.

Così come le fibre muscolari scheletriche, le cellule muscolari cardiache sono incapaci di dividersi e, mancando di cellule miosatelliti, se danneggiate non possono rigenerare. Questo tessuto è suddiviso in:

• Miocardio comune: È il miocardio vero e proprio.
• Miocardio specifico: Le cellule che lo costituiscono hanno perso la capacità di contrarsi, specializzandosi nella distribuzione degli impulsi. Tali cellule si raggruppano a formare fasci e nodi che costituiscono il sistema di conduzione del cuore.

Tessuto muscolare liscio

Si trova nella parete dei vasi sanguigni e degli organi cavi, come la vescica, e nella tonaca muscolare dei tratti respiratorio, circolatorio, digerente e genitale. Una cellula muscolare liscia è una piccola mononucleata che, a differenza delle cellule del tessuto muscolare striato, può dividersi e rigenerare il muscolo dopo un danno.