Appunti di istologia

Istologia

L'istologia studia i tessuti (insieme di cellule) che si uniscono per formare organi. Un insieme di organi forma un apparato e un insieme di apparati crea l'organismo. I tessuti sono di quattro tipi:

• Tessuto epiteliale, che riveste la superficie e le cavità corporee e svolge funzioni anche di secrezione.
• Tessuto connettivo, matrice che connette gli altri tessuti tra di loro e svolge funzioni di sostegno e difesa immunitaria.
• Tessuto muscolare, con funzione di contrazione e movimento.
• Tessuto nervoso, con funzioni recettive di elaborazione delle informazioni provenienti dall’ambiente esterno e dall’organismo.

Lo studio dei tessuti è effettuato mediante osservazione di campioni in sezione.

Tessuto epiteliale

È costituito da cellule di forma regolare e quasi geometrica che aderiscono le une alle altre. Le cellule che costituiscono il tessuto epiteliale svolgono funzioni di rivestimento, secrezione, trasporto e assorbimento. In qualunque posizione si trovino, i tessuti epiteliali sono separati dai sottostanti (tessuti connettivi) tramite una membrana basale (formata da lamina lucida, densa e reticolare) non cellulare, di natura fibrosa. L'epitelio, a differenza del connettivo sottostante, non è vascolarizzato. Negli epiteli, le cellule presentano una forma geometrica ben definita e sono a stretto contatto fra loro, separate da spazi intercellulari di 10-30 nm, risultando scarsa o assente la sostanza intercellulare. Le cellule sono strettamente legate le une alle altre per mezzo di numerose giunzioni cellulari che rendono il tessuto compatto e resistente a strappi e traumi. Un altro aspetto caratteristico delle cellule epiteliali è quello di essere polarizzate, cioè sono provviste di due superfici distinte, una rivolta verso la membrana basale sottostante (detta superficie basale) e una rivolta verso il lato superiore dell'epitelio (detta superficie apico-laterale) che presenta spesso microvilli o ciglia.

I tessuti epiteliali possono essere classificati in base al ruolo che svolgono in:

• Epitelio di rivestimento (costituito da lamine di cellule che ricoprono le superfici esterne ed interne del corpo e le superfici interne dei vasi sanguigni e linfatici. In alcune sedi comprende l'epitelio sensoriale, noto come neuroepitelio).
• Epitelio ghiandolare (funzione secreteria, costituito da tubuli o cordoni).
• Epitelio trasformato (svolge funzioni altamente specializzate, come lo smalto, il cristallino e le unghie).

Nel tessuto epiteliale esistono diverse specializzazioni. Nella superficie apicale troviamo microvilli, ciglia vibratili, stereociglia e crosta. I microvilli sono estroflessioni del citoplasma rivestite da membrana plasmatica; sulla loro superficie è evidente il glicocalice, hanno un diametro di 50-100 nm e una lunghezza di 1-2 µm. Al suo interno troviamo 30-40 filamenti di actina tra cui alcuni raggiungono anche i 30 µm. Le stereociglia invece sono microvilli regolari e rigidi sulla superficie libera di alcune cellule. Le ciglia vibratili, con un diametro di 0,2 µm e lunghezza di 5-10 µm, hanno un movimento a frusta dovuto alla curvatura dell’assonema. Infine, la crosta è la superficie apicale libera di alcune cellule, presenta numerose pieghe della membrana plasmatica e vescicole lenticolari. Il sistema di giunzioni organizzate nella porzione apicale delle cellule epiteliali è noto come Terminal Bar.

Nella superficie basale invece troviamo membrana basale, labirinto basale ed emidesmosomi. Nella superficie laterale troviamo numerosi apparati di giunzione cellulare tra cui: desmosomi, giunzioni tight, giunzioni ancoranti, a fascia, giunzioni GAP o comunicanti. Esse controllano il passaggio di leucociti e soluti lungo la via paracellulare, controllano inibizione da contatto. Le giunzioni tight o strette si trovano nei tessuti epiteliali ed endoteliali e regolano il passaggio di soluti attraverso lo spazio extracellulare. Appaiono come una serie di occhielli tra due cellule adiacenti; la claudina e l’occludina sono le più note proteine coinvolte nell’architettura di queste giunzioni, ma troviamo anche le JAM, glicoproteine formate da una corta coda citoplasmatica, un dominio trans membrana e una vasta porzione extracellulare. Le giunzioni ancoranti a fascia sono responsabili sia dell’adesione cellula-cellula sia del mantenimento della polarità cellulare; le principali proteine sono la calderina-desmogleina e la desmocolina. Sono presenti inoltre glicoproteine come la pectina e la PECAM. I desmosomi sono giunzioni ancoranti altamente specializzate, la cui struttura è localizzata a macchia di leopardo sulla membrana cellulare; la placca intracellulare è costituita da desmoplachina, placoglobina e placofilina. Le proteine trans membrana più comuni sono la desmocolina (DSC) e la desmoglina (DSG). Gli emidesmosomi sono giunzioni che si instaurano tra membrana basale di una cellula e la matrice extracellulare; la plectina e la proteina BP230 sono le principali molecole costituenti la placca intracellulare. Le glicoproteine presenti sono l’integrina a6b4 (alfa 6 beta 4) e l’integrina bp180: a6b4. Le giunzioni comunicanti GAP contengono canali specializzati per il passaggio diretto da cellula a cellula di ioni e piccole molecole. Si trovano in epiteli, tessuto nervoso, muscolare liscio, tessuto osseo e muscolare cardiaco.

Epitelio di rivestimento

Ha la funzione di rivestire la superficie esterna e le cavità interne in particolare:

• Nella cute (o pelle) formando una barriera che ha lo scopo di proteggere l’organismo da traumi fisici. L’epidermide ricopre le superfici esterne del corpo, il tessuto connettivo sottostante è il derma.
• L’epitelio delle mucose che ricopre le cavità interne comunicanti con l’esterno come l’apparato digerente, respiratorio, urinario e genitale. Il tessuto connettivo sottostante è la tonaca o lamina propria.
• La tonaca (o membrana) sierosa che riveste le cavità interne del corpo non comunicanti con l’esterno quali il pericardio, la pleura e il peritoneo. Il tessuto connettivo sottostante è la tonaca o lamina sierosa.

L’epitelio di rivestimento si classifica anche in base alla forma delle cellule in forma cubica, pavimentosa o cilindrica mentre la stratificazione può essere semplice, stratificato o pseudostratificato.

Epitelio pavimentoso semplice

È costituito da un unico strato di cellule appiattite di forma irregolare, dato l’esiguo spessore, permette una notevole permeabilità ed infatti riveste superfici deputate al trasporto passivo di gas o fluidi: lo si trova negli alveoli polmonari, in reni, in particolare nella capsula di Bowman. Costituisce infine le pareti dei vasi sanguigni fungendo anche da regolatore della permeabilità vascolare. In sintesi riveste capillari sinusoidi (fegato, milza, midollo osseo, organi linfoidi, alcune ghiandole endocrine) e capillari fenestrati (reni, intestino tenue, pancreas e alcuni organi endocrini). I capillari sinusoidi presentano parete endoteliale con fenestrature, poche giunzioni e grandi spazi intercellulari; l’endotelio e la membrana basale sono discontinui, facilitando gli scambi tra sangue e tessuto. I capillari fenestrati invece presentano pori di 30-100 nm con diaframma proteico e consentono maggiore permeabilità rispetto ai capillari continui; la membrana basale è continua.

Per quanto riguarda l’epitelio pavimentoso semplice dei vasi, le cellule endoteliali sono piatte, allungate secondo la direzione del flusso. La faccia apicale è orientata verso il lume dei vasi e il nucleo sporge verso di esso. Nei capillari una sola cellula endoteliale può trascrivere l’intero lume, nei vasi di calibro maggiore si possono unire due o più cellule. Le cellule endoteliali contengono numerose vescicole pinocitotiche, per il trasporto di sostanza attraverso l’endotelio. Contengono anche granuli secretori con il fattore di Von Willebrand (fattore VIII di coagulazione). L’endotelio dei capillari del SNC è caratterizzato da elevata quantità di giunzioni occludenti e impermeabili che vanno a formare la barriera emato-encefalica.

Per quanto riguarda l’epitelio pavimentoso semplice degli alveoli polmonari è formato principalmente da cinque strati: lume del capillare, endotelio, lamina basale, epitelio pavimentoso dell’alveolo o polmonare, lume dell’alveolo.

Epitelio cubico semplice

Detto anche isoprismatico o isodiametrico, è formato da un singolo strato di cellule cuboidali, quadrate in sezione perpendicolare all’epitelio, poligonali alla superficie, che hanno nucleo rotondo posizionato al centro. Si trova nella parete dell’ovaio, nei dotti escretori di molte ghiandole tra cui quelle salivari e il pancreas. Nell’epitelio cubico dell’ovaio troviamo lo strato più esterno di cellule che prende il nome di epitelio germinale, e al suo interno presenta i follicoli primari.

Epitelio cilindrico semplice

È costituito da un unico strato di cellule cilindriche la cui altezza può variare a seconda dello stato funzionale e della localizzazione e i cui nuclei sono localizzati nella posizione medio basale (raramente all’apice). A seconda della presenza o no di ciglia può essere diviso in epitelio cilindrico ciliato e non ciliato; quello non ciliato si trova principalmente nell’intestino e nello stomaco e le sue cellule prendono il nome di enterociti; quello ciliato invece è presente nella mucosa dell’ovidotto e quindi nelle tube uterine.

Epitelio pseudostratificato

È una variante dell’epitelio cilindrico semplice, in cui i nuclei cellulari si trovano ad altezze diverse, dando così l’impressione di essere disposti su più strati, ogni cellula invece poggia sulla membrana basale e nell’insieme formano un singolo strato. Anche questo tipo di epitelio si divide in ciliato che si osserva principalmente nella mucosa nasale, nella laringe (escluse corde vocali), trachea e nei bronchi (contiene anche cellule calciformi) e in epitelio pseudostratificato non ciliato che si trova principalmente nell’epididimo.

Epitelio di transizione

O urotelio è una tipologia particolare avente caratteristiche intermedie tra un epitelio pavimentoso pluristratificato e un epitelio cubico pluristratificato, è localizzato a rivestire l’uretere e la vescica urinaria nei mammiferi. Quando l’epitelio è contratto sembra presentare 4 o 5 strati, quando invece è disteso 2 o 3, questo perché le cellule hanno forme caratteristiche; sopra a tutte abbiamo le cellule a cupola (a volte binucleate e grandi), sotto le cellule piriformi (clavate) e sotto ancora le cellule basali (con aspetto isoprasmatico). È caratteristica della prostata.

Epitelio cubico stratificato

Si osserva sui dotti escretori delle ghiandole sudoripare secernenti e nel follicolo terziario (di Graaf), è formato da due o più strati di cellule, solo quelle in superficie sono cubiche le altre invece sono poliedriche.

Epitelio cilindrico stratificato

Si trova nell’uretra e anche qui solo le cellule in superficie sono cilindriche.

Epitelio pavimentoso stratificato non cheratinizzato

Riscontrabile in esofago, cornea e vagina, è formato da 5-10 ordini di cellule in tre strati: basale, spinoso e superficiale.

Epitelio pavimentoso stratificato cheratinizzato

Si trova nell’epidermide che svolge l’azione di protezione (chimica, fisica e biologica), di termoregolazione, equilibrio idrico, di percezione sensoriale e escrezione. L’epidermide è formata da:

• Strato basale
• Strato spinoso
• Strato granuloso
• Strato lucido
• Strato corneo

Lo strato basale è dotato di cheratinociti staminali ed è cheratinizzato da un unico strato di cellule in proliferazione mitotica (strato germinativo). Le cellule dello strato basale sono caratterizzate da tono filamenti di cheratina (10 nm) che si ancorano fra loro mediante desmosomi e alla membrana basale tramite emidesmosomi. Lo strato spinoso si caratterizza per abbondanza di desmosomi e le cellule si caratterizzano per melanosomi, corpi lamellari (cheratinosomi), circondati da membrana. Inoltre, abbiamo una espressione di involucrina (negli strati più superficiali).

Le cellule dello strato granuloso sono caratterizzate da granuli basofili di cheratoialina non delimitati da membrana e contenenti filaggrina e loricrina. Le cellule presentano segni di apoptosi in corso. Lo strato lucido è presente solo nell’epidermide più spessa (palmo della mano e pianta del piede) ed è formato da pochi strati di cellule acidofile poco colorabili e ormai prive di nucleo. Abbiamo infine lo strato corneo, il quale è costituito da cellule terminalmente differenziate (corneociti) prive di nucleo e organuli e costituite in prevalenza da filamenti di cheratina. I corneociti sono saldamente uniti con le cellule dello stato granuloso e tra loro mediante desmosomi modificati (corneodesmosomi).

Interfaccia con l’ambiente esterno: protezione (fisica, chimica e biologica), termoregolazione, equilibrio idrico, percezione sensoriale, escrezione. Spessore 70-120 µm, fino a 0,8 mm (palmo della mano) e 1.4 mm (pianta del piede).

Nell’epidermide esistono cellule migranti tra cui melanociti, cellule di Langerhans e di Merkel. Si osservano infatti cellule pigmentate, chiamate melanociti, dotate di enzimi (tirosinasi) per la sintesi di melanina. La melanina può essere di due tipi, l’eumelanina (nera e marrone) e la feomelanina (rossa). Per quanto riguarda le cellule di Langerhans (che nell’epidermide si trovano distanziate perché non presentano una mutazione) sono cellule dendritiche immunocompetenti che si trovano negli strati sovra basali dell’epidermide, con corpo cellulare stellato con lunghi e sottili filopodi ramificati. Contengono granuli di Birbeck. Sono istiociti specializzati. Troviamo poi le cellule di Merkel che sono le più semplici cellule recettoriali, sono infatti recettori tattili proporzionali, innervate da terminazioni di neuroni sensitive che portano il segnale al sistema nervoso centrale. Le cellule di Merkel sono simili ai cheratinociti in quanto possiedono desmosomi.

Cheratinizzazione: è un processo che si completa in circa 30 giorni ed è caratterizzato da:

• Migrazione della cellula dalla base alla superficie
• Formazione di fasci di filamenti intermedi
• Formazione di corpi lamellari
• Apoptosi e formazione involucro ispessito

Epitelio sensoriale

È costituito da cellule disperse nell’epitelio di rivestimento che hanno la funzione di ricevere e trasmettere determinati stimoli esterni alle cellule del tessuto nervoso. L’epitelio sensoriale si divide in:

• Epitelio olfattivo dove ogni cellula porta 5-20 cilia e si rinnovano con un tempo di vita di 1-2 mesi. Le cellule olfattive sono di tre tipi: staminali basali, olfattive e di supporto cilindrico.
• Epitelio gustativo dove si distingue un calice gustativo con al suo interno le particelle gustative costituite da microvilli. Sono cellule allungate con porzione basale rigonfia per il nucleo, presenta peli gustativi.
• Epitelio uditivo con l’organo del Corti che è costituito da un epitelio sensoriale collegato alla coclea che ha la forma a chiocciola, il suono passa attraverso i canali della coclea e arriva al canale timpanico che fa vibrare il suono e ogni frequenza corrisponde ad una zona ben precisa della coclea. Le cellule acustiche sono dette anche capellute e si distinguono in esterne (cilindriche con rigonfiamento nucleare e con 50-100 stereociglia) e interne (cilindriche, senza rigonfiamento nucleare e sono circa 3500).
• Il vestibolo dove troviamo cellule delle macule e delle ampolle. Le macule sono di due tipi (di 1^° e di 2^° tipo), di primo tipo sono situate nella parte centrale delle macule, presentano porzione basale rigonfia e un centinaio di stereociglia; di secondo tipo hanno una forma cilindrica e giunzioni citoneurali e molte stereociglia immerse in una sostanza gelatinosa. Le macule si trovano nel sacculo e nell’utricolo e riguardano i movimenti della testa in su e in giù. Le cellule delle creste ampollari invece hanno stereociglia e chinociglio sviluppati e anche qui si dividono in 1^° e 2^° tipo. I peli sono immersi nella cupola ampollare che non presenta otoliti. Le cellule ampollari riguardano i movimenti della testa a destra e sinistra.

Epitelio trasformato

Lo smalto è uno di questi, ha un colore bianco-bluastro brillante formato dal 3% di acqua e sostanze organiche e costituiscono i prismi dello smalto cioè sottili bastoncini esagonali dello spessore di 35 nm e lunghi 80-100 nm. L’organo dello smalto ha forma a coppa con duplice parete che presentano adamantoblasti (che producono prima un materiale glicoproteico al cui interno precipitano cristalli di idrossiapatite e fluorcapatite) e omeloblasti. Lo smalto è il tessuto più duro e mineralizzato dell’organismo (al 97% formato da idrossipatite di calcio).

Un altro epitelio trasformato è il cristallino che non è trasparente ma presenta fibre del cristallino lunghe dai 7 ai 10 mm nell’uomo che hanno subito un parziale processo di apoptosi perdendo quasi tutti gli organuli e anche il nucleo nella parte centrale, sono a forma esagonale appiattita separate da spazi ridotti di 15 nm. Il cristallino ha una forma a lente biconvessa con la funzione di mettere a fuoco le immagini formato da epitelio cubico semplice, fibre del cristallino e dalla capsula o cristalloide. Il citoplasma è trasparente ed è occupato da proteine, dette cristalline (alfa, beta o gamma).

Un altro epitelio trasformato è il pelo che è un’estroflessione di strato verso l’esterno dell’epidermide e si distingue una porzione libera detta fusto e una infissa nella cute detta radice, la parte più profonda di questa si dilata nel bulbo pilifero alla cui estremità si trova la papilla del pelo. Il fusto del pelo è formato da cellule più o meno cornificate, la midollare è costituita da cellule poliedriche.