Basi di morfologia umana - Appunti

Istologia

Concetto di tessuto

Tessuto - aggregato di cellule con medesima funzione e struttura. Attenzione: un tessuto è composto da cellule + matrice extracellulare.

Tipi di tessuti

• Epitheliale
• Nervoso
• Muscolare
• Connettivo
  • Propriamente detto
  • Osso
  • Cartilagine
  • Sangue
  • Adiposo

Rinnovamento dei tessuti

I tessuti presentano il fenomeno del rinnovamento e sono divisi in:

• Tessuti labili - continuo rinnovamento, esempio: epidermide, sangue
• Tessuti stabili - possono rinnovarsi ma solo in casi di necessità, esempio: tessuto epatico
• Tessuti perenni - non si rinnovano, esempio: tessuto nervoso

Cellule staminali

Hanno due caratteristiche principali:

• Capacità di automantenersi
• Possibilità di differenziarsi

Una cellula staminale si divide dando origine a:

• Una cellula staminale identica
• Una cellula che dà origine a segmento di amplificazione - una linea cellulare che si differenzia e, quando giunge al termine, si estingue.

Attenzione: il concetto di indifferenziato è relativo. Abbiamo molte cellule indifferenziate, ma ciò non significa che possano dare origine a tutte le linee cellulari. La cellula più indifferenziata è lo zigote.

Meccanismi delle cellule staminali

• Asimmetria data dall'ambiente: una cellula staminale si divide dando origine a due cellule figlie. Una resta nella nicchia ed è quella che rimane cellula staminale. L'altra, in condizioni ambientali diverse, dà origine a un segmento di amplificazione, ovvero una linea differenziata.
• Asimmetria cellulare: una cellula staminale si divide e una cellula figlia riceve una certa dose di molecole intercellulari e resta staminale. L'altra ne riceve meno o non ne riceve, diventando una cellula che dà origine a un segmento di amplificazione e si differenzia. Attenzione: i due sistemi convivono.

Ipotesi del filamento immortale

La cellula che resta staminale tende a mantenere il DNA parentale mentre i filamenti neoformati non la interessano e finiscono nell'altra cellula. Questo per prevenire il rischio di mutazioni: il patrimonio deve mantenersi inalterato.

Tessuto epiteliale

Categorie

• Di rivestimento: sono eterogenei e cambiano forma in base all'ambiente e alla funzione.
• Ghiandolari
  • Endocrini
  • Esocrini - hanno funzione secretiva
  Attenzione: l'epitelio ghiandolare è un tessuto mentre la ghiandola è un vero e proprio organo che racchiude tessuti diversi e vasi.
• Sensoriiali: hanno in comune origine embrionale con tessuto nervoso e sono cellule a metà tra cellule nervose e epiteliali, trasmettono stimoli.

Identificazione al microscopio

Epitelio - cellule fittamente accostate con poco o nulla sostanza intercellulare. Se di rivestimento avrà una superficie libera. Non è vascolarizzato. Ha una membrana basale che lo separa dal connettivo sottostante, da cui riceve il nutrimento.

Categorie di epitelio di rivestimento

• Secondo strati
  • Semplice o monostratificato
  • Pluristratificato (solo pavimentosi)
  • Pseudostratificato (solo cilindrico, solo doppio strato apparente)
  • Di transizione: (solo a livello di vescica e vie urinarie, più strati che scorrono tra loro e diventano meno quando la vescica è tesa)
• Secondo forma
  • Pavimentoso (prevale dimensione parallela a membrana basale)
  • Cubico (le due dimensioni si equivalgono)
  • Cilindrico (prevale dimensione verticale) - è importante osservare i nuclei per capirlo
• Secondo elementi di superficie
  • Ciliato: se presenta cilia o stereocilia
  • Orlato: se presenta microvilli
  • Cheratinizzato: se ha strato superficiale con cellule che hanno perso nucleo (solo pavimentosi stratificati)

Caratteristiche

• Cilia - sono mobili e servono a muovere un flusso. Si trovano in epitelio respiratorio e tuba ovarica. Hanno scheletro di microtubuli.
• Stereocilia - simili ma non mobili.
• Microvilli - non sono mobili, hanno funzione di assorbimento grazie al fatto che aumentano la superficie disponibile a contatto col lume. Hanno scheletro di actina.

Funzione pratica

• Tutti i semplici
• Pseudostratificato - solo il cilindrico solo nelle vie respiratorie
• Pluristratificati - solo il pavimentoso

Per classificare la natura di un epitelio si fa riferimento all'ultimo strato verso il lume.

Esempi di epitelio

• Pavimentoso semplice - favorisce gli scambi tra i tessuti, si trova ovunque serva uno scambio, non ha funzione protettiva; esempio: epitelio dei vasi (endotelio), epitelio delle sierose (mesotelio). Si trova anche a livello degli alveoli polmonari perché favorisce gli scambi.
• Cubico semplice - si trova a livello di tubuli o dotti per far passare del liquido. Funzioni:
  • Semplice passaggio
  • Assorbimento - in questo caso è orlato (microvilli actina non mobili)
• Cilindrico semplice - spesso sono orlati, a volte ciliati (tube uterine). Le cellule possono essere polarizzate, ovvero avere il nucleo riverso in una parte specifica (verso basale), il che significa che tendenzialmente la cellula ha compartimenti con funzioni diverse che corrispondono a regioni diverse.
• Cilindrico pseudostratificato - attenzione! Presente solo a livello:
  • Respiratorio ciliato
  • Epididimo stereocilia
  Tutte le cellule poggiano in realtà sulla membrana basale per cui è semplicemente in apparenza stratificato. Si riconosce per esclusione: non può essere stratificato perché gli stratificati esistono solo come pavimentosi; se è a livello di respiratorio o epididimo è per forza pseudostratificato cilindrico ciliato.
• Di transizione - vie urinarie (vescica). Come lo individuo? Esclusione:
  • Non può essere pseudostratificato perché lo pseudostratificato ha solo due strati
  • Non può essere stratificato perché lo stratificato è solo pavimentoso e qui le cellule non sono pavimentose né cilindriche
  • È per forza di transizione - cambia numero di strati in base alla distensione della parete della vescica
• Pavimentoso pluristratificato non cheratinizzato - si guarda lo strato superficiale, ha nuclei appiattiti in senso orizzontale. Funzione: protezione.
• Pavimentoso pluristratificato cheratinizzato - le cellule dello strato superficiale hanno perso il nucleo, si guardano le cellule subito sotto che hanno nucleo in senso orizzontale schiacciato. La funzione è estrema protezione.

Giunzioni cellulari

Sono i contatti tra le cellule, esistono tre tipi di giunzioni:

• Occludenti
• Aderenti o meccaniche
• Comunicanti o gap junctions

Giunzioni occludenti

Connettono cellule adiacenti e si trovano in zona apicale della cellula.

Funzioni:

• Non fanno passare nulla tra le cellule (impermeabilizzante)
• Definiscono la polarità della cellula (polarizzazione)

Le proteine di membrana potrebbero vagare a caso lungo la membrana. Le giunzioni occludenti dividendo la porzione apicale da quella basolaterale impediscono che le proteine vaghino, funzione di polarizzazione della cellula. Attenzione: sono sempre in posizione apicale tranne in un caso: cellule del Sertoli a livello dei tubuli seminiferi: in questo caso si trovano in posizione basolaterale perché creano una barriera ematotesticolare.

Caratteristiche:

• Non hanno alcuna resistenza meccanica

Giunzioni aderenti o meccaniche

Si trovano a livello basolaterale unendo o cellula con cellula o cellula con matrice (membrana basale). Hanno funzione meccanica: uniscono due cellule attraverso i loro citoscheletri.

Giunzioni comunicanti

Si trovano a livello basale e servono a connettere funzionalmente i due citoplasmi per far passare materiale piccolo inferiore a 2000Kda.

Struttura delle giunzioni

Occludenti

Claudina e occludina riconoscono claudina e occludina di cellula adiacente (livello apicale) e vi si intrecciano determinando l'inizio di giunzione. Non bastano a dare resistenza meccanica. A livello intracellulare, claudina e occludina si legano a proteine Z.O. (zonula occludens) che servono per la regolazione della giunzione. Qualora ZO vengano fosforilate, cambiano conformazione (acquistano carica negativa) e claudine e occludine si slegano determinando fine della giunzione. Le giunzioni sono "percepite dalla cellula" perché coinvolgono il citoscheletro.

Giunzioni aderenti

Devono avere funzione meccanica e unire i due citoscheletri. Possono intervenire legandosi a parti diverse del citoscheletro:

Struttura fisica: in caso di contatti con actina (quindi contatti a cintura e contatti focali), le proteine esterne sono caderine dipendenti da calcio, che possiedono un contatto con altra caderina uguale, riconoscendosi esclusivamente con caderina di un'altra cellula che sia uguale (contatto omofilico). Questa è la prima forma di riconoscimento da parte delle cellule del proprio tessuto: epiteli diversi hanno caderine diverse e, messi in un terreno di coltura, continuano ad aggregarsi in modo separato (riconoscimento del tessuto). In particolare, della famiglia delle caderine, si trovano desmocollina e desmogleina.

Meccanismo: caderina riconosce altra caderina e inizia a assemblarsi il contatto (non ancora stabile). Dal versante intracellulare si legano catenine, che connettono il citoscheletro di actina a caderina.

Sequenza: Caderine (desmocollina e desmogleina) → Catenine → Actina citoscheletro.

Alterazioni genetiche di caderine causano enormi problemi patologici perché non vi è più interazione stabile e il tessuto può formare bolle o comunque perdere capacità strutturali, causando emorragie, soprattutto se alterazioni avvengono negli epiteli di rivestimento interni (esempio lume intestinale).

Per i desmosomi l'assemblaggio è lo stesso ma non interagiscono con actina, bensì con citocheratina (filamenti intermedi).

Funzione delle giunzioni

• Se vi è un contatto con altra cellula, significa che le cellule non devono proliferare.
• Se non vi è giunzione, catenine non sono legate a calderina e citoscheletro, e entrano nel nucleo agendo da fattori di trascrizione, promuovendo la proliferazione cellulare!
• Se ho giunzione, catenine sono legate e non libere, quindi non ho più stimolazione nucleare e la proliferazione si arresta. In realtà il meccanismo non è proprio così, poiché vi è un numero maggiore di catenine che resterebbero libere anche quando vi è giunzione.

Per questo esiste il complesso APC (adenomatopoliposi del colon) che lega le catenine in eccesso, le poliubiquitina, e le degrada nel proteasoma. L'ubiquitinizzazione causa un cambiamento conformazionale esattamente come la fosforillazione, ma attenzione: l'ubiquitinizzazione non è solo per degradazione, è un cambiamento conformazionale necessario anche per altre attività. Così facendo si evita la proliferazione incontrollata cellulare dovuta alla presenza di catenine vaganti nonostante vi sia giunzione. Se APC non funziona per mutazioni o altri fenomeni, abbiamo catenine vaganti anche in presenza di giunzioni, risultato: iperproliferazione e tumori per perdita di inibizione da contatto. Questo fenomeno si evidenzia specialmente in colon (epitelio), polipi del colon fin da giovane età! In seguito, si estende a altre strutture.

Desmosomi in altri tessuti

I desmosomi si trovano anche in altri tessuti con filamenti intermedi diversi.

• Epiteli: citocheratine
• Muscolo: desmina
• Connettivo: vimentina
• Cerebrale: neurofilamenti

Importante per riconoscere provenienza cellulare da un tessuto piuttosto che un altro.

Emidesmosomi

Se le cellule si ancorano non a altra cellula ma a matrice extracellulare (emidesmosomi), integrine al posto di caderina le legano alla matrice. Integrina ha catena A e B coinvolte nel riconoscimento del ligando. La fosforillazione di integrina causa il distacco della cellula da matrice (cambiamento conformazionale).

Giunzioni comunicanti

Propagazione dell'eccitazione, presenti nel SNC. Passaggio di piccole molecole tra cellule <2000 dalton.

Canali: composti da 2 emicanali (1 per cellula). Canale = connessone composto da 6 subunità di connexina; sono diverse in base al tessuto considerato e cambiano da regione a regione.

Regolazione:

• Calcio basso, pH alto - connessone aperto.
• Calcio alto, pH basso - connessone chiuso.

Membrana basale

È acellulare e solamente proteica, formata a rete. La proteina fondamentale è laminina, una proteina a croce che connette tutti gli elementi della lamina. Mediante integrine sono ancorate le cellule alla lamina, lega collagene IV della lamina (mantiene telopeptidi) e lega proteoglicani della lamina.

A che cosa serve?

Ha composizione diversa in ogni tessuto.

• Funzione: barriera selettiva - non consente alle cellule di passare sotto. Se si rompe, le cellule epiteliali possono migrare sotto e dal connettivo passare nei vasi.
• Esempio: un tumore viene definito a rischio metastasi se si nota che la membrana basale non è più integra.
• È la nicchia delle cellule epiteliali (acellulare). La produzione è affidata ad entrambi i tessuti che vi si affacciano.

Collagene: il collagene polimerizza a tripla elica soltanto in ambiente extracellulare. In caso di collagene IV della membrana basale, il collagene è particolare, mantiene telopeptidi che aveva in ambiente cellulare che impediscono la formazione della treccia. Risultato: rimane in forma reticolare e non forma fibra, garantendo enorme resistenza meccanica!

Strutture di superficie

• Microvilli: 1-10 micrometri spessore 0.5 micrometri, non lo distinguiamo al microscopio, vediamo solo l'andamento orlettoso; non si vedrà mai un microvillo singolo.
• Citoscheletro portante: actina, si ancora a filamenti intermedi intracellulari. Non mobile, funzione: aumenta superficie verso il lume disponibile.
• Stereociglia: citoscheletro portante actina. Più lunghe e ramificate dei microvilli. Si trovano in epididimo (epitelio cilindrico pseudostratificato stereociliato). Non mobile, funzione: accogliere spermatozoi in nicchiette nutritizie.
• Ciglia: citoscheletro microtubuli 9+2 ancorate a corpo basale 9*3. Uniche mobili. La base di ancoraggio è di fatto un centriolo.

Struttura:

• 2 proteine: dineina - ha attività ATPasica e si aggancia al microtubulo a fianco piegandolo verso una parte; attaccandosi e staccandosi tende a spostarlo in un unico senso.
• A questo punto subentra nexina, una proteina elastica agganciata a ogni microtubulo, quando il microtubulo viene spinto accumula tensione (si distende). Non appena dineina cessa ATPasica, nexina ritira il microtubulo in posizione sfruttando la tensione. Risultato: oscillazione in un unico verso (quello utile).

Problemi genetici possono causare immobilità delle ciglia: questo durante l'embriogenesi causa enormi problemi, come ad esempio la non migrazione degli organi dalla parte giusta, si osservano pazienti con il cuore a destra.

Epidermide

È un epitelio pluristratificato cheratinizzato pavimentoso.

Funzioni: protettiva, impermeabilizzazione.

Strati epitelio

• Basale - contiene cellule staminali per la rigenerazione dell'epidermide, a contatto con membrana basale che forma la nicchia di queste cellule.
• Spinoso - contiene cellule ancorate da numerosi desmosomi, funzione meccanica di resistenza.
• Corneo - cheratina, funzione impermeabilizzante, si perdono i contatti fra le cellule nella zona più superficiale, le cellule desquamano e si distaccano.