Citologia, istologia ed embriologia

Processo di secrezione dell'IgA

L'IgA viene internalizzata per endocitosi nella cellula epiteliale della mucosa e viaggia in una vescicola endocitotica fino all'aversante luminale della cellula. A questo punto, la vescicola si fonde con la membrana plasmatica e la porzione del recettore viene clivata e secreta nel lume assieme alla IgA, prendendo così il nome di "componente secretoria".

Le IgA secrete nel lume vanno a mischiarsi nel mucoprodotto dalle cellule epiteliali e costituiscono una prima barriera difensiva contro i microbi, ai quali si vanno a legare non appena entrano a contatto con la parete del lume digerente o respiratorio.

Nell'immagine a destra vediamo che l'IgA è un dimero e quindi viene secreta come tale nell'ambiente extracellulare, per poi legarsi ad uno speciale recettore presente sulla superficie esterna delle cellule epiteliali. In questa figura vediamo la secrezione per transcitosi: l'endocitosi [a destra] con un'immunoglobulina attaccata al recettore per essa.

Corpi multivescicolari

Un ultimo meccanismo di rilascio di particelle all'esterno dellacellula è quello che coinvolge i corpi multivescicolari (multivescicular bodies). Questi si originano dall'invaginazione (quindi la gemmazione), che può avvenire a livello degli endosomi precoci. Una volta che si formano negli endosomi precoci hanno questo aspetto: sono costituiti da tante vescicolette dentro una vescicola più grande [vedi immagine a destra].

I corpi vescicolari di solito si formano semplicemente per marcare ancora di più, ad esempio, dei recettori che devono essere mandati a degradazione nell'endosoma tardivo. Si è visto però che, in alcuni casi, possono essere utilizzati dai virus per la loro propagazione (i quali entrano nelle vescicolette dei corpi multivescicolari).

corpimultivescicolari); in altri casi, queste vescicolette possono essereesocitate e formari gli esosomi.

EsosomiGli esosomi possono rilasciare dei complessi proteici che possono allertare il sistemo immunitario e quindi amplificarela risposta immunitaria, che sarebbe più lenta senza di essi: è il caso dei linfociti T Helper. Questi linfociti possonoessere allertati da esosomi che si originano da cellule dendritiche, che solitamente dovrebbero attivarli, e che invecetramite gli esosomi possono amplificarne la funzione e il lavoro. In questo modo potranno allertare più linfociti T.

Gli esosomi possono anche rilasciare RNA messaggero che, venendo internalizzato da altre cellule in difficoltà, puòaiutarle ad esprimere delle particelle proteiche che le possano aiutare. [attualmente si sta ancora studiando lafunzione degli esosomi]

Gli esosomi possono trasportare, oltre cheparticelle retrovirali, anche prioni ed essereresponsabili della loro

Il citoscheletro svolge principalmente le seguenti funzioni:

• Struttura e supporto: determina e mantiene la forma della cellula di cui fa parte;
• Locomozione: grazie alla sua capacità di direzionarsi in particolari porzioni citoplasmatiche, esso può emettere dei prolungamenti momentanei che permetteranno alla cellula di muoversi;
• Trasporto intracellulare: il citoscheletro è indispensabile per il movimento di organelli e vescicole, in entrata e in uscita e nei fenomeni di endocitosi; i filamenti del citoscheletro fungono da binari per le vescicole e gli organuli.
• Compartimentalizzazione e organizzazione spaziale della cellula: contribuisce al corretto posizionamento degli organelli come mitocondri, RE e Golgi all'interno della cellula (il disfacimento del citoscheletro, dunque, potrebbe portare a una disgregazione degli organelli e quindi della cellula).

Il citoscheletro comprende una serie di strutture, differenziate in base allo spessore, di tre tipi:

• Microtubuli
(<25 nm)- Filamenti intermedi (10 nm circa)- Microfilamenti (5-7 nm circa) I microtubuli Normalmente il citoscheletro e i microtubuli sono rilevabili al microscopio ottico con l'utilizzo di anticorpi diretti contro le molecole che li compongono e questo consente di vedere come esse siano strutture ubiquitarie nella cellula, che si estendono dal nucleo alla periferia della cellula interfasica e viceversa, ma si trovano anche nelle cellule in divisione poiché costituiscono il fuso mitotico. (In figura: microtubuli evidenziati con anticorpi fluorescenti in verde, nucleo blu in posizione più o meno centrale.) I microtubuli sono lunghi cilindri cavi con un diametro superiore ai 25 nm. I microtubuli sono costituiti da 13 protofilamenti lineari che si assemblano parallelamente a formare una struttura tubulare cava. Ogni protofilamento è formato dalla polimerizzazione testa-coda di eterodimeri di tubulina α e tubulina β, proteine globulari. I protofilamenti sono

strutture polarizzate con due estremità distinte: un'estremità positiva (+), in corrispondenza della quale avviene la crescita del microtubulo, data dall'aggiunta di eterodimeri di α- e β-tubulina, e un'estremità negativa (-), in cui l'addizione è meno favorita e in cui avviene il distacco dei dimeri di tubulina e quindi l'accorciamento del microtubulo. Le α-tubuline sono esposte all'estremità "meno", mentre in corrispondenza dell'estremità "più" visono esposte le β-tubuline. La possibilità di formare queste strutture tubulari è data dalla presenza di legami chimici in posizione longitudinale o in posizione laterale. Normalmente in un protofilamento isolato tutti i legami hanno la stessa forza e la stessa possibilità di rompersi dando luogo a frammenti di protofilamenti. In un microtubulo invece le subunità poste alle estremità

Sono mantenute in posizione da un numero di legami minore rispetto al numero dei legami che si trovano in posizione centrale, quindi i legami in posizione centrale sono più forti e impediscono ai protofilamenti di disassemblarsi e staccarsi in quel punto. Mantengono così la struttura tubulare determinando l'aggiunta e la rimozione di subunità soltanto a livello delle estremità.

I microtubuli originano dal centro di organizzazione dei microtubuli (Microtubule Organizing Center, MTOC), ovvero il centrosoma, nel quale è ancorata l'estremità "meno".

Il centrosoma è localizzato vicino al nucleo, dunque si trova in posizione perinucleare, ed è costituito da una coppia di centrioli, orientati perpendicolarmente l'uno rispetto all'altro, circondati da una matrice proteica, da materiale denso pericentriolare. La matrice del centrosoma contiene centinaia di strutture ad anello composte da un altro tipo di tubulina, la tubulina γ.

Ciascuno di questi anelli di tubulina rappresenta un sito di nucleazione (punto di partenza) per la crescita di un microtubulo. I dimeri di tubulina αβ si associano all'anello di tubulina γ con un ben preciso orientamento, in modo che l'estremità meno del microtubulo sia incastonata nel centrosoma, per cui si accresce soltanto l'estremità più, rivolta verso il citoplasma. I microtubuli in crescita sono caratterizzati da instabilità dinamica, ovvero crescono o si accorciano improvvisamente mediante l'aggiunta o la rimozione di subunità αβ. I dimeri tubulinici hanno un'attività GTPasica. Se legate al GTP, le molecole di tubulina restano ben organizzate a formare il microtubulo e sono propense a polimerizzare, se legate al GDP cambiano conformazione e stabiliscono fra loro legami meno stabili, provocando una depolimerizzazione. Nell'ambito delle osservazioni morfologiche, il microscopio.

La fluorescenza mette in evidenza il corredo di microtubuli, mentre le caratteristiche dei centrosomi e dei centrioli possono essere osservate utilizzando il microscopio elettronico; in particolare, nell'immagine ricavata dall'osservazione in microscopia elettronica (in alto al centro e a destra), il centriolo viene messo in evidenza secondo la sua simmetria trasversale, e si può notare che esso sia costituito da 9 triplette di microtubuli. Ciascuna tripletta è costituita da 3 microtubuli, detti microtubulo A, microtubulo B e microtubulo C, i quali non sono tutti uguali: solo il microtubulo A è completo in quanto costituito da 13 protofilamenti, mentre i microtubuli B e C sono incompleti in quanto costituiti da 10/11 protofilamenti; inoltre il microtubulo B è "addossato" al microtubulo A, mentre il microtubulo C è addossato al microtubulo B. L'immagine ricavata dalla microscopia a fluorescenza (in alto a sinistra) mette in evidenza il

ella direzione dei microtubuli possono variare. Il centrosoma svolge un ruolo fondamentale nell'organizzazione dei microtubuli all'interno della cellula. In cellule non polarizzate come i fibroblasti, i microtubuli si estendono dal centro verso la periferia in modo caotico e non unidirezionale. Nelle cellule altamente polarizzate come i neuroni, i microtubuli si inseriscono negli assoni e nei dendriti. Questi microtubuli sono responsabili dello sviluppo degli assoni stessi, formando i coni di accrescimento, che sono le estremità più larghe dell'assone in fase di sviluppo. (Nella figura sottostante, i microtubuli sono mostrati in rosso e contribuiscono alla formazione dei coni di accrescimento.) La polarità e la direzione dei microtubuli possono variare a seconda del tipo di cellula. Il centrosoma svolge un ruolo chiave nell'organizzazione di questi microtubuli.