Citologia per vetrini

Citologia

La cellula è l’unità morfologica e fisiologica di tutti gli organismi viventi. Ogni cellula è in grado di svolgere tutte le funzioni che svolge l’intero organismo, come: nutrirsi, respirare, accrescersi, nascere, morire, riprodursi (per mitosi o meiosi), sintetizzare sostanze come ormoni, DNA, RNA, proteine, lipidi o zuccheri, reagire a stimoli provenienti dall’esterno o dall’interno e muoversi su un substrato o attraverso l’emissione di uno pseudopodio, modificazione della membrana cellulare per la fagocitosi.

La morfologia delle cellule dipende dalla loro funzione. Le dimensioni di una cellula sono 20-30 micron, ma con eccezioni date dalla cellula uovo, la più grande del nostro organismo e mononucleata, e lo spermatozoo, una delle cellule più piccole del nostro organismo. In particolare, la cellula uovo è così grossa perché accumula riserve per poter sopravvivere in caso avvenga la fecondazione, mentre lo spermatozoo è così piccolo per la velocità. Anche tra i neuroni vi sono forme e dimensioni diverse a seconda della sede.

Colorazione delle cellule

Quasi tutte le immagini vengono colorate con un mix di coloranti, grazie a cui si distinguono le parti delle cellule:

• Ematossilina: base che si lega e colora le componenti acide di blu (zone basofile). Si lega a DNA, RNA, nucleo, nucleolo, ribosomi, RER, sostanza fondamentale della cartilagine e mucina delle ghiandole esocrine.
• Eosina: acido che colora le componenti basiche della cellula di rosa (zone acidofile o eosinofile). Si lega al REL, ai mitocondri, all’apparato di Golgi, alle fibre collagene e alle proteine citosoliche.
• PAS (acido periodico di Schiff): si usa per colorare gli zuccheri di rosso, ad esempio il glicocalice.
• Hazan-Mallory: si usa per evidenziare le fibre collagene dei tessuti connettivi ed è una colorazione tricromica.
• Osmio o Sudan Black: si usa per colorare i lipidi, in particolare la guaina mielinica del tessuto nervoso, in nero.
• Argento e oro: colorano di marrone e nero soprattutto le fibre reticolari e i neuroni.
• Giemsa: colorazione utilizzata solo per il sangue, che permette la colorazione di tutte le cellule in uno striscio.

Membrana cellulare

La membrana cellulare delimita la cellula eucariotica, ne controlla l’integrità strutturale, ma non la isola perché nessuna cellula funziona indipendentemente dalle altre; media i rapporti cellula-cellula tramite le giunzioni; permette di decidere ciò che entra ed esce dalla cellula con permeabilità selettiva; permette il riconoscimento degli antigeni da parte di residui glucidici; trasduce dei segnali tramite recettori posti sulla membrana. Ha una struttura trilaminare, tra i 7 e i 10 nm, formata da: due linee elettron-dense scure e una regione chiara elettron-trasparente, in cui passano gli elettroni. Tra una cellula e l’altra c’è quasi sempre uno spazio di 20 nm. La membrana cellulare è rilevabile solo al TEM (microscopio elettronico a trasmissione).

La struttura è dovuta alla composizione chimica, fatta da un doppio strato fosfolipidico. I fosfolipidi sono molecole anfipatiche, composte da una testa di glicerolo, polare o idrofila, e due code di acidi grassi, idrofobiche, rivolte verso l’interno. Quando i fosfolipidi vengono immersi in un ambiente acquoso, si formano le micelle: le teste sono rivolte all’esterno, mentre le code sono rivolte le une contro le altre, andando a costituire la zona elettron-trasparente.

Oltre ai fosfolipidi, sulla membrana plasmatica vi sono i glicolipidi e il colesterolo, il quale modifica la fluidità della membrana a seconda della sua presenza. La fluidità è modificata anche dalla percentuale di acidi grassi a catena lunga o a catena corta e dalla presenza di legami saturi o insaturi. I lipidi possono muoversi con moto: laterale, rotazione su sé stessi, flip-flop tra due foglietti, flessione, vibrazione delle catene aciliche. La membrana cellulare presenta un modello a mosaico fluido, in cui sono anche proteine di membrana:

• Integrali: intrinseche, attraversano più volte la membrana e contraggono rapporti molto forti con i lipidi.
• Periferiche: estrinseche, sono meno frequenti e contraggono rapporti meno frequenti.

Queste proteine possono funzionare da recettori, da proteine canale o da carrier. Sono presenti anche i glucidi, sempre associati a proteine (glicoproteine) o a lipidi (glicolipidi). Possono esserci anche proteoglicani, meno abbondanti nella membrana plasmatica, ma più nella matrice extracellulare. Ogni membrana presenta percentuali dei componenti diverse in base alle funzioni della cellulare. Anche se la membrana è un bilayer fosfolipidico, c’è una certa asimmetria di composizione:

• Foglietto extracellulare: glicolipidi, glicoproteine, fosfatidilcolina, sfingomielina.
• Foglietto intracellulare: fosfatidilserina e fosfatidilinositolo.

Questa asimmetria appare evidente nel fenomeno apoptotico, in cui avviene il flip-flop della fosfatidilserina che passa dal foglietto citoplasmatico a quello extracellulare. I lipidi hanno per lo più funzione strutturale, ma regolano anche gli enzimi e trasducono i messaggi come secondi messaggeri. Le proteine hanno funzioni legate al trasporto:

• Passivo: secondo gradiente elettrochimico, senza dispendio di energia. Si distingue in:
  • Diffusione semplice: senza aiuto, per lipidi, ossigeno, anidride carbonica, urea, glicerolo e acqua (osmosi).
  • Diffusione facilitata: mediante proteine integrali di membrana, che formano canali proteici per calcio, cloro, sodio e potassio, controllati dal voltaggio, per controllo a ligando o per controllo meccanico, oppure mediante proteine carrier come zuccheri e amminoacidi.
• Attivo: contro gradiente elettrochimico, con dispendio di ATP. Si distingue in:
  • Uniporto: mediante la differenza di potenziale elettrochimico creato dalle molecole di ATP.
  • Simporto: mediante proteine carrier in un solo senso.
  • Antiporto: mediante proteine carrier in entrambi i sensi (pompa sodio/potassio).
• Modificazioni: comportano una modifica della struttura della membrana. Si distinguono in:
  • Esocitosi: rilascio tramite vescicole, costitutiva o regolativa.
  • Endocitosi: ingloba le sostanze, per pinocitosi, fagocitosi o endocitosi mediata da recettori.
  • Transcitosi: intermedio tra eso- ed endocitosi, la sostanza attraversa la cellula.

Specializzazioni di membrana

• Glicocalice: rivestimento esterno alla membrana plasmatica, composto da glucidi legati in glicoproteine o glicolipidi, di dimensioni tra i 10 nm e 1 micron. È carico negativamente nei GR per la presenza di acido sialico e fa in modo che le cellule non si attacchino tra di loro. Si può trovare anche in cellule intestinali per l’assorbimento. È coinvolto anche nella catalisi enzimatica, nel riconoscimento tra cellule e fa da filtro e barriera.
• Microvilli: estroflessioni digitiformi specializzate in modo da aumentare la superficie di assorbimento. Hanno uno scheletro di microfilamenti di actina e una lunghezza di 1-2 micron.
• Ciglia o flagelli: estroflessioni di circa 5-10 micron coinvolte nel movimento. Hanno uno scheletro formato da microtubuli (cellule ciliate della trachea, tube di falloppio).

Sistemi di giunzioni

• Occludenti (tight junctions o zonulae occludentes): occludono, formano una cerniera in cui le due membrane sono fuse tra loro, formando una struttura pentalaminare. Non c’è più spazio e nessun passaggio. La fusione comporta la comparsa di polarità: il polo apicale è rivolto verso il lume, mentre il polo baso-laterale è rivolto verso il tessuto connettivo (epitelio intestinale, barriera ematoencefalica, barriera ematotesticolare, epitelio pavimentoso stratificato non cheratinizzato dell’esofago).