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La matrice si divide in due:

matrice organica: proteine e proteoglicani (importanti nella calcificazione) prodotti dagli

• osteoblasti. In particolare è composta per la maggiorparte da collagene I (90%) e piccole

quantità di altri collageni. Ci sono poi la fosfatasi alcalina e la osteocalcina che sono presenti

negli osteoblasti e non negli osteociti perché sono necessarie a mineralizzare la matrice organica

e che iniziano la formazione dei cristalli di sali di Ca. Si trovano anche fattori di crescita e

proteine morfogeniche che vengono bloccate nella matrice e che possono essere rilasciati se

viene riassorbita la matrice.

matrice inorganica: deriva dalla precipitazione di sali di Ca non prodotti dagli osteoblasti che si

• inseriscono nella matrice organica. È una mistura composta di sali insolubili di calcio che

formano prima piccoli cristalli che poi crescono e cementano la matrice;

Il tessuto osseo forma strutture diverse:

osso a fibre intrecciate, contiene molte cellule, una matrice disorganizzata (non ci sono

• lamelle). Viene anche chiamato osso fetale-embrionale perché è il primo osso che si viene a

formare che poi verrà rielaborato e formerà osso lamellare. Lo si trova nella formazione delle

ossa nel feto e dopo la nascita nella placca epifisaria. Questo osso ha una scarsa resistenza

meccanica.

osso lamellare, può essere sia spugnoso che compatto. In questo caso ci sono pochi nuclei e la

• matrice forma strutture regolari concentriche (osteoni) di lamelle ossee.

Matrica inorganica

È composta principalmente da sali di Ca (fosfato e bicarbonato) che sono insolubile e quindi

precipitano negli spazi fra le cellule. La formazione dei sali viene promossi dalla fosfatasi alcalina

che aumenta in loco la presenza di fosfati (che in presenza di Ca formano sali). L’osteocalcina e

altre prteine (sialoproteine) facilitano la formazione e la precipitazione di questi cristalli.

Inizialmente sono cristalli molto piccoli di idrossiapatite che crescono per apposizione negli spazi

lasciati liberi dalle fibre collagene e le cementano. Questi collageni sono disposti in direzione

longitudinale nell’asse maggiore di queste lamelle.

Osso lamellare

Può essere compatto (forma il manicotto osseo) o osso spugnoso (forma l’osso trabecolare), è

una divisione anatomica e non istologica visto che ciò che cambia è la struttura macroscopica.

L’osso spugnoso si trova alle estremità o all’interno delle ossa. Una differenza micorscopica sta

nella presenza degli osteoni nell’osso compatto e non nello spugnoso (ci sono le lamelle ma non

gli osteoni). Gli osteoni si trovano solo sul manicotto osseo perché il manicotto osseo è così

spesso che gli osteociti non riuscirebbero a mantenere il rapporto con i vasi, quindi sono necessari

per portare i vasi in questa struttura.

Rivestimento

Il rivestimento più interno è il periostio e uno più

interno l’endostio. In entrambi i casi ci sono cellule

osteo-progenitrici perché entrambi sono in grado di

formare nuovo tessuto osseo. È formato da tessuto

connettivo denso ricco di fibre collagene, è riccamente

vascolarizzato e alcuni di questi vasi penetrano

dell’osso stesso. Come nel caso del pricondrio

cartilagineo il periostio è composto di due strati: uno

profondo ricco di cellule (in cui ci sono cellule osteo-

progenitrici) e uno esterno più denso. Dal periostio

penetrano nel tessuto osseo delle fibre di collagene

dette fibre di Sharpey e hanno funzione di ancoraggio,

sono importantissimi nei siti di connessione con tendini. L’endostio è una lamina di tanti tipi

cellulari: cellule di rivestimento o endostali, cellule osteo-progenitrici, osteoblasti o osteoclasti.

Esso ricopre le cavità interne delle ossa.

Osteone

Le fibre collagene sono disposte all’interno

di una lamella tutte parallele fra loro, fra due

lamelle adiacenti invece sono ruotate di circa

90 gradi. Quindi gli osteblasti depositano la

matrice con un ordine prestabilito. Questa

disposizione aumenta enormemente la

resistenza di questo tessuto. Se si considera l’osteone, essendo

esso composto da lamelle circolari, le

fibre collagene sono disposte ad elica.

L’osteone è una struttura circolare che

si trova solo nell’osso compatto

formato da numerose lamelle

concentriche, al centro si trova il

canale di Havers dove passa un

vaso o due. Gli osteociti sono

intrappolati nella matrice ossea in

lacune ossee ma sono in rapporto

con il canale centrale attraverso

canalicoli. Questo è il modo con cui

le sostanze nutritizie raggiungono gli osteociti.

Il confine dell’osteone si chiama linea cementante ed ha

una composizione differente delle lamelle, è ricca infatti di

GAG che presentano una mineralizzazione ridotta, questo

permette un leggero scorrimento dell’osteone rispetto alle

strutture adiacenti, ciò determina una piccola elasticità

dell’osso.

Esistono anche canali che mettono in comunicazione due

canali di Havers procedendo perpendicolarmente ad essi,

questi canali si chiamano canali di Volkman.

Vascolarizzazione

In un osso lungo l’arteria nutritizia penetra nell’osso in

posizione mediale, altre arterie invece penetrano alle estremità. Questo è dovuto al processo di

formazione e crescita dell’osso.

Cellule Osteoprogenitrici

È una cellula di derivazione mesodermica e derivano dalla cellula staminale mesenchimale. Sono

adese alla superficie ossea e differenziano in osteoblasto, depone l’osteoide, la mineralizza e ne

rimane intrappolato all’interno dove diventa osteocita.

Formano uno strato continuo rivestendo internamente il periostio, l’endostio e anche i vari canali.

Si differenziano in osteoblasti grazie a delle citochine fra cui la più importante è la proteine BMP

(bone morphogenetic protein).

Osteoblasti

Sono cellule differenziate e metabolicamente attive che producono matrice, una volta depositata la

matrice essi rimangono intrappolati al suo interno dove diventeranno osteociti. Essi formeranno le

lamelle via via spostandosi verso il centro del canale fino a raggiungere il vaso dove si fermeranno.

Si può dire quindi che le lamelle più esterne sono quelle più vecchie perché vengono depositate

per prime.

Gli osteoblasti rimangono connessi fra loro con dei prolungamenti citoplasmatici che sono uniti da

giunzioni GAP e i canalicoli si formano intorno ai processi citoplasmatici dell’osteoblasto.

Osteociti

Sono cellule appiattite che vivono in una lacuna ossea formata da una matrice densa ma non

completamente mineralizzata. Essi rimangono uniti da protrusioni citoplasmatiche formando una

rete di cellule attraverso cui si scambiano i vari soluti, ciò è fondamentale per gli osteociti che

stanno più lontani dal canale centrale.

Sono metabolicamente quiescenti e immotili, possono in parte riassorbire la matrice ossea se è

necessario un apporto di Ca nel sangue.

Hanno una importante funzione di meccanocettori e mandano segnali per cui una parte dell’osso

può subire modificazioni in funzione degli stimoli a cui è sottoposto.

FOP Fibrodisplasia ossificante progressiva

Il connettivo propriamente detto va incontro ad ossificazione perché alcuni fibroblasti o cellule

mesenchimali si trasformano in osteoblasti che calcificano la matrice del connettivo. Questa

malattia è dovuto a una mutazione attivante per il recettore di BMP.

Osteogenesi imperfetta

Un’altro problema può sorgere da un difetto della sintesi

del collagene o da un difetto del differenziamento della

cellula che produce collagene nell’osso. Una mutazione del

fattore di trascrizione che promuove la corretta

maturazione del precursore in osteoblasto maturo implica

che il collagene prodotto non sia funzionale, una mutazione

al fattore di trascrizione che promuove la sintesi di

collagene implica che ne venga prodotto poco ma corretto

e funzionale.

Osteoclasti

Si trovano in prossimità del tessuto cellulare, derivano dalla

linea monocitaria che ha origine nel tessuto emopoietico.

Possono esistere nello stato inattivato e nello stato attivato

(che degrada la matrice ossea). Sono cellule multinucleate

perché deriva dalla fusione di più cellule progenitrici

mononucleate oppure da quella che si definisce

endoreduplicazione che consiste nella duplicazione del

materiale genetico (fase S) che non viene seguita poi da

una citochinesi. Questo processo può andare avanti per

molti cicli. L’avere più nuclei permette alla cellula di essere

più grande e produrre più sostanze.

Gli osteoclasti derivano dalla linea

monocitaria e differenziano grazie a

specifici fattori. Uno di questi segnali

viene dall’osteoblasto ed è il RANKL

che viene espresso sulla superficie

dell’osteoblasto e viene riconosciuto

da un recettore RANK presente

sulla membrana del precursore

dell’osteoclasto, questo avviene in

modo che le due popolazioni siano

in equilibrio.

L’osteoclasto è una cellula di grandi

dimensione ed è altamente polarizzata verso

la matrice ossea:

una regione baso-laterale che è più lontana

• dalla matrice ossea

una regione apicale che viene definito bordo

• a spazzola. La sua funzione è quella di

acidificare lo spazio extracellulare attraverso

la produzione di acido carbonico. Questo

avviene tramite l’enzima anidrasi carbonica

nel citoplasma e sono presenti poi delle

pompe: una ATPasi dipendenti che porta

protoni nella lacuna di howship. Un’altra

pompa porta in atiporto cloro all’interno e

carbonato all’esterno nel lato basale. Il cloro

raggiungerà la lacuna di Howship dove si formerà acido cloridrico che dissolve la parte

inorganica della matrice, la componente organica viene lisata da proteasi (metalloproteasi e

catepsina) e si pensa che ciò avvenga per esocitosi del lisosoma. Il materiale che deriva da

questa demolizione viene assorbito per endocitosi dal lato basale e successivamente espulso

per esocitosi verso i tessuti circostanti e poi il sangue porta via i rifiuti.

lateralmente al bordo a spazzola a formare un anello c’è la zona chiara in cui sono presenti

• adesioni focali cellula substrato in modo che l’osteoclasto sia ancorato alla matrice che andrà a

distruggere. Questo anello è formato da actina e ha un duplice ruolo: sia ruolo di ancoraggio che

di protezione, infatti forma una membrana sigillante che impedisce la fuoriuscita degli enzimi

litici che vengono secreti per la demolizione della matrice.

al di sotto del bordo a spazzola se l’osteoclasto sta riassorbendo la matrice è presente la lacuna

• di Howship che è il buco che l’osteoclasto sta scavando nella matrice.

Osteopetrosi

È una famiglia di sindromi causate dalla mutazione di geni che codificano per fattori di trascrizione

degli osteoclasti che perdono la loro funzione. Questo comporta un’eccessiva compattazione

ossea tanto che il tessuto emopoietico migra nella milza o nel fegato.

Queste sindromi possono dipendere da numerosi difetti che vanno da problemi al recettore RANK,

alle pompe, alle proteasi, ai trasportatori.

RIMODELLAMENTO OSSEO

Il processo di ossificazione è un processo che avviene costantemente nell’osso. Questo processo

è in equilibrio con la demolizione. Questo processo è detto rimodellamento ed è fondamentale

per l’organismo: perchè permette all’osso di rispondere ad una necessità fisiologica di tipo

meccanico ma anche ad una necessità che riguarda gli equilibri dello ione calcio. Infatti la matrice

ossea può venire riassorbita in caso sia necessario un apporto di Ca nel nostro organismo. Questo

rimodellamento è infatti influenzato da fattori meccanici ma anche ormonali (ormone paratiroideo,

calcitonina, estrogeni).

Il processo comincia con degli osteoclasti che si mettono insieme e scavano un buco nell’osso (il

loro numero determina il diametro) formando il cono

di escavazione, successivamente arrivano i vasi e

grazie a questi arrivano i precursori degli osteoblasti.

La cavità sarà quindi rivestita da osteoblasti che

depongono matrice ossea (partono dalla linea

cementante e successivamente tutte le lamelle

concentriche). Se si osserva un osteone appena

formato si possono notare delle lamelle al suo esterno

che non sono continue e sono definite lamelle

interstiziali e sono ciò che rimane di un vecchio

osteone che è stato riassorbito in parte da un

osteoclasto.

OSSIFICAZIONE

L’ossificazione è la formazione

di tessuto osseo dove prima

non c’era. Può avvenire in due

modi:

ossificazione diretta o

• intramembranosa, questa

avviene direttamente di un

connettivo propriamente

detto (mesenchima se è

nell’embrione). Al suo interno

alcune cellule si

differenziano in osteoblasti e

cominciano l’ossificazione.

Questo è il metodo di ossificazione delle ossa piatte del cranio. I primi osteoblasti portano alla

formazione di una trabecola ossea che presenta su tutta la superficie altri osteoblasti che

continueranno il processo di ossificazione portando la trabeccola e il tessuto osseo alla crescita.

Il processo comporta l’intrappolamento dei vasi e successivamente comincia il processo di

rimodellamento osseo.

ossificazione indiretta o endocondrale, questa comporta che il connettivo prima di

• trasformarsi in osso si trasformi in cartilagine ialina. Quando la struttura cartilaginea cresce oltre

ad un certo limite le cellule centrali soffrono di ipossia e mandano dei segnali all’esterno della

cartilagine. Questo funge da segnale per dare inizio al processo di ossificazione.

- Il primo segno dell’ossificazione è la formazione di un manicotto osseo intorno alla diafisi,

questo avviene perché nel pericondrio alcuni condroblasti differenziano in osteoblasti che

depongono sulla superficie esterna tessuto osseo (ossificazione diretta).

- una volta depositato il manicotto osseo abbiamo l’invasione dei vasi che penetrano nella

cartilagine, la migrazione dei vasi porta con sé del connettivo e le cellule osteoprogenitrici che

quindi differenziano in osteoblasti che cominciano a deporre tessuto osseo formando il centro

primario di ossificazione.

- L’ossificazione procede verso le epifisi che saranno le ultime ad ossificare.

- La struttura può crescere in fretta grazie alle metafisi che contengono cartilagine che continua

a proliferare e quindi che per,ette al tessuto osseo di crescere.

- Anche a livello delle epifisi avviene l’invasione dei vasi con la formazione in ogni epifisi di un

centro di ossificazione secondario.

- Alla fine di questo processo rimarrà all’esterno la cartilagine articolare che rimarrà per tutta la

vita e le metafisi che permetteranno all’osso di crescere e che spariranno una volta

completata la crescita dell’individuo.

Metafisi o disco epifisario di accrescimento

È composta di vari strati cellulari:

nella zona superiore è presente la zona di riserva formata da cartilagine ialina con condrociti

• quiescenti che formano gruppi isogeni;

i condrociti da quiescenti si attivano e cominciano una serie di stadi di differenziamento ulteriori

• (di solito nelle cartilagini non li hanno) con lo scopo di fare spazio all’interno della matrice. Inoltre

cominciano la calcificazione della matrice che rimane dopo il riassorbimento.

i condrociti riprendono a proliferare e piani di divisione fanno si che si formino delle colonne,

• l’asse secondo cui si organizzano è l’asse secondo cui l’osso sta crescendo. Questo spinge la

zona di riserva lontana dal punto di ossificazione.Questa è detta zona proliferativa.

Successivamente i condrociti smettono di proliferare e cominciano un processo di maturazione

• che li porta ad essere ipertrofici perché riassorbono parte della matrice e preparano lo spazio per

l’ossificazione. Verso la fine di questo processo cominciano a produrre fosfatasi alcalina e

cominciano la calcificazione della matrice. Questa è la zona di maturazione e ipertrofia.

Successivamente i condrociti muoiono andando incontro ad apoptosi;

• Nella zona sottostante sono presenti vasi e quindi cellule osteoprogenitrici e osteoclasti. Avviene

• un primo processo di ossificazione che porta alla formazione della spongiosa primaria,

composta da spicole ossee che in alcuni casi contengono ancora matrice cartilaginea che deve

ancora essere riassorbita;

infine avviene il processo di rimodellamento osseo che porta alla totale scomparsa della matrice

• cartilaginea e alla deposizione di nuovo ossa portando alla formazione della spongiosa

secondaria. Essendo un tessuto osseo appena formato

sarà un osso immaturo ancora privo dei

classici osteoni. Perché si formi tessuto

compatto maturo saranno necessari ulteriori

cicli di rimodellamento;

Condrodisplasia

Sono malattie che portano al

malfunzionamento della piastra epifisaria. Ciò

porta questa struttura a smettere di funzionare

troppo presto determinando una mancata

crescita dell’osso. Un’esempio è

l’acondrodisplasia con mutazione del gene

FGFR3 (Tyrion Lannister).

Riparazione dell’osso

La riparazione dell’osso avviene in caso di frattura. La prima struttura che si forma è un ematoma

che viene sostituito dal callo osseo che consiste in una cartilagine di tipo fibroso. Successivamente

in maniera simile all’ossificazione endocondrale la zona interessata viene ossificata e il danno

riparato. SANGUE

Il sangue è un tessuto connettivo specializzato trofico. Viene considerato tale perché possiede una

componente corpuscolata (cellule) immerse in una matrice fluida (plasma).

Il sangue può essere guardato al microscopio semplicemente strisciandolo su un vetrino e

successivamente fissarlo (con una fiamma o con un fissante). La colorazione tipica per colorare

questo preparato è il Giemsa che utilizza l’eosina come colorante acido e il blu di metilene come

colorante basico.

Il sangue è un tessuto che si muove attraverso i vasi ed è spinto da una pompa che è il cuore. Ha

diverse funzioni:

trasporto di gas e nutrienti, ormoni, fattori di crescita e cataboliti (prodotti di scarto del

• metabolismo cellulare e prodotti azotati);

difesa dai microorganismi tramite il trasporto di cellule e di sostanze (sistema del complemento)

• che mediano la difesa del nostro organismo ;

fattori di coagulazione che sono proteine ed è fondamentale per rispondere ad eventuali ferite;

Per centrifugazione può essere diviso in:

plasma: che contiene acqua, sali, proteine (albumine che mantiene l’equilibrio osmotico e

• funziona da tampone, fibrinogeno coinvolto nella coagulazione, globuline fondamentali nel

processo immunitario) e altre sostanze.

parte cellulare (elementi figurati):

• - eritrociti che sono la differenziazione finale di una cellula e sono privi di nucleo;

- piastrine che sono frammenti cellulari che derivano da cellule più grandi;

- leucociti con funzioni di difesa;

Il sangue è di derivazione mesodermica (mesoderma ventrale), le cellule che lo compongono

hanno vita breve, il processo di formazione delle cellule che formano il sangue è detta emopoiesi

ed avviene nel midollo di alcune ossa (nella vita adulta, nella vita fetale avviene in altri luoghi). Le

cellule vengono demolite in continuazione e questo processo è definito emocateresi e avviene

quando una cellula diventa vecchia ed è necessario rimpiazzarle.

PLASMA

Il plasma è la matrice sanguigna ed è composta da:

Acqua per la maggiorparte (90-92%)

• proteine:

• - albumina che ha il ruolo di tampone e di mantenere la volemia del sangue;

- alfa e beta globuline che sono delle proteine che sono globulari e hanno la funzione di

trasporto di ormoni, ioni ferro e lipidi;

- le gamma globuline che sono immunoglobuline ossia anticorpi prodotti dalle plasmacellule;

- il fibrinogeno che è il precursore della fibrina (deriva da taglio proteolitico) che polimerizza

formando reti che chiudono il vaso danneggiato;

- complemento

altri soluti:

• - elettroliti (Na, K, Ca , Mg)

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- prodotti di scarto azotati;

- nutrienti;

- gas;

- ormoni

Queste sostanze vengono prodotte in diversi distretti corporei. Gran parte delle proteine vengono

prodotti dagli epatociti, altre dalle ghiandole endocrine e da plasmacellule (globuline)

Ha diverse funzioni:

tampone grazie a diversi soluti come acido ortofosforico, acido carbonico, emoglobina;

• regolatore della pressione osmotica perché tramite il sangue, reni e stomaco possono essere

• regolati gli ioni disciolti nel sangue e anche la concentrazione delle proteine. Questo è

necessario per garantire il corretto scambio delle sostanze.

regolatore della coagulazione perché all’interno del plasma sono presenti proteine con questo

• ruolo;

di difesa perché sono presenti le proteine del complemento che fungono da barriera immunitaria

• aspecifica.

Sistema del complemento

Sono circa 20 enzimi che circolano in stato inattivo, vengono attivati quando è presente un

microrganismo neutralizzandolo direttamente o cooperando con gli anticorpi con lo stesso scopo.

Possono venire attivati da due vie: una via classica tramite legame fra anticorpo e antigene (le

proteine del complemento riconoscono un microrganismo perché presenta degli anticorpi sulla sua

superficie e lo attaccano) e una via alternativa per cui esistono sulla superficie dei microrganismi

sostanze che vengono riconosciuti direttamente dal complemento che cerca di distruggere la

cellula in questione.

Il processo di azione di questo sistema presenta diverse varianti:

le proteine del complemento si legano alla parete del microrganismo (opsonizzazione)

• intrappolandolo e aiuta i macrofagi a fagocitare e distruggere;

può eliminare i complessi antigene anticorpo aiutando la fagocitosi, questo è importante in

• presenza di tossine batteriche;

si assemblano per lisare la membrana dei microrganismi;

• alcuni frammenti richiamano (chemiotassi) altre cellule coinvolte nel processo infiammatorio.

GLOBULI ROSSI

Non sono vere e proprie cellule ma è ciò che rimane dell’eritroblasto che ha perso il nucleo. Sono

cellule metabolicamente quasi inattive e hanno come funzione quella di trasporto dell’ossigeno e

dell’anidride carbonica grazie all’emoglobina.

Hanno una vita limitata di circa 3 mesi, si stima che siano circa 5,4 milioni e rappresentano il 99%

delle cellule sanguigne.

Vengono prodotti nel midollo osseo mentre la loro demolizione è a carico dei macrofagi nella milza,

nel fegato e nel midollo osseo stesso. Alcuni di questi muoiono per lisi all’interno dei capillari.

Hanno una forma lenticolare, il significato di questa forma è massimizzare la superficie di scambio

delle sostanze con l’ambiente esterno.

La loro membrana plasmatica è tenuta salda da un citoscheletro di actina e altre proteine (banda

3, banda 4,2, banda 4,1) transmembrana che ancorano una rete di microfilamenti di actina sotto il

plasmalemma formando una struttura corticale che mantiene la forma dell’eritrocita, questi

possono cambiare forma e tornare a quella di partenza. Una proteina fondamentale per ancorare

l’actina alle proteine transmembrana è la spettrina.

Sulla superficie della membrana vengono espresse diverse proteine, questo è determinante per il

riconoscimento del gruppo sanguigno. I determinanti sono principalmente il sistema AB0 e il

sistema Rh. Nel primo caso tutti i mammiferi presentano sui globuli rossi l'antigene 0, un glicano

associato alla membrana plasmatica. Questo è costituito da due residui glucidici: N-

acetilgalattosamina e galattosio. A quest'ultimo viene poi aggiunto un residuo di fucosio portando

alla formazione dell'antigene H. Questa struttura viene ulteriormente modificata da delle

glicosiltransferasi che porta all'aggiunta di residui glucidici per formare i diversi antigeni.

Il sistema Rh è dovuto da una serie di antigeni (C,D,E) che se sono presenti in un individuo esso

sarà Rh+, altrimenti si definisce Rh-.

Una differenza rispetto al sistema AB0 è che il sistema Rh non è immunogenico infatti non sono

già presenti gli anticorpi quindi ad un primo contatto con gli anticorpi opposti la risposta sarà

debole e ci sarà l’immunizzazione, in caso di contatti successivi la risposta sarà molto più forte.

Questo può rappresentare un problema nel caso di madri con Rh- che abbiano un primogenito

Rh+, questo porta infatti all’immunizzazione del sangue materno che nel caso di un secondo figlio

Rh+ attaccherebbe gli eritrociti fetali causandone la lisi e quindi la morte del feto. Per questo si fa

una profilassi al momento del parto.

LEUCOCITI

Nel sangue circolante hanno un numero

relativo che dipende dallo stato di salute

generale, si fa quella che si definisce formula

leucocitaria di un individuo ossia si

calcolano le proporzioni di queste cellule.

Normalmente questa formula è:

neutrofili (50-75%)

• eosinofili (2-4%)

• basofili (0,5-1%)

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linfociti (20-40%)

• monociti (3-8%)

Sono le uniche cellule circolanti ma svolgono la loro funzione

all’esterno del vaso, nei tessuti. Una prima divisione li divide in

granulari (neutrofili, basofili e eosinofili) e agranulari (linfociti e

monociti)

Agiscono al di fuori del torrente circolatorio e il processo con cui

migrano fuori dal vaso è definito diapedesi ed è influenzato da

segnali chemotattici. È un processo in cui le cellule endoteliali

hanno un ruolo attivo perché esso espone delle molecole di

adesione specifiche per i leucociti che aderiscono prima in modo

debole, successivamente si formano delle giunzioni e infine il

leucocita si fa strada fra le giunzioni strette in modo attivo.

Neutrofili

Hanno la partcicolarità di avere il nucleo molto condensato che

forma dei lobi per cui queste cellule vengono definite

polimorfonucleate. Hanno il ruolo di combattere le infezioni

batteriche e fungine e sono i primi a migrare nel sito

dell’infezione grazie alle molecole chemiotattiche (rilasciate dai

macrofagi o dalle cellule estranee stesse).

Sono i leucociti in maggior numero e sono i principali

costituenti del pus.

Sono riconoscibili diverso granuli:

granuli primari o azzurrofili che sono apparentabili a dei

• lisosomi;

granuli secondari o specifici;

• granuli terziari o particelle C;

Per migrare nel sito interessato prima fanno diapedesi e

successivamente migrano nel connettivo. Per fare

ciò utilizzano fattori chemiotattici ad esempio

citochine, interleuchine , leucotrieni (sostanze

piccole che creano un gradiente di

concentrazione).

Sono cellule che hanno la capacità di fagocitare il

corpo estraneo con lo scopo di uccidere (senza

esporre sulla membrana l’antigene), un altro tipo di

difesa è quella di intrappolare l’invasore in una rete

di matrice, enzimi antimicrobici e DNA (la cellula

esplode). Rilasciano inoltre sostanze

antimicrobiche che richiamano altre cellule del

sistema immunitario.

La fagocitosi comincia con la migrazione in situ e il riconoscimento dell’invasore grazie a recettori

di membrana, successivamente si formano pseudopodi avvolgono l’organismo formando una

vescicola in cui verrano riversati enzimi e situate pompe trasformandola in un lisosoma.

Le NET (rete o netrophil extracellular traps), in questo caso il neutrofilo viene attivato da fattori

chemiotattici che lo portano ad una morte cellulare molto particolare chiamata NETosi, in questo

caso la cromatina viene decondensata e lo scopo è quello di creare una rete di filamenti che

intrappolano il battere insieme a delle proteasi che distruggeranno l’organismo esterno.

Basofili

Sono le meno frequenti nei leucociti granulari, hanno un nucleo singolo bilobato (non visibile in

giemsa perché i granuli mascherano la struttura nucleare).

Presentano numerossimi granuli:

basofili che contengono eparina, istamina, leucotrieni;

• granuli azzurrofili o lisosomi;

Sono coinvolti nell’infiammazione e hanno un ruolo importante nelle reazioni allergiche. In questo

ultimo caso vengono prodotte IgE che legandosi alla superficie cellule stimolano la degranulazione

della cellula e quindi rilascio di eparina (anticoagulante), istamina (vasodilatazione) che porta a

vasodilatazione e contrazione della muscolatura liscia, in casi di eccessiva degranulazione si arriva

allo shock anafilattico.

Eosinofili

Non sono numerossimi ma sono in maggior numero dei basofili, sono trovano in maggior numero

nei tessuti che nel sangue con un rapporto di 300:1. Hanno un ciclo vitale molto breve, presentano

un nucleo bilobato visibile perché i granuli sono debolmente coloranti e sono:

acidofili specifici che contengono un cristalloide dovuto alla precipitazione delle numerose

• proteine che svolgono la funzione di attaccare i parassiti;

pochi lisosomi;

Hanno ruolo di difesa contro le invasioni di parassiti (organismo pluricelluari) con cui non è

possibile utilizzare la tecnica della fagocitosi. Quindi rilasciano il contenuto dei granuli in prossimità

del parassita.

Hanno un ruolo regolatorio della risposta allergica perché possono fagocitare le IgE e l’istamina

stessa attenuando la risposta.

Monociti

Sono i precursori circolanti dei macrofagi e di tutte le cellule

simili che svolgono la stessa funzione, hanno origine nel

midollo osseo. Sono circa 5-10 % dei leucociti e sono di grandi

dimensioni, presentano un grande nucleo con una forma a

fagiolo o reniforme non lobato. Hanno un grande citoplasma.

Sono in grado di fare diapedesi e differenziarsi in macrofagi e

affini. Hanno recettori per le IgE, questo è fondamentale per

catturare gli antigeni legati agli anticorpi e poi processarli.

La loro funzione principale è quella di fagocitare sostanze

estranee, processarle e presentare l’antigene sulla membrana

in modo da informare il sistema immunitario dell’infezione in

corso.

I sistema di cellule che derivano dai monociti viene più correttamente chiamato sistema dei

fagociti mononucleati. Che sono quindi leucociti mononucletai con attività fagocitaria, fanno

eccezione alla mononucleazione gli osteoclasti perché nella forma attivata diventano polinucleati.

Linfociti

Sono una porzione consistente dei leucociti, si trovano nel sangue ma anche nella linfa e

soprattutto negli organi linfoidi dove mediano l’immunità adattativa. Son quindi cellule in gradi di

migrare all’interno del nostro corpo usando il sangue come vettore. Sono cellule metabolicamente

inattive durante la migrazione ma sono pronte ad attivarsi. Hanno un nucleo sferico, poco

citoplasma, pochi granuli e sono in grado di movimento ameboide.

Si possono distinguere dei sottotipi:

linfociti B, che producono anticorpi;

• linfocita T, sono responsabili delle risposte citotossiche quindi distruggono direttamente una

• cellula;

linfociti natural killer, rispondono in modo diverso dal linfocita T.

I linfociti B rappresentano circa il 20-30% dei linfociti circolanti. Posseggono un recettore che si

chiama BCR che è un anticorpo che viene espresso sulla superficie e ha un ruolo fondamentale

nel primo riconoscimento che porterà all’attivazione di queste cellule ossia a una transizione che

porterà queste cellule a secernere questo anticorpo. Si definisce questo tipo di risposta

immunitaria di tipo umorale. La sua forma differenziata si chiama plasmacellula che ha il compito

di produrre anticorpi. Esistono i linfociti B naive (che non hanno ancora riconosciuto un antigene)

che possono differenzare in plasmacellule o in linfociti B memory che rimangono nel nostro

corpo e sono in grado di rispondere ad un successivo attacco in modo molto più efficiente.

I linfociti T rappresentano il 60-70% dei linfociti circolanti, posseggono il recettore TCR che è in

grado di riconoscere gli antigeni solo se questi sono presentati dall’MHC che si trova sulla

superficie di un’altra cellula.

Sono composti principalmente da due famiglie:

linfociti T citotossici che uccidono altre cellule, mediano la risposta immunitaria mediata da

• cellule;

linfociti T helper che aiutano i T citotossici e i linfociti B, hanno quindi funzione modulatoria e

• istruttoria dell’attività degli altri linfociti;

Anche in questo caso esistono linfociti T della memoria. Hanno uno stadio differenziativo ulteriore

nel timo.

I linfociti natural killer sono la classe meno numerosa, hanno anche loro il compito di uccidere delle

cellule ma senza restrizione di MHC, attaccano quindi cellule tumorali, cellule prive di MHC, cellule

infette da virus o batteri. Posseggono anche loro un recettore per le immunoglobuline e quindi

mediano citotossicità mediata da cellule anticorpo-dipendente. Ossia riconosce un anticorpo

(prodotto da un linfocita B) che si è legato alla membrana di un organismo esterno.

PIASTRINE

Sono dei residui cellulari, sono anche chiamati

trombociti. Sono dotate di una limitata attività

metabolica necessaria per la loro attivazione,

derivano dal megacariocita (endoreduplicazione

che le porta ad essere molto grandi perché

perdono costantemente delle parti) che si trova

nel midollo osseo dove rilascia costantemente

piastrine. Non presentano nucleo, presentano dei

granuli, hanno un proprio citoscheletro sia di

microtubuli che di microfilamenti e hanno

glicogeno (necessario per l’attivazione).

Si distingue una zone centrale o granulare che

contiene la maggiorparte del citoplasma con

granuli di mitocondri mentre all’esterno c’è lo ialomero. Nella zona periferica sono presenti diverse

strutture:

integrine α2β3 e altri recettori necessari per l’adesione laddove sia necessario;

• glicocalice composto da glicoproteine, proteine adesive e proteoglicani;

• una zona membranosa con introflessioni della membrana cellulare che formano il sistema

• canalicolare aperto che si aprono verso l’esterno in modo da scambiare sostanze. E una zona

con estroflessioni chiuse definito sistema tubulare denso che ha la funzione di accumulo di ioni

Ca che può venir attivata per attivare metabolicamente la cellula.

La funzione delle piastrine è l’emostasi che corrisponde alla capacità di riparare con un trombo

una lesione di un vaso o di formare un coagulo. Come funzione accessoria hanno quella di

rigenerazione dei tessuti grazie ai fattori di crescita che inducono la proliferazione di fibroblasti e

macrofagi che vengono richiamati in loco.

Si possono attivare e ciò comporta una modificazione conformazionale, una volta attivata si lega al

substrato (tramite adesioni focali) e massimizza la superficie, nella fase finale si ha la contrazione

in modo da favorire l’avvicinamento dei lembi rotti.

L’emostasi presenta diverse fasi:

una prima fase di vasocostrizione in modo da limitare l’afflusso di sangue;

• una successiva aggregazione delle piastrine in loco;

• la formazione del coagulo;

• una volta che si è formato si ha la retrazione (grazie alla contrazione di actina e miosina) del

• coagulo stesso e a lungo andare la lisi del coagulo (ad opera della plasmina che deriva dal

plasmilogeno.

COAGULAZIONE

La coagulazione è una cascata di eventi molto complessa; esistono due vie per la sua attivazione,

una via estrinseca o tissutale (fattori prodotti da cellule che non sono nel torrente circolatorio)

come la tromboplatina e una via intrinseca. Consiste in una serie di attivazioni proteolitiche che

consistono in una serie di tagli di un proenzima che si attiva e agisce a sua volta su un altro fattore

attivandolo. I fattori più importante a vallo sono il fattore X che attiva la protrombina in trombina

che è l’ultima proteasi che attiva il fibrinogeno (sempre presente nel plasma sanguigno) che viene

convertito a fibrina che polimerizza in loco formando una gelatina adesiva. Il significato di avere

un processo a cascata è quello di avere un’amplificazione del segnale.

EMOPOIESI

È il processo che porta alla formazione delle componenti

sanguigne, è a carico di una sola cellula staminale

multipotente. Durante la vita embrionale avviene in organi

come fegato (fase epatica) e ancora prima nel sacco vitellino

(fase vitellina) che è un’annesso extraembrionale. Negli

organismi adulti il tessuto emopoietico si trova nel midollo

osseo.

La cellula staminale emopoietica (HSC) è ovviamente in

grado di differenziare ma si ha un processo graduale di

differenziamento che porta alla formazione di cellule

progenitrici che sono staminali che possono essere

considerate come cellule staminali TA perché non sono

terminalmente differenziate che proliferano attivamente tanto

che le sono queste quelle a proliferare per la maggiorparte (le

cellule emopoietiche staminali prolificano pochissimo).

La cellula HSC (si trova nei nostri tessuti nello stadio G senza fare la fase S che viene effettuata

0

raramente) ha un’infinita capacità proliferativa mentre le cellule che ne derivano (MPP) che hanno

subito un processo differenziativo non hanno questa capacità. Queste cellule MPP sono in grado

ancora di creare una qualsiasi cellula emopoietica, queste essendo TA si devono differenziare e lo

fanno in:

cellule CFU-L o progenitore linfoide comune che potrà formare i vari tipi di linfociti e alcune

• cellule dendritiche (non è ancora chiaro);

cellule CFU-M o progenitore mieloide comune da cui derivano:

• - eritrociti,

- monociti;

- granulociti;

- megacariociti;

- cellule dendritiche;

I progenitori sono cellule ancora in grado di

differenziare in diverse strutture, i precursori

sono cellule non ancora terminalmente differenziata ma hanno già intrapreso una via proliferativa

che le porterà ad un unico risultato.

Durante l’emopoiesi hanno un ruolo fondamentali le

citochine (simile a un ormone ma funziona a corto

raggio ed è quindi paracrina) che esplicano la loro

funzione nel tessuto emopoietico regolando il

differenziamento in modo ordinato tanto che

nell’organismo il numero di cellule rimane costante.

Un cambio dello stato fisiologico dell’organismo

provoca un cambio di produzione del midollo osseo

che si regola in base alle necessità. Sono divise in:

CSS o colony stimulatin factors e si

• differenziano a loro volta in mielioidi o linfoidi,

granulocitiche o monocitiche o ecc.;

CSF o citochine proinfiammatorie;

Esistono poi degli ormoni che arrivano tramite il

sangue al midollo osseo e stimolano il

differenziamento cellulare, un esempio è

l’eritropoietina che viene prodotta dal rene o la

trombopoietina.

Eritropoiesi

È il processo che porta alla formazione degli

eritrociti, è controllata dall’eritropoietina che viene

prodotta dai reni. Il proeritroblasto è una cellula

nucleata e il suo differenziamento consiste in un

accumulo per stadi di emoglobina. Con l’aumento di

emoglobina il proeritroblasto diventa:

un eritroblasto basofilo per la sintesi proteica;

• un eritroblasto policromato per via dell’emoglobina

• che ha un colore arancione/rosso;

eritroblasto ortocromatico in cui il citplasma è

• quasi esclusivamente emoglobina;

da qui il nucleo viene condensato ed espulso,

• successivamente esce dal tessuto emopoietico ed entra in circolo come reticolocita che ha

ancora un esigua attività metabolica ed infine matura in eritrocita.

L’eritrocita circolano per un certo periodo fino all’emocateresi che avviene nel fegato, nella milza e

nel tessuto emopoietico stesso.

Granulocitopoiesi

È il processo che porta alla formazione dei

granulociti, il processo comincia con il mieloblasto

che differenzia in promielocita che differenzia nei tre

diversi tipi di granulociti. Durante il differenziamento

le cellule acquistano i caretteri che li

contraddistinguono ossia i diversi tipi di granuli.

Monocitopoiesi

Passa attraverso diversi stati: da CFU-M a

monobalsto che differenzia in promonocito e infine in

monocito. Lo stato di monocito dura poco perché

una volta raggiunto il tessuto bersaglio differenziano.

L’osteoclasto deriva dal promonocita e quindi non passa la fase di monocito circolante. Inoltre

alcuni monoblasti differenziano in macrofagi (solo se interagisce con osteoblasto) che risiedono nel

tessuto emopoietico e svolgerà la funzione di difesa e di emocateresi.

Esiste una popolazione cellulare che svolge il ruolo dei

macrofagi anche nel sistema nervoso, questo accade

perché questo sistema non entra in contatto con il sistema

immunitario. Questa popolazione cellulare deriva dal

progenitore mieloide e si chiama microglia. Queste cellule

si formano nella fase fetale e migrano nel SNC dove

prolificano.

In maniere minore si pensa che alcuni macrofagi

perivascolari riescano a passare nel SNC.

Trombopoiesi La trombopoiesi è il

differenziamento che parte dal

progenitore mieloide comune,

passando per il megacarioblasto e

per il megacariocita che darà poi

vita alle piastrine.

Il megacriocito maturo non esce

mai dal midollo ma rilascio

costantemente parte del suo

citoplasma, è una cellula che può

raggiungere 64 volte il numero

aploide di genoma, per raggiungere

questo corredo genetico utilizza la

tecnica della endoreduplicazione.

Linfocitopoiesi

Ci sono due fasi del differenziamento dei linfociti: una nel midollo osseo e una negli organi linfoidi

secondari:

Le cellule natural killer rappresentano un’eccezzione perché dopo essere state prodotte nel

• midollo osseo sono già pronte ad entrare in circolo e sono pienamente funzionanti.

I linfociti B vengono creati nel midollo osseo e migrano poi nei linfonodi, qui se riconoscono

• l’antigene per cui sono programmati entrano nella loro fase finale di differenziamento in

plasmacellula e cellule della memoria;

i linfociti T vengono prodotti nel midollo e vengono istruiti nel timo. Dopo aver lasciato il midollo

• osseo sono in una fase in cui non possono funzionare, si sposta nel timo dove matura e si

differenzia terminalmente e infine si sposta nei linfonodi.

SISTEMA LINFATICO

Sistema linfatico e immunitario sono sinonimi. Questo

sistema è composto dalla linfa che è il filtrato dei liquidi

interstiziali, dai linfociti e dai macrofagi che hanno

fagocitato un organismo estraneo. Questa sostanza si

muove attraverso il nostro organismo grazie a un sistema

di vasi che presentano delle stazioni intermedie chiamati

linfonodi. Eisistono delle anastomosi che permettono il

ritorno della linfa nel circolo sanguigno in modo da

mantenerne la volemia.

Esistono due tipi di organi linfoidi:

primari in cui avviene in differenziamento e l’istruzione

• dei linfociti e sono midollo osseo e timo;

secondari dove avviene l’attivazione dei linfociti e la

• gran parte della risposta immunitaria e questi sono:

- linfonodi;

- milza;

- tonsille;

- le placche di Peyer che sono grossi linfonodi nella parete dellintestino;

- l’appendice;

Gli organi linfatici possono essere classificati in base alla componente di tessuto linfatico che li

compone in:

organi linfatici in cui il tessuto linfatico è il costituente principale:

• - linfonodi

- milza

- timo

organi linfatici in cui il tessuto linfatico è la componente minoritaria:

• - midollo osseo;

- nodi linfatici del canale alimentare o GALT

- tessuto linfatico associato all’apparato respiratorio o BALT;

- tessuto linfatico diffuso delle membrane mucose o MALT

vasi linfatici:

• - capillari linfatici

- vasi linfatici

- dotti linfatici principali;

È importante sapere che tutta la linfa prima di essere trasportata al sangue deve passare per i

linfonodi in modo da vedere se ci sono organismi esterni.

FUNZIONI

Il sistema immunitario si è evoluto per capire se una cellula fa parte dell’organismo e quindi self o

se non ne fa parte ed è quindi non self. Nel momento in cui il sistema immunitario trova un

organismo esterno si attiva per distruggerlo o bloccarlo.

Per riconoscere self da non self il sistema immunitario riconosce determinati marcatori o antigeni.

Possono essere un batterio o un virus o più nello specifico una proteine o una macromolecola che

questi organismi producono. Per riconoscere invece i diversi tipi cellulari del nostro organismo

gioca un ruolo fondamentale il complesso maggiore di istocompatibilità o MHC.

Le proteine MHC sono presenti in numerosissime varianti ed in caso di trapianti il tessuto in

questione deve avere MHC simile al tessuto di destinazione.

Questo processo di riconoscimento non è predeterminato dal nostro genoma ma per la

maggiorparte è un processo che il nostro organismo impara. Per esempio se si trapianta un pezzo

di tessuto fra due vitelli gemelli nella maggiorparte dei casi il tessuto non verrà rigettato, questo

avviene perché nel periodo fetale i due sistemi immunitari sono venuti in contatto e hanno imparato

a conoscersi senza attaccarsi.

RISPOSTA IMMUNITARIA

Nel nostro organismo può avvenire in due modi diversi:

risposta innata è la capacità di alcune delle cellule del nostro organismo di riconoscere il

• patogeno, questa capacità è codificata dal nostro genoma e queste cellule sono in grado di

attacare l’organismo estraneo a prescindere dal fatto che l’abbiano incontrato per la prima volta;

risposta adattativa, è il sistema basato su linfociti B e T. Questo sistema impara a riconoscere

• gli organismo self o non self venendo istruito.

Questi due sistemi possono agire sia in modo parallelo e indipendente ma anche in modo

coordinato perché parte delle risposte del sistema innato comportano l’attivazione di quello

adattativo. Esistono delle cellule che mediano sia l’immunità innata che quella adattativa e queste

cellule sono le Natural Killer T cell e le gamma-delta T cell.

Immunità innata

L’immunità innata è detrminata da diverse strutture e cellule che proteggono il nostro organismo

dagli organismi esterni, queste difese consistono in:

barriere chimico-fisiche che rappresentano il primo blocco agli invasori e sono gli epiteli, il

• muco, il pH fisiologico

sostanze secrete come le proteine del complemento, le difensine prodotte dalle cellule di

• Paneth nelle cripte intestinali, lisozima presente nella saliva;

cellule specializzate come granulociti, mastociti, macrofagi, cellule NK, cellule dendritiche;

Alcune di queste cellule sono in grado di riconoscere l’organismo esterno grazie a recettori PRR

(pattern recognition receptors) che sono presenti nel nostri organismo grazie al processo evolutivo.

Queste molecole recettoriali riconoscono gli antigeni sugli estranei e rispondono tramite:

infiammazione mediata da cellule e dal complemento che richiamano in loco tutte gli effettori

• della risposta immunitaria avvisando nella maggiorparte dei casi le cellule del sistema adattati

fagocitosi da parte di macrofagi, neutrofili e cellule dendritiche;

Il sistema del complemento

Ha tre vie d attivazione, due di queste sono del sistema innato perché riconoscono molecole

tipicamente presente sulla membrana dei patogeni, una è il mannano l’altra sono le superfici dei

patogeni che hanno delle zone riconoscibili. Tutte queste vie portano a dei processi proteolitici a

cascata che confluiscono nella proteolisi del

componente III che una volta attivato si attivano tutte le

risposte a valle del complemento e sono:

formazione di un poro sulla membrana plasmatica di

• chi espone quella proteina, questo poro porta alla

morte cellulare del patogeno;

opsonizzazione in cui le proteine decorano la

• superficie del patogeno rendendola riconoscibile da

un macrofago che procederà alla fagocitosi;

alcuni pezzi di questa cascata sono molecole solubili

• e fungono da molecole chemotattiche che inducono

la migrazione di cellule come i neutrofili nel luogo

dell’infezione;

La via classica prevede che il complemento riconosca una cellula su cui è presente un anticorpo

prodotto da una plasmacellula e quindi che deriva dal sistema immunitario adattativo, questi due

sistemi quindi collaborano strettamente.

Il caso della lectina che è una proteina che induce una delle vie di

attivazione del sistema del complemento. È una proteina che è

presente sulla superficie delle cellule con attività fagocitica come i

macrofagi, se lega il mannosio terminale delle catena glicoproteiche

presenti sulla superficie batterica il macrofago capisce di essere a

contatto con una cellula estranea e fa fagocitosi. Esiste un altro tipo di

lectina che è solubile nei fluidi corporei e quando lega il mannosio

attiva la via del complemento. In entrambi i casi la lectina è codificata

dal nostro genoma e agisce senza

nessun tipo di adatamento.

Esistono dei recettori che invece

inducono la trascrizione, questi sono

presenti su tantissime delle cellule del

nostro organismo. Quando questo recettore si lega all’antigene

stimola la produzione nella cellule di sostanze che inducano

l’infiammazione (citochine infiammtorie) in modo da richiamare in

loco cellule del sistema immunitario per eliminare l’invasore.

Immunità

adattativa

Ci sono due tipi di risposte mediate da due tipi

cellulari:

la risposta umorale che viene mediata dai

linfociti B e dalla loro produzione di aticorpi

che vengono rilasciati nei liquidi corporei;

la risposta cellulare mediata dai linfociti T,

viene definita cellulare perché è lo stesso

linfocita T ad attaccare l’invasore;

Questa risposta è molto specifica ed è basata

sul riconoscimento di un antigene e

sull’istruzione di queste cellule.

RECETTORI DI MEMBRANA

I linfociti B e T riconoscono i patogeni attraverso dei recettori che presentano

sulla loro membrana, i recettori dei linfociti B si chiama BCR. Questo recettore

non è nient’altro che un anticorpo (immunoglobuline), ha il compito di risiedere

sulla membrana di un linfocita B naive, se negli organi linfoidi secondari si lega

ad un patogeno il linfocita B differenzia in plasmacellula e produce un’enorme

quantità di quello specifico anticorpo che viene liberato in circolo (risposta

umorale). Le plasmacellule si calcola che riescano a rilasciare 5000 anticorpi al

secondo per cellula.

Un anticorpo è un dimero di dimeri, ci sono due catene pesanti e due catene

leggere. La struttura ha una forma ad Y tenuta insieme da ponti disolfuro. La

regione terminale è definita variabile ( composta dalla parte variabile della

catena leggera e da quella variabile della catena pesante) ed è quella con funzione di

riconoscimento dell’antigene ed è diversa per ogni nuovo linfocita B. La parte invece che non varia

determina la classe a cui un’immunoglobulina appartiene:

Monomeriche Polimeriche Catena proteica stabilizzante

Le IgA sono esportate nel lume dell’intestino perché le cellule endoteliali dell’intestino sono in

grado di fare transcitosi e di captare queste IgA trasportandole nel lume assicurandone la difesa.

Funzioni

Principalmente agiscono secondo tre tecniche differenti:

la neutralizzazione in cui un anticorpo lega una tossina batterica e ne impedisce la funzione, ha

• come effetto quindi l’intrappolamento dell’antigene e la successiva fagocitosi da parte di un

macrofago o la degranulazione dei mastociti;

la opsonizzazione che consiste nella

• neutralizzazione che consiste nel decorare la

membrana esterna di un batterio che viene bloccato

e segnalato;

fissazione del complemento, un anticorpo

• riconosce una cellula e questo attiva la via del

complemento dipendente da anticorpi.

Variabilità degli anticorpi

Ogni linfocita B neoformato sintetizza una catena variabile sull’anticorpo diversa. Questo è

possibile perché i linfociti B durante la loro maturazione subiscono un processo di ricombinazione

somatica dei loro geni codificanti gli anticorpi. Questo comporta che nel momento in cui il linfocita

B è maturo e lascia il midollo osseo sia in grado di produrre un anticorpo soltanto.

Il gene che codifica per l’anticorpo è simile per tutti i linfociti B ma presenta delle zone variabili, il

processo di scelta di questi segmenti è definito diversificazione combinatoria VDJ nelle catene

leggere:

una zona V presenta 40 possibili segmenti e nella maturazione solo uno verrà scelto;

• il segmento di connessione J presenta variabili;

• una sola variabile per la regione costante della catena leggera;

nella catena pesante:

esiste una regione che può essere composta da 25 segmenti di diversità D;

• la parte costante in realtà sono 5 diverseparti che corrispondono alle classi delle

• immunoglobuline; Il processo consiste quindi:

durante lo sviluppo del linfocita B esso sceglie uno

di questi segmenti grazie a un sistema ricombinante

totalmente casuale;

la variabilità viene aumentata dal fatto che nel

nostro genoma ogni allele ha due geni (uno dalla

madre e uno dal padre) e il linfocita ne sceglie solo

uno sia per la catena pesante che per la catena

leggera;

quando gli enzimi tagliano e riassemblano il DNA la

giunzione è volutamente imprecisa in modo da

aumentare la variabilità, se questo comporta la

perdita di funzionalità del linfocita esso viene

scartato;

dopo che il linfocita B è stato esposto all’antigene

avviene l’ipermutazione somatica che consiste nel

differenziamento in plasmacellula ma prima crea

delle varianti genetiche in modo da aumentare

l’efficacia di quell’anticorpo, il sistema selezionerà la

variante migliore;

il fenomeno dello switch di classe che consiste nel cambiamento della catena pesante una

• volta riconosciuto il patogeno;

Quindi per i linfociti B si parla di teoria delle selezione clonale che ha la incredibile proprietà di

possedere la capacità di combattere un patogeno prima di venirne in contatto, quindi il nostro

corpo potenzialmente è in grado di rispondere a antigeni che non esistono.

La riposta delle cellule B una volta venute in contatto con l’antigene vanno incontro

all’ipermutazione somatica, allo switch di classe e differenziano in plasmacellule che produrranno

immunoglobuline soprattutto di tipo M. Queste plasmacellule permangono solo per qualche giorno

ma i linfociti B differenziano anche in cellule della memoria che permangono nei nostri tessuti

producendo una bassa quantità di anticorpi in modo da rispondere in modo più intenso e rapido nel

caso di una seconda infezione dello stesso antigene.

Nell’esposizione primaria vengono prodotti soprattutto

anticorpi di tipo M e comincia solo in piccola parte la

produzione degli G per modificazione della catena pesante.

Nella risposta secondaria invece la maggiorparte delle

immunoglobuline sono di tipo G (molto più efficienti) e anche

di tipo E (riconosciute da neutrofili e mastociti e ne provocano

la degranulazione).

LINFONODI

I linfonodi sono organi linfoidi secondari in cui i linfociti

esplicano la loro funzione. Ne esistono diverse

centinaia nel nostro corpo, sono distribuiti lungo le

stazioni intermedie dei vasi linfatici e presentano:

un vaso linfatico afferente;

• seni linfatici sottocapsulari che si trovano sotto la

• capsula connettivale;

parte corticale al cui interno si riconoscono delle

• strutture rotondeggianti chiamate follicoli che

contengono linfociti B, se questi ultimi riconoscono

un antigene questa struttura diventerà un centro

germinale;

parte paracorticale che contiene i linfociti T;

• una zona midollare;

• una vaso efferente da cui esce la linfa che tornerà al sistema sanguigno;

I linfociti possono arrivare ai linfonodi sia tramite vasi afferenti linfatici che tramite vene ad alto

endotelio (hanno un endotelio quasi cubico) che portano i linfociti dal torrente circolatorio, se

questi linfociti non riconoscono l’antigene questi risiedono nel linfonodo per un breve periodo

(passano nei seni midollari) e poi ritornano in circolo, se invece riconosco l’antigene rimangono nel

centro germinale e cominciano la risposta immunitaria differenziando in plasmacellula. Questo tipo

di risposta non avviene solo nei linfonodi ma anche nei tessuti linfoidi presenti nel nostro corpo

come quelli presenti nelle mucose.

Il processo che avviene nel momento in cui un linfocita B riconosce l’antigene segue diverse tappe:

il primo passaggio avviene nella zona mantellare dove sono contenuti i linfociti B naive che

• riconoscono l’antigene;

dopo stimolazione antigenica proliferano nella zona densa e dopo alcuni giorni di espansione

• vanno incontro al processo di ipermutazione somatica che porta alla formazione di cellule simili

con lo scopo di trovare l’anticorpo più efficace per quel determinato antigene;

delle cellule dendritiche (cellule accessorie) mediano la migrazione dei linfociti B nella zona

• chiara dove avviene il processo di scelta delle cellule che producono anticorpi ad alta affinità, le

altre cellule andranno incontro ad apoptosi;

le cellule che sono state scelte interagiscono con il linfociti T helper che le aiutano nel processo

• di cambio di classe degli anticorpi;

infine le cellule differenziano in plasmacellule e in cellule B della memoria;

TOLLERANZA

Il nostro organismo produce linfociti B con

un numero enorme di anticorpi, questo

numero è così grande che i linfociti B

prodotti presentano anticorpi che

attaccherebbero le sostanze prodotte dal

nostro organismo. Per questo prima di

essere immessi in circolo questi devono

essere testati ed eliminati nel caso

producano un anticorpo contro l’organismo

stesso. Questo fenomeno è detto

tolleranza centrale ed avviene nell’organo

linfoide primario in diversi modi:

una mutazione volontaria del gene che

• codifica per l’anticorpo, se questa

mutazione produce un anticorpo che non

riconosce più gli antigeni del nostro corpo allora il linfocita B può essere utlile;

se questo non funziona il linfocita viene attivamente ucciso dalle cellule che lo circondano e che

• assistono il processo di tolleranza.

Questo processo avviene anche nel momento in cui un linfocita B ha riconosciuto un antigene

perché nel momento in cui avviene il processo di ipermutazione somatica si potrebbero formare

delle cellule che riconoscono come antigene le cellule self, il processo che impedisce che queste

cellule differenzino in plasmacellule è detto tolleranza periferica e può avvenire:

uccidendo il linfocita B;

• spegnendo l’espressione genica del recettore inattivando in linfocita;

• oppure sopprimere il linfocita B grazie a un linfocita T helper che regola il suo differenziamento in

• plasmacellula;

Perché un linfocita B differenzi in plasmacellula è necessario che un linfocita T helper riconosca lo

stesso antigene. Se non avviene questa interazione il processo differenziativo si blocca.

LINFOCITI T

I linfociti T presentano sulla membrana un recettore per l’antigene differente

dai linfociti B, questo si chiama TCR ed è una struttura con un dominio

transmembrana (non viene secreto) e dei domini transmembrana simili a

quelli delle immunoglobuline che formano un sito di riconoscimento. Questo

tipo di struttura non possono riconoscere gli antigeni liberi per via della sua

bassa affinità per l’antigene libero, perché il riconoscimento avvenga con alta

affinità è necessario che gli antigeni siano presentati su dei complessi

chiamati complessi maggiori di istocompatibilità MHC o HLA, questo

processo è definito riconoscimento dell’antigene MHC-ristretto. Anche

questi nel loro processo differenziativo vanno incontro al processo di

ipermutazione somatica (nel timo) e quindi ogni linfocita T presenta un TCR

diverso dagli altri.

I complessi MHC sono presenti su tutti i tipi cellulari del nostro organismo, perché questo

complesso esponga l’antigene prima l’antigene viene fagocitato e un frammento può essere

esposto da questo complesso sulla membrana. Le nostre cellule tramite l’MHC mostrano

all’esterno ciò che contengono e con cosa sono venute a contatto. Se la proteina è una proteina

self la cellula non verrà riconosciuta come pericolosa e non verrà attaccata ma se invece quella

proteine è non-self il linfocita T attaccherà quella cellula distruggendola.

Anche nel caso una cellula non presenti l’MHC verrà eliminata. L’MHC può essere di due tipi:

MHC di tipo I è espresso da tutte le cellule del nostro corpo, questo è necessario perché nel

• caso venga infettata un citotossico la ucciderà;

MHC di tipo II viene espressa solo da alcune cellule che hanno come compito proprio quello di

• esporre l’antigene. Queste cellule sono le cellule dendritiche, i macrofagi e delle cellule presenti

nel timo che hanno il compito di educare i linfociti T. In questo caso l’antigene è presentato agli

helper in modo che medi il differenziamento in plasmacellula dei linfociti B.

Esistono diversi tipi di linfocita T:

linfocita T citotossico quindi riconosce l’antigene

• e distrugge la cellula infetta, riconoscono meglio

MHC di tipo I;

linfocita T helper che aiutano altre cellule del

• sistema immunitario dopo aver riconosciuto

l’antigene, riconoscono meglio MHC di tipo II;

Questa specificità per un determinato MHC di queste cellule dipende da dei

corecettori (CD4 per gli helper e CD8 per i citotossici) che ricoscono la

parte invariante dei vari tipi di MHC. Solo se sia il recettore per l’antigene e il

corecettore sono legati nel modo corretto avverrà l’azione del linfocita.

Il riconoscimento delle cellule APC (antigen presenting cell) da parte di un

linfocita T non coinvolge solo le molecole MHC e i corecettori ma anche una

serie di molecole e interazioni per cui l’attivazione della cellula T è

estremamente precisa e complessa. Senza questi segnali costimolatori la

cellula T non si attiverà anche se ha riconosciuto un antigene legato ad MHC.

Inoltre un altro processo che avviene nel momento in cui un linfocita T

riconosce una cellula è la formazione di una sinapsi

immunologica che consiste in un’adesione mediata da

proteine fra le due cellule in cui le cellule si scambiano

segnali reciproci per un tempo sufficientemente lungo per

permettere l’attivazione o meno del linfocita.

Meccanismo di attacco

Il meccanismo con cui un linfocita T citotossico attacca una

cellula infetta avviene principalemente in due modi che

coesistono ossia il linfocita li utilizza entrambi:

utilizza delle perforine che assemblano sulla membrana

della cellula da distruggere un poro proteico che permette

l’entrata di proteine prodotte dal linfocita T che attivano

l’apoptosi;

utilizzare delle citochine che inducono

• sempre l’apoptosi ma in un modo

diverso;

L’apoptosi è necessaria perché la

membrana non si rompe ed il contenuto

non viene disperso e quindi l’uccisione

avviene in modo pulito. T helper

Questi linfociti riconoscono l’antigene esposto su

una cellula dendritica o su un macrofago e

diventano cellule effettrici, sono di due classi:

la cellula primaria sostiene l’attività di tutte le

altre cellule del sistema immunitario;

la cellula secondaria invece ha il compito di

aiutare il linfocita B nel suo differenziamento. Il

processo comincia con il linfocita B che si attiva

dopo aver riconosciuto un antigene lo

internalizza e lo degrada, successivamente

espone dei peptidi sulla membrana, lo fa grazie

ad un MHC di classe II in modo che questo

possa essere riconosciuto da un T helper.

Quando avviene l’interazione fra i due linfociti si

forma una sinapsi immunologica e avviene lo

scambio di sostanze che induce l’attivazione e il

differenziamento del linfocita B in plasmacellula.

Cellule che presentano l’antigene APC

Sono cellule che possiedono l’MHC di tipo II e che presentano l’antigene in modo privilegiato

rispetto alle altre cellule e a scambiare i segnali necessari per attivare il linfocita T. Queste cellule

sono macrofagi, cellule dendritiche e linfociti B. Queste cellule una volta attivate migrano al

sistema linfatico ed espongono l’antigene ad un linfocita T helper inducendo la risposta

immunitaria di tipo adattativo.

Posizione nei linfonodi

I linfociti T sono presenti come i B nei linfonodi ma si posizionano in modo differente, si trovano

infatti preferenzialmente nella paracorticale e derivano dalle vene ad alto endotelio. Se

riconoscono l’antigene in base alla loto natura fanno cose diverse:

i T citotossici rientrano nel circolo sanguigno per compiere la loro funzione di attacco;

• i T helper invece rimangono nel linfonodo per espletare la loro funzione di aiuto verso i linfociti B

• per scatenare la risposta umorale;

Anche in questo caso sono presenti delle cellule T della memoria. Ne esistono due sottotipi:

quiescenti che ricircolano dal sangue agli organi linfoidi secondari;

• effettrici che una volta riconosciuto l’antigene che migrano verso i tessuti e rispondono in modo

• rapido;

Selezione delle cellule T nei timo

Il processo comincia con un precursore delle cellule T

che non esprime ancora un recettore che migrano nel

Timo, qui una volta arrivato esprime il gene per TCR e

comincia ad esprimerlo. Il timo è un luogo protetto ed è

necessario che questo processo avvenga qui. La prima

selezione consiste in:

Alcuni di questi linfociti per il processo del taglio

• volutamente impreciso del codice genetico non

produrranno per il recettore e andranno quindi incontro

ad apoptosi.

altri hanno un TCR che non riconosce MHC con dei

• peptidi self, anche questi vanno incontro a morte

cellulare. Questo potrebbe sembrare strano ma il

linfocita T deve riconoscere in modo impreciso l’MHC

self;

altri riconoscono in modo molto forte l’MHC self e

• questi vengono eliminati perché attaccherebbero il

nostro organismo;

solo i linfociti che riconoscono in modo debole l’MHC self vanno avanti nel processo

• differenziativo. Questo è necessario perché un MHC non-self altrimenti non verrebbe

riconosciuto come estraneo e non verrebbe riconosciuto. Questa è la base della tolleranza

immunologica acquisita.

Il timo si trova alla base del collo, è un organo

altamente specializzato volto all’ “educazione” dei

linfociti T. Al suo interno presenta dei lobuli in cui c’è

una zona corticale e una midollare che corrispondono

a diversi stadi di differenziamento dei linfociti. Il

processo consiste in:

L’arrivo dei linfociti T immaturi nella paracorticale, in

questa situazione non esprimono ancora il recettori ne

i corecettori CD4 e CD8.

successivamente avviene il primo processo di

selezionamento dopo aver espresso il TCR, solo le

cellule che sono andate incontro al riarrangiamento

funzionale del recettore;

successivamente cominciano ad esprimere sia CD4

che CD8, sono pronti a cominciare il processo di

selezione;

A questo punto avviene la selezione positiva da

parte delle cellule del timo che testano l’MHC dei

linfociti e vengono lasciati vivi solo quei linfociti che

presentano un recettore che si lega debolmente

all’MHC self;

A questo punto le cellule intraprendono la via dei

citotossici o degli helper in base al corecettore che

decidono di esprimere;

successivamente migrano nella midollare e lo

possono fare solo se hanno compiuto e superato tutti i

processi differenziativi precedenti;

a questo punto comincia la selezione negativa che consiste nell’eliminazione delle cellule che

• riconoscono il peptide self. Quindi il processo porta alla formazione di un linfocita con un

recettore in grado di riconoscere debolmente l’MHC self ma che non riconoscono assolutamente

i peptidi self.

In generale le cellule che inducono queste selezioni sono a carico di cellule del timo che prendono

il nome di cellule epitelioreticolari, sono di tanti tipi differenti. Alla fine di questo processo il

linfocita arriva presso la venula centrale e migra agli organi linfoidi secondari dove agirà.

LINFOCITI T REGOLATORI

Sono linfociti che hanno lo scopo di mantenere la tolleranza immunologica contro antigeni propri

dell’organismo sopprimendo l’attività dei T helper e citotossici.

CELLULE NATURAL KILLER

Le cellule natural killer sono dei linfociti che originano dal midollo osseo del tutto particolari, infatti

non esprimono ne un recettore BCR né uno TCR. Hanno una funzione citotossica e vengono

attivate tramite meccanismi basati su PPR oppure quando riconoscono una cellula che non

esprime per un MHC-I distruggendola.

TESSUTO MUSCOLARE

Il tessuto muscolare sono tre tessuti diversi che sono responsabili del movimento dei nostri tessuti,

questa capacità è carico delle cellule che compongono questo tessuto e ancora più precisamente

a carico del citoscheletro di queste cellule che presenta una struttura del tutto particolare. I tre

tessuti sono:

tessuto muscolare striato scheletrico;

• tessuto muscolare liscio;

• tessuto muscolare striato cardiaco;

Le cellule sono specializzate nella contrazione, sono cellule in grado di cambiare le loro dimensioni

e grazie alle giunzioni che le ancorano agli altri tessuti ne determinano il movimento. Le dimensioni

di queste cellule variano molto, le cellule cardiache e del muscolo liscio sono piccole (solitamente

mononucleate o binucleate. Nel caso del tessuto muscolare scheletrico invece le cellule sono di

grandi dimensioni e sono dei sincizi (unione di più cellule). Queste cellula hanno origine

mesodermica. Le cellule mioepiteliali invece hanno funzione simile alle cellule del tessuto

muscolare ma hanno origine simile agli epiteli e si trovano solitamente associate alle ghiandole

esocrine in particolare all’adenomero.

TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO

Le fibre muscolari scheletriche è l’unità che compone il

muscolo e non è necessariamente una cellula ma può

essere un’unione di cellule che deriva dai precursori della

fibra stessa che si chiamano mioblasti che sono cellule

mononucleate non contrattili in grado di proliferare che ad un

certo punto della loro vita differenziano formando delle file e

unendosi in miotubi. Infine i miotubi differenziano

terminalmente in una fibra muscolare (miocita) con un

unico plasmalemma che contiene numerosi nuclei. Questa

fibra non è in grado di

proliferare, per questo

sono presenti delle cellule

satelliti che si trovano sulla superficie delle fibre e

rappresentano una riserva di cellule indifferenziate. Le cellule

satellite sono normalmente quiescenti finché non avviene un

trauma che porta alla rottura di alcune cellule che necessitano di

essere sostituite e quindi alla riattivazione di queste cellule che

amplificano, diventano mioblasti che differenziano fino

a formare la nuova fibra. Una delle caratteristiche

delle fibre neoformate è la presenza dei nuclei in

posizione centrale (solitamente sono alle estremità).

Il tessuto muscolare scheletrico è un tessuto

modulare perché è formato da numerose

sottostrutture che si organizzano in fasci disposti

verso l’asse principale del muscolo e queste strutture

sono: •fibrille:

sono gli

elementi

citoplasmatici che conferiscono le proprietà contrattili

alle cellule muscolari;

•fibre: sono le cellule muscolari scheletriche o meglio

i sincizi;

•fascicoli: l’unione di diverse fibre tenute insieme da

tessuto connettivo (a cui sono legate con delle

giunzioni specifiche del tessuto muscolare);

•fasci muscolari: che sono un insieme di fascicoli;

•muscoli;

I tessuti connettivi che tengono unite le strutture

precedenti sono catalogati in:

•endomisio che circonda le singole fibre muscolari;

•perimisio che circonda un fascicolo di fibre;

•epimisio che circonda il muscolo;

La matrice cellulare nel muscolo è relativamente poca

ma ha comunque uno scopo fondamentale sia per

quanto riguarda l’integrità strutturale che per quando

riguardo il suo

ruolo trofico.

MIOFIBRILLE

Ogni fibra muscolare contiene un gran numero di fibrille

disposte parallelamente fra loro nella direzione di

contrazione del muscolo. All’interno delle fibre si possono

notare delle bande scura A (anisotrope) e delle bande

chiare I (isotrope) il cui colore dipende non tanto dal

colorante (a meno che non si usi ematossilina ferrica) ma

dalla rifrangenza della luce. All’interno di una singola fibra

le fibrille sono allineate ossia sono in registro grazie a

una stria sottile chiamata linea Z.

Le miofibrille tramite i complessi di adesione cellula cellula

queste sono in registro anche fra cellule adiacenti.

L’unita funzionale contrattile di una fibrilla è detta

sarcomero ed è compreso fra due strie Z (tiene in

posizione i filamenti di actina sottili e quindi banda chiara).

Al suo centro è presenta la banda scura (al cui centro c’è

la linea M che tiene in posizione le molecole di miosina

che sono spesse e quindi formano la banda scura) mentre

alle sue estremità contiene metà banda chiara.

Guardando la struttura al microscopico ellettronico si

possono distinguere quindi diverse zone:

un disco Z a cui sono ancorati i

• filamenti di actina;

i filamenti di actina che formano la

• zona chiara e arrivano fino ad un certo

punto della zona scura perché si

sovrappongono in parte a quelli di

miosina;

una zona di sovrapposizione fra i

• filamenti di actina e le teste della

miosina;

una zona centrale formata solamente

• dai filamenti di miosina ancorati alla

linea M. Questa zona prende il nome di

zona H.

Nel momento della contrazione la banda scura rimane in posizione, quello che si muove sono i

filamenti di actina (rivestita da altre proteine).

Se si guarda una fibra tagliata trasversalmente in base a dove viene fatta la sezione si osservano

strutture differenti:

A livello della linea Z si osservano solamente filamenti di actina e una struttura reticolare che li

• tiene uniti;

a livello della banda I si vedono i filamenti sottili e filanenti di titina;

• nella zona di sovrapposizione si osservano sia i filamenti sottili che quelli spessi. Questi ultimi si

• dispongono con una struttura a triangolo mentre quelli sottili in una struttura esagonale attorno a

quelli spessi. Ogni filamento spesso quindi contatterà 6 filamenti sottili;

a livello della banda H ci sono solo i filamenti spessi;

• a livello della linea M invece si troverà oltre ai filamenti spessi anche una rete proteica che li

• connette e li ancora;

Filamento spesso

È composto da numerosi monomeri di miosina a formare questo lungo filamento che ha una

struttura allungata con delle teste che sporgono. Questa proteina ha la capacità di muovere le

teste e ciò che è legato ad esse di conseguenza. Esiste una distanza fissa fra le teste e anche una

lunghezza fissa di questi filamenti, questo comporta un’elevatissima efficienza della contrazione

muscolare che non avverrebbe senza queste misure così precise.

Sono formati da miosina di tipo II (classica del muscolo

scheletric) ed è strutturata:

2 catene pesanti;

• 2 catene leggere;

• regione N terminale con la testa;

• regione del collo in grado di piegarsi per permettere il

• movimento della testa;

la coda è una struttura bastoncellare coiled coil di due

• alfa eliche;

Il filamento spesso ha una parte centrale e due estremità con le teste quindi nel momento della

contrazione tira verso se le due strie Z.

Filamento sottile

È composto da actina (micorfilamento) ed è

decorato esternamente da proteine che ne

regolano la funzione che sono la tropomiosina

e il complesso della troponina. Queste

proteine regolano il legame fra le teste delle

miosina e dell’actina, perché il movimento

muscolare avvenga le teste di miosina devono

legare l’actina e ci deve essere energia

sufficiente a catalizzare il movimento di queste.

A riposo queste proteine mascherano i legami per la miosina:

la tropomiosina è un dimero di forma filamentosa che copre 7 monomeri di actina;

• la troponina è un complesso (composta da tre proteine: I,C e T) proteico globulare. La proteina C

• (regolatoria) lega gli ioni Ca, la subunità I o inibitoria che lega l’actina e la subunità T, la subunità

T si lega alla tropomiosina.

Se la subunità C lega gli ioni calcio modifica la struttura spostando trponina e tropomiosina

permettendo il legame delle teste di miosina e quindi la contrazione muscolare.

Sono necessarie altre proteine per garantire che il sarcomero possa svolgere correttamente la sua

funzione:

filamenti sottili: L’actina polimerizza e depolimerizza costantemente e quindi è necessario che

• venga stabilizzata, per questo esistono delle proteine incappuccianti come Cap Z all’estremità +

quindi a livello del disco Z mentre la tropomodulina incappuccia all’estremità - verso il centro

del sarcomero. Un’altra proteina stabilizzante è l’alfa-actinina che decora il filamento. Si pensa

che Cap Z tenga uniti tutti i filamenti di actina.

Una fibra muscolare è composta da migliaia di scarcomeri, ogni sarcomero si contrae di pochi

micron ma che sommati permettono la contrazione del muscolo. Inoltre il sarcomero ha un solo

verso di contrazione che è quello della direzione dei filamenti e quindi le cellule del tessuto

muscolare scheletrico saranno in grado di contrarsi solo in quella direzione.

Nel momento della contrazione i due filamenti non cambiano mai di lunghezza ma scorrono l’uno

rispetto all’altro. Nel momento in cui avviene la contrazione si può notare che la zona H scompare

perché i filamenti di actina scorrono fino alla linea M e la zona I diventa minima. Questo

scorrimento ha ovviamente un limite ed è la lunghezza dei filamenti sottili.

Proteine accessorie

Esistono delle proteine accessorie che hanno il

compito di organizzare e di mantenere in

posizione i diversi filamenti. Queste proteine sono

principalmente due e sono titina e nebulina. La

nebulina dà la lunghezza ai microfilamenti, si

ancora al disco Z e determina la lunghezza dei

filamenti di actina. La titina è una specie di molla

molecolare che si ancora ai filamenti spessi e alle strie Z e permette di tenere i filamenti spessi al

centro, possiede una regione in grado di piegarsi per cui durante la contrazione tiene la miosina al

centro.

Nella linea M esistono delle proteine di connessione fra i filamenti spessi, una di queste è la

proteina M, oppure la miomesina che lega la titina tenendo in posizione la miosina. La

creatinofosfochinasi è un’enzima che ha lo scopo di produrre velocemente ATP a partire da

creatina.

Struttura del miocita

Il miocita è rivestito da una membrana plasmatica che viene

definita sarcolemma, al suo interno granparte del

citoplasma è occupato dalle strutture contrattili ossia dalle

miofibrille, queste non sono libere ma non ancorate al

sarcolemma e alla matrice cellulare. Le strutture che

tengono ancorate il sarcolemma agli elementi contrattili

prendono il

nome di

costameri e

normalmente si trovano in corrispondenza dei dischi

Z. Tutti gli elementi citoscheletrici che hanno

funzione non contrattile ma di supporto e ancoraggio

della struttura contrattile viene definito citoscheletro

non fibrillare ed è composto da:

•filamenti di actina citoplasmatica;

•filamenti intermedi, in particolare la desmina di cui i

filamenti tendono ad avvolgere ogni miofibrilla e si

connettono ai microfilamenti tramite le plectina;

•costameri;

Costamero

Il costamero è una giunzione cellula-substrato specializzata, si trovano

integrine (alfa 7- beta1) ma soprattutto le glicoproteine associate alla

distrofina (DAG o DPG) sono un complesso alternativo all’integrina e agli

emidesmosomi per connettersi alle proteine della MEC e si trovano

esclusivamente nelle cellule muscolari. I costituenti

di questi complessi sono la laminina, distroglicano,

i complessi del sarcoglicano che formano il

recettore e internamente la distrofina che ha come

ruolo la connessione fra il sarcoglicano e il

filamento di actina formando la placca interna del

complesso giunzionale.

Questo complesso di adesione è fondamentale sia

per il funzionamento della fibra e al suo

benessere, tutte le distrofie muscolari conosciute sono provocate da

una mutazione di geni che codificano per una di queste proteine. Un

esempio è la distrofia di Duchenne che è dovuta alla mutazione

della distrofina.

Nelle cellule muscolari il citoplasma non contiene solamente gli elementi contrattili e ciò che li

regola e sostiene. Al suo interno si trovano i diversi nuclei (sincizio), numerosissimi mitcondri vista

l’enorme richiesta energetica del muscolo, un Golgi estremamente sviluppato, un reticolo

endoplasmatico molto sviluppato che prende il nome di reticolo sarcoplasmatico e delle

mioglobine che hanno il compito di fungere da riserva di

ossigeno vista l’elevata richiesta di un muscolo sotto

stress.

Reticolo sarcoplasmatico

Il reticolo endoplasmatico liscio della cellula muscolare

svolge un ruolo fondamentale nel miocita, esso è la sede

dell’immagazzinamento del calcio fondamentale per la

contrazione muscolare. Visto che il muscolo deve

contrarsi rapidamente il calcio deve essere depositato in

grandi quantità e mobilitato con una grande velocità. Il

reticolo sarcoplasmatico per cui prende

un’organizzazione particolare, ogni fascio di miofibrille è

circondato da cisterne che formano un reticolo che è in

registro con gli elementi contrattili:

il tubulo a T è un’invaginazione del sarcolemma, il lume

• di questo tubulo è in comunicazione con l’esterno della

cellula. I tubuli T si trovano in corrispondenza del

confine fra la banda A e la banda I. Per ogni sarcomero

troveremo quindi due tubuli a T.

ad entrambi i lati del tubulo a T si formano le cisterne

• terminali che sono le cisterne terminali del REL

insieme al tubulo a T formano la triade; Lo stimolo nervoso di contrazione

arriva da un neurone che eccita il

sarcolemma, perché tutti gli

elementi vengano stimolati allo

stesso momento l’eccitazione

viene trasmessa attraverso il

tubulo a T che non è nient’altro

che il sarcolemma invaginato. La

stimolazione induce la liberazione

degli ioni Ca che escono dalle

cisterne che sono appositamente

vicine al tubulo a T.

Contrazione

La contrazione del muscolo

scheletrica è una contrazione

volontaria ed è sotto stretto

controllo del SNC, per cui dai corpi

cellulari dei neuroni nel SNC partono gli assoni che innervano i fasci muscolari e ne inducono la

contrazione attraverso le giunzioni neuromuscolari.

La sinapsi fra terminale assonica e cellula muscolare si chiama placca motrice o giunzione

neuromuscolare ed è formata da:

un bottone sinaptico circondato da lamina basale delle cellule di Scwann fusa alla lamina basale

• delle cellule muscolari per cui il bottono sinaptico è immerso nella lamina basale e a questo

livello abbiamo la fessura sinaptica;

la sinapsi è basata su un neurotrasmettitore particolare che si chiama acetilcolina;

Il processo si divide in:

l’impulso nervoso si trasmette attraverso l’assone

• raggiungendo la sinapsi neuromuscolare;

Si aprono dei canali voltaggio dipendenti che fanno

• entrare gli ioni Ca dagli spazi extracellulari al citoplasma

del bottone sinaptico;

la concentrazione di ioni Ca stimola l’esocitosi

• controllata di acetilcolina;

il neurotrasmettitore lega i canali per il sodio ligando

• dipendenti;

l’apertura di questo canale provoca una

• depolarizzazione del sarcolemma;

questa depolarizzazione che inizialmente è localizzata

• in un solo punto si propaga lungo il sarcolemma grazie a canali del sodio voltaggio dipendenti

presenti sulla membrana plasmatica e anche nei tubuli a T;

nei tubuli a T esistono delle proteine chiamate DHPR che sono canali per il calcio voltaggio

• dipendenti, il cambiamento di conformazione

di questo canale induce l’apertura di un

altro canale per il calcio chiamato recettore

per la rianodina che è il canale

responsabile del rilascio del Ca dal reticolo

sarcoplasmatico al citoplasma. Questi due

recettori sono fisicamente accoppiati,

questo è importante perché nel momento in

cui arriva la stimolazione il DHPR cambia

stericamente e ha una trasmissione

meccanica dello stimolo; la parte

fondamentale è che il DHPR non ha quindi

la funzione principale di far entrare il calcio

ma quello di attivare il recettpre per la

rianodina da cui arriva la maggiorparte del

Ca;

Meccanismo di azione del Calcio

Lo ione calcio si lega alla subunità C della troponina (formata da tre

subunità: I, C, T), quando il calcio non è legato la tropomiosina maschera

i siti di legame dell’actina alle teste della miosina e quindi la contrazione

non può avvenire. Quando il calcio si lega alla subunità C induce un

cambiamento conformazionale della troponina C, questo sposta la

subunità I soprattutto lasciando liberi i siti di legame dell’actina.

Il ciclo di contrazione consiste:

•l’actina presenta la troponina che maschera i siti di legame e quindi la

miosina già legata all’ATP anche se è pronta non può legarsi;

•arriva lo ione calcio che legandosi alla subunità C della troponina induce

un cambiamento conformazionale che libera i siti sull’actina;

•le teste di miosina idrolizzano l’ATP muovendosi (5nm), ADP+P

i

rimangono legati;

•Le teste si legano al filamento di actina e viene liberato P e questo

i

provoca il colpo di forza che sposta il micorfilamento;

•Si libera anche l’ATP e la miosina si lega fortemente al filamento di

actina, è necessaria nuova ATP per liberare il filamento di actina dalle

teste della miosina per permettere un nuovo ciclo;

Lo stato di rigor mortis dipende dal fatto che il corpo manca di ATP e

quindi la miosina non può più staccarsi dai filamenti di actina.

Reset del sistema

Gran parte del reset del sistema è a carico di un ATPasi per il calcio

presente sulla membrana del reticolo sarcoplasmatico. Gran parte del

consumo di ATP del muscolo non è dovuto alle teste di miosina ma da

queste calcio ATPasi.

Unità motoria

L’unità motoria è l’unione del neurone motorio e delle fibre da lui

innverate. Ci sono unità motorie di diverse dimensioni, esistono casi in

cui un neurone comanda una sola fibra o altri in cui cui un neurone ne

controlla centinaia. Questo controllo va ad influire la precisione della

contrazione, se si controllano poche fibre alla volta il controllo sarà

maggiore (muscoli della mano) mentre controllando centinaia di fibre alla

volta il controllo sarà minore (muscoli della gamba).

La forza della contrazione dipende dal numero di legami fra l’actina e la miosina quindi la

concentrazione di calcio è fondamentale. La velocità della contrazione invece dipende dal tipo di

fibra e a parità di tipo di fibra dipende dalla velocità di liberazione del calcio.

Esistono quindi diversi tipi di fibre:

fibre di tipo I rosse, hanno un diametro più piccolo, contengono molti mitocondri e molta

• mioglobina, sono un pò più lente nella contrazione ma sono più resistenti all’affaticamento;

fibre di tipo II bianche, sono prevalentemente glicolitiche e sono responsabili delle contrazioni

• rapide;

fibre intermedie;

• TESSUTO MUSCOLARE CARDIACO

Il muscolo cardiaco è il secondo tipo di muscolo striato quindi

per alcuni aspetti è molto simile al tessuto muscolare scheletrico

anche se in modi dettagli è diverso. Questo tessuto si trova a

livello del cuore, forma gran parte della parete cardiaca, più

precisamente forma il miocardio e parte delle vene polmonari.

Questo organo funziona come una pompa che spinge il cuore in

tutto l’organismo e per farlo necessita di contrarsi.

Le cellule che compongono questo tessuto sono definiti

cardiomiociti e non sono dei sincizi e questa è la prima grande

differenza con il muscolo scheletrico.

Nonostante sia un muscolo striato la contrazione è involontaria

e spontanea (il cardiomiocita batte anche se in vitro) e quindi

possiamo regolare la frequenza e la coordinazione ma non la

contrazione stessa. Ha origine mesodermica e la presenza di cellule staminali nella vita adulta è

molto dibattuta e di certo si sa che non è possibile una rigenerazione di cardiomiociti.

All’interno delle camere cardiache è presente un endotelio che le riveste, è presente anche un

tessuto connettivo e questi due tessuti insieme formano l’endocardio. Gran parte della parete è

formata da cardiomiociti che formano il miocardio. Fra i cardiomiociti è presenta un connettivo di

tipo lasso e numerosi vasi fondamentali per l’irrorazione cardiaca visto che il cuore soffre

tantissimo l’ipossia.

All’esterno è presente un altro connettivo

e un mesotelio che crea l’epicardio e che

separa il cuore all’interno della camera

in cui sta e gli permette di funzionare

slegato dai tessuti che lo circondano.

Il cuore è irrorato da un circolo

sanguigno specializzato definito circolo

coronarico, l’occlusione delle coronarie

è una delle cause di ischemia cardiaca e

conseguente infarto.

Cardiomiociti

Contengono numerosi elementi contrattili che ne

permettono la contrazione ma sono mononucleate, il

nucleo è in posizione centrale e la cellula è tozza. Alle

estremità presentano dei corti prolungamenti con cui si

connettono agli altri cardiomiociti formando una rete fitta.

Anche queste cellule formano una lamina basale.

I microfilamenti non formano miofibrille vere e proprie ma

si organizzano in fasci più disorganizzati.

Queste cellule tipicamente non proliferano (per via

dell’organizzazione dei fasci che impedirebbe la mitosi)

ma rispondono con l’ipertrofia, questo però ha un limite

perché un cardiomiocita eccessivamente grande non riesce più a contrarsi. Questa contrazione

avviene grazie ai fasci che sono allineati e si contraggono in un unica direzione (il cardiomiocita è

polarizzato).

I cardiomiociti si connettono fra loro e questi collegamenti devono essere molto robusti per

resistere alla continua contrazione. Queste giunzioni si chiamano dischi intercalari, li troviamo

alle estremità dell’asse cellulare ed è possibile che un cardiomiocita ne formi fino a 4 grazie a delle

biforcazioni nella zona terminale. Al momento della contrazione avviene un avvicinamento dei

dischi intercalare. Nel resto della superficie sono presenti giunzioni cellula-cellula ma sono poche,

fra le cellule c’è un connettivo (apparentabile all’endomisio, esistono delle malattie dovute alla

fibrosi di questo connettivo) e un gran numero di capillari.

Dischi intercalari

Vengono chiamati anche strie scalariformi, si trovano diversi tipi di giunzioni in base alla zona del

disco:

nella zona trasversa si trovano principalmente fasce aderenti e desmosomi;

• nel dominio laterale si trovano principalmente giunzioni di tipo comunicante e sono

• fondamentali per il collegamento elettrico dei vari cardiomiociti formando una sinapsi elettrica;

La presenza di questi dischi ha la

funzione di ancorare gli elementi

citoscheletrici dei vari cardiomiociti,

la presenza di queste giunzioni e di

quelle GAP fanno si che possiamo

considerare il tessuto muscolare

cardiaco come un sincizio

funzionale.

Reticolo sarcoplasmatico

Deve essere presente perché anche in questo caso la contrazione avviene grazie alla liberazione

di ioni calcio, in questo tessuto è meno organizzato. Le cisterne terminali non sono continue come

nel caso del tessuto scheletrico e quindi si creano delle diadi e non delle triadi, quindi il tubulo a T

presenta solo una cisterna in uno dei suoi lati. I tubuli a T hanno un diametro maggiore e sono

allineati con la stria Z garantendo ad ogni sarcomero un solo tubulo (nel caso dello scheletrico si

trovava fra la fascia A e quella I e quindi ogni sarcomero presentava due tubuli).

Contrazione

Il meccanismo di base è identico a quello del muscolo

scheletrico ma a monte il meccanismo:

è diverso il modo in cui viene evocata la depolarizzazione

• della membrana;

è diversa il modo in cui la depolarizzazione stimola la

• liberazione del calcio;

Il cardiomiocita batte naturalmente, il battito di tutte queste

cellule però deve essere sincronizzato e questo è a carico di

cardiomiociti specializzati che si chiamano pacemaker che formano il sistema di conduzione del

cuore. Queste cellule iniziano una depolarizzazione ritmica della membrana che viene trasmessa

ai cardiomiociti vicini creando una contrazione sincronizzata.

Il rilascio del calcio è differente perché nonostante nella diade siano comunque presenti il DHPR

sulla membrana del tubulo a T e il recettore per la rianodina sulla membrana del reticolo

sarcoplasmatico questi non sono in contatto diretto e quindi il cambiamento conformazionale del

primo all’arrivo della depolarizzazione non induce un cambiamento del secondo in modo rapido. Il

processo consiste nell’entrata del Ca nel citosol dal tubulo a T attraverso il DHPR, questo Ca attiva

il recettore della rianodina che si apre e permette la fuoriuscita di grandi quantità di Ca che erano

stipate nel reticolo sarcoplasmatico.

Questo fenomeno provoca un piccolo

ritardo nella contrazione del muscolo

cardiaco. Questo processo si chiama CICR

(calcium induced calcium released).

Sistema di condizione del cuore

Non è un sistema nervosa ma è composto

da cardiomiociti specializzati. È formato da

diverse strutture:

il nodo seno-atriale che si trova all’apice

• del cuore, qui si trovano i pacemaker che

dettano la frequenza del battito cardiaco;

il nodo atrio-ventricolare che contiene

• altri cardiomiociti specializzati che hanno

ricevuto la depolarizzazione dai miociti

pacemaker. Qui avviene un ritardo

volontario della contrazione che ha la

funzione di lasciar contrarre gli atri prima di contrarre i ventricoli.

il segnale passa al fascio atrio-ventricolare o fascio di His che conduce il segnale verso

• l’apice del ventricolo;

tramite le fibre di Purkinje questo segnale viene distruibuito uniformemente ad entrambi i

• ventricoli.

Esiste un’innervazione del cuore da parte del SNA che ha la funzione di regolare il ritmo cardiaco.

Questo sistema funziona bene se atri e ventricoli sono separati e questo è carico di connettivi.

Ci sono diverse cellule che formano questo sistema:

cellule chiare o cellule P;

• celllule di transizione;

• cellule o fibre del Purkinje;

Funzione endocrina

Alcuni cardiomiociti hanno anche una funzione endocrina, più precisamente regolano la volemia

sanguigna. Tipicamente sono i cardiomiociti dell’atrio, nel caso di ipervolemia e quindi di maggiore

pressione queste cellule rilasciano il peptide natriuretico atriale che causa vasodilatazione e

abbassamento della pressione.

TESSUTO MUSCOLARE LISCIO

Il tessuto muscolare liscio e le stesse cellule che lo

compongono non presentano straiature, è presente

comunque un sistema citoscheletrico contrattile ma

questo si contrae in tutte le direzioni. Visto che le

cellule muscolari liscie sono di forma fusiforme e

allungata ci sarà un asse preferenziale di contrazione,

questa particolarità è necessaria per la funzione che

compie il muscolo liscio nel nostro organismo.

Questo tessuto è responsabile del movimento

involontario di strutture (organi dell’apparato digerente, vie respiratorie, ghiandole, vie genitali e

urinarie) che necessitano di una

contrazione lenta e prolungata.

Se sezioniamo trasversalmente si

osservano delle sezioni molto grandi e

con lumi molto diversi (per via della

forma fusiforme) con il nucleo in

posizione circa centrale, può capitare

che ci siano due nuclei nella stessa

cellula (sincizio reale). Se si seziona

longitudinalmente si osservano invece

dei fasci lineari.

Esistono diversi tipi di muscolatura liscia:

muscolo liscio unitario, le cellule in questo tessuto sono strettamente

• adese grazie a giunzioni GAP per cui quando si ha una sinapsi lo stimolo di

contrazione si propaga rapidamente e quindi l’intera struttura si contrae,

questo tipo di muscolatura è tipica del muscolo dello stomaco;

muscolo liscio multiunitario, le cellule in queste tessuto sono separate e

• singolarmente innervate, questo è il caso del muscolo erettore del pelo o

dell’iride dell’occhio.

Una differenza fra tessuto muscolare liscio e scheletrico sta nel modo in cui le

fibre muscolari sono innervate. Nel muscolo liscio non si ha un unico bottone

sinaptico terminale ma si ha un assone che può innervare tantissime cellule

lungo il suo passaggio.

Le cellule muscolari lisce mantengono la capacità di proliferare ed è quindi in

grado di cambiare forma in base alle necessità fisiologiche. In caso di sforzo si

può avere quindi la classica ipertrofia dovuta all’aumento delle dimensioni

cellulari ma anche iperplasia quando l’aumento di dimensioni è dovuto

all’aumento di cellule.

Segnali

La contrazione è controllata da vari tipi di impulsi:

meccanici che stimolano direttamente la cellula

• muscolare liscia;

elettrici che derivano dal sistema nervoso attraverso

• delle sinapsi e la struttura particolare di questa

sinapsi prende il nome di bouton en passant, è

controllato sia dal sistema simpatico che da quello

parasimpatico spesso con effetti opposti;

chimici in riposta ad ormoni come l’ossitocina o la vasopressina e sostanze vasoattive (ossido

• nitrico, endoteline).

Lo stesso segnale può agire da rilassante in alcuni distretti e eccitante in altri.

Cellule del muscolo liscio

Sono cellule allungate con un asse preferenziale, si

dispongono in fasci, lamine e tonache. Non esiste un asse

preferenziale di contrazione perché gli elementi

citoscheletrici contrattili non sono disposti in una direzione

unica. Nel momento in cui avviene la contrazione la cellula

diminuisce le sue dimensioni in tutte le direzioni. Questo è

possibile perché le fibre contrattili formando una rete

all’interno della cellula e queste fibre nei loro punti di unione

presentano dei nodi che sono detti corpi densi e

corrispondono al punto di ancoraggio dei filamenti contrattili.

I corpi densi hanno un funzioni simile a quelle

delle strie Z, a loro si ancora anche il resto del

citoscheletro non contrattile. In particolare si

connette la desmina (fil. intermedi). Si

possono trovare sia liberi nel citoplasma sia

alla membrana plasmatica grazie a specifiche

proteine. Questo comporta che anche la

membrana venga spostata nel momento della

contrazione.

L’unita contrattile è formata da due filamenti

sottili di actina che sono agganciati a due corpi

densi che vengono

contattati dalla miosina.

Questa miosina è differente dalla miosina

presente negli altri due tipi cellulari. È

formata da due catene pesanti e quattro

leggere, presenta anch’essa una polarità

ma non ha la zona centrale senza teste

(non c’è stria M) ma esse sporgono da

entrambi i lati e tirano in direzioni opposte.

Queste miosine contattato solo due filamenti sottili e nella

contrazione avvicinano due corpi densi e l’avvicinamento continua

finché esiste filamento sottile su cui scorrere.

Non tutti i filamenti di actina devono essere connessi ai corpi

densi perché avvenga la contrazione perché tramite ponti di

miosina legati ad altri di actina ancorata ai corpi densi si forma

una rete di filamenti contrattile. Questo sistema ha una capacità di

contrazione che non ha limiti fisici. La contrazione sarà

ovviamente meno forte e più lenta.

Contrazione

Il segnale necessario alla contrazione è anche in questo caso lo ione calcio quindi anche qui è

presente un reticolo endoplasmatico liscio molto sviluppato. Questo calcio può essere rilasciato in

seguito a molteplici vie di trasduzione del segnale:

segnale derivante da un ormone;

• variazione della concentrazione di Ca dovuta

• all’apertura di specifice pompe che lo fanno

entrare dallo spazio extracellulare;

tramite una cascata di reazioni intracellulari

• mediata da una chinasi (MLCK)

un classico impulso nervoso;

Nel muscolo liscio a differenza del muscolo striato la

miosina deve essere attivata. Il calcio viene legato da

una proteina specifica chiamata calmodulina che si

attiva e a sua volta attiva una chinasi chiamata MLCK

(miosine light chain kinase) che fosforila la catena

leggera della miosina attivandola. A questo punto è

pronta a fare il suo lavoro perché non è presente la

troponina e quindi la tropomiosina non ha scopo

inibitorio, ne deriva che i siti dell’actina sono liberi per

l’attacco della miosina attivata.

Esiste una proteina chiamata caldesmon che è

un’altra proteina sensibile al Ca che ha funzionamento

simile alla troponina ma non si può parlare di

mascheramento dei siti dell’actina nel caso del

muscolo liscio.

Per spegnere questo processo è necessario che cessi

lo stimolo quindi nel caso di un impulso nervoso lo

spegnimento è veloce mentre nel caso di un ormone è

necessario che questo venga eliminato e quindi il

processo diventa più lungo.

I entrambi i casi comunque la concentrazione del Ca

scende perché è presenta un ATPasi che riporta il Ca

all’interno del reticolo sarcoplasmatico ma la

contrazione può ancora avvenire perché la miosina

resta fosforilata. Per speganere il segnale è necessario far lavorare la fosfatasi della miosina

MLCP (miosine light chain phosfatase) che rimuove il fosfato dalla catena leggere facendo

tornare la miosina nel suo stato inattivo.

Sia la fosfatasi che la chinasi agiscono sempre solo che la chinasi è molto più lenta quindi quando

la chinasi è attivata al netto prevale l’attività chinasica e quindi avviene la contrazione. Nel

momento in cui viene meno il calcio l’attività chinasica cessa e quindi prevale quella fosfatasica.

L’MLCP rallenta il distacco dei ponti e quindi la velocità di contrazione mentre questa avviene

mantenendo la forza isometrica quindi sono possibili sia contrazioni veloci che contrazioni lente

che vengono mantenute per un lunghi periodi.

DIFFERENZE FRA TESSUTO STRIATO E LISCIO

VASI SANGUIGNI

I vasi possono di essere di diverse dimensioni, si passa dai capillari di piccolissimo diametro con

funzione di scambio di sostanze a vasi di così grosso calibro che necessitano di altri vasi che li

irrorano (vaso vasosrum). Si descrivono diversi sistemi:

sistema arterioso che per quanto riguarda il circolo sistemico porta il sangue ossigenato,

• esistono due tipi di arterie:

- arterie elastiche;

- arterie muscolari;

sistema venoso che è il sistema di ritorno del sangue non ossigenato al cuore;

• sistema vascolare linfatico;

Nei vasi, sia vene che arterie, solitamente si descrivono 3 strati:

tonaca intima che è l’equivalente di una mucosa in un epitelio

• di rivestimento. In alcuni casi si possono notare un piccolo

numero di cellule muscolari. È formata:

- dall’endotelio che separa il sangue dal resto della parete;

- dalla lamina basale perché l’endotelio è un epitelio;

- da un connettivo lasso che nei vasi di piccolo calibro è

sottilissimo;

tonaca media che tipicamente, se sono presenti, contiene

• cellule muscolari lisce. In questo strato è possibile trovare

materiale elastico in gran quantità e in caso fibre collagene

formate delle cellule muscolari stesse.

tonaca avventizia delimita l’esterno del vaso ed è formata da

• un connettivo elastico.

Per riconoscere i diversi tipi di vasi quello che cambia è la

dimensione relativa di questi strati e la loro organizzazione. In

particolare la distribuzione del materiale elastico presente in questi

strati. Sono presenti:

capillari di piccolo calibro che possono essere sia venosi che

• arteriosi. Non è semplice riconoscere da che punto un capillare faccia questa transizione ma

solitamente si considera venoso quando è fenestrato.

venule che sono poco più grandi dei capillari;

• vene di calibro maggiore che presentano una tonaca media ben riconoscibile e delle valvole per

• evitare il reflusso del sangue;

arteriole che sono poco più grandi dei capillari ma in cui sono già riconoscibili da uno a quattro

• strati di cellule muscolari liscie;

arterie muscolari in cui è riconoscibile una tonaca media di 10-20 strati di cellule muscolari;

• arterie elastiche che ricevono sangue direttamente dal cuore.

Arterie elastiche o di conduzione

Queste arterie ricevono il sange ad alta pressione direttamente dal cuore e ciò comporta che

abbiano una struttura adatta a resistere. Contengono molto materiale elastico che funziona come

una molla, le pareti si dilatano quando arriva al sangue e nel tornare alla posizione originale

quando si chiudono le valvole spingono il sangue avanti nell’albero arterioso. Il vaso è organizzato:

è presente un endotelio;

• una piccola tonaca intima dove troviamo già alcune cellule

• muscolari liscie;

una tonaca media riconoscibile per la presenza di numerose

• lamelle elastiche che circondano interamente il vaso e sono

concentriche, non sono continue ma hanno delle fenestrature.

Fra le lamelle sono presenti cellule muscolari liscie e MEC.

una tonaca avventizia di cui non si riconosce il confine

• preciso ma è possibile vedere un connettivo con fibre

muscolari poste in strutture disordinate.

Nell’assemblaggio della fibra elastica è necessaria la fibrillina, se avviene una mutazione come nel

caso della sindrome di Marfan si hanno grossi problemi a livello dell’aorta che è un arteria elastica.

L’elastina non regge la pressione e si rompe, il vaso quindi risponde producendo collagene che

manda in fibrosi il vaso che con l’andare del tempo forma l’aneurisma dell’aorta.

Arterie muscolari

Sono le arterie più lontane del cuore, vengono anche chiamate di resistenza perché nell’insieme

se regolo la dimensione di questi vasi oppongo resistenza al passaggio del sangue e quindi regolo

la pressione (gran parte della regolazione avviene regolando la muscolatura di queste arterie).

Queste arterie sono formate da:

una tonaca intima con un endotelio e con

• un sottilissimo strato di connettivo lasso;

un confine chiaro e netto con la tonaca

• media ed è composto dalla lamina

elastica interna che è una lamina

continua ed è uno dei caratteri che

permette di riconoscere le arterie;

la tonaca media composta da cellule

• muscolari lisce, se è presente materiale

elastico è molto poco e organizzato in

fibrille e non in lamine;

è presente una membrana elastica

• esterna che fa da confine con la

avventizia. Questa lamina è presente

solo nelle arterie più grandi;

la tonaca avventizia composta da

• connettivo elastico in cui non si vedono

lame.

Le lamine elastiche sono trasparenti ma hanno la caratteristica di far variare il piano della luce e

questo è uno dei caratteri per riconoscere i vasi.

Vena

Le vene hanno una struttura differente:

è presente una tonaca intima che contiene l’endotelio e un connettivo associato ad esso, ci può

• essere del materiale elastico che non forma però una struttura continua;

una tonaca media in cui possono esserci delle cellule muscolari liscie che però non formano una

• tonaca compatta ma sono frammiste al connettivo e più disordinate;

una tonaca avventizia;

Nelle vene il materiale elastico è concentrato verso il centro e non nella periferia. Nelle arterie

invece è più presente nell’avventizia.

Un’altro aspetto che permette di riconoscere queste due

strutture sono le dimensioni del lume rispetto a quelle della

parete. Tipicamente nelle arterie lo spessore della parete è

simile a quello del lume mentre nelle vene la parete è

decisamente più sottile del lume. Nelle vene inoltre la tonaca

intima è più spessa che nelle arterie.

Le arterie di resistenza vengono chiamate così fino a 4 strati di

muscolatura liscia dopodichè vengono chiamate arteriole. Le

arteriole presentano una struttura chiamata metarteriola prima

del letto capillare che presenta delle cellule muscolari in grado

di formare uno sfintere per bloccare il flusso sanguigno.

TESSUTO NERVOSO

È un tessuto altamente specializzato composto principalmente da cellule

chiamate neuroni che sono collegate fra loro da sinapsi e la funzione di questo

tessuto è quella di trasmettere e immagazzinare informazioni attraverso impulsi

elettrici. Ha quindi la capacità di consentire la comunicazione in modo rapido in

tutti i distretti del nostro corpo. La MEC in questo tessuto è assolutamente

minoritaria mentre la parte cellulare è di estrema importanza e questo sono:

neuroni che hanno il compito di trasmettere l’impulso;

• cellule della neuroglia che hanno funzione di sostegno dei neuroni e senza di

• queste i neuroni non funzionano bene;

Sono numerosissimi i vasi sanguigni, sia nel SNC che nel SNP perché le cellule

nervose hanno un’altissima richiesta di ossigeno e energetica.

Questo tessuto ha una scarsissima attività proliferativa e di rinnovamento,

esistono delle cellule nel SNC che possono dare origine a nuovi neuroni ma

questo sembra essere limitato negli adulti al bulbo olfattivo. Questo perché il

sistema cresce con il nostro corpo e c’è un processi selettivo dei neuroni e delle

connessioni, nel momento in cui un neurone ex-novo dovesse ricreare tutte le connessioni non

sarebbe in grado di farlo.

I neuroni si connettono in circuiti neuronali:

i microcircuiti svolgono funzioni specifiche ad

• esempio l’arco riflesso;

i macrocircuiti sono circuiti composti da più

• microcircuiti;

Sistema nervoso

Dal punto di vista anatomico si divide in due

componenti:

sistema nervoso centrale SNC formato

• dall’encefalo e dal midollo spinale. I corpi

cellulari dei neuroni derivano dal

neuroectoderma;

sistema nervoso periferico SNP che è

• formato dai nervi cranici che originano

dall’encefalo, dai nervi spinali che originano dal

midollo spinale e dai gangli. I neuroni di questo

sistema dalle creste neurali;

Dal punto di vista funzionale si divide in:

afferente ossia la componente che porta le

• informazioni verso il SNC, sono presenti i

neuroni sensitivi che fanno parte del sistema nervoso periferico perché i loro corpi cellulari si

trovano nei gangli sensitivi.

efferente che è una componente che porta l’informazione dal SNC alla periferia e ha il compito

• di indurre per esempio la contrazione di un muscolo. È diviso a sua volta in due sistemi:

- volontario o somatico che controlla la muscolatura scheletrica volontaria;

- autonomo regola per la maggiorparte la muscolatura liscia, ed è diviso a sua volta in pars

simpatica e pars parasimpatica;

Sviluppo del sistema nervoso

Il tubo neurale che deriva a sua volta dall’ectoderma embrionale è la sede della formazione dei

neuroni del SNC, delle cellule della glia (cellule ependimali), gli astrociti e gli oligodendrociti. La

micorglia ha una funzione di sostegno e non ha origine comune con gli altri elementi del sistema

nervoso, essa infatti deriva dal sistema dei monociti durante lo sviluppo (non nella vita adulta).


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DESCRIZIONE APPUNTO

Documento completo per prepararsi alla parte di embriologia dell'esame citologia, ISTOLOGIA e embriologia dei professori Cordenonsi e Dupont del corso MED 3-4 dell'università di Padova, Facoltà di Medicina e Chirurgia. In questo documento sono presenti anche le immagini a cui fare riferimento. Aggiungo che tutto ciò che c'è scritto è esattamente ciò che detto a lezione.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia 1 (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
Università: Padova - Unipd
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher GabrieleMonetti di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Citologia, embriologia e istologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Padova - Unipd o del prof Dupont Sirio.

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