introduzione istologia

ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA

Premesse

Gli esseri umani sono organismi composti da sistemi, che a loro volta sono composti da organi. Essi sono formati da tessuti, che sono composti da cellule, che a loro volta sono composte da molecole e atomi.

• Citologia si occupa delle cellule, studiandone la struttura e la funzione.
• Istologia prevede lo studio dei tessuti, la loro struttura, organizzazione, correlazioni tra organizzazione e funzione.

DINAMICA DEL DIFFERENZIAMENTO CELLULARE

Processo che avviene attraverso step successivi, è graduale. La prima fase è la fase di decisione, o determinazione cellulare, (committed cell) in cui la cellula staminale è costretta al processo di differenziazione, da quel momento in poi continua ad essere una cellula differenziata e può ed è destinato a diventare un unico tipo di cellule di differenziazione, perde quindi la capacità delle cellule staminali di differenziarsi in altri tipi cellulari. Nelle fasi successive, le...

Le cellule iniziano ad acquisire le caratteristiche morfologiche e biochimiche tipiche delle cellule differenziate. Questo processo è determinato dall'espressione genica selettiva delle molecole che fanno parte della cellula che regola il differenziamento cellulare ed è ben regolata.

Regolazione del differenziamento cellulare

Le cellule staminali sono circondate da altri elementi cellulari che rappresentano il segnale di quella cellula e ne inducono la differenziazione. Questi segnali sono proteine in grado di interagire con le cellule staminali, solitamente attraverso altre proteine dette recettori o proteine recettoriali, che si trovano nella membrana plasmatica o all'interno della cellula. Questi segnali includono:

• fattori di crescita che alterano principalmente la proliferazione
• fattori di differenziazione più specifici (TGF, BMP)
• fattori che regolano la migrazione cellulare
• fattori che inducono la morte

cellulareAlcuni di questi segnali possono indurre proliferazione e quindi essere fattori di crescita, o indurredifferenziazione; fonte del destino per una determinata cellula una cellula specifica e una specificacombinazione di fattori che la regolano.È necessario ricordare che uno stesso fattore può indurre diverse risposte cellulari in tipi cellulari diversiQueste molecole regolative possono essere prodotte direttamente all’interno delle cellule che sidifferenziano; dunque alcune molecole hanno un ruolo autodifferenziativo e altre invece che svolgono unruolo di induzione.Ogni cellula è sottoposta alla doppia regolazione: autodifferenziativa e induzione.

InduzioneIndica il processo attraverso il quale undeterminato tessuto agisce su un altro perandare a modificarne il suo destino. Iltessuto che produce la molecola vienechiamato tessuto induttore; il tessuto che èin grado di ricevere quel segnale emodificarlo in una risposta della cellulastessa

È chiamato tessuto ricevente. La capacità di un tessuto di rispondere ad un segnale è definita “competenza”, è basata sulla presenza di recettori specifici per quelle molecole. Questi segnali molecolari alla base dell’induzione possono essere classificati in due ampie categorie:

1. Interazioni paracrine: si fa riferimento a proteine prodotte da una cellula che vanno ad incontrare la membrana di altre cellule, andando ad interagire con un recettore presente sulla membrana. Da questa interazione, attraverso vie di trasduzione del segnale, si avranno modifiche di proteine all’interno della cellula. Avremo come effetto una risposta finale della cellula stessa: la cellula attiverà al suo interno una serie di proteine che porteranno alla morte, al differenziamento o all’espressione specifica di alcuni geni.

cellula adiacente.3. Interazioni cellula-matrice extracellulare, la proteina che va a regolare l'attività cellulare è presente sulla membrana cellulare e lega direttamente la matrice extracellulare. Esempi di interazioni iuxtacrine sono: 1. Recettori dell'EGF (epidermal growth factor): il ligando EGF si lega al recettore sulla membrana cellulare e attiva la cascata di segnalazione che porta alla proliferazione cellulare. 2. Recettori Notch: il ligando Delta si lega al recettore Notch sulla membrana cellulare e regola la differenziazione cellulare. 3. Recettori cadherina: le cadherine sono proteine di adesione cellulare che mediano l'interazione tra cellule adiacenti e regolano la formazione dei tessuti. In conclusione, le interazioni paracrine e iuxtacrine sono importanti meccanismi di comunicazione cellulare che regolano la crescita, lo sviluppo e la differenziazione delle cellule.

cellulavicina e ne va a modificare il comportamento. Tipica via che utilizza questo tipo di inserzione è lavia di selezione chiamata via di Notch.

Molecole che possono diffondere tra due cellule, disposte molto vicine le une rispetto alle altre,che vanno dal citoplasma di una cellula al citoplasma di quella vicina.

In tutti i casi, i fattori, sia paracrini che iuxtacrini, vengono chiamati globalmente molecole induttrici omorfogeni.

Classificazione dei tessuti: 4 grandi categorie

Tessuto epiteliale;

Tessuto connettivo;

Tessuto muscolare;

Tessuto nervoso.

Necessario ricordare che: ogni organo è una combinazione specifica di più tessuti; in alcuni casi esiste un tessuto prevalente; ogni tessuto è a sua volta differenziato in sottocategorie che appartengono al tessuto stesso e possono essere presenti elementi cellulari ben diversi gli uni dagli altri.

TECNICHE ISTOLOGICHE

Le cellule in media hanno un diametro che varia sui 10-20 micron e

quindi la singola cellula è possibile studiarla tramite uno strumento che sia in grado di ingrandirla come ad esempio il microscopio. Il concetto fondamentale del microscopio è quello della dimensione, nell'immagine a lato sono rappresentate varie unità di misura con a fianco le strutture che hanno all'incirca quelle dimensioni. N.B. l'occhio umano ha un suo potere risolutivo (ovvero la capacità di vedere distinti due punti a una determinata distanza), nell'immagine indicato da una freccia rossa, di 0,1 mm, pertanto strutture inferiori a queste dimensioni non possono essere visionate a occhio nudo. Microscopio ottico Costituito da un supporto chiamato stativo, una lampada a luce bianca che origina dei raggi che vengono proiettati sul campione che si trova accolto in una superficie denominata vetrino, il quale si trova su un tavolo portaoggetti. Sono presenti poi una serie di lenti appena sopra il tavolo portaoggetti chiamate obiettivi. Lalente invece vicino al nostro occhio prende il nome di oculare. Nello strumento sono anche presenti delle viti che permettono di avvicinare o allontanare il campione dagli obiettivi in maniera tale da mettere a fuoco le immagini. Il microscopio ottico viene ampiamente utilizzato perché possiede due caratteristiche fondamentali: - l'ingrandimento, cioè l'aumento delle reali dimensioni di un oggetto; - Il potere di risoluzione aumentato rispetto a quello dell'occhio umano (0,1mm)^3 Si definisce potere di risoluzione la distanza minima alla quale si possono identificare due punti distinti, che per l'occhio umano corrisponde a 0.1 mm. Il limite di risoluzione si ricava dalla seguente formula: 0.61 λ / NA Dove: - λ corrisponde alla lunghezza d'onda della luce; - A corrisponde a senθ (dove θ è la metà della larghezza angolare del cono di raggi raccolto dall'obiettivo); - N rappresenta l'indice di rifrazione di quello che

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sta tra la lente/obiettivo e quello che è il campione. Per il microscopio ottico, con una lunghezza d'onda di 500nm si avrà quindi un limite di risoluzione equivalente a circa 200nm. Per il microscopio elettronico, con una lunghezza d'onda di circa 0,005nm si avrà un limite di risoluzione di circa 0,02nm.

L'ingrandimento massimo che in genere si ottiene con il microscopio ottico è di circa 1500X.

Sequenza dei passaggi in una procedura istologica:

• Prelievo: campione tessutale di 1-2 mm di lato;
• Fissazione: necessario per preservarne l'integrità morfologica evitandone la degenerazione, attraverso l'utilizzo di soluzioni chimiche (bagni in soluzioni chimiche che portano alla precipitazione delle proteine e alla morte istantanea) o trattamenti fisici (congelamento rapido).

Le sostanze chimiche che permettono di fissare il campione sono di diversa natura, alcune sono a base di aldeidi (formaldeide e glutaraldeide), mentre altre...

Sono invece soluzioni contenenti alcol. In alcuni casi vengono invece utilizzate miscele che contengono diversi componenti come:

• La miscela di Bouin, una soluzione contenente formalina, acido picrico e acido acetico
• La miscela di Zenker, una soluzione contenente formalina, bicromato di potassio e cloruro di mercurio.

L'utilizzo di un fissativo piuttosto che un altro dipende dal tipo di tessuto.

Inclusione in paraffina: i campioni vengono sottoposti a passaggi in soluzioni contenenti concentrazioni crescenti di alcol fino ad una concentrazione del 100%. A questo punto dopo la disidratazione si ha un passaggio del nostro campione in un solvente della paraffina (xilolo o benzolo) il campione verrà poi inserito in paraffina liquida preriscaldata;

Taglio: e sezioni istologiche hanno infatti uno spessore che varia dai 5 agli 8 µm. Per ottenere delle sezioni di tale spessore vengono utilizzati degli strumenti appositi detti microtomi. Quando viene utilizzata

La tecnica del congelamento, per effettuare il taglio, si adopera il crostato per tagliare il campione (microtomo in grado di mantenere bassa la temperatura evitando lo scongelamento).

• Montaggio;
• Colorazione; i coloranti sono dei composti che si comportano come molecole acide o basiche e colorano sulla base della loro capacità di creare legami ionici con molecole che sono presenti all'interno del tessuto. Si ricorda che una base rilascia un gruppo OH e un acido rilascia uno ione H⁺.

Pertanto, un colorante di tipo basico avrà una carica positiva avendo rilasciato un gruppo OH, mentre un colorante acido avendo rilasciato uno ione H avrà una carica negativa.

Un colorante basico lega molecole basofile come acidi nucleici e GAG. Esempio: ematossilina; al contrario, un colorante acido lega molecole acidofile come proteine. Esempio: fucsina acida e l'eosina.

La tipica colorazione