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 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 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 cellulare.

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

Induzione

Indica il processo attraverso il quale un determinato tessuto agisce su un altro per andare a modificarne il suo destino. Il tessuto che produce la molecola viene chiamato tessuto induttore; il tessuto che è in grado di ricevere quel segnale e modificarlo in una risposta della cellula stessa è chiamato tessuto ricevente. La capacità di un tessuto di rispondere a un segnale è definita “competenza”, ed 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 che portano alle 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 tipici di quella cellula differenziata.

Esempi di fattori paracrini

• Fattori di crescita fibroblastico (FGF): regola processi di angiogenesi, crescita neuronale;
• Proteine WNT: regolano lo sviluppo di arti, encefalo, apparato urogenitale;
• Proteine hedgehog: sviluppo arti, tubo neurale, intestino;
• Fattori di crescita trasformanti (TGF-beta), include BMP: sviluppo di polmoni, reni, ghiandole salivari, ossa.

2. Interazione iuxtacrine: vanno sempre a modificare il comportamento delle cellule, senza la liberazione di molecole rilasciate.