Istologia e Anatomia microscopica

Apparato tegumentario

Apparato più grande del nostro organismo, in termini di peso e di estensione.

Composizione

• Cellule di rivestimento
• Cheratinociti
• Tanta matrice
• Tessuto adiposo
• Vasi sanguigni
• Ghiandole
• Recettori
• Annessi cutanei

Strati

3 strati:

1. Epidermide
2. Derma
3. Ipoderma

Lo spessore varia da tessuto a tessuto: max 2 mm

Funzioni

• Barriera selettiva, abbastanza impermeabile
• Protezione meccanica: dalla luce ultravioletta e numerosi agenti chimici, termici, meccanici.
• Regola scambi con l’ambiente esterno = omeostasi
• Innescare risposte immunologiche: cellule nello strato più esterno dell’epidermide che attivano il sistema immunitario.
• Produzione ormonale, di segnali endocrini
• Termoregolazione: provvede alla perdita o alla conservazione del calore
• Organo di senso: la pelle è il più grande organo sensitivo del corpo, contiene recettori per la sensibilità somestesica, quali tatto, pressione, dolore e temperatura.
• Produzione del sudore, di sebo e feromoni (molecole che influenzano il comportamento sociale degli animali come il gatto che lascia i suoi feromoni che ha sui baffi per segnare territorio)
• Non completamente impermeabile: perché alcune sostanze di natura lipofila possono essere assorbite.

Epidermide

Parte più sottile cheratinociti:

• Costituito da cellule epiteliali che producono la proteina cheratina che rende la pelle impermeabile (secca).
• Definito: pluristratificato o squamoso strati, da 5 a 6 più (Squamoso perché prima di morire si riempiono di cheratina e quando arrivano sulla superficie muoiono e rilasciano la cheratina cellule si desquamano man mano che si arriva sulla superficie.)
• Cheratinociti che scendono in profondità, si incuneano e formano papille dermiche: soprattutto dove ci sono stress meccanici. Le papille dermiche permettono un maggior ancoraggio al tessuto connettivo (derma) sottostante.

Cellule dell'epidermide

Domanda esame: Quali sono le cellule dell’epidermide?

• Cheratinociti
• Melanociti
• Cellule di Langerhans
• Cellule di Merkel

Strati dell'epidermide

1. Strato basale o strato germinativo: Da cellule staminali multipotenti, che hanno perso la loro potenzialità: si limitano a dividersi in due cellule figlie (divisioni mitotiche); cellule figlie identiche ma capacità diverse rimane staminale come la mamma; un’altra si differenzia e diventa cheratinocita.
2. Strato spinoso o strato del Malpighi: Cheratinociti iniziano un programma di espressione genica, un differenziamento: iniziano a produrre cheratina. Cellule hanno spine e iniziano a prendere contatto l’una con l’altra formando emi-desmosomi.
3. Strato granuloso: Si accumula melanina che protegge da qui, verso il basso (dal granuloso allo strato corneo, le cellule iniziano a morire (processo di apoptosi), quindi non hanno bisogno di protezione) dai raggi ultravioletti. Le cellule (cheratinociti) a seguito del processo di maturazione, perdono la loro forma poliedrica e diventano appiattite.
4. Strato lucido: Cellule infarcite di cheratina, quindi poco colorate. Viene considerato uno strato di suddivisione dallo strato corneo.
5. Strato corneo: Strato più esterno, dove le cellule perdono nuclei e citoplasma per autofagocitosi, diventando squame di cheratina interconnesse. Le squame di cheratina si connettono tra loro per formare una sorta di intreccio, chiamato ortocheratosi.

Derma

Tessuto connettivo. Spessore variabile dal tipo di tessuto.

Zone del derma

1. Strato papillare: porzione più a contatto con i cheratinociti: tessuto connettivo molto più lasso dove si trovano proteoglicani, laminine per fare contatti con cellule e matrice.
2. Strato reticolare: porzione più profonda: si trovano molte fibre collagene- tessuto connettivo in grado di resistere a sollecitazione dall’ambiente esterno cuscinetto. Da qui passano i vasi sanguigni, che attraversano la matrice e diffondono sostanze (O₂).

Il derma ospita gli annessi cutanei:

• Peli
• Capelli
• Ghiandole sudoripare e sebacee

Ipoderma

Pannicolo adiposo che accumula sostanze di riserva. Pannicolo adiposo bruno: animali che vanno in letargo. Da esso originano cellule muscolari lisce singole o disposte in piccoli fasci, componenti del muscolo erettore del pelo, che connette la parte più profonda del follicolo pilifero, al derma superficiale.

Cellule dell'epidermide

1. Cheratinociti: Acquisiscono due capacità essenziali: produrre cheratina; partecipare alla formazione della barriera impermeabile dell’epidermide. Nello strato basale, hanno tutti gli organelli classici. Nello strato spinoso si formano i desmosomi, contatti con gli altri cheratinociti, all’interno hanno filamenti intermedi di cheratina chiamati tonofilamenti. La cheratina non è l’unica proteina che i cheratinociti producono: producono proteine accessorie: filamenti intermedi ad assemblarsi. Nella parte superiore dello strato spinoso, i ribosomi liberi iniziano a sintetizzare i granuli di cheratoialina caratteristica distintiva dello strato granuloso. Man mano che il numero di granuli aumenta, il loro contenuto viene rilasciato nel citoplasma dei cheratinociti, determinando la trasformazione delle cellule granulose in cellule corneificate attraverso il processo di cheratinizzazione. La trasformazione delle cellule granulose in corneificate comporta la disgregazione del nucleo e degli altri organelli, e l’inspessimento della membrana cellulare e la formazione dello strato corneo. La formazione dello strato lucido e corneo: si deve ai cheratinociti che andranno incontro ad apoptosi e anche a corpi lamellari che originano dall’apparato del Golgi, sono proteine mescolate a fosfolipidi e rappresentano un ulteriore strato impermeabile.
2. Melanociti: Sono le cellule responsabili della produzione del pigmento melanina che determina la colorazione della cute e dei peli. E hanno un'importante funzione di protezione della cute dai raggi UV. Hanno un lungo percorso prima di arrivare nella pelle (provengono da molto lontano) dalle creste neurali, arrivando a colonizzare l’apparato tegumentario. Producono la melanina all’interno del loro apparato di Golgi che poi devono trasferire ai cheratinociti. Sono cellule che si incuneano tra i cheratinociti con i loro prolungamenti tra lo strato spinoso e granulare, ma non formano alcun desmosoma con le altre cellule. Hanno una modalità tutta loro per cedere il pigmento melanina: Donazione del pigmento in una secrezione citocrina (unica). Un melanocita ha un pool di cheratinociti intorno (40), con cui interagisce. Melanociti hanno un corpo cellulare che si trova nello strato basale, dal Golgi matura la melanina che viene caricata su vescicole chiamate premelanosomi che poi si trasformano in melanosomi. I cheratinociti devono fagocitare un pezzo del prolungamento del melanocita e quindi le vescicole di melanina, che poi ospiterà al suo interno. Vitiligine è una patologia: depigmentazione della cute dovuta a una distruzione autoimmune dei melanociti.
3. Cellule di Langerhans: Cellule che presentano l’antigene APG. Cellule che fagocitano per endocitosi materiale estraneo, lo processano e poi richiamano il sistema immunitario (che decide se l’antigene è pericoloso o no). Sono la prima barriera, responsabile del riconoscimento delle sostanze estranee. Patologia: dermatite allergica. Se funzionano male (funzionano troppo) patologie da contatto.
4. Cellule di Merkel: Solo nello strato basale dell’epidermide. Responsabili della percezione degli stimoli pressori. Va a costituire, insieme alla terminazione nervosa associata (corpuscolo di Meissner, di Vater-Pacini, e di Ruffini), un recettore tattile intraepidermico.

Annessi cutanei

4 strutture specifiche:

• Follicoli piliferi
• Ghiandole sebacee
• Ghiandole eccrine: secreto sudore
• Ghiandole apocrine: secreti odorosi come feromoni (Hanno la loro base nel derma)

Follicoli piliferi

Hanno un aspetto istologico variabile a seconda della fase in cui si trovano, che può essere di crescita (anagen) o di riposo (telogen). I follicoli piliferi si associano a ghiandole sebacee e cellule muscolari lisce (muscolo erettore del pelo) che vanno a costituire nell’insieme l’unità o follicolo pilosebaceo. Il follicolo pilifero si divide in tre segmenti:

• Infundibolo, è una parte del canale pilosebaceo
• Istmo
• Segmento inferiore, a livello della base si espande a formare il bulbo che presenta un’invaginazione detta papilla dermica

Alla radice del follicolo pilifero, vi è la papilla pilifera e le cellule epiteliali intorno alla papilla (cellule germinali attive) proliferano per dare origine a tutte le cellule del follicolo pilifero. Il follicolo pilifero è una struttura tubulare che consiste di 5 strati concentrici di cellule epiteliali: a mano a mano che vengono spinti verso la superficie cutanea, i 3 strati interni vanno incontro a progressiva cheratinizzazione, per formare il fusto del pelo; mentre i 2 strati esterni andranno a formare la guaina epiteliale interna e esterna. Le cellule dello strato più interno si cheratinizzano e formano la midollare, che a sua volta è rivestita dalla corticale, fino a un terzo strato, costituito da squame cornee, chiamato cuticola. Il quarto strato è la guaina interna della radice, che si fonde con la cuticola per supportare e irrigidire il pelo in via di maturazione. Il quinto strato è la guaina esterna della radice.

Ghiandole sebacee

Si sviluppano come invaginazioni della guaina esterna della radice del follicolo pilifero. E si trovano sopra l’inserzione del muscolo erettore del pelo. Queste ghiandole a secrezione olocrina producono una sostanza oleosa, il sebo: l’epitelio delle ghiandole sebacee va incontro ad apoptosi, trasformandosi interamente in un prodotto secretivo (secrezione olocrina), tale prodotto è chiamato sebo. Il sebo è costituito da una miscela di lipidi, che svolgono una funzione impermeabilizzante per la cute e i peli. (Aree non colorate, bianche perché infarcite di lipidi). I peli e i capelli permettono di far uscire il sebo sulla cute.

Ghiandole sudoripare eccrine o merocrine

Sono distribuite su tutta la cute. Sono strutture indipendenti non associate al follicolo pilifero. Sono ghiandole tubulari semplici glomerulari, localizzate nella profondità del derma o in alcuni casi nell’ipoderma. Esse secernono un liquido acquoso fluido, il sudore, che scorre lungo i dotti ghiandolari (dotto eccrino che dal derma risale fino alla cute) per essere rilasciato sulla cute. L’evaporazione dell’acqua in esso contenuta riduce la temperatura corporea.

Ghiandole sudoripare apocrine

Sono localizzate in poche aree: zone ascellari, inguinali, perianali. Sono del tipo tubulare glomerulare, alcune volte ramificate. La loro porzione secernente si trova nel derma più profondo o più comunemente nella regione più superficiale dell’ipoderma come per le ghiandole eccrine; da qui un sistema duttale, porta il prodotto secretivo verso la parte superiore del follicolo pilifero, dove si riversa all’esterno. Queste ghiandole non hanno una funzione ben definita nel corpo umano, ma in altri mammiferi esse producono odori fondamentali per marcare il territorio e nell’attrazione sessuale.

Unghie

La superficie delle dita delle mani e dei piedi forma un annesso cutaneo altamente specializzato (è una specializzazione dell’epidermide). Tale annesso consiste di una densa piastra cheratinizzata, placca ungueale che poggia su un letto ungueale. L'estremità distale dell’unghia è l'eponichio (cresce) e l'estremità prossimale dell'unghia è l'iponichio. La crescita dell’unghia avviene per proliferazione e differenziazione dell’epitelio della porzione basale della radice ungueale (nota come matrice ungueale). La cheratina è disposta in maniera regolare e precisa e il rosso deriva dalla circolazione del sangue sottostante. La radice dell’unghia deriva da uno strato profondo che è saldamente adeso al periostio della falange distale. La zona più chiara: lunula. Funzione: proteggono le estremità degli arti. Sotto l’unghia e nel polpastrello ci sono strutture: corpuscoli di Pacini tattili che sono abbondanti nelle zone del nostro corpo sensibili al tatto.

Apparato tegumentario nel mondo animale

La pelle di tutti i vertebrati contiene pigmenti all’interno di cellule specializzate, i cromatofori (dal greco chroma=colore+foreo=portare). Non solo melanina. Altre cellule:

• Melanofori
• Iridofori: accumulano pigmenti che danno colore argento – sono nelle basi azotate nebuline
• Xantofori: sostanze di origine naturale
• Eritrofori

La colorazione non ha solo funzione strutturale, ma anche:

• Mimetizzazione
• Aposematico: avvertimento (per avvisare il predatore ad esempio che è velenoso)
• Termoregolazione
• Corteggiamento

Epidermide non produce cheratina poiché non c’è bisogno che faccia da barriera, i cheratinociti sono vivi sulla superficie. Non ci sono grandi ghiandole, solo quelle che producono muco.

Pelle degli anfibi

Nella fase adulta abbandonano l’ambiente acquatico, per vivere sulla terra apparato tegumentario cambia. Nel primo stadio, molto simili ai pesci: quando è nell’ambiente acquatico le cellule sono vive sulla superficie, mentre quando è sulla terra, l’epidermide inizia ad avere uno strato corneo (cheratinociti morti) e compaiono ghiandole mucose che permettono agli animali di regolare la temperatura evitando una eccessiva traspirazione di acqua. Anche ghiandole granulose che secernono veleno. Cellule cromatofori che trattengono il pigmento molto spesso con funzione aposematica.

Pelle dei rettili

Strato corneo molto sviluppato. Come la corazza, che è una specializzazione estrema dell’epidermide. Normalmente non ci sono ghiandole, ma possono esserci ghiandole odorose che emettono feromoni.

Pelle degli uccelli

Pochissimi strati di epidermide (sottile) e lo strato corneo appare poco sviluppato su gran parte della superficie del corpo. Epidermide rivestita da piume quindi non è necessario che la pelle faccia da barriera. Annessi cutanei: penne possono essere molto sgargianti per la presenza di cromatofori e anche perché le piume riflettono la luce.

Pelle dei mammiferi

Annessi cutanei: artigli: rivestono le estremità degli animali. Corna (annessi molto corneificati): sono un nucleo di osso che poi viene rivestito di epidermide. Funzione: combattimento. Due animali:

• Rinoceronte: corno è una massa dura di cheratina e peli
• Giraffa: corna sono piccole protuberanze ossee ricoperte da apparato tegumentario

Recettori sensoriali

Due grandi tipi:

• Semplici: prolungamenti di cellule nervose
• Complessi: cellule che si specializzano in tessuti o organi, che sono adeguati alla funzione. Come i recettori dell’occhio: coni e bastoncelli, che sono un’estrema specializzazione dell’apparato tegumentario.

Campo recettoriale: ciascun recettore controlla una specifica area, definita campo recettoriale. La regione controllata da un singolo recettore viene definita come campo recettoriale. Più è ampio il campo recettoriale, meno precisa sarà la localizzazione dello stimolo. Le informazioni in arrivo da un campo recettoriale che vengono proiettate al SNC, si definiscono sensazioni; mentre la consapevolezza di una sensazione si definisce percezione. Ci possono essere percezioni false: il SNC elabora la natura dell’informazione proveniente dai recettori, ma non è in grado di discriminare una sensazione vera da una falsa. Esempio: strofino gli occhi e ci sono bagliori (fosfeni): è una falsa stimolazione che però il cervello rielabora come percezione di uno stimolo visivo, perché alcuni recettori della retina si sono attivati. Sensibilità: è la rielaborazione degli stimoli sensoriali che sono arrivati a livello della consapevolezza.

Tipi di sensibilità

• Sensibilità generale: stimoli recettoriali semplici freddo, dolore, caldo, tatto, vibrazione, compressione. I recettori per la sensibilità generale sono presenti in tutto il corpo, sono caratterizzati da una struttura relativamente semplice e sono classificati in base alla natura dello stimolo a cui sono sensibili:
• Nocicettori: sensibili al dolore
• Termocettori: sensibili alla temperatura
• Meccanocettori: sensibili alle distorsioni provocate dal tatto
• Chemiocettori: sensibili alle sostanze chimiche
• Sensibilità specifica: utilizza sistemi recettoriali molto più sofisticati, localizzati in alcuni punti specifici del nostro corpo. Ovvero le sensazioni che derivano da olfatto, gusto, vista, udito e equilibrio, e i recettori interessati sono concentrati all’interno di strutture specifiche organi: naso, bocca, orecchio, occhio.