Istologia e embriologia - apparato circolatorio

di fibre di collagene, tipica delle matrici extracellulari. Nelle vene invece la struttura

muscolare è quasi del tutto assente e non si viene a formare una disposizione

spirale o circolare di miociti lisci, ma esiste tuttavia la struttura di collagene, con

povere fibre elastiche, il che da alla vena molta meno elasticità e le impedisce di

pulsare come le arterie. Superficialmente alla tonaca media esiste una lamina

elastica esterna, di dimensioni minori nelle vene;

3. Tonaca Avventizia, che si rinnova ogni 20 giorni. La tonaca avventizia è costituita

da connettivo posto oltre la lamina elastica esterna ed è piuttosto simile nelle arterie

e vene. Vi sono presenti alcuni vasi detti vasa vasorum per la vascolarizzazione

dell'arteria o della vena stessa e, nelle arterie, rami ortosimpatici, per l'innervazione

dei miociti lisci al fine di produrre la vasocostrizione che aumenta la pressione

sanguigna.

Tra la avventizia e la media, e la media e l’intima, vi sono due zone di transizione dette

limitante esterna e limitante interna. La tonaca avventizia è costituita da sostanza

amorfa (acido ialuronico e proteoglicani) e da componente fibrillare (collagene e

glicoproteine). Quindi l’avventizia è un composito, in grado di resistere sia a forze di taglio,

trazione e compressione. Le cellule dell’avventizia sono le cellule del team fibroblastico.

A lungo ci si è interrogati su come facessero le cellule che formano il sistema vascolare a

ricevere il nutrimento dal sangue. Questo problema viene definito come il paradosso della

nutrizione vascolare. In realtà esistono delle strutture, dette vasa vasorum, che sono vasi

che si dipartono dal ramo principale e creano una circolazione interna che porta il

nutrimento alle cellule del vaso stesso.

Esistono diverse versioni strutturali di arterie:

 Arterie muscolari, in cui la tonaca media è composta da un manicotto di fibre

muscolari;

 Arterie elastiche, in cui il manicotto è molto elastico data l’alta percentuale di

elastina.

La posizione di tali tipi di arterie dipende dalla pressione sanguigna che le pareti devono

essere in grado di sopportare. Quindi vicino al cuore, date le alte pressioni, troveremo

arterie di tipo elastico. Tali arterie, infatti sono in grado di sopportare enormi pressioni,

deformandosi, per poi ritornare alle condizioni iniziali. Mano a mano che ci allontaniamo

dal cuore e la pressione diminuisce, la componente elastica diventa sempre minore e

viene rimpiazzata dalla componente muscolare. Quindi sarà lontano dal cuore che

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troveremo arterie di tipo muscolare e ciò per poter imprime più forza al sangue giunto in

periferia che ormai tende a fermarsi. Le arterie di tipo misto sono arterie che hanno

percentuali variabili di componente elastica e muscolare.

7.3 Gli aneurismi e sindrome di Marfan

Le arterie sono compositi, cioè sono in grado di resistere a forze di compressione e

trazione. Quando tali strutture di contenimento cedono si ha un aneurisma.

L'aorta è la più grande e importante arteria del corpo umano. Esce dal ventricolo sinistro

del cuore e trasporta il sangue ossigenato a tutte le parti del corpo tramite la circolazione

sistemica. Dal punti di vista macromolecolare, la parete aortica è costituita da una serie di

lamine elastiche perforate costituite da elastina. Tra una lamina e l’altra di elastina è

presente la fibrillina, creando così una tensostruttura elastica. In questa impalcatura è

presente il collagene e le eventuali cellule che producono tali materiali. La fibrillina

organizza correttamente nello spazio le lastre di elastina.

La parete aortica ha i seguenti componenti:

 Elastina e fibrillina;

 Acido ialuronico;

 Proteoglicani;

 Collagene;

 Glicoproteine.

L’architettura aortica viene mantenuta grazie ad un continuo rimodellamento. Infatti la

tonaca intima di un vaso viene rinnovata una volta ogni 20 anni, quella media ogni 2 mesi

e quella avventizia ogni 20 giorni. Quindi la parete aortica è sottoposta ad un continuo

remodelling, cioè processi di demolizione, sintesi e monitoraggio avvengono

costantemente. Il processo di remodelling è reso possibile dalla presenza delle

metalloproteasi, enzimi in grado di demolire la matrice extra-cellulare. Le MMP sono già

presenti nella matrice in forma inattiva, legate al TIMP, il loro inibitore.

Le MMP rappresentano una famiglia di proteine zinco-dipendenti. Data la loro potenza ed

efficienza nel distruggere la matrice sono le MMP a causare metastasi tumorali, una volta

attivate dalle cellule cancerose. Oggi si cerca di trovare degli inibitori selettivi delle MMP, in

modo da bloccare la demolizione della matrice e quindi diminuire le probabilità che un

tumore metastatizzi. 3

Intervengono 14 enzimi differenti nel controllo omeostatico della struttura aortica e tutti

questi enzimi sono MMP. Tali enzimi sono tenuti sotto stretto controllo onde evitare una

catastrofe. In un aneurisma si verifica un cedimento strutturale. Le MMPs attive

demoliscono la matrice della parete, causandone la rottura. Nella parete aortica vi sono

cellule per così dire autoctone, come i fibroblasti, e popolazioni migrate, come i monociti

del sangue. La parete aortica viene man mano colonizzata e quei buchi presenti sulle

lamine di elastina fungono proprio da passaggio per le cellule migranti. I processi di sintesi

e di demolizione devono essere in perfetto equilibrio altrimenti si rischia la rottura della

parete. Anche infezioni localizzate nella parete aortica possono portare alla distruzione

della tenso-struttura e alla formazione di aneurismi.

Ben diverso è il caso di aneurisma aortico legato alla sindrome di Marfan. La sindrome di

Marfan è una patologia autosomica dominante che colpisce il tessuto connettivo. Dal

momento che tutti gli organi contengono tessuto connettivo, le manifestazioni della

sindrome di Marfan interessano molte parti del corpo, specialmente il sistema scheletrico,

gli occhi, il cuore e i vasi sanguigni, i polmoni e le membrane fibrose che ricoprono il

cervello e la spina dorsale. Lo spettro delle manifestazioni della sindrome è molto ampio e

diversificato. Solo un'indagine genetica può in definitiva garantire una diagnosi precisa per

queste persone che, paradossalmente, sono quelle più a rischio.

Per un individuo colpito da sindrome di Marfan l'occorrenza di una disseccazione dell'aorta

non è rara. Mentre un paziente diagnosticato sarà verosimilmente seguito durante tutta

l'evoluzione della malattia e quindi monitorato circa le sue eventuali dilatazioni aortiche,

quello non diagnosticato rischia di essere colpito improvvisamente da dissecazione con

conseguenze spesso drammatiche.

Il cromosoma ad essere intaccato è il 15, precisamente la regione q21.1, dove risiede il

gene della fibrillina. La fibrillina anormale presenta omocisteina. Tale anormalità sconvolge

l’intera proteina, che non è più in grado di svolgere la sua funzione.

L'omocisteina è un amminoacido solforato che si forma in seguito a perdita di un gruppo

metilico da parte della metionina, aminoacido essenziale, che deve essere introdotto con

la dieta. L'omocisteina viene oggi considerata come uno dei più importanti fattori di rischio

cardiovascolare. È dannosa per l'organismo perché si ritiene che possa causare

disfunzione all'endotelio vascolare con formazione di radicali liberi dell'ossigeno, e

interferisce con la funzione vasodilatatrice e antitrombotica dell'ossido nitrico (NO). Un alto

tasso di omocisteina aumenta difatti di tre volte il rischio di ictus o infarto cardiaco. Infatti i

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pazienti con alto tasso di omocisteina circolante (>100 mmol/litro) hanno una

predisposizione per l'aterosclerosi. Un suo aumento è determinato dalla carenza di

vitamine del gruppo B (soprattutto acido folico, ma anche vitamina B e Vitamina B ). Per

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questo motivo la somministrazione di acido folico diventa indispensabile nelle persone ad

alto rischio vascolare.

Il difetto della fibrillina-1 causa:

 La formazione di elastina enormemente disorganizzata e quindi facilmente

degradabile dalle MMPs presenti nella matrice extracellulare;

 Una maggiore sintesi di MMPs;

 La progressiva distruzione del tessuto connettivo ad opera delle MMPs;

 Sviluppo di aneurisma aortico nel tratto toracico.

La presenza di omocisteina causa la prematura rottura nell’arteria delle fibre elastiche a

seguito dell’attivazione di enzimi elastolitici.

7.4 I capillari Mano a mano che si

passa da arterie, arteriole

e capillari, si perde una

tonaca (figura 1). Le

arteriole ne avranno solo

due, quella intima e

media, mentre i capillari

avranno solo la tonaca

intima. Il flusso all’interno

delle arteriole può essere

Figura 1: Diramazioni periferiche del sistema arterioso.

regolato da apposite escrescenze dette diaframmi regolatori di flusso. La rete arteriosa e

la rete venosa sono in collegamento tra di loro ma ciò non è da sempre stato ritenuto vero.

Un tempo si riteneva che i due sistemi fossero indipendenti e che in ognuno di essi

scorresse un tipo diverso di fluido. Il sistema chiuso arterie-vene può essere visualizzato in

campioni immersi in neoprene. Il sistema arterie, arteriole e capillari è una rete idraulica

molto efficiente, infatti la diminuzione dell’area di sezione fa in modo che la velocità del

fluido aumenti andando verso la periferia. Nello stesso tempo il moto del fluido da

turbolento è diventato laminare. 5

Esistono varie tipologie di capillari. I capillari continui sono i meno permeabili; sono

formati da una sola cellula endoteliale che forma il canale, da una lamina basale, unitaria o

fenestrata e talvolta da periciti (figura 2), cellule specializzate che si dispongono intorno

alle cellule endoteliali per rinforzarle. Possono essere presenti anche dei macrofagi di

guardia. I capillari continui permettono la diffusione soltanto a piccole molecole come

ossigeno e anidride

carbonica. I capillari

fenestrati sono più

permeabili dei capillari

continui in quanto il

canale formato dalle

cellule endoteliali non è

sempre continuo e

possono esistere dei fori o

fenestrature con il

diametro di circa 20 nm,

sufficientemente grandi

da far passare acqua e

metaboliti, ma

sufficientemente piccoli

da impedire la fuoriuscita

delle emazie. La lamina

basale è spesso interrotta

e sono comunque

presenti alcuni macrofagi.

Nei capillari fenestrati

sono presenti delle vere e

proprie finestre che

facilitano il passaggio

anche di grosse

Figura 2: Illustrazione schematica della struttura di un capillare.

macromolecole. I sinusoidi, o capillari discontinui sono in assoluto i