Istologia ed embriologia - tessuto connettivo

Istologia Capitolo VI: Tessuto connettivo

Introduzione al tessuto connettivo

I tessuti connettivi sono così denominati per la loro funzione di connettere, strutturalmente e funzionalmente, altri tessuti tra di loro nella formazione degli organi. La connessione che essi mediano è una connessione di tipo meccanica e funzionale. Per connessione meccanica intendiamo l’ancoraggio che il tessuto media tra i tessuti per tenerli uniti o il sostegno e la protezione mediata dal connettivo per vari organi. Per connessione funzionale si intende invece il ruolo importante di permettere il transito di sostanze adibite alla nutrizione (molecole e metaboliti vari) e alla difesa immunitaria (cellule immunitarie).

Per quanto riguarda la prima funzione, dunque, il connettivo godrà di una maggior presenza di sostanza fibrosa, perché le fibre conferiranno al tessuto stabilità e robustezza. Al contrario, per i tessuti che dovranno adempiere maggiormente la seconda funzione, vi sarà abbondanza di sostanza fondamentale, perché è proprio essa che permette il passaggio dei metaboliti. In questo genere di tessuto, le cellule sono separate tra di loro da un’abbondante sostanza o matrice intercellulare (ECM), costituita da una componente fibrosa ed una sostanza amorfa o sostanza fondamentale.

In molti casi lo spazio occupato dalla matrice è maggiore di quello occupato dalle cellule, e la sua composizione risulta molto complessa: le macromolecole caratteristiche della sostanza amorfa sono i glicosaminoglicani e i proteoglicani, la cui elevata idratazione permette la diffusione di nutrienti, metaboliti, ormoni attraverso la sostanza intercellulare. Nella sostanza amorfa sono inoltre immerse le fibre (collagene, reticolari ed elastiche) e proteine fibrose di connessione come la fibronectina. Le macromolecole della matrice sono sintetizzate e secrete dalle cellule. Tutti i tessuti connettivi derivano dal mesenchima o tessuto connettivo embrionale che si forma prevalentemente dal mesoderma.

Alcune cellule mesodermiche migrano dai somiti e dalle lamine laterali del mesoderma negli spazi situati tra i foglietti germinatici primitivi e gli organi da essi derivati formando un reticolo diffuso di tessuto connettivo embrionale o, appunto, mesenchima. Questo tessuto è costituito da cellule di forma irregolare, munite di prolungamenti, e da una sostanza intercellulare amorfa fluida ed inizialmente priva di fibre reticolari, complessi proteoglicanici e glicoproteici. La cellula mesenchimale si presenta come una cellula staminale pluripotente che può differenziarsi in molti tipi di cellule connettivali (fibroblasti, cellule adipose, mastociti, condroblasti, osteoblasti), in fibrocellule muscolari lisce, elementi ematici o cellule endoteliali.

Il tessuto connettivo propriamente detto, può considerarsi suddiviso in diversi sottotipi. Il tessuto connettivo lasso ed il tessuto connettivo denso o compatto sono quelli più presenti. Nel primo caso le fibre sono meno abbondanti e risultano lassamente intrecciate tra di loro, mentre nel secondo vi è abbondanza di fibre raccolte in fasci stipati che concedono al tessuto grande resistenza e consistenza. Nel tessuto connettivo denso, inoltre, le fibre possono avere una disposizione irregolare, come nel caso del derma, oppure possono essere raccolti in fasci paralleli, come nel caso dei tendini e dei legamenti. Altri tipi di tessuto connettivo propriamente detto, possono essere considerati il tessuto adiposo ed il tessuto reticolare.

Sostanza fondamentale

La matrice extracellulare è costituita da sostanza fondamentale e componente fibrosa. Quest’ultima permette di svolgere le funzioni di sostegno meccanico e funzionale, la sostanza amorfa invece costituisce una barriera biochimica. Vedremo in seguito che sostanza fondamentale e fibre sono unite da particolari proteine adesive. La sostanza intercellulare amorfa rappresenta l’ambiente in cui sono immerse le fibre e le cellule di ogni tessuto connettivo. Essa è altamente idratata, e per questo motivo ha un indice di rifrazione molto simile a quello dell’acqua. Si colora di poco con le tecniche di colorazione PAS, ed è costituita principalmente da glicosaminoglicani, proteoglicani e glicoproteine adesive.

I glicosaminoglicani sono lunghi polisaccaridi lineari costituiti, per concatenamento, da unità disaccaridiche ripetute numerosissime volte, ognuno dei quali è costituito da un derivato dell’acido uronico e da un amino-zucchero. Per la presenza di un elevato numero di gruppi anionici essi si presentano altamente basofili e capaci di legare molecole di acqua. Queste molecole sono inoltre capaci di legarsi tra di loro tramite proteine adesive nei più complessi proteoglicani.

Classificazione dei glicosaminoglicani

• L’acido ialuronico è abbondante in molti tessuti sia dell’embrione che dell’adulto, ed è digerito specificatamente dalla ialuronidasi. Per la sua elevata viscosità rappresenta un ottimo lubrificante in zone come le articolazioni, e per questo si presenta come il maggiore componente del liquido sinoviale. Le sue proprietà si possono però modificare a seconda del momento funzionale. Per questa ragione svolge il ruolo fondamentale di controllare la diffusione nel tessuto connettivo di sostanze disciolte o di agenti tossici o patogeni. Non a caso alcuni batteri sono in grado di proteggersi producendo proprio ialuronidasi. Esso è sintetizzato sulla superficie della cellula e le sue caratteristiche fanno sì che sia resistente alla compressione. È utilizzato durante lo sviluppo e nelle fasi di cicatrizzazione.
• Il condroitin solfato lo ritroviamo principalmente nella cartilagine, nell’osso, nel derma, nella cornea, nella notocorda nell’embrione e nei vasi sanguigni.
• Il dermatan solfato lo ritroviamo principalmente in derma, tendini, aorta e vasi.
• Il cheratan solfato lo ritroviamo nella cornea nel suo primo tipo, e nella cartilagine, nei legamenti e nei dischi intervertebrali nel suo secondo tipo, abbinato solitamente al condroitin solfato.
• L’eparina ha funzione coagulante e si trova in mastociti e basofili e può essere rilasciata a seguito di specifici stimoli.
• L’eparan solfato ha una composizione chimica molto simile a quella dell’eparina, ma si trova all’esterno delle cellule.

Tranne l’acido ialuronico, dopo la biosintesi, tutti i GAG non si presentano come molecole libere ma si legano covalentemente con proteine diverse dal collagene formando complessi macromolecolari definiti proteoglicani. Essi sono sintetizzati all’interno della cellule ed espulsi per esocitosi. Presentano una grande variabilità strutturale, sia nella massa totale che nella distribuzione dei GAG lungo l’asse proteico. Le loro caratteristiche funzionali coincidono in larga misura con quelle dei GAG che li costituiscono. La loro viscosità e permeabilità fanno sì che siano dei filtri molecolari, mentre la loro forte carica negativa fa sì che abbiano una funzione di protezione nei confronti degli endoteli delle pareti dei vasi, ed infine sono capaci di intrappolare nello spazio intercellulare molecole come i fattori di crescita.

Essi possono inoltre aggregarsi, lungo una molecola di acido ialuronico e dar vita ad un complesso macromolecolare che prende il nome di aggregato proteoglicanico. Ma i proteoglicani possono anche associarsi ad altre macromolecole formando strutture molto complesse. Le glicoproteine sono componenti importanti della sostanza fondamentale dei tessuti connettivi, anche se quantitativamente inferiori rispetto ai glicosaminoglicani. Si distinguono dai proteoglicani per il basso contenuto di esoamine e per la prevalenza della componente proteica. Sono responsabili della colorabilità con tecnica PAS e in struttura simile si possono presentare anche come elementi intrinsechi di membrana. Il loro ruolo principale è quello di raccordare le molecole della sostanza extracellulare alle popolazioni di cellule in essa presenti, e si presentano come grosse molecole con tre domini: uno per le integrine, uno...