Istologia generale

ISTOLOGIA

INTRODUZION 6

CELLULE STAMINAL 6

COME SI CONSERVANO LE CELLULE STAMINALI 7

DIFFERENZIAMENTO 7

STORIA 9

METODI DI MICROSCOPI 11

OBIETTIVI 11

POTERE DI INGRANDIMENTO 12

APERTURA NUMERICA 12

MICROSCOPIA A FRESC 12

MICROSCOPIA A CAMPO CHIARO 12

MICROSCOPIA A CONTRASTO DI FASE 12

MICROSCOPIA IN CAMPO SCURO 12

MICROSCOPIA TRAMITE COLORAZION 12

COLORAZIONI SU CAMPIONI VITALI 13

COLORAZIONI SU CAMPIONI NON PIÙ VITALI 13

COLORANT 14

EMATOSSILINA-EOSINA 14

COLORAZIONE PAPANICOLAU 14

COLORAZIONE PAS 14

COLORAZIONE BLU DI TOLUIDINA 15

COLORAZIONE DI AZAN-MALLORY 15

IMPREGNAZIONE ARGENTICA 15

ORCEINA, FUCSINA-RESORCINA, VAN GIESON 15

RED OIL E OLIO 16

TETROSSIDO DI OSMIO E SUDAN BLACK 16

ORO E ARGENTO 16

MICROSCOPIO ELETTRONICO A TRASMISSION 16

MICROSCOPIO ELETTRONICO A SCANSION 17

MICROSCOPIA A FLUORESCENZ 17

TESSUTI EPITELIAL 18

CLASSIFICAZIONE 20

ESEMP 20

EPITELIO PAVIMENTOSO SEMPLICE 20

Polmoni 20

Mesoteli 21

ENDOTELI 21

EPITELIO CUBICO SEMPLICE 22

EPITELIO CUBISO SEMPLICE 22

EPITELIO CILINDRICO PSEUDOSTRATIFICATO 23

Alessia Piffer 1

I I I

E O I A A I E E

EPITELIO CUBICO STRATIFICATO 23

EPITELIO DI TRANSIZIONE 23

EPITELIO PAVIMENTOSO STRATIFICATO 23

Epitelio pavimentoso pluristrati cano non cheratinizzato 24

Epitelio pavimentoso pluristrati cato cheratinizzato 24

Lingua 27

Vie nasali 28

Orecchio 28

Occhio 29

EPITELI GHIANDOLAR 30

GHIANDOLE ESOCRIN 30

CLASSIFICAZIONE PER MODALITÀ DI SECREZIONE 30

CLASSIFICAZIONE PER ORGANIZZAZIONE CELLULARE 31

ESEMPI GHIANDOLE ESOCRIN 32

TUBULARE SEMPLICE 32

Intestino tenue 32

Intestino crasso 32

TUBULARE SEMPLICE RAMIFICATA 32

TUBULARE GLOMERULARE 33

ACINOSA SEMPLICE 34

ACINOSA RAMIFICATA 34

TUBULARE COMPOSTA 34

ACINOSA COMPOSTA 34

Pancreas 35

Fegato 35

Ghiandole salivari maggiori 36

ALVEOLARE COMPOSTA 37

GHIANDOLE ENDOCRIN 37

CLASSIFICAZIONE CELLULE ENDOCRINE 37

ESEMPI GHIANDOLE ENDOCRIN 38

PANCREAS 38

FEGATO 38

CELLULE SECERNENTI ORMONI STEROIDEI 40

Ghiandole surrenali 40

Tiroide 41

Ipo si 42

TESSUTI CONNETTIV 44

MATRICE EXTRACELLULAR 44

SOSTANZA FONDAMENTALE 44

GAG e proteoglicani 44

Proteine associate 45

COMPONENTE FIBROSA 46

Alessia Piffer 2

fi E fi

fi E E I E I E

Collagene 46

Fibre elastiche 47

CELLULE DEL CONNETTIV 48

FIBROBLASTI 49

MASTOCITI 49

MACROFAGI 49

PLASMACELLULE 50

TESSUTI CONNETTIVI PROPRIAMENTE DETT 50

CONNETTIVO LASSO O AREOLARE 50

CONNETTIVO DENSO 50

Connettivo denso irregolare 50

Connettivo denso regolare 50

CONNETTIVO RETICOLARE 51

TESSUTO ADIPOSO 51

Tessuto adiposo bianco o uniloculare 51

Tessuto adiposo bruno o multiloculare 52

Tessuto adiposo rosa 53

CARTILAGIN 54

CELLULE DELLA CARTILAGINE 54

Condroblasti 54

Condrociti 54

MATRICE EXTRACELLULARE 54

Componente brosa 54

Sostanza amorfa 55

ANATOMIA DELLA CARTILAGINE 55

ACCRESCIMENTO 55

TIPI DI CARTILAGINE 56

Cartilagine ialina 56

Cartilagine brosa 57

Cartilagine elastica 57

TESSUTO OSSE 58

MATRICE EXTRACELLULARE 58

Componente inorganica 58

Componente organica 58

CELLULE DELL’OSSO 58

Cellule osteoprogenitrici 58

Osteoblasti 59

Osteociti 60

Osteoclasti 60

CLASSIFICAZIONE DEL TESSUTO OSSEO 62

Tessuto osseo lamellare 62

Tessuto osseo non lamellare 63

VASCOLARIZZAZIONE E INNERVAZIONE DELLE OSSA 63

Alessia Piffer 3

fi fi E O O I

Vascolarizzazione derivante dal periostio 63

Vascolarizzazione derivante dall’endostio 63

ISTOGENESI DEL TESSUTO OSSEO 64

Istogenesi per modalità membranosa o intramembranosa 64

Istogenesi per modalità condrale o endocondrale 65

RIMODELLAMENTO OSSEO 66

SANGU 68

COMPONENTI PROTEICHE 68

ELEMENTI FIGURATI DEL SANGUE 68

Eritrociti 68

Leucociti 70

Piastrine 75

EMOPOIESI 76

ORGANI DEL SISTEMA IMMUNITARI 79

VASI LINFATIC 79

TIM 80

STRUTTURA DEL TIMO 80

Corticale 80

Midollare 80

LINFONOD 81

Capsula connettivale 81

Corticale 81

Paracorticale 81

Midollare 82

MILZ 82

TONSILLE E ADENOID 82

APPENDIC 82

PLACCHE DEL PEYE 82

TESSUTO LINFOIDE DIFFUS 82

TESSUTO NERVOS 83

NEURON 83

SOMA O CORPO CELLULARE 83

DENDRITI 84

ASSONE 85

PROPAGAZIONE DEL SEGNALE 86

SINAPSI 87

Meccanismo di comunicazione sinaptica 87

CLASSIFICAZIONE 88

LOCALIZZAZIONE DELLE MORFOLOGIE NEURONALI 88

CELLULE DELLA GLI 89

NEUROGLIA PERIFERICA 89

Cellule di Schwann, cellule satelliti dei gangli e oligodendrociti (che però fanno parte della neuroglia interstiziale!) 89

Alessia Piffer 4

O A E I E

I I R

A I O O O

Mielinizzazione 90

NEUROGLIA EPITELIALE 91

Cellule ependimali 91

NEUROGLIA INTERSTIZIALE 92

Astrociti 92

Oligodendrociti 92

Microglia 92

STRUTTURA DEL NERV 93

SENS 93

TESSUTO MUSCOLAR 95

TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRIC 95

CELLULE 95

Sarcomeri 95

Membrana 97

Reticolo endoplasmatico liscio 98

ORGANIZZAZIONE DELLE FIBRE MUSCOLARI 98

INNERVAZIONE 99

TESSUTO MUSCOLARE CARDIAC 100

TESSUTO MUSCOLARE LISCI 101

Alessia Piffer 5

I O O E O O

INTRODUZIONE

Per osservare gli organuli e le membrane occorrono

microscopi elettronici molto potenti, mentre per

osservare i tessuti è suf ciente il microscopio ottico.

Un eritrocita è una cellula dalle dimensioni di 7-8μm

ed essendo presente in quasi tutti i tessuti può essere

paragonato in grandezza ad altre immagini per

determinarne circa le dimensioni e l’ingrandimento

utilizzato.

Le cellule di un organismo pluricellulare pur essendo

diverse tra loro hanno lo stesso genoma.

Giulio Bizzozzero (1846-1901) scoprì l’eritropoiesi/

leucopoiesi che ha luogo nel midollo osseo,

comprese quindi che il rinnovamento cellulare varia

nei tessuti, che classi cò in:

• Labili: si distruggono e si rigenerano in

continuazione, con un continuo turnover cellulare. Un esempio sono midollo osseo ed

epidermide.

• Stabili: normalmente non è necessario che queste cellule vengano sostituite, ma in

caso di danno le cellule sono in grado di rigenerare le cellule mancanti. Un esempio è il

fegato.

• Perenni: le cellule che compongono questo tessuto non vengono ricambiate e non

sono in grado di essere sostituite in caso di danno, perciò vengono sostituite da

tessuto cicatriziale non funzionale.

Una volta che avviene lo stimolo a ricreare un tessuto è necessario che questo non

prosegua oltre o che non si innesti dove non c’è bisogno, dando origine a cellule

iperproliferative cancerose.

CELLULE STAMINALI

L’equilibrio è regolato dalle cellule staminali, che hanno

caratteristiche peculiari:

• Automantenimento: sono in grado di proliferare in maniera

illimitata per mantenere la popolazione di cellule staminali stabile.

Ciò è essenziale perchè le cellule staminali non devono mai

terminare

• Differenziamento: non sono terminalmente differenziate perchè

hanno funzione di cellule di scorta, ma sono in grado di

differenziarsi per migrare a ripopolare uno speci co tessuto che ne ha necessità.

• Ripopolamento: sono in grado di ripopolare un tessuto danneggiato.

• Popolamento: sono in grado di accrescere un tessuto.

A ogni divisione possono dare origine sia a due cellule diverse tra loro sia a due cellule

identiche tra loro, poichè una o entrambe le due cellule glie potrebbe intraprendere la

via del differenziamento, abbandonando la popolazione delle cellule staminali.

Alessia Piffer 6

fi fi fi fi

COME SI CONSERVANO LE CELLULE STAMINALI

Le parti terminali dei cromosomi, i telomeri, sono zone non codi canti di funzione

protettiva che vengono erose a ogni divisione cellulare no a quando non si consumano

completamente: questo diventa segnale di eccessivo invecchiamento della cellula, la

quale non può più entrare in mitosi.

Per quanto riguarda le cellule staminali embrionali i

telomeri non si consumano, per questo hanno la

capacità di dividersi in maniera illimitata, grazie a degli

enzimi chiamati telomerasi.

Le cellule staminali adulte presentano anch’esse le

telomerasi ma in quantità molto minore rispetto a quelle

embrionali, le cellule differenziate invece non

presentano affatto questo enzima a meno che non siano

cellule cancerose. Inoltre le cellule staminali si conservano grazie alla possibilità di

segregazione cromatidica asimmetrica, ovvero in una cellula va

solo il DNA stampo e nell’altra solo quello copiato.

In questo modo se sono presenti errori è molto più immediata

l’eliminazione della cellula errata, mantenendo la cellula col DNA

corretto sempre invariata.

Quindi delle due cellule glie quella col DNA copiato va incontro

a differenziamento, mentre l’altra è adibita all’automantenimento.

Ciò avviene solo se c’è lo stimolo per il differenziamento mentre

se si deve mantenere solo la popolazione di staminali non

avviene.

Anche il contenuto della cellula si divide in maniera asimmetrica, tra cui ad esempio

anche alcuni organuli, questo sia perchè le cellule staminali non hanno una gran attività

metabolica visto che non fanno niente sia perchè ad esempio un mitocondrio vecchio

può aver prodotto anche tanti radicali che possono anche aver danneggiato il DNA

mitocondriale, perciò viene segregato nella cellula che dovrà differenziare.

Una cellula staminale utilizza un metabolismo glicolitico e ha meno mitocondri per

evitare danni di questo tipo.

DIFFERENZIAMENTO

La cellula staminale che viene indirizzata al differenziamento deve ampiamente

proliferare, questo avviene a carico di una famiglia di cellule precursori non ancora

completamente differenziate.

L’iperproliferazione e la differenziazione sono processi

indotti che dipendono anche dalla posizione della

cellula, che perciò risente anche dell’ambiente

circostante.

Infatti anche la posizione della cellula rispetto alla fonte

dello stimolo determina quali cellule andranno incontro

a differenziamento e quali no e il loro comportamento.

La sede dove si trovano le cellule staminali prende il nome di nicchia staminale è il

microambiente composto da elementi cellulari, metaboliti e segnali prodotti localmente

che regolano la staminalità o il differenziamento.

Alessia Piffer 7

fi fi fi

Nella nicchia sono presenti altre cellule mature differenziate che inviano segnali, arrivano

stimoli umorali portati dal circolo sanguigno da distretti anche molto lontani e arrivano

altri fattori che in uenzano il comportamento della cellula.

Ad esempio il midollo osseo è dove vengono generate tutte le cellule del sangue, al suo interno ci sono dei vasi

che raccolgono le nuove cellule, che si trovano man mano che sono pronte sempre più verso il vaso per poi

andare in circolo quando sono pronte.

La trasmissione del segnale avviene:

• Fattori paracrini: cellule stimolano altre

cellule mediante la secrezione di fattori che

diffondono nel liquido interstizioale.

• Fattori iuxtacrini: cellule stimolano altre

cellule mediante contatto grazie alle

giunzioni.

• Fattori prodotti dalla matrice extracellulare:

cellule stimolano altre cellule mediante la

matrice, frutto del lavoro delle prime.

La cellula staminale per de nizione è la cellula uovo fecondata, ovvero la cellula zigote,

una totipotente in grado di formare un intero organismo.

Inizialmente prolifera in una sfera di cellule, le quali nel giro di poco tempo risentono

della loro posizione, cominciando a differenziarsi in una sfera cava con all’interno un

piccolo gruppo di cellule che darà luogo all’embrione.

Questo processo prende il nome di segmentazione ed avviene nell’arco dei primi 5

giorni, quindi la totipotenza dello zigote è molto breve.

Se le cellule si separano a questo stadio, in cui sono ancora totipotenti, si può innestare

una seconda gravidanza, mentre dal momento in cui lo zigote è diventato una blastocisti

ormai è troppo tardi perchè le cellule sono già differenziate tra quelle che formeranno

l’embrione e quelle che formeranno placenta ed annessi.

La masserella interna a questo punto si stacca dalla super cie per formare un disco

trilaminare (ectoderma, mesoderma e endoderma) e ognuno di questi foglietti darà vita

a un certo gruppo di tessuti tramite il processo di gastrulazione.

Perciò non tutte le cellule staminali hanno la stessa potenza:

• Cellule staminali di zigote e morula: sono totipotenti

• Cellule staminali embrionali: sono pluripotenti e hanno una plasticità molto ampia.

Alessia Piffer 8

fl fi fi

• Cellule staminali fetali: sono pluripotenti e multipotenti.

• Cellule staminali del cordone ombelicale e della placenta: sono multipotenti

• Cellule staminali adulte: sono multipotenti e unipotenti.

Nelle cellule pluripotenti sono accesi 3 geni OCT-3/4, SOX2 e NANOG, che regolano i 3

aspetti labile/stabile/perenne.

Nella vita dopo la nascita ci sono cellule multipotenti, capaci di dare luogo a un gruppo

di tipi cellulari ristretto, ad esempio derivante da un solo foglietto embrionale,

oligopotenti, capaci di produrre ancora meno citotipi e unipotenti, che sono

praticamente dei precursori di cellule che possono differenziare in un unico tipo

cellulare.

Ad esempio l’epidermide è fatta da cheratinociti, c’è uno strato di cellule germinali che sono unipotenti che

effettuano una divisione asimmetrica per diventare cheratinociti e mantenere la linea germinale, si trova infatti al

di sotto di tutti gli altri strati protetto.

Nel midollo osseo invece ci sono cellule multipotenti che producono diversi citotipi come eritrociti e leucociti.

Nei villi intestinali ci sono più tipi cellulari, tra cui cellule di rigenerazione in grado di sostituire tutte le cellule,

essa si trova all’interno delle cripte intestinali protetta dallo stress meccanico.

C’è tuttavia una differenza tra le colonie che portano ad avere linfociti e quelle che portano agli altri elementi

del sangue, nonostante entrambe derivino dalla stessa cellula emopoietica, perchè questa si differenzia in due

cellule precursori diverse per i linfociti e per gli altri elementi gurati del sangue.

Nell’apparato riproduttore maschile c’è una nicchia di staminali mentre in quello femminile no, quindi gli

spermatozoi sono in numero illimitato mentre gli ovociti no.

Le cellule staminali si trovano:

• Nel midollo osseo.

• Negli epiteli.

• Nel muscolo.

• Nel follicolo pilifero.

• Spermatogoni.

Sono state trovate nicchie di staminali anche in tessuti perenni come nel tessuto nervoso

o nel muscolo.

STORIA

Lo studio delle staminali è abbastanza recente, infatti nasce

dal frutto solo di un centinaio di anni.

• 1892: si scopre che lo zigote di riccio di mare è totipotente

no allo stadio di 4 blastomeri.

• 1952: si scopre che lo zigote di mammifero è totipotente

no allo stadio di 8 blastomeri.

• 1962: si scopre che mischiando le cellule dei blastomeri

totipotenti i geni che erano all’interno di esse vengono

espressi negli individui, quindi ognuna di queste cellule si

mantiene nella sua espressione genica. Viene poi

dimostrato che a contare è il genoma e non la cellula in se,

impiantando il nucleo di una prima blastocisti in una

seconda cellula uovo.

Provando lo stesso esperimento con il nucleo di una cellula somatica questo, seppur

con un bassissimo tasso di successo, è riuscito allo stesso modo, dimostrando che

Alessia Piffer 9

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anche una cellula adulta può riattivare in modo appropriato le caratteristiche staminali.

Ciò sta alla base della clonazione.

I limiti dell’uso delle cellule staminali embrionali su umani adulti sono:

• Limiti etici.

• Possibilità di rigetto.

• Tumorigenicità.

Perciò si è cercato di ottenere un surrogato delle cellule staminali riattivando i tre geni

OCT-3/4, SOX2 e NANOG, creando le cosidette induced pluripotent stem cells.

Per questa manipolazione si sfruttano tecniche che sfruttano virus o plasmidi che

possono avere anche effetti collaterali, tuttavia ad oggi l’utilizzo delle ips sono sempre

più probabili in quanto eliminano il problema del rigetto essendo provenienti dal

paziente stesso.

Inoltre permettono una forte plasticità, sono molto proliferanti e possono essere usate

nelle malattie neurodegenerative.

In ne le ips possono essere ulteriormente modi cate in modo da correggere il genoma

per guarire delle malattie genetiche.

Anche le cellule staminali adulte hanno delle potenzialità, infatti hanno una discreta

plasticità nel diventare cellule di tessuti anche diversi rispetto a quelli in cui si trovano.

Ad esempio cellule che provengono dal mesoderma sono anche in grado di assumere le

caratteristiche di cellule di diversa derivazione embrionale.

Un esempio di cellule staminali mesenchimali sono quelle del midollo osseo, esse sono

in grado di produrre non solo cellule del sangue ma anche di tessuto osseo, connettivo,

ecc.

Altre cellule mesenchimali sono state trovate nel tessuto adiposo, nel muscolo e in tessuti

con derivazione diversa.

Un altro aspetto molto interessante delle cellule mesenchimali adulte è dato dalla loro

capacità di regolare il sistema immunitario, sia per il corredo antigenico che espongono

sulla super cie sia perchè secernono fattori dall’effetto paracrino, in modo da abbassarlo.

Ciò abbassa le probabilità di rigetto.

Questa sco