Riparazione

Lezione 6 (30/03/2016): La riparazione

Come l'organismo ripara i danni e cerca di ricostituire l'omeostasi

Fattori che condizionano il processo di riparazione

• Entità del danno
• Capacità proliferativa (tessuti labili, stabili, perenni e cellule staminali)
• I fattori di crescita e la matrice extracellulare

In seguito a un danno si possono verificare:

• La ricostituzione del tessuto originario senza danni permanenti
• La proliferazione e ricostruzione del tessuto con sostituzione degli elementi cellulari (Rigenerazione)
• La sostituzione del tessuto con tessuto connettivale (Riparazione) a cui possono seguire i danni da perdita di tessuto funzionale e/o cicatrizzazione e rimodellamento.

Le fasi della riparazione

• Risoluzione dell'infiammazione
• Angiogenesi
• Migrazione e proliferazione dei fibroblasti
• Cicatrizzazione e rimodellamento

I protagonisti del processo di riparazione sono le cellule dei tessuti e le cellule staminali, la matrice extra-cellulare, i fattori di crescita, le citochine, gli ormoni e altre molecole. I tessuti labili sono gli epiteli di rivestimento (epitelio cutaneo e delle mucose), il tessuto emopoietico e la linea germinale maschile; i tessuti perenni sono i neuroni del SNC, le cellule muscolari cardiache e la linea germinale femminile; i tessuti o le cellule stabili sono quasi tutti i tessuti ghiandolari (come fegato, tubuli renali, corteccia surrenale), le cellule dei tessuti connettivi (fibroblasti, osteociti, condrociti), l’endotelio vascolare, le cellule muscolari lisce, le fibre muscolari scheletriche.

Il significato biologico della proliferazione cellulare

• Moltiplicazione delle cellule al fine di consentire la diversificazione differenziativa (dallo zigote all’embrione)
• Moltiplicazione delle cellule al fine dell’accrescimento dell’organismo, durante lo sviluppo
• Rinnovo delle cellule perdute, nell’adulto, principalmente a partire da cellule staminali. Si può avere come processo costitutivo nei tessuti labili e come evento eccezionale nei tessuti stabili.

Le cellule staminali sono dette "immature" perché la loro principale caratteristica è quella di potersi specializzare, cioè di diventare qualunque tessuto e organo del nostro corpo. Nello stadio iniziale di sviluppo dell’embrione tutte le cellule sono in questo stato. Successivamente le loro possibilità di evoluzione si restringono.

Le "istruzioni" su cosa un tessuto deve fare dopo che si è verificato un danno sono principalmente legate a molecole prodotte dalle cellule coinvolte nel processo di riparazione, tra cui ritroviamo i fattori di crescita, ma anche citochine e ormoni. I fattori di crescita sono molecole di segnalazione intercellulari che dirigono la sequenza di eventi necessaria affinché la riparazione avvenga. Gran parte di questi fattori viene prodotta dai macrofagi che sono i principali responsabili della "orchestrazione" delle fasi della riparazione, che vedono la rigenerazione di nuovi vasi e la deposizione di matrice extracellulare come elementi indispensabili per la ricostruzione della zona lesa.

Se le cellule del tessuto possono proliferare e le membrane basali sono state conservate, la proliferazione cellulare sarà possibile e permetterà di ricostituire il tessuto precedente. Se invece ci troviamo in un tessuto che non può proliferare e/o l'entità del danno è tale da avere cancellato la struttura originaria del tessuto, sarà necessario riempire questo "vuoto" con un tessuto aspecifico, il tessuto connettivo fibroso, fino alla formazione della cicatrice.

L'altra componente indispensabile per poter portare a termine questo processo è la matrice extracellulare, composta da fibre e sostanza amorfa, ed è prodotta soprattutto dai fibroblasti. Le fibre della matrice possono essere collagene, reticolari (entrambe costituite da proteine chiamate collageni) ed elastiche (formate da proteine quali elastina e fibrillina). La sostanza amorfa è una struttura tridimensionale macromolecolare molto viscosa nella quale sono immerse le fibre e le cellule. Ha una quantità variabile di acqua legata a componenti macromolecolari. È attraversata da liquido tissutale o interstiziale costituito da acqua in cui sono presenti ioni, micromolecole, ormoni ed enzimi. La sostanza amorfa diminuisce con l’età.

Funzioni della matrice extracellulare (ECM)

• Supporto meccanico alle cellule
• Controllo della proliferazione e del differenziamento (integrine)
• Organizzazione della struttura del tessuto (impalcatura)
• Formazione di microambienti tissutali
• Accumulo e rilascio di fattori di crescita