Organo •Tessuto Istologia •Cellula Citologia
Transcript of Organo •Tessuto Istologia •Cellula Citologia
Ambiti di competenza…
• Organismo
• Apparato
• Organo
•Tessuto
•Cellula• Molecola• Atomo
…di citologia e istologia
�Istologia
�Citologia
Definizioni
• Citologia (biologia)
– Studio della struttura e funzioni dellacellula e delle sue parti
• Istologia
– Studio della morfologia, organizzazionee funzione dei tessuti, ovverodell’associazione fra cellule
Informazioni di base: COMPONENTI BIOCHIMICI DELLE CELLULE
• Acidi nucleici: DNA ed RNA
(struttura e funzione)
• PROTEINE (struttura e funzione)
• LIPIDI (struttura e funzione)
• CARBOIDRATI (struttura e
funzione)
LA ORGANIZZAZIONE DELLA CELLULA
SCHEDA INSEGNAMENTO
Istologia ed Embriologia
Obiettivi• Il modulo si propone di fornire le conoscenze teoriche e
pratiche e gli strumenti utili per:
- conoscere la distribuzione dei tessuti nel corpo umano
(relazione con funzione degli organi e apparati)
- conoscere le principali caratteristiche strutturali e funzionali dei tessuti e la loro organizzazione cellulare.
- conoscere gli eventi principali alla base dei processi di
sviluppo embrionale
Obiettivi Lo studente al termine del corso saprà:
• conoscere le principali tecniche istologiche
• riconoscere i tessuti, attraverso le osservazione microscopica
• conoscere la distribuzione dei tessuti nell’organismo
• correlare le attività cellulari e l’organizzazione strutturale e
ultrastrutturale delle cellule e dei tessuti alle loro principali
attività funzionali
• acquisire la terminologia istologica ed embriologica
SCHEDA INSEGNAMENTO
Istologia ed Embriologia
Istologia ed embriologia: dalla cellula all’organismo (sviluppo)
ZIGOTE
1 cellula
Oltre 30.000
Miliardi di cellule del corpo umano
Cellule
differenziate
Organi
e apparati
ProliferazioneMITOSI
Differenziamento
Morfogenesi
Apoptosi
Ma lo sviluppo non termina alla nascita, e continua in parte anche nell’età adultaMa lo sviluppo non termina alla nascita, e continua in parte anche nell’età adulta
- Ogni giorno rinnoviamo (sviluppiamo) nuove cellule della pelle;
il midollo osseo origina milioni di nuovi eritrociti in ogni minuto
della nostra vita
- Proliferazione e differenziamento avvengono
continuamente
Lo sviluppo è stato tradizionalmente riferito a quella fase della
vita di un organismo che è compresa tra la fecondazione e la
nascita:
EMBRIOLOGIA(segmentazione, gastrulazione/neurulazione, organogenesi)
Differenziamento cellulare
Un’unica cellula, l’uovo fecondato, origina centinaia di tipi cellulari differenti e specializzate: cellule muscolari, nervose, endocrine, cellule del sangue
La realizzazione della diversità cellulare è detta differenziamento
Poiché ogni cellula di un determinato organismo contiene la stessa serie di geni (equivalenza genomica), come può questa serie uguale di istruzioni genetiche produrre tipi differenti di cellule?
L’espressione selettiva di geni specifici nei diversi tipi cellulari (es: eritrocita ed emoglobina)
NEURONE
GRANULOCITA EOSINOFILO
CELLULA muscolareIL DIFFERENZIAMENTO è l’acquisizione delle caratteristiche specifiche di una cellula specializzata a svolgere una precisa funzione (FENOTIPO):
Caratteristiche morfologiche
Caratteristiche biochimiche
Caratteristiche funzionali
Differenziamento cellulare
Dalle cellule ai tessuti…Da quali cellule hanno origine
i tipi cellulari
differenziati
dei nostri
tessuti?
DEFINIZIONE e proprietà:
Cellula non differenziatadi origine embrionale, fetale o adulta
Cellula in grado di dividersi e quindi di autorinnovarsi(self-renewal) senza differenziarsi
Cellula che può originare cellule (cellule progenitrici) che si differenziano andando a costituire i diversi tipi cellulari differenziati dei tessuti .
Le cellule staminali
DIFFERENZIAMENTO
La generazione di cellule differenziate, avviene
a partire da cellule non differenziate:
le cellule staminali
(durante lo sviluppo embrionale e nell’adulto )
Localizzazione delle cellule staminali
tipo Descrizione Esempio
TotipotentePuò originare un interoindividuo (tessuti embrionee annessi embrionali)
Cellule embrionaliprecoci (morula)
PluripotentiCellule che possonooriginare tutti i diversi tipi cellulari di un organismo
cellule nodoembrionale(blastocisti)
MultipotentiUnipotenti
Cellule che possono originare pochi o un solotipo cellulare differenziato
Tessuti fetali, tessuti adulto
cellule staminali embrionalicellule staminali nell’adulto
Questo evento è necessario per:
- il naturale rinnovamento dei tessuti(equilibrio tra cellule morte e nuove cellule formate: l’omeostasi tissutale)
- riparazione dei tessuti (danni e ferite)
Nei tessuti adulti restano cellule non differenziate STAMINALI (multi o unipotenti)che possono continuare a rinnovarsi e differenziarsi
Cellule staminali dell’adulto
Tessuti potenzialmente rinnovabili (stabili). Si rinnovano solo in particolari condizioni, cioè in
mancanza critica di cellule. Attività limitata di
staminali che si riattivano in alcune condizioni
Cellule Epatiche
Cellule degli Epiteli Ghiandolari
Cellule Endoteliali
Tessuti in rinnovamento continuo (labili)Sono continuamente prodotte nuove cellule differenziate
presenza di cellule Staminali che si dividono e differenziano costantemente
Cellule dell’epidermide
Cellule del tessuto emopoietico
Tessuti che non si rinnovano (perenni)
Limitato numero e attività di staminaliCellule Nervose
Cellule del Muscolo Cardiaco
Rinnovamento nei tessuti adultiRinnovamento nei tessuti adulti Concetti in continuo aggiornamento
• In this paper we present a new view of hepatocyte homeostasis in the
uninjured liver. We have identified a new cell population (Wnt-responsive) that resides within a confined niche around the central vein.
These cells self-renew and contribute to hepatocyte maintenance by
differentiating into and replacing other hepatocytes in the normal liver
• In the liver however, our model is novel because it was previously thought that all hepatocytes are equivalent in their renewal potential.
In contrast, we show that hepatocytes are made up of more than one cell type and are not equivalent in replicative ability during
homeostasis. Given the properties of the cell population under study, we
postulate that the Wnt-responsive pericentral cells are
hepatocyte stem cells.
2015
La classificazione dei tessuti di Bizzozero (1894)
– tessuti ad elementi labili: epitelio germinale del testicolo,
midollo osseo, epiteli di rivestimento.
cellule che si dividono e rinnovano in continuazione
durante tutta la vita
– tessuti ad elementi stabili: fegato, rene, pancreas,
alcune ghiandole, tessuti connettivi e muscolo liscio;
cellule che si dividono solo in situazioni critiche
– tessuti ad elementi perenni: muscolo striato cardiaco,
tessuto nervoso;
cellule che non si dividono mai
La identificazione delle cellule staminali e delle
loro proprietà ha fornito la spiegazione ad una
classificazione di diversi anni fa…
Il differenziamento è un processo graduale che avviene per stadi(steps).
Si realizza tramite modificazioni successive nella espressione genica e quindi nei componenti molecolari, forma e funzioni della cellula
Dinamica delDIFFERENZIAMENTO CELLULARE
-Gli stadi successivi comprendono modifiche che portano al fenotipo differenziato
-Il primo stadio è la determinazione cellulare in cui la cellula
non ancora differenziata diventa destinata solo ad alcuni tipi di differenziamento (COMMITTED CELL).
Il differenziamento è regolato da una serie di segnali che la cellula riceve e recepisce tramite proteineprevalentemente poste sulla membrana cellulare
RECETTORI
Regolazione del differenziamento cellulare
Fattori di crescita
Es. FGF
TGF
Fattori differenziativi
Es. TGF
BMP
Fattori che
regolano la morte
Fattori
di migrazione
NOTAUno stesso fattore può indurre diverse risposte cellulariin tipi cellulari diversi
Molecole segnale
Prodotte ALL’INTERNO delle
cellule che si differenziano
AUTODIFFERENZIAMENTO
Prodotte e trasmesse da
cellule di una altro
tessuto
INDUZIONE
Regolazione del differenziamento cellulare
INDUZIONE
E’ il processo attraverso il quale un gruppo di cellule
(tessuto) (INDUTTORE) agisce su un altro gruppo
(RICEVENTE) per cambiare il loro destino.
La capacità di rispondere è chiamata COMPETENZA.
SEGNALI MOLECOLARIsono essenziali per l’induzione
Interazioni PARACRINE
Interazioni IUXTACRINE
Figura dal testo
Embriologia Medica
(Langman)
INTERAZIONI PARACRINE
Le proteine sintetizzate da una cellula diffondono a breve distanza per interagire con altre cellule.
I FATTORI PARACRINI attivano le vie di trasduzione del segnale
Figura dal testo Embriologia Medica (Langman)
Fattori PARACRINI: esempi
-FATTORI DI CRESCITA FIBROBLASTICI (FGF): angiogenesi, crescita neuronale, differenziamento del connettivo;
-Proteine WNT: sviluppo degli arti, dell’encefalo, apparato urogenitale;
-Proteine hedgehog: sviluppo arti, tubo neurale, intestino
-FATTORI DI CRESCITA TRASFORMANTI (TGF-β), include BMP: sviluppo di polmoni, reni, ghiandole salivari, ossa.
Figura dal testo
Embriologia Medica
(Langman)
INTERAZIONI IUXTACRINE
Le molecole che attivano le vie di trasduzione del segnale NON sono fattori diffusibili
TRE modalità del segnale iuxtacrino:
1 Ligandi (molecole) della matrice extracellulare che interagisconocon i loro recettori posti sulle membrane cellulari
2 Proteina di superficie interagisce con il recettore di una cellula adiacente (via di Notch)
3 Molecole Segnale che diffondono tra unacellula e l’altra attraversoGIUNZIONI cellulari del tipo GAP
fattori paracrini
fattori iuxtacrini
Molecole che possono determinare e differenziare un tipo cellulare
possono essere definite molecole induttrici o morfogeni.
INDUZIONEfattori paracrini
fattori iuxtacrini
Classificazione dei tessuti:
4 grandi categorie
• Tessuto epiteliale
• Tessuto connettivo
• Tessuto muscolare
• Tessuto nervoso
Come mai solo quattro tessuti formano una così grande varietà di organi e
sistemi?
1) Un organo non è quasi mai costituito da un solo tessuto, es. trachea
2) Tuttavia un organo può essere
prevalentemente costituito da un
tessuto
3) Ogni tessuto può comprendere
una grande varietà di tipi cellulari
differenziati
Nei diversi
tessuti
vi sono cellule
diverse
200 tipi
di cellule
specializzate
…e funzione
Quali sono gli strumenti a
disposizione dell’istologo per lo
studio della cellula e dei tessuti?