Primo nucleo tematico

I tessuti connettivi e muscolari

Percorso di potenziamento-orientamento

“BIOLOGIA CON CURVATURA BIOMEDICA”

Il tessuto connettivo

Il tessuto connettivo, nei suoi svariati tipi, è uno dei tessuti più diffusi e abbondanti dell’organismo.Funzioni:• supporto strutturale e metabolico agli

altri tessuti• sostegno meccanico per il corpo• protezione e isolamento degli organi• connessione tra scheletro e muscoli• trasporto di fluidi e sostanze disciolte

(sangue)• riserva energetica (tessuto adiposo)• difesa immunitaria

Tessuto osseo Sangue

T. adiposo Cartilagine

Caratteristiche generali dei tessuti connettivi

• Sono costituiti da cellule di varia forma, non a diretto contatto tra loro, ma disperse in un’abbondante matrice extracellulare.

• La matrice, secreta dalle stesse cellule, si compone di un reticolo di fibre proteiche immerso in una sostanza fondamentale amorfa.

• Non si trovano sulla superficie del corpo, a differenza dei tessuti epiteliali

• Sono vascolarizzati (eccetto la cartilagine)

• Le specifiche caratteristiche dei diversi tipi di tessuto connettivo sono determinate dalla natura della matrice extracellulare e dal tipo di cellule presenti.

Tipi di cellule dei tessuti connettiviFibroblasti:

• grandi cellule piatte ramificate, secernono la sostanza fondamentale e le fibre;

• sono le più numerose e presenti in diversi tipi di connettivo propriamente detto;

• quando cessano l’attività biosintetica si trasformano in fibrociti.

Corrispondenti per funzione dei fibroblasti negli altri tipi di tessuto connettivo sono:• i condroblasti che secernono la matrice del tessuto cartilagineo, fino ad

esserne completamente circondati, e a questo punto sono chiamati condrociti

• gli osteoblasti che producono la matrice del tessuto osseo, caratterizzata dal fatto di essere calcificata. Al termine della loro attività biosintetica diventano osteociti

• i cementoblasti e gli odontoblasti che producono la matrice nei denti.

Tipi di cellule dei tessuti connettiviMacrofagi: • si originano dai monociti

(globuli bianchi)• di forma irregolare con brevi

prolungamenti• dotati di fagocitosi.

Granulociti (basofili, eosinofili, neutrofili) : • cellule piccole e mobili, • numerose in prossimità dei vasi

sanguigni del tessuto connettivo,

• globuli bianchi coinvolti nella risposta infiammatoria causata da lesione o infezione del tessuto.

Plasmacellule: • derivano dai linfociti B (globuli

bianchi)• secernono anticorpi• proteine coinvolte nella risposta

immunitaria.

Tipi di cellule dei tessuti connettiviAdipociti: • immagazzinano trigliceridi in una grande

goccia centrale • nucleo e citoplasma sono periferici• si trovano sotto il derma o intorno agli organi

Mastociti o mastcellule:

• di forma tondeggiante

• dotati di attività ameboide

• sono concentrati lungo i vasi sanguigni del t. connettivo

• contengono granuli citoplasmatici in cui accumulano istamina (vasodilatatrice) ed eparina (anticoagulante)

• sono coinvolti nelle reazioni infiammatorie e allergiche

Adipocita Mastocita

Matrice extracellulare: la sostanza fondamentale

• sostiene e connette le cellule

• regola la diffusione di sostanze metaboliche, ioni, acqua e gas dal sangue ai tessuti e viceversa

• può essere fluida, gelatinosa o solida

• è composta soprattutto da proteoglicani che si associano a lunghe catene di acido ialuronico tramite proteine link e glicoproteine (fibronectina)

• I proteoglicani hanno la capacità di legare acqua formando un gel, che rende la matrice permeabile a sostanze metaboliche e gas che dal sangue passano alle cellule e viceversa.

L’acido ialuronico è un glicosamminoglicano, ha numerosi gruppi polari in grado di legarsi con molteplici

molecole d'acqua determina il grado di idratazione e la turgidità della sostanza

fondamentale contribuendo al mantenimento della forma. la sua concentrazione tende a diminuire con l'avanzare

dell'età.

Matrice extracellulare: le fibre

Sono immerse nella sostanza amorfa e conferiscono stabilità strutturale alla matrice.

Sono distinte in tre tipi fondamentali:

• fibre collagene

• fibre reticolari

• fibre elastiche

Fibre collagene

• Secrete dai fibroblasti e dagli osteoblasti

• Robuste, resistenti alla trazione, flessibili ma inestensibili, non ramificate, raggruppate in fasci paralleli

• Composte dalla proteina fibrosa collagene

• Ogni fibra è formata da decine di fibrille più sottili a loro volta formate da microfibrille.

• Componenti principali dei tendini, dei legamenti, della cartilagine e dell’osso

Fibre reticolari

• Composte da molecole di collagene rivestite da glicoproteine

• ogni fibra è formata da fibrillea loro volta formate da microfibrille

fibre collagene

fibre reticolari

• più sottili delle fibre collagene, non formano fasci, ma trame e reti sottili

• diffuse nel tessuto connettivo lasso, nel tessuto adiposo, nella parete dei vasi sanguigni, nelle lamine basali degli epiteli, formano lo stroma cioè l’impalcatura di sostegno del parenchima di organi molli (milza, fegato, linfonodi).

Fibre elastiche

• Secrete dai fibroblasti e dai condroblasti

• Ogni fibra è composta da molecole della proteina elastina circondate da una glicoproteina detta fibrillina

• Estensibili, sottili, ramificate, formano una rete nel tessuto

• Abbondano nei tessuti che vengono regolarmente distesi: derma, pareti della vescica e delle grandi arterie, tessuto polmonare.

Classificazione dei tessuti connettivi

T. connettivi propriamente detti T. connettivi specializzati

Tessuto connettivo lasso

• areolare

• adiposo

• reticolare

Tessuto connettivo denso

• regolare

• irregolare

• elastico

Si possono distinguere vari tipi di tessuto connettivo a seconda della matrice extracellulare e delle

cellule presenti.

Cartilagine

• ialina

• fibrosa

• elastica

Tessuto osseo

Tessuto connettivo liquido

• sangue

• linfa

Tessuti connettivi propriamente detti

Connettivo lasso:presenta numerose cellule, tutti i tipi di fibre e una sostanza fondamentale poco addensata. Si tratta di un tessuto molle, poco resistente. Connettivo lasso areolare o fibrillareStruttura : • rete a trama larga dei tre tipi di fibre• vari tipi cellulari: fibroblasti, cellule immunitarie, adipociti, mastociti• abbondante sostanza fondamentale semifluida, con spazi vuoti

(areole) Funzione:• riserva di liquidi • funzione trofica (le cellule assorbono sostanze nutritive e vi riversano

gli scarti metabolici)Sede:• forma lo strato sottocutaneo che unisce la pelle ai tessuti sottostanti, • circonda organi, muscoli e nervi

Tessuti connettivi propriamente detti

Connettivo lasso adiposoStruttura: • rete a trama larga dei tre tipi di fibre• cellule dette adipocitiFunzione:• riserva energetica di trigliceridi• isolamento termico• sostegno e protezione di organi vitaliL’aumento di tessuto adiposo (obesità) determina la formazione di nuovi vasi sanguigni e comporta uno sforzo maggiore per il cuore.Sede:• accompagna il tessuto areolare• nello strato sottocutaneo• circonda cuore e reni• nel midollo osseo giallo• riempie la cavità orbitale dietro i globi oculari

Tessuti connettivipropriamente detti

Connettivo lasso reticolareStruttura : • rete di fibre e cellule reticolariFunzione:• sostegno interno per gli organi molli (stroma)• collegamento delle cellule muscolari lisce• filtrazione e rimozione delle cellule ematiche

vecchie (milza) e di batteri (linfonodi)Sede:• fegato, milza, linfonodi• midollo osseo rosso (emopoiesi)• membrana basale dei tessuti epiteliali• circonda vasi sanguigni e muscoli

Milza

Linfonodo

Fegato

Tessuti connettivi propriamente detti

Connettivo denso

Connettivo denso regolare

Struttura :

• fasci di fibre collagene disposte in

modo fitto, regolare e parallelo

• matrice bianca brillante

Funzione:

• ancoraggio

• collegamento muscolo-osso e

osso-osso

• trasmissione della trazione

muscolare

Sede:

• tendini, legamenti

Tendine

Legamenti

Tessuti connettivi propriamente detti

Connettivo denso irregolare

Struttura:

• fibre collagene disposte in modo irregolare, alcuni

fibroblasti

• si presenta spesso in lamine

Funzione:

• fornisce sostegno e resistenza agli organi

Sede:

Si trova in zone sottoposte a sollecitazioni

meccaniche da molte direzioni.

• Derma profondo

• Pericardio e valvole cardiache

• Periostio dell’osso

• Pericondrio della cartilagine

• Capsule articolari

• Capsule di organi (reni, fegato, testicoli e

linfonodi)

Tessuti connettivi propriamente detti

Connettivo denso elastico

Struttura:

• fibre elastiche ramificate con

fibroblasti negli spazi tra le fibre

Funzione:

• espansione e contrazione di organi

• mantenimento in posizione delle

vertebre

Sede:

• tessuto polmonare

• pareti arterie elastiche

• trachea e canali bronchiali

• corde vocali

• legamenti intervertebrali

T. connettivo elastico dell’aorta

Tessuti connettivi specializzati: la cartilagine

Struttura :• è un tessuto robusto ma flessibile, capace di

sopportare deformazioni elastiche notevoli• origina da cellule dette condroblasti che

secernono la matrice• ha cellule mature specializzate dette condrociti

disposte in gruppi o singolarmente nelle lacunedella matrice

• la matrice contiene una sostanza fondamentale amorfa gelatinosa ricca di derivati polisaccaridici detti condroitinsolfati e fibre collagene

• la sua superficie è rivestita da una membrana (pericondrio) di connettivo denso irregolare

• è priva di nervi e vasi sanguigni, tranne che nel pericondrio

Le cartilagini vengono classificate in base alla

quantità e alla costituzione della sostanza

amorfa e in base alle fibre in essa presenti.

Cartilagine

ialina

fibrosa

elastica

Tessuti connettivi specializzati: la cartilagine

Sede:

• nelle superfici delle articolari

• nei dischi intervertebrali

• nella sinfisi pubica

• nei menischi articolari

• nei padiglioni auricolari

• nello scheletro di sostegno delle vie

aeree superiori (naso, laringe)

Tessuti connettivi specializzati:

Cartilagine ialinaStruttura: • Matrice bianco-azzurra lucida• Sottili fibre collagene • Numerosi condrocitiFunzione:• Fornisce sostegno rigido ma flessibile• Riduce l’attrito tra le superfici ossee e

ammortizza gli urtiSede:• Estremità ossa lunghe e costole• Scheletro dell’embrione e del feto• Naso, laringe, trachea, bronchi, canali

bronchiali

Tessuti connettivi specializzati

Cartilagine fibrosa

Struttura:

• Condrociti sparsi tra un denso intreccio di fasci di fibre

collagene

Funzione:

• Fornisce sostegno e connessione

Sede:

• Sinfisi pubica

• Dischi intervertebrali

• Menischi del ginocchio

• Parti di tendini che si inseriscono nella cartilagine

Tessuti connettivi specializzati

Cartilagine elasticaStruttura: • condrociti sparsi in un sottile reticolo

di abbondanti fibre elastiche• sostanza fondamentale più scarsa di

quella ialinaFunzione:• fornisce sostegno flessibile ed

elasticitàSede:• Epiglottide• Padiglione auricolare• Trombe di Eustachio

Struttura:• costituito da cellule non contigue, collegate tra loro da sottili

prolungamenti ramificati, immerse nelle lacune di una matrice mineralizzata che conferisce durezza e resistenza alle ossa

• cellule dette osteoblasti, se attive nella biosintesi di nuova matrice, osteociti quando perdono tale capacità

• matrice costituita dal 25% da acqua,25% da fibre collagene e 50% da sali minerali cristallizzati (fosfato di calcio, carbonato di calcio e fosfato di magnesio.

• sostanza fondamentale comprendente anche una parte organica, formata da complessi proteico-polisaccaridici

Funzione:• sostegno del corpo• protezione di organi • contributo ai movimenti • riserva di minerali e di trigliceridi (midollo osseo giallo)• emopoiesi (midollo osseo rosso)

Tessuti connettivi specializzati: il tessuto osseo

tessuto osseo compatto

tessuto osseo spugnoso

Struttura:

• matrice extracellulare liquida detta plasma

• diversi tipi cellulari: eritrociti, leucociti, trombociti.

Funzione:

• trasporto di sostanze

• difesa immunitaria

• emostasi

Tessuti connettivi specializzati liquidi: il sangue

Struttura:• Ha una matrice extracellulare chiara con composizione simile al plasma

ma con minor quantità di proteine e di cellule.• Contiene lipidi, sostanze rimosse dall'interstizio dei tessuti ed elementi

figurati rappresentati quasi esclusivamente da linfociti.Funzione:

• Drenaggio dei liquidi in eccesso nei tessuti (controllo del volume

ematico)

• trasferimento dei grassi assorbiti a livello dell’intestino tenue nella

circolazione sistemica

• cattura e distruzione di patogeni

• importante in oncologia in quanto attraverso la rete dei vasi linfatici si verifica anche lo spostamento delle cellule neoplastiche

Sede:

• Deriva dal liquido interstiziale e scorre nei vasi linfatici che si originano a livello dei tessuti come capillari a fondo cieco, da questi si riversa in vasi di maggior calibro fino a raggiungere il circolo sanguigno.

• Attraversa gli organi linfoidi (timo, midollo osseo, linfonodi, milza).

Tessuti connettivi specializzati liquidi: la linfa

Origine embrionale dei connettivi

Dal punto di vista embriologico, il tessuto connettivo deriva dal mesenchima.

Le cellule mesenchimali, di origine mesodermica, sono pluripotenti

hanno la capacità di differenziarsi nei diversi tipi di cellule connettivali

Il tessuto muscolare

Funzione:

è responsabile dei movimenti dell’intero organismo, sia volontari che involontari, grazie alla capacità delle cellule muscolari di riuscire a contrarsi.

Classificazione:

• tessuto muscolare striato o scheletrico (volontario)

• tessuto muscolare liscio (involontario)

• tessuto muscolare cardiaco (striato ma involontario)

Tessuto muscolare liscio

Tessuto muscolare striato

Tessuto muscolare cardiaco

Tessuto muscolare striato o scheletrico

• costituisce il 30-40% del peso corporeo

• è responsabile dei movimenti volontari

• si collega alle ossa

• ha una contrazione rapida che determina un consumo veloce di ATP

• presenta cellule dette fibre che al microscopio hanno una tipica striatura trasversale con bande chiare e scure alternate

La fibra muscolare striata

• è un grossa cellula cilindrica, con un diametro di 50-100 micrometri

• deriva dalla fusione di cellule più piccole, durante lo sviluppo embrionale

• è plurinucleata, perché contiene i nuclei delle cellule che si sono fuse, situati in periferia, a ridosso della membrana cellulare detta sarcolemma

• Ha un citoplasma, detto sarcoplasma, ricco di mitocondri e di mioglobina, un pigmento rosso che accumula ossigeno come riserva per la produzione di ATP nei mitocondri

• possiede un esteso reticolo sarcoplasmatico, simile al R.E.L., una rete di tubuli membranosi contenenti un liquido che immagazzina gli ioni Ca2+ indispensabili per la contrazione muscolare.

La fibra muscolare striata

• Ogni fibra muscolare, parallelamente alla propria lunghezza, ha nel proprio sarcoplasma da 1000 a 2000 piccole strutture cilindriche dette miofibrille

• La miofibrilla è un’associazione di filamenti sottili e filamenti spessi disposti in maniera ordinata, in unità dette sarcomeri

• La ripetizione ordinata di queste unità lungo la miofibrilla conferisce al muscolo il suo aspetto striato.

Struttura del sarcomero

I filamenti sottili sono formati da actina, una proteina globulare in cui le singole molecole formano due filamenti che si avvolgono in una catena elicoidale

I filamenti spessi sono costituiti da fasci di miosina una proteina con una coda fibrosa e teste globulari che sporgono verso l’esterno a formare ponti trasversali con i filamenti sottili

Il meccanismo della contrazione

• Il sarcomero è l’unità funzionale del muscolo

• Per contrarsi la fibra muscolare scheletrica deve essere stimolata da un impulso nervoso detto potenziale di azione muscolare, generato da un motoneurone

• Il neurone motorio trasmette il potenziale di azione alla fibra tramite sinapsi nella giunzione neuromuscolare

• Tutti i sarcomeri della miofibrille si contraggono simultaneamente e determinano l’accorciamento della fibra

• La forza della contrazione di un muscolo dipende dal numero di fibre muscolari che si contraggono.

Il meccanismo della contrazione

• I filamenti sottili dei sarcomeri adiacenti sono ancorati a una zona proteica densa detta linea Z

• Il sarcomero è la parte di miofibrilla compresa tra due linee Z

• I filamenti spessi di miosina hanno una posizione centrale nel sarcomero e formano una banda scura detta banda A

• I filamenti sottili di actina formano le bande chiaredette bande I

• Durante la contrazione muscolare le teste miosiniche dei filamenti spessi esercitano una trazione sui filamenti sottili, facendoli scorrere verso il centro del sarcomero, il quale si accorcia.

Il tessuto muscolare liscio

• è formato da cellule allungate provviste di

un solo nucleo, contenenti nel citoplasma

fibrille omogenee, non striate

• forma la muscolatura involontaria delle

pareti di organi cavi degli apparati

digerente, respiratorio, urinario, genitale e

dei vasi sanguigni

• ha una contrazione più lenta e duratura

rispetto a quella del tessuto striato

• consuma meno ATP

Il tessuto muscolare cardiaco

detto anche miocardio, forma la parete del cuoreè un ibrido dei tessuti muscolari scheletrico e liscio. Come il tessuto scheletrico:• presenta le caratteristiche striature• ha una contrazione potente e rapida, in grado di

assicurare a tutti gli organi e tessuti l'apporto di sangue• presenta cellule ben distinte tra loro, quindi non si può

considerare un sincizio anatomico (anatomicamente non può essere considerato come un'unica fibra)

Come il tessuto liscio:• è involontario• allo stimolo elettrico si comporta contraendosi come

un'unica fibra, per questo è da considerarsi come un sincizio funzionale.