Corso di laurea in Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia [L/SNT3] D. M. 270/2004. Benvenuti nel corso di Scienze Anatomiche

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1 Corso di laurea in Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia [L/SNT3] D. M. 270/2004 Benvenuti nel corso di Scienze Anatomiche

2 Insegnamento di Scienze Anatomiche Modulo di: Istologia (Prof. Baroni) Modulo di: Anatomia ( ) Modulo di: Biochimica (Prof. Corazzi)

3 offerta formativa inserita nel sito accessibile Home>Didattica>Offerta Formativa d Ateneo AA 2017/18>dipartimento di scienze chirurgiche e biomediche>>tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia (abilitante. Oppure FFBE58D1.esse3-unipg-prod-04?corso_id=256 Prerequisiti: L insegnamento di Scienze Biomorfologiche è costituito dai moduli di Biochimica, Istologia, Anatomia. E necessario che lo studente che voglia seguire con profitto il relativo corso, abbia acquisito le conoscenze di base di chimica e di biologia cellulare a livello di Scuola media secondaria di secondo grado.

4 Modalità d esame: prova scritta e/o orale L esame prevede una prova scritta e/o una prova orale relative ai tre moduli del corso integrato. La prova scritta consiste in un test con domande di base su tutti gli argomenti del programma di esame e ha l obiettivo di valutare la preparazione minima di base per poter affrontare l esame orale. La prova orale ha l obiettivo di valutare il livello di conoscenza delle materie del corso e le capacità di collegamento e integrazione delle conoscenze, anche in vesta della futura attività professionale del tecnico di radiologia. La prova orale consentirà anche di valutare la capacità espositiva e la proprietà di linguaggio dello studente. La valutazione finale tiene conto particolarmente della prova orale.

5 corso di Istologia ed Embriologia AA 2017/18 Il corso si articolerà in 24 ore, durante le quali verranno affrontati argomenti teorici (20 ore) corredati da 4 ore di Esercitazioni (per 2 CFU totali) concernenti la disciplina in oggetto. Docente: Prof. Tiziano Baroni (tiziano.baroni@unipg.it). Tel.: Orario ricevimento: su appuntamento (nei giorni di lezione, oppure presso lo studio, Edificio D, 4 piano, Facoltà di Medicina e Chir., S. Andrea delle Fratte, PG).

6 Programma di Istologia: vedere sito web. IN SINTESI Istologia -Cenni sulla ultrastruttura dei principali organelli cellulari correlati ai differenti tipi cellulari propri dei vari tessuti. Concetto di cellula staminale. -Tessuti epiteliali di rivestimento: classificazione ed esempi più importanti (epit. intestinale, epit. tracheale e polmonare, epit. vescica, epidermide). -Tessuti ghiandolari esocrini: classificazione ed esempi relativi (gh. mucipare, salivari, sebacee, pancreas esocrino, ecc.). Cenni sui principali tessuti ghiandolari endocrini. -Tessuti connettivi propriamente detti e tessuto adiposo. Tessuto cartilagineo e tessuto osseo. Sangue (plasma, eritrociti, leucociti, piastrine, formula leucocitaria). -Tessuto nervoso (neurone, sinapsi, fibra nervosa). -Tessuti muscolari (striato scheletrico, striato cardiaco, liscio). Embriologia -Spermatogenesi ed ovogenesi. -Embriologia: Fecondazione. Stadi iniziali dello sviluppo embrionale.

7 Strumenti didattici Testi consigliati

8 Strumenti didattici Testi consigliati Istologia, Autori vari, Sorbona.

9 Strumenti didattici Sito WEB: Per iniziare: test di ingresso (è nel sito)

10 Obiettivo del corso: Mettervi in grado di studiare e comprendere: la struttura microscopica dei tessuti in rapporto alle funzioni che essi svolgono; gli eventi fondamentali che si verificano nelle prime settimane di sviluppo embrionale.

11 Ambiti di competenza di chimica-citologia-istologia-anatomia-fisiologia Organismo Apparato Organo Anat om ia per la st rut t ura; Fisiologia per la funzione Tessuto I st ologia Cellula Molecola Atomo Cit ologia Chim ica- Biochim ica

12 ISTOLOGIA Studia i tessuti al punto di vista della morfologia Glossario: morfologia=studio della forma e, quindi, della struttura (legate alla funzione) tessuto=?

13 I tessuti UN TESSUTO: è formato da cellule e matrice extracellulare (ECM) che è l ambiente (fatto di molecole) in cui la cellula si trova immersa.

14 I tessuti: struttura Cellule: sono i mattoni del tessuto; Matrice extracellulare (ECM): è un po la colla che unisce i mattoni. Di volta in volta studieremo sia le diverse cellule sia le componenti della ECM che formano i vari tessuti del corpo umano in rapporto alla FUNZIONE che ogni tessuto deve svolgere.

15 La cellula E l unità fondamentale degli organismi viventi tutti gli organismi sono composti da una o più cellule; omnis cellula ex cellula: ogni cellula deriva solo da una altra cellula. tutte le funzioni vitali di un organismo (movimento, reazione a stimoli, riproduzione, metabolismo, ecc.) sono svolte anche dalla cellula

16 Ordini di grandezza

17 LA CELLULA PROCARIOTA: I BATTERI I batteri sono organismi monocellulari, invisibili ad occhio nudo avvolti da una membrana che li separa dall ambiente esterno; Il DNA non è racchiuso in un nucleo.

18 LA CELLULA EUCARIOTA Ogni cellula contiene: un nucleo (o più nuclei), dove sono i cromosomi; un citoplasma, che contiene i cosiddetti organuli della cellula (come i mitocondri, che servono per la respirazione della cellula e per produrre energia, mentre gli altri organelli servono a far funzionare la cellula stessa)

19 INTRODUZIONE INTRODUZIONE LA CELLULA EUCARIOTICA Nucleolo

20 I tessuti: struttura e funzioni Cellule di uno stesso tessuto: possono costituire popolazioni anche diverse per forma, dimensioni, origine embrionale e funzioni matrice extracellulare (ECM): è formata da macromolecole più o meno organizzate tra le quali filtra un liquido chiamato liquido extracellulare.

21 La forma cellulare: INTRODUZIONE INTRODUZIONE Alcuni esempi di cellule, appartenenti a differenti tessuti, che mostrano una ampia varietà di forme, legate anche alla diversa funzione da svolgere.

22 La forma cellulare: INTRODUZIONE INTRODUZIONE Cellule di un dato tessuto (es.: epidermide) possono avere forma e dimensioni differenti a seconda della posizione che assumono nell ambito del tessuto stesso.

23 Epitelio pavimentoso pluristratificato non cheratinizzato (ad esempio, interno della guancia umana). INTRODUZIONE INTRODUZIONE

24 I tessuti La componente cellulare

25 LA CELLULA EUCARIOTA Abbiamo detto che la cellula eucariotica contiene: uno o più nuclei, dove sono i cromosomi; un citoplasma, con i cosiddetti organuli cellulari (mitocondri, ribosomi, REL, RER, ecc.)

26 IL NUCLEO Nelle cellule eucariote c è il nucleo, una sferetta formata da una membrana che contiene acidi nucleici (DNA, acido desossiribonucleico; RNA, acido ribonucleico); Il DNA è la molecola di cui sono fatti i geni, che portano tutte le informazione per far funzionare la cellula.

27 Nucleo al MO INTRODUZIONE INTRODUZIONE

28 Nucleo al ME Cromatina INTRODUZIONE Involucro nucleare INTRODUZIONE Nucleolo

29 ORGANELLI o ORGANULI Reticolo endoplasmatico liscio rugoso Apparato di Golgi Lisosomi Mitocondri Perossisomi REL RER

30 Organuli cellulari INTRODUZIONE

31 Le macromolecole biologiche Una macromolecola è una molecola di dimensioni molto grandi e di peso molecolare molto elevato Le macromolecole biologiche più importanti sono: -le proteine (polimeri di amminoacidi) -i polisaccaridi (sono glucìdi complessi, come l'amido); -il DNA e gli RNA (acidi nucleici, polimeri di nucleotidi); -i lipidi semplici (es.: trigliceridi) e complessi (es.: fosfolipidi).

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33 Come studiare cellule e tessuti?

34 Questione di dimensioni 1 mm Occhio umano 100 µm 10 µm Il potere risolutivo di uno strumento ottico è la distanza minima alla quale due punti risultano distinti. Per l occhio umano vale circa 100 µm (1/10 di mm). 1 µm cell. epiteliali globuli rossi nucleo cellulare, batteri 100 nm organuli cellulari, virus 10 nm proteine 1 nm amminoacidi 0,1 nm atomi

35 Unità di misura della lunghezza: metro 3 1m =10 mm 3 1mm =10 µm 3 1µm =10 nm E l unità di misura del volume?

36 Unità di misura della lunghezza: metro 3 1m =10 mm 3 1mm =10 µm 3 1µm =10 nm E l unità di misura del volume? E il m3

37 Visto che è le dimensioni sono un problema, quali sono gli strumenti a disposizione dell Istologia per studiare cellule e tessuti?

38 INTRODUZIONE

39 Questione di dimensioni 1 mm Occhio umano 100 µm cell. epiteliali 10 µm Microscopio ottico potere risolutivo circa 0,2 µm Microscopio elettronico a scansione 1 µm 100 nm organuli cellulari, virus 10 nm proteine 1 nm aminoacidi pot. ris. circa 10 nm Microscopio elettronico a trasmissione pot. ris. circa 0,4 nm globuli rossi nucleo cellulare, batteri 0,1 nm atomi

40 Il Microscopio ottico ed elettronico INTRODUZIONE

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42 LE CELLULE UMANE Il corpo umano contiene circa ( ?) miliardi di cellule che si uniscono a formare i tessuti e più tessuti formano organi come i muscoli, il cervello, il fegato, ecc.

43 DA DOVE HANNO ORIGINE I TESSUTI DEL NOSTRO CORPO?

44 Tutte le cellule dell organismo adulto derivano da una sola cellula iniziale, lo zigote (=ovocita fecondato) INTRODUZIONE Embrione di topo A, stadio a 2 pronuclei

45 SVILUPPO E DIFFERENZIAMENTO Basterebbero 43 o 44 divisioni cellulari dell uovo fecondato per formare un ipotetico essere umano fatto da circa mld di cellule tutte uguali. Infatti: = 243 numero mitosi cellule risultanti

46 DIFFERENZIAMENTO Però le nostre cellule, pur derivando da una sola cellula iniziale, non sono tutte uguali. Perché una cellula nervosa, una cellula epatica e un globulo bianco sono così diversi tra loro? Occorre tenere conto del DIFFERENZIAMENTO CELLULARE

47 L ORIGINE DEI TESSUTI Il DIFFERENZIAMENTO CELLULARE

48 DIFFERENZIAMENTO: come si ottiene? Tutte le cellule di un organismo animale o vegetale devono necessariamente contenere la stessa informazione genetica, a parte alcune eccezioni, perché derivano dallo stesso uovo fecondato. Perché allora una cellula nervosa, una cellula epatica e un globulo bianco sono così diversi tra loro? Perché tutte le cellule dell organismo, pur contenendo la stessa quantità di informazione genetica, non esprimono lo stesso tipo e numero di geni. Per questo, si può dire che sono soggette a una regolazione dell attività genica che comporta l attivazione e la disattivazione selettiva, in una sequenza programmata, di geni diversi.

49 Il differenziamento inizia già durante le prime divisioni dell embrione

50 Tutte le cellule dell organismo derivano dallo zigote INTRODUZIONE INTRODUZIONE Embrioni di topo a diversi stadi di sviluppo: A, stadio a 2 pronuclei; B, stadio a 2 blastomeri; C, stadio a 4 blastomeri; D, stadio a 8 blastomeri; E, stadio a circa 16 cellule F, stadio di blastocisti iniziale; G, blastocisti espansa con zona pellucida H, blastocisti dopo la schiusa.

51 MANTENIMENTO DELLO STATO DIFFERENZIATO Il differenziamento non è un fenomeno esclusivo della vita embrionale. Tessuti in rinnovamento (elementi del sangue, dei connettivi, degli epiteli, ecc), hanno una riserva di cellule dette staminali (stem cells) poco differenziate, capaci di proliferare (per rifornire di cellule tali tessuti) ma auto-rinnovando la riserva delle staminali stesse.

52 LE CELLULE STAMINALI 1. Cosa sono le cellule staminali adulte? Sono cellule bambine non ancora differenziate; Non hanno ancora assunto una funzione specifica; Si trovano nell organismo adulto: nel sangue, nel midollo osseo, nella pelle. La loro caratteristica è quella di poter dare origine anche a cellule diverse da quelle del tessuto di provenienza.

53 LE CELLULE STAMINALI 2. Perché sono studiate con tanto interesse? Per la possibilità di ricavarne tessuti, parti di organo o addirittura organi interi da utilizzare come pezzi di ricambio per curare malattie degenerative o lesioni. Anche se per ottenere ciò bisogna passare attraverso processi molto complessi.

54 VARI TIPI DI CELLULE STAMINALI Cellule multi- pluri- ed unipotenti Cellule totipotenti INTRODUZIONE Cellule pluripotenti Cellule pluripotenti

55 LE CELLULE STAMINALI Cellula staminale totipotente: Cellula capace di dare origine a tutte le popolazioni cellulari dell'organismo. Tali sono le cellule all'interno della morula o della blastocisti, cioè di stadi precoci dello sviluppo embrionale (prima settimana di sviluppo nell'uomo).

56 IN SINTESI La possibilità di sostituire o rigenerare parti malfunzionanti dell organismo con nuovi tessuti ottenuti da cellule staminali ha suscitato grandi speranze, ma anche polemiche e risultati scientifici contrastanti. Le cellule staminali embrionali hanno grandi potenzialità, ma gli scienziati stentano ancora a comprenderne il funzionamento e a controllarle. Le staminali adulte sono forse più facili da utilizzare per alcuni scopi, ma la loro vera origine e l ampiezza della loro versatilità sono ancora poco chiare. Prima di poter applicare su vasta scala terapie basate sulle cellule staminali restano da superare numerosi ostacoli, di natura sia scientifica sia politica. (tratto da Le Scienze 431/luglio 2004)

57 ISTODIFFERENZIAMENTO E la progressiva organizzazione delle varie popolazioni cellulari in tessuti diversi. T. epiteliali, connettivali, muscolari, nervosi: sono formati dalla associazione delle circa 500 diverse popolazioni cellulari presenti nell organismo umano. Più tessuti formano gli organi che si associano in sistemi e apparati correlati per svolgere le funzioni vitali dell organismo.

58 Le cellule del corpo non vivono isolate ma si organizzano a formare tessuti

59 Cellule, tessuti, organi ed apparati INTRODUZIONE INTRODUZIONE La citologia studia la struttura microscopica e submicroscopica della cellula. L istologia studia l organizzazione dei tessuti. L anatomia studia gli organi e gli apparati

60 ISTOLOGIA Nei prossimi incontri studieremo i vari tessuti del corpo umano. Tessuto=cellule e ECM. Distinguiamo 4 grandi categorie di diversi tessuti: T. epiteliali, connettivali, muscolari, nervosi. Sono formati dalla associazione delle circa 500 diverse popolazioni cellulari presenti nell organismo umano. Più tessuti formano gli organi che si associano in sistemi e apparati correlati per svolgere le funzioni vitali dell organismo.

61 domande Che cosa studia l Istologia? E la Citologia? E l Embriologia? Che cosa è il potere risolutivo di un obbiettivo, di un microscopio, dell occhio umano? Quanto vale per ognuno di essi? Cosa sono gli Eucarioti? Che cosa è un tessuto? Quali sono le componenti base di tutti i tessuti? In un tessuto le cellule sono tutte uguali tra loro (V/F). Cosa sono le cellule staminali? Per osservare un nucleo cellulare basta il MO o è necessario il ME? Come appare la membrana cellulare al MO? E al ME?