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1 ISTOLOGIA 14 MARZO Cellule isolate nel nostro corpo sono molto rare, cellule che presentano medesima forma, funzione origine embriologica si associano a costituire i tessuti, tessuti che nonostante i tanti tipi di cellule possiamo raggruppare in 4 categorie: Epiteliale Caratterizzato da cellule a mutuo contatto fra di loro, che costituiscono delle vere e proprie lamine di tessuto, un rivestimento per tutte le superfici del nostro corpo, sia quelle interne che quelle esterne; ritroveremo delle cellule specializzate a elaborare delle sostanze che rilasciate all esterno sono utili all organismo, e che vanno a formare le ghiandole. Le cellule connettivale sono invece ampiamente separate fra di loro, con abbondante materiale extracellulare fra di loro; in questo ambito potremmo classificare le cellule immobili, che svolgono tutta la loro vita nel connettivo e cellule mobili che nascono in altra zona (per esempio nel midollo osseo, sangue, e poi tessuto connettivo). Il TC serve a connettere più tessuti, ma in questo ambito vedremo che la matrice in alcuni tessuti può anche specializzarsi, diventare più densa (Cartilagine), andare incontro a mineralizzazione (tessuto Osseo), o addirittura essere liquida (sangue). Quindi oltre alla funzione generica di connettere, potremmo dare la funzione di sostegno e protezione. Terza categoria: cellule con elevato grado di contrattilità, cellule dalla forma fusata che conferiscono al tessuto la capacità di contrazione: il tessuto muscolare. Il 4 tipo di tessuto è dato da cellule che hanno la caratteristica di ricevere stimoli dall ambiente esterne, elaborarli e passarli ad altre cellule: queste cellule i neuroni sono caratterizzati da prolungamenti citoplasmatici che si connettono fra di loro per mezzo di giunzioni caratteristiche che sono le sinapsi; quindi questo tessuto che chiamiamo Nervoso costituisce una sorta di rete che mette in comunicazione le parti de nostro organismo, ma nell ambito del tessuto nervoso ritroveremo un altra popolazione di cellule altamente eterogenea che chiameremo Nevroglia o Neuroglia. Partendo da questi presupposti abbiamo raggruppato tutti i tipi di cellule del nostro organismo; Generalmente una classificazione sul piano morfologico la facciamo sul tessuto epiteliale e connettivo, quella sul piano funzionale sul muscolare e sul nervoso; in questi tessuti però troveremo delle sottoclassi: per esempio se guardiamo il tessuto muscolare da un punto di vista morfologico possiamo dividerlo in Striato e Liscio, poi all interno di queste classi possiamo fare delle ulteriori distinzioni. Quindi è importante conoscere le caratteristiche di ogni singolo tessuto per distinguerli, anche, nel pratico, nella visione al microscopio. Ed entriamo nel vivo del primo tessuto, L epiteliale. Un Tessuto è caratterizzato anche dall origine embriologica, da un foglietto embrionale; nel caso specifico, l epitelio deriva da tutti e tre i foglietti: la maggior parte, l Epidermide, che riveste la superfice del nostro corpo, deriva dall Ectoderma, così come le ghiandole che sono annesse all epidermide; l epitelio dei tratti respiratorio e digerente, l origine è Endodermica; per quanto riguarda il rivestimento dei tratti urogenitali e ghiandole annesse, questo deriva dal Mesoderma Intermedio, mentre il rivestimento delle grandi cavità non comunicanti con l esterno (Pleura, pericardio, peritoneo) questo deriva dal Mesoderma Laterale, anche l endotelio deriva dal mesoderma laterale. Stiamo parlando di una popolazione di cellule a periodo limitate progressivamente vengono rimpiazzate, sono in rigenerazione durante il corso della nostra vita; una caratteristica che contraddistingue il tessuto epiteliale è il fatto che è privo di vasi sanguigni. Ancora un altro tipo di cellule epiteliali potremmo considerare: quelle che vanno a costituire i recettori degli organi di senso, formano una sorte di cellule nervose di secondo tipo. Quali sono le caratteristiche tipiche di un tessuto epiteliale? Sono 3: Cellule strettamente adese fra di loro e collegate tramite giunzioni specializzate, cellule polarizzate (in ogni cellula epiteliale possiamo riconoscere un dominio apicale rivolto verso al superfice esterna, un domino laterale a contatto con le cellule vicine, un dominio basale rivolta verso la membrana basale), la terza caratteristica è proprio la presenza della membrana basale che serve a separare l epiteliale da ciò che gli deve stare sempre sotto, il tessuto connettivo, un tessuto che non solo lo sostiene ma contemporaneamente gli fornisce il nutrimento per poter sopravvivere. Può capitare talvolta che noi possiamo trovare delle cellule che hanno soltanto due di queste caratteristiche: sono cellule a mutuo

2 contatto fra di loro, sono polarizzate ma mancano di un versante apicale (ma hanno la membrana basale): queste cellule vanno a costituire i tessuti Epitelioidi, che ritroviamo per esempio nelle ghiandole Endocrine. Quindi se sotto c è la membrana basale, da un lato abbiamo una superfice libera, l epitelio costituisce una sorta di interfaccia fra l esterno e l interno (dove poi per primo troviamo il connettivo). Normalmente per poter vedere la membrana basale dobbiamo utilizzare la PAS oppure usare la microscopia elettronica. Talvolta può capitare che anziché esserci un solo strato di cellule a costituire l epitelio possiamo trovare più cellule sovrapposte: le cellule dello strato basale sono rivolte verso la membrana basale, le cellule dello strato superficiale verso l esterno è rispettata la caratteristica di avere una superfice libera e una che dà sulla membrana basale. Questa è la base su cui andiamo a caratterizzare i nostri epiteli: lo facciamo su due parametri, il numero di strati e la forma delle cellule: in base al numero di strati li dividiamo in 1)Semplice, se costituiti da un solo strato di cellule; 2)Stratificato, se costituiti da più strati di cellule; Definiamo un epitelio anche in base alla forma delle cellule: Piatto, Cubico, Cilindrico; Tenendo conto di specializzazioni di membrana possiamo introdurre una quarta categoria: Ciliato o Non Ciliato. L epitelio Pseudostratificato rientra nel semplice, mentre quello di transizione rientra nello stratificato. Epitelio pavimentoso semplice: costituito da un singolo strato di cellule appiattite a mutuo contato fra di loro a formare un pavimento; Le cellule sono fusate: talmente appiattite che il nucleo le fa rigonfiare in posizione centrale. Lo ritroviamo sulla superfice degli alveoli (permette facilmente gli sgambi gassosi), a rivestire le grandi cavità non comunicanti con l esterno (data la derivazione mesodermica, talvolta questo viene chiamato Mesotelio), a delimitare la parete dei vasi sanguigni, e lo chiamiamo Endotelio. Le funzioni che possiamo attribuire oltra a quella di Barriera, quella di scambio (di Gas o di sostanze nutritive). Nel caso dell endotelio si può vedere come una singola cellula può determinare, piegandosi, il Lume del vaso (si parla di capillari), man mano che il vaso cresce di diametro più cellule di uniranno a formarlo; c è la membrana basale c è e sotto c è anche il connettivo, anche se il nutrimento potrebbe prenderlo direttamente dal sangue (un sostegno connettivale per quanto limitato c è sempre), addirittura possiamo ritrovare delle cellule particolari nel TC che si chiamano Periciti, e che sono dotate di un certo grado di contrattilità, e quindi facilitano lo scorrimento del sangue all interno dei vasi sanguigni; in alcuni casi troviamo delle cellule endoteliali la cui parete è fenestrata, presenta dei pori che sono chiusi da un Opercolo, una sorta di diaframma, questo tipo di capillari lo troviamo nel Glomerulo Renale, nelle Ghiandole Endocrine, nel sistema Gastrointestinale: distinguiamo quindi capillare continuo e fenestrato. L endotelio svolge funzioni ben precise: innanzitutto regola la permeabilità vascolare, riesce a esercitare una barriera fra ciò che può passare dal sangue al tessuto e viceversa; Sulla superfice dell endotelio sono presenti delle molecole di adesione che permetteranno l adesione delle cellule della serie bianca del sangue che devono lasciare il torrente circolatorio per svolgere la propria funzione nel torrente circolatorio: queste cellule riconoscono le molecole di adesione, emettono degli pseudopodi e attraversano l endotelio portandosi nel Connettivo, in un processo che chiamiamo Extravasazione (fuoriuscita dal vaso); queste cellule endoteliali sono poi in grado di rilasciare delle sostanze in grado di influire sul tono vascolare, possono determinare vasocostrizione o vasodilatazione. L epitelio Cubico Semplice: Le tre dimensioni nello spazio nella cellula si equivalgono, il nucleo sarà sferico e occuperà posizione centrale. Su questo tipo di Epitelio si possono venire a creare delle specializzazioni della superfice apicale che possono aumentare la superfice di assorbimento, li chiameremo Microvilli; oppure si possono presentare sulla loro superfice delle ciglia. Lo ritroveremo nelle ghiandole endocrine e in particolare nella Tiroide, ghiandola unica nel nostro corpo perché follicolare: le pareti di questi follicoli sono costituiti da un epitelio cubico semplice; possiamo ritrovarlo nei dotti Ghiandolari delle cellule Esocrine; può costituire anche il parenchima del Rene. Le funzioni sono di assorbimento se presenta microvilli, secrezione nel caso della tiroide, e Barriera (che è sempre presente).

3 Epitelio Cilindrico Semplice: Cellule più alte che larghe, col nucleo allungato e localizzato in posizione basale. Possiamo anche qui ritrovare microvilli e ciglia; i primi se tessuto ha funzioni di assorbimento, come nell intestino (i microvilli sono qui talmente spessi e vicini che al microscopio sembrano rivestire con uno strato che chiameremo Orletto Striato l superfice di queste cellule), le seconde con funzione di trasporto negli ovidotti in cui l ovocita viene rilasciato verso la cavità uterina: la presenza di ciglia fa si che si smuova il fluido che è presente all interno del tubulo aiutando il movimento dell ovocita. Epitelio Pseudostratificato: Lo dobbiamo far rientrare nell ambito dei tessuti semplici perché tutte le cellule si appoggiano sulla membrana basale: la caratteristica di questo epitelio è data dal fatto che le cellule non hanno tutte la stessa altezza, alcune cellule poggiano sulla membrana basale ma non raggiungano la superfice libera, altre invece raggiungono al superfice libera ma poggiano sulla membrana basale con una superfice estremamente ristretta. Ciò significa che anche i nuclei saranno sistemati si diverse altezze, e dunque dà la sensazione di un epitelio stratificato, per quanto in realtà sia semplice. Questo epitelio è tipico delle vie respiratorie (è anche chiamato Respiratorio), esiste generalmente la forma ciliata adibita alla mobilitazione del muco e dei corpi estranei (come nel naso). Passiamo agli epiteli stratificati: più cellule si dispongono una sull altra, lo strato più profondo poggia sulla membrana basale, quello più superficiale dà sulla superficie esterna; andando a osservare per esempio l epidermide, epitelio pavimentoso pluristratificato, notiamo che le cellule vicine alla membrana basale hanno forma diversa, generalmente sono cellule cubiche o cilindriche, man mano che ci portiamo verso la superfice, queste cellule si appiattiscono: dunque per classificare secondo la forma questi tessuti si fa riferimento allo strato più superficiale. Un altra caratteristica proprio di questo tessuto, del pavimentoso stratificato, è la capacità di proliferazione che appartiene solo alle cellule dello strato basale, le quali costituiscono una sorta di cellule staminali; hanno la capacità di dividersi, e si dividono in maniera asimmetrica, dando vita a un altra cellula staminale e ad una cellula che inizia i processi di differenziamento e man mano viene spinta verso l alto, andando ad assumere le caratteristiche degli stati in cui so trova, e quando si trova nello strato più superficiale, si staccano. Quindi ci deve essere un equilibrio fra cellule che si staccano e cellule che si dividono sullo strato basale (ricordiamolo, le uniche che fanno mitosi). Nel caso del tessuto epiteliale pavimentoso ne esistono due forme: la forma Cheratinizzata e Non Cheratinizzata; l epidermide, soprattutto nei tratti maggiormente esposti agli attriti è la forma Cheratinizzata, questa è caratterizzata dal fatto che nello strato più superficiale non è costituito da cellule vive, ma da gusci cornei che contengono cheratina, cellule totalmente riempite di essa: il compito delle squame, di questi gusci è quello di proteggere da eventuali attriti, e da creare una sorta di impermeabilizzazione contro l eccessiva perdita di acqua dal nostro corpo; L epitelio che invece è bagnato da liquido, che riveste le mucose, come nella bocca, o nella vagina, presentano forma Non Cheratinizzata, dove le cellule dello stato più superficiale sono normalmente viventi come quelle degli strati profondi, anche se hanno subito dei processi di trasformazione. Nel nostro corpo ci possono essere epiteli parzialmente stratificati: nella bocca, per esempio, le gengive che sono sottoposte a usura ma che nello stesso tempo è bagnato, possiamo trovare un epitelio parzialmente cheratinizzato. Le cellule sono ancorate fra di loro per mezzo di vari mezzi di giunzioni, nell Epidermide in particolare queste giunzione cellula-cellula sono i Desmosomi, e sono anche ancorate alla membrana basale tramite delle giunzioni che nella pelle si chiamano Emidesmosomi; All interno della cellula c è un citoscheletro: costituiti da vari filamenti specifici, nel caso della pelle questi sono formati da cheratina; le cellule dello strato basale hanno soltanto pochi filamenti di cheratina, man mano che si sale, le cellule si appiattiscono e si differenziano: la differenziazione riguarda proprio la Cheratina che man manco che si passa dagli strati più profondi a quelli più superficiali aumenta e passa da una Cheratina a basso peso molecolare, a una cheratina ad alto peso molecolare. Questo passaggio fa si che all interno della cellula comincino a comparire i Corpi lamellari, granuli che contengono fosfolipidi, questi, quando la cellula

4 raggiungerà gli strati più superficiali, saranno rilasciati nello spazio cellula-cellula creando un impermeabilizzazione sulla superfice della cellula e della pelle. Ritorniamo alla cellula, che man mano sta salendo verso gli strati superficiali, e man mano si appiattisce e continua a riempirsi di filamenti di cheratina e in questi strati più superficiali cominciano a essere evidenti alcune proteine che hanno la capacità di legare questi filamenti di cheratina e trasformarla in squame cornee, queste proteine, sono ad esempio la Loricrina, l Involucrina, sono delle proteine che vengono espresse propri in questi starti più superficiali, e fanno condensare filamenti di cheratina in squame cornee, e le cellule che si riempiono di queste squame perdono il nucleo, perdono gli organuli citoplasmatici, cominciano ad avere dei sistemi di giunzione più lassi, mentre lo strato superficiale viene effettivamente a essere costituito da queste squame cornee con intramezzati fosfolipidi. Queste cellule si staccheranno in un naturale processo, e dallo strato profondo se ne staccheranno di nuove: questo è il processo della cheratinizzazione. L Epitelio cubico e cilindrico stratificato sono poco diffusi nel nostro corpo: L epitelio cubico stratificato è costituito da soli 2-3 strati in cui quello più profondo può essere anche cilindrico, e lo ritroviamo a rivestire i doti escretori delle ghiandole esocrine più voluminose; quello cilindrico anch esso raro, è costituito da 2-3 strati di cellule, anche qui lo strato più profondo può essere cubico, è generalmente ciliato ed è tipico delle vie riproduttive maschili, in particolare nell epididimo o nel dotto deferente. L epitelio di Transizione rappresenta delle caratteristiche particolari, sebbene noi lo facciamo rientrare negli epiteli stratificati (è comunque chiamato anche plastico): lo ritroviamo esclusivamente nelle vie urinarie, in particolare nella vescica, modifica a secondo dello stato di contrazione o di estensione della vescica (se è piena o vuota) il numero di strati e la forma delle cellule: una vescica vuota è costituita da cellule che possono essere raggruppati in tre tipi: Strato Basale cellule cubiche, singolo strato; Strato intermedio più strati di cellule che presentano forma clavata o piriformi; Strato superficiale è invece sostituito da cellule molto grandi che hanno la forma di una cupola o di un ombrello (chiamate infatti cellule cupoliforme o ad ombrello). Se noi iniziamo a riempire la vescica, dobbiamo aumentare le dimensioni per accumulare l urina: per aumentare il volume questo epitelio è in grado di andare incontro a modificazioni: le cellule clavate scivolano con il loro manico, fra le cellule dello strato basale, e anziché essere disposte su più file si dispongono su un unico strato, intercalandosi a quelle dello strato basale, mentre le cellule dello strato più superficiale è come se aprissero l ombrello distendendosi così su più cellule. Otteniamo così nella vescica piena tre starti di cellule: le cellule basali che in fondo hanno anche tentato di appiattirsi, lo strato intermedio che è costituito da cellule clavate appiattite e intercalate alle cellule dello strato basale, e lo strato superficiale che si è aperto e appiattito distendendosi sulle cellule dello strato intermedio. Poiché lo strato più superficiale è a diretto contatto con l urina è da essa protetto grazie a proteine transmembrana che si chiamano Uroplachine, che si connettono con la porzione apicale del citoscheletro delle cellule creando delle specie di placche che proteggono le cellule dalla natura acida dell urina. Per questo motivo è chiamato anche platico, perché Cambia conformazione a seconda dello stato di contrazione della veschica. Alla luce di queste cose le funzioni che l epitelio svolge sono 1)di protezione, dato che crea un interfaccia fra l ambiente interno e l ambiente esterno; 2) queste cellule possono poi aumentare la superfice cellulare per permettere l assorbimento di sostanze nutritive all interno, come nell apparato digerente; 3) la capacità di far passare molecole da una cellula all altra nei diversi strati; 4) le ghiandole sono tessuto Epiteliale, quindi cellule specializzate nella secrezione di sostanze che una volta elaborate servono per il regolare svolgimento della vita dell organismo; 5)l epitelio piatto che riveste gli alveoli permette gli scambi gassosi; 6) frammiste alle cellule Epiteliali abbiamo delle specie di cellule nervose, delle cellule specializzate in grado di recepire gli stimoli dall ambiente esterno. Ricordiamo che gli epiteli che sono coinvolti nella secrezione o nell assorbimento sono tipicamente semplici o pseudo stratificati, quando parliamo dell epitelio pseudo

5 stratificato, alcuni autori ritengono che quelle cellule che no raggiungono la superfice apicale potrebbero essere degli elementi staminali, con la capacità di dividersi. Polarità: Abbiamo detto che una delle caratteristiche che contraddistingueva le cellule epiteliali era il fatto che presentavano una superfice apicale rivolta verso l esterno o una cavità, una porzione rivolta verso le cellule contigue, una porzione basale rivolta verso la membrana basale. Parliamo di polarizzazione perché su ciascuno di questi versanti si vengono a creare delle specializzazioni che si possono venire a formare solo su quel versante. Iniziamo dalla superfice apicale: a carico di essa troviamo delle specializzazioni che sono costituite da un espansione della membrana plasmatica che si solleva, si espande sostenuta dallo scheletro, o da actina o da microtubuli; la presenza dell una o degli altri ci permette di distinguere due gruppi: quelli che contengono actina sono micropodi, microvilli e stereociglia, mentre quelli che contengono microtubuli sono le ciglia. Filopodi: strutture corte distribuiti in maniera irregolare sulla superfice di molti epiteli, non hanno una funzione molto importante, hanno una disposizione più o meno perpendicolare e lunghezza irregolare. I microvilli sono invece molto più interessanti: il microvillo viene definito come un espansione a dito di guanto, li ritroviamo in quei territori dove si necessita una funzione assorbente, per cui questi microvilli sono particolarmente abbondanti nel tratto dell apparato digerente, ma li possiamo anche trovare nei tubuli contorti prossimali del nefrone renale. Se andiamo a osservare i tessuti che ne sono dotati al Microscopio Ottico notiamo un semplice ispessimento della membrana, mentre nella microscopia elettronica si vede che l ispessimento in questione è dato proprio dai microvilli in contatto fra di loro che stanno aumentando la superfice di assorbimento di moltissime volte. All interno ritroviamo numerosi filamenti di Actina, a trattenere questi filamenti di actina ritroviamo varie proteine: una che sulla sommità li incappuccia, la Villina, alla base questi filamenti di actina si collegano con delle proteine che si trovano nella porzione apicale della cellula e che intersecandosi costituiscono quella che viene a essere definita trama Terminale, costituita da due proteine, Spectrina e Miosina 2 ; i filamenti di actina sono fra di loro separati da proteine che appartengono a due tipi, Fimbrina e Fascina, mentre sono separati dalla membrana plasmatica da Miosina 1. Stereociglia: in effetti sono molto simili ai microvilli (come se fossero villi allungati), perché sono strutture immobili deputate ad aumentare la superfice di assorbimento, li ritroviamo in due tratti: del dotto deferente e dell epididimo dove svolgono funzione di assorbimento. Li possiamo anche trovare frammiste alle cellule dell orecchio interno con funzione sensoriale. Mentre però il microvillo ha un diametro costante, le stereociglia nella porzione basale sono più voluminosi e si possono qui anastomizzare con stereociglia vicine; manca poi il cappuccio finale di villina per i filamenti di actina interni, che si intrecciano auna trama terminale costituita esclusivamente da Alfa-Actinina, e sono separati fra di loro solo da Fimbrina, mentre per separarsi dalla Membrana plasmatica troviamo l Ezrina. Le specializzazioni che contengono microtubuli sono le ciglia: strutture mobili, estremamente delicate, difficili da vedere perché talmente sottili che si perdono durante l allestimento; li ritroviamo in parecchi epiteli, soprattutto nel sistema respiratorio e nelle tube uterine. Asse centrale, o meglio, scheletro delle tube uterine, è costituito da microtubuli e prende il nome di assonema: sono nove coppie di microtubuli più una coppia centrale, ogni coppia di microtubuli periferici è costituita da due subunità, una A, che è un microtubulo completo, ovvero costituito da 13 protofilamenti di tubulina, una, la B, incompleta perché costituita da 10 protofilamenti la tubulina è presente i dimeri Alfa e Beta, che sono polarizzati con l estremità Alfa rivolta verso la membrana basale e l estremità Beta verso la superfice esterna; questi microtubuli si organizzano in file longitudinali, la parete di questi microtubuli è costituita da 13 di queste subunità di Tubulina; dato che ogni microtubulo è costituito da 13 protofilamenti, ci si aspetterebbe 13 protofilamenti e 13 protofilamenti, mentre in realtà queste coppie periferiche sono costituite una da una subunità completa che è la A, l latro, la subunità B che dato che è parzialmente ancorata all altra perde tre protofilamenti ed è costituita da 10 protofilamenti. Da ogni microtubulo A si dipartono due bracci di un

6 motore molecolare, che è la Dineina: questa quando il ciglio si piega, si connette alla subunità B della coppia che gli sta davanti, ed è proprio questo legame della Dineina con la subunità B che permette l oscillazione delle ciglia; questi microtubuli periferici sono fra di loro tutti collegati, mentre la Dineina è un collegamento transitorio che si collega e si stacca, si collega e si stacca dall altro lato, dal microtubulo B, emerge un altro braccio che è sempre collegato all altra coppia, costituito da Nectina; ovviamente tutte le A si collegano a tutte le B e viceversa, in maniera tale che tutte queste 9 coppie sono collegate fra di loro. Dalla subunità A si diparte ancora, per rafforzare questo scheletro, una proteina chiamato Raggio Centrale diretto verso la coppia di microtubuli centrale. Nella coppia centrale i due microtubuli sono separati, sono due filamenti completi di 13 protofilamenti indipendenti, da questi c è intorno una guaina sulla quale si collegano tutti i Raggi Centrali. Quindi L assonema è costituito da: 9 coppie di microtubuli periferici, delle quali coppie un elemento è completo e l altro è invece incompleto, dalla estremità completa si dipartono due braccia di Dineina che si collegano con i microtubuli incompleti, dai quali a loro volta emerge la Nectina che collega stabilmente fra di loro tutti i microtubuli, mentre dalla subunità A si dipartono anche i Raggi Centrali, che prendono contatto con due microtubuli centrali indipendenti e completi; questo assonema si mantiene costante per tutta la sua lunghezza, tranne che nel corpo basale dove piglia contatto con l epitelio: qui la situazione cambia, perché il corpo basale è una sorta di centriolo modificato, è costituito da 9 triplette di microtubuli e mancano quelli centrali; questa particolare organizzazione fa si che le ciglia battano con un movimento sincrono e regolare, che permette lo spostamento di ciò che c è sulla superfice cellulare. SUPERFICE LATERALE: la zone di contatto fra una cellula e l altra. Fino all avvento della microscopia elettronica si riteneva che le cellule epiteliali non avessero alcuno spazio fra di loro, fossero addirittura incollate attraverso una sorta di Cemento Intercellulare che chiudesse qualsiasi comunicazione fra le cellule, mentre la microscopia elettronica non solo ha rivelato che le cellule sono separate fra di loro da uno spazio di circa nm in cui circolano le sostanze nutritive e i fluidi interstiziali, ma anche che in alcuni punti questo spazio è chiuso da speciali sistemi di giunzioni che rientrano in tre tipi di categorie: 1)Giunzioni occludenti (strette o Tight Jungtion), caratterizzate da proteine trans-membrana che chiudono in alcuni punti lo spazio intercellulare, creando un impermeabilizzazione dello spazio intermembrana e una polarizzazione nell ambito della cellula (molecole che bagnano la superfice apicale della cellula, in presenza di giunzioni occludenti non possono passare all altra metà della cellula); 2)Giunzioni Ancoranti sistemi di Giunzione che utilizzano elementi del citoscheletro di una cellula ed elementi analoghi del citoscheletro della cellula vicina: utilizzando particolari molecole è come se collegassimo i citoscheletri delle due cellule creando uno stretto legame di tipo meccanico è proprio questo che permette all epitelio di svolgere la sua funzione di rivestimento in base agli elementi coinvolti c è ne sono di due tipi: desmosoma e Giunzione Aderente; 3)Giunzione comunicante: è una giunzione che permette la comunicazione fra le varie cellule, permettendo dunque il coordinamento fra di esse. Istologia 19 marzo Giunzioni occludenti: queste giunzioni creano dei sigilli dei punti di sutura che chiudono completamente lo spazio intercellulare, quindi diciamo che questo tipo di giunzione crea un impermeabilizzazione. Come è costituita una giunzione occludente? Esistono delle proteine di adesione che avvolgono come una sorta di collana, di cintura ciascuna delle due cellule vicine, nel punto in cui queste giunzioni entrano in contatto nello spazio intercellulare determinano un adesione; questa cintura di adesione è costituita da re tipi di proteine: Occludina, Claudina, molecole di adesione giunzionale (JAM), ciascuna di queste proteine può collegarsi solo con proteine uguali: se sporgono nello spazio intercellulare come proteine transmembrana occludine si connetteranno con occludine dell altra cellula, stesso discorso per le claudine e per le JAM; questa connessione chiuderà così completamente lo spazio, e più punti di connessione ci sono più

7 impermeabilizzazione ci sarà. Nel caso delle occludine e delle claudine sul versante citoplasmatico queste proteine possono collegarsi con l Actina che fa parte del citoscheletro delle cellule e lo fanno attraverso delle proteine citoplasmatiche che sono ZO-1, ZO-2, ZO-3; se noi andiamo a guardare le due cellule contigue, esse avranno proteine che si trovano sulla superfice basale e proteine che si trovano sulla superfice libera e se non ci fosse questa giunzione queste potrebbero diffondere liberamente da un versante all altro: dato che c è una giunzione occludente si viene a creare una polarizzazione fra un versante e un altro; ritroveremo queste giunzioni in punti strategici del nostro corpo: per esempio nell epitelio seminifero a creare la cosiddetta Barriera Emato-Testicolare la cui presenza è importante perché impedisce una sterilità su base autoimmune; altra barriera del genere la si ritrova nel cervello la Barriera Emato- Encefalica che crea una selezione fra ciò che dal sangue può passare al tessuto nervoso e viceversa; ancora, ritroveremo altre giunzioni occludenti in altri tipi di tessuto e soprattutto nella vita Embrionale ci permetteranno di poter avanzare fra le varie parti dello sviluppo. Passiamo al secondo tipo: Giunzione meccanica. È una giunzione che mette in connessione elementi del citoscheletro di una cellula con elementi del citoscheletro di un altra. Questo tipo di giunzione la possiamo anche ritrovare anche sul versante basale, e servirà per collegare la cellula alla membrana basale; quindi già stiamo facendo una prima grande suddivisione, giunzioni cellula-cellula, giunzione cellula-matrice: nell ambio di queste due grosse categorie in base agli elementi del citoscheletro coinvolti distinguiamo altre due categorie: -Giunzione cellula-cellula giunzione aderente & Desmosoma; Fra la cellula e la membrana basale Emidesmosoma & Contatto Focale; Quello che dobbiamo imparare è l impostazione, gli attori, gli elementi che entrano in gioco: nella giunzione cellula-cellula gli attori sono Elemento del Citoscheletro, Proteina di collegamento intracitoplasatica, Proteina TransMembrana (e poi in ordine inverso); Fra cellula e cellula ce n è due tipi perché cambia il filamento del citoscheletro coinvolto: se è coinvolta actina parleremo di Giunzione Aderente, mentre se il filamento di citoscheletro coinvolto è il filamento intermedio (siamo nell epitelio, quindi di Cheratina) allora parleremo di Desmosoma; la stessa struttura ma dimezzata la ritroveremo sul versante basale perché in quel caso non avremo la condizione a specchio, nel caso in cui parleremo degli elementi basali al successione sarà: Elemento del Citoscheletro, Proteina di collegamento Intracitoplasmatica, Proteina Transmembrana; anche lì vedremo che se l elemento del citoscheletro è l Actina parleremo di contatto focale, se è la cheratina parleremo di Emidesmosoma. Un altra grande distinzione fra questi due tipi giunzioni è sulle famiglie delle proteine transmembrana: quando la giunzione è tra cellula e cellula la famiglia delle proteine transmembrana è quella delle Caderine, quando è fra cellula e Matrice la famiglia è quella delle Integrine. GIUNZIONI CELLULA-CELLULA: Impalcatura di base: Elemento del Citoscheletro (che può essere Actina o Cheratina se è Actina la giunzione che ne deriva è la Giunzione Aderente, se è Cheratine è Desmosoma), Proteina Intracitoplasmatica che serve da tramite per l elemento del Citoscheletro, qualunque esso sia, e il dominio citoplasmatico della Proteina Citoplasmatica che è il terzo Elemento, e ha un Elemento che è dentro la cellula, un dominio che sporge nello spazio intercellulare al cui livello si connette con un identica proteina trans-membrana (e poi si prosegue con la struttura a specchio). Giunzione Aderente: la Proteina trans-membrana appartiene alla famiglia delle Caderine, e dato che siamo nell epitelio sarà la famiglia delle E-Caderine, nell ambito di questa famiglia ci saranno molte proteina coinvolte, e nel caso specifico sarà L Uvomorulina (Uvomoruilna=E-Caderine=proteina TransMembrana); le Caderine sono proteine che necessitano di calcio per interagire, quindi la porzione extracellulare di questa E-Caderina nello spazio Intercellulare si connette con l altra E-Caderina della cellula vicina ma solo in presenza di Ioni Calcio, se mancano Ioni Calcio si scompagina tutta la giunzione; La E-Caderina ha un dominio intracitoplasmatico che si collega su delle proteine Citoplasmatiche, che in questo caso saranno Catenina, Vinculina, Alfa-Actinina: il risultato di questa giunzione sarà: Actina,Alfa-Actinina, Vinculina, Catenina, E-Caderina (uvomorulina),

8 Calcio, Viceversa. Abbiamo creato un ponte fra gli elementi di Actina di una cellula e elementi di Actina di un altra. Lo spazio intercellulare sembrerà meno denso, e ciò che vedremo più ispessito saranno proprio le proteine di collegamento e i filamenti che si connettono. Secondo tipo di Giunzione che utilizza la Cheratina, i Desmosomi: anche al Microscopio Elettronico appare molto più marcata, perché è più resistente, e in particolare notiamo lo spazio intercellulare, qui fortemente elettronopaco e con una specie di linea scura al centro. In questo caso le Proteine Transmembrana saranno sempre delle Caderine e li chiameremo Caderine D (dove D sta per Desmosomi) che però in questo caso si sovrappongono parzialmente come se fosse una cerniera lampo e si stringono più saldamente (sempre in presenza di ioni calcio), e la sovrapposizione è proprio ciò che da la linea più scura nello spazio intercellulare, in questo caso le Caderine D sono le Desmocolline e le Desmogleine (non sono specifiche del tessuto Epiteliale a differenza dell Uvomorulina); sul dominio intracitoplasmatico abbiamo delle proteine di collegamento che servono per collegare le caderine col filamento di Caderina, esse si associano fino a formare una vera e propria placca, sono Placoglobina, Desmoplachina e Placofilina: questa placca serve per connetter i filamenti intermedi, nel caso specifico la Cheratina; Struttura: filamenti intermedi di cheratina proteine intracitoplasmatiche (Placoglobina, Desmoplachina e Placofilina) a formare una placca dominio intracitoplasmatico delle D- Caderine domino Extracellulare delle D-caderine si sovrappongono con analogo dominio delle D- Caderine in presenza di Ioni Calcio [struttura a specchio]. Talvolta può capitare di trovare in successione questi tre tipi di giunzione nell ambito della stessa cellula, e in questi casi parleremo di complesso d giunzione: il tipico esempio è il tessuto intestinale: nella Porzione Apicale troviamo la giunzione occludente che impermeabilizza, in successione verso lo strato basale possiamo trovare due o tre zonule aderenti, due o tre desmosomi, creando così un impermeabilizzazione fra il polo apicale e il polo basale e contemporaneamente uno stretto legame fra le cellule; Giunzione comunicante: serve a creare un vero e proprio canale che mette in comunicazione due cellule vicine, col compito di far passare molecole che possono passare attraverso il diametro costante di questi pori, esercitando già una certa selezione; possono essere Ioni, possono essere molecole informazionali, piccoli metaboliti, i tutti i casi permettono alle cellule di poter regolare le loro funzioni. Come è costituita? Su ogni cellula delle due che entrano in contatto troviamo sei proteine transmembrana, chiamate genericamente Connessine, e queste si dispongono a formare una specie di rossetta che da un lato sporge verso la cellula, dall altro verso lo spazio intercellulare, mentre sulla cellula vicina si formerà anche lì un sistema di 6 connessine. Le connessine disposte a Rosetta delimitano un canale centrale e quando queste sei connessine da un lato e le sei dall altro si mettono in registro (perché potrebbe capitare che sono sfalsate) il foro creatosi in una cellula entra in contatto col foro di un altra cellula e si crea così un canale di comunicazione fra le due cellule; Ciascuna porzione costituita da tutte le sei connessine è chiamata Connessone, il registro fra due Connessoni costituisce la giunzione comunicante. Il connessone ha un diametro fisso, e quindi selettivo ma recentemente si sono individuati 20 geni per 20 connessine diversi e ogni connessone può essere connessone può essere costituito o tutto da connessine uguali, o tutto da connessine diseguali, e connettersi con un connessone con tutte le connessine diverse, o con un connessone con tutte le connessine uguali; i connessoni sono quindi molto variabili, e la conseguenza è che il passaggio è estremamente specifico, non il legame. Per ogni metà cellula si forma un connessone, costituito da sei connessione, proteine transmembrana, che mettendosi in registro con altrettante connessione strutturate a formare un connessone sulla cellula contigua creano una giunzione comunicante. Già di per se la giunzione comunicante esercita una selezione: quello che è più grosso del poro non può passare ed è quindi allontanato. Ancora più sofisticato è il fatto che il poro può essere aperto o chiuso: se il poro è chiuso non c è alcuna selezione. Queste giunzioni oltra che nel tessuto epiteliale, cardiaco, ecc, hanno un ruolo importantissimo nelle vita embrionale: i processi di induzione e le comunicazione fra cellule

9 che devono avvenire a un determinato momento avvengono anche grazie a questo particolare tipo di giunzione; DOMINIO BASALE: sul dominio basale possiamo trovare tre caratterizzazioni che lo contraddistinguono esclusivamente: - innanzitutto la membrana basale, dato che non c è epitelio senza membrana basale, senza questa struttura che lo separi dal sottostante tessuto connettivo; - come abbiamo già accennato, ci sono delle giunzioni ancoranti che servono per legare la cellula alla sottostante matrice extracellulare; - un terzo tipo di specializzazione lo troveremo nelle cellule specializzate nel trasporto di liquidi, come nel tratto del tubulo contorto e prossimale nel rene, o nel dotto striato di alcune ghiandole salivari, si possono trovare alcune espansioni della membrana basale che hanno il compito di aumentare la superfice. La membrana Basale è una struttura normalmente non visibile col Microscopio ottico perché estremamente sottile (possiamo evidenziarla al MO con Ematossilina-Eosina soltanto in alcune aree, come la trachea, dove è effettivamente più spessa; Una tecnica che ci può permettere di riconoscerla è la tecnica acido periodico, sfruttando la PAS positività di questa membrana; un altra tecnica è per esempio l impregnazione argentica: facciamo precipitare dei Sali che legandosi alla membrana la rendono visibile; quando andiamo a eseguire la tecnica della FAS andiamo a evidenziare tutte quelle strutture che contengono carboidrati, glicoproteine, che normalmente non sono visualizzati con l Ematossilina-Eosina. La Membrana Basale risulta costituita da due porzioni: la lamina Basale di Derivazione Epiteliale, la Lamina Reticolare di derivazione Connettivale; la lamina Basale osservata al microscopio sembra essere costituita da due porzioni: la porzione superficiale chiamata Lamina Rara o Lucida, quella più profonda è chiamata Densa, recentemente sembra che questa suddivisone sia un artefatto dovuto alla microscopia elettronica, dato che nel vivente è stato visto che la Lamina Basale è costituita solo da una Lamina Densa; la Lamina Reticolare non ha invece suddivisioni. La Lamina Basale ha diverse funzioni: Ancoraggio strutturale, dato che funge da supporto per le cellule Epiteliali che effettivamente si ancorano a questa membrana, Compartimentalizzazione, perché separa nettamente l epitelio dal connettivo sottostante, ed è in grado di esercitare una selezione fra ciò che dal Tessuto Epiteliale può passare al connettivo e viceversa, esercitando una sorta di filtrazione. Quando le cellule Epiteliali si rigenerano lo fanno a partire dallo strato germinativo, dallo strato Basale, quello a contatto con la Membrana Basale, che fa appunto da sostegno mentre le cellule si stano dividendo, anche quando c è una lesione; Attraverso la membrana basale passano dei segnali che possono regolare, soprattutto durante la vita embrionale, il normale sviluppo del tessuto epiteliale. GIUNZIONI: fanno parte della grande famiglia delle giunzioni ancoranti: lo schema è: Elemento del citoscheletro, proteine intracitoplasmatiche, proteina transmembrana, e in questo caso ci fermiamo; le proteine transmembrana fanno parte della famiglia delle Integrine; se gli elementi del citoscheletro coinvolti saranno di Actina si parlerà di contatti focali, se a essere coinvolta è la Cheratina parleremo di Emidesmosomi. Nei Contatti Focali il filamento di Actina prende contatto con le proteine intracitoplasmatiche, in questo caso Alfa-Actinina, Vinculina, paxilina, tallina, queste proteine si legano al dominio intracitoplasmatico delle Integrine, il cui dominio extracellulare sporge all interno della membrana Basale e si connette con elementi del sottostante tessuto connettivo: quindi abbiamo ancorato la cellula alla base. L emidesmosoma sarebbe invece la metà del Desmosoma, almeno teoricamente, anche se cambiano la proteine, e così come il Desmosoma è molto resistente; abbiamo: filamenti di Cheratina, Proteine di collegamento introcitoplasmatico che si associano a formare una placca, ma le proteine in questo caso sono: la Plectina, la BP-230, Plectina, Erbina, la cui placca si collegherà al dominio intracitoplasmatico delle Intregrine. Quindi fra le giunzioni cellula-cellula troviamo: la giunzione occludente che impermeabilizza lo spazio intercellulare, giunzione ancoranti che possono essere o Giunzioni Aderente (con Actina) o Desmosoma (con Cheratina), servono per legare meccanicamente le cellule, Giunzione comunicante costituita da un canale formato da due connessoni in comunicazione (Sei connessine e sei connessina); sul

10 versante Basale abbiamo Emidesmosoma (con Cheratina), Contatto Focale (con Actina). L ultima specializzazione è data da quelle invaginazioni della membrana basale che sono particolarmente abbondanti in quelle cellule coinvolte nel trasporto di liquidi, come nel tubulo prossimale del Rene, e in questo caso siccome dobbiamo trasportare per trasporto attivo una grande quantità di liquidi, è necessaria molta energia, quindi spesso fra queste pieghe troviamo numerosi e voluminosi Mitocondri disposti longitudinalmente fra le pieghe; talvolta però le pieghe servono ad aumentare la superfice di contatto quando la membrana basale si proietta nel connettivo, e grazie a queste invaginazioni ci saranno maggiori aree in cui si possono formare le giunzioni di cui sopra, e in questo caso ritroviamo queste strutture nelle aree più soggette ad attrito, in cui ci può essere un vero e proprio strappamento fra tessuto epiteliale e sottostante connettivo. Le Invaginazioni non hanno impalcatura. Abbiamo detto, quando abbiamo iniziato a occuparci del tessuto Epiteliale, che una delle sue specializzazioni era di elaborare un prodotto che una volta rilasciato all esterno poteva essere utilizzato o da altre cellule o addirittura da tutto l organismo nel complesso: questa particolare funzione la chiamiamo Secrezione. Si faccia attenzione a non confonderla con l escrezione, perché anche in quel caso le cellule rilasciano un prodotto che però non viene riutilizzato, non serve al normale funzionamento dell organismo; Quindi secrezione significa elaborare del materiale che una volta rilasciato all esterno è utilizzato dall organismo o da alcune cellule in particolare. Questo processo avviene in tre tappe: (1)il materiale da elaborare che le cellule recuperano dai fluidi interstiziali, incamerandolo e (2) elaborandolo, dopo di ciò viene (3) rilasciato, e le cellule possono rilasciarlo con due modalità: o man mano che si crea lo rilasciano, senza deposito all interno della cellula, e abbiamo quindi una secrezione di tipo continuo, oppure le cellule che assumono il materiale, lo elaborano, lo incamerano e quando arriva lo stimolo idoneo lo rilasciano, e s parla di Secrezione Discontinua. La natura del Secreto può essere Proteica, Glicoproteica, Glucidica o Lipidica.!!!!!! Due tipi di Ghiandole: Esocrine ed Endocrine, entrambe si formano alla medesima maniera, ciò che cambia e che nel caso delle Esocrine rimane un collegamento con l epitelio da cui si origina, e il tratto di collegamento fra la porzione secernente e l epitelio di origine lo chiameremo Dotto Escretore; la presenza del dotto escretore fa classificare la ghiandola come Esocrina. Sia le Esocrine che le Endocrine si formano alla medesima maniera, hanno origine da un epitelio di Rivestimento, se la ghiandola rimane in collegamento con esso sarà Esocrina, e il tratto di collegamento prenderà il nome di Dotto Escretore, dato che il prodotto viene rilasciato tramite questo dotto escretore, esso, per quanto lungo sia, sarà sempre nelle vicinanze, quindi significa che l azione di ciò che viene rilasciato dalle ghiandole esocrine è locale; nel caso delle Endocrine viene perso il collegamento con l epitelio di origine, e il prodotto di secrezione che in questo caso chiameremo ormone viene rilasciato nel torrente circolatorio che porterà gli ormoni a essere riconosciuti da alcune cellule bersaglio che presentano sulla loro superfice dei recettori anche a notevole distanza dal punto di origine della secrezione. Le principali differenze fra i due tipi di ghiandole allora sono: presenza di un dotto escretore nelle Esocrine che collega l epitelio di rivestimento alla porzione secernente, di conseguenza il rilascio de prodotto di secrezione agisce nelle immediate vicinanze, mente le ghiandole endocrine, che perdono il contatto con l epitelio di origine riversano il loro prodotto di secrezione nel torrente circolatorio, e l azione può essere anche a notevole distanza dal punto di elaborazione. Come si formano? L epitelio di rivestimento con una superfice libera connettivo sottostante, cominciano a proliferare in un punto ben preciso e cominciano a scendere nel tessuto connettivo. Arrivate nel tessuto connettivo, se la porzione più profonda si specializza per elaborare il prodotto di secrezione e se un tratto rimane con la stessa struttura dell epitelio di rivestimento e rimane come collegamento fra le due porzioni abbiamo creato la ghiandola esocrina. Se invece viene persa la connessione, la porzione che si è invaginata si è specializzata nella funzione di secrezione ma ha perso qualsiasi collegamento con l epitelio da cui si era formata, e allora

11 si circonda di una ricca rete di capillari che avranno delle caratteristiche particolari e li chiameremo Sinusoidi all interno delle quali riverserà il suo prodotto di secrezione, partendo per un lungo viaggio nel nostro corpo che termina con il riconoscimento da parte d recettori su tipi cellulari specifici. In tutti i casi la porzione secernente è costituita da Epitelio, e queste cellule secernenti nel complesso le chiamiamo Parenchima; anche in questo ambito si crea una sorta supporto per queste cellule nell ambito dello stesso connettivo, questo supporto lo chiameremo Stroma. Una ghiandola esocrina è quini costituita: Epitelio di rivestimento, una porzione di questo Epitelio continua nel tratto che si approfonda, e costituisce il doto escretore, la porzione più profonda costituisce la parte secernente, chiameremo un gruppo di cellule Adenomero, sempre nell ambito del Parenchima (tutte le porzioni secernenti sono Parenchima, mentre ogni singolo gruppo do cellule che secernono li chiameremo Adenomero); praticamente l Adenomero è la porzione secernente nel cui ambito possiamo distinguere sia Parenchima che Stroma con funzioni di supporto. GHIANDOLE ENDOCRINE: le cellule si invaginano perdono la connessione con l epitelio di origine, si circonda di Sinusoidi Capillari e riversano il loro secreto nei vasi sanguigni; Oltre alle ghiandole esclusivamente Endocrine o Esocrine, ci sono le ghiandole miste, come il pancreas, la cui porzione Esocrina rilascia ormoni digestivi in un dotto escretore, mentre la parte endocrina è ricoperta da vasi sanguigni, in cui saranno rilasciati gli ormoni. Come possiamo classificare le ghiandole Esocrine? 1)numero di cellule, 2)posizione, 3)ramificazione del dotto con forma degli adenomeri, 4)modalità di secrezione, 5)natura del secreto. In base al numero di cellule: o Unicellulare o pluricellulare, unico esempio di unicellulare è la cellula mucipara caliciforme. In base alla posizione: Intraparietale ed Extraparietale, nell ambito dell intraparietale distinguiamo, Intraepiteliali ed Esoepiteliali, nell ambito delle Esoepiteliali distinguiamo coriali e sotto mucose. Ramificazioni del dotto: Semplici, ramificate o composte, ciascuna di queste ghiandole in base alla forma degli adenomeri possono esseretubulari, Tubulo-glomerulari, Acinosie, alveolari, ecc.. Modalità di secrezione: Apocrina, Merocrina, Olocrina. In base alla natura del secreto: Sierosa, Mucosa, Mista. -Quante cellule costituiscono una ghiandola? Se è costituita da una sola cellula parleremo di ghiandole unicellulari, la cellula mucipara caliciforme, cellula secernente frammista a Epitelio di rivestimento (ce n è più di una ma non sono raggruppate a formare un agglomerato), quando invece è costituita da tante cellule parleremo di ghiandole pluricellulari; la cellula caliciforme mucipara è l unico esempio di ghiandola unicellulare, produce muco, sostanza lubrificante e protettiva; dato che è una sola cellula frammista ad ampie sezioni di Rivestimento le zone in cui abbiamo più lubrificazione sono tratto respiratori e tratto digerente; ancora, la cellula ha la forma che può richiamare un calice; è una cellula caratterizzata dal fatto che nella porzione basale schiaccia tutti gli organuli (RER, Nucleo, Apparato di Golgi in ordine), mentre tutto il resto del citoplasma è occupato dal prodotto di secrezione, accumulato sotto forma di granuli di mucinogeno, man mano che questi si accumulano la cellula prende la forma di calice. Nel momento in cui arriva uno stimolo urticante o una sensazione nervosa il mucinogeno accumula acqua, si trasforma in muco diventa più voluminoso e viene esocitato. Il muco non viene normalmente conservato dai coloranti, ma si può vedere con PAS. -in base alla posizione distinguiamo ghiandole Intraparietali ed Extraparietali: avendo tutto origine dall epitelio di rivestimento (che è l epitelio di un organo), se rimane alloggiata all interno della parete dell organo da cui si è formata la chiameremo Intraparietale, se invece è molto voluminosa, come il fegato, parte da un epitelio di rivestimento ma fuoriesce dalla parete da cui si è formata, e la chiameremo Extraparietale. Se la ghiandola rimane localizzata nell epitelio parleremo di Ghiandola Intraparietale Intraepiteliale, se invece la ghiandola scende al di sotto dell epitelio sarà Intraparietale perché romane sempre nella parete dell organo ma Isoepiteliale, ciò fuori dall epitelio, nel connettivo.(nella mucosa trovata strato epiteliale, strato connettivo che chiamiamo tonaca propria, e uno strat più profondo che è un tessuto

12 connettivo a contatto con il tessuto muscolare chiamata tonaca sottomucosa). Se una ghiandola Isoepiteliale si ferma al primo strato, alla tonaca propria, lo chiameremo Coriale, se scende ancora sotto, al livello della muscolaris mucosae, al livello della tonaca sottomucosa, la chiameremo Sottomucosa. -In base alla forma del dotto escretore: Tre tipi di ghiandole, semplici, ramificate composte. Chiamiamo Semplice una ghiandola composta da un dotto escretore e da un adenomero, questo adenomero può assumere forme diverse: può essere tubulare, e allora lo chiameremo tubulare semplice, può essere sferico, e lo chiameremo Acinosa o alveolare, può raggomitolarsi su se stessa e lo chiameremo Glomerulare; nella ghiandola tubulare in particolare non il dotto escretore è anche porzione secernente. Usiamo il termine di ramificata se su un dotto escretore unico in cui si aprono più adenomeri (i nomi poi si danno a seconda della forma, come sopra). Le ghiandole Composte che generalmente sono le più voluminose le extraparietali, dato che sono così grandi abbiamo un dotto escretore principale, quello che si collega con l epitelio di origine, e che questa volta si ramifica e da origine a dei rai di dotti escretori sempre più piccoli, fino a che in ogni ramificazione si aprono le porzioni secernenti, e anche qui faremo le dovute distinzioni in base alla forma degli adenomeri, anche se date le dimensioni potremmo avere diverse tipi combinati, come ad esempio il termine tubulo acinosa per indicare che ha sia una parte tubulare, che una parte acinosa. La ghiandola composta, data che è così voluminosa, è avvolta da una capsula connettivale, che la racchiude tutta, e invia dei setti all interno della ghiandola stessa, che la suddivideranno in porzioni più piccole che chiameremo lobo, mentre nel caso di ghiandole dalle grandi dimensioni questi setti si possono ramificare anche all interno dei lobi, dando origine a delle porzioni ancora più piccole che chiameremo lobuli; tutto questo fino ad arrivare alle porzioni secernenti, dato che il tessuto epiteliale più interno di queste ghiandole verrebbe a essere lontano dal tessuto connettivo, e quindi dai vasi sanguigni e dai nervi; per facilitare la secrezione i dotti escretori seguono questi setti connettivali, dando origine a dotti escretori progressivamente più piccoli che chiameremo dotto lobare, doto intralobulare, dotto interlobulare, dotto intercalare, fino ad arrivare alla porzione secernente. Quindi il dotto principale si ramifica in diramazioni che seguono i setti connettivali, e man mano che ci avviciniamo all adenomero, questi dotti diventano progressivamente di calibro più piccolo, e di conseguenza, se noi andiamo a vedere la parete, il dotto principale sarà costituito da un epitelio cubico pluristratificato, mentre il dotto lobare, da epitelio pavimentoso pluristratificato, ancor più in profondità da epitelio cilindrico, poi cubico, fino a che arriviamo a un dotto pavimentoso semplice. 20 marzo Classificazione ghiandole esocrine Le ghiandole possono essere classificate a seconda di come viene secreto il loro prodotto: Ghiandole merocrine Ghiandole apocrine Ghiandole olocrine Ghiandole merocrine: è definita merocrina una cellula della ghiandola che elabora il prodotto di secrezione. Lo può incanalare se ha una secrezione discontinua o rilasciarlo all interno, ma la cellula rimane integra. La maggior parte delle ghiandole esocrine agisce in questo modo.

13 Ghiandole apocrine: In questo caso il prodotto di secrezione si accumula nella parte apicale della cellula e quando viene rilasciata all esterno anche la parte apicale di questa cellula entra a far parte del prodotto di secrezione. Dato che il nucleo è situato nella parte basale della cellula, resta integro e può quindi ripristinare la parte apicale persa col secreto. Ghiandole olocrine: la cellula elabora il prodotto di secrezione, ma quando deve riversarlo essa stessa diventa parte integrante del prodotto di secrezione. Di conseguenza vi sarà una cellula staminale pronta a rimpiazzare la cellula persa. Un esempio tipico sono le ghiandole sebacee. L ultimo tipo di classificazione riguardante le ghiandole esocrine dipende dalla natura del secreto: Ghiandole sierose Ghiandole mucose Ghiandole miste Ghiandole sierose: producono un secreto che contiene molte proteine, enzimi ovvero molte sostanze che vengono colorate con i normali coloranti. Per cui queste ghiandole quando le andiamo ad osservare con il microscopio ottico presentano una colorazione molto scura e quindi sono molto facili da distinguere.(es. pancreas esocrino) Le cellule hanno una forma a piramide tronca e la disposizione degli organuli è così disposta: RER nella parte basale, il nucleo nella parte basale ma sopra il RER, e sopra il nucleo l apparato del Golgi. In questo tipo di cellule nella maggior parte del citoplasma ritroviamo i precursori dei prodotti di secrezione. Questi precursori costituiscono quelli che vengono chiamati granuli di mucinogeno Ghiandole mucose: Le cellule presentano la stessa disposizione di organuli delle ghiandole sierose e presentano un accumulo del prodotto di secrezione sotto forma di granuli di mucinogeno, che a contatto con l acqua diventa più voluminoso, si trasforma in muco e viene rilasciato all esterno. Se andassimo a guardare un preparato di ghiandola con ematossilina eosina distingueremmo subito la secrezione mucosa da quella sierosa, poiché risulterebbe biancastra mentre quelle sierose avrebbero una colorazione più intensa. Se volessimo evidenziare la natura del muco dovremmo utilizzare la tecnica acido peryodico de schiff. Ghiandole miste: Avremo degli adenomeri che produrranno un materiale sieroso e degli adenomeri che produrranno un materiale mucoso. Questi adenomeri generalmente non sono disposti in maniera casuale, bensì sono disposti con la porzione mucosa più vicina al dotto escretore, la porzione sierosa forma una specie di cappuccio all esterno della porzione mucosa. Se andassimo a guardare questo cappuccio in un preparato istologico ci apparirebbe come una sorta di semiluna che si trova sulla superficie della porzione mucosa. Questa semiluna viene chiamata semiluna del giannuzzi. Il prodotto di secrezione di queste cellule si trova più lontano dal dotto escretore, per raggiungerlo generalmente vi sono delle strutture chiamate capillari secretori. Non sono come i capillari sanguigni, sono strutture che non possiedono una parete propria ma nascono da docce che si formano dall accollamento di 2 cellule vicine. Quindi 2 cellule secretorie vicine è come se unendosi formassero questa doccia, unendo così la semiluna del giannuzzi al dotto escretorio.

14 Nelle ghiandole più voluminose vi possono essere delle cellule particolari chiamate cellule mioepiteliali che hanno il compito di favorire la fuoriuscita del prodotto di secrezione. Ghiandole endocrine Le ghiandole endocrine si formano allo stesso modo delle ghiandole esocrine. Epitelio di rivestimento, proliferazione delle cellule epiteliali, si approfonda nel sottostante tessuto connettivo, la porzione più profonda si specializza per elaborare il prodotto di secrezione e si perde il collegamento con l epitelio di origine. Queste ghiandole endocrine sono quindi costituite da cellule che si sono specializzate per elaborare il prodotto di secrezione, vengono circondate da una rete capillare sostenuta da un tessuto connettivo. I capillari che troviamo in questa rete sono particolari e li chiamiamo sinusoidi perché possiedono un lume più ampio, un decorso sinuoso e la parete non è costituta da un endotelio continuo ma fenestrato. Tutte le ghiandole endocrine sono accumunate dal fatto che producono un secreto che prende il nome di ormone. L insieme di tutte le ghiandole cha hanno questa caratteristica costituisce il sistema endocrino. Gli ormoni vengono rilasciati nel sangue e nel liquido interstiziale, e generalmente non agiscono nelle immediate vicinanze, ma possono viaggiare nell organismo e raggiungere cellule bersaglio situate a notevole distanza. L ormone riconosce la cellula bersaglio grazie ai recettori presenti sulla superficie della cellula. L interazione tra ormone e recettori scatena una risposta da parte della cellula bersaglio che può anche essere la produzione di un altro ormone, e in questo caso si parla di tropormoni( una cascata di ormoni). Il sistema endocrino svolge una funzione simile al tessuto nervoso, ovvero collega parti disparate dell organismo. Il sistema nervoso utilizza neurotrasmettitori mentre il sistema endocrino utilizza ormoni. L attività degli ormoni però produce una risposta più lenta ma più duratura. In realtà sistema nervoso ed endocrino spesso lavorano insieme. Talvolta una cellula bersaglio può essere colpita sia dal sistema nervoso sia dal sistema endocrino. Talvolta troveremo dei neuroni che secernono delle sostanze simil ormonali che chiameremo neuro-secreti. Di recente è stato visto che alcuni ormoni possono essere rilasciati nel liquido interstiziale, di conseguenza la cellula bersaglio non sarà molto distante. Ciò ha portato a suddividere 3 meccanismi ormonali: Controllo endocrino:ormoni rilasciati nel torrente circolatorio e cellula bersaglio spesso a notevole distanza Controllo paracrino:ormoni rilasciati nel liquido interstiziale e cellule bersaglio nelle vicinanze Controllo autocrino: L ormone viene rilasciato e ha azione sulla stessa cellula che lo ha prodotto Gli ormoni sono circa un centinaio ma posso essere raggruppati in 3 grandi categorie: Ormoni steroidei Ormoni peptidici Derivati degli amminoacidi Ormoni steroidei: si formano a partire da gocciole lipide e in particolare dal colesterolo. Si trovano prevalentemente nelle gonadi maschili e femminili e nella corteccia surrenale. Questi ormoni per la loro natura non possono circolare liberamente nel torrente circolatorio, ma necessitano di un supporto di

15 proteine di trasporto chaperonine. Quindi una volta in circolo per raggiungere la cellula bersaglio devono legarsi alla proteina chaperonina che li accompagna fino alla cellula bersaglio. Ormoni peptidici: Sono la maggior parte degli ormoni. Sono solubili quindi possono viaggiare tranquillamente nel torrente circolatorio e raggiungere la cellula bersaglio autonomamente. Derivati degli amminoacidi: elaborato da cellule nervose o sotto il diretto controllo del sistema nervoso. Vi sono dei recettori localizzati in superficie che interagiscono con gli ormoni proteici, che possono circolare liberamente nel torrente circolatorio ma che per loro natura non possono attraversare le membrane plasmatiche. Quindi devono trovare il recettore sulla superficie della membrana plasmatica. L ormone interagisce con il recettore attivando una serie di reazioni che porterà all attivazione di un secondo messaggero che determinerà l effetto fisiologico, ovvero la risposta all interazione tra l ormone e il recettore. Gli steroidi viaggiano con la proteina carrier nel torrente circolatorio, ma possono tranquillamente attraversare la membrana plasmatica, quindi il recettore lo troveranno all interno della cellula. L ormone si lega al recettore, si verificheranno una serie di reazioni che porteranno alla trascrizione di un RNA messaggero che porterà alla sintesi di nuove proteina, e proprio queste nuove proteine forniranno la risposta all ormone. Come detto prima gli ormoni proteici non possono attraversare la membrana plasmatica e troveranno infatti il loro recettore sulla superficie della membrana plasmatica. L ormone interagisce con il recettore, ne determina l attivazione e la modificazione, questa modificazione gli permette di interagire con un Gprotein che interagendo con enzimi di membrana porta alla formazione del secondo messaggero che è il camp. camp agisce su delle protein chinasi che vengono scisse. Le sub unità catalitica possono seguire 2 vie: Entrare nel nucleo e quindi attivare la trascrizione di una nuova da utilizzare Utilizzare il substrato presente nella cellula bersaglio e il prodotto essere quindi la risposta all ormone. La regolazione della funzione ormonale avviene anche tramite dei meccanismi di retroazione, nel senso che un ormone può agire sulla stessa cellula che lo ha prodotto. Può agire con 2 modalità: Con un meccanismo di aumento della produzione dell ormone Con un meccanismo di riduzione( nella maggior parte dei casi) Generalmente le ghiandole endocrine si classificano in base a come si organizzano le cellule secernenti. La maggior parte delle ghiandole endocrine sono organizzate in cordoni solidi. Questi cordoni solidi possono avere un decorso lineare, cordoni che si possono raggomitolare su se stessi quindi assumere un aspetto glomerulare, cordoni che possono anastomizzarsi tra di loro formando un reticolato. La maggior parte sono a decorso lineare. Un'unica ghiandola presenta tutte e 3 queste organizzazioni ed è la corteccia del surrene. Vi è un caso che appartiene ad un'unica ghiandola in cui le cellule non si dispongono a cordoni, ma si dispongono a delimitare una cavità chiamata follicolo. Questo follicolo non è vuoto, contiene al suo interno un materiale gelatinoso chiamato colloide. All interno di questa colloide vedremo che queste cellule follicolari rilasciano la forma di accumulo degli ormoni tiroidei. Questa forma di accumulo si chiama

16 tireoglubulina. Questa particolare forma a follicolo ci permette di accumulare ampi quantitativi di ormone sottoforma di deposito e ci permette di avere un ampia superficie di scambio per rilasciare l ormone. Nell ambito della gonade maschile e femminile ritroveremo singole cellule endocrine sparse nell ambito del tessuto connettivo, come nei maschi le cellule del Leydig. Queste ghiandole le chiameremo ghiandole interstiziali. Sistema endocrino diffuso: indichiamo singole cellule endocrine sparse non più nel connettivo ma sparse tra gli epiteli di rivestimento del tratto respiratorio, genitale, digerente. Un altro metodo di classificazione può essere legato agli ormoni che si producono. Gli ormoni che si producono fanno si che gli organelli all interno di queste cellule avranno una particolare disposizione. Nel sistema endocrino avremo o una secrezione steroidea o peptidica a partire da amminoacidi. Nel caso della secrezione proteica troveremo: un RER molto sviluppato, un apparato del Golgi anch esso sviluppato ma che è coinvolto anche nella elaborazione e nell accumulo del secreto, quindi se c è un deposito significa che la maggior parte di queste ghiandole avrà una secrezione discontinua. Questi organuli avranno di solito sempre una collocazione ben precisa: nucleo posizione centro basale, RER basale e apparato del Golgi sopranucleare. Nel caso della secrezione steroidea: in queste cellule troveremo dei mitocondri particolari con creste interne tubulari o vescicolari, REL sviluppato. All interno di queste cellule troveremo gocce lipidiche contenenti colesterolo che viene utilizzato per formare gli steroidi. Gli organuli hanno una disposizione molto più casuale. Un deposito dell ormone è rarissimo significa che l ormone steroideo viene sempre elaborato e rilasciato, secrezione continua. Ipofisi Una ghiandola molto piccola ma che controlla numerosissime ghiandole del nostro corpo e di conseguenza un po tutto il metabolismo del nostro corpo. Si trova in stretta correlazione con l ipotalamo. L ipotalamo è una porzione del cervello che controlla direttamente questa ghiandola. Questa ghiandola è localizzata alla base del cranio, sulla depressione di un osso, chiamato sfenoide, e la depressione chiamata sella turcica. Viene considerata un'unica ghiandola ma in realtà è costituita da 2 porzioni, che hanno origine e funzione completamente diversa. Si considera un unica ghiandola in quanto è avvolta da un unica capsula connettivale. Le 2 porzioni sono: Ipofisi anteriore Ipofisi posteriore L ipofisi anteriore può essere a sua volta divisa in 3 parti: Pars distalis o Adenoipofisi: rappresenta la vera ghiandola endocrina, deriva dall ectoderma Parte tuberale Parte intermedia, che in altre specie animali a differenza dell uomo è molto voluminosa

17 L ipofisi posteriore può anch essa essere suddivisa in 3 parti: Lobo neurale Peduncolo ipofisario: connette l ipotalamo con la ghiandola Eminenza mediana: è una porzione a forma di V che separa l ipotalamo dal peduncolo. Questa parte(porzione posteriore) non è una vera e propria ghiandola ma è un deposito di neurosecreti, rilasciati dall ipotalamo e accumulati all interno del lobo neurale. Dato che non è una ghiandola, la sua origine è strettamente correlata col sistema nervoso, quindi la sua origine embriologica non sarà dall ectoderma ma da una parte dell ectoderma che è specificatamente adibita a dar origine al sistema nervoso centrale, che chiamiamo neuro ectoderma. L ipotalamo svolge un ruolo importantissimo anche nei confronti dell adenoipofisi. Elabora dei fattori che possono o stimolare o inibire gli ormoni da parte della adenoipofisi. Genericamente questi fattori li indichiamo con la sigla RH(inglese) o RF(italiano) e vanno a stimolare le cellule dell adenoipofisi a produrre gli ormoni. Quei fattori che invece inibiscono il rilascio da parte delle cellule dell adenoipofisi li chiameremo IH o IF. Queste 2 porzioni, ipotalamo e ipofisi, devono essere ampiamente in comunicazione tramite un sistema vascolare. La vascolarizzazione, infatti, crea un vero e proprio sistema ipotalamo-ipofisario. Questa vascolarizzazione è gestita da rami dell arteria carotide interna. Questi rami sono dati da 3 arterie: Le arterie ipofisarie superiori Le arterie ipofisarie medie Le arterie ipofisarie inferiori Le arterie ipofisarie superiori: sono responsabili dell irrorazione dell ipofisi anteriore. Queste arterie entrano all interno dell eminenza mediana, si capillarizzano e danno origine ad un plesso, il plesso esterno. Da questo plesso si dipartono dei rami chiamati vasi portali lunghi che decorrono all interno del peduncolo di connessione. Dal peduncolo entrano nell adenoipofisi, si capillarizzano provvedendo a vascolare questa zona e danno origina al plesso capillare secondario. Le arterie ipofisarie medie e inferiori: si occupano di vascolarizzare la neuroipofisi. Queste 2 arterie si capillarizzano all interno del lobo neurale della neuroipofisi e danno origine al plesso capillare terziario. Plesso capillare terziario e secondario sono in comunicazione tramite le vene portali brevi. Pars distalis In questa parte dell ipofisi anteriore sono state identificate diverse popolazioni di cellule. Fino a qualche tempo fa queste cellule venivano classificate in base all affinità che possedevano con i coloranti. Se si coloravano facevano parte della famiglia chiamata cromofile, se no cromofobe. Inoltre se sono colorabili possono essere divise in: Basofile: se colorate con coloranti basici Acidofile: se colorate con coloranti acidi

18 Questa classificazione al giorno d oggi è un po superata e si preferisce classificare le cellule dell adenoipofisi tenendo conto degli ormoni che si producono. Per cui sono state identificate 5 popolazioni di cellule: Somatotrope Mammotrope Tireotrope Gonadotrope Corticotrope Quindi 5 popolazioni di cellule con la produzione totale di 6 ormoni diversi. Ognuno di queste popolazioni di cellule è stimolata o inibita dai fattori di rilascio dell ipotalamo. Cellule somatotrope: producono l ormone della crescita GH. Lo producono in risposta ai fattori ipotalamici GRH. La produzione viene invece inibita tramite il fattore GIH. Il GH quando viene rilasciato deve trovare il suo bersaglio situato soprattutto nell ambito dell apparato muscolo-scheletrico. In realtà oltre ad agire direttamente su questo apparato agisce anche sul fegato facendo si che produca un fattore di crescita IGR, che circolando stimola la crescita da parte dell apparato muscolo- scheletrico. Una carenza dell ormone GH causa il cosiddetto nanismo ipofisario, un suo eccesso invece crea la patologia nota come acromegalia, e gli individui affetti presentano le estremità mani e piedi, mandibola e visceri giganteschi. Cellule mammotrope: producono l ormone prolattina. Sono chiamate mammotrope perché l effetto più evidente riguarda la ghiandola mammaria ovvero la secrezione del latte, ma dire che la prolattina serva solo per questa secrezione è estremamente riduttiva. Infatti svolge un ruolo importante durante tutti i processi di riproduzione. Il fattore di rilascio è PRH, mentre quello di inibizione PIH. Queste 2 popolazioni di cellule sono quelle che nella vecchia classificazione corrispondevano alle cellule acidofile. Cellule tireotrope: secernano l ormone TSH. In questo caso abbiamo solo il fattore di rilascio da parte dell adenoipofisi, fattore che si chiama TRH. Il bersaglio di questo ormone sono le cellule follicolari della tiroide, che non appena si legano al TSH vanno a prelevare il deposito dal follicolo e rilasciano i 2 ormoni tiroidei T3eT4. Quando il livello di T3eT4 è elevato funge da feedback negativo nei confronti dell ipotalamo, che in risposta non produce più TRH e di conseguenza non farà produrre TSH da parte delle cellule tireotrope. Cellule Gonadotrope: producono 2 ormoni: Ormone follicolo-stimolante (FSH) Ormone luteinizzante (LH) Il bersaglio di questi 2 ormoni saranno le gonadi sia nel sesso maschile che femminile. Anche in questo caso abbiamo solo il fattore di rilascio che per comodità possiamo chiamare GNRH. L inibizione in questo caso è regolata in parte dalla stessa LH e FSH ma anche da sostanze che interagiscono con FSH e LH nel corso del ciclo femminile e nella spermatogenesi maschile. Cellule corticotrope: producono un ormone che si chiama ACTH(adrenocorticotropo). Questo ormone rilasciato dal fattore ipotalamico CRH agisce sulle cellule corticotrope, le quali rilasciano la ACTH che ha

19 come bersaglio la corteccia del surrene. Anche in questo caso abbiamo solo il fattore di rilascio quindi l inibizione avverrà tramite feedback negativo regolato dall ormone secreto. Le cellule tireotrope, gonadotrope e corticotrope equivalgono nella vecchia classificazione alle cellule basofile e sono anche le cellule che non possiedono fattore di inibizione. Parte intermedia Sempre nella parte anteriore avevamo detto che avevamo una porzione rudimentale che è la porzione intermedia. Nonostante sia rudimentale, questa parte intermedia, secerna un ormone, l ormone melanocitario MSH. Il suo bersaglio sono i melanociti della pelle, quindi serve principalmente per la pigmentazione della cute. E controllato sia da un fattore di rilascio che da un fattore di inibizione che sono: MRH e MIH. Si è identificata di recente una frazione dell ormone MSH che sembra essere coinvolta con l apprendimento e con il comportamento Neuroipofisi La neuroipofisi non elabora gli ormoni ma ci arrivano dall ipotalamo. Questi 2 ormoni sono: Ossitocina: il cui bersaglio è la muscolatura liscia dell utero e cellule mio epiteliali Vasopressina(ADH): provoca il riassorbimento dell acqua a livello renale La neuroipofisi è una parte di una ghiandola che non è ghiandola. Può essere considera una sorta di deposito o meglio un estensione del sistema nervoso centrale che immagazzina prodotti elaborati all interno dell ipotalamo. Questi prodotti sono elaborati da circa nuclei appartenenti a 2 gruppi: Nucleo sopraottico: secernano la vasopressina Nucleo paraventricolare: elaborano l ossitocina Questi 2 nuclei sono i neuroni ipotalamici responsabili della produzione di questi ormoni. Il neurone ha un corpo cellulare, che è quello che troviamo nell ipotalamo, e dei prolungamenti citoplasmatici. Alcuni piccoli per le immediate vicinanze chiamati dendriti, un assone prolungamento molto lungo. Sono proprio gli assoni di questi nuclei che attraversano il peduncolo ipofisario e si portano alla neuroipofisi, qui se fossero delle cellule nervose, con il loro bottone terminale dovrebbero stabilire sinapsi con un altra cellula nervosa oppure con un altra cellula da stimolare. In questo caso hanno la caratteristica che si aprono a livello dei vasi sanguigni cioè al sistema del plesso portale terziario. Quindi rilascia vasopressina e ossitocina direttamente nel torrente circolatorio che è alloggiato nella neuroipofisi. Da qui si distribuisce alle varie cellule bersaglio che sono le cellule muscolari lisce e il rene. Un altra caratteristica che hanno questi assoni è data dal fatto che mentre negli assoni delle cellule nervose le vescicole di neurosecrezione le troviamo solo nella parte terminale qui invece siccome il neurosecreto viene elaborato nel corpo cellulare che è a notevole distanza, vi sono vescicole di secrezioni su tutta la superficie. Quindi questi neurosecreti vengono elaborati nel corpo cellulare presente nell ipotalamo, rilasciati dalla porzione nervosa dell ipofisi, quindi dalla neuroipofisi e in questo trasporto sono guidati da una proteina di trasporto che si chiama neuroxina. All interno di queste vescicole troviamo il secreto e la proteina di trasporto in rapporto di 6 a 1. Quindi la neuroipofisi non ha

20 cellule epiteliali visto che non è una ghiandola, ma troveremo cellule del tessuto connettivo(fibroblasti,mastociti), pituiciti quelle cellule contrattili che troviamo nei capillari fenestrati. Mappatura lobo anteriore dell ipofisi Le cellule somatotrope che secernano il GH sono localizzate lateralmente, su entrambe i lati dell adenoipofisi. Le cellule adrenocorticotrope che secernano ACTH si trovano nelle immediate vicinanze del lobo intermedio. Le cellule tireotrope che secernano FSH sono disposte medialmente e in posizione anteriore. Le cellule gonadotrope che secernano gonadotropine sono ubiquitariamente diffuse su tutta la superficie dell adenoipofisi. 21 marzo TIROIDE La tiroide è una ghiandola costituita da 2 lobi unita assieme da un intimo di tessuto, ed è localizzata nella regione del collo tra la laringe e la trachea. Mentre L ipofisi è una ghiandola cordonale, la tiroide è organizzata in follicoli. Il parenchima di questa ghiandola è costituita da follicoli di diametro vario a secondo di quanto materiale si è accumulato all interno di questi follicoli. Vi sono 2 popolazioni di cellule che costituiscono la tiroide: Cellule follicolari Cellule parafollicolari Le cellule follicolari sono quelle che delimitano il follicolo, si tratta di cellule polarizzate che con il loro polo apicale, quello rivolto verso la cavità del follicolo, rilasciano la tireoglobulina, che rappresenta la forma inattiva degli ormoni tiroidei e rappresenta una forma di deposito. Con il versante basale rivolto verso la capsula connettivale che avvolge ciascun follicolo, quindi rivolto verso i vasi sanguigni, queste cellule follicolari rilasciano gli ormoni tiroidei tipici T3 e T4. Le cellule parafollicolari si trovano intercalate tra lo stroma connettivale e secernono un ormone diverso, la calcitonina, per questo motivo queste cellule parafollicolari possono anche prendere il nome di cellule C. Il follicolo è delimitato da cellule follicolari che quando sono attive hanno forma cubica, poggiano su una capsula connettivale riccamente vascolarizzata in cui riverseranno il loro prodotto di secrezione. Questi capillari sanguigni derivano dalle arterie tiroidee superiori ed inferiori. Talvolta si possono trovare dei

21 capillari detti a fondo cieco che aumentano la componente vascolare in cui riversare questi prodotti di secrezione. All interno del follicolo è presente un materiale gelatinoso detto colloide, in questa colloide le cellule follicolari rilasciano la tireoglobulina. Le cellule follicolari presentano una disposizione degli organuli simile a quella delle ghiandole esocrine, RER al polo basale, nucleo sulla zona basale, il Golgi in posizione sopranucleare. Le cellule sono polarizzate anche perché sul versante apicale, rivolto verso il lume del follicolo, presentano dei microvilli, il versante basale come tutte le altre cellule epiteliali poggia su uno stroma connettivale. La prima fase per la sintesi degli ormoni T3eT4 è l assunzione del materiale, e la cellula con il polo basale assume dai capillari sanguigni, che circondano questo follicolo, degli amminoacidi che gli servono come materiale da elaborare, in modo particolare la tirosina e li portano all interno della cellula. Come detto precedentemente il RER si trova sul polo basale della cellula e proprio al suo interno inizia la sintesi della tireoglobulina,che viene completata mediante glicosilazione nell apparato del Golgi. Una volta formatasi viene impacchettata all interno di vacuoli che vengono spinti verso il polo apicale per essere rilasciati all interno del follicolo. Nel frattempo la cellula svolge un altra funzione, sempre dal polo apicale e sempre dai vasi sanguigni va assorbendo ioduro che viene trasportato contro gradiente di concentrazione verso il polo apicale della cellula, in questo trasporto lo ioduro viene convertito in iodio. Lo iodio raggiunge la superficie apicale e qui va incontro ad ossidazione da parte delle perossidasi apicali. A questo punto lo iodio si unisce alla tireoglobulina trasformandola in tireoglobulina iodinata. La tireoglobulina iodinata viene rilasciata nel follicolo e rappresenta la forma di deposito degli ormoni tiroidei, a questo punto se non deve secernere la cellula entrare in fase di inattività e si riduce di spessore. Queste cellule vengono attivate dall ipotalamo che rilascia il TRH che agisce sulle cellule tireotrope dell adenoipofisi, rilascia il TSH che trova come bersaglio i recettori presenti sulle cellule follicolari. Il legame tra TSH e recettori presenti sulle cellule follicolari inducono la cellula ad emettere degli pseudopodi, delle braccia che vanno a pescare all interno del follicolo e vanno a prendere delle gocce di colloide e li endocitano. Nella parte apicale di questa cellula ci sono anche dei lisosomi, quindi non appena queste gocce di colloide contenenti tireoglobulina iodinata vengono endocitate entrano in contatto con i lisosomi, formando così un fagolisosoma. Gli inzimi litici agiscono così su quello è stato incamerato scindendo la tireoglobulina nei 2 ormoni tiroidei T3 e T4, se vi sono dei residui amminoacidici iodinati vengono scissi ulteriormente. Questi prodotti della scissione del lisosoma vengono indirizzati verso il polo basale della cellula e rilasciati nel torrente circolatorio. Una volta nel torrente circolatorio circa il 70% degli ormoni T3eT4 vengono complessati con una proteina legante la tirosina TBP. Un altra piccola parte circa il 20% viene complessata con le albubine, proteine di trasporto normalmente presenti nel sangue. Soltanto un 5% rimane circolante libero nell organismo. Generalmente T3eT4 non vengono rilasciati nella stessa percentuale ma vi è un rapporto di 20 molecole di T4 e 1 di T3. Questo avviene poiché il T3 è una molecola molto più potente del T4 e inoltre mentre T4 può essere sintetizzato solo dalle cellule follicolari della tiroide il T3 può essere sintetizzato anche da altri organi quali cuore, rene e fegato che sono in grado di convertire il T4 in T3. Quando nel sangue i livelli di T3eT4 sono bassi l ipotalamo è stimolato e rilascia il TRH, che agendo sulle cellule tireotrope dell adenoipofisi rilascia il TSH, che entrando in circolo giunge alle cellule follicolari, le attiva si lega ai recettori presenti su di esse e queste iniziano ad aumentare la sintesi della tireoglobulina e nello stesso tempo ad endocitare quella già pronta e a liberare gli ormoni tiroidei tramite il polo basale. Quando i livelli di T3eT4 sono elevati fungono da feedback negativo nei confronti dell ipotalamo così da rallentare la produzione di TRH e quindi di TSH e mantiene costante i livelli degli ormoni tiroidei. Una patologia

22 riguardante la tiroide può essere causata da problemi a livello ipotalamico, a livello ipofisario o a livello tiroideo stesso se ad esempio non funzionano i recettori delle cellule follicolari. Gli ormoni tiroidei hanno in fondo come bersaglio tutte le cellule del nostro organismo poiché agiscono sul metabolismo basale delle cellule dei tessuti, influenzano in un certo qual modo la produzione di calore e soprattutto un ruolo fondamentale è dato durante la vita embrionale, infatti la tiroide è la prima ghiandola endocrina a formarsi durante lo sviluppo e la prima a funzionare. Le cellule parafollicolari secernano invece la calcitonina, un ormone che ha un besaglio completamente diverso. La sua funzione è quella di mantenere costante i livelli di calcio nel sangue. Generalmente calcio e fosforo dovrebbero essere presenti in perfetto equilibrio nell organismo ma la calcitonina risente in modo particolare del livello di calcio nel sangue. Quando i livelli del calcio sono molto elevati, le cellule C o cellule parafollicolari iniziano a secernere calcitonina. La calcitonina dovrà agire sugli osteoblasti in modo che utilizzeranno il calcio in eccesso presente nel sangue per rinforzare il tessuto osseo. Per questo motivo la calcitonina viene somministrata a gente affetta da osteoporosi. La calcitonina nello stesso tempo agisce anche sugli osteoclasti perché li blocca così da evitare che continuino a degradare la matrice ossea. L ormone antagonista della calcitonina, il paratormone, viene prodotta da altre ghiandole, le paratiroidi, e interviene quando i livelli del calcio nel sangue sono bassi. Queste cellule quindi non sono sotto il controllo dell asse ipotalamo-ipofisario ma sono controllate dal livello del calcio nel sangue sempre tramite feedback negativo. PARATIRODI Le paratiroidi sono in numero generalmente di 4, sono localizzate sulla tiroide da cui sono separate dalla capsula connettivale che li avvolge. Le paratiroidi si formano in contemporanea e con le stesse strutture delle cellule parafollicolari, quindi già durante la vita embrionale queste cellule lavorano insieme. Generalmente quindi 2 ghiandole superiori e 2 inferiori anche se a volte il numero o la disposizione può variare da individuo a individuo. Si tratta di ghiandole cordonali. Anche in questo caso abbiamo 2 popolazioni di cellule: Cellule principali Cellule ossifile Cellule principali: responsabili della produzione dell antagonista della calcitonina, ovvero il paratormone Cellule ossifile: la cui funzione non p ancora chiara, anche se alcuni autori recentemente hanno ipotizzato si possa trattare di cellule principali che hanno completato il loro ciclo vitale e sono pronte ad andare incontro ad apoptsosi anche perché questa componente ossifila aumenta notevolmente dopo la pubertà. Queste ghiandole paratiroidee sono avvolte da una capsula, anche in questo caso è necessaria la rete capillare in cui riversare il paratormone. Questa rete è derivata o dalle arterie tiroidee inferiori o da anastomosi tra le arterie tiroidee superiori e inferiori. Le cellule principali quando non sono attive

23 presentano scarsi profili di RER, scarso apparato del Golgi, gocciole di glicogeno all interno perché non devono funzionare. Dopo la pubertà aumenta lo stroma connettivale, ovvero il sostegno dei cordoni, che contiene grandi quantitativi di cellule adipose. Quindi è come se questo stroma connettivale disorganizzasse questi cordoni e da dopo la pubertà questa ghiandola, più che cordonale potremmo dire essere costituita da nidi di cellule raggruppate assieme e sostenute da queste travate connettivali ricche di cellule adipose. Sintesi ed esocitosi del paratormone da parte di queste cellule trova come bersaglio 2 tessuti: Tessuto osseo Parenchima renale Nel tessuto osseo il paratormone in quanto non possiede recettori sugli osteoclasti non può agire direttamente ma si deve servire degli osteoblasti. Infatti blocca gli osteoblasti che come risposta producono delle molecole che andranno ad agire sugli osteoclasti, quindi il paratormone attiva gli osteoclasti per via indiretta. Agisce anche sul parenchima renale mediante una particolare molecola, 1,25 diidrossicolecalciferolo, cioè un metabolita della vitamina D3, che ha un compito importante far si che l epitelio intestinale assorba più calcio. L assenza di paratormone porta a morte, cosa che non succede in assenza di calcitonina, poiché in assenza di calcio i muscoli vanno in tetania e quindi colpendo anche i muscoli laringei e respiratori provoca il soffocamento. Generalmente calcio e fosforo devono stare in un rapporto di 4 a 1, quindi per manterenere costante questo equilibrio il paratormone fa aumentare i livelli del calcio ma nello stesso tempo diminuire quelli del fosforo. Diminuisce l eliminazione del calcio con le urine aumentando l escrezione del fosfato. Come nella calcitonina anche il paratormone viene controllato dal livello di calcio presente nel sangue. Mentre il paratormone appena viene secreto non risponde immediatamente perché ha un azione lenta ma duratura, la calcitonina invece entra subito in funzione ma è di breve durata. Ghiandole Surrenali Si tratta di 2 piccole ghiandole triangolari alloggiate sui reni. Sono generalmente circondate da tessuto adiposo. In realtà si tratta di 2 ghiandole endocrine unite assieme da una capsula. Distinguiamo 2 porzioni: Una porzione periferica chiamata corticale Una porzione centrale chiamata midollare Queste 2 porzioni hanno origine embriologica e funzione diverse. La porzione esterna, ovvero la corteccia, è la parte più abbondante. La corteccia deriva da una parte del mesoderma che chiamiamo mesoderma intermedio, in parte questa zona è controllata dalle cellule corticotrope dell adenoipofisi, cioè quelle che secernevano la GTH. Gli ormoni prodotti da questa porzione hanno il ruolo di regolare il metabolismo o di mantenere il normale bilancio elettrolitico, sono degli ormoni tiroidei. La parte interna, ovvero la midollare deriva dalla cresta neurale e produrrà dei neurotrasmettitori, le catecolamine.

24 Ne conosciamo 2 con funzione antagonista che agiscono prevalentemente sull apparato cardiovascolare: L adrenalina: che controlla la gittata e il battito cardiaco Noradrenalina: che al contrario ha un effetto vasocostrittore La porzione corticale E la parte più consistente ed è la vera e propria ghiandola cordonale e può essere suddivisa in 3 porzioni: Zona glomerulare: la zona più vicina alla capsula quindi la parte più esterna Zona fascicolata : la porzione più consistente, circa l 80% della corticale Zona reticolare : lo strato che la separa dalla midollare Nel feto e nel neonato esiste un quarto strato che successivamente si riassorbe e dalle cellule che rimangono si formano questi 3 strati. L attività della corticale fetale nel feto controllata in parte dalle cellule corticotrope dell ipofisi fetale, in parte è controllata dalla placenta in quanto la placenta è anche una ghiandola endocrina. Zona glomerulare: I cordoni si raggomitolano su se stessi, sono corti o riuniti in grappoli e le cellule che li costituiscono presentano un REL e un apparato del Golgi molto sviluppato, dei mitocondri di dimensioni giganti e presentano dei ribosomi liberi e uno scarso RER. Questa porzione è responsabile degli ormoni mineralcorticoidi di cui i più comuni sono aldosterone e desossicorticosterone. La loro funzione è quella di controllare il livello di sodio, potassio e di acqua nel sangue. Zona fascicolata: è costituita da lunghi cordoni a decorso parallelo ma radiale rispetto alla midollare. Le cellule che li costituiscono sono grandi, presentano un REL molto sviluppato e mitocontri con creste tubulari. Zona reticolare: i cordoni si anastomizzano tra di loro e costituiscono una specie di reticolo. Le cellule presentano anche loro REL abbondante e mitocondri particolari in più contengono dei granuli di lipofuscina che conferiscono un certo colore al citoplasma. Sia la zona fascicolata che reticolare producono glucocorticoidi e ormoni sessuali. Glucocorticoidi, responsabili del metabolismo di carboidrati, proteine e lipidi, di cui il più tipico è il cortisolo. Ormoni sessuali producono gli androgeni, il più diffuso prodotto in quest area è il deidroetiandrosterone, e sono responsabili dei caratteri sessuali secondari maschili. La porzione midollare Le cellule sono cellule simpatiche gangliari ovvero che fanno parte del sistema nervoso simpatico e sono definite cromoaffini in quanto presentano affinità con i sali di cromo. Queste cellule rilasciano adrenalina e noradrenalina che però non sono secrete dalle stesse cellule. Infatti avremo alcune cellule che contengono al loro interno granuli di adrenalina, quindi una popolazione cellulare, e altre cellule che invece conterranno granuli di noradrenalina e quindi un altra popolazione cellulare. Queste cellule della midollare sono sotto il

25 controllo del sistema nervoso simpatico che termina su ogni singola cellula con una sua ramificazione. Queste cellule le possiamo considerare dei neuroni modificati, in quanto gli giunge una terminazione nervosa che rappresenta una porzione pre-sinaptica, la cellula cromaffina rappresenta una porzione postsinaptica. Neuroni modificati in quanto possiedono un corpo cellulare ma non hanno l assone. Se li coltiviamo in vitro vedremo che queste cellule sono ancora in grado di emettere questo assone, ma se aggiungiamo i glucocorticoidi immediatamente si blocca l estensione dell assone, così i glucocorticoidi controllano la morfologia delle cellule della midollare. Quindi gli ormoni prodotti dalla corticale hanno un influenza sull azione delle cellule della midollare. Analizzando le vescicole secretorie delle cellule della midollare è stato possibile identificare 2 tipi di cellule. Vescicole secretorie molto voluminose, dense e scure sono contenute in cellule secernenti norepinefrina, mentre cellule secernenti epinefrina contengono vescicole di dimensioni inferiori e meno dense. In realtà queste vescicole non contengono solamente epinefrina o norepinefrina, anzi queste rappresentano solo il 20% del materiale contenuto, la maggior parte costituita da proteine chiamate cromogranine, che insieme agli ioni calcio e ATP servono per legare le catecolamine che normalmente hanno un basso peso molecolare e le accompagnano per essere rilasciate, come una sorta di proteine carrier. IL rene rilascia delle sostanze che svolgono 2 ruoli molto importanti: Pressione sanguigna Eritropoiesi Quando si abbassa il volume di sangue circolante il rene rilascia una sostanza, la renina, che agisce su una proteina normalmente presente nel sangue, l ansiotensinogeno, e la converte in ansiontengina I. L ansiotengina I continua a circolare nel nostro organismo, arriva nei polmoni e viene convertita in angiotensina II. Sotto questa forma come bersaglio trova la zona glomerulare del surrene e stimola il rilascio di aldosterone. L aldosterone determina sul rene il riassorbimento di sodio e di acqua nei tubuli distali così da aumentare il volume del sangue e di conseguenza la pressione sanguigna. Per adempiere alla funzione eritropoietica il rene rilascia una molecola l eritropoietina che circola all interno del sangue, giunge al midollo osseo stimola i precursori eritropoietici e fa aumentare la produzione da parte del midollo osseo dei globuli rossi. Glucocorticoidi Il cortisolo interviene nella maggior parte delle funzioni metaboliche dell organismo. Quando vi è una situazione dolorosa o di stress o un evento che spaventa, questi segnali vengono percepiti dall ipotalamo che di conseguenza rilascia CRF o ACTHRH che agisce sulle cellule corticotrope dell adenoipofisi stimolandole a rilasciare ACTH, che ha come bersaglio la corteccia del surrene, precisamente la zona fascicolata e reticolare, determinando un incremento di cortisolo. Il cortisolo agisce su tutti gli organi del nostro corpo, sui muscoli determinando una degradazione delle proteine, agisce sul fegato formando

26 glucosio, agisce sui leucociti che possono avere un azione antinfiammatoria, agisce sul rene eliminando acqua e potassio, agisce sullo stomaco sulla secrezione di.. Terminata la situazione d emergenza l ipotalamo riceve l impulso e arresta la produzione di CRH così da far diminuire i livelli di cortisolo. Androgeni Stimolano lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari maschili ma allo stesso tempo possono attivare la sintesi e la degradazione delle proteine agendo direttamente sui muscoli. Vascolarizzazione del surrene La vascolarizzazione è affidata all arteria surrenale superiore, media e inferiore. Da questa arteria emergono dei rami: Le arteriole corticali: provvedono ad irrorare la zona della corticale Le arteriole midollari:provvedono ad irrorare la zona midollare Le arteriole corticali non appena giungono a livello della capsula si capillarizzano e danno origine a un plesso denominato plesso sottocapsulare. Da questo plesso si dipartono dei vasi sinusoidali che provvedono ad irrorare la zona fascicolata e la zona reticolare. Attraversano tutti gli strati della corticale però mentre attraversano la glomerulare e la fascicolata inviano delle ramificazione per vascolarizzare tutta la zona ma non si anastomizzano. Quando arrivano nella zona reticolare si anastomizzano e danno origine a un altro plesso, il plesso midollare. Da queste anastomosi partono dei vasi che vanno ad irrorare pure la midollare, quindi queste arteriole della corticale non irrorano solo la corticale ma provvedono ad irrorare anche la zona della midollare. Questo spiega come gli ormoni prodotti dalla corticale influenzi le cellule della midollare. La zona della midollare per sua natura è irrorata dalle arteriole midollari, le quali emergono da sotto la capsula, attraversano in linea retta tutta la corticale senza inviare ramificazioni e si aprono a livello della midollare. Quindi la comunicazione tra la porzione corticale e quella midollare è resa possibile proprio grazie alle arteriole corticali. In un certo qual modo possiamo dire che la corticale controlla l azione della midollare. CONTINUO DEL GHIANDOLARE (SUPPONGO) EPIFISI I cordoni sono circondati da tessuto connettivo, al solito, e quindi frammiste a queste cellule cordonali, che sono i pinealociti, troviamo delle cellule interstiziali del tessuto connettivo. La caratteristica di questa ghiandola è che... di fibre nervose simpatiche, le quali fanno parte del cosiddetto ganglio cervicale superiore. Queste fibre simpatiche vanno a stimolare i pinealociti i quali rilasciano melatonina. Questa melatonina viene rilasciata nel circolo sanguigno (ovviamente perchè siamo nell'ambito dell'endocrino), ma

27 anche nel liquido cerebrospinale. Se si va a dosare la concentrazione di questa sostanza nel sangue, troveremo il massimo quantitativo di melatonina durante la notte e il minimo durante il giorno. Quindi significa che la produzione di questo ormone è controllato dalla luce o dal buio. Come fanno a risentire dell'effetto luce-buio i pinealociti? Noi percepiamo la luce attraverso la retina dell'occhio, la quale è in collegamento con il nervo ottico, il quale a sua volta è in collegamento con il nucleo soprachiasmatico che entra a far parte della via simpatica centrale che si connette al ganglio cervicale superiore. Quindi quando la luce colpisce l'occhio comunica al ganglio cervicale superiore di andare ad inibire, tramite le fibre simpatiche, i pinealociti, i quali producono un minor quantitativo di melatonina. Al contrario, quando c'è buio, sempre attraverso questa "catena", l'assenza di luce viene percepita dal ganglio cervicale superiore e questo induce le fibre simpatiche a stimolare i pinealociti a produrre melatonina. Questa melatonina, oltre ai suoi effetti normali che può avere sull'umore e quindi chiaramente può avere delle influenze date dall'alternanza di giorno e notte, ha anche un effetto un pò particolare: ha un effetto inibitorio nei confronti del nucleo arcuato dell'ipotalamo, che è responsabile del rilascio del GnRH. il fattore di rilascio delle gonadotropine; quindi, se la melatonina è massima durante la notte, significa che va ad inibire indirettamente il rilascio delle gonadotropine, per cui anche le funzioni riproduttive in un certo qual senso risentono dell'effetto di questa melatonina. Infatti è stato visto che un tumore della ghiandola pineale che colpisca dei bambini stabilisce una pubertà precoce, perchè non c'è un feedback che blocchi il rilascio delle gonadotropine. Inoltre è stato visto che la melatonina può avere effetto sull'adattamento ai forti cambiamenti della lunghezza del giorno: gente che viaggia molto in aereo, fa lunghi viaggi (il cosiddetto jet lag), non ha 12 ore di luce e 12 ore di buio, ma possono capitare giorni interi di luce e giorni interi di buio; quindi se sono giorni interi di luce la produzione di melatonina verrà ridotta, se sono giorni interi di buio si ha un eccesso di melatonina, per cui ci saranno effetti di depressione o di particolare agitazione in base al quantitativo di melatonina. Questo stesso effetto si verifica anche in quelle persone che vivono in ambiente sub-artico, dove si alternano sei mesi di luce e sei mesi di buio, per cui abbiamo l'alternanza della produzione di melatonina. Per cui la melatonina regola i cicli circadiani e agisce sull'umore. Poichè è una ghiandola molto piccola e quindi difficile da identificare e localizzare, una possibilità per individuarla è che sparso nel parenchima dell'epifisi è possibile ritrovare la cosiddetta sabbia cerebrale (o acervuli), opaca ai raggi X, che ci permette di individuare la zona in cui si trova la ghiandola; questa sembra derivare dalla precipitazione di fosfati e carbonati di calcio attorno a proteine carrier che vengono rilasciate nello spazio extracellulare durante l'esocitosi della melatonina. SISTEMA NEUROENDOCRINO DIFFUSO Si possono trovare singole cellule endocrine sparse nel contesto degli epiteli di rivestimento di alcuni tratti del nostro organismo, in modo particolare del tratto digerente e del tratto respiratorio. Queste singole cellule producono ormoni o peptidi, i quali possono avere o un'azione paracrina (nelle immediate vicinanze) o un'azione endocrina (rilasciate nel torrente circolatorio). In particolare nelle vie digerenti sono stati identificati all'incirca 20 peptidi diversi, i quali contribuiranno alla funzione digestiva cooperando con il sistema nervoso autonomo; nel tratto respiratorio, le molecole che vengono rilasciate agiranno sulle vie bronchiali in cooperazione sempre con il sistema nervoso autonomo. Tutte insieme queste cellule vengono genericamente indicate con il nome di sistema neuroendocrino diffuso. PANCREAS Oltre alle ghiandole esclusivamente esocrine ed oltre alle ghiandole esclusivamente endocrine, esistono ghiandole che possono avere sia una porzione esocrina sia una porzione endocrina. Una di queste è il pancreas che presenta: una porzione esocrina, che produce enzimi digestivi (quali lipasi, amilasi, maltasi,

28 pancreasi, ecc..), costituita da una ghiandola tubolo-alveolare, molto voluminosa, caratterizzata da un dotto escretore che si ramifica e riversa i prodotti nel duodeno, e una porzione endocrina, raggruppata in isolotti del Langerhans, che pur trovandosi sparsi nel contesto della ghiandola esocrina, riversano i loro prodotti direttamente all'interno del torrente circolatorio; in questo caso specifico ci sono 4 popolazioni di cellule: cellule alfa che secernono glucagone; cellule beta che secernono insulina (questi due ormoni hanno azione antagonista nei confronti del tasso di glucosio nel sangue: l'insulina abbassa la glicemia, mentre il glucagone la stimola). L'attività di queste due cellule è coordinata dal prodotto di secrezione delle cellule delta, terza popolazione, che è chiamato somatostatina; questa fa sì che l'insulina e il glucagone si mantengano in equilibrio per mantenere costante il tasso glicemico del sangue. L'ultima popolazione è data dalle cellule PP che secernono il polipeptide pancreatico, il quale ha azione sulla porzione esocrina, quindi sul rilascio degli enzimi digestivi. INIZIO DELL'EMBRIOLOGIA Un momento importante durante gli studi dell'embriologia descrittiva è stata la scoperta che alcune fasi della vita embrionale sono comuni a molte specie animali, e aver fatto questa scoperta ci ha permesso di ricostruire l'origine della vita sulla Terra e ci ha permesso di capire che embriologia ed evoluzione hanno punti in comune. Quindi andiamo a vedere una delle caratteristiche più comuni a molte specie animali, soprattutto i Metazoi. Questa è data dal fatto che il ciclo vitale può essere suddiviso in 7 fasi: 1. GAMETOGENESI, rappresenta il momento della formazione dei gameti; questi gameti sono cellule aploidi che si uniscono e danno origine alla seconda fase 2. FECONDAZIONE. A seguito della fecondazione si forma il primo embrione unicellulare, cioè lo zigote. Lo zigote va incontro a una serie di divisioni mitotiche, che caratterizzano la terza fase 3. SEGMENTAZIONE. Queste divisioni mitotiche daranno origine ai blastomeri che, al termine di questa fase, saranno organizzati a costituire una struttura che chiameremo bastula o blastocisti. Questa, nelle varie specie animali, può assumere forme diverse ma in tutte le specie animali questa struttura è il supporto e la base affinchè possa avvenire la quarta fase. 4. GASTRULAZIONE, che caratterizzerà la terza settimana di sviluppo. Si verificheranno ampi movimenti di cellule e al termine di questa fase si saranno formati i tre foglietti embrionali (ectoderma, mesoderma ed endoderma) da cui deriveranno tutti i tessuti, tutti gli organi, tutti gli apparati dell'intero organismo. 5. ORGANOGENESI, è il momento in cui avvengono i più grandi cambiamenti morfogenetici di tutto il ciclo vitale. L'intero embrione viene suddiviso in diverse aree, all'interno delle quali fanno la loro comparsa gli abbozzi degli organi; organi che potranno accrescersi, che potranno cambiare forma, che potranno interagire tra di loro e al termine di questa fase diventerà finalmente riconoscibile la forma del futuro organismo. Questo momento, nella specie umana, si verifica all'inizio del terzo mese di sviluppo e rappresenta il passaggio dall'embrione al feto. 6. CRESCITA, è la fase che porta all'accrescimento di tutti gli organi che si sono formati durante l'organogenesi. Al termine di questa fase, gli organi saranno perfettamente funzionanti; in questa fase non si formano più nuovi organi perchè tutti gli organi si sono formati nella fase precedente, ma continua il differenziamento delle cellule quindi continueranno a formarsi nuove linee cellulari e questo processo continua fino al momento della nascita e, talvolta anche dopo, fino a quando l'organismo diventa capace di vita autonoma. L'ultima tappa è la 7. MATURITà SESSUALE, momento in cui l'organismo acquista la capacità di produrre gameti e di riprodursi, e quindi siamo in grado di dare origine ad un nuovo ciclo vitale. Alla luce di quello che abbiamo appena detto, quindi nel ciclo vitale stiamo notando che esiste una fase aploide e una fase diploide: per fase aploide intendiamo il momento in cui sono presenti le cellule germinali, i gameti, le quali hanno un corredo cromosomico dimezzato, quindi questa fase è il momento in

29 cui i gameti vengono presi in considerazione come singole cellule, ma nel momento in cui il gamete maschile e il gamete femminile si uniscono inizia la fecondazione quindi inizia la vera e propria fase diploide. Lo zigote rappresenta l'embrione che si sta formando, un embrione unicellulare; lo zigote si divide e dà origine a diverse cellule che daranno origine all'embrione, successivamente all'individuo. Nell'ambito di questi blastomeri, molto precocemente, si differenzia una linea cellulare che seguirà un destino differente; questa linea cellulare è costituita dalle cosiddette cellule germinali primordiali; alcune cellule vengono selezionate, si separano da tutto il resto e il loro destino sarà la linea germinale. Quindi noi abbiamo i blastomeri e le cellule germinali primordiali: i blastomeri continuano a dividersi per mitosi, per poi andare a costituire la componente somatica dell'organismo; le cellule germinali primordiali, invece, servono ad una linea differente, infatti daranno origine alle cellule germinali, le quali non si dividono più per mitosi, ma si dividono per meiosi caratterizzata da quattro punti fondamentali: 1. Sintesi del DNA 2. Appaiamento 3. Ricombinazione 4. Formazione di quattro gameti aploidi; questa divisione ci permette quindi di ottenere i gameti con con corredo cromosomico dimezzato e ci permette anche di ottenere di nuovo un corredo diploide e non un corredo anomalo dopo la fecondazione. Inoltre, ci permette di dividerei cromosomi materni da quelli paterni e riorganizzare i segmenti dei cromosomi attraverso il crossing-over (ricombinazione o rimescolamento). La maggior parte del futuro organismo è quindi costituita fondamentalmente da cellule somatiche, che però non ci permettono di trasmettere i caratteri alla progenie (questo lo permette la linea germinale). GAMETOGENESI Rappresenta la prima fase del ciclo vitale ed è il processo che porta alla formazione dei gameti all'interno delle gonadi. Questo processo in effetti si verifica alla pubertà, ma ciò che si verifica alla pubertà è semplicemente un esito finale di ciò che è iniziato proprio nelle primissime fasi della nostra vita embrionale. Dicevamo, fecondazione -> formazione dello zigote -> zigote che si suddivide in blastomeri, che sono cellule totipotenti, ovvero sono in grado di dare origine a tutti i tessuti, a tutti gli organi e a tutti gli apparati del nostro organismo. Ma abbiamo detto che molto precocemente, nell'ambito di questi blastomeri si differenziano alcune cellule che costituiscono le cosiddette PGC o CELLULE GERMINALI PRIMORDIALI. Sembra che questa differenziazione sia derivata dalla posizione che i blastomeri assumono nell'embrione: infatti, queste cellule germinali primordiali, fanno la loro comparsa all'inizio della quarta settimana di sviluppo sulla parete interna di una struttura extraembrionale che progressivamente scomparirà fino al momento della nascita, che si chiama sacco vitellino, ma che durante la seconda e la terza settimana funge da contenitore di sostanze che servono per nutrire l'embrione. Quindi i blastomeri si dividono; quelli che si vanno a localizzare sulla superficie interna del sacco vitellino vengono indirizzate a dare origine alle cellule germinali e tutta l'intera popolazione di cellule germinali dell'adulto, sia maschile che femminile, deriva da queste cellule. Se un evento lesivo dovesse verificarsi durante questa separazione e queste cellule dovessero andar perse, si formeranno gonadi prive di cellule germinali cioè sterili. All'inizio della quarta settimana di sviluppo, queste cellule iniziano a proliferare intensamente dividendosi per mitosi, ma mentre si dividono cominciano a migrare risalendo lungo la parte dorsale del tronco dell'embrione che si sta formando e si fermeranno in un'area destinata a formare le gonadi; in quest'area stimoleranno l'epitelio che gli sta intorno, l'epitelio celomatico, a proliferare. Questa proliferazione darà vita ai CORDONI SESSUALI PRIMITIVI che successivamente si differenzieranno: nel sesso femminile, in cordoni sessuali corticali, nel sesso maschile, in cordoni sessuali midollari. Questi cordoni sessuali primitivi continuano a proliferare; la loro proliferazione darà origine a due rigonfiamenti, uno sul lato destro e l'altro sul lato sinistro della colonna vertebrale che si sta formando e nel rene che si sta cominciando a formare, e costituiranno le creste genitali che rappresentano gli abbozzi iniziali delle gonadi. Se noi andassimo a studiare queste cellule, non troveremmo alcuna differenza tra la gonade che dovrà diventare maschio e la gonade che dovrà

30 diventare femmina; ci sono tutte le strutture per entrambi i sessi quindi si sta passando attraverso uno stadio che chiamiamo di GONADE INDIFFERENTE (nè maschio nè femmina) e questo stadio permane fino alla settima settimana. Ci sarà un input successivamente che indirizzerà lo sviluppo o in senso femminile o in senso maschile. Il ruolo di questi cordoni è quello di avvolgere le PGC, cellule germinali primordiali che diverranno i futuri gameti, e proteggerle finchè si formeranno i gameti veri e propri, maschili o femminili, quindi per tutta la vita. Il ruolo di questi cordoni è quello di nutrirli e regolare lo sviluppo delle cellule germinali. Le cellule dei cordoni sessuali corticali, nella donna, diverranno le cellule follicolari che avvolgeranno le cellule germinali primordiali che poi daranno origine al gamete maturo; nell'uomo, i cordoni sessuali midollari diverranno le cellule del Sertoli. Supponendo che il differenziamento in senso maschile o femminile sia legato solo alla presenza o assenza del cromosoma y, dopo la settima settimana se è presente il cromosoma y la gonade diventerà testicolo con all'interno dei cordoni spermatici; se il cromosoma y è assente, la gonade diventerà ovaio con dentro i follicoli. Le cellule germinali primordiali che si trovano all'interno della gonade, quando avviene il differenziamento, diventeranno le cellule staminali di tutta l'intera popolazione germinale: nel caso maschile li chiameremo SPERMATOGONI, nel caso famminile, li chiameremo OVOGONI. Sia gli spermatogoni che gli ovogoni, avranno un ulteriore periodo di proliferazione, maalla pubertà andranno incontro al processo di gametogenesi, che porterà alla formazione del gamete maturo che nel sesso maschile è lo spermatozoo, nel sesso femminile l'ovocito. I due processi dalla settima settimana in poi sono completamente diversi per cui ora noi analizzeremo solo uno dei due sessi e seguiremo la formazione del gamete maturo. SPERMATOGENESI è il processo che porta alla formazione del gamete maschile. Se il cromosoma y è presente, la gonade durante il periodo embrionale si trasforma in testicolo che all'interno contiene dei cordoni spermatici e cellule staminali che chiamiamo spermatogoni. Questi spermatogoni fino al momento della nascita proliferano per divisioni mitotiche, quindi costituiscono già un patrimonio di cellule staminali che poi si differenzieranno. Dalla nascita alla pubertà, queste cellule entrano in una fase di quiescenza, ma non perdono la capacità di dividersi, rimangono sempre come cellule staminali ed è questo il motivo per cui nell'uomo per tutta l'intera durata della sua vita possono essere prodotti spermatozoi; nella donna invece non può succedere. Quindi: alla nascita abbiamo gli spermatogoni che si sono divisi ed entrano in fase di quiescenza; alla pubertà, questi spermatogoni si svegliano dalla quiescenza grazie all'inserirsi del cosiddetto ASSE IPOTALAMO-IPOFISO-GONADALE. Quindi significa che sono coinvolti il GnRH dell'ipotalamo, gonadotropine dell'adenoipofisi e verrà coinvolto l'ormone prodotto dalle gonadi che in questo caso è il testosterone. Il rilascio di tali ormoni darà inizio al processo della spermatogenesi che consisterà sia in divisioni mitotiche, sia in divisioni meiotiche e alla fine si formerà il gamente maturo chiamato spermatozoo. APPARATO RIPRODUTTIVO MASCHILE è costituito da organi sessuali primari, che sono le gonadi, e organi sessuali accessori, che sono: i dotti escretori del testicolo, cioè duttuli efferenti, epididimo, dotto deferente, e le ghiandole annesse alle vie spermatiche, che sono prostata, vescichette seminali e le ghiandole bulbouretrali. All'interno delle gonadi avviene la spermatogenesi, cioè la produzione degli spermatozoi. I dotti escretori del testicolo servono per la maturazione degli spermatozoi e per il loro trasporto all'esterno. Ma nelle gonadi, oltre la spermatogenesi, si verifica la steroidogenesi, cioè la produzione degli ormoni androgeni, in particolare il testosterone. Mentre la spermatogenesi inizia alla pubertà, la steroidogenesi ha inizio entro le primissime fasi della vita embrionale; infatti la produzione del testosterone è indispensabile affinchè avvenga il differenziamento in senso maschile, cioè la formazione dell'apparato riproduttivo maschile. Quindi significa che la produzione degli ormoni steroidei deve iniziare già durante la vita embrionale in modo da poter innescare il dimorfismo sessuale; alla pubertà sarà indispensabile per iniziare la spermatogenesi. Questi due processi nelle gonadi sono svolti in due compartimenti diversi: la

31 spermatogenesi avviene a livello dei tubuli seminiferi, la steroidogenesi è affidata alle ghiandole interstiziali che sono localizzate nel compartimento interstiziale nell'ambito del tessuto connettivo, cioè alle cellule del Leyding. La gonade maschile è avvolta da una capsula connettivale fibrosa, denominata tunica albuginea, che nel margine posteriore della gonade si ispessisce e costituisce un'area che viene chiamata mediastino testicolare; questo è un'area riccamente vascolarizzata, dove sono presenti vasi linfatici e soprattutto è un'area in cui entrano ed escono i dotti escretori che trasporteranno poi gli spermatozoi all'esterno. Dal mediastino testicolare dipartono dei setti connettivali che suddividono la gonade in circa 200/250 compartimenti di forma piramidale, i lobuli del testicolo. All'interno di ogni lobulo troviamo da uno a quattro tubuli molto convoluti, molto ripiegati, che prendono il nome di tubuli seminiferi; questi sono molto convoluti e si dirigono con una porzione che diventa rettilinea, e che chiameremo tubulo retto, verso il mediastino. Il tubulo retto si approfonda in una parte del mediastino detta rete testis, costituita da una serie di canalicoli anastomizzati che mettono in comunicazione i tubuli seminiferi con le vie spermatiche esterne: questa sfocia nei duttuli efferenti che veicolano gli spermatozoi verso l'epididimo, un canale unico, molto ripiegato su se stesso che costituisce un organo a sè stante. L'epididimo può essere suddiviso in: testa (porzione apicale), corpo (porzione centrale) e coda (porzione terminale). La coda si continua con il dotto deferente, che passa attraverso il dotto escretore nella prostata e dalla prostata arriva alla porzione prostatica dell'uretra. Quindi gli spermatozoi vengono prodotti nel tubulo seminifero e vengono poi condotti fuori attraverso le vie spermatiche (tubulo seminifero -> tubulo retto -> rete testis -> duttuli efferenti -> epididimo -> dotto deferente -> dotto escretore -> prostata -> porzione prostatica dell'uretra). In questo loro passaggio si caricano anche dei prodotti secreti dalle ghiandole annesse (vescichette seminali, valvole bulbouretrali e prostata); questi prodotti costituiscono il liquido o plasma seminale. Il tubulo seminifero è formato da un epitelio seminifero che presenta una porzione apicale che costituisce il compartimento adluminale del tubulo e una porzione basale che poggia sulla membrana basale. Le cellule che costituiscono questo epitelio seminifero sono di due categorie: 1. cellule di sostegno, sono le cellule del Sertoli che sono derivate dai cordoni sessuali primitivi e rappresentano la componente somatica; frammiste a queste cellule del Sertoli troviamo la seconda categoria 2. cellule germinali in vari stadi di maturazione: spermatogoni, spermatociti, spermatidi e spermatozoi. Dal momento che è un epitelio, poggia sulla membrana basale ed è presente una lamina basale che lo separa dal tessuto connettivo; questo connettivo in realtà sono quei setti che dipartono dal mediastino e dividono la gonade in lobuli e che costituiscono il il lume del tubulo e sono separati dal sovrastante tubulo seminifero dalla presenza di questa lamina basale. Il compartimento interstiziale è costituito da un classico tessuto connettivo lasso in cui sono presenti vasi sanguigni e vasi linfatici, ma soprattutto sono presenti le cellule del Leyding che sono responsabili della produzione di testosterone. Intorno alla lamina basale e intorno a questo compartimento riscontriamo la presenza di cellule che presentano caratteristiche simili alle cellule muscolari lisce, chiamate CELLULE MIOIDI: sono cellule capaci di contrarsi e hanno il compito di aiutare gli spermatozoi nel loro percorso fino all'esterno (Queste cellule sono responsabili: delle contrazioni ritmiche peritubulari e la loro contrazione sembra essere gestita dalle cellule del Sertoli che secernono l'endotelina, una citochina, che agisce su di esse e le fa contrarre e inoltre queste cellule potrebbero contribuire allo sbarramento fisicochimico della barriera emato-testicolare). Le cellule del Sertoli sono molto voluminose di forma quadrangolare, nell'adulto non si dividono mai, sono parecchio resistenti agli agenti nocivi e presentano dei prolungamenti che accolgono al loro interno cellule germinali, ma soltanto spermatociti, spermatidi e spermatozoi prima di essere rilasciati perchè gli spermatogoni sono alloggiati sulla membrana basale. Sono cellule simil-epiteliali quindi non giungono a diretto contatto tra di loro, bensì sono separate da un sottile interstizio in cui circola il fluido interstiziale. Nella parte basale, queste cellule sono chiuse da giunzioni occludenti, che impermealizzano, per cui ciò che arriva sulla parte basale non sarà uguale a quello che circola nell'interstizio sovrastante. Queste giunzioni costituiscono la BARRIERA EMATO-TESTICOLARE, che

32 separa l'epitelio seminifero in: un compartimento basale, dove troviamo localizzato esclusivamente lo spermatogonio, e un compartimento adluminale, in cui troviamo gli altri stadi di maturazione (spermatociti, spermatidi e spermatozoi). Lo spermatogonio riceverà il nutrimento dal compartimento interstiziale, cioè dal sistema vascolare (dai capillari sanguigni del tessuto connettivo), mentre le altre cellule riceveranno il nutrimento dal liquido presente nel lume del tubulo, prodotto dalle stesse cellule del Sertoli e che può circolare nello spazio interstiziale, ma fino alla barriera emato-testicolare. Questo significa che l'ambiente che è stato creato per queste tre cellule utilizza delle sostanze, quali lattato, piruvato ecc, che fanno parte del contenuto del fluido tubulare e che crea una situazione ideale affinchè queste cellule possano svilupparsi. La spermatogenesi inizia alla pubertà, è gestita dall'incremento della produzione delle gonadotropine ipofisarie e dura tutta la vita. Per comodità la possiamo suddividere in 3 fasi: 1.FASE MITOTICA: gli spermatogoni si dividono per divisioni mitotiche. A segiuto di queste divisioni si formeranno altre cellule staminali, che devono mantenere il pool di base, e cellule destinate alla differenziazione. Terminata questa fase che consta di 6 divisioni mitotiche, inizierà una fase a carico degli spermatociti, che non si dividono più per mitosi, ma per meiosi e rappresenta la seconda fase 2.FASE MEIOTICA. Al termine di questa si saranno formati gli spermatidi che hanno dimezzato il loro patrimonio quindi sono già cellule aploidi. 3. SPERMIOGENESI: non ha nè divisioni mitotiche nè divisioni meiotiche, ma consiste nella modificazione dello spermatidio in spermatozoo. Nel compartimento basale ci sono gli spermatogoni che si dividono esclusivamente per mitosi; al di là della barriera emato-testicolare troviamo spermatociti, spermatidi e spermatozoi che si dividono per meiosi. Quindi la barriera emato-testicolare, oltre a dividere l'epitelio in compartimento basale e compartimento adluminale, lo sta dividendo in un compartimento mitotico e in un compartimento meiotico. Mentre con la mitosi si formano due cellule identiche alle cellule somatiche, con la meiosi c'è il rimescolamento e le cellule sono diverse sia dalle cellule somatiche che dalle altre cellule germinali, per cui potrebbero non essere riconosciute dal sistema immunitario. Quindi la barriera ematotesticolare impedisce al sistema immunitario presente nel sangue circolante di venire a contatto con le cellule derivanti dalle divisioni meiotiche, perchè se il sistema immunitario entrasse a contatto con queste cellule potrebbe scatenare una reazione antigenica autoimmunitaria (perchè verso le cellule dell'individuo stesso). Quando vi sono lesioni della barriera si innesca quella situazione di sterilità su base autoimmune, dovuta proprio al fatto che il liquido interstiziale è riuscito ad arrivare nel compartimento adluminale dove ci sono queste cellule che presentano caratteristiche antigeniche diverse dalle altre cellule e quindi potrebbero scatenare questa reazione. Il compartimento basale contiene gli spermatogoni, ovvero le cellule staminali che si devono differenziare, ma devono anche mantenere un pool di cellule che devono continuare a dividersi per cui ad ogni divisione delle cellule staminali si formano o solo cellule staminali o solo cellule che si differenzieranno. Se andiamo a guardare il tubulo seminifero possiamo distinguere i due tipi di cellule perchè le cellule staminali hanno una divisione completa e danno origine a due cellule figlie, mentre nelle cellule staminali che devono iniziare il processo differenziativo avviene la divisione completa del nucleo, ma la divisione del citoplasma è parziale, cioè queste cellule rimangono collegate per mezzo di un ponte. La durata della spermatogenesi è costante per ogni specie. Nella specie umana ha una durata di 64/74 giorni (74 considerando fino al momento dell'emissione all'esterno); i 64 giorni invece riguardano gli eventi che caratterizzano l'epitelio seminifero. La prima fase, fase mitotica, ha una durata di 16 giorni, durante i quali nel compartimento basale si verificano 6 divisioni mitotiche. Le cellule staminali a destino staminale hanno un colorito scuro; quando iniziano il processo differenziativo diventano chiare quindi diventano praticamente spermatogoni di tipo A2. Nel momento in cui inizia la spermatogenesi, tranne eventi particolari, questa continua senza interruzioni fino alla produzione degli spermatozoi. Dalle divisioni mitotiche otterremo cellule che possiedono caratteristiche diverse che ci permettono di distinguerle, per cui

33 avremo: cellule A2, cellule A3, cellule A4, spermatogoni intermedi, spermatogoni di tipo B e spermatociti primari. Quindi queste divisioni hanno portato alla formazione di queste diverse popolazioni di cellule. Tuttavia è possibile che giunte allo stadio A4, alcune cellule possano decidere di ritornare allo stadio A1; questo è un vantaggio eccezionale per il sesso maschile allo stadio A1 ritornano allo stadio staminale quindi se qualsiasi evento lesivo avesse distrutto le cellule staminali, c'è questa nuova quota che va a rimpolpare il contenuto delle cellule staminali e questo è il motivo per cui l'uomo per tutta l'intera vita ha la possibilità di dare origine a nuove cellule germinali. Tutto questo si sta verificando nel compartimento basale; lo spermatocito primario è capace di oltrepassare la barriera emato-testicolare e si sposta nel compartimento adluminale, dove inizia la fase meiotica che ha la durata du 24 giorni. Sono due divisioni meiotiche che porteranno: la prima a spermatociti secondari e la seconda a spermatidi maturi (che sono già cellule con corredo cromosomico dimezzato, quindi aploidi). Terminata questa fase, inizia la terza e ultima fase che consta anch'essa di 24 giorni, in cui avviene un rimodellamento degli spermatidi che diventano spermatozoi. Tutti questi processi sono avvenuti con le cellule collegate quindi anche il passaggio dal compartimento basale al compartimento adluminale sta avvenendo con le cellule unite tra loro. La spermatogenesi è un processo continuo per cui nello stesso momento più spermatogoni in zone diverse del tubulo seminifero iniziano il processo di maturazione; questa continuità fa sì che non si perdano per strada, bensì continuano tutti insieme fino allo stadio di spermatozoo e quindi c'è un perfetto sincronismo che ci permette di dire: 16 giorni per la mitosi, 24 giorni per la meiosi e 24 giorni per la spermiogenesi. Un altro ruolo importante di questa continuità citoplasmatica: con la meiosi si ha un rimescolamento di patrimonio genico e potrebbe capitare che in una cellula ci siano delle proteine e in un'altra cellula non ci siano, però queste proteine sono indispensabili per il normale sviluppo e tramite questi ponti possono ripassare in maniera tale che possano essere distribuite a tutti. La spermiogenesi consiste nel rimodellamento degli spermatidi fino a raggiungere lo stadio di spermatozoi. Lo spermatidio ha un citoplasma più o meno voluminoso, un nucleo che occupa la pozione centrale, un apparato del Golgi in posizione sopranucleare, dei mitocondri localizzati alla periferia e due centrioli. Questo processo di rimodellamento consiste di quattro fasi: FASE DEL GOLGI riguarda l'apparato del Golgi. Al suo interno compaiono dei granuli intensamente PAS positivi che vengono denominati granuli pro-acrosomici; questi granuli man mano che si ingrandiscono si fondono assieme e danno origine ad un unico granulo che chiamiamo acrosoma. Questo acrosoma si va a localizzare sulla superficie del nucleo, da cui è separato per mezzo della membrana nucleare. FASE DEL CAPPUCCIO. L'acrosoma, che si trova sulla superficie della membrana nucleare, continua ad accrescersi e va a rivestire la parte apicale del nucleo, costituendo un cappuccio che chiamiamo cappuccio acrosomico. In questa fase i centrioli, che occupavano una posizione periferica, si spostano nelle immediate vicinanze del nucleo; uno dei due centrioli si va a posizionare al polo opposto a dove si sta formando il cappuccio acrosomiale e lo chiameremo centriolo prossimale. L'altro centriolo lo chiameremo centriolo distale e servirà organizzare la struttura portante del flagello che nel frattempo inizia a formarsi. FASE ACROSOMIALE. Il nucleo insieme all'acrosoma dalla posizione centrale si portano all'apice della cellula, il flagello comincia ad organizzarsi, i mitocondri si spostano dalla periferia verso la zona centrale dove si sta formando il flagello e il citoplasma inizia a stirarsi per diventare più affusolato. FASE DI MATURAZIONE. Nucleo e acrosoma assumono la forma tipica della specie: nella nostra specie è una forma piriforme con la punta leggermente piegata. Questa forma viene acquisita grazie ad una struttura transitoria che si forma nella fase acrosomiale e scompare nella fase di maturazione: questa struttura si chiama guaina caudale o manichette, costituita da microtubuli che si collegano da un lato al polo caudale del nucleo e dall'altro lato alla porzione apicale del flagello; quindi tira, facendo assumere la tipica forma al nucleo e all'acrosoma. Una volta raggiunta questa forma, la struttura scompare. Un ulteriore cambiamento sarà a carico del nucleo che subisce una riorganizzazione della cromatina e la sostituzione degli istoni preesistenti con proteine basiche ricche di arginina, tipiche esclusivamente dello spermatozoo, che chiamiamo protamine. Quindi dalla spermiogenesi abbiamo

34 ottenuto tre nuove strutture: l'acrosoma, formatosi a spese dell'apparato del Golgi, che contiene al suo interno numerosi enzimi litici (ialuronidasi, neuroaminidasi, enzima della penetrazione, ecc) che serve come organo della penetrazione allo spermatozoo che dovrà attraversare le barriere che rivestono la cellula uovo; la CODA che rappresenta l'organo del movimento; il CORPO RESIDUO costituito dai residui di citoplasma che sono stati rimossi quando abbiamo reso sinuoso questo spermatozoo, quindi ci sono degli eccessi di citoplasma che non hanno più motivo di esserci e vengono ritagliati e poi fagocitati dalle cellule del Sertoli, in tal modo viene ritagliata anche la porzione di citoplasma in eccesso che teneva unite le cellule per cui adesso gli spermatozoi sono liberi e indipendenti e possono essere indirizzati verso l'esterno. Lo spermatozoo è costituito da due porzioni: la testa e la coda, entrambi rivestiti dalla membrana plasmatica. La zona della testa è occupata interamente dal nucleo con corredo cromosomico dimezzato. In posizione sopranucleare si forma l'acrosoma, separato dal nucleo per mezzo della membrana nucleare., all'esterno dell'acrosoma c'è la membrana plasmatica. Al di sotto della testa c'è un piccolo tratto intermedio, tra la testa e la coda, che chiamiamo collo. All'interno del collo è presente l'unico centriolo rimasto, che è quello prossimale, che si è disposto trasversalmente, e una sorta di placca da cui si dipartono delle fibre di natura proteica che andranno a rivestire parte della coda. La coda è la porzione più lunga; dato che nei vari tratti presenta degli avvolgimenti diversi, la suddividiamo in tre parti: SEGMENTO INTERMEDIO, SEGMENTO PRINCIPALE e SEGMENTO TERMINALE. La struttura portante di tutta la coda è l'assonema, costituito da 9 coppie di microtubuli periferici + una coppia centrale. SEGMENTO INTERMEDIO: all'esterno dell'assonema ritroviamo queste 9 fibre esterne dense che si sono formate nella zona del collo; sono fibre a costituzione proteica che sono coinvolte nel processo di ripiegamento del flagello, sono coinvolte effettivamente nel battito flagellare. È stato visto che l'assenza di queste fibre determina spermatozoi quasi immobili. All'esterno delle fibre esterne dense ritroviamo i circa 100 mitocondri che durante la spermiogenesi si erano spostati verso la regione apicale del flagello; questi mitocondri si organizzano a costituire una sorta di spirale che si trova all'esterno delle fibre esterne dense, al cui esterno si trova la membrana plasmatica. SEGMENTO PRINCIPALE: all'interno abbiamo l'assonema, all'esterno le fibre esterne dense che continuano a circondare l'assonema, non troviamo più i mitocondri, bensì la membrana plasmatica. La zona di confine tra il segmento intermedio e quello principale può essere identificata perchè in questa zona si riduce il diametro della coda e la membrana plasmatica, in questo tratto, ha un ispessimento maggiore, una sorta di guaina fibrosa che costituisce un'area che viene chiamata annulus. SEGMENTO TERMINALE: assonema centrale rivestito da membrana plasmatica. Gli spermatozoi vengono prodotti all'interno dei tubuli seminiferi, poi passano nei tubuli retti, nella rete testis e poi iniziano il percorso verso l'esterno. I tubuli seminiferi che danno origine agli spermatozoi sono i tratti più convoluti; i tubuli retti, cioè la porzione terminale dei tubuli seminiferi che penetrano nella rete testis, non possono dare origine a spermatozoi. Infatti, mentre il tubulo seminifero è costituito da epitelio seminifero, (cellule del Sertoli + cellule germinali), nel tratto dei tubuli retti troviamo solo cellule del Sertoli quindi non ci può essere produzione di spermatozoi. Se noi andassimo a prelevare gli spermatozoi che si trovano negli epiteli seminiferi e che hanno appena completato la loro maturazione, ci accorgeremo che sono degli spermatozoi non ancora in grado di muoversi; quindi devono subire un processo di maturazione e lo subiranno nel loro passaggio attraverso l'epididimo. L'epididimo è costituito da un epitelio cilindrico stratificato, costituito da cellule basali più profonde e cellule cilindriche molto alte rivolte verso il lume, provviste di stereociglia che hanno funzione di assorbimento, quindi vista la loro presenza è ovvio che nell'epididimo deve avvenire un processo di assorbimento. Ma se noi andiamo a guardare la disposizione degli organuli all'interno delle cellule dell'epididimo, vediamo che è tipica di cellule secernenti quindi significa che nel tratto dell'epididimo gli spermatozoi possono subire l'azione secernente e assorbente. La funzione secernente consiste nel rilasciare del materiale proteico che si va a disporre sulla superficie dell'acrosoma dello spermatozoo che sta passando; queste proteine hanno il compito di impedire che l'acrosoma posso fondersi, quindi impediscono

35 il rilascio degli enzimi presenti nell'acrosoma al di fuori dell'involucro. Tale processo viene chiamato DECAPACITAZIONE, cioè perdita della capacità di fecondare ed è dato da questo rivestimento di proteine prodotte dall'epididimo. La funzione assorbente consiste nell'assorbimento del fluido tubulare prodotto dalle cellule del Sertoli in cui venivano rilasciati gli spermatozoi, in modo tale da impacchettare gli spermatozoi. Questi spermatozoi impacchettati, alleggeriti del loro citoplasma in eccesso, in questo contesto acquistano la capacità di muoversi con un metabolismo aerobio perchè nel frattempo giungono più avanti e passano attraverso le ghiandole annesse (vescichette seminali, ghiandole bulbouretrali e prostata) che secernono il plasma seminale. All'interno di questo plasma, gli spermatozoi, che hanno imparato a muoversi nel tratto dell'epididimo, possono raggiungere l'esterno. Questo processo di acquisizione della capacità di muoversi e di perdita della capacità di fecondare è denominato maturazione ed è quello che si verifica nell'epididimo. Quando questi spermatozoi arrivano nelle vie genitali femminili avviene il processo opposto, cioè la rimozione della capsula che li aveva protetti in modo tale che possa avvenire la fecondazione, quindi il processo di CAPACITAZIONE. Quindi il processo di decapacitazione ha salvaguardato insomma quest'organo di penetrazione perchè se si fosse sbarazzato in un posto non idoneo di ciò che conteneva, una volta giunto nelle vie genitali femminili, non avrebbe potuto svolgere la sua funzione di penetrazione. Adesso andiamo a vedere le correlazioni che esistono tra sistema nervoso (ipotalamo), sistema endocrino (adenoipofisi) e le gonadi [ASSE IPOTALAMO-IPOFISO-GONADALE]. Il tutto ha inizio quando l'ipotalamo secerne GnRH, che agisce sulle cellule gonadotrope dell'adenoipofisi che rilascia le due gonadotropine LH ed FSH; queste trovano i loro bersagli in due cellule diverse: l'fsh ha azione sulle cellule del Sertoli e creerà le condizioni ottimali per il normale sviluppo delle cellule germinali; l'lh ha azione sulle cellule del Leyding e fa sì che queste cellule rilascino il testosterone. Le cellule del Leyding sono cellule endocrine sparse nel tessuto connettivo del compartimento interstiziale. Sono cellule tipicamente secernenti steroidi quindi hanno determinate caratteristiche: presenza di gocciole lipidiche (colesterolo -> precursore da cui si formano gli steroidi), mitocondri con creste tubulari anzichè lamellari, REL molto sviluppato. Queste cellule producono testosterone soto l'azione dell'lh, quindi presentano sulla loro superficie i recettori per tale ormone. Nel momento in cui LH e recettore si legano, si innesca la trasduzione del segnale: si forma il secondo messaggero (camp) che agisce sulle protein chinasi e agisce sul substrato attivando un altro enzima, la colesterolo esterasi, la quale agisce sul colesterolo libero o sul colesterolo impacchettato nelle gocciole lipidiche. Agendo sul colesterolo e attraverso una serie di passaggi nei mitocondri e nel REL portano alla formazione del testosterone. La produzione è continua, infatti il testosterone non viene mai immagazzinato all'interno della cellula, bensì viene immediatamente rilasciato, anche perchè bisogna garantire nel sesso maschile una concentrazione di testosterone di circa 4/10 mg al giorno. Il testosterone è indispensabile già nella vita prenatale, affinchè la gonade si differenzi in senso maschile. Dopo il differenziamento, il testosterone non serve più fino alla pubertà. Queste cellule quindi, dopo il differenziamento della gonade in senso maschile, entrano in una fase di quiescenza e vi rimangono fino alla pubertà, momento in cui aumenta la produzione di LH. Nel momento in cui inizia la produzione di LH, viene riattivata la cellula del Leyding e ricomincia la produzione di testosterone. La produzione del testosterone, alla pubertà, determina: l'inizio della spermatogenesi, la secrezione delle ghiandole accessorie (prostata, vescichette seminali e ghiandole bulbouretrali) e lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari (compare la barba, cambia il timbro della voce, cambia la disposizione dei muscoli, ecc). Nell'adulto, quindi per tutta l'intera vita, il testosterone rafforza ciò che ha iniziato alla pubertà quindi: continua a sostenere la spermatogenesi, continua a sostenere i caratteri sessuali secondari maschili, continua a mantenere beanti le vie spermatiche, continua a mantenere attiva la secrezione delle ghiandole accessorie. Le cellule del Leyding sono attive nei primissimi stadi della vita embrionale dei feti di sesso maschile, poi a partire dal quinto mese della vita fetale entrano in una fase di quiescenza. Alla pubertà, esposte alla stimolazione delle gonadotropine, riassumono le caratteristiche di cellule steroido-secernenti e rimangono in funzione per

36 tutta la durata della vita di un individuo. RUOLO DELL'FSH. L'FSH inizia ad essere prodotto intorno al terzo mese di vita fetale, aumenta intorno al quarto/quinto mese dopo la nascita e raggiunge il picco; dopodichè gradualmente diminuisce e si mantiene su valori bassi fino alla pubertà. Alla pubertà, agisce sulle cellule del Sertoli su cui svolge diverse funzioni: 1. determina il loro accrescimento, aumentano le loro dimensioni, 2. le stimola ad aumentare la secrezione del liquido tubulare, 3. fa in modo che le cellule del Sertoli producano alcuni fattori che giocano ruoli importanti nella crescita delle cellule germinali, tali fattori sono: GDNF va a controllare la proliferazione degli spermatogoni a destino staminale, cioè che non inizieranno il processo di differenziamento (agisce solo sugli spermatogoni staminali). SCF agisce su più campi: agisce già durante la vita embrionale perchè va a controllare la migrazione delle cellule germinali primordiali; agisce sulla sopravvivenza degli spermatogoni a destino differenziativo; ha azione sul differenziamento e sulla sopravvivenza delle cellule del Leyding (quindi ha una funzione anche paracrina, sulle cellule vicine). ABP una proteina legante gli androgeni, è in grado di legare parte del testosterone rilasciato dalle cellule del Leyding e far sì che la concentrazione del testosterone si mantenga sufficientemente elevata all'interno del tubulo seminifero. INIBINA B, inibisce il rilascio di GnRH quando il livello di FSH è troppo elevato, quindi agisce con un meccanismo di feedback negativo. Oltre queste funzioni, l'fsh assume un altro ruolo che svolge insieme al testosterone: evita che le cellule germinali possano andare incontro ad apoptosi. Abbiamo detto che le cellule del Sertoli contengono al loro interno le cellule germinali, ma è stato visto che il numero di ellule che possono essere accolte all'interno delle cellule del Sertoli è limitato. Quindi se ci sono più cellule germinali e non ci sono cellule del Sertoli in grado di accoglierle queste cellule germinali vanno incontro a morte; l'azione combinata di FSH e testosterone serve a far sì che le cellule del Sertoli, che nell'adulto non si dividono mai, vadano incontro ad una proliferazione e aumentino di numero in maniera tale da poter accogliere al loro interno il maggior numero possibile di cellule germinali e quindi poter garantire una normale produzione di spermatozoi dalla pubertà in poi. Quindi le cellule del Sertoli sono delle cellule cruciali per la spermatogenesi e questo ce lo dimostra il fatto che non è mai stato trovato un tubulo seminifero costituito solo da cellule germinali, perchè le cellule germinali senza supporto delle cellule del Sertoli muoiono; ce lo dimostra anche il fatto che il numero di cellule germinali e la produzione di spermatozoi ovviamente è strettamente correlata al numero delle cellule del Sertoli. Le funzioni che svolgono le cellule del Sertoli sono molte: 1. sostegno strutturale e nutritivo delle cellule germinali, 2. fagocitosi di cellule germinali in degenerazione e dei residui di citoplasma in più degli spermatozoi, e quindi regola il rilascio degli spermatidi maturi durante la spermiazione, 3. regolazione del rilascio di numerosi fattori che intervengono nelle varie fasi della spermatogenesi, 4. protezione delle cellule germinali autoantigeniche dal sistema immunitario, tra le cellule del Sertoli si viene a creare la barriera ematotesticolare che impedisce la reazione autoantigenica nei confronti delle cellule che vanno incontro a divisione meiotica, quindi separa il compartimento basale dal compartimento adluminale. RUOLO DELL'LH: viene prodotto nello stesso periodo dell'fsh, la sua unica funzione è agire sulle cellule del Leyding e stimolarle a produrre testosterone, che è importantissimo in tutte le fasi della vita dell'uomo. RUOLO DEL TESTOSTERONE: inizia ad essere prodotto all'ottava settimana di vita intrauterina, aumenta e raggiunge un picco tra l'undicesima e la diciassettesima settimana, dopodichè cominciano ad instaurarsi meccanismi di feedback tra l'asse ipotalamo-ipofiso-gonadale e quindi la secrezione del testosterone, dalla pubertà in poi, viene regolata da questi processi. Il testosterone, una volta rilasciato, può seguire diverse vie: la prima è la via endocrina, cioè va in circolo nel torrente circolatorio e spostandosi all'interno dell'organismo, fa sì che si manifestino i caratteri sessuali secondari maschili; nella seconda via, viene captato dalle cellule del Sertoli grazie al fattore ABP prodotto sotto l'azione dell'fsh perchè è necessaria una concentrazione piuttosto elevata per sostenere la spermatogenesi; è indispensabile per mantenere la struttura e la funzione delle ghiandole accessorie; agisce da feedback negativo nei confronti del GnRH quando il livello di testosterone e, di conseguenza, di LH è piuttosto elevato. Questo significa che non ci può essere spermatogenesi senza

37 testosterone e questo è dimostrato da eventuali patologie in cui le cellule del Leyding non producono testosterone, ma somministrandolo per via esogena la spermatogenesi avviene tranquillamente. Ma così come è indispensabile il testosterone, sono altrettanto indispensabili entrambe le due gonadotropine. Le cellule della serie germinativa sono molto sensibili agli agenti nocivi e molti sono i fattori che possono influire negativamente sulla spermatogenesi: diete alimentari non corrette, stili di vita molto stressanti, alterazioni dello sviluppo, malattie sistemiche (febbre, malattie renali, HIV) possono influire negativamente, elevata temperatura testicolare (la spermatogenesi per poter avvenire ha bisogno di una temperatura di qualche grado inferiore alla temperatura corporea per cui le gonadi quando si sviluppano scendono dentro lo scroto, che garantisce questa temperatura di qualche grado inferiore; ma una vita molto sedentaria può alterare queste differenze di temperatura e quindi, non avendo più la temperatura ottimale, viene inibita o rallentata), ormoni steroidei e farmaci correlati, agenti tossici, radiazioni ionizzanti e agenti alchilanti (possono creare delle morfologie anomale in questi spermatozoi o addirittura creare degli spermatozoi morti). Più le cellule sono proliferative, tipo le cellule germinali, più sensibili sono agli agenti nocivi; meno si dividono, meno sono sensibili: questo significa che le cellule del Sertoli che nell adulto non si dividono più, sono molto più resistenti e quindi sono in grado di proteggere le cellule germinali; le cellule del Leyding o gli stessi spermatogoni a destino solo staminale, si dividono molto meno e quindi sono molto meno sensibili delle cellule che vanno incontro a spermatogenesi. La produzione di spermatozoi è continua; ma abbiamo anche detto che da uno spermatogonio alla liberazione dello spermatozoo passano 64 giorni nell ambito del tubulo seminifero, 74 giorni per vedere la luce quindi significherebbe che in teoria dovremmo avere una produzione ogni 74 giorni e tutto ciò non è possibile. La spermatogenesi deve avvenire in maniera discontinua nel tempo e nello spazio. Il processo della spermatogenesi inizia dallo spermatogonio A1 e, salvo la tappa A4, prosegue ininterrottamente fino allo stadio di spermatozoo. È stato visto che nella stessa area un nuovo spermatogonio può iniziare il processo di spermatogenesi dopo 16 giorni di quiescenza. Quindi nella stessa area germinativa, un altro spermatogonio vicino inizia il processo di spermatogenesi dopo 16 giorni; dopo altri 16 giorni un altro spermatogonio inizia il processo di spermatogenesi. Sappiamo che la spermatogenesi non avviene in un singolo compartimento, bensì inizia nel compartimento basale per poi spostarsi nel lume del tubulo seminifero. Per impiegare i 74 giorni di liberazione dello spermatozoo e i 16 giorni di latenza che significa, che inizierà in quei 74 giorni, 16, 32, quindi ci saranno 4,6 spermatogoni che inizieranno il processo di maturazione. Noi chiamiamo generazione cellulare tutte le cellule derivate da un unico spermatogonio; quindi da spermatogonio a spermatozoo sono necessari 74 giorni, gli spermatozoi sono collegati tra di loro tramite ponti citoplasmatici e tutte queste cellule che camminano assieme costituiscono una generazione germinale. Vicino, dopo 16 giorni, inizia un altra generazione germinale, dopo altri 16 ne inizia un altra e così via e quindi sono necessarie 4,6 generazioni per riempire questi 74 giorni. Quindi queste 4,6 generazioni che hanno iniziato sfalsato nel tempo il processo di spermatogenesi costituiscono le associazioni cellulari, cioè generazioni germinali sfalsate di 16 giorni l una dall altra: quindi ci sarà una prima generazione che sta iniziando il processo e vicino non ha nulla, ma dopo 16 giorni ci sarà un altro spermatogonio che inizia il suo processo, e vicino non ha niente, ma dopo altri 16 giorni quella da 16 sarà passata a 32, quella da 0 sarà diventata 16 e così via quindi per completare tutti 74 giorni ci vorrà un associazione cellulare costituita da 4,6 generazioni di cellule. In questo modo noi abbiamo garantito la produzione di spermatozoi ogni 16 giorni ma ancora dobbiamo riempire praticamente questi 16 giorni, come lo facciamo? E qui ritorna quella frase iniziale sfalsata nel tempo e nello spazio : nel tubulo seminifero umano la spermatogenesi inizia contemporaneamente, ma in aree diverse inizia leggermente sfalsata, quindi anche se dovesse iniziare dopo un minuto in un'altra significa che a 74 giorni e un minuto abbiamo prodotto altri spermatozoi da un altra area. Questo è quello che garantisce praticamente la produzione di spermatozoi continua per tutta la vita.

38 27 Marzo 2012 OVOGENESI è la gametogenesi femminile, inizia durante la vita embrionale. All'interno dell'ovaio sono presenti cellule staminali chiamate ovogoni. Essi iniziano a proliferare intensamente solo fino al 5 mese intrauterina quando raggiunge il picco massimo di cellule staminali ovvero circa 7 milioni. La gonade si differenzia in ovaio se non è presente il cromosoma Y. Dal quinto mese in poi gli ovogoni progressivamente iniziano tutti la prima divisione meiotica, ma si arrestano in leptotene nella prima profase meiotica, questo inizio è sufficiente per far perdere i caratteri precedenti. Li trasforma da ovogoni a ovociti primari. Alla pubertà un piccolo contingente di questi ovociti primari in qualsiasi momento della vita della donna iniziano il processo di maturazione che consiste del completamento della prima divisione meiotica. Ma soltanto uno ogni mese completerà questa fase. Nel ciclo ovarico è detta ovulazione. Completando la prima divisione meiotica gli ovociti primari diventano ovociti secondari, e la seconda cellula viene chiamata globulo polare (meiosi asimmetrica). L'ovocito secondario va incontro alla seconda divisione meiotica ma si arresta in metafase II meiotica, si completerà solo se c'è la fecondazione con lo spermatozoo. I globuli polari sono cellule piccolissime che si ottengono perché i piani di divisione meiotica sono asimmetrici, infatti solo quasi privi di citoplasma. Al momento della nascita non ci sono più' cellule staminali, alcuni si dividono altri vanno incontro ad atresia. AL nono mese infatti nelle gonadi il numero è sceso a 2 milioni. Se non ci sono più' cellule staminali quindi stiamo creando un corredo di cellule per tutta la vita. Ma dalla nascita fino all pubertà queste cellule continuano a diminuire, alla pubertà il corredo germinale sarà ancora più basso arrivando a Di queste non tutti arrivano a destinazione, inoltre la maturazione avviene per un certo numero di cellule per volta, mentre tutte le altre maturano ma poi muoiono, ecco perché intorno a 55 anni la donna arresta questo processo. L'ovogenesi la suddividiamo in 3 tappe: inizio, arresto, ripresa. Inizio: Durante la vita embrionale, le cellule aumentano ed entrano in profase 1 meiotico. Arresto: Fino alla pubertà. Abbiamo follicoli primordiali. Ripresa : cellule fecondabili ogni mese, di questi soltanto uno realmente può essere maturato, che andremo a rilasciare in un momento del ciclo ovarico. Sembra che questi ovociti sono programmati per maturare in momenti diversi, ciò che sembra che li faccia partire sembra l'effetto sensibilizzante dell'fsh per alcune cellule. APPARATO RIPRODUTTIVO FEMMINILE costituito dalle gonadi e vie genitali (tube di falloppio utero e vagina) Gonadi servono come sede di sviluppo e maturazione di ovociti. Nelle tube di falloppio avviene l'incontro tra ovocito e spermatozoo, se avviene la fecondazione tutto viene spostato nell'utero. Nella donna ogni mese ovaio tube utero vanno incontro a delle modificazioni cicliche, e ancora diverse se c'è una gravidanza. L'ovaio è un organo pari è ricoperto all'esterno dall'endotelio, le sue dimensioni sono diverse a seconda dello stato in cui è la donna, per esempio una ragazza prepubere ha un ovaio voluminoso con superficie liscia,

39 dalla pubertà in poi l'ovaio comincia a diminuire di grandezza e la superficie non è più liscia perché avvengono le ovulazioni ( si formano le cicatrici). Alla menopausa si sono consumati tutti gli ovociti quindi l'ovaio è piccolissimo e rugoso. Dell'ovaio distinguiamo una porzione corticale dove troviamo i follicoli nelle varie fasi di sviluppo, e la zona centrale chiamata midollare costituita da tessuto connettivo ricco di nervi e vasi linfatici. Questa gonade la possiamo considerare endocrina, anche se i follicoli sono endocrini. I follicoli producono estrogeni e progesterone importantissimi per il ciclo. ( importanti per i caratteri sessuali femminili e dall'altro per gestire i cicli e per controllare la gravidanza). Tutto l'apparato femminile risente dell'influenza dell'ipotalamo che rilascia GnRH che agisce sull'ipofisi che rilascia FSH e LH, i quali agiscono sui follicoli che determinano il chilo ovarico. I follicoli producono estrogeni e progesterone, che si fanno risentire anche sull'utero (ciclo uterino) ma anche sulle altre porzioni come tube uterine. Il ciclo ovarico che è innescato dalle 2 gonadotropine ha una durata di 28 gg e lo possiamo suddividere in 2 parti: fase follicolare durante la quale avviene la selezione lo sviluppo e l'ovulazione del follicolo dominante questa fase si divide a sua volta in altre 3 sottofasi: FASE PREANTRALE, FASE ANTRALE, E FASE PREOVULATORIA. Questa fase culmina introno al 14 gg con l'ovulazione. La seconda fase del ciclo ovarico è chiamata LUTEINICA, in questa fase si forma una struttura nuova denominata corpo luteo, dobbiamo dire che questa fase ha una durata più stabile. FSH: è indispensabile durante la prima fase ( selezione follicolo dominante che produrrà estrogeni che potranno avere o azione di feedback neg o pos ) LH: è coinvolto in tutte e 3 le fasi ma il picco massimo è circa 36 ore prima dell'ovulazione che è indispensabile per quest'ultima. CORPO LUTEO: produce estrogeni e progesterone con azione di feedback neg nei confronti del GnRH (rilascio LH E FSH). In ogni momento della vita fertile della donna, circa il 90% delle cellule germinali presenti nelle gonadi, sono allo stadio di follicolo primordiale: ovvero un ovocito con nucleo fermo in prima profase meiotica, contiene tutti gli organuli citoplasmatici (vescicole del golgi con apparato di balbiani), con dimensione di micron, all'esterno è circondato da uno strato di cellule follicolari piatte, tra lo strato di queste e l'ovocita vi è una lamina basale. Fase prenatale: ha una durata di 3-5 giorni ed è caratterizzata da eventi che riguardano soprattutto le cellule follicolari. In questa fase il follicolo primordiale diventa follicolo primario. La prima modificazione riguarda l'ovocito, che cresce dai ai 100 micron, e questo succede perché l'ovocita accumula materiale nutritizio per lo sviluppo nelle parti avanzate. 4 eventi di modificazione per il follicolo primordiale: 1) Le cellule follicolari da piatte diventano cubiche 2) Comparsa della zona pellucida (involucro rifrangente che circonda l'ovocito, questa zona pellucida è costituita da 3 glicoproteine ZP1 ZP2 ZP3 di queste 3 la terza è indispensabile perché riconosce i recettori presenti sulla testa dello spermatozoo e impedisce che la fecondazione avviene tra specie diverse, ZP2 ha un'azione di cooperare con la zp3 la zp1 è soltanto strutturale). Con la comparsa della zona pellucida si viene a creare una stretta cooperazione tra l'ovocito e le cellule follicolari ( l'ovocito emette dei microvilli, le cellule follic emettono prolungamenti citoplasmatici che si collegano con delle giunzioni comunicanti, quindi passaggio di sostanze) 3) Le cellule follicolari iniziano un'intensa proliferazione che porterà la trasformazione del follicolo primario unilaminare in multilaminare ( le cellule proliferano e si dispongono in più' strati). Mentre si verifica ciò lo

40 stroma si organizza intorno a queste cellule a costituire degli strati concentrici che avvolgono questo follicolo. Le cellule connettivali sono le cellule della teca ( teca interna quelle più vicine e viceversa). Le cellule follicolari a più strati le chiameremo le cellule della granulosa. Le cellule della granulosa sono prive di vasi sanguigni mentre quelle della teca interna sono vascolarizzate ma non possono penetrare sulle prime perché abbiamo la lamina basale. Le cellule della granulosa e della teca sono con le giunzioni comunicanti. 4) Consiste nell'acquisizione dei recettori per le gonadotropine: per entrare in gioco le cellule devono acquisire i recettori. L a granulosa acquisìsce i recettori prima dell'fsh e successivamente dell'lh. Le cellule della teca acquisiranno i recet per l'lh. A questo punto il follicolo si lega alle gonadotropine ( il primo che si lega diventerà quello dominante, tutti gli altri andranno incontro a morte). <- Il primo che è arrivato alle dimensioni maggiori si impossessa di tutto l'fsh e LH nelle vicinanze lasciando privi tutti gli altri, quindi eliminando tutti gli altri avversari perché muoiono. L'azione dell FSH sulla granulosa farà si che ci sarà una nuova ondata di produzione di cellule della granulosa che farà si il passaggio dalla fase pre antrale alla antrale. 28 Marzo 2012 Fase antrale: Tra queste cellule della granulosa inizia a accumularsi il liquor follicoli, che inizialmente costituisce delle piccole cavità tra le cellule follicolare, man mano che questo aumenta le cavità confluiscono e daranno origine ad una cavità chiamata antro. Questo è il passaggio da follicolo primario a secondario. In questa fase l'ovocito ha raggiunto la grandezza di 100 micron, e il suo accrescimento viene interrotto da un fattore chiamato OMI (inibitore maturazione ovociti) questo fattore è secreto dalle cellule della granulosa ed è presente in questo liquido antrale. Fase preovulatoria: è caratterizzata dall'ingrandimento dell'antro, ovviamente cresce anche il follicolo. L'ovocito dalla zona centrale si sposta in posizione laterale e rimane circondato solo da un sottile strato di cellule della granulosa, con il nome di cumulo ooforo, in questo ambito ci sono quelle cellule più vicine (follicolari) all'ovocita e questa zona è chiamata zona radiata ed è all'esterno della zona pellucida. In questa fase si sta formando il follicolo preovulatorio, chiamato anche follicolo di graff, cambia anche la sua funzione diventando anche una ghiandola endocrina, questo follicolo di graff inizia a secernere androgeni, estrogeni e successivamente progestinici. In particolare gli androgeni e in minor misura gli estrogeni vengono prodotti dalle cellule della teca interna sotto l azione dell LH, ma la maggior parte degli estrogeni viene prodotta dalle cellule della granulosa, le quali sotto l azione dell FSH sono in grado di aromatizzare gli androgeni prodotte dalla teca, aromatizzandoli diventano estrogeni (conversione). Questi estrogeni hanno un azione autocrina ed endocrina: autocrina che la producono le cellule della granulosa e qui agiscono sulle stesse con l azione di fare acquisire anche i recettori per l LH, gli estrogeni hanno un azione per l ipotalamo di feedback pos e neg, la soglia è il quantitativo di 0.2 nanogrammi x ml. Al di sotto avviene l inibizione, e viceversa. Il follicolo si mantiene con livelli bassi di ormoni, con feedback neg nei confronti dell ipotalamo inibendo la produzione di LH e FSH, cosi gli altri follicoli che arrivano poco dopo non trovano ormoni e muoiono. Il primo follicolo che si aggiudica gli ormoni è detto follicolo dominante (selezione naturale). A questo punto il follicolo ha bisogno di alti livelli di estrogeni, con l aromatizzazione questi livelli salgono, LH e FSH salgono e quindi si creano le condizioni per fare avvenire l ovulazione. L LH agisce nel follicolo di graff su vari fronti: fa aumenta il fluido che si accumula dentro l antro, che diventando voluminoso finirà per sporgere contro la superficie dell ovaio, agisce anche sulle cellule del cumulo ooforo, il quale secernono un materiale gelatinoso costituito da acido ialuronico, questo processo viene chiamato mucificazione del cumulo. (le cellule diventano simil-connettivali perché si va a posizionare questo acido).

41 L ovocito era fermo alla prima profase meiotica, questo picco di LH fa completare la prima divisione meiotica, quando verrà rilasciato quindi sarà un ovocito secondario e un globulo polare. MA sarà preparato per un eventuale fecondazione, l LH farà preparare dei granuli corticali al di sotto della membrana plasmatica ( verranno utilizzati solo al momento di una eventuale fecondazione). A questo punto l ovocito viene rilasciato, e inizia immediatamente la seconda divisione meiotica ma si arresta in metafase seconda, che si completerà solo se avviene la fecondazione. Come fuoriesce: ingrandendosi pressa sulla superficie dell ovaio, che diventa sottilissima per questa pressione, e diventa anche poco vascolarizzata o non vascolarizzata, e quest area è chiamata STIGMA, ad un certo punto si rompe e fuoriesce l ovocito secondo circondato al cumulo ooforo e il fluido che era contenuto all interno dell antro. Fluido e ovocito vengono raccolti dalla tuba uterina immediatamente, il quale raccogliendo, comincia dei movimenti peristaltici facendo risalire tutto verso la regione che è l ampolla della tuba, in questa ampolla rimane vitale 24 h l ovocito, se lo spermatozoo non arriva questo ovocito degenera, il quale viene spostato nella cavità uterina e poi va incontro a degenerazione. All interno dell ovaio viene a mancare il liquido, e tutte le cellule vanno incontro a morte, a questo punto scompare la membrana tra la teca e granulosa si mettono insieme, e formano una frammistione chiamata corpo luteo. Esso è una ghiandola endocrina e secerne estrogeni e soprattutto progesterone, in realtà è programmato per rimanere in vita per 14 gg, dopo questi se non è avvenuto niente il corpo luteo regredisce e andrà a costituire una cicatrice biancastra chiamata corpus albicans. Al 14 giorno noi abbiamo espulso l ovocito, ma questo rimane in vita per 24 h, e se nel frattempo avviene la fecondazione il corpo luteo non sarà degenerato, ma diventerà gravidico. Il corpo luteo continuerà a produrre progesterone ed estrogeni fino al 3 mese di vita intrauterina in seguito ad un messaggio da parte dell HCG. (nel frattempo si forma la placenta che diventa endocrina che andrà a produrre progesterone al posto del corpo luteo). CONTROLLO ORMONALE CICLO OVARICO 1)Follicolare: i follicoli maturano, il più bravo diventa il follicolo dominante (acquistando i recettori per gli ormoni) si trasforma in una ghiandola endocrina producendo estrogeni ma in concentrazione bassa. Eliminati gli avversari il follicolo aumenta la produzione ormonale, superando il livello soglia il feedback diventa positivo e viene prodotto piu FSH e LH (36h prima con un picco) Questo incremento di LH serve da base per poter costruire il corpo luteo. 2)Corpo luteo: produce estrogeni e progesterone ( livello molto alto). Gli altri follicoli sono destinati all atresia. Il corpo luteo dopo 14 gg degenera, si abbassa il progesterone, e si rialza LH e FSH, altri follicoli iniziano la maturazione e può iniziare un altro ciclo ovarico. Questa è la base su cui funziona la pillola anticoncezionale (inibizione di fecondazione). L Ovocito produce 2 fattori che vanno ad agire sulle cellule della granulosa: GDF9 E BMP15 che vanno a controllare tutte le fasi del ciclo ovarico. Agiscono sulla proliferazione, e sul differenziamento ed espansione dell accumulo.

42 L LH rimuove il blocco della meiosi, ma in che modo? Unruolo sembra essere giocato dalle cellule della granulosa, prima del picco esse non hanno il recettore dell LH, durante le prime fasi sono in comunicazione con l ovocito con gap junction. Le cellule della granulosa tramite l AMPciclico mandano il messaggio di levare il blocco. ( l LH chiude le giunzioni comunicanti). Quando non c è l LH le giunzioni sono aperte e i messaggi possono passare, e viceversa quando c è l LH non c è più passaggio del messaggio. UTERO Tutti i tratti dell apparato riproduttivo vengono coinvolti nei vari cicli e sono soggetti a cambiamenti morfologici ogni mese. L utero è un organo piriforme costituito da 2 parti: Corpo, e la parte terminale Cervice. La parte del corpo superiormente ha una porzione slargata chiamata fondo, e qui penetrano le tube uterine all interno della stessa cavità, dopo di che si restringe in una porzione chiamata istmo. Che rappresenta la zona diconfine tra corpo e cervice. Questa cervice è un canale che ha un apertura che si apre nella cavità uterina e un apertura che si apre nella vagina. La parete dell utero è costituita da 3 strati che andando dall esterno verso l esterno: perimetrio, miometrio, endometrio. Perimetrio è una tonaca mucosa. Il miometrio è lo strato più consistente ed è muscolare, i muscoli sono disposti in 3 strati; strato esterno e interno muscoli disposti parallelamente all asse maggiore dell organo, tra questi strati troviamo lo strato medio (strato vascolare). Qui la muscolatura liscia è disposta in maniera circolare o spiraliforme. Al di sopra del miometrio troviamo l endometrio dove non c è una demarcazione tra i due. L endometrio è costituito dal lato rivolto verso la cavità uterina: epitelio di cellule cilindriche, che in alcuni tratti si invagina nel sottostante tessuto connettivale altamente vascolarizzato. Al di sotto dell epitelio troviamo il tessuto connettivo. In realtà lo possiamo suddividere in 2 strati:superficiale e profondo. Lo strato superficiale è anche denominato funzionale perché è coinvolto nei cambiamento del ciclo uterino, si sfalda e andrà a far parte del prodotto della mestruazione. Lo strado profondo invece non farà parte del precedente e viene denominato strato basale. La vascolarizzazione: la parte dell utero è irrorata dall arteria uterina che si dirama nelle arterie arcuate nel miometrio, che danno dei rami che si portano nello strato profondo. Questi rami sono chiamati arterie rette, ma dall arteria arcuata emerge un ramo che giunge fino all epitelio ed ha un aspetto spiralato, per questo motivo sono dette arterie spirali. Queste arterie spirali si portano sotto l epitelio e qui si capillarizzano ed esse provvedono a irrorare l epitelio che circonda la cavità dell utero. Tutte e 3 le porzioni dell utero sono coinvolte a cambiamenti. Ciclo uterino o ciclo endometriale: Fase proliferativa secretiva e ischemica. Queste 3 fasi sono controllagte dall ovaio. LA fase proliferativa corrisponde alla fase follicolare dell ovaio; la fare secretiva corrisponde alla fase luteinica Del ciclo ovaio. Il culmine è la fase ischemica. Il primo giorno del ciclo mestruale viene considerata la prima traccia di ciclo mestruale. Dura normalmente 3 5 giorni, durante questa fase avviene lo sfaldamento dello strato superficiale dell endometrio. Alla fine della fase avremo un endometrio solo con lo strato basale, con uno spessore di circa 1 mm (sotto tessuto connettivo). Finita la fase mestruale gli estrogeni aumentano, che agiscono sull endometrio che agiscono sui

43 fondi delle ghiandole che iniziano a crescere, e si ricostruisce l epitelio di rivestimento. SI ricostruiscono anche le porzioni delle arterie spirali. L azione del progresterone determina edema con assorbimento di acqua e fa allungare le ghiandole ed iniziano a produrre un materiale mucoide (preparazione nicchia per la fecondazione e impianto zigote). Nel momento in cui il progesterone diminuisce inizia la fase ischemica in cui vengono coinvolte le arterie spirali che si costringono e si dilatano, questa fase dura 1 2 giorni dopo di che le arterie si chiudono completamente e vanno incontro a morte e quindi mestruazione. Nel frattempo il progesterone scompare, FSH e LH presenti, quindi inizia un nuovo ciclo. Se è avvenuta la fecondazione tutto viene programmato nei 9 mesi, la mucosa è trasformata in decidua gravidica, diventa più edematosa e soprattutto il progesterone resta alto quindi blocco sull ipotalamo quindi anche la donna non ha mestruazioni non ha più altre ovulazioni per 9 mesi. Quando si esauriranno i follicoli sarà il momento della menopausa (con climaterio ovvero cambiamenti morfofunzionali della donna). CANALE CERVICALE E una tappa di passaggio obbligata per gli spermatozoi. Questo canale nella parte alta è a contatto con la cavità uterina e in questo tratto è rivestito da un epitelio cilindrico secernente muco, nella parte bassa è rivestito da un epitelio piatto non secernente (vicino la vagina). Le caratteristiche per rendere favorevole il passaggio sono legate alla natura del muco, la produzione di esso è legato alla produzione di estrogeni e progesterone. Il momento ottimale perche questi spermatozoi riescono ad attraversare il muco è il periodo pre ovulatorio (13-14 gg). Cervice vascolarizzata, muscolo rilassato e produzione di abbondante muco (situazione favorevole). Nella fase luteinica è sfavorevole: cervice rigida e quantità di muco molto ridotto, predominanza del progesterone. Questi ormoni influenzano tutto l organismo ( temperatura per esempio). Il progesterone trattiene liquido. L ultimo tratto è quello delle tube uterine, che rappresentano la porzione più lunga dell apparato femminile con una porzione rivolta verso la cavità peritoneale e un altra verso la cavità uterina. Dal lato della cavita peritoneale si apre a forma di imbuto chiamato a padiglione o infundibulo, questa porzione termina con delle frange chiamate fimbrie. Dopo questo tratto ritroviamo il tratto dell ampolla poi abbiamo il tratto piu ristretto chiamato istmo e poi un tratto di circa un cm che si trova al di sotto del fondo dell utero chiamato segmento interstiziale. Da un lato entrano gli ovociti, dall altro arrivano gli spermatozoi (utero) quando e se si forma lo zigote questo trtatto servirà per far passare lo sigote nell utero per l impianto La parete è costituita all esterno da una sierosa cioè mesotelio e connettivo, nello strato di mezzo muscolare (più spesso) con i muscoli disposti all interno circolari all esterno longitudinalmente. All interno ci sono numerose pieghe che si proiettano nel lume dell epitelio cilindrico semplice costituito da 2 tipi di cellulle ciliate e non, che rappresentano momenti diversi del ciclo (ciclo delle tube uterine). L azione degli estrogeni fa prevalere le cellule ciliate, con il progesterone prevalgono le cellule secernenti e diminuiscono le ciliate. Nel momento in cui si avvicina l ovulazione la tuba si avvicina l ovaio, cosi quando avviene l espulsione l infundibula è in grado di raccogliere il follicolo per evitare che cada nella cavità peritoneale. Con dei momenti peristaltici poi il follicolo risalirà fino all ampolla dove potrà avvenire l eventuale fecondazione

44 FECONDAZIONE e PRIMA SETTIMANA Lo sviluppo umano inizia quando l ovocito viene fecondato, il processo della fecondazione prevede una serie di eventi con l unione della cellula uovo con lo spermatozoo con la formazione dello zigote. La fecondazione unisce 2 fenomeni come la sessualità e la riproduzione. Sessualità indichiamo l unione dei geni paterni e materni, la riproduzione è l origine di un nuovo organismo. Il processo della fecondazione prevede 4 tappe: l avvicinamento dei gameti, penetrazione delle barriere dell uovo, reazione dell uovo, e l unione dei cromosomi. La sede ideale in cui avviene la fecondazione è il tratto più ampio e più largo della tuba uterina ovvero l ampolla. In questa area giunge un ovocito (numero ovociti rilasciati è molto basso) e dopo, una selezione nell ampolla ne arrivano pochi spermatozoi ( inizialmente tra i 40 e 200 milioni). L ovocito rimane in quest area vitale per circa 24 h, se non avviene la fecondazione va incontro a degenerazione e viene riassorbito nella cavità uterina. Gli spermatozoi per raggiungere la sede hanno un percorso obbligato da percorrere (canale vaginale, utero tube), alcuni lo compiono in alcuni minuti, altri lo compiono in alcune ora, altri rimangono vitali per circa 48 h. La parete interna della tuba presenta delle pieghe in cui questi spermatozoi possono permanere, e questo permette aumenta la possibilità di fecondazione. Lo spermatozoo è stato prodotto nei tubuli seminiferi ma anche nel momento in cui usciva dai tubuli seminiferi abbiamo detto che non era dotato di capacità fecondante, e questa capacità fecondante viene acquisita attraverso 2 processi importanti: il processo della maturazione e il processo della capacitazione. La maturazione avveniva nell epididimo, e consisteva in 2 momenti importanti: nel cosiddetto processo della decapacitazione cioè il rivestimento delle molecole che impediscono la fuori uscita del materiale interno dello spermatozoo in zone non idonee, ma soprattutto nell epididimo questi spermatozoi acquisivano la motilità. Successivamente nelle vie genitali femminili avviene il processo opposto a quello che si è appena detto, cioè rimozione della pellicola di glicoproteine che rivestivano la testa dello spermatozoo perche a questo punto diverrebbe un ostacolo per la reazione acrosomiale che è indispensabile per poter superare le barriere che circondano l uovo. L ovocito era circondato dalla zona pellucida è circondato dal cumulo ooforo, il quale era costituito da una serie di cellule follicolari che poco prima dell ovulazione erano state separate per la deposizione di ac. Ialuronico che si era formato a seguito del brusco picco di LH poco prima dell ovulazione. Ci si è posti il dubbio se l incontro tra lo spermatozoo e la cellula uovo è un evento casuale o pilotato: alcune ipotesi lasciano presupporre che ci sia qualche fattore chemiotattico che attira gli spermatozoi nelle immediate vicinanze dell ovocita e poi la presenza del cumulo ooforo ha il compito di intrappolare gli spermatozoi. Però il fattore chemiotattico avviene soltanto nelle immediate vicinanze, recentemente è stata proposta un ipotesi termotattica, infatti è stato visto che gli spermatozoi sono attirati dalle temperature più alte ( si è visto che nel tratto delle tube uterine, la zona immediatamente precedente all ampolla, presenta una temperatura di circa 1 2 gradi in meno rispetto all ampolla, il che richiama gli spermatozoi, i quali rimangono intrappolati all interno del cumulo ooforo ed è il primo ostacolo che devono superare). Gli spermatozoi superano questo ostacolo grazie a dei movimenti, un battito del flagello che gli permette di solcare questa mucillagine data dall acido ialuronico, ma soprattutto lo fanno grazie alla presenza di una proteina ad attività ialuronidasica che è presente sulla superficie della testa dello spermatozoo, chiamata PH 20 ( distrugge l acido ialuronico). Superato quindi il cumulo ooforo, troviamo la zona pellucida, la quale è costituita da 3 glicoproteine, e in modo particolare dalla zp3 ( essa riconosce il recettore presente nella testa dello spermatozoo e fa si che ci sia una fecondazione altamente di tipo specie specifico). Quindi la zona pellucida esclude penetrazioni di spermatozoi provenienti da specie diverse. La vitalità dei gameti abbiamo detto che è diversa: ovociti permangono vitali per h, al contrario gli spermatozoi rimangono

45 in vita per circa 48h, ovviamente sia l uno che l altro possono essere congelati e utilizzati per la fecondazione assistita. Quindi stiamo vedendo il nostro ovocito fermo in metafase 2, le fasi di avvicinamento dello spermatozoo, sta superando la barriera del cumulo ooforo grazie ai movimenti del battito flagellare e della PH20 e si sta trovando a contatto con la zona pellucida. Come fa lo spermatozoo ad attraversare la zona pellucida? Lo spermatozoo lo può fare grazie ad una reazione che si può verificare soltanto se è avvenuta la capacitazione che è la reazione acrosomiale, per capire meglio questa reazione andiamo a ricordarci come è costituita la testa dello spermatozoo. Tutto lo spermatozoo è rivestito dalla membrana plasmatica, la testa per i 2/3 superiori il nucleo c ha sopra il cappuccio di acrosoma che contiene al suo interno degli enzimi litici, questo acrosoma è rivestito da una membrana acrosomiale esterna che lo separa dalla membrana plasmatica che riveste tutto lo spermatozoo e da una membrana acrosomiale interna che lo separa dalla membrana nucleare. La reazione acrosomiale consiste nel fatto che la membrana plasmatica e la membrana acrosomiale esterna in alcuni punti si fondono, fondendosi determinano delle aperture, queste aperture permettono la fuoriuscita degli enzimi litici che vengono utilizzate dallo spermatozoo per creare un varco attraverso la zona pellucida. Nel momento in cui gli enzimi litici contenuti all interno di questo acrosoma sono usciti tutti fuori, lo spermatozoo si sbarazza di tutto ciò che non gli serve più, per esempio, la membrana plasmatica davanti la testa dello spermatozoo si è fusa con la membrana acrosomiale esterna, quindi è completamente inutilizzabile, la membrana acrosomiale esterna la stessa cosa, l acrosoma non esiste più perché si è svuotato degli enzimi litici. La testa dello spermatozoo che prima era coperta dall acrosoma a questo punto è rivestita esclusivamente dalla membrana acrosomiale interna, mentre la parte posteriore della testa dello spermatozoo continua ad essere rivestita dalla membrana plasmatica. Lo spermatozoo che è riuscito a penetrare tutte queste barriere (cumulo ooforo, zona pellucida) a questo punto si viene a trovare a contatto con la membrana plasmatica dell ovocito. Qui avviene l accollamento delle 2 membrane plasmatiche, lo spermatozoo si spoglia completamente di tutto la membrana plasmatica che rimane all esterno, sguscia fuori e può penetrare all interno dell ovocita, e penetra con la testa e con la coda. La testa dello spermatozoo con la reazione acrosomiale non ha più la membrana plasmatica, quindi l accollamento della membrana plasmatica dell ovocito e quella dello spermatozoo non può avvenire di testa, ma deve avvenire in maniera tangenziale. A questo punto dovremmo avere il completamente della seconda divisione meiotica, formazione del pronucleo femminile, formazione del pronucleo maschile, e di conseguenza lo zigote. Nel momento in cui il primo spermatozoo è riuscito a penetrare dalla zona pellucida, lasciando all esterno la sua membrana plasmatica si trova all interno dell ovocito. Quando è avvenuta l ovulazione il picco di LH ha creato: la mucificazione, ha completato la prima divisione meiotica e si formano dei granuli corticali che si fanno a localizzare sulla superficie più periferica del citoplasma dell ovocita. Nel momento in cui il primo spermatozoo riesce a penetrare all interno del citoplasma dell ovocito, questi granuli corticali che si erano formati al momento dell ovulazione rilasciano il loro contenuto nello spazio perivitellino ( spazio compreso tra la zona pellucida e la membrana plasmatica dell ovocito). Questo materiale contenuto determina 2 reazioni: reazione corticale e la reazione zonale. La reazione corticale consiste nel fatto che la zona pellucida si indurisce, diventa difficile da essere penetrata da altri spermatozoi, ma questo indurimento inattiva anche la zp3, altri spermatozoi quindi non vengono più riconosciuti, in questo modo impediamo che altri spermatozoi possono penetrare. La coda dello spermatozoo ha una breve durata, ed era costituita da assonema, fibre esterne dense, ma soprattutto vengono distrutti anche i mitocondri che costituivano la spirale nel tratto al di sotto del collo del flagello. Il nuovo zigote ha soltanto il patrimonio mitocondriale di origine materna, i mitocondri sono solo materni quindi patologie su base mitocondriale sono sempre di origine materna. Il nostro spermatozoo è rimasto all interno con il nucleo (coda è stata distrutta), e l uovo

46 risponde alla penetrazione del nucleo andando a completare la seconda divisione meiotica, così che si espelle il secondo globulo polare. Abbiamo i 2 nuclei ( maschile e femminile) ma devono essere modificati, perché il nucleo maschile ha una sua membrana nucleare che è di origine maschile, e potrebbe non essere riconosciuta, quindi la prima cosa che fa è distruggere la sua membrana nucleare, la cromatina che è all interno comincia a spiralizzarsi e si prepara per un ipotetica divisione, ma questa cromatina deve essere rivestita da una nuova membrana nucleare e a questo ci penseranno le vescicole del RE dell uovo. Da questo momento in poi tutto ciò è chiamato PRONUCLEO maschile. Quello femminile va incontro anch esso a spiralizzazione, non distrugge la membrana nucleare perché appartiene all ovocito, quindi con la spiralizzazione della cromatina quindi prepararsi per la prima divisione per l interfase anche il nucleo dell ovocito lo chiamiamo PRONUCLEO femminile. Quindi in questa parte abbiamo l uovo fecondato costituito: da un ovocito che contiene un pronucleo femminile e maschile. È circondato dalla zona pellucida, tra la zona pellucida e la membrana plasmatica dell ovocito c è un sottile spazio che è chiamato spazio perivitelino dove sono ancora alloggiati i 2 globuli polari, a questo punto si dissolvono le membrane nucleari vengono messe assieme i 2 corredi cromosomici e quindi abbiamo ricostituito il corredo cromosomico diploide quindi lo zigote, il quale è un embrione unicellulare. Immediatamente il corredo cromosomico di questo zigote comincia ad organizzarsi per la prima divisione mitotica che rappresenta il primo evento dello sviluppo di segmentazione. Lo zigote deve affrontare 2 problemi: deve evitare che si formino dei corredi cromosomici costituiti da più corredi, che entrino più spermatozoi cioè evitare triploidia o polipoidia androgenica, ma nello stesso tempo dobbiamo sbrigarci a compiere la seconda divisione meiotica perché se non eliminiamo il secondo globulo polare, avremo una triploidia ginogenetica. Oltre al blocco della polispermia e al compimento della seconda divisione meiotica, dobbiamo anche preparare il nostro ovocito ad affrontare tutte le divisioni, quindi deve esserci un brusco rialzo del metabolismo dell uovo, della respirazione cellulare ed è gestito dal rilascio di ioni Ca che sono contenuti in depositi intracellulari e si creano tutte le condizioni affinchè possano iniziare le prime divisioni di segmentazione. Questo zigote non è né esattamente la madre né esattamente il padre, in quanto è dato da un rimescolamento dei 2 corredi e quindi è un individuo unico, differente sia dalla madre che dal padre. Il genoma materno e paterno influiscono in maniera diversa durante le ultime ore dello sviluppo ed è identificato con il termine di imprinting genomico. Sono stati fatti esperimenti con l unione di 2 pronuclei maschili o solo pronuclei femminili e si è visto che il primo genera tessuti extraembrionali sviluppati e il secondo invece solo strutture embrionali sviluppate e il ché non è possibile in quanto devono essere entrambe le cose bilanciate. Nel frattempo lo zigote lo trasportiamo verso la cavità uterina, il momento della fecondazione lo possiamo indicare come giorno 0 dell inizio dello sviluppo embrionale. Dopo di che iniziano le divisioni mitotiche che porteranno alla suddivisione dello zigote in cellule progressivamente più piccole, denominate blastomeri (tutto questo sta avvenendo all interno della zona pellucida). Le cellule aumentano e allo stadio di blastomeri, noi definiamo questo zigote come MORULA, perché assomiglia ad una piccola mora, ma al terzo giorno di vita intrauterina inizia il primo grande cambiamento strutturale dello zigote (morula). Succede il cosiddetto processo della compattazione, ovvero le cellule si comprimono le une sulle altre e si trasforma la morula in una palla di cellule compattate, e ci stiamo affacciando alla zona interstiziale della tuba uterina (vicino alla cavità uterina). Questa compattazione, determina dei cambiamenti dei blastomeri (siamo al 3 giorno): le cellule più periferiche (verso la zona pellucida) cominciano a polarizzarsi, cioè emettono dei microvilli ma anche dal punto di vista morfologico queste cellule vanno incontro a modificazioni, quelle più periferiche diventano più piccole e si collegano tra di loro per mezzo di giunzioni occludenti, al contrario le cellule centrali sono

47 più voluminose ma si connettono tra di loro per mezzo di giunzioni comunicanti. Si legano questi cambiamenti a fenomeni di polarizzazione che avvengono all interno delle cellule, mentre prima all interno dei blastomeri gli organuli avevano una disposizione casuale, a seguito di questa compattazione il nucleo si sposta in posizione basale mentre tutti gli altri organuli (mitocondri microtubuli e microfilamenti) si dispongono alla periferia cioè al di sotto della membrana plasmatica. Da questo momento in poi le divisioni diventano asimmetriche e si possono avere non più cellule a raddoppio ma anche sfalsate. Dopo la compattazione i blastomeri cominciano ad assorbire liquido dall ambiente circostante, questo liquido inizialmente i blastomeri lo accumulano all interno degli stessi, ma quando sono pieni lo fanno andare tra una cellula e l altra ( nelle cellule dove ci sono le cellula con giunzioni comunicanti). Questo liquido che si accumula tra le cellule nella porzione centrale finisce per creare una cavità nella zona centrale e sposta le cellule che occupano la posizione centrale verso un margine della morula, la quale non possiamo più chiamarla tale perché con la comparsa di questa cavità che chiameremo blastocele la morula si è trasformata in blastocisti e siamo allo stadio di circa cellule. La blastocisti è caratterizzata da cellule che rimangono a delimitare la parete della blastocisti (cellule collegate da giunzioni occludenti) e queste cellule prendono il nome di trofoblasto, un altro gruppo di cellule che inizialmente erano quelle centrali vengono spostate e si vengono a trovare tra il trofoblasto e la cavità del blastocele, queste cellule le chiameremo massa cellulare interna. Da queste cellule della massa cellulare interna, si formerà quasi tutto l embrione per cui il polo della blastocisti in cui è localizzata la massa cellulare interna lo chiameremo polo EMBRIONALE, al contrario il polo opposto lo chiameremo polo ABEMBRIONALE. La blastocisti è entrata all interno della cavità uterina ma ancora presenta la zona pellucida all esterno quindi vaga libera all interno della cavità uterina ma non può ancora prendere contatto con essa. Continua ad assorbire liquido dall esterno quindi comincia a gonfiare nello stesso tempo il trofoblasto è dotato di attività litica e comincia a creare una piccola perforazione della zona pellucida che sarebbe un ostacolo per l ulteriore sviluppo, per cui al 5 giorno avviene lo sgusciamento della blastocisti dalla zona pellucida, quindi si va a liberare della zona pellucida, ed inizialmente inizia a prendere contatto con la superficie dell endometrio. Nel momento in cui prende contatto (siamo nel 19esimo giorno),siamo nella fase luteinica del ciclo ovarico e fase secretiva del ciclo endometriale, si deve evitare che il corpo luteo vada in degenerazione quindi; nel momento in cui prende contatto la blastocisti con l endometrio il trofoblasto produce la gonadotropina corionica umana o HCG la quale ha una struttura molto simile all LH, in questa fase l HCG funge da LH e quindi va a stimolare il corpo luteo a continuare a produrre progesterone e soprattutto inizia la trasformazione del corpo luteo che era programmato per 14 giorni in corpo luteo gravidico che continuerà a produrre progesterone per almeno 3 mesi (nel frattempo si forma la placenta). Inizialmente la blastocisti si muove sulla superficie liberamente dell endometrio, ma poi si ferma, e la prima adesione è gestita da molecole di adesione che sono sulla superficie del trofoblasto (L-selettine) le quali reagiscono con degli zuccheri oligosaccaridi che sono presenti sulla superficie dell epitelio uterino. A rafforzare questo legame interviene l integrina che è la alfa-v beta 3 integrina. Normalmente questa adesione avviene con il polo embrionale, qualora non avvenisse le cellule della massa cellulare interna in questa fase hanno la possibilità di muoversi come ameboidi in maniera tale passano nel versante rivolto verso la cavità uterina. La HCG è marcatore di gravidanza (beta la troviamo nel sangue). Siamo alla fine della prima settimana, la blastocisti ha preso contatto con il polo embrionale, il trofoblasto sta producendo HCG cosi da poter incrementare i livelli di progresterone, e fa si che le cellule dell endometrio vanno incontro ad una risposta che li trasforma in cellule deciduali cioè trasformate in decidua che verrà espulsa al momento del parto. Nel moment in cui le cellule del trofoblasto prendono contatto con le cellule dell epitelio endometriale si trasformano in un sincizio (perdono le loro pareti divisiorie e si costituiscono ad una massa di citoplasma costituita da numerosi nuclei, questa massa verrà chiamata sincizio trofoblasto). Le altre cellule che delimitano la parete della blastocisti non si sono trasformate, ma le chiameremo per il cambiamento precedente citotrofoblasto. La massa cellulare interna:

48 da una parte è collegata con quello che era il trofoblasto ma adesso è citotrofoblasto, dall altra erano bagnate dal liquido che è presente all interno del blastocele. Questo liquido, a contatto con le cellule dello strato più vicino ad essa fa trasformare questo strato di cellule della massa cellulare interna in uno strato di cellule cubiche che chiameremo ipoblasto. Le altre cellule restanti possiamo chiamarle sempre massa cellulare interna oppure nodo embrionale. SECONDA SETTIMANA Deve avvenire l annidamento all interno della cavità uterina. Il contatto tra trofoblasto e l epitelio endometriale ha trasformato questo trofoblasto in sincizio trofoblasto, questo, è un tessuto che è definito invadente digerente e dirompente; perché è un tessuto dotato di attività litica e quindi riesce a distruggere la parete dell endometrio e si estende all interno di essa, poi è dotato di movimenti ameboidi e grazie a questi suoi movimenti trascina la blastocisti all interno della parete dell endometrio, lo chiamiamo anche digerente perché non serve soltanto per creare una nicchia in cui si deve alloggiare la blastocisti, ma digerisce tutto ciò che incontra nel suo cammino. L endometrio è nella fase luteinica (ghiandole molto voluminose, capillari sanguigni molto dilatati), quindi questo sinciziotrofoblasto incontra ghiandole, capillari e li distrugge ma assorbe tutto ciò che c è dentro come una spugna, e sta procacciando del materiale nutritizio per l embrione che continua a crescere. Nel frattempo, il sincizio trofoblasto è diventato responsabile della produzione di HCG (stimola progesterone) e a questo punto comincia a verificarsi qualcosa di nuovo a livello della massa cellulare interna: in questo ambito lo strato di cellule che sta immediatamente sopra l ipoblasto diventano cilindriche che chiameremo epiblasto. Epiblasto e ipoblasto sono separate da una membrana basale, e tra le cellule che sono rimaste nella massa cellulare interna comincia a comparire una cavità che accumula liquido, e questa rappresenta il primordio della cavità dell amnios. (formazione disco dilaminare) Man mano che la blastocisti penetra all interno il sinciziotrofoblasto continua ad aumentare all esterno della blastocisti. Mentre avvengono questi processi di trasporto della blastocisti, intorno all ottavo giorno l ipoblasto comincia a proliferare e da origine ad uno strato di cellule che va a rivestire la superficie interna del blastocele quindi si va a depositare all interno del citotrofoblasto. Questo strato di cellule ipoblastiche, si chiama membrana di Hauser, dall altro lato abbiamo l epiblasto e continua a crescere la cavità che si sta formando tra queste cellule, quindi alcune cellule della massa cellulare interna vengono spinte a contatto con la parete del citotrofoblasto, questo strato di cellule vengono denominate membrana amniotica e le cellule sono chiamate di amnioblasti. Al nono giorno il sinciziotrofoblasto ha rivestito tutta la blastocisti (quindi è interamente dentro l endometrio), a questo punto l endometrio si richiude all esterno di essa con la formazione inizialmente di un coagulo di chiusura (sangue). Al di sopra del coagulo si ricostituisce integrità dell epitelio endometriale. Quando il sincizio trofoblasto è troppo pieno di liquido comincia a perforarsi e queste perforazioni costituiscono quelle che vengono chiamate lacune trofoblastiche, all interno di queste lacune verrà riversato tutto questo materiale derivato dal sangue materno e dalle ghiandole, e che funge da sostanza nutritizie per l embrione che sta nascendo. L ipoblasto sta proliferando e stava dando origine alla membrana di hauser che stava rivestendo la superficie interna del blastocele, nel momento in cui la sup interna del blastocele non è piu delimitata da citotrofoblasto ma è delimitata da questo strato di cellule dell ipoblasto che chiamiamo membrana di hauser, questa cavità non si chiama più

49 blastocele ma si chiamerà sacco vitellino primitivo. Quindi questo disco embrionale si viene a trovare sopra la cavità amniotica e sotto il sacco vitellino. All esterno della membrana di hauser, c è il citotrofoblasto che inizia a produrre un materiale acellulare che si dispone tra la membrana di hauser e il citotrofoblasto, questo materiale è denominato magma reticolato. È prodotto dal citotrofoblasto e si dispone all esterno del sacco vitellino (è compreso tra il citotrofoblasto e sacco vitellino primitivo). MESODERMA EXTRAEMBRIONALE: Formazione a partire dalla porzione caudale dell epiblasto, e da questa si ha una proliferazione di cellule che si dispongono su 2 strati, uno strato all esterno della membrana di hauser, e l altro strato si dispone all interno del citotrofoblasto (quindi sta imprigionando il magmareticolato). Quindi c è una compressione del magma reticolato, ed essa comincia a perforare il magma reticolato che si trasforma in una grande cavità, dall ambiente circostante e quindi dalla secrezione delle cavità interne uterina viene assorbito del liquido che va a riempire queste lacune che erano presenti nel magma. Questo magma reticolato finisce per scomparire e si trasforma in una grande cavità, del cosiddetto celoma extraembrionale o cavità corionica. Questa cavità diventa gigantesca, davanti si trova il sacco vitellino che va incontro ad un'altra trasformazione, l ipoblasto ricomincia una nuova ondata di proliferazione e va a dare origine ad altre cellule che si dispongono al di sopra della membrana di hauser quindi il nuovo sacco vitellino che si sta formando è costituito da un nuovo strato di cellule sempre ipoblastiche, ma queste cellule non riescono a rivestire tutto il sacco vitellino, perché nel frattempo la cavità del celoma extraembrionale si ingrandisce a tal punto che strozza il sacco vitellino in 2 parti:una verso il polo abembrionale che rimane costituita con la membrana di hauser l altra invece, ha questo nuovo strato di cellule dell ipoblasto all interno. Questo nuovo strato di cellule trasforma il sacco vitellino primitivo in sacco vitellino definitivo. Mentre quello che è rimasto del sacco vitellino primitivo, dall ingrandimento di questo celoma extraembrionale viene spostato verso il polo abembrionale e andrà incontro a degenerazione, si formeranno delle vescicole. Quindi alla fine della seconda settimana abbiamo ottenuto: una grande cavità (celoma extraembrionale), la quale è delimitata un mesoderma extraembrionale il quale riveste la cavità dell amnios, la cavità del sacco vitellino e in mezzo abbiamo il disco embrionale costituito da epiblasto e ipoblasto. Dato che questo mesoderma extraembrionale riveste tutta la cavità forma una sorta di peduncolo che sostiene a pensolare queste strutture all interno della cavità coriale, all esterno del mesoderma embrionale c è il citotrofoblasto, all esterno ancora c è il sinciziotrofoblasto con tutte le lacune. Quindi si è creato il disco embrionale bilaminare, ipoblasto (tetto sacco vitellino) ed epiblasto(pavimento cavità amniotica) IL tutto è rivestito dal mesoderma extraembrionale. 11 aprile Abbiamo creato una grande cavità, che è la cavità coriale, delimitata dal mesoderma extraembrionale, che ha formato anche il peduncolo embrionale che sostiene cavità dell'amnios, sacco vitellino e in mezzo abbiamo questo disco embrionale bilaminare costituito da epiblasto ed ipoblasto. All'esterno del mesoderma extraembrionale abbiamo il citotrofoblasto, all'esterno ancora abbiamo il sinciziotrofoblasto con le lacune che sono piene di sangue materno. Man mano che l'embrione si accresce, si allontana sempre di più dal sangue materno quindi è necessario che il nutrimento che deve arrivare dal sangue materno cominci ad organizzarsi per giungere più rapidamente possibile all'embrione. Finora era arrivato per semplice diffusione, adesso si dovrà creare un sistema di scambio più efficiente tra sangue materno e sangue fetale. Al 9^ giorno si sono iniziate a formare delle cavità nell'ambito del sinciziotrofoblasto che si sono riempite di sangue materno; inizialmente erano localizzate solo al polo embrionale e poi abbiamo visto che man mano si sono distese su tutta la superficie del sinciziotrofoblasto fino ad arrivare, alla fine della

50 seconda settimana, a circondare interamente tutta la blastocisti. Ora vediamo come il sangue materno contenuto dentro queste lacune giunge a contatto con i tessuti. Noi abbiamo quindi sinciziotrofoblasto in cui sono immerse le lacune, citotrofoblasto e mesoderma extraembrionale, ed è proprio in queste strutture che cominciano a formarsi i cosiddetti villi, che inizialmente compaiono tra l'11^ e il 13^ giorno come delle strutture molto semplici: sangue materno, in mezzo sinciziotrofoblasto. All'interno del sinciziotrofoblasto comincia a formarsi un gettone di cellule di citotrofoblasto, quindi in questo modo il citotrofoblasto che prima era soltanto alla periferia, comincia a proliferare all'interno del sinciziotrofoblasto e all'esterno abbiamo ancora il mesoderma extraembrionale; quindi si sta formando una struttura che è costituita da sinciziotrofoblasto con all'interno una proliferazione di cellule del citotrofoblasto. Ma ancora i tessuti non stanno avendo un scambio con il feto, per cui la fase successiva, che si verifica intorno al 16^ giorno, è data dal fatto che anche il mesoderma extraembrionale prolifera e si invagina all'interno di quel villo primario che si era precedentemente formato. Questa struttura forma un villo secondario che risulta costituito: all'esterno da sinciziotrofoblasto, strato intermedio di citotrofoblasto e un asse interno di mesoderma extraembrionale. Il 21^ giorno avviene un grande cambiamento: l'apparato cardiovascolare dell'embrione comincia ad essere funzionante, quindi si differenziano anche i vasi sanguigni e in particolare questi vasi sanguigni si differenzieranno all'interno di quell'asse di mesoderma extraembrionale che faceva parte del villo secondario. Per cui nell'ambito del mesoderma extraembrionale, che si trova all'interno del villo secondario, si ha il differenziamento dei vasi sanguigni fetali. Quindi si formano i villi terziari e iniziano gli scambi tra sangue materno e sangue fetale; sangue materno contenuto nelle lacune e sangue fetale che sta circolando in questi vasi che si stanno differenziando all'interno dei villi. E in questa fase gli scambi avvengono attraverso quattro strati: sinciziotrofoblasto, citotrofoblasto, mesoderma che si differenzia in tessuto connettivo ed endotelio che è la parete dei vasi sanguigni. Quindi il sangue poco ossigenato, anzi scarico di ossigeno, viene dall'embrione, circola all'interno di questi villi, avviene lo scambio con il sangue della madre e si carica di sostanze nutritizie e ossigeno che vengono trasportati verso l'embrione. Questa struttura dei villi ricopre completamente tutta la superficie esterna del celoma extraembrionale, quindi questa la possiamo considerare la placenta primitiva, perchè consente gli scambi tra il sangue materno e il sangue fetale e in questa parte circonda completamente tutta la blastocisti. Quindi abbiamo formato tutte le strutture della seconda settimana: l'epiblasto da cui deriverà l'intero embrione; l'ipoblasto che è andato a rivestire la superficie interna del sacco vitellino, dando origine al sacco vitellino definitivo; la cavità dell'amnios, tra le cellule della massa cellulare interna o meglio tra le cellule dell'epiblasto, che diventerà la cavità all'interno della quale si accrescerà l'embrione; il corion, dato da questi villi che circondano completamente tutta la superficie del celoma extraembrionale ed entreranno a far parte della porzione embrionale della placenta; il peduncolo d'attacco che era costituito dal mesoderma extraembrionale e sosteneva queste strutture e che diventerà il cordone ombelicale. Il sinciziotrofoblasto è responsabile di varie funzioni: ha un'azione litica nei confronti della parete dell'endometrio e quindi ha permesso di scavare una sorta di nicchia all'interno della quale si è impiantato l'embrione; si è caricato di tutte le sostanze nutritizie assorbite dal sangue materno e le ha riversate nelle lacune che in questo momento servono per gli scambi; il contatto tra sinciziotrofoblasto ed epitelio endometriale ha determinato la reazione deciduale; ha prodotto l'hcg, che ci serve per sostenere il corpo luteo; coadiuvato dal progesterone, esercita una sorta di protezione immunologica dell'embrione. L'embrione che si è formato è una struttura unica, non è nè il padre nè la madre, per cui ha i suoi antigeni sulla superficie; quindi nel momento in cui dovesse entrare in contatto normalmente con il sangue materno scatenerebbe una reazione di rigetto e la madre avrebbe dovuto espellere questo figlio, ma in realtà questo non succede. E uno dei tanti ruoli svolti dal sinciziotrofoblasto potrebbe essere una sorta di mascheramento degli antigeni che sono presenti sulla superficie dell'embrione che si sta formando, dato che in realtà il contatto tra sangue materno e sangue fetale avviene tramite esso; quindi inattivare questi antigeni in maniera tale da non far scatenare la reazione

51 antigenica da parte della madre. REAZIONE DECIDUALE: si intende ciò che si verifica a carico del corpo della madre. Il primo contatto si verifica tra poche cellule del trofoblasto e poche cellule dell'epitelio endometriale, eppure se noi andiamo ad osservare dopo breve periodo, non solo non è più coinvolto l'epitelio endometriale, ma sono coinvolte numerosissime cellule da parte della madre che fanno parte dello stroma, che vanno incontro a numerose modificazioni. Quindi nel momento in cui inizia il contatto tra la blastocisti, quindi il trofoblasto, ed epitelio endometriale è come se un messaggio passasse dall'embrione al corpo della madre e viene amplificato, in modo tale da coinvolgere sempre un maggior numero di cellule in maniera tale da modificare la mucosa dell'endometrio in una vera e propria decidua, cioè in una struttura in grado di permettere l'impianto dell'embrione ed essere poi espulsa al momento del parto. I tipici eventi che si verificano sono: aumento della permeabilità vascolare, aumento delle diramazioni dei capillari, aumento dell'edema (diventa molto più soffice e più spessa la parete dell'endometrio), si hanno delle modificazioni a carico della matrice extracellulare (in cui sono presenti diversi tipi di fibre, tra cui le fibre collagene che sono le più abbondanti e resistenti alla trazione; quindi sono delle fibre che creerebbero un ostacolo se fossero presenti durante l'invasione da parte della blastocisti. Per tale motivo nell'ambito di questa reazione deciduale diminuisce sensibilmente il numero delle fibre collagene nell'ambito della matrice extracellulare del tessuto stromale dell'endometrio), trasformazione delle cellule stromali (quindi cellule del tessuto connettivo) in cellule deciduali (le cellule del tessuto connettivo sono normalmente di forma fusata, in questo caso queste cellule cominciano a diventare rigonfie, presentano nucleoli particolarmente evidenti, ampi profili di reticolo endoplasmatico, iniziano ad accumulare glicogeno e gocciole lipidiche, cioè diventano delle cellule trofiche, cioè cellule che sono in grado di produrre sostanze nutritizie che serviranno per nutrire l'embrione che sta crescendo). Ma queste cellule svolgono un altro ruolo importante: se noi prendiamo una blastocisti e la impiantassimo in altre parti del corpo, l'impianto avviene ma l'azione del sinciziotrofoblasto è molto più esponenziale cioè distrugge molti più territori e si espande per zone molto più ampie; questo non si verifica invece nell'endometrio, dove il sinciziotrofoblasto si espande ma solo all'interno dell'endometrio. Quindi una funzione della reazione deciduale è anche quella di tamponare, di limitare l'invasione esercitata dal sinciziotrofoblasto; perchè se questa non fosse limitata, potrebbe andare a colpire degli organi vitali, espandendosi praticamente aldilà dell'endometrio e determinando delle gravi situazioni per la madre. Quindi la reazione deciduale esercitata da queste cellule ha anche il compito di arginare l'invadenza del sinciziotrofoblasto, quindi limitarla esclusivamente alla regione dell'endometrio. Ci sono delle molecole che innescano questa reazione ed è stato visto che nell'endometrio normalmente sono presenti queste molecole decidualizzanti, perchè se stimolate inducono la reazione di decidualizzazione; se inibite, la bloccano. Tra queste molecole abbiamo l'istamina e le prostaglandine; queste molecole agiscono sotto elevata presenza di progesterone, quindi possono agire normalmente in quella fase del ciclo femminile che è la fase luteinica. Questo significa il ciclo endometriale, gestito dagli ormoni prodotti dal ciclo ovarico, è come se venisse programmato ogni mese per poter creare le condizioni idonee per intraprendere una gravidanza. Quindi quella fase luteinica in cui noi abbiamo la ricostruzione dell'endometrio che poi verrà eventualmente espulso al momento della mestruazione serve a creare le condizioni adatte per portare avanti una gravidanza. Perciò il progesterone è indispensabile affinchè possa avvenire l'impianto; ma il progesterone non è indispensabile solo per l'impianto, ma è necessario anche per mantenere l'embrione annidato (quindi è necessario per tutti i nove mesi) ed è questo il motivo per cui avviene la trasformazione da corpo luteo mestruale a corpo luteo gravidico, grazie alla produzione dell'hcg (simile all'lh e quindi può andare ad utilizzare i recettori per l'lh presenti nel corpo luteo), per far sì che il corpo luteo continui a produrre progesterone, mentre si sta organizzando la placenta. Quindi, poichè la produzione di progesterone deve aumentare in queste fasi, l'hcg viene prodotto in quantità massive e questo aumento dell'hcg varia dal secondo giorno fino all'ottava settimana circa; questo perchè chiaramente più hcg abbiamo, più noi stiamo rafforzando il corpo luteo e più progesterone viene

52 prodotto. Quando c'è una gravidanza a rischio si va a monitorare giornalmente il β hcg: se aumenta, il corpo luteo sta continuando a produrre progesterone quindi l'impianto e la gravidanza stanno proseguendo bene; se invece abbiamo un crollo o si mantiene a livelli bassi, il segnale che arriva al corpo luteo è insufficiente e di conseguenza è insufficiente anche la produzione di progesterone. La pillola del giorno dopo, l'ru486 non è altro che un anti-progesterone, cioè qualcosa che va a bloccare i recettori per il progesterone; quindi se entro i primi 3 giorni dopo il rapporto sessuale noi blocchiamo i recettori per il progesterone, anche se dovesse avvenire la fecondazione l'ambiente non è idoneo quindi non avviene l'impianto. Se somministrata entro i tre mesi, si può verificare il cosiddetto aborto farmacologico; anche se è avvenuto l'impianto, coadiuvato con le prostaglandine, si ha l'espulsione spontanea perchè praticamente anche se continua la produzione di progesterone non ha più dove attecchire e quindi espelle spontaneamente il feto e quindi è una sorta di aborto farmacologico. TERZA SETTIMANA: stiamo entrando nel vero e proprio periodo embrionale. Quando abbiamo iniziato ad occuparci di embriologia, avevamo detto che le fasi dello sviluppo embrionale sono fondamentalmente tre: la CRESCITA, la MORFOGENESI e il DIFFERENZIAMENTO. La crescita in fondo è ciò che abbiamo visto si è creato in queste due prime settimane, le divisioni che hanno portato ad un aumento delle dimensioni; la morfogenesi porterà a sviluppare la forma; il differenziamento in cui avremo la maturazione dei processi fisiologici che si concluderà con la formazione dei vari tessuti e organi. La morfogenesi è caratterizzata da un processo denominato gastrulazione che contraddistingue tutta la terza settimana. All'esterno abbiamo il sinciziotrofoblasto con le sue lacune, citotrofoblasto, mesoderma extraembrionale, cavità dell'amnios rivestita da mesoderma extraembrionale il cui pavimento è dato dall'epiblasto, sotto abbiamo ipoblasto e sacco vitellino, rivestito anch'esso da mesoderma extraembrionale. La gastrulazione riguarda l'epiblasto. In questo disco epiblastico, in 15^ giornata, comincia a verificarsi una proliferazione e migrazione di cellule che dalla periferia, da ciascun lato del disco embrionale, si congiungono e si uniscono nella porzione mediana; qui si forma un ispessimento che nel momento in cui si forma, si invagina e dà origine ad un solco che è denominato solco primitivo. Questo processo inizia verso la porzione mediana e continua in direzione caudale. Mentre si sta verificando l'allungamento di questo solco primitivo, altre cellule dell'epiblasto, nella regione anteriore di questo solco primitivo, danno origine ad un altro ispessimento che chiameremo nodo primitivo o nodo di Hensen. Anche questo nodo primitivo si invagina e costituisce la fossetta primitiva. Fossetta primitiva e solco primitivo al di sotto dell'epiblasto sono in comunicazione. Sotto l'epiblasto c'è l'ipoblasto, quindi stiamo scorrendo al di sotto dello strato dell'epiblasto. L'insieme di solco primitivo, nodo primitivo e fossetta primitiva costituiscono una struttura denominata LINEA PRIMITIVA. La linea primitiva ha un ruolo molto importante perchè al di sopra dell'epiblasto sta determinando le varie aree, ha il ruolo di stabilire la direzione cefalo-caudale: ciò che sarà davanti al nodo primitivo corrisponde alla regione della futura testa; ciò che si trova sui lati della linea primitiva darà origine alle aree ventrale e dorsale dell'embrione (le cellule che si trovano sulla parte sinistra dell'embrione daranno origine a tessuti e organi presenti sulla parte sinistra del corpo, e viceversa). Ha stabilito quindi un asse longitudinale del disco embrionale e ha dato una simmetria bilaterale dell'embrione. Linea primitiva e fossetta primitiva sono invaginate e rappresentano delle aree di invaginazione di cellule dell'epiblasto; queste invaginazioni avverranno in due momenti successivi. Il primo momento avviene al 15^ giorno: le cellule dell'epiblasto si invaginano attraverso linea primitiva e nodo primitivo e vanno a disporsi tra le cellule dell'ipoblasto e continuando a crescere, spingendo l'ipoblasto verso la periferia, fino a farle uscire del tutto dall'area del disco embrionale. Le cellule dell'epiblasto stanno andando a sostituire le cellule dell'ipoblasto e scivolano fino al sacco vitellino, rivestendolo; queste cellule costituiranno il primo foglietto del nuovo disco germinativo, cioè l'endoderma embrionale. In 16^ giornata inizia una nuova ondata di proliferazine ed invaginazione di cellule dell'epiblasto stesso che, invaginandosi sempre attraverso la linea primitiva e il nodo

53 di Hensen, non arriva a contatto con l'endoderma che si sta formando, ma si vanno a depositare lungo la membrana basale che supporta l'epiblasto; quindi si vanno a localizzare sulla membrana basale delle cellule dell'epiblasto. Questa seconda ondata di proliferazione che porta alla formazione del secondo foglietto, cioè il MESODERMA embrionale, continua ampiamente e velocemente per tutta la terza settimana, regrediscono durante la quarta settimana e cessa completamente alla fine della quarta settimana. Quando cessa questa invaginazione delle cellule dell'epiblasto, le cellule dell'epiblasto che sono rimaste le chiameremo ECTODERMA embrionale. Quindi abbiamo formato i tre foglietti embrionali, ma soprattutto alla fine della quarta settimana quando finisce questo processo di invaginazione delle cellule dell'epiblasto, la linea primitiva così come il nodo di Hensen devono scomparire perche se no rimarrebbe un'area anomala di penetrazione di cellule che potrebbe dare origine a strutture anomale perchè sarebbero delle cellule non previste che si invaginano. Quando noi parliamo di queste invaginazioni, dobbiamo ricordarci che stiamo partendo però da cellule dell'epiblasto che erano cellule cilindriche a mutuo contatto tra di loro, quindi erano delle cellule che avevano dei sistemi di giunzioni; affinchè possano avvenire questi processi, ovviamente devono essere allentati questi sistemi di giunzioni tra cellule e, dal momento che devono passare da un solco piuttosto stretto, in questo passaggio si modificano di forma e assumono una tipica forma a fiasco, poi si ritrovano nello spazio tra epiblasto ed ipoblasto e si allargano per poi assumere una forma stellata, la tipica forma delle cellule mesenchimali. Successivamente si organizzano ad assumere un aspetto simil-epiteliale per dare origine al foglietto endodermico e al foglietto mesodermico. Quindi la formazione di questi 3 foglietti passa da epitelio a mesenchima per riformare poi un epitelio, quindi la possiamo chiamare transizione epitelio-mesenchimale-epiteliale: sono cellule epiteliali a mutuo contatto tra loro, si deformano e diventano cellule mesenchimali, dopodichè si ricompattano e stabiliscono uno stadio simil-epiteliale (è la trasformazione dalle cellule epiteliali cilindriche dell'epiblasto che quando si invaginano si modificano, si allargano, diventano cellule mesenchimali per poi riorganizzarsi con un aspetto similepiteliale). Quindi che cosa è successo? Noi siamo partiti da un disco embrionale bilaminare costituito epiblasto ed ipoblasto; alla fine di questa terza settimana avremo ottenuto un disco embrionale trilaminare (ectoderma, endoderma e mesoderma) ma tutto costituito esclusivamente dall'epiblasto. L'ipoblasto è stato buttato fuori ed è andato a rivestire la superficie interna del sacco vitellino definitivo e dato che il sacco vitellino non fa parte dell'embrione, dato che occupa la posizione più interna, lo chiameremo endoderma extraembrionale; ed è su questo endoderma extarembrionale dove fanno la loro comparsa le cellule germinali primordiali alla fine della quarta settimana. Ricostruiamo tutto ciò che abbiamo fatto: siamo partiti dallo zigote, che a seguito del primo cambiamento si è trasformato in blastocisti e si sono formati due foglietti: trofoblasto all'esterno e massa cellulare interna. Il trofoblasto ha avuto contatto con l'epitelio endometriale e si è trasformato in sinciziotrofoblasto; a delimitare la parete della blastocisti abbiamo il citotrofoblasto. Queste strutture non entreranno mai a far parte dell'embrione, ma daranno origine solo a tessuti extraembrionali. La prima divisione delle massa cellulare interna ci ha portato ala formazione di epiblasto ed ipoblasto. Il destino dell'ipoblasto è quello di rivestire la superficie interna del sacco vitellino definitivo e costituire l'endoderma extraembrionale, che non entrerà a far parte dell'embrione ma contribuirà alla formazione dei tessuti extraembrionali. L'epiblasto, durante il primo cambiamento, si spinge in parte verso la cavità dell'amnios, formando gli amnioblasti, e qui questo costituisce l'endoderma amniotico; mentre il restante, con la gastrulazione, attraverso la linea primitiva si invagina e dà origine al mesoderma e all'endoderma embrionali, e ciò che rimane lo abbiamo chiamato ectoderma embrionale. Il mesoderma embrionale entrerà in contatto con i rivestimenti sia della cavità amniotica che sta sopra, sia con il rivestimento del sacco vitellino che sta sotto, che sono sempre rivestiti da mesoderma extraembrionale. E in fondo anche lo stesso mesoderma extraembrionale l'abbiamo formato dalla porzione caudale dell'epiblasto, quindi anche questo mesoderma extraembrionale in fondo deriva dall'epiblasto. Quindi in 16^ giornata le cellule dell'epiblasto si invaginano attraverso la linea primitiva e il nodo di Hensen

54 e danno origine al mesoderma; il mesoderma andrà a distribuirsi a macchia d'olio tra l'ectoderma e l'endoderma. Per cui tutto questo disco embrionale sarà costituito da tutti e tre i foglietti, con l'unica eccezione di due strutture che si stanno formando in questa fase: una nella regione craniale e l'altra nella regione caudale. Queste strutture sono: la membrana bucco-faringea nella regione craniale e la membrana cloacale nella regione caudale. Queste due aree sono date dall'accollamento di ectoderma ed endoderma, senza mesoderma in mezzo, perchè queste due aree sono destinate a perforarsi e rappresenteranno l'inizio e la fine del tratto digerente, cioè bocca e ano. La membrana bucco-faringea si perforerà alla fine della quarta settimana, mentre la membrana cloacale intorno alla fine della settima settimana. In questa fase il sacco vitellino dà origine ad un diverticolo che si estende all'interno del peduncolo di connessione (costituito da mesoderma extraembrionale). Questo diverticolo è un annesso embrionale denominato allantoide, che non ritroveremo alla fine della nostra vita embrionale, ma contribuirà in minima parte alla formazione della vescica urinaria. In questa fase è importante in quanto i vasi sanguigni che si formeranno all'interno di esso diventeranno le arterie e le vene ombelicali che permettono gli scambi con il sangue materno. Abbiamo detto che in 16^ giornata le cellule dell'epiblasto si invaginano attraverso la linea primitiva e il nodo primitivo e si vanno a disporre tra ectoderma ed endoderma, ma il loro destino è determinato dalla sede di invaginazione. Che significa? Tutto mesoderma, ma questo mesoderma si differenzierà in vari tipi: le cellule dell'epiblasto che si invaginano attraverso il nodo di Hensen o nodo primitivo, quindi attraverso la fossetta primitiva, si dirigeranno in linea retta verso la membrana buccofaringea e daranno origine ad un cordone di cellule che chiameremo processo notocordale o cefalico o semplicemente NOTOCORDA; le cellule che si invaginano attraverso la linea primitiva si portano verso i margini, e una volta che arrivano al margine prendono contatto con il mesoderma extraembrionale che riveste sopra l'amnios e sotto il sacco vitellino. Questo contatto tra mesoderma embrionale e mesoderma extraembrionale delimita la superficie dell'embrione. A questo punto le cellule si dirigono sia in direzione craniale che in direzione caudale continuando a mantenere il contatto con il mesoderma extraembrionale. Le cellule che si dirigono in direzione craniale nel punto di contatto con il mesoderma extraembrionale più anteriore, cioè la parte più craniale, danno origine ad un ispessimento che chiameremo SETTO TRASVERSO. Quindi il setto trasverso è dato dall'accollamento del mesoderma embrionale con il mesoderma extraembrionale nella regione più craniale del disco embrionale, e questo rappresenta la struttura da cui si formerà il diaframma. Le cellule di mesoderma che si dispongono a ferro di cavallo davanti alla membrana bucco-faringea costituiscono l'area CARDIOGENA, cioè la regione dove si formerà il cuore. Le cellule che migrano nella direzione caudale non daranno origine a strutture, ma serviranno soltanto a delimitare l'area a destino mesodermico prechè continuano praticamente a rimanere in contatto con il mesoderma extraembrionale dell'amnios e del sacco vitellino, circondano la membrana cloacale e danno origine al cosiddetto polo posteriore dell'embrione, ma non si verifica un ispessimento. Quindi stiamo già dividendo il disco embrionale in varie aree organoformative. L'embrione ovviamente continua a crescere e si allunga e lo farà allungandosi principalmente nella regione craniale perchè più cellule del mesoderma migreranno nella regione craniale, ma progressivamente la linea primitiva regredisce fino a raggingere la regione caudale e scomparire completamente alla fine della quarta settimana. Quindi il disco ovoidale che abbiamo progressivamente si allunga per cui la linea primitiva inizialmente si allunga per determinare l'allungamento dell'embrione, ma poi comincia a regredire progressivamente fino a scomparire del tutto alla fine della quarta settimana. La notocorda non si forma direttamente come un cordone di cellule, perchè quando si invaginano circondano la fossetta primitiva e danno origine ad un canale che avvolge praticamente la fossetta primitiva. La fase successiva è data dal fatto che questo canale cordale mentre si sta accrescendo prende contatto con il sottostante endoderma; questo contatto determina una lacerazione dell'endoderma che crea una comunicazione transitoria (ed è l'unica volta in cui succede) tra cavità dell'amnios e sacco vitellino. Si forma un canale che è chiamato CANALE NEUROENTERICO. Di conseguenza il canale cordale si

55 apre e diventa una placca; a questo punto questa placca che ha preso contatto con l'endoderma sottostante comincia a ripiegarsi su se stessa e si stacca dall'endoderma, che ricostituisce la sua integrità, si chiude la comunicazione tra amnios e sacco vitellino, la placca ripiegata su se stessa si solleva e diventa un vero e proprio cordone di cellule mesodermiche che chiameremo notocorda. Quindi gli stadi attraverso cui passa la formazione della notocorda sono: canale cordale, placca cordale e infine notocorda. Quello che abbiamo appena descritto però non avviene simultaneamente su tutta la notocorda, ma questo processo inizia dalla porzione craniale e prosegue in direzione del nodo primitivo; cioè tutti questi stadi noi li ritroviamo a partire dalla regione craniale fino al nodo primitivo. E affinchè si formi questo cordone di mesoderma che è la notocorda per riempire lo spazio che va dalla membrana bucco-faringea al nodo primitivo, noi impieghiamo tutta la terza settimana. Ma l'embrione continua a crescere, e questo significa che nel frattempo la linea primitiva sta regredendo, perciò la distanza tra la membrana bucco-faringea e il nodo primitivo non finisce con la terza settimana ma continua praticamente per tutta la quarta settimana perchè la linea primitiva regredisce fino alla membrana cloacale e alla fine della quarta settimana scompare del tutto. Quindi per ottenere la notocorda che passa attraverso tutti questi stadi noi dovremo occupare terza e quarta settimana, perciò è importante che questa linea si chiude perchè se altre cellule si invaginano danno origine a tumori sacrococcigei dal momento che ci troviamo nella zona terminale della colonna vertebrale. La notocorda ha diverse funzioni: rappresenta il primo asse rigido per l'embrione; ha permesso l'allungamento in lunghezza dell'embrione; invierà dei segnali al vicino mesoderma, che si è invaginato attraverso la linea primitiva, che si differenzierà in mesoderma parassiale e sarà responsabile della formazione della colonna vertebrale e degli abbozzi delle vertebre; man mano che si forma la notocorda invia dei segnali al sovrastante ectoderma e le cellule dell'ectoderma che stanno immediatamente sopra, si trasformano in cellule a destino nervoso, cioè si trasformano in neuroectoderma (il sistema nervoso centrale è indotto proprio dalla notocorda); la notocorda mentre si forma sembra inviare anche dei segnali al sottostante endoderma da cui si differenzieranno i vari tessuti. Quindi questa struttura ha un ruolo importantissimo dal punto di vista induttivo in questa fase. Il mesoderma che vi sta accanto che si era invaginato a partire dalla linea primitiva si organizza in tre strutture: due spessi cordoni ai lati della notocorda che chiameremo MESODERMA PARASSIALE, due cordoncini ai lati di ciascun mesoderma parassiale che vengono chiamati MESODERMA INTERMEDIO, uno strato (fino a questo momento piatto) dove il mesoderma prende contatto con il mesoderma extraembrionale lo chiamiamo MESODERMA LATERALE. Ciascuna di queste aree non solo ha una forma diversa dalle altre, ma soprattutto sarà adibita alla formazione di strutture interne differenti. Pare che le cellule del mesoderma parassiale sono quelle che si invaginano dalla porzione più craniale della linea primitiva, cioè quella più vicina al nodo di Hensen; le cellule che si invaginano dalla porzione mediana della linea primitiva danno origine al mesoderma intermedio; le cellule che si invaginano dal tratto più vicino alla membrana cloacale danno origine al mesoderma laterale. É finita la terza settimana e abbiamo ottenuto un disco embrionale piatto; ciò che si dovrà verificare durante la quarta settimana è la cilindrizzazione di questo embrione e soprattutto dovremmo rimettere un pò a posto gli organi che stiamo formando. Quindi con la quarta settimana dobbiamo controllare la crescita e l'organizzazione dei derivati dei foglietti embrionali e delimitare e definire il corpo dell'embrione. Durante la quarta settimana si ha un accrescimento più rapido (rispetto agli altri foglietti) dell'ectoderma e in particolare del neuroectoderma che sta dando origine al sistema nervoso centrale. Questo accrescimento più rapido porterà alla formazione di una piega nella regione craniale e di una piega nella regione caudale. Questo è un accrescimento in senso longitudinale, ma contemporaneamente in questo periodo si ha un accrescimento più rapido, rispetto alle altre strutture, della cavità amniotica sovrastante. L'insieme di queste pieghe longitudinali e di questo accrescimento dell'amnios ci porterà alla cilindrizzazione dell'embrione. I ripiegamenti longitudinali sono dovuti ad un accrescimento più rapido del neuroectoderma quindi del SNC; ci porterà ad un allineamento corretto degli abbozzi degli organi nel tratto cefalico e caudale e delimiterà il corpo nella sezione

56 longitudinale. Quindi: nella fase iniziale abbiamo creato il mesoderma embrionale che si è unito al mesoderma extraembrionale e ha dato origine ad un ispessimento che è il setto trasverso da cui si formerà il diaframma; subito dopo area cardiogena da cui si formerà il cuore; subito dopo la membrana buccofaringea da cui si formerà la bocca. Ma noi non siamo fatti così, bensì siamo diametralmente opposti. A questo punto la piega cefalica porterà sviluppo del SNC, nella parte anteriore nella regione più craniale si forma il cervello, che inizialmente si accresce e sporge all'interno della cavità amniotica, ma quando diventa troppo finisce per piegarsi all'interno della cavità amniotica; questo ripiegamento ruota di 180 gradi tutto l'orlo embrionale. Trascinandosi in questo ripiegamento una parte del sacco vitellino sottostante rimane intrappolata all'interno dell'embrione e rimane attaccata all'endoderma; questa parte del sacco vitellino costituisce il cosiddetto intestino anteriore. Questa rotazione di 180 gradi porta l'orlo cefalico a diventare faccia, collo e petto; le strutture sono ribaltate e adesso abbiamo per prima la membrana bucco-faringea cioè la bocca, poi abbiamo il tratto del sacco vitellino che era rimasto intrappolato ed è l'intestino anteriore, poi abbiamo il cuore, e infine il setto trasverso che darà origine al diaframma. Quindi a seguito di questo ripiegamento di 180 gradi abbiamo messo in ordine gli organi nella parte cefalica. Analogamente a questo che si è verificato nella parte cefalica, anche nella porzione caudale avevamo tutti gli abbozzi disordinati: il peduncolo embrionale che contiene l'allantoide, la membrana cloacale che diventerà l'ano e poi il midollo spinale. Anche in questo caso l'ultimo tratto del midollo spinale si accresce più rapidamente e finirà per piegare e ruotare di 180 gradi queste strutture. In questo caso trascina con sè il peduncolo di connessione, che prima era in linea, adesso viene portato al di sotto dell'embrione, ma sotto è presente il sacco vitellino quindi questa struttura si viene a trovare accollata con il sacco vitellino e una parte rimane intrappolata all'interno e costituisce l'ultimo tratto dell'intestino che è l'intestino posteriore. Quindi abbiamo: peduncolo di connessione, con dentro l'allantoide, membrana cloacale che formerà l'ano, intestino posteriore e midollo spinale. Perciò le due rotazioni in senso longitudinale dovute all'accrescimento anteriore e posteriore del SNC hanno rimesso a posto gli organi. Tuttavia il disco embrionale è ancora piatto, non abbiamo ottenuto la cilindrizzazione. La cilindrizzazione è dovuta al fatto che l'amnios si accresce più rapidamente di tutte le altre strutture e fa scendere i suoi bordi verso il basso e trascina con sè tutte le strutture e lo fa non solo in senso longitudinale, ma anche trasversalmente. Quindi a seguito del ripiegamento, l'ectoderma del lato destro finisce per unirsi con il mesoderma sinistro perchè si sta cilindrizzando e si fondono; tutto questo è valido nella regione craniale, è valido nella regione caudale, ma non è valido nella regione mediana perchè dal centro fuoriesce il sacco vitellino. Quindi il sacco vitellino rimane compresso, si riduce al massimo, però le pareti dell'amnios finiscono per accollarsi al sacco vitellino. Quindi praticamente noi abbiamo una cilindrizzazione completa sulle porzioni craniale e caudale, all'inizio e alla fine, ma non è completa a livello della zona mediana perchè continua a fuoriuscire il sacco vitellino, che viene completamente compresso, e come conseguenza viene suddiviso in tre porzioni: una parte è rimasta intrappolata all'interno dell'embrione ed è andata a costituire l'intestino primitivo; una parte è rimasta compressa tra le pieghe dell'amnios e lo chiameremo dotto vitellino o dotto onfalomesenterico; un altro tratto rimane completamente all'esterno e sarà il residuo o vescicola ombelicale del sacco vitellino. L'intestino primitivo lo abbiamo già suddiviso in tre porzioni: quello che si ocntinua con il dotto onfalomesenterico lo chiameremo intestino medio; quello che va dall'intestino medio alla membrana bucco-faringea e che era rimasto intrappolato a seguito della piega cefalica lo chiameremo intestino anteriore; quello che dall'intestino medio alla membrana cloacale lo chiameremo intestino posteriore. A questo punto abbiamo che tutto l'embrione è praticamente avvolto dal sacco amniotico; che cosa esce fuori? Soltanto il sacco amniotico e il peduncolo di connessione. Quindi che cosa sta succedendo. Siamo partiti dalla terza settimana e avevamo peduncolo di connessione, cavità dell'amnios, disco embrionale e cavità del sacco vitellino entrambi rivestiti dal mesoderma extraembrionale. Nella quarta settimana l'amnios si sta accrescendo e sta determinando la cilindrizzazione dell'embrione. Nella decima settimana,

57 l'amnios continua a crescere ulteriormente e si stanno avvicinando il residuo del sacco vitellino e il peduncolo di connessione. In ventesima settimana, l'amnios occupa tutto il celoma extraembrionale (che scompare completamente) e accolla la sua parete, che era rivestita da mesoderma extraembrionale, con la membrana corionica dove sono presenti i villi; quindi si ottiene la scomparsa del celoma extraembrionale, il rivestimento è dato da mesoderma extraembrionale e corion, che rivestiva il celoma extraembrionale, il peduncolo di connessione e il sacco vitellino residuo si sono fusi, e la cavità dell'amnios si estende quindi a rivestire completamente tutto l'embrione e questa struttura a cui si sono accollati sacco vitellino e peduncolo di connessione forma il cordone ombelicale. Quindi abbiamo formato i tre foglietti embrionali: l'ectoderma che si divide in ectoderma di rivestimento (che riveste tutta la superficie del nostro corpo) e neuroectoderma che si dividerà in tubo neurale, che dà origine al SNC, e creste neurali che rimangono compresse tra uno e l'altro; il mesoderma suddiviso in mesoderma parassiale, mesoderma intermedio e mesoderma laterale (ciascuna di queste tre porzioni daranno origine a strutture completamente diverse); l'endoderma che non va incontro a grandi modificazioni, rimane accollata al sacco vitellino e darà origine al tratto dell'apparato respiratorio e digerente. 16 aprile La durata della gravidanza viene misurata in due modi età naturale 38 settimane dall ovulazione al parto eta mestruale 40 settimane dall ultima mestruazione al parto principali tappe dello sviluppo periodo pre-embrionale (da 0 alla seconda settimana) fecondazione annidamento (fra la prima settimana e l inizio della seconda) periodo embrionale (dalla terza settimana al secondo mese) caratterizzato dalla gastrulazione si acquisisce la forma (processi morfogenetici) si formano gli organi (processi organogenetici) periodo fetale (dal terzo fino al nono mese) maturazione degli abbozzi e posizionamento definitivo lo sviluppo embrionale dalla quarta alla all ottava settimana costituisce la parte più importante dello sviluppo embrionale. Alla fine di questo periodo organogenetico tutti i principale sistemi di organi hanno iniziato a svilupparsi, ma la funzionalità di gran parte di essi è minima, eccetto per il sistema cardiovascolare che diventa funzionale dal 24 giorno. All ottava settimana l embrione ha un aspetto chiaramente umano. L esposizione a teratogeni durante questo periodo può causare gravi anomalie al feto. I teratogeni sono

58 agenti quali farmaci e virus che determinano e aumentano l incidenza di malattie genetiche. I teratogeni agiscono durante lo stadio del differenziamento attivo dei tessuto e degli organi. ANNESSI EMBRIONALI Organi non destinati a far parte dell organismo durante la vita postnatale ALLANTOIDE: è un diverticolo del sacco vitellino, si atrofizza nel corso della seconda metà della gravidanza SACCO VITELLINO: un vestigio rimane fino alla nascita DOTTO VITELLINO: scompare entro il quinto mese Sacco vitellino e allantoide sono strutture vestigiali che non hanno funzioni nell embrione umano, tuttavia la loro presenza è essenziale per il normale sviluppo embrionale nel mesoderma che riveste il sacco vitellino, all inizio della 3 settimana inizia la prima emopoiesi nella parete del sacco vitellino verso la fine della 3 settimana si possono identificare le cellule germinali primordiali la circolazione embrione e corion è assicurata in una prima fase dai vasi che circondano il sacco vitellino e il suo dotto successivamente la ricca rete capillare che circonda il dotto prende il sopravvento i vasi formatisi nell allantoide andranno a formare le vene e le arterie ombelicali la porzione intraembrionale dell allantoide che va dalla vescica urinaria all ombelico diventerà l uraco. Dopo la nascita l uraco diviene un cordone fibroso detto legamento ombelicale mediano. MEMBRANE FETALI rimangono trofici e funzionanti fino al parto Amnios, corion e placenta avvolgono il concepito e sono chiamati genericamente membrane fetali amnios: si forma dalle cellule della massa cellulare interna. Riveste la faccia interna del corion e della placenta ed il funicolo ombelicale corion: formato dall accollamento del trofoblasto con il mesoderma extraembrionale placenta cordone ombelicale contiene due arterie ed una vena ombelicale immersa in un connettivo lasso SVILUPPO DEGLI ANNESSI EMBRIONALI (a cominciare dal terzo mese=

59 sacco vitellino è quasi completamente scomparso funicolo ombelicale con soli vasi ombelicali cavità amniotica continua ad accrescersi fino ad occupare tutta la cavità uterina e si riempirà di liquido amniotico PLACENTA E MEMBRANE FETALI Queste strutture si formano a partire dallo zigote ma di queste alcune piccole parti entreranno a far parte della vita post-natale. PLACENTA Organo destinato a permettere gli scambi tra la madre e il feto. Nella placenta si osserva una parte di derivazione materna che è la porzione dell endometrio chiamata decidua basale; una parte fetale che è il corion. Le due strutture sono collegate tra loro per mezzo dei villi coriali Funzioni: protezione (fisica e immunologica) nutrizione in quanto vengono fornite le sostanze attraverso il sangue respirazione escrezione produzione di ormoni ciò che è svolto dall apparato respiratorio, durante la gravidanza è svolto dalla placenta. L urina fetale serve ad aumentare il liquido amniotico. Tutte queste strutture al momento del parto vengono espulse. La placenta passa attraverso due fasi: PLACENTA PRIMITIVA: aspetto a cespuglio e ricopre tutto il corion. Si sviluppa a partire dalla seconda settimana. Intorno alla blastocisti il sinciziotrofoblasto ha formato delle lacune ricche di sostanze nutritizie. La comparsa delle lacune che circondano completamente la blastocisti rappresentano una forma di placenta primitiva. Inizialmente il sangue che passava il sinciziotrofoblasto andava per diffusione nei tessuti della blastocisti. Quindi la nutrizione è di tipo istotrofica. In seguito si forma il sistema cardiovascolare dell embrione e gli scambi avvengono attraverso il sistema circolatorio. Si passa dalla nutrizione istotrofica a una nutrizione emotrofica. La fase terminale sarà la formazione della PLACENTA DEFINITIVA CIRCOLAZIONE UTEROPLACENTARE All esterno della blastocisti vi è il sinciziotrofoblasto, poi il citotrofoblasto e il mesoderma extraembrionale. Il sangue materno è contenuto nelle lacune, dall 11 alla 13 giornata una proliferazione del citotrofoblasto ha

60 dato origine a una parte di cellule che sprofondava nel sinciziotrofoblasto e si forma il villo primario formato da citotrofoblasto circondato da sinciziotrofoblasto e all esterno si ha il sangue delle lacune. In 15 giornata il mesoderma extraembrionale comincia a proliferare e a invaginarsi all interno del villo primario trasformandolo in villo secondario. I villi secondari sono costituiti da una parte centrale di mesoderma extraembrionale (tessuto connettivo); rivestito da citotrofoblasto che a sua volta è rivestito dal sinciziotrofoblasto e sangue materno. Intorno al 21 giorno nell embrione si forma il sistema vascolare. Nello stroma connettivale entrano i vasi sanguigni che si stanno fornando e si forma la struttura del villo terziario. A questo punto il villo è formato da sinciziotrofoblasto, citotrofoblasto, connettivo derivato dal mesoderma extraembrionale endotelio dei vasi fetali. Da questo momenti in poi gli scambi non avvengono attraverso i tessuti ma avvengono attraverso il sangue fetale che sta circolando all interno dell endotelio e il sangue materno che si trova nelle lacune del sinciotrofoblasto. Questa struttura è presenta all esterno della blastocisti e circonda esternamente il concepito DURANTE LA TERZA SETTIMANA Durante la formazione dei villi terziari si ha un invaginazione del citotroblasto che è si è disposto tra il sinciziotrofoblasto e successivamente entra nel mesoderma. Il citotrofoblasto partito dalla regione del corion continua ad approfondarsi fino a raggiungere la decidua. Nel momento in cui trova la decidua continua a disporsi tangenzialmente e si forma un disco trofoblastico compreso tra la decidua e il sinciziotrofoblasto. Il villo si sta estendendo dal corion fino alla decidue ad unire la decidua al corion. Villi ancoranti: villi che collegano i dischi corionico e trofoblastico Spazio intervilloso: spazio tra i dischi dove può affluire il sangue materno In queste aree prende contatto con il sangue materno i capillari che diventeranno sempre più ramificati anche per affetto del progesterone e si anastomizzano negli spazi intervillosi dove riversano il sangue materno. Il sinciziotrofoblasto si contrae e riduce il suo spessore in modo da avvicinare il sangue materno con il sangue fetale. Inoltre il villo si ramifica all interno dello spazio intervilloso formando i cosiddetti villi liberi o fluttuanti. La riduzione dello spessore del sinciziotrofoblasto e la ramificazione dei villi sono eventi che avvicinano il sangue materno al sangue fetale. Nella cavità uterina: nella cavità uterina l endometrio, che si è trasformato in decidua che in base al rapporto che ha con l embrione viene suddivisa in tre porzioni: decidua basale: punto in cui è avvenuto l impianto. Da un lato ha la parete della cavità uterina dall altro si ritrova la blastocisti decidua capsulare: la porzione di endometrio che riavvolge la blastocisti. Si trova tra i villi e la cavità uterina decidua parietale tratto della cavità che in questa fase (secondo mese) non ha contatti con il concepito

61 PLACENTA DEFINITIVA Dal 3 mese la cavità il celoma extraembrionale si allarga nella cavità uterina andando a spingere la decidua capsulare. L accrescimento della cavità corionica va a distendere i villi che si trovano compresi tra la cavità del celoma extraembrionale e la decidua capsulare. I villi non essendo più vascolarizzati degenerano. Sulla porzione che si sta espandendo sulla cavità uterina il corion che si espande sulla decidua capsulare perde i villi prende il nome di corion laeve o corion liscio. Il corion liscio è ricoperto dalla decidua capsulare. Sul lato opposto i villi che sono sulla decidua basale devono ramificarsi e crescere e danno origine a una porzione del corion detta corion frondosum o corion villoso. Si forma la placenta definitiva che diventa effettiva dal 4 mese. Mentre si sta espandendo il celoma extraembrionale la cavità amniotica cresce più rapidamente. Questo rapido accrescimento fa si che entro breve tempo l amnios va ad occupare interamente tutta la cavità del celoma che scompare. Con il riempimento da parte dell amnios del celoma extraembrionale il rivestimento dell amnios e il rivestimento del celoma si accollano e la cavità amniotica risulterà rivestita dalla membrana corionamniotica. Crescendo l amnios, il sacco vitellino e peduncolo di connessione si fondono e verranno rivestiti dal rivestimento della membrana amniotica. La struttura data dal peduncolo di connessione, dotto vitellino e dal residuo del sacco vitellino rivestiti dall amnios costituiscono il cordone ombelicale primitivo. La cavità amniotica si estende all interno della cavità uterina. L accrescimento della cavità fa attaccare la decidua capsulare alla decidua parietale e al loro posto si avrà la decidua vera che verrà espulsa al momento del parto. Dai villi che rimangono nel corion frondoso ne rimangono circa tra 20 e 40. Questi villi che erano villi di terzo ordine nella placenta definitiva diventeranno villi di primo ordine nella placenta definitiva. Nella placenta non si formano altri villi in quanto rimangono gli stessi della placenta primitiva non se ne formano altri e andranno incontro ad ulteriori ramificazioni e suddivideranno la placenta in 20 o 40 compartimenti dati dalle ramificazioni di ogni singolo villo di primo ordine. Questi compartimenti prendono il nome di COTILEDONI FETALI. I villi di primo ordine vanno incontro a ramificazioni che portano alla formazione di: villi di II ordine villi di III ordine o villo mesenchimale centrale si allungano e formano i VILLI INTERMEDI IMMATURI (16 settiamana) o dalla gemmazione si formano VILLI INTERMEDI MATURI (fine II semestre) da cui si formano i villi terminali in 32 settimana tutte queste queste ramificazioni sono dovute ai capillari che si spostano verso la periferia. Tutte queste ramificazioni che riguardano un solo villo si formano in tutti i villi che ci sono e danno origine ai cotiledoni fetali. Nell ultima fase della gravidanza tutto il citotrofoblasto si trasforma in sinciziotrofoblasto e la decidua si avvicina ai villi. La zona di contatto tra i villi e la decidua viene chiamato strato compatto della decidua. Immediatamente sotto vi è uno strato della decidua che non ha preso contatto con i villi che è la porzione più interna ed è chiamata strato spongioso della decidua. Questo strato è il pinto in cui avviene lo strappo al momento del parto ossia la separazione tra la decidua che in parte rimane attaccata alla placenta e un sottile strato rimane attaccata al sottostante miometrio.

62 La decidua basale va incontro a un ulteriore evoluzione, comincia ad inviare dei setti all interno degli spazi intervillosi. Questi setti denominati setti deciduali. Il setto non raggiunge il disco corionico. Questi setti suddividonola placenta in aree che vengono chiamati cotiledoni materni. Il numero di cotiledoni materni non coincide con i cotiledoni fetali perché i setti si possono inserirsi fra due villi. Non c è corrispondenza tra i cotiledoni materni e i cotiledoni fetali. PLACENTA DEFINITIVA Diametro: cm Spessore: 3 cm Peso: gg Versante materno rivestito dalla decidua spongiosa. Si presenta in modo irregolare per via dei cotiledoni materni. Dal lato fetale si presenta liscia e fuoriesce solo il cordone ombelicale. Il sangue materno e il sangue fetale sono rigorosamente separati per tutta l intera gravidanza. Sono sempre separati dalla membrana placentare. In realtà sono presenti due membrane. Nella specie umana i tessuti materni non sono presenti nella placenta perché sono stati distrutti dal sinciziotrofoblasto. Lo scambio tra il sangue materno e il sangue fetale avviene direttamente tra il sangue della madre e e le membrane del corion. Per questo motivo la placenta umana viene definita emocoriale. Man mano che crescono che crescono le esigenze dell embrione si devono avvicinare sempre più il sangue materno e quello fetale per facilitare gli e scambi e dal sesto mese il citotrofoblasto è diventato tutto sinciziotrofoblasto, i vasi sanguigni si avvicinano e sporgono sulla superficie del sinciziotrofoblasto quindi scompare per il tessuto connettivo e quindi dal sesto mese gli strati sono solo due. L unico momento in cui il sangue materno e il sangue fetale devono entrare in contatto è il momento del parto quando si ha la rottura della placenta. All interno della placento sono normalmente presenti circa 150 ml di sangue che deve essere continuamente ricambiato. Lato materno: dalla decidua penetrano all interno della placenta nel versante materno circa un centinaio di arterie spirali, queste arterie presentano una caratteristica: il loro endotelio nel punto in cui imboccano la placenta dal lato materno cambia la sua conformazione diventando da piatto a cilindrico causando un aumento di pressione. Questo sangue entra nella placenta con una pressione di circa mmhg. Il sangue entra nello spazio intervilloso che ha una pressione di 10mmhg per cui questo sangue in un ambiente a bassa pressione pur incontrando i villi non riesce a scambiare e viene sbattuto contro il disco corionico. Dopo che ha sbattuto nel disco corionico il sangue refluisce e i setti guidano il sangue a ritornare nel cotiledone da cui sono entrati. Nella fase di ritorno la pressione è più bassa, incontrano i villi avvengono gli scambi continua la discesa del sangue che nella porzione terminale della placenta trova le vene uterine che hanno una pressione ancora più bassa di circa 8 mmhg e vanno a risucchiare il sangue e lo fanno fuoriuscire. Lato fetale: dall embrione esce il sangue privo di ossigeno che deve essere purificato attraverso le arterie ombelicali, che penetrano all interno del cordone ombelicale, si distribuiscono su tutta la superficie del corion da cui portano i vasi che penetrano all interno dei villi. Avvengono gli scambi e il sangue si reimmette nel sistema vascolare riesce attraverso il cordone ombelicale e attraverso la vena ombelicale rientra nell embrione. La pressione dei villi deve essere superiore di quella esterna per facilitare gli scambi e non ostacolare la circolazione.

63 Il sangue esce dalle arterie spirali endometriali ed entra nella placenta, ne fuoriesce sangue che deve essere pirificato attraverso le vene endometriali e viene distribuito ai polmoni e ai reni che lo purificano. Nello spazio intervilloso giunge sangue refluo dal feto, rientra sangue ossigenato attraverso l unica vena ombelicale. Attraverso la placenta non passano soltanto sostanze nutritive, ma anche anticorpi, batteri, virus (rosolia, herpes, citomegalovirus, HIV) che possono determinare gravi malformazioni e in alcuni casi anche l aborto. Il primo esame che si effettua è il complesso TORCH (toxoplasmosi, rosolia, citomegalovirus, herpes). Attraverso la placenta passano anche farmaci che possono creare problemi al feto inoltre passano alcol, fumo e droghe. Fattori materni, fetali ed ambientali possono influire sull accrescimento prenatale Fattori che operano per tutta la gravidanza: ritardo di crescita intrauterina e bambini piccoli Fattori che agiscono nell ultimo trimestre: bambini sottopeso e con lunghezza e misura della testa normali INCOMPATIBILITÀ FETO-MATERNA O ERITROBLASTOSI FETALE Questa patologia si genera quando una madre di gruppo RH- concepisce un figlio RH+. Quando il sangue di gruppo RH- entra in contatto con sangue RH+ si scatena una reazione che porta alla distruzione dei globuli rossi RH+ mediante la produzione di anticorpi. Se una madre concepisce un figlio di gruppo RH+ al momento del parto entra in contatto con sangue RH+ al momento del parto entra in contatto con il sangue RH+ e crea degli anticorpi anti RH. Quando avrà un ulteriore gravidanza con un figlio di gruppo RH+ il suo organismo produrrà degli anticorpi che passano attraverso la placenta determinando la lisi dei globuli rossi fetali. si innesca questa patologia nota come eritroblasto fetale o malattia emolitica perinatale. L organo emocateretico, la milza va a distruggere i globuli rossi r si sovraccarica ipertrofizzandosi inoltre si scatena una situazione di anemia. L emoglobina dei globuli rossi quando viene degradata si trasforma in bilirubina. L organo emopoietico durante le prime fasi della gravidanza è il fegato che si sovraccarica e diventa ipertrofico. Il bambino con questa patologia si presenta con una anemia avanzata, notevole produzione di globuli rossi (eritroblastosi), fegato e milza ingranditi, ittero. Se non si interviene in tempo si ha la morte per anemia. Per evitare questo inconveniente si somministra alla madre degli anticorpi anti RH che reagiscono con i globuli rossi con cui la madre ha preso contatto e li distruggono prima che la madre scateni una reazione immunitaria 17 aprile PLACENTA Come organo endocrino: la placenta produce progesterone e estrogeni che come abbiamo detto sono indispensabili fin dalle primissime fasi dell impianto. Inizialmente essi sono prodotti dal corpo luteo trasformato poi in corpo gravidico poi dal 4 mese in poi la placenta diventa effettiva quindi anche questi ormoni vengono prodotti dalla placenta. Ma ricordiamoci che a sostenere la presenza del copro luteo è stato l HCG che era prodotto prima dal trofoblasto poi dal sinciziotrofoblasto e poiché il livello di hcg cresce enormemente dal primo momeno in cui viene prodotto ed è tipicamente presente nella donna in gravidanza. L hcg può monitorizzare il perfetto andamento della gravidanza infatti bassi valori di hcg significa che non abbiamo come sostenere il corpo luteo, corpo luteo che produce bassi contenuti di progesterone e estrogeni e di conseguenza abbiamo una minaccia di aborto. Dal 4 mese inizia la produzione di ormoni da

64 parte della placenta che non si limita solamente a progesteroni e estrogeni ma secerne molti ormoni che sono simili a quelli secreti dell ipofisi. Andiamone a vedere qualcuno: ORMONE lattogeno placentare HCL va a regolare il normale accrescimento dell embrione e del feto successivamente quindi ha un azione simile al GH all ormone della crescita ma va anche a stimolare lo sviluppo dei dotti mammari prepara quindi la ghiandola mammaria alla sua funzione principale cioè l allattamento; ha anche un azione sul metabolismo degli zuccheri, abbassa quindi la sensibilità della madre nei confronti dell insulina, più zucchero viene assunto dalla madre che va direttamente al feto ma è un arma a doppio taglio in quanto può provocare diabete nella madre il così detto diabete gravidico. Tireotropina corionica umana tireo porta già ad una strada è un ormone simile al TSH che quali cellule aveva come bersaglio? Le cellule follicolari della tiroide per rilasciare ormoni tiroidei, esattamente ha questo scopo la tireoptropina corionica umana cioè stimolare la produzione di ormoni tiroidei pertanto regola l accrescimento, lo sviluppo e il movimento del feto che sta crescendo Corticotropina corionica umana è un ormone simile a quelli prodotti dalla corteccia del surrene; serve ad aumentare i livelli di colesterolo e pregnerolone a che cosa servivano? A produrre gli estrogeni, erano infatti i precursori degli estrogeni quindi ci serviranno per la produzione di estrogeni Fattori di crescita IGF I E IGF II vengono prodotti dal citotrofoblasto quindi vanno a controllare la proliferazione e il differenziamento del citotrofoblasto. È un fattore angiogenetico che agisce in maniera differente a seconda del momento in cui viene rilasciato. Quando viene prodotto all inizio della gravidanza intorno al 4 o al 5 giorno viene prodotto dal citotrofoblasto e serve a regolare il citotrofoblasto, quando viene prodotto intorno alla 6 e alla 12 settimana dal sinciziotrofoblasto e quindi va a sostenere il differenziamento del sinciziotrofoblasto, nell ultima fase della gravidanza abbiamo la leptina che va a controllare il nutrimento, i depositi materni che servono a nutrire nell ultima fase il nostro embrione. Progesterone Gli ormoni principali prodotti dalla placenta sono progesterone ed estrogeni. Il progesterone sappiamo che è importante affinchè si mantenga la gravidanza e affinchè venga l impanto e per tale motivo lo possiamo definire l ormone della gravidanza. Di recente è stato attribuito un nuovo ruolo,quando abbiamo parlato dell annidamento abbiamo detto che l embrione e successivamente il feto che si sta formando deve essere considerato come un individuo unico perché ha degli antigeni che sono completamente diversi da quelli del padre e della madre e quindi la madre dovrebbe riconoscerlo come estraneo e dovrebbe espellerlo, rigettarlo abbiamo detto che un ruolo importante potrebbe essere svolto dal sinciziotrofoblasto perché il contatto tra sangue materno e il feto avviene tramite il sinciziotrofoblasto quindi potrebbe avere un azione di mascherare gli antigeni presenti nell embrione e non scatenare il rigetto ma recentemente è stato scoperto un ruolo per coadiuvare e evitare il rigetto da parte della madre al progesterone che va ad inibire l azione di quelle cellule che dovrebbe scatenare il rigetto queste cellule sono le cellule dette della serie bianche i così detti linfociti T i quali agiscono mediante il contatto con queste cellule che scatenano il rigetto. L inibizione da parte del progesterone quindi evita il rigetto proprio perché inibiscono queste cellule, quindi azione combinata del sinciziotrofoblasto da un lato e del progesterone sui linfociti T avviene per tutti e 9 i mesi nel suo pargolo all interno. Estrogeni

65 Non è un solo ormone ma sono più ormoni, abbiamo il 17 beta-estradiolo che fa da padrone ma abbiamo anche l estriolo o anche l estrone che sono tipici della gravidanza infatti aumentano il flusso di sangue placentare, stimolare la crescita uterina e lo sviluppo della ghiandola mammaria. Noi consideriamo la cellula come un organo endocrino ma in realtà è un organo endocrino parziale in quanto per esempio la placenta non è in grado di produrre tutti gli estrogeni in quanto manca di enzimi per la produzione di questi estrogeni per cui la placenta per produrre questi estrogeni deve accoppiarsi al surrene del feto. Quindi c è una cooperazione tra placenta e feto per questo si parla di unità feto placentare. Il surrene del feto coopera con la placenta affinchè gli estrogeni possono essere prodotti dalla placenta nonostante la mancanza di enzimi. A completare questo quadro ricordiamo che prima del parto interviene un altro organo cioè la neuroipofisi, che cosa rilasciava? L ossitocina la quale ha come bersaglio la muscolatura liscia quindi va a stimolare le contrazioni muscolari della parete dell utero e c prepara per le contrazioni e quindi il parto. Sempre in questa fase l organismo materno secerne un altra sostanza cioè la relastina.. a cosa serve la relastina? Interviene la neuroipofisi ma è tutto l organismo che la rilascia la relastina ha un compito importante. La donna mantiene al suo interno il feto in seguito alla formazione di un sacco nella cervice ma soprattutto grazie alla particolare struttura del collo dell utero che è dotato di molte fibre collagene che sono molto resistenti alla trazione e questo ha impedito che il feto man mano che si accrescesse potesse uscire fuori. Quello che è stato un qualcosa di utile per mantenere il feto all interno potrebbe ritorcersi contro al momento dell espulsione del feto, un tessuto così resistente impedirebbe il passaggio del feto quindi questa sostanza la relastina ha il compito di rilasciare il collo dell utero e i ligamenti pelvici nella fase preparatoria al parto. Cordone ombelicale Generalmente ha la lunghezza di 50 cm, un cordone più lungo potrebbe essere pericoloso in quanto potrebbe avvolgere il collo del feto e quindi blocca la circolazione dall altra parte un ormone troppo corto potrebbe determinare uno strappamento prematuro dalla placenta. il cordone ombellicale è costituito da un tessuto connettivo mucoso detto gelatina di warton. Questa gelatina di warton è un connettivo particolare che ritroviamo solo nel cordone ombellicale, la caratteristica principale è che è gommoso.. perchè è importante che è gommoso? Noi abbiamo detto che all interno del cordone ombelicale decorrono i due vasi principali e cioè le due arterie ombellicali che portano il sangue deossigenato dal feto alla placenta e l unica vena ombellicale che porta il sangue ossigenato dalla placenta al feto. Se questi vasi con i movimenti del feto oppure per attorcigliamenti si dovessero collatire verrebbe a finire la circolazione tra il feto e la placenta e verrebbero a creare delle alterazione, non essendoci più nutrimento per il feto si potrebbe incorrere nella perdita del feto e allora proprio per evitare questi processi è presente questo tessuto di natura gommosa che evita il collatimento di questi vasi sanguigni. Ciò nonostante la presenza del cordone ombellicale di natura gommosa, il cordone ombellicale può sostenere un peso di 5 kili. Il cordone ombellicale solitamente si trova in posizione centrale ma può anche trovarsi in posizione eccentrica talvolta può essere anche ai margini della placenta. Abbiamo detto che all interno del cordone ombellicale sono presenti i vasi ombellicali i quali si avvolgono a spirale attorno a questo asse di connettivo, avvolgendosi a spirale sembra che ci siano delle strozzature, dei nodi, in realtà sono dei falsi nodi. Talvolta si possono creare delle alterazioni nel caso di arterie importanti iperspiralizzate oppure dei nodi vedi oppure un restringimento del cordone ombellicale ma ciò nonostante queste anomalie solitamente non sono letali perché proprio questa natura gommosa impedisce che la circolazione venga ostacolata. Relativamente recentemente al cordone ombelicale è stato dato un ruolo nuovo e importante, la presenza del sangue contenuto all interno del cordone ombelicale sembra che sia una notevole fonte di cellule staminali. cerchiamo di capire cosa sono le cellule staminali.

66 Cellule staminali Sono cellule in grado di autoperpetuarsi e dare origine ad una progenie differenziata. Normalmente una cellula staminale presenta 3 caratteristiche: - È in grado di sopravvivere per lunghi periodi in fase di quiescenza - È in grado di dividersi e quindi di automantenersi - È in grado di dare origine ad una progenie differenziata È una cellula che però ha preso una determinazione molto precocemente se differenziarsi in un unico tipo cellulare e allora la chiameremo cellula unipotente, se invece si differenzia in più tipi cellulari la chiameremo cellula pluripotente. Cosa significa determinazione? Con determinazione noi intendiamo quel particolare processo per cui una cellula staminale indifferenziata va a limitare le sue capacità differenziative senza esprimere le caratteristiche fenotipiche della cellula differenziata. Quando una cellula staminale si deve differenziare deve andare incontro a tutta una serie di divisioni. Allora cosa succede in una normale cellula staminale determinata? Che determinati fattori ambientali vanno ad attivare la trascrizione di determinati geni codificanti per particolari fattori di trascrizione, inizia una serie di divisioni mitotiche durante le quali continua la trascrizione dei geni differenziativi e soltanto dopo tante divisioni ci sarà l espressione del fenotipo differenziato cioè del tipo di cellula a cui deve dare origine quella cellula che aveva assunto la determinazione all inizio di differenziarsi o in un tipo cellulare o in più tipi cellulari. Ovviamente il numero delle cellule staminali deve essere mantenuto costante. Ricordiamo che ci sono due possibilità di divisioni tramite cui mantenere il numero delle cellule staminali la così detta divisione asimmetrica in cui ad ogni divisione si ottengono due cellule una con caratteri staminali e l altra si differenzia. Quella simmetrica invece da origine o a sole cellule staminali o a cellule differenziative solo in questo modo il pool delle cellule staminali viene mantenuto costante. Le cellule che scorrono all interno del cordone ombelicale hanno rivelato questa natura di staminilità ed in particolare è stato notato che esistono 2 vie: una via emopoietica che come dice lo stesso termine dà origine alle cellule del sangue; è quella più studiata e utilizzata perché è quella che dopo essersi differenziata può essere trapiantata ma si è visto che ci sono altre cellule staminali che invece sono pluripotenti in grado quindi di differenziarsi in numerosissimi tipi cellulari cellule nervose, cellule muscolari, cellule ossee, cellule del fegato e così via quindi questo sta aprendo degli obiettivi molto ampi per poter curare determinate malattie d altro canto ricordiamo che prelevare il sangue del cordone ombellicale è la cosa più semplice di questo mondo. Al momento del parto con una siringa si aspira il sangue all interno del cordone ombelicale, si posiziona all interno di sacche per il sangue e dopo di che vengono crioconservate e possono rimanere fino a 20 anni perché è da 20 anni che si è provato a fare questo. Ma potrebbero rimanere anche fino a 25 anni cioè oggi ci limitiamo a dire 20 anni in base alle tempistiche di studio, non abbiamo la possibilità di sapere se la loro potenzialità rimane negli anni o ha una determinata scadenza. Certo è che queste cellule presentano anche scarse reazioni di rigetto e si stanno mettendo in atto una serie di tecniche, ancora in corso di validazione per vedere se sono effettivamente valide, e cioè coltivare queste cellule staminali scongelate in vitro creare un ambiente idonee nel donatore cioè trattarlo con una ridotta chemioterapia e dopo di che queste cellule differenziate in vitro vengono trapiantate e servono quindi per tamponare eventuali patologie. Liquido amniotico

67 È contenuto all interno della cavità amniotica. Permette al feto di crescere galleggiando. Ha un ruolo fondamentale nella crescita e nello sviluppo del feto. Da dove deriva? Inizialmente dalle cellule che rivestono la cavità amniotica quindi dalle cellule amniotiche ma la maggior parte derivano dalla decidua parietale cioè dalla decidua che riveste la cavità uterina quindi dal liquido interstiziale passa e va a riempire la cavità amniotica. Contribuisce alla formazione del liquido amniotico anche i secreti dell apparato respiratorio fetale, dall 11a settimana in poi contribuisce anche l urina del feto. Da cosa è costituito? Prevalentemente da acqua ma sono disciolti in esso proteine, ormoni, enzimi, acidi grassi, pigmenti ma dall 11 settimana in poi riceve anche i secreti fetali ed è proprio in questo periodo che solitamente viene fatta l amniocentesi che consiste nel prelevare il liquido amniotico e attraverso l analisi di questo liquido noi siamo in grado di valutare il sesso del nascituro ma ovviamente non facciamo l amniocentesi per conoscere il sesso del nascituro ma andiamo a constatare l eventuale esistenza di anomalie cromosomiche come ad esempio la trisomia del cromosoma 21 cioè la sindrome di Down. Una scarsa presenza di liquido amniotico prende il nome di oligoidramnios cioè scarsa presenza di liquido amniotico è sinonimo o di una patologia placentare cioè scarsa insufficienza flusso ematica placentare cioè il liquido che proviene da parte del liquido tissutale materno non riesce ad attraversare e quindi non contribuisce ad aumentare il liquido amniotico ma soprattutto è sinonimo di qualcosa di molto più grave cioè che il feto non sta producendo urina il che vuol dire o che non si sono formati i reni o c è una ostruzione delle vie urinarie quindi è un campanello d allarme molto importante, non essendoci produzione di urina non si incrementa la produzione di liquido amniotico. Ma il liquido una volta che viene prodotto deve essere continuamente ricambiato, deve essere sostituito quindi deve essere riassorbito ed effettivamente noi lo beviamo quindi va all interno dell intestino, dall intestino entra nella circolazione del feto attraverso la circolazione del feto giunge nella placenta dove viene nuovamente ricambiato. Se c è questa mancanza, se non c è riassorbimento quindi noi produciamo liquido amniotico ma questo non viene riassorbito c è la situazione opposta cioè la situazione di poliidramnios cioè eccessiva presenza di liquido amniotico. Cerchiamo di capire perché è importante il liquido amniotico. Abbiamo detto che l embrione galleggia e il fatto che galleggia permette all embrione e al feto dopo permette di crescere senza pressioni, ha un accrescimento simmetrico. Un altro vantaggio: agisce come barriera alle infezioni quindi amplifica quello che già sta facendo la placenta, permette uno sviluppo normale dei polmoni quando noi beviamo parte del liquido amniotico entra dentro i bronchi che sono dei sacchetti che iniziano a funzionare quando emettiamo il primo vagito ora se noi andiamo a sgonfiare un palloncino la prima volta è molto duro da sgonfiare quindi questa prima dilatazione dei bronchi si verifica grazie all ingresso amniotico nel momento in cui c è il passaggio nel canale del parto sputiamo fuori il liquido che c è all interno dei bronchi e c è la sostituzione su un bronco già dilatato di liquido amniotico con aria. Attutisce gli urti che la madre può ricevere, aiuta a mantenere costante la temperatura corporea non ultima ci rende calciatori infatti sgambettando all interno del liquido amniotico ci fa sviluppare la muscolatura dell apparato scheletrico e soprattutto quella degli arti inferiori, rende tonici i muscoli degli arti inferiori. Al momento del parto un altro importante ruolo è dato dal fatto che quando ci sono le contrazioni uterine queste farebbero danno al feto se non ci fosse il liquido amniotico infatti il liquido amniotico distribuisce in maniera equa sulla superficie queste contrazioni ma soprattutto pressando contro il canale del parto aiuterà la dilatazione del collo dell utero. Di recente si è visto che anche le cellule del liquido amniotico posso presentare delle caratteristiche di staminalità e presentano dei vantaggi: sono facili da isolare quando si fa l amniocentesi ad esempio si è visto che le cellule sono facili da coltivare coltivati in vitro in 36 ore crescono enormemente e sembrano avere delle caratteristiche versatili cioè come tutte le altre cellule dell embrione sono in grado di differenziarsi. Annessi embrionali:

68 Durante il periodo embrionale abbiamo avuto la placenta embrionale, durante la fase finale la placenta definitiva. Il massimo volume del liquido amniotico si raggiunge durante la 30 settimana e si raggiunge 1 litro. Parto gemellare 1 parto su 100 è di tipo gemellare. Gemelli che possono essere di due tipi: eterozigoti o omozigoti. Eterozigoti o dizigoti sono dati dal fatto che durante l ovulazione non c è stata l espulsione di un solo ovocitoo ma sono stati espulsi contemporaneamente più ovocitii 2,3.. ogni ovocito verrà fecondato da un rispettivo spermatozoo quindi questo cosa significa? Che quando parliamo di gemelli eterozigoti parliamo di fratelli che crescono nello stesso momento perché sono due ovociti e due spermatozoi che crescono nello stesso momento al contrario i gemelli monozigoti derivano da un unico ovocito fecondato da un unico spermatozoo che però molto precocemente danno origine a uno zigote che si divide e danno origine a due gemelli. Intanto la differenza netta qual è? Da una parte parliamo di due fratelli che crescono contemporaneamente due fratelli che hanno dissomiglianza fisica possibile differenza di sesso, possibile differenza di gruppo sanguigno e di conseguenza avranno un impianto e le membrane fetali completamente separate. Nel caso del gemelli monozigoti un solo ovocito un solo zigote quindi abbiamo identità morfologica e funzionale stesso sesso identità di gruppo. Possiamo avere le membrane fetali in comune in tutto, in parte o per niente a seconda del momento in cui avviene la separazione. È avvenuta la fecondazione che ha previso 1 solo ovocito e 1 solo spermatozoo, si è formato lo zigote, la prima tappa dello zigote qual è? La segmentazione che porta a due blastomeri se la separazione tra i due gemelli avviene a questo stadio è come se crescessero due fratelli però pur avendo in comune tutto il patrimonio genetico infatti si formeranno due blastocisti, due masse cellulari interne nella massa cellulare interna si formeranno due amnios all esterno il corion e le due placente saranno separate. Sono due gemelli con amnios corion e placenta differenti. Se invece la separazione avviene in uno stadio leggermente più avanzato cioè allo stadio di blastocisti precoce si è formata la blastocisti comune ma si è divisa la massa cellulare interna dalla massa cellulare interna formiamo l amnios quindi se è già divisa la massa cellulare interna avremo due amnios, la blastocisti è unica, il corion unico e la placenta unica. Al contrario se avviene in uno stadio di blastocisti avanzata quindi quando già si è formata la massa cellulare interna che cosa succede? Noi abbiamo una sola massa cellulare interna, un solo amnios, un solo corion, una sola placenta. quindi hanno tutti in comune e sono quelli più a rischio in quanto sono quelli che posso rimanere uniti in alcune parti e dare origine a dei gemelli che hanno degli organi in comune. Talvolta capita che un fratello mangia l altro talvolta può capitare che uno dei due fratelli non sia perfettamente sviluppato e viene fagocitato e queste cose si scoprono casualmente. Per esempio una cisti al rene viene aperta e all interno si trova un ciuffo di capelli, un dente. Gemelli dizigoti talvolta può capitare che le due placente possono fondersi nel caso in cui sono molto grandi e hanno un unica placenta, ce ne si accorge perché all esame si presentano diversi. PARTO Con questo termine stiamo ad indicare il momento in cui verranno espulsi feto placenta e membrane fetali, il parto viene preceduto circa 2-4 settimane prima dei cambiamenti a carico del miometrio il miometrio è il tessuto muscolare. Tra la 34-38a settimana inizia la produzione e il rilascio da parte dell ipofisi del CRH che agisce sulle cellule corticotrope dell adenoipofisi e facevano si che rilasciassero l ormone acth che aveva il

69 suo bersaglio sulla corteccia del surrene e contribuiva anche alla produzione del cortisolo noi il cortisolo lo abbiamo visto in situazioni di pericolo in questo caso il cortisolo serve per amplificare la sintesi di estrogeni che agiscono anche sulle contrazioni dell utero. Contemporaneamente la neuroipofisi inizia a secerne l ossitocina che agisce sulla muscolatura liscia e determina le contrazione ma va anche a stimolare un aumento della produzione di prostaglandine, prostaglandine sono delle molecole che hanno la capacità di amplificare ulteriormente la capacità del miometrio a rispondere all azione dell ossitocina quindi ad aumentare le contrazione. Appena finisce questa fase si entra nella fase terminale, nella fase del travaglio. Travaglio Il travaglio lo possiamo suddividere in 3 momenti: 1dilatazione: consiste in una progressiva dilatazione della cervice cioè del collo dell utero, questa dilatazione è gestita dalle contrazioni uterine ma è anche aiutata dalla pressione esercitata dal liquido amniotico quindi dalla cavità amniotica contro la cavità uterina. La durata di questa fase è variabile generalmente nella donna primipara dura più a lungo anche se a volte è al contrario nella seconda e terza gravidanza invece dovrebbe essere più rapida. Una volta che è avvenuta la dilatazione dell utero inizia la seconda fase. 2.espulsione del feto attraverso il collo e la vagina in questa fase oltre alle contrazioni uterine intervengono anche le contrazioni addominali. 3.fase placentare in cui c è l espulsione degli annessi embrionali. Solitamente le contrazioni non terminano con la fase placentare ma durano ancora qualche ora in più e hanno un compito molto importante quello di chiudere le arterie spirali in modo tale evitare grandi emorragie. A questo punto rimane solamente la parte delle decidua spongiosa che conteneva i fondi le ghiandole e i residui delle arterie, comincia nuovamente a ricostruirsi l endometrio e dopo circa 6-10 settimane se la madre non allatta inizia un nuovo ciclo mestruale per tutto il periodo in cui la madre rimane fertile se non è soggetta a nuova fecondazione. Se la madre allatta il periodo si allunga. Tessuto connettivo Cos è il tessuto connettivo? Lo dice il nome stesso è un tessuto che ha la funzione di connettere tessuto epiteliale, tessuto muscolare, tessuto nervoso e addirittura le altre componenti del tessuto connettivo. Quando parliamo di tessuto connettivo maturo dobbiamo distinguere un tessuto connettivo propriamente detto da un tessuto connettivo specializzato di cui fanno parte: cartilagine, osso e sangue. Cellule a mutuo contatto tra loro che costituiscono un interfaccia tra ambiente esterno e ambiente interno sono un epitelio di rivestimento, cellule a mutuo contatto tra loro che elaborano un prodotto di secrezione e si organizzano a costituire un intero organo lo chiameremo ghiandola, al di sotto dell epitelio è sempre presente il tessuto connettivo. Quali sono le principali caratteristiche? -le cellule non sono a mutuo contatto tra di loro, ampiamente separate tra loro -sono sempre separate da un abbondante materiale extracellulare che chiameremo matrice -sono presenti i vasi sanguigni

70 Noi abbiamo parlato di tessuto propriamente detto ma abbiamo parlato anche di sangue e osso ci deve essere quindi qualcosa che li accomuna e questo qualcosa che li accomuna è dato dal fatto che tutti i tessuti connettivi sono costituiti da due componenti CELLULE E MATRICE EXTRACELLULARE. Matrice cellulare che a sua volta è scomponibile in: sostanza fondamentale amorfa e componente fibrosa. Le fibre a sua volta appartengono a due categorie fibre collagene e fibre elastiche e il rapporto fra questi due componenti che determina i vari tipi di tessuti connettivi. Oltre al ruolo di connessione il tessuto connettivo svolge una funzione strutturale e di supporto, perché lo può fare? Proprio per il fatto che porta vasi sanguigni che vanno a mediare lo scambio tra i nutrienti e i metaboliti. Alcuni tessuti connettivi vedremo che svolgono una funzione di sostegno tipo capsula per alcuni organi, un supporto del tessuto connettivo è dato alla pelle e ai tendini. Tessuti connettivi specializzati come cartilagine e osso costituiscono il sostegno del nostro corpo cioè lo scheletro. Alcune cellule del tessuto connettivo sono in grado di incamerare all interno lipidi, grassi costituiranno quando diventano elementi preponderanti un tessuto che chiameremo adiposo. Nell ambito delle cellule presenti nel sangue ritroviamo le cellule della serie bianca che costituiscono il così detto sistema immunitario quindi intervengono nella difesa immunologica. Quando si hanno interruzione nei tessuti la riparazione anche in questo caso è affidata ai tessuti connettivi. Quindi possiamo dire che in realtà i tessuti connettivi connettono secondo due modalità : connessione meccanica e connessione funzionale. CONNESSIONE MECCANICA è quando i tessuti connettivi ancorano i tessuti fra di loro. Quando i tessuti connettivi costituiscono una capsula per gli organi, quando i tessuti connettivi fungono da sostegno come per l epidermide per un altro tessuto CONNESSIONE FUNZIONALE quando il ruolo del tessuto connettivo è permettere il transito di sostanze adibite alla nutrizione metaboliti o cellule della difesa immunitaria che abbandonano il torrente circolatorio e vanno a svolgere la loro funzione nel tessuto connettivo. È ovvio che il tessuto connettivo con funzione meccanica deve avere una struttura diversa rispetto a quello che svolge una funzione funzionale nel caso dei tessuti connettivi a funzione meccanica chi prevale è la componente fibrosa perché le fibre saranno quelle che conferiranno al tessuto stabilità e robustezza, al contrario i tessuti connettivi adibiti a un ruolo funzionale avranno una prevalenza della sostanza fondamentale sulla componente fibrosa perché la sostanza fondamentale permette la diffusione di metaboliti e di altre molecole, sostanze nutritizie e delle stesse cellule. MATRICE EXTRACELLULARE È costituita da sostanza fondamentale e componente fibrosa, la componente fibrosa permette di svolgere il sostegno meccanico e funzionale, la sostanza fondamentale invece costituisce una barriera biochimica ancora la matrice va a controllare la funzione delle cellule che sono immerse in essa. Per collegare sostanza fondamentale, matrice extracellulare e fibre vedremo che nell ambito della sostanza fondamentale sono presenti delle molecole di adesione che collegano,raccordano tutte gli elementi presenti nel tessuto connettivo. Grazie alla sostanza fondamentale rappresenta la via di migrazione di cellule, sempre grazie alla sostanza fondamentale permette di intrappolare determinati fattori di crescita che intervengono durante lo sviluppo embrionale e il differenziamento cellulare. La matrice extracellulare deve essere quindi considerato un sistema dinamico e interattivo con le cellule e da un informazione alle cellule in esse immerse delle condizioni dell ambiente circostante cioè dell ambiente extracellulare.

71 Sostanza fondamentale: rappresenta quella parte del tessuto connettivo che va a riempire gli spazi occupati dalle cellule e dalle fibre. Generalmente è un materiale chiaro, viscoso, gelatinoso e quindi scivoloso al tatto contiene grandi quantitativi di acqua. Nei preparati colorati di routin appare bianca vuota e questa sua non esistenza nei preparati è come se riducesse la sua funzione ma in realtà è un struttura abbastanza composita che può essere visualizzata tramite la tecnica acidoperiodica shiff. I componenti della sostanza fondamentale sono 3: GAG glicosamminoglicani, i GAG come molecole piccole sono difficili da trovare generalmente i glicosamminoglicani si associano ad un asse proteico e danno origine al secondo componente della sostanza fondamentale i proteoglicani, terzo componente è dato dalle glicoproteine adesive che hanno il compito di collegare tutti gli elementi presenti all interno del tessuto connettivo. La struttura e le dimensioni di questi 3 elementi varia a seconda del tipo di connettivo considerato. Glicosamminoglicani GAG Rappresentano la componente più abbandonanti tra gli eteropolisaccaridi della sostanza fondamentale. Le loro caratteristiche sono le tipiche della sostanza fondamentali. Si tratta di lunghe molecole polisaccaridiche non ramificate date da una successione ripetuta di disaccaridi. Ogni disaccaride è costituito da un amminozucchero e da un acido uronico. Ongi amminozucchero può essere dato o da N-acetiglucosammina o da N-acetilgalattosammina. L acido uronico può essere diiuronico o L-glucouronico. Queste molecole presentano a carico della porzione degli amminozuccheri prensentano numerosi gruppi carbossilici liberi e questo fa si che le molecole abbiano una elevata carica negativa. Questa elevata carica negativa richiama molti ioni Na, molti ioni Na a loro volta richiamano grandi quantitativi di acqua. Quindi la caratteristica dei glicosamminoglicani è elevata carica negativa, forte idrofilia e poiché l acqua non è comprimibile la presenza dell acqua garantisce la resistenza alla compressione. Altra caratteristica dei glicosamminoglicani è che si legano ad un asse e danno origine a un secondo componente che sono i proteoglicani. I glicosamminoglicani possono essere divisi in due grandi categorie: non solforati e solforati. I non solforati sono costituiti da acido ialuronico poi abbiamo quelli solforati di cui fanno parte i condritin solfato, i dermatan solfato, cheratan solfato, eparan solfato. L acido ialuronico abbiamo detto che è abbondante sia nei tessuti embrionali che nell adulto infatti era nelle cellule follicolari a costituire il cumulo ooforo. Grazie alle sue caratteristiche chimico-fisiche è un ottimo lubrificante, lo troviamo nelle articolazioni a costituire il così detto liquido sinoviale grazie alle sue caratteristiche svolge un ruolo fondamentale nel controllare la diffusione di sostanze presenti nel liquido interstiziale e nel prevenire la diffusione di agenti tossici e batteri non a caso alcuni batteri si sono sensibilizzati e hanno messo a punto un enzima la ialuronidasi che gli permette di attraversare la barriera creata dall acido ialuronico. Regola la distribuzione e il trasporto di proteine plasmatiche all interno del tessuto connettivo. Per riempire le rughe viene utilizzato acido ialuronico perché ha una struttura talmente semplice che è capace di riempire spazi vuoti. E viene usato anche durante i processi di cicatrizzazione nell attesa che le cellule che devono riempire quella parte si formino. Per quanto riguarda gli altri glicosamminoglicani lo troviamo in tessuti più specializzati per esempio il cheratan solfato lo ritroviamo nella cartilagine, nel tessuto osseo, nel derma, nella cornea, nella notocorda, nei vasi, il dermatan solfato come dice il termine stesso lo troviamo nel derma ma anche nei vasi, nell aorta, nella cornea, del cheratan solfato ne esistono due tipi il tipo I che ritroviamo prevalentemente nella cornea e generalmente isolato, il tipo II invece lo ritroviamo invece nei tessuti scheletrici quindi cartilagine quindi tessuto osseo e normalmente è abbinato al condroetin solfato. L eparan solfato ha una struttura simile all eparina ha una struttura simile ad una molecola a granuli contenuto all interno di cellule quali mastociti e basofili. Struttura chimica all eparina e ha una funzione anticoagulante però a differenze dell eparina che si trova all interno delle cellule, l eparan solfato si trova sulla superficie delle cellule, ha una localizzazione completamente diversa.

72 Proteoglicani Sono derivati da glicosamminoglicani che si sono legati mediante legami di tipo covalente ad un asse proteico, il risultato è una molecola è simile ad uno spazzolino per lavare le bottiglie, il risultato è una molecola con tanti glicosamminoglicani che si sono agganciati. Se ricordiamo le caratteristiche dei glicosamminoglicani automaticamente le amplifichiamo e troviamo le caratteristiche dei proteoglicani. Quali erano le caratteristiche? Soprattutto elevata carica negativa, se aveva carica negativa una sola molecola più molecole tutte assieme determinano una elevatissima carica negativa quindi richiama anche una grandissima quantità di acqua e quindi resistenza alla compressione. L essere strettamente vicini rende i glicosamminoglicani viscosi, permeabili e sono una sorta di filtro molecolare che intrappola numerosi fattori di crescita, molecole. I proteoglicani possono associarsi per dare origine a molecole ancora più grandi gli aggregani. La struttura è gigantesca sembra essere costituita da circa 100 proteoglicani associati tramite proteine liganti ad una sola molecola di acido ialuronico. Quando si trovano così associati l aspetto della matrice diviene come una barriera. Fanno assorbire molto lentamente i liquidi, impediscono una eccessiva e rapida diffusioni di batteri e microorganismi. Il tessuto connettivo 18 aprile GLICOPROTEINE ADESIVE Sono delle molecole che hanno il compito di riunire tutti gli elementi presenti nel tessuto connettivo quindi avranno dei domini per poter legare le cellule e utilizzeranno quelle molecole di adesione che fanno parte delle integrine poi hanno dei siti di legame per le fibre collagene, dei siti di legame per i glicosamminoglicani e proteoglicani che sono sempre presenti per legare ancora ulteriormente questi vari componenti. La presenza di queste glicoproteine regola in qualche modo le funzioni della matrice extracellulare. Di queste glicoproteine alcune sono prodotte in loco quindi sono prodotte direttamente nella sostanza fondamentale altre invece non sono autoctone ma provengono dal plasma sanguigno. Ciò nonostante la presenza delle glicoproteine conferisce alla sostanza fondamentale una caratteristica di PAS POSITIVITA. Ovviamente se devono riunire tutti gli elementi del connettivo la loro distribuzione è uniforme ciò che cambia è la percentuale perché man mano che noi invecchiamo aumenta il numero di queste glicoproteine adesive per cui le glicoproteine adesive sono indice di invecchiamento. Alcune di queste glicoproteine adesive: la più diffusa nel tessuto connettivo è la FIBRONECTINA: è un dimero costituita da due catene che sono unite alla loro estremità carbossi-terminale per mezzo di legami disolfuro ovviamente lungo queste due catene sono presenti siti di attacco per tutti i componenti quindi avremo siti di attacco per il collagene, siti di attacco per le cellule, se siamo nel tessuto connettivo le cellule più coinvolte saranno il fibroblasto, siti di attacco per i glicosamminoglicani, siti di attacco per i proteoglicani. La fibronectina la troviamo espressa in numerosi tessuti sia embrionali, sia adulti ed è particolarmente abbondante nei processi di cicatrizzazione, di fibrosi. Al contrario è molto bassa quasi inesistente nelle cellule tumorali. Viene prodotta nel plasma poi passa nel tessuto connettivo. Quando è nel plasma ha una costituzione dimerica e solubile quando passa nel tessuto connettivo queste molecole tendono ad aggregarsi e quindi diviene polimerica e insolubile e questo è dovuto all ambiente che trova nel tessuto connettivo. Per cui noi abbiamo la possibilità di andare a identificare i due tipi di fibronectina. Questa fibronectina è una tipica glicoproteina prodotta dalle cellule mesenchimali, quindi è una tipica glicoproteina del tessuto connettivo e sarà prodotta dai fibroblasti se siamo nel tessuto connettivo propriamente detto, potrà essere prodotta dai condroblasti se ci troviamo nel tessuto cartilagineo e in questo caso più che di fibronectina parleremo di condronectina più che avere con i fibroblasti avrà più legami con i condrociti. Quando invece viene prodotta dalle cellule del tessuto osseo osteoblasti si parlerà di

73 osteonectina e in questo caso avrà siti di legame per le cellule del tessuto osseo quindi per gli osteociti e osteoblasti. LAMININA Un altra glicoproteina del tessuto connettivo ma non specializzata del tessuto connettivo ma la troviamo nelle lamine basali, non è prodotta da cellule mesenchimali ma da cellule epiteliali, ma può essere prodotta da cellule endoteliali, può essere prodotta da cellule muscolari lisce. La laminina è un grossa molecola costituita da 3 catene una catena alfa e due catene beta, beta1 e beta 2. Beta1 e beta2 si avvolgono intorno alla catena alfa quindi la molecola che ne risulta è una forma a croce con 3 braccia corte e uno lungo. Lungo questi bracci troviamo i siti di legame per i proteoglicani, glicosamminoglicani e per le cellule. TENASCINA è tipica dell embriogenesi dopo di che nell adulto normalmente non viene più sintetizzata, la ritroviamo solamente nei processi di riparazione delle ferite, nelle giunzioni muscolo-tendinee e nei tumori maligni. È costituita da 6 catene che sono unite alle loro estremità da ponti disolfuro. OSTEOPONTINA È presente nella matrice extracellulare e àncora soprattutto quelle categorie di cellule che sono adibite al riassorbimento della matrice ossea quindi in particolare degli osteoclasti. Il suo ruolo sarà quello di andare a sequestrare il calcio e favorire la mineralizzazione della matrice ossea. Il secondo componente del tessuto connettivo sono le fibre che conferiscono al tessuto le altre due caratteristiche che caratterizzano il tessuto connettivo. Sostanza fondamentale abbiamo detto che conferisce resistenza alla compressione le fibre conferiscono resistenza alla trazione e alla elasticità. Nell ambito della matrice extracellulare sono presenti 3 tipi di fibre: fibre collagene, reticolari, elastiche. Fibre collagene e reticolari sono costituite dalla stessa unità proteica di base ciò che cambia è il modo in cui si aggregano queste molecole proteiche. Quando parliamo di fibre collagene parliamo di fibre che conferiscono al tessuto resistenza meccanica quando parliamo di fibre elastiche parliamo di fibre che conferiscono resistenza elastica. Nel tessuto connettivo gli spazi chiari sono sostanza fondamentale, le fibre di colore più intenso sono le fibre collagene che predominano poi abbiamo delle fibre più scure che sono le fibre elastiche. FIBRE COLLAGENE Sono molto lunghe, sono resistenti ma flessibili ma non si deformano come le fibre elastiche. Sono molto resistenti infatti la loro presenza conferisce resistenza alla trazione. La componente fondamentale delle fibre collagene è il collagene e questa proteina è la più abbondante del nostro corpo, da sola costituisce circa 1/3 di tutte le proteine del nostro corpo. Si trovano ovunque distribuite dove sono richieste le caratteristiche chimico-fisiche. Fibre collagene che se noi li osserviamo a nudo si presentano bianche per questo vengono dette fibre bianche. Se non colorate non si vedono ma se vengono colorate con ematossilina e eosina presentano un andamento ondulato però presentano un affinità per i coloranti simile a quella dei vasi sanguigni per cui è difficile differenziarla dagli altri elementi del tessuto connettivo. Se si osserva tramite M.E. hanno una struttura più complessa, se lo osserviamo con il M.E. a scansione si vede che sono caratterizzati da una struttura con una bandeggiatura trasversale e quindi significa che è costituita da elementi più sottili. Generalmente la sede ideale in cui si trovano le fibre collagene è il tendine, tendine che è costituito da asci di fibre collagene. Ogni singola fibra risulta essere costituita da elementi più sottili, le

74 fibrille, ogni singola fibrilla è costituita da molecole di tropocollagene, ogni catena di tropocollagene è costituita da 3 catena alfa, ogni catena alfa a sua volta è costituita da una successione di idrossiprolina, prolina e glicina. Solitamente il collagene per eccellenza, il collagene di tipi I è costituito da elementi più sottili che sono le fibrille ogni fibrilla è costituita da molecole di tropocollagene ogni molecola di tropocollagene è costituita da 3 catene alfa, ogni catena alfa è costituita da una successione di idrossiprilina, glicina e prolina. Se andiamo ad osservare al microscopio elettronico la nostra fibra collagene vediamo che è caratterizzata dall alternanza di bande scure e bande chiare. Dobbiamo capire perché si creano queste bande scure e bande chiare. Le fibre reticolari e collagene hanno le fibre di tropocollagene in comune come unità di base però la bandeggiatura è presente solo in alcuni tipi di collagene e questa bandeggiatura è data dal fatto che le molecole di tropocollagene che costituiscono le fibrille si associano testa- coda longitudinalmente, parallelamente si associano in maniera parallela ma scalare o sfalsata. Questo che vuol dire? Che dato che ogni molecola di tropocollagene ha lunghezza fissa di 300 nm e tra una testa del tropocollagene e una coda della molecola successiva rimane uno spazio di circa 35 nm quando li associamo parallelamente e in maniera sfalsata si creeranno delle zone in cui 2molecole di tropocollagene parallele si sovrappongono ma si possono venire a creare delle zone che corrispondono all interruzione di 35 nm e quindi non c è sovrapposizione. Poiché la lunghezza è fissa 300 nm, l interruzione è fissa 35 nm, l alternanza tra le zone di sovrapposizione e non sovrapposizione si ripete anche in maniera fissa ogni nm. Noi per poter vedere queste strutture la dobbiamo osservare al M.E in cui si usano metalli pesanti quindi nelle zone di non sovrapposizione questi metalli pesanti trovano molti più gruppi chimici disponibili liberi a cui potersi legare, questo cosa significa? Che le zone di non sovrapposizione sono le aree che appaiono scure al contrario le zone in cui c è la sovrapposizione ci sono meno gruppi liberi quindi i coloranti non potranno legarsi e le zone appariranno chiare. Dato che è tutto fissato le lunghezze e le distanze tra le molecole questa bandeggiatura si ripete ogni nm e viene definita PERIODICITà ASSILE. Abbiamo detto che ogni molecola di tropocollagene è costituita da 3 catene ma ne sono state individuate già 27 quindi esistono 27 tipi di fibre collagene. Questi 27 tipi di fibre collagene possono associarsi in maniera differente fra di loro quindi li possiamo dividere in vari sottogruppi. Quello descritto è quello più diffuso COLLAGENE FIBRILLARE e sono caratterizzati dalla ripetizione ininterrotta di prolina, glicina e idrossiprolina e da molecole che si avvolgono ad alfa elica e che hanno questa bandeggiatura tra 64 e 68 nm. Ci sono poi una seconda categoria di collageni che generalmente sono associati ai precedenti in cui la tripla elica non si ripete per tutta la lunghezza della fibra ma in alcuni tratti è interrotta per cui li chiamiamo collageni associati a fibrille con tripla elica interrotta. Questa tripla elica interrotta fornisce una flessibilità maggiore rispetto a quella precedente. Terza categoria le fibre collagene anzicchè impacchettarsi fra di loro costituiscono una rete esagonale. Collageni che sono localizzati solo nella zona al di sopra della membrana plasmatica appartengono ad un altra categoria. Collageni più complessi che generalmente vengono indicati come MULTIPLEXINE. Sono caratterizzate da triple eliche multiple associate fra loro e presentano anche delle interruzioni in cui la tripla elica si distende, questi collageni li troviamo in parti lontani dalle membrana basale. Altri collageni sono tipicamente presenti sulla membrana basale. Il collagene di tipo I appartiene al collagene di tipo fibrillare è il più diffuso e il più resistente. Le fibre reticolari invece appartengono al collagene di tipo III la caratteristica che lo distingue dal collagene di tipo I è data dal fatto che le fibrille non si associano a costituire le fibre ma decorrono isolate a costituire un reticolato. La conseguenza qual è? Fibre molto spesse e resistenti alla trazione, le fibrille prese singolarmente che costituiscono questo reticolato saranno più flessibili ma meno resistenti infatti queste

75 fibre costituiscono una capsula per sostenere organi emopoietici. Ancora una cosa le fibre collagene sono spesse quindi è facile andarle a identificare nel tessuto connettivo quindi è facile individuarle, le fibrille reticolari invece sono molto esili per cui con la colorazione ematossilina osina difficilmente si vedono ma presentano una particolare affinità per i Sali d argento questi Sali d argento che si vanno a depositare sulle fibrille le rendono di colore scuro nero quindi mentre le fibre collagene di tipo I le abbiamo identificate come fibre bianche queste le chiameremo argirofile vista l affinità per l argento. Ma ancora queste fibre reticolari se non si impacchettano fra loro non presentano periodicità assile non presentano striature longitudinali presentano un maggior grado di glicosilazione e a differenza delle fibre collagene sono pas positive infatti si colorano in rosso se trattate con la reazione acido periodica schif. Queste fibre reticolari noi le ritroviamo nel tessuto connettivo lasso o nella zona di confine tra epitelio e connettivo, li ritroviamo intorno a cellule adibite all incameramento di lipidi quindi gli adipociti, li troviamo intorno ai vasi sanguigni, li possiamo trovare intorno a cellule nervose e muscolari dove creano una guaina di rivestimento, nei tessuti embrionali quando avvengono ampie trasformazioni morfogenetiche, li troviamo durante i processi di riparazione delle ferite. Perché quando va incontro a una ferita la zona è molto meno resistente di quanto sia normalmente dobbiamo aspettare 15 gg affinchè la parte riacquisti la resistenza. Questo è dovuto al fatto che nel processi di cicatrizzazione il primo collagene che viene deposto è il collagene di tipo III che poi viene rimpiazzato di tipo I e quindi la zona riacquista la resistenza di prima. Una eccessiva produzione di queste fibre reticolari può essere responsabile di quella patologia che produce cicatrici mostruose chiamate CHELOIDI. Fibrillogenesi di fibra collagene di tipo I La formazione delle fibre riguarda la cellula che è responsabile della produzione della matrice extracellulare. Se siamo nel tessuto connettivo la cellula responsabile della produzione di matrice extracellulare è il fibroblasto. E questo processo inizia all interno della cellula ma si completa all esterno. Per creare la fibra collagene noi dobbiamo creare prima l unità fondamentale che è il tropocollagene, tropocollagene che è costituito da 3 catene alfa, quindi il processo inizia con la sintesi delle catene alfa che avviene a livello del nucleo. Questi inizialmente di mrna per ciascun tipo di catena vengono prodotti nel nucleo dopo di che nel reticolo endoplasmatico avviene la vera e propria sintesi delle catene alfa le quali danno origine ad un precursore del collagene che è detto pre-po-collagene. Il processo continua all interno del reticolo endoplamsmtico rugoso e porterà alla formazione dal pre-po-collagene al procollagene che è in fondo una molecola di tropocollagene già avvolta ad alfa elica che però presenta le estremità che non si sono avvolte quindi ha le estremità carbossi e ammino terminale che vengono denominati TELOMERI O PROPEPTIDI che non si avvolgono e questa è una fortuna perché se si avvolgessero e si formasse la molecola di tropocollagene all interno della cellula poi il tropoccolagene si associa e va a costituire la fibra all interno del fibroblasto e quindi intupperebbe il fibroblasto non potrebbe più essere riversato all esterno. Quindi sotto tale forma di procollagene dove l avvolgimento a tripla elica avviene solo nella parte centrale mentre le estremità sono libere passa nell apparato del Golgi qua abbiamo l assemblaggio di queste molecole. Vengono impacchettate in vescicole di secrezione e guidate attraverso gli elementi del citoscheletro, i microtubuli, verso l esterno. E all esterno vengono trattare con un enzima che è la procollagene peptidasi va a tagliare quelle porzioni che erano rimaste lineari. Tagliando quelle porzioni lineari e rimuovendo i telomeri si è formato il tropocollagene. Più molecole di tropocollagene si associano in modo testa-coda parallelamente e in modo sfalsato a rafforzare questi legami intervengono delle molecole e quindi si associano in fibrille poi eventualmente si associano in fibre. Il fibroblasto è il regista della formazione delle fibrille nel caso in cui ci troviamo nel tessuto connettivo, l equivalente sarà il condroblasto nella cartilagine, l osteoblasto nell osso, l odontoblasto nel dente e il

76 processo inizia sempre all interno e tutte le linee scure all esterno sono le molecole di tropocollagene che si stanno unendo. Tipo Collagene I è prodotto da Fibroblasti, osteoblasti è il più resistente infatti conferisce resistenza alla trazione e lo troviamo nel connettivo propriamente detto, nel derma, nell osso, nella dentina Collagene II è caratteristico solo della cartilagine ed in particolare di due tipi di cartilagine cartilagine ialina e elastina è prodotto esclusivamente dai condroblasti, è resistente alla pressione Collagene III costituisce l impalcatura di alcuni organi emopoietici, è costituito da fibrille che non si associano a costituire fibre Collagene IV e VII è prodotto da cellule epiteliali o muscolari questi due tipi infatti costituiscono la lamina densa di derivazione epiteliale poi la lamina densa si ancorava alla lamina reticolare e il collagene di tipo VII serve a permettere tale ancoraggio. Collagene V prodotto da fibroblasti, si trova generalmente associato al collagene di tipo I Generalmente la forma dei fibroblasti può essere varia dipende moltissimo dalle strutture che sta producendo. Al M.E un fibroblasto appare come una cellula fusata con un grosso nucleo centrale un nucleolo evidente è una cellula che deve produrre quindi ha tutti gli elementi per poter sintetizzare fibre collagene quindi abbiamo grandi profili di reticolo endoplasmatico, grandi profili di apparato di Golgi e all esterno vediamo le fibre che sono state prodotte e riversate all esterno e che si stanno impacchettando. Se lo guardiamo in sezione trasversale cosa osserviamo? il nucleo che occupa la porzione centrale, il nucleolo, la membrana plasmatica. Fibre elastiche Come dice il termine stesso sono fibre che sottoposte a trazione possono modificare la loro lunghezza, possono allungare di circa 150 % la loro dimensione ma nel momento in cui viene a cessare la forza tensoria ritornano senza grandi cambiamenti alla loro forma iniziale. Queste fibre elastiche sono delle fibre sottili, termostabili, resistenti a molti agenti ma digeriti da un enzima prodotto dal pancreas, l elastasi. Generalmente le fibre elastiche sono meno ondeggianti delle fibre collagene però presentano più ramificazioni hanno un colorito giallastro quindi dove predominano caratterizzano il colore di quel tessuto per questo sono dette fibre gialle. Le fibre gialle o elastiche generalmente decorrono isolatamente nell ambito della matrice del tessuto connettivo talvolta possono associarsi a costituire delle lamine e in questo caso formano dei ligamenti o la parete dei vasi sanguigni. Com è costituita la fibra elastica? È costituita da 2 componenti: una componente centrale amorfa costituita da elastina all esterno della componente amorfa ci sono le miofibrille che sono costituite dalla fibrillina. Affinchè una fibra possa rispondere alle caratteristiche dell elasticità è necessario che sia presente sia la componente amorfa che la fibrillina se noi lo andiamo a guardare a M.O sembra che le miofibrille siano immerse nella sostanza amorfa questo significa che quella fibra sta continuando a crescere che nuova sostanza amorfa si sta ponendo all esterno e che quindi le miofibrille stanno rimanendo all interno. Chi produce queste fibre elastiche? Il fibroblasto addirittura lo stesso fibroblasto nello stesso momento può produrre sia fibre elastiche sia fibre collagene. Le tappe che portano alla formazione delle fibre elastiche sono: 1 sintesi delle miofibrille

77 2 deposizione del materiale amorfo che segue le tappe per il collagene viene prodotto all interno del fibroblasto e viene rilasciato sotto forma di tropoelastina nello spazio all interno del fibroblasto si aggrega e dà origine all elastina. All esterno dell elastina abbiamo le molecole di fibrillina. Le fibre elastiche generalmente decorrono isolane nell ambito del connettivo spesso si associano per costituire delle lamine che troviamo nei ligamenti e nelle pareti dei vasi sanguigni, generalmente per evidenziare le fibre elastiche utilizziamo tecniche di colorazione specifica cioè l orceina e il vaigher. Nell ambito del tessuto connettivo come vedremo abbiamo una popolazione eterogenea di cellule ma l unica cellula responsabile della produzione di tutti gli elementi della matrice extracellulare è il fibroblasto. Il fibroblasto è responsabile della sintesi di tutti gli elementi extracellulari ma nell ambito del tessuto connettivo ritroveremo delle cellule che immagazzinano al loro interno lipidi cioè gli adipociti, ma nell ambito del tessuto connettivo ritroviamo delle cellule che vengono richiamate dal torrente circolatorio queste cellule sono coinvolte nella risposta immunitaria. Che cosa accomuna queste cellule? Derivano tutte da una cellula mesenchimale pluripotente che sembra che il tessuto connettivo se la conservi si differenziano le due grosse categorie di cellule del connettivo: le cellule fisse e le cellule migranti. Le cellule fisse sono quelle che compiono tutto il loro ciclo vitale all interno del tessuto connettivo quindi nascono lavorano e muoiono all interno del connettivo. Sono cellule a vita lunga. Cellule migranti sono prodotte dalla cellula mesenchimale che è andata a colonizzare il midollo osseo, il midollo osseo ha prodotto queste cellule vengono riversate nel torrente circolatorio, vengono richiamate nel tessuto connettivo dove svolgono la loro funzione e muoiono. Le cellule più abbondanti nel tessuto connettivo sono i fibroblasti, le seconde più abbondanti sono i macrofagi Fibroblasti Sono cellule fisse, sono diffuse ovunque nel tessuto connettivo, sono cellule attive cioè in fase di produzione quindi le troveremo quando il tessuto connettivo è in fase di accrescimento o di riparazione. Sono cellule responsabili oltre che della componente fibrosa ma sono anche implicate nell elaborazione della sostanza fondamentale. Presentano un nucleo molto voluminoso, un nucleolo evidente ma questi fibroblasti modificano la loro forma in base a quello che hanno prodotto, possono avere forma allungata, forma stellata, forma rotonda e questo può trarle in inganno ad andarle a cercarle. Il fibroblasto come abbiamo detto è una cellula attiva quando non produce più quando il connettivo ormai si è formato questa cellula entra in uno stato di quiescenza e viene nominato fibrocito. Il fibroblasto ha una cellula paffuta con abbondanti ramificazione per aumentare la superficie del citoplasma al suo interno contiene tutti gli elementi coinvolti nella sintesi proteica ma contiene anche delle cellule che contengono dei grassi, grassi considerati come fonte di energia che viene utilizzato dalle cellule quando stanno producendo le fibre. Quando il fibroblasto sta terminando la sua fase di attività è come se si risucchiasse, diminuisce il suo citoplasma, perde le sue ramificazioni, le gocciole di lipidi diminuiscono e diminuiscono anche i profili di reticolo endoplasmatico rugoso, di apparato del Golgi e cioè degli elementi implicati nella sintesi. Ma nel momento in cui questo fibrocito venisse stimolato inizia la sua normale attività di produzione della matrice extracellulare. Adipociti

78 Cellule fisse e hanno fatto molto pensare gli istologi, inizialmente si pensava che fossero dei fibroblasti che accumulavano all interno gocce lipidiche. Oggi si è tutti d accordo nel dire che pur derivando da una cellula staminale indifferenziata queste cellule hanno un percorso diverso infatti sono in grado di rispondere al PPRgamma che li fa differenziare in lipoblasti. Questi lipoblasti sono caratterizzati dal fatto che accumulano al loro interno gocciole lipidiche se queste gocciole lipidiche rimangono separate le une dalle altre, il lipoblasto maturo diventerà adipocito multiloculare o adipocito maturo. Al contrario se queste goccie confluiscono in un unica grande goccia l adipocito che ne risulta è detto adipocito uniloculare o adipocito bianco. Quando gli adipociti diventano nel tessuto la parte preponderante daranno luogo al tessuto adiposo bianco se prevalgono gli adipociti bianchi, se le cellule adipose brune diventano elementi preponderanti del tessuto connettivo il tessuto connettivo verrà chiamato tessuto adiposo bruno. Le cellule adipose uniloculari sono caratterizzate da un unica goccia di grasso che occupa quasi tutta la cellula per cui il citoplasma si riduce ad un sottile anello e gli organuli sono tutti spostati alla periferia, questa cellula è definita ad anello a castone. Il grasso non lo vediamo ed è la parte in cui castoniamo l anello, il castone è la pietra che c è sull anello è il nucleo. Le cellule adipose bianche hanno una forma sferica ma quando sono strettamente collegate fra di loro possono modificare la forma e assumere questa forma. I grassi con le normali colorazioni non si colorano in queste cellule vediamo l anello e il nucleo. Il tessuto adiposo bianco è un deposito di energia, i grassi vengono conservati e utilizzati dalle cellule come deposito di energia per svolgere la loro funzione. Quando ci sono spessi strati di grasso si crea una sorta di isolamento termico, la zona coibenda dal freddo dall ambiente esterno, protegge gli organi vitali, recentemente a questo tessuto adiposo è stato attribuito il ruolo di produrre fattori di crescita, ormoni e molecole implicate nella crescita di tessuti TESSUTO ADIPOSO BRUNO Adipociti bruni sono caratterizzati da numerose gocciole lipidiche che si accumulano nel citoplasma, in questo caso gli organuli citoplasmatici non sono spostati alla periferia, il nucleo continua a mantenere la posizione centrale. Quindi adipociti uniloculari castone ad anello, adipociti bruni con nucleo centrale. Gli adipociti bruni sono cellule più piccole e anzicchè essere usati come deposito di energia esse usano l energia convertendola in calore che viene trasmesso ai vasi sanguigni e determinano un rialzo della temperatura. Infatti il tessuto adiposo bruno è tipico degli animali ibernanti che quando si rialzano dal letargo hanno bisogno di calore. Da noi è molto abbondante durante la fase fetale e i primi mesi di vita dopo di che il tessuto adiposo bruno si trasforma in tessuto adiposo bianco. Gli adipociti bianchi sono delle cellule implicate nell omeostasi energetica infatti se noi assorbiamo più nutrimento di quanto ne usufruiamo noi immagazziniamo questo nutrimento sotto forma di trigliceridi e quindi vengono lasciati come deposito nel corpo. Al contrario se noi consumiamo più energia di quanto ne introduciamo con l alimentazione noi abbiamo la possibilità di sfruttare questi depositi presenti nel tessuto adiposo per poterli usare come energia. Quello che viene più incamerato nel tessuto adiposo sono i trigliceridi, trigliceridi che sono privi di acqua, visto che sono privi di acqua la loro capacità energetica è circa 2 volte quella di acidi grassi e proteine questo cosa significa? Che il tessuto adiposo è continuamente attivo cioè avviene lipogenesi cioè assunzione di trigliceridi e contemporaneamente lipolisi. Questo avviene all interno della cellula anche in condizioni di equilibrio calorico. Cioè anche se noi assumiamo tanto nutrimento di quanto ne abbiamo consumato per mobilizzare i grassi contenuti all interno degli adipociti questi vengono continuamente mobilizzati. Lipidi che hanno una duplice origine li possiamo assumere con l alimentazione quindi sono esogeni ma possono essere frutto di neogenesi epatica. I lipidi che assumiamo con l alimentazione sono solitamente trigliceridi, fosfolipidi e esteri del colesterolo. Sono esogeni e sono scarsamente solubili, quando questi lipidi giungono al livello del duodeno per essere mobilizzati vengono emulsionati dalla bile che li scinde in frammenti più piccoli cioè in micelle. Sotto forma di micelle possono

79 essere trattati dagli enzimi pancreatici che continuamente vengono immessi all interno del duodeno e in modo particolare la lipasi pancreatica va a scindere i trigliceridi, la fosfolipasi A agisce sui fosfolipidi, il colesterolo esterasi sugli esteri del colesterolo. L azione di questi enzimi è quella di scindere questi lipidi in acidi grassi e glicerolo quindi sotto forma di acidi grassi possono entrare all interno dell intestino tenue cioè all interno degli enterociti una volta che entra che gli acidi grassi sono entrati all interno dell enterocito nel reticolo endoplasmatico liscio vengono convertiti nuovamente in trigliceridi ma questa volta all esterno di questi trigliceridi si dispongono alcune proteine quali apolipoproteine. I trigliceridi ricoperti dalle proteine sono chiamati CHILOMICRONI. I chilomicroni passano nel sistema linfatico del villo intestinale da qui passano nel sistema venoso e una volta che passano nel sistema venoso si legano a lipoproteine a passa densità, a densità molto bassa viene indicato come colesterolo VLDL. Quindi praticamente veicolati da queste lipoproteine circolano nelle sistema venoso a questo punto una volta che sono nei capillari sanguigni questi chilomicroni sotto l azione della lipoproteina lipasi vengono scissi nuovamente in acidi grassi e glicerolo. Sotto tale forma vengono utilizzati dall organismo. Quelli in eccesso vengono riimagazzinati all interno della gocciola lipidica e rimangono come deposito quando arrivo lo stimolo che è necessario mobilizzarlo riinizia tutto il processo quindi vengono trasformati in acidi grassi e glicerolo e rimessi a disposizione delle cellule. Quindi i depositi di grassi sono una banca di energia da mettere a disposizione di tutte le cellule dell organismo. Gli adipociti sono responsabili anche della produzione di alcune sostanze come la leptina che va a controllare l equilibrio tra l incameramento dei grassi lipogenesi e il rilascio di grassi lipolisi. Generalmente le leptina agisce sulle cellule del pancreas endocrino e sulle cellule del sistema immunitario. Cellule migranti Hanno origine diversa, partono da una cellula mesenchimale che va a colonizzare il midollo osseo e dal midollo osseo passano le cellule che si formano nel torrente circolatorio per poi passare nel tessuto connettivo. LINFOCITA B Uno dei principali artefici della difesa immunitaria quando viene richiamato e passa nel tessuto connettivo e si trasforma in plasmacellula, una cellula che è responsabile della produzione degli anticorpi quindi significa che sta agendo in nostra difesa. Generalmente quando viene a mancare la sorgente che ha creato il richiamo dei linfociti le plasmacellule dovrebbero scomparire. Se noi troviamo come reperto normale nel tessuto connettivo plasmacellule significa che continuamente i linfociti vengono richiamati svolgono la loro funzione muoiono e vengono richiamate quindi significa infiammazione cronica. NEUTROFILI E EOSINOFILI Altre cellule del sangue che vengono richiamate e intervengono nei processi flogistici MONOCITA che una volta passati nel tessuto connettivo diventano MACROFAGI I MASTOCITI sono cellule dotate della presenza di granuli che praticamente quando rilasciati servono a richiamare neutrofili e eosinofili quindi cellule della serie bianca, contengono al loro interno eparina istamina ma soprattutto in condizione normale collaborano con i fibroblasti per mantenere costanti le caratteristiche chimico-fisiche della matrice. MACROFAGI

80 Sono le seconde cellule più abbondanti del tessuto connettivo. Macrofagi sono cellule sia fisse che mobili, cellule fisse sono quelle che compiono tutte le funzioni vitali all interno del tessuto connettivo, cellule mobili sono quelle richiamate nel torrente circolatorio in effetti noi stiamo dicendo che questi macrofagi derivano da mastociti che sono passati nel tessuto connettivo quindi noi stiamo dicendo che sono cellule mobili, ma a differenza delle altre cellule richiamate dal sangue. Queste cellule una volta richiamate dal sangue non muoiono ma rimangono nel tessuto connettivo quindi sono in grado direttamente nel tessuto connettivo e dare origine a dei macrofagi che agiscono direttamente nel tessuto connettivo. Quindi dovremmo parlare più che di cellule fisse e mobili di cellule che vengono attivate quando vengono richiamate nel torrente circolatorio e passano nel tessuto nel connettivo e cellule non attivate quando rimangono nel tessuto connettivo quando svolgono la loro funzione come sorveglianza del tessuto connettivo. Qual è la funzione dei macrofagi? Sono dotati di enzimi litici quindi la loro funzione è quella di andare a rimuovere tutti i detriti cellulari, batteri o altre sostanze che si trovano accidentalmente nel tessuto connettivo. Il macrofago in base al momento in cui si trova cambia enormemente la sua forma, fibroblasti e macrofagi sono le popolazioni più numerose del connettivo e quindi talvolta è difficile individuarli così si utilizza una tecnica detta GRANULOPESSIA. Il macrofago è dotato di attività fagocitarie, il fibroblasto no. Se noi li mettiamo a contatto con i coloranti il macrofago lo fagocita e quindi lo ha all interno, il fibroblasto non lo può incamerare all interno ma si colora sono all esterno. Quindi le cellule che presenteranno macchie all interno saranno macrofagi, quelle che saranno colorate all esterno saranno fibroblasti. fino a qualche tempo fà si è visto che questi mastociti non andavano a colonizzare solo il tessuto connettivo ma potevano andare a finire nel fegato, nei polmoni, nel tessuto nervoso, nel tessuto osseo e queste cellule man mano che venivano scoperte veniva dato un nome particolare osteoclasti se erano nell osso ecc. oggi si è visto che tutte queste cellule hanno in comune: -la derivazione da monociti, cioè sono monociti che se vanno nel tessuto connettivo li chiamavamo macrofagi, se vanno nel tessuto osseo li abbiamo chiamati osteoclasti -attività fagocitaria in qualsiasi tessuto si trovano. Quindi tutte le cellule che presentano queste due caratteristiche origine monocitarie e attività fagocitaria vengono fatti rientrare sotto il nome di sistema di monociti fagocitari. Quindi i macrofagi sono delle cellule che presentano: FORMA IRREGOLARE, PSEUDOPODI che gli permettono di muoversi una volta che vengono chiamate nelle sedi di infezioni da particolare sostanze le prostaglandine, per chemiotassi vengono richiamate in quelle aree. Una volta che giungono in quelle aree svolgono l attività fagocitaria che si esplica nei confronti di batteri, altri antigeni, di detriti cellulari, di prodotti dell infiammazione, di qualsiasi altri prodotto estraneo quindi vengono definiti gli SPAZZINI DELLA CELLULA. Quando devono fagocitare una sostanza molto voluminosa tali cellule sono in grado di associarsi fra di loro e costituire cellule giganti da corpo estraneo per poter distruggere queste sostanze estranee. Il macrofago non si ferma qui, non solo fagocita le sostanze estranee ma poi i residui li espone anche sulla sua superficie in maniera tale da attivare le cellule del sistema immunitario cioè i linfociti. Perciò i macrofagi sono definiti cellule a caratteristiche fagocitarie ma presente degli antigeni per cellule immuno-competenti. Quindi come agiste il macrofago? Fagocita le sostanze estranee generalmente le sostanze che devono essere fagocitate sono rivestiti di una sostanza chiamata OPSONINA. Il macrofago ha sulla sua superficie dei recettori per la opsonina quindi si rende conto che questo materiale deve essere fagocitato lo riconosce, emette degli pseudopodi, lo ingloba e da origine al così detto fagolisosoma perché questa sostanza che viene internalizzata entra in contatto con i lisosomi. L azione litica dei lisosomi distrugge la sostanza che è stata internalizzata e ciò che rimane di questa sostanza viene riportata sulla superficie del macrofago ciò va ad attivare le cellule del sistema immunitario cioè i linfociti.

81 Il tessuto connettivo(23 Aprile) Il tessuto connettivo è caratterizzato da due componenti:cellule e MATRICE EXTRACELLULARE. La matrice extracellulare,a sua volta,scomposta nei suoi due componenti:sostanza FONDAMENTALE e COMPONENTE FIBROSA. Le cellule, pur avendo origine tutte da una cellula mesenchimale indifferenziata,da questa cellula mesenchimale indifferenziata si dividevano in due grandi categorie:cellule FISSE che svolgono tutto il loro ciclo vitale all interno del tessuto connettivo (la cellula per eccellenza è il fibroblasto),poi possiamo avere le cellule adipose che possono diventare l elemento preponderante;la seconda categoria è rappresentata dalle CELLULE MIGRANTI che sono cellule a vita breve che vengono richiamate dal torrente circolatorio. Abbiamo visto il MACROFAGO ( con tutte le eccezioni) fisso o mobile. Un altra categoria di cellule migranti è costituita dai MASTOCITI. MASTOCITI I mastociti sono cellule voluminose, caratterizzate dal fatto che presentano al loro interno numerosissimi granuli. Queste cellule sono cellule migranti perché si formano da precursori presenti nel midollo osseo, circolano per breve tempo nel torrente circolatorio, dopodiché sono richiamate nel tessuto connettivo dove permangono per pochi mesi senza dividersi o dividersi raramente e poi muoiono. Poiché presentano delle caratteristiche molto simili ai BASOFILI ( altre cellule del sangue) fino a qualche tempo fa si riteneva che questi mastociti fossero derivati dai basofili che una volta entrati nel tessuto connettivo si differenziavano in mastociti ( nei libri di qualche anno fa si trova scritto che basofili e mastociti appartengono alla stessa classe di cellule). Oggi si è tutti d accordo a considerare basofili e mastociti come appartenenti a due linee cellulari diverse. Qual è la FUNZIONE dei mastociti? Intervengono nei processi infiammatori e durante le reazioni di ipersensibilità immediata, cioè durante le reazioni allergiche. Come funzionano i mastociti? I mastociti rilasciano il contenuto, il materiale contenuto all interno di questi granuli, il quale materiale è denominato generalmente e complessivamente come MEDIATORI PRIMARI o PREFORMATI. Di questo materiale contenuto all interno dei granuli fanno parte: -EPARINA: fa parte dei glicosamminoglicani con attività anticoagulante; -ISTAMINA:è un prodotto di decarbossilazione di un amminoacido, ha un azione vasodilatatrice e aumenta la permeabilità dei capillari (è quello che crea nelle reazioni allergiche il bronco spasmo); -altro materiale contenuto nei granuli sono dei FATTORI CHEMIOTATTICI per altre cellule del sangue, in particolare per gli EOSINOFILI che una volta arrivati nel tessuto connettivo vanno a limitare l intensità della risposta infiammatoria. Richiamano anche NEUTROFILI,cioè altre cellule del sangue:quindi stiamo parlando del fattore chemiotattico neutrofilo. I neutrofili sono cellule dotate di attività fagocitaria, per cui una volta raggiunto il tessuto connettivo, collaborano con i macrofagi e vanno a rimuovere eventuali microorganismi presenti. Ma i mastociti no svolgono la loro funzione soltanto con queste sostanze contenute all interno dei granuli: quando vengono attivati, sono in grado di elaborare delle molecole, delle sostanze cosi dette farmacologicamente attive quali:interleuchine, fattori di necrosi tumorale, prostaglandine e altre, le quali non vengono incamerate all interno della cellula ma vengono immediatamente rilasciate. Oltre all azione delle sostanze contenute normalmente nei mastociti,che abbiamo chiamato mediatori primari, i mastociti, quando entrano in funzione, elaborano delle sostanze che non vengono incamerate all interno della cellula ma immediatamente vengono rilasciate: queste sostanze cumulativamente vengono indicate con il nome di

82 MEDIATORI SECONDARI o di NUOVA SINTESI. Quindi la differenza tra i PRIMARI e i SECONDARI qual è? I primari sono già pronti all interno del mastocita, incamerati all interno dei granuli presenti all interno del mastocita; i secondari vengono elaborati e rilasciati quando il mastocita è attivato. FUNZIONAMENTO DI UN MASTOCITA Normalmente sulla superficie del mastocita è presente un recettore per anticorpi specifici per le reazioni allergiche. Questi anticorpi sono chiamati IMMUNOGLOBULINE E (Ig E). Generalmente le reazioni che vengono innestate per produrre queste immunoglobuline E sono: la puntura di insetto, la polvere, i farmaci, il polline. Queste immunoglobuline E, nel momento in cui vengono prodotte, si vanno a legare al recettore presente sulla superficie del mastocita e questo determina l attivazione del mastocita. Ma le immunoglobuline E, come tutti gli anticorpi, rimangono in corpo nel nostro organismo quindi una seconda esposizione allo stesso antigene (polvere, farmaco e cosi via) non necessita di elaborare l anticorpo perché è già in circolo per cui va soltanto a legarsi al recettore presente sulla superficie del mastocita e innesca la reazione da parte del mastocita. Come reagisce il mastocita?rilasciando il materiale contenuto all interno dei granuli e contemporaneamente elaborando dei mediatori secondari, che vengono rilasciati immediatamente. In particolare quando recettore e immunoglobulina E si legano sulla superficie del mastocita, inizia una cascata di eventi che è data dall attivazione dell adenilato ciclasi che porta alla conversione dell ATP in camp; il camp va ad attivare una protein-chinasi, la protein-chinasi va a fosforilare le proteine e a questo punto si verificano due eventi contemporanei: la fosforilazione delle proteine determina il rilascio di calcio da depositi extracellulari. Questo calcio penetra all interno del mastocito, quindi aumenta la concentrazione di calcio all interno del mastocito. Questo aumento del livello del calcio porta ad una fusione dei granuli e tra di loro e con la membrana plasmatica; nel momento in cui si fondono con la membrana plasmatica,questi granuli esocitano, rilasciano all esterno il loro contenuto e quindi sono stati rilasciati i mediatori primari. Questa fosforilazione delle proteine determina l attivazione di una fosfolipasi, la quale andando a sfruttare i fosfolipidi della membrana plasmatica, li porta alla conversione in ACIDO ARACHIDONICO e a partire da questo acido arachidonico si formeranno i mediatori secondari, che vengono immediatamente rilasciati. Quindi il rilascio dei mediatori primari e dei mediatori secondari determina l inizio della risposta infiammatoria. Ma con i mediatori primari sono stati rilasciati anche i fattori chemio tattici per eosinofili e per neutrofili, quindi l attività di questi eosinofili e neutrofili collaborerà a modulare il grado della risposta infiammatoria. La risposta generalmente è localizzata, ma individui particolarmente sensibili possono avere una risposta che coinvolge tutto l organismo e dare origine a quello che è noto come SHOCK ANAFILATTICO in cui se non si interviene immediatamente si ha la morte dell individuo. L ultimo tipo di cellule che si può ritrovare nell ambito del tessuto connettivo sono le PLASMACELLULE. PLASMACELLULE Sono cellule derivate dai linfociti B, linfociti B sono anche esse cellule del sangue circolatorio che vengono richiamate quando c è una determinata infiammazione. Questi linfociti B, una volta in circolo, si trasformano in plasmacellule e secernono gli anticorpi. Le plasmacellule, dopo aver svolto questa funzione, come tutte le cellule richiamate dal tessuto circolatorio, entro breve tempo scompaiono. Tuttavia se l infiammazione è ancora in atto, saranno richiamati altri linfociti B, i quali produrranno altri anticorpi che verranno prodotti da altre plasmacellule, svolgeranno la loro funzione, andranno incontro a morte e verranno richiamati

83 ulteriormente. Quindi se in un tessuto connettivo sono presenti stabilmente plasmacellule significa che in questo caso sono presenti INFIAMMAZIONI CRONICHE, cioè che non riusciamo a debellare; se noi fossimo riusciti a debellarla, la plasmacellula svolge la sua funzione e poi se ne va. TIPI DI TESSUTO CONNETTIVO Innanzitutto bisogna ricordare che tutti i tessuti connettivi sono fatti di cellule e matrice extracellulare, ma in base ai rapporti esistenti tra i vari componenti che ci sono nella matrice extracellulare possiamo distinguere tipi diversi di tessuto connettivo, quali: -tessuto connettivo in cui prevale la sostanza amorfa, poi sono visibili fasci di fibre colorati in rosa che sono fasci di fibre collagene,fasci di fibre nere che sono fibre elastiche; tuttavia la porzione preponderante è rappresentata dalla sostanza fondamentale: in questo caso si tratta di tessuto connettivo LASSO; -(al contrario) tessuto connettivo in cui la sostanza fondamentale è quasi inesistente e si ritrovano solo spessi fasci di fibre: si tratta di un tessuto connettivo DENSO. Sapendo le funzioni della sostanza fondamentale e delle fibre, è possibile capire le differenze funzionali tra i due tipi di tessuto: -tessuto connettivo LASSO: prevale la sostanza fondamentale fatta da glicosamminoglicani, proteoglicani e acqua, che costituiscono una sorta di filtro che permette il movimento delle cellule quindi è possibile richiamare cellule dal tessuto circolatorio che intervengono nei processi di difesa, richiamano grandi quantitavi di acqua per cui vi è resistenza alla compressione più che alla trazione: tutte queste sono le caratteristiche tipiche del tessuto connettivo lasso; -al contrario un tessuto i cui prevalgono le fibre collagene, che forniscono resistenza alla trazione, sarà un tessuto particolarmente resistente alle sollecitazioni meccaniche. I tessuti connettivi possono essere suddivisi in TRE grandi categorie: 1.CONNETTIVO PROPRIAMENTE DETTO a sua volta suddivisibile in: LASSO, DENSO,RETICOLARE,ADIPOSO; 2. CONNETTIVO SPECIALIZZATO DI SOSTEGNO che sono: CARTILAGINE e TESSUTO OSSEO. Cartilagine che è suddivisa in tre categorie: IALINA, ELASTICA e FIBROSA. Tessuto osseo che non comprende soltanto le ossa, ma comprende anche due tessuti che fanno parte dei denti, cioè la DENTINA e il CEMENTO; 3.CONNETTIVO SPECIALIZZATO A FUNZIONE TROFICA: SANGUE e i cosi detti TESSUTI MIELOIDI cioè tessuti da cui si formano le cellule o della serie ROSSA, quindi mieloide del sangue, o della serie BIANCA, quindi LINFOIDE. Cosa hanno in comune tutti questi tessuti connettivi? Derivano tutti da un tessuto connettivo embrionale che chiamiamo tessuto connettivo mesenchimale. Il MESENCHIMA è costituito da cellule di forma stellata, immerse in una abbondante sostanza fondamentale che è la matrice extracellulare prevalentemente costituita da sostanza fondamentale; in comune hanno sempre il fatto che sono cellule immerse nella matrice extracellulare.

84 TESSUTI CONNETTIVI PROPRIAMENTE DETTI 1.Connettivo LASSO; 2.Connettivo DENSO suddivisibile in: denso IRREGOLARE, denso REGOLARE. A sua volta il regolare è suddivisibile in: FIBROSO (se prevalgono le fibre collagene), ELASTICO (se prevalgono le fibre elastiche); 3.Connettivo RETICOLARE; 4.Connettivo ADIPOSO. Tessuto connettivo LASSO E caratterizzato da abbondante sostanza fondamentale; per la presenza di questa sostanza fondamentale si presenta flessibile ed elastico. Generalmente lo si ritrova a riempire gli spazi tra i vari tessuti. Nell ambito della sostanza fondamentale possono essere presenti molte cellule: prime fra tutte i FIBROBLASTI, poi le cellule richiamate dal torrente circolatorio( i monociti diventati macrofagi, i mastociti). Le funzioni cui può essere adibito: sostegno e protezione; funzione trofica, perché in questo tessuto sono presenti molti vasi sanguigni che provvedono a irrorare i tessuti intorno a cui si trovano; difesa, perché richiama molte cellule; interviene nei processi di riparazione alle ferite. Si trova localizzato, primo fra tutti, al di sotto degli epiteli; si ritrova come stroma delle ghiandole (un supporto di tessuto connettivo);lo si ritrova a costituire la tonaca propria degli epiteli delle mucose; costituisce la membrana degli organi cavi comunicanti con l esterno; costituisce parte delle pareti dei vasi sanguigni, in modo particolare contribuisce alla formazione della tonaca avventizia delle arterie e nelle vene dà origine alla tonaca media e alla tonaca avventizia in associazione con il tessuto muscolare liscio. Tessuto connettivo DENSO E caratterizzato dal fatto che le fibre prevalgono sia sulla sostanza fondamentale sia sulla componente cellulare. Normalmente le fibre collagene sono quelle che predominano (fibre resistenti alla trazione),per cui si tratta di un tessuto che ha particolare resistenza dal punto di vista meccanico. Si divide in DUE grandi categorie:denso IRREGOLARE e DENSO REGOLARE. Il denso irregolare è caratterizzato da fasci di fibre che decorrono irregolarmente, elementi cellulari scarsi, scarsa sostanza fondamentale. Questo tipo di tessuto connettivo denso irregolare lo si trova nel derma, talvolta a costituire la capsula di alcuni organi, lo si trova all esterno del tessuto osseo a costituire una capsula che è denominata periostio. Il tessuto connettivo denso regolare è costituito da fasci di fibre che decorrono paralleli fra di loro, in modo particolare sono tutti orientati nella direzione della trazione. Si trova in strutture sottoposte a trazione, quali: tendini, ligamenti, aponevrosi, fasce. Un tipo particolare di questo tessuto connettivo denso regolare si trova nella CORNEA. E particolare perché i fasci di fibre collagene sono paralleli, però sono alternati in modo che sono perpendicolari ( un fascio di fibre a decorso longitudinale e vicino fibre parallele ma che sono state tagliate trasversalmente quindi intersecano perpendicolarmente poi vi è un altro strato di fibre parallele. Questa struttura è tipica esclusivamente della cornea.

85 Tessuto connettivo RETICOLARE Talvolta può capitare che il tessuto connettivo è costituito prevalentemente da fibre di collagene di tipo III: in questo caso si parla di tessuto reticolare, perché le fibre di collagene di tipo III si chiamano fibre reticolari, quindi si organizzano a costituire un reticolato. Questo tessuto reticolare si trova generalmente a costituire l impalcatura, lo stroma di organi emopoietici quali il midollo osseo, i linfonodi oppure anche a costituire la capsula esterna delle ghiandole. Tessuto connettivo ELASTICO Quando ad avere il sopravvento anziché essere le fibre collagene sono le fibre elastiche si parlerà di un tessuto connettivo elastico. In questo caso si formano delle lamine costituite prevalentemente da fibre elastiche e lo ritroviamo: nei ligamenti gialli delle vertebre, nelle corde vocali, nella parete delle arterie e delle vene. Tessuto connettivo ADIPOSO Esistono due tipi di adipociti: cellula adiposa uniloculare ( quella maggiormente presente nell adulto), cellula adiposa bruna o multiloculare ( rara nell adulto, tipica invece del neonato nelle primissime fasi della vita post-natale). -Tessuto ADIPOSO BIANCO:le cellule adipose contengono trigliceridi che mobilizzati, scissi in acidi grassi rappresentano un materiale energetico utilizzato dalle cellule. Il tessuto adiposo, quando è presente, rappresenta anche un rivestimento che ci impedisce di subire molto il freddo dall esterno, quindi ha un attività coibente. Il tessuto adiposo è molto più marcato nelle persone che vivono in ambienti freddi. Le persone più robuste, più grosse con più tessuto adiposo ha una protezione meccanica, attutisce i traumi. Contribuisce a determinare la forma di alcune parti dell organismo. Il tessuto adiposo si può suddividere in due porzioni: tessuto adiposo di DEPOSITO, tessuto adiposo di SOSTEGNO. Cosa significa? I trigliceridi vengono incamerati all interno del tessuto adiposo quando ne assumiamo più di quanto ne consumiamo; al contrario, quando ne consumiamo più di quanto ne assumiamo lo si va a rilasciare da questo tessuto adiposo. Tuttavia ci sono alcune aree del nostro corpo che chiamiamo tessuto adiposo di sostegno che non risentono di queste influenze, cioè non si mobilizza il grasso contenuto in essi; queste aree sono: il palmo della mano, la pianta dei piedi, il grasso che c è intorno all orbita dell occhio, il grasso intorno alle articolazioni; solo in casi estremi,cioè quando non abbiamo più a cosa ricorrere, viene mobilizzato questo tipo di grasso. Le cellule sono denominate ANELLO A CASTONE perché hanno tutti gli organuli alla periferia (nucleo compreso). Quando vengono mobilizzati i grassi, i trigliceridi in essi contenuti, questi trigliceridi scissi in acidi grassi vanno incontro ad ossidazione mitocondriale, la quale ossidazione mitocondriale porta ad una produzione di ATP che è fornita sottoforma di energia a tutte le cellule dell organismo. Questo tipo di tessuto adiposo, cioè il bianco, è anche in grado di produrre ormoni, fattori di crescita e citochine. -Tessuto adiposo BRUNO: è presente nell uomo come neonato e in aree ben precise: nella regione del collo, nella regione interscapolare, nella regione ascellare; poi progressivamente tendono le goccioline ad accumularsi in un unica gocciola e quindi a trasformarsi in tessuto adiposo bruno. La funzione di questo è completamente diversa: non produciamo energia, ma la consumiamo. Questo perché? Quando gli acidi grassi vanno incontro ad ossidazione, all interno dei mitocondri di queste cellule sono presenti delle

86 proteine che disaccoppiano i processi ossidativi da quelli fosforilativi: queste proteine sono chiamate TERMOGENINE e producono, anziché ATP, calore. Poiché questo tessuto è riccamente vascolarizzato questo calore passa al torrente circolatorio e determina un rialzo della temperatura; ecco perché questo tessuto è tipico degli animali ibernanti. La cute La pelle o cute è un organo composito, un organo costituito da uno strato più superficiale denominato EPIDERMIDE, che è un epitelio pavimentoso pluristratificato. Come tutti gli epiteli anche l epidermide è priva di vasi sanguigni ed è sempre abbinata ad un tessuto connettivo, da cui è separato da una membrana basale. Questo tessuto connettivo che sta sotto l epidermide è denominato DERMA. Nell ambito del derma sono presenti numerosi annessi: ghiandole sudoripare,ghiandole sebacee,peli e si sollevano fino all epidermide. Al di sotto del derma è presente un terzo strato costituito da un tessuto connettivo lasso che contiene un alto quantitativo di cellule adipose, per cui è possibile anche chiamarlo IPODERMA, SOTTOCUTANEO o PANNICOLO ADIPOSO ( sono tre nomi per indicare la stessa struttura). Nell ambito del nostro organismo la pelle può assumere caratteristiche diverse, per esempio in alcune aree può presentare uno strato epidermico più spesso, può presentare in queste stesse aree assenza di peli:queste aree sono chiamate CUTE SPESSA, per distinguerla da tutto il resto del nostro corpo che chiamiamo CUTE SOTTILE. Generalmente per cute spessa intendiamo indicare il palmo della mano e la pianta del piede. Quali sono le funzioni della cute? Rappresenta lo strato più esterno del nostro corpo, quindi costituisce l interfaccia tra l ambiente esterno e ambiente interno, quindi ha il compito di proteggere l organismo. Attraverso la pelle noi possiamo ricevere degli stimoli, contribuisce a mantenere costante la temperatura del corpo, contribuisce ad evitare un eccessiva perdita di acqua, quindi contribuisce a mantenere l equilibrio idrico, interviene durante i processi di difesa immunitaria. Attraverso la pelle noi eliminiamo prodotti di rifiuto, per esempio attraverso il sudore. Di recente è stata evidenziata un altra caratteristica della pelle che non è una sua funzione ma che sta venendo sfruttata: attraverso la pelle noi possiamo assorbire determinate sostanze. Avendo individuato questa proprietà sono stati messi a punto dei cerotti che contengono sostanze farmacologicamente attive, per esempio antiinfiammatori. Questi cerotti applicati sulla pelle rilasciano queste sostanze, attraverso il torrente circolatorio presente nel derma noi le distribuiamo a tutto l organismo, quindi si ha un assorbimento quasi immediato, soprattutto non passano dal tratto digerente e quindi meno effetti collaterali nel rilascio di queste molecole. Non è ancora una funzione effettiva della pelle ma la si sta cominciando a sfruttare. EPIDERMIDE E un epitelio pavimentoso pluristratificato. Le cellule che lo costituiscono sono CHERATINOCITI, frammisti ai cheratinociti troviamo altri tre tipi di cellule, che presentano origine embriologica e funzione diversa, esse sono: MELANOCITI,CELLULE del LANGERHANS,CELLULE del MERKEL. CHERATINOCITI

87 I cheratinociti danno origine ad un epitelio pavimentoso pluristratificato. Gli strati di cheratinociti che compongono l epidermide sono in numero di 4 o 5, a seconda delle zone del corpo prese in considerazione. I quattro strati sempre presenti, procedendo verso l esterno, sono: 1.strato BASALE o GERMINATIVO:è lo strato più profondo che poggia sulla membrana basale, che lo separa dal sottostante tessuto connettivo; 2.strato SPINOSO o del MALPIGHI:strato immediatamente sopra lo strato basale; 3.strato GRANULOSO; 4.strato CORNEO. Questi quattro strati sono presenti sempre in tutto l epitelio di rivestimento del nostro corpo, in tutta l epidermide. Nella cute spessa e quindi nel palmo delle mani e nella pianta dei piedi, tra lo strato granuloso e lo strato corneo è presente un quinto strato denominato strato LUCIDO. STRATO BASALE Lo strato basale o germinativo è lo strato più profondo ed è costituito da un singolo strato, da una singola fila di cellule di forma cubica o cilindrica. Queste cellule sono caratterizzate dal fatto che sono in contatto tra di loro per mezzo di giunzioni desmosomiali; sono ancorate alla membrana basale per mezzo di emidesmosomi. Questa fila di cellule è l unica fila che si divide in tutta l epidermide ( le cellule epiteliali sono cellule che progressivamente devono essere rimpiazzate,cioè le cellule si dividono nello strato basale e poi progressivamente vengono spostate verso gli strati più superficiali, assumendo le caratteristiche degli strati più superficiali). Se si dividono solo queste dello strato basale, è chiaro che questo strato basale deve contenere un numero di cellule che garantiscano la possibilità di potersi sempre dividere,cioè in questo ambito troviamo le cellule staminali da cui, a seguito di divisione mitotica asimmetrica cioè una cellula resta staminale e l altra inizia il processo differenziativo,si formeranno le cellule degli strati superficiali. Quindi divisioni nello strato basale,man mano vengono a spingere le cellule degli strati più superficiali finchè quelle dello strato esterno si staccano e quelle interne invece continuano a dividersi. STRATO SPINOSO E lo strato più spesso, risultando costituito da circa 6-8 file di cellule. Queste cellule iniziano a subire delle modificazioni: i filamenti di cheratina presenti all interno di queste cellule cominciano ad associarsi e danno origine alle TONOFIBRILLE. Aumentano enormemente i contatti desmosomici,talmente aumentano che i desmosomi, che normalmente non sono visibili al microscopio ottico, diventano visibili, sembrano delle protrusioni, delle spine ( queste spine altro non sono che numerosi desmosomi che tengono collegate tra loro le cellule). Un altra caratteristica che contraddistingue questa fila di cellule è che esse cominciano a creare dei granuli denominati CHERATINOSOMI, che contengono al loro interno dei lipidi. Questi granuli saranno rilasciati quando queste cellule raggiungeranno lo strato superiore a quello granuloso. Quando avranno raggiunto lo strato granuloso e lo avranno superato, queste cellule rilasciano questo materiale lipidico. I lipidi creano una impermeabilizzazione, quindi impediscono un eccessiva perdita di acqua. Ancora all interno di queste cellule comincia ad essere prodotta un aproteina chiamata INVOLUCRINA. Questa

88 involucrina si va a localizzare sulla faccia interna della membrana plasmatica e negli strati più superiori, più esterni contribuirà a trasformare queste cellule in gusci cornei. STRATO GRANULOSO Le cellule diventano sempre più piatte, ma soprattutto stanno andando incontro a profonde modificazioni:poiché le tonofibrille si associano sempre di più e costituiscono la cheratina e per fare questo all interno dei granuli che caratterizzano questo strato, fatto da circa 3-5 file di cellule, sono presenti alcune proteine quali: LORICRINA, INVOLUCRINA, FILAGRINA eccetera, queste hanno il compito di associare ulteriormente le tonofibrille; queste tonofibrille associandosi alla cheratoialina danno origine alla cheratina. Dato che queste cellule ormai sono quasi zeppe all interno di cheratina, stanno cominciando a perdere il nucleo, a perdere gli organuli citoplasmatici ma soprattutto sta avvenendo una modificazione a livello dei desmosomi. Sappiamo che i desmosomi sono molto resistenti, se continuassero a essere cosi resistenti non potrebbero più staccarsi le cellule; in questo caso invece, cominciano ad essere dei desmosomi modificati in modo tale che le cellule,man mano che arrivano le cellule degli strati più profondi, cominciano a staccarsi. STRATO LUCIDO E tipicamente presente nella cute spessa,quindi nel palmo della mano e nella pianta dei piedi. Sono cellule già terminalmente differenziate, hanno perso il nucleo e hanno perso gli organuli citoplasmatici. Ciò che li caratterizza è la presenza di una sostanza che conferisce un aspetto traslucido, questa sostanza è detta ELEIDINA. STRATO CORNEO E lo strato più superficiale; non è più costituito da cellule viventi, bensì da cellule cornee, da gusci cornei,che non sono più legate tra di loro da desmosomi ma desmosomi già altamente modificati. Consideriamo che le cellule che sono arrivate al di sopra dello strato granuloso hanno riversato all esterno il materiale lipidico, quindi si è creata l impermeabilizzazione al di sotto dello strato corneo. Lo strato corneo sono ormai soltanto dei gusci cornei che servono solo per attutire gli eventuali attriti con l ambiente esterno e man mano che arrivano le cellule che si sono differenziate dallo strato basale, queste cellule si staccano. Un tipico esempio è la forfora ( non è altro che strato corneo che si stacca);periodicamente tutta la nostra pelle va incontro a rinnovamento e il rinnovamento cambia a seconda della parte del corpo e in media va dai giorni. Oltre ai cheratinociti nell epidermide si trovano altre tre categorie di cellule: melanociti,cellule del Langerhans,cellule del Merkel (hanno origine e funzione diversa).i melanociti sono cellule derivate dalle cellule della cresta neurale,il loro ruolo è produrre un pigmento, la MELANINA,che serve a proteggerci dalle radiazioni solari. Le cellule del Langerhans hanno origine dal midollo osseo, rientrano nella grande famiglia del sistema dei monociti-macrofagi, quindi sono cellule che presentano l antigene al sistema immunitario, per cui sono implicate nella sensibilizzazione da contatto e nella sorveglianza immunitaria. Le cellule del Merkel sono cellule adibite alla rivelazione degli stimoli pressori, quindi sono coinvolte negli stimoli tattili; la loro origine è poco chiara.

89 MELANOCITI Sono cellule che derivano dalle cellule della cresta neurale e a conferma del fatto che hanno un origine diversa rispetto ai cheratinociti si differenziano facilmente dai cheratinociti perché mancano di filamenti di cheratina all interno e non stabiliscono giunzioni desmosomiche con i vicini cheratinociti. Sono cellule localizzate tra i cheratinociti dello strato basale; sono cellule dotate di prolungamenti citoplasmatici, i quali prolungamenti si intercalano tra le cellule dello strato spinoso ( quindi si trovano nello strato basale ma i loro prolungamenti si estendono tra le cellule dello strato spinoso). La caratteristica è che producono melanina. La melanina viene prodotta a partire dall amminoacido tirosina. Grazie ad un enzima prodotto nel reticolo endoplasmatico rugoso dei melanociti che è la TIROSINASI. La tirosinasi è attivata di raggi ultravioletti. Il ruolo della melanina è di andare a creare una protezione per le cellule proliferanti dello strato basale, protezione nei confronti dell azione mutagenica che potrebbero esercitare i raggi ultravioletti su queste cellule. Il numero di melanociti non è costante su tutta la superficie corporea, cambia a seconda delle aree del corpo. Se invece abbiamo più melanina condensata in una determinata area possiamo avere quelle che chiamiamo FELIDI o LENTIGGINI,date quindi da un maggiore agglomerato di melanina che anziché spandersi su un ampia zona viene a localizzarsi su quell area. I pigmenti di melanina possono essere di due tipi:l EUMELANINA, un pigmento marrone-nero, FEOMELANINA, un pigmanto più chiaro, più ariano, giallo-rosso. Questa melanina quando viene prodotta dopo essere passata attraverso l apparato del Golgi viene incamerata in organuli denominati MELANOSOMI. Questi melanosomi si spostano lungo i prolungamenti citoplasmatici, i quali prolungamenti citoplasmatici si estendono tra le cellule dello strato spinoso. Questi melanosomi sono organuli costituiti, rivestiti da una membrana di origine golgiana, all interno presentano un organizzazione lamellare in strati concentrici. Questi melanosomi una volta arrivati nei prolungamenti citoplasmatici per passare nello strato spinoso sono diverse le ipotesi: alcuni sostengono che possano strozzarsi i prolungamenti e quindi trovarsi direttamente nelle cellule spinose; altri sostengono che vengono fagocitati direttamente queste cellule. Fatto sta che questi melanosomi passano tra le cellule dello strato spinoso e si vanno a localizzare in posizione sopra nucleare in modo da proteggere dai raggi ultravioletti. I raggi ultravioletti ci procurano l abbronzatura, ma un eccessiva esposizione determina i cosi detti MELANOMI che altro non sono che cellule maligne o tumori a carico dei melanosomi,(i nei sono una via di mezzo tra melanosomi e melanomi). CELLULE DEL LANGERHANS Sono cellule dotate anche esse di prolungamenti, anche esse hanno un origine diversa,quindi assenza di cheratina all interno, assenza di contatti desmosomici con i cheratinociti.sono cellule dotate di prolungamenti localizzati anche essi negli strati spinosi. All interno di queste cellule sono presenti dei vacuoli che hanno una forma caratteristica a RACCHETTA, si chiamano granuli di BIRBECK. Questi granuli servono semplicemente per identificare questo tipo di cellule, cellule che fanno parte del sistema dei monociti- macrofagi,hanno però a differenza dei macrofagi scarsa attività fagocitaria anche se inglobano in tutti i casi l antigene e lo espongono sulla loro superficie in maniera tale da attivare il sistema immunitario. CELLULE DEL MERKEL

90 Si tratta di cellule con nucleo molto voluminoso e convoluto. Sono cellule localizzate nei polpastrelli delle dita delle mani e dei piedi, quindi sono recettori per il tatto. La loro origine è poco chiara, in realtà poiché si è visto che a differenza delle altre cellule queste possono stabilire qualche contatto desmosomico con i cheratinociti, qualche autore sta avnzando l ipotesi che si possa trattare di cheratinociti modificati perché non hanno cheratina al loro interno. ORIGINE EMBRIOLOGICA Abbiamo detto che la pelle è costituita da due porzioni: epidermide e derma. L epidermide, epitelio pavimentoso pluristratificato, ha origine dall ectoderma. Il derma è un tessuto connettivo, la sua origine è dal mesoderma. In realtà l ectoderma che costituisce l epidermide si è formato quando durante la terza settimana è avvenuta la gastrulazione, le cellule epiblastiche si sono invaginate e hanno dato origine all endoderma prima, al mesoderma dopo e le cellule epiblastiche rimaste sono diventate ectoderma. Poi sappiamo che la notocorda, man mano che si formava, mandava dei segnali al sovrastante ectoderma e differenziava le cellule che stavano immediatamente sopra in cellule ectodermiche a destino nervoso, quindi neuroectoderma. Queste cellule daranno origine ad un tubo neurale, questo tubo neurale sarà la base per costruire il sistema nervoso centrale. Ma quando si differenzia questo neuroectoderma, tutto il resto di ectoderma ai lati di questo tubo neurale diventa esclusivamente ectoderma di rivestimento:è proprio questo l ectoderma che va a costituire l epidermide e sotto quest unico strato lo rimarrà fino alla quinta-sesta settimana. Successivamente intorno alla settima settimana questo strato unico di ectoderma comincerà a produrre un nuovo strato di cellule appiattite che chiameremo PERIDERMA. Quindi intorno alla settima settimana la nostra pelle è costituita da uno strato basale e da uno strato di cellule appiattite chiamate periderma. Questo strato basale è già caratterizzato dalla presenza degli elementi staminali da cui continueranno a formarsi le cellule per tutta la vita dell epidermide. Intorno al quarto mese questo strato basale dà origine ad un altro strato, il cosi detto strato intermedio perché si va ad interporre tra lo strato basale e il periderma. Da questo strato intermedio,poco prima della nascita, si differenzieranno tutti gli altri strati: strato spinoso, strato granuloso, strato corneo. Lo strato basale resta sempre come basale,il periderma invece già durante la seconda parte della gravidanza si stacca e lo si ritrova sciolto tra le cellule che fanno parte del liquido amniotico. Durante il terzo mese all interno di questi cheratinociti cominciano ad arrivare cellule della cresta neurale che si trasformano in melanociti. Il tessuto connettivo (24 Aprile) Abbiamo detto che la pelle è una struttura composita, costituita da un epitelio pavimentoso pluristratificato in superficie che chiamiamo EPIDERMIDE, le cellule che lo costituiscono sono prevalentemente cheratinociti con intercalate altre cellule che abbiamo chiamato: melanociti, cellule del Langerhans, cellule del Merkel. Come in tutti gli altri tessuti epiteliali, anche nella pelle al di sotto del tessuto epiteliale si trova uno strato di tessuto connettivo, strato di tessuto connettivo che chiameremo DERMA. Al microscopio ottico si osserva che immediatamente al di sotto dell epidermide, si trova uno spesso strato di tessuto connettivo. Ma nella porzione più vicina all epidermide questo tessuto connettivo è più chiaro, mentre in profondità è più spesso. Questo significa che qui prevale la sostanza fondamentale, quindi il tessuto connettivo più vicino all epidermide, il derma più vicino all epidermide è un tessuto connettivo lasso: lo chiameremo DERMA PAPILLARE. Più in profondità sono presenti più fibre e meno sostanza fondamentale, quindi quello più lontano dall epidermide è un tessuto connettivo denso: lo chiameremo DERMA RETICOLARE ( non bisogna lasciarsi ingannare dalla parola reticolare: in questo caso non significa

91 che ci sono fibre reticolari, ma che le fibre collagene decorrono a costituire una sorta di reticolato quindi è denso irregolare). Pertanto guardandolo con ematossilina eosina vedremo che il derma papillare è ricchissimo di sostanza fondamentale ma è ricchissimo anche di vasi sanguigni ( ricordiamo che l epidermide è priva di vasi sanguigni, quindi molti vasi sanguigni devono essere più vicini all epidermide in modo tale da fornire il nutrimento a questo tessuto), in profondità prevalentemente fibre collagene a decorso irregolare. Ma nel tessuto connettivo non ci sono solo fibre collagene ma anche fibre elastiche: utilizzando una tecnica di colorazione diversa, ad esempio il banchison, possiamo andare a vedere la differenza tra le fibre collagene e le fibre elastiche. In giallo è colorata l epidermide, poi vi è il derma papillare in cui le fibre collagene sono in rosso, sono sottili rispetto alle fibre collagene che sono presenti nel tessuto connettivo più denso cioè nel reticolare, hanno un andamento generalmente verticale e anche le fibre elastiche, che sono intercalate tra queste fibre collagene, sono sottili e a decorso verticale. In profondità il derma reticolare è dato da fasci di fibre collagene molto voluminose che si intrecciano e tentano di andare più in senso longitudinale. Frammiste a queste fibre collagene troviamo fibre elastiche anche esse più spesse rispetto a quelle derma papillare. Il derma non ha tutto lo stesso spessore nell ambito del nostro corpo: troveremo delle aree in cui lo spessore del derma è estremamente ridotto per esempio le palpebre dove non raggiunge neppure il mezzo millimetro; nel palmo della mano o nella pianta del piede può raggiungere anche 3mm. Ancora c è differenza tra il derma nell uomo e nella donna: è molto più spesso nell uomo che nella donna, cosi come ha una disposizione diversa nel corpo: è maggiore nella superficie dorsale rispetto a quella ventrale. Un area particolarmente importante è la zona in cui avviene il contatto tra l epidermide e il derma: questa area la chiamiamo giunzione DERMOEPIDERMICA. Al di sotto dell epidermide vi è la membrana basale che separa dal derma, questa area serve per legare, per ancorare saldamente epidermide e derma perché se avvenisse, a causa di forze di strappamento, una separazione tra epidermide e derma chiaramente l epidermide resta priva di vasi sanguigni e quindi andrebbe incontro a degenerazione, quindi quest area è estremamente delicata e per rafforzare il legame tra il derma e l epidermide nelle aree maggiormente esposte a traumi, al solito sono il palmo della mano e la pianta del piede, il derma si solleva dando origine a delle aree che vengono chiamate PAPILLE dermiche che si interdigitano con espansioni dell epidermide che chiameremo CRESTE epidermiche. Se noi questa stessa zona la andiamo a guardare in aree che non sono particolarmente esposte a traumi, per esempio la regione del tronco, vedremo che questa giunzione dermoepidermica è quasi piatta. Perché è importante che ci siano queste interdigitazioni? Noi sappiamo che al di sotto dell epidermide c è la membrana basale, la membrana basale oltre che separare il derma dall epidermide, serve a legare le cellule dell epidermide che si collegano tra di loro per mezzo di desmosomi e con la membrana basale per mezzo degli emidesmososmi. Gli emidesmosomi come sono costituiti? Filamenti di cheratina, proteine di collegamento intracitoplasmatiche, proteine transmembrana appartenenti alla famiglia delle integrine che si vanno ad ancorare alla lamina densa della membrana basale. Dall altro lato bisogna ancorare anche il derma a questa membrana: avremo che le fibre collagene vengono ancorate per mezzo di fibrille di ancoraggio sempre alla membrana basale, ma vi sono anche le fibre elastiche e allora tramite la fibrillina legheremo le fibre elastiche alla membrana basale. Quindi stiamo collegando il derma all epidermide tramite questa membrana basale. Se noi abbiamo queste espansioni di papille e di creste ovviamente aumentiamo la superficie in cui possono avvenire questi legami, perché la membrana basale aumenta in queste aree di separazione quindi vi saranno legami più stretti tra epidermide e derma, nelle aree più piatte ci saranno meno legami, d altro canto sono meno soggette a forze di strappammento. DAL PUNTO DI VISTA EMBRIONALE

92 Il derma è tessuto connettivo, quindi come tutti i tessuti connettivi deve derivare dal mesoderma. Il mesoderma è suddiviso in tre porzioni: mesoderma PARASSIALE immediatamente ai lati della notocorda, mesoderma INTERMEDIO, mesoderma LATERALE. Durante il processo di ripiegamento dell embrione che si verifica in quarta settimana, il mesoderma laterale anziché rimanere una struttura piatta si delamina, si divide in due porzioni: una porzione che rimane attaccata all ectoderma che sta sopra, questo mesoderma laterale lo chiameremo SOMATOPLEURA o MESODERMA SOMATICO; l altra lamina resta attaccata all endoderma sottostante, questo mesoderma laterale lo chiameremo SLANCNOPLEURA o MESODERMA SLANCNICO. Allora quando parliamo di derma, esso deriva dallo strato somatopleurico,cioè quello che è rimasto attaccato all ectoderma, del mesoderma laterale. Ma il derma deriva anche da un'altra area: quando ci occuperemo del mesoderma parassiale vedremo che questo mesoderma si suddivide in blocchi di cellule che chiameremo SOMITI. Nell ambito di questi somiti ci sarà una parte di cellule che sarà responsabile esclusivamente della formazione dell apparato scheletrico: questa area la chiameremo SCLEROTOMO; una parte delle cellule del somite si specializza per dare origine solo alla muscolatura scheletrica: questa parte la chiameremo MIOTOMO; la terza parte del somite la chiameremo DERMOTOMO, quindi darà origine a porzioni di derma. Quindi quando parliamo dell origine embrionale del derma, dobbiamo dire che è duplice: deriva in parte dal mesoderma laterale, e in particolare da quella parte di mesoderma laterale che è rimasta attaccata all ectoderma e che chiamiamo somatopleura; in parte deriva dall area dermatomica dei somiti, quindi di derivazione del mesoderma parassiale. Il derma, quando inizia a formarsi, si forma dal cosi detto connettivo embrionale; quando noi definiamo un connettivo embrionale, lo chiamiamo generalmente MESENCHIMA. Il mesenchima è costituito da cellule di forma stellata che chiamiamo proprio cellule mesenchimali. Ma queste cellule non sono ancora specializzate per dare origine a fibre ( sappiamo che le cellule del tessuto connettivo sono responsabili della produzione delle fibre) queste cellule sono ancora aspecifiche, quindi il primo derma che si forma è costituito da un elevata densità di cellule ma sono cellule mesenchimali che sono immerse in un abbondante sostanza fondamentale che è molto acquosa ma soprattutto è ricca di acido ialuronico. Questa situazione permane fino all incirca il terzo mese, al terzo mese le cellule si differenziano in fibroblasti, i fibroblasti iniziano a produrre le fibre per cui il derma comincia ad assumere le caratteristiche che avrà nell adulto: quello più vicino all epidermide resterà un derma che presenta caratteristiche simili al derma primitivo, cioè un connettivo lasso, e lo chiameremo derma papillare; quello più profondo presenterà molte più fibre, fibre collagene che si intrecceranno a costituire il derma reticolare. Riassumendo: le cellule mesenchimali all origine sono le cellule che costituiscono il derma primitivo, queste cellule non sono in grado di produrre fibre quindi il derma primitivo fino al terzo mese di vita intrauterina è costituito da cellule mesenchimali immerse in una sostanza fondamentale costituita da acido ialuronico e glicogeno. Al terzo mese di vita intrauterina queste cellule mesenchimali si differenziano in fibroblasti, i fibroblasti iniziano a produrre le fibre per cui il derma comincia ad assumere le caratteristiche tipiche: quello più vicino alla sovrastante epidermide si differenzierà in un tessuto connettivo più lasso e lo chiamiamo strato papillare del derma, quello più profondo avrà fibre collagene più dense che si intrecciano e danno origine allo strato reticolare. Contemporaneamente durante questo terzo mese, la separazione tra epidermide e derma, cioè questa giunzione dermoepidermica da piatta comincia ad assumere questo aspetto con papille e creste epidermiche: da questo momento in poi il derma può iniziare a svolgere la sua funzione tipica che consiste in sostegno per l epidermide e contemporaneamente è ricca di vasi sanguigni e nel neonato la componente vascolare è circa 20 volte maggiore di quanto possa essere nella vita adulta, perché deve mantenere questo derma che sta sviluppandosi e contemporaneamente deve mantenere la temperatura corporea, quindi inizia anche l azione di nutrizione nei confronti dell epidermide, lo spessore del derma continuerà a crescerà per tutta l infanzia e a quel punto il supporto che il derma fornisce all epidermide lo rende una pelle meno delicata di quanto sia nella fase della nascita.

93 Al di sotto del derma, terzo e ultimo strato, è il SOTTOCUTANEO o IPODERMA o PANNICOLO ADIPOSO. E costituito da numerosissime cellule adipose separate da setti di tessuto connettivo, tessuto adiposo che è costituito da cellule adipose bianche. Le cellule adipose bianche rappresentano una riserva energetica, quindi la presenza di questo pannicolo rappresenta una fonte di energia per le cellule di tutto l organismo. Ha un efficacia anche nei confronti del mantenimento della temperatura, anzi ha un azione coibente e questo fa sì che il pannicolo adiposo sia molto più spesso nelle persone che vivono in ambienti particolarmente freddi. Ovviamente più spessore c è e più ammortizziamo i traumi che possono esserci. Riassumendo: pelle che possiamo dividere in pelle spessa e pelle sottile. Quali sono le differenze tra pelle spessa e pelle sottile? L epidermide ha un maggior numero di strati nella cute spessa, intanto ha il quinto strato che è lo strato lucido. Lo strato corneo è maggiore in quest area cioè nella cute spessa, perché deve proteggere da maggiori attriti. Sotto l epidermide abbiamo la giunzione dermoepidermica che è molto marcata nelle aree a cute spessa, quasi piatta nelle aree a cute sottile. Sotto abbiamo il derma: derma papillare che è tessuto connettivo lasso, derma reticolare che è tessuto connettivo denso. Sotto vi è il sottocute o ipoderma. Nell ambito del derma vi sono gli annessi: ghiandole sebacee, ghiandole sudoripare, ma nel caso della cute spessa mancano i peli che sono invece presenti nella cute sottile. L ipoderma è riccamente vascolarizzato dai vasi sanguigni che si dipartono da questo ipoderma, si portano verso il derma e danno origine a due plessi: un primo plesso che è il cosiddetto plesso sottocutaneo nella zona di confine tra l ipoderma e il derma reticolare; vasi sanguigni si portano verso la regione delle papille e danno origine,nella zona di confine tra il derma papillare e il derma reticolare, al plesso sottopapillare. Da questo plesso sottopapillare alcuni rami giungono quasi a contatto con la membrana basale in modo tale da fare giungere il nutrimento all epidermide ( plesso sottocutaneo: zona di confine tra sottocute e derma reticolare; plesso sottopapillare: zona di confine tra derma reticolare e derma papillare). La pelle è in grado di ricevere stimoli dall ambiente esterno, quindi frammisti alla pelle possiamo trovare delle terminazioni nervose, terminazioni nervose che appartengono a due categorie: terminazioni nervose che presentano una capsula connettivale all esterno e i più tipici sono: corpuscoli del MEISSNER, che si trovano tra le papille dermiche dei polpastrelli e delle labbra, sono da considerare recettori di tatto; corpuscoli del PACINI, presenti nella parte più profonda del derma e sono in grado di percepire le vibrazioni e le pressioni più profonde. La seconda categoria è data da terminazioni libere cioè non incapsulate. Queste terminazioni libere sono presenti nell epidermide e le troviamo o a contatto con i cheratinociti o a contatto con le cellule del Merkel; le altre cellule cioè le cellule del Langerhans e i melanociti non hanno contatti nervosi. Le terminazioni libere possiamo anche trovarle nel derma e sono denominate corpuscoli del RUFFINI (nella parte più superficiale del derma e quindi nelle papille vi sono i corpuscoli di Meissner, nel derma più profondo, quindi più in basso i corpuscoli del Pacini).I corpuscoli del Ruffini risentono di stimoli pressori. Tessuti connettivi di sostegno CARTILAGINE e OSSO Questi tessuti connettivi presentano delle specializzazioni a carico della matrice extracellulare, che li rendono in grado di fornire un adeguata impalcatura per l inserzione dei muscoli quindi consentono la locomozione, assicurare la pervietà di alcuni organi cavi, protezione dei visceri ( la gabbia toracica per esempio è una protezione esercitata nei confronti dei polmoni). La cartilagine e l osso sono due tessuti che presentano una genesi comune ma presentano anche profonde differenze. Quali sono gli aspetti che li accomunano e quali li differiscono?

94 Iniziamo dalle cellule. Le cellule responsabili della produzione di matrice extracellulare nella cartilagine sono i CONDROBLASTI; nel tessuto osseo sono gli OSTEOBLASTI. Tutte le cellule di tutti i tessuti connettivi hanno origine da una cellula mesenchimale indifferenziata; da questa cellula mesenchimale indifferenziata si differenzia, nel caso dei tessuti connettivi specializzati per il sostegno, una cellula che chiamiamo cellula OSTEOCONDROGENICA. E una cellula che si differenzierà in risposta all ambiente in cui si trova: se si trova in un ambiente a bassa pressione parziale di ossigeno, cioè scarsamente vascolarizzato, si differenzierà in condroblasto e darà origine a cartilagine. Se si trova in un ambiente ad alta pressione parziale di ossigeno, quindi riccamente vascolarizzato, si differenzierà in osteoblasto e darà origine al tessuto osseo. Sia nella cartilagine che nell osso all esterno è presente una capsula connettivale che chiameremo PERICONDRIO nella cartilagine, PERIOSTIO nel tessuto osseo ( fin qui sono tutte cose in comune). Ora vediamo la prima grande differenza. Sappiamo che tessuti connettivi significa ricca vascolarizzazione, la cartilagine è l unico tessuto connettivo privo di vasi sanguigni; il tessuto osseo, invece, come tutti gli altri tessuti connettivi, è vascolarizzato. Esaminiamo la matrice. La matrice nella cartilagine si presenta sottoforma di un gel altamente viscoso, nel tessuto osseo la matrice va incontro a mineralizzazione. Come conseguenza sarà differente la modalità con cui le cellule si possono nutrire. Le sostanze nutritizie giungono alle cellule nella cartilagine per diffusione attraverso la matrice, ovviamente per diffusione non possono arrivare alle cellule del tessuto osseo perché abbiamo la mineralizzazione, quindi nel caso del tessuto osseo avremo un sistema vascolare che distribuisce le sostanze nutritive. CARTILAGINE Caratteristiche tipiche della cartilagine E un tessuto che, rispetto ai tessuti connettivi propriamente detti, è più solido ma è anche più flessibile ma messo a confronto con il tessuto osseo è meno duro e meno resistente. Le sue caratteristiche la rendono resistente alla compressione, assorbe elasticamente le sollecitazioni meccaniche che le vengono dall ambiente esterno, è in grado di ridurre gli attriti a livello delle articolazioni. La sua consistenza la rende adatta pervie le vie aeree ( gli anelli tracheali per esempio servono per mantenere aperta la trachea). Un tipo particolare di cartilagine rappresenterà la base da cui si formerà tutto lo scheletro osseo. Nell adulto la cartilagine rimane in aree piuttosto limitate, per esempio: nelle superfici articolari, nelle cartilagini costali, nell orecchio esterno e nelle vie aeree superiori, quali: naso, laringe, trachea, bronchi. La cartilagine è un tessuto connettivo perché le cellule sono separate tra di loro e in mezzo c è un abbondante matrice extracellulare. Funzioni Per le sue caratteristiche cioè per il fatto che è un tessuto solido e resistente alla compressione, è estremamente flessibile, la cartilagine: funge da sostegno, permette lo scivolamento dei capi articolari, costituisce il tessuto da cui si forma lo scheletro osseo, la presenza di cartilagine nelle ossa lunghe permette l accrescimento in lunghezza di queste ossa.

95 Cellule responsabili della produzione della matrice sono i CONDROBLASTI, i quali sono alloggiati all interno della matrice ma dato che la matrice è molto più densa non possono muoversi cosi come avveniva nel caso dei fibroblasti o delle altre cellule che si spostavano nell ambito del tessuto connettivo. Siamo nel tessuto connettivo quindi le componenti sono sempre due: cellule e matrice extracellulare. La matrice è scissa nei due componenti: fibre e sostanza fondamentale. Prima differenza: in questo caso le cellule rappresentano una componente estremamente bassa, esse però sono fondamentali per produrre la matrice extracellulare, che costituisce circa il 95% della cartilagine ed è responsabile delle sue proprietà funzionali. Vi sono tre tipi di cellule: -cellule CONDROGENICHE; -CONDROBLASTI; -CONDROCITI. Le cellule CONDROGENICHE sono da considerare le cellule staminali della cartilagine, sono cellule che si sono differenziate dalla cellula osteocondrogenica che, trovandosi in un ambiente a bassa pressione parziale di ossigeno, si differenziano in cellule che saranno in grado di differenziarsi nelle cellule attive e responsabili della produzione della matrice extracellulare che sono i CONDROBLASTI. Condroblasti che finiscono per rimanere intrappolati all interno della matrice ed entrano in una fase di quiescenza, li chiameremo CONDROCITI. Quindi non tre tipi diversi di cellule ma tre momenti funzionali diversi dello stesso tipo cellulare: cellula capostipite cellula condrogenica, cellula attiva condroblasto, cellula quiescente condrocito. Un condroblasto osservato al micoscopio elettronico: Che cosa notiamo? Enorme presenza di organuli implicati nella sintesi proteica quindi significa che questa cellula è attiva. All esterno stiamo notando numerose fibre. Se andiamo a guardare a più forte ingrandimento che cosa vediamo? Dall apparato del Golgi stanno gemmando le molecole di procollagene e all esterno vi sono molecole di procollagene, questo significa che quello detto sui fibroblasti circa la produzione sia delle fibre collagene sia delle fibre elastiche vale esattamente anche per i condroblasti, cioè è un processo che inizia all interno della cellula ma si completa all esterno per dare origine alla formazione della matrice extracellulare. Quindi matrice extracellulare densa e compatta, in qualche misura deformabile e flessibile risulta costituita da sostanza fondamentale: glicosamminoglicani che si associano ad un asse proteico e danno origine ai proteoglicani, i proteoglicani si associano alla molecola di acido ialuronico e danno origine agli aggregati di proteoglicani cioè più molecole di proteoglicani uniti assieme o aggrecani che sono molecole gigantesche in grado di richiamare grandi quantitativi di acqua. Come componente fibrosa in questo caso la fibra collagene prevalente è il collagene di tipo II; in alcuni tipi può essere presente e dominare la fibra elastica. Quindi è sempre la cellula attiva cioè il condroblasto ad essere responsabile della produzione delle fibre collagene e delle fibre elastiche. Come già detto, il collagene, maggiormente presente nella cartilagine è il collagene di tipo II; tracce di altri collageni si possono trovare ed essi sono: il IX, il X, l XI; in minima misura se ne possono trovare anche altri come il III, ma non stiamo nominando il I, che è quello tipico del connettivo. Sostanza fondamentale: glicosamminoglicani che si legano ad un asse proteico e costituiscono il proteoglicano, più proteoglicani si associano ad una molecola di acido ialuronico e danno origine agli aggrecani. La presenza di questi aggrecani conferisce l aspetto di gel solido alla matrice. Quindi, fibre: collagene o elastiche; sostanza fondamentale amorfa: glicosamminoglicani, in questo caso sono presenti solo due categorie: condroitinsolfato e cheratansolfato. In modo particolare del condroitinsolfato ce ne

96 sono due: il condroitinsolfato 4 e 6. Il cheratansolfato solo il tipo II, perché il tipo I è tipico solo della cornea. Il terzo componente è rappresentato dalle glicoproteine adesive che hanno il compito di raccordare tutti gli elementi della cartilagine, in modo particolare la più tipica glicoproteina adesiva è la CONDRONECTINA, che è simile alla FIBRONECTINA, solo che in questo tessuto ha affinità per legare le cellule della cartilagine. Ma chi fa da padrone ed è prevalentemente presente nella matrice o meglio nella sostanza fondamentale e rappresenta la componente fondamentale della cartilagine è l ACQUA. Cosi come abbiamo visto per il tessuto connettivo, che variazioni a carico della matrice extracellulare portavano a tipi diversi di tessuto connettivo, anche nella cartilagine distinguiamo tipi diversi di cartilagine. Ne distinguiamo tre tipi: -cartilagine IALINA; -cartilagine ELASTICA; -cartilagine FIBROSA. La cartilagine IALINA ha un aspetto traslucido, ha un aspetto bianco- bluastro, è relativamente elastica. La cartilagine ELASTICA, al contrario della precedente, è caratterizzata prevalentemente, da fibre elastiche ( fibre elastiche che abbiamo definito fibre gialle); dato che prevalgono le fibre gialle questa cartilagine ha un colorito giallastro; si presenta opaca e non traslucida, è flessibile ma soprattutto elastica. Infine il terzo tipo, che non presenta affatto le caratteristiche di cartilagine, è la cartilagine FIBROSA. Infatti più che una vera e propria cartilagine, la definiamo come una forma di passaggio dal tessuto connettivo denso alla cartilagine. CARTILAGINE IALINA E la cartilagine più diffusa; sembrerebbe un tessuto estremamente semplice, sembra privo di strutture all osservazione, in realtà è un tessuto molto complesso. Per la sua natura, per la sua delicatezza, crea delle superfici a basso attrito; sempre per la sua natura, per la sua composizione, contribuisce alla lubrificazione delle articolazioni sinoviali. E in grado di ammortizzare, con la sua resistenza alla compressione, le sollecitazioni meccaniche alle sottostanti ossa. E un tessuto, essendo privo di vasi sanguigni, che è dotato di scarsa rigenerazione, però sembra, per tutto l arco della vita, non andare incontro a profonde degenerazioni, con l unica eccezione della cartilagine che lavora di più cioè la cartilagine delle superfici articolari, che con l avanzare dell età cominciano a degenerare e sorgono i problemi legati all età, ci muoviamo con meno facilità di quanto ci possiamo muovere quando siamo giovani. Caratteristiche della cartilagine IALINA Ha un aspetto vetroso; questa cartilagine sembra costituita da cellule immerse esclusivamente in sostanza fondamentale, non vediamo fibre. Non è che le fibre non ci sono, ora capiremo perché si presenta in questo modo. Intanto dove la troviamo? E la più tipica: la troviamo a costituire gli anelli della trachea, il setto nasale, la cartilagine delle costole, le superfici articolari e soprattutto durante la vita embrionale rappresenta il nostro scheletro, progressivamente con il processo di ossificazione andrà incontro a trasformazione da tessuto cartilagineo in tessuto osseo. Le cellule che la caratterizzano sono al solito condroblasti e condrociti. Osservandola noi vediamo che la matrice ha l aspetto di gel compatto e

97 omogeneo. Esso risulta costituito da fibre collagene quasi esclusivamente di tipo II, ma soprattutto presenta un elevatissimo quantitativo di sostanza fondamentale, che è costituita da aggregati di proteoglicani. Dato l elevatissimo numero di aggregati di proteoglicani e dato il fatto che proteoglicani e fibre collagene di tipo II hanno lo stesso indice di rifrazione, la fibre collagene vengono mascherate completamente all osservazione della cartilagine. Quindi significa che la cartilagine ialina non è che non ha fibre, fibre anzi ne ha in abbondanza, ma queste fibre vengono mascherate dall abbondanza della sostanza fondamentale e dall elevata presenza di proteoglicani che richiamano grandissimi quantitativi di acqua. Quindi l acqua è incolore e contribuisce a mascherare queste fibre. Se andiamo ad analizzare la composizione molecolare della cartilagine, cosa possiamo dire? Cellule in minimo quantitativo 3-5 %, glicoproteine adesive costituiscono circa il 5%, proteoglicani organizzati a costituire gli aggrecani circa il 9%, le fibre paradossalmente sono di più degli aggrecani, le fibre collagene costituiscono circa il 15%, di cui circa l 80% è costituito solo da fibre collagene di tipo II, in minima misura, come già detto, troviamo IX-X, piccole tracce del III, del VI ma non troviamo mai collagene di tipo I. Il costituente maggiore,circa l 80% della cartilagine, è l acqua. Questo rende la cartilagine estremamente delicata ed estremamente resistente alle forze di compressione, quindi permette alla cartilagine di svolgere la sua funzione. Nell ambito della matrice, possiamo riconoscere tre aree diverse, che hanno affinità diverse per i coloranti. Tutta la matrice ha questo aspetto traslucido, ma la matrice che si trova intorno ai condrociti, cioè le cellule che si trovano in una fase di quiescenza e che sono rimaste intrappolate all interno della matrice, presentano un anello intorno molto più denso, molto più colorato: questa costituisce la cosiddetta matrice CAPSULARE o matrice PERICELLULARE. Poi possiamo trovare delle aree di matrice, meno colorate rispetto a questo anello, che si trovano intorno a gruppetti di cellule: questa area la chiamiamo matrice TERRITORIALE. Tra gli spazi presenti tra la matrice territoriale si trova ancora un area più chiara che chiameremo matrice INTERTERRITORIALE, cioè tra i gruppi di matrice territoriale troviamo quella interterritoriale. La composizione della matrice cambia: con l invecchiamento diminuisce il quantitativo di sostanza fondamentale cosi come diminuiscono i proteoglicani. All esterno della cartilagine è sempre presente, quasi sempre presente, uno strato di tessuto connettivo che chiamiamo PERICONDRIO. Ricordiamo che la cartilagine è priva di vasi sanguigni ma è priva anche di nervi. Questo pericondrio può essere suddiviso in due porzioni: uno strato esterno, costituito prevalentemente da fibre collagene di tipo I, fibroblasti e vasi sanguigni, da cui partono le sostanze nutritizie che si diffondono all interno della cartilagine; ma soprattutto abbiamo uno strato più interno, chiamato strato condrogenico perché in questo strato NON troviamo cellule condrogeniche, cioè cellule capaci di differenziarsi in condroblasti e quindi produrre nuova matrice. La cartilagine ialina è sempre rivestita da pericondrio tranne che sulle superfici articolari, perché la presenza delle fibre collagene renderebbe non più così levigata la superficie delle cartilagini e quindi creerebbe un attrito, un ostacolo nello scivolamento delle articolazioni, quindi la cartilagine ialina che si trova a livello delle superfici articolari è priva di pericondrio. CARTILAGINE ELASTICA Come suggerisce il nome, in questo caso abbiamo numerosissime fibre elastiche, che rappresentano la componente prevalente di fibre. Le cellule sono uguali: condroblasti e condrociti, ma la presenza delle fibre elastiche abbinata ad un altro evento: la sostanza fondamentale è molto più bassa, ha un quantitativo molto più basso, ce n è molto meno che nella cartilagine ialina. Queste due caratteristiche, fibre elastiche e meno

98 quantitativo di sostanza fondamentale rendono questa cartilagine opaca non più traslucida, ma dotata di una maggiore flessibilità ed elasticità e soprattutto se noi andiamo a colorare la cartilagine, in questo caso visto che vi è un minor quantitativo di sostanza fondamentale, le fibre sono visibili tra le cellule, al contrario di quello detto per la cartilagine ialina, in cui le fibre, pur essendo molto abbondanti, non erano visualizzabili proprio perché erano mascherate dalla abbondanza della sostanza fondamentale. Siti tipici in cui trovare la cartilagine elastica: padiglione auricolare, meato uditivo esterno, tubo auditivo, epiglottide e laringe. Dato che c è meno sostanza fondamentale, le cellule sono più vicine e soprattutto sono presenti molte fibre elastiche; se invece non utilizzassimo la colorazione per le fibre elastiche vedremmo le cellule più vicine, non potremmo evidenziare le fibre elastiche, ma noteremmo che la sostanza fondamentale è meno traslucida di quanto sia nella cartilagine ialina. CARTILAGINE FIBROSA In questo caso abbiamo presenza di numerose fibre, fibre collagene di tipo I abbinate a fibre collagene di tipo II. Queste fibre decorrono orientate parallelamente tra di loro e tra queste fibre in file parallele si trovano le cellule, al solito condroblasti e condrociti. La matrice è molto scarsa; in questo tipo di cartilagine manca il pericondrio, quindi il pericondrio è sempre presente nella cartilagine elastica, è sempre presente nella cartilagine ialina con l eccezione delle superfici articolari, è sempre assente nella cartilagine fibrosa. Se andiamo a vedere le aree in cui è presente questo tipo di cartilagine tipo: dischi intervertebrali, sinfisi pubica ecc.., ci renderemo conto che la sua presenza significa che questo tessuto non deve avere solo resistenza alla compressione ma deve essere anche abbinato alla resistenza alla trazione, perché sono delle aree che devono anche sostenere, ecco perché viene considerata una forma di transizione tra tessuto connettivo denso e la cartilagine vera e propria. Come detto, in questo caso sono presenti entrambi i tipi di collagene, il collagene di tipo I e il collagene di tipo II. Nei menischi per esempio prevale il collagene di tipo I, al contrario nei dischi intervertebrali troviamo tutti e due in eguale misura, quindi la proporzione tra i due tipi di collagene varia a seconda delle aree del corpo ma purtroppo con l avanzare dell età il collagene di tipo II prevale sul collagene di tipo I con le dovute conseguenze: è un collagene meno resistente quindi le aree che erano sottoposte a maggiore trazione non sono più in grado di sostenerla. Se mettiamo a confronto la fibro-cartilagine con il connettivo denso, ci vuole solo un occhio allenato per capire la differenza, il trucco consiste nell andare a guardare il nucleo delle cellule: nella fibro- cartilagine i nuclei si presentano di forma rotonda, perché sono condroblasti a produrre; nel connettivo fibroso (denso)le fibre sono prodotte dai condroblasti che hanno una forma fusata, quindi in questo caso sono presenti dei nuclei allungati, appiattiti che danno l idea di un tessuto connettivo. Ma i due tessuti sono quasi equivalenti. Come cresce la cartilagine? Stiamo vedendo le cellule responsabili della produzione della matrice, cioè i condroblasti, condroblasti che producono la matrice e rimangono intrappolati all interno di essa e diventano cellule quiescenti cioè condrociti. Se noi andiamo a guardare a più forte ingrandimento, generalmente le cellule sono tutte separate le une dalle altre, però se guardiamo in una certa area vediamo due cellule vicine, continuiamo a più forte ingrandimento e ne vediamo quattro, tre: quando nell ambito della stessa area, che chiamiamo anche lacuna in cui sono alloggiate le cellule quiescenti cioè i condrociti, troviamo più cellule significa che quelle cellule si stanno dividendo e stanno dando origine a delle cellule che vengono chiamate GRUPPI ISOGENI: questa è una modalità di accrescimento della cartilagine.

99 Sono due le modalità di accrescimento della cartilagine: una definita INTERSTIZIALE ( che è quella appena descritta), l altra è definita per APPOSIZIONE. Nell accrescimento interstiziale i condrociti, che sono alloggiati all interno della matrice. Nell ambito della lacuna c è un condrocito il quale si divide, inizialmente le cellule non si possono muovere quindi rimangono vicine, queste continuano a dividersi e danno origine ai gruppi isogeni; successivamente queste cellule cominciano a produrre matrice che si va a depositare tra una cellula e l altra, di conseguenza noi stiamo determinando un accrescimento a partire dall interno, cioè si sta avendo un accrescimento di volume, questo si verifica durante le primissime fasi dello sviluppo embrionale, nell adulto è difficilissimo che possa verificarsi una cosa del genere perché i condrociti sono completamente intrappolati all interno della matrice. Il secondo tipo di accrescimento è per apposizione: all esterno della cartilagine c è il pericondrio che ha cellule condrogeniche, se queste cellule condrogeniche si differenziano in condroblasti e questi condroblasti,nell area in cui si sono formati, iniziano a deporre nuova matrice cosa fanno? Depongono, appongono nuovi strati di cartilagine dall esterno. Quindi nel primo caso con l accrescimento interstiziale sia ha un accrescimento di volume della cartilagine, nel secondo caso con l accrescimento per apposizione abbiamo un accrescimento per apposizione, dall esterno. Riassumendo: -Accrescimento della cartilagine interstiziale: i condroblasti, che sono presenti all interno della cartilagine, danno origine a matrice extracellulare, rimangono intrappolati e diventano condrociti; questi condrociti iniziano a dividersi e danno origine a gruppetti di cellule che chiameremo gruppi isogeni. Queste cellule dei gruppi isogeni iniziano a produrre matrice: il risultato sarà un accrescimento, un aumento di volume della cartilagine. -Accrescimento della cartilagine per apposizione: lo strato interno del pericondrio presenta le cellule condrogeniche che si differenziano in condroblasti, i condroblasti secernono matrice, restano bloccati all interno della matrice e diventano condrociti, nuovi strati si appongono dall esterno: il risultato è che la cartilagine cresce più in lunghezza, non più dall interno. L accrescimento, il metabolismo della cartilagine sono gestiti da: vitamina A, vitamina C e soprattutto vitamina D, una carenza nell alimentazione della vitamina D determina RACHITISMO. L ormone implicato in questa fase di accrescimento crescita è l ormone GH, cioè l ormone della crescita. ISTOGENESI Come si forma la cartilagine IALINA? La cartilagine si differenzia a partire dal mesenchima, cellule mesenchimali che sono cellule stellate. Quando si deve differenziare un abbozzo cartilagineo si ha la formazione nell ambito del mesenchima di un BLASTEMA MESENCHIMALE. Che significa? Alcune cellule del mesenchima iniziano a retrarre i loro prolungamenti, questo le trasforma in tipiche cellule sferoidali che altro non sono che condroblasti. In questa fase che cosa sta succedendo? Cellule mesenchimali alla periferia di questo blastema retraggono i loro prolungamenti e continuano ad aumentare le cellule cartilaginee che si stanno differenziando; quindi che accrescimento si sta avendo? E dall esterno, a partire dal mesenchima, quindi è un accrescimento per

100 apposizione e si sta formando un centro, un agglomerato di cellule che si stanno differenziando in condroblasti nell ambito del mesenchima: questo centro da cui si forma la cartilagine si chiama CENTRO DI CORNEIFICAZIONE. Il blastema è la prima area in cui si stanno differenziando le cellule con destino cartilagineo. Riassumendo: Abbiamo un mesenchima, in quell area si dovrà differenziare un abbozzo cartilagineo, a quel punto fattori di crescita provenienti dall ambiente circostante faranno si che cellule mesenchimali presenti in quell area comincino a retrarre i loro prolungamenti e si trasformino in condroblasti. Queste cellule si agglomerano nell ambito del mesenchima, che è fatto da cellule ampiamente separate da matrice extracellulare, quindi si forma questo agglomerato di cellule rotondeggianti e non più dotate di prolungamenti che costituisce il cosiddetto centro di corneificazione cioè a partire da questa zona si sta formando l abbozzo cartilagineo. Questo blastema che inizialmente è costituito da poche cellule progressivamente deve crescere per raggiungere le dimensioni del modello cartilagineo e verranno richiamate sempre più cellule dal circostante mesenchima, quindi si ha un accrescimento per apposizione. Nel frattempo le cellule che si sono già differenziate in condroblasti cominciano a dividersi e vanno incontro alla divisione di tipo interstiziale, questo determina un aumento delle cellule nell ambito del modello cartilagineo che si sta continuando ad accrescere dall esterno per arrivo di nuove cellule mesenchimali, che si trasformano in condroblasti, quindi per apposizione; dall interno per divisione delle cellule che si sono già differenziate e che danno origine ai gruppi isogeni che producono matrice. Quindi la forma dell abbozzo inizialmente è indefinita ma generalmente la forma deve assumere sempre l aspetto specifico perché è determinata geneticamente. Quando viene assunta la forma tipica dell abbozzo cartilagineo che si doveva formare, le cellule più vicine del mesenchima si differenziano non più in cellule della cartilagine ma in cellule fusate cioè in fibroblasti e danno origine al pericondrio. La forma dell abbozzo cartilagineo è determinata geneticamente ma la cartilagine può essere modificata per effetto di vari fattori: fattori meccanici aumentiamo di peso e quindi il sostegno da parte della cartilagine non è più uguale a quello che dava prima; per esempio ginnastica non adeguata; posizioni che si usano durante tutta la giornata; fattori dietetici la carenza di quelle tre vitamine può determinare gravi anomalie; cambiamenti ormonali, soprattutto quando si passa nella cosiddetta fase della menopausa o dell andropausa, determinano cambiamenti nella cartilagine. L aspetto istologico della cartilagine può essere differente nell ambito dello stesso segmento, cioè una cartilagine piuttosto voluminosa quale per esempio la cartilagine costale nella porzione più superficiale, più vicina al pericondrio potrebbe essere in fase di generazione, mentre la parte più distante che è scarsamente vascolarizzata quindi più lontana dalla sede del nutrimento potrebbe essere in fase di degenerazione. Quindi nello stesso abbozzo possiamo trovare cartilagine nuova e cartilagine in degenerazione. La cartilagine può modificarsi nelle varie sedi in risposta all individuo e soprattutto con l età. Quali sono i cambiamenti che si possono avere con l età? Con l invecchiamento diminuisce sensibilmente la sostanza fondamentale, la quale sostanza è costituita prevalentemente da due glicosamminoglicani: condroitinsolfato e cheratansolfato. Nella vita adulta è il condroitinsolfato che prevale sul cheratansolfato, con l invecchiamento si inverte è il cheratansolfato che

101 prevale sul condroitinsolfato. Dal punto di vista quantitativo la sostanza fondamentale è molto diminuita, questo determina un aspetto della cartilagine che viene definita CARTILAGINE ASBESTIFORME, perché essendoci meno sostanza fondamentale noi stiamo andando a smascherare le fibre collagene, che fino a quando c era molta sostanza fondamentale erano completamente mascherate, ora diminuendo con l età la sostanza fondamentale diventano visibili le fibre collagene e assume l aspetto filamentoso dell amianto e per tale motivo viene denominata cartilagine asbestiforme. Un altro problema che può verificarsi nell individuo vecchio, anziano è che possono penetrare vasi sanguigni: quando nella cartilagine entrano vasi sanguigni, ricordiamo che la cellula si era trasformata in cellula cartilaginea perché c era bassa pressione parziale di ossigeno ma è la stessa cellula che si può modificare in cellula ossea, quindi se arrivano vasi sanguigni, la cellula anziché produrre matrice cartilaginea si trasformerà in cellula a destino osseo e porterà alla ossificazione della cartilagine e queste ossificazioni della cartilagine nell anziano possono verificarsi a livello della cartilagine costale, della cartilagine tracheale e a livello della cartilagine laringea, sono questi i motivi per cui si respira con difficoltà nell anziano. Se abbiamo creato matrice ossea, questa va incontro a mineralizzazione, quindi abbiamo la trasformazione in alcune aree della cartilagine in tessuto osseo. La cartilagine ha scarsa capacità di rigenerazione e questo è dovuto a tre fattori principali: assenza dei vasi sanguigni; immobilità dei condrociti; limitata capacità proliferativa dei condrociti maturi; la possibilità di riparare una cartilagine, che si è distrutta, è estremamente rara nell adulto, soltanto quando viene colpito il pericondrio, significa che viene riattivato lo strato condrogenico e ci può essere una certa possibilità di rigenerazione. Come si interviene quando c è la cartilagine articolare toccata? O con il trapianto di pericondrio e quindi stimolando lo strato condrogenico andiamo a produrre nuova cartilagine o con il trapianto di cellule staminali o con l inserimento di matrici artificiali o con l applicazione di fattori di crescita quando c è il pericondrio e quindi vanno a stimolare le cellule condrogeniche a produrre nuova cartilagine. Infine nel caso della cartilagine elastica la formazione e il trattamento è uguale a quello della cartilagine ialina, quindi a partire dalle cellule mesenchimali retrazione, prima accrescimento per apposizione e poi interstiziale, l unica differenza è data dal fatto che vengono deposte molte fibre elastiche successivamente a quelle collagene; I processi regressivi a carico della cartilagine elastica sono molto inferiori. 2 maggio TESSUTO OSSEO E un tessuto connettivo specializzato. La sua specializzazione consiste nel fatto che la sua matrice extracellulare è mineralizzata e questa caratteristica rende questo tessuto notevolmente resistente e duro, ma nonostante sia resistente e duro, il tessuto osseo grazie alla sua particolare organizzazione è anche un tessuto estremamente leggero. Il tessuto osseo, a differenza di quanto potrebbe far pensare, non è un tessuto statico, bensì è un tessuto altamente dinamico che va continuamente incontro a rimodellamento e rinnovamento per tutto il periodo della nostra vita. Lo studio del tessuto osseo crea un problema diametralmente opposto rispetto a quello che abbiamo dovuto affrontare nell'allestire un preparato per il microscopio ottico per gli altri tessuti: negli altri tessuti il problema era lavorare con un tessuto molle e quindi dovevamo dargli una consistenza per poterlo tagliare; qui al contrario il tessuto è talmente duro che non può essere tagliato. Quindi prima di poter allestire un preparato per la microscopia ottica noi dobbiamo rimuovere la matrice mineralizzata, cioè dobbiamo demineralizzarlo trattandolo con degli agenti chimici e da quel momento viene poi trattato come un qualsiasi altro tessuto. Talvolta può capitare che noi vogliamo andare a studiare in particolare la forma e la distribuzione delle eventuali cavità che ci sono all'interno;

102 allora in questo caso si organizzano dei frammenti di osso lacerato all'interno dei quali si fa penetrare il colorante e quindi andando a vedere dove si va a localizzare, noi identifichiamo queste cavità. Poi ovviamente esistono delle tecniche biofisiche quali: microradiofotografia, istoaudioradiografia, la microscopia a fluorescenza e la microscopia in luce polarizzata. Data la sua particolare struttura, l'osso svolge innumerevoli funzioni: costituisce l'impalcatura del nostro corpo; dà inserzione a muscoli e tendini quindi ci permette la locomozione; dà origine a delle protezioni per le parti molli (scatola cranica -> encefalo, gabbia toracica -> polmoni e cuore); al suo interno è contenuto il midollo, che è il tessuto emopoietico da cui derivano tutte le cellule del sangue; rappresenta la principale sede di deposito del calcio. Il ressuto osseo è organizzato in strutture ben definite che chiamiamo ossa. Le ossa le possiamo suddividere in: ossa lunghe, caratterizzate da una zona centrale denominata diafisi e da due porzioni globose alle estremità della diafisi, denominate epifisi (tipiche ossa lunghe sono il femore, l'omero, la tibia, ecc); ossa corte, che sono caratterizzate da lunghezza e larghezza uguali (per esempio, le ossa del carpo); ossa piatte, talmente appiattite da costituire lamine di tessuto osseo (per esempio, le ossa del cranio); ossa irregolari (le troviamo per esempio nella base del cranio -> sfenoide, etmoide); ossa sesamoidi, che servono per permettere il movimento (per esempio, la rotula). Il tessuto osseo, come tutti i tessuti connettivi, presenta due componenti: una componente cellulare e una matrice, che in questo caso presenta, oltre alla componente organica, suddivisa in componente fibrillare e sostanza amorfa, anche una componente inorganica. Per quanto riguarda la componente cellulare abbiamo quattro tipi di cellule: cellule osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti e osteoclasti. Nella matrice, per quanto riguarda la componente fibrillare prevalgono le fibre collagene di tipo I, quelle particolarmente resistenti alla trazione; nella sostanza amorfa troviamo glicoproteine adesive e proteoglicani, più la componente inorganica che è data da fosfato di calcio organizzato a costituire i cosiddetti cristalli di idrossiapatite, insieme a sali di altri metalli alcalini e alcalino-terrosi, quali magnesio e manganese. Dal punto di vista macroscopico conosciamo due "forme" di osso: l'osso spugnoso e l'osso compatto. L'osso spugnoso è organizzato in trabecole ossee che delimitano ampie cavità contenenti all'interno midollo, che può essere rosso e quindi emopoietico o giallo e quindi grasso. L'osso compatto è dato da una massa continua di tessuto dove sono presenti delle cavità in cui sono alloggiate cellule, loro prolungamenti e vasi sanguigni; queste sono le uniche cavità presenti nel tessuto osseo compatto. Le due forme di osso coesistono in tutte le ossa, ciò che cambia è il rapporto o la percentuale di presenza dell'uno o dell'altro quindi ogni osso risulta costituito da tessuto osseo compatto e da tessuto osseo spugnoso. Se andiamo a guardare un tipico osso lungo abbiamo detto che troviamo diafisi ed epifisi: la diafisi è costituita da un astuccio di osso compatto che riveste un sottile strato di osso spugnoso che delimita la cavità midollare centrale; al contrario se andiamo all'epifisi, la maggior parte è costituita da tessuto osseo spugnoso delimitato da un sottile strato di osso compatto, anche se non tutta l'epifisi è circondata da osso compatto in quanto abbiamo una porzione che rimarrà cartilaginea perchè andrà a costituire la cosiddetta cartilagine articolare. All'esterno del tessuto osseo, così come abbiamo visto nella cartilagine, abbiamo uno strato di tessuto connettivo denominato periostio; anche nel caso del periostio, così come nel pericondrio, riconosciamo due strati: uno strato esterno costituito prevalentemente da fibre collagene e da vasi sanguigni, quindi è un vero e proprio connettivo denso; uno strato più interno caratterizzato dalla presenza di cellule osteoprogenitrici quindi dotato di attività osteogenica, cioè in grado di produrre nuovo tessuto osseo. A differenza del pericondrio, il periostio è saldamente àncorato al tessuto osseo tramite delle fibre, denominate fibre di Sharpey o fibre perforanti, le quali sono fibre collagene che non andranno mai incontro a mineralizzazione e servono ad àncorare saldamente il periostio agli strati più interni del tessuto osseo. Il periostio è assente nelle superfici articolari e nelle zone di inserzione dei tendini e dei legamenti. Nel tessuto osseo possiamo trovare un altro strato osteogenico denominato endostio a rivestire la cavità midollare e tutte le cavità vascolari, quindi questo lo troviamo prevalentemente nel tessuto osseo compatto. Abbiamo detto che esistono quattro tipi di cellule: CELLULE OSTEOPROGENITRICI o

103 PREOSTEOBLASTI, derivano dal mesenchima quindi sono le cosiddette cellule staminali, le quali si differenziano nelle cellule attive, cioè negli OSTEOBLASTI che producono la matrice ossea, la quale viene prodotta inizialmente come matrice organica e la chiameremo osteoide. Successivamente, su questa matrice organica si depositano i sali di calcio e diventa mineralizzata; quando diventa mineralizzata, le cellule che sono rimaste imbrigliate all'interno della matrice diventano OSTEOCITI. Quindi preosteoblasti, osteoblasti e osteociti non sono tre tipi di cellule diverse, ma tre momenti funzionali diversi dello stesso tipo cellulare. Invece, l'osteoclasto nasce nel midollo osseo, circola nel torrente circolatorio come monocito, passa nel tessuto osseo, assume una caratteristica funzione fagocitaria e divemta osteoclasto, quindi fa parte del sistema dei monociti macrofagi. Quindi l'osteoblasto è la cellula attiva perchè produce la matrice, l'osteoclasto al contrario è dotato di attività fagocitaria e degrada la matrice, per cui hanno un'azione antagonista. Andiamo ad analizzare individualmente i vari tipi di cellule: CELLULE PROGENITRICI o PREOSTEOBLASTI. Si tratta di cellule che si differenziano nell'ambito del mesenchima; sono delle cellule che si dividono attivamente, vanno incontro a divisioni mitotiche e da queste cellule derivano le cellule attive, cioè gli osteoblasti. La cellula osteoprogenitrice presenta forma fusata, nucleo centrale, quindi apparentemente sembra simile ad un fibroblasto. Ma se andiamo a studiarlo dal punto di vista strutturale, ci accorgiamo che la struttura è profondamente diversa perchè è profondamente diversa la funzion: la cellula osteoprogenitrice serve per produrre cellule cha andranno a produrre la matrice; al contrario il fibroblasto produce personalmente la matrice quindi la differenza è che la cellula progenitrice ha poco reticolo endoplasmatico rugoso, poco apparato del Golgi e molti ribosomi liberi, mentre il fibroblasto al contrario avevamo molto RER, molto apparato del Golgi, ecc.. Li troviamo localizzati nello strato interno del periostio e nello strato dell'endostio che va arivestire le superfici delle cavità midollari. Ne troviamo una maggiore quantità quando l'osso si sta accrescendo, ma ciò non significa che non li troviamo anche nell'adulto, perchè queste cellule possono entrare in funzione anche quando abbiamo una frattura o quando si deve costituire osso nuovo e allora queste cellule danno origine a nuovi osteoblasti che producono matrice. OSTEOBLASTI. Sono le cellule attive, responsabili della produzione della matrice organica e regolano la deposizione di quella inorganica. Si presentano come cellule voluminose, paffute e rigonfie quando sono attive e depongono costantemente nuova matrice, e cellule appiattite quando invece sono a riposo, inattivi, che non sono rimasti intrappolati all'interno della matrice, ma si dispongono lungo la superficie per cui vengono denominati cellule delimitanti l'osso. Quindi esiste una stretta correlazione tra la velocità di sintesi della matrice e il numero e il volume degli osteoblasti: cioè tanto più voluminosi e numerosi sono gli osteoblasti, tanto più matrice sarà prodotta; al contrario, in una fase di quiescenza in cui non stiamo producendo matrice, alcuni osteoblasti possono rimanere sulla superficie dell'osso e diventare quiescenti. Se andiamo a guardare al microscopio l'osteoblasto, vediamo che è una cellula voluminosa, presenta un nucleo che si trova generalmente alloggiato al lato opposto a dove si sta depositando la matric, profili di RER molto abbondanti, apparato del Golgi molto sviluppato da cui gemmano delle vescicole che poi ritroviamo all'esterno, per cui al solito, la fibrillogenesi inizia all'interno dell'osteoblasto ma si completa all'esterno. Quindi le funzioni degli osteoblasti sono: 1. sintetizzare e secernere costituenti organici della matrice ossea 2. presentano sulla loro superficie i recettori per il paratormone, l'ormone secreto dalle paratiroidi che viene rilasciato quando il livello del calcio si abbassa; quindi il PTH trova i suoi recettori sugli osteoblasti e blocca l'attività in maniera tale da non utilizzare calcio che abbasserebbe ulterioemente la calcemia, ma nello stesso tempo fa sì che questi osteoblasti producano dei fattori che vanno a stimolare gli osteoclasti, i quali iniziano a degradare la matrice e mettono in circolo ioni Ca. Alcuni osteoblasti possono non rimanere intrappolati all'interno della matrice, ma possono rimanere a delimitare la superficie dell'osso e le abbiamo chiamate cellule delimitanti l'osso; sono delle cellule quiescenti che però assomigliano alle cellule osteoprogenitrici, ma non lo sono perchè non si

104 possono dividere, però possono riacquisire la capacità di produrre nuovamente matrice, quindi dallo stao quiescente rientrare in una stato di attivazione, per cui costituisce una nuova fonte per depositare nuova matrice. OSTEOCITI. L'osteocito modifica la sua morfologia: comincia ad emettere numerosi prolungamenti, che si mettono in contatto con prolungamenti provenienti da altri osteociti e questo contatto è dato dalla presenza di giunzioni comunicanti. Siamo in una matrice mineralizzata e queste cellule hanno bisogno di nutrirsi; pur essendoci i vasi sanguigni, non ci può essere un vaso per ogni cellula, ma ci saranno cellule posizionate a notevole distanza dal vaso sanguigno e devono ricevere il nutrimento; per diffusione non possono riceverlo perchè la matrice è mineralizzata, quindi si viene a creare una network che mette in comunicazione le cellule più vicine ai vasi sanguigni con le cellule più lontane e tramite questo sistema di prolungamenti e di giunzioni comunicanti, le cellule più vicine pescano nei vasi sanguigni e procacciano il nutrimento e tramite questa rete lo passano alle cellule più lontane e in tal modo anche le cellule più distanti possono ricevere il nutrimento. L'osteocita è alloggiato all'interno di una lacuna scavata all'interno della matrice mineralizzata, è dotato di prolungamenti citoplasmatici che decorrono all'interno di canalicoli, non si può dividere perchè non c'è nessuna speranza di spostare le cellule (anche se si dividessero, rimarrebbero attaccate perchè spazio non ce n'è, c'è matrice mineralizzata) ma sono in grado di stimolare gli osteoblasti a produrre nuova matrice qualora ce ne fosse bisogno. OSTEOCLASTI. Appartengono ad una linea diversa: derivano dal midollo osseo, passano nel torrente circolatorio e giungono nel tessuto osseo. Sono dotati di numerosi lisosomi, che contengono enzimi litici, i quali rilasciano il loro materiale e degradano la matrice ossea. Generalmente sono alloggiati all'interno di lacune da essi stessi scavate, denominate fossette di Howship. Sono delle cellule molto voluminose e sono polinucleate, presentano una morfologia diversa a seconda del momento funzionale in cui si trovano. Sono cellule migranti che provengono dal torrente circolatorio, quando entrano nel tessuto osseo e non hanno ancora preso contatto con la superficie da degradare, sono dotati di pseudopodi lamellari che gli permettono di potersi muovere tranquillamente; questi pseudopodi sono sostenuti da microfilamenti che fanno parte del citoscheletro. Quando l'osteoclasto prende contatto con la superficie ossea, modifica la sua morfologia, retrae questi pseudopodi, assume una forma rotondeggiante e presenta numerose invaginazioni sulla sua superficie esterna, ma è ancora un osteoclasto non attivato. Nel momento in cui si attiva, si ha un'ulteriore modificazione: diventa polarizzato, cioè sposta tutti gli organuli citoplasmatici dal lato opposto a quello della superficie di adesione; quest'area dove si vanno a localizzare tutti gli organuli viene denominata zona basolaterale. La superficie opposta è quella con cui l'osteoclasto aderisce alla superficie ossea che dovrà essere degradata, la chiameremo zona apicale, ed è caratterizzata da un'ampia superficie di contatto delimitata alle due estremità da aree che contengono delle strutture particolari e sono chiamate podosomi. Questi podosomi li dobbiamo considerare come una sorta di ventosa che permettono a queste cellule di aderire; ogni podosomo è costituito da invaginazioni della membrana plasmatica che hanno all'interno dei fascetti di F-actina circondati da una guaina di vinculina che prende contatto con la talina. Queste aree si trovano alle due estremità dell'osteoclasto e delimitano una parte dell'osteoclasto che si ripiega su se stesso e dà origine ad un'area che viene denominata bordo a costituita da una porzione organica e una porzione inorganica (quando andiamo a degradare dobbiamo considerare entrambe), prima dobbiamo dissolvere la matrice inorganica e quando è stata smascherata la matrice organica, dovrà essere digerita anch'essa. Nel bordo a spazzola è presente una pompa protonica che rilascia ioni H+ in quest'area determinando un'area a ph molto basso, intorno a 4; quest'area viene poi colpita dagli enzimi rilasciati dai lisosomi, che si trovano nelle immediate vicinanze di questo bordo a spazzola, e questi degradano la matrice mineralizzata. A questo punto rimangono esposte le fibre collagene della matrice organica che vengono digerite da altri enzimi, quali per esempio la collagenasi. A questo punto, dopo che abbiamo degradato sia la componente organica che la componente inorganica, queste particelle vengono endocitate, cioè vengono trasportate all'interno dell'osteoclasto dove vengono

105 ulteriormente degradate e inviate nei capillari sanguigni, rialzando praticaticamente la calcemia dal momento che oltre alle altre sostanze stiamo inviando ioni Ca. Questi cambiamenti sono intercambiabili, cioè quando l'osteoclasto non è più attivo può benissimo ritornare alla sua forma non polarizzata e riamanere adeso limitatamente alla superficie ossea oppure addirittura può spostarsi per andare a colonizzare un'altra area da degradare. Ovviamente queste riorganizzazioni le possiamo riavere grazie a dei cambiamenti a livello degli elementi del citoscheletro che sono contenuti all'interno dell'osteoclasto. Quindi nell'osteoclasto abbiamo riconosciuto diverse zone: zona baso-laterale in cui sono presenti tutti gli organuli citoplasmatici; bordo a spazzola che è l'area delimitata dalla zona di adesione che possiamo chiamare zona chiara, in cui sono presenti i podosomi; la regione della superficie ossea delimitata dalla zona chiara la chiamiamo zona subosteoclastica, in cui giungeranno ioni H+ e quindi si formerà l'area a ph molto basso e sarà degradata; immediatamente sopra all'orlo a spazzola troviamo l'area delle vescicole, perchè sopra questo bordo ritroviamo i lisosomi che rilasciano le veschiche lisosomiali per andare a degradare la sottostante matrice, ma in questa stessa area giungeranno anche le vescicole che vengono endocitate dopo la degradazione della matrice, per cui quest'area sarà caratterizzata sia da vescicole di esocitosi, che contengono gli enzimi litici, sia di endocitosi, che contengono il materiale degradato dalla sottostante matrice ossea. La matrice extracellulare la possiamo dividere in due porzioni: componente organica e componente inorganica. La componente organica costituisce circa il 35% del peso secco, conferisce al tessuto osseo la resistenza alla trazione. È costituita dalla porzione fibrillare, data da collagene di tipo I, e sostanza amorfa costituita dai glicosaminoglicani (condroitinsolfati, cheratansolfato e acido ialuronico), proteoglicani e glicoproteine adesive (osteonectina che collega collagene, componente minerale e cellule poichè ha la funzione di raccordare tutti gli elementi presenti nel tessuto osseo; osteocalcina, che presenta elevata affinità per l'idrossiapatite quindi per legare il carbonato di calcio sulle fibre collagene; osteopontina e sialoproteina ossea servono invece per permettere quella adesione degli osteoclasti alla matrice ossea quando vengono attivati). La sostanza amorfa è responsabile dell'idratazione della matrice perchè anche se in minore quantitativo richiama acqua e permette l'assemblaggio delle fibre collagene in maniera tale che su queste fibre collagene andranno a depositarsi i sali di calcio, quando la matrice organica andrà incontro a mineralizzazione. La componente inorganica, al contrario, conferisce al tessuto durezza e rigidità, costituisce circa il 65% del peso secco, ma è influenzata molto dall'età e soprattutto dall'alimentazione dell'individuo. È data prevalentemente da fasfato e carbonato di calcio, che si organizzano a costituire dei cristalli che vengono denominati cristalli di idrossiapatite; questi cristalli si dispongono ordinatamente tra i fasci di fibre collagene quando avviene la mineralizzazione dell'osteoide (costituita soltanto da fibre collagene e sostanza fondamentale). ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DEL TESSUTO OSSEO. Il tessuto osseo lo troviamo organizzato sotto due forme: non lamellare e lamellare; in realtà, il tessuto maturo è tessuto osseo lamellare. I componenti del tessuto osseo lamellare e non lamellare sono esattamente uguali: cellule, fibre e matrice; ciò che cambia è la loro disposizione. Nel caso del tessuto osseo non lamellare, ne possiamo distinguere due tipi: a fibre parallele che ci interessa molto poco in quanto molto raramente lo si ritrova nei Mammiferi, e a fibre intrecciate, invece, rappresenta il tessuto osseo che costituisce lo scheletro definitivo negli Invertebrati; nel nostro caso, ci interessa perchè il primo tessuto osseo che viene deposto è propiro sotto tale forma. Quindi il tessuto osseo immaturo è organizzato in tessuto osseo non lamellare a fibre intrecciate; poi progressivamente viene rimpiazzato da tessuto osseo maturo che è il tessuto osseo lamellare. Il tessuto osseo non lamellare a fibre intrecciate nell'adulto lo possiamo trovare: a livello delle suture, in corrispondenza delle zone in cui il periostio si aggancia strettamente all'osso, a livello delle inserzioni dei tendini e dei legamenti, in prossimità delle superfici articolari e costituisce il cemento del dente. Tutto il resto del tessuto osseo non lamellare a fibre intrecciate viene sostituito da tessuto osseo lamellare, che è costituito da: fibre, cellule e matrice che si dispongono a costituire vari strati e quindi organizzato in lamelle. L'osso maturo ha questa particolare organizzazione. Qual è la struttura di base della

106 lamella? La struttura di base della lamella sono le fibre collagene di tipo I che decorrono parallele nell'ambito della stessa lamella con un medesimo orientamento, ma la lamella successiva è caratterizzata da fibre collagene che decorrono parallele con un orientamento diverso dalla lamella precedente. La fibra collagene dà resistenza alla trazione: se noi avessimo tutte le fibre collagene disposte con un singolo orientamento, noi saremmo in grado di resistere alla trazione soltanto da un'angolazione; avendole alternate, una con un orientamento e la successiva con orientamento diverso e così via, noi siamo in grado di sostenere forze provenienti da tutte le direzioni e nello stesso tempo stiamo alleggerendo l'osso. Quindi questa particolare organizzazione fornisce robustezza all'osso. Su queste lamelle (rappresentano la matrice organica, quindi osteoide), successivamente cominciano ad essere depositati, dopo una fase di maturazione, i fosfati di calcio: questi inizialmente sono tutti nicchie separate; successivamente con un'ulteriore maturazione, tutte queste nicchie si fondono tra di loro e danno origine a cristalli che vanno a mineralizzare ogni singola fibra. Quindi abbiamo ottenuto una lamella che non solo è resistente alla trazione, ma diventa anche dura perchè ci abbiamo messo sopra anche i sali di calcio; la lamella successiva avrà la disposizione opposta quindi abbiamo praticamente un'angolazione diametralmente opposta per cui stiamo avendo resistenza alla trazione e durezza contemporaneamente nell'ambito delle stesse strutture vicine su entrambe le direzioni. Se ipoteticamente noi potessimo distruggere solo la componente organica, quindi le fibre collagene, rimarrebbe solo la componente inorganica e il nostro osso manterrebbe la forma, le dimensioni originali, ma gli viene a mancare la resistenza alla trazione quindi diventa un tessuto osseo fragile; al contrario, se noi potessimo rimuovere soltanto la componente inorganica e lasciare solo quella organica, l'osso perde la durezza, perde la rigidità ma non perde la resistenza alla trazione diventa più flessibile ma resistente in tutti i casi perchè sono proprio le fibre collagene che gli conferisono la resistenza alla trazione. Ogni lamella è data da fibre collagene parallele con un orientamento diverso rispetto alla lamella contigua quindi possiamo affermare tranquillamente che la presenza della matrice organica costituita da fibre collagene di tipo I, la presenza della matrice inorganica che viene deposta su queste fibre collagene e la particolare architettura lamellare sono responsabili della caratteristica tipica del tessuto osseo: massima resistenza e durezza associata ad un minimo peso. In base a come queste lamelle si dispongono, noi distinguiamo: TESSUTO OSSEO SPUGNOSO e TESSUTO OSSEO COMPATTO. Se le lamelle si dispongono concentricamente intorno ad un canale vascolare, danno origine all'unità fondamentale che si ripete nel tessuto osseo compatto chiamata OSTEONE (quindi un osteone è dato da lamelle concentriche, circa 15/20 lamelle, che decorrono intorno ad un canale vascolare e caratterizzano il tessuto osseo compatto). Se invece le lamelle decorrono parallele tra di loro a costituire una trabecola e varie trabecole si intrecciano a delimitare delle cavità contenenti vasi sanguigni o tessuto emopoietico, danno origine al tessuto osseo spugnoso. Quindi: sistema lamellare presente in entrambi i tipi, lamelle costituite da fibre collagene parallele nell'ambito della stessa lamella con orientamento diverso tra una lamella e l'altra, su cui sono depositati i sali di calcio; le lamelle sono orientate concentricamente intorno ad un canale vascolare nel tessuto osseo compatto e la struttura che ne deriva è chiamata osteone, mentre sono disposte parallelamente a costituire la trabecola, trabecole che si intrecciano e delimitano delle cavità midollari nel caso del tessuto osseo spugnoso. L'osso compatto, dato che è organizzato in osteoni che decorrono in tutta la lunghezza e quindi le lamelle decorrono longitudinalmente, è molto più resistente alla compressione in senso longitudinale; se subiamo un trauma in senso trasversale si ha facilmente una frattura. Al contrario, se andiamo a guardare l'osso spugnoso, organizzato in trabecole che decorrono in tutte le direzioni, è chiaro che può sostenere pesi provenienti da più direzioni, non ha cavità centrali e quindi è maggiormente resistente. Il sistema osteoinico è costituito sa varie lamelle concentriche intorno ad un canale vascolare. Nell'ambito di queste lamelle ovviamente sono anche presenti gli osteociti che sono rimasti intrappolati e questi osteociti per poter andare a pescare all'interno del canale vascolare, hanno creato quel sistema di prolungamenti collegati per mezzo di giunzioni comunicanti in modo che le cellule più vicine ai vasi

107 sanguigni possono far arrivare le sostanze nutritizie fino alle porzioni più periferiche, alle cellule più lontane. Nel tessuto osseo compatto esistono due sistemi di canali vascolari: canale di Havers che ha un decorso lungitudinale, cioè parallelo all'asse lungo dell'osso, ed è il canale che rappresenta la componente centrale dell'osteone; canale di Volkmann che ha un decorso perpendicolare, rispetto al canale di Havers e anche rispetto alla diafisi. Quindi il tessuto osseo compatto è un tessuto compatto in cui sono presenti: soltanto alcuni spazi occupati dalle lacune ossee in cui sono presenti gli osteociti; canalicoli ossei in cui sono presenti i prolungamenti degli osteociti grazie ai quali prendono contatto con i due sistemi vascolari; canali di Havers a decorso longitudinale parallelo all'asse maggiore dell'osso; canali di Volkmann, perpendicolari, si connettono ai canali di Havers, si collegano ai canalicoli che incontrano e possono arrivare direttamente al canale midollare. Quindi le uniche aperture che noi troviamo nel tessuto osseo compatto sono date dalla sede di alloggiamento degli osteociti, dalla sede di alloggiamento dei loro prolungamenti e dai sistemi vascolari (canali di Havers e canali di Volkmann). Il sitema lamellare del tessuto osseo compatto risulta organizzato in maniera tale da poter abbinare al massimo la struttura e la funzione; oltre agli osteoni infatti nel tessuto osseo compatto ritroviamo altri sistemi lamellari. Immaginiamo di fare una sezione trasversale di una diafisi, procedendo dall'esterno verso l'interno: all'esterno abbiamo il periostio (tessuto connettivo costituito all'esterno da fibre e all'interno attività osteogenica); questo periostio si àncora tramite le fibre di Sharpey ad un sistema di lamelle concentriche che si estendono per tutto il diametro esterno della diafisi. Questo sistema di circa 8/10 lamelle si chiama SISTEMA CIRCONFERENZIALE ESTERNO. Poi abbiamo tutta la massa compatta che è costituita da osteoni, ognuno dei quali è dato da un canale di Havers con circa 15/20 lamelle concentriche; ma un osteone è rotondeggiante, quindi se noi lo affianchiamo ad un altro osteone, chiaramente rimangono degli spazi che sono riempiti dal cosiddetto SISTEMA INTERSTIZIALE, dato da riassorbimento di osteoni invecchiati. Procedendo verso la cavità midollare troviamo circa 2/3 lamelle che si estendono per tutto il diametro interno della diafisi che chiameremo SISTEMA CIRCONFERENZIALE INTERNO. A delimitare la cavità midollare, troviamo l'endostio. Come si forma la tipica struttura a lamelle concentriche dell'osteone? È un'azione combinata tra gli osteoclasti e gli osteoblasti. Gli osteoclasti scavano nell'ambito della matrice ossea; in questa cavità giungono vasi sanguigni e cellule mesenchimali. Le cellule mesenchimali si trasformano in cellule che producono osso, quindi in osteoblasti; gli osteoblasti iniziano a depositare nuova matrice dall'esterno verso l'interno, per cui la lamella più vicina al canale di Havers è quella di più recente deposizione, mentre quella più periferica è la più vecchia ed è anche la più mineralizzata, per questo motivo viene chiamata LINEA CEMENTANTE L'OSTEONE. Questo processo si verifica continuamente, è un continuo processo di rimodellamento per tutta la vita; è maggiormente presente negli adolescenti che si muovono più spesso, cha quindi vanno incontro a più stress e traumi meccanici, minori nell'anziano, ma è comunque presente. Tra un osteone e l'altro troviamo il sistema interstiziale a riempire gli spazi, sistema dato da processi di rimaneggiamento e quindi di riassorbimento di osteoni ormai invecchiati. L'osso spugnoso è costituito non più da lamelle disposte concentricamente intorno al canale vascolare, ma da lamelle che decorrono parallele tra di loro a costituire le trabecole, che intrecciandosi tra di loro delimitano cavità che accolgono il midollo. Questo significa che queste lamelle apparentemente hanno un decorso irregolare, sembrano distribuite in maniera disordinata; in realtà queste trabecole sono organizzate in maniera tale da rispondere alle sollecitazioni meccaniche che agiscono su quel segmento osseo quidni permettono di poter rispondere al meglio alle sollecitazioni cui quel segmento osseo è sottoposto. Non essendoci canali di Havers nè canali di Volkmann, gli osteociti per nutrirsi aprono i loro prolungamenti di comunicazione direttamente nel canale midollare. 7 maggio Ossificazione:

108 Andiamo adesso ad occuparci dei processi di ossificazione. Processi di ossificazione che iniziano all'interno del mesenchima e i primi eventi sono caratterizzati dal fatto che le cellule mesenchimali cominciano a proliferare e si arrestano. In questo mesenchima addensato sono due le possibilità che si possono verificare: o questo mesenchima addensato si differenzia in tessuto connettivo fibroso e nell'ambito di questo tessuto connettivo fibroso si differenzia direttamente tessuto osseo oppure nell'ambito del tessuto connettivo addensato differenziano delle cellule cartilaginee che danno origine ad un abbozzo cartilagineo e poi per sostituzione di questo abbozzo si formerà tessuto osseo. Quindi da quello che stiamo dicendo sono due le modalità di formazione del tessuto osseo: la prima modalità la chiamiamo ossificazione intramembranosa la seconda ossificazione endocondrale. Ossificazione intramembranosa, membranosa o meglio ancora diretta, che si verifica direttamente nell'ambito del mesenchima o passando attraverso una tappa intermedia di tessuto connettivo fibroso. Secondo tipo: ossificazione condrale o endocondrale o indiretta perché passa attraverso un modello cartilagineo intermedio. I due tipi di ossificazione riguardano ossa diverse. L'ossidazione diretta riguarda le ossa piatte della volta del cranio e della faccia, la mandibola e la clavicola. L'ossificazione endocondrale riguarda le ossa brevi e soprattutto le ossa lunghe degli arti; se vi ricordate noi abbiamo detto però che il primo osso che si forma è sempre un osso non lamellare, un osso immaturo. Quindi sia che si forma per ossificazione diretta che per ossificazione indiretta, il primo osso, l'osso immaturo è non lamellare. Tutti i tipi di ossa, sia l'osso membranoso sia l'osso condrale vanno incontro a un processo di rimaneggiamento osseo che lo porterà a diventare l'osso maturo di tipo lamellare, che può essere o spugnoso o compatto. Andiamo a vedere l'ossificazione intramembranosa., la quale si verifica all'interno del mesenchima (ricordiamoci che il mesenchima è un tessuto connettivo embrionale costituito da cellule di forma stellate immerse in un abbondante matrice extracellulare costituita prevalentemente da sostanza fondamentale). Il primo evento che caratterizza la formazione di tessuto osseo per ossificazione intramembranosa si verifica intorno all'ottava settimana di gravidanza, ed è dato dalla comparsa del centro di ossificazione. Il quale è caratterizzato dal fatto che le cellule mesenchimali si aggregano più vicine ritirano i loro prolungamenti, non sono più cellule stellate ma sono più voluminose e di forma rotondeggiante, ma soprattutto sono cellule che iniziano ad esprimere il fattore di trascrizione CBFA1, cioè sono cellule che si stanno differenziando per dare origine alle cellule del tessuto osseo, cioè agli osteoblasti. Sempre in quest'area che rappresenta il centro di ossificazione, oltre che l'addensamento delle cellule cominciano a comparire molti vasi., abbiamo detto che le cellule osteoprogenitrici per diventare osteoblasti hanno bisogno di vasi sanguigni, quindi aumentano nuovi vasi, poi queste cellule si dividono e quindi aumentano enormemente e soprattutto iniziano a fare il loro lavoro, cioè produrre fibre. Fibre che rappresentano la matrice organica del tessuto osseo, quindi stiamo iniziando a depositare osteoide. Questa prima comparsa di osteoide serve a queste cellule che si stanno differenziano in osteoblasti da supporto, infatti queste cellule si vanno a localizzare sul primo abbozzo di osteoide, disponendosi con aspetto simil-epiteliale: quindi queste cellule si dispongono a costituire uno strato di cellule a muto contatto. Queste cellule a muto contatto cominciano a depositare matrice ossea, sempre al di sopra di quella preesistente. Questo rappresenta l'inizio dell'ossificazione intramembranosa. Mentre queste cellule continuano ad apporre nuovi strati, si viene a formare un'impalcatura tridimensionale, questa impalcatura di osteoide risulta rivestita all'esterno sempre da nuovi osteoblasti, ma nel frattempo la matrice osteoide comincia a maturare, comincia ad andare incontro a mineralizzazione, per cui le cellule che sono rimaste intrappolate si trasformano in osteociti. Ha un aspetto piuttosto irregolare questa matrice che si sta disponendo, per cui si formano delle aree che rappresentano delle cavità, queste cavità sono occupate da cellule mesenchimali, da tessuto emopoietico, da vasi sanguigni, quindi hanno tutte le caratteristiche per

109 diventare le cavità midollari, quindi le chiamiamo cavità midollari primitive. Quindi l'osso sta continuando ad accrescersi verso l'esterno perchè lo apponiamo sulla superficie, continua ad accrescersi per osteoblasti disposti sulla superficie di queste spicole ossee, nel frattempo si formano queste cavità midollari primitive, man mano che andiamo in contro all'ossificazione, osteoblasti rimangono intrappolati e si trasformano in osteociti. Noi abbiamo detto che questo è il tessuto immaturo, quindi questo tessuto osseo deve andare incontro a rimaneggiamento e trasformarsi in tessuto osseo lamellare. Ma abbiamo anche detto un'altra cosa, che tutte le ossa sono caratterizzate, con percentuali diverse, sia da tessuto osseo compatto sia da tessuto osseo spugnoso. Abbiamo anche detto che questo tipo di ossificazione riguarda soprattutto le ossa della volta cranica (tavolati strati esterni, diploe strato interno). Quindi l'evoluzione di questo tessuto quale deve essere? Deve differenziarsi in quello che dovrà diventare tessuto osseo compatto cioè i tavolati, e in quello che dovrà rimanere tessuto osseo spugnoso cioè la diploe. Nel caso del tessuto osseo spugnoso noi dobbiamo soltanto sistemare, dal punto di vista delle lamelle, l'associazione delle lamelle che abbiamo detto è data da lamelle parallele che decorrono intorno a cavità che contengono il tessuto emopoietico. Praticamente questo è quello che si verifica, l'associazione delle lamelle parallele e lo trasformano in tessuto osseo spugnoso maturo. Per quanto riguarda i tavolati la situazione è un po' più complessa, perchè dobbiamo andare a riempire gli spazzi in cui c'erano cavità, quindi in questo caso è necessaria l'azione in collaborazione tra gli osteoblasti che continuano a produrre matrice in maniera da riempire gli spazi, e gli osteoclasti che vanno a sagomare le lamelle che si stanno formando in maniera tale da disporle concentricamente a costituire la struttura simil-osteoica che è caratteristica del tessuto osseo compatto. Quindi affinché si possa formare quest'osso definito è necessaria la collaborazione dei due tipi di cellule, osteoblasti ed osteoclasti. A concludere questa struttura che cosa abbiamo all'esterno? Periostio, che è costituito da cellule che anch'esse si differenziano dal mesenchima, quindi a rivestire la superficie di questo abbozzo di osso, si verranno a differenziare delle cellule a destino fibroblastico che andranno a rivestire questo abbozzo di osso che si sta formando e andranno a costituire il periostio. Quindi se noi vogliamo rivedere le tappe che contraddistinguono l'ossificazione intramembranosa quali sono? Nell'ambito del mesenchima differenziamento di cellule osteoprogentrici che diventano cellule osteoblastiche queste si differenziano nell'ambito del mesenchima, cioè del connettivo embrionale. Inizialmente ci sono gruppi di osteoblasti che iniziano a depositare una matrice non mineralizzata cioè l'osteoide, sull'osteoide si dispongono questi osteoblasti a mutuo contatto tra di loro, e continuano ad apporre dall'interno verso l'esterno nuova matrice ossea. Man mano abbiamo la mineralizzazione di questa matrice, le cellule che rimangono intrappolate si trasformano in osteociti e l'osso si accresce in direzione centrifuga. All'esterno di quest'osso, dopo che è avvenuto il rimaneggiamento, in maniera tale che la porzione destinata a diventare tessuto osseo si associa a costituire gli osteoni. la parte destinata a diventare tessuto osseo spugnoso si associa a costituire le lamelle parallele tra di loro, e si viene a formare il rivestimento esterno. Passiamo adesso ad occuparci dell'ossificazione ENDOCONDRALE. Ossificazione endocondrale che abbiamo anche definito indiretta, perchè passa attraverso un modello cartilagineo. Il primo evento abbiamo detto al solito che si verifica nel mesenchima, dove abbiamo un addensamento di cellule mensenchimali che in questo caso riprendono i fattori di crescita presenti che appartengono alla famiglia degli FGF e appartengono alla faglia delle proteine morfogenetiche dell'osso BMP, questi fattori di crescita fanno si che le cellule mesenchimali si differenzino in senso cartilagineo. Queste cellule cartilaginee cominciano a produrre matrice in maniera tale da dare origine a un abbozzo di osso cartilagineo che rappresenta in miniatura l'osso che si dovrà formare. Quindi è un osso che dovrà crescere in lunghezza, e in spessore, generalmente l'accrescimento in lunghezza è dovuto a un accrescimento di tipo interstiziale,

110 l'accrescimento in larghezza è dovuto ad apposizione di nuova matrice. Andiamo a vedere nelle linee generali in cosa consiste questo processo di ossificazione, poi scenderemo nei particolari. Abbiamo detto che tutto ha inizio da un abbozzo cartilagineo, se c'è l'abbozzo cartilagineo ovviamente abbiamo il rivestimento connettivale che è il pericondrio. Questo tipo di ossificazione è specifica per le ossa lunga e brevi, la descriviamo per le ossa lunghe perchè più facile da rappresentare, ma lo stesso processo si verifica anche nelle ossa brevi. Il primo inizio di ossificazione, si verifica nella zona centrale della diafisi, in quest'area si verificano contemporaneamente due eventi. Un evento che riguarda la periferia della diafisi, un evento che riguarda effettivamente la cartilagine. Quello che riguarda la periferia ovviamente riguarda il pericondrio, pericondrio che abbiamo detto era costituito da uno strato interno condrogenico, al livello della zona centrale della diafisi nel pericondrio le cellule anziché differenziarsi in condroblasti si differenziano in osteoblasti e iniziano a produrre matrice ossea. Questo processo che inizia nella zona centrale della diafisi prosegue sia in direzione prossimale che distale, e provvederà ad apporre nuova matrice ossea sempre a partire dal pericondrio per tutto l'accrescimento dell'osso. Se noi lo apponiamo dall'esterno che cosa stiamo determinando? Un ingrossamento dell'osso, quindi stiamo dicendo che l'aumento in spessore dell'osso con la cartilagine non ha nulla a che vedere ed è un processo di ossificazione intramembranosa a partire dal pericondrio. Quindi il processo di accrescimento in spessore dell'osso si sta verificando a spese del pericondrio. All'interno della diafisi, della zona centrale della diafisi, cominciano degli ampliamenti a carico della cartilagine che porteranno alla formazione del centro di ossificazione primario. Quindi all'esterno l'osso sta crescendo a partire dal pericondrio all'interno osso si sta formando per sostituzione di cartilagine. Successivamente all'interno di questa cartilagine modificata, penetreranno vasi sanguigni che ovviamente porteranno alla degenerazione della cartilagine e formazione di tessuto osseo. Quello che mi interessa in questo momento è che vi rendiate conto che quando noi parliamo di ossificazione endocondrale non stiamo parlando solo di ossifcazione che si verifica a carico della cartilagine, ma abbiamo abbinata anche un'ossificazione che avviene a partire dal pericondrio, che è simile in tutto e per tutto all'ossificazione intramembranosa, inoltre fino adesso abbiamo parlato solo della diafisi, perchè l'epifisi verrà coinvolta in un secondo momento. Quindi se qualcuno vi domanda l'ossificazione endocondrale la prima cosa che bisogna dire è che dobbiamo stabilire tre momenti diversi: 1 momento riguarda il centro della diafisi con due processi contemporanei, uno a carico del pericondrio uno a carico della cartilagine; il terzo momento verrà più tardivamente adesso lo vedremo, riguarderà le epifisi. Questa è l'introduzione. Andiamo a guardare come si forma l'osso che in fondo sarà l'osso che andrà a rivestire l'esterno della diafisi, che osso è? Osso compatto, quindi l'osso compatto della diafisi non si formerà per vera ossificazione endocondrale ma esclusivamente a partire dal pericondrio. Quindi la prima tappa qual'è? Cellule dello strato interno del pericondrio si differenziano in osteoblasti in risposta a fattori di crescita presenti nell'ambiente. Questi osteoblasti iniziano a depositare matrice ossea, prima si forma l'osteoide, successivamente va incontro a mineralizzazione, quindi è un piccolo/finto/fitto (non si capisce bene 29:20) di ossificazione intramembranosa, che inizia nella zona centrale della diafisi e procede sia in senso prossimale sia in senso distale. Nel momento in cui si è accolta la prima matrice ossea ovviamente non possiamo più parlare di pericondrio ma di periostio, ma il periostio ha le stesse caratteristiche che abbiamo detto cioè lo strato interno ha un'azione condrogenica o osteogenica quindi continuerà per tutto il periodo dell'accrescimento a dare origine a questo manicotto osseo, apponendo dall'esterno matrice ossea, questo determina l'accrescimento in spessore dell'osso che si sta formando. Andiamo a vedere che cosa sta succedendo all'interno! All'interno noi abbiamo l'abbozzo cartilagineo, e nella zona centrale della diafisi compare il centro di ossificazione primario, questo è caratterizzato dal fatto che le cellule cartilaginee proliferano, le cellule cartilaginee diventano ipertrofiche perchè accumulano al

111 loro interno delle gocciole di glicogeno, se le cellule aumentano e diventano più voluminose che cosa si deve ridurre? La matrice! Quindi questo processo sta determinando una riduzione della matrice cartilaginea a spese di queste cellule. Matrice cartilaginea che mentre si verificano questi eventi viene rivestita, calcificata per deposizione di sali di calcio. In questa fase noi stiamo avendo una matrice che si riduce e che nello stesso tempo sta calcificando. Le cellule che sono all'interno di questa matrice continuano a produrre matrice, ma lo fanno cambiando la modalità di produzione, questi condrociti cominciano a produrre collagene di tipo X anziché di tipo II ma soprattutto iniziano a produrre un fattore angiogenico che è chiamato DEGF, un fattore angiogenico che cosa può fare? Richiamare vasi sanguigni, che normalmente nella cartilagine non devono esserci, vasi sanguigni che nel momento in cui giungono nella cartilagine portano con se cellule mesenchimali che dovrebbero differenziarsi in condroblasti ma trovano un ambiente ricco di vasi sanguigni e quindi si differenzieranno in senso osteogenico; vasi sanguigni che portano con se anche dei segnali, i quali portano alla morte per apoptosi delle cellule cartilaginee. D'altro canto queste cellule cartilaginee sono intrappolate all'interno di una matrice che è calcificata, quindi se è calcificata non può diffondersi liberamente, sono cellule che scarseggiano di nutrimento, quindi stanno già andando incontro a morte perchè ricevono poco nutrimento, contemporaneamente arrivano questi segnali di morte cellulari per apoptosi, quindi che cosa sta rimanendo l'interno della diafisi, esclusivamente i setti di matrice calcificata, perchè tra i setti le cellule non ci sono più. Quindi stanno rimanendo semplicemente i setti di matrice calcificata, che delimitano delle cavità che erano le vecchie lacune delle cellule che adesso non ospitano più cellule ma praticamente all'interno di queste sono arrivate tutte le cellule mesenchimali assieme ai vasi sanguigni, quindi si stanno trasformando in cavità midollari primitive. Questo processo che è iniziato dalla zona centrale della diafisi sta proseguendo sia in senso prossimale che distale. Questi setti cartilaginei serviranno agli osteoblasti che si stanno differenziando dalle cellule osteoprogenitrici arrivati con i vasi sanguigni da supporto per poter iniziare a depositare una matrice. Quindi la prima matrice ossea, all'interno della diafisi viene depositata, sulla superficie della cartilagine calcificata, prima matrice ossea che ricordiamoci è non mineralizzata quindi la primissima parte all'interno della diafisi è data da matrice non mineralizzata, osteoide, deposta su una struttura interna che è data da cartilagine calcificata. Al solito gli osteoblasti per fare questo rivestono i setti di cartilagine calcificata disponendosi a muto contatto tra di loro. Se noi andiamo a guardare un preparato in questa fase che cosa vediamo? Osteoblasti alla periferia, matrice sotto, sotto abbiamo una matrice più mineralizzata in cui sono rimasti intrappolate alcune cellule che si sono trasformate in osteociti, e la zona centrale è cartilagine calcificata, e noi la riconosciamo subito perchè ha un'affinità per i coloranti diversa. Ricordiamoci che è costituita da fibre collagene diverse. Quindi ricordiamoci che il primo osso è costituito da cartilagine calcificata all'interno e da osteoblasti che si depositano alla periferia. Questo processo continua su tutta la superficie della diafisi, ma man mano che si sta formando questo tessuto osseo è destinato ad essere riassorbito, d'altro canto assieme ai vasi sanguigni sono arrivati come sempre i macrofagi che a contatto con la cartilagine sono diventati condroclasti, a contatto con il tessuto osseo sono diventati osteoclasti. Quindi l'attività di questi macrofagi è quella di andare a rimuovere questo tessuto osseo che si sta formando, di cui rimarrà soltanto un sottilissimo strato attaccato al futuro osso che si sta attaccando all'esterno, il periostio, che è lo strato di tessuto osseo spugnoso che delimita la cavità midollare. Quindi noi in questo processo stiamo formando osso ma nello stesso lo stiamo riassorbendo. Ma mentre si riassorbe nella zona centrale l'osso continua ad avanzare in direzione delle due epifisi. Quest'osso che viene riassorbito ad opera degli osteoblasti e dei condroblasti per rimuovere la cartilagine, e rimane un sottile strato alla periferia interna della diafisi a delimitare la cavità midollare. Quindi noi che cosa stiamo creando? all'interno della diafisi stiamo formando un osso immaturo che chiamiamo osso corticale, che sta praticamente occupando tutta la diafisi, man mano che si forma quest'osso viene riassorbito però noi stiamo portando cartilagine verso le due epifisi. I vasi sanguigni che erano penetrati si associano e danno origine ad un'unica arteria che è l'arteria nutritizia dell'osso che si

112 divide in due porzioni, una prossimale e l'altra distale. Più tardivamente nelle epifisi compaiono i centri di ossificazione secondari, il momento esatto cambia a seconda dell'osso considerato, generalmente i centri di ossificazione secondari compaiono poco prima della nascita o subito dopo la nascita. Ma ripeto il momento esatto cambia a secondo del tipo di osso e nello stesso osso può esserci differenza tra le due epifisi. L'ossificazione a spese della cartilagine nel centro diafisario porterà alla formazione di un osso transitorio, di un osso corticale che verrà poi riassorbito per lasciare uno spazio all'interno della diafisi che è la formazione della cavità midollare centrale. Ma allora perché lo formiamo se poi lo dobbiamo togliere? Intanto dobbiamo andare a rimuovere la cartilagine che si era formata ma poi questo ci serve per permettere l'accrescimento in lunghezza del nostro osso. Come avviene l'accrescimento? Se noi andiamo a guardare la zona di confine tra l'epifisi e la diafisi vi è una zona che viene chiamata cartilagine di coniugazione, questa cartilagine di coniugazione è caratterizzata dal fatto che dal alto rivolto verso l'epifisi è cartilagine che si accresce, dal lato rivolto verso la diafisi è cartilagine che si sta ossificando. E' chiaro che se i due processi vanno di pari passo, noi stiamo creando un allungamento dell'osso. Nel momento in cui i due processi non vanno di pari passo oppure l'accrescimento interstiziale si arresta è chiaro che la cartilagine di coniugazione diventerà tutta osso e l'osso non cresce più. Noi stavamo dicendo che al livello dell'epifisi comparirà il centro di ossificazione secondario che nelle linee generali sarà simile, però avrà una caratteristica particolare l'osso non si formerà sulla superficie esterna, all'esterno l'epifisi rimarrà cartilaginea e darà origine alla cosiddetta cartilagine articolare che non ossificherà mai. Quindi il destino della cartilagine nell'abbozzo cartilagineo sarà quello di scomparire tutta tranne che sulle superfici esterne delle diafisi in cui darà origine alla cartilagine articolare e, sino a quando c'è sviluppo, sul lato epifisario della cartilagine di coniugazione. Se noi andiamo a guardare questa cartilagine epifisaria ci accorgiamo che le cellule sono disposte in maniera differente tanto che noi possiamo riconoscere varie zone. Se andiamo a guardare questa cartilagine dal lato rivolto verso l'epifisi al lato rivolto verso la diafisi, noi ritroviamo un primo strato che noi chiamiamo zona della cartilagine a riposo subito dopo troviamo zona della cartilagine proliferativa, ancora sotto zona della cartilagine ipertrofica, sotto ancora zona della cartilagine calcificata. Andiamo a vedere le caratteristiche di queste cellule. Il primo strato è costituito da cellule che sono prive di qualsiasi attività di proliferazione, le definiamo "a riposo". Immediatamente sotto abbiamo lo strato della cartilagine proliferativa; come abbiamo detto che si divideva la cartilagine? Per apposizione o interstiziale, in questo caso si accresce per accrescimento interstiziale perché non abbiamo pericondrio. In che cosa consisteva l'accrescimento interstiziale? Che le cellule, in condrociti, che erano all'interno delle lacune si dividevano e davano origine ai gruppi isogeni, anche qui danno origine ai gruppi isogeni, ma qui i gruppi isogeni si dispongono in file longitudinali, e perché? Primo motivo è che i piani di divisione sono longitudinali all'asse lungo, ma il secondo motivo è che l'osso periostale che sta accrescendo ai lati non può permettere un allargamento delle cellule nelle tre dimensioni, perché comprime dall'esterno, e comprime le cellule in file longitudinali. D'altro canto questo ci fa solo comodo perché allunghiamo l'osso solo in lunghezza!! Questo gruppo della cartilagine in proliferazione lo chiamiamo anche strato della cartilagine seriata. Considerate che questo cellule stanno continuando a produrre collagene di tipo secondo e undicesimo abbinato a proteine tipiche della matrice cartilaginea. Al di sotto di questa cartilagine seriata troviamo la cartilagine che sta incominciando "a dare i numeri" e diventare ipertrofica. Le cellule stanno cominciando ad ampliarsi a spese della matrice perché le cellule stanno incominciando ad accumulare glicogeno e a diventare voluminose soprattutto stanno iniziando a produrre collagene di tipo X e soprattutto BEGF cioè stanno incominciando a richiamare vasi sanguigni. Quindi immediatamente sotto abbiamo la cartilagine in cui i setti di matrice vanno incontro a calcificazione e se continuiamo ancora, oltre lo strato a riposo, oltre lo strato proliferativo, oltre lo strato ipertrofico e quello di calcificazione arriviamo a quella zona in cui inizia deposizione di osso.

113 Ossificazione epifisaria. Abbiamo detto che è quasi del tutto simile, inizia più tardivamente! Le tappe sono uguali: proliferazione dei condrociti, ipertrofia delle cellule cartilaginee, allargamento delle lacune, confluenza delle lacune, calcificazione e regressione della matrice cartilaginea, invasione nelle cavità da parte dei vasi sanguini e quindi tessuto osteogenico, deposizione di tessuto osseo. Però non c'è il manicotto osseo! Il pericondrio non sta dando origine a tessuto osseo perché all'esterno la cartilagine rimane tale e quale e da origine a cartilagine articolare. In aggiunta, l'osso che si è formato anziché andare incontro a regressione come è avvenuto nella diafisi qui non deve dare origine alla cavità midollare, ma anzi deve trasformarsi in osso maturo spugnoso. Quindi andrà incontro praticamente a formazione di osso maturo di tipo lamellare di tipo spugnoso. Ossificazione della diafisi e dell'epifisi sono simili, ma presentano delle differenze, prima fra tutte non c'è il manicotto osseo nell'epifisi. Nella diafisi la cartilagine si accresce per accrescimento interstiziale, in cui le cellule si distribuiscono longitudinali (all'esterno c'è il manicotto osseo), al contrario nell'epifisi è sempre di tipo interstiziale ma non c'è il manicotto osseo quindi le cellule che si dividono si andranno a distribuire normalmente in gruppi o nidi, d'altro canto l'epifisi deve accrescersi in tutte le dimensioni. Le trabercole ossee che si formano nell'epifisi vengono conservate e diventano trabercole ossee di tessuto osseo spugnoso. Nella diafisi non rimangono, vengono riassorbite, rimane soltanto un sottile strato di cellule a delimitare la cavità midollare. La cartilagine al livello dell'epifisi abbiamo detto rimane il rivestimento esterno su tutta l'epifisi che costituisce la cosiddetta cartilagine articolare che non ossificherà mai; la porzione della cartilagine di coniugazione rivolta verso l'epifisi rimarrà fino a quando l'osso cresce. Velocità di ossificazione la diafisi ossifica molto più velocemente e molto più prematuramente rispetto all'epifisi; l'epifisi ossifica più lentamente e nello stesso tempo il suo processo di ossificazione inizia anche più tardivamente cioè nella vita post-natale. L'ossificazione endocondrale porta a un aumento dell'osso in lunghezza e in diametro. L'aumento in lunghezza è determinato dalla cartilagine articlare che ha un versante cartilagineo che si accresce per accrescimento interstiziale dal lato dell'epifisi; un versante costituito da tessuto osseo che cresce dal lato della diafisi. L'accrescimento in spessore dell'osso è invece di derivazione dal periostio, questo significa che l'ossificazione endocondrale prevede due tipi di ossificazione: ossificazione intramembranosa per l'accrescimento in diametro, ossificazione vera e propria endocondrale per l'accrescimento in lunghezza. Ricordiamoci che l'accrescimento endocondrale serve anche per la formazione del canale midollare. Il tessuto osseo ovviamente, ha bisogno, man mano che si forma, di un continuo rimodellamento, che consiste nella deposizione di nuove matrice ossea da parte degli osteoblasti coordinata con l'attività di degradazione degli osteoclasti. Quali sono i casi in cui è necessario il rimodellamento? Noi abbiamo detto che l'osso si allunga e quindi si allontana la distanza tra l'epifisi e la diafisi ma l'osso che si va formando non si ricorda della sbarratura che c'è tra l'epifisi e la diafisi. (vedi disegno nelle slides o nel rosati a pagina 453 figura 17.50) Quindi il rimodellamento osseo consiste in un azione combinata tra gli osteoblasti che producono nuova matrice e gli osteoclasti che invece la rimuovono. Questo processo di rimodellamento dura per tutta la vita ed è molto più sviluppato negli adolescenti ed è circa 250 volte superiore rispetto a quello dell'adulto, ma questo non significa che nell'adulto non ci sia, poiché numerosi fattori entrano in gioco: contrazioni muscolari, movimenti del corpo, aumenti di peso, variazioni ormonali, fattori di crescita, influenzano il rimodellamento osseo. Quindi con il termine omeostasi scheletrica noi stiano ad indicare l'equilibrio che si viene a stabilire per tutta la vita tra la struttura e l'architettura dell'osso da una parte e gli stimoli e le sollecitazioni meccaniche dall'altra parte. Noi abbiamo detto all'inizio che il tessuto osseo è un tessuto plastico e che è anche il deposito dei nostri sali minerali. E' plastico perché questi sali minerali possono essere assunti dal tessuto osseo ma possono essere anche rilasciati,quindi parleremo di omeostasi minerale per indicare l'equilibrio che si viene a creare tra l'organismo e la concentrazione ematica dei sali minerali. Ricordiamoci che abbiamo detto anche che il

114 calcio trova il suo massimo deposito proprio nel tessuto osseo. Tessuto osseo che deve far si che il calcio si mantenga ad una concentrazione costante al livello del nostro sangue circolante. La concentrazione è all'incirca di 7-8 mg / 100 ml. Anche se questa concertazione è tanto bassa questo calcio è indispensabile per tutte le funzioni del nostro corpo. Alcune delle più importanti sono: Contrazione muscolare Secrezione Coagulazione Mitosi Trasmissione sinaptica Fecondazione Ricordiamoci che il mantenimento del livello del calcio è gestito dai due ormoni antagonisti, paratormone rilasciato dalle cellule principali delle paratiroidi nel momento in cui i livelli del calcio si abbassano, ricordiamoci che agiscono sugli osteoblasti che hanno i recettori specifici per il paratormone, che vengono bloccati, ma gli osteoblasti rispondono rilasciando dei fattori che vanno ad attivare l'attività degradativa degli osteoclasti, ricordiamoci anche che il paratormone agisce anche ad altri livelli e cioè praticamente agisce col riassorbimento del calcio a livello intestinale mediante la vitamina D3 1,25 diidrossicalciferolo e agisce anche a livello renale evitando un'eccessiva perdita dei sali di calcio. Quando i livelli di calcio si elevano intervengono le cellule parafollicolari della tiroide e secernono la ossitocina che svolge l'azione opposta: va a bloccare l'attività degli osteoclasti e vanno a stimolare gli osteoblasti. Anche in condizioni normali tutto il nostro organismo è periodicamente sottoposto all'alternanza di questi due ormoni al prevalere del paratormone sulla calcitonina e viceversa. Come vedremo, questa correlazione esistente tra cellule C e tessuto osseo inizia già durante la vita embrionale infatti le paratiroidi le cellule parafollicolari C della tiroide e il tessuto osseo si formeranno nello stesso periodo. Ciò significa che il feto ha un'omeostasi indipendente dal feto della madre. Un ruolo ancora importante è svolto oltre che dal paratormone e dalla calcitonina anche da androgeni ed estrogeni, un ruolo altrettanto importante è svolto dalle vitamine e in modo particolare dalla vitamina D che ricordiamoci viene attivata attraverso i raggi UV attraverso la cute. Il tessuto osseo nonostante sia un tessuto molto resistente, come tutti gli altri tessuti può andare incontro a frattura. La riparazione del tessuto osseo inizia esattamente come si verifica negli altri tessuti cioè mediante formazione di un tessuto connettivo lasso che chiamiamo tessuto di granulazione. Questo tessuto di granulazione è costituito da un coagulo di sangue all'interno del quale sono presenti macrofagi che iniziano a rimuovere tutti i detriti cellulari; fibroblasti e capillari proliferanti. Nell'ambito di questo tessuto di granulazione si verificherà un ulteriore cambiamento in cui parte del tessuto connettivo diventerà tessuto connettivo fibroso, parte si trasformerà in cartilagine ialina. Questi due tessuti, tessuto connettivo fibroso e cartilagine ialina andranno a costituire il cosiddetto callo fibro-cartilagineo che mette in comunicazione i due monconi di tessuto osseo. Attenzione, questo callo si forma sia che si tratti di una fattore composta che scomposta. Quindi è fondamentale andare a verificare l'allineamento dei due monconi perché altrimenti il callo si forma in maniera anomala. Questo è il callo fibrocartilagineo. Il periostio, proprio in questo caso, comincia a far si che le sue cellule osteoprogenitrici si differenzino in osteoblasti, che iniziano a produrre matrice ossea. Ovviamente stiamo partendo dal periostio quindi è un'ossificazione di tipo intramembranosa. Ma noi non abbiamo solo il periostio, abbiamo anche un altro strato osteogenico, cioè l'endostio, e quindi contemporaneamente si forma tessuto osseo per ossificazione intramembranosa anche

115 a partire dall'endostio. A questo punto rami di tessuto osseo penetrano nel callo fibrocartilagineo dove trovano cartilagine, e ne determinano l'ossificazione, quindi questo callo fibro cartilagineo rappresenterà il modello che verrà ossificato per ossificazione endocondrale. Nel momento in cui questo callo fibro cartilagineo sarà andato incontro ad ossificazione diventa callo osseo. Il callo osseo determina il ricongiungimento definitivo dei due monconi, chiaramente il tessuto osseo è sempre quello immaturo, quindi andrà incontro a maturazione, e a questo punto verrà rimosso quel callo che si era formato all'esterno e verrà riassunta la morfologia tipica dell'osso. Perché si verifichi questo processo è necessario che passino dalle 6 alle 12 settimane a seconda del tipo di frattura. L'apparato scheletrico, di cui andremo ad occuparci, è costituito da tessuti connettivi specializzati, ovvero cartilagine e tessuto osseo. Lo possiamo suddividere in due porzioni: scheletro assile e scheletro appendicolare. Lo scheletro assile risulta costituito da cranio e gabbia toracica. Lo scheletro appendicolare è costituito dal cingolo e dagli arti. Il cranio a sua volta lo suddiviamo in due porzioni: il neurocranio che è quello che avvolge l'encefalo, e lo splancnocranio o cranio viscerale o scheletro della faccia. La gabbia toracica è suddivisibile in 3 porzioni: vertebre, coste, sterno. Lo scheletro appendicolare lo suddividiamo nel cingolo e negli arti. I cingolo sono due, quello toracico e quello pelvico. Gli arti sono costituiti principalmente da ossa lunghe. Tutte e due le strutture, scheletro assile e appendicolare sono formate da ossa che derivano o per ossificazione intramembranosa o per ossificazione endocondrale. Quindi possiamo avere sia ossa membranose sia ossa endocondrali. Ma ricordiamoci che tutte e due poi vanno in contro a rimaneggiamento per diventare ossa mature. Quando parliamo di apparato scheletrico il tessuto di origine è sempre il mesoderma. Nel caso dello scheletro assile, esso si forma a partire dal mesoderma parassiale, cioè quella porzione di mesoderma che si viene a formare ai due lati della colonna vertebrale, e da cellule derivate dalle creste neurali. Per quanto riguarda lo sviluppi degli arti, il mesoderma indicato è il mesoderma laterale, che si delamina in due porzioni, somatopleura e splancopleura, e gli arti derivano dalla somatopleura. Il primo evento importane ricordiamoci che è la notocorda, che si formava dall'invaginazione delle cellule dell'epiblasto durante la terza settimana di sviluppo, cellule dell'epiblasto che si invaginavano attraverso il nodo di Hensen e si dirigeva in linea retta verso la membrana buco faringea. La notocorda è un cordone di cellule mesodermiche ma passa attraverso degli stadi intermedi: il primo stadio è quello di canale cordale, la seconda fase è data dal fatto che le cellule di questo canale cordale pigliano contatto con il sottostante ectoderma si aprono e costituiscono la cosiddetta placca cordale, il contatto con l'endoderma determina una delaminazione dell'endoderma che determina un'apertura transitoria e unica in tutta la nostra storia tra l'amnios che sta sopra e l'amnios vitellino che sta sotto, canale che prende il nome di canale neuroenterico. La fase successiva è che questa placca neurocordale prolifera, si ripiega su se stessa, da origine al cordone, si stacca dall'endoderma, l'endoderma si riscostruisce e la noto corda occupa tutto la spazio che va dalla membrana faringea al nodo di Hensen. Ricordiamoci che per riempire questo spazio non lo fa contemporaneamente, ma attraverso questi stadi che iniziano dalla porzione più craniale verso la porzione caudale. Il tratto compreso tra la membrana bucofaringea e il nodo di Hensen viene riempito nell'arco della terza settimana, ma il processo non è finito! Ricordiamoci che l'embrione cresce e la linea primitiva e il nodo di Hensen regrediscono verso la membrana cloacale, quindi per riempire tutto lo spazio dalla membrana bucofaringea alla membrana cloacale impieghiamo tutta la quarta settimana. A quel punto linea primitiva e nodo di Hensen scompaiono e la noto corda occupa tutto lo spazio. Notocorda che rappresenta il primo asse madiale dell'embrione, invia segnali all'ectoderma sovrastante e fa differenziare l'ectoderma in ectoderma a destino nervoso, ma soprattutto invia segnali al mesoderma parassiale in maniera tale che nell'ambito del mesoderma parassiale si determini una porzione specificatamente specializzata nello sviluppo dell'apparato scheletrico, che chiameremo sclerotomo. Quindi 5 porzioni di

116 mesoderma: due cordoni ai lati della nota corda che si sono formati per invaginazione delle cellule del epiblasto nel tratto della linea primitva più vicina al nodo di Hensen, che sono piuttosto spessi e costituiscono il mesoderma parassiale; ai lati del mesoderma parassiale, le cellule che si sono invaginate nel tratto centrale della linea primitiva si portano ai lati del mesoderma parassiale e danno origine a due cordoncini meno spessi che costituiscono il cosiddetto mesoderma intermedio, da questo si formerà l'apparato urogenitale; l'ultimo tratto è un mesoderma piatto laterale, che tra il diciottesimo giorno viene invaso da alcune lacune che portano alla separazione del mesoderma laterale, col ripiegamento dell'embrione questo mesoderma si separa, una parte rimane attaccata all'ectoderma ed è quello che si chiama somatopleura, una parte rimane attaccata all'endoderma che sta sotto e lo chiameremo splancnopleura. Ricordiamoci che qui abbiamo il mesoderma extra embrionale che avvolge cavità amniotica sopra e sacco vitellino sotto. Quindi questo queste porzioni di mesoderma laterale si continuano con il mesoderma extraembrionale che sta ai lati. (8 maggio) APPARATO SCHELETRICO Tutto l apparato scheletrico deriva dal mesoderma, esistono vari porzioni del mesoderma: notocorda, mesoderma parassiale che è quello che serve per lo sviluppo dell apparato scheletrico, mesoderma intermedio e mesoderma laterale la cui parte che rimane attaccata all ectoderma e che costituisce il mesoderma somatico rientra nello sviluppo dell apparato scheletrico. MESODERMA PARASSIALE È costituito da due cordoni di cellule che decorrono su entrambi i lati della notocorda, questo mesoderma parassiale già durante la 3 settimana va incontro ad evoluzione e si organizza a costituire degli addensamenti di cellule che rimangono tutti collegati tra di loro. Ogni addensamento di cellula è detto SOMITOMERO. Questi somitomeri si originano a partire dalla regione craniale a 3-4 al giorno per circa 10 giorni per cui si vengono a formare 49 coppie di somitomeri successivamente questo mesoderma parassiale va incontro ad ulteriore evoluzione ad eccezione dei primi 7 somitomeri tutti gli altri si suddividono in blocchi di cellule mesodermiche che chiameremo SOMITI. Questi somiti iniziano a dividersi dalla porzione craniale a quella caudale, anche questo processo non avviene simultaneamente in tutto il mesoderma, la segmentazione di questi somiti avviene contemporaneamente a tutti gli altri eventi morfogenetici che si verificano nello stesso periodo per cui l inizio della formazione dei somiti è altamente specie-specifico nel senso che la formazione del 1 somito in ogni specie è tipica del suo sviluppo, nella specie umana il primo somite appare al 20 giorno. Allora abbiamo 49 coppie di somitomeri di cui 7 non si dividono per cui 49-7 dovremmo avere 42 coppie di somiti in realtà gli ultimi 5 degenerano e quindi abbiamo 37 coppie di somiti di cui abbiamo 4 occipitali, 8 cervicali, 12 toracici, 12 lombari, 5 sacrali, 3 coccigei. Per cui il mesoderma parassiale è passato prima allo stadio di 49 coppie di somitomeri poi allo stadio di 7 somitomeri e 37 coppie di somiti. Al M.E. vediamo il mesoderma parassiale ai lati della notocorda ma la notocorda non la vediamo perché la notocorda va a stimolare l ectoderma che gli sta sopra che si è differenziato in ectoderma a destino nervoso per cui la notocorda è coperta dal tubo neurale che è praticamente la porzione di ectoderma che si è differenziata in neuroectoderma. I somiti si stanno dividendo nella porzione più craniale ma nella porzione più periferica ancora la suddivisione non è arrivata infatti ci sono i somitomeri che sono un ammasso di cellule che ancora non si è diviso per cui la divisione procede dalla regione craniale in direzione caudale. Il somite va incontro a ulteriore divisione, all interno del somite compare una cavità,

117 cavità che chiameremo MIOCELE O SOMITO MIOCELE. All interno di questa cavità sarà presente del tessuto connettivo embrionale cioè del mesenchima ma la comparsa del miocele o somito miocele crea nellambito del somite una suddivisione delle cellule, la parte delle cellule mesodermiche comprese tra la cavità e la notocorda che sta davanti la chiameremo SCLEROTOMO è la parte che interessa per lo sviluppo dell apparato scheletrico perché darà origine a vertebre, coste, l altra porzione compresa tra la cavità e l ectoderma lo chiameremo DERMOIOTOMO rivolto verso l esterno ectoderma. Le cellule dello sclerotomo sono cellule destinate a migrare e migreranno verso le due strutture che si trovano davanti e quindi la notocorda e il tubo neurale. L altra porzione è il dermomiotomo dove si verifica un altra migrazione, alcune cellule del dermomiotomo si staccano da questo strato e si portano immediatamente sotto a costituire un nuovo strato di cellule che chiameremo MIOTOMO. Le cellule che costituiscono del miotomo si possono costituire solo per migrazione dal dermomiotomo. Queste cellule che si chiamano mioblasti saranno responsabili della formazione della muscolatura scheletrica. Si tratta di cellule che hanno perso irreversibilmente la possibilità di dividersi per cui il miotomo si può formare solo per migrazione di cellule dal dermomiotomo e solo quando sarà raggiunto un numero complessivo delle cellule si potrà considerare finito lo sviluppo del miotomo. Le cellule del dermiotomo che sono rimaste dopo che si sono staccate queste cellule che si sono differenziate e si sono disposte sotto, prenderanno il nome di DERMOTOMO. Queste cellule daranno origine al derma quindi stiamo dicendo che il somite inizialmente è una massa compatta di mesoderma successivamente si carica al centro si forma una cavità che divide il mesoderma in sclerotomo e dermomiotomo dall esterno. Le cellule del dermomiotomo si spostano al di sotto del dermomiotomo e vengono a costituire un terzo strato che si trova tra la cavità e il dermamiotomo questo terzo strato lo chiamiamo miotomo. Il destino dei mioblasti è differente a secondo della zona in cui hanno iniziato il processo di migrazione, le cellule che hanno iniziato a migrare dall area dorso-mediale e sono andati a costituire il miotomo daranno origine ai cosi detti muscoli epiassiali o muscoli della colonna vertebrale, le cellule che invece sono partite dalla porzione ventro-laterale daranno origine ai muscoli ipoassiali cioè ai muscoli della parete del corpo e degli arti. Quindi somite è diventato sclerotomo a destino scheletrico, dermomiotomo che si è diviso in due parti miotomo che darà origine alla muscolatura scheletrica del nostro corpo, dermatomo che sono le cellule rimaste dopo la separazione del miotomo, le cellule del dermatomo daranno origine al derma delle varie porzione del corpo. La maturazione dei somiti quindi avviene in maniera analoga su tutti i somiti le 37 coppie di somiti. Dato che i somiti si formano progressivamente anche la loro maturazione viene sfalsata nel tempo. Ogni somite ha maturazione uguale da origine a sclerotomo miotomo e dermatomo ma il destino di ciascuno di queste 3 porzioni è influenzato dalla zona in cui si trova. È normale che lo sclerotomo nella zona craniale sarà origine a strutture diverse da quelle caudale e questo processo è gestito da segnali direzionali che gli giungono dalla porzione in cui si trovano e questi segnali sono già presenti prima che le cellule vadano incontro a maturazione. SCLEROTOMO FORMAZIONE DELLA COLONNA VERTEBRALE. La colonna vertebrale si forma dallo sclerotomo compreso tra la cavità e la notocorda. Queste cellule sono delle cellule migranti non rimangono localizzati nella sede in cui si sono formati ma assieme alle cellule mesenchimali contenute all interno del miocele si portano a circondare quelle strutture che abbiamo davanti la notocorda e il tubo neurale. Segnali indotti da queste strutture che vengono a circondare fanno si che le cellule dello sclerotomo alle due porzioni che caratterizzano le vertebre le cellule dello sclerotomo che circondano la notocorda ricevono segnali dalla notocorda e faranno si che le cellule si organizzano a costituire il corpo della vertebra. Le cellule dello sclerotomo che vanno a circondare il tubo neurale ricevono segnali dal tubo neurale e formeranno l arco vertebrale quindi la notocorda ha fatto si che si è formato il corpo vertebrale, il tubo neurale l arco vertebrale. Ovviamente è necessaria una zona che congiunge le due porzione della vertebra che prende il nome di processo costale quindi abbiamo formato la

118 vertebra con le sue tre parti dalle cellule dello sclerotomo. A questo punto la notocorda non ha più motivo di esistere quindi comincia a degenerare di ess rimane soltanto un residuo che chiameremo NUCLEO POLPOSO intorno a questo nucleo polposo che è costituito dai residui della notocorda alcune cellule rimaste dello sclerotomo si vanno a disporre intorno e costituiscono il cosi detto anello fibroso. Anello fibroso di origine sclerotomica e anello fibroso che origina dalla notocorda tutti e due insieme costituiscono il disco intervertebrale che ritroviamo tra una vertebra e un altra. L insieme delle vertebre e dischi intervertebrali costituiscono la colonna vertebrale che è costituita da 7 vertebre cervicali, 12 toraciche 5 lombari 5 sacrali e 3 coccigee. Altri due problemi piuttosto seri: noi abbiamo detto che l arco vertebrale si sta formando per migrazione delle cellule intorno al tubo neurale, tubo neurale che in questa parte da origine al midollo spinale e dal midollo spinale emergeranno i nervi spinali, nervi spinali che emergeranno allo stesso livello in cui si sono formati i somiti. Se le cellule dello sclerotomo migrano a costituire il tubo neurale nello stesso punto in cui deve emergere il midollo spinale il nervo come fa ad uscire? Il problema è dato sulla posizione che andranno ad assumere le vertebre, le cellule dello sclerotomo che migrano a costituire l arco vertebrale non sono solo cellule mesodermiche derivate dal somite ma ci sono anche cellule mesenchimali contenute all interno della cavità e la consistenza di queste cellule è diversa le cellule mesenchimali hanno più sostanza fondamentale sono più lasse e meno resistenti al contrario il mesoderma parassiale è una struttura più densa e più resistente quindi in realtà lo sclerotomo è una struttura caratterizzata da una parte superficiale craniale costituita da cellule meno dense, una parte caudale costituita da cellule più dense. Durante questo processo di migrazione ogni somite si scompone in una parte densa e una meno densa quando raggiunge la sua zona per creare le vertebre si ricompone ma non con tutte le cellule derivate dallo stesso somite ma unendo la parte caudale di un somite con la parte craniale del somite sottostante. La vertebra quindi si forma più in basso in posizione intervertebrale. Se questo somite migra tutto intorno al tubo neurale questa è la zona in cui devono sporgere il nervo spinale chiaramente le cellule che lo ricomprono non possono più dare origine alla formazione del nervo spinale ma se queste cellule si dividono in una parte craniale e caudale e quando migrano intorno alle cellule lo fanno unendo la parte craniale del somite alla parte caudale del somite sottostante noi stiamo formando la vertebra in quest area leggermente più in basso tra i punti in cui deve emergere il nervo spinale in posizione intersegmentale se questa migrazione fosse avvenuta in quest area il nervo spinale non sarebbe potuto uscire fuori, ma visto che abbiamo scisso il somite in queste 2 aree questa vertebra si è formata in quest area. La diversa consistenza delle cellule permette alle vertebre di porsi in posizione intersegmentale. Questo riguarda solo lo sclerotomo, del somite è rimasto solo il miotomo, il nervo spinale emerge dal somite corrispondente perché quella è la sua posizione normale. Ciò che si è spostato in posizione intersegmentale è solo la vertebra. Un altro problema è dato dal fatto che c è una perfetta corrispondenza tra il numero delle vertebre e il numero dei somiti tranne che in un tratto nel tratto cervicale in cui abbiamo 8 somiti cervicali e 7 vertebre cervicali ed è collegato proprio a questo processo perché il primo somite cervicale si separa in una porzione caudale e in una craniale, la sua porzione craniale non entra nella costituzione della vertebra cervicale ma si va a fondere con la porzione caudale del 4 somite occipitale quindi partecipa alla formazione della base dell osso occipitale, la prima vertebra cervicale è formata dalla porzione caudale del primo somite cervicale più la porzione craniale del secondo somite cervicale, se arriviamo alla settima vertebra cervicale questa sarà costituita dalla porzione caudale del settimo somite cerviale più la porzione craniale dell ottavo somite cervicale ma l ottavo somite cervicale con la sua porzione caudale si unisce al primo somite toracico quindi si formeranno otto somiti cervicali per otto vertebre cervicali ma attenzione nel tratto cervicale i nervi spinali corrisponderanno come numero ai somiti perché nel tratto cervicale i nervi spinali emergono sopra e sotto le vertebre cioè il primo nervo cervicale spinale emerge tra la base del cranio e la prima vertebra cervicale, l ottavo nervo spinale emerge al di sotto del

119 settimo somite cervicale, della settimana vertebra cervicale. Dal tratto toracico in poi i nervi spinali emergono tutti al di sotto delle vertebre e dal tratto toracico in poi avremo corrispondenza tra numero di somiti, numero di vertebre e numero di nervi spinali. Ritorniamo alle vertebre, noi abbiamo formato queste vertebre come delle strutture mesenchimali di origine mesodermica, abbiamo detto che si sono formati il corpo che era dato dalle cellule dello sclerotomo migrate intorno alla notocorda, si è formato l arco vertebrale per le cellule migrate intorno al tubo neurale queste cellule mesenchiamali devono diventare osso e lo fanno per ossificazione endocondrale quindi che cosa deve succedere? Che questo mesenchima prima deve trasformarsi in cartilagine quindi intorno alla sesta settimana compaiono dei centri di condrificazione e in particolare compaiono 2 centri di condrificazione nel corpo, 2 centri di condrificazione uno per ogni lato dell arco certebrale, 2 centri di condrificazione uno per ogni processo costale. Questi centri di condrificazione finiscono per fondersi e determinare la trasformazione di queste vertebre mesenchiamali in vertebre cartilaginee quindi noi arriviamo alla fine della sesta settimana ad una colonna vertebrale costituita solo da vertebre cartilaginee. L ossificazione endocrondale avviene in due tappe noi l abbiamo vista per la diafisi ma abbiamo detto che caratterizza anche le ossa brevi le due tappe: la comparsa del centro di ossificazione primario e poi quello secondario, nelle vertebre inizia a comparire intorno alla settima settimana i primi centri di ossificazione primaria che compaio durante la vita embrionale ma tutto il processo di ossificazione delle vertebre si completerà molto tardivamente si completa intorno a 25 anni. Che cosa succede? Alla fine del processo di condrogenesi nel corpo cellulare comincia a comparire il centro di ossificazione primario ma più che nel corpo compare nel centro del corpo vertebrale. Corpo vertebrale in cui compaiono altri 2 centri di ossificazione primaria uno su ciascun lato dell arco vertebrale. Questi centri di ossificazione porteranno alla trasformazione della vertebra cartilaginea in 3 abbozzi di ossa perché crea abbozzi? Ciascuno di questi centri porterà alla formazione di 3 porzioni di tessuto osseo delle vertebre e sono dati dal centro del corpo vertebrale e dai due lati dell arco vertebrale ma la porzione che unisce i due archi vertebrali rimane cartilaginea perché rimane cartilaginea? che cosa sta crescendo all interno? Il midollo spinale. E il midollo spinale che abbiamo alla nascita non è certamente quello che abbiamo da adulti, è un midollo spinale destinato a crescere per cui se abbiamo le vertebre già completamente ossificate finirebbe per strozzare il midollo quindi la zona di congiunzione rimane cartilaginea ma il fatto che si viene a costituire un articolazione detta articolazione neurocentrale tra il corpo della vertebra e l arco vertebrale permetterà alle vertebre di seguire l accrescimento del midollo spinale quindi permetterà alle vertebre di crescere man mano che il midollo spinale sta crescendo. Questo processo è quello che determina l ossificazione primaria successivamente deve comparire i centri di ossificazione secondaria nelle ossa lunghe sono a livello dell epifisi. invece Nelle vertebre i centri di ossificazione secondaria appaiono dalla pubertà in poi sono 5 e sono uno della porzione superiore e inferiore del corpo della vertebra che chiameremo epifisi superiori e inferiori del corpo della vertebra, l altro è il punto cartilagineo che è rimasto di giunzione tra le due porzioni dell arco vertebrale, il quarto e il quinto corrispondono alle parti terminali dei centri costali. Quindi con la comparsa di questi cinque centri di ossificazione noi riusciremo intorno ai 25 anni ad avere le vertebre completamente ossificate. Questo processo di ossificazione è uguale per tutte le vertebre ad eccezione della vertebra cervicale, del tratto delle vertebre lombari, sacrali, coccigee che siccome si fondono tra di loro chiaramente hanno processi di ossificazione diversa. Processi costali Una vertebra risulta costituita dal corpo vertebrale, dall arco vertebrale e dalla zona di congiunzione che abbiamo chiamato processo costale. Il destino del processo costale non è uguale, infatti il processo costale si allungherà per dare origine alle 12 paia di coste soltanto nel tratto toracico, nelle altre regioni avrà

120 un evoluzione diversa. Nel tratto vertebrale darà origine ai margini laterali dei forami trasversali dove passano le arterie vertebrali, nel tratto lombare darà origine ai processi trasversi delle vertebre, nel tratto che comprende le prime due vertebre sacrali partecipa alla formazione dell ala dell osso sacro. Nel tratto toracico si formano le coste, le coste iniziano ad accrescersi a partire dal processo costale circa in 35 giornata. Dopo di che l allungamento non può procedere in modo rettilineo ma segue i cambiamenti del corpo. E questo piegamento avviene intorno alla 38 giornata ma è solo intorno alla 40 giornata che avviene la separazione netta tra le vertebre e le costa con la formazione dell articolazione costo-vertebrale. Mentre avvengono questi processi posteriormente anche anteriormente avvengono i processi che portano alla formazione dello sterno. Come nasce lo sterno? Lo sterno nasce da due cordoni separati di mesenchima questi due cordoni nel momento in cui prendono contatto con le coste della porzione anteriore cominciano a fondersi, la fusione non è simultanea inizia dalla regione craniale ma procede in senso caudale, alla fine si sarà formato un unico cordone di natura mesenchimale. In 45 giornata all interno di questo cordone mesenchimale appare il centro di condrificazione che trasfroma questa struttura da mesenchimale in cartilaginea. Dobbiamo ossificare. L ossificazione di questo sterno ormai cartilagineo inizia in 9 settimana e avviene in una maniera caratteristica, si formano 6 centri di ossificazione che avranno un destino diverso, il ossificano e si fondono e danno origine al corpo dello sterno. Il 1 e il 6 rimangono autonomi, ossificano indipendentemente il 1 ossificando da origine al manubrio dello sterno, il 6 che è l ultimo ad ossificare si ossifica intorno alla pubertà da origine al processo xifoideo o apofisi entiformi dello sterno. Le coste prendono contatto con lo sterno in realtà sono solo le prime sette a prendere contatto diretto con lo sterno e le chiamiamo COSTE VERE, delle altre 5 le prime 3 prendono contatto con lo sterno attraverso cartilagini accessorie e le chiamiamo COSTE FALSE, le ultime 2non prenderanno mai contatto con lo sterno e le chiameremo COSTE FLUTTUANTI. Quindi coste, sterno e vertebre stanno andando incontro a un processo di ossificazione endocondrale. Le coste avranno pure un centro di ossificazione primario e secondario. Il centro di ossificazione primario compare intorno alla 6 settimana di vita intrauterina nella regione dell angolo costale. Il centro di ossificazione secondario compare molto più tardivamente all adolescenza. Il risultato sarà che avremo delle coste ossificate per ossificazione endocondrale. Mentre si stanno formando le ossa ovviamente si formano le articolazioni. Tra le ossa che si stanno formando in sesta settimana compare un mesenchima che viene definito mesenchima interzonale. In base a come si differenzia darà origine a vari tipi di articolazioni. Se il mesenchima interzonale diventa un tessuto connettivo fibroso si formano delle articolazioni fibrose tipico esempio sono le suture della volta cranica sono delle articolazioni con poco o nessun movimento. Se invece il mesenchima si differenzia in cartilagine avremo l articolazione cartilaginea. Le cartilagini sono di 3 tipi: ialina, elastica e fibrosa. Generalmente le articolazioni sono fibrose ad esempio delle sinfisi pubica o cartilaginea di cartilagine ialina nel caso dell articolazione costo-condrali. L ultimo tipo di differenziamento del mesenchima è quando da origine è l articolazione sinoviale in questo caso la porzione centrale del mesenchima interzonale regredisce e da origine alla cavità articolare mentre la porzione periferica da origine alla così detta capsula articolare un esempio è quella del ginocchio. Arti Gli arti abbiamo detto che non derivano dal mesoderma parassiale ma dal mesoderma somatico o SOMATOPLEURA. Gli arti si formano intorno alla quarta e l ottava settimana da abbozzi che compaiono sulla parete dell embrione che si sta formando e sono costituite all interno da un asse di mesoderma somatico. Questi abbozzi degli assi compaiono leggermente sfalsati. Arto superiore fra giorno, arto inferiore fra giorno ma alla fine lo sviluppo si completa allo stesso momento in 56 giornata.

121 L abbozzo dell arto superiore appare nella regione cervicale nel tratto compreso fra il 5 e 8 somite, l abbozzo dell arto inferiore compare nella regione lombare nel tratto compreso fra la 3 3 il 5 somite lombare. L arto superiore compare molto in basso non nella sua posizione normale questo perché in questo periodo ciò che si sta sviluppando è la regione craniale e soprattutto l encefalo per cui la sensazione dato che si sta sviluppando più la regione craniale che quella caudale è quella che gli arti si stiano sviluppando molto più in basso, niente di più sbagliato. Dopo che si riuniforma tutto l arto prenderà la sua posizione normale. Se guardiamo l abbozzo dell arto superiore e inferiore sarà costituito da un cappuccio ectdermico all interno del quale c è un asse mesodermico derivato dal mesoderma somatico. Gli stadi e gli sviluppi dell arto superiore e inferiore sono molto simili, delle differenze si riscontrano a livello delle mani e dei piedi perché mani e piedi svolgono funzioni differenti. Nella formazione degli abbozzi degli arti ci sono 3 centri di segnalazione che stabiliscono gli assi secondo cui si formano gli arti. Questi 3 centri sono il rivestimento ectodermico esterno che chiameremo CRESTA ECTODERMICA APICALE è il cappuccio esterno, LA ZONA DI POLARIZZAZIONE E LA ZONA DI PROGRESSIONE costituita sempre da ectoderma ma che sta sempre al di sotto e ventralmente alla cresta ectodermica apicale. Questi 3 centri servono ad indirizzare gli assi degli arti: CRESTA ECTODERMICA APICALE gestisce lo sviluppo dell arto secondo lo sviluppo prossimo distale quindi fa in modo che si sviluppino ossa e muscoli nella giusta sequenza che va dalla spalla alla mano ZONA DI ATTIVITà POLARIZZANTE controlla l asse antero - posteriore quello vicino al corpo ad esempio gestisce la posizione delle dita ZONA DI PROGRESSIONE controlla l asse dorso ventrale ad esempio dice alla mano che il dorso deve stare da questo lato e il palmo dall altro. Le tappe della formazione La cresta ectodermica apicale induce il mesoderma somatico a differenziarsi in asse mesenchimale che costituisce il modello mesenchimale delle ossa, questo processo si verifica fino alla 5 settimana. Alla 5 settimana in questi modelli mesenchimali iniziano ad apparire i centri di condrificazione, questi centri continueranno a comparire per tutta la 6 settimana e alla fine della 6 settimana tutti gli arti saranno di natura cartilaginea. Dalla 7 settimana in poi iniziano i processi di ossificazione con la comparsa dei centri di ossificazione primari, in 12 a settimana tutti i centri di ossificazione sono comparsi leggermente più ritardata è l ossificazione delle ossa carpali che inizia intorno al primo anno di vita. Ricordiamo che gli arti non sono costituiti solo da ossa ma anche da muscoli quindi mentre si stanno formando le ossa migreranno all interno delle ossa mioblasti derivanti dai miotomi dei somiti coinvolti. Questi mioblasti si fondono tra di loro e danno origine alla massa muscolare che caratterizza l arto. Fino alla 5 settimana gli abbozzi degli arti sono diretti verso l esterno quindi un altro evento importante che deve verificarsi è che questi abbozzi devono andare incontro a rotazione che gli permettono di assumere la loro posizione definitiva. Prima rotazione in senso anteriore si verifica in 6 settimana questa rotazione fa si che i gomiti e i ginocchi non siano più rivolti verso l esterno ma sia localizzati lateralmente. Con la localizzazione di gomiti e ginocchia lateralmente anche palme e piante della mano vengono indirizzate verso il tronco.

122 In 7 settimana si verifica una torsione di 90 sull asse longitudinale ma in direzioni opposte dell arto superiore e inferiore. Il risultato è che il gomito è diretto verso il basso, il ginocchio verso l alto infine l ultima torsione In 8 settimana solo gli arti inferiori sono coinvolti in una torsione che porta a una rotazione dell innervazione cutanea. MANI E PIEDI All inizio l abbozzo è un tutt uno non si distinguono braccia, avambraccio e mano quindi la porzione terminale dell arto superiore e inferiore è una pinna poi avviene la separazione delle 3 porzioni quindi la mano risulta differenziata rispetto a tutto il resto dell arto e assume una tipica forma a PAGAIO cioè a remo della canoa. In 6 settimana per l arto superiore, 7 per quello inferiore nella porzione terminale della mano e del piede cominciano a formarsi i raggi digitali che sono dati da una proliferazione del mesenchima. In questa fase l ectoderma che riveste l esterna induce il mesenchima somatico che sta dentro a formare le ossa cioè le dita della mano successivamente fra questi raggi ditali cominciano a comparire dei raggi, cominciano ad allungarsi le dita, cominciano dopo a comparire le incisure tra i raggi iniziamo a diventare delle papere, infatti tutte le dita si allungano e tutte le dita rimangono collegate da un tessuto connettivo lasso. Soltanto in 56 giornata solo per un processo di apoptosi gestito dalle proteine morfogenetiche dell osso cioè dalle BMP si ha la morte delle cellule che costituiscono questo tessuto connettivo e le dita diventano libere. Si è sicuri sul fatto che siano le proteine morfogenetiche dell osso a gestire questo processo dell apoptosi perché se si blocca l attività di queste proteine le dita si fondono o rimangono palmate col processo di apoptosi le dita diventano libere e abbiamo concluso all ottava settimana il processo di formazione degli arti TESTA E COLLO Il cranio lo dividiamo in due porzioni neurocranio e splacnocranio. Il neurocranio è la scatola che avvolge l encefalo e si divide in due porzioni volta che è costituita da ossa piatte che si formano per ossificazione intermembranosa e base che deriva da precursori cartilaginei quindi lo possiamo chiamare anche condrocranio e va incontro ad ossificazione endocondrale. BASE Detta anche condrocranio perché deriva da 3 coppie di precursori cartilaginei, questi precursori andando dalla regione orbitale a quella più craniale della colonna vertebrali sono: cartilagini precordali cartilagini ipofisarie cartilagini paracordali il destino di queste cartilagini è fisso, prima si fondono poi ossificano e costituiscono la base del cranio. La sequenza dell ossificazione inizia dalle cartilagini paracordali e termina con quelle precordali. Le cartilagini paracordali che si trovano nella porzione più craniale della notocorda si fondono con gli sclerotomi occipitali e si fondono tra di loro dando origine alla cartilagine occipitale. Cartilagine occipitale che va incontro a

123 ossificazione e porta alla formazione della base dell osso occipitale. Sulla base dell osso occipitale si formano due prolungamenti che andranno a chiudere il forame magno. Il secondo processo riguarda le cartilagini ipofisarie che si trovano intorno l ipofisi esse si fondono e danno origine ad un unica cartilagine che è la cartilagine ipofisaria, dalla cartilagine ipofisaria per ossificazione si forma il corpo dello sfenoide. Terzo processo cartilagini precordali si fondono e dalla loro ossificazione si forma il corpo dell etmoide e le grandi e piccole ali dello sfenoidi. Sempre alla base del cranio 3 coppie di capsule degli organi di senso, andando dalla regione craniale alla regione caudale Capsula olfattiva è costituita dall etmoide che abbiamo detto si è formato dalle cartilagine precordali ma anche dalle ossa nasali e turbinati Capsula ottica è costituita dal corpo dello sfenoide che si è formato dalle cartilagini ipofisarie e dalle grandi e piccole ali dello sfenoide che si sono formate dalle cartilagini precordali Capsula otica va incontro ad ossificazione questa capsula rudimentale che era già comparsa alla base del cranio, quindi questa ossificazione della capsula porterà alla formazione della capsula periotica che andrà ad alloggiarsi nella rocca petrosa dell osso temporale Queste capsule sono formate dalle cartilagini precordali e ipofisarie, dalle cellule migrate dai somitomeri, da cellule derivate dai somiti occipitali e dalle cellule delle creste neurali 9 MAGGIO Il neurocranio che è la scatola che avvolge l encefalo lo dividiamo in volta e base. Le ossa della volta sono osso frontale, parietale, squame del temporale e occipitale. Queste ossa non completano il loro sviluppo durante la vita embrionale ma la completano durante la fanciullezza e l adolescenza per tale motivo queste ossa sono collegate attraverso delle articolazioni poco mobili costituite da tessuto connettivo fibroso e queste articolazioni le chiamiamo suture e abbiamo: la sutura frontale fra le due ossa frontali, la sutura coronale fra l osso frontale e parietale, sutura sagittale fra le due ossa parietali, sutura lambdoidea fra le due ossa parietali e la squama dell osso occipitale. Ancora aggiungiamo 6 fontanelle nella volta che sono costituite anch esse da tessuto connettivo in particolare la fontanella posteriore fra le due ossa parietali e l osso occipitale che si chiuderà all incirca 3 mesi dopo la nascita, l ultima a chiudersi è la fontanella anteriore fra le due ossa frontali e le due parietali che si chiude a un 1 e mezzo della vita post-natale. Solitamente quando ci sono mal formazioni al cranio queste non sono a carico delle ossa ma generalmente sono dovute ad un anomalo sviluppo dell encefalo; una delle malformazioni più diffuse e tipiche del sesso femminile è data dalla mancanza di formazione della volta cranica ACRANIA la quale è determinata dalla mancanza di formazione dell encefalo anencefalia non c è l encefalo e quindi non si forma la volta cranica. Un altra malformazione può essere dovuta ad uno sviluppo ridotto dell encefalo di conseguenza anche la volta cranica risulta più piccola craniomicrocefalo, se c è un accumulo celebro-spinale che determina l ingrandimento anomalo dell encefalo abbiamo l idrocefalo o macrocefalo. Una chiusura precoce della sutura coronale porta ad una forma della volta breve e alto a forma di torre, una chiusura precoce della sutura sagittale porta alla formazione di un cranio lungo e stretto a forma di cuneo. Queste ossa sono delle

124 ossa molto elastiche contemporaneamente la presenza delle suture gioca un altro ruolo molto importante, permette alle ossa di andare incontro a delle modificazioni quando il cranio passa attraverso il canale del parto. Queste modificazioni che vengono indicate sotto il termine di MODELLAMENTO consistono in uno schiacciamento dell osso frontale, fuoriuscita dell osso occipitale, sovrapposizione delle ossa parietali, questo processo dura 1 al massimo 2 giorni. Quindi il cranio una volta che ritorna alle condizioni normali quindi dopo che è avvenuto il modello appare tondeggiante e costituito da ossa molto sottili, appare molto grande rispetto allo scheletro e alla faccia, la faccia risulta estremamente piccola perché ancora abbiamo dimensioni molto piccole delle mascelle, assenza o piccola parvenza dei seni paranasali, sviluppo in ritardo delle ossa della faccia. Alla nascita la volta continua a crescere per permettere l accrescimento dell encefalo, questo accrescimento sarà molto intenso entro i primi 2 anni, dopo di che continua fino a circa 16 anni, continuerà più lentamente sotto i anni, più lentamente anche perché le ossa vanno ad inspessirsi quindi risulta più difficile andare a far aumentare l incidenza della volta cranica. Per quanto riguarda la faccia comincerà a modificarsi e assumere il suo aspetto pressoche normale in concomitanza con la nascita dei denti decidui cioè dei denti primari, diventerà effettivamente la faccia definitiva con la comparsa dei denti secondari o permanenti. Contemporaneamente l aggiustamento della faccia è correlato all ingrandimento dei seni paranasali, seni paranasali che ingrandendosi assumono un ruolo determinante per l acquisizione della forma normale della faccia ma cominciano a dare una maggiore ridondanza anche alla voce. SCHELETRO DELLA FACCIA o splacnocranio LO splacnocranio si forma dagli archi brachiali. Per capire cosa sono gli archi brachiali dobbiamo ritornare alla 4 settimana quando a seguito dei processi di ripiegamento parte del sacco vitellino è rimasto intrappolato all interno dell embrione ed è rimasto accollato all endoderma ed è rimasto a costituire l intestino primitivo, intestino primitivo che abbiamo suddiviso in 3 porzioni: in intestino medio che è rimasto collegato con la parte di sacco vitellino che è all esterno; intestino anteriore che va dall intestino medio alla membrana bucco-faringea; intestino posteriore che va dall intestino medio alla membrana cloacale. L intestino anteriore è quello che ci interessa direttamente infatti mentre l intestino primitivo provvederà alla formazione del tratto dell apparato digerente, il primo tratto dell intestino faringeo cioè il tratto che si viene a creare tra il diverticolo tracheale che compare in questo intestino primitivo e la membrana bucco faringea costituisce una parte dell intestino anteriore che prende il nome di intestino faringeo o intestino branchiale. Quindi intestino anteriore lo dividiamo in due porzioni con la comparsa del diverticolo tracheale che rappresenta l abbozzo secondario, la parte che va dall abbozzo dei polmoni alla membrana bucco faringea costituisce l intestino faringeo, la parte che va dal diverticolo tracheale all intestino medio andrà a costituire la prima parte del tratto digerente cioè dall esofago fino alla prima porzione del duodeno. Tutto il resto dell intestino primitivo darà origine a tutte le altre porzioni dell apparato digerente. Questo primo tratto è chiamato APPARATO FARINGEO O BRANCHIALE Il nome branchiale potrebbe trarci in inganno, branchiale è così chiamato perché se lo guardiamo all esterno sembra avere la forma di branchie ma il ruolo non è quello assunto nei mammiferi, le branchie nei pesci permettono la respirazione. L apparato branchiale nei mammiferi invece costituirà la struttura che darà origine a faccia e collo. Per cui talvolta si preferisce chiamarlo più apparato faringeo che branchiale. Questo tratto come tutte le altre porzioni risulta essere formato da tutti e 3 i foglietti embrionali endoderma

125 all interno, mesoderma al centro, ectoderma all esterno. A tratti alterni l endoderma si invagina e da origine a delle fossette che vengono chiamate SACCHE BRANCHIALI O SACCE FARINGEE. Allo stesso livello delle invaginazioni endodermiche si invagina anche l ectoderma che da origine a delle fossette che vengono denominato SOLCHI BRANCHIALI. Ovviamente se noi invaginiamo l endoderma e l ectoderma al centro rimane il mesoderma che è delimitato all esterno dall ectoderma e all interno dall endoderma. Questa porzione compresa tra l invaginazione dell endoderma e dell ectoderma lo chiameremo ARCO BRANCHIALE. Nella zona di congiunzione tra l invaginazione endodermica e ectodermica rimane un sottile strato d mesoderma questa costituisce la MEMBRANA BRANCHIALE. Praticamente questo apparato faringeo è dato da una successione ordinata di anelli, questi anelli sono costituiti da tutti e 3 i foglietti mesoderma, ectoderma e endoderma. A tratti alterni ogni anello è delimitato dall invaginazione dell endoderma che da origine alle tasche e a quella dell ectoderma che da origine ai solchi. Tra l invaginazione endodermica cioè la tasca e l invaginazione ectodermica cioè i solchi rimane un sottoli strato che è la membrana. Quindi la membrana faringea risulta costituita da 4 strati: archi branchiali o archi faringei costituti da tutti e 3 i foglietti embrionali ectoderma, mesoderma, endoderma, le invaginazioni endodermiche danno origine alle sacche, le invaginazioni ectodermiche danno origine ai solchi branchiali. Tra il solco e le tasca c è il mesoderma che da origine alla membrana quindi abbiamo 4 strati arco, sacca, solco e membrana. Arco Ogni arco è rivestito all esterno da ectoderma, all interno da endoderma e all interno da mesoderma. Questo mesoderma presente all interno dell arco deriva dalle cellule delle creste neurali che sono migrate all interno qui ed è derivato anche dai somitomeri cioè la parte di mesoderma parassiale, i primi 7 somitomeri rimanevano collegati fra loro. Il mesoderma che va a costituire la porzione esterna degli archi ha una duplice origine, cellule delle creste neurali e somitomeri. Questo mesoderma all interno di ogni arco si differenzierà a costituire una banda cartilaginea, una componente muscolare, una componente vascolare e ogni arco sarà innervato da un nervo cranico. Archi branchiali sono in numero di 6 paia anche se il 5 regredisce immediatamente, questi archi li nominiamo andando dalla parte più craniale verso la parte più caudale. Sono i I,II,III,IV e VI se guardiamo la porzione craniale della faccia vediamo soltanto 4 archi, il 6 è molto ridotto all esterno, all interno sono tutti e 5 visibili. All interno di ogni arco si forma un sistema vascolare che chiamiamo arco aortico che è l arteria proveniente dal tronco arterioso del cuore e che rientra nell aorta dorsale; all interno abbiamo una barra cartilaginea che costituisce lo scheletro di ogni arco; una componente muscolare che contribuirà a formare muscoli del capo e del collo; un nervo cranico che provvede ad innervare la mucosa e i muscoli derivati da questo arco. L insieme di queste strutture contribuirà alla formazione di faccia, cavità nasali, bocca, laringe, faringe e colon. I arco faringeo il primo arco faringeo lo possiamo chiamare anche arco mandibolare è caratterizzato da due processi: il processo mascellare in alto e il processo mandibolare in basso. La cartilagine del primo arco si chiama cartilagine di MEKEL e si estende dalla porzione dell orecchio alla porzione più ventrale, questa cartilagine avrà un evoluzione particolare: zona prossimale vicino all orecchio va incontro ad ossificazione che porta alla formazione di due ossicini dell orecchio martello e incudine, zona mediana regredisce di essa

126 rimane soltanto il pericondrio che darà origine al ligamento anteriore del martello e ligamento sfenomandibolare, l ultimo tratto quello ventrale rappresenta la zona in cui si forma la mandibola ma non è la cartilagine che ossifica per dare origine alla mandibola, la cartilagine regredisce perché la mandibola si forma in questa zona ma per ossificazione intramembranosa quindi la cartilagine ha il compito di indicare solo la zona in cui si deve formare la mandibola ma non va incontro ad ossificazione come succede per martello e incudine ma regredisce dopo che intorno a questa zona il mesenchima va incontro ad ossificazione e da origine alla mandibola. II arco faringeo o arco ioideo La cartilagine che lo costituisce è la cartilagine di REICHERT anche questa cartilagine si estende dalla regione dell orecchio fino alla regione ventrale. Destino di questa cartilagine porzione prossimale vicino l orecchio: va incontro ad ossificazione e porta alla formazione del 3 ossicino dell orecchio medio la staffa e all apofisi stiloidea dell osso temporale; porzione mediana regredisce rimane soltanto il pericondrio che da origine al ligamento stiloideo; porzione ventrale va incontro ad ossificazione e contribuisce alla formazione dell osso ioide dando origine alla parte superiore del corpo dell osso iode e al piccolo corno dell osso ioide. III,IV e VI arco Dal terzo arco in poi gli archi non hanno nomi, vengono indicati solo con i numeri. Le cartilagini di questi archi non arrivano fino all orecchio quindi hanno un area più limitata. La cartilagine del III arco va tutta incontro ad ossificazione e completa lo sviluppo dell osso iode dando origine al grande corno dell osso ioide e alla parte inferiore del corpo dell osso ioide. La cartilagine del 4 e 6 arco non vanno incontro ad ossificazione, si uniscono e danno origine alle cartilagini laringee cioè alla cartilagine tiroidea, aritenoidea, cricoidea epiglottide I muscoli Per ogni arco abbiamo detto che c è una componente muscolare. Componente muscolare del 1 arco da origine ai muscoli se si forma la mascella e la mandibola è facile pensare che si formano i muscoli masticatori quindi il muscolo ioideo, il digastrico anteriore, il tensore del timpano e il tensore del palato. Dal 2 arco hanno origine i muscoli mimici in particolare questi muscoli derivano dalle cellule derivate dai somitomeri cioè le cellule migrate all interno del mesenchima infatti avevamo detto che il mesenchima è costituito in parte dalle cellule della cresta neurale e in parte dai somitomeri in particolare questi somitomeri danno origine ai muscoli mimici ancora si forma il digastrico posteriore, lo stapedio e lo stiloioideo. Dal 3 arco se ne forma solo uno, il muscolo stilofaringeo Dal 4 arco da origine ai muscoli costrittori faringei, tricoidei, elevatori del palato, muscoli intrinseci della laringe Ogni arco è innervato da un nervo cranico. 1 arco faringeo è innervato dal 5 nervo cranico che è il nervo trigemino. Abbiamo detto che il 1 arco è diviso in due processi uno mascellare e l altro mandibolare per cui il trigemino si divide in due rami uno per il mascellare e l altro per il mandibolare. Il trigemino è quello che ci dà i maggiori guai, ci fanno male i denti

127 è il trigemino, ci fa male l arcata sopraccigliare è il trigemino perché è un nervo sensitivo che si irradia per faccia, denti, membrana rugose delle cavità nasali, del palato, della bocca e della lingua. Ma oltre che essere un nervo sensitivo è anche un nervo motorio, un nervo misto quindi va a innervare i muscoli masticatori che sono i muscoli derivati dal 1 arco. 2 arco è innervato dal 7 nervo cranico, nervo facciale 3 arco faringeo 9 nervo cranico nervo glosso-faringeo 4 e 6 arco 10 nervo cranico, nervo cranico il quale invia un ramo per il 4 che è il ramo laringeo superiore, un ramo per il 6 arco che è il ramo ricorrente laringeo. Questi nervi che innervano dal 2 al 4 arco danno meno fastidio a livello cutaneo ma provvedono ad innervare lingua, laringe e faringe. Sistema vascolare Si formano 6 archi aortici i quali non saranno tutti e sei sempre presenti. Il 1 e il 2 degeneranno presto del 1 rimarrà solo l arteria mascellare il 2 darà origine all arteria ioidea e stapediale il 3 darà origine alle carotide quindi sarà vascolarizzato da rami proveniente dalla carotide comune il 4 arco aortico avrà un evoluzione diversa a destra e a sinistra quindi il 4 arto verrà vascolarizzato dal sottoclaveare e dalle polmonari primitive il 6 arco aortico avrà anche lui un evoluzione diversa a destra e a sinistra, verrà vascolarizzato da rami proveniente dal dotto arterioso e dalle arterie polmonari primitive. Ogni arco è delimitato da invaginazioni endodermiche e ectodermiche. INVAGINAZIONI ENDODERMICHE La faringe È la struttura dove si stanno formando tutte queste aree, nella parte in cui si collega alla bocca primitiva si dilata, nella parte in cui si collega con l esofago si restringe. Se noi apriamo questa faringe e la guardiamo abbiamo detto che lateralmente abbiamo gli archi faringei, ogni arco è delimitato dalla invaginazione endodermica che dà origine alle TASCHE e da una invaginazione ectodermica che da origine ai SOLCHI. Nell uomo abbiamo 4-5 paia di tasche la 1 tasca tra il 1 e 2 arco faringeo 2 tasca tra il 2 e il 3 arco faringeo 3 tasca tra il 3 e il 4 arco faringeo 4 tasca tra il 4 e 6 arco 5 o è rudimentale o è attaccata alla 4

128 Da queste 4-5 tasche derivano strutture importantissime per lo sviluppo della faccia e del collo. I tasca abbiamo detto che il primo arco si trovava vicino l orecchio quindi di conseguenza anche la tasca si trova vicino l orecchio questa prima tasca da origine ad un diverticolo che prende il nome di peduncolato che si trova tra il 1 e il 2 arco. Questo diverticolo prende il nome di RECESSO TUBO TIMPANICO. In realtà in questo RECESSO TUBO TIMPANICO possiamo distinguere una parte che è compressa tra il 1 e il 2 arco che è la cavità timpanica l altro tratto che fuoriesce dai due archi ed è in collegamento con la faringe questa è la tuba faringotimpanica o tuba di eustachio. Noi abbiamo detto che l invaginazione dell endoderma è allo stesso livello dell invaginazione dell ectoderma e in mezzo avevamo la membrana che andrà a costituire la membrana timpanica ma questa membrana timpanica sarà collegata anche con la parte più interna cioè con la parte endodermica cioè andrà a costituire il rivestimento endodermico della membrana timpanica. La prima tasca si trova tra 1 e 2 arco è endoderma questa prima tasca dà origine ad una regione che è il recesso tubo timpanico in questo recesso noi abbiamo una parte che rimane intrappolata tra il 1 e 2 arco questa parte è la cavità timpanica poi c è il tratto di collegamento con la faringe questa costituisce la tuba faringotimpanica o tuba di eustachio il tratto più interno entra in contatto con la membrana e costituirà il rivestimento interno della membrana timpanica II tasca il rivestimento endodermico prolifera all interno del mesenchima cioè all interno dell arco e dà origine alla tonsilla Palatina. Il rivestimento endodermico di questa 2a tasca prolifera all interno del mesenchima il mesenchima cos era? Il 2 arco faringeo se nel tratto all interno da origine alla formazione della tonsilla palatina, tonsilla palatina che tra il 3 e 5 mese di vita intrauterina verrà infarcito da cellule derivate dal mesenchima che danno origine a tessuto linfoide, tessuto linfoide si organizza in noduli linfatici che sono strutture che fanno parte della tonsilla palatina. il punto in cui si è invaginata rimane perfettamente visibile e costituisce quella che nell adulto viene denominata fossa o seno tonsillare. L originaria tasca rimane e forma la fossa o seno tonsillare. La seconda tasca quindi da origine alle tonsille palatine, tonsille palatine che all esterno contengono tessuto linfoide di derivazione mesenchimale o mesoderma, tessuto connettivo embrionale che si organizzano nei cordoni linfatici a costituire il tessuto linfoide caratteristico della tonsilla palatina. 3 tasca ha un evoluzione diversa si divide in una parte prossimale e una distale. La parte prossimale è piena, solida, la parte distale inizialmente è cava e allungata, tutti i derivati di questa tasca non rimangono localizzati nell area in cui si formano. Questi derivati porzione dorsale e ventrale(stessa cosa di prossimale e distale, sinonimi) non rimangono nella zona in cui si formano. Parte dorsale e ventrale migrano perché la parte ventrale, ciascuna parte ventrale di entrambe le parti destra e sinistra della tasca costituiscono i lobi del timo, timo che normalmente è localizzato nella regione retro sternale quindi scende va ad occupare la sua posizione definitiva retro-sternale. Lobo di destra e lobo di sinistra sono avvolti da un unica capsula ma ciascuno dei due lobi mantiene la propria autonomia avrà una propria vascolarizzazione, un proprio drenaggio linfatico, una propria innervazione quindi sono due strutture separate che diventano un unico organo perché avvolte da un unica capsula. Questo timo continua a crescere per tutto il periodo fino alla fanciullezza dopo di che regredisce, comincia ad essere infarcito da tessuto adiposo e nell adulto risulterà difficilissimo da identificare. Questa è la parte ventrale. Per quanto riguarda la parte dorsale è stata trascinata anch essa verso il basso e si va a localizzare sulla superficie della tiroide e qui diventa la ghiandola paratiroidea inferiore. Il timo che rappresenta la parte ventrale scende in basso ma quando scende si trascina la parte dorsale che si ferma a livello della tiroide che sta immediatamente sopra alla parte in cui si è localizzato il timo si localizza sulla tiroide e va a costituire le ghiandole paratiroidi inferiori destra e sinistra.

129 4 tasca ha un evoluzione simile si divide in una parte dorsale e ventrale parte ventrale che alcuni autori considerano come la 5 tasca. La parte dorsale di questa tasca viene trascinata dalla tiroide che nel frattempo si è formata nella parte alta e sta scendendo a raggiungere la sua sede definitiva quindi la parte dorsale della 4 tasca dà origine alle ghiandole paratiroidee superiori, superiori perché si ferma ad un livello superiore rispetto a quelle che si erano formate dalla 3 tasca. Derivati dalla 4 tasca porzione dorsale sono le ghiandole paratiroidee superiori, dalla 3 tasca invece il timo e le ghiandole paratiroidee inferiori. La porzione ventrale della 4 tasca o 5 tasca dà origine all ultima struttura che si forma nell apparato branchiale e la chiamiamo corpo ultimo branchiale. Anche questa struttura migra verso il basso arriva a livello della tiroide ma non si ferma all esterno ma penetra all interno della tiroide e si differenzia a costituire le cellule parafollicolari o cellule c che producono la calcitonina. Quindi questo corpo ultimo branchiale penetrando all interno della tiroide si differenzia a costituire le cellule parafollicolari che producono calcitonina. Calcitonina e paratormone vengono prodotti contemporaneamente e si formano contemporaneamente allo sviluppo dell osso. SOLCHI Sono invaginazioni ectodermiche, se ne formano 4 paia ma in realtà solo il primo darà origine a strutture visibili nell adulto e il primo già sappiamo a cosa dà origine, siamo dentro la regione dell orecchio, si è formata la cavità timpanica dall interno, dall endoderma quindi dal solco si può fermare il meato o condotto uditivo esterno. Questo meato o condotto uditivo esterno viene coperto da due proliferazioni derivati dal 1 arco e dal 2 arco. Queste proliferazioni costituiscono il padiglione auricolare quindi abbiamo costituito tutta la zona dell orecchio esterno e interno. Gli altri solchi che fine fanno? Gli altri solchi vengono coperti da un espansione del 2 arco faringeo che si porta a fondersi con gli altri archi, questa espansione del 2 arco costituisce la zona liscia del collo. In questa sua espansione va a coprire le invaginazioni ectodermiche che inizialmente sono visibili e costituiscono una cavità detta cavità seno cervicale, è una cavità transitoria che si forma durante questo processo successivamente scompare. Una delle tipiche malformazioni sarebbe data dal permanere di questa struttura che porterebbe a delle anomalie ma generalmente non rimane, non esiste traccia del seno cervicale MEMBRANE Ce n è una per ogni zona di congiunzione tra il solco e la tasca. Anche in questo caso sola la 1 dà origine a strutture visibili nell adulto e siamo sempre nella zona dell orecchio cosa ci manca? La membrana timpanica che risulta costituita dalla membrana che è mesoderma ma risulta costruita anche dall accollamento dell endoderma della prima tasca e l accollamento dell ectoderma del 1 solco. Quindi anche la membrana del timpano è costituita da tutti e 3 i foglietti: endoderma nella 1 tasca branchiale, mesoderma nella 1 membrana, ectoderma nel 1 solco branchiale. Anche in questo caso sono presenti tutti e 3 i foglietti, tutte le altre membrane degenerano. SVILUPPO FACCIA Possiamo tornare allo splancnocranio cioè allo scheletro della faccia che si forma dai primi 2 archi branchiali. Come si forma la faccia? La faccia è formata da 5 abbozzi: processo frontale

130 Processi mascellari simmetrici Processi mandibolari simmetrici (processi mascellari e mandibolari li ritroviamo nel 1 arco quindi la maggior parte della faccia deriva dal 1 arco) Queste 5 strutture vanno a delimitare la bocca, processo frontale in alto, processi mascellari lateralmente,mandibolari in basso. Sulla superficie dei del processo frontale si formano 2 ispessimenti ectodermici detti PLACODI OLFATTIVI. All esterno di questo ectoderma il mesoderma che in realtà era dentro comincia a proliferare e da origine a due rigonfiamenti all esterno dell ectoderma costituiti da mesoderma che costituiscono i due processi nasali. Quindi prima si hanno i due ispessimenti ectodermici, placodi olfattivi, su questi cellule del sottostante mesoderma cominciano a proliferare e lo ricoprono quindi danno origine ai due processi nasali destro e sinistro che costituiranno le CAVITA DELLE NARICI. PROCESSO NASALE Il processo nasale è mesodermico e possiamo distinguere due porzioni una rivolta verso il centro della faccia lo chiameremo processo nasale mediale, una parte rivolta verso l esterno lo chiameremo processo nasale laterale uno sul lato destro e uno su quello sinistro. La faccia si forma per una serie di movimenti morfogenetici per 5 fusioni: 1 fusione processo mandibolare di destra si unisce al processo mandibolare sinistro sulla linea mediana. La fusione dei due processi mandibolare porta alla formazione dell abbozzo del mento, del labro inferiore e le regioni inferiori delle guance 2 fusione processi nasali mediali di destra e di sinistra che si portano verso la zona centrale e si fondono dando origine ad una struttura denominata massiccio mediano. La parte apicale di questo massiccio mediano rappresenta dall interno la zona da cui partirà il setto nasale. Il massiccio mediano si è formato per migrazione verso l interno dei due processi nasali mediali incontrandosi nella zona centrale danno origine al massiccio mediano. La parte bassa del massiccio mediano si interpone tra i due processi mascellare per tale motivo lo chiameremo processo intermascellare. Le altre 3 fusioni riguardano tutti i processi mascellari 3 fusione riguarda i processi mascellari e daranno origine all arco del mascellare e al labro superiore 4 fusione si fondono parzialmente i processi mascellari e processi mandibolari di un lato e di un altro, questo perché per determinare una riduzione dell apertura della bocca, parziale perché oppure si chiuderebbe tutta la bocca. Riduzione parziale della bocca data dalla fusione del processo mascellare e mandibolare 5 fusione porzione superiore dei processi mascellari si fonde con la porzione basale dei processi laterali quindi bordi superiori dei processi mascellari più processi nasali laterali danno origine ai massicci della faccia che rappresentano la base della costituzione delle guance. Tutti questi processi in fondo tutta la faccia deriva dal primo arco. Però inizialmente si era detto che la faccia derivava dal I e II arco ma non era sbagliato. Cerchiamo di capire perché. La corda primitiva alla fine di questo processo è una fessura che è delimitata dalla mascella e dalla mandibola, sulla bocca ovviamente abbiamo l epitelio, epitelio che prolifera e da origine alle labbra e si formano le creste labiali ma all interno delle labbra noi abbiamo muscoli, stando a quello che abbiamo detto, ogni muscolo delle labbra dovrebbe derivare dal primo arco ma deriva invece dal secondo arco cioè dall arco ioideo per questo motivo le labbra

131 non sono innervate dal 5 nervo cranico che è il nervo del 1 arco ma sono innervate dal 7 nervo cranico che è il nervo facciale. Queste labbra inizialmente si stanno formando incollate a tutto il resto ovviamente dobbiamo separarle dalle gengive quindi si creerà un solco definito solco labiale e che porterà alla separazione delle labbra dalle gengiva. Quindi abbiamo formato la separazione delle labbra dalle gengive che si forma all interno della bocca. Si forma ancora un altro solco che serve a separare la gengiva dalla lingua che si sta formando il solco gengivo-linguale. Il risultato di questi cambiamenti porterà intorno alla 6 settimana a spostare gli occhi da laterali a centrali contemporaneamente risalgono i padiglioni auricolari che erano localizzati molto più in basso del normale e soltanto in 10 settimana cominceremo ad avere un aspetto umanoide. PALATO Avevamo detto che il massiccio mediano si è formato dalla fusione dei due processi nasali mediani. Su questo massiccio mediano la porzione del processo intermascellare presenta delle specializzazioni diverse sulla superficie esterna, mediana e interna. Superficie esterna: forma la depressione presente sulla superficie del labbro che chiamiamo FILTRO Superficie intermedia: è caratterizzata dalla comparsa dei primi DENTI INCISIVI Superficie interna: costituisce il palato primitivo Tutto il palato non è costituito solo dal palato primitivo ma a completare tutto il palato primitivo deve esserci il palato secondario. I due processi mascellari iniziano a proliferare dando origine a due lamine di tessuto che decorrono all interno della bocca che chiameremo processi palatini, il processo di formazione dei processi palatini continua fino alla 9 settimana, alla 9 settimana i processi palatini anzicchè allungarsi ancora verso l interno, cambiano la loro direzione e si dirigono l uno verso l altro fino ad unirsi in 10 settimana si uniscono. L unione del processo palatino di destra con il processo palatino di sinistra costituisce il palato secondario, palato secondario che prende contatto con il palato primario in una zona che prende il nome di forame incisivo, la zona di contatto dei due processi palatini è presente anche nell adulto e fa parte di una linea centrale che prende il nome di RAFE MEDIANO. A questo punto palato primitivo e secondario o meglio parte anteriore del palato secondario e palato primitivo vanno incontro ad un processo di ossificazione intramembranosa, non c è cartilagine che porta alla formazione del PALATO DURO. Ricordiamoci che nell adulto la formazione del palato duro si deve avere a seguito della separazione delle vie aeree alle vie respiratorie. La parte posteriore non va incontro ad ossificazione e forma l apparato molle o ugola. 21 maggio Lo Splancnocranio si era formato a partire da 5 abbozzi: processo frontale, i due processi mandibolari e i 2 mascellari. Sul processo frontale si formavano 2 ispessimenti ectodermici: i placodi olfattivi. successivamente si è avuta una proliferazione del mesoderma, che ha dato origine ai 2 processi nasali (mediali e laterali); la comparsa di questi processi determina un invaginazione nell ambito di questi placodi olfattivi che determina la formazione dei sacchi nasali primitivi, che inizialmente sono separati dalla sottostante bocca primitiva dalla membrana oronasale, che è destinata a regredire, finché scompare definitivamente e si viene a formare un'unica cavità nasale, definita primitiva, la quale comunica con la

132 bocca sottostante per mezzo della coana primitiva. Dal massiccio mediale (formato dalla fusione dei due processi nasali mediali), partiva dalla parte alta verso l interno una lamina di tessuto che costituisce il setto nasale, che scende dalla parte alta dei processi nasali mediali verso il palato. Il contatto tra il setto nasale e il palato porta a una suddivisione della cavità nasale in 2 porzioni (parte destra e sinistra, oppure narice destra e sinistra). Quando si è formato il palato, dal palato primitivo (parte interna del massiccio mediano) e dal palato secondario (dato dai due processi palatini), si viene a creare una separazione tra le cavità nasali e la cavità orale, anche questi sono in comunicazione con la faringe; la porzione della cavità nasale che sta in contatto con la faringe si chiama rinofaringe, orofaringe quella porzione della faringe in contatto con la bocca. Il rivestimento della cavità nasale è dato da una mucosa (tessuto epiteliale); nella parte superiore della cavità nasale questa mucosa si differenzia in un epitelio: l epitelio olfattivo (epitelio specializzato di tipo nervoso), in quanto le cellule che lo costituiscono creano un assone, che si mette in contatto con il bulbo olfattivo che sta sopra. Sulle pareti laterali della cavità nasale si vengono a creare degli ispessimenti che formano i 3 cornetti nasali. La bocca primitiva in origine era formata da: stomodeo (di origine ectodermica), dal tratto iniziale dell intestino primitivo (di origine endodermica), questa era una delle due uniche zone in cui ectoderma ed endoderma erano connesse senza il mesoderma, la membrana bucofaringea, che si perfora tra il 24 e il 26 giorno. Quando si formano palato e setto nasale, possiamo suddividere questa regione nelle cavità nasali in alto e bocca definitiva in basso. La lingua si forma da 5 abbozzi derivati dai primi 4 archi faringei; arco faringeo di destra e sinistra costituivano il pavimento. Da ognuno di questi 4 archi si formano degli abbozzi che contribuiranno alla formazione della lingua. Dal 1 arco faringeo si formano 3 abbozzi, 2 tubercoli laterali e un tubercolo impari. Dal 2 arco faringeo si forma la copula. Dal 3 e 4 arco si forma una struttura: l eminenza ipobranchiale. I 2 tubercoli laterali cominciano a proliferale, ricoprono il tubercolo impari e si fondono dando origine ai due terzi anteriori della lingua (regione orale o corpo della lingua); il punto di unione dei 2 tubercoli laterali è segnato dal solco mediano. Il terzo posteriore della lingua deriva dalla porzione craniale dell eminenza ipobranchiale, che prolifera e va a coprire la copula (costituendo la radice della lingua), la quale non entra direttamente a far parte della lingua, che viene così suddivisa in 2 porzioni: corpo e radice. La zona di confine tra corpo e radice è segnato dal solco terminale (a forma di v). il punto di contatto tra il solco terminale e il solco mediano, al centro del corpo della lingua, è dato dal forame cieco. Ciò che rimane dell eminenza ipobranchiale crea l epiglottide. Tutti i 4 archi branchiali coinvolti nella formazioni della lingua, caratterizzati ognuno da un nervo craniale, spiegano il perché la lingua sia innervata da tutti e 4 i nervi dei 4 archi branchiali coinvolti nella sua formazione. La mucosa della lingua deriva dall endoderma che riveste i 4 archi, il tessuto interno della lingua deriva dal mesoderma dei 4 archi che si differenzia in tessuto connettivo e vascolare; i muscoli della lingua derivano da mioblasti derivati dai miotomi occipitali. Il 5 nervo cranico, il trigemino, innerverà il corpo della lingua tramite il ramo linguale. Il 2 arco da origine alla copula, innervata dal 7 nervo cranico, il facciale, che innerverà solo le papille gustative che si trovano nel corpo della lingua. Il 3 arco origina alla radice della lingua, che viene innervata dal 9 nervo cranico, il glossofaringeo. Il 4 Arco dava origine all epiglottide, innervato dal 10 nervo cranico: dal ramo laringeo superiore del nervo vago. La tiroide inizia a funzionare 24 giorni dopo la fecondazione; essa nasce dal pavimento della faringe come un diverticolo: il diverticolo tiroideo che scende lungo il collo per localizzarsi tra il 2 e 3 anello tracheale sul davanti. In questa sua discesa è guidata dal dotto tireoglosso che passa davanti all osso ioide (formato da 2 e 3 arco) e nella 7 settimana la tiroide raggiunge la sua sede definitiva; inizialmente è una struttura cava, che poi viene invasa da tessuto mesenchimale, che si organizza nei due lobi che costituiscono la tiroide, unite da un istmo; quando la tiroide ha raggiunto la sua sede definitiva il dotto tireoglosso regredisce e di esso rimane soltanto il forame cieco, che rappresentava il punto di unione tra il solco mediano e terminale, a volte residui di questo dotto rimangono e danno origine a un terzo lobo della tiroide: il lobo piramidale della tiroide, collegato con l osso ioide tramite un tessuto fibroso o muscolo liscio: il muscolo elevatore della tiroide.

133 Dopo l invasione delle cellule mesodermiche queste cellule vengono riunite dalla ricca vascolarizzazione e danno origine a dei cordoni epiteliali che nella 10 settimana si organizzano in un unico strato a delimitare una cavità, quindi trasformiamo la ghiandola da una ghiandola inizialmente organizzata in cordoni in una ghiandola follicolare. All interno di questo follicolo nell 11 settimana compare la colloide e cominciano a comparire tracce di iodio, ciò dimostra che la tiroide inizia ad accumulare nel suo follicolo i suoi ormoni. Durante la sua discesa la tiroide trascina con se i derivati della 4 tasca faringea: porzione dorsale le cellule della paratiroide superiore; porzione ventrale, derivata dalla 4 o 6 tasca, le cellule del corpo ultimo branchiale che colonizzano il corpo della tiroide costituendo le cellule parafollicolari o cellule c. l ultima struttura all interno della bocca a formarsi tra la 6 e la 7 settimana si forma da un abbozzo epiteliale che costituisce tre coppie di ghiandole salivari: sublinguali, parotidi e sottomandibolari. Apparato respiratorio L apparato respiratorio lo suddividiamo in 2 porzioni: parte superiore e inferiore. La parte superiore è costituita dalle cavità nasali e dalla faringe, la parte inferiore, denominata albero respiratorio, è suddivisa in laringe trachea bronchi e polmoni, che si formano da un diverticolo che compare sulla faccia anteriore dell intestino primitivo nella 4 settimana ed è chiamato doccia tracheale, divide l intestino anteriore in 2 parti: intestino faringeo, rivolto verso la bocca, e la parte che andava verso l intestino medio,che dava origine al 1 tratto del digerente. Questa doccia tracheale comincia ad allungarsi vero il basso, all inizio comunica con intestino anteriore successivamente i bordi inferiori si invaginano e danno origine a un setto che suddivide questa struttura in 2 parti: anteriormente la trachea, posteriormente intestino primitivo da origine all esofago. Questo setto sale verso l alto si arresta nella parte + craniale dove da origine alla laringe; le 2 porzioni sono collegate. Dopo la formazione della laringe la parte inferiore della trachea, intorno alla 4 settimana, si rigonfia, e costituirà la gemma bronchiale primitiva, subito dopo si divide in 2 rami: uno destro e uno sinistro, essi sono i 2 bronchi primari: bronco destro e sinistro. Queste vie respiratorie sono di derivazione endodermica, in quanto derivano dalla faccia anteriore del intestino primitivo, per quanto riguarda connettivo, vasi sanguigni e muscoli, questi derivano dal mesoderma della splancnopleura. La laringe ha un apertura a livello della faringe, che si apre tra il 4 e il 6 arco branchiale; la porzione di mesoderma ai lati di questa apertura durante la 4 settimana inizia a proliferare dando origine a 2 rigonfiamenti mesenchimali: i rigonfiamenti aritenoidei,che pressano sulla fenditura all interno della laringe, trasformandola in una struttura a forma di T, che non è altro che la glottide primitiva. L endoderma della laringe comincia a proliferare determinando una transitoria chiusura del lume della laringe, dove poi nella 10 settimana le cellule in eccesso regrediranno; durante questo processo si formeranno gli abbozzi delle corde vocali. L epiglottide è a questo momento davanti alla laringe. Cartilagini e muscoli della laringe derivano dalle cellule del 4 e 6 arco, innervati dal 10 nervo cranico, il vago: ramo laringeo superiore e laringeo ricorrente. La trachea man mano che si accresce l esofago si accresce a sua volta; l endoderma è avvolto dal mesoderma splancnico, e gli anelli tracheali e i muscoli lisci deriveranno dal mesoderma splancnico. Lo sviluppo dell albero respiratorio è suddivisibile in 2 momenti: fase bronchiale e fase polmonare. La 1 caratterizza i periodi dalla 4 alla 6 settimana, portando alla formazione dei bronchi primari, secondari e terziari. La fase polmonare va dal 6 settimana fino al 8 anno di vita postnatale, è suddivisa in 4 periodi: periodo pseudo ghiandolare, che porta alla formazione dei bronchioli terminali. Periodo canalicolare, porta alla formazione dei bronchioli respiratori. Periodo sacculare, porta alla formazione degli alveoli primitivi. Periodo alveolare porta ala formazione degli alveoli maturi. Per quanto riguarda la fase bronchiale, nella 5 settimana i bronchi primari si dividono in tre bronchi secondari a destra e due bronchi secondari a sinistra, che vengono denominati lobari, perché corrispondono ai lobi dei polmoni maturi; a destra avremmo i lobi superiore, intermedio e inferiore; a sinistra lobo superiore e inferiore. In 6 settimana i bronchi secondari si dividono e danno origini ai bronchi terziari: 10 a destra e 8-9 a sinistra; questi bronchi

134 terziari vengono denominati anche segmentari perché corrisponderanno ai segmenti broncopolmonari del polmone maturo. Nella fase polmonare invece il 1 periodo caratterizza il tempo dal 2 al 4 mese; in questo periodo i bronchi terziari vanno incontro a 16 ordini di ramificazioni, che portano alla formazione dei bronchioli terminali; questi sono ancora caratterizzati da un rivestimento di epitelio cilindrico ciliato; a causa di questo epitelio non sarebbero possibili gli scambi gas-sangue, e inoltre attorno a questi bronchioli non si sono formati ancora i capillari sanguigni on cui possono avvenire gli scambi. quindi non è ancora pronta la struttura respiratoria definitiva, ciò significa che feti nati in questo periodo non hanno possibilità di sopravvivere. Il 2 periodo si sviluppa tra il 4 e il 7 mese, i bronchioli terminali si ramificano e danno origine ai bronchioli respiratori. In questo periodo nell ambito del rivestimento di questi bronchioli si differenziano 2 tipi di cellule: cellule di rivestimento cubiche, frammiste a cellule secernenti il surfactante; il 1 tipo di cellule si chiameranno pneumociti di 1 ordine, il 2 tipo si chiameranno pneumociti di 2 ordine, inoltre cominciano a comparire i capillari sanguigni. Feti nati nell ultimo periodo di questa fase possono avere probabilità di sopravvivenza. nel 3 periodo dal 7 mese al 9, i bronchioli respiratori si ramificano originando gli alveoli primitivi, che iniziano ad avere un rivestimento costituite da cellule quasi appiattite (pneumociti 1 ordine), aumenta la vascolarizzazione e la produzione di surfactante; quindi feti che nascono in questo arco di tempo hanno maggiori probabilità di sopravvivenza. Il 4 periodo va dalla fine della gravidanza fino al 8 anno; gli alveoli primitivi maturano e diventano alveoli maturi; questa maturazione consiste nell ulteriore appiattimento degli pneumociti, aumentano gli scambi con i capillari e aumenta la produzione di surfactante; l ingrossamento dei polmoni deriva dall aumento degli alveoli primitivi. Alla nascita ciascun polmone ha circa milioni di alveoli primitivi; alla fine di questo periodo ogni polmone avrà circa milioni di alveoli maturi. Il liquido amniotico prima della nascita penetra negli alveoli grazie ai movimenti respiratori, e tende a far dilatare gli alveoli; i polmoni prima della nascita contengono liquido amniotico con molto cloro, poche proteine, muco secreto dalle ghiandole bronchiali e surfactante. Il surfactante è una miscela di fosfolipidi e proteine surfactanti che riducono la tensione superficiale nell interfaccia tra l aria e alveolo, impedendo il collassamento degli alveoli. Quando emettiamo il 1 vagito iniziamo a far funzionare i polmoni, e il liquido amniotico presente negli alveoli viene espulso per la maggior parte venendo assorbito dai capillari ematici e linfatici, mentre una piccola quantità, quando il feto passa nel canale del parto,viene espulsa per la compressione attraverso bronchi e trachea. Il surfactante costituisce un rivestimento interno agli alveoli impedendo a questi di collassare durante l espirazione. A partire dagli anni 70 sono stati prodotti surfactanti esogeni, spesso di origine animale, in modo che i feti nati prima dell inizio della produzione endogena di surfactante avessero qualche probabilità di sopravvivenza, e ai nostri giorni ne è stato prodotto uno completamente artificiale al quale vengono aggiunte 3 proteine del surfactante endogeno: A,B,C. il diaframma è una struttura che separa la cavità pleurica, dove sono alloggiati i polmoni, dalla cavità addominale, dove sono alloggiati gli altri visceri. Il diaframma è dato da 4 strutture: setto trasverso, membrane pleuro-peritoneali, mesentere dell esofago e mesoderma delle pareti del corpo. Il setto trasverso costituisce la parte non muscolare del diaframma, definita tendine centrale; le altre tre strutture danno origine ai muscoli che compongono il diaframma e sono innervati dal nervo frenico. Il setto trasverso è localizzato a livello del 1 somite cervicale, man mano che l embrione si accresce, in 5 settimana, il setto trasverso e quindi il diaframma scende a livello della 1 vertebra toracica, in 8 settimana il bordo del diaframma raggiungerà la sua sede definitiva: la 1 vertebra lombare. Tessuto muscolare La contrattilità è una prerogativa di tutte le cellule; il citoscheletro è caratterizzato da strutture in grado di aggregarsi e disaggregarsi, determinando delle piccole contrazioni in tutte le cellule. Nel tessuto muscolare la contrattilità raggiunge la sua massima espressione. Il tessuto muscolare svolge la sua finzione contrattile mediante la conversione di energia chimica derivata dall idrolisi del ATP, in energia meccanica. Il tessuto

135 muscolare risulta costituito da cellule muscolari responsabili della contrattilità, e da un impalcatura di tessuto connettivo che nutre e ancora il muscolo all apparato scheletrico. Ci sono 3 tipi di tessuto muscolare: muscolare scheletrico, muscolare liscio e muscolare cardiaco.tessuto muscolare scheletrico: costituisce i muscoli, è sotto il controllo della nostra volontà e permette la locomozione. Tessuto muscolare liscio: costituisce la parete dei visceri, dei vasi ed è involontario. Tessuto muscolare cardiaco: costituisce la parete del cuore ed è anch esso involontario anche se diversamente dal muscolare liscio. Il tessuto muscolare, tenendo conto della luce che lo attraversa (osservazione al microscopio ottico), lo possiamo suddividere in 2 grandi categorie: tessuto muscolare striato e tessuto muscolare liscio. Lo striato è caratterizzato dall alternanza di bande chiare e scure; il liscio è privo di striature. Il tessuto muscolare scheletrico e cardiaco fanno parte del tessuto muscolare striato. Lo scheletrico è costituito da molte cellule fuse assieme, i mioblasti ( cellule derivate dai miototomi) esse fondendosi assieme danno origine a una cellula di grandi dimensioni: la fibra muscolare striata, che è dotata di numerosi nuclei, i quali occupano una posizione periferica, al disotto della membrana plasmatica. Il muscolo scheletrico dal punto di vista embrionale deriva dal mesoderma parassiale. Il muscolo cardiaco è costituito da singole cellule, i miocardiociti, caratterizzati da biforcazioni terminali e dalla presenza di un unico nucleo in posizione centrale. Queste cellule si collegano tra loro per mezzo di speciali sistemi di giunzione, chiamati dischi intercalari ; esso origina dal mesoderma splancnico che circonda il tubo cardiaco primitivo. Il muscolo liscio è costituito da cellule fusate mononucleate, con il nucleo che occupa la posizione centrale. Il tessuto muscolare scheletrico è sotto il controllo del sistema nervoso centrale, è responsabile di movimenti intensi rapidi e discontinui. Il tessuto cardiaco è involontario e la sua involontarietà è data dal fatto che le cellule cardiache hanno in se la capacità di innescare l impulso per la contrazione; le contrazioni che ne derivano sono intense rapide e ininterrotte. Se confrontiamo questi 2 tipi di tessuto striato la differenza principale è che il tessuto scheletrico è un sincizio mentre quello cardiaco non lo è; però la presenza dei dischi intercalari che li uniscono tra una cellula e l altra lo rendono dal punta di vista funzionale un sincizio. Il tessuto muscolare liscio è involontario e presiede a contrazioni deboli e lente. Circa il 90-95% del peso secco del tessuto muscolare è costituito da proteine, che possiamo suddividere in proteine mio fibrillare e ad attività biologia. Delle miofibrilari ne distinguiamo di 3 tipi: contrattili, regolatrici e strutturali. Tra le contrattili abbiamo actina e miosina, che interagendo tra di loro regolano la contrazione. Tra le regolatrici abbiamo tropomiosina e troponina, che interagiscono con l actina per regolare la contrazione. Tra le strutturali ne esistono diversi tipi e hanno il compito di mantenere l impalcatura interna del tessuto muscolare soprattutto dello striato; una delle + studiate è la distrofina, che crea una sorta di ponte tra la matrice extracellulare della membrana plasmatica e l actina. Una patologia molto diffusa e molto studiata legata ad alterazioni della distrofina è la distrofia di Duchenne. Proteine ad attività biologia: mioglobina, equivalente dell emoglobina nel muscolo, con il compito di legare e immagazzinare temporaneamente l ossigeno, citocromi, enzimi glicolitici ecc. al microscopio ottico difficilmente si nota la striatura e pertanto risulta difficile riconoscere il tessuto muscolare scheletrico; tuttavia ci può essere d aiuto la presenza di numerosi nuclei posti nella periferia. Un muscolo è costituito da fasci di fibre (cellule). A tenere uniti questi fasci di fibre vi sono dei segmenti di tessuto connettivo all interno dei quali decorrono numerosi vasi sanguigni la fibra è un sincizio derivato dalla fusione di elementi mononucleati: i mioblasti, che hanno messo in comune il citoplasma, senza la separazione della membrana plasmatica; la fibra ha delle notevoli dimensioni: diametro di circa micron e lunghezza di circa 10 cm. Tutto il muscolo è avvolto dall epimisio (tessuto connettivale), che serve a collegare il muscolo al tendinee il tendine all osso, permettendo la locomozione; dalla faccia interna dell epimsio si dipartono dei setti connettivali che abbracciano fasci di fibre, questi costituiscono il perimisio; ogni singola fibra è avvolta da un strato connettivale: l endomisio. Questa componente connettivale si modifica con l età e varia nei diversi tipi di muscoli; essa serve per la vascolarizzazione del muscolo; attraverso l epimisio penetrano una o + arterie che si capillarizzano nel

136 perimisio e nell endomisio, dopo questi vasi cominciano ad aumentare di calibro, originando le venule, fino ad arrivare alla vena attraverso cui il sangue fuoriesce. Attraverso endomisio e perimisio penetrano anche i vasi linfatici. Queste strutture connettivali non sono rigide, ma anzi permettono alle fibre muscolari di operare dei lievi movimenti come nel caso delle contrazioni. Sviluppo del muscolo: mioblasti (mononucleati) fondendosi danno origine ai miotubi ( primi elementi dello striato scheletrico) essi sono già plurinucleati, con striature ma sono dotati di nuclei in posizione centrale; la fase successiva è lo spostamento dei nuclei dalla posizione centrale a quella periferica; il risultato è la fibra di gradi dimensioni. 22 maggio Il tessuto muscolare scheletrico, visto al microscopio elettronico, è caratterizzato da un alternanza di bande chiare e scure; osservando una fibra muscolare noteremo che, oltre queste bandeggiature trasversali, ne presenta anche una longitudinale, ciò significa che la cellula è costituita da elementi + sottili associati tra loro: le miofibrille; l alternanza trasversale di bande chiare e scure è data proprio dalle miofibrille organizzate tra loro in modo tale che la bada scura di una miofibrilla corrisponda alla banda scura della miofibrilla contigua. La fibra è costituita da numerose miofibrille associate tra di loro e perfettamente in registro. Le bende chiare e scure vengono rispettivamente chiamate bande I (Isotrope), le bande scure vengono invece chiamate bande A (Anisotrope). All interno della bande I c è una linea + scura: la linea Z, che divide in 2 parti la banda I. all interno della banda A troviamo una porzione più chiara, denominata banda H, dove troviamo una linea + scura: la linea M. la porzione di miofibrilla delimitata da 2 linee Z è denominata sarcomero ed è l unità che si ripete per tutta la lunghezza della miofibrilla. Ogni sarcomero è costituito da una linea Z, mezza banda I, banda A con a centro la banda H che a sua volta contiene al centro una linea M; dopo la banda A troviamo un altra mezza banda I e una linea Z. se guardiamo il sarcomero al microscopio elettronico, noteremo che tra le 2 linee Z sono presenti strutture ancora + sottili: i miofilamenti. La particolare disposizione di questi miofilamenti determina la formazione delle bande chiare e scure. Abbiamo 2 tipi di miofilamenti: miofilamenti spessi costituiti da miosina; miofilamenti sottili costituiti prevalentemente da actina. La banda I è costituita esclusivamente da miofilamenti sottili; a livello della linea Z i miofilamenti sottili di un sarcomero si connettono ai miofilamenti sottili di un sarcomero vicino. La banda A è determinata dai miofilamenti spessi. La banda H all interno della banda A è + chiara perché i miofilamenti sottili penetrano tra i miofilamenti spessi della banda A. la banda H è la zona dove i miofilamenti sottili non arrivano. Mezza banda I di un sarcomero è costituita esclusivamente da miofilamenti sottili e appare + chiara perché una struttura omogenea. Tutta la dimensione della banda A è data dalla lunghezza del mio filamento spesso, che nelle due porzioni vicine alle bande I, non è costituito solo da miofilamenti spessi, ma si interdigitano tra di loro anche i miofilamenti sottili della banda I. Quindi queste porzioni periferiche sono eterogenee ed è per questo che appaiono + scure. La banda H è data solo dai miofilamenti spessi; è una struttura omogenea e per questo è chiara. Al centro della band H troviamo la linea M, costituita da proteine che hanno il compito di tenere in registro tutti questi miofilamenti. Al microscopio elettronico con un elevato ingrandimento si evidenzia la linea Z, che per la particolare abbinamento dei miofilamenti sottili di un sarcomero con quelli del sarcomero contiguo, ha un andamento a zig-zag, mentre la linea M è una linea rettilinea. I miofilamenti spessi sono costituiti da miosina, che è un esamero costituito da 2 catene pesanti e 4 leggere; ogni catena pesante ha l aspetto di una mazza da golf con una porzione lineare che costituisce la coda della catena pesante e una porzione globulare che costituisce la testa della catena pesante, le catene pesanti si avvolgono ad alfaelica; così la coda sarà data dalle code delle catene pesanti; le teste emergono da 2 poli opposti. Le 4 catene leggere sono uguali a 2 a 2 e sono disposte intorno alle teste; le 2 catene leggere + vicine alla coda hanno capacità ATPasica, se si

137 rimuovono queste 2 catene la contrazione non può avvenire; questa coppia viene chiamata coppia essenziale. Le altre 2 catene sono disposte alla periferia, se esse fossero rimosse non determinano gravi alterazioni funzionali e per questo vengono dette coppia regolatrice. Sulla testa della miosina è presente un sito di attacco per l actina, indispensabile affinché avvenga la contrazione. Se trattassimo una molecola di miosina con degli enzimi proteolitici, vedremmo che questa catena si divide in 2 parti: una parte della coda (meromiosina leggera) e la restante parte della coda + le 2 teste e le 4 catene leggere (mero miosina pesante), se questa mero miosina pesante la lasciamo interagire con gli enzimi proteolitici, essa si suddivide in 2 subframmenti: frammento s1 ( teste + 4 catene leggere) frammento s2 ( parte rimanente della coda). Queste regioni in cui si può scindere la miosina presentano delle cerniere, ovvero delle possibilità che ha la miosina per modificare la sua forma. Si ha una cerniera tra la zona di confine tra la meromiosina leggera e pesante e un altra cerniera tra il frammento s1 e s2 della meromiosina pesante; queste cerniere permettono di avere alla molecola un punto di flessione. Il miofilamento spesso è dato da un centinaio di molecole di miosina che si associano parallelamente e in maniera sfalsata. La zona centrale del miofilamento spesso è un area nuda; le molecole di miosina infatti si associano dapprima coda-coda e solo in seguito parallelamente in maniera sfalsata. Il mio filamento spesso è dato dalla zona delle teste, che emergono da diversi punti e da una zona centrale che ne è prima, chiamata zona nuda. Il mio filamento spesso occupa tutta l intera ampiezza della banda A. la regione delle teste corrisponde alla regione in cui si immettono i miofilamenti sottili. I miofilamenti sottili sono costituiti da actina; ogni molecola di actina è data da 2 filamenti di f-actina (actina filamentosa); ogni filamenti di f-actina è dato da monomeri di g-actina. 2 filamenti di f-actina avvolte su ste stesse sono costituiti da tanti monomeri di g-actina; ogni monomero di g-actina è una molecola polarizzata, dove si riconosce un fronte e un retro. Le molecole sono disposte nel filamento di f-actina con il fronte rivolto verso il centro del sarcomero; il retro rivolto verso la linea Z. quando avviene lo scorrimento i miofilamenti sottili verranno trascinati verso il centro del sarcomero, anche perché a livello della linea Z si ha l inversione della polarità. Le 2 proteine regolatrici che interagiscono con l actina sono: tropomiosina e troponina. La tropomiosina è una proteina filamentosa costituita da 2 catene che si avvolgono ad alfaelica, la lunghezza di una molecola di tropomiosina equivale a quella di 7 monomeri di g-actina di un filamento di f-actina. Ogni molecola di tropomiosina si unisce alla molecola successiva, costituendo così un unico filamento. In condizioni di riposo questa molecola di tropomiosina è localizzata nella doccia tra i 2 filamenti di f-actina e va a coprire il sito di attacco presente su ogni monomero di g- actina per la testa della miosina. La 2 proteina regolatrice, la troponina(in sigla tn), è una proteina globulare, costituita da 3 sub unità: sub. C (tnc), sub T(tnT), sub I (tni). sub T sta per sub unità che si lega alla tropomiosina; sub. C sta per sub unità che si lega al calcio. I sta per inattivatore del legame tra actina e miosina. Per ogni filamento di 7 monomeri di tropomiosina una sub unità t di troponina è legata alla tropomiosina, a sua volta la sub tnt è legata alla sub tnc(per il calcio), a sua volta la tnc è legata alla tni. Nel sarcomero a livello di ogni linea Z avviene il legame tra i miofilamenti sottili di un lato e quelli del lato opposto; il loro rapporto è di 1 a 4. Quindi a livello della linea Z abbiamo dei filamenti Z costituiti da alfaactinina che legano il miofilamento sottile di un sarcomero con 4 miofilamenti sottili del sarcomero vicino, assumendo l aspetto di una piramide, causando così l aspetto a zig-zag della linea Z. Questi miofilamenti vengono mantenuti in registro grazie a un sistema filamentoso; abbiamo altre 2 proteine che mantengono in registro i miofilamenti spessi e i miofilamenti sottili. I miofilamenti spessi sono sostenuti dalla titina, che è una molecola che si estende da una linea Z fino alla linea M; qui si lega con un altra titina che viene dalla linea Z successiva. In ogni molecola di titina riconosciamo un tratto che va dalla linea Z fino a tutta la banda I, che è chiamato tratto estensibile. Dopo la banda I abbiamo il miofilamento spesso (banda A), sul tratto del miofilamento spesso che va dalla banda A fino alla linea M, quindi fino a metà sarcomero, questa titina diventa rigida e funge da supporto per il mio filamento spesso. A livello della linea M la titina è dotata di attività chinasica, e si lega alla titina proveniente dall altra metà del sarcomero grazie a una

138 proteina chiamata miomesina. Per ogni sarcomero abbiamo 2 titine; in metà sarcomero, la parte che va dalla linea Z fino a tutta la banda I, dove non c è mio filamento spesso, ma vi crea un legame con il miofilamento spesso della banda A, abbiamo un tratto di titina definito estensibile. Da quando inizia la banda A abbiamo il mio filamento spesso quindi la titina non è + estensibile, perché i miofilamenti spessi non si muovono durante la contrazione, e diventa titina rigida e diviene un sostegno per il mio filamento. Per collegarsi con l altra metà titina a livello della linea M, questa titina, che è dotata di attività chinasica, in presenza della miomesina si collega, diventando un filamento lungo. A rinforzare questi legami interviene la proteina C. Per quanto riguarda il miofilamento sottile abbiamo un'altra proteina: la nebulina, che dà un supporto molecolare su cui si estende il miofilamento sottile, determinandone la lunghezza. La linea M ha il compito di mantenere in registro i miofilamenti spessi e quindi abbiamo dei ponti proteici, i ponti M, che collegano i miofilamenti spessi; per rafforzare questo legame in mezzo si formano dei filamenti M sostenuti da altri ponti M accessori (secondari). Numerose proteine citoscheletriche tengono unite le miofibrille; esse sono: la plectina, la desmina, la distrofina, sinemina, finamina e alfabetacristallina. Queste molecole costituiscono una sorta di reticolato che collega le miofibrille da un lato alla membrana plasmatica (sarcolemma), dall altro lato agli organuli citoplasmatici. Nella fibra muscolare striata scheletrica ci sono delle strutture nuove; se andiamo ad analizzare al microscopio elettronico il citoplasma ritroveremo il reticolo sarcoplasmatico (reticolo endoplasmatico liscio), il tutbulo T (tubulo trasverso) e le fonti di energia: i granuli di glicogeno e i mitocondri. Il reticolo sarcoplasmatico è organizzato in sarcotubuli, che avvolgono le miofibrille e in certi punti della fibra muscolare si anastomizzano, in particolare si anastomizzano a livello della banda H sulla linea M, dove danno origine alle cisterne fenestrate ; esse collegano i sarcotubuili di parti diverse del sarcomero. Il reticolo sarcoplasmatico svolge un ruolo importante, che si verifica a livello della zona di confine tra la banda A e la banda I. Qui i sarcotubuli si fondono dando origine ad un'unica cisterna a decorso trasversale: la cisterna terminale. A livello della zona di confine tra banda A e banda I si formeranno 2 cisterne terminali sovrapposte, date dalla fusione dei sarcotubuli provenienti da un lato del sarcomero e i sarcotubuli provenienti dal lato opposto. Tra queste 2 cisterne terminali si interpone un invaginazione della membrana plasmatica, che origina il tubulo trasverso (tubulo T). queste tre strutture vengono denominate Triade, quindi in ogni sarcomero ci saranno 2 triadi. All interno delle cisterne terminali vengono immagazzinati ioni calcio, che vengono sequestrati da una proteina: la calsequestrina. Il tubulo T e le cisterne terminali sono 3 strutture sovrapposte, ma in comunicazione tra di loro per mezzo di recettori; sulla superficie della membrana del reticolo sarcoplasmatico della cisterna terminale, troviamo dei recettori rianodinici, che interagiscono con recettori presenti sulla superficie del tubulo T, i recettori diidropiridinici, costituendo un canale per il calcio. In condizione di riposo il tubulo T (posto al centro della triade) è polarizzato e presenta sulla sua membrana il recettore diidropiridinico, capace di legasi con sostanze calcio-antagoniste; le cisterne terminali presentano sulla loro superficie il recettore rianodinico, che ha affinità per i canali per il calcio. Quando su una parte qualsiasi del sarcolemma giunge un impulso della contrazione, tramite il tubulo T questa depolarizzazione creata dalla contrazione, passa su tutte le fibre contemporaneamente, determinando una depolarizzazione del tubulo T, determinando l apertura di questi 2 recettori, che sono una sorta di canale per il calcio, aprendosi, il calcio, che era immagazzinato all interno delle cisterne terminali, viene rilasciato. Il legame tnc- calcio determina una modificazione nella molecola della troponina, che allontana la tnt dalla tnc, di conseguenza la tnt allontanandosi trascina con se la tropomiosina, che scivola ancora di + all interno della doccia del filamento di f-actina e permetterà l aggancio della testa della miosina con l actina, determinando la contrazione. La contrazione muscolare è basata sullo scivolamento dei miofilamenti sottili su quelli spessi, ciò significa che la lunghezza dei miofilamenti rimane costante; ciò che cambia è la lunghezza del sarcomero, il quale si accorcia. Le teste della miosina dal miofilamento spesso emergono a diversa altezza, ma non si legano all actina. Quindi quando passa lo stimolo della contrazione attraverso il tubulo T si determina la fuoriuscita degli ioni calcio

139 che si legano alla sub unità tnc, determinando una modificazione conformazionale a tutta la molecola della troponina e spostano la tropomiosina, legata al tnt, dal sito di legame. A questo punto la testa della miosina si può legare all actina. Questo legame determinerà lo scorrimento dei miofilamenti; sono i miofilamenti di actina (sono polarizzati, ognuno può andare solo verso il centro del sarcomero) che scorrono sui miofilamenti spessi. Condizioni di riposo: dal mio filamento spesso la testa della miosina con le sue 2 cerniere, presenta un angolazione di circa 45 gradi. Sulla testa della miosina a riposo staziona una molecola di ATP. Il calcio liberato agisce anche sulla miosina, determinando l idrolisi dell ATP, che provoca liberazione di energia, che viene usata dalla testa della miosina per cambiare la sua angolazione da 45 a 90 gradi. In questa posizione si lega alla molecola di actina, nel momento in cuoi avviene il legame acto-miosina, i prodotti dell idrolisi ADP e fosforo, si staccano dalla testa di miosina, cedendo in tal modo energia; di conseguenza la testa della miosina ritorna a 45 gradi, rimanendo legata all actina; quindi l actina scivola verso il centro sul mio filamento spesso. La contrazione sarà data da una lunga serie di questi scivolamenti; per poter avvenire un nuovo scivolamento la testa della miosina si deve staccare dall actina, quindi deve essere ripristinato l ATP sulla testa della miosina e se c è ancora calcio si effettua un altro scorrimento. quando cessa l impulso della contrazione, il calcio viene ricatturato dalla calsequestrina e riimmagazzinato nelle cisterne terminali e tutto torna nelle condizioni normali; la tnc non ha + legami col calcio e ritorna alla sua conformazione normale, di conseguenza la tnt, riporta la tropomiosina a mascherare il sito di legame, finché non arriva un nuovo stimolo per la contrazione. Il risultato è che il filamento sottile, legato alla linea Z, scivolando verso l interno, trascina con se la linea Z, determinando così un accorciamento del sarcomero. Se il miofilamento sottile scivola all interno della banda A, la banda I si riduce a spese della banda H a centro; l unica linea a non subire variazioni è la banda A. dal punto di vista metabolico e funzionale ci sono 3 tipi di fibre: rosse, bianche e intermedie. Le fibre rosse sono caratterizzate da un elevata quantità di mioglobina (colore rosso), ricca vascolarizzazione, attivo metabolismo ossidativo e numerosi mitocondri. Esse sono responsabili di una contrazione lenta, ma resistente alla fatica; esse sono tipiche dei muscoli che consentono la posizione eretta. Le fibre bianche hanno pochi e piccoli mitocondri, ricchezza di organuli citoplasmatici e alte concentrazioni di enzimi glicolitici. Nelle fibre rosse sono abbondanti le gocce lipidiche, mentre sono quasi inesistenti in quelle bianche perché non vengono utilizzate come fonte di energia; la contrazione delle fibre bianca è rapida, ma cessa altrettanto rapidamente perché le fibre si affaticano. Le fibre intermedie presentano caratteristiche intermedie tra quelle bianche e rosse. Il tessuto striato scheletrico è sotto il controllo della nostra volontà, ciò significa che i neuroni prendono contatto con la fibra muscolare. L assone del neurone porta l impulso della contrazione dal corpo cellulare alla periferia. L assone, che è un prolungamento unico, nella sua parte terminale si ramifica, e ogni singolo assone può prendere contatto con + fibre muscolari; l insieme di neurone + assone + fibre muscolari innervate, costituisce una struttura chiamata unità motoria. L assone è generalmente rivestito dalla guaina mielinica, che ha il compito di velocizza l impulso. Quando l assone prende contatto con la fibra, perde la guaina mielinica, e si viene a creare una struttura chiamata placca (giunzione) neuro muscolare, che è costituita da 3 porzioni: una parte presinaptica, una postsinaptica e uno spazio tra i due, la fessura sinaptica. La parte presinaptica è rappresentata dalla porzione terminale dell assone ed è caratterizzata dalla presenza di vescicole sinaptiche che contengono acetilcolina (neurotrasmettitore). La porzione postsinaptica è rappresentata dal sarcolemma della cellula muscolare; su di esso sono presenti dei recettori per l acetilcolina, normalmente chiusi. L impulso, quando raggiunge la porzione terminale dell assone, determina l apertura di canali calcio voltaggio dipendenti, che fanno si che le vescicole sinaptiche si fondano con la membrana presinaptica e che per esocitosi rilasciano l acetilcolina. L acetilcoina viene rilasciata nella fessura sinaptica. Sulla membrana plasmatica della fibra muscolare ci sono dei recettori, che legandosi all acetilcolina, determinano una depolarizzazione della membrana plasmatica, e che, agendo sui tubuli T e sulle cisterne terminali, causano il rilascio di ioni calcio e quindi la contrazione muscolare. Quando

140 cessa l impulso per la contrazione l acetilcolina, presente nella fessura sinaptica, viene riciclata e grazie all enzima acetilcolinesterasi, viene scissa in acetato e colina; la colina viene riimmagazzinata all interno della porzione presinaptica e viene ricombinata con acetil-coenzima A, prodotto dai mitocondri e dà origine, in presenza di colina acetil transferasi, a nuova acetilcolina. Le vescicole sinaptiche vengono in parte riciclate; per evitare che queste si fondano tutte con la membrana presinaptica, queste vescicole vengono rivestite con la clatrina, che impedisce la degenerazione delle vescicole sinaptiche. (Il recettore dell acetilcolina, presente sulla membrana plasmatica, che si invagina 2 volte per ogni sarcomero). attraverso i tubuli T, l azione dell acetilcolina si trasmette a tutto il muscolo, determinando la fuoriuscita degli ioni calcio, che si legheranno alla tnc, la quale determinerà lo scivolamento dei miofilamenti sottili e quindi la contrazione di tutti i vari sarcomeri. Al cessare dell impulso, il calcio viene riimmagazinato all interno delle cisterne terminali e il muscolo è in fase di distensione. Il muscolo striato si forma dal miotomo, mesoderma parassiale, e questo si forma da tutti i miotomi che vanno dal tratto occipitale a quello sacrale e anche dai somitomeri della regione della testa. Recentemente sono state isolate al disotto della membrana plasmatica (sarcolemma) delle cellule molto importanti, le cellule satelliti, che si ritiene siano dei mioblasti non fusi tra loro, e che siano delle cellule staminali, programmate per dare origine a tessuto muscolare solo nella vita adulta e solo se stimolati da eventi dannosi (lesioni e patologie), tuttavia queste cellule sono programmate per poterlo fare solo per periodi di tempo limitati e solo per una piccola quantità di tessuto, ciò significa che ad esempio se una distrofia distrugge le fibre muscolari, queste cellule prima o poi si esauriscono, oppure se abbiamo un ampia regione di tessuto danneggiata queste cellule non riescono a ripristinarlo. Inoltre, essendo il muscolo avvolto dal connettivo, che ha anche una funzione cicatrizzante, e le cui cellule si dividono + rapidamente delle cellule satelliti, ne ostacolano la proliferazione, andando a creare delle fibrosi. (l ingrandimento del muscolo deriva da ipertrofia delle fibre già esistenti). 23 MAGGIO Il tessuto muscolare cardiaco è involontario,è caratterizzato da cellule che presentano una forma diversa rispetto alla fibra muscolare,sincizio dato dall associazione di più mioblasti che mettevano insieme il citoplasma e davano origine a una cellula voluminosa dotata di nuclei posti alla periferia. I miocardiociti o cardiomiociti presentano una biforcazione laterale, queste fibre biforcandosi prendono contatto con altre cellule vicine e creano una vera e propria rete all interno del quale si va a localizzare abbondante tessuto connettivo all interno del quale decorrono vasi sanguigni e nervi. Il nucleo è centrale e non periferico. La striatura è analoga a quella del muscolo striato scheletrico, le miofibrille sono costituite dai miofilamenti spessi e sottili. Ma nn c è un organizzazione in registro dei sarcomeri. in sezione trasversale Le fibre appaiono come delle strutture ovoidali con un nucleo che occupa posizione centrale e in mezzo molti sepimenti di tessuto connettivo. Con ematossilina ferrica si può evidenziare la bandeggiatura e la zona di contatto di due miocardiociti vicini che sono collegati per mezzo di una giuntura particolare nota come disco intercalare. Tra una miofibrilla e l altra ci sono numerosi mitocondri e interriompono la continuità tra i miofilamenti spessi e sottili. Il disco intercalare è caratterizzato da 3 tipi di giunzioni: giunzioni aderenti, desmosomi e giunzioni gap. Giunzioni aderenti e desmosomi sono giunzioni meccaniche che collegano saldamente due cellule,la giunzione gap permette il passaggio di determinate sostanze. Le cellule miocardiociti quando si affrontano hanno una superficie molto irregolare,nel disco intercalare ci sono dei tratti a decorso trasversali e tratti a decorso longitudinale. Il disco intercalare viene anche chiamato stria scalariforme. Le giunzioni hanno posizioni ben precise: nel tratto a decorso trasversale ci sono la fascia d adesione e il desmosoma,la fascia di adesione si collega ai due filamenti di actina e connette saldamente le 2 cellule vicine,i desmosomi utilizzano filamenti di desmina per legare le due cellule. Il tratto a decorso

141 longitudinale è caratterizzato dalle giunzioni gap nel quale ci sono le connessine che delimitano il connessone nel quale passano gli ioni e il potenziale d azione e ciò rende il tessuto come un sincizio funzionale,l impulso di contrazione passa da una cellula all altra attraverso la giunzione gap e tutta la muscolatura in successione si contrae. Nel sarcolemma ci sono molte miofibrille che si organizzano in sarcomeri. Tra una miofibrilla e l altra non c è corrispondenza e ci sono intercalati molti mitocondri. Nel tessuto muscolare striato scheletrico si formavano i tubuli T localizzati nella zona di confine tra la banda A e la banda I. nel tessuto muscolare cardiaco i tubuli t si formano ma si localizzano a livello delle linea Z. I tubuli T del tessuto muscolare striato scheletrico prendevano contatto con le cisterne terminali,date dalla congruenza di tutti i sarcotubuli,in questo caso il reticolo sarcoplasmatico non dà origine ad anastomosi. Non si formano le cisterne fenestrate nella banda H,a livello della zona di confine tra la banda A e la banda I si fondevano i sarcotubuli e davano origine alle cisterne terminali,qui non si formano. Ogni singolo sarcotubulo si espande e prende contatto con il tubulo t. a livello della linea z c è una porzione del tubulo t e una espansione del sarcotubulo:una struttura costituita da 2 elementi chiamata diade. Il tubulo t si è formato a livello della linea z, c è una diade per ogni sarcomero. Il tubulo t è molto più voluminoso rispetto al tessuto muscolare striato scheletrico. Il cuore si contrae in maniera autonoma,sono presenti alcune cellule muscolari modificate capaci di generare spontaneamente la contrazione del muscolo che si diffonde a tutte le strutture della parete del cuore. l insieme di queste cellule modificate costituisce il sistema di conduzione del cuore che è costituito da 2 pacemaker. Il primo è il nodo senoatriare o nodo di Kate-Flack localizzato nella parte alta dell atrio,localizzato allo sbocco della vena cava superiore. I cardiomiociti fanno sì che l impulso si distribuisca a tutta la componente atriale e passa alla seconda stazione pacemaker localizzata nella parte bassa del setto interatriale. questa seconda stazione è il cosiddetto nodo atrioventricolare o nodo di Tawara. A questo punto l impulso passa sulla parete divisoria dei ventricoli,costituita da una porzione bassa verso il fondo del cuore che è muscolare e un tratto più vicino all atrio che è membranoso,nel quale passa l impulso e da dove inizia la terza componente del sistema di conduzione,il fascio di his che si biforca e distribuisce l impulso ai due ventricoli. Le cellule che costituiscono il sistema di conduzione sono: cellule chiare o cellule p, cellule di transizione e fibre di Purkinje. Le prime due vengono denominate anche fibre nodali perché sono localizzate nei due pacemaker,nodo senoatriale e nodo atrioventricolare, e solo nella prima parte del fascio di his.le cellule che costituiscono il fascio di his sono le fibre di Purkinje. queste cellule hanno un apparato contrattile poco sviluppato,pochi miofilamenti spessi e sottili,l organizzazione sarcomerica è più blanda,non si collegano per mezzo di dischi intercalari,ma sono legati per mezzo di desmosomi e giunzioni comunicanti. La contrazione è gestita dal calcio.nel cuore necessita una quantità di calcio superiore,esso proviene dall ambiente extracellulare e penetra attraverso i tubuli t, ciò determina la contrazione continua e ininterrotta del tessuto muscolare cardiaco. Origine dell impulso nodo senoatriale parte atriale alta,cellule del nodo,si distribuisce alla muscolatura atriale,nodo atrioventricolare, fascio di his parte alta del setto membranoso interventrebrale,ventricoli. Le cellule si contraggono spontaneamente e le fibre nervose hanno dei contatti con le fibre muscolari ma non sono contatti stretti, il tessuto nervoso coinvolto è quello autonomo,indispensabile per regolare la frequenza del battito cardiaco. il sistema nervoso autonomo ha due branche: ortosimpatico e parasimpatico che agiscono in maniera antagonista. La porzione ortosimpatica accelera la frequenza del battito,quella parasimpatica la rallenta. L origine del tessuto muscolare cardiaco:si forma dal mesoderma splancnico che va a circondare l area cardiogena all interno della quale si differenzia il tubo cardiaco. In quest area si differenzieranno i mioblasti che si connettono per mezzo dei dischi intercalari, si formano le miofibrille date dai singoli mioblasti. Successivamente alcuni miocardiociti si differenziano a costituire le cellule del sistema di conduzione,le fibre di purkinje. MUSCOLO LISCIO INVOLONTARIO

142 Il muscolo liscio non presenta striatura, ha cellule con forma fusata,la parte espansa centrale è occupata dal nucleo. Ogni singola fibrocellula è avvolta da una lamina esterna costituita da fibre reticolari che vengono prodotte dagli stessi fibrociti. Non ci sono più tubuli t,ma ci sono delle strutture simili chiamate caveole. Sono delle invaginazioni della membrana plasmatica che controllano direttamente o indirettamente la secrezione e l accumulo di calcio. Le fibre muscolari lisce possono decorrere isolatamente nel connettivo oppure possono associarsi a costiture delle lamine. Quando costituiscono delle lamine possono costituire la parete dei vasi sanguigni o la parete di alcuni visceri. La cellula muscolare liscia presenta due parti ristrette periferiche e una espansa centrale. quando si associano tra loro lo fanno in maniera tale che la parte espansa di una cellula sui collega con la parte ristretta dell altra cellula, per nn lasciare spazi vuoti. I nuclei sono molto distanziati in sezione lungitudinale. Il muscolo liscio è regolato dal sistema nervoso autonomo. Alla periferia della cellula c è un area più scura,elettronopaca,sono presenti le proteine contrattili,actina e miosina. Questi filamenti costituiscono una sorta di reticolato. intorno al nucleo c è un area più trasparente, troviamo localizzati gli organuli cellulari,soprattutto mitocondri. Le proteine contrattili sono simili ma non identiche a quelle della muscolatura striata scheletrica. È difficile evidenziare la miosina e i miofilamenti spessi perché si assemblano solo quando la cellula si prepara a contrarsi. Si vedono soprattutto i filamenti di actina intercalate con alcune molecole di miosina,che si connettono nel reticolato anche con numerosi filamenti intermedi costituiti soprattutto da desmina e filamina. Sulla lamina esterna si possono ritrovare delle giunzioni comunicanti che fanno passare l impulso da una cellula all altra ed è un sincizio funzionale. La membrana plasmatica dà origine a delle invaginazioni,le caveole. Queste entrano in contatto con strutture implicate con il calcio, le vescicole che originano dal reticolo endoplasmatico liscio e contengono calcio. Actina e miosina non si organizzano in sarcomeri e non c è bandeggiatura. I miofilamenti sottili sono costituiti da actina ma l actina presenta solo delle variazioni negli amino acidi,la più profonda differenza con il tessuto muscolare striato scheletrico è legata alle proteine regolatrici: la tropomiosina c è e serve a mascherare il sito di legame per la testa della miosina, ciò che manca è la troponina costituita da tnt,tni e tnc. La tnc viene sostituita da una proteina chiamata calmodulina che ha solo il compito di legare il calcio.essa è al posto di tutte e tre le subunità della troponina. I filamenti di actina sono localizzati alla periferia si collegano tra di loro a livello di aree denominate corpi densi costituiti da alfa actinina,essi creano un reticolato e interagiscono con la desmina e la filamina. La miosina differisce per il livello di attività ATPasico che è molto più basso, per potere interagire con l actina è necessaria la fosforilazione delle catene leggere.in condizione di riposo le molecole di miosina hanno una forma particolare che non gli permette di costituire il miofilamento spesso. Quando la cellula si prepara a contrarsi si viene a formare il miofilamento spesso che è completamente diverso da quello della muscolatura striata. Nella muscolatura striato esso è costituito da un centinaio di molecole di miosina che si associavano prima coda coda e poi parallelamente in maniera sfalzata in modo da creare un area nuda. Qui non c è l associazione coda coda,quindi su tutta la superficie più molecole di miosina si associano in maniera sfalzata e quindi su tutto il miofilamento spesso sporgono le teste. il miofilamento spesso è costituito da circa molecole e ogni miofilamento spesso dato che nn c è il sarcomero è in rapporto con circa miofilamenti di actina. La molecola di miosina a riposo ha una forma raggomitolata e il sito di legame per l actina è mascherato. Affinchè possa formarsi il miofilamento spesso è necessario il calcio,che passa attraverso le vescicole vicono alle caveole e si va a legare alla calmodulina e si forma il legame calcio calmodulina. così si vanno a fosforilare le catene leggere e si ha lo srotolamento della miosina che prende la forma di mazza da golf. Così diventa visibile il sito di attacco per l actina. In questo modo si riassemblano le molecole di miosina parallelamente in maniera sfalzata e si è formato il filamento spesso e può avvenire la contrazione. La contrazione della muscolatura liscia è più lenta e duratura perché il distacco tra actina e miosina richiede più tempo. La contrazione quindi è sotto il controllo del sistema nervoso autonomo, sotto il controllo di ormoni quali ossitocina e vasopressina, sotto il controllo di amine biogene quali istamina e serotonina, sotto il controllo di fattori

143 locali quali lo stiramento delle fibre. Ci sono due tipi di contrazione: contrazione peristaltica dei visceri gestita dalle giunzioni comunicanti tra una cellula e l altra, la seconda contrazione è data da una soglia minima permanente di contrazione che si verifica a livello della parete dei vasi sanguigni ed è quella che determina il tono muscolare gestito da ormoni circolanti nel sangue quali la noradrenalina che ha un effetto vaso costrittore e le prostaglandine che hanno un effetto vaso dilatatore. Ci sono due tipi di muscoli lisci: viscerali o unitari cioè intestino,utero e vie respiratorie,la contrazione passa attraverso le giunzioni gap. Poi esistono i muscoli multiunitari in cui ogni singola fibra è innervata: muscolo erettore del pelo e ciliare dell occhio. La contrazione inizia in una porzione della cellula e si estende come se fosse un onda su tutta la cellula,la quale si rigonfia e anche il nucleo si gonfia. Originano dal mesoderma splancnico i muscoli dell apparato respiratorio e digerente, dal mesoderma somatico i vasi sanguigni e dall ectoderma originano i muscoli dell iride,ciliare dell occhio e le cellule mioepiteliali che si trovano attorno alla ghiandola mammaria e intorno alle ghiandole sudoripare. Riassumendo l apparato muscolare deriva sempre dal mesoderma. I muscoli si dividono in striati e lisci: gli striati si dividono in scheletrici se entrambi i capi prendono contatto con l apparato scheletrico,cutanei se un capo rimane in contatto con la pelle,cardiaco e liscio. I muscoli scheletrici derivano dai miotomi,quindi dal mesoderma parassiale. Gli striati si dividono in muscoli della testa,del tronco e degli arti. I muscoli striati del cuore derivano dal mesoderma splancnico. I muscoli lisci derivano dal mesoderma laterale splancnico e somatico cn l eccezione di quelle porzioni che derivano dall ectoderma. I muscoli della testa si formano alla quarta settimana dalle cellule mesenchimali dei sette somitomeri che andavano a colonizzare gli archi faringei. Ciascuno degli archi dava origine ai diversi muscoli: primo arco muscoli masticatori,secondo arco muscoili mimici,terzo arco stilofaringeo,quarto e sesto arco muscoli faringei e laringei. I primi 4 somiti occipitali seguono due diverse diverse correnti: una dà origine ai muscoli striati dell occhio e l altra dà origine ai muscoli della lingua. I muscoli del tronco: nel miotomo quando si formava c erano cellule che si derivavano dalla direzione dorso mediale e davano origine all epimero che da qui si formano i muscoli estensori della colonna vertebrale, i muscoli epiassiali. I muscoli che derivano dalla migrazione ventro mediale danno origine all ipomero e dà origine ai muscoli ipoassiali. questi muscoli nella regione più bassa del torace si dispongono su tre strati: intercostale esterno,interno e muscolo trasverso del torace. Nell addome si dispongono su quattro strati: muscolo obliquo esterno,interno,muscolo trasverso dell addome e muscolo retto dell addome. Negli archi ci sono le cellule che derivano dalla porzione ventro mediale danno origine ai muscoli flessori dell arto. I muscoli che derivano dalla porzione dorso mediale danno origine ai muscoli estensori dell arto. Il differenziamento di questi muscoli è legato al mesoderma somatico che è penetrato all interno degli archi e si era differenziato per dare origine alle ossa. Tessuto nervoso Caratterizzato dalla presenza di cell che presentano dei prolungamenti citoplasm che si connettono tra di loro per mezzo di speciali mezzi di giunzione che chiamiamo sinapsi creando una vera e propria rete che mette in comunicazione i vari distretti dell organismo. Questa rete si chiama sistema nervoso. Esso può ricevere stimoli sia provenienti dall ambiente esterno sia provenienti dall organismo stesso e dopo averli rielaborati è in grado di rinviare delle risp ad altre parti del sist nervoso o ad altre cell sottoforma di impulsi adeguatamente indirizzati. Dal punto di vista anatomico, esso si suddivide in due porzioni: sist nervoso centrale (SNC) costituito dal nevrasse, a sua volta costituito dall encefalo contenuto nella scatola cranica, e il midollo spinale, contenuto all interno del canale vertebrale. La seconda porzione del SN è definita sist nervoso periferico (SNP) ed è costituita da 12 paia di nervi cranici, 31 paia di nervi spinali e da strutture specifiche chiamate gangli. Dal punto di vista funzionale il SN lo possiamo classificare in: SN somatico e SN

144 autonomo. Il primo è costituito dai corpi cellulari e dalle porzioni somatiche sia del SNC che da quelle del SNP. Queste porzioni forniscono un tipo di innervazione sensitivo e motorio a tutte le parti dell organismo tranne ai visceri, ai muscoli lisci e alle ghiandole. Il secondo è costituito da tutte le parti autonome che fuoriescono dal SNC e SNP. Queste porzioni forniscono da un lato l innervazione efferente, di tipo motorio e involontaria a tutto ciò che non è innervato dalla prima parte, quindi muscoli lisci, sist di conduzione del cuore, ghiandole. Fornisce anche un innervazione sensitiva afferente. Il SNA lo suddividiamo in due parti tra loro antagoniste: SNA simpatico e SNA parasimpatico. Oltre a queste due porzioni ne esiste una terza definita porzione enterica che riguarda esclusivamente il canale alimentare e che agisce indipendentemente sia dalla porzione simpatica che da quella parasimpatica. Il SN è costituito dal tessuto nervoso vero e proprio e da alcuni supporti di stroma connettivale. La cell fondamentale del tessuto nervoso è il neurone. Essa è in grado di ricevere info dall ambiente esterno, elaborarle e rinviarle ad altre cell, sia nervose che ad altre parti dell organismo; ha tre caratteristiche principali: eccitabilità (riceve stimoli dall esterno), conducibilità (trasmetterli ad altre cell), polarizzazione (l impulso viaggia secondo delle linee preferenziali, per esempio nelle sinapsi, l impulso viaggia dalla porzione pre-sinaptica alla post-sinaptica e non può avvenire al contrario; dai dendriti gli impulsi viaggiano dall esterno verso l interno e non al contrario). Accanto il neurone, un altro elemento fondamentale del tessuto nervoso è la nevroglia (o neugoglia o glia), composta da cell diverse tra loro e più numerose dei neuroni. Esse però non sono eccitabili, ma forniscono sostegno trofico, sostegno fisico, difesa nei confronti dei neuroni. Altra cosa da precisare è che il tessuto nevoso presenta una notevole vascolarizzazione, ma i vasi sanguigni, soprattutto nel SNC sono organizzati in maniera tale da selezionare le sostanze che possono passare e ciò che rimane nel sangue. Questo processo è gestito dalla barriera emato-encefalica. Neurone Costituito dal corpo cellulare chiamato anche soma o pirenoforo dal quale emergono dei prolungamenti che raggruppiamo in due categorie: dendriti e assoni. Poiché dendriti e assoni sono dei prolungamenti del corpo cellulare tutta l intera struttura è rivestita da membrana plasmatica che in questo caso si chiama assolemma (nei neuroni il citoplasma si chiama assoplasma). La morfologia dei neuroni è estremamente varia: può cambiare la forma del corpo cellulare, può cambiare la localizzazione dei prolungamenti citoplasmatici, possono essere più o meno numerosi, ma tutti hanno un corpo cellulare che rappresenta la sede centrale di elaborazione. Generalmente la morfologia dei neuroni è legata alla funzione a cui sono adibiti. Si classificano a seconda della lunghezza dell assone, della funzione e del numero di prolungamenti. In base alla lunghezza dell assone distinguiamo due tipi di neuroni: neuroni del primo tipo di Golgi e neuroni del secondo tipo di Golgi. I primi sono caratterizzati da un assone molto lungo che si porta a notevole distanza dal corpo cellulare. La zona dei corpi cellulari si chiama sostanza grigia poiché appare più scura, la zona dei prolungamenti avvolti da mielina, invece si chiama sostanza bianca. Data la lunghezza dell assone, spesso succede che questo esca dal SNC ed entri a far parte di un nervo periferico. I secondi, al contrario, hanno un assone corto che rimane nelle vicinanze dei corpi cellulari non entrando a far parte del SNP. In base alla funzione distinguiamo tre tipi di neuroni: neuroni sensitivi, motori e associativi. Neuroni sensitivi: adibiti a raccogliere gli impulsi dall esterno e convogliarli verso il SNC (encefalo e midollo spinale). Neuroni motori: adibiti a trasportare gli stimoli elaborati dal corpo cellulare verso organi e settori esterni.

145 Neuroni associativi: intercalati tra i primi due tipi. In base al numero dei prolungamenti distinguiamo tre tipi di neuroni: neuroni unipolari, bipolari, multipolari. I primi sono caratterizzati da un unico prolungamento che emerge dal corpo cellulare. Talvolta però quest unico prolungamento, a breve distanza dal corpo cell, si divide a T: una porzione fungerà da dendrite e un altra da assone. Dunque avrà due prolungamenti, quindi chiameremo il neurone pseudounipolare. I neuroni bipolari sono caratterizzati esclusivamente da un dendrite e da un assone i quali emergono dai due poli opposti del corpo cellulare. I neuroni unipolari, pseudounipolari e bipolari sono molto poco presenti nel SNC dell adulto, piuttosto sono caratteristici della vita embrionale. I neuroni più abbondanti nel SNC dell adulto sono quelli multipolari. Essi sono caratterizzati da un corpo cell da cui emergono numerosissimi prolungamenti dendritici i quali, normalmente emergono su tutta la superficie del corpo cell, l assone è unico. Talvolta, i prolungamenti si trovano in aree ben precise del corpo cell e danno origine a cell che hanno delle localizzazioni tipiche, per esempio nell ippocampo o nel cervelletto. Le cell dell ippocampo hanno un corpo cell di forma piramidale e i dendriti, anziché emergere su tutta la superficie del corpo cell, nonostante siano numerosi, emergono soltanto alle due estremità. Le cell del cervelletto, chiamate cell del Purkinye, sono caratterizzate dal fatto che da una sola porzione del corpo cell emergono tre o quattro dendriti che si ramificano tantissime volte. Le ramificazioni si dispongono su un unico piano come se fossero un ventaglio, amplificando enormemente questa regione del corpo cell. Ritornando al neurone.. Abbiamo detto che è formato da un corpo cell all interno del quale si trova il nucleo, molto voluminoso, di forma sferica e che occupa una posizione centrale. Questo nucleo è caratterizzato dall avere una cromatina molto dispersa, per cui si colora poco. Ma all interno del nucleo è sempre presente, in posizione centrale e molto colorato, un nucleolo. All esterno del nucleo, invece, ritroviamo il citoplasma che contiene i normali organuli. A differenza però degli altri citoplasmi che si presentano omogenei in microscopia ottica, nel citoplasma della cell nervosa appaiono aree intensamente colorate che vengono chiamate corpi di Nissl o sostanza tigroide. L osservazione al microscopio elettronico ci ha rivelato che, in realtà, questa sostanza è costituita da cisterne molto appiattite rivestite da ribosomi, che altro non sono che RE rugoso. Altrettanto abbondante è il RE liscio. Un altro organulo presente è l apparato del Golgi, localizzato in posizione perinucleare. Anche i mitocondri sono numerosi e presentano una forma allungata e le creste sono tipicamente longitudinali. I lisosomi sono sempre presenti. A poco a poco che la cell invecchia possiamo ritrovare dei pigmenti rosso-bruno di lipofuscina, i quali non sono altro che residui della degradazione lisosomiale. Altri elementi che possiamo ritrovare sono delle gocce lipidiche. Nel corpo cell la struttura preponderante è il citoscheletro, il quale costituisce una vera e propria impalcatura a forma di reticolato. Dal momento che l assone del neurone può raggiungere un metro di lunghezza, la cell ha bisogno di essere sostenuta da un grande citoscheletro. Inoltre, quest ultimo, nell assone funge da supporto per veicolare alcune molecole che viaggiano dal corpo cell alla terminazione assonica e viceversa. Il citoscheletro è formato da tre elementi: filamenti intermedi, chiamati neuro filamenti. Essi sono stabili poiché lineari e si associano tra di loro e anche coi microtubuli per dare origine a strutture più voluminose e robuste che chiamiamo neurofibrille. Oltre ai filamenti intermedi troviamo altre due componenti del citoscheletro molto instabili costituiti da elementi globulari: microtubuli, costituiti da eterodimeri di tubulina (subunità alfa e beta). Queste alfa e beta si associano tra di loro testa-coda, quindi diventano degli elementi polarizzati che avranno un estremità in cui sono presenti tutte le teste (estremità +), rivolta verso la terminazione assonica. L altro versante è fatto tutto dalle code (estremità -), rivolta verso il corpo cell. Terzo componente del citoscheletro sono i microfilamenti. Essi sono costituiti da polimeri di actina a loro volta costituiti da monomeri di G-actina (instabili). Si trovano sulla superficie interna della membrana plasmatica e permettono dei piccoli cambiamenti di forma. Abbiamo detto che i prolungamenti che emergono dal corpo cell sono di due tipi: dendriti e assone.

146 Dendriti (organo ricevente) Definiti come l apparato ricevente del neurone (ricevono le info dall esterno e le convogliano verso il corpo cell per essere rielaborate). Essi emergono dalle varie porzioni del corpo cell e si presentano corte e tozze. A breve distanza dal corpo cell cominciano a ramificarsi, ramificandosi riducono il proprio diametro. Le osservazione della superficie esterna del dendrite hanno rivelato che esso non ha una superficie liscia, ma presenta numerose irregolarità che vengono definite spine. Quest ultime sono dei contatti sinaptici con altre cell nervose e sono implicate nei processi di apprendimento, di adattamento, nei processi di memoria. Purtroppo è stato visto che il numero delle spine diminuisce con l invecchiamento e ciò spiega come mai l anziano ricorda le cose vecchie e non quelle recenti, appunto perché non ha abbastanza connessioni sinaptiche. Assone (organo trasmittente) Trasferisce le info elaborate dal corpo cell verso la periferia. Esso emerge da una parte ben precisa del corpo cell che chiamiamo cono d emergenza. Si porta a notevole distanza dal corpo cell (anche un metro di lunghezza), ma lo fa mantenendo costante il suo diametro e non ramificandosi. Le uniche ramificazioni le abbiamo solo nella porzione terminale dove dà origine a varie ramificazioni che gli permettono di prendere contatto con più organi efferenti differenti e queste porzioni terminano con dei rigonfiamenti chiamati bottoni sinaptici. Se andiamo a guardare l ultrastruttura dell assone: all esterno troviamo sempre la membrana plasmatica, l impalcatura citoscheletrica molto sviluppata costituita da filamenti intermedi, microtubuli e microfilamenti, ritroviamo anche alcuni organuli: mitocondri, apparato del Golgi. Sono assenti i ribosomi e il RE rugoso. Ciò vuol dire che l assone, per rinnovare i suoi elementi necessita dell apporto del corpo cell che contiene un RE molto sviluppato. Assone e corpo cell stanno a stretto contatto. L assone, in particolare invia al corpo cell le molecole proteiche che non può eliminare e, nello stesso tempo rinnova le sue componenti proteiche. Mettendo a confronto i due tipi di prolungamenti: i dendriti sono multipli e l assone è unico; i primi si presentano corti e tozzi e ramificati, il secondo può raggiungere il metro di lunghezza e si ramifica solo nella porzione terminale; superficie esterna dei dendriti ricca di spine, superficie dell assone liscia, a diametro costante; funzionalmente i dendriti ricevono le info dall esterno e le convogliano verso il corpo cell, l assone trasporta le info elaborate dal corpo cell verso la periferia. L assone dipende dal corpo cell per il ricambio delle sue proteine. Ciò significa che ci sarà un via vai di molecole che viaggiano dal corpo cell alla terminazione assonica (modalità anterograda) e dalla terminazione assonica al corpo cell (modalità retrograda). Questo spostamento di molecole proteiche si chiama flusso assonico. Per esempio, esso trasporta neurotrasmettitori che vengono elaborati nel corpo cell e raggiungono la porzione terminale dell assone e ricambia i costituenti proteici dell assone. Per quanto riguarda il trasporto anterogrado, abbiamo due velocità: trasporto veloce, in cui le molecole trasportate, quali le vescicole secretorie, enzimi del metabolismo dei neurotrasmettitori, vengono trasportati con una velocità che oscilla dai 5 ai 40 cm al giorno; trasporto lento, che riguarda i costituenti citoscheletrici e si attua in pochi mm al giorno. Tra i due tipo di trasporto c è una grande differenza di velocità poiché le molecole più grosse ostacolerebbero la comunicazione sinaptica, quindi devono essere mosse più rapidamente.

147 Per quanto riguarda il trasporto retrogrado, è sempre veloce. Esso si occupa di trasportare mitocondri che devono essere ricambiati, lisosomi ecc.. Gli elementi coivolti sono quelli del citoscheletro, in particolare i microtubuli (ricordiamo che essi sono polarizzati: un estremità rivolta verso il corpo cell e l estremità + rivolta verso la terminazione sinaptica), i quali costituiscono come delle rotaie, dei binari. I mezzi di locomozione sono date da proteine ATPatiche che nel caso del trasporto anterogrado appartengono alla famiglia delle chinesine, nel caso invece del trasporto retrogrado, appartengono alla famiglia delle dineine. Esse utilizzando un versante della proteina per scivolare lungo il microtubulo, l altro versante per legarsi alla molecola che deve essere trasportata. Chiaramente, la chinesina la trasporterà verso la regione terminale dell essone e la dineina la riporterà verso il corpo cell. Questo spostamento, come abbiamo già detto, è chiamato flusso assonico. Cellule della nevroglia Non sono eccitabili, svolgono una funzione metabolica e di supporto per i neuroni, creano un rivestimento per le cell nervose. Fino a qualche anno fa venivano considerate come il partner minoritario della società nervosa. Ciò è sbagliato per due motivi: intanto esse sono la componente più numerosa tra le cell del cervello (85% del totale), inoltre la maggior parte delle patologie tumorali sono legate a queste cell di nevroglia. Quello che ha rivalutato enormemente il loro ruolo è il fatto che già dallo sviluppo embrionale esiste un vero e proprio dialogo tra queste cell di nevroglia e i neuroni. In mancanza di questo dialogo, i neuroni non sopravvivono. Questo tipo di cell sono eterogenee tra loro: ne distinguiamo 4 tipi per il SNC e 2 per il SNP. Le prime 4 sono: oligodendrociti, astrociti, ependimociti, microglia. Le altre due sono: cell satelliti e cell di Schwann. Le cell di nevroglia (tranne la microglia che deriva dal mesoderma) embriologicamente derivano tutte dall ectoderma. In particolare, astrociti, oligodendrociti, ependimociti derivano dal neuroectoderma, il quale è indotto dalla formazione della notocorda la quale, a sua volta dava origine alla formazione del tubo neurale. Quest ultimo inizialmente è costituito da un solo tipo di cell, le cell neuro epiteliali. Esse successivamente si differenzieranno prima in neuroblasti, dai quali derivano tutti i neuroni, poi in spongioblasti, dai quali si formeranno astrociti, oligo e ependimociti. Per quanto riguarda i due tipi di cell del SNP, esse si formano dal quarto foglietto embrionale che dà origine a tutto il SNP e alle cell della cresta neurale. La microglia deriva, invece dal mesoderma e fa parte dei monociti macrofagi. Dal mesoderma si sviluppano infatti i monociti: se questi arrivano tramite la corrente circolatoria al SNC danno appunto origine alla microglia, se arrivano al connettivo danno origine ai macrofagi, se arrivano nell epidermide danno origine alle cell del Langerhans. Sappiamo che la consistenza del SN è piuttosto molle e gelatinosa; le osservazioni al microscopio rivelano delle aree scure e altre molto più chiare. Entrambe non presentano una guaina mielinica. Alla zona più scura, che chiamiamo sostanza grigia, corrispondono le regioni dei corpi cell di tutti i neuroni, i prolungamenti dendritici, il cono d emergenza (cioè il punto di partenza dell assone) e tutte le cell gliali. Generalmente i dendriti e i prolungamenti delle cell gliali si intrecciano e costituiscono il neuropilo.

148 Alla zona più chiara, che chiamiamo sostanza bianca, corrispondono i prolungamenti degli assoni che presentano una guaina biancastra. La localizzazione della sostanza bianca e di quella grigia è diversa tra midollo spinale e encefalo. Se consideriamo la sezione trasversa del midollo spinale, vediamo che la sostanza grigia occupa una posizione centrale e ha una forma ad ali di farfalla; la sostanza bianca è alla periferia. Al contrario, l encefalo presenta la sostanza bianca al centro e quella grigia in periferia. Astrociti Il nome astro significa stella, infatti sono cell caratterizzate da prolungamenti citoplasmatici ramificati che si intercalano con altri prolungamenti appartenenti ad altre cell della glia e formano il neuropilo. Essi svolgono due funzioni: supporto strutturale e metabolico per i neuroni, rimuovono il neurotrasmettitore in eccesso nello spazio intersinaptico. Inoltre, i loro prolungamenti terminano con delle espansioni citoplasmatiche che chiamiamo pedicelli perivascolari, i quali si avvolgono all esterno dei capillari sanguigni. Come avevamo precedente detto, il passaggio di alcune sostanze presenti nel torrente circolatorio al SNC, è impedito dalla barriera ematoencefalica. Le cell endoteliali che rivestono le pareti dei capillari, e si trovano nella barriera, sono unite saldamente per mezzo di giunzioni occludenti. Inoltre, le espansioni terminali degli astrociti localizzati in quest area si avvolgono attorno al capillare e i pedicelli inviano delle sostanze che rendono impermeabile la barriera. Esistono due tipi di astrociti: a. protoplasmatici, localizzati nella sostanza grigia, nelle vicinanze dei corpi cell e caratterizzati da processi citoplasmatici corti e molto ramificati; a. fibrosi, localizzati nella sostanza bianca, con prolungamenti lunghi e poco ramificati. Oligodendrociti Cell di forma stellata simili agli astrociti, ma con un minor numero di prolungamenti, caratterizzati da un nucleo rotondeggiante e da un nucleolo sempre evidente. All interno del citoplasma sono presenti tutti gli organuli citoplasmatici: RE, mitocondri con creste di tipo tubulare, apparato del Golgi ecc.. Si distinguono due tipi: o. satelliti perineuronali (intorno ai corpi cell dei neuroni), fungono da protezione per i neuroni; o. interfascicolari, localizzati in lunghe file attorno le fibre nervose. Essi sono responsabili della formazione della guaina mielinica al livello del SNC. Ependimociti Rivestono le cavità del SNC, in particolare: canale centrale del midollo spinale, ventricoli cerebrali nell encefalo. Essi si mettono a mutuo contatto tra di loro costituendo una sorta di epitelio cubico cilindrico. A differenza delle cell epiteliali, queste non poggiano sulla membrana basale e qualora avessero dei prolungamenti, questi penetrerebbero nel sottostante neuropilo. Sulla superficie apicale alcuni ependimociti possono presentare ciglia, altri possono presentare microvilli. Le cell che presentano microvilli svolgono una funzione assorbente e secernente. Gli ependimociti si dividono in due categorie: e. tipici ed e. atipici.

149 I primi sono delle cell cubiche a mutuo contatto tra di loro unite per mezzo di giunzioni aderenti, di gap junction, mai giunzioni occludenti. Sulla loro superficie apicale presentano ciglia. I secondi non presentano ciglia sulla superficie apicale, ma microvilli e si connettono tra di loro sempre tramite giunzioni occludenti. Essi si trovano in aree ben precise dell encefalo: nei plessi corioidei, responsabili della produzione del liquido cefalorachidiano; vicino organi circumventricolari e secernono dei secreti, hanno una funzione secernente di tipo endocrino; nel pavimento del terzo ventricolo e il suo processo infundibolare, caratterizzati da un lungo prolungamento che si diparte dalla porzione basale e scende fino all eminenza mediana, piglia contatto coi capillari sanguigni che si trovano in quest area e entrano a far parte della parte superiore del sistema portale ipofisario. Microglia Ha origine mesodermica, fa parte del sistema dei monociti macrofagi, cell piccole e dotate di numerosi prolungamenti sottili e ramificati, cell mobili, capaci di movimenti ameboidi, attività fagocitaria. In condizioni normali è limitata, ma in caso di lesioni e di patologie al livello del SNC diventa più abbondante. Cell satelliti Nucleo rotondeggiante, citoplasma con organuli. Localizzate all esterno della membrana plasmatica dei corpi cell del SNP. Esse non prendono mai contatto con i corpi cell dei neuroni del SNC. Cell di Schwann Appiattite, con citoplasma voluminoso, ma con pochi organuli. Il citoplasma è destinato a scomparire poiché questa cell si avvolge attorno all assone del SNP e dà origine alla formazione della guaina mielinica, la quale è costituita esclusivamente dalla membrana plasmatica delle cell di Schwann. L assone, quando è molto lungo, insieme alle guaine di rivestimento, costituisce una fibra nervosa. Quest ultima, se rivestita da guaina mielinica la chiameremo fibra nervosa mielinica, se è priva della guaina mielinica, la chiameremo amielinica. La fibra nervosa ha il compito di collegare le varie parti del SN e di trasportare l impulso a distanza. La guaina mielinica ricopre la maggior parte degli assoni sia del SNC che del SNP facendo loro assumere una colorazione biancastra. Se si utilizzano dei coloranti, ovviamente la guaina può assumere diverse colorazioni. La guaina mielinica è data, nel caso del SNC dagli oligodendrociti, nel caso del SNP dalle cell di Schwann. In entrambi per formare la guaina i casi viene coinvolta solo la membrana plasmatica, di conseguenza sarà formata da fosfolipidi e proteine. La guaina mielinica crea un isolamento che impedisce la diffusione dell eccitamento da un assone all altro e, nello stesso tempo, crea una maggiore velocità dell impulso. L impulso non avrà un andamento lineare, ma salta da un punto a un altro dell assone non ricoperto dalla guaina.

150 La guaina del SNP riveste tutto l assone anche se resta scoperto il cono d emergenza (punto da cui emerge l assone) e la porzione terminale che fa parte della sinapsi. Questa guaina mielinica non è una struttura continua, ma è organizzata in segmenti. Tra un segmento e l altro troviamo delle aree prive di guaina che chiamiamo nodi di Ranvier. Ogni segmento internodale, nel caso della guaina del SNP è costituito da una cell di Schwann. Essa si avvolge attorno all assone e, come abbiamo detto prima, in questo avvolgimento, il suo citoplasma viene schizzato fuori dall avvolgimento. Talvolta, nel SNP, all interno dei segmenti internodali ritroviamo dei residui di citoplasma che vengono chiamate incisure di Smitter (non ho capito il nome e non ho trovato niente su Google) costituite da lipidi e proteine del citoplasma della cell di Schwann. Come si forma questa guaina? Inizialmente la cell di Schwann forma una specie di cappuccio attorno all assone. Le due estremità costituiscono il metassone. Quando inizia la mielizzazione, le due estremità della cell di S. finiscono per unirs e cominciano a girare attorno all assone. Più stretti sono, più il citoplasma viene schizzato fuori. Quindi esso andrà a diminuire, finchè alla periferia della cell avremo solo la membrana plasmatica priva di citoplasma. Le poche tracce che rimangono, come già detto costituiscono le incisure di Per quanto riguarda le fibre mieliniche, esse hanno solo il cappuccio della cell di S., senza l avvolgimento, quindi non sono isolate. Nel SNC la cell responsabile della formazione della guaina mielinica è l oligodendrocita. Esso, con ogni suo prolungamento dà origine ad un segmento internodale anche di assoni diversi, quindi prende contatto con più assoni contemporaneamente. Quindi, la prima grande differenza che stiamo notando è che nel SNP abbiamo un segmento internodale per ogni cell di S., nel SNC, invece diversi segmenti internodali appartengono alla stessa cell! Per quanto riguarda il nodo di Ranvier del SNP si trova tra due cell diverse che scivolano tra loro che lo rivestono, lasciandolo cmq non isolato. Nel SNC, i due segmenti vicini appartengono a due prolungamenti, non a due cell, quindi non c è scivolamento e il nodo resta nudo, senza rivestimento. Quando l impulso viaggia determina una variazione nel potenziale di riposo dato dall esterno + e l interno della cell. La differenza tra l esterno e l interno della cell è pari a -70/-80 mv. Quando l impulso viaggia all interno dell assone innesca il potenziale d azione che determina un inversione di polarità nel punto in cui passa tra l esterno e l interno della cell. Ciò è permesso dall esistenza delle pompe Na/K che pompano Na all interno e fanno fuoriuscire ioni K. Partendo da questo presupposto, nelle fibre mieliniche, abbiamo detto che non c è alcun isolamento, per cui l avanzamento dell impulso non trova nessun ostacolo su tutta la superficie della fibra che deve essere attraversata. Ciao 29/05/12 ISTOLOGIA&EMBRIOLOGIA Ieri abbiamo detto che la cellula per eccellenza del tessuto nervoso è il neurone, anche se abbiamo rivalutato enormemente la figura delle cellule di neuroglia. Neurone che è costituito da un corpo cellulare

151 da cui si dipartono dei prolungamenti dendritici e un unico prolungamento che è l assone. Abbiamo anche detto che l assone trasporta le informazioni dal corpo cellulare alla periferia; generalmente decorre senza dare origine a ramificazioni ed ha un diametro costante. Nella sua porzione terminale, invece, si sfiocca: dà origine a vari rami e ciascuno di questi rami prende contatto con una cellula che definiamo postsinaptica. Come potete vedere, ci stiamo riavvicinando a vedere un pochino com è costituita una sinapsi, che rappresenta la zona di comunicazione di due cellule. La sinapsi, così come abbiamo visto nella giunzione neuromuscolare, ricordiamoci risulta costituita da tre componenti: - porzione presinaptica, caratterizzata dal fatto che in essa sono presenti delle vescicole che contengono all interno, un neurotrasmettitore. Nel caso della giunzione neuromuscolare, abbiamo visto che era l acetilcolina; in questo caso, invece, vediamo che il neurotrasmettitore può essere dato da piccoli amminoacido oppure da loro derivati. - porzione postsinaptica, caratterizzata da una densità, come appare al microscopio elettronico, fortemente elettrondensa, che costituisce, nella porzione postsinaptica, la presenza dei recettori. - Spazio tra la porzione presinaptica e la porzione postsinaptica, che è la cosiddetta fessura sinaptica. Ora, la comunicazione tra le due parti, abbiamo detto più volte, è determinata dal rilascio del neurotrasmettitore, che è presente solo nella porzione presinaptica. Di conseguenza, l impulso può avere un unica direzione, dalla porzione presinaptica alla porzione postsinaptica: il contrario non è possibile perché non abbiamo neurotrasmettitori nella porzione postsinaptica. In base alle porzioni delle cellule nervose che entrano in contatto, riconosciamo diversi tipi di sinapsi: - Sinapsi assodendritica, quando il contatto avviene tra un assone e una spina dendritica. - Sinapsi assosomatica: ricordatevi che ieri abbiamo detto che il corpo cellulare può essere chiamato anche soma o pirenoforo; quindi, in questo caso, è tra l assone e il soma che sta per il corpo cellulare. - Sinapsi assoassonica, quando si verifica tra due assoni. Quindi, quando definiamo una sinapsi, ricordiamoci che riconosciamo una parte presinaptica con il suo bravo terminale assonico che si completa con la membrana presinaptica; poi abbiamo lo spazio intersinaptico; infine, porzione postsinaptica caratterizzata dai recettori e, al di sotto della membrana postsinaptica, c è una doccia dove si accumula praticamente questo neurotrasmettitore e inizia il suo processo di depolarizzazione all interno della porzione postsinaptica. In realtà, esistono due tipi di sinapsi, anche se da noi le sinapsi elettriche sono molto rare. Quella che abbiamo appena definito, è denominata sinapsi chimica: infatti, utilizza il neurotrasmettitore, che abbiamo detto è contenuto nelle vescicole sinaptiche, viene rilasciato nello spazio, ed è il neurotrasmettitore che interagisce con il recettore. Il secondo tipo di sinapsi, che utilizza pure delle giunzioni gap, non ha neurotrasmettitori; permette un libero flusso di ioni dalla porzione presinaptica alla porzione postsinaptica; quindi, non essendoci un neurotrasmettitore da elborare e da rilasciare, questo tipo di giunzioni sono molto più rapide. Ripeto, sono sinapsi che nella nostra specie sono molto più rare. Come funziona la sinapsi? Lo abbiamo già visto nella placca neuromuscolare; l impulso parte dal corpo cellulare, viaggia lungo l assone, raggiunge la terminazione sinaptica; quando raggiunge la terminazione

152 sinaptica, si ha una apertura dei canali calcio voltaggio-dipendenti; questi canali fanno entrare ioni calcio dall ambiente esterno; quindi determinano un rialzo della concentrazione del calcio nella porzione presinaptica. Questo aumento della concentrazione del calcio fa sì che, praticamente, le vescicole sinaptiche che sono più vicine alla membrana sinaptica si fondono e, fondendosi con la membrana sinaptica, rilasciano il loro contenuto, che è il neurotrasmettitore, che si trova nella fessura sinaptica; sul versante opposto, troviamo i recettori presenti sulla porzione postsinaptica. Fino a questo momento, abbiamo detto che l effetto che il neurotrasmettitore può innescare era quello della depolarizzazione. Ma, in realtà, si può verificare un altro evento: abbiamo detto ieri che depolarizzazione, e quindi eccitamento, sono determinate da un inversione di cariche tra l ambiente esterno ed interno; quindi, per avvenire la depolarizzazione, il neurotrasmettitore deve fare entrare ioni positivi all interno in maniera tale che invertiamo l esterno con l interno. Ma, se il neurotrasmettitore agisce facendo penetrare ioni negativi, andiamo a rafforzare quello che già c è: quindi, l interno diventa sempre più negativo, l esterno diventa sempre più positivo; in quel caso, l effetto sarà una iperpolarizzazione che porterà chiaramente ad una inibizione, non ad una eccitazione. Ricordiamoci quello che abbiamo detto ieri: nel momento in cui l impulso passa, abbiamo un inversione di polarità tra l ambiente esterno e l ambiente interno; esterno che normalmente è positivo, interno che normalmente è negativo. Quando si depolarizza, per depolarizzazione, per potenziale d azione intendiamo un inversione di queste cariche: l interno diventa positivo, l esterno diventa negativo. Ma, talvolta, può capitare che il recettore, anziché fare entrare all interno degli ioni carichi positivamente, fa entrare degli ioni carichi negativamente; quindi, questi ioni negativi si vengono a trovare in un ambiente già negativo e non creano uno scompenso tra il potenziale interno ed esterno, ma rafforzano quello che c è. Il risultato sarà non una depolarizzazione, ma una iperpolarizzazione e l effetto sarà uno inibitorio, non uno stimolatore. Andiamo a capire perché il calcio determina la fusione delle vescicole. Che cosa fa sì che le vescicole vicino la membrana non si fondono e non rilasciano il loro neurotrasmettitore, a riposo? Ciò che impedisce questi eventi è la presenza, sulla superficie di membrana di queste vescicole sinaptiche, di una proteina chiamata sinaptotagmina. Questa sinaptotagmina ha il compito di impedire la fusione in condizioni di riposo; nel momento in cui gli ioni calcio aumentano, dato che si ha l apertura dei canali calcio voltaggio-dipendenti, il calcio entrato, in parte, va a legarsi alla sinaptotagmina. Legame calcio-sinaptotagmina, insieme ad altre proteine che sono in questa zona, determina l effetto opposto: fa fondere la vescicola sinaptica con la membrana presinatpica e fa sì che il contenuto della vescicola sinaptica possa essere rilasciato nella fessura e quindi iniziare il processo di azione sui recettori. Ricordiamoci che anche le vescicole vengono riciclate, perché sono rivestite da clatrina. Abbiamo detto che nel momento in cui viene a cessare l impulso che determina il passaggio tra la porzione presinaptica e l altra, il neurotrasmettitore non può rimanere nella fessura sinaptica, deve essere rimosso e l effetto di questa rimozione di questo neurotrasmettitore può essere ottenuto in tre modalità: - Ad opera degli astrociti; ricordate che io avevo detto che gli astrociti avevano una funzione di supporto, una funzione metabolica, ma avevano anche una funzione di rimozione delle sostanze che si trovavano in ambiente extracellulare: in questo caso, gli astrociti, sono in grado di andare a rimuovere il neurotrasmettitore in eccesso. - Un altra possibilità è quella che abbiamo visto a livello della placca neuromuscolare: scindiamo questo neurotrasmettitore; la parte che può essere riutilizzata la incameriamo nella porzione presinaptica e va a riempire nuovamente le vescicole sinaptiche.

153 - Questo neurotrasmettitore non viene più riutilizzato, ma viene idrolizzato nello spazio intersinaptico ad opera di enzimi che sono presenti in quell area. Abbiamo detto che se il neurotrasmettitore si lega con il recettore e determina depolarizzazione, ioni positivi sono passati all interno, e quindi la risposta sarà di tipo eccitatore; al contrario, se invece entrano ioni negativi, andiamo a rafforzare la negatività e a determinare quindi una iperpolarizzazione. Un neurone non riceve un solo contatto sinaptico, ma ne riceve migliaia e non tutte le terminazioni sinaptiche sono o di tipo eccitatore o di tipo inibitorio: quindi, l effetto che verrà ottenuto, sarà dato dalla somma algebrica dei vari effetti. Quindi, se prevalgono gli effetti eccitatori, il risultato cumulativo sarà di tipo eccitatore; se prevalgono quelli inibitori, chiaramente l effetto cumulativo sarà di tipo inibitorio. Noi sappiamo che il SNC è protetto da tessuto osseo; in particolare, l encefalo è protetto dalla scatola cranica mentre il midollo spinale dalla colonna vertebrale. Ma, oltre a queste protezioni costituite da tessuto osseo, abbiamo delle protezioni date da tessuto connettivo, che vengono denominate meningi. Queste meningi, andando dall esterno verso l interno, sono date dalla dura madre, aracnoide, pia madre. - La dura madre è lo strato più esterno il quale, dal lato interno, è adeso allo strato intermedio, che è l aracnoide; Generalmente, tra dura madre ed aracnoide è presente uno spazio virtuale che viene denominato spazio subdurale. Dall altro lato, la dura madre è strettamente adesa al periostio del cranio, se ci troviamo nell encefalo; se, invece, ci troviamo nel midollo spinale, non c è contatto tra la dura madre e il periostio del canale vertebrale ma, addirittura, tra periostio e midollo spinale, rimane uno spazio, denominato spazio epidurale o peridurale, costituito da tessuto adiposo e che viene utilizzato nell anestesia epidurale. La dura madre è uno strato costituito da tessuto connettivo denso ed è molto vascolarizzato - L aracnoide è tessuto connettivo che presenta caratteristiche uniche: è avascolare; risulta costituito da cellule, i fibroblasti, che sono responsabili della produzione delle fibre collagene e delle fibre elastiche. Questo strato presenta la caratteristica di essere organizzato in trabecole e queste trabecole pigliano contatto con lo strato più interno delle meningi, cioè con la pia madre. Alcuni autori, addirittura, considerano un unica meninge quella data dall aracnoide e dalla pia madre e viene definita leptomeninge. All interno di queste trabecole, circola il liquor; queste trabecole sono rivestite da tessuto epiteliale piatto che abbiamo chiamato mesotelio. - L ultimo strato è la pia madre: è lo strato che è più vicino al tessuto nervoso. È costituito da un tessuto connettivo ricco di fibre collagene, di fibre elastiche; presenta poche cellule; è fortemente vascolarizzato. Abbiamo detto che SNC e tessuto vascolare, cioè il sangue, sono completamente separati da una barriera ematoencefalica, in maniera tale da selezionare le sostanze che, dal sangue, possono passare nel tessuto connettivo; ed è proprio questa la zona in cui i capillari presentano quella particolare costituzione che abbiamo detto: l epitelio è caratterizzato da giunzioni di tipo occludente; intorno ai capillari sono presenti i pedicelli degli astrociti e quindi si viene a creare quella sorta di barriera ematoencefalica che possiamo anche chiamare glia limitante: una porzione che separa il tessuto nervoso, quindi l encefalo, dallo strato più riccamente vascolarizzato che è dato proprio dalla pia madre. SNP è costituito da due elementi: i nervi e i gangli. I nervi sono dati da fasci, anche misti, di fibre nervose che sono costituite dagli assoni che si portano a distanza dal corpo cellulare; gli assoni possono essere mielinizzati o non mielinizzati: se il nervo è costituito prevalentemente da assoni mielinizzati, ovviamente assume una tonalità biancastra e lo chiamiamo nervo bianco; se è invece è costituito prevalentemente da

154 assoni non mielinizzati, chiaramente non abbiamo la tonalità biancastra e allora li chiameremo nervi grigi. Tutti questi assoni sono tenuti assieme da una serie di lamine connettivali. Quindi, che cos è questo nervo? L assone più le guaine di rivestimento costituiscono la fibra nervosa, che può essere mielinica o amielinica; quando questa fibra nervosa abbandona il SNC, quindi fuoriesce dal nevrasse, dà origine ai nervi: a seconda dell area da cui emerge, noi parleremo di nervo spinale, se emerge dal midollo spinale, mentre parleremo di nervo encefalico (o cranico) se emerge dall encefalo. I nervi misti sono caratterizzati da una radice ventrale caratterizzata da fibre motrici efferenti e da una radice dorsale costituita invece da fibre sensitive afferenti: ricordiamoci che le afferenti sono quelle che portano le informazioni dall esterno verso il SNC, mentre le efferenti portano le informazioni elaborate dal SNC verso la periferia. Quando parliamo di gangli, la seconda componente del SNP, noi intendiamo indicare dei corpi cellulari di neuroni che non sono più localizzati nel SNC, ma sono al di fuori di esso: sono localizzati sui nervi periferici; sono praticamente destinati ad inoltrare degli impulsi nervosi, quindi anche in questo caso parleremo di gangli sensitivi e di gangli motori. Nervi periferici che, ripeto, sono costituiti da numerose fibre nervose che sono mantenute assieme da un impalcatura connettivale, esattamente uguale a quella che abbiamo visto per il tessuto muscolare: tutto il nervo è avvolto da uno strato di connettivo fibroso che presenta anche delle fibre elastiche che chiameremo epinevrio; sepimenti dalla zona interna dell epinevrio vanno a rivestire fasci di fibre nervose e li chiameremo perinevrio, che risulta costituita da tessuto connettivo denso; a rivestire ogni singola fibra abbiamo l endonevrio, il quale è costituito da tessuto connettivo lasso. E qui nasce un altro problema: noi abbiamo detto che le fibre possono essere mielinizzate e non mie linizzate; se sono mielinizzate, che cosa abbiamo all esterno? I segmenti internodali delle cellule di Schwann e quindi, nel caso in cui abbiamo assoni mielinizzati, all esterno della cellula di Schwann, e quindi sotto l endonevrio, troviamo una guaina reticolare che viene denominata guaina di Key-Retzius, che è una protezione ulteriore che viene eseguita nei confronti delle cellule di Schwann che hanno determinato la formazione della guaina mielinica. I gangli, abbiamo detto, sono i corpi cellulari dei neuroni. Se vi ricordate, ieri abbiamo detto che i gangli erano rivestiti dagli elementi di neuroglia specifici per questo. Le cellule di nevroglia del SNP erano cellule di Schwann e cellule satelliti: le prime non c entrano niente, quindi troviamo le cellule satelliti: esse vanno a circondare questi corpi cellulari senza pigliare contatto diretto, lasciando uno spazio tra le due membrane; ricordiamoci che, a chiudere tutta la struttura del ganglio, ritroviamo un cappuccio di natura connettivale che collegano i gangli ai vari sepimenti che costituiscono il nervo, quindi è in continuità o con l epinevrio o con il perinevrio, in maniera tale da tenerli ancorati sulle fibre. Dal punto di vista funzionale, dividiamo il Sistema Nervoso in sensitivo, quindi afferente, e motorio, quindi efferente; la componente motoria, c è quella specifica, somatica, per andare ad innervare il tessuto muscolare scheletrico, e quella autonoma, per la muscolatura liscia, miocardio e ghiandole; è quella che abbiamo suddiviso nei due compartimenti, parasimpatico e simpatico. Più volte abbiamo detto che parasimpatico e simpatico sono tra loro antagonisti e sono localizzati in aree diverse: il Sistema Autonomo Simpatico è localizzato nel tratto che va tra la prima vertebra toracica e la seconda vertebra lombare e per questo motivo lo chiamiamo anche toraco-lombare; la sua azione è esercitata su numerosissimi organi: sugli occhi, sulla bocca, sul cuore, sul fegato, ecc. e crea le condizioni per affrontare lotta o fuggi, quindi o affrontare a piene mani la situazione e subirla, oppure fuggire; in questo caso, le fibre postgangliari, producono noradrenalina e sono delle fibre adrenergiche. L altra porzione è il sistema nervoso parasimpatico: ha un azione antagonista; è localizzato nel cranio e nel tratto sacrale compreso tra la seconda e la quarta vertebra, per cui lo chiamiamo anche sistema cranio-sacrale; agisce sugli stessi organi,

155 ma ormai è venuta a cessare la situazione di panico, e a quel punto abbiamo la situazione in cui il corpo si prepara a quella che viene definita riposa o digerisci ; le fibre postgangliari, in questo caso, rilasciano acetilcolina, e quindi sono delle fibre colinergiche. Questi due sistemi sono sempre in equilibrio tra di loro e sono antagonisti. Andiamo adesso a vedere come avviene la neurulazione. Più volte abbiamo detto che il sistema nervoso si forma dall ectoderma. Abbiamo detto anche che il neuroectoderma si differenzia quando, durante la terza settimana, le cellule dell epiblasto di invaginano attraverso il nodo di Hensen e si portano in linea retta verso la membrana bucco-faringea, dando origine alla notocorda; mentre questa si forma (ricordiamoci che la notocorda passa attraverso diversi stadi: canale cordale, doccia cordale, fino alla notocorda vera e propria), questi processi avvengono a carico del neuroectoderma: mentre la notocorda si sta formando, invia dei segnali al sovrastante ectoderma, e le cellule del neuroectoderma si riconoscono immediatamente, perché sono più alte rispetto alle altre, diventando cilindriche, e si organizzano a dare origine ad un area a forma di scudo, che piglia il nome di placca neurale. Successivamente, i margini di questa placca neurale, cominciano a sollevarsi e danno origine alla formazione delle pieghe neurali; queste sono collegate con il resto dell ectoderma, che è ectoderma di rivestimento; man mano che queste pieghe si formano, tendono ad avvicinarsi finché, fondendosi, danno origine alla formazione del tubo neurale. Una volta che si forma il tubo neurale, questo si distacca dall ectoderma di rivestimento e rimangono intrappolate delle cellule tra il tubo neurale e l epitelio di rivestimento: queste cellule le chiamiamo cresta neurale. Le tappe che hanno portato alla formazione di questo tubo neurale sono state: in diciassettesima giornata, sotto lo stimolo della notocorda, abbiamo formato la placca neurale; successivamente, formazione delle pieghe neurali, con trasformazione della placca neurale in doccia neurale; all incirca in ventunesima o ventiduesima giornata, le pieghe di questa doccia neurale cominciano a fondersi: fusione che inizia tra il quarto e il quinto somite, cioè nella zona di confine tra somiti occipitali e primo somite cervicale; dopodiché, la fusione procede sia in direzione craniale, che in direzione caudale: il risultato sarà la formazione di un tubo neurale, aperto ad entrambe le estremità in aperture che sono chiamate neuroporo anteriore e neuroporo posteriore; queste due aperture sono aperte ampiamente all interno della cavità amniotica. Ovviamente, queste due aperture non possono rimanere aperte: la chiusura del neuroporo anteriore si verifica intorno al venticinquesimo giorno; quella posteriore, qualche giorno dopo. Una volta che si è formato il tubo neurale, possiamo dire che questo tubo rappresenta il primordio di tutti gli elementi del sistema nervoso centrale, quindi di encefalo e midollo spinale. Recentemente, è stata proposta però un ipotesi: che l ultimo tratto del midollo spinale, e cioè il tratto sacro-coccigeo, non sia di derivazione ectodermica ma, al contrario, sia di derivazione mesodermica; sempre durante la gastrulazione, noi abbiamo detto che le cellule dell epiblasto, alcune si sono invaginate attraverso il nodo di Hensen e hanno dato origine alla notocorda, mentre altre cellule si sono invaginate attraverso la linea primitiva: quelle della linea primitiva più bassa, più vicina alla regione cloacale, migrano e danno origine ad un cordoncino di cellule che chiameremo eminenza caudale; questo cordone di cellule, successivamente, diventa un canale: questa eminenza caudale, ormai diventata cava, poiché si trova immediatamente sotto la porzione terminale, del tubo neurale, si fonde con esso e dà origine all ultimo tratto del midollo spinale, cioè alla regione sacro-coccigea. Questo processo di neurulazione, poiché non deriva dall ectoderma, così come tutto il resto, viene definita neurulazione secondaria. Ritorniamo alle creste neurali che si formano durante la formazione del tubo neurale; mentre si sta formando il tubo neurale, alcune cellule, in parte derivate dall ectoderma di rivestimento e in parte derivate dal tubo neurale, rimangono intrappolate tra le due porzioni e le chiamiamo cellule delle creste neurali.

156 Queste cellule, nel momento in cui si chiude il tubo neurale, e quindi il tubo neurale si separa dall ectoderma di rivestimento e sprofonda verso l interno dell embrione, si ritrovano tra le cellule dell ectoderma di rivestimento e le cellule del tubo neurale e lo faranno lungo tutto l asse cefalo-caudale. Quindi, inizialmente, troviamo queste cellule a costituire uno strato di cellule che, dalla regione cefalica alla ragione caudale, si trovano tra l ectoderma di rivestimento ed il tubo neurale. La prima cosa che le differenzia è, infatti, la perdita di adesione cellula-cellula; cominciano a subire delle modificazioni a livello del citoscheletro: queste modificazioni fanno sì che queste cellule sono in grado di delaminare, cioè di staccarsi sia dalle cellule dell ectoderma di rivestimento, sia dalle cellule del tubo neurale; ancora, acquisiscono, mediante delle metallo proteinasi, la capacità di reagire a stimoli provenienti dal microambiente circostante e, soprattutto, acquisiscono la capacità di avere una grande motilità, cioè una grande capacità migratoria. Quindi, noi stiamo dicendo che queste cellule rappresentano per l organismo una fonte inesauribile di cellule che possono differenziarsi, in quanto queste cellule sono anche caratterizzate da una forte eterogeneità dal punto di vista fenotipico; soprattutto, queste cellule sono importanti non nella zona in cui si formano, ma nella zona che raggiungeranno dopo i processi migratori, perché in questa zona, ricevendo i segnali del microambiente, si differenziano in popolazioni cellulari completamente diverse: per questo motivo, vengono definite quarto foglietto embrionale. Noi però abbiamo detto che queste cellule migrano e, tra le tante funzioni che hanno, danno origine al Sistema Nervoso Periferico; il destino di queste cellule è legato fortemente al punto di partenza, da cui loro iniziano il loro processo migratorio e si differenziano in risposta ai segnali che ricevono quando si fermano, dopo aver percorso il loro processo migratorio. Per questo motivo sono state differenziate tre aree: - Area cefalica, in cui, oltre a dare origine agli elementi del SNP, queste cellule hanno una caratteristica unica tra le altre regioni: possono dare origine a cartilagine, perché ricordiamoci che in queste aree, queste cellule vanno a colonizzare gli archi faringei; quindi, in particolare, noi avremo cellule che migrano dalla regione del cervello anteriore e dalla regione del cervello medio contribuiranno alla formazione del processo frontonasale, del palato e vanno a costituire il mesenchima del primo arco; quelle che invece migrano dalla porzione anteriore del cervello posteriore andranno a colonizzare a dare origine al mesenchima del secondo arco. - Area cardiaca, in cui alcune cellule vanno a colonizzare l ectoderma di rivestimento, cioè l epidermide, dove si differenzieranno in melanociti; altre cellule daranno origine alla componente gliale, ma siamo nella regione del cuore, in cui penetrano all interno dell area cariogena e daranno origine, in particolare, ad un tratto del cuore che chiameremo setto troncoconico; questo setto serve a separare la porzione dell aorta dalla porzione del tronco polmonare; infine, intervengono anche nella formazione del rivestimento delle arterie. - Area toracica, in cui abbiamo sempre cellule che penetrano all interno dell epidermide per differenziarsi in melanociti, cellule che costituiscono il SNP, ma ricordiamoci che cellule delle creste neurali di questo tratto danno origine alla midollare del surrene. Nel tratto compreso al di sotto la regione del collo e la regione sacrale, vanno a colonizzare l intestino e danno origine ai gangli parasimpatici dell intestino. Stiamo capendo che le cellule che derivano dal tubo neurale daranno origine al SNC; le cellule che derivano dalla cresta neurale, daranno origine al SNP. Quindi, siamo ancora all inizio della quarta settimana e già sta avvenendo una netta separazione nell ambito del Sistema Nervoso tra SNC e SNP.

157 Lo sviluppo del SNC avviene su tre livelli: anatomico, istologico, citologico. - A livello anatomico, abbiamo detto che il SNC si forma dal tubo neurale, in cui si formeranno le due porzioni: encefalo, con le vescicole, e midollo spinale. - A livello istologico, le pareti del tubo neurale vengono suddivise in diverse popolazioni cellulari. - A livello citologico, tutte le popolazioni cellulari deriveranno da cellule neuroepiteliali che andranno incontro a differenziamento. La parete del tubo neurale è inizialmente costituita da un singolo strato di cellule neuroepiteliali, che presentano una caratteristica: cambiano la localizzazione, nell ambito del tubo neurale, a seconda della fase del ciclo cellulare in cui si trovano. Se si stanno dividendo, si ritrovano localizzate sul versante interno del tubo neurale; nelle altre fasi si spostano verso la superficie esterna del tubo neurale: per tale motivo, queste cellule hanno i nuclei a diversa altezza e quindi l epitelio, pur essendo costituito da un unico strato di cellule (queste sono a diversa altezza), lo definiremo un epitelio pseudostratificato. Ma questa situazione dura ben poco, in quanto le cellule neuroepiteliali cominciano un differenziamento, che consiste nel fatto che alcune cellule neuroepiteliali perdono la capacità di dividersi: queste cellule costituiscono i cosiddetti neuroblasti, cellule che rappresentano i precursori dei neuroni. Questi neuroblasti, però, non rimangono localizzati nella sede di origine, ma migrano al di sopra dello strato delle cellule neuroepiteliali: il differenziamento di queste cellule neuroepiteliali in neuroblasti trasforma il tubo neurale da monostratificato in un epitelio stratificato. In questo momento è costituito da cellule neuroepiteliali e da neuroblasti. Questi ultimi iniziano ad emettere dei prolungamenti citoplasmatici, che rappresentano i precursori di dendriti e assone; questi prolungamenti citoplasmatici si portano ancora al di sopra della zona dei neuroblasti: questo significa che l epitelio monostratificato che costituiva il tubo neurale si è trasformato epitelio del tubo neurale costituito da tre strati: - Strato profondo, in cui abbiamo le cellule neuroepiteliali che mantengono la capacità di dividersi. - Strato mantellare o del mantello, in cui si vanno a localizzare tutte le cellule neuroepiteliali che hanno perso la capacità di dividersi sono diventate neuroblasti: per dare origine a questi neuroblasti, le cellule neuro epiteliali vanno incontro ad una attività di proliferazione intensissima, circa cellule al minuto, perché dobbiamo garantire la popolazione di circa 10 miliardi di neuroni che costituiscono l organismo umano, dato che noi non potremo più avere la possibilità di costituire neuroni, quelli che si formano si stanno formando in questa fase e lo faranno dividendosi a partire da queste cellule neuroepiteliali. Perdono la capacità di dividersi e si portano a costituire i corpi cellulari dei neuroblasti che si localizzano in questo strato intermedio - Strato marginale, in cui si vanno a localizzare tutti i prolungamenti citoplasmatici. I corpi cellulari la sostanza grigia, mentre i prolungamenti cellulari, che per la maggior parte sono mielinizzati, costituivano la sostanza bianca, quindi, in fondo, stiamo già differenziando la zona della sostanza grigia, che corrisponde alla zona del mantello, dalla sostanza bianca, che corrisponde allo strato marginale. Questa struttura a tre strati rimarrà per tutta la vita nel midollo spinale mentre, nella zona del cervello e del cervelletto, avremo la formazione della corteccia cerebrale e cerebellare in cui il numero degli strati aumenta enormemente fino a raggiungere addirittura sei strati. Quindi, questa organizzazione a tre strati, con tutte le dovute modificazioni, noi la ritroveremo in tutte le aree del SNC, con l eccezione di cervello e cervelletto, dove troveremo una architettura a sei strati.

158 Le cellule neuroepiteliali si sono differenziate in neuroblasti, i precursori dei neuroni; terminata la gittata neuroblastica, le cellule neuro epiteliali, si differenziano nella seconda popolazione di cellule: gli spongioblasti, che si differenziano nelle due popolazioni di cellule della glia che costituiscono il SNC, astrociti e oligodendrociti; terminata anche questa ondata spongioblastica, le cellule neuroepiteliali rimaste, delimitano la cavità del tubo neurale e si trasformano in ependimoblasti e, successivamente, in ependimociti, cioè si trasformano nello strato di cellule cubiche e cilindriche che rivestono tutte le cavità del SNC, con l unica che differenza che, mentre tutte le altre cellule derivano da cellule neuroepiteliali che hanno perso la capacità di dividersi, queste cellule, ed è il motivo per cui vengono chiamate cellule staminali del Sistema Nervoso, derivano da cellule neuroepiteliali che non hanno perso la capacità di dividersi, quindi sono le uniche cellule che hanno la capacità di rigenerare anche nell adulto. A questo punto, manca la penetrazione delle cellule mesenchimali che si differenziano per costituire la microglia; quindi, intorno alla quarta settimana, noi abbiamo formato cinque popolazioni di cellule: neuroblasti che hanno dato origine ai neuroni, a loro volta suddivisi in sensitivi, associativi e motori; spongioblasti che hanno dato origine a astrociti e oligodendrociti; cellule neuroepiteliali rimaste che hanno dato origine agli ependimociti; la quinta popolazione ha origine diversa, mesodermica. Nonostante il tubo neurale sia indotto nella sua formazione da segnali inviati dalla notocorda, essa invia dei segnali differenziali lungo tutto il tratto del tubo neurale e, in particolare, dopo il processo di ripiegamento dell embrione, quindi durante la quarta settimana, nella zona di confine tra la quarta e la quinta coppia di somiti, che è la zona in cui è cominciato il processo di fusione del tubo neurale, si può notare che le due porzioni sono completamente diverse: la porzione anteriore è molto più slargata e ampia e darà origine all encefalo; la porzione che sta al di sotto della quarta coppia di somiti, dà origine ad una zona ristretta, che rappresenta il precursore del midollo spinale. La parete interna di questo encefalo, in risposta ai segnali inviati dalla notocorda, risulta non omogenea, ma organizzata in tre rigonfiamenti che, andando dalla regione craniale alla regione posteriore, li chiameremo: prosencefalo o cervello anteriore, mesencefalo o cervello medio, rombencefalo o cervello posteriore. L embrione continua a crescere, avvengono i processi di ripiegamento durante la quarta settimana e anche il tubo neurale si flette: ciò porta alla formazione di due flessure: la flessura cefalica, nella regione del cervello medio; l altra flessura è la flessura cervicale, che si viene a creare tra il rombencefalo e il midollo spinale. Alla terza settimana, noi avevamo tre vescicole primarie, che suddividevano la zona dell encefalo. Alla quinta settimana, la situazione cambia: le tre vescicole diventano cinque perché prosencefalo e rombencefalo si dividono in due parti. Il prosencefalo si divide anteriormente in telencefalo e posteriormente in diencefalo; la zona centrale, il mesencefalo, non subisce grandi cambiamenti; il rombencefalo si divide, anch esso, in due porzioni: una porzione anteriore che chiameremo metencefalo e una porzione posteriore che chiameremo mielencefalo. L embrione continua a crescere e, abbiamo detto più volte, cresce più rapidamente la porzione craniale rispetto al resto del corpo, per cui si viene a formare una terza flessura, la cosiddetta flessura pontina tra metencefalo e mielencefalo. Durante il secondo mese, il metencefalo va incontro a un ulteriore ramificazione; le due pareti di questo metencefalo si differenziano in due are differenti: una parte diventa il ponte, mentre l altra parte diventa il cervelletto. L ultimo tratto è il mielencefalo: subisce delle modificazioni tali che diventerà il cosiddetto bulbo o midollo allungato. Il telencefalo si espande e dà luogo a due aree che chiamiamo emisferi cerebrali; nel diencefalo sono presenti due protuberanze che costituiranno le cosiddette vescicole ottiche. Mentre stanno avvenendo questi cambiamenti, anche la parete interna del

159 canale subisce delle modificazioni e dà origine alla formazione dei ventricoli: le cavità all interno degli emisferi cerebrali vengono denominate ventricoli laterali; sotto il telencefalo abbiamo il diencefalo (le cui pareti daranno origine a numerosissime strutture: talamo, epitalamo, neuroipofisi, vescicole ottiche), la cui cavità si trasformerà nel terzo ventricolo, che è in comunicazione con i ventricoli laterali grazie a dei piccoli canali, i forami di Monro; il mesencefalo, abbiamo detto più volte, non subisce grosse modificazioni e anche in questo caso il suo canale non si modifica: rappresenta un canale che mette in comunicazione il terzo ventricolo, che abbiamo detto che si è formato dal diencefalo, con il quarto ventricolo che si formerà a spese del metencefalo e del mielencefalo; questo canale si chiamerà acquedotto di Silvio. Il midollo spinale è quel tratto del tubo neurale che si trova al di sotto della quarta coppia di somiti; risulta costituito dalla tristratificazione: strato interno costituito dall ependima, cioè le originali cellule neuroepiteliali; strato intermedio, il mantello, dove sono localizzati i corpi cellulari, quindi sostanza grigia; strato marginale, dove sono localizzati i prolungamenti citoplasmatici, quindi sostanza bianca. Questa struttura viene mantenuta; ciò che cambia, a livello del midollo spinale, è dato dal fatto che si ha una proliferazione differenziale delle cellule degli strati. Cosa significa? Il tubo neurale è una struttura concentrica quindi, se le cellule proliferassero su tutta la superficie, avremmo un accrescimento su tutta la superficie; invece, l accrescimento, si verifica solamente sulle due superfici laterali e quindi si vengono ad avere due lamine laterali. Queste lamine laterali pressano contro il canale del tubo neurale, il quale non è più una struttura sferica, ma diventa una struttura schiacciata, una sorta di fenditura. All esterno di questo canale, quindi, abbiamo queste due porzioni di sostanza grigia che sono molto strette e sono le lamine alari. Le zone di congiunzione tra le due lamine laterali non proliferano e rimangono ristrette, appiattite e le chiameremo rispettivamente lamina del tetto o del tegmento, quella dorsale, e lamina del pavimento, quella ventrale. A questo punto, si verifica un altro evento: si forma un invaginazione, che costituisce il cosiddetto solco limitante, che suddivide le due lamine laterali, soprattutto le due porzioni di sostanza grigia, in due tratti, due superiori e due inferiori: le due porzioni superiori le chiameremo lamine alari e sono quindi dorsali; le due inferiori le chiameremo lamine basali e sono ventrali. Questa divisione non è solo morfologica, ma è anche funzionale, in quanto le lamine alari diventano le regioni afferenti, o sensitive, cioè le aree in cui entrano i segnali da portare al SNC; le lamine basali diventano invece le regioni efferenti o motrici, da cui partono praticamente i segnali al SNC. Inizialmente, queste aree hanno una forma circolare; successivamente, queste aree si allungano e si trasformano in corna: allora avremo che le lamine alari, allungate, diventeranno corna dorsali mentre le lamine basali, allungate, diventano le corna ventrali; allungandosi, e fondendosi, costituiscono quella regione ad ali di farfalla di cui parlavamo ieri e quindi la zona della sostanza grigia che è al centro nel midollo spinale e all esterno abbiamo la sostanza bianca. Fino al terzo mese, il midollo spinale occupa tutta la colonna vertebrale e, quindi, avevamo la corrispondenza tra la fuoriuscita del nervo spinale e il punto di fuoriuscita: infatti avevamo creato le vertebre in posizione intersegmentaria; successivamente, la colonna vertebrale cresce più rapidamente rispetto al midollo spinale per cui inizia a non esserci più corrispondenza tra il punto di origine del nervo spinale e il punto di uscita. Inoltre, nel frattempo, il midollo spinale comincia a regredire e la parte che regredisce lo chiameremo filum terminale. L insieme delle radici dei nervi che escono al di sotto della zona in cui è presente il midollo spinale lo chiameremo cauda equina, che è data dalla regressione di questo midollo spinale e dalla fuoriuscita dei nervi spinali che fuoriescono al di sotto della zona in cui termina il midollo. Midollo che alla nascita ha la lunghezza di circa 15 cm, un peso di circa 5 g e termina a livello della terza vertebra lombare. Questo midollo continua a regredire, risale e continuerà la sua ascesa fino a quando raggiungerà la sua sede definitiva che è la prima vertebra lombare.

160 30/05/12 ISTOLOGIA&EMBRIOLOGIA Ieri abbiamo detto che la zona che stava al di sotto della quinta coppia dava origine al midollo spinale, mentre quella che stava sopra all encefalo. Encefalo che, in realtà, possiamo suddividere in due porzioni: una zona di transizione che collega il midollo spinale con la zona che sta sopra, che sono i centri superiori; questo tratto lo chiamiamo tronco cerebrale, che continua a mantenere un organizzazione simile a quella del midollo spinale; questo tratto è costituito dal mesencefalo, dal ponte del metencefalo e dal mielencefalo che diventa bulbo. Al di sopra del tronco cerebrale, troviamo i cosiddetti centri superiori: cervelletto e cervello; il primo deriva dall altra parete del metencefalo, cioè la parete opposta a quella del ponte; il secondo invece si forma dall ultima vescicola, il prosencefalo, che avevamo diviso in telencefalo anteriormente e diencefalo posteriormente. Nella zona del tronco cerebrale continuiamo a mantenere una struttura simile a quella del midollo spinale; noi avevamo visto che la sostanza grigia si era suddivisa nelle lamine: lamine alari, quelle che erano disposte dorsalmente ed erano aree sensitive, e lamine basali, che erano zone motorie. In quest area, però, si verificano due processi che cambieranno un po la morfologia di questa zona rispetto al midollo spinale; questi due processi sono: formazione del quarto ventricolo, che non riguarda tutte e tre le porzioni, poiché esso si forma dalla zona compresa tra il ponte e il bulbo; secondo evento, tipico di questa zona e che riguarda tutte e tre le porzioni, è una migrazione di neuroni encefalici delle aree delle lamine alari e ventrali che, migrando, si riorganizzano, non in strutture composte e piene, ma si suddividono in nuclei. - Primo evento: formazione del quarto ventricolo. Essa è data dal fatto che le lamine alari, poste superiormente, si spostano in posizione ventrale, con un movimento definito ad apertura di libro ; questo spostamento determina un assottigliamento della lamina del tetto che, a sua volta, che cosa causa? Se questa sostanza grigia si sposta in posizione ventrale, in questa zona non ci sarà più sostanza grigia, che è collegata allo strato marginale, cioè alla sostanza bianca; se si spostano i corpi cellulari, chiaramente si sposta anche la sostanza bianca; quindi, in questa zona, viene a mancare la sostanza bianca e la sostanza grigia; all interno c era lo strato di ependima, e quello rimane. All esterno del sistema nervoso, sono presenti le meningi che anche qui già si sono formate: quella più interna era la pia madre, l aracnoide e poi la dura madre; ci interessa quella più vicina al sistema nervoso: se qui viene a mancare sia la sostanza grigia che la sostanza bianca, entrano in contatto l ependima, che riveste la cavità che ormai è diventata quarto ventricolo, essendosi ampliata, con le meningi, cioè con la pia madre; questa giunzione costituirà delle zone che chiameremo plessi corioidei, che sporgeranno all interno del quarto ventricolo - Secondo evento: migrazione delle lamine alari in direzione ventrale. In questo processo di migrazione, le lamine e alari, e quindi vengono coinvolte anche le sottostanti lamine basali, non rimangono giunte sotto forma di lamine, ma si suddividono in porzioni che vengono denominate nuclei. Lamine alari che stanno migrando, nella zona del bulbo e del ponte, si frammentano: le lamine alari che erano sopra si portano all esterno e, frammentandosi, danno origine a tre colonne, i nuclei derivati dalle lamine alari, che sono disposti alla periferia, tre colonne dal lato destro, tre dal lato sinistro; contemporaneamente, anche le lamine basali sono state coinvolte in questa migrazione e si frammentano anch esse; ovviamente, dato che si trovano già nella parte ventrale, essi vanno ad occupare la zona centrale e daranno origine, anch esse, a tre colonne di nuclei che

161 occupano la posizione centrale; i nuclei che si sono formati continuano a mantenere la funzione di ciò da cui derivano: per cui, le tre colonne periferiche di nuclei sono derivate dalle lamine alari e quindi danno origine a tre colonne di nuclei sensitivi; le due coppie di tre colonne centrali derivate dalle lamine basali danno origine a dei nuclei motori. Complessivamente, sia i nuclei che si sono formati a spese delle lamine alari, sia quelli che si sono formati dalle lamine basali, li chiamiamo, nella zona del bulbo, nuclei olivari; nel ponte è avvenuta la stessa, poiché è stato coinvolto anch esso in questo movimento di apertura a libro e i nuclei derivati da questo processo li chiameremo nuclei pontini. Per completare questa porzione, c è quella più vicina ai centri superiori, che è il mesencefalo. Esso non è coinvolto nel movimento di apertura a libro, quindi la cavità centrale non si dilata; rimane un canale che mette in comunicazione il quarto ventricolo, che si è formato sotto dal ponte e dal bulbo, e il terzo ventricolo, che si formerà sopra, al livello del diencefalo: lo abbiamo chiamato ieri acquedotto centrale di Silvio. Il secondo processo, che è quello della migrazione delle lamine alari e basali, si verifica: ovviamente, dato che non c è l apertura a libro, le lamine alari si spostano nell ambito della lamina del tetto e danno origine a quattro raggruppamenti di nuclei derivati da questa zona, che pigliano il nome di tubercoli quadrigemini, due superiori, in connessione con le retine e quindi medieranno i riflessi oculari, e due inferiori, in connessione con le coclee e di conseguenza mediano le vie acustiche; lamine alari che però non si fermano solo nella zona del tetto: alcuni nuclei scendono in posizione ventrale e danno origine a delle strisce di sostanza grigia che chiameremo proprio sostanza nigra; queste strisce si vengono a trovare adiacenti ai peduncoli cerebrali. Per quanto riguarda invece le lamine basali, queste si suddividono e danno origine esclusivamente ai nuclei rossi, che continuano ad essere delle aree motrici. Nei centri superiori abbiamo il cervello che si formerà dal prosencefalo e il cervelletto che si formerà dal metencefalo. Queste aree presentano due caratteristiche che le modificano rispetto a tutte le altre zone: non esistono più lamine basali, ma esistono solamente aree sensitive, cioè le lamine alari; in quest area avremo dei neuroblasti che migrano al di sopra dello strato marginale e daranno origine ad un altro strato di sostanza grigia e questo porterà alla formazione dell architettura della corteccia a sei strati, non più a tre strati. Andiamo a vedere il cervelletto, che abbiamo detto non fa parte del prosencefalo, è l altra parte che ancora non abbiamo preso in considerazione del metencefalo. È un area che praticamente va a controllare in maniera fine dei movimenti che vengono predisposti da altre aree, quindi il cervelletto ha una funzione di coordinamento: non crea i movimenti, ma coordina dei movimenti che sono stati determinati da altre regioni. Se noi andiamo a guardare la struttura del cervelletto, noi abbiamo: l ependima, che è lo strato interno; poi abbiamo lo strato del mantello, la prima sostanza grigia, che vedremo si organizzerà in quattro coppie di nuclei; al di sopra di questo abbiamo lo strato della sostanza bianca, lo strato marginale; ed, infine, la caratteristica è data dal fatto che alcuni neuroblasti, da quest area del mantello, hanno superato la sostanza bianca e stanno dando origine all altro strato di sostanza grigia che chiameremo corteccia cerebellare. L altra caratteristica è che non ci sono lamine basali, quindi non ci sono nuclei motori. Il cervelletto, abbiamo detto, si forma dal metencefalo e si forma per proliferazione dei bordi delle lamine alari: questi bordi delle lamine alari, proliferando, danno origine a due rigonfiamenti che, accrescendosi, finiscono per unirsi nella parte centrale, che si chiamerà verme. Le due proliferazioni laterali continuano ad accrescersi, dando origine a quelli che chiamiamo emisferi cerebellari che, continuando ad accrescersi, si espandono anche su ciò che gli sta sotto, il ponte e il bulbo. Il secondo evento, abbiamo detto, è che alcuni neuroblasti, dalla zona della sostanzia grigia, superano la sostanza bianca e, proliferando, danno origine ad un area fortemente ripiegata, che è denominata corteccia cerebellare. Nel cervelletto abbiamo due tipi di

162 sostanza grigia: quella profonda, che è quella che c è stata sempre e che si sta organizzando in quattro nuclei (che sono il nucleo dentato, emboli forme, globoso e del tetto), i quali ricevono le informazioni dall esterno e le rinviano verso la corteccia cerebellare che le elabora. Come si forma questa corteccia cerebellare? Abbiamo detto, neuroblasti dallo strato del mantello si spostano al di sopra della sostanza bianca e si differenziano, dopo aver proliferato, in vari tipi di cellule: - Le cellule più esterne saranno le cellule satelliti e le cellule a canestro. - Lo strato intermedio darà origine a cellule che chiameremo strato granulare esterno e lo strato delle cellule di Purkinje. - Ancora più interno, troveremo lo strato delle cellule di Golgi e lo strato granulare interno. - Poi c è in mezzo la sostanza bianca. - Poi alla base, vicino all ependima, troviamo l originale sostanza grigia, che abbiamo detto si divide nei quattro nuclei che sono il dentato, l emboliforme, il globoso e del fastigio. Andiamo al prosencefalo. Abbiamo detto che era suddiviso in due aree: il diencefalo, più vicino al midollo spinale, e il telencefalo. Il diencefalo è caratterizzato dal fatto che le sue pareti daranno origine a varie strutture: - Epitalamo, che è la zona in cui si viene a formare l epifisi, o ghiandola pineale. - Talamo, che è una zona di controllo per tutti i riflessi relativi alle sensazioni. - Ipotalamo, rappresenta tutta la sede di tutta la nostra vita vegetativa: fame, sete, frequenza dei battiti, ecc.; ma ricordiamoci anche che in quest area si formano i fattori di rilascio e di inibizione che controllano l adenoipofisi. - Ancora sotto, sempre a partire dal diencefalo, si forma anche la neuroipofisi: ricordiamoci che la neuroipofisi è responsabile dell elaborazione dei due neurosecreti, e cioè ossitocina e vasopressina. - Ancora, esternamente si formeranno due prolungamenti, che daranno luogo alle vescicole ottiche da cui si forma retina e nervo ottico. Il canale centrale, rivestito con questi nuovi strati, in questo caso non si dilata, diventa il terzo ventricolo. Questi processi, nel diencefalo, sono determinati da tre tipi di morfogenesi a carico del tubo neurale; esso va incontro: - Ad un assottigliamento del tetto. Al solito, in quest area vengono a mancare sia la sostanza grigia che la sostanza marginale e quindi abbiamo l accollamento tra l ependima e la pia madre: quindi, in quest area, si formeranno nuovi plessi corioidei. Posteriormente, quindi ai lati di questa zona in cui si stanno formando i plessi corioidei, si viene a formare l epitalamo. - Ad un ispessimento delle pareti. Le pareti, ispessendosi, danno origine, dorsalmente, alla formazione del talamo; ventralmente, abbiamo la formazione dell ipotalamo. - Ad un prolungamento, verso l esterno, sia centrale che laterale. Il prolungamento centrale del pavimento dà origine all infundibulo, che diventa la neuroipofisi. Se facciamo uno spaccato di questa regione della testa, che cosa vediamo? Il diencefalo che si approfonda verso l interno, in

163 corrispondenza di un diverticolo che si diparte dal tetto della bocca: questo diverticolo che si sta formando dal tetto della bocca altro non è che l adenoipofisi, che ha un origine diversa da quella della neuroipofisi; la prima era ectodermica e quindi si formava da un diverticolo del tetto della bocca primitiva, a livello di un area che viene chiamata tasca di Ratk; questo diverticolo dell adenoipofisi finisce per entrare in contatto con questo prolungamento del diencefalo, che è la neuroipofisi: adenoipofisi e neuroipofisi, entrando in contatto, vengono avvolte da un unica capsula e si forma la ghiandola ipofisi. Quindi, in questo modo, abbiamo visto che l origine delle due porzioni è diversa: ectoderma orale l adenoipofisi, neuroectoderma e quindi pavimento del diencefalo la neuroipofisi. Questo pavimento del diencefalo non dà origine solo ad un prolungamento centrale: avevamo detto all inizio, e questo era successo già prima che vi fosse la chiusura del neuroporo anteriore, dà origine a due prolungamenti laterali che sono le vescicole ottiche da cui si formeranno retina e nervo ottico. Ci rimane da vedere l ultimo tratto, cioè il telencefalo, che in realtà è il primo. Telencefalo che era caratterizzato dal fatto che si espandeva lateralmente e dava origine a due rigonfiamenti laterali che chiamiamo emisferi cerebrali. Andiamo a vedere che cosa succede. L espansione di questi emisferi cerebrali è caratterizzata anche da una proliferazione di cellule, ma questa proliferazione non dà origine alla stessa situazione in tutto l emisfero: - Nella zona al confine con quello che gli sta sotto, cioè il diencefalo, le cellule che si ottengono non si dispongono ad aumentare la superficie, ma si dispongono l una sull altra, quindi determinano un aumento di spessore, ma non di superficie; questo aumento di spessore costituisce quello che viene denominato pavimento, che continua a crescere anche tra la sesta e l ottava settimana; continua ad ispessirsi e ad espandersi e finisce per andare a pigliare contatto con ciò che gli sta sotto, cioè con il diencefalo, e vi aderisce: si attaccano diencefalo e pavimento del telencefalo. Questo pavimento, ispessendosi, darà origine ad un altra struttura, che è chiamata corpo striato. Andiamo a guardare questa zona: le meningi, che dovrebbero essere a delimitare il diencefalo dal telencefalo, si riassorbono: quindi, praticamente, telencefalo e diencefalo entrano in comunicazione; si ha un apertura che mette in comunicazione telencefalo e diencefalo. Il pavimento, che ormai possiamo chiamare corpo striato, entra in contatto con il primo tratto del diencefalo, che era il talamo, che è anche responsabile del comportamento. - Nelle altre regioni, la proliferazione delle cellule porta non più ad un aumento di spessore, ma ad un aumento in superficie, cioè le cellule anziché disporsi l una sull altra, si dispongono ad aumentare la superficie. Questo aumento di superficie determina quella che viene chiamata volta o, meglio ancora, corteccia cerebrale. Quindi, per ogni emisfero, noi abbiamo formato un pavimento, che è a contatto con il diencefalo, e una volta, che è la corteccia cerebrale. I due emisferi continuano a crescere e finiscono quasi per accollarsi, ma rimangono separati da un sottile strato di cellule, derivate dal prosencefalo, che costituiscono la cosiddetta scissura interemisferica. In quest aera, i bordi delle pareti cominciano ad assottigliarsi: assottigliandosi, si vengono a formare anche in questa zona, per il contatto dell ependima con la pia madre, dei plessi corioidei, che sporgono all interno di queste cavità all interno degli emisferi cerebrali che abbiamo detto sono i ventricoli laterali. Si viene a creare qualcosa di nuovo: ci sono delle fibre nervose che mettono in collegamento il telencefalo con il diencefalo sottostante; queste fibre definiscono aree che vengono denominate capsule interne

164 all interno del pavimento, che era dato dal corpo striato; queste capsule suddividono il corpo striato in due nuclei: il nucleo caudato, sopra, e il nucleo lenticolare,in basso. Alla fine del secondo mese, quindi, abbiamo creato tutte le strutture che costituiscono gli emisferi; abbiamo formato il pavimento, che abbiamo suddiviso nei due nuclei; abbiamo formato la corteccia; abbiamo formato i plessi corioidei. La corteccia, in realtà, la possiamo suddividere in tre porzioni: - La porzione più vicina al pavimento la chiamiamo paleopallio, ed è la porzione più antica; essa è responsabile delle funzioni olfattive. - Poi abbiamo la porzione più lontana dal pavimento, e la chiamiamo archipallio; essa è invece responsabile delle funzioni emotive. - La zona che unisce archipallio e paleopallio la chiamiamo neocorteccia, o neopallio; lo troveremo sviluppato soprattutto nella specie umana ed è responsabile delle attività più elevate: linguaggio, memoria, pensiero; se noi andiamo a ricostruire la scala zoologica, quindi l anatomia comparata degli animali, nei vertebrati più primitivi troviamo solamente la corteccia più antica, cioè il paleopallio e gli animali svolgono solamente delle funzioni olfattive; passando ad animali leggermente più evoluti, pesci ed anfibi, dove comincia a comparire anche l archipallio e questi animali sono in grado di svolgere anche le funzioni emotive; rettili, ma non uccelli, iniziano ad avere tracce di neopallio, che aumenta sensibilmente nei mammiferi, mentre paleopallio ed archipallio rimangono costanti; dove il neopallio raggiunge la massima espressione è nell uomo, dove infatti abbiamo le abilità intellettive più evolute, quali linguaggio, pensiero, memoria. Quindi possiamo dire che, man mano che aumentano le funzioni, ciò che aumenta della corteccia è il neopallio: le altre due strutture, archi pallio e paleopallio, rimangono stabili. Noi finora abbiamo parlato degli emisferi cerebrali come due strutture indipendenti, ma è chiaro che devono essere in connessione, che è data dalle cosiddette commessure; esse si formano da un area denominata lamina terminale, che è la zona di chiusura del neuroporo anteriore. - La prima commessura che si forma, alla settima settimana, connette la porzione di corteccia più antica, quindi è la commessura anteriore e collega praticamente i bulbi olfattivi dei due emisferi; questa commessura si forma dalla parte inferiore della lamina terminale. - In nona settimana, si forma la seconda commessura, la commessura del fornice, la quale collega l archipallio di destra con l archipallio di sinistra; si forma dalla parte media dalla lamina terminale; - L ultima commessura, che è quella maggiore, il cosiddetto corpo calloso, è quella che collega le due neocortecce e si forma dalla parte superiore della lamina terminale. - Esistono anche altre aree di connessione, come per esempio il chiasma ottico che unisce le retine di entrambi gli occhi, oppure, nella regione dell epitalamo, abbiamo la commessura abenulare e la commessura posteriore. La superficie degli emisferi continua a crescere: infatti avevamo detto, se vi ricordate, che la scatola cranica segue l accrescimento della corteccia cerebrale; questo accrescimento fa sì che la corteccia, che inizialmente è un area completamente liscia, continua ad estendersi, prima in avanti, e dà origine ad un lobo, che si chiama lobo frontale; poi si accresce indietro, e dà origine alla formazione del lobo parietale; ancora

165 indietro, e dà origine alla formazione del lobo occipitale; indietro, troviamo il pavimento del telencefalo, ed è un area in cui è presente il corpo striato, quindi la corteccia non può scendere giù, trova un ostacolo e allora lo aggira continuando a proliferare dai bordi, dove non c è più il pavimento e dà origine a questi lobi che scendono lateralmente, quindi la corteccia assume questa forma a ferro di cavallo; questi sono gli ultimi lobi, i lobi temporali, la cui formazione dà origine ad un solco, che si chiama Fossa di Silvio; successivamente, i due lobi frontale e temporale continuano ad accrescersi e trasformano questa fossa di Silvio in un sottile solco, che piglia il nome di solco di Silvio. Questi quattro lobi che abbiamo detto non sono aree casuali, ma ciascuna di queste quattro aree svolge funzioni diverse: - Il lobo frontale è responsabile del movimento, del linguaggio, del pensiero. - Il lobo parietale è responsabile di tatto e gusto. - Il lobo occipitale è responsabile della vista. - Il lobo temporale è responsabile dell udito. Quando tutta la scatola cranica è completamente occupata, la corteccia continua a crescere, quindi da questa struttura, ormai liscia, intorno al sesto mese, si formano dei solchi: solchi maggiori prima, solchi minori dopo. I solchi maggiori delimitano dei confini tra i lobi: il primo a formarsi è il solco centrale, che si forma tra il lobo frontale e il lobo parietale; poi abbiamo il solco occipitale, che si forma tra il parietale e l occipitale; l ultimo è il solco laterale, che è il solco di Silvio, che separa il lobo frontale dal lobo temporale. La presenza di questi solchi non è sufficiente all estendersi della superficie della corteccia cerebrale, quindi si formano dei solchi minori, meno profondi, che danno origine a delle circonvoluzioni, o giri, che permettono un ulteriore ripiegamento della corteccia; le circonvoluzioni sono tipiche di ogni individuo: sono sinonimo della persona, così come le impronte digitali, anche queste sono specifiche di ogni individuo. SNP, ricordiamoci che è costituito da nervi e gangli: i nervi sono dati da fasci di assoni avvolti da tessuto connettivo; i gangli sono strutture che costituiscono i neuroni periferici. Ricordiamoci che il SNP ha tutto origine dalle cellule della cresta neurale, che daranno origine ai neuroni periferici, ma danno anche origine alle cellule della glia che sono di due tipi: cellule satelliti e cellule di Schwann. Lo sviluppo del SNP inizia generalmente alla fine del primo mese: le cellule della cresta neurale migrano, si fermano intorno al tubo neurale, a livello dei somiti, e si differenziano in gangli spinali; contemporaneamente, dal midollo spinale, in particolare dalla lamina basale, cominciano ad uscire degli assoni di neuroni motori, i quali vanno ad innervare organi bersaglio. Nell ambito dei gangli spinali, si differenziano, in quinta settimana, delle cellule che costituiscono i neuroni sensitivi, che hanno due prolungamenti: uno che, ovviamente, si porta verso la zona sensitiva del midollo, cioè verso le lamine alari; l altro che va verso la periferia, cioè verso delle zone in cui si raccolgono degli impulsi da riportare al SNC. Abbiamo detto all inizio che, tra un somite e l altro, emergeva un nervo spinale, quindi dovrebbe esserci corrispondenza tra il numero dei verbi spinali e il numero dei somiti: in realtà, si formano 31 coppie di nervi spinali, contro 33 coppie di somiti, per cui gli ultimi due nervi spinali degenerano; questi assoni sensitivi finiscono per incontrare quegli assoni motori che abbiamo detto emergevano dal midollo spinale: tutti i nervi spinali sono dei nervi misti, sono cioè dei nervi costituiti da una radice ventrale, che è data da un fascio di assoni motori che si attaccano alla porzione basale del midollo spinale, e una radice dorsale, che invece è costituita da fasci che partono dal ganglio spinale e si portano alla lamina alare del midollo spinale; essendo un nervo misto, può ricevere sia impulsi sensitivi, sia andare a stimolare degli organi di movimento. Ancora, durante il loro tragitto, questi nervi diventano progressivamente sempre più piccoli e potranno avere una funzione volontaria, andando a costituire il cosiddetto sistema somatico, oppure involontaria, ed andare a costituire il cosiddetto sistema

166 nervoso autonomo. Non solo cambia la funzione, ma essi hanno un diverso modo di connettersi al SNC. Il SNP, oltre che dai nervi spinali, è dato dai nervi cranici che, a differenza di quelli spinali, emergono dall encefalo; il midollo spinale, essendo in connessione con i somiti, è diviso in diverse zone; l encefalo è una massa compatta, quindi ogni nervo cranico (sono in numero di 12 coppie) può essere o sensitivo, o motorio, o misto: - Nervi cranici esclusivamente sensitivi sono il I, il II e l VIII, anche se il primo e il secondo non dobbiamo considerarli veri e propri nervi, ma dei prolungamenti del cervello. - Nervi cranici esclusivamente motori sono il III, il IV, il VI e il XII. - Infine, i nervi misti, che altro non sono che i nervi che vanno a innervare gli archi faringei: quindi il VII, il IX, il X e l XI parzialmente, che praticamente è l accessorio e non entra negli archi faringei, mentre i primi quattro contribuiscono alla formazione degli archi e sono gli unici nervi cranici misti. Il sangue è un tessuto connettivo specializzato, poiché è l unico tessuto liquido; è un fluido viscoso, leggermente alcalino (ha un ph intorno a 7.4), di colore rosso; circola all interno di un sistema di vasi chiuso, pompato da un organo propulsore che è il cuore, che lo immette in un sistema di vasi, le arterie, di calibro voluminoso, che riducono progressivamente di calibro fino ad arrivare a livello dei capillari: questi si immettono in un sistema di vasi di calibro progressivamente crescente, il sistema venoso, che lo riporta al cuore. Normalmente, il volume ematico corrisponde a circa il 7% del peso corporeo. Siamo in un tessuto connettivo, quindi, come tutti i tessuti connettivi, risulta costituito da una componente cellulare e da una matrice extracellulare; la componente cellulare è data da tre popolazioni di cellule: globuli rossi, globuli bianchi e piastrine; la matrice extracellulare, che è anche in questo caso fluida, è chiamata plasma. Il sangue è un tessuto connettivo e, come tutti i tessuti connettivi, ha origine dal mesenchima; le funzioni svolte dal sangue sono parecchie: - Funzione respiratoria; attraverso il sangue viaggiano i gas respiratori, ossigeno ed anidride carbonica. - Funzione nutritizia; attraverso il sangue vengono distribuite le sostanze nutritizie a tutto il corpo. - Funzione escretrice; vengono rimossi i cataboliti da tutte le cellule e trasportati dagli organi emuntori, quali il rene. - Funzione di coordinamento e di regolazione; attraverso il sangue viaggiano gli ormoni, che prendono contatto con altre ghiandole poste a notevole distanza; attraverso il sangue viaggiano fattori di crescita che provvedono a regolare il funzionamento dell organismo. - Funzione di difesa; all interno del sangue vi è una popolazione di cellule, la serie bianca, che è responsabile della difesa del nostro organismo. - Funzione termoregolatrice; il sangue, circolando, mantiene costante la temperatura corporea. - Regola il ph e la composizione elettrolitica dei liquidi interstiziali.

167 - Contribuisce a conservare l integrità della parete dei vasi sanguigni; una popolazione di cellule, le piastrine, quando viene interrotta questa continuità della parete dei vasi sanguigni. - Mantiene la pressione osmotica, che è regolata dal quantitativo degli elettroliti nel plasma. - Mantiene la pressione oncotica, che è determinata dal contenuto proteico del plasma. Se andiamo a prelevare del sangue dal torrente circolatorio e lo mettiamo in una provetta, questo sangue coagula; è chiaro che se all interno di questa provetta andassimo a mettere un anticoagulante, come per esempio l eparina e EDTA, il sangue non coagula ma anzi, se questa provetta è particolare, molto sottile e graduata, e andiamo a centrifugare, noi determiniamo la sedimentazione della porzione corpuscolare che, essendo più pesante, va sul fondo; questo esame che porta alla separazione tra la componente corpuscolare e la parte liquida viene denominato ematocrito, che ci dà il rapporto tra la componente corpuscolare, che in condizioni normali oscilla tra il 44% e il 47%, e la porzione liquida, che sta sopra e che chiameremo plasma, che è intorno al 54-57%. Questo è dettato dalla centrifugazione; se noi facessimo sedimentare spontaneamente la componente corpuscolare (una volta si faceva, materialmente, mettendo del sangue trattato con citrato di sodio in una pipetta aperta su entrambi i lati; si chiudevano le due estremità e si aspettava che la componente corpuscolare andasse a sedimentare; si controllava dopo 1-2 ore e si andava ad ottenere la cosiddetta velocità di eritrosedimentazione del sangue, in sigla VES) che è nella provetta e poi mettessimo questa nel macchinario, si controllerebbe dopo mezzora e questa vi darebbe il risultato dell esame VES, che è particolarmente semplice. Questa velocità di eritrosedimentazione del sangue, in condizione normali, è intorno al valore 10; se invece troviamo una velocità maggiore, maggiore è l infezione presente nell organismo, cioè è un indicatore di una qualsiasi infezione dentro l organismo, quindi altamente aspecifico ma è un campanello d allarme. Più veloce è, più la componente corpuscolare è pesante e precipita più velocemente verso il fondo (inoltre i globuli bianchi sono in maggior numero). Andiamo ad esaminare questo ematocrito: la parte superiore, la parte giallastra, è il plasma, che è costituito, per circa il 91%, da acqua; il restante 9% è suddiviso in proteine, per il 7%, e in altri soluti, per il 2%. Il quadro siero-proteico è un esame elettroforetico che ci permette di differenziare i diversi tipi di proteine, in quanto queste proteine sono costituite da albumina (circa il 58%) e da globuline (che si suddividono in alfa-1, alfa-2, beta e gamma), la cui migrazione costituisce il cosiddetto quadro sieroproteico, o protidogramma; la restante componente delle proteine totali è data da proteine adibite al trasporto di metalli pesanti e lipidi. Per quanto riguarda gli altri soluti, ovviamente sono dati da ioni che sono sciolti nel sangue, da sostanze nutritizie, dai gas della respirazione, dai prodotti di rifiuto. Io vi ho detto che il plasma è la parte liquida, la parte che costituisce la matrice extracellulare; se noi non otteniamo il plasma mediante anticoagulanti e lasciamo coagulare il nostro sangue, possiamo ottenere comunque la matrice extracellulare, anche dopo che è avvenuta la coagulazione: se andiamo a centrifugare la provetta contenente il sangue coagulato, otterremo, al solito, una componente giallastra, ma in quel caso non la chiameremo più plasma, ma la chiameremo siero, perché in questo caso è avvenuta la coagulazione e quindi sono state utilizzate le piastrine, di cui sono responsabili; non troveremo più il fibrinogeno che è stato utilizzato per fare avvenire la coagulazione, e troveremo dei fattori rilasciati dalle piastrine; quindi la composizione del siero è diversa da quella del plasma. Se guardiamo l ematocrito, noi vediamo che la maggior parte, circa il 44%, è costituito da una massa di colore rosso; al di sopra di questa massa di colore rosso, troviamo un anello translucido, denominato buffy coat, che costituisce circa l 1%; la parte rossa è ovviamente costituita dai globuli rossi e ciò ci fa capire che è la componente più consistente tra la componente corpuscolare; i globuli rossi si aggirano, normalmente, intorno ai 4,5-5 milioni per millimetro cubico. Il buffy coat, invece, è dato dalle altre due componenti, cioè

168 i globuli bianchi, che in condizioni normali oscillano tra i per millimetro cubico, e piastrine, che praticamente oscillano tra i e i per millimetro cubico. Globuli bianchi che, a sua volta, si dividono in cinque categorie: neutrofili, eosinofili, basofili, linfociti e monociti; se andiamo a mettere in confronto il numero dei neutrofili rapportato al numero totale dei globuli bianchi dà la percentuale di ogni singolo gruppo; l insieme delle percentuali dei singoli gruppi costituisce quella che viene definita formula leucocitaria. Ricordiamoci che quando dobbiamo andare ad osservare il sangue, non c è bisogno di fare tutta quella preparazione, ma ci bastano i soliti due vetrini, li strisciamo, li coloriamo col May-Grunwald-Giemsa e otteniamo uno striscio, in cui vediamo soprattutto cellule prive di nucleo, e qualche cellula col nucleo: le cellule col nucleo sono i globuli bianchi, mentre le cellule prive di nucleo sono i globuli rossi; ciò che è sparito è il plasma, che era costituito prevalentemente da acqua, che è evaporata. Gli elementi figurati ricordiamoci che hanno un ciclo limitato, hanno un differenziamento a livello degli organi emopoietici; nel corso della nostra vita gli organi emopoietici cambiano: nella vita adulta, unico organo emopoietico è ovviamente il midollo osseo; vengono distrutti negli organi emocateretici, in particolare la milza; tre popolazioni cellulari: - Globuli rossi, o eritrociti, rappresentano la componente più numerosa tra le cellule (circa il 90% di tutte le cellule) e sono cellule che sono prive di qualsiasi organulo citoplasmatico e di nucleo; contengono al loro interno esclusivamente l emoglobina, che gli serve per svolgere la loro funzione, il trasporto dei gas respiratori, che viene svolta all interno del torrente circolatorio. - Globuli bianchi, o leucociti, sono le cellule implicate nella difesa dell organismo; queste cellule le dividiamo in due gruppi: granulociti, o leucociti polimorfonucleati e agranulociti, o leucociti mononucleati; i granulociti presentano al loro interno dei granuli che hanno affinità diverse per i coloranti, per cui distinguiamo tre tipi di granulociti: quelli che non hanno nessuna affinità per nessun colorante, i neutrofili; quelli che hanno affinità per i coloranti acidi, gli eosinofili; quelli che hanno affinità per i coloranti basici, i basofili; queste cellule presentano il nucleo organizzato in lobi, che sono uniti da tratti di cromatina: per questo motivo, il nucleo ha una forma particolare e li chiameremo per questo motivo leucociti polimorfonucleati; gli agranulociti, al contrario, non hanno granuli che hanno affinità per i coloranti; hanno il nucleo che occupa il citoplasma come in tutte le altre cellule, non è polimorfo, quindi le chiamiamo cellule mononucleate; di essi fanno parte i linfociti e i monociti. Queste cellule, a differenza dei globuli rossi, utilizzano il torrente circolatorio come via di comunicazione; in realtà, svolgono la loro funzione a livello del tessuto connettivo: quindi sono cellule che abbandonano il torrente circolatorio, svolgono la loro funzione nel tessuto connettivo, dove muoiono entro breve tempo. - Terzo e ultimo elemento della componente cellulare, sono le piastrine: anch esse sono prive di nucleo; non sono delle vere e proprie cellule; sono frammenti cellulari di cellule voluminose, che si chiamano megacariociti; queste cellule svolgono la loro funzione soltanto nel momento in cui viene interrotta la continuità della parete del vaso; quindi, per evitare emorragie, intervengono con un processo cosiddetto di emostasi e di coagulazione. Quindi, anch essi circolano e funzionano nel torrente circolatorio, ma iniziano a funzionare solamente quando viene interrotta la parete del vaso sanguigno. Il sangue: LEZIONE DEL

169 Gli elementi corpuscolari sono gli eritrociti o globuli rossi, leucociti o globuli bianchi, e piastrine. Gli eritrociti rappresentano la componente più numerosa tra gli elementi corpuscolari, circa il 99%, sono cellule prive di nucleo e di qualsiasi organulo, sono cellule deputate a trasportare i gas respiratori, sono le uniche cellule degli elementi corpuscolari che svolgono la loro funzione all interno del sangue; i leucociti sono invece cellule che sono deputate alla nostra difesa contro agenti estranei, i leucociti li dividiamo in leucociti dotati di granuli, granulociti o leucociti polimorfo nucleati, e leucociti privi di granuli, agranulociti o cellule mononucleate. Le cellule dotate di granuli, hanno affinità per coloranti diversi, sono cellule che hanno affinità per coloranti neutri, altri per sostanze eosinofili, altre basofile, e per questo li indichiamo come neutrofili, eosinofili e basofili. I linfociti e i monociti non presentano granuli. I leucociti non svolgono la loro funzione nel sangue, lo utilizzano come mezzo di locomozione, poi lo abbandonano e passano nel tessuto connettivo dove svolgono la loro funzione. Le piastrine non sono delle vere e proprie cellule, sono frammenti cellulari di cellule che si formano negli organi emopoietici che sono i megacariociti, sono cellule prive di nucleo ma con organuli, la loro funzione è di intervenire nei processi di emostasi e coagulazione, quindi intervengano quando il sangue esce dai vasi sanguigni in seguito a lesione. Gli eritrociti (4,5-5 milioni per mm cubico) sono delle cellule che presentano una forma particolare, di disco biconcavo, e la si evince già dallo striscio di sangue dove appare con una porzione centrale più chiara rispetto a quella periferica, determinata da questa particolare forma; ciò significa che le membrane nella zone centrale sono quasi accollate e lo spessore nella zona centrale è minore rispetto la periferia. Questo permette all emoglobina di occupare più spazio di quanto ne potrebbe occupare se l eritrocito fosse di forma sferica, e permette anche all emoglobina di localizzarsi nell immediata periferia, nella zona più ampia, l emoglobina è importante per gli scambi gassosi e se questa si trova nella periferia del globulo rosso, gli scambi avvengono più rapidamente. Gli eritrociti hanno un emivita di 120 giorni, al termine dei quali vengono distrutti negli organi emocateretici. Dagli studi eseguiti si è visto che un globulo rosso normale ha un diametro di circa 7,5 8 micron, uno spessore nella zona più ampia di circa 2 micron, ma esistono globuli rossi che presentano alterazione delle loro dimensioni, queste alterazioni vanno sotto il termine generico di anisocitosi; questa prevede globuli rossi con un diametro maggiore di micron che sono i megalociti; globuli rossi con un diametro maggiore di 9 micron che chiameremo macrociti; quelli che hanno diametro inferiore a 6 micron sono i microciti. I globuli rossi possono andare incontro anche ad anomalie di forma, si parla dunque di piochilocitosi, e le variazioni di forma possono essere dovute a cambiamenti osmotici, per esempio quando vi è una cattiva funzionalità renale e avere globuli rossi di forma ellissoidale o sferocitica ma anche per malattie genetiche come al talassemia, in questo caso i globuli rosso possono subire variazioni, sono più piccoli ma hanno anche forma diversa; altra malattia è l anemia falciforme dove i globuli rossi assumono una forma a falce; e abbiamo detto che la forma è importante per contenere l emoglobina, quindi in casi di poichilocitosi le molecole di emoglobina sono quasi inesistenti. Alterazioni le possiamo avere anche sul numero, un numero aumentato di globuli rossi è la policitemia che può essere un dato patologico o fisiologico, ad esempio quando si sale ad elevate altitudini, il numero dei globuli rossi, essendo molto rarefatta l aria, aumenta spontaneamente; il doping, pure quello dovuto a farmaci, invece, aumenta il numero di globuli rossi, in modo tale da aumentare l emoglobina e quindi gli scambi, ma la circolazione diventa più densa, non è più fluida. Al contrario una diminuzione di globuli rossi va sotto il nome di anemia anche se questa può essere dovuta anche alla carenza di emoglobina. I globuli rossi quando sono immessi nel torrente circolatorio, per le prime 12/24 ore, non sono maturi poiché presentano ancora dei residui di organuli citoplasmatici quali mitocondri, ribosomi e la presenza di

170 ribosomi permette ancora la sintesi di emoglobina; questi organuli conferiscono ai globuli rossi aspetto reticolato, ed è per questo che appena messi in circolo i globuli rossi vengono detti reticolociti; la loro percentuale è bassissima, tra 0,5 e 0,7%; ma trovare un numero maggiore di reticolociti in un paziente ad esempio che ha subito una emorragia, significa che il midollo osseo sta rispondendo bene, quindi l organismo sta reagendo, al contrario se si mantiene basso, è necessario uno stimolo, perché vuol dire che l organismo non sta reagendo a questa perdita di globuli rossi. Per poterli evidenziare vengono colorati con la colorazione detta sopravitale che contiene un colorante noto come blu di cresile che va a legarsi a tutti i residui basici che ci sono all interno delle cellule e poiché colora in blu queste pozioni fa assumere un aspetto di reticolato, da qui il nome di reticolo citi; il globulo rosso maturo non presenta questo reticolato. Andando a guardare l ultrastruttura i reticolociti hanno dimensione più grande degli eritrociti; presentano densità citoplasmatiche più basse dovute a un minor numero di molecole di Hb(emoglobina) rispetto all eritrocito maturo; sono presenti residui di organuli citoplasmatici I globuli rossi sono dunque costituiti dalla membrana plasmatica caratteristica, dotata di spiccate proprietà osmotiche, ed è particolarmente permeabile ad esempio al Na e al K; in condizioni normali l ambiente interno del globulo rosso ha la stessa pressione osmotica del plasma sanguigno, per cui se il globulo rosso viene messo in una soluzione ipertonica, l acqua contenuta all interno del globulo rosso fuoriesce, quindi avviene un raggrinzimento del globulo rosso; al contrario, se viene immesso in una soluzione ipotonica, per ristabilire l equilibrio, l acqua deve entrare, poiché la membrana plasmatica è elastica, ma ad un certo punto si avrà la rottura; quindi l equilibrio normale viene mantenuto in una soluzione salina che è una soluzione simile alla soluzione fisiologica come una soluzione di cloruro di sodio pari allo 0. 9%. Per le sue caratteristiche, la membrana plasmatica dei globuli rossi è responsabile del mantenimento della forma a lente biconcava e la plasticità e deformabilità dei globuli rossi perché il sangue circola in capillari di diametro piccolissimo, a volte anche più piccoli del diametro dei globuli rossi stessi e se non avessero questa caratteristiche di deformabilità i globuli rossi potrebbero ostacolare la circolazione; la forma a lente biconcava inoltre presenta una superficie maggiore rispetto alla forma sferica, poiché l Hb non si va a disperdere in un ambiente ampio come quello sferico ma dato che al centro il globulo rosso ha le membrane plasmatiche dei due lati quasi accollate, l Hb si va a disporre alla periferia cosicché gli scambi avvengono molto più rapidamente. La membrana plasmatica è costituita da proteine, da lipidi e in aggiunta rispetto le membrane plasmatiche di altre cellule troviamo anche una componente carboidratica. Le proteine rappresentano la componente maggiore; esse vengono suddivise in 2 grandi categorie:proteine integrali di membrana che attraversano da parte a parte il doppio strato, di queste fanno parte le glicoforine presenti sotto tre forme,a,b,c, al di sotto della membrana troviamo un impalcatura costituita dalle proteine periferiche che formano un impalcatura che riveste la superficie interna della membrana plasmatica; l impalcatura è costituita da spectrina, ma anche da actina, tropomiosina,anchirina e sono state identificate anche altre proteine a cui non è stato dato un nome, vanno sotto il nome generico di proteine di banda, a queste sono stati attribuiti dei numeri in base alla banda elettroforetica in cui si sono fermate durante la migrazione; actina e miosina, proteine contrattili permettono la deformabilità del globulo rosso, quindi l insieme di queste strutture costituisce lo scheletro che sta al di sotto della membrana plasmatici ed è ciò che conferisce alla membrana la capacità di potersi deformare. Il secondo componente è rappresentato da lipidi, e in modo particolare dai fosfolipidi e dal colesterolo. Sulla superficie della membrana plasmatica troviamo dei carboidrati, delle glicoproteine legate con un versante alle proteine integrali di membrana che hanno una funzione antigenica, sono responsabili del sistema dei gruppi sanguigni A, B, 0. L impalcatura citoscheletrica di base nella parte interna della membrana plasmatica del globulo rosso è data dall actina e dalla spectrina che intrecciandosi costituiscono un reticolato; queste 2 proteine si legano all anchirina, alla banda 4.1, che si collegano alle proteine transmembrana quali glicoforine e le proteine

171 della banda 4.2: tutta l impalcatura ha il compito di permettere la deformabilità del globulo rosso e di collegare la vera e propria membrana plasmatica con quest impalcatura. Dalla superficie del globulo rosso sporgono dei residui glucidici legati sia ai fosfolipidi che alle glicoforine;questi residui possono contenere o meno degli antigeni ma sono alla base dei 2 sistemi di gruppi sanguigni: un sistema è il sistema AB0, legarto alla presenza o assenza di 2 antigeni, A e B, e determina i 4 gruppi sanguigni: la presenza dell antigene di tipo A fa si che il gruppo sanguigno sia di tipo A e se entra in contatto con gruppi sanguigni diversi può produrre anticorpi anti-b; la presenza dell antigene B da il gruppo B che produce anticorpi anti-a; la presenza di entrambi gli antigeni A e B determina il gruppo AB che non produce anticorpi; l assenza di entrambi gli antigeni da il gruppo 0 che produce entrambi gli anticorpi anti-a e anti-b. AB è ricevente universale, cioè può ricevere sangue da tutti e 4 i gruppi sanguigni, 0 invece può darlo a tutti ma riceverlo solo da 0, è perciò donatore universale. Tra le molecole presenti sulla superficie, sono stati identificati altri antigeni che costituiscono un altro sistema di gruppi sanguigni (C,D,E), siccome questi antigeni sono presenti nell 85 % circa della popolazione, la presenza di questi antigeni conferisce il gruppo RH + (da macacus rhesus, una scimmia in cui fu isolato la prima volta), l assenza di questi antigeni da origine all RH-. L individuo RH- se entra in contatto con un individuo RH+ scatena una reazione antigenica; questo si può verificare nell adulto ma è più frequente che avvenga al momento del parto, quando una madre RH- partorisce un figlio RH+: il contatto di sangue al momento del parto genera nel corpo della madre la produzione di anticorpi anti RH, che non hanno nessuna conseguenza sul nascituro ma in una seconda gravidanza di gruppo RH+ questi anticorpi innescano una patologia nota come eritroblastosi fetale poiché gli Ac anti-rh presenti nel sangue materno passano alla circolazione fetale riconoscono l Ag Rh come estraneo e portano all emolisi dei glob. rossi fetali, dunque si avrà la morte del feto tra la settimana. All interno dei globuli rossi troviamo l emoglobina, questa cromoproteina è una molecola di legare reversibilmente l ossigeno, è costituita da due porzioni, un gruppo prostetico responsabile del colore rosso del sangue detto eme, un gruppo proteico, globina, che è costituito da 4 catene uguali a 2 a 2, due catene alfa e due beta-simili. Per beta simili intendiamo che l emoglobina nel corso delle nostre fasi di sviluppo, cambia, così come cambiano i siti emopoietici; l embrione come sito emopoietico presenta il sacco vitellino, e l emoglobina che caratterizza questa fase è data da 2 catene alfa e 2 epslon; la fase successiva è quella fetale, in cui il sito emopoietico è il fegato, e l emoglobina è costituita da 2 catena alfa e 2 gamma e ha maggiore affinità con l ossigeno; infine l emoglobina dell adulto in cui il sito emopoietico è il midollo osseo, è caratterizzato da 2 catene diverse, la catena A1, quella predominante data da 2 catene alfa e 2 beta, in minore quantitativo (circa 2%) è presente emoglobina A2 con 2 catene alfa e 2 delta; quindi nel corso della nostra vita le catene alfa rimangono costanti, quelle che cambiano sono le catene beta che per questo chiamiamo beta-simili. Il gruppo eme costituito da 4 anelli pirrolici con al centro il ferro allo stato ferroso in grado di legare in maniera reversibile l ossigeno; l ossigeno si lega all Hb in un ambiente in cui la pressione parziale di ossigeno è molto alta, quindi negli alveoli polmonari, e viene rilasciato dove la pressione parziale è molto bassa, quindi nei tessuti. L emoglobina è in grado di legare pure CO2, questa viene prelevata nei tessuti e portata ai polmoni, ma in realtà la maggior parte della CO2 non è legata all emoglobina ma viaggia sciolta nel plasma sotto forma di bicarbonato, e appena raggiunge i polmoni, viene dissociata e eliminata con la respirazione. L anemia è causata, oltre che ha un basso numero di eritrociti anche dalla quantità di Hb presente; cause dell anemia posso essere: eccessiva perdita o inappropriata distruzione di glob. rossi, incapacità del midollo osseo di produrre un numero adeguato di eritrociti, mancanza di fattori necessari per la sintesi dell Hb come il ferro, condizione tipica nelle persone che presentano globuli rossi più piccoli del normale (microciti) o la mancanza di vitamina B12 o di acido folico, condizione presente nelle persone che hanno globuli rossi più

172 grandi del normale (macrociti); l anemia può essere legata a delle mutazioni geniche e la forma dei globuli rossi non è più di lente biconcava ma può essere sferocitica, ellittica e in questo caso gli eritrociti diventano estremamente più fragili, contengono meno emoglobina e gli scambi avvengono meno velocemente e più difficilmente; un altro caso legato a fattori genetici è la diminuita sintesi di una o più catene globiniche che portano a una patologia nota come talassemia; una forma molto particolare riguarda le catene beta e chiamiamo beta-talassemia; sempre su base genetica possiamo avere dei globuli rossi a forma di falce, perché durante la sintesi della catena beta nella sequenza amminoacidica dell Hb viene inserita valina al posto dell acido glutammico e di conseguenza l Hb che ne risulta la chiameremo HbS. Ciclo vatale degli eritrociti: durano circa 120 giorni, dopodicchè finiscono per perdere la plasticità e restano intrappolati all interno dei sinusoidi della milza e a questo punto intervengono i macrofagi che fagocitano i globuli rossi e scindono i vari componenti, le catene dell emoglobina vengono scisse nei singoli aminoacidi e vengono eventualmente riutilizzati, l eme viene convertito in bilirubina, questa passa nel fegato e viene eliminata con la bile nel duodeno, il ferro viene riciclato, viene reimmesso in circolo e viene riutilizzato per l eritropoiesi. Un aumento di bilirubina provoca ittero, dona colorazione gialla. I leucociti sono presenti in numero enormemente più basso rispetto agli eritrociti; sono presenti in numero di x mm cubico. I leucociti devono il loro nome( da leucos, bianco) al fatto che non contengono il pigmento di emoglobina e se li osserviamo negli strisci di sangue li riconosciamo subito perché a differenza dei globuli rossi sono dotati di nucleo. Possiamo distinguere i leucociti in granulociti e agranulociti; dei primi fanno parte quelle cellule dotate di diversi granuli che hanno affinità diverse per i coloranti: i neutrofili sono quelle cellule che non hanno affinità per i coloranti, gli eosinofili sono quelli che hanno affinità per i coloranti acidi e i basofili hanno affinità per i coloranti basici; dei secondi i linfociti e monociti. I granulociti possono essere anche chiamati polimorfonucleati perchè sono caratterizzati da un nucleo polimorfo, presentano 2 o più lobi connessi dai filamenti di cromatina, sono cellule terminalmente differenziate (non sono più in grado di dividersi). Gli agranulociti sono cellule che non hanno granuli che presentano affinità per i coloranti; monociti e linfociti possono essere chiamate anche cellule mononucleate in quanto non presentano lobi ma sono caratterizzati da nucleo rotondeggiante o a forma di rene; mantengono la capacità di differenziarsi e si possono dividere se stimolati. Rapportando percentualmente, il numero delle singole classi di globuli bianchi, al numero totale dei leucociti, otteniamo la formula leucocitaria:i più abbondanti sono i neutrofili (50-70%), seguono i linfociti (20-40%), gli eosinofili (2-4%), i basofili sono quasi inesistenti (0,5-1%), i monociti (3-8%); ciascuno di questi è implicata in processi di difesa diversi e conoscerne la percentuale è importante per poter diagnosticare vari tipi di patologie. L incremento di una di questa popolazioni va ad influire sul numero totale: un aumento di questi porta alla leucemia, una diminuzione alla leucopenia. Leucociti è quindi il sinonimo di agenti di difesa dell organismo di cui ne esistono 2 tipi:difesa aspecifica o innata, gestita prevalentemente da granulociti e da monociti; difesa specifica o acquisita gestita prevalentemente dai linfociti. Anche i leucociti sono prodotti negli organi emopoietici, dopodiché vengono immessi nel torrente circolatorio ma per svolgere la loro funzione devono abbandonare il torrente circolatorio per raggiungere il tessuto connettivo in cui c è un eventuale infiammazione in corso, quindi i leucociti sono tutti accomunati da motilità e mobilità. I leucociti vengono richiamati da sostanze prodotte nell area in cui c è l infezione, processo noto come chemio tattico, così da poter tamponare l infezione; i globuli bianchi che abbandonano il torrente circolatorio per passare nel connettivo vanno incontro a estravasazione(fuoriuscita dal vaso) o processo denominato diapedesi:alcune cellule si trovano più vicine alle pareti dei vasi sanguigni, pronte ad

173 intervenire; nel momento in cui arriva il richiamo, cioè la chemiotassi le cellule che ne risentono prima sono quelle più vicine alle pareti dei vasi e cominciano ad aderire debolmente alle cellule endoteliali e questo inizia determinare un rallentamento del flusso dei leucociti; nel momento in cui è già avvenuta questa prima tappa di adesione il legame si rafforza anche perché i leucociti presentano sulla loro superficie delle integrine che aderiscono con le cell endoteliali e ne determinano una forte adesione. Le cellule di leucociti adese all endotelio cominciano ad emettere degli pseudopodi che riescono ad attraversare le cell endoteliali perché questo processo si verifica nelle venule post capillari caratterizzate da giunzioni blande tra le cell endoteliali che le costituiscono e gli pseudopodi, attraverso movimenti ameboidi trascinano tutto il resto della cellula nel tessuto connettivo. Tutti i granulociti sono formati da un nucleo lobato e dalle granulazioni citoplasmatiche, possono avere 3 localizzazioni, la prima è nel compartimento di origine in cui vengono prodotti,cioè nel midollo osseo e lo chiameremo compartimento midollare; la seconda è il compartimento ematico dove si possono riconoscere 2 componenti: quelli che sono disponibili per essere richiamati dalle infezioni e costituiscono il pool marginato e quelli che circolano normalmente costituiscono il pool circolatorio; terzo componente è il compartimento tissutale quando abbandonano il torrente circolatorio e vanno nei tessuti connettivi. I granulociti neutrofili rappresentano la componente più numerosa tra le cellule della serie bianca,costituiscono il 50-70%,sono il primo punto della difesa immunitaria,sono i primi agenti ad intervenire quando c è un qualsiasi elemento nocivo o estraneo,sono dotati di attività fagocitaria;osservando un granulocito neutrofilo lo riconosciamo perché presenta una forma globosa,ma soprattutto il suo nucleo è plurilobato e in questo caso il numero dei lobi cresce con l invecchiare della cellula,significa che un neutrofilo nuovo,appena immesso in circolo presenta un nucleo reniforme con 2 lobi,poi si formano 3,4,5 lobi,quindi osservando il numero dei lobi possiamo capire se sono appena stati immessi in circolo e quindi l organismo sta reagendo ad una infiammazione,oppure se erano già circolanti. La durata media è di 3-4 giorni,i lobi sono connessi per mezzo di ponti di cromatina,inoltre i neutrofili di individui di sesso femminile contengono una sorta di protuberanza di cromatina che si diparte dal nucleo denominata DRUMSTICK o bacchetta di tamburo che è l equivalente della cromatina sessuale di Barr che non è altro che il cromosoma X quiescente e può servire ad identificare con certezza il sesso femminile di un individuo.le granulazioni appartengono a 3 categorie:granuli PRIMARI che sono dei granuli grandi, sferoidali ed elettrondensi, sono anche chiamati granuli azzurrofili simili ai lisosomi, ma in realtà si tratta di granuli di secrezione che contengono, oltre a idrolasi acide tipiche dei lisosomi, anche delle sostanze battericide; questi granuli vengono rilasciati dai neutrofili solo all interno del fagosoma che si viene a creare quando viene internalizzata la sostanza o il microrganismo che deve essere distrutto; GRANULI SECONDARI che sono i granuli specifici che consentono di identificare i neutrofili e hanno affinità per i coloranti ma in questo caso non si colorano con i coloranti; i granuli secondari sono più numerosi, sono piccoli, hanno la forma di un bastoncello e contengono sostanze antimicrobiche(operando al interno del fagosoma) e enzimi quali collagenasi, gelatinasi, leucolisina in grado di degradare la matrice extracellulare; GRANULI TERZIARI sono i più piccoli e difficili da distinguere; contengono enzimi capaci di degradare la matrice extracellulare, molecole di adesione che si inseriscono nella membrana plasmatica del neutrofilo affinchè esso possa ancorarsi ad altre cellule o alla matrice extracellulare e quindi funzionano soltanto all esterno della cellula, agendo soltanto nei confronti della matrice extracellulare.

174 I neutrofili hanno vita breve,circolano nel sangue e poi vanno a svolgere la loro funzione nel connettivo,sono i primi agenti ad intervenire nella difesa tramite fagocitosi; vengono richiamati da fattori chemio tattici e raggiungono la sede dove si trovano i microrganismi. Normalmente il microrganismo è rivestito da anticorpi, chiamati opsonine; sulla superficie del neutrofilo sono presenti dei recettori che riconoscono le opsonine e affinchè possa iniziare la sua funzione, il neutrofilo si deve legare, tramite i recettori presenti sulla sua superficie alle opsonine che rivestono il microrganismo. Nel momento in cui avviene il legame il neutrofilo, dotato al di sotto della membrana plasmatica di un reticolato di filamenti costituito da actina, è in grado di emettere degli pseudopodi che circondano completamenti il microrganismo e lo internalizzano, dando origine al fagosoma che entra in contatto con i granuli: i granuli primari contenenti sost. Battericide iniziano la distruzione del microrganismo aiutati dai granuli secondari;i granuli terziari e secondari possono essere esocitati per degradare la matrice extracellulare del tessuto danneggiato e ulteriormente uccide i microrganismi e la regione in cui aveva agito. I neutrofili hanno limitate capacità di risintetizzare le sostanze battericide e gli enzimi consumati nella loro attività svolta la loro funzione, quindi vanno in apoptosi formando, assieme ai microrganismi degradati, il pus. Nel caso in cui si abbia un incremento numerico solo dei neutrofili, questo viene definito neutrofilia che è generalmente sinonimo di infezione batterica I granulociti eosinofili sono collegati sempre alle reazioni allergiche;presentano ha forma tondeggiante,nucleo plurilobato con lobi in numero massimo di 2-3 che nascono e rimangono sempre tali; il loro numero è molto più basso rispetto a quello dei neutrofili 2-4%, un maggior numero di granulazioni che vanno ad oscurare completamente il citoplasma tanto che sono visibili anche al MO,la caratteristica dei loro granuli è che al centro presentano una struttura PARACRISTALLINA osservati al ME,essa è costituita dalla proteina basica maggiore e dalla proteina cationica eosinofila,che sono estremamente nocive nei confronti dei batteri; infatti l azione degli eosinofili è innescata nel caso di reazioni allergiche e in caso di infezioni innescate dai parassiti; sono dotati di spiccati movimenti ameboidi,intervengono nei processi di difesa contro i parassiti e modulano le reazioni allergiche innescate dai basofili e dai mastociti. Permangono in circolo circa 3-8 ore,dopodiché passano nel tessuto connettivo dove possono rimanere come sorveglianza in circolo per circa 8-12 giorni e dopo questo tempo muoiono per apoptosi oppure vengono fagocitati dai macrofagi locali; per poter svolgere le loro funzioni essi presentano sulla loro superficie recettori per IgM, IgG, IgE, recettori per il complemento, recettori per l istamina: il legame di questa molecole con i recettori favorisce la migrazione degli eosinofili nei siti dove si verificano reazioni allergiche, infiammatorie e presenza di parassiti, dove attuano: fagocitosi e degradazione l antigene, che è la sostanza estranea, e l anticorpo che lo riveste; attività antiparassitaria rilasciando il contenuto dei loro granuli(proteina basica maggiore e proteina cationica) che vengono a creare dei fori sulla membrana esterna del parassita e da queste aperture penetrano ioni superossido e perossido di idrogeno che inducono il parassita alla morte; il rilascio di alcune sostanze che agiscono contro gli iniziatori dell infiammazione, come ad esempio il rilascio di istaminasi che agisce nei confronti dell istamina prodotta dai mastociti bloccandola quindi modulando la reazione al processo infiammatorio innescato da mastociti e basofili. L aumento del numero di eosinofili, eosinofilia, si ha in caso di risposte allergiche ed infezioni da parte di parassiti. I granulocito basofili sono molto difficili da identificare perché il loro numero è ridotto,0,5-1%; presentano nucleo bilobato; hanno citoplasma pieno di granulazioni e la caratteristica dei granuli è che contengono eparina,istamina, leucotriene c e vari fattori chemio tattici che richiamano gli eosinofili e i neutrofili; queste

175 stesse sostanze sono nei mastociti (mediatori primari); fino a qualche tempo fa si pensava che i basofili fossero lo stesso tipo di cellula dei mastociti, e cioè una volta giunti nel connettivo i basofili si trasformasseo nei mastociti, ma in realtà sono linee diverse perché i mastociti sono cellule residenti nel connettivo,mentre i basofili circolano normalmente nel torrente circolatorio e quando richiesto migrano nel connettivo per svolgere la loro funzione di supporto a quella dei mastociti, svolgendo qualche analoga funzione:infatti come i mastociti,anche i basofili intervengono nelle reazioni allergiche di ipersensibilità immediata scatenate ad esempio da polline o dai farmaci mediata da IgE ma anche in quella ritardata(per esempio reazioni cutanee a contatto con sostanze chimiche) mediata da IgG. I mastociti presentano sulla loro superficie i recettori per le IgE,quando si innesca una reazione di tipo allergico, vengono prodotte le IgE, si vanno a legare sui recettori presenti sui mastociti e il legame determina l attivazione delle IgE e un rialzo del calcio e i granuli contenuti in esso si fondono tra di loro e con la membrana plasmatica e riversano il loro contenuto all esterno,senza l intervento dei mediatori secondari; nel momento in cui vengono rilasciati i contenuti dei granuli abbiamo la reazione di ipersensibilità immediata, reazione di tipo anafilattico, tipica di tutte le reazioni allergiche legate a polline, farmaci, acari, ecc; quando la reazione allergica non è localizzata ma è generalizzata parliamo di shock anafilattico e se non si interviene c è la morte dell individuo. I basofili li possiamo anche trovare all interno di infiltrati delle dermatiti allergiche e nelle reazioni di rigetto di trapianti e si parla, in questo caso di ipersensibilità cutanea basofila e la reazione è molto più lenta rispetto a quella che viene innescata con il contatto con le IgE, questa è mediata dalle IgG. Degli agranulociti fanno parte monociti e linfociti. I monociti sono le cellule più voluminose tra quelle del sangue,caratterizzate da nucleo reniforme voluminoso,contengono piccoli granuli rosso-porpora di natura lisosomiale (rientrano tra gli agranulociti perché questi granuli non hanno affinità per i coloranti), hanno granuli secretori che gli permettono di aderire alla superficie, sono cellule che hanno superficie esterna molto irregolare per i numerosi piccoli pseudopodi presenti, testimoni di attività ameboide e fagocitaria,ciò significa che sono cellule mobili; rimangono in circolo circa 3-4 giorni e il processo di chemiotassi li richiama all interno dei tessuti, dove si differenziano in macrofagi; quando i monociti passano nei tessuti, per indicare tutti i diversi tipi di differenziamento (cellule di Kupffer del fegato, microglia del sistema nervoso, cellule di Langherans della cute, osteoclasti, macrofagi alveolari del polmone, ecc.) li possiamo indicare con il termine generico di istiociti, cellule del sistema dei monociti macrofagi. I linfociti rappresentano il 20-30% del leucociti, sono più piccoli rispetto alle altre cellule della serie bianca, hanno un nucleo che ricopre quasi tutto il citoplasma che non contiene granuli, sono cellule non dotate di attività fagocitaria. Secondo l istologia classica,venivano divisi in 2 grandi categorie,che derivava dalle loro dimensioni: piccoli e grandi linfociti; oggi si è visto che i piccoli sono linfociti quiescenti che si trovano nella fase G0 del ciclo cellulare: circolano e sorvegliano per essere pronti ad agire; i grandi linfociti rappresentano invece la quantità minore tra i linfociti circolanti,hanno dimensioni maggiori perché hanno già interagito con l antigene e quindi sono stati attivati. Sono dotati della capacità di ricircolo, cioè abbandonano il circolo sanguigno passando nel connettivo,ma hanno la possibilità di ritornare nuovamente al sangue circolante, al contrario degli altri globuli bianchi; oltre che circolare nel torrente circolatorio, circolano pure all interno dei tessuti linfoidi, dove è presente la linfa, che è un liquido circolante costituito esclusivamente, come

176 componente corpuscolata, da linfociti. La linfa si forma per drenaggio del liquido intercellulare e si trova in tutti gli interstizi tra le cellule; anche il sistema linfatico ha un vero e proprio sistema circolatorio: ci sono dei capillari linfatici e dei vasi di calibro maggiore detti collettori linfatici che si formano dall anastomosi che si crea tra i capillari linfatici. Mentre circola, la linfa incontra nel suo cammino delle aree in cui viene purificata e viene incrementato il numero di linfociti: queste aree sono i linfonodi; quando ha cessato di circolare per tutto l organismo, la linfa viene convogliata nel dotto toracico che permette ai linfociti di rientrare nel torrente circolatorio dalla parte venosa. I linfociti vengono studiati nel sangue,dove arrivano dopo che sono maturati all interno di organi linfoidi centrali o primari(midollo osseo e timo); dal sangue passano agli organi linfoidi periferici e se qui avviene il contatto con l antigene si trasformano in organi effettori delle risposte immunitarie: queste sono le uniche cellule dell organismo in grado di distinguere tra antigeni diversi: soltanto sui linfociti si trovano recettori specifici per ogni tipo di antigene con cui hanno preso contatto. Esistono 3 grandi popolazioni: B, T, NK o Natural Killer. I linfociti T originano nel midollo osseo e maturano nel timo,sono in grado di riconoscere antigeni presenti su una cellula e di distruggerla,sono stati suddivisi in 3 sottoclassi funzionali: T citotossici sono le cellule effettrici, uccidono direttamente le cellule maligne o infettate da virus che hanno innescato un infezione, sono coadiuvati dai T- helper e dai T suppressor; i T helper collaborano con i linfociti T citotossici ma anche con i linfociti B e con i macrofagi aiutandoli a svolgere la loro funzione, mentre i suppressor sono responsabili sia della fine della risposta immunitaria quando viene rimosso l Ag che della inibizione della risposta immunitaria contro auto antigeni. I linfociti T sono responsabili della risposta immunitaria cellulare, perché per riconoscere l antigene lo devono toccare direttamente. I linfociti B derivano e maturano nel midollo osseo,sono chiamati così perché per la prima volta furono isolati negli uccelli,nella borsa del Fabrizio; quando sono stimolati si trasformano in plasmacellule, che sono in grado di produrre gli anticorpi cioè le immunoglobuline. Linfociti B, plasmacellule ed anticorpi costituiscono un tipo di immunità detta umorale che non necessita di contatto cellulare. I linfociti NK, contengono enzimi litici per la degradazione di cellule modificate per trasformazione neoplastica o infezione virale. Linfocitosi vuol dire incremento di linfociti ed è generalmente sinonimo di infezione virale; leucemie sono le forme tumorali che riguardano nelle linee generali tutti i tipi di globuli bianchi o i loro precursori; una diminuzione del numero di ogni singola categoria indica un alterato funzionamento del midollo osseo. Abbiamo 2 tipi di difesa. La difesa aspecifica (o innata, naturale) è la forma meno evoluta e in essa possiamo riconoscerne 3 tipi: barriere fisico-chimiche dell organismo(pelle,mucose di rivestimento degli organi cavi); mediatori dell infiammazione,sostanze che vengono prodotte quando si innesca l infiammazione; cellule fagocitarie professionali. Le caratteristichedi questa difesa sono: dà risposte immediate ma non ha memoria immunitaria. Il secondo tipo di difesa è l immunità specifica o acquisita, che è molto più evoluta e sensibile rispetto a quella innata, è specifica verso agenti infettivi diversi, gli antigeni sono riconosciuti da linfociti in organi linfoidi periferici. Le caratteristiche sono: dà risposte non immediate; è antigene-specifica; ha memoria immunitaria. L immunità innata da una risposta rapida ed efficace ma sempre della stessa entità e natura anche se l infezione è molto forte; non è specifica nei confronti del patogeno, non ha memoria, sono coinvolte sia cellule che molecole che circolano in quantità sufficienti per combattere infezioni banali e controllare quelle più gravi fino allo svilupparsi di una risposta immunitaria specifica (immunità acquisita). Le cellule coinvolte sono: Granulociti, linfociti natural killer, macrofagi, mastociti; le molecole coinvolte sono: proteine del complemento, proteine della fase acuta dell infiammazione,citochine, ecc. Agisce mediante rilascio di molecole tossiche per i microrganismi; mediante fagocitosi e morte intracellulare dei

177 patogeni; mediante l attivazione delle cell. natural killer per eliminare le cellule infettate da virus o cellule maligne. La risposta immunitaria aspecifica, dunque, causa infiammazione acuta che determina: dilatazione vascolare e aumento della permeabilità capillare, quindi iperemia e edema; crea le condizioni affinchè possa iniziare la risposta specifica; inoltre determina anche il rilascio di varie citochine che funzionano da stimolo chemiotattico per altre cellule della difesa aspecifica. La risposta immunitaria specifica(acquisita, modulabile)si instaura in seguito ad un contatto con Ag estranei; è specifica per ciascun Ag; migliora la sua efficienza in successivi incontri con lo stesso patogeno (ha memoria); due tipi di immunità acquisita: immunità umorale (mediata da Ac prodotti dai linfociti B) e immunità cellulare (citotossica) (mediata dai linfociti T). I due tipi di immunità collaborano l una con l altra; da un lato l immunità acquisita ha il compito di potenziare e amplificare l immunità innata; dall altro lato viene attivata dall attività innata. Le tappe della risposta immunitaria specifica sono: riconoscimento dell antigene; attivazione della risposta immunitaria; meccanismo effettore; meccanismo di arresto; memoria immunologica. I linfociti B sono effettori dell immunità umorale; in presenza di antigeni si trasformano in plasmacellule che producono anticorpi; questi si legano agli antigeni creando una sorta di opsonine che vengono riconosciute dalle cellule e vengono fagocitate dai neutrofili ed dai macrofagi. Ogni anticorpo è specifico per ogni antigene. Le risposte umorali partecipano prevalentemente alla difesa contro le infezioni batteriche. Venuta a cessare l infezione si ha la rimozione del legane Ag-Ac ad opera degli eosinofili, le plasmacellule degenerano e si ha una riduzione dell attività delle cellule B; un altra caratteristica è la memoria immunologica: l attivazione del linfociti B comporta anche un espansione clonale e danno origine a 2 tipi di cloni: le cellule effettrici diventano plasmacellule e le cellule della memoria che danno una risposta più efficace e rapida quando riesposti allo stesso Ag -> risposta immunitaria secondaria. I linfociti T sono effettori della immunità cellulare. I linfociti T hanno bisogno del contatto con l antigene,originano i linfociti T citotossici o citolitici e la loro azione di distruzione viene esercitata mediante la produzione di una sostanza denominata perforina, la quale perfora,buca, la superficie della cellula infettata determinando l entrata di acqua, ioni e quindi la morte dell agendo infettivo per apoptosi; quest attività viene esercitata nei confronti di cellule infettate da virus,cellule neoplastiche e cellule eterologhe acquisite con trapianti. Morta la cellula, intervengono i linfociti T suppressor che riducono la presenza dei T citotossici, riducendo il numero di linfociti T. Quando il linfocita T viene attivato si ha un espansione clonale e danno origine a 2 tipi di cloni: le cellule effettrici diventano linfociti T citotossici e le cellule della memoria che ricordano l incontro con l Ag -> risposta immunitaria secondaria. I linfociti nel complesso costituiscono un sistema denominato SISTEMA IMMUNITARIO.Il sistema immunitario è in grado di rispondere alle sostanze estranee (antigeni),riesce a ricordare gli antigeni incontrati,partecipa alla regolazione ed alla crescita di alcuni tipi cellulari,funzione emopoietica,fornisce sorveglianza contro i tumori ma purtroppo scatena reazioni anche contro gli eventuali trapianti(rigetto),per cui deve esserci alta compatibilità nel caso di trapianto,è infine costantemente in grado di riconoscere ciò che è proprio da ciò che è estraneo all organismo e cioè il self dal non self. Le piastrine o trombociti sono in numero di mila per ml. Non sono vere e proprie cellule ma frammenti di cellule giganti, chiamati megacariociti.sono cellule anucleate ma dotate degli altri organuli citoplasmatici. Hanno forma discoidale, Negli strisci di sangue si possono osservare aggregati tra di loro.contengono al loro interno granuli di varia natura (che occupano

178 circa il 20% del volume)presentano all esterno un glicocalice ben sviluppato, formato oltre che da proteoglicani, da lipoproteine costituenti i fattori piastrinici e plasmatici della coagulazione. Posseggono una elevata attività metabolica, alcune attività sintetiche, ma soprattutto capacità di sviluppare una notevole energia. Una volta che le piastrine vengono attivate liberano totalmente tutta la loro energia, motivo per cui possono funzionare una sola volta nella vita. La membrana plasmatica delle piastrine presenta numerosi micropori sulla superficie;al di sotto della membrana plasmatica è presente un anello di microtubuli chiamato ialomero( visibile come regione citoplasmatica periferica chiara) e una corteccia di actina, entrambi responsabili del mantenimento della forma discoidale, della possibilità di deformarsi e della formazione di pseudopodi. Nelle piastrine è presente un particolare sistema detto Sistema canalicolare aperto, costituito da una serie di canalicoli che si anastomizzano all interno della cellula ma si aprono sulla superficie della membrana plasmatica in corrispondenza dei micropori.il sistema canalicolare aperto ha il compito di aumentare la superficie esterna e soprattutto permette l esocitosi del contenuto dei granuli alfa piastrinici. Un altra struttura tipica delle piastrine è il Sistema tubulare denso, costituiti da tubuli che al ME appaiono molto densi; sembra possano essere dei depositi di calcio indispensabile affinchè avvenga l esocitosi dei granuli; il calcio è anche coinvolto nella formazione dell acido arachidonico importante durante l aggregazione delle piastrine. I Granuli piastrinici sono di tre tipi: Granuli alfa: sono i più grandi e numerosi, contengono: Proteine piastriniche specifiche, fattori della coagulazione e della fibrinoformazione, proteine adesive e fattori di crescita cellulari. Granuli delta: sono pochi e piccoli, contengono sostanze che forniscono energia: serotonina, Ca 2+, PO 4 3-, ADP e ATP Granuli lambda : la lettera lambda sta a indicare i lisosomi in quanto questi organuli contengono Idrolasi lisosomiali. Le piastrine circolano nel torrente circolatorio e vengono attivati nel momento in cui si ha un interruzione del rivestimento endoteliale, quindi impediscono l emorragia in caso di rottura dei vasi, processo che viene denominato emostasi. L attivazione avviene nel momento in cui le piastrine circolando tra le lisce pareti endometriali, a causa dell interruzione dell endotelio, entrano in contatto con il connettivo sottostante l endotelio e vengono attivate dal fatto che le piastrine riconoscono delle pareti meno lisce a causa della presenza di fibre nel connettivo. Le piastrine, attivate da questo contatto, rilasciano i granuli piastrinici e aderiscono grazie alle integrine di membrana, presenti sulla superficie delle piastrine, alle proteine adesive, presenti sulle cellule endoteliali.l adesione piastrinica fa si che le piastrine aderiscano a tutte le componenti del connettivo. Le piastrine si legano tra loro e danno origine a un trombo detto bianco perché costituito solo da piastrine.

179 Successivamente si innesca il processo della coagulazione: caratterizzato da una cascata di fattori, in particolare il fattore X agisce sulla protrombina e la trasforma in trombina; la trombina agisce sul fibrinogeno e lo trasforma in fibrina; la fibrina ha il compito di legare non solo le piastrine ma anche i globuli rossi portando alla formazione del coagulo rosso che potrebbe essere molto voluminoso e ostacolare la circolazione sanguigna, motivo per cui il citoscheletro delle piastrine fa retrarre il coagulo in maniera tale da avere le dimensioni idonee a tamponare solo la fuoriuscita di sangue.a questo punto grazie anche a fattori di crescita contenuti nei granuli piastrinici, si ha la rigenerazione del tessuto distrutto( endotelio e connettivo). Una volta ricostituita l integrità endoteliale il coagulo viene lisato a d opera della plasmina. Trombocitopenia: è una carenza di piastrine, sinonimo di malattia emorragica. Trombocitosi: è un incremento del numero di piastrine che possono creare un ostacolo alla circolazione, con rischio di trombosi. EMOPOIESI: Sta a indicare la formazione di elementi giovani che si differenziano a partire da cellule staminali TOTIPOTENTI Il differenziamento delle cellule staminali ha luogo negli ORGANI EMOPOIETICI che sono diversi nel corso della nostra vita, motivo per cui distinguiamo: Emopoiesi prenatale:suddivisa in: La parte che riguarda la prima metà della gravidanza che vede come organo emopoietico il sacco vitellino o ancora più precisamente il mesoderma exraembrionale che riveste il sacco vitellino; successivamente l organo emopoietico diventa il fegato; contemporaneamente in questo periodo inizia la linfopoiesi nel timo. La parte che riguarda la seconda metà della gravidanza che vede come organo emopoietico prima la milza e successivamente il midollo osseo; contemporaneamente si ha lo sviluppo del tessuto linfoide periferico. Emopoiesi postnatale: l unico organo emopoietico è il midollo osseo Il mesoderma extraembrionale che avvolge il sacco vitellino caratterizza il periodo che va dalla 2 settimana alla 5 settimana di vita embrionale, in questo periodo le uniche cellule che vengono prodotti sono gli eritrociti primitivi; le cellule staminali presenti in quest aria hanno una capacità di auto rinnovamento limitata, non sono in grado di garantire l emopoiesi passando nelle altre tappe. Infatti è stato osservato che le cellule staminali per l emopoiesi che colonalizzano successivamente il fegato e le altre parti del corpo derivano da un area, chiamata area AGM (Aorta-Gonade-Mesonefro); attraverso la circolazione sanguigna le cellule dell AGM vanno a colonizzare il fegato che nel momento in cui diventa organo emopoietico fa cessare la produzione di cellule AGM. La fase epatica caratterizza il periodo dalla 6 alla 8 settimana, in questo periodo si formano eritrociti definitivi, megacariociti da cui si formano le piastrine, granulociti, monociti e linfociti B; verso l 8 settimana alcuni linfociti immaturi riesco a entrare all interno del timo dando origine alla formazione dei primi linfociti T,per cui il periodo viene denominato fase timica.

180 Quando il fegato cessa di svolgere la funzione emopoietica, le cellule AGM migrano dal fegato alla milza, siamo intorno al 2 trimestre: inizia a essere organo emopoietico la milza, successivamente midollo osseo. Nell adulto gli organi emopoietici sono:mieloidi e linfoidi Mieloidi, midollo osseo, formano eritrociti, granulociti, monociti e piastrine. Linfoidi si dividono in primari e secondari: i primari sono gli organi in cui i linfociti prodotti dal midollo osseo vanno a maturazione: timo per i linfociti T e midollo osseo per i linfociti B; I secondari sono gli organi in cui avviene l attivazione dei linfociti :linfonodi, milza e MALT, la cui sigla indica degli infiltrati linfoidi non capsulati presenti all interno dell apparato digerente e dell apparato respiratorio; nell apparato digerente sono per esempio le piastre di Pejè? o l appendice; nell apparato respiratorie per esempio sono tutte le tonsille che nell insieme costituiscono l anello di Waldeyer. Funzione linfopoietica: nella polpa bianca consiste nella espansione di cloni di linfociti T e B in seguito a stimolazione antigenica Funzione emocateretica: nella polpa rossa 5 giugno Emopoiesi Questo processo e un processo che porta alla produzione di elementi maturi nel sangue a partire da una singola cellula totipotente, cioè dalla cellula staminale. Questo processo consiste in una serie di tappe che riduce progressivamente la capacità differenzitiva delle cellula staminale. Finché arriveremo ad avere le cellule mature. La cellula staminale è una cellula pluripotente in grado di dare origine a diversi tipi cellulari, quindi di differenziarsi seguendo diverse linee cellulari, è dotata di auto rinnovamento, cioè della capacità di dividersi per mantenere costante il suo numero. Le cellule staminali interagendo con fattori di crescita presenti nell'ambiente circostante, vengono in una certo qual modo commissionati per andare a dare origine a cellule definitive, ho usato questo termine perché in inglese le cellule staminali vengono committed,quindi da cellule staminali diventano cellule progenitori. Le cellule staminali che diventano progenitori sono caratterizzate dal fatto che hanno ridotto la loro capacità differenziativa. Generalmente possono differenziarsi in una o due linee cellulari. Queste cellule hanno già una capacità di rinnovamento, più ridotto rispetto alle cellule staminali. Fase successiva i progenitori diventano precursori, essi sono rappresentati da cellule che sono già specifiche per una sola linea cellulare. Hanno un attività mitotica ancora intensa, ed è riconoscibile, al termine della loro differenziazione, una sola linea cellulare che darà origine alla cellule matura. Quindi tutti questi passaggi, cellule staminale, progenitore, e precursore avvengono tutti nel midollo osseo. Quindi cellule staminali, progenitori e precursori, fino alla linea cellulare da cui si formano le

181 cellule mature si verificano nel midollo osseo. Questi passaggi sono gestiti da fattori locali che interagiscono con le cellule nei vari stadi di maturazione. Questi fattori locali vengono definiti genericamente come micro ambiente induttivo dell'emopoiesi: sono i segnali che fanno avanzare le varie tappe dell'emopoiesi. L'eritropoesi, è caratterizzata inizialmente da un aumento dei ribosomi i quali porteranno alla sintesi e all'accumulo dell'emoglobina, espulsione del nucleo e poi di tutti gli organuli. Al solito cellule capostipite è la cellula staminale, inizia il percorso differenziativo che la porterà ad eritrocito maturo. Questo percorso differenziativo inizia con il pro eritroblasto, che è una cellula molto voluminosa e dotata di attività mitotica, la fase successiva è l'eritroblasto basofilo. Perché lo chiamiamo basofilo? Perché ancora in questa cellula sono molto abbondanti i ribosomi la cui presenza conferisce un aspetto tipicamente basofilo alla cellula, cellula ancora in grado di dividersi. La fase successiva e che questi ribosomi cominciano ad elaborare l'emoglobina, che è acida. Quindi passeremo ad una cellule in cui acidofilia dovuta all'emoglobina e basofilia dovuta ai ribosomi coesistono, questa cellula è l'eritroblasto policromatofilo, ed è ancora una cellula in grado di dividersi. L'emoglobina continua ad aumentare quindi l'acidofilia prende il sopravvento sulla basofilia. La fase successiva ovviamente è l'eritroblasto ortocromatico o acidofilo. In questa fase inizia l'altro differenziamento, cioè praticamente in questa fase viene espulso il nucleo, è una cellula che ha già perso la capacita di dividersi. A questo punto, il nostro eritroblasto orotocromatico che ha raggiunto questo stadio è già pronto per essere messo in circolo. Ieri abbiamo detto che viene immesso allo stadio di reticolocito, cioè è una cellula che contiene al suo interno dei residui di ribosomi e di altri organuli citplasmatici. In circolo il reticolocito rimane circa ore, dopodiché perde questi residui e diventa eritrocito maturo che ha un periodo di vita di circa 120 giorni. Durata dell'eritropoiesi: circa una settima; fattori che controllano l'emopoiesi sono: eritropoietina, che è prodotta dal rene e la sua produzione è legata alla tensione di ossigeno nel sangue, il ferro, l'acido folico e la vitamina B12. La formazione dei globuli rossi si verifica nel midollo osseo, in particolare in un'area definita isola eritroblastica. Essa è costituita da un macrofago caratterizzato da lunghi prolungamenti citoplasmatici. Tutti questi stadi si verificano all'interno di questo isolotto. Quindi nella porzione centrale, alla base dei prolungamenti abbiamo le cellule meno mature. Man mano queste cellule vanno incontro a quei processi di maturazione che abbiamo descritto, e vengono spinti verso l'alto. Questo perché importante? Perché man mano noi abbiamo detto che espelliamo il nucleo, espelliamo gli organuli citoplasmatici, e man mano che vengono espulsi vengono fagocitati dallo stesso macrofago che li sta sostenendo. Quando arriviamo allo stadio di reticolocito, chiaramente escono fuori da questo isolotto e vengono messi in circolo. Ma mentre queste cellule stanno risalendo lungo il prolungamento, cellule non ancora mature cominciano a rientrare nell'isolotto Questo isolotto rappresenta la sede in chi avvengono tutte le tappe di cui ho parlato poco fa., e progressivamente il macrofago digerisce tutto quello che viene espulso dall'eritrocito che si sta formando. Abbiamo detto ieri che i globuli rossi hanno un ciclo vitale di 120 giorni, dopodiché vengono distrutti dai tirosoidi della milza. Ieri vi ho detto che vengono intrappolati perché questi eritrociti hanno perso la capacita di flettersi, ma in realtà questi eritrociti vengono riconosciuti perché si verificano alcuni eventi. Innanzitutto l'eritrocito vecchio perde l'acido sialico che normalmente si trova sulla glicoforine. La perdita di questo acido sialico riduce le cariche negativa che ci sono tra i globuli rossi. Queste cariche negative erano quelle che permettevano ai globuli rossi di essere tutti individui singoli. Nel momento in cui queste cariche negative si riducono, i globuli rossi tendono a impilarsi, e impilandosi non sono più funzionali. Contemporaneamente la perdita dell'acido sialico espone il galattosio il quale viene riconosciuto dal sistema dei monociti macrofagi della milza. Ma aggiungiamo un'altra cosa, i globuli rossi sono cellule senza nucleo e senza organuli citoplasmatici, vi rendete conto di cosa significa questo? Anche il globulo rosso deve come tutte le cellule rinnovare le sue proteine e le sue scorte. Se gli mancano gli organuli non ha alcuna possibilità di rinnovarli quindi una volta che li esaurisce si determina un riequilibrio, all'interno del globulo rosso, del gradiente

182 elettrolitico, e quindi comincia ad accumulare acqua al suo interno, e cosi questa cellula comincia a rigonfiarsi e perde la classica forma a lente biconcava, diventa sferica, diventa un eritrocito non più funzionale. Il sistema dei monociti macrofagi riconosce tramite tutti questi eventi i globuli rossi che si sono differenziati, hanno subito questi mutamenti e li fagocita. Nell'organo emocateretico che cosa succede? Avviene la fagocitosi, però in realtà noi abbiamo la possibilità di riusare alcune sostanze. E allora, abbiamo l'emoglobina all'interno di questo globulo rosso, che è costituita da una componente proteica e da una prostetica. Componente proteica che viene degradata in amminoacidi che possono essere riutilizzati. L'eme sotto forma di bilirubina viene eliminato e secreto con la bile nel duodeno. Il ferro viene riutilizzato e viene immagazzinato inizialmente all'interno degli stessi macrofagi legato a una proteina che è la ferritina. Dopodiché viene mobilizzato: si stacca dalla ferritina e si attacca a una molecola di trasporto che è la trasferina, viene immesso in circolo e viene riutilizzato per la nuova emoglobina. Granulocitopoiesi, i granulociti abbiamo detto che dovranno avere un nucleo di forma plurilobata, dovranno accumulare all'interno delle granulazioni specifiche che ci permetteranno di differenziarli in basofili, neutrofili ed eosinofili. Inizialmente abbiamo una cellula comune sia per i granulociti che per i monociti. Successivamente si differenzia la cellule capostipite dei granulocito. Da questa cellule inizialmente si hanno due tappe che sono comuni per tutti i granulociti. Mieloblasto e promielocita, il promielocita e caratterizzato dal fatto che in questa cellula cominciano a comparire i granuli primari. La tappa successiva è data dal mielocita che è caratterizzato dal fatto che oltre ai granuli primari cominciano a comparire i granuli secondari quelli che ci permetteranno di distinguere neutrofili, eosinofili e basofili. Quindi avremo un mielocita che accumula granuli eosinofili, uno basofilo e uno neutrofilo. il nucleo comincia a segmentarsi, fase successiva il metamielocita, in cui i granuli secondari prevalgono nettamente suo granuli primari. Poi abbiamo le cosiddette cellule della banda o a banda che rappresentano i precursori immediati delle cellule mature, caratterizzate da un nucleo a ferro di cavallo oppure ad anello. Da queste cellule a banda passiamo finalmente alle cellule mature (queste cellule a banda hanno accumulato al loro interno i granuli, ma soprattutto cominciano a modificare il nucleo, poi le ulteriori lobature verranno ottenute nelle cellule mature). La granulocitopoiesi e un processo più lungo e dura circa 12 giorni, inizia nel midollo osseo e tutte queste tappe che abbiamo visto si verificano nel midollo osseo. Dopodiché passa nel sangue periferico dove permane 6-10 ore, ricordiamoci che nell'ambito dei granulociti, abbiamo sempre nel sangue il compartimento dei neutrofili dei granulociti in genere marginati, quelli che stanno vicino alla parete dei vasi sanguigni e quelli circolanti. Dopo queste 6-10 ore passa nel tessuto connettivo, qui permane a sorvegliare l'ambiente per circa 24-48, dopodiché vanno incontro a morte per apoptosi ad opera dei macrofagi. Monocitopoiesi: abbiamo detto cellule capostipite iniziale e la CFU-GM (si forma direttamente dalla cellula staminale), cioè quella cellula comune per i granulociti e i monociti. Da questa cellula si viene poi ad ottenere la cellula specifica per i monociti. Da questa si forma il precursore indifferenziato dei soli monociti perdiamo la G e diventa CFU-M. Dal CFU-M si formano le prime due tappe immature dei monociti: monoblasto e promonocito. Monoblasto e promonocito rappresentano due stadi immaturi, cioè possono essere caratterizzati da riduzione del volume cellulare, da una riduzione della comparsa dei lobi nel nucleo, da un aumento del numero dei lisosomi, e da un'acquisizione della motilità, quando hanno acquisito queste caratteristiche passiamo ai monociti maturi, che passano nel sangue da circa 8 ore fino a 3-4 giorni, poi passano nel tessuto connettivo e diventano macrofagi. A differenza dei precedenti ricordiamoci che i macrofagi possono permanere per mesi interi, addirittura dividersi nell'ambito del connettivo, e dare origine a macrofagi permanenti del tessuto connettivo. Linfocitopoiesi. La produzione dei linfociti B e T ha inizio da una cellula staminale linfoide pluripotente. Questa cellula vai poi incontro a maturazione antigene-indipendente. Questa maturazione si verifica negli organi linfoidi primari. Linfociti B nel midollo osseo, linfociti T nel timo. Queste cellule appena formate

183 vengono immesse nel sangue. Dal sangue passano agli organi linfoidi periferici (tutto il sistema linfatico, la milza ecc.) Qui può avvenire il contatto con l'antigene. Quando avviene il contatto con l'antigene avviene la risposta effettrice, che è diversa dal linfocita B (di tipo UMORALE) e dal linfocita T ( di tipo CELLULOMEDIATA). Cellulamediata dava origine ai linfociti T citotossici; ricordiamoci che queste cellule sono dotate del ricircolo, non muoiono dopo aver avuto il contatto con l'antigene, ritornano e continuano a sorvegliare il nostro organismo. Ricordiamo che i linfociti non attivati sono quelli piccoli mentre quelli attivati che sono andati incontro a queste trasformazioni sono quelli di dimensioni maggiori. Infine le piastrine: trombocitopoiesi, in genere ha la durata di 10 giorni. Cellula capostipite CFU-Meg Questo precursore da origine al promegacarioblasto, al megacarioblasto, al promegacariocito Sono tre tappe in cui il progenitore va incontro a maturazione. Durante questo processo di maturazione si ha endomitosi (divisione nucleare non accompagnata da divisione cellulare). Quindi avremo una cellula poliploide. Contemporaneamente in queste tre fasi si ha la formazione dei granuli tipici delle piastrine, e la formazione degli pseudopodi. La fase terminale sarà data dalla suddivisione del citoplasma in tante piccole unità che sono delimitate ciascuno da membrana, questi rappresentano le prepiastrine, cioè i precursori delle piastrine. La tappa successiva è il megacariocito maturo, che è una cellula gigante, con un nucleo con molti lobi e un corredo circa 64 M, cioè polipoloide, presenta numerosi granuli, numerose piccole frazioni del citoplasma che sono rivestite da membrana, presenta degli pseudopi lungo i quali si sposteranno questi frammenti del citoplasma. Questi megacariociti si vanno a localizzare in un area del midollo osseo che è vicina ai sinusoidi, quindi vicina al sistema vascolare. I sinusoidi sono caratterizzati anche da "non strette giunzioni tra di loro di tipo endoteliale" (ha detto questo anche se non ha molto senso). Attraverso queste aperture tra le cellule endoteliali, le propriastrine passano nel corrente circolatorio. Le quali una volta penetrati nel circolo diventano piastrine. Che cosa sta rimanendo all'esterno? Il megacariocito che praticamente conteneva soltanto il nucleo, e quella parte di citoplasma ad esso annesso, quindi questo megacariocito viene fagocitato dei macrofagi della milza. Ecco perché ieri abbiamo detto che le piastrine sono prive di nucleo. La trombocitopoiesi può essere stimolata da alcuni fattori di crescita quali per esempio la trombopoietina. Apparato cardiovascolare. E' il primo apparato a formarsi ed è anche il primo ad iniziare a funzionare, e già funzionante a metà della terza settimana. Abbiamo anche detto che l'inizio cosi precoce dell'apparato cardiovascolare è legato al fatto che l'embrione cresce, crescendo ha bisogno di maggiori risorse, sia di ossigeno che di sostanze nutritive, fino a questo momento sta ricevendo queste sostanze nutritizie solo per diffusione! Quindi mette appunto il primo sistema cardiovascolare. Abbiamo detto che l'apparato cardiovascolare si forma dal mesoderma splancnico. Questo apparato cardiovascolare passa attraverso tre stadi: apparato primitivo, fetale e definitivo. L'apparato primitivo caratterizza la terza e la quarta settimana, è costituto da un cuore tubulare e da tre sistemi vascolari simmetriche: embrionale, vitellino e cordonale. Secondo sistema, apparato fetale che caratterizza il periodo che va dalla 4 alla 8 settimana. Il cuore non è più costituito da un sola cavità ma da quattro. Le reti diventano fortemente asimmetriche. E' questo il periodo più delicato, in cui si possono verificare delle malformazioni congenite. Apparato definitivo si innesta alla nascita con la circolazione polmonare. Il cuore comincia a battere intorno al giorno. Il sangue circola dalla 4 settimana. Iniziamo a vedere l'apparato primitivo. Abbiamo detto che questo apparato si forma dalle cellule mesenchimali del mesoderma splancnico le quali si organizzano a costituire lungo tutto il mesoderma splancnico degli isolotti, delle isole angioblastiche.

184 La regione di cellule epiblastiche che durante la terza settimana si è invaginato attraverso la linea primitiva e si è portato ai lati si andrà anche a distribuire al davanti della membrana buco-faringea e avrà costituito un'area che chiamiamo area cardiogena. In quest'area cardiogena si verranno a formare vasi sanguigni e due cordoni endocardici, uno su ciascun lato del disco embrionale, che rappresentano gli abbozzi del cuore. Siamo alla terza settimana, ricordiamoci che il nostro disco embrionale è una struttura piatta, e sotto l'ectoderma si è creato in tutto il disco embrionale il mesoderma, con l'eccezione della membrana bucofaringea e della membrana cloacale. Il mesoderma che si viene a localizzare al davanti di questa membrana bucofaringea è l'area cardiogena. In quest'area so differenziano angioblasti prima e angiociti dopo, sono le cellule da cui si formerà una piccola rete di vasi, da cui si formano i due cordoni cardiaci e le aorte dorsali, che rappresentano gli abbozzi iniziali dei vasi sanguigni. Le quali vanno a pigliare contatto con i due cordoni endocardici, la fase infatti successiva e la cavitazione di questi cordoni (cordoni significa che sono strutture ripiene). Siamo alla fine della terza settimana, nella quarta settimana si verifica la cilindrizzazione dell'embrione, a seguito della quale i due tubi endocardici si stanno avvicinando. Con la cilindrizzazione si verifica anche qualcos'altro a livello del mesoderma laterale, cioè la delaminazione che porta alla formazione del celoma embrionale. La porzione di celoma embrionale che si sta formando attorno ai tubi endocardici sarà l'area intorno a cui si accrescerà il cuore e sarà l'area pericardica. Quando si delamina il mesoderma, perché si forma una cavità tra il mesoderma laterale a contatto con l'ectoderma e il mesoderma laterale a contatto con l'endoderma. In questo momento però ancora all'esterno di questa struttura c'è il grande celoma extra-embrionale, quindi ancora in questa fase il celoma embrionale è comunicante con il celoma extra-embrionale. La parte di celoma embrionale che è nelle immediate vicinanze dei tubi cardiaci che si stanno avvicinando darà origine alla cavità pericardica. Con i ripiegamenti laterali che si verificano alla quarta settimana i due tubi endocardici finiscono per avvicinarsi. Avvicinandosi si accollano e danno origine a un solo tubo cardiaco. Tutto questo dove sta avvenendo? Al di sotto dell'intestino primitivo. In questo processo di ripiegamento sono anche coinvolte anche le lamine di splancnopleura. La splancnopleura di destra finisce con accollarsi con quella di sinistra sempre a seguito di questi processi di ripiegamento. Questo porta alla formazione di un mesentere che viene denominato mesocardio, e serve per tenere sostenuto il cuore all'interno di questa cavità pericardica che si sta formando. Quindi l'inseme dei processi che hanno caratterizzato la quarta settimana sono i ripiegamenti laterali e i ripiegamenti cefalici, questi processi hanno portato da un lato alla formazione delle membrane pleuropericardiche che sono in pratica le pareti del copro. Dall'altro lato queste pareti del corpo hanno determinato la chiusura della cavità pericardica nell'ambito del celoma embrionale. Questa cavità pericardica rappresenta la zona che sta immediatamente al di fuori dei tubi endocardici che si stanno formano. Mentre i due tubi endocardici si stanno fondendo dalla regione craniale alla regione caudale il mesenchima che c'è intorno si differenzia a costituire il tessuto miocardico. Quindi che cosa succede? Che inizialmente questa nostra struttura che noi stiamo avendo era costituito dal solo tubo cardiaco e quindi dal solo rivestimento interno del cuore. All'esterno dal mesenchima che c'è intorno si sta differenziando il miocardio. In questa fase endocardio e miocardio non sono accollati tra di loro ma c'è in mezzo un materiale gelatinoso che chiamiamo gelatina cardiaca. All'esterno di questo miocardio altre cellule mesenchimali si differenziano a formare l'ultimo rivestimento del cuore, cioè l'epicardio. Man mano mentre si sta formando il cuore cominciano a formarsi anche questi spezzoni di cellule sparse su tutto il mesoderma splancnico che continuano a crescere, accrescendosi si anastomizzano tra di loro e danno origine ad un sistema di vasi comunicanti tra tutte le strutture che ci sono: embrione, sacco vitellino, peduncolo ombelicale e corion. I primi vasi a comparire sono le cosiddette arterie primitive, che si mettono in connessione con i due tubi endocardici. Se io parlo di due tubi endocardici vuol dire che siamo ancora nella fase di disco embrionale. Quindi significa che queste arterie primitive vengono coinvolte nel ripiegamento. Quindi alcuni di questi vasi vengono trascinati in posizione ventrale al di sotto dell'intestino. Quindi daranno origine alle cosiddette

185 arterie ventrali, altre rimangono localizzate in superficie e le chiameremo arterie dorsali. Arterie ventrali e arterie dorsali entrano in comunicazione attraverso gli archi aortici. Le arterie dorsali cominciano ad emettere numerose ramificazioni e danno origine a tre gruppi di vasi: arterie vitelline, trasportano il sangue al sacco vitellino e all'intestino primitivo; arterie ombelicali trasporta il sangue deossigenato alla placenta; arterie segmentali irrorano il tronco dell'embrione. Queste due arterie dorsali alla 4 settimana dalla regione toracica in giù si fondono e danno origine ad un unico vaso che e l'aorta dorsale. Archi aortici abbiamo detto che sono quella porzione di vasi che mette in comunicazione arterie ventrali con arterie dorsali, sono sei paia. Non saranno mai presenti tutti e sei contemporaneamente: quando si forma il primo non si sono ancora formati gli altri 5. Praticamente le prime due coppie di archi aortici degenerano ma lasciano dei piccoli tratti che vanno a formare il primo e il secondo arco faringeo, la quinta coppia scompare definitivamente, chi rimane? Terza, quarta e seste. Vedremo che daranno origine a vasi molto grossi del nostro organismo. Anche delle vene abbiamo tre sistemi bilaterali. Vene vitelline, riportano il sangue proveniente dal sacco vitellino e dall'intestino primitivo. Vene ombelicali riportano il sangue ossigenato dalla placenta al cuore. Vene cardinali anteriori e posteriori trasportano il sangue proveniente dalla testa e dal cuore. Queste ultime poco prima di entrare nel cuore si uniscono e danno origine ai dotti di Curvier o vene cardinali comuni. Nel momento in cui li nostri due tubi cardiaci si sono fusi e hanno dato origine ad unico tubo endocardico passiamo dall'apparato primitivo a quello fetale... Il tubo cardiaco comincia a presentare delle dilatazioni e delle costrizioni. Si possono riconoscere 5 regioni: seno venoso, atrio primitivo, ventricolo primitivo, bulbo, sacco aortico. Cioè si stanno venendo a formare le camere che costituiranno il cuore, ma come vedete abbiamo una area d'ingresso che è il seno venoso e un'area di uscita del sangue che è il sacco arterioso. Il tubo cardiaco è una struttura ancora lineare, ed è sospeso, tramite il mesocardio, all interno della cavità pericardica; molto precocemente (al giorno) il cuore comincia a contrarsi, contrazione determinata dal fatto che, nell ambito dell atrio primitivo e nella regione dello stesso che darà origine all atrio destro, alcune cellule differenziano andando a costituire la prima regione pacemaker, il nodo senoatriale. Queste contrazioni, tra il 23 e il 25 giorno, dato che il cuore è attaccato da un lato al mesocardio, determinano un cambiamento della sua posizione, che da tubulare diventa prima ad U e poi a S. Mentre il cuore si allunga, gradualmente viene trascinato all interno della cavità pericardica, sempre sostenuto dal mesocardio. Ultimato questo processo il mesocardio dorsale non ha più motivo di esistere (perché c era servito per trascinare il tubo cardiaco nella cavità pericardica) e scompare; di esso rimane un residuo, seno pericardico trasverso. Il cuore non è galleggiante nel pericardio, in quanto collegato nella parte craniale e caudale ai sistemi vascolari, e si trova al di sotto dell intestino anteriore, trattenuto da questi due sistemi vascolari; ma a seguito del ripiegamento ha assunto una forma ad S, e il bulbo si è spostato in basso, in avanti e a destra, ponendosi sullo stesso piano del ventricolo primitivo. Le altre due porzioni, atrio primitivo e seno venoso, vengono trascinate indietro e in alto. Il meccanismo che gestisce questi eventi, oltre alle contrazioni dovute alla comparsa del nodo senoatriale, è ancora poco noto, l unica certezza è che si tratta di processi attivi. Da notare che con questi processi le quattro porzioni stanno andando ognuna verso il suo posto, ma il cuore, all interno, è ancora costituito da un unica cavità, il canale cardiaco centrale. Al termine del ripiegamento avremo bulbo e ventricolo primitivo in basso, separati all esterno da un solco, il solco interventricolare. Al termine del ripiegamento le parti si trovano ognuna nella loro posizione definitiva, a questo punto su ogni area compare un rigonfiamento. Il bulbo, a seguito di questi rigonfiamenti, si può suddividere in tre porzioni (tra loro comunicanti) che sono: il tronco, in alto; il cono, nel mezzo; il segmento interventricolare (porzione che darà origina al ventricolo destro), in basso. Il ventricolo primitivo darà origine al ventricolo sinistro. Nell atrio primitivo ci sono due rigonfiamenti, corrisponderanno all atrio sinistro e destro. Il seno venoso darà origina a due propaggini, il corno sinistro e destro. Alla fine della IV settimana abbiamo un

186 cuore che è praticamente un tubicino, con un unica cavità e costituito da tre strati: endocardio (internamente), miocardio(nel mezzo) ed epicardio (all esterno), con le varie dilatazioni di cui si è detto; è già contenuto all interno della cavità pericardica ed inoltre comincia ad avere un flusso sanguigno unidirezionale. Nel seno venoso arriveranno tre vene (una vitellina, una ombelicale e una cardinale) sul lato destro e altre tre sul lato sinistro. In questa fase nel seno venoso arriva sangue venoso dalle vene vitelline e cardinali, e sangue ossigenato dalle vene ombelicali. Dal seno venoso il sangue passa all atrio primitivo, e da questo al ventricolo primitivo, e da qui al bulbo; dal bulbo al sacco aortico e da questo alle aorte dorsali. Da qui si divide: tramite le arterie segmentarie irrora il corpo dell embrione; tramite l arteria vitellina manda sangue al sacco vitellino; dopodiché passa nell arteria ombelicale a va alla placenta, dove viene riossigenato. Questo flusso caratterizza la IV settimana e all interno del cuore abbiamo circa 50 µl di sangue, affinché il sangue possa essere pompato il cuore si contrae molto velocemente (circa 100 battiti/min). Nel II mese avvengono una serie di eventi: cambiamenti del seno venoso, formazione degli atri e dei ventricoli definitivi, suddivisione dell unica cavità del cuore in quattro cavità (con la formazione dei setti divisori), formazione del tronco aortico-polmonare (da cui si formerà l aorta ed il tronco polmonare). Cambiamenti del seno venoso: durante la IV settimana la parte destra si ingrandisce, poiché riceve più sangue, la parte sinistra, che riceve sempre meno sangue, tenderà a ridursi e ad atrofizzarsi; questo processo sarà determinato dal fatto che le vene (tra la V e l VIII settimana) diventano asimmetriche [n.d.a. per me quest ultima frase non ha senso, perché mi sembra che più che essere determinato determini, comunque ho ricopiato parola per parola]. Vena vitellina e cardinale regrediscono sul lato sinistro, quindi deviano tutto il sangue sulle vene cardinali e vitelline destre, tramite la vena anonima. Il grande quantitativo di sangue presente nel lato destro porterà alla formazione della vena cava superiore e inferiore (all interno di questi vasi circola tutto il sangue del corpo). Nelle vene ombelicali abbiamo inizialmente un processo opposto: quella destra degenera, quella sinistra si accresce. Successivamente però la vena ombelicale sinistra regredisce nella porzione prossimale, mentre la porzione distale persiste e devia il sangue sul lato destro, aprendosi nella vena cava inferiore. La parte sinistra del seno venoso sta ricevendo pochissimo sangue, e per questo motivo diventa progressivamente sempre più piccola, senza però scomparire, diventa quella parte chiamata seno coronario, che altro non è che il sistema di vene e arterie che provvede ad irrorare il cuore. Il corno destro, che ormai è diventato molto spesso (ricordiamoci che ha dato origine alla vena cava superiore ed inferiore), finisce per essere inglobato all interno dell atrio primitivo (nella sua parte destra) e diventa così parte integrante dell atrio destro, in particolare diventa quell area liscia dell atrio che viene chiamata sinus venarum, seno delle vene (vena cava inferiore e superiore). La parte sinistra, come abbiamo detto, regredisce, di essa rimane: una vena obliqua, vena obliqua di Marshall e il seno coronario, che viene trascinato verso destra, andando a sboccare nel sinus venarum (aggiungendosi alle altre due vene che già vi sboccavano). Per quanto riguarda l atrio primitivo abbiamo già visto che la sua parte destra ha incorporato al suo interno il corno destro del seno venoso. Consideriamo ora l atrio destro, esso è costituito da parte dell atrio primitivo e dal corno destro del seno venoso (il sinus venarum), queste due porzioni costituiscono l atrio destro definitivo. Nell atrio destro è possibile notare una parte liscia, che è il sinus venarum, e una parte rugosa, trabecolata, che è quella parte di atrio primitivo di cui detto sopra, che chiameremo auricola destra o orecchietta. Tra queste due parti c è una cresta, la crista terminalis, che corrisponde ad un solco presente all esterno, il solco terminale. Atrio sinistro: all inizio della IV settimana sulla parte sinistra della superficie dell atrio primitivo si forma un estroflessione diretta verso i polmoni, che altro non è che l abbozzo di una vena polmonare. Questa, a breve distanza dall atrio sinistro, si biforca, dando origine a due vene polmonari, che a loro volta si dividono dando origine, ognuna, a due rami, di conseguenza avremo quattro vene polmonari, che in questo momento formano una specie di antenna che sporge dall atrio primitivo, ma quest ultimo sta crescendo e,di conseguenza, arriva fino alla biforcazione delle due vene polmonari, quindi troveremo due vene polmonari all interno dell atrio primitivo; perciò avremo che

187 all interno dell atrio sinistro ci saranno gli sbocchi delle quattro vene polmonari. Trattandosi di vene anche queste andranno a costituire un area liscia e, come nell atrio destro, avremo una parte liscia, le vene per l appunto, e una parte rugosa, data dalla porzione di atrio primitivo che costituisce l atrio sinistro, l auricola sinistra; in questo caso manca però una linea di demarcazione e le due porzioni si continuano l una nell altra. Suddivisione degli atri- alla fine della IV settimana l atrio primitivo viene suddiviso dalla formazione di due setti: il septum primum e il septum secundus. Il septum primum compare dal tetto dell atrio primitivo e scende in direzione del setto intermedio, man mano che scende delimita una cavità, l ostium primum, che permette la comunicazione tra l atrio destro e l atrio sinistro; più il septum primum si avvicina al setto intermedio, più questa comunicazione tende a diminuire, fino a scomparire nel momento in cui i due entrano in contatto. Tuttavia, fin quando perdura la circolazione fetale, atrio sinistro e destro devono essere in comunicazione; così, ancor prima che l ostium primum scompaia, nella parte apicale del septum primum, inizia un processo di morte cellulare programmata, che porta alla formazione di una seconda apertura, l ostium secundum (localizzato nella regione più vicina al tetto dell atrio primitivo). Mentre stanno avvenendo questi processi sulla destra del septum primum compare un secondo setto, più spesso e con una componente muscolare più sviluppata rispetto al primo, che scende sempre dal tetto dell atrio primitivo dirigendosi verso il setto intermedio e che, man mano che scende, delimita un apertura (vicina al pavimento dell atrio) denominata forame ovale. Il sangue passa dall atrio destro ( a cui arriva il sangue ossigenato dalla vena cava inferiore) all atrio sinistro, passando sia attraverso il forame ovale che attraverso l ostium secundum. La particolare disposizione dei due fori fa sì che il septum secundus funga da valvola contro il forame ovale, infatti in mancanza di sangue i due setti si ritrovano accollati, e così il forame ovale risulterà chiuso; quando invece arriva il sangue ossigenato, la pressione di questo spinge la valvola e ne permette il passaggio attraverso i due fori per arrivare all atrio sinistro. La valvola inoltre impedisce il reflusso del sangue dall atrio sinistro a quello destro. Per tutto il periodo della gravidanza la pressione è più alta nell atrio destro che in quello sinistro, poiché nel primo arriva il sangue ossigenato proveniente dalla placenta, mentre nel secondo non arriva ancora il sangue dai polmoni (che si formano ma non entrano in funzione). Con la nascita la circolazione cambia completamente, avremo infatti non più la circolazione fetale ma quella definitiva, questo cambiamento è caratterizzato dall inizio della circolazione polmonare e contemporaneamente dalla separazione del neonato dalla placenta; questi due eventi fanno sì che la pressione dell atrio sinistro, a questo punto, sarà maggiore di quella dell atrio destro. A causa di quest inversione di pressione il septum primum collabisce contro il forame ovale e quindi determina la separazione tra i due atri. Ventricoli- Abbiamo detto che il ventricolo primitivo darà origine al ventricolo sinistro, vicino al ventricolo si trova il bulbo, che viene incorporato all interno del ventricolo primitivo, e contribuirà alla formazione del ventricolo destro; successivamente le due porzioni verranno separate, in destra e sinistra, dalla comparsa di un setto, il septum inferius, questo viene chiamato così perché non nasce dall alto verso il basso, ma va dal pavimento dei ventricoli in direzione del setto intermedio. Il septum inferius inizialmente è dato da una dilatazione del ventricolo, successivamente le cellule mioblastiche che ci sono all interno proliferano, perciò sarà costituito da muscolo; esso però a un certo punto si arresta (intorno alla fine della V settimana) prima ancora di aver raggiunto il setto intermedio, determinando così una comunicazione tra ventricolo destro e sinistro, che avviene tramite il foro interventricolare. Tuttavia questo foro non deve rimanere, perché nella circolazione fetale non c è comunicazione tra i due ventricoli. Questo foro formatosi alla fine della V settimana, persiste durante tutta la VI per chiudersi alla VII, a seguito della comparsa della parte membranosa del setto interventricolare, questa parte è delimitata da tre membrane che si accollano: cuscinetto endocardico inferiore, che invia un primo sepimento; septum intermedium, invia una

188 membrana, che si accolla; la terza membrana è il setto tronco-conico, che si forma nella regione del tronco e del cono, e li separa. Il ventricolo destro definitivo ha origine dal segmento ventricolare del bulbo e dalla parete destra del cono. Il ventricolo sinistro deriva invece dal ventricolo primitivo e dalla parete sinistra del cono. Il rivestimento dei ventricoli da origine a trabecole, che distinguiamo in tre tipi: trabecole carnee, muscoli papillari, corde tendinee (quest ultime si connetteranno con le valvole atrioventricolari che ancora si devono formare). Il fatto che la chiusura del setto interventricolare non avvenga immediatamente è importante, perché il cuore non è perfettamente allineato, infatti è spostato a sinistra, se il setto atrioventricolare venisse chiuso prima della VII settimana gli atri ancora non sarebbero allineati con i ventricoli e il cuore risulterebbe spostato tutto a sinistra; la sesta settimana perciò serve al cuore per spostarsi a destra e per allineare atri e ventricoli (che saranno allineati alla fine di questa settimana). Il ventricolo sinistro si trova allineato con ciò che si sta formando nella regione del tronco, l aorta; il ventricolo destro si verrà a trovare allineato con il tronco arterioso. Se non ci fosse questa chiusura ritardata tutte queste strutture si troverebbero a sinistra, e un non allineamento è, ovviamente, molto più grave del rimescolamento che avviene durante la sesta settimana. Setto tronco-conico- Le cellule della cresta neurale alla V settimana, tramite gli archi aortici e faringei, raggiungono la regione del tronco e del cono e danno origine, sulle pareti di questi due, a delle creste, le quali proliferano e si dirigono sia verso l alto che verso il basso; le creste del tronco e del cono si uniscono e formano un vero e proprio setto. La terza membrana che costituisce la parte membranosa del setto interventricolare proviene proprio da questo setto che si è formato nella regione del tronco e del cono: questo setto si accresce per coprire tutta la regione del tronco e del bulbo, scende in direzione del setto intermedio, lo attraversa e si va a unire alla parte membranosa del setto interventricolare, dove costituisce la terza membrana. Questo setto determina, all interno, la formazione del primo tratto dell aorta e del tronco polmonare, queste due porzioni sono inizialmente unite, ma poi subiranno una delaminazione fisica che le porta a separarsi. Il setto inoltre si accresce con andamento a spirale, le due creste non scendono rettilinee ma avvolgendosi a spirale, l aorta in questo modo fuoriuscirà dal ventricolo sinistro e il tronco polmonare dal ventricolo destro; il risultato di questo avvolgimento è evidente se consideriamo che il tronco polmonare gira attorno all aorta ascendente. Stazioni pacemaker-il cuore si contrae spontaneamente grazie alle stazioni pacemaker. La prima si viene a formare allo sbocco delle vene cave e la chiameremo nodo senoatriale e deriva da cellule del corno destro del seno venoso differenziate. La seconda stazione pacemaker, nodo atrioventricolare si è formata nella parte bassa del setto interatriale, in quest area cellule derivate dal cuscinetto endocardico ventrale si differenziano a costituirla. La crista terminalis rappresenta la via di trasporto dell impulso dal nodo senoatriale al nodo atrioventricolare. La terza struttura del sistema di conduzione è il fascio atrioventricolare che si forma nella parte membranosa del setto interventricolare, da qui di dipartono due fasci, uno che va al ventricolo destro e l altro che va a quello sinistro, nell ambito di questi si differenziano le fibre del Purkinje. Valvole cardiache-nel cuore sono presenti quattro valvole, due atrioventricolari e due semilunari, che permettono il flusso unidirezionale (impedendo il reflusso), sia durante la diastole che durante la sistole. Queste valvole sono costituite da lembi mobili, le cuspidi (tre per le semilunari e per l atrioventricolare di destra e due per l atrioventricolare di sinistra), che presentano una concavità rivolta nella direzione del flusso sanguigno; l apertura e la chiusura delle valvole è determinata dalla pressione del flusso sanguigno. Le cuspidi di entrambi i tipi di valvole si sviluppano in modo analogo, il tessuto mesenchimale al di sotto del pericardio prolifera, dando origine a creste che si dipartono da aree diverse verso il centro, queste rappresentano gli abbozzi delle cuspidi. Il mesenchima compreso tra i due strati di endocardio si differenzia

189 in tessuto connettivo, il tratto di endocardio rivolto in direzione del flusso sanguigno va incontro ad un processo di apoptosi che determina la concavità delle cuspidi. Quindi una cuspide risulta costituita da endocardio all'interno e all'esterno, e all'interno di questo endocardio troviamo il tessuto connettivo che si è differenziato dalle cellule mesenchimali. Questa è la struttura comune. Poi le due valvole hanno qualcosa che li differenzia. Valvola atrio-ventricolare, la parete che sta al di sotto queste è il miocardio che riveste la parete dei ventricoli, va incontro a processi di morte cellulare programmata, poco fa avevamo detto che si organizza in trabecole carnee, in muscoli papillari e in corde tendinee. Queste corde tendinee servono a collegare i lembi delle valvole con i muscoli papillari in maniera tale da evitare che durante il reflusso possano ribaltarsi le valvole. Diversa invece è la formazione delle valvole semilunari: abbiamo detto che sono due, ma in realtà nasce come un'unica struttura. Questa unica struttura è formata da 4 lembi, e nasce alla base del tronco arterioso. In fondo i due vasi, aorta e tronco polmonare, si sono formati dal tronco arterioso che è stato attraversato dal setto tronco-conico, questo stesso processo riguarda le valvole. Alla base del tronco si viene a formare quest'unica struttura costituita da 4 lembi, viene coinvolta nei processi a spirale che riguarda il tronco arterioso. Quando avviene la separazione in aorta e tronco polmonare anche la base, questa unica struttura, viene coinvolta nel processo di spiralizzazione, si suddivide a metà e darà origine alle due valvole che hanno tre lembi ciascuno. 6 giugno 2012 Vasi sanguigni: si formano dal mesoderma splancnico, si formano come spezzoni isolati che poi man mano che si accrescono confluiscono tra di loro in una rete che va a vascolarizzare tutto l embrione, il sacco vitellino, il cordone ombelicale e i corion. ARTERIE I primi vasi che compaiono sono le arterie primitive, queste sono coinvolte nei processi di ripiegamento dell embrione, si trovano ai 2 lati dei tubi endocardici, (durante la terza settimana, prima del ripiegamento) e a seguito del ripiegamento si vengono a formare 3 tipi di arterie: Arterie dorsali: quelle che rimangono sulla superficie Arterie ventrali: che si portano al di sotto dell'intestino (quelle coinvolte con il sacco vitellino andranno ad occupare la porzione ventrale dell embrione) ; le due porzioni sono in comunicazione tramite gli archi aortici (che andranno a colonizzare gli archi branchiali). arterie dorsali che si uniscono dalla regione toracica in poi, dando origine all'aorta dorsale. Danno inoltre origine a tre gruppi di arterie: arterie vitelline, arterie ombelicali e arterie cardinali o segmentali. Arterie vitelline trasportano il sangue al sacco vitellino e all'intestino primitivo. Ma, considerato che il sacco vitellino progressivamente perde la connessione con l'embrione che si sta formando, anche questi vasi progressivamente vanno incontro a degenerazione. Di essi rimangono soltanto quelli della regione addominale che provvederanno a vascolarizzare la zona intestinale. Nello specifico vedremo in seguito che ci serviranno per differenziare le 3 porzioni dell'intestino: la porzione dell'intestino anteriore sarà vascolarizzata dall'arteria celiaca; la porzione dell'intestino medio sarà vascolarizzata dall'arteria mesenterica superiore; la porzione dell'intestino posteriore sarà vascolarizzata dall'arteria mesenterica inferiore. Questo è ciò che rimane delle arterie che vascolarizzavano in precedenza sacco vitellino e intestino

190 primitivo. Queste arterie vitelline dal sesto mese in poi quando verra a cessare la comunicazione con il sacco vitellino scompaiono ad eccezione di queste 3 arterie che continueranno a vascolarizzare l intestino. Arterie ombelicali: anch'esse hanno un significato durante la vita embrionale queste arterie portano sangue deossigenato alla placenta, anche queste arterie ombelicali con il cessare della placenta degenerano, e di queste rimangono solo l arteria iliaca interna e l arteria vescicole superiore. Arterie segmentali: vanno a irrorare tutto il tronco dell embrione. Queste possono essere suddivise in base alla regione in cui si trovano, avremo: 1)le arterie segmentali ventrali che provvedono a vascolarizzare l'intestino, in realtà quindi coincidono con le arterie vitelline che rimangono. 2)Le arterie segmentali laterali che provvedono ad irrorare tutto l'apparato uro-genitale. 3)le arterie segmentali dorsali si suddiviso in circa 30 coppie di vasi che provvedono a vascolarizzate le pareti del corpo e il sistema nervoso centrale. Ricordiamo comunque che dal torace in giu le 2 arterie dorsali si fondono e danno origine all aorta dorsale che va a vascolarizzate tutta la regione dal torace in giu. Archi aortici: servono per mettere in comunicazione le arterie ventrali con le arterie dorsali. Se ne formano 6 coppie che non saranno mai presenti tutti e 6 contemporaneamente. Il primo regredisce prima ancora che si formino gli archi occipitali (??). Di queste sei coppie, le prime due coppie degenerano lasciando dei piccoli residui che vanno a vascolarizzare il I e II secondo arco faringeo; la quinta coppia scompare completamente senza lasciare traccia perchè degenera pure il V arco faringeo; le altre 3 coppie hanno un evoluzione diversa e danno origine a strutture diverse, importanti arterie che escono dal cuore. Dal terzo paio di archi aortici hanno origine le carotidi interne e le carotidi esterne che si collegano tra di loro attraverso le arterie carotidi comuni. Le carotidi comuni rimangono collegate con l'aorta ascendente, portando il sangue ossigenato al collo e alla testa. Dal quarto paio di archi ci sara un evoluzione diversa a destra e a sinistra. Il lato dx da origine all'arteria succlavia dx la quale successivamente si va a collegare con un'arteria, che si forma a partire dall'aorta, nota come arteria brachiocefalica. Il IV arco sinistro viene incorporato all'interno dell'aorta e ne forma l'arco aortico e il primo tratto discendente dell'aorta. Da questa stessa porzione si forma anche la succlavia sx. Dal sesto paio di archi aortici avremo una diversa evoluzione tra dx e sx. L'arco dx nella sua parte prossimale da origine alla parte prossimale dell'arteria polmonare destra. Nella sua parte distale va incontro a degenerazione. L'arco sx con la parte prossimale da origine all'arteria polmonare sx, ma qui nella parte distale si crea una struttura che è tipica della circolazione fetale: rimane un collegamento con l'aorta dorsale che costituisce il dotto arterioso di Botallo. Questa struttura serve a bypassare i polmoni. Così manderemo meno sangue fetale ai polmoni,perchè non sono funzionanti, regredirà alla nascita. VENE: tre sistemi simmetrici di vene. Inizialmente nascono come strutture simmetriche, nel seno venoso le vene diventano asimmetriche. Abbiamo le vene vitelline, le vene cardinali, le vene ombelicali. Le vene vitelline riportano al cuore il sangue proveniente dal sacco vitellino e dall'intestino primitivo. Le vene ombelicali riportano il sangue ossigenato dalla placenta all'embrione. Le vene cardinali anteriori riportano il sangue proveniente dalla testa. Le vene cardinali posteriori riportano il sangue proveniente dal tronco. Quando entrano nel cuore le vene cardinali danno origine, confluendo, ai dotti di Cuvier o cardinali comuni. Inizialmente queste vene si aprono in maniera simmetrica in due corni, destro e sinistro, del seno venoso. Poi vanno incontro ad un'asimmetria. La vitellina sx e la cardinale sx regrediscono deviando il loro sangue sulla porzione destra. Porzione destra che si rinforza e da origine alla vena cava superiore e alla vena cava inferiore. La vena ombelicale destra degenera, la vena ombelicale sx in un primo momento si accresce e poi

191 subisce un diverso destino: nella parte prossimale, cioè quella vicina al cuore,degenera e nella parte più vicina alla placenta continua a permanere. Dalla placenta la vena ombelicale porta sangue ossigenato, non trovando più la sua continuazione sulla parte prossimale devia il suo flusso finendo anch'essa sulla vena cava inferiore che si è formata precedentemente. Le vene vitelline riportano al cuore il sangue dal sacco vitellino e dall intestino primitivo; prima di andare incontro a questa asimmetria, cioè alla regressione dal lato sx e all'incremento per il lato dx, nella zona compresa tra duodeno e setto trasverso (al di sotto dell'area cardiogena) si anastomizzano dando origine al plesso vitellino unico. Durante il suo sviluppo, il plesso incontra il fegato che sta formandosi nella zona del duodeno. La regione di questo plesso vitellino unico che si viene a trovare all'interno della zona in cui si sta formando il fegato va incontro ad ulteriori ramificazioni creando i sinusoidi epatici. Queste ramificazioni sono proprio all'interno dell'abbozzo del fegato. Il tratto compreso tra fegato e porzione terminale del duodendo prevede la fusione di queste ramificazioni che daranno origine alla vena porta. Vena porta che riceve tutto il sangue proveniente dall'intestino. Questo sangue arriva all'interno del fegato, al livello di un sistema di vasi ( derivato sempre dalla ramificazione delle v. vitelline) deputato alla sua vascolarizzazione. Questo sistema di vasi è costituito da vasi che sono a decorso decrescente, detti vene Adveenti. Questi vasi si immettono poi in un altro sistema di vasi a decorso crescente, detti vene Reveenti. dato che le vene reveenti devono portare il sangue al di fuori del fegato, si immettono all'interno del sistema di vene dette Sovraepatiche (cioè fuori dal fegato). Queste vene si immettono in un sistema di vasi che biforcandosi danno origine ai canali epatocardiaci, uno di dx e uno di sx. questi canali inizialmente sono due: uno di dx e uno di sx. successivamente il sinistro degenera, il dx sbocca all'interno della vena cava inferiore deputata al trasporto del sangue (proveniente dalle vene dell'intestino e degli arti inferiori) all'atrio destro. Le vene ombelicali portano sangue ossigenato dalla placenta all embrione. Inizialmente sono due, la dx e la sx. la dx degenera, per cui tutto il sangue ossigenato proveniente dalla placenta arriverà attraverso la vena ombelicale di sx al fegato. Il sangue se entrasse all'interno del fegato troverebbe le vene adveenti e reveenti che hanno calibro minore e trover i sinusoidi epatici; quindi, se questo sangue molto carico di pressione e fortemente ossigenato entrasse nel fegato causerebbe la perdita di parecchia pressione ma soprattutto andrebbe a mescolarsi con il sangue refluo proveniente dall'intestino che è deossigenato. All'interno del fegato entrerà solo una piccolissima parte, la restante parte bypassa il fegato tramite il sistema epatocardiaco destro che si immette direttamente nella vena cava inferiore dando origine al dotto venose di aranzio. Questo, essendo una connessione con il canale epatocardiaco destro, cortocircuita il fegato immettendosi direttamente alla vena cava inferiore. Il sangue ossigenato arriva tramite la vena ombelicale sinistra. Questa vena, mentre sale per distribuire questo sangue a tutto il corpo trova l'ostacolo dato dal fegato. Se entrasse a far parte della circolazione epatica causerebbe perdita di pressione e di ossigeno, per cui la maggior parte del sangue lo scavalca attraverso il dotto venoso di aranzio. Dotto venoso di Aranzio e vena ombelicale sinistra scompariranno alla nascita, quando non c'è più la circolazione collegata con la placenta. Le vene cardinali invece portano al cuore sangue proveniente dalla circolazione embrionale, si dividono in posteriori e anteriori. Anteriori e posteriori hanno due rami, destro e sinistro. Prima di entrare nel cuore si fondono in vene cardinali comuni o dotti di Cuvier. Le vene cardinali anteriori inizialmente trasportano al cuore sangue proveniente da testa e collo, successivamente il cuore, che tende a scendere arrivando ad occupare la sua zona di pertinenza definitiva, riceverà sangue anche dalle braccia attraverso le vene succlavie. le vene cardinali posteriori trasportano al cuore sangue proveniente dalle pareti del corpo e dagli arti inferiori. Attorno al II mese in poi si dividono in vene sottocardinali e sopracardinali: le prime sono vasi definitivi che drenano il sistema urogenitale e confluiscono nella vena cava inferiore; le seconde invece

192 hanno evoluzioni diverse nel tratto toracico e nel tratto addominale. Nella regione toracica danno origine a destra alla vena azigos e a sinistra alla vena emiazigos che sboccheranno nella vena cava superiore. Nella regione addominale invece la sopracardinale sinistra degenera, mentre quella di destra da origine al segmento inferiore della vena cava inferiore che si trova sotto i reni. La vena cava inferiore in realtà è una struttura composita che riceve sangue da 4 porzioni, a differenza della vena cava superiore. Possiamo quindi distinguere (per la vena cava inferiore) 4 segmenti: Segmento superiore: va dalla zona del fegato fino all atrio destro, in questo tratto arriverà il sangue proveniente dalla vena vitellina destra tramite il canale epatocardiaco destro; Segmento epatico-renale: tratto compreso tra il fegato e il rene, in questo tratto si apre la vena sottocardinale destra; Segmento addominale: sta al di sotto dei reni si aprirà la vena sopracardinale destra; Segmento sacrale: si trova nella zona piu inferiore cioè quella del sacro, ricevera l apertura delle estremita delle vene cardinali posteriori e di tutti i loro rami. L'insieme di questi segmenti costituisce la VENA CAVA INFERIORE. Circolazione Fetale: abbiamo detto che la prima tappa consiste nell'ossigenazione del sangue che avviene nella placenta. Abbiamo poi visto che nel corso del nostro cammino si sono formate tre strutture che esistono solo nella vita fetale : dotto arterioso di botallo (dalla parte prossimale del VI ARCO AORTICO che rimane collegato con l'aorta, mentre la parte distale perde questo collegamento) che ha la funzione di evitare che ci sia una vera e propria circolazione polmonare cortocircuitando i polmoni dove troverebbe un ambiente ostile in quanto gli alveoli non si sono ancora dilatati e la pressione del sangue verrebbe ad essere allentata; Forame ovale:permette la comunicazione tra atrio dx e atrio sx, anche questo alla nascita deve degenerare. Dotto di Aranzio: dobbiamo anche evitare anche che tutto il sangue ossigenato proveniente dalla placenta passi dal fegato, perche all interno di esso c è una sua circolazione, ci sono i sinusoidi epatici che sono molto piccoli come calibro dei vasi, per cui il sangue verrebbe a perdere parte della sua pressione; per questo motivo si crea un altro sistema che è il dotto venoso di Arancio, ha il compito di controcircuitare il fegato. Quindi durante la circolazione fetale ci sono questi 3 sistemi che permettono al sangue di circola diversamente rispetto alla vita adulta. Le tappe della circolazione: il sangue viene ossigenato a livello della placenta, da questa il sangue esce dalla vena ombelicale sinistra. Da questa raggiunge il fegato:una minima parte vi circola unendosi al sangue proveniente dall'intestino (perchè nel fegato arriva anche la vena porta) al fine di assicurare al fegato un'ossigenazione minima; mentre la maggior parte cortocircuita il fegato immettendosi direttamente nella vena cava inferiore al fine di non far perdere la quantità di ossigeno di cui è carica la vena ombelicale sx e soprattutto non far perdere la pressione. La vena cava inferiore ha ricevuto sangue che è uscito attraverso le vene sopraepatiche dal fegato, sangue che ha cortocircuitato il fegato attraverso il dotto venoso di Aranzio arriva nella vena cava inferiore. Quindi nella vena cava inferiore troviamo del sangue meno ossigenato di quello che era entrato dalla vena ombelicale sinistra e anche un po piu rallentato, ma siccome un po di sangue ha passato il fegato, questo sangue presenta ancora una buona ossigenazione ma soprattutto una buona forza propulsiva. Dalla vena cava inferiore andiamo al cuore a livello dell'atrio destro. Proprio al suo davanti trovo il forame ovale tramite cui passo all'atrio sinistro. Dall'atrio sinistro il sangue scende al ventricolo sinistro. Da qui il sangue si immette nell'aorta ascendente che con il suo arco aortico provvede ad irrorare testa e braccia, con il suo tratto discendente, irrora tronco e la gambe. Quindi nella circolazione fetale sono le vene ad avere sangue ossigenato. Ma a questo punto il sangue refluo (venoso) deve tornare per essere nuovamente ossigenato dalla placenta, e allora il sangue proveniente da testa e braccia si immette nella vena cava superiore. La

193 vena cava superiore entra nell atrio destro. In teoria qui dovrebbe avvenire una mescolazione del sangue proveniente dalla v. cava inferiore (Arterioso) con quello proveniente dalla v.cava superiore (venoso): ciò non avviene del tutto perchè la cava inferiore entrando nell'atrio dx incontra il forame ovale e quindi passa direttamente all'atrio sx; la cava superiore entra dall'alto nell'atrio dx trovandosi davanti la valvola atrio ventricolare che lo veicola verso il ventricolo destro. I due flussi quindi risultano mescolati relativamente grazie ai percorsi emodinamici diversi che seguono. Dal ventricolo dx il sangue si immette nelle arterie polmonari, qui naasce un altro problema: se dall'art polmonari andasse a finire all'interno dei polmoni perderebbe pressione e ossigeno. Per cui in parte passerà all'interno dei polmoni per garantire loro un sufficiente apporto di ossigenazione, e in parte (la maggioranza) cortocircuitano attraverso il dotto arterioso del botallo. Il sangue quindi si immette nell'aorta discendente, in cui troviamo sangue ossigenato che sta irrorando tronco e gambe, qui quindi avverrà la mescolazione perdendo sia ossigeno che pressione. Dall'aorta discendente ci reimmettiamo nell'arterie ombelicale che riportano il sangue alla placenta per essere ossigenato nuovamente. NASCITA: Si forma l'apparato definitivo e i polmoni diventano funzionanti. 1.il flusso di sangue ossigenato che va dai polmoni all atrio sinistro del cuore aumenta determiando quindi un aumento della pressione nell atrio sinistro. Nell'atrio destro non arriva più sangue dalla placenta, si abbassa la pressione. Nell'atrio sx arriva il sangue che ritorna dai polmoni facendo iniziare la circolazione polmonare e quindi la pressione si eleva. Col 2.il flusso di sangue proveniente dalla placenta si interrompe causando l'abbassamento della pressione nell atrio destro. l'inversione di pressione tra i due atri causa una spinta del septum primum contro il septum secundum, che determina l accollamento dei due setti che porta alla chiusura del forame ovale. Con la nascita tutto cambia, i polmoni al primo vagito si dilatano, gli alveoli si dilatano, la circolazione comincia a funzionare all interno dei polmoni e cambia tutto, perche la pressione nell atrio sinistro che era minima perche il sangue non passava nei polmoni aumenta sensibilmente, al contrario nell atrio destro dove arrivava il sangue proveniente dalla placenta, non arriva piu, quindi si abbassa la pressione nell atrio destro, quindi si ha un ribaltamento delle pressioni tra i 2 atri, questo determina l'accollamento dei 2 setti tra i 2 atri e cio determina la fine della comunicazione tra i 2atri, questo processo di accollamento è per i primi 10 giorni esclusivamente meccanico, dovuto quindi alla pressione, successivamente, l'accollamento deve diventare definitivo (intorno al terzo mese di vita). Dovendo inviare sangue ai polmoni, il dotto di botallo deve regredire: il dotto arterioso di Botallo nel momento in cui il sangue puo passare all interno del tronco polmonare non ha piu motivo di esistere e si trasforma in un legamento fibroso, ligamento arterioso; il dotto venoso di Aranzio, potrebbe anche evitare di scomparire perche serviva a ricevere il sangue dalla placenta. Degenerando la vena ombelicale il sangue non arriva più dalla placenta (anch'essa degenerata) e di conseguenza il dotto di Aranzio degenerando da origine al ligamento venoso. Una volta eliminate queste strutture si instaura la normale circolazione : vene cave, atrio destro, ventricolo destro, arterie polmonari, POLMONI, vene polmonari, ritorno all'atrio sinistro, ventricolo sinistro, aorta (con distribuzione del sangue alla grande circolazione), vene cave e ricomincia il ciclo. Quindi la circolazione adulta è data da un cuore a 4 cavità: inizia col ventricolo sx, aorta, grande circolazione, distribuzione del sangue ossigenato a tutto il corpo, dopo di che il sangue ritorno attraverso le vene cave (superiore e inferiore) all'atrio dx. dall'atrio dx passa al ventricolo dx da cui escono le arterie polmonari deputate al trasporto di sangue da ossigenare verso i polmoni. Il sangue circola all'interno dei polmoni

194 tramite la piccola circolazione producendo sangue ossigenato che rientra nel cuore con le vene polmonari a livello dell'atrio sinistro. L'obliterazione dei dotti dev'essere immediata e può essere causata anche dalla ridotta vascolarizzazione dei dotti. Nel momento del parto, tagliando il cordone ombelicale recidiamo la vena ombelicale causando l'interruzione dell'apporto sanguigno alla placenta. Apparato urogenitale. È costituito dal sistema urinario e dal sistema riproduttore. Sistema urinario che è a sua volta costituito da reni e dalle vie urinarie. A cosa servono? Servono a purificare il sangue e ad eliminare i cataboliti, cioè i prodotti di rifiuto che vengono sciolti nell'urina. Sistema riproduttore: costituito da gonadi, dalle vie genitali e dai genitali esterni. All'interno di questo sistema noi formiamo le cell germinali, consente l'incontro (la fecondazione) di ovulo e spermatozoo all'interno delle vie genitali femminili. Nella donna consente lo sviluppo, per tutti i 9 mesi, dell'embrione. Nonostante questi due apparati si sviluppino contemporaneamente, e nonostante ci siano degli abbozzi comuni ad entrambi gli apparati, li tratteremo singolarmente. Apparato urogenitale si forma dal mesoderma intermedio, che è quella porzione di mesoderma compresa tra il mesoderma parassiale e il mesoderma laterale. Inizialmente durante la III sett questo mesoderma intermedio è letteralmente attaccato al mesoderma parassiale. Soltanto con i processi di ripiegamento dell'embrione si stacca dai somiti diventando una struttura indipendente. Il mesoderma intermedio dà origine a tre strutture: pronefro, mesonefro, metanefro. Queste tre strutture sono coinvolte nella formazione dell'apparato urinario. Nel genitale, solo il mesonefro è interessato nel suo sviluppo. Apparato urinario passa attravero 3 strati: pronefro, mesonefro, metanefro tutti e tre derivati dal mesoderma intermedio. Esiste un IV abbozzo dell'apparato urinario che è il cosidetto seno urogenitale, il quale è costituito dalla parte terminale dell'intestino primitivo (quella parte che sta alle spalle della membrana cloacale, che si dilata prendendo il nome di cloaca). Parlando di intestino primitivo sappiamo che l'origine è endodermica, per cui l'urinario ha per la maggior parte origine mesodermica ma abbiamo anche un tratto di origine endodermica. Pronefro compare durante la III sett nella parte più alta del mesoderma intermedio. Inizialmente si frammenta in vescicole isolate, dopo di che queste diventano comunicanti. Per cui dà la sensazione di una struttura escretrice, anche se in realtà questa struttura non funzionerà mai nell'uomo. Infatti essa degenera già alla IV sett. In realtà si è visto che questo pronefro è necessario che si formi, anche se non entrerà mai in funzione. Perchè la sua formazione induce il sottostante mesonefro a svilupparsi. Quindi se non si forma il pronefro non si svilupperanno le strutture del mesonefro. Mesonefro che inizia a svilupparsi alla IV sett. Si origina dal tratto posto immediatamente sotto il pronefro e darà origine a 3 tipi di strutture: I) sono una serie di dotti che compaiono dall'alto verso il basso su tutta la struttura del mesonefro: tubuli mesonefrici. Si formano in numero di 40 coppie, di cui solo l'ultima ventina, cioè quelle localizzate nella regione lombare e in particolare a livello dei tre somiti lombari, continua a persistere. Le restanti andranno incontro a degenerazione. II) alle spalle dei tubuli mesonefrici comincia a differenziarsi un inspessimento, un cordone di cell che prolifera dall'alto verso il basso in direzione della cloaca. Questo cordone lo chiameremo dotto mesonefrico (uno per lato) o dotto di Wolff. La proliferazione di questo cordone va al di là della regione in cui si sono formati i tubuli mesonefrici. Continua, prolungandosi, mettendosi in contatto con la porzione che si è

195 formata nell'ultimo tratto dell'intestino posteriore -cioè la cloaca. Questo contatto si verifica alla fine della IV sett, e non è solo un contatto ma addirittura una fusione. Il dotto di wolff e la cloaca fusi assieme fanno sì che avvenga la cavitazione. Avevamo detto inizialmente che i dotti di wolff si sono formati posteriormente ai tubuli mesonefrici ma ancora non hanno un contatto. A questo punto i dotti di wolff cavitati entrano in contatto coi tubuli mesonefrici e si viene a creare un sistema continuo che va dai tubuli mesonefrici fino alla cloaca. A questo punto si creano delle condizioni che portano alla costituzione di strutture simili ai nefroni del rene maturo. Ogni singolo tubulo mesonefrico si allunga e si dirige verso la regione dell'aorta. Da questa regione, ricordiamo, partivano numerosi vasi sanguigni in particolare partono dei capillari sanguigni che vengono accolti da singole dilatazioni di ogni singolo tubulo mesonefrico. Quindi ogni tubulo mesonefrico si dirige verso la regione vascolarizzata dall'aorta, la porzione terminale del tubulo si slarga, si dilata accogliendo al suo interno un glomerulo costituito da capillari. Questa struttura in formazione assume anche i nomi che assumerà nel rene definitivo:i capillari costuiscono il cosidetto glomerulo renale; il cappuccio dato dal tubulo mesonefrico costituisce la capsula del Bowman. Glomerulo+ capsula di Bowman costiuiscono il nefrone, cioè il corpuscolo renale, cioè l'unità escretrice che avrà la funzione di filtrare il sangue. Questi corpuscoli produranno urina solo fino alla X sett, dopo degenerano. In realtà è sbagliato dire degenerano perchè una parte di queste strutture verrà compresa nell'apparato genitale entrando a farne parte. Quindi una struttura nata come struttura con funzione escretrice finirà di avere una funzione escretrice ed entrerà a far parte dell'apparato genitale. III) Durante la VI sett in realtà nel mesonefro si forma una terza struttura: i cosidetti dotti paramesonefrici o dotti di Muller. Questa terza struttura in realtà non entrerà mai in funzione nell'apparato urinario ma entrerà in funzione nell'apparato genitale esclusivamente. Quindi dal mesonefro abbiamo formato un rene transitorio, diventa rene definitivo in alcuni animali, funziona come rene fino alla X sett. Ma ci serve per creare tre strutture:tubuli mesonefrici, dotti di wolff che hanno prima attività escretrice e che potranno -in base al sesso- essere coinvolti nello sviluppo dell'apparato genitale. I dotti di muller (la terza struttura) non entreranno mai a far parte dell'apparato urinario e entreranno a far parte delle strutture dell'apparato genitale. L'apparato urinario definitivo è costituito da tre porzioni: reni, alte e basse vie urinarie. I reni hanno il compito di filtrare il sangue e produrre urina. Le alte vie urinarie, formate dai tubuli collettori, dai calici maggiori e minori e uretere, hanno il compito di trasportare l'urina -elaborata dai reni- dagli ureteri alla vescica. Le basse vie urinarie, formate da vescia e dall'uretra, trasportano l'urina fuori. Queste tre porzioni hanno sia funzioni che origini divere. Il rene si forma dal metanefro, l'ultimo tratto del mesoderma intermedio. Le alte vie urinarie si formano dal mesonefro. Le basse vie urinarie sono di origine endodermica perchè si formano dal seno urogenitale. Il rene definitivo è costituito da due abbozzi: il blastema metanefrico, derivato dal metanefro, e la gemma ureterica che è di origine mesonefrica. Il blastema metanefrico darà origine al sistema filtrante, cioè ai nefroni. La gemma ureterica darà origine al sistema collettore, cioè alle alte vie urinarie. Gemma ureterica: compare alla V sett. Non è altro che una ramificazione che diparte alla base dei dotti di wolff. Questa ramificazione va a penetrare all'interno di un cappuccio costituito da metanefro. Quindi il rene si sta formando dalla gemma ureterica che non è altro che una parte del dotto di wolff. Metanefro all'esterno che è un cappuccio. Ricordiamoci che per formarsi il rene è necessario che le due porzioni interagiscono affinchè l'uno possa inviare dei segnali all'altro. Questa interazione deve durare per diverse ore. Da questa gemma, che è una ramificazione dipartitasi dalla base del dotto di wolff e penetra alli'interno del blastema metanefrico, questa porzione costituisce quella parte del sistema collettore che chiamiamo URETERI. Questi ureteri successivamente si allungheranno consentendo un collegamento tra reni e la vescica. Una volta che questa gemma è penetrata all'interno del blastema, in modo che il blastema le faccia da cappuccio, si dilata formando un'ampolla che costituisce la

196 pelvi renale. La pelvi renale, sempre all'interno del blastema metanefrico, comincia ad andare incontro ad una prima serie di biforcazioni: 4 biforcazioni che porteranno alla formazione dei calici maggiori. Questi calici si biforcano ulteriormente dando origine a calici di minori dimensioni, cioè ai calici minori. Dai calici minori si dipartono ulteriori biforcazioni da cui si originano strutture sottilissime note come tubuli collettori. Queste ramificazioni si completano al V mese e danno origine a tubuli progressivamente sempre più piccoli. Tutto questo si è verificato all'interno del blastema metanefrico. Nonostante queste modificazioni continuino, il rene alla X Sett inizia a funzionare. Cosa fanno questi tubuli collettori a contatto con ciò che c'è all'esterno, cioè col blastema metanefrico? Nel blastema si forma il sistema metanefrico: tubuli collettori sono all'interno del blastema e a livello della parte terminale si rigonfiano dando origine a delle ampolle che inducono una reazione da parte del blastema metanefrico il quale inizialmente da origine ad una sorta di vesciole, le quali poi si allungheranno assumendo una forma ad S per poi trasformarsi in quello che si era formato a livello del rene primitivo cioè un tubulo metanefrico. Questo continua ad allungarsi: nella sua parte terminale si slarga accogliendo al suo interno un glomerulo di capillari, cioè si forma la capsula di bowman che insieme al glomerulo va a formare il corpuscolo renale. Nella porzione prossimale il tubulo metanefrico si sta allungando, suddividendosi in 4 porzioni: tubulo convoluto distale, ansa di Henle (tratto discendente e tratto ascendente), tubulo convoluto prossimale che termina, nella sua porzionale terminale, col corpuscolo renale. A questo punto si verifica qualcos'altro: abbiamo detto che i tubuli collettori slargandosi, in maniera indipendente erano penetrati all'interno, ma non avevano preso contatto con il metanefro. Alla X sett la porzione slargata del tubulo collettore entra in contatto con la porzione del tubulo convoluto distale che si è appena formato. Quindi entrano in contatto metanefro e mesonefro. Da questo momento in poi il rene diventa funzionante. La porzione terminale diventa l'unità escretrice, cioè il nefrone, e in questo tratto il corpuscolo renale (capsula del bowman + glomerulo renale) è in grado di filtrare il sangue dal glomerulo e dare origine ad un primo filtrato e non urina perchè non è ancora concentrato. La trasformazione in urina avverrà nel passaggio attraverso le due porzioni dell'ansa di Henle e soprattutto a livello del tubulo collettore. La funzione dei reni fetali non è quella di purificare il sangue, perchè anche questa funzione è svolta dalla placenta, servono solo ad aumentare il liquidi amniotico. Abbiamo infatti detto che se c'è un bambino che nasce senza entrambi i reni ( agenesia renale bilaterale) lo possiamo subito identificare grazie all'analisi del liquido amniotico che risulterà oligoidramnios (cioè a quantità ridotte) e di conseguenza possono innescarsi altra malformazioni a carico del feto. L'architettura fondamentale del rene si forma tra la V e la XV sett. Ogni rene risulta costituito da due porzioni: una corteccia che è il blastema metanefrico, la quale invia dei setti all'interno della porzione interna che è di origine mesonefrica. Pelvi renale, calici maggiori, calici minori, e tubuli collettori. Questi tubuli costituiscono una sorta di piramide, detta piramide renale. Questi setti si formano tra una piramide e l'altra. La corteccia, di origine metanefrica, è la cosiddetta porzione filtrante del rene cioè la zona in cui si sono formati i nefroni. Questi entrano in contatto col sistema collettore che si è formato a livello della zona centrale. Il sistema collettore con cosa finiva? Con il tubulo collettore. Quindi in questa zona avremo il collegamento tra un tubulo collettore e tutto il nefrone. Nella midollare, di origine mesonefrica, si forma il sistema collettore che termina con i tubuli mesonefrici. Per quanto riguarda l'innervazione essa è data da cellule delle creste neurali che sono penetrate all'interno del metanefro, all'inizio del secondo mese di sviluppo. Fra la VI e la IX settimana i reni risalgono dalla porzione sacrale alla porzione lombare, loro sede definitiva. Lo fanno costeggiando l'aorta dorsale. In questo percorso i vasi sanguigni che vascolarizzavano i reni degenerano,e vengono rimpiazzati dai vasi che si dipartono dall'aorta dorsale. In questo processo di risalita sul lato dx il rene può trovare il fegato. Esso che può trovarsi posizionato più in giù, rappresenta un ostacolo nel raggiungimento della posizione naturale del rene causandone una asimmetria nel suo posizionamento rispetto al rene sx.

197 seno urogenitale: dà origine alle basse vie urinarie. Queste si formano tra la IV e la VI settimana. La cloaca è la parte di intestino che si trova adiacente alla membrana cloacale, da cui si formano le basse vie urinarie. Questa cloaca che è l'ultimo tratto dell'intestino posteriore, viene attraversato da una lamina di natura mesenchimale che si estende dall'allantoide (diverticolo del sacco vitellino, coinvolto in parte nella formazione di un tratto della vescica) fino all'intestino posteriore. Questa lamina la chiameremo setto urorettale che andrà a suddividere la cloaca in due porzioni: setto urogenitale primitivo e retto. Il seno urogenitale primitivo si dirige verso l'alto connettendosi con l'allantoide. Seno urogenitale primitivo in basso è chiuso dalla membrana cloacale. Il destino di questo seno urogenitale primitivo: può essere suddiviso in tre porzioni. Una parte più alta, vicino all'allantoide, che sarà la futura vescia urinaria. Questa regione non avrà evoluzioni diverse nel sesso maschile e nel sesso femminile. Il tratto intermedio, più affusolato, viene denominato uretra primitiva. Nella donna diverrà uretra definitiva. Nell'uomo darà origine all'uretra prostatica e all'uretra membranosa. Terzo tratto, porzione terminale: seno urogenitale definitivo. Nella donna questo tratto darà origine al vestibolo della vagina. Nell'uomo darà origine all'uretra peniena. Gli ureteri in entrambi i casi andranno a finire nella vescica, dato che devono veicolare l'urina dai reni all'esterno. Le vie genitali si legano in parti diverse di quest ultimo tratto. Vie genitali femminili vanno a collegarsi con il seno urogenitale definitivo. Le vie genitali maschili, quando si formano, non finiscono nell'ultimo tratto cioè nel seno urogenitale definitivo, ma si fermano prima finendo sull'uretra primitiva che successivamente diventerà uretra prostatica e uretra membranosa. Le vie genitali si stanno formando alle spalle. Dovranno pur avere una comunicazione con l'apparato urinario? La comunicazione avviene a livello del seno urogenitale. Questo risulta suddiviso in tre porzioni: la parte di sopra, è la vescica che non verrà coinvolta né nel sesso femminile né in quello maschile. Nel sesso maschile l'apparato uro-genitale non finisce nella zona che darà origine alla vagina nella donna perchè chiaramente nell'uomo questo tratto non si forma, quindi si fermerà prima a livello dell'uretra definitiva. Quindi di conseguenza a livello dell'uretra prostatica e dell'uretra membranosa. Nella donna si mette in comunicazione con l'ultimo tratto che è destinato a diventare il vestibolo della vagina. Sviluppo sessuale. Noi sappiamo che nel momento della fecondazione viene determinato il sesso genetico. Esso è legato al corredo cromosomico: 46 xx femmina, 46 xy maschio. Questo differenziamento è chiaramente legato al fatto che porterà allo sviluppo di apparati diversi nel maschio e nella femmina. Quindi parliamo di un sesso gonadico: la gonade maschile sarà il testico, quella femminile sarà l'ovaio. Oltre al sesso gonadico, abbiamo il sesso fenotipico legato al differenziamento delle vie genitali e dei genitali esterni. Infine dobbiamo considerare anche il sesso gametico. Ricordando che i gameti si differenziano in cellule uovo a seguito dell'ovogenesi e di spermatociti a seguito della spermatogenesi. La gametogenesi è l'insieme di tutti quei processi che portano alla formazione di ovociti e spermatozoi. Queste cellule servono a trasmettere i geni dei genitori ai figli, permettere di compiere la fecondazione e dare origine ad un nuovo individuo. Questo processo compare alla fine della III sett. Con la comparsa delle cellule germinali primordiali, continua in periodo fetale, periodo post-natale, periodo adulto. Dal mesoderma intermedio si formera l apparato urogenitale, abbiamo gia visto che dal mesoderma intermedio si sono formate le strutture renali (pronefro, mesonefro e metanefro), si formeranno anche le porzioni delle gonadi e le vie genitali del maschio. Le porzioni che si sono formate (pronefro, mesonefro e metanefro) in particolare metanefro e mesonefro rientreranno anche nell'apparato genitale. si forma nel tratto piu mediano il mesonefro, che nasce come struttura escretrice vera e propria, tanto che in alcune specie animali, rimane come rene primitivo, nell uomo invece permane fino alla sesta settimana di sviluppo e poi inizia a regredire, è caratterizzato dalla presenza di tubuli del mesonefro che sono dei veri e

198 propri sistemi di drenaggio di fluido e si forma anche una struttura che prende il nome di dotto del mesonefro o dotto di Wolff, una sorta di uretere che passa lungo tutto il mesonefro e si apre a livello della cloaca e si cavitano a contatto con essa. Durante la VI settimana si formano i dotti paramesonefrici o dotti di Muller. Questi non entreranno mai a far parte dell'apparato urinario, ma entreranno a far parte dell'apparato genitale femminile. I dotti di muller si formano per una invaginazione della superficie laterale del mesonefro. Inizialmente si forma una sorta di doccia che porta alla formazione di un cilindretto lateralmente al dotto mesonefrico. Durante la formazione dell'apparato urinario abbiamo formato due strutture che entreranno a fare parte dell'apparato genitale: dotti di wolff (nel maschio) e dotti del muller (nella femmina). L'apparato genitale risulta costituito da gonadi, vie genitali, genitali esterni e cell germinali. Inzialmente questi abbozzi si formano in aree molto disparate del nostro corpo, nascono cioè in zone differenti del corpo. Queste porzioni nell'arco di tempo compreso tra la IV e VII settimana entrano in connessione dando origine ad un vero e proprio apparato genitale. Ricordiamoci che in questo lasso di tempo, fino alla VII settimana, l'apparato genitale è identico in entrambi i sessi. Lo definiamo stadio di gonade indifferente e le strutture dell apparato genitale, si formano in zone diverse dell embrione, dalla VII settimana in poi l apparato riproduttivo inizia ad assumere una delineazione ben precisa e prosegue il suo sviluppo in uno dei 2 sensi. Mentre gli abbozzi delle gonadi sono bipotenziali, dato che in base agli stimoli che ricevono possono differenziarsi o in ovaio o in testicolo. Al contrario gli abbozzi delle vie genitali sono unipotenziali, l'abbozzo delle vie genitali maschili è esclusivamente il dotto di wolff; l'abbozzo delle vie genitali femminili è esclusivamente il dotto di Muller. Poiché fino alla VII sett nell'apparato genitale coesistono sia il dotto di muller che di wolff non possiamo parlare di un apparato genitale maschile o femminile, soltanto successivamente si verrà ad avere la degenerazione o del dotto di muller (sesso maschile) o di quello di wolff (sesso femminile). Ricordiamoci che durante la III settimana, sulla superficie interna del sacco vitellino compaiono le cell germinali primordiali che cominciano la loro risalita attraversando l'allantoide ed iniziano a migrare con dei movimenti ameboidi fino al raggiungimento di quell'area in cui si formano le cell della cresta genitale. Cell delle creste gentiali che inziano a differenziarsi alla fine della IV settimana. Queste cell si differenziano da un ispessimento della superficie del mesonefro e contemporaneamente stimolano l'epitelio celomatico della splacnopleura. (abbiamo detto che le cell. Germinali primordiali arrivavano nella regione in cui si stavano formando i reni inducendo la proliferazione dell'epitelio celomatico-della splacnopleura- entrando in contatto con il mesonefro che si sta formando in quella zona). Quindi questi due ispessimenti, uno per ciascun lato della colonna vertebrale, costituiscono le creste genitali. In queste creste riconosciamo una parte esterna, corteccia che è derivata dall'epitelio celomatico della splacnopleura, una parte interna -midollare- che è mesenchima derivato dal mesonefro sottostante. Sia corteccia che midollare proliferano dando origine ai cosiddetti cordoni sessuali primitivi che si differenziavano in cordoni sessuali nel sesso maschile e cordoni corticali nel sesso femminile. Questi cordoni sessuali primitivi cominciano a proliferare dirigendosi dalla porzione della corteccia verso la midollare. Nella zona centrale si sta formando un altro sistema di cordoni e di tubuli al davanti del dotto di wolff. Questi cordoni vanno a costituire la cosiddetta rete blastema. Quindi stiamo formando queste gonadi con la corteccia all'esterno, midollare all'interno, nell'ambito della corteccia e della midollare la proliferazione dà origine ai cordoni sessuali primitivi. Nella zona più centrale, al davanti del dotto di wolff, si stanno formando altri sistemi di tubuli: rete blastema. Le cell germinali raggiungono queste creste genitali e vengono circondate dalle cell dei cordoni sessuali primitivi. Ricordiamoci che le due strutture coesistono: se le cell germinali non arrivano non si formano le creste genitali o meglio non si sviluppano. Se le cell germinali non sono protette da questi cordoni primitivi vanno incontro a degenerazione. L'arrivo di queste cell germinali primordiali è di fondamentale importanza in quest'area affinchè si formino le creste genitali e i cordoni sessuali primitivi, che andranno ad avvolgere le cell germinali. Un ruolo importante nello sviluppo dell'apparato genitale è la presenza nel cromosoma Y di un gene SRY. Questo gene è responsabile della

199 produzione della proteina SRY o del cosiddetto fattore TDF (fattore di determinazione testicolare). Sono state avanzate alcune ipotesi: SRY potrebbe essere un gene che va a regolare l'espressione di più geni, ciò significherebbe che il fattore TDF non è una proteina ma un insieme di geni che vengono attivati da SRY. La determinazione genetica è legata al cromosoma Y, quindi specifica del sesso maschile, cromosoma y che va ad attivare il gene SRY presente sul cromosoma y. L'attivazione di questo gene determina il rilascio e l'attivazione del fattore TDF. Quando questi presupposti sono presenti abbiamo il differenziamento in senso maschile dell'apparato genitale. Differenziamento in senso maschile: 1 tappa: formazione dei cordoni seminiferi. Quando è presente il TDF i cordoni sessuali primitivi che si erano formati per proliferazione dalla corteccia e dalla midollare diventano cellule del pre-sertoli. Queste cell sono responsabili della produzione di un ormone AMH (antimulleriano). I cordoni sessuali primitivi diventano i cosiddetti cordoni seminiferi che sono i precursori dei tubuli seminiferi, sono cioè i tubuli seminiferi pieni e lo rimarranno fino alla pubertà. Questi cordoni seminiferi si dirigono verso la rete blastema. Cordoni seminiferi che alla pubertà cavitandosi diventano tubuli seminiferi. Nei cordoni seminiferi sono accolte le cell germinali primordiali, le quali si sono già differenziate in spermatogoni e una volta accolti all'interno di questi cordoni seminiferi arrestanola loro proliferazione e rimarranno quiescenti fino al momento della pubertà. Le cell della midollare sotto l'azione di AMH e in presenza di TDF si trasformano in cell interstiziali che rappresentano i precursori delle cell del leyding. Cellule del leydig che sono responsabili della produzione del testosterone. Esso sarà necessario per salvare dalla degenerazione i dotti di wolff, i tubuli del mesonefro, la reta blastema (che si evolve in rete testis) perché tutte e tre queste strutture entreranno a far parte dell'apparato genitale maschile. La rete blastema sotto l'azione del testosterone si trasforma in una rete che mette in comunicazione i cordoni seminiferi con l'epididimo che ancora non abbiamo formato, quindi dà origine alla rete testis. Cordoni seminiferi entrano in contatto con la rete testis e si collegano con quel tratto rettilineo dei cordoni seminiferi che avevamo chiamato tubuli retti. La rete testis entra in contatto con l'epididimo tramite i dotti efferenti i quali sono derivati da quelli che erano i tubuli mesonefrici che invece di degenerare -visto che il mesonefro non funziona più come rene- vengono convogliati all'apparato genitale. Tubuli mesonefrici, che hanno svolto una funzione urinaria nel mesonefro dalla VI alla X settimana, si trasformano in dotti efferenti che ci serviranno a collegare l'epididimo alla rete testis. L'ultima struttura a formarsi è la tunica albugina, cioè il rivestimento esterno. Questa tunica si forma nel periodo in cui la gonade maschile si arrotonda. Ricordiamo che questo arrotondamento è fondamentale: perchè separa la gonade dal contatto col mesonefro. Tale contatto se permanesse indurrebbe un effetto femminilizzante, per cui è fondamentale per allontanare la gonade maschile dall'eventuale contatto e differenziamento in senso femminile nonostante la presenza di TDF. I cordoni sessuali corticali davano origine alle cell uovo, cordoni sessuali primitivi davano origine alle cellule del sertoli. Per cui i cordoni sessuali corticali vanno incontro a degenerazione. L'epitelio celomatico della corteccia perde la capacità proliferativa ed inizia a ridursi, anche perchè all'esterno si sta formando la tunica albuginea. Testicoli che si sono formati nella regione lombare e non nella loro sede definitiva. Vi rimarranno fino al III mese, dopo di che migrano e saranno alloggiati all'interno dello scroto poco prima della nascita. Ciò è per garantire una temperatura di qualche grado inferiore rispetto a quella corporea che è indispensabile affinchè possa avvenire la normale spermatogenesi. Qualora questo non accada assisteremo al fenomeno delle gonadi nascoste o criptorchidismo. Quindi per le vie genitali maschili abbiamo il salvataggio dei dotti di wolff, e ciò avviene grazie alla produzione di testosterone ad opera delle cell del Leydig. La degenerazione del dotto di Muller perchè le cell del sertoli hanno prodotto il fattore AMH. Dotti efferenti mettono in comunicazione la rete testis, collegata alla gonade, col dotto di wolff che darà

200 origine all'epididimo. Si formano dai tubuli del mesonefro che si trovano subito davanti ai testicoli, mentre quelli che stanno sopra e sotto degenerano dando origine al cosiddetto Paradidimo. Dotto dell'epididimo, dotto deferente, vescichette seminali hanno origine tutte dal dotto di wolff. L'estremità superiore del dotto di wolff degenera dando origine a quella porzione dell'epididimo che è detta appendice dell'epididimo. Prostata, uretra, ghiandole bulbouretrali hanno origine dal seno uro-genitale. Il fattore AMH ha fatto degenerare i dotti di Muller; dei dotti rimarranno dei residui sopra il testicolo formando la cosiddetta appendice del testicolo, e una struttura che è una sorta di uretere prostatico che prende il nome di utricolo prostatico. Linee fondamentali: individui geneticamente femminili corredo cromosomico XX. Individui geneticamente maschili corredo cromosomico XY. La presenza del cromosoma Y determina la presenza del gene SRY responsabile della proteina TDF o proteina dell'sry. Questa proteina agisce sulle cell dei cordoni sessuali midollari facendoli differenziare in cellule del sertoli. Determina la degenerazione dei cordoni sessuali corticali. La presenza di SRY fa differenziare la gonade indifferente in gonade maschile. Ciò significa che l'apparato genitale è programmato per diventare femminile. È solo la presenza del cromosoma Y che fa virare lo sviluppo in senso maschile, ma l'apparato nasce per diventare femminile. Con la presenza di SRY si forma il genitale maschile che è caratterizzato dai cordoni testicolari che rimangono pieni fino alla pubertà. Si mettono in connessione con la rete testis e di conseguenza con le vie esterne. Proteine della SRY responsabile anche della produzione di AMH che determina la degenerazione del dotto di muller. Ma l azione dell AMH non finisce qua perche ha anche il compito di stimolare cellule del mesenchima che si trovano in quest area in cellule del Leydig -X settimana-, responsabili della produzione di testosterone e DHT. Le cell del leydig possono produrre testosterone sotto l'azione dell'lh, ma siccome ancora l'asse ipotalamo-ipofisi-gonade non è perfettamente inserito l'lh viene sostituito dalla Hcg cioè grazie alla gonadotropina corionica in queste prime fasi le cellule del Leydig possono produrre piccoli quantitativi di testosterone e DHT(diidrotestosterone), indispensabili per far differenziare le strutture in senso maschile. Ciò avviene perchè l'hcg ha una struttura simile a quella dell'lh e quindi può sfruttare i suoi recettori. Il testosterone nella vita embrionale è importante per stimolare i dotti di wolff per dare origine a: epididimo, dotti deferenti e vescichette seminali. Il dht da origine a prostata, genitali esterni a partire dal seno urogenitale. Alla puberta il rialzo del livello del testosterone determina la cavitazione dei cordoni seminiferi, la loro maturazione in tubuli seminiferi e di conseguenza l'inizio della spermatogenesi. Differenziamento femminile: le prime tappe sono uguali. Creste genitali, epitelio celomatico, corteccia, ecc.. cosa cambia? Assenza di TDF, non c'è il cromosoma Y e di conseguenza non c'è testosterone. La midollare va incontro a fenomeni di degenerazione spontanea, i cordoni primitivi si frammentano percèh non devono formarsi i cordoni seminiferi. La rete blastema diventa prima rete ovari, ma poi degenera anch'essa. In questi processi di degenerazione sono coinvolti anche le cell germinali primordiali che sono arrivati. Per cui assistiamo ad una loro diminuzione e allo stesso tempo sta avvenendo quella intensa proliferazione, al VII mese, per ottenere il patrimonio di cell germinali per la donna. L'epitelio celomatico della corteccia mantine il suo potere proliferativo, la corteccia prolifera formando i cosiddetti cordoni corticali che vanno ad avvolgere le cell germinali e li proteggono. Però questo avvolgimento di cell corticali, che daranno origine ai follicoli primordiali ovarici, sta avvenendo dopo che è avvenuta l'intensa proliferazione della corteccia. Ricordiamoci che nel sesso maschile le cell del sertoli avvolgono le cell germinali che diventano spermatogoni e arrestano la loro maturazione fino alla pubertà. Qui queste cellule non solo si sono divise ma sono entrate già in meiosi. Solo quando vengono avvolte da queste cellule si arresta la meiosi. Quindi hanno già perso la caratteristica di cellule staminali. Per cui il follicolo ovarico primordiale è costituito da cell che hanno iniziato la prima divisione della profase I meiotica. [le cellule follicolari che dovrebbero inibire anche qui i processi meiotici e mitotici a carico delle cellule germinali, lo fanno in un momento piu tardivo,

201 infatti fino al quinto mese le cellule germinali proliferano attivamente fino a bloccarsi alla prima divisione meiotica ed è qui che entrano in contatto con le cellule follicolari. ]Hanno perso i caratteri di staminalita. Qui abbiamo degenerazione spontanea dei dotti di wolff. I dotti di muller rimangono. Dal seno urogenitale definitivo si forma il vestibolo della vagina. I dotti di muller convergono, fondendosi sulla linea mediana dando origine a tutto l'utero, al collo dell'utero e alla parte superiore della vagina (ultimo tratto). Le parti che rimangono libere, le due estremità, dei dotti di muller danno origine ai due ovidotti alle tube uterine. Nel sesso femminile la degenerazione dei residui dei tubuli mesonefrici sono rappresentati dal cosiddetto epooforon e paraooforon (situate sotto la gonade) che ritroveremo nel cosiddetto mesoovario, inoltre dalla degenerazione dei dotti di Wolff rimangono alcuni residui :2 rigonfiamenti presenti sulla vagina da entrambi i lati che vanno sotto il nome di cisti e dotto del Gartner. Seno urogenitale femminile: vestibolo della vagina. L'utero che si sta formando dall'alto entra in contatto con il seno urogenitale definitivo. La zona di contatto tra utero e seno urogenitale definitivo prolifera dando origine ad un canale, prima solido che poi si cavita, che diventa la vagina. Vagina che da un lato è in contatto col canale cervicale, dall'altro è in contatto con il vestibolo della vagina. Generalmente è chiusa dall'imene. In questo caso, essendo assente il cromosoma Y, tutto prosegue nel senso femminile. Senso femminile: degenerazione delle strutture che abbiamo trattato precedentemente a carico del sesso maschile, formazione della gonade femminile. L'ultima fase del differenziamento sessuale è la pubertà: risveglio delle gonadi, ripresa della gametogenesi, l'ovaio inizia a secernere sia estrogeni che progesterone il testicolo inizia a produrre testosteroneproduzione di cell uovo e spermatozoo. Chiaramente tutto questo porta al manifestarsi dei caratteri sessuali definitivi maschili e femminili, per cui la morfologia corporea cambia. Alla IV sett avvengono i processi di ripiegamento dell'embrione. La cavità amniotica si espande longitudinalmente e lateralmente. Lateralmente scendono i bordi della cavità amniotica lungo i fianchi dell'embrione determinando una cilindrizzazione delle strutture. Conseguenza: i bordi inferiori dell'amnios finiscono per fondersi col sacco vitellino. In particolare la prima struttura a fondersi è l'endoderma: le due pareti dell'endoderma si accollano. Poi di seguito si fonderanno le pareti della splacnopleura embrionale, somatopleura embrionale, ectoderma. L' ultima struttura ad accollarsi è la parete dell'amnios. Tutte le strutture dal lato dx e dal lato sx si sono accollate. Quando si è formata la delaminazione del mesoderma laterale in somatopleura, splacnopleura si è formato il celoma embrionale che inizialmente era comunicante col celoma extraembrionale (all'esterno). Con tutte queste chiusure che si sono formate abbiamo chiuso la comunicazione tra i due celomi e sono diventate due strutture indipendenti. Nel momento in cui si è formata questa struttura indipendente che è data da celoma embrionale, dentro, dall'amnios all'esterno e dal celoma extraembrionale ( ulteriormente fuori) che successivamente veniva riempito dall'amnios che sta crescendo. All'interno di questo celoma si verranno a formare tre cavità: cavità peritoneale (addome), pleurica (dove si formano i polmoni) e pericardica (in cui si forma il cuore). Anche l'endoderma viene coinvolto in questi processi di ripiegamento portando alla formazione dell'intestino primitivo. Poiché nella porzione craniale e caudale l'accollamento è totale di queste strutture, chiaramente la parte del sacco vitellino che rimane intrappolata è attaccata all'endoderma, dà origine all'intestino anteriore. La parte del sacco vitellino che rimane intrappolata con la piega caudale e con i ripiegamenti laterali dà origine all'intestino posteriore. Zona centrale: troviamo un ostacolo. La parte dx e sx pur volendosi accollare trovano al centro il sacco vitellino che viene compresso da questa parete. Risulta quindi stirato. Una parte entra a far parte dell'embrione e dà origine all'intestino medio; una parte resta fuori dando origine al sacco vitellino residuo e quindi alla vescicola ombelicale in seguito. Il tratto compresso tra le pareti dell'amnios da

202 origine al dotto vitellino. Tutto l'intestino sarà compreso tra la porzione iniziale, lo stomodeo- dove si forma la bocca-, e la porzione finale, il proctodeo dove si forma il canale anale e i genitali esterni. Ricordiamoci che col ripiegamento dell'embrione la splacnopleura è stata coinvolta in questi processi di ripiegamento. Assieme alla somatopleura ha dato origine a delle strutture note come sierose. Queste sierose sono delle membrane che vanno ad avvolgere gli organi interni tapezzandoli. In ogni sierosa riconosciamo uno strato parietale derivato dalla somatopleura (strato esterno), e uno strato viscerale derivato dalla splacnopleura. I due lembi della splacnopleura in alcune zone si accollano tra di loro dando origine al mesentere dorsale. Ha il compito di tenere sospesi all'interno della cavità addominale gli organi. Un'ulteriore precisazione: nella cavità addominale, peritoneale, possiamo avere degli organi che sono sostenuti da questo mesentere di derivazione splacnopleurica - organi intraperitoneali- altri organi invece che non sono sospesi ma si trovano all'esterno della somatopleura, che è la parte esterna- detti organi retroperitoneali. Organi secondariamente retroperitoneali: inizialmente sono sospesi da un mesentere, poi ci sono dei movimenti tali che fanno riassorbire il mesentere a livello della parte quindi si accollano alla somatopleura diventando poi in un secondo momento secondariamente retroperitoneali. Apparato digerente. Costituito dalle tre porzioni: stomodeo, dà origine alla bocca intestino primitivo, dà origine alle tre porzioni anteriori medie e posteriori proctodeo, si divide nelle 2 porzioni canale anale e genitali esterni. Epitelio di rivestimento del tratto digerente è di origine endodermica. I muscoli e il connettivo derivano dal mesoderma splacnico. Le vecchie arterie che rimangono semplicemente per vascolarizzare l'intestino: il tratto anteriore è vascolarizzato dall'arteria celiaca; il tratto medio dall'arteria mesenterica superiore; il tratto dell'intestino posteriore dall'arteria mesenterica inferiore. Stomodeo: è una depressione formatosi quando è avvenuta la piega cefalica. Questo è chiuso dalla membrana bucco-faringea che rappresenta la porzione estrema di chiusura dell'intestino primitivo. Quindi l'intestino primitivo è endoderma, la membrana bucco-faringea è ectoderma. Dall'accollamento di queste due strutture durante il ripiegamento al di sotto della membrana si è formato una specie di invaginazione che rappresenta lo stomodeo. Esso risulta chiuso fino alla IV sett dalla membrana bucco-faringea, successivamente si apre diventando bocca. Proctodeo: depressione che si è formata come conseguenza della piega caudale. Termina con la membrana cloacale che rappresenta la chiusura di tutto l'intestino. Questa membrana viene divisa dalla presenza di un setto (urorettale) in membrana urogenitale e membrana anale. Quando si perforano faranno parte integrante del canale anale e dei genitali esterni. Esofago: va dal diverticolo tracheale fino allo stomaco. Inizialmente è corto, poi segue di pari passo l'accrescimento dell'embrione. Verrà suddiviso dal diaframma in due porzioni esofago addominale e toracico sopra. Il tessuto muscolare risulta striato nella parte superiore, e questo muscolo deriva dagli archi branchiali, diventa liscio nel tratto addominale che deriva dal mesoderma splacnico. Il connettivo deriva dal mesodermo splacnico. Stomaco: IV sett. È sostenuto da due mesenteri dati dall'accollamento della splacnopleura: dorsale e ventrale. È a forma di fuso la cui parte dorsale si accresce dando origine alla grande curvatura dello stomaco. Sulla porzione ventrale si accresce meno dando origine alla piccola curvatura dello stomaco. Lo stomaco va incontro a due processi di rotazione: il primo processo di rotazione di 90 attorno all'asse craniocaudale e porta la grande curvatura a sx e la piccola a dx. il secondo processo di rotazione avviene lungo

203 l'asse ventro-dorsale spostando la grande curvatura non solo a sx ma anche rivolta vero il basso e la piccola curvatura verso l'alto e a dx. il mesentere dorsale continua ad accrescersi e prolifera scendendo sugli organi peritoneali, sotto, rivestendoli e dando origine al cosiddetto grande omento. Rotazioni dello stomaco e grande omento suddividono la cavità peritoneale in due zone: piccolo sacco e grande sacco. Piccolo sacco :Zona compresa tra la concavità dello stomaco e il grande omento. Grande sacco: tutto il resto. Duodendo: ultimo tratto dell'intestino anteriore e primo tratto dell'intestino medio. Primo momento è rivestito dalla splacnopleura (è peritoneale), però è vicino alla parete del corpo quindi di conseguenza alle rotazioni dello stomaco entraranno in contatto splacnopleura e somatopleura rendendolo secondariamente intraperitoneale e quindi fisso. Tre ghiandole: -fegato: al ventiduesimo giorno compare una gemma endodermica nota come diverticolo epatico. Questo poi darà origine a 3 strutture: parenchima epatico, che rappresenta lo stroma di supporto e in questo caso è mesodermica, canalicoli biliari e dotto epatico. [Il mesentere ventrale è la lamina che parte dal setto trasversoe collega lo stomaco da un lato e il duodendo dall'altro. Anche se è detto mesentere ha un origine diversa]. Il fegato è un organo emopoietico e già dalla IV sett produce cell staminali che derivano dall'agm (aorta-gonade-mesonefro). -cistifellea: si forma come un diverticolo del duodeno. Compare sul lato ventrale e dà origine al diverticolo cistico da cui si forma da un lato la cistifellea e dall'altro il dotto cistico. Dotto cistico+ dotto epatico (formato nel fegato) si uniscono a formare il COLEDOCO che rappresenta il dotto biliare comune. Il coledoco man mano che si allunga allontana il fegato dal duodeno. -pancreas: ventiseiesimo giorno. Si forma da due gemme che si dipartono dal duodeno: l'abbozzo pancreatico dorsale e l'abbozzo pancreatico ventrale. Ciascuno dei due abbozzi presenta già i dotti escretori visto che il pancreas è una ghiandola mista. La formazione del pancreas è data dal fatto che l'abbozzo pancreatico ventrale gira intorno al duodeno portandosi sull'abbozzo pancreatico dorsale. I due abbozzi si fondono e alla VI settimana danno origine al pancreas definitivo. Sono entrambi di origine endodermica. La maggior parte del pancreas si forma dall'abbozzo pancreatico dorsale (testa corpo e coda), dall'abbozzo pancreatico ventrale si forma solo il processo uncinato della testa. Il dotto dell'abbozzo ventrale diventa il dotto di wirsung o dotto principale. Il dotto dell'abbozzo dorsale diventa il cosiddetto dotto di santorini. Il dotto principale si unisce al coledoco formando l'ampolla duodenale o di vater. Quest'ampolla rappresenta lo sbocco comune nel duodeno del dotto principale e del coledoco (cistifellea+ dotto epatico). Per quanto riguarda le isole del langerhans, che sono la vera e propria porzione endocrina, hanno origine incerta: sembra che venga colonizzato da cellule delle creste neurali o dallo stesso endoderma che si differenzia per dare origine alle cellule del langerhans. Milza: a differenza degli altri organi è di origine mesodermica e non endodermica, perchè si forma a livello del mesogastrio dorsale. Ricordiamoci che essa è inizialmente emopoietica e poi diventa linfoide. Intestino medio: vascolarizzato dall'arteria mesenterica superiore. Va dal duodeno fino ai due terzi del colon trasverso. Comprende tutto l'intestino tenue e la prima parte del crasso. La caratteristica di questo intestino è che il tratto più lungo. Già alla V sett comincia ad allungarsi e dà origine ad un primo ripiegamento, che non ritroviamo in nessun'altra porzione, che è l'ansa intestinale primaria. Continuando ad allungarsi non riesce più a farlo all'interno del corpo per cui fuoriesce dal corpo penetrando all'interno del cordone ombelicale dando origine a quella che, alla VI settimana, viene definita l'ernia fisiologica dell'intestino. Abbiamo una prima rotazione di 90 in senso antiorario. Con questa rotazione noi abbiamo che il futuro intestino tenue si va a localizzare a dx, il futuro colon si localizza a sx. continua l'accrescimento, ma si ripiega su se stesso dando origine alle anse secondarie (VIII sett). A questo punto ripiegandosi su se stesso trova lo spazio a livello addominale, per cui alla X sett finisce per uscire dal cordone ombelicale e rientrare a livello dell'addome. A questo punto va incontro ad un'altra rotazione, stavolta di 180 sempre in senso antiorario.

204 Avremo quindi in giusta posizione tutte le porzioni: il colon ascendente si verrà a trovare a dx, il colon trasverso si verrà a trovare nella zona di mezzo, il colon discendente si verrà a trovare nella zona a sx. ancora un'altra caratteristica che contraddistingue questa porzione è il fatto che queste porzioni erano sostenute dai mesenteri, quindi era una porzione intraperitoneale. Successivamente questi mesenteri vengono riassorbiti, così da rendere fisso questo tratto dell'intestino medio e secondariamente retroperitoneale. Per quanto riguarda gli altri tratti: intestino tenue, colon trasverso, colon sigmoideo mantengono i mesenteri e rimangono mobili all'interno della cavità addominale. L'intestino posteriore contiene l'ultima parte del colon, l'intestino retto e i primi 2/3 del canale anale. Proctodeo: è una fossetta formatasi per proliferazione di tessuto ai bordi della membrana cloacale. L'intestino posteriore è chiuso dalla membrana cloacale, la parte di intestino che è adiacente alla membrana cloacale si slarga dando origine alla cloaca. Questa è attraversata dal setto urorettale che la suddivide in due porzioni: -da un lato il seno urogenitale primitivo, che darà origine a vescica,uretra e seno urogenitale definitivo; -dall'altro il retto: che fa parte dell'ultimo tratto dell'apparato digerente. Al davanti avevamo la membrana cloacale che viene anch'essa separata dal setto urorettale dando origine: al davanti del seno urogenitale alla membrana urogenitale; al davanti del retto la membrana anale. La zona che separa le due porzioni è quella del perineo.

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