AA Insegnamento di Istologia ed Embriologia umana (8 crediti formativi o CFU)

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1 AA Insegnamento di Istologia ed Embriologia umana (8 crediti formativi o CFU)

2 Istologia ed Embriologia umana Docenti dell Insegnamento: Prof. Tiziano Baroni, per i moduli: Istologia umana-mod. 1 (4 CFU) Embriologia Umana (3CFU) Dott.ssa Lorella Marinucci, per il modulo: Istologia umana-mod. 2 (1 CFU)

3 offerta formativa unipg: Istologia ed Embriologia umana laurea/offerta-formativa ?controller=corso&anno=2015&layout=i nsegnamento&insegnamento=2465

4 Prerequisiti Al fine di comprendere gli argomenti trattati nell'insegnamento di Istologia ed Embriologia umana, è importante ed utile che lo studente possegga le conoscenze scientifiche di base normalmente acquisite nei corsi di scuola secondaria di secondo grado relativamente ad argomenti di Biologia cellulare (struttura della cellula eucariotica, nucleo cellulare, organuli citoplasmatici, trascrizione e traduzione, divisione cellulare) e di Chimica (concetti di acido e di base, di ione, di molecola e di macromolecola).

5 Modalità di valutazione: La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova in itinere ed un esame finale. La prova in itinere è non idoneativa ed è una prova scritta avente lo scopo di verificare il livello di comprensione che lo studente ha acquisito relativamente ai contenuti teorici dell'insegnamento, consentendo altresì di ottenere una valutazione della efficacia dell'impegno didattico compiuto dai docenti durante il corso. Tale prova verrà svolta alla fine del corso di studio e consiste in almeno 30 domande a stimolo chiuso ciascuna con 5 possibili risposte di cui una sola corretta e della durata complessiva di circa 30 minuti. L'esame finale consiste in una prova pratica ed in una successiva prova orale. La prova pratica prevede il riconoscimento di tre preparati istologici per la microscopia ottica da svolgersi in circa 10 minuti ed è volta a verificare la capacità di applicare le conoscenze teoriche e le abilità acquisite dallo studente durante le esercitazioni di laboratorio nel riconoscimento dei preparati attraverso l uso dello strumento microscopio ottico. La prova pratica sarà valutata con un giudizio di idoneo/non idoneo per poter proseguire contestualmente con la successiva prova orale. Questa consta di almeno tre domande aperte a risposta aperta riguardanti l'intero programma di studio di Istologia ed Embriologia umana. La prova orale prevede una durata di circa 20 minuti ed è volta ad accertare il livello di conoscenza e le capacità di comprensione acquisite dallo studente relativamente ai contenuti teorici del programma di Istologia ed Embriologia umana. Tale prova orale consente di verificare altresì le capacità di espressione e di organizzazione di un discorso coerente da parte dello studente riguardo agli argomenti del programma di studio. Nel suo insieme, l esame permette di verificare le capacità di applicare le competenze e le conoscenze acquisite, di verificare il livello di comprensione dei contenuti, le capacità espositive e di utilizzo di un linguaggio tecnico appropriato nonché le capacità di saper effettuare i vari collegamenti tra gli argomenti trattati.

6 Istologia ed Embriologia umana Modalità esame: -Prova pratica di riconoscimento preparati istologici (vetrini) -Prova orale di Istologia e di Embriologia

7 Corso di Istologia ed Embriologia umana Il corso si articolerà in 8 CFU (=72 ore di lezione frontale ) + attività didattiche integrative (esercitazioni in cui si effettuerà il riconoscimento di preparati istologici al M.O.) Docente: Prof. Tiziano Baroni (tiziano.baroni@unipg.it) Tel.: Orario ricevimento: su appuntamento nei giorni di lezione

8 CORSO DI ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA UMANA (A.A ) OBIETTIVI GENERALI al termine del corso di Istologia ed Embriologia lo studente deve dimostrare di aver : A) compreso le caratteristiche morfologiche ed ultrastrutturali essenziali dei tessuti umani normali rapportandole alle funzioni che i tessuti svolgono nell organismo. B) compreso i meccanismi attraverso i quali, nel corso dello sviluppo, si attua l organizzazione strutturale del corpo umano, anche per comprendere i meccanismi di insorgenza delle malformazioni e delle malattie degli annessi embrionali e fetali. C) acquisito le conoscenze essenziali per riconoscere al microscopio ottico i diversi tessuti in preparati istologici.

9 CORSO DI ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA UMANA (A.A ) Programma in sintesi (per il programma completo vedere sito unipg oppure sito citistembrio (vedi avanti) Istologia: Metodi istologici per lo studio di cellule e tessuti. Ultrastruttura delle principali popolazioni cellulari differenziate. Concetto di cellula staminale. Differenziamento cellulare. Popolazioni cellulari totipotenti, pluripotenti, unipotenti. Tessuti epiteliali di rivestimento. Tessuti ghiandolari esocrini. Tessuti ghiandolari endocrini. Tessuto connettivo propriamente detto. Matrice extracellulare. Tessuti di sostegno: t. cartilagineo, t. osseo e processi di ossificazione. Sangue. Tessuti muscolari: striato scheletrico, striato cardiaco, liscio. Tessuto nervoso, glia, sinapsi interneuronica, fibra nervosa e nervo. Embriologia: Spermatogenesi. Ovogenesi. Ciclo ovarico, ciclo uterino. Fecondazione. Zigote. Impianto della blastocisti. Prime 4 settimane di sviluppo. Annessi embrionali. Organogenesi: sviluppo dell'apparato branchiale, del sistema respiratorio e dell'apparato digerente. Sviluppo dell'apparato scheletrico e muscolare, dell'apparato urogenitale, delle cavità del corpo e dell'apparato cardiovascolare. Cenni sullo sviluppo del sistema nervoso centrale e periferico. ESERCITAZIONI A corredo del corso, vengono svolte esercitazioni pratiche per n 7 ore/studente Esercitatore: Dott.ssa Lorella Marinucci. Obiettivi specifici pratici: Autonomia nell uso del microscopio ottico (M.O.). Capacità di riconoscere criticamente i vari tessuti in preparati istologici osservati al M.O.

10 Testi consigliati:

11 Verifiche: -prova in itinere a dicembre 2015; -esame da gennaio 2016: riconoscimento di un preparato istologico; prova orale

12 Sito WEB del ns. corso:

13 Ambiti di competenza di citologia-istologia istologia-anatomiaanatomia Organismo Apparato Organo Anatomia Tessuto Istologia Cellula Molecola Atomo Citologia Chimica-Biochimica

14 Definizioni Istologia Studio della morfologia dei tessuti, ovvero dell associazione fra cellule

15 CENNI DI CITOLOGIA

16 La cellula E l unità fondamentale degli organismi viventi. E essenzialmente costituita da macromolecole

17 Le macromolecole biologiche Una macromolecola è una molecola di dimensioni molto grandi e di peso molecolare molto elevato Le macromolecole biologiche più importanti sono: -le proteine (polimeri di amminoacidi) -i polisaccaridi (sono glucìdi complessi, come il glicogeno, i glicosamminoglicani, ecc.); - gli acidi nucleici=polimeri di nucleotidi (vale a dire il DNA e gli RNA ); -i lipidi semplici (es.: trigliceridi) e complessi (es.: fosfolipidi).

18 LA CELLULA EUCARIOTICA

19 LA CELLULA EUCARIOTICA Ogni cellula è formata: Da un nucleo, che contiene i cromosomi; Da un citoplasma, che contiene i cosiddetti organelli della cellula (mitocondri, reticolo endoplasmatico, lisosomi, ecc.)

20 Nucleolo ISTOLOGIA UNIPG LA CELLULA EUCARIOTICA

21 Quali sono gli strumenti a disposizione dell Istologia per lo studio della cellula e dei tessuti?

22 Questione di dimensioni 1 mm scala logaritmica di misure lineari; Occhio umano Microscopio ottico 100 µm 10 µm 1 µm 0,25 µm 100 nm 10 nm 1 nm 0,1 nm cell. epiteliali globuli rossi batteri virus proteine amminoacidi atomi

23 lampada e condensatore Anatomia del microscopio ottico o luce regolazione fuoco revolver obiettivi tavolo e vetrino ISTOLOGIA UNIPG oculare stativo

24 MICROSCOPIO OTTICO Il MO determina: un aumento del potere di risoluzione il potere risolutivo di uno strumento determina la distanza minima alla quale due punti vicini possono essere distinti Per l occhio umano R = 0,1 mm un ingrandimento dell immagine

25 è più importante: l ingrandimento o il potere di risoluzione?

26 ISTOLOGIA UNIPG

27 Questo è quello che succede quando si ingrandisce indefinitamente un immagine. PERDITA DELLA risoluzione di un immagine

28 il potere risolutivo di uno strumento (e non l ingrandimento) determina il massimo livello di dettaglio che si può ottenere nell immagine

29 è sufficiente il microscopio ottico a saziare ogni curiosità sulle strutture viventi? ISTOLOGIA UNIPG oqui? cosa ci sarà qui? oqui?

30 B per fortuna esiste... filamento (catodo) anodo condensatore preparato obiettivo il microscopio elettronico a trasmissione proiettore schermo fluorescente (TEM)

31 Questione di dimensioni 1 mm Occhio umano Microscopio ottico pot. risol nm Microscopio elettronico a scansione (o SEM) TEM (potere risolutivo 0,1-0,2 nm) 100 µm 10 µm 1 µm 100 nm 10 nm 1 nm 0,1 nm cell. epiteliali globuli rossi batteri mitocondri virus proteine aminoacidi atomi

32 MICROSCOPIO ELETTRONICO Gli elettroni sono emessi da un filamento al tungsteno per effetto termoionico (calore) ed accelerati da un campo elettrico Il fascio di elettroni si propaga nel vuoto e viene focalizzato sul campione tramite una lente (bobine magnetiche) filamento (catodo) anodo condensatore La traiettoria degli elettroni subisce delle modifiche quando incontra il campione l immagine dipende dalle differenze nella dispersione degli elettroni nelle diverse parti del preparato L immagine è raccolta su uno schermo fluorescente BIANCO E NERO B preparato obiettivo proiettore schermo fluorescente

33 Microscopio ottico ed elettronico a confronto ISTOLOGIA UNIPG

34 POTERE RISOLUTIVO Potere risolutivo = 0,61 λ NA* In microscopia elettronica il potere risolutivo può essere enormemente aumentato perché è utilizzato un raggio di elettroni al quale può essere associata una lunghezza d onda molto piccola (λ)=0,005 Per il microscopio elettronico λ = 0,005 nm R = 0,002 nm (teorico) il reale limite di risoluzione è 0,1-0,2 nm *NA=apertura numerica ed NA=nsenα, con n=indice di rifrazione del mezzo e senα il seno del semiangolo di apertura

35 Luce visibile= nm Risoluzione Potere risolutivo = 0,61 λ NA Per il microscopio ottico λ = 500 nm R = 0,2 µm = 200 nm Per il microscopio elettronico λ = 0,005 nm R = 0,002 nm (teorico) il reale limite di risoluzione è 0,1-0,2 nm

36 La membrana cellulare

37 La membrana cellulare* interno esterno ISTOLOGIA UNIPG code idrofobiche di acidi grassi Testa idrofilica Membrana cellulare come mosaico fluido : le proteine di membrana galleggiano o sono immerse in un doppio strato di lipidi polari (soprattutto fosfolipidi), disposti con le code idrofobiche vicine tra loro e le teste idrofiliche verso le opposte superfici della membrana. Lo strato esterno è l'unico a contenere glicolipidi. *membrana plasmatica o plasmalemma

38 ISTOLOGIA UNIPG La membrana cellulare al TEM (struttura trilaminare) eritrocito 7,5 nm plasmalemma Eritrocito al MO. Sezione al microscopio elettronico a trasmissione (TEM). Il plasmalemma appare come una lamina a tre strati di 7,5 nm, con due linee elettrondense separate da uno strato elettron-trasparente (come un binario ferroviario. Questa lamina corrisponde alla sola porzione lipoproteica della membrana (per la descrizione del glicocalice, vedi avanti).

39 Come interpretare questa sezione al TEM? Trattasi di due membrane vicine osservate ad elevato ingrandimento Citoplasma I ISTOLOGIA UNIPG uno spazio chiaro tra i due binari lo spazio intercellulare è di circa 20 nm. Citoplasma II due binari paralleli Si noti in ogni plasmalemma la struttura tristratificata;

40 e a minor ingrandimento?

41 sembra un solo binario; sembra la struttura a tre strati finora descritta: quindi, sembra una sola membrana. Ma, attenzione all ingrandimento perché... ISTOLOGIA...le due linee scure UNIPGcorrispondono alle due membrane adiacenti. Lo spazio chiaro è spazio intercellulare Due parti di cardiomiociti in sez. trasversale

42 Plasmalemmi di due cellule contigue (basso ingrandimento) A maggior ingrandimento, ogni plasmalemma mostra la struttura tristratificata che conosciamo ISTOLOGIA UNIPG microfilamenti