1) 2) 3) 4) 5) Tessuti connettivi propriamente detti; Tessuto adiposo; Sangue; Tessuto cartilagineo; Tessuto osseo A cura di Tiziano Baroni
TESSUTO CONNETTIVO Gruppo di tessuti con caratteristiche comuni: Origine embrionale (mesoderma mesenchima) Organizzazione strutturale Funzioni: connessione di altri tessuti, funz. meccanica (sostegno), funz. trofica (nutritizia) funz. difensiva (difesa immunitaria) N.B.: in ogni tipo di tessuto connettivo sono più rappresentate alcune delle funzioni indicate
I tessuti connettivi sono costituiti da: cellule, separate da una notevole quantità di matrice extracellulare (ECM) costituita da: fibre sostanza fondamentale amorfa solo nel tessuto osseo c è anche una componente inorganica (sali di Ca++) tessuto connettivo
Tessuti connettivi PROPRIAMENTE DETTI Popolazione cellulare eterogenea Vari tipi di fibre Sostanza fondamentale amorfa FLUIDI Popolazione cellulare tipica Fibre assenti Sostanza fondamentale acquosa LASSO Poche fibre, molte cellule DENSO Molte fibre, poche cellule SANGUE Contenuto nell apparato circolatorio LINFA Contenuta nel sistema linfatico CARTILAGINEO DI SOSTEGNO Pochi tipi cellulari Fibre e sostanza fondamentale formano matrice compatta Matrice fibrosa gelatinosa OSSEO Matrice fibrosa mineralizzata
Scambi tra tessuto connettivo propriamente detto e tessuto epiteliale
T. connettivo propriamente detto (TCPD) Matrice extracellulare: composta da fibre più o meno organizzate sostanza fondamentale viscosa Cellule: Fisse o residenti Mobili o migranti In numero variabile in relazione alla situazione ambientale Funzioni delle cellule: omeostasi, riparazione, difesa, riserva di energia
1. ECM dei TCPD Le fibre Fibre collagene Fibre reticolari Fibre elastiche Costituite da proteine chiamate collageni Formate da proteine quali elastina e fibrillina Funzione: meccanica
Le fibre del connettivo: fibre collagene e fibre reticolari
Le fibre collagene al m.o. (ematossilina-eosina) le fibre collagene sono eosinofile
Le fibre collagene al m.o. (Azan-Mallory) Clorate con Azan-Mallory le fibre collagene assumono un colore bluastro (blu di anilina)
Fasci di fibre collagene (ondulate e a decorso intrecciato) + rete di fibre reticolari (TEM)
I fasci, a forma di nastro, sono costituiti da un numero variabile di: FIBRE COLLAGENE Diametro: 1-12 µm Flessibili e molto resistenti alla trazione Sono quasi sempre presenti nei connettivi propriamente detti Sono componenti essenziali della cartilagine ialina e fibrosa e del tessuto osseo
Fibrille in sezione longitudinale Fibrille in sezione trasversale Le fibrille si risolvono in microfibrille fibrilla Le fibre (collagene e reticolari) sono costituite da un insieme di fibrille Lo spazio compreso tra fibrilla e fibrilla e tra fibra e fibra è occupato dalla sostanza fondamentale amorfa.
Fibre e fibrille
Grandezza delle fibre collagene Lo spessore di una fibra (compreso tra 1 e 12 mm) può dipendere dal: -numero di fibrille -diametro di ogni fibrilla (compreso tra 20 fino a 300 nm circa) Ogni fibrilla varia poi per: -numero di microfibrille -diametro delle microfibrille I TESSUTI CONNETT Fibra Fibrilla
Fibre, fibrille, microfibrille, tropocollagene
Periodicità della fibrilla di collagene - Sfasamento unità di tropocollagene adiacenti di circa ¼ (67 nm) della lunghezza (280 nm) - Presenza di una zona vuota e di una zona di parziale sovrapposizione Zona vuota (32 nm) Zona di sovrapposizione (35 nm) 1,5nm Unità di tropocollagene (I) 280 nm Periodo di circa 67 nm Lunghezza totale
Fibrilla collagene dopo colorazione negativa Unità di tropocollagene (I) Il metallo di contrasto usato in microscopia elettronica penetra negli spazi vuoti generando una sorta di immagine negativa
Tipo I
Fibrille di collagene sezionate: A-longitudinalmente B-obliquamente C-tra A e B A Prolungamento di fibroblasto B C
Fibre collagene a decorso incrociato (cornea) TEM 25.000 x
Fibroblasti nel tessuto connettivo lasso Colorazione Azan-Mallory
Due fibroblasti circondati da fibre collagene sezionate per lo più trasversalmente Notare i prolungamenti citoplasmatici che impacchettano le fibre
FIBROBLASTO
FIBROBLASTO Sintesi di fibre collagene, reticolari, elastiche, proteoglicani
Fasi della sintesi di collagene
I Fase : - sintesi della molecola immatura (procollagene)
II Fase: -secrezione del procollagene e assemblaggio del tropocollagene Tropocollagene Procollageno peptidasi) (Lisil-ossidasi)
montaggio di fibrille: collagene (a) reticolari (b) a Poi: più fibrille=una fibra Tropocollagene I b Tropocollagene III Unità di proteina tropocollagene
Particolare di fibroblasto che sta montando una fibrilla nascente di collagene in una sua invaginazione superficiale (recesso)
Fibroblasto in fase di montaggio di fibrille di collagene
Elenco dei principali tipi di collagene Organizzazione molecolare Collageni fibrillari Ti po Sintetizzato da... I Fibroblasti, osteoblasti, odontoblasti II Funzione Localizzazione Resistenza alla tensione Connettivi lassi e densi, osso, dentina, cemento Condroblasti Resistenza alla compressione Cartilagine ialina e fibrosa III Fibroblasti, cellule muscolari lisce, epatociti, cellule di Schwann Contenimento di strutture sottoposte a deformazione Tessuto reticolare, vasi, tessuto muscolare liscio V Fibroblasti Co-funzione con collagene I (vedi tipo I) XI Condroblasti Co-funzione con collagene II (vedi tipo II)
Altri tipi di collageni IV Collageni formanti reti Cellule epiteliali Cellule endoteliali Cellule muscolari Cellule di Schwann Supporto per cellule Lamine basali in genere Cellule epiteliali Barriera filtrante di materiale in transito Membrana di Descemet della cornea Fibroblasti Collegamento tra lamina basale ed ECM stromale Derma, lamina propria delle tonache mucose Condroblasti Collegamento laterale di fibrille di tipo II Fibroblasti Collegamento laterale di fibrille di tipo I VIII Collageni di ancoraggio Collageni con tripla elica interrotta associati a fibrille (FACIT) VII IX e XI XII Cartilagine ialina e fibrosa, tendine, legamento
FIBRE RETICOLARI Costituite da collagene tipo III Fibre sottili (diametro 0,5-2 µm) formate da fibrille collagene di 20 40 nm. le fibre reticolari non decorrono parallele ma tendono a formare una struttura a rete che sostiene le cellule circostanti. il collagene III è molto ricco di catene oligosaccaridiche: perciò sono colorabili con sali d argento (fibre argirofile*) e sono PAS positive *argirofilìa: capacità di legare ioni Ag+ ma non di ridurli (occorre un agente riducente) Presenti in quantità in: endonevrio, endomisio tessuto periendoteliale stroma degli organi ghiandolari stroma di sostegno nel midollo osseo e negli organi linfoidi (tranne il timo) tra gli adipociti nei processi iniziali di riparazione delle ferite
Dotto deferente Azan-Mallory Impregnazione argentica
Fibre reticolari in un linfonodo negli organi linfoidi le f. reticolari sono prodotte dalle cellule reticolari
Fibre collagene e reticolari al SEM
LE FIBRE ELASTICHE Azan Mallory Fibre collagene (fasci) Colorazione di Weigert- Van Gieson
ARTERIA ELASTICA: AORTA
AORTA: VASO DI TIPO ELASTICO; COLORAZIONE DI WEIGERT
ARTERIA DI TIPO MUSCOLARE TONACA AVVENTIZIA TONACA MEDIA
Le fibre elastiche Microfibrille e matrice amorfa di elastina
FIBRE ELASTICHE Costituite da fibrillina ed elastina Sotto trazione si allungano, per riprendere poi le dimensioni di partenza Determinano la necessaria deformabilità in molti tessuti connettivi (limitata dalle fibre collagene) Abbondanti nella tonaca elastica delle arterie e nei legamenti Nel t. connettivo sono prodotte dai fibroblasti
L elastina rilassata ha una struttura ad avvolgimento casuale che può riassestarsi diversamente dopo uno stiramento Le molecole di elastina sono legate covalentemente in gruppi che possono stirarsi reversibilmente per poi riavvolgersi. Possono essere disposte in fibre o in foglietti.
Come si formano le fibre elastiche Microfibrille di fibrillina elastina Le microfibrille (diam. 10-12 nm) sono costituite all esterno della cellula. In seguito sono secrete le molecole di tropoelastina che si aggregano nella elastina amorfa (in azzurro). (da R. Ross e P. Bornstein).
Sistema delle fibre elastiche Fibre ossitalaniche: solo fasci di microfibrille di fibrillina (manca l elastina) Fibre elauniniche: l elastina amorfa è poco abbondante e sparsa tra le microfibrille Fibre elastiche: con elastina abbondante tra le microfibrille. I tre tipi di fibre sono presenti: in fasi successive di formazione delle fibre elastiche In sedi particolari (ad es.: le f. ossitalaniche nella pelle, endonervio, periodonto; le f. elauniniche tra derma papillare e reticolare (vedi avanti), vicino agli adenomeri delle ghiandole sudoripare, nell epinervio, nello strato condrogenico del pericondrio (v. avanti)
Parte di fibra elastica 2 elastina 1 microfibrille di fibrillina Fibroblasto: secrezione di elastina 4 elastina 5 microfibrille Prolungamento di un fibroblasto
ANOMALIE DEL TESSUTO CONNETTIVO
Sindrome di Ehlers-Danlos: anomalie nelle fibre collagene del derma e tendini (muscoloossa). Dislocazione delle articolazioni e deformazioni della pelle Iper-elasticità e pieghe della pelle Pseudo-tumori sul gomito
SCORBUTO Dovuto a carenza di vitamina C. Comporta: anomala sintesi di collagene; minore resistenza dei tessuti; incapacità di riparare ferite; perdita dei denti
Sindrome di Marfan: alterazione della fibrillina (fibre elastiche) che porta ad una alterazione di tutti i connettivi in particolare dei vasi arteriosi. Morte a 40 anni per rottura dell aorta se non trattata
Sindrome di Marfan e uomini celebri Abraham Lincoln Charles de Gaulle Osama Bin Laden Le foto di Lincoln mostrano tratti fenotipici tipici della Sindrome di Marfan. Questa patologia comporta, tra le altre cose, allungamento della parte inferiore del corpo, di piedi, mani e gambe e testa caratteristicamente allungata
esposizione alla luce solare L eccessiva esposizione al sole rimodella estesamente le microfibrille di fibrillina (che appaiono troncate). Le fibre elastiche risultano anomale e non funzionanti (cute meno elastica, comparsa delle rughe)
2. ECM dei TCPD La sostanza fondamentale amorfa E una struttura tridimensionale macromolecolare molto viscosa, nella quale sono immerse le cellule e le fibre. Ha una quantità variabile di acqua legata ai componenti macromolecolari. È attraversata dal liquido tessutale o interstiziale, costituito da acqua in cui sono presenti ioni, micromolecole, enzimi, ormoni. Diminuisce con l età.
Sostanza fondamentale amorfa FUNZIONI di connessione (con altri tessuti): permette al connettivo di collegare tra loro i tessuti trofica: attraverso di essa si compiono gli scambi nutritivi e gassosi tra il sangue e le cellule dei tessuti difensiva: la viscosità è un ostacolo alla diffusione di sostanze estranee (batteri) meccanica: collega tra di loro le fibre
Componenti della matrice extracellulare -Glicosamminoglicani (GAG) -Proteoglicani (un insieme di GAG uniti ad un asse proteico) -Aggregati proteoglicani-acido ialuronico (solo nella cartilagine) -Glicoproteine adesive
proteoglicano glycosaminoglycans I glicosamminoglicani, (GAG), sono polimeri di unità disaccaridiche ripetute formate da un amminozucchero acetilato (Nacetilglucosammina o Nacetilgalattosammina) e da uno zucchero come l acido uronico (glucuronico o iduronico) o galattosio. Possono essere presenti uno o più gruppi acidi carbossilici e/o solfati e quindi contenere cariche negative. I GAG essendo molecole polari e addirittura acide, si idratano fortemente (legano moltissime molecole di acqua) fungendo da ammortizzatori (shock absorber) o lubrificanti.
P R O T E O G L I C A N O o Glicosamminoglicano (GAG)
Sintesi e secrezione di: -acido ialuronico (in arancio) avviene sulla superficie cellulare ad opera della ialuronato-sintetasi -proteoglicani (in rosso la proteina che fa da asse, in verde le singole molecole di GAG) -se la cellula, invece di essere un fibroblasto o un osteoblasto, è un condroblasto, questo monta all esterno una super-molecola costituita da tante copie del proteoglicano detto aggrecano tenute insieme da una molecola di acido ialuronico
COOSO4COOSO4- COOSO4Legano H2O, ioni Proteoglicani
VARI TIPI DI PROTEOGLICANI
Sostanza amorfa: i proteoglicani
proteoglicano GAG Resistenza a forze di compressione proteina
Il dominio di una molecola di HA: Paragonare lo spazio occupato dalla macromolecola di acido ialuronico a quello di altre macromolecole di peso molecolare inferiore
Interazione tra collagene (debolmente acidofilo) e proteoglicani (acidi) Fibrilla di collagene
In rosa le fibre collagene e le proteine adesive In blu i proteoglicani Colorazione Alcian blu PAS
Glicoproteine della ECM
La fibronectina una delle proteine adesive può legare le integrine ma anche PG e collagene. Si crea una rete di molecole collegate fra loro in grado di regolare la adesione delle cellule alle componenti della ECM ed anche i movimenti migratori cellulari.
Macromolecole secrete dal fibroblasto Tipo di molecola secreta Strutture derivate Tropocollagene I Tropocollagene V Fibre collagene Tropocollagene XII Tropocollagene VII Fibrille di ancoraggio Tropocollagene III Fibre reticolari Tropoelastina Fibre elastiche Fibrillina Fibronectina Proteoglicani: Decorina Versicano Sostanza fondamentale
RIASSUMENDO Le famiglie di macromolecole che compongono la ECM sono COLLAGENI ELASTINA E FIBRILLINA PROTEOGLICANI E GAG GLICOPROTEINE STRUTTURALI DI ADESIONE
Funzioni : Componenti: - connessione di altri tessuti - fibre - sostanza fondamentale - funz. meccanica (di sostegno) - fibre - sostanza fondamentale - funz. trofica -sostanza fondamentale -funz. difensiva attiva passiva -cellule di difesa -sostanza fondamentale -fibre