Appunti su tessuti connettivi, parte 2 - Istologia ed embriologia generale a.a. 2012/2013 PDF

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Istologia connettivi 2 Marotta In tutti i connettivi propriamente detti ma anche in tutti i connettivi di sostegno come la cartilagine e l’osso, ci sono prevalentemente nella sostanza amorfa tipi di molecole che sono i proteoglicani. Premesso che una glicoproteina è caratterizzata dall’avere uno stelo proteico al quale sono covalentemente legate catene oligosaccaridi che composte da zuccheri, i monosaccaridi che formano catene ramificate, i proteoglicani hanno invece uno scheletro , un core proteico che di solito ha un peso molecolare molto elevato, un centinaio migliaio di dalton , a questo sono legate covalentemente catene polisaccaridi che, intendendo per queste ultime catene che contengono 10.000, 30.000, 40.000 monosaccaridi. Questi monosaccaridi sono associati in catene lineari,quindi il proteoglicano è formato da un ammasso proteico da cui sporgono catene laterali di glicosamminoglicani o GAG.Si tratta di lunghe catene polisaccaridi che e la sequenza dei monosaccaridi all’interno dei GAG è una sequenza ripetitiva e normalmente esistono due zuccheri ,una specie di disaccaride di base che si ripete per tutta la lunghezza della molecola. In particolare questi due zuccheri nei Gag che fanno parte del proteoglicano sono caratterizzati dal fatto che uno dei due zuccheri è un acido uronico , cioè uno zucchero in cui un gruppo è stato modificato ed è diventato carbossilico , quindi questo presenta un gruppo dissociato carbossilico ,mentre lo zucchero successivo è sostituito con un gruppo solfato che normalmente presenta una carica negativa netta. Quindi la caratteristica dei polisaccaridi nei GAG è che ogni zucchero è carico negativamente e quindi i GAG sono polianioni e in particolare quelli che fanno parte della struttura dei proteoglicani sono polianioni solfati quindi nell’acronimo GAGs s sta per indicare che sono GAG solfati. I GAG solfati che di solito fanno parte della struttura dei proteoglicani sono i coindroitinsolfati, cosiddetti coindroitin perché si trovano prevalentemente e la prima volta furono riscontrati abbondanti nella matrice extracellulare della cartilagine, il dermatan solfato ha il suo nome dal fatto che essi furono isolati per la prima volta nel derma, i cheratan solfati sono stati trovati all’interno di tessuti che hanno particolare lunghezza?? Come nel connettivo del bulbo oculare, ecc. tra i proteoglicani ci sono anche l’eparina , che fa parte dei componentei dei granuli dei mastociti le cui componenti dei granuli sono molto simili a quelli di una famiglia di globuli bianchi ossia i granulociti basofili. Oltre ai GAG solfati che fanno parte della struttura covalente del proteoglicano è presente anche un GAG non solfato che è l’acido ialuronico , che si trova sia a livello di componenti proteiche con cui può stabilire legami covalenti ma può formare legami di tipo debole anche con altre molecole. Esso non presenta la sostituzione con il gruppo solfato per cui non presenta l’amminozucchero solfato ma è sempre acido per la presenza di un gruppo carbossilico. E’ una molecola molto grande ,può superare 10 milioni di Da. Le

molecole hanno gruppi idrofili, anche il gruppo carbossilico è carico,è una molecola fortemente idratata che può occupare nello spazio extracellulare molto ampi. Le molecole dell’acido occupano questo spazio quando sono idratate ma se viene effettuata la disidratazione e in microscopia si deve fare , la molecola collassa ed essa non è più visibile al MET né all’ottico anche se dovrebbe esserlo per le dimensioni.Mentre i proteoglicani sono sintetizzati seguendo il normale percorso , con la componente proteica sintetizzata sul RER, nel golgi iniziano le glicosilazioni e in esso ci sono anche le solfatazione e poi attraverso esocitosi vengono riversati alla matrice extracellulare, per quanto riguarda l’acido ialuronico la sintesi avviene direttamente sulla membrana delle cellule del connettivo sulle quali è presente l’acido ialuronico sintetasi che penetra direttamente nella matrice in cui decorrono specifici substrati, fa la sintesi e produce acido ialuronico all’esterno. Come il collagene e l’elastina hanno un turnover, anche i proteoglicani hanno un turnover quindi è chiare che vicino ai fibroblasti c’è una grande abbondanza di proteoglicani freschi che andranno poi incontro alla degradazione e nella cartilagine ci sono specifiche caratteristiche tintoriali dovute proprio a processi di turnover. La classificazione dei proteoglicani è estremamente complessa , essi possono essere distinti in proteoglicani non aggreganti e aggreganti: i primi sono quelli che non interagiscono con l’acido ialuronico, mentre gli aggregati sono in grado di poter interagire con una catena di acido ialuronico attraverso legami deboli. Un esempio di proteoglicano aggregante è presente nalla matrice extracellulare della cartilagine ed è detto aggrecano, ha un grande asse proteico , un 100naio di catene laterali di Gag solfati che sono prevalentemente conidroitin solfati ma ci sono anche catene di cheratan solfato, una regione del proteoglicano è in grado di stabilire molti legami deboli con la molecola di acido ialuronico per cui un aggrecano si lega all’acido ialuronico, il legame è stabilizzato da altre proteine dette ligue proteins, notate bene che poiché la molecola di acido ialuronico è molto grande su di essa possono andarsi a legare centinaia di singoli aggrecani per cui si vengono a formare aggrecani sopramolecolari che hanno un peso molecolare di centinaia di milioni di Da che possono occupare volumi enormi all’interno della matrice extracellulare della cartilagine in questo caso.Il singolo aggrecano cartilagine si vede piuttosto collassato perché il trattamento non permette di vedere i singoli GAGs srotolati perché c’è disidratazione. Le funzioni biomeccaniche dei proteogliacni all’interno della ECM dipendono dalle caratteristiche dei legami , ci sono GAG solfati, quindi se c’è una successione di cariche negative almeno quando i GAG sono idratati e sono disponibili tutte le cariche negative essi non possono avere una conformazione globulare ma distesa. Se in un proteoglicano come l’aggrecano cartilagineo non c’è una sola catena laterale ma un centinaio evidentemente esse sono distese ma anche distanziate non solo perché

legano acqua ma anche perché c’è repulsione tra cariche identiche , per cui esercitando una compressione su una molecola di questo genere è chiaro che le catene si possono avvicinare fino a quando non scatta una repulsione elettrostatica il che vuol dire che i proteoglicani quando hanno funzione biomeccanica essi hanno il compito di resistere alla compressione mentre il collagene resiste ai carichi in trazione. La resistenza ai carichi di compressione deriva anche dal fatto che queste molecole sono idratate. I proteoglicani hanno anche ruoli biologici, in quanto ci sono alcuni di essi che si trovano nella membrana plasmatica , quindi sono proteoglicani di membrana e questi proteoglicani hanno catene laterali di eparan solfato che contribuisce alla formazione del glicocalice di queste cellule insieme con le glicoproteine e i polisaccaridi. L’interesse per molecole come il sindecano che è un esempio di proteoglicano di membrana è che verso il versante extracellulare questa moleola può interagire con altri componenti dell’ineterstizio extracellulari, la componente citoplasmatica è invece associata al citoscheletro e a moleocole che regolano l’interazione con esso. Modificazioni a uno dei due lati si trasmettono a quello opposto. Anche i proteoglicani come l’eparina, e anche quelli all’eparan solfato al cheratan solfato ecc tutti i proteoglicani sono caratterizzati dalla caratteristica tintoriale della metacromasia cioè quando sono colorati e i coloranti si legano al polianione essi cambiano il loro spettro di assorbimento e i proteoglicano non si colorano in maniera ortodossa ma in un altro colore.I proteoglicani sono anche basofili ma non sono Pas positivi, le glicoproteine lo sono. Glicoproteine Un esempio di glicoproteine che si trovano nella matrice è la famiglia della fibronettina, essa è la glicoproteina che si trova tipicamente nella matrice del connettivo. Essa è una molecola di elica, con due parti sostanzialmente uguali, e ha un’organizzazione a domini per cui ogni dominio ha compiti funzionali particolari, per cui la fibronettina ha per esempio un dominio in grado di legare l’eparina e l’eparan solfato, che magari possono stare anche su una membrana di una cellula connettivale, c’è un dominio che può interagire con il collagene , uno che ha la capacità di interagire con proteine della membrana della cellule, le integrine. Quindi la fibronettina svolge la funzione di un collante che può tenere insieme non solo le componenti della matrice all’interno di essa ma anche le superfici cellulari ai coponenti della matrice. Il sito di legame alla membrana è un sito che riconosce delle proteine con una particolare sequenza amminoacidica detta RGD. Le proteine di membrana che riconoscono la sequenza RGD sono le integrine che sono proteine implicate nell’adesione cellula matrice.L’adesione cellula cellula è mediata dalle caderine, Le integrine di membrana sono presenti alla superficie di tutte le cellule che

interagiscono con la matrice extracellulare, per cui sul versante basale delle cellule di un epitelio , ma sono presenti anche sulle cellule dei connettivi, della cartilagine e dell’osso. Quando nello spazio extracellulare le integrine legano il loro substrato come la laminina nel caso della lamina basale o la fibronettina nel caso della matrice connettivale esse si attivano e la componente citoplasmatica modula la polimerizzazione e la dinamica dei componenti del citoscheletro actinico, per cui oltre a un ruolo di adesione le integrine di membrana hanno anche un ruolo anche nel riassetto compessivo della cellula durante il movimento. Le cellule possono modulare il legame con la matrce,se consideriamo la membrana di una cellula che attraverso le integrine è collegata alla fibronettina della matrice che ha la sequenza RGD , la stessa cellula può truccare l’integrina in maniera da consentire il distacco al substrato. Ciò può avvenire grazie alla presenza nella membrana delle stesse cellule di molecole dette disintegrine , in alcune condizioni quando le cellule devono muoversi e cambiare posizione , la parte extracellulare delle disintegrine viene privata e una regione del dominio extracellulare delle disintegrino compete con l’integrine il che rende a questo punto impossibile il legame con le molecole che presentavano le sequenze RGD come la laminina nel caso dell’adesione con la lamina basale o la fibronettina nel caso dell’adesione con l’ECM del connettivo. Grazie ciò le cellule riescono a muoversi e durante il corso del movimento si devono ripetere cicli di adesione e di de adesione , il che vuol dire a livello molecolare che le disintegrino hanno un ruolo importante nel staccare il tessuto dalla matrice consentendo l’ulteriore movimento. Varietà dei tessuti connettivi Tessuto connettivo mucoso Le differenze dei connettivi dipendono dal ruolo che hanno negli organi e dal prevalere o meno di un tipo cellulare e di componenti extracellulari. Il tessutto mesenchimale nell’adulto non c’è ma abbiamo un tessuto detto connettivo embrionale o meglio mucoso, esso è caratterizzato dal fatto di non presentare fibre macroscopicamente evidenti ma soltanto componenti fibrillari, è molto ricco di sostanza amorfa e presenta cellule poco orientate. E’ vascolarizzato e innervato e si trova nella polpa del dente perché all’interno della polpa del dente c’è un tessuto che è protetto dal rafe mineralizzato dalla dentina, lo smalto e il cemento. Tessuto connettivo lasso All’interno di esso troviamo un po’ tutte le componenti del tessuto connettivo, un esempio di esso è quello dei mesenteri, m si trova anche all’interno di organi, è molto vascolarizzato da vasi sanguigni e linfatici all’interno del quale decorrono nervi, non

è specializzato in compiti complessi ma permette fenomeni come quello di difussione di metaboliti, mantiene le componenti a contatto tra di loro e anche la difesa dell’organismo è una sua prerogativa. Tessuto connettivo compatto o denso In esso prevale la componente colla genica, quindi c’è poca elastina, poca sostanza amorfa e tra la popolazione cellulare sono i fibroblasti. Questo può essere di due generi: densi irregolari, perché non c’è una direzione prevalente delle fibre di collagene , oppure regolare perché tutte le fibre di collagene sono orientate nella stessa direzione , esempi sono i tendini o i legamenti sulle quali le forze meccaniche sono esercitati lungo una direzione univoca. Ovviamente il tendine avrà un aspetto diverso se lo osserviamo in sezione longitudinale rispetto ad una trasversale, assumendo che ogni fibra di collagene è più o meno cilindrica o poligonale trasversalmente ci sono puntini neri rappresentate dai nuclei dei fibroblasti e il resto l’eosinofilia è dovuta alle fibre di collagene , di matrice ce n’è poca con i teneociti che sono i fobroblasti specializzati del tendine. Tessuto connettivo reticolare Se andiamo in un organo come fegato, milza, o stomaco o nella porzione periferica di una ghiandola, lo stroma ghiandolare e degli organi è formato da connettivo reticolare perché le fibre reticolari della capsula sono prevalenti rispetto a quelle di collagene. Le cellule prevalenti sono le cellule reticolari che aderiscono alle fibre reticolari e lo stroma reticolare per essere messo in evidenza bisogna usare l’impregnazione argentica o al limite la Pas reazione anche se può confondere le idee perché le cellule epiteliali possono essere Pas positive, la cosa più corretta è la prima. Tessuto connettivo elastico C’è abbondanza di fibre elastiche. Tessuto adiposo Esso è molto complesso dal punto di vista istologico e medico. Cellule di derivazione mesenchimale , il che vuol dire che nel mesenchima c’è una cellula staminale che è multi potente, la cellula staminale mesenchimale ancora non è determinata a dare origine a un particolare istotipo e così come dalla cella staminale embrionale derivano i fibroblasti, alla stessa maniera possono deivare i precondrociti, o i preosteblasti detti anche progenitori osteblastici. Quando noi diciamo progenitore vuol dire che questa cellula ha fatto una scelta ma non è differenziata, quindi il progenitore degli osteoblasti non può diventare quello degli condroblasti , può

proliferare e poi differenziari. La stessa cosa per dalle cellula muscolare e per gli adipociti ossia quelli che dalla cellula mesenchimale staminale hanno i progenitori degli adipociti i quali poi proliferano e danno vita agli adipociti maturi tramite differenziamento. Ci sono problemi relativi alla regolazione: il differenziamento e la proliferazione è regolata dal gene Sox 9 il quale è attivato esclusivamente nella linea cartilaginea, mentre lux 2 è quello che viene attivato nella regolazione e nel differenziamento della linea osteoblastica. Quindi quando parliamo di restrizione delle potenzialitò per cui la cellula staminale dà vita ad un progenitore rispetto a un altro vuol dire che nel progenitore vengono attivati specifici set genici che sono diversi rispetto a quelli di un’altra linea differenziativa e ciò può avvenire anche grazie a segnali esterni come fattori di crescita, della linea Bmp( fattori morfogenetici dell’osso), fattori presenti nello spezio extracellulare in quel luogo e momento possono indirizzare una cellula staminale al un differenziamento diverso rispetto a quello che potrebbe assumere in un altro luogo e momento e in presenza di altri fattori.la situazione è particolarmente complicata nel tessuto adiposo laddove è vero che c’è la cellula mesenchimatica che origina i preadipociti o progenitori adipocitici ma noi abbiamo due varietà di tessuto adiposo: quello dell’adulto che viene detto uni vacuolare perché all’interno gli adipociti maturi hanno un’unica gocciola lipidica, e il tessuto adiposo multi vacuolare, che non si trova nell’adulto ma nel feto ed è formato da adipociti che contengono non una solo gocciola lipidica ma molte. Dal loro aspetto macroscopico il tessuto adiposo multi vacuolare prende anche il nome di bruno perché è molto vascolarizzato e ricco di mitocondri per cui il gruppo eme dell’emoglobina e dei citocromi lo rendono rosso bunastro.(BAT nell’acronimo inglese pipistrello). Quello uni vacuolare essendo meno vascolarizzato e meno ricco di mitocondri è più evidente la componente lipidica della gocciola per cui viene detto bianco anche se il colore vero del grasso è arancione in dipendenza da ciò che si assume dalla dieta. Questi due tipi di tessuti hanno un ‘origine diversa che è diversa anche come tappe cronologiche perché il tessuto bruno si forma nel feto e nell’embrione, inizia alla 16esima settimana e continua fino alla nascita rappresentando l’adipe del corpo. Dopo la nascita dei preadipociti continuano a proliferare e a differenziare dando origine al tessuto bianco, quindi ha la caratteristica che anche se la sua formazione può cominciare all’8-9 mese di gravidanza comunque la sua formazione continua con la nascita e dopo di essa la proliferazione degli adipociti precusori dà vita a cellula a vita lunga. L’adipocita bianco è di grandi dimensione, può avere diametro anche di 150-200 micron, ha un’unica grande goccia centrale che schiaccia il citoplasma alla periferia , con gli organelli non molto sviluppato. Al ME la gocciola lipidica ha una elettrondensità diversa a seconda della fissazione perché se il fissativo primario è l’osmio allora è elettrondensa se è la

glutaraldeide ha una media elettrondensità. All’ottico l’inclusione in paraffina, il che vuol dire che siamo passati attraverso solventi dei lipidi, quando troviamo molti adipociti uni vacuolari i lipidi sono stati estratti per cui apprezziamo l’alone citoplasmatico e la regione dei nuclei. Ovviamente la forma non è più rotonda ma poligonale e ha un caratteristico aspetto a forma di salmone. Gli adipociti multiloculari sono più piccoli, hanno forma poligonale e si uniscono tra loro a formare strutture molto compatte e nel loro citoplasma ci sono tante gocciole lipidiche e tanti mitocondri che sono correlati alla funzione del grasso bruno che è quello di bruciare i grassi per produrre energia termica, mentre il grasso bianco deve accumulare grassi. La loro morfologia: il tessuto bruno è un tessuto compatto cone cellule strettamente unita che hanno un citoplasma molto vacuolizzato e ci possono essere difficoltà nel distinguerlo da strutture ghiandolari. Entrambi i tessuti sono formati non solo da adipociti ma anche dal fatto che ogni adipocita è rivestito da una lamina basale e attraverso di essa interagisce con uno stroma reticolare.Per cui ciasscuno adipocita ha una propria lamina basale grazie alla quale viene a contatto con la trama reticolare ìche contiene qualche fibroblasto , cellula mesenchimale e soprattutto molti capillari e nervose simpatiche per la nutrizione e la regolazione da parte del simpatico. Organo adiposo bianco e bruno....