SINTESI BIOLOGIA - ISTOLOGIA, Sintesi del corso di Biologia

Scarica SINTESI BIOLOGIA - ISTOLOGIA e più Sintesi del corso in PDF di Biologia solo su Docsity! MODULO 1 LA MATERIA VIVENTE PROPRIETÀ: * Metabolismo * Accrescimento * Moltiplicazione * Irritabilità Cellula: è la più piccola parte di protoplasma capace di un'esistenza indipendente. È l’unità morfologica, funzionale e fisiologica di tutti gli organismi viventi. COMPONENTI INORGANICI > Elementi primari(97-98%): eC eH e0 eN eS ep > Cationi: eK+ eNa+ eCa2+ eMg2+ > Anioni: *Cl- *HCO3 - *PO4 3- +504 3- >» Oligoelementi: *Mn eFe eCo eCu eMo el eBr eV «Al eSe COMPONENTI ORGANICI *Carboidrati eLipidi eProteine «Acidi nucleici Il 75-85% del protoplasma è costituito da acqua. GLICIDI O CARBOIDRATI * Costituiscono più della metà dell'apporto energetico totale * Costituiti da: CARBONIO, IDROGENO, OSSIGENO ® Si dividono in: — Monosaccaridi — Disaccaridi ed oligosaccaridi — Polisaccaridi MONOSACCARIDI eTriosi: gliceraldeide ePentosi: ribosio *Esosi: glucosio L’apporto giornaliero di carboidrati varia tra i 250 e gli 800 g nella dieta dei paesi occidentali. Il glucosio è il nutriente fondamentale. Esosi e pentosi: ruolo fondamentale nei processi nutritivi cellulari. Glucosio e fruttosio presenti in forma libera in alcuni frutti e vegetali. OLIGOSACCARIDI Associazione di 2 o più molecole di monosaccaridi * Saccarosio= glucosio + fruttosio ® Maltosio= glucosio + glucosio * Lattosio= glucosio + galattosio POLISACCARIDI > Concatenazione di numerose unità monosaccaridiche >» Omopolisaccaridi: unità monosaccaridiche identiche > Eteropolisaccaridi: unità monosaccaridiche diverse AMIDO E GLICOGENO Amido: principale polisaccaride di deposito nei vegetali Glicogeno: principale polisaccaride di deposito negli animali Costituiti da amilosio e amilopectina Amilosio: lineare, molecole di glucosio unite da un legame a[1»+4] monoglicosidico Amilopectina: ramificata, legami a[1-»6] glicosidici nei punti di ramificazione. CELLULOSA * Polimero lineare formato da migliaia di monomeri del glucosio uniti da legame p[1-4] * Le catene si dispongono parallelamente mediante legami idrogeno formando fibrille * Funzione strutturale nel regno vegetale: costituisce la parete primaria e secondaria delle cellule vegetali * Fermentata dalla flora batterica intestinale. LIPIDI » Triacilgliceroli o trigliceridi o 98% o Funzione di riserva energetica o Lipidi di deposito o Negli adipociti del tessuto adiposo © Grassi animali > Fosfolipidi — Glicolipidi — Colesterolo - Vitamine liposolubili o 2% o Funzione strutturale (membrane cellulari) o Dal colesterolo sintesi dei sali biliari e vitamina D ACIDI GRASSI Catene lineari a numero pari di atomi di carbonio ACIDI GRASSI SATURI A catena corta —> solubili in acqua e volatili * Formico HCOOH € Acetico CH3COOH * Propionico CH3CH2COOH * Butirrico CH3CH2CH2C00H A catena media ® Da 6a 12C (caprilico, laurico) A catena lunga—>» insolubili in acqua ® Da 14 a 18C (palmitico, stearico) A catena molto lunga e Da 20 a 24 C (arachidico) ACIDI GRASSI INSATURI PRESENZA DI UNO O PIÙ DOPPI LEGAMI La solubilità in acqua aumenta con l'aumentare dei doppi legami MONOINSATURO: ACIDO OLEICO POLINSATURO: ACIDO LINOLEICO LIPIDI SEMPLICI Derivano dall’esterificazione degli acidi grassi con alcoli. TRIACILGLICEROLI Presenti nel tessuto adiposo Funzioni: * Riserva energetica e Isolamento termico * Sostegno di organi STEROIDI *Colesterolo *Vitamina D Lipidi policiclici la cui struttura di base è data da quattro anelli fusi tra loro. AMINOACIDI > Catena laterale propria di ciascun aminoacido > La natura delle catene laterali conferisce proprietà diverse alle proteine in cui sono presenti Si distinguono in: ESSENZIALI: essenziali in ogni circostanza. L'organismo umano NON è in grado di sintetizzarli. «Fenilalanina eIsoleucina eLeucina eLisina *Metionina eTriptofano eTreonina eValina eIstidina CONDIZIONATAMENTE ESSENZIALI: richiedono un apporto esogeno. La sintesi endogena non è sufficiente. «Arginina eCisteina Glutammina eGlicina eProlina eTirosina NON ESSENZIALI: sintetizzati dall’organismo in quantità sufficienti. «Alanina eAspartato *Asparagina eGlutammato eSerina PROTEINE STRUTTURA PRIMARIA: e Data dalla sequenza aminoacidica eSpecifica di ogni proteina STRUTTURA SECONDARIA a-elica: *| gruppi laterali si proiettano all’esterno dai lati STRUTTURA SECONDARIA foglietto B: La catena polipeptidica si ripiega su se stessa. La metà dei gruppi laterali è proiettata al di sopra del foglietto, l’altra metà al di sotto di esso STRUTTURA TERZIARIA: Dipende dalle interazioni tra i gruppi laterali. Organizzazione tridimensionale complessiva STRUTTURA QUATERNARIA: Formata dall'unione di più catene polipeptidiche. *Emoglobina «Collagene ACIDI NUCLEICI 2 tipi di acidi nucleici: VIRUS Organismi viventi che non sono in grado di riprodursi autonomamente, ma devono infettare una cellula. CLASSIFICAZIONE ® IN BASE AL TIPO DI CELLULA INFETTATA v Batteriofagi o fagi Y Virus vegetali Y Virus animali ® IN BASE ALL’ACIDO NUCLEICO Y Desossiribovirus (virus a DNA) Ribovirus o retrovirus (virus a RNA) IN BASE ALLA FORMA Allungati Sferici Y Poliedrici ® IN BASE AL TIPO DI SIMMETRIA YA simmetria cubica YA simmetria elicoidale YA simmetria complessa v v v v STRUTTURA * Genoma virale: DNA o RNA * Capside: involucro proteico costituito da subunità (capsomeri) disposti in modo regolare * Protegge il genoma virale in ambiente extracellulare * Consente la penetrazione del virus all’interno della cellula ospite * Pericapside o peplos: ulteriore involucro lipoproteico talvolta presente all’esterno del capside VIRUS e BATTERIOFAGI * Dimensioni: 10 — 300 nm ® Virus: si riproducono all’interno di cellule eucariotiche * Batteriofagi o fagi: si riproducono all’interno dei batteri * Utilizzano l'apparato sintetico della cellula ospite per sintetizzare e assemblare le molecole che li compongono VIROIDI * Piccole molecole di RNA chiuse ad anello, capaci di autoreplicazione * Un solo acido nucleico ® Privi di capside * Infettano preferenzialmente le cellule vegetali PRIONI ® Molecole proteiche normalmente presenti in soggetti sani * In particolari condizioni alterano la propria configurazione spaziale ® Trasmettono quindi la propria configurazione alterata alle molecole sane CAPITOLO 7 VEDERE SLIDE!! ORGANISMI VIVENTI Sono in grado di: Riprodursi e trasmettere i propri caratteri (eredità) Compiere un ciclo vitale Rinnovare continuamente la propria struttura Reagire agli stimoli NESS Y_ Muoversi v_ Evolversi RIPRODUZIONE: È l'insieme dei meccanismi mediante i quali gli esseri viventi provvedono alla conservazione della propria specie generando nuovi individui simili a sé e che subentreranno al genitore, o ai genitori, nella popolazione. ASESSUATA: e Divisione mitotica — moltiplicazione cellulare eScissione eFrammentazione eGemmazione «Poliembrionia eSporulazione SESSUATA: «Anfigonia ePartenogenesi RIPRODUZIONE ASESSUATA MOLTIPLICAZIONE CELLULARE: Genera individui che mantengono invariato il patrimonio genetico del genitore. Avviene per divisione mitotica di una cellula madre che si divide in due generando due cellule figlie identiche. Organismi unicellulari--è l’unica forma di riproduzione e serve a incrementare una popolazione di organismi geneticamente uguali Organismi pluricellulari®è il meccanismo con cui si svolge l'accrescimento del singolo individuo SCISSIONE: Un individuo generante, mediante la divisione del proprio corpo, genera individui figli identici tra loro e identici al generante. FRAMMENTAZIONE: Una parte dell'organismo si stacca e forma un nuovo individuo completo e identico al generante. GEMMAZIONE: Avviene tramite la formazione di gemme laterali che si separano definitivamente mediante una strozzatura e danno origine a nuovi individui uguali al generante. POLIEMBRIONIA: Consiste nella divisione in due o più parti dello zigote oppure dell'embrione nei primissimi stadi di sviluppo ) gemelli monozigoti. SPORULAZIONE: Particolari cellule specializzate (sporocisti), sono in grado, in condizioni ambientali sfavorevoli, di produrre per divisione mitotica delle speciali cellule riproduttive, dette mitospore capaci di generare un nuovo individuo quando il contesto ambientale diventa favorevole. Le mitospore sono munite di una spessa parete di protezione che permette loro di resistere alle condizioni avverse. RIPRODUZIONE SESSUATA Il nuovo individuo si origina dalla fusione dei gameti. La divisione che produce i gameti si chiama meiosi. Aumenta la variabilità genetica all’interno di una specie. ANFIGONIA: Fecondazione di due gameti per formare una nuova cellula: lo zigote. La fusione dei due gameti aploidi genera una cellula diploide, lo zigote, contenente tutto il materiale genetico del nuovo individuo: metà proveniente dal gamete maschile e metà da quello femminile. PARTENOGENESI: Riproduzione tramite sviluppo di gameti femminili in assenza di fecondazione. Avviene generalmente per auto attivazione dell’uovo non fecondato che per restituzione anafasica ricostituisce un genoma diploide, omozigote in tutti i loci, cioè avente due assetti aploidi identici. La partenogenesi è generalmente un evento accidentale ed è difficile che lo zigote si sviluppi. Solo in alcune specie invece la partenogenesi è una forma di riproduzione alternativa a quella anfigonica e genera prole: è il caso del Bacillus Rossius (insetto stecco) e di alcuni imenotteri sociali tra cui le api e le vespe. CICLO VITALE Nascita —1+»crescita—» sviluppo» morte Durata variabile a seconda della specie Crescita —+ aumento della dimensione cellulare e/o aumento del numero di cellule Sviluppo —» modificazioni strutturali e funzionali fino a un progressivo rallentamento e deterioramento delle funzionalità che porta alla morte. METABOLISMO Il complesso delle trasformazioni di natura chimica che avvengono negli organismi viventi. CAPACITÀ DI NUTRIRSI Y Organismi autotrofi Organismi eterotrofi CAPACITÀ DI TRASFORMARE MATERIA ED ENERGIA v Insieme delle reazioni chimiche e fisiche che avvengono in un organismo o in una delle sue parti. ANABOLISMO Produce molecole complesse a partire da molecole più semplici e con consumo di energia (reazioni endoergoniche) Esempio: biosintesi di una proteina. CATABOLISMO v. Degrada molecole complesse in molecole più semplici (reazioni esoergoniche) liberando energia Esempio: la respirazione cellulare o Ciclo di Krebs REAZIONE AGLI STIMOLI Capacità di percepire e reagire a stimoli esterni v Cambiamenti di temperatura e di pressione Presenza/assenza di luce Y Cambiamenti chimici Esempi: formazioni di spore, letargo, mimemitismo, reazione ai rumori o a stimoli olfattivi, fototropismo CAPACITÀ DI MOVIMENTO Y Organismi unicellulari o Movimento ameboide: caratteristico delle Amoebe che si muovono emettendo dal corpo dei prolungamenti chiamati pseudopodi o Mediante ciglia o flagelli Y Organismi superiori o Allungamenti o rotazioni (piante) o Organi preposti (animali) MOVIMENTO Y Organismi unicellulari Movimento ameboide Mediante ciglia o flagelli Y Organismi superiori Piante: Allungamenti o rotazioni movimenti lenti e limitati in funzione della presenza di acqua (radici) o del sole (fronde, fiori) Animali: Organi preposti al movimento che può essere rapidissimo e coprire notevoli distanze (pinne, ali, zampe, arti) CONDIZIONI AMBIENTALI CONDIZIONI DI ESISTENZA Condizioni fisiche e biologiche indispensabili e Presenza di acqua e Presenza di ossigeno e Concentrazione salina * Concentrazione idrogenionica (pH) * Temperatura e Luce AMBIENTI BIOLOGICI * Ambiente acqueo — Ambiente marino — Ambiente d’acqua dolce * Ambiente terrestre — Ambiente epigeo — Ambiente ipogeo AMBIENTE MARINO DOMINIO BENTONICO o di fondo è l'ambiente dove vivono tutti gli organismi legati più o meno direttamente ai fondali. Ambiente litoraneo: Costituito da acque e fondali che circondano le coste formando la cosiddetta platea continentale e arriva, gradatamente, ad una profondità massima di 200 m. È estremamente eterogeneo in quanto il livello più superficiale risente dei moti ondosi ed è ben illuminato mentre i livelli più profondi sono quasi bui e il moto ondoso è quasi assente. | livelli meno profondi sono quelli più ricchi di vita sia animale che vegetale. Le proteine di membrana si muovono all’interno del doppio strato di fosfolipidi? La disposizione ordinata delle molecole di fosfolipidi rende la membrana cellulare un cristallo liquido. Le catene idrocarburiche sono in costante movimento, permettendo così a ciascuna molecola di muoversi lateralmente sulla stessa faccia del doppio strato. Mentre il movimento di un fosfolipide da un foglietto all'altro (detto “Flip-Flop”) avviene molto lentamente, lo spostamento laterale dei fosfolipidi all'interno del singolo foglietto avviene rapidamente. | lipidi senza gruppi polari possono muoversi attraverso il doppio strato lipidico piuttosto rapidamente. LA MEMBRANA PLASMATICA FUNZIONI: * Protettiva * Forma * Scambio di sostanze nutritive * Trasporto * Reattività agli stimoli esterni * Risposta agli ormoni * Interazione e comunicazione tra le cellule * Proprietà antigeniche e reazioni immunitarie DIFFERENZIAZIONE FUNZIONALE DELLA MEMBRANA PLASMATICA DI UNA CELLULA EPITELIALE Membrana plasmatica apicale: * regolazione dell'ingresso di materiali nutritizi e di acqua * regolazione della secrezione protezione Membrana plasmatica laterale: * contatto e adesione fra cellule * comunicazione cellulare Membrana plasmatica basale: * contatto con il substrato * creazione di gradienti ionici PROTEINE DI MEMBRANA: FUNZIONI 1. Ancoraggio: Alcune proteine di membrana, come le integrine, ancorano la cellula alla matrice extracellulare ed inoltre si connettono ai microfilamenti intracellulari. 2. Trasporto passivo: Certe proteine formano canali che permettono il passaggio selettivo di ioni o molecole. 3. Trasporto attivo: Alcune proteine di trasporto pompano i soluti attraverso la membrana, un processo che richiede un apporto diretto di energia. 4. Attività enzimatica: Molti enzimi legati alla membrana catalizzano reazioni che avvengono all'interno o sulla superficie della membrana. 5. Trasduzione del segnale: Alcuni recettori legano molecole segnale, come gli ormoni, e trasmettono le informazioni all'interno della cellula. 6. Riconoscimento cellulare: Alcune glicoproteine fungono da marcatori di identificazione. Per esempio, le cellule batteriche posseggono proteine di superficie o antigeni che vengono riconosciute come estranee dalle cellule umane. 7. Giunzione intercellulare: Le proteine di adesione cellulare legano le membrane di cellule adiacenti. MECCANISMI DI TRASPORTO ATTRAVERSO MEMBRANA a. Diffusione semplice b. Diffusione semplice attraverso un canale acquoso c. Diffusione facilitata secondo gradiente di concentrazione d. Trasporto attivo e. Alcuni esempi > ESOCITOSI: 1. La vescicola secretoria si avvicina alla membrana plasmatica. 2. La vescicola si fonde con la membrana plasmatica. 3. Le proteine all’interno della vescicola vengono rilasciate nell'ambiente extracellulare, mentre le proteine inserite nella membrana vescicolare diventano parte integrante della membrana plasmatica. > FAGOCITOSI: 1. Pieghe della membrana plasmatica circondano la particella che deve essere ingerita, formando intorno ad essa un piccolo vacuolo. 2. Il vacuolo in seguito ad una strozzatura si libera all'interno della cellula. 3. I lisosomi si fondono con il vacuolo e riversano i loro enzimi sul materiale ingerito. > PINOCITOSI: 1. Le molecole di soluto e di acqua si trovano all'esterno della membrana plasmatica. 2. La membrana si ripiega verso l'interno, racchiudendo sia molecole di soluto sia molecole d'acqua. 3. L'invaginazione si separa dalla membrana e forma una vescicola endocitica. ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE Specifiche macromolecole si legano a recettori ASSORBIMENTO DELLE LDL 1. La LDL si attacca a recettori specifici che si trovano nelle fossette rivestite della membrana plasmatica. 2. L’endocitosi porta alla formazione di una vescicola rivestita nel citosol. Il rivestimento viene subito rimosso. 3. La vescicola non rivestita si fonde con un endosoma. 4. | recettori vengono riciclati e tornano sulla membrana plasmatica 5. La vescicola contenente le LDL si fonde con un lisosoma a formare un lisosoma secondario. Gli enzimi idrolitici rilasciano dalle LDL il colesterolo, che viene utilizzato dalla cellula. CITOSCHELETRO Sistema di filamenti proteici Mantiene la struttura e la forma della cellula Ancoraggio per organuli e macromolecole Nella divisione cellulare forma le fibre del fuso mitotico Permette il movimento cellulare © È una struttura dinamica, che viene continuamente scomposta e riassemblata Le cellule eucariotiche posseggono un citoscheletro costituito da reti di fibre diverse, tra cui i microtubuli, i microfilamenti edi filamenti intermedi. Il citoscheletro determina la forma della cellula, l'ancoraggio degli organuli e i rapidi cambiamenti che si verificano quando la cellula si muove. Le tre principali componenti del citoscheletro: 1. Unomicrotubulo, assemblato a partire da subunità di tubulina. 2. Un filamento intermedio. Ogni singola subunità del filamento intermedio, disegnata come un cilindro verde, è formata da 8 filamenti proteici avvolti insieme. 3. Un microfilamento è costituito da due filamenti di actina avvolti uno sull'altro a formare una doppia elica. MICROTUBULI * 20-25 nm di diametro * Costituiti da subunità proteiche di tubulina (alfa e beta) * Agiscono come impalcatura per determinare la forma della cellula * Permettono il movimento degli organelli cellulari e delle vescicole o 000 o * Formano le fibre del fuso per separare i cromosomi durante la mitosi * All'interno di ciglia e flagelli, permettono il movimento cellulare Si formano all’interno della cellula per aggiunta di dimeri di a-tubulina e B-tubulina ad una estremità del cilindro cavo. Il cilindro possiede una polarità: da una parte si ha l’aggiunta di dimeri, dalla parte opposta si ha la rimozione di dimeri. Per ogni giro di spirali sono necessari 13 dimeri. Proteine associate ai microtubuli (MAP) 3 siti di legame alla tubulina intervallati da una distanza sufficiente da permettere il legame a 3 subunità separate. Le code delle MAP si proiettano all’esterno dove possono interagire con altri componenti cellulari. La CHINESINA la proteina motrice dei microtubuli Struttura di una molecola di chinesina formata da 2 catene pesanti avvolte l’una sull’altra a spirale nella regione a stelo e da 2 catene leggere legate alla parte terminale delle catene pesanti. FILAMENTI INTERMEDI o Provvedono alla resistenza meccanica delle cellule che sono soggette a stress fisici (cellule muscolari, epiteliali e neuroni) o Sono spesso interconnessi ad altri tipi di filamenti del citoscheletro da sottili ponti trasversali 1. Ciascun monomero è costituito da domini terminali globulari separati da una lunga regione ad a-elica 2. Coppie di monomeri si associano parallelamente con le loro estremità a formare dimeri (omodimeri — eterodimeri) 3. 1 dimeri si associano in maniera antiparallela e sfalsata a formare tetrameri 4. Tetrameri si associano lateralmente per formare un'unità di filamento intermedio 5. Filamenti intermedi molto lunghi sono formati dall’associazione di tali unità di lunghezza In una cellula epiteliale | filamenti intermedi si irradiano per tutta la cellula, essendo ancorati sia alla superficie esterna del nucleo sia alla superficie interna della membrana plasmatica. Le connessioni con il nucleo sono effettuate mediante proteine che attraversano entrambe le membrane dell’involucro nucleare, quelle con la membrana plasmatica mediante siti specializzati come i desmosomi e gli emidesmosomi. MICROFILAMENTI «* Composti dalle subunità globulari della proteina actina « In presenza di ATP i monomeri di actina polimerizzano formando un filamento flessibile a elica PROTEINE CHE LEGANO L’ACTINA . Proteine di nucleazione . Proteine che sequestrano i monomeri . Proteine di incappucciamento . Proteine che polimerizzano i monomeri . Proteine che depolimerizzano i filamenti di actina . Proteine che formano legami crociati . Proteine che tagliano i filamenti . Proteine che legano la membrana PROTEINE DI NUCLEAZIONE: Intervengono nel primo passo di formazione di un filamento di actina riunendo nel giusto orientamento 2 o 3 monomeri di actina PROTEINE CHE SEQUESTRANO I MONOMERI: Impediscono la polimerizzazione dei monomeri di actina in filamenti. Regolano l’equilibrio monomero-polimero. PROTEINE DI INCAPPUCCIAMENTO: Regolano la lunghezza dei filamenti di actina legandosi ad una estremità o all’altra dei filamenti PROTEINE CHE POLIMERIZZANO I MONOMERI: Promuovono la crescita dei filamenti di actina PROTEINE DI DEPOLIMERIZZAZIONE: Consentono la depolimerizzazione dei filamenti. Permettono un rapido turnover dei filamenti nei siti di dinamici cambiamenti della struttura del citoscheletro #ocomozione cellulare, fagocitosi, citocinesi PROTEINE CHE FORMANO LEGAMI CROCIATI: Sono in grado di alterare l’organizzazione tridimensionale di una popolazione di filamenti di actina DINDUDAWNE >» Modificazioni chimiche delle proteine: e Rimozione di porzioni di sequenza aminoacidica * Aggiunta di gruppi funzionali * Aggiunta di unità lipidiche o glucidiche > Regolazione del movimento delle proteine: * Proteine di secrezione * Proteine di membrana * Proteine destinati ad altri organuli (es. lisosomi) TRASPORTO DELLE PROTEINE ALL’INTERNO DELLA CELLULA 1. I neopolipeptidi entrano nel RER 2. Aggiunta di carboidrati a formare glicoproteine 3. Vescicole di trasporto le trasferiscono sulla superficie cis del complesso di Golgi 4. Ulteriori modificazioni 5. Le glicoproteine si portano sulla superficie trans dove sono impacchettate su vescicole di trasporto 6. Vanno sulla membrana plasmatica (o su altri organuli) 7. Il contenuto della vescicola è rilasciato dalla cellula LISOSOMI + Organelli digestivi « Contengono = 50 enzimi idrolitici: * Fosfatasi e Nucleasi e Proteasi * Lipasi acida e fosfolipasi * Polisaccaridasi e oligosaccaridasi * Attività ottimale a pH acido «4 Pompa protonica sulla membrana LISOSOMI: FUNZIONI «+ Degradazione delle sostanze che arrivano dall'ambiente esterno «+ Turnover degli organelli: Un organello viene circondato da una membrana fornita da una cisterna del RE. Si fonde con un lisosoma a formare un autofagolisosoma. L’organello viene degradato e i prodotti resi disponibili per la cellula. Al termine del processo l’organello diventa un corpo residuo. Il corpo residuo può seguire due vie alternative: a. Andare incontro a esocitosi b. Rimanere nella cellula indefinitamente sotto forma di granulo di lipofuscina. AUTOFAGIA Fotografia al microscopio elettronico che mostra un mitocondrio e un perossisoma racchiusi in un involucro a doppia membrana derivato dal RE. Questo vacuolo autofagico (autofagolisosoma) deve fondersi con un lisosoma e il suo contenuto essere digerito. PEROSSISOMI Detti anche microcorpi Vescicole circondate da membrana d0,1-1,0pum Contengono enzimi ossidativi Sito di formazione e degradazione di H202 Si duplicano per scissione da organelli preesistenti VACUOLO DELLE CELLULE VEGETALI Peculiare delle cellule vegetali Occupa il 90% della cellula Delimitato da una singola membrana: il tonoplasto All’interno alta concentrazione di ioni —+» l’acqua entra per osmosi —» turgore Siti di digestione intracellulare pH acido per la presenza di una pompa protonica sul tonoplasto AAA VWVIWVWVWwvwv MITOCONDRI E CLOROPLASTI | mitocondri e i cloroplasti sono quegli organuli cellulari in grado di convertire l’energia in forme utilizzabili dalle cellule MITOCONDRI Sono gli organuli respiratori della cellula, deputati alla produzione dell’energia necessaria per molte funzioni cellulari. Forma di bastoncino Diametro: 0,2 um Lunghezza: 2-4 um Composizione lipoproteica: 65-70% proteine 25-30% lipidi Presenza di piccole quantità di RNA e DNA Contengono un elevato contenuto di enzimi capaci di ossidare i prodotti dell’assorbimento intestinale degradandoli ad H20 e CO2 liberando energia che viene convertita in energia chimica mediante la fosforilazione di adenosin-di-fosfato (ADP) in adenosin-tri-fosfato (ATP). ADP+P_bATP VWVIWVWVWwvwv MITOCONDRI: STRUTTURA > Forma allungata > Circoscritti da due membrane: membrana mitocondriale esterna-+decorso regolare e racchiude i mitocondri membrana mitocondriale interna-si solleva in numerose pliche denominate creste mitocondriali+» orientate trasversalmente all'asse maggiore del mitocondrio Spazio tra le due membrane ——» spazio intermembrana Spazio all’interno del mitocondrio + matrice mitocondriale MITOCONDRI BIOCHIMICA Tre classi di enzimi che agiscono in sequenza: Enzimi ossidativi del ciclo di Krebs: situati nella matrice mitocondriale, degradano i prodotti derivanti dall’assorbimento intestinale ad anidride carbonica (CO2), liberando elettroni o i loro equivalenti atomi di idrogeno (H+). Enzimi della catena respiratoria o del sistema di trasporto degli elettroni: situati sulla membrana mitocondriale interna, trasportano coppie di elettroni o i loro equivalenti ioni H+ che vengono liberati durante il ciclo di Krebs, attraverso varie reazioni intermedie al termine delle quali gli elettroni si combinano con ossigeno molecolare formando acqua (H20) e cedendo energia. Enzimi fosforilativi (ATP sintasi): catalizzano la sintesi di adenosintrifosfato (ATP) a partire da adenosindifosfato (ADP) e dal fosfato utilizzando l'energia ceduta da una coppia di elettroni. MITOCONDRI: ALTRE FUNZIONI Metabolismo dei lipidi e dei fosfolipidi Capacità di ossidare gli acidi grassi Partecipazione, insieme al reticolo endoplasmatico liscio, alla biosintesi degli ormoni steroidei In grado di accumulare e di concentrare varie sostanze Nella matrice: modesta sintesi proteica e presenza di piccole quantità di DNA, di ribosomi e delle varie classi di RNA GENOMA MITOCONDRIALE Presenza di DNA e di tutto l’apparato per la sintesi proteica: ribosomi, tRNA, mRNA DNA mitocondriale simile a quello batterico Si formano per divisione di mitocondri preesistenti Si duplicano come i batteri Le molecole di DNA mitocondriale sono troppo piccole per codificare tutte le proteine di questo organulo, i mitocondri sono quindi semi-autonomi, cioè capaci di duplicarsi e presiedere alla sintesi VWVIWVWVW VWVIWVWvWv di alcuni costituenti chimici. ANALOGIE CON | BATTERI Il DNA ha forma circolare e sono assenti le proteine cromosomiche. | ribosomi sono di grandezza simile o inferiore a quelli dei batteri. La membrana interna del mitocondrio con il sistema di trasporto degli elettroni è paragonabile alla membrana plasmatica dei batteri che ha funzione respiratoria e che forma invaginazioni (mesosomi) simili alle creste mitocondriali. Sulla base di queste analogie, si ipotizza che i mitocondri possano rappresentare batteri assunti nel corso dell’evoluzione all’interno di cellule primitive e che abbiano realizzato una forma di simbiosi con la cellula ospite. CLOROPLASTI 2 membrane: Membrana esterna: porineg1nm Membrana interna: impermeabile (presenza di trasportatori) ripiegata a formare i tilacoidi Tilacoidi—» disposti in pile ordinate (grana) Spazio interno ai tilacoidi—»lume Spazio interno del cloroplasto —» stroma Stroma contiene gli enzimi per la sintesi dei carboidrati. FOTOSINTESI CLOROFILLIANA Fase luminosa: Assorbimento dell’energia luminosa che viene conservata sotto forma di ATP e NADPH Si ha sviluppo di ossigeno Fase oscura: ATP e NADPH vengono utilizzati per ridurre la C02 a formare glucosio e altri prodotti organici 6C0.+6H20 -—+ CeH1206 + 60. MODULO 3 NUCLEO All’interno del nucleo troviamo: v Cromatina ++fibre di DNA associate a proteine 10 più nucleoli—» strutture elettrondense di forma irregolare in cui avviene la sintesi dell'RNA ribosomale e l'assemblaggio dei ribosomi Y_ Nucleoplasma-—» sostanza fluida in cui sono disciolti i soluti del nucleo Matrice nucleare» rete fibrillare contenente proteine. Il nucleo è delimitato da una doppia membrana definita involucro nucleare che presenta dei pori nucleari. INVOLUCRO NUCLEARE: Costituito da 2 membrane cellulari parallele, distanti 10 — 50 nm È una barriera che impedisce il passaggio di ioni, soluti e macro-molecole tra nucleo e citoplasma. Presenza di pori costituti da proteine in cui le membrane si fondono. Membrana esterna in continuità con il RER; Membrana interna legata a un a sottile rete fibrillare (lamina nucleare) mediante proteine integrali di membrana. PORI NUCLEARI: Permettono il passaggio di RNA e proteine in entrambe le direzioni. Costituiti da un complesso apparato a forma di canestro —+ complesso del poro nucleare che sporge sia verso il citoplasma che verso il nucleoplasma. Ha una simmetria ottagonale dovuta alla ripetizione per 8 volte di specifiche strutture Formati da circa 30 proteine differenti ripetute ciascuna 8 volte. Le proteine che presentano un segnale di localizzazione nucleare (NLS) si legano ad un recettore eterodimerico (importina a/B) formando un complesso che si associa con un filamento citoplasmatico (tappe 1 e 2). Il complesso recettore-carico si muove attraverso il poro nucleare (tappa 3) ed entra nel nucleoplasma, dove interagisce con Ran-GTP e si dissocia (tappa 4). La subunità p dell’importina, associata a Ran-GTP, viene trasportata indietro nel citoplasma, dove il Ran-GTP viene idrolizzato (tappa 5) e quindi riportato nel nucleo dove viene riconvertito a Ran-GTP. L’importina a viene trasportata indietro nel citoplasma da una esportina. 6. Profase Il 7. Metafase Il 8. Anafasell 9. Telofase Il Si verifica soltanto nelle cellule germinali degli animali e delle piante a riproduzione sessuata. Consiste in 2 divisioni consecutive accompagnate da una sola duplicazione del DNA. Il risultato è la formazione di 4 cellule aploidi, con corredo cromosomico dimezzato + gameti. INTERFASE Corrisponde all’interfase delle cellule somatiche. Ha una durata di 20 — 30 ore. Si ha la duplicazione del DNA e il raddoppiamento di ciascun cromosoma in 2 cromatidi. PROFASE | 1.1 cromosomi omologhi si appaiano punto per punto 2. cromosomi iniziano a condensarsi. Appaiono evidenti le coppie di cromosomi omologhi e di ogni omologo in 2 cromatidi fratelli adiacenti (tetradi — 4 cromatidi). Si verifica il crossing-over. METAFASE I Le tetradi si allineano sul piano equatoriale della cellula e restano unite a livello dei chiasmi (siti in cui è avvenuto il crossing-over). ANAFASE I I cromosomi omologhi si separano e migrano ai poli opposti | cromatidi fratelli restano uniti a livello dei centromeri. TELOFASE | Un solo cromosoma di ogni coppia di omologhi raggiunge ciascun polo. Avviene la citocinesi. PROFASE Il | cromosomi si condensano nuovamente. IL DNA NON SI REPLICA. METAFASE Il I cromosomi si allineano lungo il piano equatoriale della cellula. ANAFASE Il | cromatidi fratelli si separano e migrano ai poli opposti. TELOFASE Il Si formano i nuclei ai poli opposti di ciascuna cellula. Avviene la citocinesi. Vengono così prodotti 4 gameti (negli animali) o 4 spore (nelle piante). SINTESI PROTEICA 2 passaggi fondamentali: 1. Trascrizione nel nucleo 2. Traduzione nel citoplasma TRASCRIZIONE 3 FASI: 1. Inizio 2. Allungamento 3. Terminazione RIBOSOMI rRNA +80% di tutti gli RNA presenti nella cellula Sintetizzati nel nucleolo Sintesi RNA 455 modificazioni chimiche - associazione a proteine specifiche - formazione di un complesso ribonucleoproteico 80S 80S —+maturazione e formazione di un complesso 40S ed un complesso 60S 40S —ènel citoplasma, forma la subunità ribosomale minore. 60S —» ulteriori processamenti, forma rRNA 28S e rRNA 5,8S. Questi insieme al rRNA 5S (di origine extranucleolare) e insieme ad altre proteine si trasferiranno nel citoplasma e formeranno la subunità ribosomale maggiore. RNA messaggero Trasferisce l'informazione genetica dal DNA ai ribosomi presenti nel citoplasma Vita media breve 0 dopo il processo di sintesi proteica va incontro ad una rapida degradazione. Poliribosoma o polisoma 0 mRNA associato a più ribosomi. Cap + sequenze a monte del sito di inizio UTR ® regioni non tradotte CDS + sequenza codificante Poly-A tail coda di poliA RNA transfer Localizzato nel citoplasma. Consiste di una catena polinucleotidica ripiegata su se stessa con una caratteristica struttura a trifoglio. L’estremità 3’ sopravanza quella 5’ di tre nucleotidi che sono sempre CCA e sono il sito accettore dell’aminoacido. Dalla parte opposta troviamo l’anticodone —» una sequenza di tre basi specifica per un determinato aminoacido. TRADUZIONE: INIZIO 1. La subunità ribosomiale minore si lega all’mRNA in corrispondenza del codone di inizio AUG. La sequenza leader a monte dell'AUG aiuta il ribosoma ad identificare la sequenza AUG. 2. IltRNA iniziatore si lega al codone di inizio ed uno dei fattori di inizio viene rilasciato. 3. Quando la subunità ribosomiale maggiore si lega alla subunità minore ed i rimanenti fattori d sono rilasciati, il complesso di inizio è completo. ALLUNGAMENTO Ad ogni ripetizione del ciclo viene aggiunto un aminoacido alla catena polipeptidica in crescita. La catena polipeptidica è legata covalentemente al tRNA che trasporta l’ultimo aa inserito nella catena. Questo aa occupa il sito P del ribosoma. Un aminoacil-tRNA si lega al sito A mediante l’appaiamento complementare tra le basi dell’anticodone sul tRNA e quelle del codone sull’mRNA. La catena polipeptidica in crescita si stacca dalla molecola di tRNA che occupa il sito P e si unisce con un legame peptidico all’aa legato al tRNA nel sito A. Nel passaggio di traslocazione, il ribosoma si sposta di un codone verso l'estremità 3’ dell’mRNA la catena polipeptidica in formazione viene trasferita sul sito P e il tRNA non più carico lascia il ribosoma dal sito E. TERMINAZIONE Un segnale di stop determina la terminazione della sintesi del polipeptide. Quando il ribosoma arriva su un codone di stop, un fattore di rilascio proteico si lega al sito A. Il fattore di rilascio idrolizza il legame tra la catena polipeptidica ed il tRNA, determinando il rilascio del polipeptide dalla molecola di tRNA nel sito P. Le parti rimanenti del complesso di traduzione si dissociano. CODICE GENETICO PROPRIETÀ DEL CODICE GENETICO DEGENERATO o RIDONDANTE. Più codoni possono codificare per lo stesso aminoacido UNIVOCO: Ogni codone è specifico per un solo aminoacido UNIVERSALE: Tutti gli organismi viventi hanno lo stesso codice genetico. Eccezioni: mitocondri, funghi e protisti. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA REGOLAZIONE NEGATIVA: | meccanismi di controllo della trascrizione possono essere INDUCIBILI o REPRIMIBILI. OPERONE LAC CONTROLLO NEGATIVO INDUCIBILE Nei batteri, il lattosio presente nella cellula si lega al repressore rendendolo inattivo e quindi INDUCE la trascrizione dei geni che codificano per gli enzimi che idrolizzano il lattosio. OPERONE TRP CONTROLLO NEGATIVO REPRIMIBILE Nei batteri, il triptofano presente nella cellula si lega al repressore rendendolo attivo e quindi REPRIME la trascrizione dei geni che codificano per gli enzimi che sintetizzano il triptofano. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA REGOLAZIONE POSITIVA Lo stato basale della trascrizione è «spento». La trascrizione è stimolata dal legame di una proteina attivatrice trascrizionale. REGOLAZIONE POSITIVA * Gli estrogeni agiscono legandosi a dei recettori specifici che si trovano all’interno del nucleo * Il complesso estrogeno-recettore si lega a siti specifici del DNA stimolando la trascrizione di geni che codificano per specifiche proteine. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI 4 livelli di regolazione: 1. Trascrizionale 2. Post-trascrizionale 3. Traduzionale 4. Post-traduzionale GENETICA MENDELIANA Gregor Mendel (1822 — 1884) Il fondatore della genetica: studio dei caratteri ereditari Esperimenti su piante di Pisum sativum. | risultati che ottenne, non solo furono straordinari, ma riuscì a interpretarli in maniera così corretta da fornire le basi a tutta la genetica moderna. I legge di Mendel o Legge della dominanza Per ogni carattere considerato, nella F1, derivata da un incrocio tra due diverse varietà, compariva soltanto un aspetto del carattere e mai l’altro. Il carattere che scompariva, o in qualche modo era nascosto nella F1, riappariva nella F2, ma soltanto con una frequenza che era % del numero totale di individui F2. Il carattere che si manifesta nella F1 è detto dominante e prevale sull’altro, detto recessivo, che rimane latente nella F1. Il carattere recessivo scompare apparentemente nella F1, ma ricompare nella F2 nella proporzione del 25%. Ciò avviene perché nella F1 sono presenti entrambi i caratteri dei genitori, il dominante e il recessivo, e solo il dominante si esprime. Il legge di Mendel o Legge della segregazione Prima ipotesi: Le piante adulte contengono una coppia di «fattori» (geni) che determinano l'eredità di ciascun «carattere» (alleli). Seconda ipotesi: Se la coppia di geni presente in un certo individuo è costituita da due alleli diversi, uno dei due è dominante sull'altro. Terza ipotesi: Gli alleli di una coppia che determinano un carattere segregano (cioè si separano) al momento della formazione dei gameti» metà dei gameti contiene un allele, l’altra metà dei gameti contiene l’altro allele. Ill legge di Mendel o Legge dell’indipendenza * È a questo livello che si pone il confine tra Anatomia Macroscopica e Anatomia Microscopica Differenziazione cellulare: ciascuna cellula riduce e limita selettivamente alcune proprie capacità operative e ne amplifica altre, aumentando l'efficacia delle funzioni rimaste. * La differenziazione cellulare produce nel corpo umano circa 200 tipi diversi di cellule specializzate e La combinazione di diversi tipi cellulari specializzati dà origine ai tessuti TESSUTO EPITELIALE * Epitelio di rivestimento cute, cavità interne, superfici interne di arterie e vene, canale alimentare, vie respiratorie * Epitelio ghiandolare strutture che producono secrezioni liquide e/o viscose Caratteristiche: *CELLULARITÀ 100% (=quasi totale assenza di sostanza extracellulare) *POLARITÀ 100% (organizzazione strutturale e funzionale orientata) ®POSIZIONE DELLE CELLULE Presenza di membrana basale su cui sono poste tutte le cellule ®VASCOLARIZZAZIONE 0% (le cellule vengono nutrite mediante diffusione dei nutrienti dal liquido extracellulare) e INNERVAZIONE 100% *PROLIFERAZIONE 100%, per assicurare ricambio cellulare (epitelio: tessuto labile/stabile). Le cellule epiteliali hanno forma poliedrica ed entrano in rapporto da un lato con un lume o una cavità (interna o esterna) e dall'altro con un tessuto connettivo. La lamina basale è costituita da materiale amorfo extracellulare a cui le superfici basali delle cellule epiteliali aderiscono mediante emidesmosomi. Funzioni: * PROTEZIONE FISICA rivestimento contro abrasioni, essiccamento, distruzione da agenti lesivi (es.: ulcera) * PERMEABILITÀ ED ASSORBIMENTO ‘acqua, ioni, sostanze selezionate ® SECREZIONE produzione di sostanze (secreti), scaricate all’esterno delle cellule epiteliali secernenti (organizzate in strutture dette ghiandole, o singole o in gruppi), con molteplici funzioni utili all'organismo. a) Protezione e barriera, captazione di stimoli di varia natura b) Secrezione, escrezione e assorbimento c) Scambio e trasporto di sostanze CLASSIFICAZIONE MORFOLOGICA (la morfologia è strettamente correlata alla funzione) TIPO E CELLULA PIATTA CELLULA CUBICA CELLULA PRISMATICA NUMERO DI STRATI DI CELLULE SINGOLO * EPITELIO e EPITELIO e EPITELIO MONOSTRATIFICAT MONOSTRATIFICAT MONOSTRATIFICAT O PIATTO O CUBICO O PRISMATICO e EPITELIO e EPITELIO CUBICO e EPITELIO PAVIMENTOSO SEMPLICE CILINDRICO SEMPLICE SEMPLICE MULTISTRAT * EPITELIO e EPITELIO e EPITELIO o PLURISTRATIFICAT PLURISTRATIFICAT PLURISTRATIFICAT O PIATTO O CUBICO O PRISMATICO e EPITELIO e EPITELIO CUBICO e EPITELIO PAVIMENTOSO STRATIFICATO CILINDRICO STRATIFICATO STRATIFICATO *GLI EPITELI SEMPLICI O MONOSTRATIFICATI CONSENTONO ASSORBIMENTO, DIFFUSIONE E SECREZIONE ®GLI EPITELI STRATIFICATI GARANTISCONO PROTEZIONE DA SOLLECITAZIONI MECCANICHE, FISICHE E CHIMICHE. EPITELIO PAVIMENTOSO SEMPLICE * Alveolo polmonare * Endotelio di cuore e vasi sanguigni e Mesotelio di cavità pleuriche ed addominale EPITELIO CUBICO SEMPLICE * Intestino tenue e Ghiandole * Dotti escretori delle ghiandole EPITELIO PAVIMENTOSO STRATIFICATO EPIDERMIDE CELLULE (cheratinociti) + cheratinizzazione—>il citoplasma si riempie di filamenti di cheratina +»le cellule muoiono trasformandosi in lamelle cornee desquamanti. Le lamelle che costituiscono lo strato corneo più superficiale desquamano continuamente e sono rimpiazzate dalle cellule degli strati più profondi. Solo le cellule che poggiano sulla lamina basale sono in grado di proliferare perché ricevono stimoli attivatori della proliferazione dalla matrice connettivale sottostante. STRATO BASALE-» Cellule cubiche o cilindriche con intensa attività proliferativa STRATO SPINOSO+ forma poliedrica leggermente appiattita. 3 — 7 file di cellule. Brevi prolungamenti del citoplasma (spine) STRATO GRANULOSO-» Cellule appiattite e allungate. 2 — 6 file di cellule. Evidenti alterazioni apoptotiche. STRATO LUCIDO 10 più file di cellule appiattite e allungate. Presenti filamenti di cheratina impacchettati e paralleli alla superficie della cute. STRATO CORNEO-+ lamelle cornee. Presenza soltanto di cheratina, mancano nucleo e organuli cellulari MELANOCITI +forma stellata. Presenti nello strato basale e spinoso. Producono melanina. CELLULE DI LANGHERANS- forma stellata. In grado di captare gli antigeni che attraversano l'epidermide e di migrare nei linfonodi dove inizia la risposta immune. CELLULE DI MERKEL—+» Nello strato basale dell'epidermide. Sono elementi sensoriali. EPITELIO DI TRANSIZIONE * Chiamato urotelio * Composto da cellule cubiche pluristratificate * Le più superficiali sotto tensione si appiattiscono (cellule ad ombrello). SPECIALIZZAZIONE DELLA MEMBRANA PLASMATICA MICROVILLI Y Funzione assorbente vEstroflessioni digitiformi del citoplasma Y Diametro: 50- 100 nm v Altezza:1-2 um Aumento della superficie assorbente di 25 — 50 volte per ogni cellula STEREOCIGLIA v Presenti nell’orecchio interno, sono strutture ricche in actina che vibrano in risposta alle onde sonore Y. Presenti nel canale dell’epididimo e del dotto deferente dove hanno un ruolo nei processi di secrezione e riassorbimento del liquido prodotto nei tubuli seminiferi. LAMINA BASALE Consente alle cellule epiteliali di mantenersi meccanicamente adese al tessuto connettivo. CONNESSIONI INTERCELLULARI TRA CELLULE EPITELIALI e GIUNZIONI OCCLUDENTI Avvolgono circolarmente l’intera cellula. Impediscono il passaggio di materiale tra gli interstizi cellulari ® GIUNZIONI ADERENTI Al di sotto delle giunzioni occludenti. E-caderine sono saldate tra loro nello spazio intercellulare e ai filamenti di actina e DESMOSOMI E-caderine sono associate alla placca; filamenti intermedi formano ripiegamenti a forcina e GIUNZIONI COMUNICANTI Zone di comunicazione intercellulare; permettono il trasporto di ioni e piccole molecole tra cellule. e EMIDESMOSOMI Servono per l’adesione della parte basale della cellula epiteliale alla sottostante membrana basale. EPITELIO GHIANDOLARE Epitelio che produce (secrezione) sostanze che vengono espulse dalle cellule (secreto) organizzate in strutture più o meno complesse (ghiandola). Le GHIANDOLE si dividono in: v ESOCRINE riversano i loro secreti sulla superficie degli epiteli attraverso dotti escretori v ENDOCRINE riversano i loro secreti (ormoni) nel liquido intercellulare interstiziale o direttamente nel sangue GHIANDOLE ESOCRINE TIPOLOGIA DEL SECRETO * Ghiandola sierosa: il secreto è una soluzione acquosa di una o più sostanze: es. saliva * Ghiandola mucosa: il secreto è formato da mucine: es. succo duodenale * Ghiandola mista MODALITÀ DI SECREZIONE * Merocrina o eccrina * secrezione attraverso vescicole, senza danni al citoplasma: es. muco, succhi gastrici, pancreatici, intestinali, bile. È il tipo di secrezione più comune. * Apocrina * secrezione con perdita di parte del citoplasma: es. latte * Olocrina * secrezione con distruzione completa della cellula: es. sebo a) MEROCRINA > la secrezione è regolata da un normale meccanismo di esocitosi b) APOCRINA —T» i granuli di secreto si accumulano nella parte apicale della cellula che al momento della secrezione si disgrega ed entra a far parte del secreto c) OLOCRINA —» all’atto della secrezione si ha il disfacimento dell'intera cellula. GHIANDOLE ENDOCRINE Riversano i loro secreti (ormoni) nel liquido intercellulare interstiziale o direttamente nel sangue. TESSUTO CONNETTIVO Sotto il termine complessivo di tessuto connettivo sono compresi un gran numero di tessuti, di aspetto e costituzione anche diversi tra loro, distribuiti in tutto il corpo, che, contrariamente al tessuto epiteliale, non vengono mai a contatto con l’ambiente esterno. Essi svolgono, a seconda della loro costituzione, uno o piu’ funzioni, correlate piu’ o meno direttamente alla connessione strutturale o funzionale dei distretti dell’organismo. | tessuti connettivi si interpongo fra tessuti di origine diversa connettendoli tra loro Componente cellulare —-» comprende vari tipi di cellule Matrice extracellulare — componente amorfa detta sostanza fondamentale componente fibrillare eTessuto connettivo propriamente detto Y *Tessuto connettivo fibroso lasso Y *Tessuto connettivo fibroso denso Y *Tessuto elastico Y *Tessuto reticolare Y eTessuto adiposo eTessuto connettivo di sostegno v eTessuto cartilagineo FUNZIONI: o Fornisce protezione e ammortizza traumi per organi ed apparati o Supporto per l’epitelio del tratto gastroenterico, respiratorio e urinario o Garantire ancoraggio e vascolarizzazione per il tessuto epiteliale 9 Funzione di sostegno e protezione attorno ad alcuni organi (es: rene) o Funzione trofica in quanto, penetrando tra gli organi, costituisce l’ambiente in cui decorrono i vasi sanguigni o Interviene nei processi di riparazione dei danni tissutali producendo fibre che portano alla formazione di un tessuto cicatriziale TESSUTO CONNETTIVO FIBROSO DENSO Detto anche tessuto collageno, in quanto costituito in prevalenza da fibre collagene. Fibre orientate parallele le une alle altre (tessuto denso regolare) o ad intreccio (tessuto denso irregolare). Cellule presenti: fibrociti. Sostanza fondamentale scarsissima. Vascolarizzazione scarsa. Innervazione presente. Altamente resistente alle sollecitazioni meccaniche Esempio: tendini e fasce muscolari, capsule di organi parenchimatosi. > Tessuto denso regolare o a fasci paralleli Fibre collagene strettamente impacchettate che decorrono parallelamente tra loro. Scarsa componente amorfa. Scarsa componente cellulare costituita da fibrociti allungati e disposti in file regolari tra i fascetti di fibre collagene. Notevole resistenza alla trazione. Tipico dei tendini. > Tessuto denso irregolare o a fasci incrociati Costituito da lamelle sovrapposte in cui le fibre sono tutte parallele e incrociano con angoli diversi le fibre di lamelle contigue. | fibrociti hanno forma allungata e appiattita Esempio: derma. FUNZIONI DEL TESSUTO CONNETTIVO FIBROSO DENSO: = Fornitura di solido ancoraggio = Trasmissione della contrazione muscolare = Stabilizzazione delle relative posizioni delle ossa = Riduzione dell'attrito tra muscoli = Capacità di resistenza a forze applicate da molte direzioni Esempio: tendini e fasce muscolari, capsule di organi parenchimatosi TESSUTO ELASTICO È un tessuto connettivo denso regolare in cui le fibre sono quasi esclusivamente fibre elastiche. Fortemente estensibili, fino al 150% della lunghezza iniziale. AI cessare della forza che ha indotto l'estensione sono in grado di riprendere le dimensioni originarie. FUNZIONI: = Garantisce la stabilizzazione della posizione = Consente l’ammortizzamento dei traumi = Rende possibile l'espansione e la contrazione di organi TESSUTO RETICOLARE Costituito in prevalenza da fibre reticolari. Cellule scarse (fibroblasti, macrofagi). Vascolarizzazione e innervazione scarsa. Sostegno organizzativo di organi ghiandolari (fegato, rene) e non (milza, linfonodi, tessuto emopoietico). TESSUTO ADIPOSO Costituito in prevalenza da cellule (adipociti) cariche di lipidi. Sostanza fondamentale scarsa. Fibre scarse (reticolari). Vascolarizzazione moderata Innervazione moderata. Metabolismo cellulare marcato con continua scissione e sintesi di lipidi. FUNZIONI: = Riserva di materiali energetici: = Sistema di rivestimento coibente: evita la dispersione del calore interno 0 Protezione meccanica e di sostegno funzione trofica = 50%:tessuto adiposo di copertura, localizzato nel pannicolo sottocutaneo con funzione coibente e meccanica = 45%: tessuto adiposo interno, dislocato nella cavità addominale = 5%: grasso di infiltrazione, localizzato nel tessuto muscolare dove agevola la funzione biomeccanica dei muscoli. o Tessuto di deposito: varia in relazione allo stato di nutrizione dell’organismo o Tessuto di sostegno: non è soggetto a variazioni quantitative e si trova nella pianta del piede e della mano Tessuto adiposo uniloculare presente nell’uomo adulto e nella maggior parte dei mammiferi o Tessuto adiposo multiloculare frequente nei bambini, nei piccoli mammiferi e negli animali ibernanti > Uniloculare o univacuolare o tessuto adiposo bianco o giallo * Costituito da cellule a stretto contatto con scarsa matrice extracellulare * Adipociti molto voluminosi (diametro fino a 150 um * Presenza di una grossa gocciola lipidica * Citoplasma molto ridotto * Nucleo confinato alla periferia della cellula compresso contro la membrana plasmatica * Presenza intorno alla cellula di un involucro glicoproteico e fibre reticolari disperse in una scarsa componente amorfa > Multiloculare o multivacuolare o tessuto adiposo bruno * Cellule notevolmente più piccole * Lipidi presenti in numerose microgocce disperse in tutto il citoplasma * Presenza di numerosi mitocondri * Sulla membrana mitocondriale interna è presente la termogenina, particolare proteina transmembrana che funziona come canale per i protoni che si muovono dallo spazio intermembrana alla matrice mitocondriale generando calore che viene ceduto al sangue circolante presente nella ricca rete vascolare del tessuto * Tipico degli animali ibernanti TESSUTO CONNETTIVO DI SOSTEGNO Fornisce impalcatura resistente per l'inserzione delle formazioni muscolari per assicurare la pervietà di alcuni organi cavi (trachea e laringe) per la protezione di visceri per il sostegno di tutto l'organismo: * tessuto cartilagineo e tessuto osseo TESSUTO CARTILAGINEO = Nell’embrione forma lo scheletro primitivo alla nascita sostituito da tessuto osseo = Cartilagine metafisaria —» presente nelle ossa lunghe per tutto il periodo di accrescimento = Nell’adulto permangono Cartilagini articolari Cartilagini intercostali Cartilagine nasale Cartilagini laringee Anelli tracheali Cartilagini bronchiali Padiglione auricolare Anello fibroso (dischi intervertebrali) CELLULE Le cellule, dette condrociti, sono scarse e sono poste in gruppi di 2-4 cellule (gruppi isogeni) in piccoli spazi all’interno della sostanza fondamentale (lacune). CARATTERISTICHE DEL TESSUTO CARTILAGINEO: o Costituito in prevalenza da sostanza fondamentale o Gel compatto che contiene derivati polisaccaridici detti condroitinsolfati complessati con proteine a formare proteoglicani T FUNZIONI DEL TESSUTO CARTILAGINEO: o Fornisce sostegno rigido, ma più flessibile dell’osso o Riduce l'attrito tra le superfici ossee articolari o Resiste alla compressione o Limita gli spostamenti reciproci di ossa vicine F Le fibre sono presenti in tipi e quantità diverse a seconda del tipo di cartilagine: Cartilagine ialina «* Fibre collagene immerse in sostanza fondamentale & Liscia «* Cartilagini articolari e cartilagini di sostegno delle vie respiratorie Cartilagine elastica «Fibre elastiche «Leggera e flessibile «Padiglione auricolare ed epiglottide laringea Cartilagine fibrosa «* Numerose fibre collagene e scarsa sostanza fondamentale «Dura e resistente «Dischi intervertebraliù CARTILAGINE IALINA LOCALIZZAZIONE *Cartilagini articolari *Cartilagini intercostali *Cartilagine nasale eCartilagini laringee «Anelli tracheali *Cartilagini bronchiali CARATTERISTICHE «*.Traslucida, trasparente, colore bianco-azzurrognolo «* Componente amorfa ricca di glicoproteine e proteoglicani «* Componente fibrillare costituita da collagene «* Condrociti disposti in gruppi di 2-4 cellule: gruppi isogeni «Non vascolarizzata ** Delimitata da connettivo fibroso con funzione trofica e condrogenica: pericondrio COMPONENTE CELLULARE Aggregati di cellule mesenchimatiche diventano rotondeggianti: centri di condrificazione. Si differenziano in condroblasti: cellule secernenti che producono matrice cartilaginea (proteoglicani e collagene) che interponendosi fra i condroblasti stessi ne determina l'allontanamento. Le cellule restano imprigionate all’interno di lacune scavate nella matrice stessa —» condrociti: cellule quiescienti. | condroblasti possono dividersi all’interno della lacuna formando gruppi di 2-4 cellule: gruppi isogeni o cloni cellulari. MATRICE EXTRACELLULARE COMPONENTE AMORFA «* Acqua (80%) «* Sali minerali, tra cui NaCI «* Proteoglicani (30-40%) * Glicoproteine COMPONENTE FIBRILLARE «* Collagene (40%) CARTILAGINE ARTICOLARE > Tessuto osseo lamellare compatto: lamelle concentriche Si dispongono attorno al canale di Havers (da 8 a 15 lamelle). Quella più interna è la più recente. La più esterna è delimitata da una linea frastagliata più mineralizzata, detta linea cementante. Lamelle strettamente aderenti tra loro, unite da una matrice molto mineralizzata. Spazi tra le lamelle assenti o molto ridotti. Le fibre collagene decorrono parallele con andamento elicoidale, ruotate di 90° rispetto alle fibre della lamella. >» Tessuto osseo lamellare compatto: lamelle e canali Le lacune ossee contenenti gli osteociti sono scavate nello spessore delle lamelle. Asse maggiore parallelo alle fibre collagene. Da ogni lacuna si dipartono dei canalicoli che mettono in comunicazione le varie lamelle garantendo gli scambi metabolici tra gli osteociti. TESSUTO OSSEO LAMELLARE SPUGNOSO Parte interna ossa brevi, epifisi ossa lunghe Presenza di un trabecolato che dà all'osso un aspetto spugnoso Presenza nelle cavità di midollo osseo, vasi e nervi OSSIFICAZIONE NS v OSSIFICAZIONE DIRETTA Detta anche ossificazione intramembranosa o mesenchiamale. Si forma direttamente da un tessuto connettivo primario da cellule mesenchiamali che si differenziano in osteoblasti. v OSSIFICAZIONE INDIRETTA Detta anche ossificazione per sostituzione. Si forma da una preesistente cartilagine che viene gradualmente sostituita da tessuto osseo. OSSIFICAZIONE DIRETTA * Centri di ossificazione costituiti da cellule stellate sparse in abbondante matrice extracellulare * Cellule mesenchimali si differenziano in osteoblasti che secernono una matrice preossea (osteoide) * Gli osteoblasti si ordinano intorno all’osteoide in file di singole cellule (disposizione epitelioide) * Successivamente l’osteoide acquisisce i sali minerali diventando matrice mineralizzata o calcificata e 0 Prima trabecola ossea * La crescita della prima trabecola ossea avviene per apposizione di ulteriore tessuto osteoide da parte degli osteoblasti * Osteoblasti restano inclusi nelle lacune scavate nella matrice ossea * Emettono prolungamenti all’interno dei canalicoli e si differenziano in osteociti * Altre trabecole, che derivano da centri di ossificazione vicini, confluiscono tra loro OSSIFICAZIONE INDIRETTA OSSIFICAZIONE PERICONDRALE L’osso si forma alla periferia dell’abbozzo cartilagineo. Dalla periferia si dipartono vasi in profondità. Da questi cellule si differenziano in condroclasti che degradano matrice cartilaginea. OSSIFICAZIONE ENDOCONDRALE L’osso si forma all’interno dell’abbozzo cartilagineo * Proliferazione dei condrociti * Ipertrofizzazione e apoptosi dei condrociti * Allargamento e confluenza delle capsule cartilaginee * Invasione di cellule mesenchimali * Deposizione di tessuto osseo * AI centro della diafisi i condrociti smettono di proliferare e ipertrofizzano ® La matrice ialina calcifica per deposizione di sali di calcio * Cellule pericondrio differenziano in osteoblasti che depongono tessuto osseo (ossificazione diretta) > manicotto osseo pericondrale ® Formazione di vasi sanguigni dal pericondrio verso l’interno della matrice cartilaginea calcificata * Cellule cartilaginee ipertrofiche muoiono lasciando lacune che si colmeranno di cellule osteoprogenitrici * Matrice amorfa cartilaginea degradata dai condroclasti * Osteoblasti depongono tessuto osseo OSSIFICAZIONE ENDOCONDRALE FASE 1 Mentre la cartilagine si espande, i condrociti vicini al centro della diafisi aumentano notevolmente di dimensioni. La matrice viene ridotta ad una serie di piccole strutture, che presto cominceranno a calcificare. | condrociti ingranditi (ipertrofici) in seguito muoiono e si disintegrano, lasciando cavità all’interno della cartilagine. FASE 2 Si formano vasi sanguigni intorno ai margini della cartilagine e le cellule pericondriali si trasformano in osteoblasti. La diafisi cartilaginea viene poi rivestita da uno strato osseo superficiale (collare osseo). FASE 3 | vasi sanguigni penetrano nella cartilagine ed invadono la regine centrale. Le cellule mesenchimali che migrano attraverso i vasi sanguigni si differenziano in osteoblasti, che iniziano a produrre osso spugnoso nel centro di ossificazione primario (diafisi). La formazione dell’osso si estende poi lungo la diafisi verso entrambe le estremità. FASE 4 Man mano che l’osso si accresce avviene il rimodellamento ad opera degli osteoclasti, che formano la cavità midollare. L’osso diafisario diviene più spesso e la cartilagine vicina a ciascuna epifisi è sostituita da osso. L’ulteriore crescita conduce ad un aumento della lunghezza (fase 5) e del diametro dell'osso. FASE 5 Capillari ed osteoblasti migrano nell’epifisi, formando un centro di ossificazione secondario. RIPARAZIONE DI UNA FRATTURA 1. Frattura e sanguinamento all’interno dell’area con formazione di un ematoma di frattura 2. Formazione di un callo interno e di una rete di osso spugnoso unisce le superfici interne. Un callo esterno di cartilagine ed osso stabilizza i margini esterni 3. La cartilagine del callo esterno viene sostituita da osso e colonne di osso spugnoso uniscono le estremità della frattura. Frammenti di osso necrotico e le aree di osso vicine alla frattura vengono rimossi e sostituiti 4. Un rigonfiamento segna la zona della frattura che successivamente verrà rimodellata e rimarrà solo un lieve segno della frattura. TESSUTI CONNETTIVI LIQUIDI Vengono definiti connettivi liquidi quei tessuti in cui le cellule proprie del tessuto sono immerse in una matrice liquida. Composizione e funzione del sangue Caratteristiche del plasma Struttura e funzione del tessuto emopoietico Caratteristiche delle emazie Meccanismo della genesi delle emazie Struttura e metabolismo dell'emoglobina Gruppi sanguigni Struttura, funzionamento e genesi delle piastrine Meccanismo dell’emostasi Struttura, funzionamento e genesi dei leucociti Sistema linfatico e immunità NESS IL SANGUE * È un liquido vischioso, opaco, di colore rosso * Peso specifico: tra 1,055 a 1,065 gr/cmc * pH: tra 7,3 e 7,4 e quantità totale: 7% del peso corporeo — tra 5 e 6 litri È costituito da: *Matrice (o sostanza intercellulare) liquida: plasma «Elementi figurati eglobuli rossi (99,9%) eglobuli bianchi e piastrine La maggior parte di queste cellule o elementi figurati viene prodotto dal tessuto emopoietico, che nell’adulto corrisponde al midollo osseo. FUNZIONI: « Trasporto di: Ossigeno e anidride carbonica Elementi nutritivi assorbiti a livello intestinale o prodotti nell'organismo Ormoni Anticorpi Enzimi Rifiuti metabolici « Regolazione Della temperatura Dell'equilibrio acido-base Dell'equilibrio ionico Dell’equilibrio idrico + Difesa contro tossine e patogeni «& Emostasi—» capacità di bloccare il flusso di sangue se viene lesionata una parte dei condotti in cui il sangue stesso scorre. PLASMA 92% « plasmaproteine 7% albumina, globuline, fibrinogeno prodotte dal fegato (90%), dalle plasmacellule e da ghiandole endocrine « sostanze inorganiche sodio, cloro, calcio, potassio, iodio, bicarbonato «sostanze organiche materiali nutritivi e residui del metabolismo cellulare PROTEINE PLASMATICHE FUNZIONI: * Regolazione pressione osmotica del sangue * Regolazione pH del sangue * Intervengono nei meccanismi di emostasi * Intervengono nell’immunità umorale ® Trasporto di varie molecole organiche ed inorganiche * Riserva di materiale proteico > ALBUMINA * 60% delle proteine plasmatiche * Sintetizzata dal fegato e da qui immessa nel sangue ® Mantiene la pressione osmotica del plasma Leucociti polimorfonucleati sono distinguibili tre tipi: *Neutrofili 50-70% del totale: Difesa dell'organismo contro le infezioni con funzione fagocitaria «Eosinofili 2-4% del totale: Aumentano in presenza di affezioni allergiche e di parassitosi *Basofili 0,5-1% del totale: Intervengono nel processo infiammatorio GRANULOCITI NEUTROFILI e | granuli sono lisosomi che contengono idrolasi e lisozima * Attività fagocitica * Prima linea di difesa e Attivazione * Chemotassi (migrazione direzionata) * Fagocitosi e Uccisione del patogeno ingerito e Secrezione degli enzimi lisosomali e Nel connettivo degenerano e vengono degradati dai macrofagi GRANULOCITI EOSINOFILI * Aumentano in presenza di fenomeni allergici * Quando stimolati rilasciano il contenuto dei granuli mediante esocitosi e Bersagli troppo grossi per essere fagocitati * Capacità chemotattiche e Capacità fagocitiche verso immunocomplessi e microrganismi GRANULOCITI BASOFILI | granuli contengono: eparina (anticoagulante) e istamina (vasodilatatore) ® Scarsa attività fagocitica ® Coinvolti nello shock anafilattico Ag introdotto nell'organismo —+igE Riesposizione allo stesso Ag, questo si lega alle IgE presenti sui basofili-+degranulazione »rilascio di istamina (vasodilatatore), leucotrieni (azione broncospastica) e altri fattori nuclei presentano numerosi lobi. In base alla loro affinità per i coloranti Y Vasodilatazione con ipotensione, perdita di liquidi dai capillari, formazione di edemi, ipersecrezione mucosa, broncocostrizione LEUCOCITI NON GRANULARI Monociti: 2-8% del totale; insieme ai neutrofili costituiscono la prima linea di difesa dell'organismo Linfociti: 20-30% del totale prodotti nei linfonodi, nella milza ed in altre strutture linfatiche. Tre classi di linfociti: ®T immunità cellulomediata *B immunità umorale (plasmacellule, anticorpi) eNK natural killer (sorveglianza immunitaria) > MONOCITI * Cellule molto grandi e Movimenti ameboidi * Nello spazio tissutale si differenziano in macrofagi * Attività fagocitaria > LINFOCITI * Presenti nel circolo sanguigno e nei tessuti linfatici Si distinguono in: * Linfociti T: dal midollo osseo raggiungono il timo. Immunità cellulomediata * Linfociti B: immunità umorale (plasmacellule, anticorpi) * Linfociti NK: natural killer (sorveglianza immunitaria) TESSUTO LINFATICO Suddiviso in 3 compartimenti: 1. Comparto delle cellule staminali, nel midollo osseo 2. Organi linfatici primari (centrali) in cui i linfociti assumono la competenza —#-timo per i linfociti T e midollo osseo per i linfociti B (negli uccelli > borsa di Fabrizio) 3. Organi linfatici secondari (periferici) in cui avviene l’incontro Ag-Ab + linfonodi, milza, sistema linfatico delle mucose. IMMUNITÀ INNATA E ACQUISITA IMMUNITÀ INNATA 1. Barriere di protezione del corpo 2. Sistema dei fagociti + macrofagi (neutrofili ed eosinofili) 3. Cellule ad attività citotossica naturale (linfociti NK) contro cellule tumorali e cellule infettate da virus IMMUNITÀ ACQUISITA 1. Specificità 2. Memoria immunologica IMMUNITÀ UMORALE Mediata dai linfociti B e dai loro prodotti di secrezione, gli anticorpi Difesa nei confronti dei microbi extracellulari e dei loro prodotti, le tossine IMMUNITÀ CELLULO-MEDIATA v Mediata dai linfociti T e dai loro prodotti di secrezione, le citochine ES Y Difesa contro microbi intracellulari—virus e batteri che sopravvivono e proliferano all’interno dei fagociti e altre cellule e quindi inaccessibili dagli Ab circolanti v Gli Ab riconoscono specificamente gli Ag microbici e ne neutralizzano l’infettività con vari meccanismi TESSUTO MUSCOLARE Cellule con la capacità di contrarsi, mediante miofilamenti di actina e miosina. 3 tipi di tessuto muscolare: ® Striato (o scheletrico) e Cardiaco (o miocardio) ® Liscio (o viscerale) Il meccanismo di contrazione è simile in tutti e tre i tipi di tessuto muscolare, ma le cellule muscolari sono diverse nella loro organizzazione interna. CARATTERISTICHE * ECCITABILITÀ risponde alla stimolazione di nervi e ormoni + (Contrazione) * ELASTICITÀ se stirato, ritorna alla sua lunghezza di riposo * CONTRATTILITÀ ed ESTENSIBILITÀ può accorciarsi o estendersi rispetto alla normale lunghezza di riposo con produzione di forza. TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO STRIATO VOLONTARIO v Cellule molto grandi cilindriche: fibrocellule o fibre muscolari Y Incapaci di dividersi e di proliferare v_ Cellule unite a formare un sincizio MUSCOLO SCHELETRICO Il tessuto muscolare è costituito da 100 fino a 100.000 cellule multinucleate allungate. L'unità contrattile è il SARCOMERO. CELLULE SATELLITI Y mioblasti quiescenti Y Capacità rigenerativa del tessuto MICRO-CIRCOLO v Arteriola —trasporta ossigeno e nutrienti v Capillari—+» le pareti sottili consentono la diffusione. 3-5 per fibra Y Venula —» trasporta il sangue refluo TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO > FILAMENTI SOTTILI Costituiti da: ACTINA, proteina filamentosa costituita di due catene di 300 -400 molecole globulari di G actina con siti attivi per legarsi alla miosina TROPOMIOSINA, proteina filamentosa che copre i siti attivi dell’actina, impedendo l'interazione con la miosina TROPONINA, proteina globulare che si lega alle due precedenti per mantenerne i rapporti > FILAMENTI SPESSI Costituiti da: MIOSINA, proteina filamentosa formata da una porzione allungata, detta coda, e da un'estremità globosa, detta testa. Nel filamento spesso le molecole di miosina sono disposte con polarità opposta essenziale per il meccanismo della contrazione. La parte centrale del filamento è priva di teste (ponti trasversi) per un'ampiezza di 2500 À. CELLULA MUSCOLARE CARDIACA * Cellule corte e ramificate * Dimensioni ridotte * Incapaci di dividersi e di proliferare * Mononucleate * Presenza di filamenti di actina e di miosina * Ampi collegamenti le une con le altre * Presenza di dischi intercalari e Membrane saldate insieme da desmosomi e gap junctions * Presenza di cellule pacemaker (segnapasso) * Situata nel cuore in rapporto con tessuto connettivo (valvole cardiache) * Garantisce le seguenti funzioni: circolazione sanguigna e mantenimento della pressione del sangue (idrostatica). TESSUTO MUSCOLARE VISCERALE LISCIO INVOLONTARIO * Cellule piccole e fusiformi * Capacità di suddividersi e di proliferare * Mononucleate * Presenza di filamenti di actina e di miosina ma assenza della caratteristica striatura TESSUTO MUSCOLARE LISCIO * Si contrae indipendentemente dalla volontà, grazie al sistema nervoso autonomo * Presente nei muscoli viscerali (tonaca muscolare) degli organi cavi, come tubo digerente, albero respiratorio, vie urinarie e genitali, arterie e vene Funzioni: Progressione di cibo, feci, urina e secrezioni; Controllo del calibro delle vie respiratorie; Controllo del calibro dei vasi sanguigni. TESSUTO NERVOSO * Mette in comunicazione le varie parti dell'organismo * Riceve informazioni dall'ambiente esterno o interno * Risponde alle informazioni ricevute Scatola cranica: encefalo SNC rachide: midollo spinale SNC sistema nervoso periferico SNP Due tipi di cellule: cellule nervose o neuroni cellule di sostegno o neuroglia. CELLULE SATELLITI O AMFICITI > CELLULE DI SCHWANN * Presenti nel SNP e Cellule appiattite con ampio citoplasma ricco di mielina e Responsabili della mielinizzazione degli assoni periferici * Guaina mielienica attorno ad un solo assone > CELLULE SATELLITI * Presenti nel SNP € Circondano i corpi cellulari dei neuroni dei gangli * Regolano i livelli di 02, CO2, nutrienti e neurotrasmettitori FIBRA NERVOSA Y È costituita dall’assone ricoperto dal prorpio involucro formato da cellule gliali. a. FIBRA MIELINICA: La cellula di Schwann si arrotola a spirale attorno all’assone, circondandolo con più giri di membrana (guaina mielinica) e in superficie con citoplasma e e membrana plasmatica (neurilemma) b. FIBRA AMIELINICA: Una sola cellula di Schwann ricopre più assoni con un solo giro di membrana e citoplasma. POTENZIALE D’AZIONE NEURONE Distinguiamo 4 elementi con diversi ruoli funzionali: Dendriti: porzione di ingresso Cono di emergenza: elemento decisionale o trigger Assone: conduzione del messaggio all’interno della cellula Sinapsi: elemento di uscita e di comunicazione con altre cellule POTENZIALE DI MEMBRANA e Mantenuto costante dalla pompa sodio/potassio ® La costanza dei gradienti ionici, assicura che il potenziale di membrana mantenga un valore costante per l’intera durata della vita della cellula. e Incondizioni di riposo la cellula non si trova in uno stato di equilibrio, ma in uno ‘stato stazionario’, ovvero in uno stato di costante disequilibrio, mantenuto a spese di energia metabolica, che è fornita dalla molecola di ATP. POTENZIALE D’AZIONE Segnale utilizzato dal sistema nervoso per ricevere, analizzare e trasmettere informazioni. Nasce quando uno stimolo depolarizzante porta il potenziale intracellulare dalla condizione di riposo al valore soglia. | neuroni posseggono canali rapidi voltaggio dipendenti che si aprono in risposta ad uno stimolo > Ioni Na+, CI- e Ca2+ entrano nella cellula » Ioni K+ escono dalla cellula > Il movimento netto di cariche elettriche attraverso la membrana, produce una variazione del potenziale di membrana, generando un segnale elettrico Fase di riposo * La permeabilità di membrana agli ioni K + è alta: i canali sono quasi tutti aperti in modo che gli ioni K + possano diffondere fuori dalla cellula * La permeabilità di membrana al Na+ è bassa: il cancello di attivazione è chiuso e quello di inattivazione aperto e il Na+ non entra nella cellula. Depolarizzazione: ingresso di Na+ ® La stimolazione apre il cancello di attivazione dei canali per il Na+ * Mentre la cellula si depolarizza, un numero sempre maggiore di canali per il Na+ si apre: la polarità della cellula si inverte (overshoot) fino a +20 mV. Ripolarizzazione: uscita di K+ * Il cancello di attivazione si chiude e l’ingresso di Na+ cessa * | più lenti canali del K + raggiungono il picco di permeabilità POTENZIALE DI MEMBRANA IN UNA FIBRA MIELINICA Per la presenza della guaina mielinica il potenziale d'azione nasce solo in corrispondenza dei nodi di Ranvier. MIELINA: Riduce la capacità di membrana, ossia la quantità di carica da spostare. Aumenta molto la resistenza di membrana quindi grazie all’isolamento elettrico della guaina viene persa una quantità minore di segnale. Le fibre mieliniche sono metabolicamente più efficienti perché il lavoro di pompa è confinato ai nodi di Ranvier, dove sono concentrati i canali del Na+ voltaggio dipendenti. SINAPSI * Struttura deputata a trasmettere il messaggio nervoso tra cellule * Non esiste continuità citoplasmatica tra cellule nervose e La fessura sinaptica separa la terminazione presinaptica dalla cellula postsinaptica o Nelle sinapsi elettriche la presenza di gap junctions crea una continuità tra le due cellule trasmettono un segnale elettrico direttamente da una cellula all'altra. o Nelle sinapsi chimiche la trasmissione è elettrica-chimica-elettrica 9 rilascio di un neurotrasmettitore. > SINAPSI ELETTRICA Le gap junction poste tra le membrane pre e post sinaptiche consentono la comunicazione tra cellule per passaggio diretto passivo di correnti da una cellula all'altra causando o inibendo la nascita di potenziali d’azione post sinaptici. Si realizza in entrambe le direzioni. Esistono sinapsi elettriche che conducono preferenzialmente in una direzione piuttosto che nell'altra: rettificazione. Trasmissione rapida Adatta per riflessi in cui sia necessaria una rapida trasmissione tra cellule, ossia una risposta sincrona da parte di un numero elevato di neuroni. CORRENTE DI PLACCA End Plate Potential (EPP) Versante presinaptico La depolarizzazione che si produce all’arrivo del potenziale d'azione determina l'ingresso di Ca2+ nel terminale presinaptico attraverso canali voltaggio dipendenti che si aprono brevemente con conseguente esocitosi del mediatore. CORRENTE DI PLACCA End Plate Potential (EPP) Versante postsinaptico Ach rilasciata nello spazio sinaptico si lega al recettore nicotinico determinando l’attivazione di un canale cationico che permette l'ingresso di Na+ e Ca2+ e l'uscita di K+. La corrente risultante prende il nome di corrente di placca e determina a sua volta una variazione del potenziale in senso depolarizzante (eccitatorio) di membrana noto con il nome di EPP. Dopo che il neurotrasmettitore ha svolto la sua azione legandosi al suo recettore specifico, esso deve essere rapidamente rimosso per estinguere l’effetto. Per l“Ach questo avviene per degradazione ad opera di enzimi specifici (colinesterasi). CONTRAZIONE MUSCOLARE PROTEINE CONTRATTILI Le teste delle molecole di miosina sono disposte in modo elicoidale sfasate in senso lineare di 143 À l'una rispetto alla successiva. La miosina può stabilire rapporti con l’actina per mezzo dei ponti trasversali. PLACCA NEUROMOTORIA Le fibre vengono portate in contrazione dalle fibre nervose motorie tramite le giunzioni sinaptiche neuromuscolari o placche motrici. Il potenziale d'azione viene innescato dal potenziale postsinaptico delle placche motrici (potenziale di placca). La durata totale del potenziale d’azione delle fibre muscolari è (2-5 msec). Il potenziale d’azione si propaga dal luogo d’insorgenza lungo l’intera fibra tramite le correnti elettrotoniche. TUBULI TRASVERSI RETICOLO SARCOPLASMATICO TRIADE | tubuli T consentono il propagarsi della depolarizzazione dalla superficie, verso l'interno della cellula muscolare. Il lume di ciascun tubulo contiene liquido extracellulare e comunica con l'esterno della fibra muscolare. Le due diramazioni di un tubulo T formano circonferenze che circondano ciascuna miofibrilla interponendosi tra le due cisterne terminali. Non esiste continuità morfologica tra tubuli T e cisterne terminali. L'insieme di due cisterne terminali e del tubulo T compreso tra di loro costituisce la triade. CICLO DEI PONTI 1. L’ATP si lega alla miosina, causandone il distacco dall’actina 2. La miosina idrolizza l’ATP, la testa della miosina ruota e si lega all’actina 3. Segnale del Ca++, rilascio del Pi e colpo di frusta 4. La miosina rilascia l’ADP 5. Stato di rigor Il ciclo comincia con il legame di ATP alla testa della miosina. M+ATP+MXxATP La miosina contiene ATPasi un enzima che è in grado di scindere il legame ad alta energia dell'ATP (idrolisi). Se la testa della miosina è legata all’actina ne consegue un rapido distacco dell’actina dal complesso actina- miosina-ATP. vedi più avanti fase di distacco all’interno di un ciclo. AM+ATP4> MxATP Un piegamento della regione del collo della miosina con conseguente sollevamento (freccia gialla) della testa accompagna l’idrolisi dell’ATP, con conseguente rilascio di energia. Parte di questa energia è assorbita dalla molecola di miosina, che raggiunge in tal modo lo stato ad alta energia (MO), mentre i prodotti finali della reazione (ADP e Pi) rimangono fissati al sito ATPasico della miosina stessa (M x ADP x Pi). La fase può essere schematizzata nella seguente reazione: M.ATP > MO x ADP x Pi In seguito all’idrolisi dell'ATP, la miosina si lega all’actina (A>M x ADP x Pi). Il legame è modulato dalla presenza di Ca2+. Il legame forte della miosina all’actina è associato al rilascio del fosfato inorganico (Pi), che può così abbandonare il sito di legame dell'ATP della miosina. AxMXxADP x Pi > Ax M x ADP L'estensione della zona del collo della miosina, stirando di circa 10 nm la parte elastica con produzione di forza, determina il cosiddetto colpo di forza o power stroke. L’accorciamento della lunghezza del collo della miosina causa lo scivolamento dei filamenti, spessi e sottili, gli uni sugli altri. L’ADP viene rilasciato dal complesso actina-miosina: A x Mo x ADP > A x Mo Per permettere alla miosina di attaccarsi ad un nuovo sito per l’actina e ripetere il ciclo, il legame tra actina e miosina deve essere spezzato e ciò avviene con il legame di una molecola di ATP alla testa della miosina. L’ATP si lega in modo rapido ed irreversibile al sito ATPasico della miosina, formando il complesso actina- miosina-ATP (AvM x ATP). Il legame actina-miosina diventa debole. Ne consegue un rapido distacco dell’actina dal complesso actina-miosina-ATP. In questa trasformazione, la miosina passa da uno stato ad alta energia MO ad uno stato a bassa energia (M). In sintesi: Ax Mo + AvMx ATP > Mx ATP In assenza di ATP, il ciclo si arresta quando la testa della miosina è ritornata nello stato a bassa energia e actina e miosina restano fissate insieme, incapaci di staccarsi. Questa condizione è detta stato di rigor. Ax Mo