Le cellule del tessuto Connettivo

Le cellule del tessuto Connettivo
Principi di Citologia e Istologia. Prof. Pucci, 2003
Il tessuto connettivo
Si classifica in:
•tessuto connettivo propriamente detto
“soffice” o “denso”
(il più ubiquitario, presente nella parete
degli organi, nello stroma interstiziale, nel
derma, tendini etc.)
•tessuto connettivo specializzato
(cartilagine, osso e sangue)
E’ formato da una matrice extracellulare e
da cellule mesenchimali, che sono proprie
del tessuto o migranti dal sangue.
Svolge funzioni trofo-meccaniche e di
controllo di molte attività delle cellule con
cui viene in contatto
La composizione della matrice à stata già
trattata in precedenza.
Schema esemplificato di un connettivo soffice
Derivazione e correlazioni cellule connettivali ed ematiche
I Fibroblasti
Sono le cellule predominanti del TC
Producono la ECM e le collagenasi
Numerosi fattori di crescita e chemiotattici
Micrografia elettronica di un fibroblasto dermico
Macrofagi
Appartengono a due categorie: 1. stazionari nel TC e 2. provenienti dai monociti del sangue
Caratteristiche generali:
diametro 10-30 µm, nucleo irregolare, numerose pieghe della membrana, abbondanti lisosomi
Formano il sistema macrofagico:
cell. di Langerhans (cute), cell. del Kupfer (fegato), la microglia, gli osteoclasti,cell. dendritiche (linfonodi)
Funzione
Fagocitosi di batteri, cellule invecchiate o mutate, presentazione dell’Ag
Mastociti
Caratteristiche generali:
Diametro 20-30 µm, nucleo con grosse zolle di eterocromatina, numerose pieghe della membrana,
abbondanti granulazioni con corpi lamellari, contenenti istamina, eparina, condroitin solfati, leucotrieni ,
interleuchine e numerosi fattori chemiotattici. Sono simili ai basofli.
Recettori di superficie per FC di IgE
Funzione
Iniziano la risposta infiammatoria (reazione ipersensibile immediata) dopo stimolazione da sostanze
allergizzanti che in seconda esposizione possono generare reazione anafilattica (spasmi bronchiali, etc)
Inclusioni lamellari
Mastociti: la degranulazione
Adipociti
Sono principalmente localizzati
nel tessuto adiposo, dove
svolgono la funzione di banca
dei lipidi.
IL SANGUE
Il sangue è un tipo di tessuto connettivo speciale formato da elementi cellulari, definiti anche
elementi figurati, dispersi in una matrice fluida: il plasma. In un uomo adulto, il sangue
costituisce circa 1/12 del peso corporeo e corrisponde a 5-6 litri.
FUNZIONI
•TRASPORTO
•COORDINAZIONE BIOCHIMICA
•RESPIRATORIA
•DEPURAZIONE
•DIFESA
•EQUILIBRIO IDRICO-SALINO
•EQUILIBRIO ACIDO-BASE
•REGOLAZIONE PRESSIONE OSMOTICA
•REGOLAZIONE PRESSIONE ARTERIOSA
Sul sangue si possono effettuare numerosissimi esami clinici:
•presenza, numero, percentuale, contenuto dei componenti cellulari (emocromocitogramma);
•biochimici;
•sierologici - immunoenzimatici.
Sedimentazione del sangue in presenza di anticoagulanti
Plasma
ca. 55-60%
Leucociti
~ 1% (buffy coat)
Eritrociti
~ 40-45% (ematocrito)
Il Plasma
Componenti maggioritarie
•Acqua 90%
•Proteine 6-8% (tra cui globuline, albumine, proteine di trasporto, enzimi, anticorpi, etc.)
•zuccheri (soprattutto glucosio),
•lipidi (colesterolo, trigliceridi, fosfolipidi),
•ormoni, amminoacidi, vitamine,
•sostanze minerali in forma ionica (K+,Ca++,Cl-, Na+ HCO3, PO4--)
L’elettroforesi tradizionale separa le proteine plasmatiche in cinque
frazioni. Ciascuna di queste contiene numerose proteine che si possono
separare e identificare con le con le moderne metodiche della proteomica.
1 2
3
4
5
1. Albumina
2. α1 globuline
3. α2 globuline
4. β globuline
5. γ globuline
LE CELLULE EMATICHE
Nel sangue, circolano le seguenti categorie di elementi cellulari
Eritrociti 4-6 106 /mm3
Leucociti 5-8 103 /mm3
Piastrine 250-500 103/mm3
Tutte le cellule ematiche derivano da un precursore staminale unico presente nel midollo osseo.
Eritrociti e piastrine maturi svolgono le loro funzioni nel sangue circolante
I leucociti granulari dal circolo passano al connettivo per svolgere le loro funzioni specifiche
I leucociti linfoidi dal midollo passano in altre stazioni intermedie dell’apparato linfatico
Cellula staminale
Eritrociti
Gli eritrociti (definiti anche emazie, o globuli rossi) sono le cellule più numerose del sangue: circa 4-6
milioni /mm3. Il loro ruolo è di rifornire di ossigeno i tessuti, tramite l’emoglobina, e di trasportare
parte dell'anidride carbonica di scarto (parte è trasportata dal plasma). La CO2 è convertita a bicarbonato
dall’enzima anidrasi carbonica. Gli eritrociti sono portatori dei gruppi sanguigni, A,B,0, Rh. Nell'uomo e in
tutti i mammiferi gli eritrociti maturi sono privi di nucleo e di organuli citoplasmatici, per cui l’emoglobina
occupa quasi tutto il volume citoplasmatico. Hanno forma di una lente biconcava, che aumenta il rapporto
tra la superficie de il volume cellulare. Queste caratteristiche rendono più efficiente la diffusione
dell'ossigeno. Normalmente, essi misurano 6,6-7,5 µm di diametro. Forme con un diametro superiore ai 9
µm (macrociti) o inferiore a 6 µm (microciti) si osservano in alcune patologie. I globuli rossi con forma
normale (discociti) possono assumere per cause intrinseche o estrinseche, forme diverse: appiattita
(leptociti), crenata, dentellata o a riccio (echinociti), a falce (drepanociti, nell’anemia falciforme),
uniconcova (stomatociti). In parte questo dipende da una grande plasticità della superficie cellulare che
consente alle cellule di deformarsi per adattarsi al calibro dei vasi e alla velocità del flusso sanguigno. Nei
vasi di piccolo calibro possono disporsi impilati come monete. Gli eritrociti hanno una vita media di 120
giorni, durante i quali utilizzano il metabolismo glicolitico e lo “shunt” dei monofosfati come fonti
energetiche. Giunti al termine della loro vita, essi vengono trattenuti dalla milza e fagocitati dai macrofagi.
Nello striscio di sangue si osserva un tappeto di eritrociti con alcuni leucociti isolati.
Eritrociti
Eritrociti al microscopio a scansione
Striscio di sangue
La membrana del globulo rosso
Leucociti
agranulociti
agranulociti
I leucociti, o globuli bianchi, sono incaricati della difesa dell'organismo.
Sono assai meno numerosi dei globuli rossi. La densità di leucociti nel sangue
è di 5000-8000 /mm3. I leucociti si dividono in due categorie: granulociti e
agranulociti (o cellule linfoidi). Il termine di granulociti è dovuto alla
presenza di granuli nel loro citoplasma. In base alle affinità tintoriali dei loro
granuli, i granulociti si distinguono in neutrofili, eosinofili (o acidofili),
basofili.
Alle cellule linfoidi appartengono linfociti e monociti. La forma del nucleo
dei vari tipi di leucocita è generalmente diversa, può presentare lobature
multiple, o essere indentato o reniforme.
Ciascun tipo di leucocita è presente nel sangue in percentuali relative diverse.
Questo rapporto si definisce formula leucocitaria:
granulocita neutrofilo 50 - 70 %
granulocita eosinofilo 2 - 4 %
granulocita basofilo 0,5 - 1 %
linfocita 20 - 40 %
monocita 3 - 8 %
I neutrofili
Caratteristiche generali
•Diametro di 12-17 µm.
•Nucleo tri-pentalobato, da cui la definizione di polimorfonucleati (PMN); le lobature
aumentano con l’invecchiamento cellulare
•Tre tipi di granuli citoplasmatici con poca affinità per i coloranti acidi e basici
•Recettori di superficie per FC di IgG e IgM, Selectine
Nei soggetti femminili nel nucleo è visibile una struttura a forma di bacchetta, che
rappresenta il secondo cromosoma X inattivato
Durata media in circolo 6-7 ore
Funzione
In presenza di un focolaio infiammatorio, migrano dai vasi sanguigni (vedi selectine) e iniziano
un’intensa attività fagocitaria e antibattericida. Finita la funzione degenerano nel “pus”.
X
Rotolamento- adesione
connettivo
Citochine infiammatorie
migrazione
I neutrofili
Granuli primari azzurrofili= lisosomi
contengono idrolasi acide
catepsina G, mieloperossidasi
(composti reattivi dell’O-2)
Granuli secondari o specifici: più piccoli
e numerosi, contengono fosfolipasi,
lisozima, collagenasi, lattoferrina,
fagocitina
Granuli terziari: enzimi secreti
(gelatinasi), moleocle di adesione della
superficie cellulare
Opsonizzazione e Fagocitosi
Gli eosinofili
Caratteristiche generali
Diametro di 10-14 µm.; Nucleo bilobato; Recettori per Fc di IgE. Due tipi di granuli :
•specifici oblunghi con un cristalloide al centro che contiene proteine basiche antiparassitarie e
neurotosina, e la periferia fattori di regolazione dell’infiammazione (istaminasi, leucotriene C,
prostaglandine), fosfatasi acide , perossidasi, etc.
•azzurrofili= lisososmi
Funzione
•Fagocitosi dei complessi Ag-Ac
•Antiparassitaria
•Secrezione di fattori di controllo dell’infiammazione
GS
I basofili
Caratteristiche generali
Diametro 9-10 µm di diametro; Nucleo generalmente bi-trilobato coperto dai granuli.
Recettori per Fc IgE
Granuli: istamina, leucotrieni (sostanze di reazione lenta anafilattica), proteoglicani solfati,
eparina (anticoagulante), fosfolipasiC (che agisce su fosfolipidi di membrana per generare ac
arachidonico, precursore dei leucotrieni)
Funzione
I basofili secernono sostanze anticoagulanti, vasodilatatrici come l'istamina e la serotonina. Anche
se possiedono capacità fagocitaria, la loro funzione principale è quella di secernere sostanze che
mediano la reazione di ipersensibilità immediata e ritardata.
Partecipano l’infiammazione e ai fenomeni allergici
La degranulazione
Monociti
Diametro: 16-20 µm. Nucleo reniforme, citoplasma trasparente con aspetto di "vetro smerigliato "
I monociti sono precursori dei macrofagi. Sono le cellule del sangue di dimensione maggiore. Quando
nel midollo osseo raggiungono la maturità, vengono immessi nella circolazione sanguigna dove
permangono per 24-36 ore. In presenza di un focolaio infiammatorio, i monociti migrano attivamente dai
vasi sanguigni e iniziano una intensa attività fagocitaria. Il ruolo di queste cellule non si esaurisce nella
fagocitosi poichè mostrano anche un'intensa attività di secrezione. Essi producono sostanze che hanno
funzioni difensive, come il lisozima, gli interferoni ed altre sostanze che modulano la funzionalità di
altre cellule. I macrofagi cooperano nella difesa immunitaria, espongono sulla membrana molecole dei
corpi digeriti e li presentano alle cellule più specializzate, come i linfociti Th e B.
I linfociti
I linfociti sono suddivisi in classi funzionali (B, T, NK) e sottopolazioni
I linfociti circolanti hanno morfologia comune e si distinguono in base al diametroin piccoli (5µm) medi ( 8 µm) e
grandi (15 µm). Nucleo rotondo, scarso citoplasma basofilo.
Sono i costituenti principali del sistema immunitario che costituisce una difesa contro l'attacco di microrganismi
patogeni quali virus, batteri, funghi e protisti
Oltre a essere presenti nel sangue, popolano gli organi e i tessuti linfoidi, nonchè la linfa che circola nei vasi
linfatici. Gli organi linfoidi comprendono il timo, il midollo osseo (negli uccelli la bursa), la milza, i linfonodi, le
tonsille palatine, le placche di Peyer e il tessuto linfoide dei tratti respiratorio e digerente.
Derivano dalla cellula staminale nel midollo, come le altre classi di cellule emopoietiche, ma a differenza di queste
subiscono una ulteriore fase di maturazione (acquisizione della competenza immunitaria), i B a livello midollare e
i linfociti T nel timo. L’acquisizione della immunocomptenza corrisponde all’espressione e sintesi di appropriati
recettori di superficie in grado di riconoscre i diversi antigeni
Popolazioni linfocitarie
Le cellule del sistema immunitario, in particolare i linfociti, cooperano fra loro per attivare, potenziare,
precisare la risposta immunitaria. Per raggiungere tale scopo, esistono diversi tipi di linfocita, con
funzioni differenti: linfociti T e B. Quando le cellule B vengono attivate, si riproducono intensamente
(selezione clonale) e si trasformano in plasmacellule le quali secernono nel circolo una grande
quantità di anticorpi (risposta umorale). Questi anticorpi liberi, quando incontrano microoganismi che
possiedono molecole di forma complementare (epitopi), si legano ad esse formando dei complessi che
li immobilizzano. In seguito gli eosinofili e altre cellule non specifiche, ma capaci di riconoscere gli
anticorpi, fagocitano questi complessi.
I linfociti T si dividono in quattro sottopopolazioni
Tc (citotossici), Th (helpers), Ts (soppressori). NK (Natural Killer).
I linfociti citotossici si riproducono intensamente quando sono attivati. Tuttavia essi non liberano
anticorpi nel circolo, ma li espongono sulla loro membrana e li usano per riconoscere essenzialmente
cellule del proprio organismo infettate da virus o tumorali. I linfociti citotossici uccidono le cellule
rilasciando perforine, sostanze che producono lesioni sulla membrana della cellula bersaglio e ne
provocano la morte per lisi osmotica (risposta cellulo-mediata).
I linfociti helper sono necessari per attivare sia i linfociti B che quelli Tc i quali, pur avendo
riconosciuto agenti estranei, generalmente non entrano in azione. I linfociti Th immaturi che
riconoscono un autoantigene, vanno incontro ad apoptsi.
I linfociti soppressori riducono l'intensità della risposta immunitaria.
I Natural Killer rappresentano la componente filogeneticamente più antica del sistema immunitario e
si caratterizzano principalmente per la loro attività citotossica. Oltre a uccidere virus, batteri, cellule
infettate e cellule neoplastiche, questi linfociti regolano anche la produzione di altre cellule ematiche
quali eritrociti e granulociti.
Gli anticorpi
Gli anticorpi circolanti sono proddoti dalle forme attive dei linfociti B=Plasmacellule
Un anticorpo è una molecola proteica (immunoglubulina Ig) in grado di legarsi a una molecola
di forma complementare, definita come antigene. In base ad un meccanismo di ricombinazione
di alcuni di questi geni, ogni linfocita produce anticorpi di una forma particolare e che gli è
propria. I linfociti esercitano quindi un'azione specifica in quanto ciascuno riconosce soltanto
l'antigene di forma complementare. Anche se ciascun linfocita è talmente selettivo da
riconoscere una sola molecola, il numero di linfociti in circolo è talmente grande che essi
possono riconoscere praticamente tutte le sostanze presenti nell'organismo, sia proprie che
estranee. Si tratta di un centinaio di milioni di molecole diverse.
Nell’uomo esistono 5 classi (isotipo) di Ig:
IgG: forme circolanti responsabili della risposta secondaria
IgM pentameri di Ig responsabili della risposta primaria
IgE presenti sulla superficie di eosinofii, basofili e mastociti
IgA presenti nelle secrezioni ghiandolari
IgD presenti sulla superficie dei linfociti B
Durante la divisione cellulare, spesso avvengono dei riarrangiamenti nella
sequenza dei geni che codificano per l'anticorpo. In questo modo, l'anticorpo
delle nuova cellula assume una forma leggermente differente rispetto a quella
del "genitore mitotico". Se la nuova forma si adatta meglio all'antigene, questa
cellula verrà indotta a riprodursi di più. La nuova generazione di cloni è più
efficiente della precedente e a sua volta può originare una varietà ancora più
selettiva. Questo processo e quello di selezione clonale rendono
progressivamente più efficace la risposta immunitaria.
Infine, il sistema immunitario produce cellule memoria, linfociti che si
disattivano, ma che sono pronti a riattivarsi in occasione di incontri successivi
con lo stesso antigene.
Regione che lega l’antigene
Fab
Fc
Interazioni tra linfociti B e Th2 nella formazione degli anticorpi
Attività citotossica dei linfociti Tc mediata dai macrofagi e da Th1
Piastrine o trombociti
Sono prodotte per frammentazione citoplasmatica dai megacariociti.
Densità nel sangue: 200000-300000 /mm3. diametro di circa 2-3 µm,
Ricostruzione schematica
della struttura interna delle piastrine
Funzione
La principale funzione delle piastrine, o, è di fermare la perdita di sangue nelle
ferite (emostasi). A tale scopo, esse si aggregano e liberano fattori che
promuovono la coagulazione del sangue. Fra queste c'è la serotonina che riduce il
calibro dei vasi lesionati e rallenta il flusso ematico, la fibrina che intrappola
cellule e forma il coagulo.
piastrina
Lume capillare
eritrocita
Micrografia elettronica di un capillare
dove è visibile una piastrina
Formazione del coagulo
Prima fase: il collagene esposto in un vaso leso induce l’aggregazione piastrinica
Seconda fase: liberazione di fattori della coagulazione che portano alla formazione del coagulo
L’emostatsi è un processo complesso che implica l’attivazione a cascata di una serie di
enzimi, il cui ultimo target è l’attivazione del fibrinogeno in fibrina che forma una rete
fibrillare atta a fermare la fuoriuscita del sangue dai vasi lesi. I granuli alfa delle piastrine
contengono fibrinogeno, e numerosi fattori della coagulazione. I granuli delta contengono
fattori che facilitano l’aggregazione piastrinica e la vasocostrizione