DIFFERENZIAMENTO CELLULARE DERIVAZIONE EMBRIONALE ISTOLOGIAIL DIFFERENZIAMENTO CELLULARE Per differenziamento cellulare si intende il passaggio graduale da una condizione generale ad una particolare; ad un periodo solamente moltiplicativo (cellule identiche) segue un processo diversificato che si conclude con la formazione di tessuti ed organi. Tutte le cellule inizialmente manifestano le stesse caratteristiche, poi differenziandosi, si adattano ad una determinata funzione e perdono la capacit di compiere le altre. Il differenziamento non uguale per tutte le cellule, accanto a cellule nelle quali tale processo irreversibile, si affiancano cellule che conservano una notevole potenzialit e plasticit funzionale. Dove avviene il differenziamento cellulare? Nei geni, dove sono racchiuse le informazioni necessarie che caratterizzeranno la cellula embrionale. Lespressione di alcuni geni e la repressione di altri rappresentano i processi molecolari che determinano le attivit della cellula. Una volta differenziate le cellule possono interrompere il loro ritmo mitotico. In relazione a ci si classificano: 1. STATICHE sono cellule perenni costituite da popolazioni omogenee nelle quali non si osserva alcun processo di mitosi. Una delle caratteristiche il costante aumento di volume che accompagna laccrescimento somatico. 2. STABILI o popolazioni cellulari in espansione in esse si osservano mitosi sparse, pi frequenti durante la fase giovanile. Queste cellule possono, in particolari condizioni quali spinte ormonali, presentare un aumento dellindice mitotico. 3. LABILI o popolazioni cellulari soggette a rinnovo. In esse le mitosi sono molto frequenti ed hanno il significato di rinnovare elementi che vanno via via perduti. Periodo di senescenza Segue il differenziamento cellulare e che precede la morte cellulare. La cellula invecchiando subisce una serie di trasformazioni morfologiche e fisicochimiche a carico dei componenti citoplasmatici e nucleari come: 1. 2. 3. 4. Cause FATTORI ENDOGENI modificazioni e alterazioni irreversibili del citoplasma (pH modificazioni della permeabilit della membrana) FATTORI ESOGENI modificazioni dellambiente esterno (crolli ormonali) 1 Accumulo dei pigmenti Presenza di goccioline lipidiche nel citoplasma Diminuita efficienza di enzimi lipolitici A carico del DNA si verificherebbe una maggiore stabilit del legame con le proteine istoniche e diminuirebbe lattivit di trascrizione da parte del mRNA

FATTORI GENETICI nei geni sarebbe indicato il limite potenziale della vita cellulare (?) EMBRIOLOGIA Per arrivare al differenziamento cellulare due sono i processi coinvolti: SEGMENTAZIONE processo che porta lo zigote dalla condizione unicellulare a quella pluricellulare. Ci possibile attraverso una serie di divisioni mitotiche in alcuni casi sincrone (anfibi) in altre asincrone (mammiferi placentati) che portano alla formazione della blastula. Il processo di segmentazione continua fino a quando i blastomeri hanno raggiunto le caratteristiche tipiche delle specie. Alla fine della segmentazione in alcune specie si ha una suddivisione fitta chiamata morula. Successivamente allinterno della morula si forma una cavit di segmentazione in cui si raccoglie il liquido dei blastomeri (blastoderma).

Immagini della blastocele

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GASTRULAZIONE Insieme di movimenti che determina lo spostamento di gruppi di alcune cellule nelle sedi definitive con conseguente formazione dei foglietti embrionali: 1. ECTOBLASTO o ectoderma 2. ENDOBLASTO o endoderma 3. MESOBLASTO o mesoderma La gastrulazione avviene attraverso vari tipi di movimenti: INVAGINAZIONE RICOPRIMENTO DELAMINAZIONE MIGRAZIONE

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Lembrione formato dai 3 foglietti embrionali: 1. ECTODERMA 2. CORDO-MESODERMA 3. ENDODERMA

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DERIVAZIONE EMBRIONALE ECTOBLASTO 1. SISTEMA TEGUMENTALE 2. SISTEMA NERVOSO 3. ORGANI DI SENSO 4. ESOSCHELETRO MESOBLASTO 1. SISTEMA GENITALE 2. SISTEMA MUSCOLARE 3. CUORE ENDOBLASTO 1. SISTEMA DIGERENTE MESENCHIMA: 4 foglietto embrionale, si forma pi tardi a partire da porzioni di tutti gli altri foglietti embrionali. 1. SISTEMA CIRCOLATORIO 2. ENDO-DERMASCHELETRO

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ISTOLOGIA TESSUTO: complesso di cellule differenziate per svolgere una funzione specializzata. La morfologia delle cellule in funzione dellattivit cellulare. Classificazione: TESSUTO EPITELIALE TESSUTO CONNETTIVO TESSUTO MUSCOLARE TESSUTO NERVOSO

TESSUTO EPITELIALE la prima forma di tessuto che si presenta in un embrione ed anche la pi semplice. E caratterizzata da cellule di tipo regolare a stretto contatto tra di loro. RIVESTIMENTO: composto da cellule di forma regolare strettamente collegate tra di loro. Si possono disporre su uno o pi piani. Rivestono sia superfici esterne che cavit comunicanti con lesterno. Ogni epitelio appoggia su una membrana basale cos costituita: 1. LAMINA BASALE che a stretto contatto con le cellule epiteliali (mucoproteine) 2. FASCI DI FIBRE DI COLLAGENE incluse in una sostanza proteico-polisaccaridica Le cellule epiteliali sono differenziate, con elevata capacit di divisione e moltiplicazione. Hanno forma variabile, da cubica a poliedrica, a piatta. Possono essere epiteli monostratificati o pluristratificati, inoltre sulla membrana pu essere presente un orletto striato, formato da microvilli cilindrici, o ciglia vibratili. Tessuto epiteliale pseudostratificato con ciglia

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Tessuto epiteliale pluristratificato

EPITELIO GHIANDOLARE Tessuto le cui cellule hanno la capacit di secernere un secreto che pu essere versato: 1. Direttamente allesterno o in cavit comunicanti con lesterno GHIANDOLE ESOCRINE 2. Nei vasi sanguigni GHIANDOLE ENDOCRINE 8

In relazione al secreto si possono distinguere: 1. Contenuto proteico 2. Polisaccaridico 3. Proteico-polisaccaridico Secondo la struttura della ghiandola si distinguono: 1. TUBULARE 2. ALVEOLARE 3. ACINOSA 4. RETICOLARE

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Tessuto ghiandolare

TESSUTO CONNETIVO Tessuto che deriva dal mesoderma. Formato da cellule che non sono a contatto tra di loro ma immerse in una sostanza intercellulare che pu essere fibrosa o amorfa. FUNZIONI (variano in relazione al tipo di tessuto): 1. Connessione tra le varie parti ed i vari tessuti 2. Difesa 3. Trofica (sangue,linfa) 4. Meccanica, di sostegno (tess.cartilagineo,osseo) CLASSIFICAZIONE CONNETTIVI PROPRI: Sono tessuti molto vascolarizzati, le cellule sono immerse in una sostanza amorfa. SOSTANZA FONDAMENTALE AMORFA omogenea e trasparente, la composizione chimica data da proteine, lipidi, polisaccaridi. (mucopolisaccaridi acidi > acido ialuronico) questi gruppi acidi sono importanti perch, legandosi con le molecole di acqua, ne influenzano la viscosit e lo stato di idratazione del tessuto. Attraverso la sostanza fondamentale si muovono le cellule e le sostanze nutritive. CELLULE CONNETTIVALI 10

Possono essere fisse: 1. FIBROBLASTI 2. CELLULE ADIPOSE Possono essere migranti: 1. MACROFAGI 2. LINFOCITI, MONOCITI 3. PLASMACELLULE 4. CELLULE EOSINOFILE FIBRE COLLAGENE conferisce resistenza ed elasticit. Al microscopio ottico presentano tipiche striature longitudinali, formate a loro volta da molecole di tropocollagene. FIBRE ELASTICHE poco visibili al microsopio. Sono costituite essenzialmente da elastina, facilmente allungabili, perdono lelasticit con linvecchiamento cellulare. FIBRE RETICOLARI simili alle fibre collagene formano sottili reti che circondano le cellule

Tessuto connettivo fibroso

Tessuto connettivo lasso

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Tessuto connettivo adiposo

TESSUTO CONNETTIVO DI SOSTEGNO TESSUTO CARTILAGINEO formato da: 1. Condrociti 2. Sostanza amorfa 3. Fibre extra-cellulari TESSUTO OSSEO formato da: 1. Componente cellulare: Osteociti Osteoclasti Osteoblasti 1. Componente extracellulare: osseina matrice organica fosfato e carbonato di calcio matrice inorganica

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Tessuto cartilagineo

Tessuto osseo

TESSUTI CONNETTIVI CIRCOLATORI SANGUE: tessuto connettivo modificato formato da: 1. Sostanza intercellulare PLASMA 2. Cellule: ERITROCITI LEUCOCITI - PIASTRINE LINFA 1. Sostanza intercellulare simile al PLASMA 2. Cellule: MONOCITI PLASMACELLULE LINFOCITI T

Il sangue 13

IL TESSUTO MUSCOLARE Le cellule del tessuto muscolare sono caratterizzate da unattivit specifica: la contrazione ed il rilasciamento. Tale funzione possibile grazie ad una struttura particolarmente differenziata: 1. Tessuto muscolare liscio 2. Tessuto muscolare striato 3. Tessuto muscolare striato cardiaco

Tessuto muscolare liscio

Tessuto muscolare striato 14

TESSUTO MUSCOLARE LISCIO Le cellule di questo tessuto sono allungate, fibrocellule, affusolate allestremit, di dimensioni molto variabili. Sono circondate da una membrana citoplasmatica,il sarcolemma; possiedono un solo nucleo, allungato ed appiattito, nel sarcoplasma (citoplasma) sono evidenti mitocondri e miofibrille, ci le strutture contrattili della cellula. TESSUTO MUSCOLARE STRIATO E costituito da fibrocellule muscolatura liscia. allungate,con dimensioni superiori a quelle della

La fibra muscolare striata avvolta da una membrana, il sarcolemma, la cui superficie interna negativa, mentre la superficie esterna positiva. La membrana si depolarizza tutte le volte che viene raggiunta da un impulso nervoso che d il via alla contrazione. Alla periferia sono posti i nuclei, dovuti a mitosi incomplete che avvengono a livello dei mioblasti. Nel sarcoplasma sono presenti tre tipi di strutture: 1. Le miofibrille elementi contrattili che occupano tutta la parte centrale del citoplasma. Esse presentano delle striature trasversali osservabili al microscopio Al microscopio elettronico si evidenziano zone pi scure alternate a zone pi chiare in modo organico, formano il sarcomero. Il sarcomero formato da: 1. Linea Z 2. Miofilamenti di actina e miosina Durante la contrazione muscolare si ha uno scorrimento della molecola di actina su quella di miosina e questo avviene grazie alla presenza di ioni Ca++

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Il sarcomero

TESSUTO MUSCOLARE CARDIACO La contrazione del cuore deve essere pi rapida di quella della muscolatura liscia e pi lenta e tonica di quella scheletrica. Per questo le cellule muscolari cardiache hanno forma cilindrica, presentano una striatura trasversale simile alla muscolatura striata. Le fibrocellule muscolari si riuniscono in fasci progressivamente pi grandi e con struttura pi complessa. Intorno ad ogni cellula muscolare c una guaina connettivale, lendomisio ed intorno ai fasci pi grandi c un rivestimento connettivale chiamato perimisio interno. Ogni muscolo poi rivestito esternamente da un perimisio esterno.

TESSUTO NERVOSO Lunit morfologica e funzionale del tessuto nervoso la cellula nervosa o neurone. Ogni neurone costituito da un corpo cellulare contenente citoplasma e nucleo, da prolungamenti del citoplasma di varia forma e dimensione, i dendriti, e da un prolungamento lassone o neurite o cilindrasse. Il corpo cellulare, i dendriti, il neurite sono rivestiti della membrana plasmatica. Lassone rivestito dalla membrana plasmatica, in alcuni casi questa rivestita da una o pi guaine: la guaina mielinica e quella di Schwan.

Tessuto nervoso

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