Principi di tecnica microscopica.
Membrana cellulare; citoplasma; nucleo; cariocinesi, apoptosi.
Tessuti epiteliali, connettivi (propriamente detti, connettivi di sostegno, sangue, ematopoiesi) muscolari, nervoso;.
Fecondazione e prime tappe di sviluppo dell'uomo, annidamento; formazione dei tessuti e dello schema corporeo dell'embrione umano; derivati dei foglietti embrionali e del mesenchima; annessi embrionali.
Citologia e Istologia
Istologia Umana AAVV Ed. Idelson Gnocchi
Istologia di Monesi Ed. Piccin
Istologia di Rosati, Colombo, Maraldi Ed. Edi Ermes
Embriologia
Embriologia umana AAVV Ed. Idelson Gnocchi
Lo sviluppo prenatale dell’uomo di Moore, Persaud Ed. Edises
Embriologia Umana di Larsen Ed. Idelson Gnocchi
Obiettivi Formativi
Conoscenza e comprensione:
Concetti essenziali della morfologia della cellula eucariota, dei tessuti presenti nel corpo umano, delle cellule staminali e della loro attività Conoscere i processi morfogenetici elementari ed i meccanismi di induzione unidirezionale o reciproca
Capacita di applicare conoscenza e comprensione:
La capacità di applicare conoscenza e comprensione è sviluppata essenzialmente con gli strumenti didattici sperimentali, quali l’attività di tirocinio. Il raggiungimento dell'obiettivo nelle attività di tirocinio è verificato sulla base della apposita relazione e del giudizio del tutor.
Prerequisiti
Una buona conoscenza della chimica e della biologia.
Metodi Didattici
Lezioni frontali (incluse proiezioni di diapositive contenenti immagini di cellule e tessute al microscopio ottico ed al microscopio elettronico). e-Learning per accesso on-line a materiale didattico vario (immagini, schemi, disegni, brevi riassunti).
Modalità di verifica apprendimento
Esame di profitto orale
Programma del corso
CITOLOGIA La cellula eucariotica: dai protozoi ai metazoi. Forma e dimensioni delle cellule. I sincizi ed i plasmodi. Il rapporto nucleo citoplasma.
La membrana cellulare o plasmalemma. Composizione chimica. Il doppio strato. I fosfolipidi ed il colesterolo: funzioni e distribuzione nel doppio strato. Le proteine: distribuzione e il modello a mosaico fluido. Il glicocalice: composizione chimica e funzioni specifiche. Identificazione al microscopio ottico (MO) ed al microscopio elettronico a trasmissione (MET). Cenni sulle funzioni della membrana (trasporto passivo, trasporto facilitato, simporto ed antiporto, trasporto attivo). Endocitosi (mediata da recettori, fagocitosi, pinocitosi), esocitosi e riciclo della membrana. Modificazioni stabili della membrana: specializzazioni apicali (microvilli, stereociglia, ciglia vibratili), basali (infoldings) e laterali (giunzioni intercellulari di tipo meccanico e comunicante).
Il citoplasma. Citosol. Caratteristche chimico-fisiche del citosol o ialoplasma.
Organuli citoplasmatici:
1. Citoscheletro: i filamenti sottili, di actina o microfilamenti: nei tessuti non contrattili e nei tessuti contrattili. Identificazione al MO ed al MET. Composizione dei filamenti e proteine associate. Ruolo dei microfilamenti nella forma cellulare (specializzazioni della membrana e giunzioni intercellulari), nei movimenti intracellulari e in quelli cellulari. I filamenti intermedi: composizione chimica, struttura, distribuzione intracellulare e ruolo nel mantenimento della forma cellulare. Identificazione al MO ed al MET. Specificità tissutale e ontogenesi. I filamenti spessi, di miosina: nei tessuti contrattili. Identificazione al MO ed al MET. Composizione dei filamenti e proteine associate. Ruolo nella contrazione. I microtubuli: composizione, distribuzione intracellulare e centro di organizzazione dei microtubuli (COM). Proteine associate ai microtubuli. Identificazione al MO ed al MET. Funzioni dei microtubuli nel movimento delle diverse componenti intracellulari, dei cromosomi durante la divisione cellulare e nelle ciglia vibratili, e nel mantenimento della forma cellulare.
2. Ribosomi e reticolo endoplasmico granulare o rugoso (RER). Morfologia e distribuzione citoplasmatica. Visualizzazione al MO ed al MET. Cenni sulla composizione chimica dei ribosomi eucariotici, formazione delle due subunità e cenni sul processo di traduzione e sintesi delle proteine. Destino delle proteine e ruolo dei ribosomi liberi (poliribosomi) e del RER, Morfologia e distribuzione intracellulare del RER. Cenni sulle modificazioni post-traduzione delle proteine nel RER.
3. Reticolo endoplasmatico liscio (REL). Morfologia e distribuzione intracellulare. Visualizzazione al MO ed al MET. Specificità funzionali nei diversi tessuti e organi.
4. Apparato di Golgi. Localizzazione intracitoplasmatica e visualizzazione al MO ed al MET. Morfologia delle cisterne e delle vescicole; funzioni nelle modificazioni post-traduzione delle proteine, nella produzione di altre macromolecole; nella produzione dei lisosomi.
5. Lisosomi. Origine, forma e localizzazione intracitoplasmatica; lisosomi primari, secondari, corpi residui. Funzioni nel metabolismo della cellula.
6. Mitocondri. Forma, dimensioni, variazioni quantitative nei diversi tipi cellulari, e localizzazione intracitoplasmatica. Visualizzazione al MO ed al MET. Morfologia delle creste mitocondriali, contenuti della matrice mitocondriale. DNA ed eredità mitocondriale. Brevi cenni sui sistemi enzimatici responsabili della produzione di ATP. Ruolo nella produzione di fospolipidi di membrana, degli steroidi e come riserva di ioni bivalenti. Origine dei mitocondri.
7. Centriolo. Morfologia e localizzazione citoplasmatica. Il centrosoma. Ruolo nella formazione del fuso mitotico e delle ciglia vibratili. Il centriolo ed il COM.
Inclusi: materiale di secrezione, materiali di riserva, materiali residui, pigmenti. Cristalli.
Il nucleo
Forma, dimensioni, numero. Regola ed eccezioni. Il nucleo dei leucociti, il nucleo poliploide del megacariocita. Dai globuli rossi, cellule prive di nucleo, alle cellule binucleate (esempi di plasmodi) a quelle polinucleate (esempi di sincizi). Rapporto nucleo/citoplasma.
L'involucro nucleare: dai protocarioti agli eucarioti. Origine dell'involucro nucleare e sua struttura: la membrana nucleare esterna, la cisterna perinucleare, la membrana nucleare interna; la lamina nucleare, le lamine e il nucleoscheletro. Il poro nucleare: struttura e morfologia di un complesso sistema di comunicazione fra nucleo e citoplasma.
La cromatina. Aspetti al MO ed al MET. Istochimica: cromatina addensata, nucleo eterocromatico (cromatina costitutiva e facoltativa); cromatina dispersa, nucleo eucromatico.
Il nucleolo. Aspetto al MO ed al MET. Istochimica del nucleolo. Ultrastruttura: pars fibrillare, pars granulare. DNA organizzatore nucleolare. DNA associato al nucleolo. Origine e funzione del nucleolo. Il nucleolo in intercinesi e durante la mitosi.
Ciclo cellulare.
Origine ed organizzazione del fuso mitotico, ruolo del centriolo e dei microtubuli. Cariocinesi: profase, metafase, anafase A e B, movimento dei cromatidi, telofase e citodieresi, ruolo del citoscheletro.
Generalità sui cromosomi e cariotipo.
ISTOLOGIA Introduzione generale al concetto di tessuto. I vari tipi di tessuti: similarità e differenze.
Tessuto epiteliale.
Caratteristiche generali degli epiteli; innervazione, vascolarizzazione e apporto nutritivo, Gli spazi intercellulari e i liquidi interstiziali. Interazioni specializzate e non fra le cellule epiteliali. Rigenerazione degli epiteli e pool di cellule staminali. Organizzazione delle cellule epiteliali in lamine, in strutture tridimensionali dotate di un lume centrale o prive di un lume.
1. Le lamine epiteliali (epiteli di rivestimento) rivestono cavità in comunicazione con l'esterno e la superficie corporea. Criteri classificativi degli epiteli di rivestimento:
a) forma delle cellule epiteliali;
b) numero degli strati di cellule;
c) epitelio pavimentoso semplice e composto, epitelio cubico semplice, epitelio cilindrico semplice, a più file di nuclei e composto. Differenziazioni degli epiteli cilindrici (cuticola striata, ciglia vibratili, infoldings). Epitelio di transizione. I fenomeni secretori negli epiteli di rivestimento: cellule caliciformi, superfici secernenti.
2. Cellule epiteliali organizzate in strutture tridimensionali (epiteli ghiandolari) che acquisiscono proprietà secernenti:
A. Epitelio ghiandolare esocrino: il secreto è emesso sulla superficie corporea o in cavità comunicanti con l'esterno attraverso dei dotti. Le ghiandole esocrine possono essere classificate in base:
• a) alla forma degli unità secernenti (adenomeri): le cellule, il lume,
• b) alla complessità del sistema duttale,
• c) alla qualità del secreto e le caratteristiche citologiche,
• d) alle modalità di secrezione: olocrina, apocrifa, merocrina,
• e) secreti complessi. Le cellule mioepiteliali.
B) Epitelio ghiandolare endocrino: il secreto è riversato negli spazi interstiziali per agire localmente o entrare nel circolo sanguigno. Le ghiandole endocrine si distinguono in:
• a) cordonali,
• b) follicolari,
• c) interstiziali,
• d) sistema endocrino diffuso.
Aspetti citochimici ed ultrastrutturali delle cellule endocrine. Il processo secretorio nelle ghiandole endocrine con particolare riguardo a quello della ghiandola tiroide.
Tessuto connettivo
Caratteristiche generali dei tessuti connettivi; innervazione, vascolarizzazione, funzione trofica, protettiva e di sostegno. Tutti i connettivi sono formati da cellule (autoctone e migrate) e da sostanza intercellulare costituita da una parte strutturata (fibrille, fibre, fasci) e una parte amorfa o anista (macromolecole, acqua, elettroliti, metaboliti, sostanze inorganiche. Criteri generali di classificazione:
• 1. Tessuti connettivi propriamente detti distinti in forme lasse (connettivo fibrillare lasso, tessuto reticolare, tessuto adiposo, tessuto mucoso) e forme dense (tessuto connettivo fibroso denso a fasci di fibre paralleli, intrecciati, incrociati, tessuto elastico).
• 2. Tessuti connettivi di sostegno sono distinti in tessuti cartilaginei (cartilagine ialina, elastica e fibrosa) e tessuto osseo (di tipo fibroso e lamellare,e quest'ultimo semplice o osteonico).
Dalla cellula mesenchimale alle cellule che producono le componenti intercellulari dei diversi tipi di connettivi: fibroblasti/fibrociti, condroblasti/condrociti, osteoblasti/osteociti. Similitudini e differenze dei vari tipi di sostanza intercellulare. Le cellule mesenchimali stromali nell'adulto e loro potenzialità rigenerative dei tessuti connettivi.Altri tipi di cellule presenti nei connettivi. Le fibre di collagene: collagene di tipo 1, tipo 2, tipo 3, tipo 4. La membrana basale e la lamina basale: proprietà istochimiche e ruolo fisiologico. La membrana basale e l'invasività tumorale. Le principali macromolecole della sostanza anista: glicoproteine e proteoglicani. Proprietà istochimiche. I processi di ossificazione: dal mesenchima al tessuto osseo (ossificazione diretta o membranosa), dal modello cartilagineo all'osso maturo (ossificazione condrale: pericondrale, endocondrale), il modello cartilagineo come induttore di una ossificazione diretta (ossificazione mantellare). Il rimodellamento e rimaneggiamento dell'osso. L'osteone: un esempio perfetto del rapporto fra struttura e funzione.
• Sangue ed ematopoiesi
Generalità sulla composizione del sangue: parte liquida e parte corpuscolata (eritrociti, granulociti, monociti, linfociti e piastrine). Il midollo osseo: dai progenitori alle cellule mature circolanti: eritropoiesi, granulocitopoiesi, linfocitopoiesi. Piastrinogenesi. Il midollo osseo come riserva di cellule staminali adulte multipotenti.
Tessuto muscolare
Classificazione funzionale, classificazione istologica. Il tessuto muscolare striato scheletrico e miocardico, organizzazione dell'apparato contrattile. Similitudini e differenze. Potenzialità rigenerative dei due tipi di tessuti. Le cellule satelliti e cellule staminali miocardiche. Il tessuto muscolare liscio: caratteristiche generali delle cellule, organizzazione dell'apparato contrattile. Potenzialità rigenerative delle cellule muscolari lisce.
Tessuto nervoso
Tipi cellulari nel sistema nervoso centrale (SNC) e in quello periferico (SNP). Il neurone. Il corpo o soma o pericario o pirenoforo: colorabilità, organizzazione degli organuli cellulari, il nucleo. I prolungamenti (neurite o assone e dendriti): principali differenze morfologiche fra neurite e dendriti. La sinapsi: morfologia e tipi di sinapsi. Le cellule di glia. La glia del SNC. Astrociti: morfologia, localizzazione e principali funzioni. Gli oligodendrociti: morfologia, localizzazione e funzione. La microglia: origine, morfologia e funzione. L'ependima e i plessi corioidei. La glia del SNP. Le cellule satelliti: localizzazione, morfologia e funzione. Le cellule di Schwann: localizzazione, morfologia e funzione. Fibre nervose mieliniche ed amieliniche. Struttura dei nervi periferici. Espansioni nervose periferiche efferenti ed afferenti (nel tessuto epiteliale, nel tessuto connettivo e nel tessuto muscolare). Le cellule di teloglia.
EMBRIOLOGIA
• 1. Dal gonocita primordiale ai gameti maturi maschile e femminile. Spermiogenesi, spermiazione, spermatogenesi. Il ciclo ovario e quello uterino.
• 2. Generalità sulla fecondazione in vivo: ruolo dello spermatozoo, ruolo dell'oocita. La prima settimana di sviluppo embrionale: lo zigote e la sua segmentazione in blastomeri, la morula, la blastocisti, annidamento della blastocisti. Reazione deciduale.
• 3. I processi morfogenetici elementari. L'induzione embrionale.
• 4. Evoluzione del trofoblasto: citotrofoblasto, sinciziotrofoblasto, mesoderma extraembrionale; formazione del corion e cavità coriale. Dalle lacune sinciziotrofoblastiche ai villi coriali maturi.
• 5. Il sacco vitellino: formazione ed evoluzione; allantoide: origine e significato; amnios e ruolo nel ripiegamento embrionale. La formazione dei vasi extraembrionali ed embrionali, l’ematopoiesi embrionale e fetale.
• 6. Evoluzione dell'area embrionale: formazione dell'epiblasto/ectoderma e dell'ipoblasto/entoderma; la linea primitiva, significato ed evoluzione. La gastrulazione con formazione del mesoderma intraembrionale. Formazione e destino della corda dorsale.
• 7. Generalità sui derivati dai foglietti embrionali. Alcuni esempi i di sviluppo di organi saranno fatti in relazione ai processi morfogenetici elementari.
• A) Neuroectoderma: generalità sulla formazione del sistema nervoso centrale.
• Particolare attenzione sarà concentrata sulla formazione e sulla evoluzione delle ellule delle creste neurali per la complessità e varietà di tessuti da esse derivati.
• Ruolo delle cellule delle creste neurali nella morfogenesi di altre strutture: cellule gangliari e sclerotomo.
• Cellule gangliari e formazione della ghiandola surrenale.
• Cellule delle creste e endoderma: formazione della tiroide.
• Neuroectoderma e ectoderma: formazione dell’ipofisi. Come esempio di derivazione multipla saranno studiate alcune ghiandole endocrine lo sviluppo della ipofisi.
• B) Mesoderma. I somiti e l’età embrionale. Lo sclerotomo come esempio di una complessa interazione fra foglietti (vedi sopra).
• Interazioni cellulari e tissutali a livello della regione dorsale toracolombare dell’embrione: il mesonefro e il dotto mesonefrico, le creste sessuali, le gonadi e il dotto paramesonefrico.
• C) Il mesenchima come tessuto a ponte fra tutti i foglietti embrionali.